基板處理設備的製作方法

2023-05-30 16:16:56

專利名稱：基板處理設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體用基板處理設備等中的單晶圓(single-wafer)裝載鎖定 型基板處理設備。
背景技術：
傳統地，專利文獻1和2公開了單晶圓基板處理設備的構造示例。在這些專利文獻 所示的基板處理設備中，多個處理室經由閘式閥被連接到傳送室的周圍，所述傳送室具有 布置在其中的基板傳送機器手(robot)，而用於將基板傳送到傳送室或者從傳送室傳送基 板的兩個裝載鎖定室分別經由閘式閥被連接到傳送室的周圍。裝載鎖定室是用於將基板逐 個導入傳送室或者從傳送室逐個回收基板的室。在專利文獻1和2所示的裝載鎖定室中， 布置有能夠收容多個基板的盒。這裡，在每一次當一個基板被導入或回收時不破壞室的內 部的真空的情況下，可以重複基板的輸入/輸出，直到盒的內部變空或變滿。
專利文獻1 :日本特開2000-195920號公報
專利文獻2 :日本特開平08-46013號公報

發明內容
制脾船迪、nl題 然而，當如上所述構造基板處理設備時，由於需要確保能夠收容多個基板的空間， 因此，裝載鎖定室的容量被迫增大到一定程度。因此，如果一旦在更換盒時真空被破壞，則 需要時間將裝載鎖定室真空排氣到需要的壓力，從而導致生產能力減小。因此，本發明的目 的是提供一種可以通過高效的基板傳送實現較高的生產能力的基板處理設備、基板製造方 法和程序。 肝碰l、口扁勺錄 為了實現上述目的，本發明的基板處理設備是包括多個裝載埠和多個卸載埠 的單晶圓基板處理設備，其中，由基板傳送機器手使基板在裝載埠 、卸載埠與基板傳送 室之間傳送，該基板處理設備還包括控制部，在傳送基板時，該控制部將各裝載埠和各卸 載埠中的相鄰的裝載埠和卸載埠識別為一對埠 ，並且該控制部控制基板傳送機器 手，以將基板傳送到該對埠以及從該對埠傳送基板。
制月隨果 根據本發明，可以通過高效的基板傳送來實現高的生產能力。


圖1是本發明的基板處理設備的示意性俯視圖。
圖2是本發明的基板處理設備的控制方框圖。
圖3是本發明的實施方式中的晶圓流程圖。
圖4是本發明的實施方式中的流程圖。
3
圖5是作為用於說明自動裝卸器(autoloader)側的操作的晶圓流程圖的圖5A和 圖5B的合成圖。 圖5A是用於說明自動裝卸器側的操作的晶圓流程圖的前半部分的圖。 圖5B是用於說明自動裝卸器側的操作的晶圓流程圖的後半部分的圖。 圖6A是當基板傳送機器手相對於裝載埠導入基板或相對於卸載埠回收基板
時的流程圖。 圖6B是當自動裝卸器機器手相對於裝載埠導入基板或相對於卸載埠回收基
板時的流程圖。
3基板傳送室5基板6裝載埠6A裝載埠 A6B裝載埠 B7卸載埠7A卸載埠 A7B卸載埠 BA、B埠P處理室Tr基板傳送機器手
具體實施例方式
下面，將參照

本發明的實施方式。
第一實施方式 圖1是示出本實施方式的半導體用單晶圓基板處理設備中的基板傳送設備的構 造示例的示意圖。 通過濺射為基板塗覆金屬膜的本實施方式的半導體用基板處理設備是單晶圓裝 載鎖定型。 在這種設備中，安裝有中央包含基板傳送機器手Tr的基板傳送室3，並且在基板 傳送室3的周圍安裝通過濺射為基板塗覆金屬膜的多個處理室P。注意，取決於將製造的裝 置而可以安裝任意數量的處理室，此外，處理室的類型不受限制，諸如CVD沉積用處理室、 濺射沉積用處理室、脫氣用處理室、以及蝕刻用處理室等。基板傳送機器手Tr包括能夠移 動到期望的三維位置的臂、以及能夠保持基板的末端執行器(end effector)。從而，基板傳 送機器手Tr能夠將基板逐個供給到各處理室P中以及從各處理室P逐個回收基板。
