JPH11233588A

JPH11233588A - ウェーハ搬送装置およびウェーハ搬送方法

Info

Publication number: JPH11233588A
Application number: JP4294298A
Authority: JP
Inventors: Shimao Yoneyama; 詩麻夫米山; Atsushi Osada; 厚長田
Original assignee: MC Electronics Co Ltd
Current assignee: MC Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェーハ処理装置に未処理のウェーハを供給
する搬送工程と、ウェーハ処理装置から処理済のウェー
ハを回収する搬送工程とを統合してウェーハ搬送装置の
搬送効率を向上させ、ウェーハ処理装置の処理効率を向
上させる。【解決手段】ロボットアーム（２）及びサセプタ
（１）に付設されたウェーハ昇降機構（３）を含むウェ
ーハ搬送装置であって、ロボットアーム（２）は、ウェ
ーハ（Ｗ１，Ｗ２）を支持する上下２段のフィンガ（２
Ａ，２Ｂ）を有し、ウェーハ昇降機構（３）は、上段、
中段および下段の各位置に停止可能に且つウェーハ（Ｗ
１，Ｗ２）の周縁部を支持可能に構成された複数のウェ
ーハ支持部（３Ａ）を有する。上段のフィンガ（２Ａ）
はウェーハ支持部（３Ａ）の上段位置と中段位置との間
の高さ位置に臨み、下段のフィンガ（２Ｂ）はウェーハ
支持部（３Ａ）の中段位置と下段位置との間の高さ位置
に臨んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハ搬送装置
およびウェーハ搬送方法に関し、詳しくは、ウェーハ処
理装置に未処理のウェーハを供給する搬送工程と、ウェ
ーハ処理装置から処理済のウェーハを回収する搬送工程
とを統合してウェーハの搬送効率を向上させることが出
来、ひいては、ウェーハ処理装置の処理効率を向上させ
ることが出来る様に改良されたウェーハ搬送装置および
ウェーハ搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェーハ処理装置は、半導体基板などに
使用されるウェーハにドライエッチング、イオンエッチ
ング、アッシング、プラズマ蒸着などの種々の乾式処理
を施す装置である。斯かるウェーハ処理装置に未処理の
ウェーハを供給し且つウェーハ処理装置から処理済のウ
ェーハを回収するウェーハの搬送作業には、通常、ロボ
ットアームが使用されている。

【０００３】前記ロボットアームは、水平面内で旋回お
よび屈伸自在なアームの先端に、ウェーハを水平に支持
して搬送可能な舌片状のフィンガを有している（特開平
７−２２８３０６号公報参照）。斯かるロボットアーム
は、未処理のウェーハが複数枚収容されたキャリアから
１枚のウェーハをフィンガ上に取出し、これをウェーハ
処理装置まで搬送してウェーハ保持用のサセプタ上に供
給する。また、サセプタ上から処理済のウェーハをフィ
ンガ上に取出し、これを冷却用のバッファ装置などに搬
送して回収する。すなわち、ロボットアームは、未処理
のウェーハをサセプタ上に供給し、処理済のウェーハを
サセプタ上から回収する操作を交互に繰返す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したウ
ェーハ搬送装置としてのロボットアームは、サセプタ上
から処理済のウェーハをフィンガ上に取出し、これを冷
却用のバッファ装置などに搬送して回収した後でない
と、未処理のウェーハをサセプタ上に供給することが出
来ない。すなわち、処理済のウェーハを回収する搬送工
程と、未処理のウェーハを供給する搬送工程とが独立し
て必要となり、その搬送効率が悪いという問題がある。
その結果、ウェーハ処理装置においては大きなプロセス
デッドタイムが生じ、ウェーハの処理効率の向上に支障
を来すという問題がある。

