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JPH04229633A - 真空ウェハ搬送処理装置及び方法 - Google Patents

真空ウェハ搬送処理装置及び方法

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Publication number
JPH04229633A
JPH04229633A JP3141247A JP14124791A JPH04229633A JP H04229633 A JPH04229633 A JP H04229633A JP 3141247 A JP3141247 A JP 3141247A JP 14124791 A JP14124791 A JP 14124791A JP H04229633 A JPH04229633 A JP H04229633A
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JP
Japan
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wafer
processing
chamber
wafer transfer
vacuum chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP3141247A
Other languages
English (en)
Inventor
Owen P Williams
オーウェン・ピー・ウィリアムズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般的には半導体デ
バイスの製造方法に関し、より具体的には、真空ウェハ
搬送処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】デバイス及び集積回路を製造するための
半導体ウェハの処理は、様々な形式のリアクタ及びウェ
ハ処理チャンバ内において多数の工程を必要とする。処
理されるウェハは、チャンバ間では人手を介して移動さ
れるのが普通である。ウェハのマニュアル搬送は、ウェ
ハを微粒子や他の不純物にも汚されやすくする。ウェハ
上の微粒子及び他の不純物は結果として欠陥密度を増加
し、デバイス品質を低下させる。
【０００３】アプライド・マテリアルズ（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）　社のモデル５０００のよう
なクラスタ装置（Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｔｏｏｌｓ）　は、
真空状態を保持しながら、数多くのプロセス工程を行な
う能力がある。この装置ではマニュアル操作はもちろん
のこと、ウェハが大気に覆される機会を非常に減少させ
る。典型的クラスタ装置は、多数のプロセス（処理）モ
ジュールが結合された１つの中央搬送モジュールを含ん
でいる。その搬送モジュールは、単一のロボットアーム
を含み、このアームは、その搬送モジュールと様々なプ
ロセスモジュールとの間でウェハを搬送する。ある特定
のプロセスモジュールに１枚のウェハが搬入されれば、
そのプロセスモジュールは搬送モジュールから密封され
、その中で処理が行なわれる。処理モジュールの真空度
は搬送モジュールの真空度と等しいこともありまた異な
ることもあり、それは個々の処理工程に依存する。
【０００４】クラスタ装置は、その設計により、即ち、
搬送モジュールと種々のプロセスモジュールとの間でウ
ェハを搬送するための、単一ロボットアームのみの存在
により、能力がひどく制限されている。第１に、全ウェ
ハ搬送は単一ロボットアームに依存する故に、処理量（
ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）が限定されている。第２に、ク
ラスタ装置の全動作は、完全にロボットアームに依存す
る。もしもそのアームが誤動作すれば、アームが修理さ
れるまで全システムが運転不能となる。
【０００５】従って、高い生産処理量を可能にし、単一
ロボットアームに依存しない、真空ウェハ搬送処理装置
を有することが非常に望ましいことである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、連続真空状態
