JP2020113746A - 処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のプロセスモジュールを有する処理装置におけるフットプリントを低減できる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による処理装置は、連接配置された複数のプロセスモジュールと、前記複数のプロセスモジュールで熱処理する基板を収納したキャリアを収容するローダモジュールと、を備え、前記複数のプロセスモジュールの各々は、複数枚の基板を収容して処理する処理容器を含む熱処理ユニットと、前記熱処理ユニットの一側面に配置され、前記処理容器内にガスを供給するガス供給ユニットと、を有する。【選択図】図４

Description

本開示は、処理装置に関する。
処理容器の背面や側面にガス供給ボックスを配置した処理装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開２００１−１５６００９号公報 特開２００２−１７０７８１号公報 特開２００３−３１５６２号公報
本開示は、複数のプロセスモジュールを有する処理装置におけるフットプリントを低減できる技術を提供する。
本開示の一態様による処理装置は、連接配置された複数のプロセスモジュールと、前記複数のプロセスモジュールで熱処理する基板を収納したキャリアを収容するローダモジュールと、を備え、前記複数のプロセスモジュールの各々は、複数枚の基板を収容して処理する処理容器を含む熱処理ユニットと、前記熱処理ユニットの一側面に配置され、前記処理容器内にガスを供給するガス供給ユニットと、を有する。
本開示によれば、複数のプロセスモジュールを有する処理装置におけるフットプリントを低減できる。
第１の実施形態の処理装置の構成例を示す斜視図（１） 第１の実施形態の処理装置の構成例を示す斜視図（２） 第１の実施形態の処理装置の構成例を示す斜視図（３） 図１から図３の処理装置の側面図 第１の実施形態の処理装置の別の構成例を示す図 第２の実施形態の処理装置の構成例を示す斜視図 第２の実施形態の処理装置の別の構成例を示す斜視図
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態の処理装置について説明する。図１から図３は、第１の実施形態の処理装置の構成例を示す斜視図であり、それぞれ異なる方向から処理装置を見たときの図である。図４は、図１から図３の処理装置の側面である。以下では、処理装置の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として説明する。
図１から図４に示されるように、処理装置１は、ローダモジュール２０と、処理モジュール３０と、を有する。
ローダモジュール２０は、内部が例えば大気雰囲気下にある。ローダモジュール２０は、基板の一例である半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）が収納されたキャリアＣを、処理装置１内の後述する要素間で搬送したり、外部から処理装置１内に搬入したり、処理装置１から外部へ搬出したりする領域である。キャリアＣは、例えばＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）であってよい。ローダモジュール２０は、第１の搬送部２１と、第１の搬送部２１の後方に位置する第２の搬送部２６と、を有する。
第１の搬送部２１には、一例として左右に２つのロードポート２２が設けられている。ロードポート２２は、キャリアＣが処理装置１に搬入されたときに、キャリアＣを受け入れる搬入用の載置台である。ロードポート２２は、筐体の壁が開放された箇所に設けられ、外部から処理装置１へのアクセスが可能となっている。第１の搬送部２１には、キャリアＣを保管する１又は複数のストッカ（図示せず）が設けられている。
第２の搬送部２６には、ＦＩＭＳポート（図示せず）が配置されている。ＦＩＭＳポートは、例えば上下に並んで２つ設けられる。ＦＩＭＳポートは、キャリアＣ内のウエハＷを、処理モジュール３０内の後述する熱処理炉４１１に対して搬入及び搬出する際に、キャリアＣを保持する保持台である。ＦＩＭＳポートは、前後方向に移動自在である。また、第２の搬送部２６にも、第１の搬送部２１と同様、キャリアＣを保管する１又は複数のストッカ（図示せず）が設けられている。
