JP3332926B2 - ウェーハ処理機械真空前端部−ウェーハ処理方法および装置 - Google Patents

ウェーハ処理機械真空前端部−ウェーハ処理方法および装置

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JP3332926B2 JP51427894A JP51427894A JP3332926B2 JP 3332926 B2 JP3332926 B2 JP 3332926B2 JP 51427894 A JP51427894 A JP 51427894A JP 51427894 A JP51427894 A JP 51427894A JP 3332926 B2 JP3332926 B2 JP 3332926B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はウェーハ、例えば、半導体ウェーハの処理に
関し、そしてさらに特定すると、ウェーハカセットモジ
ュールと多重ステーションウェーハ処理機械との間の真
空中でのウェーハの前加工処理および後加工処理に関す
る。
発明の背景 半導体ウェーハの処理においては、工程、例えば、ア
ルミニウムのフィルムのようなフィルムを蒸着させるた
めのスパッターコーティング工程が使用されている。こ
のような工程は機械、例えば、本願の譲受人に譲渡され
かつ参考のためにこの明細書に特に包含された米国特許
第4,909,695号明細書に開示された機械においてしばし
ば行われている。このような機械においては、ウェーハ
は外部の大気からロードロック（loadlock）を介して垂
直に配置された円板内の複数個のウェーハ保持具のうち
の１個の保持具上に個々に導入され、その後該円板を一
連の処理工程が行われる複数個の処理ステーションを通
して逐次割出すために円板を水平軸線のまわりに回転さ
せることにより移動せしめられる。このような工程は、
例えば、スパッターエッチング工程およびスパッターコ
ーティング工程、例えば、ウェーハにアルミニウムコー
ティングを付着させる工程を含む。このような機械の処
理量は、代表的には、１ミクロンのアルミニウムフィル
ムを蒸着させるための１個のウェーハ当りの１分よりも
僅かに多い。
ウェーハを外部の大気から導入する場合には、ある微
粒またはその他の汚染物が処理機械の内部環境の中に不
可避的に導入される。各々の微粒または汚染物がウェー
ハ上に欠陥のある素子を生じ、従ってウェーハの究極の
価値を低下させるので、理想的には、このような汚染物
の導入が全体として阻止されるべきであり、または少な
くとも最小限度にとどめられるべきである。
さらに、このような処理機械においては、初期の予熱
またはガス抜き工程を実施することが望ましい。このよ
うな工程は処理機械のロードロック内で行うことがで
き、それゆえに、上記の米国特許に開示された装置内の
背面加熱器により行われるようになっている。ロードロ
ック室内では、ウェーハが外部の大気から導入された
後、ウェーハから水蒸気を駆逐するためのこのようなガ
ス抜きの効果は限られている。除去されていないガスは
蒸着されたフィルムの品質に悪影響をおよぼす潜在的な
工程汚染物である。
完成した半導体素子を製造するためのウェーハの処理
は上記の型式の機械において行われる工程よりも多い工
程を含む。いくつかの工程がウェーハのこのような機械
の中への導入前に行われ、その他の工程が該導入後に行
われる。機械の間のウェーハの輸送はしばしば大気への
露出によるウェーハの汚染または劣化を生ずる。例え
ば、チタン−タングステン（TiW）フィルムでコーティ
ングされたウェーハについては、その後のコーティング
サイクルの前または後にウェーハを周囲大気に露出する
ことにより、酸素がTiWフィルムと接触して、該フィル
ムに影響をおよぼし、冶金学的な変化をひき起こし、Ti
Wフィルムに応力を導入し、またはフィルムの破砕およ
び剥離をひき起こす。
上記のウェーハの処理においては、ウェーハ処理機
械、特に上記の米国特許に記載の垂直カラセル型の装置
の処理量を増大させ、装置内で行われる工程から汚染物
を減らしかつ除去することが必要である。
特にこの明細書に参考のために包含された譲受人が共
通でありかつ共に懸案中の「ウェーハ処理クラスター
（cluster）工具バッチ予熱およびガス抜き方法および
装置」と題する米国特許出願第07/701,800号明細書にお
いては、さらに、ウェーハに前加工処理および後加工処
理を施しかつ処理装置に標準ウェーハカセットモジュー
ルをインタフェース接続する必要が述べられている。こ
