專利名稱：基板處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體用基板處理設(shè)備等中的單晶圓(single-wafer)裝載鎖定 型基板處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，專利文獻1和2公開了單晶圓基板處理設(shè)備的構(gòu)造示例。在這些專利文獻 所示的基板處理設(shè)備中，多個處理室經(jīng)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)，而用于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(jīng)由閘式閥被連接到傳送室的周圍。裝載鎖定室是用于將基板逐 個導(dǎo)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。這里，在每一次當(dāng)一個基板被導(dǎo)入或回收時不破壞室的內(nèi) 部的真空的情況下，可以重復(fù)基板的輸入/輸出，直到盒的內(nèi)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(fā)明內(nèi)容
制脾船迪、nl題 然而，當(dāng)如上所述構(gòu)造基板處理設(shè)備時，由于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(dǎo)致生產(chǎn)能力減小。因此，本發(fā)明的目 的是提供一種可以通過高效的基板傳送實現(xiàn)較高的生產(chǎn)能力的基板處理設(shè)備、基板制造方 法和程序。 肝碰l、口扁勺錄 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基板處理設(shè)備是包括多個裝載端口和多個卸載端口 的單晶圓基板處理設(shè)備，其中，由基板傳送機器手使基板在裝載端口 、卸載端口與基板傳送 室之間傳送，該基板處理設(shè)備還包括控制部，在傳送基板時，該控制部將各裝載端口和各卸 載端口中的相鄰的裝載端口和卸載端口識別為一對端口 ，并且該控制部控制基板傳送機器 手，以將基板傳送到該對端口以及從該對端口傳送基板。
制月隨果 根據(jù)本發(fā)明，可以通過高效的基板傳送來實現(xiàn)高的生產(chǎn)能力。


圖1是本發(fā)明的基板處理設(shè)備的示意性俯視圖。
圖2是本發(fā)明的基板處理設(shè)備的控制方框圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式中的晶圓流程圖。
圖4是本發(fā)明的實施方式中的流程圖。
3
圖5是作為用于說明自動裝卸器(autoloader)側(cè)的操作的晶圓流程圖的圖5A和 圖5B的合成圖。 圖5A是用于說明自動裝卸器側(cè)的操作的晶圓流程圖的前半部分的圖。 圖5B是用于說明自動裝卸器側(cè)的操作的晶圓流程圖的后半部分的圖。 圖6A是當(dāng)基板傳送機器手相對于裝載端口導(dǎo)入基板或相對于卸載端口回收基板
時的流程圖。 圖6B是當(dāng)自動裝卸器機器手相對于裝載端口導(dǎo)入基板或相對于卸載端口回收基
板時的流程圖。
3基板傳送室5基板6裝載端口6A裝載端口 A6B裝載端口 B7卸載端口7A卸載端口 A7B卸載端口 BA、B端口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(fā)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(dǎo)體用單晶圓基板處理設(shè)備中的基板傳送設(shè)備的構(gòu) 造示例的示意圖。 通過濺射為基板涂覆金屬膜的本實施方式的半導(dǎo)體用基板處理設(shè)備是單晶圓裝 載鎖定型。 在這種設(shè)備中，安裝有中央包含基板傳送機器手Tr的基板傳送室3，并且在基板 傳送室3的周圍安裝通過濺射為基板涂覆金屬膜的多個處理室P。注意，取決于將制造的裝 置而可以安裝任意數(shù)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(zhí)行器(end effector)。從而，基板傳 送機器手Tr能夠?qū)⒒逯饌€供給到各處理室P中以及從各處理室P逐個回收基板。
兩個裝載端口 (port) A6A、B6B和兩個卸載端口 A7A、B7B被安裝在基板傳送室3的 周圍。注意，由于裝載端口和卸載端口被上下(vertically)配置，因此，在圖1中僅示出了 它們中的一個。上下配置的裝載端口 A6A和卸載端口 A7A構(gòu)成一對端口 (端口組)A，類似 地，另一組相鄰的裝載端口B6B和卸載端口B 7B也構(gòu)成一對端口 (端口組)B。未處理的基 板被安裝在裝載端口 A6A和B6B中，已處理的基板被安裝在卸載端口 A7A和B7B中。各裝載端口和各卸載端口是均包括如下構(gòu)件的室閘式閥2，其被設(shè)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，其用于將大氣導(dǎo)入室的內(nèi)部；以及真空排氣
泵22，其用于對室的內(nèi)部真空排氣和其它目的，其中，這些室分別適于獨立地使能夠進行真
