JP3894513B2 - 半導体製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、標準メカニカルインターフェース(SMIF)ポッド搬送手段を有する半導体製造装置に関する。すなわち、半導体ウエハやレチクル等の基板を内蔵するカセットを清浄に保つことのできる開閉可能な収納容器(以後SMIFポッドと略称する)を使用して、露光装置等の半導体製造装置に対し基板を供給および回収する、いわゆるSMIFシステム対応の半導体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体の製造工程、特にリソグラフィ工程では歩留まりを向上させるため、素子欠陥の原因となるサブミクロン大の塵を管理したクリーンルーム内で半導体ウエハ等の基板を処理してきた。しかし、素子の高集積化および回路の微細化が進んでいる今日、これらに対応する、粒径のさらに小さな塵を管理するクリーンルームは、実現が技術的またはコスト的に困難になってきている。このため、クリーンルームのクリーン度向上に代わる方法の1つとして基板を内蔵したカセットを内部が清浄に保たれた開閉可能な密閉容器に収納し、この容器の開閉手段を各製造装置に持たせることにより基板のクリーンな搬送を可能にする標準メカニカルインターフェース、いわゆるSMIFシステムが提案されている。
【0003】
そこで、例えば半導体露光装置においてレチクル搬入出のSMIF対応を考えてみると図6および図7のようになる。すなわち、この半導体露光装置は、SMIFポッド102を開閉し収納されたレチクルキャリア(カセット)102aを該ポッド102から引き出す開閉昇降手段103(以後SMIFインデクサと略称)と、該SMIFインデクサ103により半導体露光装置101内に引き出されたカセット102aからレチクル102bを取り出すためのレチクルを保持するフォーク状のハンド104と、該ハンド104を該カセット102aに対して前後進および昇降するとともに不図示プリアライメントステージへ搬送する搬送手段105とを備えたものとなる。そして、該搬送手段105により搬送されるレチクル102bの汚染やレチクル102bの交換時間を考慮するとカセット102aからレチクル102bを取り出す時の高さはレチクル102bをプリアライメントステージへ搬送する高さとほぼ一致させ、搬送系路を最短にしておくべきである。そうするためにはSMIFインデクサ103のポッド載置面はレチクル搬送面より幾分上方に配置されることになる。しかもレチクル搬送高さは露光装置のレチクルステージ高さ近傍であるため床から1600mm以上となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような配置ではポッドの載置面が高いため、オペレータによるポッド交換や床面を走行する有軌道無人搬送車(以後AGVと略称する)によるポッドの供給回収は困難であり、クリーンルームの天井から吊り下げられた軌道を走行するAGVの使用が必須となって設備コストを上昇させるとともにレイアウト上の制約も増大する。
【0005】
一方、オペレータによるポッド交換や床面走行AGVに対応するためにインデクサの位置を床面から800〜1000mmの高さに設定した場合、半導体製造装置内の清浄な環境内でレチクルを搬送する距離が大幅に増大するため、その搬送機構部からの発塵により清浄な環境およびレチクルを汚染する恐れがあり、それを防止するためには大がかりな発塵対策、例えば取り出したレチクルを別の蓋付のカセットに収納し直して搬送するか、各駆動部を旋回アームの組み合わせにして発塵を抑える必要がある。また、ポッド内に複数枚のレチクルを収納している場合にレチクル交換に要する時間を増大させるという欠点がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、SMIFシステムに対応する半導体製造装置において収納物の汚染や交換時間を最少とし、かつ、オペレータや床面AGVによるポッドの交換を可能にする手段を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明では、半導体製造装置においてSMIFポッドの開閉ドアを開けて中に収納された基板を取り出すときの高さがほぼレチクル搬送高さとなるように1基以上のSMIFインデクサを配置するとともに、ポッド搬入出に適した高さ、例えば床面からおよそ900mmの高さにポッドを搬入出するための載置台を設け、該SMIFインデクサと該載置台の間でポッドを搬送する搬送手段を備える。さらに、搬送手段は、載置台を容器搬入出高さから収納容器開閉高さ近傍まで昇降させる昇降手段と、収納容器開閉高さ近傍にある載置台上または収納容器開閉手段上に載置された収納容器を把持するハンドと、ハンドを昇降するハンド昇降手段と、昇降手段を載置台と収納容器開閉手段の間で水平移動させる水平移動手段とを有する。そして、前記ハンドは、載置台と開閉手段の上方に配置されていることを特徴とする。
