JP2000349134A

JP2000349134A - 処理装置

Info

Publication number: JP2000349134A
Application number: JP15504099A
Authority: JP
Inventors: Jun Ozawa; 潤小澤; Keiichi Matsushima; 圭一松島; Jun Hirose; 潤廣瀬; Yoshito Matsumura; 賢人松村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】スループットの向上を図ることができる処理装
置を提供することにある。【解決手段】真空処理室１と、この真空処理室１と連通
するロード・ロック室２と、このロード・ロック室２内
に設けられ、真空処理室１にウェーハＷを搬入・搬出す
る搬送アーム６とを備えた処理装置において、前記ロー
ド・ロック室２内にウェーハＷのノッチａを検出して位
置決めする位置決め機構１６を設け、前記ロード・ロッ
ク室２の圧力調整と同時に位置決め機構１６によってウ
ェーハＷのノッチａを検出して位置決めすることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ノッチ、オリエ
ンテーションフラット等の切欠部を有する半導体ウェー
ハ等の被処理体を位置決めする手段を備えた処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスを製造するための各工程
において、物品としての半導体ウェーハをロード・ロッ
ク室から所定の処理を行なうプロセス室側へ引き渡すた
めに、あるいは処理済みの半導体ウェーハをプロセス室
側からロード・ロック室へ引き渡すために、搬送装置が
使用されている。

【０００３】搬送装置としては、通常の搬送アームが使
用されており、従来、スカラ型ツインピックアップ、ス
カラ型デュアルアームタイプ、フロッグレッグタイプが
知られているが、いずれもアームを回動自在に連結した
多関節構造であり、アームの基端側に旋回機構を有し、
先端側に半導体ウェーハを支持するピックを有し、アー
ムの旋回運動及び関節部の屈伸運動によって搬送するよ
うになっている。

【０００４】また、半導体ウェーハをプロセス室で所定
の処理を行う前に、半導体ウェーハを位置決めする必要
がある。そこで、従来においては、大気雰囲気のトラン
スファチャンバの一部にアライメント機構を設け、この
アライメント機構によって半導体ウェーハの外周縁部に
設けられたノッチあるいはオリエンテーションフラット
等の切欠部を検出し、この切欠部を基準として半導体ウ
ェーハの位置決めを行っている。

【０００５】半導体ウェーハの切欠部を検出して位置決
めする位置決め装置としては、例えば特開平１０−１７
３０３１号公報に示すように、モータによって回転する
回転テーブル上に半導体ウェーハを載置するとともに、
半導体ウェーハの周縁部を挟んで上下に対向する発光素
子と受光素子を設け、受光素子からの検出信号によって
制御部がモータを制御するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に、大気雰囲気に設置されたトランスファチャンバの一
部にアライメント機構を設け、このアライメント機構に
よって半導体ウェーハのアライメントを行った後に、そ
の半導体ウェーハを搬送アームによってロード・ロック
室に搬入している。そして、ロード・ロック室に半導体
ウェーハを搬入後、ゲートバルブを閉じてロード・ロッ
ク室を排気して所定の真空圧にしている。

【０００７】従って、搬送アームは、アライメントが完
了するまでの待ち時間とロード・ロック室が所定の真空
圧になるまでの待ち時間が必要となり、スループットの
低下の原因となっている。また、アライメントされた半
導体ウェーハをトランスファチャンバ側の搬送アームに
よってロード・ロック室に搬入し、ロード・ロック室側
の搬送アームに受渡しているため、折角アライメントさ
れた半導体ウェーハが受渡しによって誤差が累積され、
アライメント設置精度が悪いという問題がある。

【０００８】また、特開平１０−１７３０３１号公報に
示すように、回転テーブルをモータによって回転させて
半導体ウェーハの切欠部を検出して位置決めする位置決
め装置は、高さ寸法が大きくなり、処理装置が大型化す
るという問題がある。

【０００９】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、スループットの向上
とロード・ロック室の薄型化により装置の小型化を図る
ことができる処理装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項１は、処理室と、この処理室と
連通するロード・ロック室と、このロード・ロック室内
に設けられ、前記処理室に被処理体を搬入・搬出する搬
送機構とを備えた処理装置において、前記ロード・ロッ
ク室内に被処理体の切欠部を検出して被処理体を位置決
めする位置決め機構を設け、前記ロード・ロック室の圧
力調整と同時に前記位置決め機構によって前記被処理体
の切欠部を検出して位置決めすることを特徴とする。