のもとで多数の処理工程を実施できる、改善された真空
ウェハ搬送処理装置及び方法を提供することが本発明の
目的の１つである。
【０００７】処理量の増加を可能にする真空ウェハ搬送
処理装置及び方法を提供することが本発明の他の目的の
１つである。
【０００８】単一ロボットアームの動作に依存しない真
空ウェハ搬送処理装置及び方法を提供することが本発明
のさらに別の目的の１つである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の及び他の目的及び
利点は、その中に配置されるウェハ保持手段を有する中
央真空チャンバを、その一部として含む一つの実施例に
よって、本発明において達成される。複数のウェハ搬送
アームが、中央真空チャンバに接続され、中央真空チャ
ンバから伸張（ｅｘｔｅｎｄ）される。複数のウェハ搬
送アームの内の少なくともいくつかのアームはさらにウ
ェハ処理チャンバに結合される。これらのウェハ搬送ア
ームは中央真空チャンバのウェハ保持手段と様々なウェ
ハ処理チャンバとの間で、ウェハを搬送する。さらに、
他のウェハ搬送アームは保管その他にも使用できる。本
発明はまた、種々のウェハ処理チャンバの間でウェハを
直接的に搬送する、ウェハ搬送アームを含むこともある
。
【００１０】
【概要】ウェハ保持手段を有する１つの中央真空チャン
バを含む真空ウェハ搬送処理装置及びその方法が開示さ
れた。複数のウェハ搬送アームが中央真空チャンバと複
数のウェハ処理チャンバとの間に配置されている。ウェ
ハ搬送アームは、ウェハを様々な処理チャンバと中央真
空チャンバとの間で搬送するので、数多くのウェハ処理
工程は真空中で実施できるという特徴を有する。
【００１１】
【実施例】第１図は、アプライド・マテリアルズ（Ａｐ
ｐｌｉｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）　社のモデル５００
０に類似する、従来技術によるクラスタ装置１０の概略
図である。クラスタ装置１０はその中に配置された単一
ロボットアーム１４を有する１つの搬送モジュール１２
を含む。カセットモジュール１６は搬送モジュール１２
にゲートバルブ１８により結合される。複数のプロセス
モジュール２０Ａ−２０Ｅはまたゲートバルブ１８によ
って、搬送モジュール１２に結合される。
【００１２】クラスタ装置１０は一般的には、以下のよ
うに動作する。ウェハ２４を含むウェハカセット２２は
、カセットモジュール１６の中に配置される。ウェハカ
セット２２がカセットモジュール１６の中に配置されて
いる間、カセットモジュール１６を搬送モジュール１２
に結合するゲートバルブ１８は密封されている故に、搬
送モジュール１２は大気には覆されていない。ウェハカ
セット２２がカセットモジュール１６にロードされたな
らば、カセットモジュール１６は大気から密封され、あ
る特定の真空度に減圧される。典型的には、カセットモ
ジュール１６の真空度は搬送モジュール１２の真空度と
同じである。一度、カセットモジュール１６が所望の真
空度に達すれば、ゲートバルブ１８は開かれロボットア
ーム１４はゲートバルブ１８を介してウェハ２４をカセ
ット２２から搬送モジュール１２に搬送する。
【００１３】ロボットアーム１４によって、ウェハ２４
が一度搬送モジュール１２内に配置されたならば、それ
はさらに、種々のプロセスモジュール２０Ａ−Ｅの内の
１つに搬送される。特定のプロセスモジュール２０を搬
送モジュール１２に結合するゲートバルブ１８は、そこ
で密封され、プロセスモジュール２０はその処理工程に
必要とされる特定の真空即ち圧力に、加圧または減圧さ
れる。プロセスモジュール２０Ａ−Ｅの各々は、搬送モ
ジュール１２の圧力とは異なった圧力に、加圧または減
圧されると理解されるべきである。処理工程が一度完了
されれば、ゲートバルブ１８は開き、ロボットアーム１
４は特定のプロセスモジュール２０からウェハ２４を取
り出し、それを搬送モジュール１２に戻す。ウェハ２４
はそこで、次の処理のため別のプロセスモジュール２０
に入れられることもできる。
【００１４】クラスタ装置１０は、数多くの処理工程が
真空中で行なわれるのを可能にし、それにより、微粒子
や他の不純物の影響を受けにくくするが、一方で相対的
