(57)【要約】【課題】半導体製造装置に於いて、基板の移載、搬送時にパーティクルにより基板が汚染されない様にする。【解決手段】独立して駆動される複数のロボットアーム４５ａ，４５ｂを有する基板搬送装置２０と、複数の基板５を保持する基板保持手段３１，２１とを具備する半導体製造装置に於いて、基板払出し時には基板保持手段に保持されている最下段の基板から上側の基板に向って順次、上側のロボットアームから下側のロボットアームにより順次払出し、基板載置時には下側のロボットアームから順次、基板保持手段に上側から下方に移載する様前記基板搬送装置を制御する制御部を具備する。【選択図】        図１
2004311888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立して駆動される複数のロボットアームを有する基板搬送装置と、複数の基板を保持する基板保持手段とを具備する半導体製造装置に於いて、基板払出し時には基板保持手段に保持されている最下段の基板から上側の基板に向って順次、上側のロボットアームから下側のロボットアームにより順次払出し、基板載置時には下側のロボットアームから順次、基板保持手段に上側から下方に移載する様前記基板搬送装置を制御する制御部を具備することを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等の処理を行い半導体素子を製造する半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置には、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の半導体製造装置と、一枚又は複数枚ずつ処理する枚葉式の半導体製造装置とがある。
【０００３】
枚葉式の半導体製造装置は、複数枚の基板を一度に処理する基板処理室、該基板処理室に複数の基板を搬送する基板搬送室、基板授受を行うロードロック室等を具備している。
【０００４】
前記基板処理室は搬入された複数の基板を保持する基板載置台を有し、基板加熱装置を有している。前記ロードロック室は複数の基板を保持する基板保持器を有し、前記基板搬送室は基板搬送装置を具備し、該基板搬送装置は独立して基板を搬送可能な複数のロボットアームを有している。
【０００５】
基板の処理は、前記ロボットアームが交互に作動して、前記基板処理室から前記ロードロック室に、又該ロードロック室から前記基板処理室に、基板を１枚ずつ搬送している。
【０００６】
従来の基板搬送方法を図８、図９により略述する。
【０００７】
図８中、１は基板搬送装置を示し、該基板搬送装置１は上ロボットアーム２、下ロボットアーム３を具備している。又、図８中、４は例えばロードロック室に設けられた基板保持具等の基板保持手段である。図９中、６は基板処理室内の基板保持手段、例えば基板載置台６を示している。
【０００８】
前記基板搬送装置１は、前記上ロボットアーム２、前記下ロボットアーム３が一体で昇降（Ｚ軸方向）可能であり、前記上ロボットアーム２は独立して回転可能であると共に伸縮可能となっている。又、前記下ロボットアーム３についても独立して回転可能であると共に伸縮（Ｘ軸方向）可能となっている。
【０００９】
前記基板保持具４は所要枚数の基板（以下ウェーハ）５を水平姿勢で保持可能となっている。
【００１０】
先ず、前記基板保持具４からウェーハ５を払出す場合について説明する。
【００１１】
前記上ロボットアーム２が伸長され、前記基板保持具４に保持されている下から２段目（以下、上側）のウェーハ５ａの下側に挿入される。前記基板搬送装置１が上昇し、前記上ロボットアーム２によりウェーハ５ａが受載され、前記上ロボットアーム２が短縮し、上側のウェーハ５ａが払出される。
【００１２】
又、前記基板搬送装置１が下降し、前記下ロボットアーム３が伸長され、該下ロボットアーム３が前記基板保持具４に保持されている下から１段目（以下、下側）のウェーハ５ｂの下側に挿入される。前記基板搬送装置１が上昇し、前記下ロボットアーム３によりウェーハ５ｂが受載され、前記下ロボットアーム３が短縮し、下側のウェーハ５ｂが払出される。
【００１３】