【００１１】請求項２は、請求項１の前記位置決め機構
は、切欠部を有する被処理体を保持して回転させる回転
テーブルと、この回転テーブルを回転駆動する超音波モ
ータと、前記被処理体の切欠部を検出する光学的検出手
段と、この光学的検出手段からの検出信号によって前記
超音波モータを制御する制御部とからなることを特徴と
する。

【００１２】請求項３は、請求項１の前記位置決め機構
は、切欠部を有する被処理体を保持して回転させる回転
テーブルと、この回転テーブルを回転駆動するリニアモ
ータと、前記被処理体の切欠部を検出する光学的検出手
段と、この光学的検出手段からの検出信号によって前記
リニアモータを制御する制御部とからなることを特徴と
する。

【００１３】請求項４は、請求項１の前記位置決め機構
は、被処理体を搬送する搬送アームに搭載されているこ
とを特徴とする。

【００１４】前記構成によれば、ロード・ロック室内を
排気して所定の真空圧にする間に、ロード・ロック室内
で位置決め機構により被処理体の切欠部を検出して位置
決めできる。また、位置決め機構に超音波モータあるい
はリニアモータを用い、被処理体を保持する回転テーブ
ルを回転させることにより、薄型に構成できる。さら
に、位置決め機構を、被処理体を搬送する搬送アームに
搭載することにより、被処理体の搬送途中でも位置決め
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の各実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１６】図１〜図３は第１の実施形態を示し、図１
は被処理体としての半導体ウェーハをエッチングする真
空処理装置を示し、（ａ）は概略的平面図、（ｂ）は概
略的縦断側面図、図２はバッファの斜視図、図３は位置
決め機構の縦断側面図である。この真空処理装置は、半
導体ウェーハ（以下、単にウェーハＷという）をエッチ
ング処理する真空処理室１とロード・ロック室２とから
構成されている。

【００１７】真空処理室１とロード・ロック室２とは真
空側ゲートバルブ３を介して連通しており、ロード・ロ
ック室２の真空側ゲートバルブ３と反対側にはトランス
ファチャンバ４との間を開閉する大気側ゲートバルブ５
が設けられている。

【００１８】ロード・ロック室２の略中央部には後述す
る搬送装置としてのスカラ型シングルピックタイプの搬
送アーム６が設けられている。この搬送アーム６を挟ん
で真空処理室１側にはウェーハＷを支持する第１のバッ
ファ７が設けられ、トランスファチャンバ４側には第２
のバッファ８が設けられている。また、トランスファチ
ャンバ４にはウェーハカセット（図示しない）からウェ
ーハＷを搬出入するスカラ型デュアルアームタイプの搬
送アーム機構１０が設けられている。

【００１９】ロード・ロック室２に設けられた搬送アー
ム６について説明すると、ロード・ロック室２の底部で
あるベース１１には正逆回転可能なモータ等の旋回駆動
部１２が鉛直方向に固定され、この旋回駆動部１２の旋
回駆動軸１３はベース１１を貫通してロード・ロック室
２の内部に突出している。この旋回駆動軸１３には駆動
側旋回アーム１４の基端部が固定されている。

【００２０】さらに、駆動側旋回アーム１４の先端部に
は従動側旋回アーム１５の基端部が回動自在に連結さ
れ、この従動側旋回アーム１５の先端部にはウェーハＷ
を支持するとともに、ウェーハＷのノッチａを検出して
位置決めするための後述する位置決め機構１６が搭載さ
れている。そして、駆動側旋回アーム１４の旋回運動に
よって従動側旋回アーム１５及び位置決め機構１６が一
体的に旋回し、従動側旋回アーム１５によって位置決め
機構１６が姿勢を維持したまま伸縮するようになってい
る。

