JP2007036284A - 半導体装置素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、多数個の工程チャンバーを多層に直列配置してウェハの移送速度を向上させる等の効果を奏する半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムを用いる半導体素子の製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】カセットステージから移送通路に沿ってロードロックチャンバーにウェハを移送し、ロードロックチャンバー内に真空圧を形成し、ロードロックチャンバーから複数個の工程チャンバーのうちの第1工程チャンバーにウェハを移送し、第1工程チャンバー内で真空下にウェハに対する第1加工を行い、第1工程チャンバーからロードロックチャンバーにウェハを移送し、ロードロックチャンバー内に大気圧を形成し、ロードロックチャンバーから移送通路に沿ってカセットステージにウェハを移送する。
【選択図】図5
【解決手段】カセットステージから移送通路に沿ってロードロックチャンバーにウェハを移送し、ロードロックチャンバー内に真空圧を形成し、ロードロックチャンバーから複数個の工程チャンバーのうちの第1工程チャンバーにウェハを移送し、第1工程チャンバー内で真空下にウェハに対する第1加工を行い、第1工程チャンバーからロードロックチャンバーにウェハを移送し、ロードロックチャンバー内に大気圧を形成し、ロードロックチャンバーから移送通路に沿ってカセットステージにウェハを移送する。
【選択図】図5
Description
本発明は半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムを用いた半導体装置素子の製造方法に関する。
一般に、半導体エッチング工程では、工程の効率及び空間設置効率を向上させるため、多数個のチャンバーでいくつかの種類のウェハ加工作業が同時に進行されることが可能であるマルチチャンバーシステムが採択されている。
特に、プラズマを利用した乾式エッチング工程で使用するマルチチャンバーシステムは、プラズマ生成のために高真空環境が要求される多数個の工程チャンバーを備え、低真空状態の中央チャンバー内で多数個の真空チャンバーにウェハをローディング及びアンローディングするチャンバー内移送装置を備える集中型マルチチャンバーシステムである。
従来の一般的な半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムを図1に示す。
図1に示すように、従来の半導体素子製造用エッチング設備の集中型マルチチャンバーシステムは、中央に6角柱型の中央チャンバー16が設置され、中央チャンバー16の側面にそれぞれ工程が行われる4つの工程チャンバー15が連結される構成である。中央チャンバー16とそれぞれの工程チャンバー15の間には、ぞれぞれウェハの選択的な出入が自由である図示しない多数個のゲートが設置される。そのゲートを通じ中央チャンバー16に設置されたチャンバー内移送装置14がウェハを選択的にそれぞれの工程チャンバー15にローディング及びアンローディングすることが可能である。
図1に示すように、従来の半導体素子製造用エッチング設備の集中型マルチチャンバーシステムは、中央に6角柱型の中央チャンバー16が設置され、中央チャンバー16の側面にそれぞれ工程が行われる4つの工程チャンバー15が連結される構成である。中央チャンバー16とそれぞれの工程チャンバー15の間には、ぞれぞれウェハの選択的な出入が自由である図示しない多数個のゲートが設置される。そのゲートを通じ中央チャンバー16に設置されたチャンバー内移送装置14がウェハを選択的にそれぞれの工程チャンバー15にローディング及びアンローディングすることが可能である。
中央チャンバー16は、連結された工程チャンバー15の個数によって四角形、五角形、七角形等の形態が可能で、図1では最も一般的な六角形構造の中央チャンバーを示した。
また、それぞれの工程チャンバー15と中央チャンバー16は図示しない真空圧形成装置を備える。従って、チャンバー内移送装置14は、真空の環境下でウェハを工程チャンバー15に移送する。
また、このようなマルチチャンバーシステムの中央チャンバー16には、中央チャンバー16にカセット11内のウェハを移送することができるようにウェハの環境を大気圧で低真空状態に転換し、ウェハの中間待機場所としてローディング前、またはアンローディング後のウェハが積載されるロードロックチャンバー13が設置される。通常このようなロードロックチャンバー13は、加工前のウェハが積載される入力側のロードロックチャンバー及び加工を終えた後のウェハが積載される出力側ロードロックチャンバーによって構成される。
