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発明の名称 ウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−267809
公開日 平成6年(1994)9月22日
出願番号 特願平5−56963
出願日 平成5年(1993)3月17日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 大和
発明者 石川 勝彦 / 田辺 義和
要約 目的
被処理ウェハの処理条件の設定および進行状況の管理を自動的に行うことができるウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置を提供する。

構成
複数のプロセスチャンバ内に順にウェハを挿入してプロセス処理を一貫して行う半導体製造工程に用いられ、ドッキングチャンバを有しないマルチチャンバ装置とされ、ウェハ搬送チャンバ1に、4台のプロセスチャンバ2〜5、ウェハローダチャンバ6およびウェハアンローダチャンバ7が接続され、これらは管理システム8により制御される構成となっている。そして、プロセスチャンバ2〜5、ウェハローダチャンバ6およびウェハアンローダチャンバ7には、それぞれウェハ9のウェハIDを読み取るウェハID読み取り部2a〜7aなどが備えられ、ウェハ9上の特定位置に刻印されたウェハIDがウェハ9の搬入時と搬出時に光学的に読み取られるようになっている。
特許請求の範囲
【請求項1】 ウェハ搬送チャンバに、複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバが接続され、該複数のプロセスチャンバ内に順にウェハを挿入してプロセス処理を一貫して行う半導体製造工程に用いられるマルチチャンバ装置であって、前記複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバにウェハID読み取り部を設けることを特徴とするウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置。
【請求項2】 前記ウェハID読み取り部を、前記複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバが接続される前記ウェハ搬送チャンバ側に設けることを特徴とする請求項1記載のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置。
【請求項3】 前記ウェハID読み取り部を前記ウェハの搬送経路の上部に配設し、該ウェハ上のウェハIDを光学的に読み取り、該読み取り情報をウェハ処理情報ファイルの内容と照合して、前記プロセスチャンバの各々が実行すべきプロセス内容を該プロセスチャンバに伝達することを特徴とする請求項1または2記載のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置。
【請求項4】 前記ウェハ処理情報ファイルに保存されているウェハ処理条件を前記ウェハIDによって把握し、前記ウェハの進行状況と処理内容とを該ウェハIDで検索することを特徴とする請求項3記載のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置。
【請求項5】 前記ウェハ処理情報ファイルのウェハの進行状況の内容を、前記ウェハIDで更新することを特徴とする請求項4記載のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程に用いられるマルチチャンバ装置に関し、特にウェハ搬送チャンバに、複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバが接続される場合に、被処理ウェハの処理条件の設定および進行状況の管理の自動化が可能とされるウェハID(Identification:識別コード)読み取り機能付きマルチチャンバ装置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、LSIの高集積化とデバイスの微細化の進行に併せて、半導体製造装置にも新しい観点からの技術が要求されるようになってきており、複数工程にわたるマルチチャンバ装置もその一つである。このマルチチャンバ装置は、以下に示す理由により、今後の半導体製造装置の発展形態の1つとして、1980年代の後半から国内外の半導体装置メーカーにより提案、製作されている。
【0003】(1).マルチチャンバシステムは、真空あるいは不活性ガス雰囲気でのウェハの一貫処理ができるので、各層を形成するときに外界からの汚染などを防ぎ、品質向上を図ることができ、さらに品質の安定化を図ることも可能である。
【0004】(2).マルチチャンバシステム内での一貫処理であるため、ウェハ搬送に要する時間の削減ができ、全体としての工程短縮を図ることができる。
