NL1009327C2 - Werkwijze en inrichting voor het overbrengen van wafers. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het overbrengen van wafers

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het overplaatsen van wafers uit/naar cassettes, omvattende een sluiskamer met een eerste 5 opening voor het ontvangen van die cassettes en een tweede opening voor het verplaatsen van de wafers naar een behandelinrichting, welke openingen in lijn liggend aangebracht zijn, waarbij ten minste een deur aanwezig is voor het afsluiten van een van die openingen, welke deur ingericht is voor het ontvangen van de deur van die cassette. Een dergelijke inrichting is bekend uit WO 96/26874.

10 Bij het transport van wafers wordt gebruik gemaakt van cassettes voorzien van een verwijderbaar aangebracht deksel. Dit deksel kan in meer of mindere mate in gasdichte afsluiting ten opzichte van het overige deel van de cassette voorzien. Indien de wafers bijvoorbeeld in een oven behandeld moeten worden, worden de wafers uit de cassette genomen en in een waferrek geplaatst en wordt dit waferrek vervolgens met de 15 wafers in de oven gebracht. Na de behandeling worden de wafers met het rek uit de oven verwijderd en de wafers weer overgebracht naar de cassette en voor verdere behandeling getransporteerd.

In het algemeen bevinden behandelingsinrichtingen zoals ovens zich onder een gecontroleerde atmosfeer, bijvoorbeeld tijdens het laden of uitnemen een inerte 20 stikstofatmosfeer. Het is noodzakelijk de wafers eveneens in een dergelijke atmosfeer te brengen. Uit de stand der techniek zijn talrijke voorstellen bekend om de wafers in de gecontroleerde atmosfeer van de behandelingsinrichting te brengen alvorens deze de ruimte waarin de behandelingsinrichting aangebracht is binnentreden.

Een eerste voorstel omvat het op de cassettes aanbrengen van een aansluiting. 25 Deze aansluiting grijpt in de opslag voor cassettes, welke opslag enkele tientallen cassettes kan omvatten, aan op een in de opslag aangebracht koppelstuk en na verbinding van de cassette en de opslaginrichting vindt spoelen met het betreffende gas door die aansluiting plaats. Omdat de wafers nauwkeurig in de cassettes passen, is gebleken dat slechts met uiterste moeite een volledig homogene atmosfeer bereikt kan 30 worden. Daarvoor is een zeer grote hoeveelheid gas noodzakelijk terwijl onder normale omstandigheden niet gegarandeerd kan worden dat elk deel in de cassetteruimte voorzien is van de gecontroleerde atmosfeer.

Een ander voorstel is het niet direct nemen van de wafers uit de cassette teneinde

t00932T

2 deze op een waferrek te plaatsen, maar om te voorzien in een sluisconstructie waarin de cassette in zijn geheel opgenomen wordt. In een dergelijke sluisruimte wordt de atmosfeer dan naar de gecontroleerde atmosfeer gewijzigd. Gebleken is dat een en ander tijdrovend is terwijl de ruimte voor het opnemen van de cassette weer extra 5 vloeroppervlak toevoegt aan de totale behandelingsinrichting.

In WO 96/26874 wordt een constructie met een sluiskamer beschreven.

Deze is voorzien van een enkele deur die zowel de eerste als tweede opening afsluit. Daarbij is de eerste opening aangebracht in een ten opzichte van van de overige constructie verplaatsbaar deel. Openen vindt plaats door dit verplaatsbare deel weg van 10 de deur te bewegen.

Deze constructie heeft als nadeel dat de sluiskamer een bewegend deel heeft. Door de beweging kunnen stof of andere deeltjes vrijkomen, welke niet gewenste verontreiniging geven. Bovendien is deze constructie omvangrijk en gecompliceerd. Daardoor is het ruimtebeslag van een dergelijke sluisconstructie aanzienlijk. Dit speelt 15 vooral bij het gebruik van grotere wafers. Bovendien heeft de sluiskamer door de mogelijkheid van het verplaatsbaar zijn van een deel van de wand daarvan, een verhoudingsgewijs groot volume, hetgeen het spoelen daarvan bemoeilijkt. Bovendien is het van nadeel dat tijdens de laad/oplaadhandeling van de cassette ten opzichte van de sluiskamer beweging van de cassette plaatsvindt.