また、このような2つのロードロックチャンバー13には、大気中でカセット単位のウェハ運搬が容易であるようにカセット11が安着されるカセットステージ12が連結されて設置される。
従って、従来の半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムは、カセットステージ12にカセット11が安着されると、ロードロックチャンバー13の内部に設置された自動移送装置または作業者等がウェハを積載したカセット11をロードロックチャンバー13に供給し、ロードロックチャンバー13は密閉された後低真空状態になる。ロードロックチャンバー13が所定水準の真空状態に到達すると、ロードロックチャンバー13のゲートが開放され、中央チャンバー16のチャンバー内の移送装置14が低真空状態でウェハを個別または一定な個数単位に図示しない移送アームに安着させた後、特定角度に水平回転しながら特定角度線上に位置した特定工程チャンバーに先進して移送する。
工程チャンバー15内にウェハが移送されると、工程チャンバー15のゲートが密閉された後に工程が遂行され、工程を終えたウェハは、再びチャンバー内移送装置14によって逆方向に移送されてロードロックチャンバー13内のカセットに再積載される。
ここで、特定チャンバーで工程が進行される途中に、チャンバー内移送装置14は連続して他の工程チャンバー15にウェハをローディング及びアンローディングすることが可能である。従って、多数個の工程チャンバーで同時に多数個のウェハを加工することが可能である。
しかし、このような従来の集中型マルチチャンバーシステムは、前述したように六角形型の中央チャンバーを構成することにおいて(基本的に4つの工程チャンバーと2つのロードロックチャンバーで構成される場合)、六角形型の中央チャンバーが占める面積のため、設備全体の面積は勿論、製造ライン内の設備配置において重視される設備幅"w"が必要以上に増大し、中央チャンバーを真空状態に維持するのに必要な真空設備の規模が増大し設備費用及び設置費用が増加する。
また、このような中央チャンバーの面積は、設置される工程チャンバーの個数の増加に伴って増加するものである。例えば、設置される同一の大きさの工程チャンバーを4つから6つに増加させようとすると、中央チャンバーを正八角形型に構成しなければならない。この場合中央チャンバーの面積増加はさらに増大される。
従って、必要な工程チャンバーの個数が増加すると、前述のような集中型マルチチャンバーシステムをさらに一つ追加して設置するようになる。
従って、必要な工程チャンバーの個数が増加すると、前述のような集中型マルチチャンバーシステムをさらに一つ追加して設置するようになる。
しかし、集中型マルチチャンバーシステムを購入する購入費が増加し、また設置費が過重に所要され、必要以上に設備の面積が広くなるので設備の設置面積が増加し、高価な維持費が所要される清浄室を広く占有し、工程チャンバーやロードロックチャンバーに付設される各種の工程ガス及び真空関連装置が重複するなどの問題があった。
従って、マルチチャンバーシステムの工程チャンバの個数を増やす方法が多角度から考えられた。
従って、マルチチャンバーシステムの工程チャンバの個数を増やす方法が多角度から考えられた。
このような集中型マルチチャンバーシステムにおいて工程チャンバーの個数を増加に伴う設置面積の増加を抑制する方法の一つは、図2に示すようにそれぞれ3個の工程チャンバー15と連結された2つの中央チャンバー16を互いに連結し、2つの中央チャンバーを互いに連結するための連結ロードロックチャンバー13を間に設置し、従来の集中型マルチチャンバーシステム10を互いに連結して結合させるものである。
しかし、この方法においても、7個の工程チャンバー15を設置する場合、集中型マルチチャンバーシステム10を一つさらに購入して設置することに比べ、高価の維持費が所要される清浄室内の占有面積を効果的に削減し、工程チャンバーやロードロックチャンバーに付設される各種の工程ガス及び真空関連装置が重複する等の問題点を克服することができなかった。