兩個裝載埠 (port) A6A、B6B和兩個卸載埠 A7A、B7B被安裝在基板傳送室3的 周圍。注意，由於裝載埠和卸載埠被上下(vertically)配置，因此，在圖1中僅示出了 它們中的一個。上下配置的裝載埠 A6A和卸載埠 A7A構成一對埠 (埠組)A，類似 地，另一組相鄰的裝載埠B6B和卸載埠B 7B也構成一對埠 (埠組)B。未處理的基 板被安裝在裝載埠 A6A和B6B中，已處理的基板被安裝在卸載埠 A7A和B7B中。各裝載埠和各卸載埠是均包括如下構件的室閘式閥2，其被設置成分別被氣密地連接到 自動裝卸器9和基板傳送室3 ;大氣釋放閥21，其用於將大氣導入室的內部；以及真空排氣
泵22，其用於對室的內部真空排氣和其它目的，其中，這些室分別適於獨立地使能夠進行真
空排氣和破壞真空。此外，卸載埠包括用於冷卻基板的冷卻機構，並且卸載埠能夠冷卻 已處理的基板，而裝載埠設置有用於加熱基板的加熱機構，並且裝載埠能夠在處理基 板之前進行例如脫氣。 此外，在埠A、B的前面配置多個盒臺(cassette stage) 11。盒10被安裝在盒臺 11上。盒10是能夠收容多個基板的容器，由自動裝卸器機器手8傳送盒10中的基板5。自 動裝卸器機器手8將盒10中的基板5傳送到裝載埠 A6A、 B6B，並且將卸載埠 A7A、 B7B 中的基板5傳送到盒10中。此時，自動裝卸器機器手如圖所示沿水平方向移動，並且到達 分別與埠 A和埠 B對應的位置。注意，圖1的自動裝卸器機器手8能夠沿著軌道在多 個盒臺11的前面移動，並且該自動裝卸器機器手8也包括能夠移動到期望的三維位置的臂 和能夠保持基板的末端執行器。從而，自動裝卸器機器手8能夠在各裝載埠、各卸載埠 與盒臺之間往來傳送基板。注意，自動裝卸器機器手8的構造也不限於此，例如，自動裝卸 器機器手8的構造可以是由於臂的移動而能夠從多個盒臺ll取出基板以及將基板收納到 多個盒臺11中的構造。 圖2是本實施方式的半導體用基板處理設備的控制方框圖。 本實施方式的半導體用基板處理設備包括控制基板傳送機器手Tr和自動裝卸器
機器手8的控制部12。也就是，控制部12是計算機。控制部12包括存儲部13，在存儲部
13中，存儲有用於執行稍後說明的圖4的控制流的程序。此外，本實施方式的半導體用基板
處理設備包括僅操作埠 A和埠 B中的任一埠的埠選擇開關14。 接著，說明單晶圓裝載鎖定型基板處理設備中的基板傳送方法的概要。注意，由於
這裡對基板傳送進行基本的說明，因此，裝載埠和卸載埠首先被說明為裝載埠 6或
卸載埠 7，而不區分裝載埠 A6A、 B6B或者卸載埠 A7A、 B7B。 此外，圖6中的流程圖示出了在由基板傳送機器手進行基板供給操作或基板回收 操作以及由自動裝卸器機器手進行基板供給操作或基板回收操作時裝載埠 6和卸載端 口 7的操作。 首先，將其中具有未處理的基板5的盒10載置在自動裝卸器9的盒臺11上，並且 開始利用該設備的處理。控制部12控制自動裝卸器機器手8，以將盒10中的未處理的基板 5逐個傳送到裝載埠6中。 在完成未處理的基板5到裝載埠 6中的傳送之後，關閉與裝載埠 6前面的自 動裝卸器9接合的閘式閥2 (圖6A :步驟S201)，並且由真空排氣泵22對裝載埠 6進行真 空排氣(圖6A :步驟S202)。在完成將裝載埠 6真空排氣到預定壓力(10—3Pa的數量級) 時，打開裝載埠 6和基板傳送室3之間的閘式閥2(圖6A :步驟S203)。在打開該閘式閥 2之後，由基板傳送機器手Tr取出裝載埠 6中的基板5(圖6A :步驟S204)，然後，將基板 5傳送到基板傳送室3中。 在完成傳送時，關閉裝載埠 6和基板傳送室3之間的閘式閥2，並且打開基板傳 送室3和下一步驟的處理室P之間的閘式閥2。在打開該閘式閥2之後，由基板傳送機器手 Tr將基板傳送室3中的基板5傳送到該處理室P。