20 Het is het doel van de onderhavige uitvinding deze nadelen te vermijden en in een eenvoudige constructie te voorzien waarmee zonder beweging van de cassette verbinding met de sluiskamer verwezenlijkt kan worden en waarbij spoelen van de cassetteruimte afgezonderd ten opzichte van de omgeving op eenvoudige wijze mogelijk is.

25 Dit doel wordt bij de hierboven beschreven inrichting verwezenlijkt, waarbij een verdere, van die deur gescheiden, deur aanwezig is en dat in die sluiskamer aan- en afvoermiddelen voor een gas zijn aangebracht.

Door toepassing van twee afzonderlijke deuren in de sluiskamer is het mogelijk, zowel de eerste als tweede opening afzonderlijk af te sluiten. Bovendien is het niet 30 langer noodzakelijk bewegende wanddelen in de sluiskamer aan te brengen. De constructie volgens de uitvinding kan aanzienlijk compacter uitgevoerd worden waardoor het volume van de sluiskamer afneemt. Daardoor kan het ruimtebeslag van de totale behandelingsinrichting verkleind worden. Bovendien is dan op eenvoudige wijze 1009327 3 mogelijk een verhoudingsgewijs kleine hoeveelheid gas zowel de sluiskamer als de cassette met gas te doorstromen . Dit gas kan een spoelgas zijn. Bij voorkeur zijn de aanvoermiddelen voor een dergelijk gas zodanig uitgevoerd dat de stroom gas in eerste instantie in de ruimte in de cassette beweegt.

5 Volgens de uitvinding is de cassette bij voorkeur een cassette van het zogenaamde FOUP-soort. Daarbij is het cassetterek vast in de behuizing aangebracht en worden de wafers in de richting van het vlak daarvan uit de cassette genomen. Dit in tegenstelling tot een zogenaamde SMIF-cassette waarbij het wafer rek verplaatsbaar in de behuizing aangebracht is en de wafers met het wafer rack in de richting loodrecht op 10 het vlak van de wafers uit de cassette verwijderd worden.

Met behulp van de uitvinding is het mogelijk het spoelen via een deksel van de cassettes uit te voeren. Door het in eerste instantie slechts gedeeltelijk openen van de cassettedeksel kan enerzijds goede toegang tot alle niveaus van de wafers verkregen worden en wordt anderzijds de hoeveelheid spoelfluïdum zoveel mogelijk beperkt. 15 Indien gebruik gemaakt wordt van een sluisconstructie nabij de opening is het mogelijk het deksel vervolgens volledig te verwijderen.

Bij voorkeur zijn de hierboven beschreven deuren als vlakke platen uitgevoerd, welke beide zijdelings weg bewegen.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een samenstel bestaande uit de 20 hierboven beschreven inrichting en een cassette waarbij de cassette als FOUP-cassette uitgevoerd is.

De uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het overladen van wafers uit/naar cassettes in een sluiskamer, waarbij de cassette met de te openen zijde tegen de sluiskamer geplaatst wordt, zodanig dat de deur van de cassette samenvalt met een deur 25 voor een eerste opening van die sluiskamer, waarna de deur van de cassette met de deur van de sluiskamer in de sluiskamer verwijderd wordt, welke sluiskamer van een verdere afsluitbare opening voorzien is voor het uit/naar de sluiskamer af/toevoeren van die wafers, waarbij tijdens het verwijderen van de deur van de cassette, die verdere opening gesloten is en door die sluiskamer een spoelgas geleid wordt, gevolgd door het 30 openen van die verdere opening.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekeningen afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij tonen: 1009327 4

Fig. 1 schematisch en gedeeltelijk opengewerkt de inrichting volgens de uitvinding in perspectief;

Fig. 2 in bovenaanzicht schematisch de inrichting volgens fig. 1; en

Fig. 3a-e meer gedetailleerd de sluis volgens de uitvinding in verschillende 5 posities.