【０００５】本発明は、前記の実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ウェーハ処理装置に未処理のウ
ェーハを供給する搬送工程と、ウェーハ処理装置から処
理済のウェーハを回収する搬送工程とを統合してウェー
ハの搬送効率を向上させることが出来、ひいては、ウェ
ーハ処理装置の処理効率を向上させることが出来るウェ
ーハ搬送装置およびウェーハ搬送方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るウェーハ搬送装置は、ウェーハ処理装
置のウェーハ保持用のサセプタ上に未処理のウェーハを
供給し、サセプタ上から処理済のウェーハを回収するウ
ェーハ搬送装置であって、ウェーハを水平に支持して搬
送するロボットアーム及び前記サセプタに付設されたウ
ェーハ昇降機構を含み、前記ロボットアームは、ウェー
ハを支持する上下２段のフィンガを有し、前記ウェーハ
昇降機構は、上段位置、中段位置および下段位置に停止
可能に且つウェーハの周縁部を支持可能に構成された複
数のウェーハ支持部を有し、前記上下２段のフィンガ
は、前記ウェーハ支持部の上段位置と中段位置との間の
高さ位置に上段のフィンガが臨み、中段位置と下段位置
との間の高さ位置に下段のフィンガが臨む様に設けられ
ていることを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係るウェーハ搬送方法は、
前記ウェーハ搬送装置を使用するウェーハ搬送方法であ
って、サセプタ上の処理済のウェーハを支持した各ウェ
ーハ支持部を上段位置まで上昇させ、次いで、未処理の
ウェーハが下段のフィンガ上に支持された上下のフィン
ガを処理済のウェーハの下方に進入させた後、各ウェー
ハ支持部を中段位置まで下降させて処理済のウェーハを
上段のフィンガ上に載置し、続いて、上下のフィンガを
ウェーハの昇降領域から退出させた後に各ウェーハ支持
部を下段位置まで下降させ、その後、上下のフィンガを
ウェーハの昇降領域に進入させ、次いで、各ウェーハ支
持部を中段位置まで上昇させることによって下段のフィ
ンガ上の未処理のウェーハを各ウェーハ支持部上に支持
し、次いで、上下のフィンガをウェーハの昇降領域から
退出させた後に各ウェーハ支持部を下段位置まで下降さ
せることによって未処理のウェーハをサセプタ上に供給
することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
るウェーハ搬送装置およびウェーハ搬送方法を説明す
る。図１はウェーハ搬送装置のロボットアーム及びウェ
ーハ昇降機構の斜視図、図２はウェーハ搬送装置が使用
されるウェーハ処理装置の縦断面図、図３はウェーハ昇
降機構の縦断面図、図４はウェーハ搬送方法の説明図で
ある。

【０００９】本発明のウェーハ搬送装置は、図１に示す
様に、ウェーハ処理装置のウェーハ保持用のサセプタ
（１）上に未処理のウェーハ（Ｗ１）を供給し、サセプ
タ（１）上から処理済のウェーハ（Ｗ２）を回収する装
置である。斯かるウェーハ搬送装置は、ウェーハ（Ｗ
１）、（Ｗ２）を水平に支持して搬送するロボットアー
ム（２）及びサセプタ（１）に付設されたウェーハ昇降
機構（３）を含んでいる。

【００１０】本発明において、前記ロボットアーム
（２）は、ウェーハ（Ｗ１）、（Ｗ２）を支持する上下
２段のフィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）を有する。また、ウ
ェーハ昇降機構（３）は、上段位置、中段位置および下
段位置に停止可能に且つウェーハ（Ｗ１）、（Ｗ２）の
周縁部を支持可能に構成された複数のウェーハ支持部
（３Ａ）を有する。そして、上下２段のフィンガ（２
Ａ）、（２Ｂ）は、ウェーハ支持部（３Ａ）の上段位置
と中段位置との間の高さ位置に上段のフィンガ（２Ａ）
が臨み、中段位置と下段位置との間の高さ位置に下段の
フィンガ（２Ｂ）が臨む様に設けられている。なお、前
記フィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）としては、ウェーハ（Ｗ
１）、（Ｗ２）の裏面に対するパーティクルの付着を低
減するため、ウェーハ（Ｗ１）、（Ｗ２）の周縁部を支
持可能な形状のフィンガがより好適である。

