JPH10154741A - 真空中製造複合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体の製造装置に適用される真空中製造複
合装置に関し、ウエハー製造時間の短縮と、ウエハー表
面酸化，ホコリ付着，等を防止し、品質を向上する。 【解決手段】 多角形柱状の搬送機器１内には搬送ロボ
ット１−２が水平直線，上下，旋回可能に設置され、ウ
エハー６を移送する。又、２個の搬出，入機器２が接続
され、カセット２ａ−４，２ｂ−４を設け、ゲート弁２
ａ−２，２ａ−３，２ｂ−２，２ｂ−３を開閉して真空
〜大気置換によりカセット内のウエハー６を搬送機器１
又は外部へ移送可能とする。更に、５−１〜５−５の５
個の予熱、製造機器が接続され、ロボット２を介してウ
エハー６を他機器へ移送可能とする。又、他の搬送機器
１′と連接する中継移送機器３がゲート弁４−１，４−
２で接続され、ターンテーブル３−３上に仮置中継用カ
セットにウエハー６をのせ、他機器１′へ移送可能とす
る。ウエハー６の搬出入が機器１，２，３，５間で行な
われるので酸化防止，ホコリ付着が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体の製造装置が
統合した全体的設備として適用される真空中製造複合装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造設備には、ウエハーへの成
膜，印刷，エッチング，不純物混入，等の各工程での設
備があり、これらの各設備は工程毎にそれぞれ独自の機
器構成となっている。これらの各設備を組合せて製造ラ
インを構成する場合には、各工程で製造したウエハーを
次の工程へ搬送するために大気中で搬送して次の設備へ
移送し、製造設備を構成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体製造設備
は、前述のように製造工程毎に組合せた設備として製造
途中のウエハーを大気中で移送し、次工程の設備へ送っ
ていたため、各設備の搬出，入チャンバ部分で真空〜空
気の置換えが必要となり、搬送時間の無駄が多く、ま
た、ウエハー表面が空気中で酸化したり，不純物，ホコ
リ，等が付着したりすることにより、品質の低下や不良
品の多発等、歩留りが良くなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１），（２）の手段を提供する。

【０００５】（１）内部を真空保持可能な多角形状の柱
状容器と；同柱状容器の中心部で回転可能に支持され、
先端部に被加工物を着脱可能に把持し、水平方向に伸縮
可能な搬送装置と；前記柱状容器の周辺の多角形状面か
ら同容器に連通すると共に、入口及び出口に開閉手段を
設けて真空保持可能とし、前記搬送装置が前記被加工物
を搬出し、搬入するための少くとも２組の搬出入装置
と；前記柱状容器の周辺の複数の多角形状面から同容器
内に連通し、前記被加工物の一工程となる予熱機器又は
製造機器を内部に装備すると共に、前記搬送装置が前記
被加工物を出し、入れ可能とする複数の製造機器用容器
と；前記柱状容器の周辺の多角形状面の１つから同容器
に連通すると共に、入口及び出口に開閉手段を設け、他
の柱状容器の周辺の多角形状面の１つと連接可能で、前
記搬送装置により前記被加工物を同他の柱状容器との間
で移送可能とする中継移送装置とを具備してなることを
特徴とする真空中製造複合装置。

【０００６】（２）上記（１）において、前記柱状容器
は前記中継移送装置により複数個直列に接続されてなる
ことを特徴とする真空中製造複合装置。

【０００７】本発明の（１）においては、被加工物、例
えば、半導体製造におけるウエハーが搬出入装置の入口
側開閉手段を開放して内部にセットされる。この場合、
ウエハーは例えば、カセット内に数１０枚まとめてセッ
トする。その後、入口側開閉手段を閉じて内部を真空置
換し、柱状容器側の出口開放手段を開放し、搬出入装置
と柱状容器とを連通する。この状態において、搬送装置
が内部のウエハーを把持し、搬送装置より取出し、柱状
容器周囲の所定の工程の製造機器が装備されている製造
設備用容器へ搬送する。ウエハーの加工後、再び搬送装
置がこのウエハーを把持して取出し、次工程の製造機器
が装備されている製造設備用容器へ搬送し、これらを繰
り返し実施し、半導体製造の一連の工程（各種成膜，印
刷，エッチング，不純物注入，等）を実施することがで
きる。又、ウエハー加工後に最終工程の製造機器用容器
から搬送装置によりウエハーを把持し、搬出入装置を前
述の逆の操作により外部へ搬出することができる。