に能率が上がらない。単一ロボットアーム１４が搬送モ
ジュール１２内に配置されるだけである故に、所定時間
内においては制限された枚数のウェハ２４しか搬送でき
ない。従って、処理量が相対的に低い。さらに、クラス
タ装置１０の全体としての動作はロボットアーム１４に
依存する。もしもロボットアーム１４が不調または故障
の場合には、ウェハ２４は装置中で搬送不能となるため
、クラスタ装置１０は全く運転不能となる。
【００１５】第２図は真空ウェハ搬送処理装置３０の概
略図を示す。真空ウェハ搬送処理装置３０は１つの中央
真空チャンバ３２を含む。１つのウェハパッド３４が中
央真空チャンバ３２内に配置され、そこにウェハを保持
する働きをする。ウェハパッド３４は必要な場合には垂
直方向の運動の能力も所有していてもよい。ここでは、
ウェハパッド３４は単一パッドとして図示されているが
、所定時において同時に数多くのウェハを保持する能力
を有するウェハ保持手段を使用してもよいことは容易に
理解されるべきである。
【００１６】真空ウェハ搬送処理装置３０はさらに複数
のウェハ搬送アーム３６を含み、これらの搬送アーム３
６は、それらの第１端部３８においてバルブ４０によっ
て、中央真空チャンバ３２に結合されている。ウェハ搬
送アーム３６の第１端部３８を中央真空チャンバ３２に
結合するのに加え、バルブ４０は各ウェハ搬送アーム３
６から中央真空チャンバ３２を密封する動作をする。バ
ルブ４０はさらに中央真空チャンバ３２内の真空を維持
しつつ、ウェハ搬送アーム３６が中央真空チャンバ３２
から取り外されるのを可能にするであろう。これは保守
やその他の目的で、ウェハ搬送アーム３６が取り外され
ることを可能とするものである。ウェハ搬送アーム３６
は実質的に直線的な様式で動作する。これはクラスタ装
置の中で典型的に使用され、一般に位置合わせが難しい
ロボットアームと比較して、位置合わせを比較的容易に
する。しかしまた、ウェハ搬送アーム３６は必要ならば
垂直移動の能力を有することも可能であると理解される
べきである。
【００１７】ウェハ搬送アーム３６はさらに第２端部４
２を含む。第２端部４２は単一処理チャンバ４４，　ク
ラスタ装置４６またはウェハローダ４８のような様々な
ウェハ処理チャンバに結合することができる。第２端部
４２は、またステッパー等のような非真空チャンバまた
は装置その他に結合することも可能でありリソグラフィ
工程が実行されることが可能であり、完了すれば、ウェ
ハ２４は真空ウェハ搬送処理装置３０内に直接的に搬送
されうる。ウェハ搬送アーム３６の第２端部４２は一般
的にはバルブ５０によって様々なウェハ処理チャンバに
結合される。バルブ５０はウェハ搬送アーム３６及び中
央真空チャンバ３２から様々な処理チャンバが密封され
ることを可能にする。さらにバルブ５０は様々な処理チ
ャンバがウェハ搬送アーム３６から取り外されることを
可能にする。
【００１８】真空ウェハ搬送処理装置３０のあるウェハ
搬送アーム３６は様々な処理チャンバに結合される第２
端部４２を保有していない。このようなウェハ搬送アー
ム３６はウェハの保管または冷却工程等に使用されうる
。ウェハの保管、冷却工程等に使用されるウェハ搬送ア
ーム３６は保管または冷却に用いられるチャンバにまた
結合されていてもよい。
【００１９】チャンバ間ウェハ搬送アーム５２は単一処
理チャンバ４４とクラスタ装置４６との間に配置される
。チャンバ間ウェハ搬送アーム５２は単一処理チャンバ
４４とクラスタ装置４６にバルブ５４を介して結合され
る。バルブ５４は単一処理チャンバ４４とクラスタ装置
４６が、チャンバ間ウェハ搬送アーム５２からと同様に
、お互いからも密封されるのを可能にする。チャンバ間
ウェハ搬送アーム５２は様々な処理チャンバの間でウェ
ハが直接的に搬送できるようにする。ウェハ２４は必ず
しも中央真空チャンバ３２を通り常に搬送されることを
要しないため、チャンバ間ウェハ搬送アーム５２は処理
量を増加させる働きをする。チャンバ間ウェハ搬送アー
ム５２は単一処理チャンバ４４とクラスタ装置４６との
間に常に配置されることを要しないと、理解されるべき
である。真空ウェハ搬送処理装置の個々の設計に依存し
て、これらの配置関係はチャンバ間または各エレメント
間で所望のように配置可能である。
【００２０】ここに図示するように、ウェハ処理チャン
バはウェハローディングチャンバ４８を含む。ウェハロ