【００１１】前記ウェーハ処理装置は、未処理のウェー
ハ（Ｗ１）にドライエッチング、イオンエッチング、ア
ッシング、プラズマ蒸着などの種々の乾式処理を施し得
る装置であり、例えば、図２に示す様に構成されてい
る。すなわち、ウェーハ処理装置（４）は、架台の水平
なベース（５）上に配置された共振器（６）と、前記ベ
ース（５）下に配置された処理室（７）と、共振器
（６）に所定周波数の高周波電力を供給する高周波電源
（図示省略）とから主として構成されている。

【００１２】前記共振器（６）は、減圧可能に構成され
且つプラズマ用ガスが供給される反応容器（６Ａ）と、
反応容器（６Ａ）の外周に巻回された共振コイル（６
Ｂ）と、共振コイル（６Ｂ）の外周に配置されたアルミ
ニウム等から成る外側シールド（６Ｃ）とを有する。

【００１３】反応容器（６Ａ）は、底面が開放され且つ
上面がドーム状に形成された石英硝子製の円筒状容器で
あり、僅かに拡径された下端縁は、ベース（５）の上面
にリング状のフランジ（６Ｄ）を介して気密に係止され
ている。また、反応容器（６Ａ）の頂部には、プラズマ
用ガスを導入するための細管（６Ｅ）が一体的に設けら
れている。斯かる細管（６Ｅ）には、各種ガス容器を含
み且つプラズマ用ガスを適当な流量で供給可能なガス供
給装置から伸長されたガス供給管（６Ｆ）が接続されて
いる。

【００１４】共振コイル（６Ｂ）は、絶縁性材料にて平
板状に形成され且つフランジ（６Ｄ）の上端面に鉛直に
立設された複数のサポート（６Ｇ）によって支持され
る。共振コイル（６Ｂ）の両端は、電気的に接地された
外側シールド（６Ｃ）に接続され、両端が接地された共
振コイル（６Ｂ）の両接地点の間の適宜の部位は、可動
タップを介して高周波電源（図示省略）に接続される。
そして、共振コイル（６Ｂ）の電気的長さは、電源周波
数の例えば１波長分に調整される。

【００１５】外側シールド（６Ｃ）は、反応容器（６
Ａ）および共振コイル（６Ｂ）を覆う底面が開放された
キャップ状に形成されている。そして、外側シールド
（６Ｃ）の下端縁は、フランジ（６Ｄ）上に支持されて
いる。

【００１６】処理室（７）は、その上面に形成された開
口およびベース（５）に設けられた開口を介して反応容
器（６Ａ）内に連続している。処理室（７）の底部を構
成するボトムプレート（７Ａ）には、真空ポンプに至る
排気管（８）が取付けられており、処理室（７）及び反
応容器（６Ａ）内は、排気管（８）を通じて所定の真空
度に減圧可能に構成されている。そして、処理室（７）
の内部には、連通孔を有するバッフルプレート（９）が
横架され、その上面には短軸円柱状に形成され且つ未処
理のウェーハ（Ｗ１）が載置される前記サセプタ（１）
が配設されており、バッフルプレート（９）の下方には
前記ウェーハ昇降機構（３）が配置されている。また、
処理室（７）の上部は、その側壁に形成された開口を介
してゲートバルブ（１０）に連続しており、ゲートバル
ブ（１０）は、処理室（７）と同様の真空度に保持可能
なロードロック容器（図示省略）が接続されている。そ
して、未処理のウェーハ（Ｗ１）の供給作業および処理
済のウェーハ（Ｗ２）の回収作業は、ゲートバルブ（１
０）を通じて行う様に構成されている。