【0005】(3).マルチチャンバにおいては、新プロセスに対応するために、マルチチャンバを構成している1つのプロセスチャンバだけを新規に製作し、ウェハ搬送ロボット部、ロードロック室などは従来のものをそのまま利用できるので、半導体製造のための装置費用を削減することができる。
【0006】次に、マルチチャンバ装置の概要を説明すると、たとえばこれまで製作されてきたマルチチャンバ装置は、ウェハ搬送装置に複数のプロセス処理装置を接続させて、一部のプロセス処理の一貫処理を目的としたものである。
【0007】そして、マルチチャンバの基本構成は、基幹となるウェハ搬送チャンバとその周辺に接続されたプロセスチャンバ、ロードロックチャンバであり、このようなマルチチャンバ装置を利用することによって、たとえば薄膜形成であれば前処理から薄膜デポまでの一貫した連続処理を実行することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のような従来技術においては、下記のような問題がある。
【0009】(1).半導体製造において、プロセス処理を実行する場合に、プロセス処理装置に対して処理条件を入力する必要があり、現状のマルチチャンバ装置においては、作業者が被処理ウェハのIDを確認して装置へ処理条件を入力する必要がある。つまり、従来のマルチチャンバ装置では、ウェハの搬送は自動化されているものの、プロセス処理における条件入力に関しては自動化されておらず、従って処理条件待ちの無駄な時間が発生する。
【0010】(2).人手による装置条件入力では、入力ミスが発生する可能性がある。そのために、入力ミスを防ぐための対策が必要である。
【0011】(3).マルチチャンバ装置で処理条件を作業者が入力する場合、次の作業が正しく実行されるように、処理終了後にこの内容を記録しておく必要がある。しかし、人手による記録作業はミスを生じ易く、その記録ミスのために次の工程で被処理ウェハが正しく処理されない可能性が生じる。
【0012】(4).マルチチャンバ装置がドッキングチャンバで複数台数接続される場合、作業者が複数の被処理ウェハの処理条件を確認して、該当する条件を正しく入力することは一般に困難である。
【0013】以上のように、従来のマルチチャンバ装置においては、被処理ウェハの処理条件における設定入力の問題、自動化への要求などに対して良好に適用できないという問題がある。
【0014】そこで、本発明の目的は、ウェハID読み取り機能によって被処理ウェハの処理条件の設定および進行状況の管理を自動的に行うことができるウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置を提供することにある。
【0015】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0016】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【0017】すなわち、本発明のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置は、ウェハ搬送チャンバに、複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバが接続され、これらの複数のプロセスチャンバ内に順にウェハを挿入してプロセス処理を一貫して行う半導体製造工程に用いられるマルチチャンバ装置であって、複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバにウェハID読み取り部を設けるものである。
【0018】この場合に、前記ウェハID読み取り部を、複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバが接続されるウェハ搬送チャンバ側に設けるようにしたものである。
【0019】また、前記ウェハID読み取り部をウェハの搬送経路の上部に配設し、ウェハ上のウェハIDを光学的に読み取り、この読み取り情報をウェハ処理情報ファイルの内容と照合して、プロセスチャンバの各々が実行すべきプロセス内容をプロセスチャンバに伝達するようにしたものである。
【0020】さらに、前記ウェハ処理情報ファイルに保存されているウェハ処理条件をウェハIDによって把握し、ウェハの進行状況と処理内容とをウェハIDで検索するようにしたものである。
【0021】さらに、前記ウェハ処理情報ファイルのウェハの進行状況の内容を、ウェハIDで更新するようにしたものである。
【0022】
【作用】前記したウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置によれば、ウェハID読み取り部が、複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバ側、またはウェハ搬送チャンバ側に設けられることにより、ウェハID読み取り部により読み取られたウェハIDから各プロセスチャンバでの処理条件を設定することができ、かつ処理後にこのウェハの進行状況を更新することができる。