ーディングチャンバ４８はロードされるウェハのために
バルブ４０または５０のいずれかを介して真空ウェハ搬
送処理装置３０の他の部分から密封される。ウェハはウ
ェハローディングチャンバ４８の中に、個々にまたはカ
セットでロードされてもよい。ウェハが一度ロードされ
たならば、ウェハローディングチャンバ４８は所望の真
空度、典型的には中央真空チャンバ３２の圧力に減圧さ
れる。ウェハアーム３６の内部搬送機構はそこで、ウェ
ハローディングチャンバ４８から１枚のウェハを取り出
し、中央真空チャンバ３２内のウェハパッド３４にそれ
を搬送する。別のウェハ搬送アーム３６はそこで、その
ウェハをウェハパッド３４から、保管、単一処理チャン
バ、または、クラスタ装置４６に搬送するであろう。
【００２１】１枚のウェハ、または、所望枚数のウェハ
が単一処理チャンバ４４またはクラスタ装置４６のいず
れかに一度置かれれば、バルブ４０、５０、のいずれか
、または、単一処理チャンバ４４またはクラスタ装置４
６のいずれかへの内部バルブ　（図示されず）　によっ
て、そのウェハは中央真空チャンバ３２から密封され、
所望の処理工程または諸工程が実施されるだろう。望ま
しい処理工程または諸工程が実施されれば、密封された
バルブ４０，　５０または内部バルブ　（図示されず）
は開放され、ウェハ搬送アーム３６は単一処理チャンバ
４４、または、クラスタ装置４６のいずれかから、ウェ
ハを中央真空チャンバ３２のウェハパッド３４に戻すよ
うに搬送する。１枚のウェハあるいは複数のウェハは、
そこで、保管のため他のウェハ搬送アームに送られ、ま
たは、さらに処理するため他の処理チャンバに搬送され
、あるいは、真空ウェハ搬送処理装置３０から除去され
るようにウェハローディングチャンバに送り戻されても
よい。チャンバ間ウェハ搬送アーム５２が使用されれば
、様々なチャンバ間で望み通りにウェハを搬送するのに
利用できる。
【００２２】本発明の別の特徴として、ウェハ搬送アー
ム３６の部分の間にチャンバ　（図示せず）　を置くこ
とが望ましいことがある。これは真空排気をより容易に
するためである。即ち、装置の一部分が真空にされると
きに真空排気量が少なくてすむからである。リソグラフ
ィ工程から多くの真空処理工程の１つへ移向する場合の
ような、真空及び非真空工程の間を移動する作業状況に
対し、これは特に望ましいものである。これはまた、ウ
ェハのローディング及びアンローディングに対し特に望
ましいものである。ウェハ搬送アーム３６及びチャンバ
間ウェハ搬送アーム５２は、特定の応用に依存して長さ
が変えられるものであると理解されるべきである。様々
なウェハ搬送アーム３６をある角度で使用するのも可能
であるから、望ましい床配置図が達成できる。例えば、
１対のウェハ搬送アーム３６を小形の補助チャンバに対
し及び小形の補助チャンバから異なる方向に伸張させる
ことは非常に望ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるクラスタ装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施例による真空ウェハ搬送処理装
置の概略図である。
【符号の説明】
１０，４６　　クラスタ装置 １２　　搬送モジュール １４　　ロボットアーム １６　　カセットモジュール １８　　ゲートバルブ ２０　　プロセスモジュール ２０Ａ−Ｅ　　プロセスモジュール ２２　　ウェハカセット ２４　　ウェハ ３０　　真空ウェハ搬送処理装置 ３２　　中央真空チャンバ ３４　　ウェハパッド（ウェハ保持手段）３６　　ウェ
ハ搬送アーム ３８　　第１端部 ４０，５０，５４　　バルブ ４２　　第２端部 ４４　　単一処理チャンバ ４８　　ウェハローダ（ウェハローディングチャンバ）
５２　　チャンバ間ウェハ搬送アーム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　１つの中央真空チャンバと、前記中央
    真空チャンバの中に配置されるウェハ保持手段と、各々
    前記中央真空チャンバに結合される第１端部及び第２端
    部を有する複数のウェハ搬送アームと、及び前記複数の
    ウェハ搬送アームの内の少なくともいくつかの前記第２
    端部に結合される複数のウェハ処理チャンバとを有する
    真空ウェハ搬送処理装置。