また、図3に示すように構造的にカセットステージが設備の前方に配置される従来の集中型マルチチャンバーシステム10が、半導体製造ライン内に他工程設備20と一緒に設置されると、集中型マルチチャンバーシステムを始めとした他工程設備20のカセットステージが全て前方に向くようになるので設備から設備にカセットを運搬する自動カセット運搬車または作業者等が必要になり、附随的なカセット運搬装置を備えなければならないという問題点があった。
また、前述の集中型マルチチャンバーシステムは、チャンバー内の移送装置が真空の環境下でウェハを移送するためウェハを真空吸着することができない。このため移送アームがウェハを単純に重力支持する構成であり、移動時ウェハの慣性によってウェハが離脱しないようにウェハの移送速度を非常に低速にしなければならないという問題点があった。
本発明は、上述の問題点を解決するために創作されたものであり、多数個の工程チャンバーを多層に直列配置して、設備の面積及び設備の幅を画期的に縮小し、不必要な真空面積を縮小することで装置費及び設置費を最小化させ、他工程設備との連結及び空間活用が容易で、ウェハの移送速度を向上させる半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムを用いる半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に記載の半導体素子の製造方法によると、移送通路に面したカセットステージに安着されたカセットにウェハを積載する段階と、前記カセットステージから前記移送通路に沿って、前記移送通路の側面に配置されたロードロックチャンバーに前記ウェハを移送する段階と、前記ロードロックチャンバー内に真空圧を形成する段階と、前記ロードロックチャンバーから、前記移送通路の側面に並んで配列された複数個の工程チャンバーのうちの前記ロードロックチャンバーの一側面に連結され第1工程チャンバーに前記ウェハを移送する段階と、前記第1工程チャンバー内で真空下に前記ウェハに対する第1加工を行う段階と、前記第1工程チャンバーから前記ロードロックチャンバーに前記ウェハを移送する段階と、前記ロードロックチャンバー内に大気圧を形成する段階と、前記ロードロックチャンバーから前記移送通路に沿って前記カセットステージに前記ウェハを移送する段階と、を含むことを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を、添付した図面に基づき詳細に説明する。
(第1実施例)
本発明の第1実施例による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムを図4に示す。
(第1実施例)
本発明の第1実施例による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムを図4に示す。
まず、図4を参照して説明すると、本発明の第1実施例による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムは、前方にウェハを積載したカセット41が安着されるカセットステージ42と、ウェハの移送に必要な空間である長方形移送通路の両側面に並んで多層に配列されウェハの加工が行われる8つの工程チャンバー45と、前記移送通路に設置され、前記カセットステージ42に積載されたウェハを前記8つの工程チャンバー45にそれぞれローディング及びアンローディングさせることが可能なウェハ移送装置52とを備える。
カセットステージ42は、前記カセットが昇下降することができるようにカセットエレベーターが設置され得るし、カセット間の位置を交代することができるように左右に水平移動され得る。
前記工程チャンバー45は、単層構造も可能であるが、空間の効率性を考慮して図5に図示されたように2層をなし、各層にはそれぞれ4つの工程チャンバー45が直列で並んで配列される構成である。
マルチチャンバーシステム40が単層になる構成である場合、図1の従来の集中型マルチチャンバーシステム10と比べると、従来のような規格の4つの工程チャンバー45と2つのロードロック43を設置するとき、図4でのように、本発明のマルチチャンバーシステム40の設備幅"W"は2つの工程チャンバー45の幅と1つの移送通路の幅を合わせたものと同じである。必要以上に肥大化した従来の中央チャンバーの幅をウェハ1枚の幅を超える最小の幅に製作することができる移送通路の幅に代置することができる。このため、設備の幅"W"を最小化するようになることは勿論であり、このような設備の幅Wの縮小は設備の長さにも適用することができ、従来の中央チャンバーの長さをロードロックチャンバー43の長さに代置することができ、その中でロードロックチャンバー43の形態も1辺の長さがウェハ1枚の直径を超える範囲で薄い正四角柱型に最小化して全体設備の幅及び長さを最小化することができるようになる。