空排氣和破壞真空。此外，卸載端口包括用于冷卻基板的冷卻機構(gòu)，并且卸載端口能夠冷卻 已處理的基板，而裝載端口設(shè)置有用于加熱基板的加熱機構(gòu)，并且裝載端口能夠在處理基 板之前進行例如脫氣。 此外，在端口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傳送到裝載端口 A6A、 B6B，并且將卸載端口 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，并且到達 分別與端口 A和端口 B對應(yīng)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，并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(zhí)行器。從而，自動裝卸器機器手8能夠在各裝載端口、各卸載端口 與盒臺之間往來傳送基板。注意，自動裝卸器機器手8的構(gòu)造也不限于此，例如，自動裝卸 器機器手8的構(gòu)造可以是由于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(gòu)造。 圖2是本實施方式的半導(dǎo)體用基板處理設(shè)備的控制方框圖。 本實施方式的半導(dǎo)體用基板處理設(shè)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?？刂撇?2包括存儲部13，在存儲部
13中，存儲有用于執(zhí)行稍后說明的圖4的控制流的程序。此外，本實施方式的半導(dǎo)體用基板
處理設(shè)備包括僅操作端口 A和端口 B中的任一端口的端口選擇開關(guān)14。 接著，說明單晶圓裝載鎖定型基板處理設(shè)備中的基板傳送方法的概要。注意，由于
這里對基板傳送進行基本的說明，因此，裝載端口和卸載端口首先被說明為裝載端口 6或
卸載端口 7，而不區(qū)分裝載端口 A6A、 B6B或者卸載端口 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端口 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，并且 開始利用該設(shè)備的處理?？刂撇?2控制自動裝卸器機器手8，以將盒10中的未處理的基板 5逐個傳送到裝載端口6中。 在完成未處理的基板5到裝載端口 6中的傳送之后，關(guān)閉與裝載端口 6前面的自 動裝卸器9接合的閘式閥2 (圖6A :步驟S201)，并且由真空排氣泵22對裝載端口 6進行真 空排氣(圖6A :步驟S202)。在完成將裝載端口 6真空排氣到預(yù)定壓力(10—3Pa的數(shù)量級) 時，打開裝載端口 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之后，由基板傳送機器手Tr取出裝載端口 6中的基板5(圖6A :步驟S204)，然后，將基板 5傳送到基板傳送室3中。 在完成傳送時，關(guān)閉裝載端口 6和基板傳送室3之間的閘式閥2，并且打開基板傳 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之后，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(guān)閉處理室P和基板傳送室3之間的閘式閥2。在關(guān)閉該閘式閥 2之后，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(zhí)行該下一個處理室P中的處理。將對指定的處 理室P執(zhí)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 載端口 7。在完成該傳送時，關(guān)閉基板傳送室3和卸載端口 7之間的閘式閥2 (圖6B :S301)。 在關(guān)閉該閘式閥2之后，打開大氣釋放閥21以將大氣導(dǎo)入卸載端口 7中，從而破壞卸載端 口 7的真空(圖6B :S302)。 —旦卸載端口 7的內(nèi)部被填充大氣，則打開卸載端口 7前面的閘式閥2(圖6B : S303)，并且由自動裝卸器機器手8將卸載端口 7中的基板5傳送到盒IO(圖6B :S304)。
對隨后的第二基板5重復(fù)相同的操作，并且連續(xù)進行指定數(shù)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(dǎo)體用基板處理設(shè)備中的基板傳送 方法的更具體的細節(jié)。圖3是示意性示出本實施方式的半導(dǎo)體用基板處理設(shè)備中的基板傳 送處理的圖。圖4是用于說明本實施方式的半導(dǎo)體用基板處理設(shè)備中的基板傳送處理的流 程圖。注意，在圖3中，為了易于理解基板的配置，以并排配置的方式示出了上下配置的裝 載端口和卸載端口。 注意，為了易于說明，以按照供給順序?qū)寰幪柕姆绞竭M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，裝載端口被說明為裝載端口 A6A、 B6B，卸載端口被說明為卸載端口 A7A、 B7B。 這里，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傳送到裝載端口 A6A (圖3 (a))。 裝載端口 A6A的基板5被基板傳送機器手Tr取出(圖3 (b)，步驟Sl)并且隨后被傳送到處 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 裝載端口 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(cè)的盒臺11和兩側(cè)的端口組之間來回移動而傳送基板。