【0008】
【作用】
上記の構成によれば、SMIFインデクサの位置をポッドからレチクルを取り出すときの高さがほぼレチクル搬送面と一致するようにしているため、ポッドから取り出されたレチクルをプリアライメントステージまで搬送する経路が最短となり、レチクル交換時間を最短にすることが出来るとともに搬送中のレチクルの汚染も最少に出来る。また、ポッドの搬入出位置をインデクサと別に設けたため、その高さを任意の高さ、例えば900mm近傍にすることが出来、オペレータによるポッド交換や床走行AGVへの対応も容易になる。また、ポッド搬送経路をカバーで覆い、内部を排気することにより半導体製造装置内の清浄環境やクリーンルーム環境と分離出来るためポッド搬送機構に発塵防止対策が不要となり、システムを安価に製作出来るようになる。さらに、ポッド搬送機構(収納容器搬送手段)をポッド搬入出位置(載置台)とSMIFインデクサ(開閉手段)の上方に配置したため、フットプリント、すなわち装置の設置面積を小さくすることができ、これもシステムのコストダウンに寄与する。
【0009】
【実施例】
図1は本発明の一実施例に係る半導体露光装置全体の鳥瞰図である。露光装置チャンバ1の前面左寄り上方にはレチクル用SMIFインデクサ2があり、そのポッド載置面はレチクルの搬送高さより所定量高く設定されている。一方、該チャンバ1の前面左方にはポッド載置台3と該載置台3を床面から800mmの高さの近傍から該インデクサ2のポッド載置面高さ近傍まで上下させる載置台昇降手段4が配設されている。また、該インデクサ2および該載置台昇降手段4の上方にはポッド2aに形成されたハンドリング用部材を把持するロボットハンド5と該ハンド5を上下および水平移動するための昇降水平移動手段6を有する。なお、該ロボットハンド5および該昇降水平移動手段6は公知の機構、例えばパルスモータ、ボールネジおよびリニアガイド等により構成される。また、前記の機構部およびポッドの搬送エリアはカバー7により覆われ、露光装置内の清浄な環境とクリーンルーム内の環境の両方から分離されており、不図示の排気手段により排気されることにより、前記の両環境を汚染することがないようになっている。7aは載置台3に対しポッド2aを搬入出するためカバー7に設けられた扉である。
【0010】
次に、図2の平面図および図3の断面図によりポッド2a搬入出高さにおけるポッド載置台3まわりの構成を説明する。ポッド載置台3上にポッド2aの外形を大まかにガイドする8本のガイドピン9とポッド2aの底面に設けられた位置決め用穴に嵌合しポッドの位置を決める3本の位置決めピン8とポッド2aが正規の位置に載置されたときにそれを検出する第一の有無検出センサ10を備えている。なお、第一の有無検出センサ10は、一端を載置台3の裏面に固定された板ばね10bにより上方に付勢されたピン10aがポッド2a底面により押し下げられ板ばね10bの他端に設けた遮光部がフォトインタラプタ10cを遮光することによりポッドが正規位置に載置されたことを検出するようになっている。一方、ポッド載置台3は載置台昇降手段4の昇降台4a上に固定されており、その昇降台4a上には載置台3上にポッド2aがあるかないかを透過型センサにより検出する第二の有無検出センサ12(12a,12b)が取り付けられている。これらの2つの有無センサ10,12により正規位置にないポッドの検出を可能としている。
【0011】
さらに、載置台昇降手段4のベース部にはポッド搬入出高さにおいてポッド2aに設けられたID通信手段13と通信し、ID情報を読み取るID読み取り手段11が取り付けられている。
【0012】
また、カバー7のポッド搬入出高さには載置台3にポッド2aを搬入出するための扉7aが設けられ不図示のロック機構により載置台3が載置高さ(下位置)にないときには扉7aが開かないようになっている。
【0013】
次に図4および図5のフローチャートによりポッドのロード時、アンロード時の動きを説明する。
ロード動作は、オペレータがポッド載置台3にポッド2aをセットし、ポッド載置部扉7aを閉め、扉7a上方にある不図示のロードスイッチを押下することによりスタートする。図4を参照して、まず、セットされたポッド2aが搬送可能な状態であるかどうかの確認としてロードすべきインデクサ2上またはポッド搬送ロボット5上に既に別のポッドが存在しないことを不図示の近接センサまたはソフト上で確認する。ここでインデクサ2またはポッド搬送ロボット5上に別のポッドが存在している場合にはアラーム1を発し、オペレータに既存のポッドをアンロードしなければ次のポッドをロード出来ないことを知らせ、ロード動作を中止する。一方、ロード可能であることが確認されたら第一有無センサ10によりポッド2aが正規位置にセットされていることを確認し、NGの場合は上記同様にアラーム2を発し、OKの場合はポッドのIDをID読み取り手段11により読み込む。ここで読み込まれたIDと予め製造装置にセットされたIDとの照合を行ない、ロードすべきポッドであることを確認する。誤ったポッドがセットされた場合はアラーム3を発し、ロード動作を中止する。