第１の搬送部２１と第２の搬送部２６との間には、ロードポート２２、ストッカ及びＦＩＭＳポートの間でキャリアＣを搬送するキャリア搬送機構（図示せず）が設けられている。
処理モジュール３０は、キャリアＣからウエハＷを取り出し、ウエハＷに対して各種の処理を行うモジュールである。処理モジュール３０の内部は、ウエハＷに酸化膜が形成されることを防ぐために、不活性ガス雰囲気、例えば窒素ガス雰囲気とされている。処理モジュール３０は、４つのプロセスモジュール４０と、ウエハ搬送モジュール５０と、を有する。
プロセスモジュール４０は、前後方向に連接配置されている。各プロセスモジュール４０は、熱処理ユニット４１と、ロードユニット４２と、ガス供給ユニット４３と、排気ダクト４４と、ＲＣＵユニット４５と、分流ダクト４６と、制御ユニット４７と、フロアボックス４８と、を有する。
熱処理ユニット４１は、複数枚（例えば２５枚〜１５０枚）のウエハＷを収容して所定の熱処理を行うユニットである。熱処理ユニット４１は、熱処理炉４１１を有する。
熱処理炉４１１は、処理容器４１２と、ヒータ４１３と、を有する。
処理容器４１２は、基板保持具の一例であるウエハボート４１４を収容する。ウエハボート４１４は、例えば石英により形成された円筒形状を有し、複数枚のウエハＷを多段に保持する。処理容器４１２には、ガス導入ポート４１２ａ及び排気ポート４１２ｂが設けられている。
ガス導入ポート４１２ａは、処理容器４１２内にガスを導入するポートである。ガス導入ポート４１２ａは、ガス供給ユニット４３の側に配置されていることが好ましい。これにより、ガス供給ユニット４３とガス導入ポート４１２ａとの間の配管長を短くできる。そのため、配管部材や配管ヒータの使用量の低減、配管ヒータの消費電力の低減、メンテナンスの際のパージ範囲の低減、処理容器４１２内への不純物の混入リスクの低減等の効果が得られる。また、ガス導入ポート４１２ａが設けられる位置は、複数のプロセスモジュール４０間で同じであることが好ましい。これにより、ガス供給ユニット４３とガス導入ポート４１２ａとの間の配管長が複数のプロセスモジュール４０間で揃えることができ、機差による処理のバラツキを小さくできる。
排気ポート４１２ｂは、処理容器４１２内のガスを排気するポートである。排気ポート４１２ｂは、排気ダクト４４の側に配置されていることが好ましい。これにより、ガス導入ポート４１２ａと排気ポート４１２ｂとが処理容器４１２を挟んで対向して配置されるので、処理容器４１２内のガスの流れを単純にできる。また、ガス導入ポート４１２ａと排気ポート４１２ｂとを互いに離れた位置に設けることができるので、処理容器４１２に複数のガス導入ポート４１２ａを設ける場合に十分な取付位置を確保できる。また、排気ポート４１２ｂが設けられる位置は、複数のプロセスモジュール４０間で同じであることが好ましい。これにより、複数のプロセスモジュール４０間で排気コンダクタンスを揃えることができ、機差による処理のバラツキを小さくできる。
ヒータ４１３は、処理容器４１２の周囲に設けられ、例えば円筒形状を有する。ヒータ４１３は、処理容器４１２内に収容されたウエハＷを加熱する。処理容器４１２の下方には、シャッタ４１５が設けられている。シャッタ４１５は、ウエハボート４１４が熱処理炉４１１から搬出され、次のウエハボート４１４が搬入されるまでの間、熱処理炉４１１の下端に蓋をするための扉である。
ロードユニット４２は、熱処理ユニット４１の下方に設けられ、床Ｆにフロアボックス４８を介して設置されている。ロードユニット４２には、ウエハボート４１４が保温筒４１６を介して蓋体４１７の上に載置されている。ウエハボート４１４は、石英、炭化珪素等の耐熱材料により形成され、上下方向に所定の間隔を有してウエハＷを略水平に保持する。蓋体４１７は、昇降機構（図示せず）に支持されており、昇降機構によりウエハボート４１４が処理容器４１２に対して搬入又は搬出される。また、ロードユニット４２は、熱処理ユニット４１において処理されたウエハＷを冷却する空間としても機能する。
ガス供給ユニット４３は、熱処理ユニット４１の側面に、床Ｆから離間して配置されている。ガス供給ユニット４３は、平面視で、例えばウエハ搬送モジュール５０と重なるように配置されている、ガス供給ユニット４３は、処理容器４１２内に所定の流量の処理ガスやパージガスを供給するための圧力調整器、マスフローコントローラ、バルブ等を含む。