  2. 【請求項２】　　１つの中央真空チャンバと、前記中央
    真空チャンバの中に配置されるウェハ保持手段と、各々
    第１端部及び第２端部を有する複数のウェハ搬送アーム
    と、前記中央真空チャンバと前記複数のウェハ搬送アー
    ムの前記第１端部との間に配置され両者を結合し、前記
    ウェハ搬送アームから前記中央真空チャンバを密封し、
    また、その中の真空を維持しつつ前記中央真空チャンバ
    から前記ウェハ搬送アームの取り外しを可能にする働き
    をする第１バルブ手段と、前記複数のウェハ搬送アーム
    の内の少なくともいくつかの第２端部に結合される複数
    のウェハ処理チャンバと、及び、前記ウェハ搬送アーム
    の内の少なくともいくつかの前記第２端部と前記複数の
    ウェハ処理チャンバとの間に配置され、両者を結合し、
    処理中に前記ウェハ処理チャンバを密封し、かつまたそ
    の中の真空を維持しつつ前記ウェハ搬送アームから前記
    ウェハ処理チャンバが取り外しできるように、ウェハ処
    理チャンバを密封する働きをする第２バルブ手段とを含
    む真空ウェハ搬送処理装置。
  3. 【請求項３】　　少なくとも１枚の処理用ウェハを準備
    する工程と、中央真空チャンバ内に配置されるウェハ保
    持手段と、各々中央真空チャンバに結合される第１端部
    、及び第２端部を有する複数のウェハ搬送アームと、及
    び前記複数のウェハ搬送アームの内の少なくともいくつ
    かの前記第２端部に結合される複数のウェハ処理チャン
    バとを含む真空ウェハ搬送処理装置の中の中央真空チャ
    ンバ内に前記少なくとも１枚のウェハを配置する工程と
    、前記少なくとも１枚のウェハを、前記中央真空チャン
    バから、前記複数のウェハ搬送アームの内の１つを介し
    て前記複数のウェハ処理チャンバの内の第１のウェハ処
    理チャンバへ搬送する工程と、前記複数のウェハ処理チ
    ャンバの内の前記第１のウェハ処理チャンバを、前記複
    数のウェハ搬送アームの内の前記１つのウェハ搬送アー
    ムから密封する工程と、前記複数のウェハ処理チャンバ
    内の前記第１のウェハ処理チャンバ内において、前記の
    少なくとも１枚のウェハ上において前記第１の処理工程
    を実施する工程と、前記少なくとも１枚のウェハを、前
    記複数のウェハ処理チャンバの内の前記第１のウェハ処
    理チャンバから第２のウェハ処理チャンバへ搬送し、前
    記複数のウェハ処理チャンバの内の前記第２のウェハ処
    理チャンバを密封し、また、前記の少なくとも１枚のウ
    ェハに第２の処理工程を実施する工程と、及び前記の少
    なくとも１枚のウェハを、前記複数のウェハ処理チャン
    バの内の前記第２のウェハ処理チャンバから、前記第２
    の処理工程に引きつづいて取りはずす工程とを含む真空
    ウェハ搬送処理方法。
JP3141247A 1990-05-21 1991-05-16 真空ウェハ搬送処理装置及び方法 Pending JPH04229633A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/526,255 US5067218A (en) 1990-05-21 1990-05-21 Vacuum wafer transport and processing system and method using a plurality of wafer transport arms
US526,255 1990-05-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04229633A true JPH04229633A (ja) 1992-08-19

Family

ID=24096564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3141247A Pending JPH04229633A (ja) 1990-05-21 1991-05-16 真空ウェハ搬送処理装置及び方法

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