【０００８】又、上記の搬出入装置は２組設けると、加
工前のウエハーの搬入用，加工後のウエハーの搬出用と
してそれぞれ専用に使用することができ搬出入工程を単
純化することができる。又、各製造設備用容器には工程
の必要に応じて入口に開閉手段を設け、それぞれ作業環
境を維持することができる。

【０００９】上記の真空製造複合装置における搬送装置
のウエハーの把持，回転，移動，搬出入装置での開閉手
段の作動及び真空源の作動，中継移送装置の開閉手段の
作動，及びこれら一連の工程での作動タイミングはすべ
て制御装置により自動的に作動させることができるが、
これらの作動は手動操作で行うこともできる。

【００１０】（２）においては、柱状容器が中継移送装
置により製造工程の必要に応じて複数個連接するので、
１つの柱状容器に多角形状に配置した製造複合装置の工
程の途中からウエハーを中継移送装置を経て隣の製造複
合装置側へ移送し、必要な工程を付加し、そのウエハー
を再度返送することができるので幅広い製造工程を有す
る半導体製造ラインが構成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係る真空中製造複合装置の単体の平面図、
図２はそのＡ−Ａ矢視図、図３はそのＢ−Ｂ矢視図、図
４は複合装置全体の平面図である。

【００１２】図１乃至図３において、１，１′は多角形
柱状の搬送機器、１−１は搬送機器本体、１−２は搬送
ロボットで、リンク機構により回転，伸縮して移動可能
でウエハー６を先端部にのせて搬送する。２は搬出入機
器で、２ａ−１，２ｂ−１は２個の搬出入機器本体であ
り、ウエハー６の搬出入の際の真空〜大気置換を行う。
２ａ−２，２ｂ−２，２ａ−３，２ｂ−３はゲート弁
で、それぞれ搬出入機器２ａ−１，２ｂ−１の入口，出
口に設けてある。２ａ−４，２ｂ−４はカセットであ
り、ウエハー６を数１０枚重ねて収納する。

【００１３】３は中継移送機器であり、３−１は円筒状
容器，３−２ａ，３−２ｂは中継用通路容器、３−３は
ターンテーブルで、３−４の仮置中継用カセットを４個
円状に設けて３−５の旋回用駆動装置で回転する。４−
１，４−２はゲート弁で移送機器３の入口，出口にそれ
ぞれ設けられている。

【００１４】５は予熱、製造機器で、５−１，５−２，
５−３，５−４，５−５と５組設けられ、搬送機器１の
周囲に放射状に設けられ、それぞれ図示省略するが必要
に応じて入口側にゲート弁が設けられている。

【００１５】図４は複合装置全体の平面図であり、搬送
機器１，１′，１″を中継移送機器３，３′でそれぞれ
直列に接続し、製造ラインを構成したものであり、個々
の機器は図１乃至図３で説明した通りであるので説明は
省略する。

【００１６】次に、上記の構成の真空中製造複合装置の
作用について説明する。図１乃至図３において、多角形
柱状の搬送機器本体１−１内の中央部には半導体ウエハ
ー６を把持又は搭載し、水平方向に伸縮，旋回，上下動
し、ウエハー６を移送する搬送ロボット１−２が装設さ
れ、搬送機器本体１−１の多角辺部の少なくとも２辺に
は加工前又は加工後のウエハー６を搬出、搬入するため
の搬出入機器２ａ−１，２ｂ−１が接続されている。

【００１７】搬出入機器２ａ−１，２ｂ−１は真空〜大
気置換用のもので、真空室から大気中へ、又は大気中か
ら真空室へ接続してウエハー６を搬出又は搬入する。搬
出入機器２ａ−１，２ｂ−１の内部にはカセット２ａ−
４，２ｂ−４が装備されており、例えば、搬出入機器２
ａ−１で搬出する場合には、ゲート弁２ａ−３を開き、
搬送ロボット１−２よりウエハー６を受けてカセット２
ａ−４に載置し、ゲート弁２ａ−３を閉め、ゲート弁２
ａ−２を開けてウエハー６を外部へ搬出することができ
る。