従って、設備の幅"W"と設備の長さを積算した設備面積は、本発明の単層構造であるマルチチャンバーシステムの場合、従来と比べ大幅に縮小され、さらに複層構造が可能な本発明の多層構造のマルチチャンバーは、設備をさらにコンパクトに構成することができるものである。
また、ロードロックチャンバー43の空間を最小化することによって真空設備等付設装置の容量を減らすようになり装置費及び設置費を最小化することができる。
また、前記移送通路には、前記ウェハ移送装置52が真空圧を利用して把持することでウェハを高速移動させることが可能であるように別途の真空圧形成装置を設置する必要がない構成である。
このように前記ウェハ移送装置52が設置される移送通路は、従来の中央チャンバーのように真空環境が形成されたものではない、即ち大気圧又は大気圧以下の任意の圧力状態(但し、真空圧状態を除く)を含む非真空圧下であるので、前記工程チャンバーの多層構造が可能で、中央チャンバー内で移送アームがウェハを単純に重力支持して移動時、ウェハの慣性によってウェハが離脱しないように低速で移動させる従来の場合より高速なウェハの移送が可能である。
一方、ベースオーブン(Base Oven)工程、アシング(Ashig)工程等エッチング工程の前後工程で比較的低真空状態が要求される前記工程チャンバーの場合、ウェハの出入が可能で、選択的に開閉されるように前記移送通路方向にゲート(図示しない)が形成されることが可能である。
しかし、一般的に乾式エッチング工程が遂行される前記工程チャンバー45は、内部の真空圧を形成するための真空圧形成装置が設置されるので、プラズマを形成するために内部に高真空環境を形成することが可能な高真空用工程チャンバーを設置する場合が多い。
従って、大気圧環境に工程チャンバーの内部が直接露出されて再び高真空状態に真空圧が形成されるのにかかる時間及びエネルギーの浪費を最小化するために前記工程チャンバー45の一側面にウェハの待機場所として低真空が形成されるロードロックチャンバー43を連結し、ロードロックチャンバー43の一面に移送通路方向にゲート46、49を形成する。
即ち、このような前記ロードロックチャンバー43は、内部に前記ウェハ移送装置52からウェハを引受け、これを前記工程チャンバーに移送するようにウェハが安着される図6の移送アーム54及び前記移送アーム54を移動させるチャンバー内移送装置44が設置され、移送通路側の一面にウェハの出入が可能で、選択的な開閉が可能な図4のゲート46、49が形成され、それぞれ2つの工程チャンバー側の一面にウェハの出入が可能で、選択的な開閉が可能なゲート47、48、50、51が形成される構成である。
前記ロードロックチャンバー43の移送アーム及びチャンバー内移送装置44は、2つの工程チャンバーにそれぞれ1枚ずつのウェハを同時に個別移送することができるように前記ロードロックチャンバー内に2つが設置され得る。
また、前記ロードロックチャンバー43には、前記高真空環境の工程チャンバー45の間に設置されたゲート47、48、50、51が開いてウェハが移送される時、前記工程チャンバー内部の急激な真空圧相殺形状が起こらないように前記ロードロックチャンバー43内部の低真空圧を形成するための真空圧形成装置(図示しない)が設置される。
このような真空圧形成装置は、多様な形態が可能で、真空ポンプを利用する一般的な真空圧形成装置として、当業者にとって実施が容易なものなので詳しい説明は省略する。
また、前記工程チャンバー45は、図4及び図5に図示されるように、2つの工程チャンバー45がロードロックチャンバー43の前後に位置して1つのロードロックチャンバー43を共有する構成であるが、3つまたは多数個の工程チャンバーが1つのロードロックチャンバーを供給するようにする構成も可能である。
また、前記工程チャンバーは、工程チャンバーで加工を終えたウェハが次の工程が行われる工程チャンバーに直接移送することができるようにゲートを通じて工程チャンバーと工程チャンバーがお互い連結される形態として、工程チャンバーと工程チャンバーの間のウェハ移送が可能な形態に製作されることも可能である。