排気ダクト４４は、熱処理ユニット４１を挟んでガス供給ユニット４３と対向して配置されている。排気ダクト４４は、処理容器４１２内と真空ポンプ（図示せず）とを接続する排気配管、排気配管を加熱する配管ヒータ等を含む。
ＲＣＵユニット４５は、熱処理ユニット４１の天井部に配置されている。ＲＣＵユニット４５は、分流ダクト４６に供給する冷媒を生成するユニットであり、熱交換器、ブロア、バルブ、配管等を含む。
分流ダクト４６は、熱処理ユニット４１の側面、例えば熱処理ユニット４１を挟んでガス供給ユニット４３と対向する位置に設けられている。分流ダクト４６は、ＲＣＵユニット４５から送り込まれる冷媒を分流し、処理容器４１２とヒータ４１３との間の空間に供給する。これにより、処理容器４１２を短時間で冷却できる。
制御ユニット４７は、熱処理ユニット４１の天井部に配置されている。制御ユニット４７は、プロセスモジュール４０の各部の動作を制御する制御機器等を含む。制御機器は、例えばガス供給ユニット４３の動作を制御して処理容器４１２内に供給される処理ガスやパージガスの流量を調整する。
ウエハ搬送モジュール５０は、基板搬送モジュールの一例であり、複数のプロセスモジュール４０に対して共通で１つ設けられている。言い換えると、複数のプロセスモジュール４０は、共通のウエハ搬送モジュール５０を有する。ウエハ搬送モジュール５０は、複数のプロセスモジュール４０の一方の側面にわたって配置され、床Ｆにフロアボックス４８を介して設置されている。ウエハ搬送モジュール５０には、基板搬送機構の一例であるウエハ搬送機構５１が設けられている。ウエハ搬送機構５１は、ＦＩＭＳポートに載置されたキャリアＣ内と、プロセスモジュール４０のロードユニット４２内に載置されたウエハボート４１４との間でウエハＷの受け渡しを行う。ウエハ搬送機構５１は、例えば複数のフォークを有し、複数枚のウエハＷを同時に移載できる。これにより、ウエハＷの搬送に要する時間を短縮できる。ただし、フォークは１つであってもよい。
このように処理装置１には、１つのローダモジュール２０に対して複数のプロセスモジュール４０が設けられている。これにより、１つのローダモジュール２０に対して１つのプロセスモジュール４０が設けられている場合と比較して、処理装置１の設置面積を小さくできる。そのため、単位面積当たりの生産性が向上する。
以上に説明したように、第１の実施形態の処理装置１によれば、１つのローダモジュール２０に対して複数のプロセスモジュール４０が連接配置されている。また、複数のプロセスモジュール４０の各々は、複数枚のウエハＷを収容して処理する処理容器４１２を含む熱処理ユニット４１と、該熱処理ユニット４１の一側面に配置され、処理容器４１２内にガスを供給するガス供給ユニット４３と、を有する。これにより、複数のプロセスモジュール４０を有する処理装置１におけるフットプリントを低減できる。また、プロセスモジュール４０のメンテナンスを容易に行うことができる。具体的には、ウエハ搬送モジュール５０の上方にはスペースが確保されているので、ウエハ搬送モジュール５０の側から容易にガス供給ユニット４３のメンテナンスを行うことができる。また、排気ダクト４４の側には比較的広い空間が確保できるので、容易に熱処理ユニット４１のメンテナンスを行うことができる。
なお、上記の実施形態では、処理装置が単独で配置されている場合を説明したが、処理装置は複数が隣接して配置されていてもよい。図５は、第１の実施形態の処理装置の別の構成例を示す図である。図５の例では、２つの処理装置１Ａ，１Ｂが左右方向に隣接して配置されている。なお、２つの処理装置１Ａ，１Ｂは、それぞれ前述の処理装置１と同様の構成であってよい。
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の処理装置について説明する。図６は、第２の実施形態の処理装置の構成例を示す斜視図である。
図６に示されるように、第２の実施形態の処理装置１Ｃは、ウエハ搬送モジュール５０に対して両側（図６の＋Ｘ方向及び−Ｘ方向）に複数のプロセスモジュール４０−１〜４０−８が配置されている点で、第１の実施形態の処理装置１と異なる。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