のようなカセットモジュールにおいては、ウェーハがプ
ラスチックラック内に垂直に積み重ねられて水平に向け
られ、そしてモジュールの各々が移送モジュールのポー
トに対してシールされ、そしてポートが開かれる前に真
空になるまで排気される。このような一つのモジュール
の排気（pumping）は代表的には10分よりも長い時間を
要する。また、このようなモジュールはその内部に封入
されたウェーハでシールすることができかつ機械から機
械に移動せしめられる。
コーティング機械の使用を最適化するようにウェーハ
処理装置、特に垂直カラセル型の装置にこのようなカセ
ットモジュールを効率的にかつ効果的にインタフェース
接続することが特に必要である。
ドイツ特許公開第3714045号明細書には、２個のカセ
ットロードロック室と、半径方向に延長可能な移送アー
ムとを有する真空移送室が開示され、かつ心合せステー
ションとウェーハ直立ステーションとを備えている処理
ステーションが示されている。
本発明の主な一つの目的はウェーハ処理機械、特に垂
直処理機械の単一の点検口とシール可能な多重ウェーハ
カセットモジュール、特に外部の大気からのウェーハの
隔離を維持してそれにより汚染を最小限度にとどめると
共にウェーハが水平に配置されたカセットモジュールと
の間にウェーハを迅速に移送することができる真空前端
ユニットまたはモジュールを備えている、例えば、カラ
セル型の逐次または連続垂直ウェーハ処理機械を提供す
ることにある。
本発明のさらに一つの目的は、特に装置内での処理前
にウェーハを予熱しまたはガス抜きしかつウェーハのカ
セットモジュールへの戻りを促進するためにウェーハの
後処理冷却を行うために、ウェーハの前処理および後処
理を行うことを可能にすることにある。
本発明によれば、内部に形成された真空室と、ウェー
ハを垂直の向きに保持するために内部に配置された保持
具を有する真空室内の取付けおよび取外しステーション
とを有するウェーハ処理機械のための移送モジュール
は、内部に形成された真空移送室と、移送室内に配置さ
れた複数個の処理ステーションと、移送室とウェーハ処
理機械の取付けおよび取外しステーションとの間を連絡
する取付けおよび取外しポートと、２個のウェーハカセ
ットロードロック室とを有するモジュールを備え、ウェ
ーハカセットロードロック室の各々はその内部に複数個
の水平に配置されたウェーハを垂直に積み重ねられた状
態に支持するための手段を含みかつシール可能なポート
を通して移送室と選択的に接続可能な内部を有し、前記
処理ステーションは処理ステーションに配置された回転
および偏心の心合せを確立するための手段を有するウェ
ーハ心合せステーションと、処理ステーションにおいて
ウェーハ加熱手段を有するウェーハ予熱ステーション
と、処理ステーションにおいてウェーハ冷却手段を有す
るウェーハ冷却ステーションと、処理ステーションにお
いてウェーハを回転させかつウェーハを移送室内の水平
の向きとウェーハ処理機械の取付けおよび取外しステー
ションの保持具内の垂直の向きとの間に取付けおよび取
外しポートを通して搬送するための手段を含むウェーハ
直立ステーションとを含み、かつ移送アームが移送室内
に設けられ、移送アームは処理ステーションの各々にお
ける受入位置からウェーハをつかみ上げかつウェーハを
受入位置に配置し、そしてロードロック室の各々内で受
入位置の各々の間にウェーハを移送するための作動可能
である。
本発明の原理によれば、垂直逐次ウェーハ処理機械は
装置の入口ポートと接続されかつウェーハが水平に配置
されるカセットロードロックポートと接続されたポート
を有する真空前端モジュールを備えている。このモジュ
ールは真空圧力レベルおよび処理装置の同じ大気圧に維
持することができる前端モジュールのためのロードロッ
クとして機能するようにシール可能でありかつ呼び出す
ことができる１対の標準ウェーハカセットモジュールと
接続するための１対の入口／出口ポートを備えているこ
とが好ましい。
本発明の好ましい実施例においては、真空前端モジュ
ールは移送モジュールとして機能しかつその内部に所定
の軸線のまわりに回転可能でありかつかつ該軸線から半
径方向に延長可能なアームを有するロボット移送組立体
を含む。移送モジュールの内部には、この軸線のまわり
にウェーハ心合せステーション、予熱／ガス抜きおよび
冷却の総合ステーションおよび直立ステーションを含む
複数個のステーションが配置されている。これらのステ
ーションの各々は移送アームが該アームを軸線のまわり
に回転し、該アームを延長しかつ引っ込め、かつ該アー