【００２１】前記第１のバッファ７及び第２のバッファ
８は同一構造であるため、第１のバッファ７について説
明すると、図２に示すように構成されている。すなわ
ち、ロード・ロック室２の内部にはエアシリンダあるい
はモータ等の昇降駆動部１７によって昇降する一対の昇
降軸１８が鉛直方向に設けられている。これら昇降軸１
８の上端部には支持片１９が固定されている。支持片１
９の上面は段差を有しており、下段には樹脂、シリコン
ゴムあるいはセラミック等からなるバッファピン２０が
突設されている。そして、複数本（好ましくは３，４
本）のバッファピン２０によってウェーハＷの周縁部を
支持するようになっている。

【００２２】前記位置決め機構１６について説明する
と、図３に示すように構成されている。すなわち、前記
従動側旋回アーム１５に回動自在に連結されたプレート
２１には軸受２２によって回転軸２３が回転自在に支持
されている。回転軸２３の外周にはこれを囲むように円
環状圧電体２４と円環状弾性体２５が設けられ、円環状
圧電体２４と円環状弾性体２５の発生する進行波によっ
て回転テーブルとしての回転子２６が回転する超音波モ
ータ２７が構成されている。そして、回転子２６が前記
回転軸２３と一体に設けられている。

【００２３】回転子２６は円板状に形成され、この上面
にはウェーハＷを支持する支持面２８に形成されてい
る。さらに、超音波モータ２７の隣側にはプレート２１
に対して固定されたノッチ検出部２９が設けられてい
る。このノッチ検出部２９は支持面２８に支持されたウ
ェーハＷの外周縁部と嵌合する凹溝３０が設けられてい
る。この凹溝３０の下面には光学的検出手段としての発
光素子３１が、上面には受光素子３２が互いに対向して
設けられている。

【００２４】支持面２８にウェーハＷを載置したとき、
そのウェーハＷの外周縁部は凹溝３０に介入され、発光
素子３１からの照射光は、ウェーハＷの外周縁部によっ
て遮られるようになっている。従って、受光素子３２に
は照射光が受光されないが、回転子２６と一体に回転す
るウェーハＷの外周縁部に設けられた切欠部としてのノ
ッチａが発光素子３１に対向すると、照射光はノッチａ
を通過して受光素子３２に受光されるようになってい
る。受光素子３２は照射光を受光すると、光信号は電気
信号に変換され、この電気信号は制御部３３に入力さ
れ、制御部３３は超音波モータ２７に制御信号を入力す
るようになっている。

【００２５】次に、第１の実施形態の作用について説明
する。

【００２６】ロード・ロック室２の大気側ゲートバルブ
５が開放すると、搬送アーム機構１０はウェーハカセッ
トからウェーハＷを搬出してロード・ロック室２にウェ
ーハＷを搬入する。そして、ウェーハＷを第２のバッフ
ァ８の支持片１９に載置すると、大気側ゲートバルブ５
は閉塞され、ロード・ロック室２の排気が開始される。

【００２７】これと同時に、ロード・ロック室２内の搬
送アーム６が駆動して位置決め機構１６の支持面２８が
ウェーハＷの下部に位置すると、昇降軸１８が下降し、
支持片１９に支持されていたウェーハＷは位置決め機構
１６の支持面２８に移載される。位置決め機構１６の支
持面２８にウェーハＷが載置されると、超音波モータ２
７が駆動し、回転子２６と一体にウェーハＷが回転して
ノッチ検出を行う。すなわち、発光素子３１からの照射
光は、ウェーハＷの外周縁部によって遮られているが、
ウェーハＷの回転によってその外周縁部に設けられたノ
ッチａが発光素子３１に対向すると、照射光はノッチａ
を通過して受光素子３２に受光される。受光素子３２は
照射光を受光すると、電気信号に変換され、この電気信
号は制御部３３に入力され、制御部３３は超音波モータ
２７を停止する。従って、ノッチａによってウェーハＷ
の周方向の位置決めを行うことができる。

【００２８】従って、ロード・ロック室２内を排気中に
ウェーハＷのノッチ検出が行われ、ロード・ロック室２
が所定の真空圧になると、真空側ゲートバルブ３が開放
する。真空側ゲートバルブ３が開放すると、ロード・ロ
ック室２内の搬送アーム６は伸張し、支持面２８に支持
されたウェーハＷを真空処理室１に搬入する。