在完成該傳送時，關閉處理室P和基板傳送室3之間的閘式閥2。在關閉該閘式閥 2之後，開始處理室P的處理步驟。 在完成第一處理室P的處理時，由基板傳送機器手Tr將該處理室P中的基板5傳 送到下一個處理室P中，在完成該傳送時，執行該下一個處理室P中的處理。將對指定的處 理室P執行相同的操作。 在完成所有處理室P的處理時，由基板傳送機器手Tr將已處理的基板5傳送到卸 載埠 7。在完成該傳送時，關閉基板傳送室3和卸載埠 7之間的閘式閥2 (圖6B :S301)。 在關閉該閘式閥2之後，打開大氣釋放閥21以將大氣導入卸載埠 7中，從而破壞卸載端 口 7的真空(圖6B :S302)。 —旦卸載埠 7的內部被填充大氣，則打開卸載埠 7前面的閘式閥2(圖6B : S303)，並且由自動裝卸器機器手8將卸載埠 7中的基板5傳送到盒IO(圖6B :S304)。
對隨後的第二基板5重複相同的操作，並且連續進行指定數量的基板5的處理。
接著，將利用圖3和圖4說明本實施方式的半導體用基板處理設備中的基板傳送 方法的更具體的細節。圖3是示意性示出本實施方式的半導體用基板處理設備中的基板傳 送處理的圖。圖4是用於說明本實施方式的半導體用基板處理設備中的基板傳送處理的流 程圖。注意，在圖3中，為了易於理解基板的配置，以並排配置的方式示出了上下配置的裝 載埠和卸載埠。 注意，為了易於說明，以按照供給順序對基板編號的方式進行說明。也就是，首先 從盒10取出的基板5被編號為1號，下一個基板被編號為2號。 下面，裝載埠被說明為裝載埠 A6A、 B6B，卸載埠被說明為卸載埠 A7A、 B7B。 這裡，兩個處理室P被表示為處理室Pi和處理室P2。 首先，由自動裝卸機器手8將盒10中的1號基板5傳送到裝載埠 A6A (圖3 (a))。 裝載埠 A6A的基板5被基板傳送機器手Tr取出(圖3 (b)，步驟Sl)並且隨後被傳送到處 理室& (圖3 (c)，步驟S2)。此時，由自動裝卸器機器手8將盒10中的2號基板5傳送到 裝載埠 B6B(圖3(c))。雖然在圖3中沒有示出自動裝卸器機器手8的左右移動，但是，自 動裝卸器機器手8通過在兩側的盒臺11和兩側的埠組之間來回移動而傳送基板。
接著，基板傳送機器手Tr取出裝載埠 B6B的2號基板5 (圖3 (d)，步驟S3)。
基板傳送機器手Tr取出在處理室&中已經受處理的1號基板5，並且將2號基板 5傳送到處理室P工(圖3 (e)，步驟S4)。此外，由自動裝卸器機器手8將盒10中的3號基板 5傳送到裝載埠 A6A(圖3(e))。 基板傳送機器手Tr將1號基板5傳送到處理室P2 (圖3 (f)，步驟S5)，並且取出 裝載埠 A6A的3號基板5 (圖3 (f)，步驟S6)。 接著，基板傳送機器手Tr取出在處理室P工中已經受處理的2號基板5，並且將3 號基板5傳送到處理室P工(圖3 (g)，步驟S7)。此外，由自動裝卸器機器手8將盒10中的4 號基板5傳送到裝載埠B6B。 基板傳送機器手Tr取出在處理室P2中已經受處理的1號基板5，並且將2號基板 5傳送到處理室P2 (圖3 (h)，步驟S8)。 基板傳送機器手Tr將在各處理室P"P2中已經受處理的1號基板5傳送到卸載端
6口 B7B，並且還從裝載埠 B6B取出4號基板5 (圖3 (i)，步驟S9)。 這裡，作為將已處理的1號基板返回到卸載埠的方法，還設想將已處理的1號基 板傳送到1號基板被導入的埠 A側的卸載埠 A7A。然而，在這種情況下，為了取出收納 在裝載埠 B6B中的4號基板5，將產生改變基板傳送機器手Tr的方向的步驟。