ムを該平面よりも上方に上昇させかつ該アームを該平面
よりも下方に下降させることによりウェーハを各々のス
テーションに送出しかつ各々のステーションから受け入
れることができるように移送アームの平面にほぼ水平方
向に整列したウェーハ受入位置を含む。カセットの各々
もまた、移送アームにより同様に接近可能であるように
配置されている。移送アームは米国特許第4,666,366
号、第4,730,976号および第4,909,701号の各明細書に開
示されているように、一緒に連結された１対のヒンジで
接続された２個の部分からなる延長可能な部材を有する
フログレッグ（frogleg）型であることが好ましい。
このアームは上昇した位置および下降した位置を含む
二つの垂直位置を有している。下降した位置において、
アームはウェーハを取り付けかつ取り外すためにカセッ
トモジュールのスロットの内外に移動する。カセットモ
ジュール内のラックは垂直に移動してそのウェーハ保持
スロットの各々をこの下降したアームの位置に選択的に
整列させる。アームの上昇した位置において、アームは
該アームの下降した位置と水平方向にほぼ整列したステ
ーションのウェーハ受入ステーションの真上にウェーハ
を配置するためにモジュールのその他のステーションに
移動しかつその他のステーションから移動し、それによ
りアームは該アームの二つの垂直位置の間のそれぞれの
下方移動および上方移動によりウェーハをステーション
の受入位置に取り付けかつウェーハを受入位置から取り
外すことができる。
心合せステーションはウェーハが例えばピンの組また
は支持テーブルにより構成された回転可能な支持部材上
にアームにより配置されるウェーハ受入位置よりも上方
にかつ下方にそれぞれ隔置された非接触センサ、例え
ば、LEDおよびCCDアレーの組合せを含むことが好まし
い。この支持テーブルが回転し、そしてセンサがテーブ
ルの回転軸線に対するテーブル上に支持されたウェーハ
の端縁の位置を角位置の関数として検出する。検出され
たウェーハの端縁の位置に関するデータがマイクロプロ
セッサにより処理されて、ウェーハの有効中心および基
準マーク、例えば、ウェーハの端縁上の基準切欠きまた
は平面の位置を決定する。それによりマイクロプロセッ
サにより得られた情報は移送アームを制御して、ウェー
ハがアームに戻されたときにウェーハがアームに対して
正確に既知のように心合せされかつ配向された位置に保
持されるようにいかなる回転または偏心の心狂いをも補
正する「デルタピックアップ」と呼ばれる作業を行うた
めに使用される。
予熱および冷却ステーションはウェーハ受入ステーシ
ョンよりも上方の加熱位置とウェーハ受入ステーション
よりも下方の冷却位置との間に移動可能な支持部材を含
むことが好ましい。加熱位置において、ウェーハが予熱
および冷却ステーションの最上部に配置された１組の放
射加熱電球により加熱され、そして冷却位置において、
ウェーハが予熱および冷却ステーションの底部の冷却さ
れた表面にウェーハを、例えば、真空でクランプするこ
とにより冷却される。
直立ステーションが該直立ステーションの受入位置に
おいてウェーハ支持プラテンを含むことが好ましい。こ
のプラテンは他端部が水平枢動軸線のまわりに枢動可能
に支持されたウェーハ直立アームの一端部において担持
されている。この枢動軸線は処理装置の保持具の垂直平
面にほぼ平行である。このアームは処理装置の入口／出
口ポートにおける保持具の中心に垂直でありかつ該中心
を通る垂直面上においてほぼ心出しされ、それによりア
ームを90゜回転させることによりプラテンが直立ステー
ションにおける受入位置におけるウェーハを支持する水
平の向きから処理装置の入口／出口ポート内の保持具に
おける垂直の向きに移動せしめられる。このプラテンは
ウェーハを装置の保持具と直立ステーションの受入位置
との間に移動させることができるようにウェーハをプラ
テンに保持するためのクランプ手段、例えば、クリップ
または真空チャックを含む。
本発明の原理による真空前端部を備えている装置によ
り、作動中、処理されるウェーハの汚染を減少しかつ効
率を向上させる利点が得られる。ウェーハは周囲の大気
から隔離されたシールされた第１カセットのモジュール
の入口／出口ポートのうちの一つのポートに供給され
る。第２カセットモジュール内のウェーハが処理されつ
つある間に、第１カセットが排気され、それによりこの
装置の処理時間がこのようなポンプダウンの間に中断さ
れない。ウェーハはカセット内のロードロックドアを通
してカセットに取り付けかつカセットから取り外すこと