次に、前記基板搬送装置１が回転し、向きを変え、払出したウェーハ５を他の基板保持手段に搬送する。
【００１４】
前記上ロボットアーム２、前記下ロボットアーム３が前記基板載置台６に正対され、前記上ロボットアーム２が前記基板載置台６の上の段の基板載置棚６ａに対応する様高さを調整される。前記上ロボットアーム２が伸長され、上側のウェーハ５ａが前記基板載置棚６ａの上側に挿入され、前記基板搬送装置１が下降し、前記ウェーハ５ａが前記基板載置棚６ａに載置される。前記上ロボットアーム２が後退する。
【００１５】
前記基板搬送装置１が昇降して、前記下ロボットアーム３が前記基板載置台６の下の段の基板載置棚６ｂに対応する様高さを調整される。前記下ロボットアーム３が伸長され、下側のウェーハ５ｂが前記基板載置棚６ｂの上側に挿入され、前記基板搬送装置１が下降し、前記ウェーハ５ｂが前記基板載置棚６ｂに載置される。前記下ロボットアーム３が後退して移載作業が完了する。
【００１６】
上記した基板搬送手順によると、前記基板載置棚６ａと基板載置棚６ｂ間のピッチと前記上ロボットアーム２と下ロボットアーム３間のピッチが相違しても、複数の基板の搬送を能率よく行うことができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の半導体製造装置では、前記基板保持具４内で上側のウェーハ５ａを払出す場合に、下側のウェーハ５ｂに前記上ロボットアーム２の伸縮動に伴うパーティクルが落下する虞れがあり、又ウェーハ５を前記基板載置台６に載置する場合でウェーハ５ａを載置する際に下側の前記下ロボットアーム３が保持しているウェーハ５ｂにパーティクルが落下する虞れがあった。
【００１８】
本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハの移載、搬送時にパーティクルによりウェーハが汚染されない様にするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、独立して駆動される複数のロボットアームを有する基板搬送装置と、複数の基板を保持する基板保持手段とを具備する半導体製造装置に於いて、基板払出し時には基板保持手段に保持されている最下段の基板から上側の基板に向って順次、上側のロボットアームから下側のロボットアームにより順次払出し、基板載置時には下側のロボットアームから順次、基板保持手段に上側から下方に移載する様前記基板搬送装置を制御する制御部を具備する半導体製造装置に係るものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１〜図３により、本発明の実施の対象となる枚葉式半導体製造装置の概略を説明する。尚、図中、図８、図９中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００２２】
真空搬送室１１に反応室１２，１３、加熱・冷却室１４，１５、ロードロック室１６，１７が気密に放射状に連設され、該ロードロック室１６，１７に大気搬送室１８が気密に連設され、更に該大気搬送室１８にはカセット授受装置１９が設けられている。
【００２３】
前記カセット授受装置１９には密閉容器で基板（ウェーハ）５を所定枚数（例えば２５枚）収納可能なカセット２１が複数載置可能であり、前記大気搬送室１８は前記カセット２１の蓋を開閉可能な開閉装置２２が設けられていると共に前記カセット授受装置１９上のカセット２１と前記ロードロック室１６，１７間で前記ウェーハ５の移載を行う大気搬送装置２３が設けられている。
【００２４】
前記ロードロック室１６，１７はゲート弁（後述）により気密に閉塞可能となっていると共に内部を減圧排気、又大気圧に復圧可能な様に、減圧装置（図示せず）、不活性ガス供給装置（図示せず）が連通されている。前記ロードロック室１６，１７内には所要枚数のウェーハ５を保持するウェーハ保持具３１が設けられ、所要ピッチでウェーハ５を保持している。
【００２５】
前記真空搬送室１１内には前記ロードロック室１６，１７と前記反応室１２，１３、前記加熱・冷却室１４，１５間で減圧雰囲気で前記ウェーハ５の移載を行う真空搬送装置２０が設けられている。該真空搬送装置２０は独立して駆動される複数のロボットアーム、図示では２組の上ロボットアーム４５ａ、下ロボットアーム４５ｂを具備している。