De inrichting volgens de uitvinding is in het geheel met 1 aangegeven. Deze omvat een behuizing 2 en zal in het algemeen in een zogenaamde "clean room" aangebracht zijn. Behalve behuizing 2 zijn, zoals in het bijzonder uit fig. 2 blijkt, scheidingswanden 3, 4 en 5 aanwezig. Behuizing 2 begrenst met scheidingswand 3 10 reactorruimte of kamer 21. Tussen behuizing 2 en scheidingswanden 3, 4 (en afsluiting 20) wordt een kamer 22 begrensd waarin zich de tussenopslag volgens de uitvinding bevindt. Tussen scheidingswand 4 en 5 en behuizing 2 wordt een kamer 23 begrensd. 33 is de inbrengruimte.

In reactorruimte 21 zijn twee reactoren die in dit geval ovens 6, 7 omvatten 15 aangebracht. Deze ovens zijn verticaal gepositioneerd en met 12 aangegeven waferrekken worden, gevuld met wafers 13, in verticale richting van onderen af in de ovens 6, 7 aangebracht. Daartoe is een in verticale richting beweegbare inbrengarm 14 aanwezig bij elke oven. Slechts een enkele inbrengarm 14 is in de tekening zichtbaar. Het waferrek 12 is aan de onderzijde voorzien van een niet nader aangeduide isolatieplug die 20 in afdichting ten opzichte van de oven voorziet. Bijzondere maatregelen zijn genomen om het bedrijf in de oven te optimaliseren.

Een draaiplateau 11 is aanwezig voorzien van uitsparingen 15. Deze uitsparingen 15 zijn zodanig uitgevoerd dat arm 14, indien de uitsparingen 15 in de juiste positie gebracht zijn, door de uitsparingen op en neer kan bewegen. Anderzijds is de diameter 25 van de onderzijde van het waferrek zodanig dat deze groter is dan de uitsparing 15 van het plateau 11 zodat bij het naar beneden bewegen van arm 14 uit de positie getoond in fig. 1 het waferrek 12 op draaiplateau 11 geplaatst kan worden en op omgekeerde wijze daar weer van afgenomen kan worden.

De waferrekken kunnen toegevoerd worden aan zowel oven 6 als oven 7. Het is 30 mogelijk daarin een achtereenvolgende behandeling uit te voeren. Ook is het mogelijk parallel groepen waferrekken uitsluitend door oven 6 en uitsluitend door oven 7 te laten I behandelen. Deze waferrekken moeten voorzien worden van wafers. Immers, wafers 13 worden toegevoerd in (transport)cassettes 10 die vanaf de inbrengruimte 33 door een 1009327 5 afsluitbare opening 34 met behulp van arm 31 geplaatst worden in opslag 8. Arm 31 is voorzien van een draagvlak 32 dat een iets kleinere afmeting heeft dan reeks uitsparingen 26 in draaiplateaus 27. Een aantal van dergelijke draaiplateaus is op elkaar volgend in hoogterichting in opslag 8 aanwezig. Arm 31 is in hoogterichting verplaatsbaar met 5 behulp van hoogteverstelling 35. Arm 31 is zodanig aangebracht dat deze niet alleen in staat is om cassettes op te nemen/af te voeren van/naar inbrengruimte 33 naar/van opslag 8, maar dat het eveneens mogelijk is cassettes te verplaatsen van/naar opslag 8 naar/van draaiplateau 30. Dit draaiplateau 30 is zodanig uitgevoerd dat bij rotatie de cassette geplaatst wordt tegen scheidingswand 4 waar een opening 37 is aangebracht zodat na het 10 openen van de cassettes met behulp van arm 24 wafers stuk voor stuk uit de betreffende cassette genomen kunnen worden en in het zich in kamer 22 bevindende waferrek 12 geplaatst kunnen worden. Dit waferrek 12 wordt ondersteund door schamierarm 16 die aan het uiteinde van een draagvlak 17 voorzien wordt, waarvan de afmetingen weer enigszins kleiner zijn dan die van uitsparingen 15. Deze arm 16 kan zich met het 15 waferrek bewegen door een afsluitbare opening in scheidingswand 3. Een afsluiting 20 is aanwezig om de kamer 22 afsluitbaar ten opzichte van kamers 21 en 23 te maken.