ができ、またはカセットモジュール全体をシールしかつ
その内部にウェーハがシールされた状態で交換すること
ができ、従って、ウェーハを周囲の大気に露出すること
なく機械相互間を移動させることができる。
第１カセットがいったん排気されると、カセットとモ
ジュールとの間のゲートが開かれ、そしてカセットの内
部のエレベータがウェーハを移送アームの下降した位置
の水平面に垂直に整列した移送位置に個々に逐次供給す
る。アームは延長され、そしてカセットから引っ込むこ
とにより移送位置においてウェーハを除去し、その後上
昇し、回転し、そして下降してウェーハを心合せステー
ションにおける受入位置に配置する。心合せに関するデ
ータが心合せ装置のセンサにより収集されたときに、ア
ームが心合せに関するデータに応じたアームの移動によ
り適切に心合せされた心合せ装置からウェーハをつかみ
上げ、そして心合せされたウェーハを支持部材上の予熱
および冷却ステーションの受入位置に同様に配置する。
その後、支持部材がウェーハを上昇させ、そして放射加
熱電球が付勢され、それによりウェーハをガス抜きす
る。その後、ウェーハは予熱ステーションから同様に移
送アームにより直立ステーションのプラテンまで移動せ
しめられ、ウェーハがプラテンにクランプされ、そして
垂直の向きに傾けられ、垂直に向いた状態で処理装置の
入口／出口ポートにおける保持具内に配置される。
その後、このウェーハは保持具を担持する割出しプレ
ートの回転により処理装置の第１処理ステーションまで
搬送される。この回転により処理装置の内部の最後のス
テーションからの処理されたウェーハが入口／出口ポー
トの中に送入される。
処理装置の入口／出口ポートからの処理されたウェー
ハは垂直に向けられたプラテンによりつかみ上げられ、
そして下降せしめられ、そして直立ステーションの受入
位置において水平の向きになるまで回転せしめられ、受
入位置においてウェーハが移送アームによりつかみ上げ
られ、そして予熱および冷却ステーションに移送され
る。予熱および冷却ステーションにおいて、処理された
ウェーハが冷却位置まで下降せしめられ、冷却位置にお
いてウェーハが冷却された支持部材に真空によりクラン
プされ、そして所定温度まで迅速に冷却され、所定温度
においてウェーハをカセットモジュール、例えば、第１
カセット内の標準プラスチックウェーハ支持ラックの中
に配置することができる。そのときに、ウェーハは第１
カセットに移送アームにより直接に移送される。
第１カセットからのウェーハを処理しかつ第１カセッ
トにウェーハを再装填する間に、新しい１組の処理され
ていないウェーハを処理装置に供給するために第２カセ
ットが交換され、そして第２カセットがモジュールの真
空レベルまで排気される。その後、第１カセットのゲー
トが閉ざされ、そして第２カセットのゲートが開かれ
る。また、処理機械の入口／出口ポートにおける処理さ
れたウェーハと処理されていないウェーハとの交換に付
随するウェーハの移動およびウェーハの前加工処理およ
び後加工処理が処理機械の遅延または処理時間のその他
の損失を伴うことなく行われる。
上記に概説した組合せおよび手順はウェーハを周囲大
気から隔離された清浄な雰囲気内に保持すると共にカラ
セル型ウェーハ処理装置に迅速にかつ効率的に処理され
る量のウェーハを連続的に供給することができる。上記
の組合せおよび手順により、また、ウェーハの効果的な
かつ効率的な予熱および後処理冷却、ウェーハの損傷を
防止するためのウェーハの心合せおよび対応した装置と
接続するための水平位置と垂直位置との間の姿勢の変更
を行うことが可能になる。
本発明のこれらの目的およびその他の目的ならびに利
点は図面に関する以下の詳細な説明から明らかになろ
う。
図面の簡単な説明 第１図は本発明の原理による真空前端モジュールを備
えている垂直処理カラセル型ウェーハ連続処理装置の等
角斜視図、 第２図は第１図の装置を例示した第１図を２−２線に
沿って裁った最上面図、 第３図は第２図を３−３線に沿って裁った第１図の装
置の予熱／冷却ステーションの横断面を示す側面図であ
る。
図面の詳細な説明 第１図および第２図を参照すると、真空前端モジュー
ル12を備えているカラセル型ウェーハ処理機械11を含む
ウェーハ処理装置10を例示してある。この機械11は、例
えば、前述しかつこの明細書に参考のために包含された
上記の米国特許第4,909,695号明細書に記載の型式の機
械である。この特許に開示された機械は本明細書に記載
したモジュール12と置き換えられた該特許の第４図ない
し第15B図に開示されたウェーハ処理前端部をなくすた