接著，基板傳送機器手Tr取出裝載端口 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(jīng)受處理的1號基板5，并且將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傳送到裝載端口 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)，并且取出 裝載端口 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(jīng)受處理的2號基板5，并且將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傳送到裝載端口B6B。 基板傳送機器手Tr取出在處理室P2中已經(jīng)受處理的1號基板5，并且將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(jīng)受處理的1號基板5傳送到卸載端
6口 B7B，并且還從裝載端口 B6B取出4號基板5 (圖3 (i)，步驟S9)。 這里，作為將已處理的1號基板返回到卸載端口的方法，還設(shè)想將已處理的1號基 板傳送到1號基板被導(dǎo)入的端口 A側(cè)的卸載端口 A7A。然而，在這種情況下，為了取出收納 在裝載端口 B6B中的4號基板5，將產(chǎn)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(zhí)行已處理的基板5的 傳送和待處理的基板5的傳送。在裝載端口、卸載端口與基板傳送室之間往來傳送基板時， 控制部12將相鄰的裝載端口和卸載端口識別為一對端口。也就是，在本實施方式的情況 下，控制部12將相鄰的裝載端口 B6B和卸載端口 B7B識別為一對端口 B。于是，已處理的 基板5被傳送到卸載端口 B7B，并且從裝載端口 B6B取出未處理的基板5。由于裝載端口 B6B和卸載端口 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(jù)本實施方式的控制方法，可以在同一步驟中執(zhí)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取出卸載端口 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(jīng)受處理的3號基板5，并且將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傳送到裝載端口 A6A (圖3 (j))。 基板傳送機器手Tr取出在處理室P2中已經(jīng)受處理的2號基板5，并且將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(jīng)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將相鄰的裝載端口 A6A和卸載端口 A7A識別為一對端口 A。于是，已處理的基板5被傳送到卸載端口 A7A，并且從裝載端口 A6A 取出未處理的5號基板5。由于裝載端口 A6A和卸載端口 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(zhí)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取出卸載端口 A7A中的2號基板5 (圖3 (1))，但 是，由于已處理的基板5和未處理的基板5被收納在同一端口 A中，因此，不需要移動自動 裝卸器機器手8。 在下文中，將重復(fù)相同的步驟。 如上所述，根據(jù)本實施方式的控制方法，由于即使處理室P的數(shù)量是奇數(shù)或偶數(shù) 都不產(chǎn)生改變基板傳送機器手Tr的方向的步驟，因此，生產(chǎn)能力將不會減小。
接著，說明端口選擇開關(guān)14的功能。 控制部12將相鄰的裝載端口和卸載端口識別為一對端口。也就是，例如，當(dāng)控制 部12將相鄰的裝載端口 A6A和卸載端口 A7A識別為一對端口 A時，本發(fā)明的基板處理設(shè)備 可以僅利用端口 A而不利用端口 B來執(zhí)行已處理的基板5的傳送以及未處理的基板5的傳 送。 端口選擇開關(guān)14可以選擇端口A或端口B。因此，當(dāng)端口選擇開關(guān)14選擇端口 A 時，僅利用端口 A來處理基板。 因此，例如，當(dāng)端口選擇開關(guān)14選擇端口 A時，無需操作設(shè)備就能夠執(zhí)行未使用的 端口 B的維護。此外，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)任意一個端口發(fā)生異常時，端口選擇開關(guān)14選擇正常操作的端口 ，從而無需停止設(shè)備就能夠僅利用該正常的端口來連續(xù)地進行處理。于是，在此 期間可以修理發(fā)生異常的端口。 如上所述，由于本發(fā)明的基板處理設(shè)備允許不停止設(shè)備就進行維護和異常修理，