処理装置１Ｃは、ローダモジュール２０−１，２０−２と、処理モジュール３０と、を有する。
ローダモジュール２０−１，２０−２は、それぞれ第１の実施形態のローダモジュール２０と同じ構成であってよい。また、ローダモジュール２０−１，２０−２は、いずれか一方のみであってもよい。すなわち、処理装置１Ｃは、１つ以上のローダモジュール２０を有していればよい。
処理モジュール３０は、ローダモジュール２０−１，２０−２内のキャリアＣからウエハＷを取り出し、ウエハＷに対して各種の処理を行うモジュールである。処理モジュール３０の内部は、ウエハＷに酸化膜が形成されることを防ぐために、不活性ガス雰囲気、例えば窒素ガス雰囲気とされている。処理モジュール３０は、８つのプロセスモジュール４０−１〜４０−８と、１つのウエハ搬送モジュール５０と、を有する。
プロセスモジュール４０−１〜４０−４は、ウエハ搬送モジュール５０の一方の側（図６の−Ｘ方向の側）に配置されている。プロセスモジュール４０−１〜４０−４は、ローダモジュール２０−１の側からこの順に前後方向（図６のＹ方向）に連接配置されている。プロセスモジュール４０−１〜４０−４の各々は、プロセスモジュール４０と同様、熱処理ユニット４１、ロードユニット４２、ガス供給ユニット４３、排気ダクト４４、ＲＣＵユニット４５、分流ダクト４６、制御ユニット４７及びフロアボックス４８を有する。
プロセスモジュール４０−５〜４０−８は、ウエハ搬送モジュール５０の他方の側（図６の＋Ｘ方向の側）に配置されている。プロセスモジュール４０−５〜４０−８は、ローダモジュール２０−２の側からこの順に前後方向（図６のＹ方向）に連接配置されている。プロセスモジュール４０−５〜４０−８の各々は、プロセスモジュール４０と同様、熱処理ユニット４１、ロードユニット４２、ガス供給ユニット４３、排気ダクト４４、ＲＣＵユニット４５、分流ダクト４６、制御ユニット４７及びフロアボックス４８を有する。
プロセスモジュール４０−１〜４０−４とプロセスモジュール４０−５〜４０−８とは、ウエハ搬送モジュール５０を挟んで対向配置されている。すなわち、プロセスモジュール４０−１〜４０−４に含まれるガス供給ユニット４３は、熱処理ユニット４１におけるプロセスモジュール４０−５〜４０−８の側の側面に配置されている。また、プロセスモジュール４０−５〜４０−８に含まれるガス供給ユニット４３は、熱処理ユニット４１におけるプロセスモジュール４０−１〜４０−４の側の側面に配置されている。
ウエハ搬送モジュール５０は、基板搬送モジュールの一例であり、８つのプロセスモジュール４０−１〜４０−８に対して共通で１つ設けられている。言い換えると、８つのプロセスモジュール４０−１〜４０−８は、共通のウエハ搬送モジュール５０を有する。ウエハ搬送モジュール５０は、プロセスモジュール４０−１〜４０−４とプロセスモジュール４０−５〜４０−８との間に配置され、床Ｆにフロアボックス４８を介して設置されている。ウエハ搬送モジュール５０には、基板搬送機構の一例であるウエハ搬送機構５１（図４参照）が設けられている。ウエハ搬送機構５１は、ＦＩＭＳポートに載置されたキャリアＣ内と、プロセスモジュール４０−１〜４０−８のロードユニット４２内に載置されたウエハボート４１４との間でウエハＷの受け渡しを行う。ウエハ搬送機構５１は、例えば複数のフォークを有し、複数枚のウエハＷを同時に移載できる。これにより、ウエハＷの搬送に要する時間を短縮できる。ただし、フォークは１つであってもよい。
第２の実施形態の処理装置１Ｃによれば、ローダモジュール２０−１に対して４つのプロセスモジュール４０−１〜４０−４が連接配置され、ローダモジュール２０−２に対して４つのプロセスモジュール４０−５〜４０−８が連接配置されている。また、プロセスモジュール４０−１〜４０−８の各々は、複数枚のウエハＷを収容して処理する処理容器４１２を含む熱処理ユニット４１と、該熱処理ユニット４１の一側面に配置され、処理容器４１２内にガスを供給するガス供給ユニット４３と、を有する。これにより、複数のプロセスモジュール４０−１〜４０−８を有する処理装置１Ｃにおけるフットプリントを低減できる。