めに改造されている。この特許に開示された機械のロー
ドロックドアも、また、モジュール12の対応した機械の
界面ポート14と接続された入口／出口ポート13を形成す
るために除去されている。入口／出口ポート13はモジュ
ール12の内部15の真空の雰囲気を処理機械11の主室16の
内部の雰囲気と永久的に連絡している。この永久的な接
続はその内部の処理ステーションの各々を主室16から単
独に隔離可能である点でこの特許の機械に実用的であ
る。このような単独に隔離される特徴がなければ、装置
の内部で行われる工程によりモジュール12の中に汚染物
が伝搬することを阻止するためのその他の手段が好まし
い。
モジュール12は符号18aおよび18bで例示した２個のカ
セット取付けおよび取外しポート18が設けられた閉ざさ
れたハウジング17を備えている。取付けおよび取外しポ
ート18aおよび18bには、符号20aおよび20bでそれぞれ例
示した２個のカセットキャリヤー20が連結されている。
カセットキャリヤー20は該カセットキャリヤーが交換さ
れるときにポート22のシールを可能にするゲート21を有
する慣用のカセットモジュールである。移送モジュール
12もまた、カセットモジュール20が取り替えられるとき
に内部のポート18の各々をシールするためのゲート弁19
を備えている。真空状態においてウェーハを通過させる
ためにゲート弁19および21を開くことができるようにモ
ジュール20のポート22はモジュール12のポート18のそれ
ぞれのポートとシール可能に接続されている。これは第
２図により良好に例示してある。
第２図を参照すると、前端モジュール12の内部15がハ
ウジング17により包囲された状態で例示されている。処
理機械の界面ポート14はハウジング17の開口部であり、
この開口部はハウジング17を処理機械11の主室16を密閉
する機械ハウジング26に対してシールするシール25によ
り包囲され、それにより開口部を処理機械11の入口／出
口ポート14に心合せしている。
処理機械11の主室16内には、第１図に31aないし31dで
例示した対応した複数個のステーション31と心合せする
ために軸線29のまわりに等しい円周間隔で隔置された複
数個の例えば４個のウェーハ保持具30を含む水平軸線29
のまわりに回転可能な割出しプレート28が配置されてい
る。ステーション31bないし31dは処理ステーション、例
えば、スパッターコーティングステーションおよびスパ
ッターエッチングステーションであり、そしてステーシ
ョン31aはポート14から接近がなされる取付けおよび取
外しステーションである。真空前端モジュール12が機械
11の入口／出口ポート14と接続されているので、保持具
30の保全および修理のために点検蓋33が設けられてい
る。
モジュール12は、第２図に例示したように、２個のカ
セットモジュール、すなわち、ロードロック20a、20b、
フロッグレッグロボットアーム40、ウェーハ心合せ装置
41、予熱および冷却ステーション42ならびに直立機構43
を含む。
ロードロック、すなわち、カセットモジュール20の各
々は標準ウェーハエレベータラック45を含む。標準ウェ
ーハエレベータラック45内には、代表的には、１組の25
個の水平に配置されかつ垂直に隔置されたウェーハ46が
担持されている。ラック45はロードロック20内で垂直に
移動して、ウェーハの各々をモジュール12の水平移送平
面と選択的に心合せする。
移送アーム40は延長可能なヒンジ付き部材49の端部に
おいてウェーハつかみ具48を含む。アーム40は垂直移送
軸線50のまわりに回転可能であり、かつモジュール12の
水平移送平面において下降した位置とその上方に僅か上
昇した位置との間を垂直方向に軸線方向に移動可能であ
る。つかみ具48はアーム40の延長可能な部材49を作動さ
せることにより軸線50に接近しかつ離れるように半径方
向に移動可能である。
ウェーハ心合せ装置41はモジュール12の水平移送平面
内に配置された３個のピン52の上端部で構成された回転
可能なウェーハ支持部材51を含む。ウェーハ支持部材51
上には、ウェーハがアーム40のつかみ具48により配置さ
れる。心合せ装置41は移送平面の上方に配置されたLED
（発光ダイオード）源53と、移送平面の下方のLED53の
真下の隔置されたCCD（電荷結合素子）受信器（図示せ
ず）とを含む。テーブル51上のウェーハが回転せしめら
れ、そしてウェーハの端縁の位置が検出され、データが
得られる。このデータはウェーハの回転および中心から
のずれに関する心狂いを補正するアーム40の移動を制御