相反地，在本實施方式的控制方法中，可以在同一步驟中執行已處理的基板5的 傳送和待處理的基板5的傳送。在裝載埠、卸載埠與基板傳送室之間往來傳送基板時， 控制部12將相鄰的裝載埠和卸載埠識別為一對埠。也就是，在本實施方式的情況 下，控制部12將相鄰的裝載埠 B6B和卸載埠 B7B識別為一對埠 B。於是，已處理的 基板5被傳送到卸載埠 B7B，並且從裝載埠 B6B取出未處理的基板5。由於裝載埠 B6B和卸載埠 B7B彼此相鄰，因此，在傳送基板5時基板傳送機器手Tr不需要改變其方 向。因此，根據本實施方式的控制方法，可以在同一步驟中執行已處理的基板5的傳送和未 處理的基板5的傳送。 此外，自動裝卸器機器手8取出卸載埠 B7B中的1號基板5(圖3(i))。
接著，基板傳送機器手Tr取出在處理室P工中已經受處理的3號基板5，並且將4 號基板5傳送到處理室PJ圖3(j)，步驟S10)。此外，由自動裝卸器機器手8將盒10中的 5號基板5傳送到裝載埠 A6A (圖3 (j))。 基板傳送機器手Tr取出在處理室P2中已經受處理的2號基板5，並且將3號基板 5傳送到處理室P2 (圖3 (k)，步驟Sll)。 基板傳送機器手Tr將在各處理室P"P2中已經受處理的2號基板5傳送到卸載端 口 A7A(圖3(1)，步驟S12)。在這種情況下，控制部12將相鄰的裝載埠 A6A和卸載埠 A7A識別為一對埠 A。於是，已處理的基板5被傳送到卸載埠 A7A，並且從裝載埠 A6A 取出未處理的5號基板5。由於裝載埠 A6A和卸載埠 A7A彼此相鄰，因此，在傳送基板 5時基板傳送機器手Tr不需要改變其方向。因此，可以在同一步驟中執行已處理的2號基 板5的傳送和未處理的5號基板5的傳送。 此外，雖然自動裝卸器機器手8取出卸載埠 A7A中的2號基板5 (圖3 (1))，但 是，由於已處理的基板5和未處理的基板5被收納在同一埠 A中，因此，不需要移動自動 裝卸器機器手8。 在下文中，將重複相同的步驟。 如上所述，根據本實施方式的控制方法，由於即使處理室P的數量是奇數或偶數 都不產生改變基板傳送機器手Tr的方向的步驟，因此，生產能力將不會減小。
接著，說明埠選擇開關14的功能。 控制部12將相鄰的裝載埠和卸載埠識別為一對埠。也就是，例如，當控制 部12將相鄰的裝載埠 A6A和卸載埠 A7A識別為一對埠 A時，本發明的基板處理設備 可以僅利用埠 A而不利用埠 B來執行已處理的基板5的傳送以及未處理的基板5的傳 送。 埠選擇開關14可以選擇埠A或埠B。因此，當埠選擇開關14選擇埠 A 時，僅利用埠 A來處理基板。 因此，例如，當埠選擇開關14選擇埠 A時，無需操作設備就能夠執行未使用的 埠 B的維護。此外，根據本發明，當任意一個埠發生異常時，埠選擇開關14選擇正常操作的埠 ，從而無需停止設備就能夠僅利用該正常的埠來連續地進行處理。於是，在此 期間可以修理發生異常的埠。 如上所述，由於本發明的基板處理設備允許不停止設備就進行維護和異常修理，
因此，可以提高設備的操作率。 第二實施方式 接著，具體說明與圖3所示的晶圓流程圖類似的晶圓流程圖中的自動裝卸器機器 手8側的基板供給和回收操作。圖5詳細示出了自動裝卸器機器手8的操作。注意，省略 了與圖3中的部件相同的部件的說明。 如圖5所示，自動裝卸器機器手8將1號基板至4號基板交替地供給到裝載埠 A和B(圖5(a)至圖5(g))。通過以這種方式交替地供給，例如，當對一個裝載埠進行真 空排氣以將基板供給到基板傳送機器手Tr時並且隨後在破壞該室的真空以收容從自動裝 卸器機器手8供給的基板之前，可以同時向另一個裝載埠供給基板。因此，可以減少節拍 時間(tact time)並且可以提高生產能力。 當完成1號基板至4號基板的供給時，1號基板被處理完並且隨後被回收到卸載端 口 B7B (圖5 (i))，基板傳送機器手Tr將已經被置於裝載埠 B的4號基板載置於空的末端 執行器並且取出該基板。