【００１７】斯かる構成のウェーハ処理装置（４）にお
いては、真空ポンプの駆動により、排気管（８）を通じ
て処理室（７）及び反応容器（６Ａ）の内部が例えば１
０ミリトール〜２０トールまで減圧される。そして、反
応容器（６Ａ）内の真空度を維持しつつ、ガス供給管
（６Ｆ）を通じてプラズマ用ガスが供給され且つ高周波
電源（図示省略）から例えば２７．１２ＭＨｚの高周波
電力が供給される。その結果、共振コイル（６Ｂ）の周
囲に誘導電界が発生し共振コイル（６Ｂ）の電気的中点
に相当する例えば反応容器（６Ａ）の中間高さの位置に
ドーナツ状の誘導プラズマが励起される。そして、この
誘導プラズマによって、未処理のウェーハ（Ｗ１）が適
宜処理される。

【００１８】図１に示す様に、前記ロボットアーム
（２）は、水平面内で旋回および屈伸自在なアーム（２
Ｃ）の先端に前記フィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）を有し、
各フィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）は、ウェーハ支持部（３
Ａ）の上段位置と中段位置との間および中段位置と下段
位置との間にそれぞれ進入し得る様に、所定間隔を開け
て平行に突設されている。そして、ロボットアーム
（２）は、上下のフィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）上にウェ
ーハ（Ｗ１）、（Ｗ２）の中央部を水平に支持して搬送
可能に構成されている。

【００１９】一方、前記ウェーハ昇降機構（３）は、図
３に示す様に、前記バッフルプレート（９）及びサセプ
タ（１）を貫通して上下に昇降自在な複数本（例えば３
本）の昇降ロッド（３Ｂ）を備え、各昇降ロッド（３
Ｂ）の上端に前記ウェーハ支持部（３Ａ）をそれぞれ有
している。各昇降ロッド（３Ｂ）は、図１に示す様に、
サセプタ（１）の周縁部にこれと同心円をなして略等間
隔で配列されている。そして、各ウェーハ支持部（３
Ａ）は、サセプタ（１）の中心に向って略水平に突設さ
れており、その上面には、ウェーハ（Ｗ１）、（Ｗ２）
の外周部を嵌合可能な凹部が形成されている。また、サ
セプタ（１）の上面には、各ウェーハ支持部（３Ａ）が
陥没し得る凹部が形成されている。

【００２０】図３に示す様に、前記昇降ロッド（３Ｂ）
は、ボトムプレート（７Ａ）の下方に平行に配設された
可動板（３Ｃ）上に立設されている。そして、可動板
（３Ｃ）とボトムプレート（７Ａ）との間には、各昇降
ロッド（３Ｂ）の周囲を気密に覆うベローズ（３Ｄ）が
それぞれ設けられている。また、可動板（３Ｃ）には、
ガイドバー（３Ｅ）が嵌合するリニアベアリング（３
Ｆ）及びボールネジ（３Ｇ）が螺合するボールナット
（３Ｈ）がそれぞれ固定されている。

【００２１】前記可動板（３Ｃ）の下方には、ボトムプ
レート（７Ａ）に支持された固定板（３Ｉ）が配設さ
れ、固定板（３Ｉ）の下方には、モータ収容ケース（３
Ｊ）が連設されている。そして、前記ガイドバー（３
Ｅ）は、可動板（３Ｃ）を貫通してリニアベアリング
（３Ｆ）に嵌合し、固定板（３Ｉ）とボトムプレート
（７Ａ）との間に垂直に架設されている。また、ボール
ネジ（３Ｇ）は、固定板（３Ｉ）及び可動板（３Ｃ）を
貫通してボールナット（３Ｈ）に螺合し、その下端部外
周は、ベアリング（３Ｋ）を介して固定板（３Ｉ）に回
転自在に支持されている。そして、ボールネジ（３Ｇ）
の下端は、モータ収容ケース（３Ｊ）内に固定されたサ
ーボモータ（３Ｌ）の回転軸にカップリング（３Ｍ）を
介して連結されている。

【００２２】斯かる構成のウェーハ昇降機構（３）にお
いては、サーボモータ（３Ｌ）によりボールネジ（３
Ｇ）が正転または逆転駆動されることによって、可動板
（３Ｃ）と共に各昇降ロッド（３Ｂ）が昇降される。そ
して、サーボモータ（３Ｌ）の回転制御により、各昇降
ロッド（３Ｂ）の上端のウェーハ支持部（３Ａ）は、図
３に示す様に、ウェーハ（Ｗ１）、（Ｗ２）をサセプタ
（１）上面に載置させる下段位置から、中段位置、上段
位置に停止可能に昇降される。