【００１８】搬送機器１の多角辺部の他の１辺には、図
４に示すように他の多角柱状の搬送機器１′，１″とを
中継移送機器３，３′で連接し、ゲート弁４−１，４−
２及び４′−１，４′−２を同様に開閉してウエハー６
を互に移送することができる。

【００１９】中継移送機器３には、中央部に製造中ウエ
ハー６の仮置中継用カセット３−４が複数個（図では
ａ，ｂ，ｃ，ｄの４個）設けられたターンテーブル３−
３が旋回用駆動装置３−５により回転可能に支承され、
円筒状容器３−１内に収納され、両側の中継用通路容器
３−２ａ，３−２ｂによりゲート弁４−１，４−２で搬
送装置１と１′とを連接している。

【００２０】このような中継移送装置３では、ゲート弁
４−１を開き、搬送ロボット１−２よりウエハー６を所
定の空のカセット３−４に受け取り、ゲート弁４−１を
閉じ、ターンテーブル３−３を所定の角度だけ回転さ
せ、ゲート弁４−２を開け、必要なカセット３−４から
ウエハーを次の搬送機器１′の搬送ロボットに渡し、ゲ
ート４−２を再び閉めてウエハーを中継することができ
る。

【００２１】搬送機器１の多角辺部の残辺には真空中の
予熱、製造機器５−１〜５−５，又は図２に示す例では
５−６〜５−１１が配設され、必要に応じて中継移送機
器３′，ゲート弁４′−１，４′−２と搬送機器１″を
増設してこれら製造機器を増設することができる。

【００２２】上記に説明の予熱、製造機器５−１〜５−
１１内には、ウエハー６の加工前の予熱機器や，成膜機
器，印刷機器（塗布用，現像用，露光用，等）、エッチ
ング機器，不純物注入機器，等種々の機器を装備するも
ので、ウエハー６の製造工程群毎に搬送機器１，１′，
１″に組込まれる。又、図示省略するが、真空中で操作
する機器が装備されている予熱、製造機器５にはゲート
弁を入口に設け、作業環境を維持する。

【００２３】このような真空中製造複合装置にウエハー
を搬入する場合には、まず、ゲート弁２ａ−３又は２ｂ
−３を閉塞状態としておき、ゲート弁２ａ−２又は２ｂ
−２を開き、加工前のウエハー６一式をカセット２ａ−
４又は２ｂ−４内に収納した状態で内部にセットする。
その後、ゲート弁２ａ−２又は２ｂ−２を閉じ、搬出入
機器２ａ−１又は２ｂ−１内を図示省略の真空源により
真空状態に置換え、ゲート弁２ａ−３又は２ｂ−３を開
放し、搬送機器１内と連通させる（搬出の場合はこの逆
操作となる）。

【００２４】上記の状態において、搬送機器１内の搬送
ロボット１−２が、入口に向って旋回，伸張し、カセッ
ト２ａ−４又は２ｂ−４からウエハー６のみを把持して
取り出し、最初の工程となる予熱、製造機器５−１〜５
−５のうちの所定の機器まで運ぶが、その製造工程中途
にあっては、搬送ロボット１−２は開放状態にあるゲー
ト弁４−１を経て中継移送機器３内の仮置用中継カセッ
ト３−４のａへウエハー６を引渡すことができる。

【００２５】この場合中継移送機器３では、ゲート弁４
−１を閉じ、ターンテーブル３−３を反転、旋回させて
搬送機器１′側に向け、ゲート弁４−２を開けて搬送機
器１′側の搬送ロボット１′−２によりウエハー６が取
り出されて予熱、製造機器５−５〜５−１１のうちの必
要個所に搬送され、又、必要に応じて搬送機器１′側か
らウエハーを中継移送機器３′内へ搬送する。

【００２６】所定の予熱、製造機器５で加工された加工
後のウエハー６は上記と逆操作に従って搬送ロボット１
−２により取り出されて搬送機器１まで返送され、前述
とは逆にゲート弁２ａ−３又は２ｂ−３の操作で搬出入
機器２ａ−１又は２ｂ−１内のカセット２ａ−４又は２
ｂ−４へ搬送される。