するためにマイクロプロセッサにより変換される。
予熱および冷却ステーション42は第３図に最良に例示
してある。第３図は水平移送平面55に対して配置された
予熱および冷却ステーションの構成部分を示す。リング
形ポペット56の形態の垂直に移動可能なウェーハ支持テ
ーブルを上側位置において示してある。ポペット56はこ
の位置から水平移送平面55と整列する位置に下降せしめ
られて、移送アームつかみ具48からのウェーハを受け入
れる。移送アームつかみ具48からのウェーハは移送アー
ム40が平面55よりも上方に持ち上げられた位置にある間
にフロッグレッグ部材49を延長させることにより予熱お
よび冷却ステーション42の中に移動する。つかみ具48が
ポペット56よりも上方にあるとき、アーム40がウェーハ
46をポペット56の上に降ろす。
ウェーハ46が処理機械11に送られる途中にあるとき
に、ウェーハを加熱してガス抜きするために予熱および
冷却ステーション42が使用される。処理後、ウェーハは
ステーション42内で冷却される。予熱機能を与えるため
に、ステーション42の最上部にガス抜き部分が設けられ
ている。このガス抜き部分はステーション42の最上部に
設けられた水晶窓59の上方に配置された１列の赤外線放
射熱電球58を含む。ウェーハ46を加熱するために、ポペ
ット56が水平移送平面55から第３図に例示した位置まで
上方に移動せしめられ、ウェーハを窓59に近いガス抜き
位置61に支持する。
冷却機能を与えるために、ステーション42の底部にプ
ラテン63を含む冷却部分62が設けられている。プラテン
63はその内部のポート（図示せず）を通して流れる冷却
流体により冷却される。プラテン63はその上面に対する
位置65において冷却するためにウェーハを該プラテンに
クランプするための真空抑制手段を備えている。リング
形ポペット56上のウェーハは該ポペットがプラテン63を
包囲する位置まで下方に移動することにより冷却位置65
に配置される。ポペット56はステーション42の底部の空
気圧シリンダ66により上昇、下降せしめられる。
直立ステーション43は処理機械１の割出しプレート28
を含む垂直平面75に平行な水平軸線74のまわりに90度の
円弧を描いて旋回するように枢動可能に支持された直立
レバー71の自由端部に取り付けられたウェーハ支持プラ
テン70を備えている。レバー71はプラテン70が移送平面
55内のウェーハ受入位置において上向きに面したウェー
ハ支持面を有する水平位置からプラテン70の表面上のウ
ェーハが処理機械11のポート14に配置された保持具30に
移送され、または保持具30から受け入れられる垂直位置
まで旋回する。プラテン70は、水平受入位置において、
ウェーハを移送アーム40のつかみ具48から受け入れ、ま
たはウェーハをつかみ具48に提供する。プラテン70は該
プラテン上のウェーハ46をその端縁においてつかみかつ
ポート14まで直立させ、または水平移送平面55まで下降
させるためにプラテン70に保持するためのクランプ構造
体、例えば、１組の３個のロックローラ77を備えてい
る。
処理機械11およびモジュール12の作動は処理装置10の
作動要素と接続されたプログラム可能な制御装置80のソ
フトウェアにより制御されかつ調整される。
この明細書には本発明の一つの実施例のみを説明した
が、当業者は上記の内容に対する種々の追加、代替案ま
たは変型、変更を本発明の原理から逸脱することなく実
施することができることを理解するであろう。従って、
請求の範囲は以下に記載のとおりである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/68 C23C 14/34 C23F 4/00 H01L 21/203 H01L 21/3065

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部に形成された真空室（16）と、ウェー
    ハを垂直の向きに保持するために内部に配置された保持
    具（30）を有する真空室（16）内の取付けおよび取外し
    ステーション（31）とを有するウェーハ処理機械（11）
    のための移送モジュール（12）にして、モジュール（1
    2）は内部に形成された真空移送室（15）と、移送室（1
    5）内に配置された複数個の処理ステーション（41,42,4
    3）と、移送室（15）とウェーハ処理機械（11）の取付
    けおよび取外しステーション（31a）との間を連絡する
    取付けおよび取外しポート（14）と、２個のウェーハカ