如上所述，這使得無需多餘地轉動臂就可以連續地執行基板回收 操作和基板供給操作。 這裡，雖然可以由自動裝卸器機器手8回收已經回收到卸載埠 B的基板，但是， 需要對已經進行了真空排氣的卸載埠 B7B執行破壞真空。於是，在第二實施方式中，在這 個階段或者在這個階段之前，即，在自動裝卸器機器手8將4號基板供給到裝載埠 B6B之 後，5號基板被供給到裝載埠 A6A(圖5(j))。 接著，自動裝卸器機器手8從基板盒取出6號基板(圖5(k))，並且將該基板供給 到裝載埠 B6B(圖5(m))。隨後，自動裝卸器機器手8回收已經被回收到卸載埠 B7B的 1號基板。由此，也可以在自動裝卸器9側連續地執行基板回收操作和基板供給操作，從而 可以省略多餘的操作以提高生產能力。 其它的步驟與前面說明的步驟相同。自動裝卸器機器手8在埠 A、B之間交替地 來回移動，從而可以執行基板回收操作和供給操作。 注意，本發明的應用不限於上述第一和第二實施方式，例如，可以為每個埠設置 自動裝卸器機器手8。然而，通過上述實施方式，可以以供給順序或者以處理順序回收基板， 從而有利於基板的管理。
權利要求
一種單晶圓基板處理設備，其包括基板傳送室，所述基板傳送室包括基板傳送機器手；處理室，所述處理室被連接到所述基板傳送室，用於處理基板；多個埠組，所述多個埠組被連接到所述基板傳送室，並且所述多個埠組包括裝載埠，所述裝載埠能夠收容將被供給到所述基板傳送機器手的未處理的基板；和卸載埠，所述卸載埠能夠收容將被所述基板傳送機器手回收的已處理的基板；以及控制器，所述控制器從所述多個埠組中選擇埠組，以利用所述基板傳送機器手傳送基板。
2. 根據權利要求1所述的基板處理設備，所述基板處理設備還包括將未處理的基板供 給到所述裝載埠以及從所述卸載埠回收已處理的基板的自動裝卸器。
3. 根據權利要求2所述的基板處理設備，其特徵在於，所述自動裝卸器在所述裝載端 口和所述卸載埠之間逐個傳送基板。
4. 根據權利要求2所述的基板處理設備，其特徵在於，所述自動裝卸器被設置成為所 述多個埠組共用。
5. 根據權利要求1所述的基板處理設備，其特徵在於，所述控制器對於每個從裝載端 口供給基板的定時選擇埠組，使得從與上次使用的埠組不同的埠組的裝載埠供給 基板，所述控制器同時使上次已經供給基板的裝載埠準備供給基板。
6. 根據權利要求5所述的基板處理設備，其特徵在於，當連續地進行將基板回收到卸 載埠以及從裝載埠供給基板時，所述控制器選擇埠組，使得從同一埠組連續地執 行回收和供給。
7. 根據權利要求1所述的基板處理設備，其特徵在於，所述裝載埠和所述卸載埠 分別包括獨立控制的排氣裝置。
8. 根據權利要求1所述的基板處理設備，其特徵在於，構成埠組的裝載埠和卸載 埠被配置成彼此相鄰。
全文摘要
提供一種生產能力不會劣化的基板處理設備。設置基板傳送機器手(Tr)、裝載埠(A6A，B6B)和卸載埠(A7A，B7B)，並且由基板傳送機器手使基板(5)在裝載埠(A6A，B6B)、卸載埠(A7A，B7B)與基板傳送室(3)之間往來傳送。在傳送基板(5)時，控制部(12)將裝載埠(A6A，B6B)和卸載埠(A7A，B7B)中的相鄰的裝載埠和卸載埠識別為一對埠。控制部(12)控制基板傳送機器手(Tr)，以將基板傳送到該對埠以及從該對埠傳送基板。
文檔編號H01L21/205GK101785094SQ20088010437
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月28日 優先權日2007年8月31日
發明者中山雅之, 佐藤貢, 金子重夫 申請人:佳能安內華股份有限公司