一方、前記移送通路に設置される本発明の前記ウェハ移送装置52は、ウェハを選択的に把持する図6の移送アーム53と、前記移送アーム53を移動させることで前記工程チャンバーにウェハをローディング及びアンローディングさせることが可能な移送ロボット(図示しない)と、前記移送ロボットを水平移動させる水平移動駆動部(図示しない)と、前記移送ロボットを昇下降させる昇下降駆動部(図示しない)及び前記移送ロボット、昇下降駆動部及び水平移動駆動部に制御信号を与えてこれらを制御する制御部(図示しない)を備える。
前記移送アーム53は、ウェハを選択的に真空吸着することが可能であるように真空ライン(図示しない)が設置される。また、前記移送アーム53は、図5に図示されたように、一度に一枚のウェハを移送するように設置されることも可能であるがウェハの移送時間を短縮させるために各層にそれぞれ2つずつ設置されたロードロックチャンバーに、それぞれ2枚ずつのウェハを同時に個別移送することができるように4つが連結されて設置されるフォーアームシステム(4-Arm System)であることが可能である。
4つのウェハを独自的に移送するフォーアームシステムを始めとして2枚及び3枚のウェハを同時に移送することができるツーアームシステム(2-Arm System)、スリーアームシステム(3-Arm System)などは、半導体工程で常用化された技術で、当業者にとって多様な形態の変更及び実施が可能であることは当然なものである。
前記水平移動駆動部(図示しない)及び昇下降駆動部(図示しない)は、モータまたは空圧シリンダーを駆動源として移動する経路を案内するレールまたはガイド棒に沿って水平移動する水平移動駆動部に再び移動する経路を案内するレールまたはガイド棒に沿って昇下降移動する昇下降駆動部に前記移送アーム及び移送ロボットが設置されるものである。これもまた、半導体工程で常用化された技術で、当業者において多様な形態の変更及び実施が容易であることは当然なことであるので詳しい説明は省略する。
従って、前述したような構成を有する本発明の半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムは、図6に示すように、多数個のウェハを積載したカセット41が前記カセットステージ42に安着されると、制御部の制御信号を受けた前記ウェハ移送装置52の水平移動駆動部及び昇下降駆動部が駆動して前記移送ロボットを前記カセット41内に積載されたウェハに接近させる。
前記ウェハにウェハ移送装置52が十分に接近すると、前記移送ロボットは、制御部の制御信号を受け前記移送アーム53を前記ウェハに接触させ、真空ラインが設置された前記移送アーム53は前記ウェハを真空吸着して一側面に固定させる。
前記移送アーム53に固定されたウェハが1層の特定工程チャンバー45に移送されるウェハである場合には、制御部が前記水平移動駆動部を制御して1層の特定工程チャンバー45と連結されたロードロックチャンバー43に移送する。
このとき、前記ロードロックチャンバー43の移送通路方向に形成されたゲート46が開き、前記ウェハ移送装置52の移送アーム53が挿入された後、真空ラインの真空圧が切れると前記ウェハが前記ロードロックチャンバー43の内部の移送アーム54に安着される。
前記ウェハ移送装置52の移送アーム53が前記ロードロックチャンバー43を抜けると、前記ゲート46が閉じられ、前記ロードロックチャンバー43の真空圧形成装置が稼動してロードロックチャンバー43の内部を低真空状態にする。
前記ロードロックチャンバー43が所定水準の低真空状態に到達すると、前記ロードロックチャンバー43の工程チャンバー側のゲート50が開き、前記ロードロックチャンバー43のチャンバー内移送装置44は、前記移送アーム54に安着されたウェハを前記工程チャンバー45内に移送する。
このとき、ロードロックチャンバー43の低真空状環境によってウェハの真空吸着は難しいが、前記ロードロックチャンバー43の面積が従来の場合のように広くないので、移送アームがウェハを安着させ、低速移動される区間が相対的に非常に短い。
前記移送アーム54が前記工程チャンバー45から抜けると、前記ゲート46が閉じられ、前記工程チャンバー45に設置された真空圧形成装置が稼動して前記工程チャンバー45内に高真空を形成してエッチング工程が遂行されるようにする。
一方、前記把持したウェハが2層の特定工程チャンバー45に移送されるウェハである場合には、制御部が前記水平移動駆動部及び昇下降駆動部を制御して2層の特定工程チャンバー45と連結されたロードロックチャンバー43に移送する。
このときのウェハは前記移送ロボットの移送アーム53に真空吸着された状態に昇降して前記ロードロックチャンバー43内に挿入された後、以後の過程は前述された1層の移送経路と同一である。