【0023】たとえば、ウェハ処理情報ファイルとして、被処理ウェハの処理条件を有するファイルとウェハの進行状況を管理するファイルとを持つ上位のシステムと連動させ、処理条件の設定および進行状況の更新を自動的に実行させるアルゴリズムにより可能となる。
【0024】すなわち、マルチチャンバ装置の各プロセスチャンバにおいては、ウェハがウェハ搬送チャンバからプロセスチャンバへ搬送されるときに、そのウェハIDを読み取り、その読み取ったウェハIDを用いて上位のシステムから処理条件を収集してプロセス処理条件を自動的に決め、またウェハを処理した後では、その正常終了情報を上位のシステムに返してウェハの進行状況を自動的に更新することができる。
【0025】これにより、被処理ウェハの処理条件の設定を自動的に行うことができ、さらにウェハの進行状況の管理も自動化が可能となり、その上ウェハが次の処理のプロセスチャンバに送られたときに、その処理工程での正常処理の実行を可能とすることができる。
【0026】
【実施例】図1は本発明の一実施例であるウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置を示す概略構成図、図2は本実施例のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置のウェハID読み取り部を詳細に示す断面図、図3は本実施例における処理手順を示すフロー図である。
【0027】まず、図1により本実施例のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置の構成を説明する。
【0028】本実施例のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置は、たとえば複数のプロセスチャンバ内に順にウェハを挿入してプロセス処理を一貫して行う半導体製造工程に用いられ、ドッキングチャンバを有しないマルチチャンバ装置とされ、ウェハ搬送チャンバ1に、4台のプロセスチャンバ2〜5、ウェハローダチャンバ6およびウェハアンローダチャンバ7が接続され、これらは管理システム8により制御される構成となっている。
【0029】ウェハ搬送チャンバ1は、たとえば関節的に屈曲されて伸縮自在なウェハ搬送用腕1aと、ウェハ9を搭載するウェハ搬送用試料台1bと、ウェハ搬送用腕1aを駆動する駆動制御部1cとを備え、ウェハ搬送用腕1aの先端にウェハ搬送用試料台1bが固定され、このウェハ搬送用試料台1bに搭載されたウェハ9が、駆動制御部1cの制御に基づいてプロセスチャンバ2〜5、ウェハローダチャンバ6およびウェハアンローダチャンバ7との間で搬入/搬出される。
【0030】プロセスチャンバ2〜5は、それぞれウェハ9のウェハIDを読み取るウェハID読み取り部2a〜5aと、ウェハ9を搭載するウェハ用試料台2b〜5bと、ウェハ用試料台2b〜5bを駆動する駆動制御部2c〜5cとを備え、ウェハ用試料台2b〜5bに搭載されたウェハ9が駆動制御部2c〜5cの制御に基づいてプロセス処理される。たとえば、薄膜形成であれば、前処理から薄膜デポまでの一貫した連続処理のうちのそれぞれの処理が各プロセスチャンバ2〜5内において行われる。
【0031】また、ウェハID読み取り部2a(3a〜5a)は、図2に示すようにウェハ搬送チャンバ1との接続部近傍に、プロセスチャンバ2(3〜5)内のウェハ9の搬送経路の上部に配設され、このウェハID読み取り部2a(3a〜5a)によってウェハ上の特定位置に刻印されたウェハID9aが、たとえばウェハ9の搬入時と搬出時に光学的に読み取られるようになっている。
【0032】ウェハローダチャンバ6は、プロセスチャンバ2〜5と同様に、ウェハローダチャンバ6内のウェハ9の搬送経路の上部に配設され、ウェハ9の搬入時および搬出時にウェハID9aを読み取るウェハID読み取り部6aと、ウェハ9を搭載するウェハ用試料台6bと、ウェハ用試料台6bを駆動する駆動制御部6cとを備え、外部から搬送されるウェハ9がウェハローダチャンバ6を通じてマルチチャンバ装置内に搬入される。
【0033】ウェハアンローダチャンバ7は、プロセスチャンバ2〜5と同様に、ウェハアンローダチャンバ7内のウェハ9の搬送経路の上部に配設され、ウェハ9の搬入時および搬出時にウェハID9aを読み取るウェハID読み取り部7aと、ウェハ9を搭載するウェハ用試料台7bと、ウェハ用試料台7bを駆動する駆動制御部7cとを備え、マルチチャンバ装置内で一貫処理されたウェハ9がウェハアンローダチャンバ7を通じて外部に搬出される。
【0034】管理システム8は、マルチチャンバ装置の全体的な制御機能の他に、ウェハ搬送チャンバ1、プロセスチャンバ2〜5、ウェハローダチャンバ6およびウェハアンローダチャンバ7の演算処理系を内蔵し、これらの全体的な制御が予めプログラムされたアルゴリズムに従って自動的に実行される。