【００２６】
前記上ロボットアーム４５ａ、下ロボットアーム４５ｂの駆動機構部４６は独立して駆動される。図４に示される様に、該駆動機構部４６は前記上ロボットアーム４５ａを伸縮する第１伸縮モータ４７ａ、前記下ロボットアーム４５ｂを伸縮する第２伸縮モータ４７ｂ、前記上ロボットアーム４５ａ、下ロボットアーム４５ｂを水平面内で一体に回動する回動モータ４８、前記上ロボットアーム４５ａ、下ロボットアーム４５ｂを一体に昇降させる昇降モータ４９を具備している。
【００２７】
前記第１伸縮モータ４７ａ、第２伸縮モータ４７ｂ、回動モータ４８、昇降モータ４９は搬送制御部５１により制御され、更に該搬送制御部５１は主制御装置５２により処理シーケンスに従って制御されている。尚、前記開閉装置２２、前記大気搬送装置２３、ゲート弁２４，２５（後述）、ゲート弁２６，２７（後述）、ゲート弁２８，２９（後述）等も前記主制御装置５２により統括して制御される。
【００２８】
前記加熱・冷却室１４，１５は、未処理のウェーハ５を保管し、予備加熱し、或は処理後のウェーハ５を一時保管して冷却を行うものであり、前記加熱・冷却室１４，１５内部には複数のウェーハ５を水平姿勢で保持するウェーハ保持具（図示せず）が設けられている。
【００２９】
前記大気搬送室１８と前記ロードロック室１６，１７との間に前記ゲート弁２４，２５が設けられ、前記ロードロック室１６，１７と前記真空搬送室１１との間に前記ゲート弁２６，２７が設けられ、前記真空搬送室１１と前記反応室１２，１３との間に前記ゲート弁２８，２９が設けられている。
【００３０】
前記反応室１２と反応室１３とは同一構造であり、以下は前記反応室１２について図３により略述する。
【００３１】
石英製の反応管３２は扁平な反応室３３を形成し、前記反応管３２の両端にガス導入フランジ３４，３５が気密に設けられ、該ガス導入フランジ３４，３５の上端にはガス導入管３６，３７が接続され、前記ガス導入フランジ３４，３５の下端には排気管３８，３９が接続されている。前記ガス導入管３６，３７は図示しない処理ガス供給源、或は不活性ガス供給源に接続され、前記排気管３８，３９は排気装置（図示せず）に接続されている。又、前記反応管３２の上下には前記反応室１２に収納されたウェーハ５を加熱するヒータ４１が設けられている。
【００３２】
前記反応管３２の内部には、基板保持手段であるウェーハ載置台４２が設けられ、該ウェーハ載置台４２は複数段（図示では２段）のウェーハ載置棚（以下、上載置棚４２ａ、下載置棚４２ｂ）を有している。
【００３３】
以下、ウェーハ５の処理について概略を説明する。
【００３４】
ウェーハ５が収納された前記カセット２１が前記カセット授受装置１９に搬送され、前記開閉装置２２が前記カセット２１の蓋を開け、前記ゲート弁２４，２５が開放される。前記大気搬送装置２３が大気に開放された前記ロードロック室１６，１７のいずれか一方（例えばロードロック室１６）にウェーハ５を搬送する。前記ゲート弁２４が閉鎖され、前記ロードロック室１６が気密に閉塞され、減圧され前記真空搬送室１１内と同圧化された後、前記ゲート弁２６が開放され、前記真空搬送室１１とロードロック室１６とが開通され、前記真空搬送装置２０により前記ロードロック室１６からウェーハ５が取出され、前記ゲート弁２６が閉塞される。前記ゲート弁２８が開放され、前記真空搬送装置２０によりウェーハ５が前記反応室１２，１３（例えば反応室１２）に搬入され、ウェーハ５が前記ウェーハ載置台４２の上載置棚４２ａ、下載置棚４２ｂに載置される。
【００３５】
前記ゲート弁２８により前記反応室１２が気密に閉塞され、前記ウェーハ５がヒータ４１により加熱される。前記ガス導入管３６から処理ガスが導入され、前記排気管３９よりガスが排気される。又、所定時間経過すると、前記ガス導入管３７から処理ガスが導入され、前記排気管３８よりガスが排気される。而して、前記ウェーハ５に所要の処理がなされる。処理が完了すると、前記ヒータ４１による加熱が停止され、前記ゲート弁２８が開放され、前記真空搬送装置２０により処理済のウェーハ５が搬出される。
【００３６】