このように多数個の工程チャンバー45内にウェハを移送するウェハローディング作業が終ると、前記ウェハ移送装置52が工程が完了される順にウェハをアンローディングして、再び前記カセットステージ42に移送するか、次の工程が遂行される特定層の特定工程チャンバーに制御部の制御信号を受けて前記ウェハを移送する過程を経るようになる。
本発明のウェハ移送装置52にフォーアームシステムを設置する場合には、前記ウェハ移送装置52は、前記カセット内に積載されたウェハを4枚ずつ移送して特定工程チャンバーと連結されたロードロックチャンバーにそれぞれ2枚ずつ移送するようになり、前記チャンバー内移送装置及び移送アームはツーアームシステムに設置され2つの工程チャンバーにそれぞれ1枚ずつウェハを移送した後、工程が終ると、再びウェハ移送装置52に2枚または1枚のウェハを伝達して後続加工が行われるようにする。
(第2実施例)
本発明の第2実施例による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムは、図7に示すように、加工前のウェハを積載するカセットが安着される第1カセットステージ60と、加工後のウェハを積載するカセットが安着される第2カセットステージ70と、ウェハの移送に必要な空間である長方形移送通路の両側面に多層をなして並んで配列されウェハの加工が行われる多数個の工程チャンバー45と、前記移送通路に設置されて垂直及び水平往復運動が可能で、前記第1カセットステージ60に積載されたウェハを前記多数個の工程チャンバー45にそれぞれ移送し、加工を終えたウェハを前記第2カセットステージ70に移送することが可能な移送ロボットを含むウェハ移送装置52とを備える。
本発明の第2実施例による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムは、図7に示すように、加工前のウェハを積載するカセットが安着される第1カセットステージ60と、加工後のウェハを積載するカセットが安着される第2カセットステージ70と、ウェハの移送に必要な空間である長方形移送通路の両側面に多層をなして並んで配列されウェハの加工が行われる多数個の工程チャンバー45と、前記移送通路に設置されて垂直及び水平往復運動が可能で、前記第1カセットステージ60に積載されたウェハを前記多数個の工程チャンバー45にそれぞれ移送し、加工を終えたウェハを前記第2カセットステージ70に移送することが可能な移送ロボットを含むウェハ移送装置52とを備える。
本発明の第2実施例によるマルチチャンバーシステムは前述した第1実施例のウェハ加工を全て終えたウェハが前記第2カセットステージ70に積載されて図8に示すように他工程設備20と連結されることが容易であるように形成された構成である。
即ち、図8に示すように、設備の前方に設置された第1カセットステージ60を通じて本発明のマルチチャンバーシステムに供給されて多数個の工程チャンバー45内で工程を終えたウェハが設備の後方に設置された第2カセットステージ70に積載された後、再び他工程設備20の自動移送装置によって他工程設備20で他工程が遂行された後、前記他工程設備20の側方に移送され、また異なる他工程設備20を経た後、本発明のマルチチャンバーシステムの右側前方の他工程設備カセットステージに積載されるウェハ経路を構成することができるものである。
これは本実施例が半導体製造ライン内に設置される一例であって、本実施例が製造ライン内に設置される場合、多様な形態の適用が可能であることを示している。
これは本実施例が半導体製造ライン内に設置される一例であって、本実施例が製造ライン内に設置される場合、多様な形態の適用が可能であることを示している。
従って、構造的にカセットステージが設備の前方に配置される従来の集中型マルチチャンバーシステムのカセットステージが全て前方に向くようになるので、設備から設備にカセットを運搬する作業者または自動カセット運搬車等が必ず必要になり、付随的なカセット運搬装置を備えなければならないという事とは別に、本発明の第2実施例によると、設備から設備にカセットを運搬する作業者または自動カセット運搬車等の付随的なカセット運搬装置をなくすか、または大幅に減らすことができるという利点がある。
また、図9に示すように本実施例によるマルチチャンバーシステムを延長させて設置される工程チャンバー45の個数をさらに増加させる場合には、前記移送通路を延長し、また、いくつかの工程チャンバー45とロードロックチャンバー43を前記移送通路の両側面に直列に並んでさらに配置させることが可能である。