【0035】また、管理システム8には、ウェハ処理情報ファイルとしてのウェハ処理条件ファイル10およびウェハ進行管理ファイル11が接続され、各プロセスチャンバ2〜5におけるウェハ9の処理条件がウェハ処理条件ファイル10から収集されて自動的に決められ、またウェハ9の処理後は、その正常終了情報によりウェハ進行管理ファイル11の進行状況の内容が自動的に更新されるようになっている。
【0036】なお、以上のような構成において、ウェハID9aを光学的に読み取ることは現状の技術で可能であり、さらにシステム間通信によりウェハ処理情報を送受信すること、また進行状況に合わせて特定工程を識別するアルゴリズムを含ませることなども容易に可能である。
【0037】次に、本実施例の作用について、実際にウェハ9の自動処理を行う場合を図3の処理フローに基づいて説明する。図3において、列方向の各欄の処理は上方に記載の各構成要素により実行されることを表す。
【0038】始めに、処理すべきウェハ9はウェハローダチャンバ6内のウェハ用試料台6bに設置されているものとする。
【0039】まず、作業者が開始スイッチ(図示せず)を押すなどの操作をすると、管理システム8が開始命令を発する(ステップ301)。すると、管理システム8からウェハ搬送チャンバ1内のウェハ搬送用腕1aをウェハローダチャンバ6へ移動させる指示がでる。これは、ウェハ搬送チャンバ1の欄にあるウェハローダチャンバ6への移動である(ステップ302)。
【0040】さらに、管理システム8からのウェハ搬送指示に従い、ウェハ搬送チャンバ1の駆動制御部1cはウェハ搬送用腕1aをウェハローダチャンバ6に挿入し、ウェハ用試料台6bの上に設置されている被処理用のウェハ9をウェハ搬送用腕1aのウェハ搬送用試料台1bに載せて、ウェハ搬送用腕1aをウェハ搬送チャンバ1内に引き出す。
【0041】このウェハ9を引き出す作業途中に、ウェハ9がウェハローダチャンバ6のウェハID読み取り部6aを通過する。このとき、ウェハID読み取り部6aは、ウェハ9の特定位置に刻印されているウェハID9aを読み取ることができる。これは、ウェハローダチャンバ6の欄にあるウェハID9aの読み取りである(ステップ303)。
【0042】そして、読み取られたウェハID9aがウェハID読み取り部6aから管理システム8に送られ、ウェハID9aを管理システム8の制御下にあるウェハ進行管理ファイル11と照らし合わせて、次工程の内容を確認する。これは、ウェハローダチャンバ6の欄にある進行確認である(ステップ304)。
【0043】この情報を得て、管理システム8はいずれかのプロセスチャンバ2〜5の選択命令を実行する(ステップ305)。すなわち、管理システム8から命令を受けたウェハ搬送チャンバ1は、ウェハ搬送用腕1aを指示された特定プロセスチャンバ、たとえばプロセスチャンバ2へ移動させる。これは、特定のプロセスチャンバ2への移動である(ステップ306)。
【0044】なお、他のプロセスチャンバ3〜5にも同様にして移動させることができ、これによって一般性を失うことはない。以上の処理により、ウェハ9はプロセスチャンバ2の入り口で待機している状態になる。
【0045】続いて、管理システム8は、管理システム8の欄のウェハ9の挿入命令を発する(ステップ307)。その結果、ウェハ搬送チャンバ1の駆動制御部1cはウェハ9をウェハ搬送用試料台1bに載せられた状態でプロセスチャンバ2へ搬入する。
【0046】このウェハ9がプロセスチャンバ2に搬入される途中で、ウェハ9がウェハID読み取り部2aを通過する。このとき、ウェハID読み取り部2aは、ウェハID9aの読み取りを実行する(ステップ308)。これは、ステップ303のID読み取りと同等である。
【0047】そして、管理システム8は、ウェハID読み取り部2aが読み取ったウェハID9aをもとに、管理システム8の管理下にあるウェハ進行管理ファイル11の内容を参照し、このプロセスチャンバ2が正しい選択であることを確認する。
【0048】さらに、ウェハ9の処理条件の読み取りを実行する(ステップ309)。すなわち、管理システム8の制御下にあるウェハ処理条件ファイル10からこの工程に相当する処理条件を選択する。これによって、自動的にプロセス処理を実行することができる。これが、プロセスチャンバ2におけるプロセス処理である(ステップ310)。
【0049】プロセス処理後、管理システム8はウェハ9の取り出し命令を発する(ステップ311)。この命令によって、ウェハ搬送チャンバ1の欄にある特定のプロセスチャンバ2への移動を実行する(ステップ312)。
【0050】そして、管理システム8の指示によって、ウェハ搬送チャンバ1の駆動制御部1cはウェハ搬送用腕1aをプロセスチャンバ2へ移動し、プロセスチャンバ2内にあるウェハ9を取り出す。プロセスチャンバ2からウェハ9を引き出すときに、プロセスチャンバ2の欄にあるウェハID9aの読み取りを実行する(ステップ313)。
【0051】このとき、管理システム8を通して得たウェハID9aと、管理システム8の制御下にあるウェハ進行管理ファイル11を参照し、この処理が終了したことをウェハ進行管理ファイル11内の進行状況において更新すると同時に、次の工程が処理可能かどうかを判断する。これが、管理システム8の欄にある終了判定である(ステップ314)。