ところで、少ロット化要求、例えば１つのプロセスモジュールあたりのウエハ処理枚数が２５枚程度の要求があった場合には、処理装置の生産性を維持するために、処理装置が備えるプロセスモジュールの数を増加させることが好ましい。プロセスモジュールの数を増加させる場合、すべてのプロセスモジュールを前後方向（図６のＹ方向）に連接配置すると設置面積が増大する。
そこで、第２の実施形態の処理装置１Ｃによれば、ウエハ搬送モジュール５０を挟んで両側に、それぞれ複数のプロセスモジュールを前後方向に連接配置する。これにより、ウエハ搬送モジュール５０の設置面積が増大しないので、すべてのプロセスモジュールを前後方向に連接配置するよりもフットプリントを低減できる。
次に、第２の実施形態の処理装置の変形例について説明する。図７は、第２の実施形態の処理装置の別の構成例を示す斜視図である。
図７に示される処理装置１Ｄは、ガス供給ユニット４３が熱処理ユニット４１の上方、例えばＲＣＵユニット４５及び制御ユニット４７の上面に配置されている点で、図６に示される処理装置１Ｃと異なる。なお、その他の点については、処理装置１Ｃと同じであってよい。
図７に示される処理装置１Ｄによれば、ガス供給ユニット４３が熱処理ユニット４１の上方に配置されているので、熱処理ユニット４１の側面をガス配管のみが通るエリアとすることができる。そのため、熱処理ユニット４１の側方であって、ウエハ搬送モジュール５０の上方にメンテナンスのためのスペースを確保できる。その結果、メンテナンス性の確保と省スペース化を両立できる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
なお、上記の実施形態では、４つのプロセスモジュール４０が連接配置されている場合を説明したが、プロセスモジュール４０の数はこれに限定されない。例えば、２つ又は３つのプロセスモジュール４０が連接配置されていてもよく、５つ以上のプロセスモジュール４０が連接配置されていてもよい。
１ 処理装置
２０ ローダモジュール
４０ プロセスモジュール
４１ 熱処理ユニット
４１２ａ ガス導入ポート
４１２ｂ 排気ポート
４３ ガス供給ユニット
４４ 排気ダクト
Ｆ 床
Ｗ ウエハ

Claims (8)

  1. 連接配置された複数のプロセスモジュールと、
    前記複数のプロセスモジュールで処理する基板を収納したキャリアを収容するローダモジュールと、
    を備え、
    前記複数のプロセスモジュールの各々は、
    複数枚の基板を収容して熱処理する処理容器を含む熱処理ユニットと、
    前記熱処理ユニットの一側面に配置され、前記処理容器内にガスを供給するガス供給ユニットと、
    を有する、
    処理装置。
  2. 前記ガス供給ユニットは、床から離間して配置されている、
    請求項１に記載の処理装置。
  3. 前記熱処理ユニットは、前記ガス供給ユニットの側に配置され、前記処理容器内にガスを導入するガス導入ポートを有する、
    請求項１又は２に記載の処理装置。
  4. 前記複数のプロセスモジュールの各々は、前記熱処理ユニットを挟んで前記ガス供給ユニットと対向して配置され、前記処理容器内のガスを排気する排気配管を含む排気ダクトを有する、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理装置。
  5. 前記熱処理ユニットは、前記排気ダクトの側に配置され、前記処理容器内のガスを排気する排気ポートを有する、
    請求項４に記載の処理装置。
  6. 前記複数のプロセスモジュールの各々は、前記熱処理ユニットの下方に配置され、前記熱処理ユニットとの間で複数枚の基板を受け渡すための基板保持具を収容するロードユニットを有する、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理装置。
  7. 前記ローダモジュールと、前記複数のプロセスモジュールの各々に設けられた前記ロードユニットとの間で基板を受け渡す基板搬送機構を含む基板搬送モジュールを備える、
    請求項６に記載の処理装置。
  8. 前記ガス供給ユニットは、平面視で、前記基板搬送モジュールと重なるように配置されている、
    請求項７に記載の処理装置。
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