この場合、前記移送通路の長さが長くなるとき、互いに引受け、引継ぐことが可能な2つの第1ウェハ移送装置62及び第2ウェハ移送装置72を設置する事が可能である。
従って、従来の集中型マルチチャンバーシステムとは別に、設備幅は変わらず、理論的に設置される工程チャンバーを無限に増加させることが可能なものである。しかし、このような場合、設備の長さの限界と、設備制御の限界等の制約がある。
(第3実施例)
本発明の第3実施例による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムは、図10に示すように、ウェハを積載したカセットが安着されるカセットステージ42と、ウェハの移送に必要な空間である長方形移送通路の一側面に多層をなして並んで配列されウェハの加工が行われる多数個の工程チャンバー45と、前記移送通路に設置されて垂直及び水平往復運動が可能で、前記カセットステージに積載されたウェハを前記多数個の工程チャンバーにそれぞれローディング及びアンローディングさせる事が可能であるウェハ移送装置52とを備える。
本発明の第3実施例による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムは、図10に示すように、ウェハを積載したカセットが安着されるカセットステージ42と、ウェハの移送に必要な空間である長方形移送通路の一側面に多層をなして並んで配列されウェハの加工が行われる多数個の工程チャンバー45と、前記移送通路に設置されて垂直及び水平往復運動が可能で、前記カセットステージに積載されたウェハを前記多数個の工程チャンバーにそれぞれローディング及びアンローディングさせる事が可能であるウェハ移送装置52とを備える。
即ち、前記工程チャンバー45は、前記移送通路の一側面にのみ多層に配列される構成で、やはり一側面にウェハの待機場所であるロードロックチャンバー43が連結される。
また、前記ロードロックチャンバー43は、内部に前記ウェハ移送装置52からウェハを引受け、これを前記工程チャンバーに移送するようにウェハが安着される移送アーム及び前記移送アームを移動させるチャンバー内移送装置が設置され、移送通路側の一面と工程チャンバー側の一面にそれぞれウェハの出入が可能で、選択的な開閉が可能なゲートが形成される。
ここで、本実施例による前記ウェハ移送装置52の構成は、第1実施例や第2実施例と実質的に同じであり、前記工程チャンバー45及びロードロックチャンバー43が前記移送通路の一側面にのみ配置されているので、前記ウェハ移送装置52は前記カセットステージ42でウェハを真空吸着して90度水平回転した後、一側の方向にのみ前記ウェハをローディングするようになるという点で異なる。
また、前記ウェハ移送装置52は、工程が行われる前のウェハを積載したカセットが安着される第1カセットステージ60で前記ウェハを前記工程チャンバー45に移送し、前記工程チャンバーで工程を終えたウェハを次の工程のためのウェハの移送が便利な位置に設置された第2カセットステージ70に移送する。
即ち、このような第2カセットステージ70は、図10に図示されるように前記工程チャンバー45及びロードロックチャンバー43が設置された移送通路の一側方向に対向する方向に設置されて工程を終えたウェハが前記他工程設備20に供給されることが容易であるように形成される。
従って、本発明の第3実施例の半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムによると、半導体製造ラインを設置するとき、多様な形態と面積を有する各種設備を清浄室に設置し、残りの清浄室の空き地に効果的に配置して空間効率を高める利点がある。
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムによると、多数個の工程チャンバーを多層に直列配置して設備の面積及び設備の幅を画期的に縮小することができる。また、不要な真空面積を縮小することにより設備費用及び設置費用を最小化する事ができる。さらに、他工程設備との連結及び空間活用が容易であり、また、ウェハの移送速度が向上する。
以上詳述したように、本発明による半導体素子製造用エッチング設備のマルチチャンバーシステムによると、多数個の工程チャンバーを多層に直列配置して設備の面積及び設備の幅を画期的に縮小することができる。また、不要な真空面積を縮小することにより設備費用及び設置費用を最小化する事ができる。さらに、他工程設備との連結及び空間活用が容易であり、また、ウェハの移送速度が向上する。