処理済のウェーハ５は前記加熱・冷却室１４で保管冷却され、所要温度迄冷却されると、前記真空搬送装置２０により前記加熱・冷却室１４から前記ロードロック室１６へ搬送され、前記ウェーハ保持具３１に載置される。
【００３７】
前記ゲート弁２６が閉塞され、前記ロードロック室１６内が大気圧迄復圧されると、前記ゲート弁２４が開かれ、前記開閉装置２２により前記カセット２１の蓋が開かれ、前記大気搬送装置２３により前記ウェーハ保持具３１から処理済のウェーハ５が取出され、前記カセット２１に移載される。
【００３８】
而して、上記処理が繰返し行われる。
【００３９】
上記実施の形態では、前記真空搬送装置２０により複数、例えば２枚のウェーハ５が搬送され、前記反応室１２，１３では２枚のウェーハ５が同時に処理される。
【００４０】
本実施の形態に於ける、ウェーハ５の搬送方法について図５、図６を参照して説明する。尚、図５、図６では前記真空搬送装置２０、ウェーハ保持具３１等のウェーハ保持手段を模式化して示している。
【００４１】
先ず、図５により、前記ロードロック室１６，１７の前記ウェーハ保持具３１から前記ウェーハ５を払出す場合について説明する。
【００４２】
前記上ロボットアーム４５ａが伸長され、前記基板保持具３１に保持されている最下段（以下、下側）のウェーハ５ｂの下側に挿入される。前記真空搬送装置２０が上昇し、前記上ロボットアーム４５ａにより下側のウェーハ５ｂを受載し（図５（Ａ）参照）、前記上ロボットアーム４５ａが短縮し、下側のウェーハ５ｂが払出される。
【００４３】
又、前記真空搬送装置２０が上昇し、前記下ロボットアーム４５ｂが伸長され、前記ウェーハ保持具３１に保持されている下から２段目（以下、上側）のウェーハ５ａの下側に挿入される。前記真空搬送装置２０が上昇し、下ロボットアーム４５ｂにより上側のウェーハ５ａが受載され（図５（Ｂ）参照）、前記下ロボットアーム４５ｂが短縮し、上側のウェーハ５ａが払出される。
【００４４】
上記前記ウェーハ５の移載に於いて、ウェーハ５の払出しでは、前記下ロボットアーム４５ｂにウェーハがない状態で、前記ウェーハ保持具３１の最下段のウェーハ５を払出すので、ウェーハ５の移載中、前記ウェーハ保持具３１側及び真空搬送装置２０側のいずれに於いても、下方にウェーハが無い状態で行われるので、前記上ロボットアーム４５ａの伸縮作動で発生が考えられるパーティクルによるウェーハの汚染はない。同様に、前記下ロボットアーム４５ｂで２枚目の、ウェーハを払出す場合も下側にウェーハが無い状態で行われるので、前記下ロボットアーム４５ｂの伸縮作動でもパーティクルによるウェーハの汚染は生じない。
【００４５】
尚、ロボットアームが３以上ある場合も同様にして行うことができ、前記真空搬送装置２０については上側のロボットアームから払出し作動を行い、前記ウェーハ保持具３１側については下側のウェーハから上側へウェーハを順番に払出していけばよい。
【００４６】
次に、前記真空搬送装置２０が前記上ロボットアーム４５ａ、前記下ロボットアーム４５ｂを一体に回転し、向きを変え、払出したウェーハ５を他の基板保持手段に搬送する。図６は、ウェーハ５を前記ウェーハ載置台４２に載置する場合を示している。
【００４７】
前記上ロボットアーム４５ａ、前記下ロボットアーム４５ｂが前記ウェーハ載置台４２に正対され、前記下ロボットアーム４５ｂが前記ウェーハ載置台４２の上載置棚４２ａに対応する様高さが調整される。前記下ロボットアーム４５ｂが伸長され、下側のウェーハ５ａが前記上載置棚４２ａに挿入され、前記真空搬送装置２０が下降し、前記ウェーハ５ａが前記上載置棚４２ａに載置される（図６（Ａ）参照）。前記下ロボットアーム４５ｂが後退する。
【００４８】
前記真空搬送装置２０が下降して、前記上ロボットアーム４５ａが前記ウェーハ載置台４２の下載置棚４２ｂに対応する様高さが調整される。前記上ロボットアーム４５ａが伸長され、上側のウェーハ５ｂが前記上載置棚４２ｂの上側に挿入され、前記真空搬送装置２０が下降し、前記ウェーハ５ｂが前記下載置棚４２ｂに載置される（図６（Ｂ）参照）。前記上ロボットアーム４５ａが後退して移載作業が完了する。
【００４９】