    セットロードロック室（20a,20b）とを有し、前記ウェ
    ーハカセットロードロック室の各々はその内部に複数個
    の水平に配置されたウェーハ（46）を垂直に積み重ねら
    れた状態に支持するための手段（45）を含みかつシール
    可能なポート（18a,18b）を通して移送室（15）と選択
    的に接続可能な内部を有し、前記処理ステーションは該
    処理ステーションに配置されたウェーハの回転および偏
    心の心合せを確立するための手段（51,53）を有するウ
    ェーハ心合せステーション（41）と、ウェーハ加熱冷却
    ステーション（42）であり、ウェーハ加熱手段（58）と
    ウェーハ冷却手段（63）とウェーハ支持部材（56）とを
    有し、ウェーハ支持部材（56）はウェーハ加熱手段（5
    8）により加熱されてガス抜きされるウェーハとウェー
    ハ冷却手段（63）により冷却されるウェーハのいずれも
    を移動させる、ウェーハ加熱冷却ステーション（42）
    と、処理ステーションにおいてウェーハを回転させかつ
    ウェーハを移送室（15）内の水平の向きとウェーハ処理
    機械（11）の取付けおよび取外しステーション（31a）
    の保持具（30）内の垂直の向きとの間で取付けおよび取
    外ポート（14）を通して搬送するための手段（70,71,7
    7）を含むウェーハ直立ステーション（43）とを含み、
    かつ移送アーム（40）が移送室（15）内に設けられ、移
    送アーム（40）が処理ステーション（41,43）の各々と
    ロードロック室（20）の各々における受入位置からウェ
    ーハをつかみ上げかつウェーハを受入位置に配置し、受
    入位置の各々の間にウェーハを移送するために作動可能
    であるウェーハ処理機械（11）のための移送モジュール
    （12）。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の移送モジュール
    にして、処理ステーション（41−43）が移送室（15）内
    に垂直軸線（50）のまわりのほぼ水平面（55）内に配置
    されている移送モジュール。
  3. 【請求項３】請求の範囲第１項または第２項に記載の移
    送モジュールにして、ウェーハ心合せステーション（4
    1）がウェーハと物理的に接触することなく該ステーシ
    ョンに配置されたウェーハ（46）の回転および偏心の心
    合せに関する情報を含む信号を発生するための手段（5
    3）を有している移送モジュール。
  4. 【請求項４】請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
    か一項に記載の移送モジュールにして、ウェーハ支持部
    材（56）は、ウェーハ（46）をウェーハ加熱冷却ステー
    ション（42）の受入位置と加熱位置および冷却位置の各
    々との間で移動するよう移動可能である、移送モジュー
    ル。
  5. 【請求項５】請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
    か一項に記載の移送モジュールにして、ウェーハ直立ス
    テーション（43）がウェーハ（46）を保持するための手
    段を有するプラテン（70）を含み、プラテン（70）はウ
    ェーハを移送室内の水平面（55）内の水平の向きと処理
    機械（11）の取付けおよび取外しステーション（31a）
    の保持具（30）内の垂直の向きとの間に旋回させかつ取
    付けおよび取外しポート（14）を通して搬送するために
    移送モジュール（12）内に枢動可能に取り付けられてい
    る移送モジュール。
  6. 【請求項６】請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
    か一項に記載の移送モジュールにして、移送アームが半
    径方向に延長可能でありかつ移送室（15）の内部で垂直
    軸線（50）のまわりに枢動可能である移送モジュール。
  7. 【請求項７】請求の範囲第６項に記載の移送モジュール
    にして、移送アーム（40）が一端部において垂直軸線
    （50）に枢動可能に接続されかつ自由端部においてウェ
    ーハ係合装置（48）を有する延長可能な部材（49）を含
    み、移送アーム（40）はウェーハ（46）を係合装置（4