Het behandelen van een groot aantal wafers kan als volgt uitgevoerd worden:

De schematisch in fig. 1 afgebeelde operator laadt een opslag 8 door het invoeren van een aantal cassettes en het uitvoeren van bedieningshandelingen op paneel 36. Elk 20 van de cassettes 10 wordt uit de inbrengruimte 33 met behulp van aim 31 in de daarvoor aangebrachte opslagcompartimenten 9 van opslag 8 gebracht. Dit betekent dat uitgaande van de laagste positie voor het door de opening 34 nemen van de betreffende cassette 10 uit ruimte 33 deze cassette vervolgens omhoog bewogen kan worden om in een hoger compartiment 9 van de opslag 8 bewogen te worden. Door rotatie van de opslag 8 25 kunnen verschillende compartimenten gevuld worden met cassettes 10.

Na het vullen van opslag 8 is bij het automatisch uitvoeren van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding geen verder menselijk ingrijpen meer noodzakelijk. Vervolgens worden de betreffende cassettes 10 door arm 31 uit de opslag genomen en geplaatst op draaiplateau 30. Daar worden de cassettes geroteerd en geplaatst tegen 30 scheidingswand 4. Met behulp van arm 24 wordt wafer voor wafer uitgenomen en in waferrek 22 geplaatst op zwenkarm 16 geplaatst. Ondertussen kan het draaiplateau 11 in de reactorruimte 21 optimaal bewegen met betrekking tot de behandelingen uit te voeren aan de zich binnen de reactorruimte 21 bevindende wafers. Nadat waferrek 12 in ruimte 1009327 6 22 gevuld is en een van de reactoren 6, 7 beschikbaar is of komt, wordt opening 19 die tot nu toe gesloten was vrijgegeven en dit gevulde waferrek op draaiplateau 11 geplaatst. Vervolgens beweegt dit draaiplateau direct of later een positie en wordt een gevuld waferrek 12 van plateau 11 afgenomen. Op dit gevulde plateau bevinden zich behandelde 5 wafers. Deze voeren een naar boven staande tegengesteld gerichte beweging uit.

Meer details van deze inrichting zijn te vinden in het Nederlandse octrooi 1008143.

Zoals uit fig. 3a-e in het bijzonder blijkt, is nabij wand 4 sluis 40 volgens de uitvinding aangebracht. Deze bestaat uit een sluisruimte 41, enerzijds begrensd door 10 wand 4 en anderzijds begrensd door hulpwand 39. Zowel wand 4 als hulpwand 39 zijn voorzien van een opening respectievelijk 38 en 37. Opening 38 is afsluitbaar met behulp van een sluitplaat 46. Via afdichting 47 wordt een perfecte afdichting ten opzichte van wand 40 verzekerd. Opening 37 is afgedicht met behulp van grijpplaat 44. Deze is van een schematisch afgebeelde koppeling 52 voorzien om deksel 42 aan te grijpen. 15 Afdichting 43 voorziet in afsluiting tussen het cassettehuis 10 en hulpwand 39.

Met 49 is een gastoevoer aangegeven terwijl 50 een gasafvoer aanduidt.

