JPH10242241A

JPH10242241A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH10242241A
Application number: JP9057111A
Authority: JP
Inventors: Kohei Yamada; 幸平山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-11
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: JP3894513B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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、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
と、該ＳＭＩＦインデクサと該載置台の間でポッドを搬
送する搬送手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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）１０３ａ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Ａ
ＧＶ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
を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】これによれば、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。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、
システムを安価に製作出来るようになる。

【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。７
ａ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１
０ｂ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，１２
ｂ）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２
ａ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１０
４，１０５によりカセット１０２ａ内のレチクル１０２
ｂ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１
０２ｂ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１０
２ｂが収納されたらインデクサ２によりカセット１０２
ａ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９００
ｍｍ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、１
０ａ：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，１２
ｂ）：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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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することを特徴とす
る半導体製造装置。
【請求項２】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。
【請求項３】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、該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請求
項１記載の半導体製造装置。
【請求項４】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。
【請求項５】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。
【請求項６】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。
【請求項７】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。
【請求項８】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９】請求項１〜８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。