【００２３】次に、以上の様に構成されたウェーハ搬送
装置を使用する本発明のウェーハ搬送方法を説明する。
本発明のウェーハ搬送方法においては、先ず、図４の
（ａ）に示す様に、ロボットアーム（２）の下段のフィ
ンガ（２Ｂ）上に未処理のウェーハ（Ｗ１）の中央部を
支持して上下のフィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）をウェーハ
処理装置（４）のサセプタ（１）付近に臨ませる。一
方、ウェーハ昇降機構（３）においては、サーボモータ
（３Ｌ）の回転制御により各昇降ロッド（３Ｂ）を上昇
させ、サセプタ（１）上の処理済のウェーハ（Ｗ２）の
周縁部を支持した各ウェーハ支持部（３Ａ）を上段位置
まで上昇させる。

【００２４】次いで、図４の（ｂ）に示す様に、上下の
フィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）を処理済のウェーハ（Ｗ
２）の下方に進入させる。その後、図４の（ｃ）に示す
様に、各ウェーハ支持部（３Ａ）を中段位置まで下降さ
せて処理済のウェーハ（Ｗ２）の中央部を上段のフィン
ガ（２Ａ）上に載置させる。

【００２５】続いて、図４の（ｄ）に示す様に、上下の
フィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）をウェーハの昇降領域から
退出させた後に各ウェーハ支持部（３Ａ）を下段位置ま
で下降させる。どの後、図４の（ｅ）に示す様に、上下
のフィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）をウェーハの昇降領域に
進入させる。次いで、各ウェーハ支持部（３Ａ）を中段
位置まで上昇させることによって下段のフィンガ（２
Ｂ）上の未処理のウェーハ（Ｗ１）の周縁部を各ウェー
ハ支持部（３Ａ）上に支持する。

【００２６】次いで、図４の（ｆ）に示す様に、上下の
フィンガ（２Ａ）、（２Ｂ）をウェーハの昇降領域から
退出させて上段のフィンガ（２Ａ）上に載置された処理
済のウェーハ（Ｗ２）を回収する。その後、各ウェーハ
支持部（３Ａ）を下段位置まで下降させて未処理のウェ
ーハ（Ｗ１）をサセプタ（１）上に供給する。

【００２７】すなわち、本発明のウェーハ搬送方法によ
れば、サセプタ（１）上の処理済のウェーハ（Ｗ２）を
支持した各ウェーハ支持部（３Ａ）が下段位置から上段
位置、中段位置、下段位置、中段位置、下段位置へと昇
降し、かつ、下段のフィンガ（２Ｂ）上に未処理のウェ
ーハ（Ｗ１）を支持した上下のフィンガ（２Ａ）、（２
Ｂ）が各ウェーハ支持部（３Ａ）の昇降動作に同期して
ウェーハの昇降領域に対する進退を２往復することによ
り、処理済のウェーハ（Ｗ２）をサセプタ（１）上から
回収し、未処理のウェーハ（Ｗ１）をサセプタ（１）上
に供給することが出来る。従って、ウェーハ処理装置
（４）に未処理のウェーハ（Ｗ１）を供給する搬送工程
と、ウェーハ処理装置（４）から処理済のウェーハ（Ｗ
２）を回収する搬送工程とをロボットアームの１往復の
搬送工程に統合させてウェーハ（Ｗ１）、（Ｗ２）の搬
送効率を向上させることが出来、ウェーハ処理装置
（４）におけるプロセスデッドタイムを減少して処理効
率を向上させることが出来る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るウェー
ハ搬送装置およびウェーハ搬送方法によれば、サセプタ
上の処理済のウェーハを支持した各ウェーハ支持部が下
段位置から上段位置、中段位置、下段位置、中段位置、
下段位置へと昇降し、かつ、下段のフィンガ上に未処理
のウェーハを支持した上下のフィンガが各ウェーハ支持
部の昇降動作に同期してウェーハの昇降領域に対する進
退を２往復することにより、処理済のウェーハをサセプ
タ上から回収し、未処理のウェーハをサセプタ上に供給
することが出来る。すなわち、ウェーハ処理装置に未処
理のウェーハを供給する搬送工程と、ウェーハ処理装置
から処理済のウェーハを回収する搬送工程とをロボット
アームの１往復の搬送工程に統合してウェーハの搬送効
率を向上させることが出来、ひいては、ウェーハ処理装
置におけるプロセスデッドタイムを減少させて処理効率
を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハ搬送装置のロボットアー
ム及びウェーハ昇降機構の斜視図である。