【0052】さらに、マルチチャンバ装置のプロセスチャンバ3〜5で処理が続行できるときには、ステップ304の進行確認に進み、以下同様の処理を実行する。また、プロセスチャンバ3〜5で処理ができないときにはこのマルチチャンバ装置での処理が完了となり、管理システム8は完了命令を発する(ステップ315)。
【0053】そして、完了命令が発っせられると、管理システム8はウェハ9をウェハアンローダチャンバ7に設置して外部に搬出できる状態にし、ウェハ搬送用腕1aを初期状態にして作業を一旦停止状態にする。
【0054】以上のようにして、ウェハ9がウェハローダチャンバ6から搬入され、さらに各プロセスチャンバ2〜5を通じて一貫処理され、最後にウェハアンローダチャンバ7を通じて外部に搬出される。
【0055】従って、本実施例のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置によれば、プロセスチャンバ2〜5、ウェハローダチャンバ6およびウェハアンローダチャンバ7にウェハID読み取り部2a〜7aを設けることにより、ウェハ9が前工程のプロセスチャンバ2〜5からウェハ搬送チャンバ1内に引き出されるときにウェハID9aを読み取り、次工程の処理に対応するプロセスチャンバ2〜5を選択し、さらに選択されたプロセスチャンバ2〜5にウェハ9が挿入されたときに再びウェハID9aを読み取って選択の正当性を確認した後に処理を自動的に実行することができる。
【0056】また、処理の実行後は、次工程の処理に対応するプロセスチャンバ2〜5を選択すると同時に、終了した処理の進行状況を自動的に更新することができる。
【0057】さらに、ウェハローダチャンバ6からウェハ搬送チャンバ1に搬入されるとき、ウェハ搬送チャンバ1からウェハアンローダチャンバ7に搬出されるときも同様にウェハID9aを読み取ることができるので、マルチチャンバ装置における一貫したプロセス処理の自動化に対応することができる。
【0058】以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0059】たとえば、本実施例のウェハID読み取り機能付きマルチチャンバ装置については、プロセスチャンバ2〜5、ウェハローダチャンバ6およびウェハアンローダチャンバ7側にウェハID読み取り部2a〜7aが設けられる場合について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、ウェハID読み取り部をウェハ搬送チャンバ側に設ける場合について適用可能である。
【0060】さらに、前記実施例においては、ウェハID9aの読み取りは、プロセスチャンバ2〜5にウェハ9が搬入されるとき、およびウェハ9をプロセスチャンバ2〜5から搬出するときの両方で実施しているが、搬入または搬出のどちらか一方の場合にウェハIDを読み取ることも可能である。
【0061】また、ウェハ搬送チャンバ1の形状およびプロセスチャンバ2〜5の数量などについては、半導体製造工程のプロセス処理などに合わせて、これ以下またはこれ以上の多くのプロセスチャンバが接続される場合、さらにドッキングチャンバを有する構成など、種々の接続構成に適用可能であることはいうまでもない。
【0062】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【0063】(1).複数のプロセスチャンバ、ウェハローダチャンバおよびウェハアンローダチャンバにウェハID読み取り部を設けることにより、ウェハID読み取り部によりウェハIDを自動的に読み取ることができるので、たとえばウェハ処理情報ファイルに保存されているウェハの進行状況と処理内容とをウェハIDで検索し、各プロセスチャンバでの処理条件を設定することができ、かつ処理後にこのウェハの進行状況を更新することが可能となる。
【0064】(2).ウェハID読み取り部をウェハ搬送チャンバ側に設けることにより、前記(1) と同様に処理条件の設定および進行状況の更新を自動的に行うことができると同時に、従来のプロセスチャンバを流用することが可能となる。
【0065】(3).前記(1) および(2) により、被処理ウェハの処理条件の設定を自動的に行うことができるので、従来のような人手による被処理ウェハの処理条件における設定入力ミスなどの問題が解決され、LSIの高集積化とデバイスの微細化の進行に対応した処理工程での正常処理の実行が可能とされるマルチチャンバ装置を得ることができる。
【0066】(4).前記(1) および(2) により、処理条件の設定に加えて進行状況の管理も自動的に行うことができるので、ウェハの自動搬入、連続したプロセス処理、さらにウェハの自動搬出までの自動一貫処理の基本形態の実現が可能とされるマルチチャンバ装置を得ることができる。




 

 


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