【００２７】図５は上記に説明の実施の形態における真
空中製造複合装置の制御のブロック図であり、制御装置
２０には装置の始動，停止，ウエハー６を搬入，搬出す
る指示等を行う端末装置２１が接続され、この端末装置
２１からの指令に基づいて制御装置２０は搬出入機器２
ａ−１のゲート弁２ａ−３，２ｂ−４及び搬出入機器２
ｂ−１のゲート弁２ｂ−３，２ｂ−４，搬送ロボット１
−２の直線，旋回移動，回転，移送機器３の旋回用駆動
装置３−５の回転，ゲート弁４−１，４−２の開閉，予
熱、製造機器５の必要個所のゲート弁の開閉及び真空源
の開閉を所定のタイミングで制御する。

【００２８】これらの制御は一連の製造工程に従ってそ
の工程順に制御装置２０の指令により連続して自動的に
制御されるが、もちろん、このような制御装置２０の制
御によらずに手動で操作しても良いものである。

【００２９】

【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は、多角形状の柱状容器と、柱状容器内に設けられ、被
加工物を把持して搬送する搬送装置と、柱状容器の多角
形状の周面に連接して被加工物の搬出，搬入を行う搬出
入装置と、柱状容器の多角形状の複数の周面に連接し、
予熱機器や製造機器を内部に装備する製造機器用容器
と、同じく柱状容器の多角形状面に連接し、他の柱状容
器と連接可能とする中継移送装置とからなる構成とし、
又、この柱状容器を複数直列に接続した構成も提供する
ので、半導体製造におけるウエハー製造時間の短縮化、
ウエハー表面の酸化や不純物，ホコリ等の付着の防止が
図れ、ウエハーの品質の向上、歩留り向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る真空中製造複合装
置単体の平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視である。

【図４】本発明の実施の一形態に係る真空中製造複合装
置全体の平面図である。

【図５】本発明の実施の一形態に係る真空中製造複合装
置の制御ブロック図である。

【符号の説明】

１，１′，１″ 搬送機器 １−１ 搬送機器
本体 １−２ 搬送ロボ
ット ２ 搬出入機
器 ２ａ−１，２ｂ−１ 搬出入機
器本体 ２ａ−２，２ｂ−２，２ａ−３，２ｂ−３ ゲート弁 ２ａ−４，２ｂ−４ カセット ３，３′ 中継移送
機器 ３−１ 円筒状容
器 ３−２ａ，３−２ｂ 中継用通
路容器 ３−３ ターンテ
ーブル ３−４ 仮置中継
用カセット ３−５ 旋回用駆
動装置 ４−１，４−２ ゲート弁 ４′−１，４′−２ ゲート弁 ５ 予熱、製
造機器 ５−１〜５−１２ 予熱、製
造機器本体 ６ ウエハー ２０ 制御装置 ２１ 端末装置 ２２ 真空源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を真空保持可能な多角形状の柱状容
   器と；同柱状容器の中心部で回転可能に支持され、先端
   部に被加工物を着脱可能に把持し、水平方向に伸縮可能
   な搬送装置と；前記柱状容器の周辺の多角形状面から同
   容器に連通すると共に、入口及び出口に開閉手段を設け
   て真空保持可能とし、前記搬送装置が前記被加工物を搬
   出し、搬入するための少くとも２組の搬出入装置と；前
   記柱状容器の周辺の複数の多角形状面から同容器内に連
   通し、前記被加工物の一工程となる予熱機器又は製造機
   器を内部に装備すると共に、前記搬送装置が前記被加工
   物を出し、入れ可能とする複数の製造機器用容器と；前
   記柱状容器の周辺の多角形状面の１つから同容器に連通
   すると共に、入口及び出口に開閉手段を設け、他の柱状
   容器の周辺の多角形状面の１つと連接可能で、前記搬送
   装置により前記被加工物を同他の柱状容器との間で移送
   可能とする中継移送装置とを具備してなることを特徴と
   する真空中製造複合装置。
2. 【請求項２】 前記柱状容器は前記中継移送装置により
   複数個直列に接続されてなることを特徴とする請求項１
   記載の真空中製造複合装置。