以上、本発明は記載された具体例に対してのみ詳しく説明されたが、本発明の技術思想範囲内で多様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明白なことであり、このような変形及び修正が添付された特許請求の範囲に属することは当然なことである。
1 ウェハ
10 集中型マルチチャンバーシステム
11、41 カセット
12、42 カセットステージ
13、43 ロードロックチャンバー
14、44 チャンバー内移送装置
15、45 工程チャンバー
16 中央チャンバー
17 連結ロードロックチャンバー
20 他工程設備
40 直列型マルチチャンバーシステム
46、47、48、49、50、51 ゲート
52 ウェハ移送装置
53 真空吸着移送アーム
54 移送アーム
60 第1カセットステージ
62 第1ウェハ移送装置
70 第2カセットステージ
72 第2ウェハ移送装置
w、W 設備幅
10 集中型マルチチャンバーシステム
11、41 カセット
12、42 カセットステージ
13、43 ロードロックチャンバー
14、44 チャンバー内移送装置
15、45 工程チャンバー
16 中央チャンバー
17 連結ロードロックチャンバー
20 他工程設備
40 直列型マルチチャンバーシステム
46、47、48、49、50、51 ゲート
52 ウェハ移送装置
53 真空吸着移送アーム
54 移送アーム
60 第1カセットステージ
62 第1ウェハ移送装置
70 第2カセットステージ
72 第2ウェハ移送装置
w、W 設備幅
Claims (5)
- 移送通路に面したカセットステージに安着されたカセットにウェハを積載する段階と、
前記カセットステージから前記移送通路に沿って、前記移送通路の側面に配置されたロードロックチャンバーに前記ウェハを移送する段階と、
前記ロードロックチャンバー内に真空圧を形成する段階と、
前記ロードロックチャンバーから、前記移送通路の側面に並んで配列された複数個の工程チャンバーのうちの前記ロードロックチャンバーの一側面に連結され第1工程チャンバーに前記ウェハを移送する段階と、
前記第1工程チャンバー内で真空下に前記ウェハに対する第1加工を行う段階と、
前記第1工程チャンバーから前記ロードロックチャンバーに前記ウェハを移送する段階と、
前記ロードロックチャンバー内に大気圧を形成する段階と、
前記ロードロックチャンバーから前記移送通路に沿って前記カセットステージに前記ウェハを移送する段階と、
を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 前記第1工程チャンバーから前記ロードロックチャンバーに前記ウェハを移送する段階の後、前記ロードロックチャンバー内に大気圧を形成する段階の前に、
前記ロードロックチャンバーから、前記第1工程チャンバーと共に前記ロードロックチャンバーを共有している第2工程チャンバーに前記ウェハを移送する段階と、
前記第2工程チャンバー内で真空下に前記ウェハに対する第2加工を行う段階と、
前記第2工程チャンバーから前記ロードロックチャンバーに前記ウェハを移送する段階と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記移送通路は長方形の形状を有し、前記ロードロックチャンバーは前記移送通路の第1側に位置し、前記カセットステージは前記移送通路の第2側に位置し、前記移送通路の第1側は前記移送通路の第2側の反対側に位置することを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記ロードロックチャンバーは、複数個のロードロックチャンバーからなり、前記複数のロードロックチャンバーの第1ロードロックチャンバーに前記カセットステージから第1ウェハを移送すると同時に、前記複数のロードロックチャンバーの第2ロードロックチャンバーに前記カセットステージから第2ウェハを移送する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記カセットステージから前記移送通路に沿って前記ロードロックチャンバーに前記ウェハを移送する段階は、非真空圧下で行われることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
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