【0014】
以上の確認が全てOKであった場合に実際の搬送動作を開始する。まず、危険防止のためにポッド載置部扉7aを開放不能にロックした後、載置台3を昇降手段4により上位置に移動する。次に、ロボットハンド5を開いた状態のままハンド昇降水平移動手段6によりポッド把持高さまで下降させ、ロボットハンド5を閉じて載置台3上のポッド2aを把持する。ポッド2aが正常に把持されたことを確認後ロボットハンド5を上昇させ、インデクサ2の上方まで移動する。そしてロボットハンド5を下降させ、インデクサ2上にポッド2aが載置されたところでロボットハンド5を開きポッド2aを解放する。ここでポッド2aがインデクサ2上に正常に載置されたことを確認後、ロボットハンド5を上昇させ、ポッド載置台3上方へ移動する。そしてインデクサ2はポッド2aを把持し、ポッド底蓋のロックを解除し、図7に示すように、製造装置内にポッド2a内のカセット102aを引き出してロード動作を完了する。以降は従来例で述べたような既知のレチクル搬送手段104,105によりカセット102a内のレチクル102bをプリアライメントステージに搬送すればよい。
【0015】
同様にアンロード動作はオペレータが前記ロードスイッチ近傍にあるアンロードスイッチを押下することによりスタートする。図5を参照して、まず、アンロードすべきポッド2aがインデクサ2上にあり、また、ポッド搬送ロボット5とポッド載置台3上にアンロードを妨げる他のポッドがないことを不図示の近接センサまたはソフト上で確認し、かつ第二有無センサ12により確認する。いずれかでNGとなった場合はそれぞれに対応したアラーム4,5を発し、アンロード動作を中止する。
【0016】
以上の確認が全てOKであった場合に実際の搬送動作を開始する。まず、ポッド載置部扉7aをロックした後、ポッド載置台3を昇降手段4により上位置に移動する。次に、図7のカセット102aから取り出されたレチクル102bが全てカセット102aに収納されていることを確認し、収納されていないレチクル102bがあれば前記レチクル搬送手段104,105によりカセット102aに収納する。全てのレチクル102bが収納されたらインデクサ2によりカセット102aをポッド2aに収納し、底蓋をロックし、ポッド2aの拘束を解除する。そして、ロボットハンド5を開いた状態のままインデクサ2の上方位置からポッド把持高さまで下降させ、ロボットハンド5を閉じてインデクサ2上のポッド2aを把持する。ポッド2aが正常に把持されたことを確認後、ロボットハンド5を上昇させ、載置台3上方に移動する。そして再び下降させポッド載置台3上にポッド2aが正常に載置されたことを第一有無センサ10により確認後、ロボットハンド5を開きポッド2aを解放し、ロボットハンド5をポッド載置台3の上方へ移動する。ロボットハンド5の移動が完了したらポッド載置台3を上位置から下位置へ移動し、ポッド載置部扉7aのロックを解除しアンロード動作を終了する。
【0017】
以上がオペレータによりポッド2aを供給回収する場合のロード、アンロード動作であるが上記の中でポッド載置部扉7aおよびロード・アンロードスイッチに代えて既知の無線通信手段と位置決めマークを備えることにより床面走行AGVによるポッド2aの供給回収も可能となる。
【0018】
さらに、本実施例では1基のSMIFインデクサへのポッド搬送を説明してきたが前記ハンド昇降水平移動手段6の昇降ストロークをポッド2a全高寸法より大きく取れば複数のSMIFインデクサに対する搬送が可能であり、複数の露光装置に搬送してもよいことは言うまでもない。また、ポッド載置台および昇降手段は露光装置と別構造としたが露光装置と一体構造としてもよい。
【0019】
【デバイス生産方法の実施例】
次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図8は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。
【0020】
図9は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では上記説明したポッド搬送装置を有する露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【0021】