上記前記真空搬送装置２０による載置作動で、前記下ロボットアーム４５ｂにより、ウェーハを上載置棚４２ａに載置し、又前記上ロボットアーム４５ａにより下載置棚４２ｂにウェーハを載置するので、前記上ロボットアーム４５ａ、下ロボットアーム４５ｂが伸縮動する下側にはウェーハが存在しないので、前記真空搬送装置２０の移載作動で発生する虞れがあるパーティクルによりウェーハが汚染されない。
【００５０】
尚、ロボットアームが３以上あり、ウェーハ保持手段が３段以上でウェーハを保持する場合は、前記真空搬送装置２０については下側のロボットアームから移載作動を行い、ウェーハ保持手段については空きの基板載置棚の最上段から下側に向って基板が収納される様にすればよい。
【００５１】
尚、ロボットアームの機構については、上記実施の形態で示したものに限られるものではなく、例えばロボットアーム４５が図７に示す様な平行４辺形リンク５４により伸縮されるものでもよい。
【００５２】
又、上記説明では、前記反応室１２，１３と前記ロードロック室１６，１７間でのウェーハの移載について述べたが、前記加熱・冷却室１４，１５と前記ロードロック室１６，１７間、前記ロードロック室１６，１７と前記カセット２１間でのウェーハの移載についても同様に実施可能であることは言う迄もない。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、独立して駆動される複数のロボットアームを有する基板搬送装置と、複数の基板を保持する基板保持手段とを具備する半導体製造装置に於いて、基板払出し時には基板保持手段に保持されている最下段の基板から上側の基板に向って順次、上側のロボットアームから下側のロボットアームにより順次払出し、基板載置時には下側のロボットアームから順次、基板保持手段に上側から下方に移載する様前記基板搬送装置を制御する制御部を具備するので、常に下側に他の基板が無い状態で基板が搬送されるので、ロボットアームの作動により発生の虞れがあるパーティクルによりウェーハが汚染されることがないという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の実施の対象となる半導体製造装置の概略平断面図である。
【図２】本発明の実施の実施の対象となる半導体製造装置の概略正断面図である。
【図３】該半導体製造装置の反応室の要部を示す断面概略図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す制御ブロック図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は該実施の形態を示す作用説明図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は該実施の形態を示す作用説明図である。
【図７】本発明に実施可能な他の真空搬送装置を示す概略平面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す作用説明図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す作用説明図である。
【符号の説明】
５          ウェーハ
１１        真空搬送室
１２，１３  反応室
１６，１７  ロードロック室
２０        真空搬送装置
２１        カセット
２２        開閉装置
２３        大気搬送装置
２４        ゲート弁
３１        ウェーハ保持具
３３        反応室
４２        ウェーハ載置台
４５ａ      上ロボットアーム
４５ｂ      下ロボットアーム
５１        搬送制御部
５２        主制御装置
【図１】
2004311888.tif 000003
【図２】
2004311888.tif 000004
【図３】
2004311888.tif 000005
【図４】
2004311888.tif 000006
【図５】
2004311888.tif 000007
【図６】
2004311888.tif 000008
【図７】
2004311888.tif 000009
【図８】
2004311888.tif 000010
【図９】
2004311888.tif 000011