【図２】ウェーハ搬送装置が使用されるウェーハ処理装
置の縦断面図である。

【図３】ウェーハ昇降機構の縦断面図である。

【図４】ウェーハ搬送方法の説明図である。

【符号の説明】

１：サセプタ２：ロボットアーム２Ａ：上段のフィンガ２Ｂ：下段のフィンガ２Ｃ：アーム３：ウェーハ昇降機構３Ａ：ウェーハ支持部３Ｂ：昇降ロッド３Ｃ：可動板３Ｄ：ベローズ３Ｅ：ガイドバー３Ｆ：リニアベアリング３Ｇ：ボールネジ３Ｈ：ボールナット３Ｉ：固定板３Ｊ：モータ収容ケース３Ｋ：ベアリング３Ｌ：サーボモータ３Ｍ：カップリング４：ウェーハ処理装置５：ベース６：共振器６Ａ：反応容器６Ｂ：共振コイル６Ｃ：外側シールド６Ｄ：フランジ６Ｅ：細管６Ｆ：ガス供給管６Ｇ：サポート７：処理室７Ａ：ボトムプレート８：排気管９：バッフルプレート１０：ゲートバルブＷ１：未処理のウェーハＷ２：処理済のウェーハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェーハ処理装置のウェーハ保持用のサ
セプタ上に未処理のウェーハを供給し、サセプタ上から
処理済のウェーハを回収するウェーハ搬送装置であっ
て、当該ウェーハ搬送装置は、ウェーハを水平に支持し
て搬送するロボットアーム及び前記サセプタに付設され
たウェーハ昇降機構を含み、前記ロボットアームは、ウ
ェーハを支持する上下２段のフィンガを有し、前記ウェ
ーハ昇降機構は、上段位置、中段位置および下段位置に
停止可能に且つウェーハの周縁部を支持可能に構成され
た複数のウェーハ支持部を有し、前記上下２段のフィン
ガは、前記ウェーハ支持部の上段位置と中段位置との間
の高さ位置に上段のフィンガが臨み、中段位置と下段位
置との間の高さ位置に下段のフィンガが臨む様に設けら
れていることを特徴とするウェーハ搬送装置。
【請求項２】請求項１に記載のウェーハ搬送装置を使
用するウェーハ搬送方法であって、サセプタ上の処理済
のウェーハを支持した各ウェーハ支持部を上段位置まで
上昇させ、次いで、未処理のウェーハが下段のフィンガ
上に支持された上下のフィンガを処理済のウェーハの下
方に進入させた後、各ウェーハ支持部を中段位置まで下
降させて処理済のウェーハを上段のフィンガ上に載置
し、続いて、上下のフィンガをウェーハの昇降領域から
退出させた後に各ウェーハ支持部を下段位置まで下降さ
せ、その後、上下のフィンガをウェーハの昇降領域に進
入させ、次いで、各ウェーハ支持部を中段位置まで上昇
させることによって下段のフィンガ上の未処理のウェー
ハを各ウェーハ支持部上に支持し、次いで、上下のフィ
ンガをウェーハの昇降領域から退出させた後に各ウェー
ハ支持部を下段位置まで下降させることによって未処理
のウェーハをサセプタ上に供給することを特徴とするウ
ェーハ搬送方法。