本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、SMIFインデクサの位置をポッドからレチクルを取り出す時の高さがほぼレチクル搬送面と一致するようにしているため、ポッドから取り出されたレチクルをプリアライメントステージまで搬送する経路が最短となり、レチクル交換時間を最短にすることが出来るとともに搬送中のレチクルの汚染も最少に出来る。また、ポッドの搬入出位置をインデクサと別に設けたため、その高さを所望の高さにすることが出来る。そのため、例えば、高さを900mm近傍にすれば、オペレータによるポッド交換や床走行AGVへの対応も容易になる。さらに、ポッド搬送経路をカバーで覆い、内部を排気することにより半導体製造装置内の清浄環境やクリーンルーム環境と分離出来るため、ポッド搬送機構に発塵防止対策が不要となり装置を安価に製作出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る半導体露光装置全体の鳥瞰図である。
【図2】 図1の装置の平面図である。
【図3】 図1の装置の断面図である。
【図4】 図1の装置におけるポッドロード時の動作を示すフローチャートである。
【図5】 図1の装置におけるポッドアンロード時の動作を示すフローチャートである。
【図6】 従来の半導体露光装置全体の鳥瞰図である。
【図7】 図6の装置の要部拡大断面図である。
【図8】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図9】 図8におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【符号の説明】
1:露光装置チャンバ、2:レチクル用SMIFインデクサ、2a:ポッド、3:ポッド載置台、4:載置台昇降手段、5:ロボットハンド、6:昇降水平移動手段、7:カバー、7a:ポッド載置部扉、8:位置決めピン、9:ガイドピン、10:第一の有無検出センサ、10a:ピン、10b:板ばね、10c:フォトインタラプタ、11:ID読み取り手段、12(12a,12b):第二の有無検出センサ、101:露光装置チャンバ、102:ポッド、102a:カセット、102b:レチクル、103:SMIFインデクサ、104:ハンド、105:搬送手段。
Claims (8)
- 少なくとも1枚の基板および該基板を内蔵するカセットを清浄に保つための開閉可能なほぼ密閉された収納容器と、該収納容器の開閉を行なう少なくとも1基の収納容器開閉手段を備えた半導体製造装置であって、
該開閉手段と異なる位置にあって該製造装置に対して該収納容器を搬入出するための載置台と、
該載置台の搬入出位置と該開閉手段の開閉位置の間で該収納容器を搬送する搬送手段とを有し、
前記搬送手段が、前記載置台を容器搬入出高さから収納容器開閉高さ近傍まで昇降させる昇降手段と、前記載置台と開閉手段の上方に配置され前記収納容器開閉高さ近傍にある該載置台上または前記収納容器開閉手段上に載置された収納容器を把持するハンドと、該ハンドを昇降するハンド昇降手段と、該昇降手段を該載置台と該収納容器開閉手段の間で水平移動させる水平移動手段とを有することを特徴とする半導体製造装置。 - 前記載置台の収納容器搬入出位置が前記開閉手段の開閉位置よりも低い位置にあることを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置。
- 前記載置台は収納容器が載置されていることを検出する複数の有無センサを有し、該センサの一つは該収納容器が正規位置にある時にのみ作動することを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置。
- 前記収納容器はIDの読み出しが可能なバーコードまたは通信手段を有し、少なくとも該収納容器が前記容器搬入出位置にある前記載置台上に載置されているときに該IDを読み込むことが出来る情報読み取り手段を有することを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置。
- 前記半導体製造装置内の環境と前記収納容器の搬送空間の環境がほぼ分離されていることを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置。
- 前記収納容器内に収納されて当該半導体製造装置に搬入出される基板はレチクルであることを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置。
- 前記収納容器の搬送空間をカバーで覆い、該搬送空間内部を排気する排気手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の半導体露光装置を用いて製造したことを特徴とする半導体デバイス。
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