In de positie getoond in fig. 3a wordt de cassette 10 juist tegen hulpwand 39 op afdichtende wijze geplaatst. Vervolgens (fig.3b) vindt vergrendeling van grijpplaat 44 en deur 42 plaats waarna het betreffende samenstel eerst naar voren (in de tekening naar 20 beneden) bewogen wordt en vervolgens in de richting van pijl 45 (fig. 3b,c). Onder deze omstandigheden is sluitplaat 46 nog steeds in afdichtende aangrijping met wand 4. Tijdens of na het gedeeltelijk openen van cassette 10 wordt via gastoevoer 49 gas in de cassetteruimte geblazen (fig. 3d). Dit kan over de hele hoogte van de cassette, d.w.z. tussen alle in de cassette aangebrachte wafers plaatsvinden. Bij het gedeeltelijk openen 25 van deur 42 ontstaat de met pijl 51 in fig. 3d aangegeven gasstroom. Dat wil zeggen, volledige doorstroming van cassette 10 wordt gewaarborgd. Vervolgens wordt (fig.3e) sluitplaat 46 volgens pijl 45 wegbewogen en kunnen de wafers verplaatst worden.

Degene bekwaam in de stand der techniek zal begrijpen dat talrijke wijzigingen aan het bovenstaande mogelijk zijn. Zo kan volstaan worden met een reactor of kunnen J 30 meer dan twee reactoren aanwezig zijn. De opslag kan anders uitgevoerd zijn terwijl de verschillende verplaatsingsmechanismen eveneens afhankelijk van de behoefte aangepast ! worden. Dergelijke wijzigingen worden alle geacht binnen het bereik van de onderhavige conclusies te liggen.

1009327

Claims (8)

1. Inrichting voor het overplaatsen van wafers (13) uit/naar cassettes (10), omvattende een sluiskamer (41) met een eerste opening (37) voor het ontvangen van 5 die cassettes en een tweede opening (38) voor het verplaatsen van de wafers naar een behandelinrichting, welke openingen in lijn liggend aangebracht zijn, waarbij tenminste een deur (44) aanwezig is voor het afsluiten van een van die openingen, welke deur ingericht is voor het ontvangen van de deur (42) van die cassette, met het kenmerk, dat een verdere, van die deur (44) gescheiden, deur (46) aanwezig is en dat in die 10 sluiskamer aan (49)- en afvoer (50)-middelen voor een gas zijn aangebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij die aanvoermiddelen (49) voor een gas uitgevoerd zijn om een stroom gas in die cassette te bewegen.

3. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die deuren in hoofdzaak vlakke platen omvatten, welke beide in het vlak van die eerste, 15 respectievelijk tweede opening weg bewogen worden voor het openen daarvan.

4. Samenstel omvattende een inrichting volgens een van de conclusies 1-3, alsmede een daarmee samenwerkende cassette, waarbij die cassette een vast aan de behuizing daarvan bevestigd wafer rek omvat.

5. Samenstel volgens conclusie 4, waarbij het vlak van de opnames voor de 20 wafers in de cassette in hoofdzaak loodrecht staat op het vlak van de eerste opening.

6. Werkwijze voor het overladen van wafers uit/naar cassettes in een sluiskamer, waarbij de cassette met de te openen zijde tegen de sluiskamer geplaatst wordt, zodanig dat de deur van de cassette samenvalt met een deur voor een opening van die sluiskamer, waarnaar de deur van de cassette met die deur van de sluiskamer in 25 de sluiskamer verwijderd wordt, welke sluiskamer van een verdere afsluitbare opening voorzien is voor het uit/naar de sluiskamer af/toevoeren van die wafers, met het kenmerk, dat tijdens het verwijderen van de deur van die cassette, die verdere opening gesloten is en door die sluiskamer een spoelgas geleid wordt, gevolgd door het openen van die verdere opening.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij het spoelgas langs de gedeeltelijk geopende cassettedeur geleid wordt.

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7, waarbij na het openen van die verdere opening, die wafers achtereen volgens uit/in de cassette verwijderd/ingebracht worden. f009327