    8）と係合させ、そしてウェーハを処理ステーション（4
    1−43）の各々とロードロック室（20）の各各における
    受入位置からつかみ上げかつウェーハを受入位置に配置
    し、受入位置の各々の間にウェーハを移送するために作
    動可能である移送モジュール。
  8. 【請求項８】請求の範囲第１項から第７項までのいずれ
    か一項に記載の移送モジュールにして、各々のロードロ
    ック室（20a,20b）の支持手段が室（20a,20b）内に複数
    個の水平に配置されたウェーハ（46）を垂直に積み重ね
    られた状態に支持するためのラック（45）である移送モ
    ジュール。
  9. 【請求項９】ウェーハ処理機械（11）を備えているウェ
    ーハ処理装置（10）にして、ウェーハ処理機械は内部に
    形成された主真空室（16）と、主真空室（16）内に水平
    軸線（29）のまわりの垂直面内に等しい角度間隔をおい
    て隔置された複数個の加工ステーション（31）とを有
    し、前記の複数個の加工ステーション（31）は複数個の
    処理ステーション（31b,31d）および取付けおよび取外
    しステーション（31a）を含み、ウェーハ処理機械（1
    1）はさらに主真空室（16）内に回転可能に取り付けら
    れかつ水平軸線（29）のまわりに角度間隔をおいて取り
    付けられた複数個のウェーハ保持具（30）を有する割出
    しプレート（28）を有し、それにより割出しプレート
    （28）が回転して保持具（30）を加工ステーション（3
    1）を通して逐次搬送し、そして保持具の各各を加工ス
    テーション（31）の異なる一つの加工ステーションに同
    時に配置するようになっており、処理機械（11）はさら
    に請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一項に記
    載の移送モジュール（12）を有しているウェーハ処理装
    置（10）。
  10. 【請求項１０】ウェーハを取り扱いかつ処理する方法に
    して、移送モジュールの移送室と連絡した真空環境内の
    少なくとも１個の第１カセットモジュール内に垂直に積
    み重ねられた状態に隔置された複数個の水平に向けられ
    たウェーハを準備し、水平に向けられたウェーハを第１
    カセットモジュールから移送モジュール内の心合せステ
    ーションに移動し、そして心合せステーションに配置さ
    れたウェーハを心合せし、心合せされたウェーハを心合
    せステーションから移送モジュール内の予熱ステーショ
    ンに移動し、そしてウェーハを加熱してウェーハからガ
    ス抜きし、ガス抜きされたウェーハを予熱ステーション
    から移送モジュール内の直立ステーションに移動し、ウ
    ェーハを直立ステーションにおける水平の向きから取付
    けポートを通してウェーハ処理機械の取付けステーショ
    ン内の垂直の向きに移動し、ウェーハがウェーハ処理機
    械内で垂直に向けられている間にウェーハを処理し、処
    理されたウェーハをウェーハ処理機械の取付けステーシ
    ョン内の垂直の向きから取付けポートを通して直立ステ
    ーションにおける水平の向きに移動し、ウェーハを直立
    ステーションから移送モジュール内の冷却ステーション
    に移動し、そして冷却ステーションに配置されたウェー
    ハを冷却し、そしてウェーハを冷却ステーションからカ
    セットモジュール内の保管位置に移動する諸工程を含
    み、 予熱ステーションおよび冷却ステーションが温度処理ス
    テーションにおける移送室内に配置され、かつウェーハ
    を予熱ステーションおよび冷却ステーションに移動する
    工程がウェーハを温度処理ステーションにおける受入位
    置に移動し、その後ウェーハを受入位置からそれぞれの
    加熱ステーションまたは冷却ステーションに移動する工
    程を含む方法。
  11. 【請求項１１】請求の範囲第10項に記載の方法にして、
    該方法がさらに第１カセットモジュールからのウェーハ
    が処理されつつある間に第２カセットモジュール内の複
    数個の処理されたウェーハを複数個の処理されていない
    ウェーハと置き換える工程を含む方法。
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