因此，可以提高設(shè)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(cè)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端口 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(dāng)對一個裝載端口進行真 空排氣以將基板供給到基板傳送機器手Tr時并且隨后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端口供給基板。因此，可以減少節(jié)拍 時間(tact time)并且可以提高生產(chǎn)能力。 當(dāng)完成1號基板至4號基板的供給時，1號基板被處理完并且隨后被回收到卸載端 口 B7B (圖5 (i))，基板傳送機器手Tr將已經(jīng)被置于裝載端口 B的4號基板載置于空的末端 執(zhí)行器并且取出該基板。如上所述，這使得無需多余地轉(zhuǎn)動臂就可以連續(xù)地執(zhí)行基板回收 操作和基板供給操作。 這里，雖然可以由自動裝卸器機器手8回收已經(jīng)回收到卸載端口 B的基板，但是， 需要對已經(jīng)進行了真空排氣的卸載端口 B7B執(zhí)行破壞真空。于是，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號基板供給到裝載端口 B6B之 后，5號基板被供給到裝載端口 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))，并且將該基板供給 到裝載端口 B6B(圖5(m))。隨后，自動裝卸器機器手8回收已經(jīng)被回收到卸載端口 B7B的 1號基板。由此，也可以在自動裝卸器9側(cè)連續(xù)地執(zhí)行基板回收操作和基板供給操作，從而 可以省略多余的操作以提高生產(chǎn)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在端口 A、B之間交替地 來回移動，從而可以執(zhí)行基板回收操作和供給操作。 注意，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述第一和第二實施方式，例如，可以為每個端口設(shè)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， 從而有利于基板的管理。
權(quán)利要求
一種單晶圓基板處理設(shè)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，用于處理基板；多個端口組，所述多個端口組被連接到所述基板傳送室，并且所述多個端口組包括裝載端口，所述裝載端口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；和卸載端口，所述卸載端口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端口組中選擇端口組，以利用所述基板傳送機器手傳送基板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理設(shè)備，所述基板處理設(shè)備還包括將未處理的基板供 給到所述裝載端口以及從所述卸載端口回收已處理的基板的自動裝卸器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理設(shè)備，其特征在于，所述自動裝卸器在所述裝載端 口和所述卸載端口之間逐個傳送基板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理設(shè)備，其特征在于，所述自動裝卸器被設(shè)置成為所 述多個端口組共用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理設(shè)備，其特征在于，所述控制器對于每個從裝載端 口供給基板的定時選擇端口組，使得從與上次使用的端口組不同的端口組的裝載端口供給 基板，所述控制器同時使上次已經(jīng)供給基板的裝載端口準(zhǔn)備供給基板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基板處理設(shè)備，其特征在于，當(dāng)連續(xù)地進行將基板回收到卸 載端口以及從裝載端口供給基板時，所述控制器選擇端口組，使得從同一端口組連續(xù)地執(zhí) 行回收和供給。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理設(shè)備，其特征在于，所述裝載端口和所述卸載端口 分別包括獨立控制的排氣裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理設(shè)備，其特征在于，構(gòu)成端口組的裝載端口和卸載 端口被配置成彼此相鄰。
全文摘要
提供一種生產(chǎn)能力不會劣化的基板處理設(shè)備。設(shè)置基板傳送機器手(Tr)、裝載端口(A6A，B6B)和卸載端口(A7A，B7B)，并且由基板傳送機器手使基板(5)在裝載端口(A6A，B6B)、卸載端口(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)將裝載端口(A6A，B6B)和卸載端口(A7A，B7B)中的相鄰的裝載端口和卸載端口識別為一對端口?？刂撇?12)控制基板傳送機器手(Tr)，以將基板傳送到該對端口以及從該對端口傳送基板。
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(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者中山雅之, 佐藤貢, 金子重夫 申請人:佳能安內(nèi)華股份有限公司