【００２９】真空処理室１においては、搬入されたウェ
ーハＷをリフターピン（図示しない）によって受取って
下部電極に支持し、搬送アーム６が後退すると、真空側
ゲートバルブ３が閉塞される。そして、真空処理室１に
おいては、ウェーハＷに対するエッチング処理が行われ
る。

【００３０】真空処理室１内においてエッチングが完了
すると、真空側ゲートバルブ３が開放し、処理済のウェ
ーハＷを搬送アーム６によって搬出し、ロード・ロック
室２内の第１のバッファ７に載置するとともに、処理中
に第２のバッファ８に搬入された未処理のウェーハＷを
位置決め機構１６の支持面２８によって受取って前述と
同様にノッチ検出を行う。

【００３１】前記作用を繰り返すことにより、ロード・
ロック室２内の圧力調整と同時にウェーハＷのノッチ検
出を行って位置決めを行うことができ、スループットの
向上を図ることができる。また、ウェーハＷを真空処理
室１に搬入して処理する直前にロード・ロック室２内で
ウェーハＷの位置決め行うため、ウェーハＷの受渡しに
よって誤差が蓄積されることはなく、高精度の位置決め
ができる。さらに、超音波モータ２７によってウェーハ
Ｗを回転することにより、位置決め機構１６の薄型とな
り、ロード・ロック室２を薄型に構成できることから、
処理装置全体の小型化を図ることができる。

【００３２】なお、前記第１の実施形態においては、位
置決め機構１６に超音波モータ２７を採用したが、リニ
アモータを採用しても同様な効果がある。

【００３３】また、ウェーハＷのノッチａを検出してウ
ェーハＷの位置決めを行うようにしたが、オリエンテー
ションフラットを検出してウェーハＷの位置決めを行う
ようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ロード・ロック室内に被処理体の切欠部を検出
して位置決めする位置決め機構を設け、ロード・ロック
室の圧力調整と同時に位置決め機構によって被処理体の
切欠部を検出することにより、スループットの向上を図
ることができる。

【００３５】請求項２，３によれば、ロード・ロック室
の薄型化により、装置の小型化を図ることができる。

【００３６】請求項４によれば、位置決め機構を搬送ア
ームに搭載することにより、被処理体を搬送しながら切
欠部を検出して位置決めでき、スループットの向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態の真空処理装置を示
し、（ａ）は概略的平面図、（ｂ）は概略的縦断側面
図。

【図２】同実施形態のバッファの斜視図。

【図３】同実施形態の位置決め機構の縦断側面図。

【符号の説明】

１…真空処理室２…ロード・ロック室６…搬送アーム１６…位置決め機構２６…回転子２７…超音波モータＷ…ウェーハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣瀬潤山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者松村賢人東京都港区赤坂五丁目３番６号東京エレクトロン株式会社内Ｆターム(参考） 5F031 GA07 GA35 GA43 GA47 GA49 JA05 JA34 JA35 KA08 KA13 KA14 LA07 LA08 MA32 NA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理室と、この処理室と連通するロード
・ロック室と、このロード・ロック室内に設けられ、前
記処理室に被処理体を搬入・搬出する搬送機構とを備え
た処理装置において、前記ロード・ロック室内に被処理体の切欠部を検出して
被処理体を位置決めする位置決め機構を設け、前記ロー
ド・ロック室の圧力調整と同時に前記位置決め機構によ
って前記被処理体の切欠部を検出して位置決めすること
を特徴とする処理装置。
【請求項２】前記位置決め機構は、切欠部を有する被
処理体を保持して回転させる回転テーブルと、この回転
テーブルを回転駆動する超音波モータと、前記被処理体
の切欠部を検出する光学的検出手段と、この光学的検出
手段からの検出信号によって前記超音波モータを制御す
る制御部とからなることを特徴とする請求項１記載の処
理装置。
【請求項３】前記位置決め機構は、切欠部を有する被
処理体を保持して回転させる回転テーブルと、この回転
テーブルを回転駆動するリニアモータと、前記被処理体
の切欠部を検出する光学的検出手段と、この光学的検出
手段からの検出信号によって前記リニアモータを制御す
る制御部とからなることを特徴とする請求項１記載の処
理装置。
【請求項４】前記位置決め機構は、被処理体を搬送す
る搬送アームに搭載されていることを特徴とする請求項
１記載の処理装置。