JP2001030188A - ２つの可動部材が相互関係において適正に位置決めされていることを検出するための方法及び装置 - Google Patents
２つの可動部材が相互関係において適正に位置決めされていることを検出するための方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 グリッパと静電チャック間の正確なハンドオ
ーバー位置を、光源と二次元光センサを使用して位置決
めする。 【解決手段】 静電チャックはロード位置にあり、主ホ
イスパースキャンローターを回転させ、ビーム方向に前
後に進める。静電チャックに取り付けたフラグの穴を通
過する光スポットにより二次元配列にわたり引かれた線
とグリッパに取り付けたフラグの穴を通過する同じ源か
らの光スポットにより引かれる線が記録される。交差地
点は移送地点である。移送のため、その後静電チャック
は、二次元センサでチェックできる地点へ進む。その後
グリッパも同地点まで進み、光源とセンサを使用し整合
チェックできる。二次元センサ上の照明スポットが静電
チャック目標位置にあり、グリッパの小さい方の穴に応
じた寸法ないしは全体的輝度を有する場合、適切な整合
が保証するよう、グリッパフラグの穴は静電チャックフ
ラグの穴よりも多少小さくできる。
ーバー位置を、光源と二次元光センサを使用して位置決
めする。 【解決手段】 静電チャックはロード位置にあり、主ホ
イスパースキャンローターを回転させ、ビーム方向に前
後に進める。静電チャックに取り付けたフラグの穴を通
過する光スポットにより二次元配列にわたり引かれた線
とグリッパに取り付けたフラグの穴を通過する同じ源か
らの光スポットにより引かれる線が記録される。交差地
点は移送地点である。移送のため、その後静電チャック
は、二次元センサでチェックできる地点へ進む。その後
グリッパも同地点まで進み、光源とセンサを使用し整合
チェックできる。二次元センサ上の照明スポットが静電
チャック目標位置にあり、グリッパの小さい方の穴に応
じた寸法ないしは全体的輝度を有する場合、適切な整合
が保証するよう、グリッパフラグの穴は静電チャックフ
ラグの穴よりも多少小さくできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つの可動部材が
相互関係において適正に位置決めされていることを検出
するための方法と装置に関する。
相互関係において適正に位置決めされていることを検出
するための方法と装置に関する。
【０００２】本発明は、真空チャンバの中で単一ウエハ
がグリッパ上でロードロックなどのローディング機構か
ら静電チャックへと移送されるイオン注入装置に対して
特定の適用法を有している。グリッパアームはまた、静
電チャックからウエハを回収し、それをロードロックに
戻す。
がグリッパ上でロードロックなどのローディング機構か
ら静電チャックへと移送されるイオン注入装置に対して
特定の適用法を有している。グリッパアームはまた、静
電チャックからウエハを回収し、それをロードロックに
戻す。
【０００３】典型的には、グリッパアームを駆動するロ
ボットは２から４本の運動軸を有する。例えば、EP ６
０４０６６は、垂直軸に沿って軸方向に移動でき、また
同軸の周りに回転可能であるグリッパアームを開示して
いる。
ボットは２から４本の運動軸を有する。例えば、EP ６
０４０６６は、垂直軸に沿って軸方向に移動でき、また
同軸の周りに回転可能であるグリッパアームを開示して
いる。
【０００４】静電チャックは典型的には、例えば、WO
９９/１３４８８に開示されているように、いくつかの
運動軸を有している。この場合、静電チャックを支持し
ているアームは真空チャンバから外へ伸びており、静電
チャック上のウエハの全表面がスキャニングイオンビー
ムにより水平方向にスキャニングされるように、静電チ
ャックを垂直方向に往復可能に動かすための直線運動機
構によって支持されている。直線運動機構それ自体は、
ウエハとイオンビームの間の角度が多様に変化すること
を可能とし、水平方向に傾斜する軸の周りに回転可能な
ように実装される。静電チャックはさらに、ウエハの中
心を通貨し、またウエハ平面には垂直な一本の軸の周り
にウエハを回転させるための機構を備える。
９９/１３４８８に開示されているように、いくつかの
運動軸を有している。この場合、静電チャックを支持し
ているアームは真空チャンバから外へ伸びており、静電
チャック上のウエハの全表面がスキャニングイオンビー
ムにより水平方向にスキャニングされるように、静電チ
ャックを垂直方向に往復可能に動かすための直線運動機
構によって支持されている。直線運動機構それ自体は、
ウエハとイオンビームの間の角度が多様に変化すること
を可能とし、水平方向に傾斜する軸の周りに回転可能な
ように実装される。静電チャックはさらに、ウエハの中
心を通貨し、またウエハ平面には垂直な一本の軸の周り
にウエハを回転させるための機構を備える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】グリッパアームと静電
チャックを進める機構には非常に正確な位置にそれらを
進めることを可能にするエンコーダが設けられるが、自
由手段の軸が非常に多くあるため、時間が経過すると、
その機構は、とくに機構の部品が磨耗し始めると、ドリ
フトする可能性がある。これにより結果的にはウエハが
ウエハの下面に微粒子の汚染物を生じさせるよう静電チ
ャック表面上にきつく当たらざるを得なくなるため、グ
リッパアームと静電チャックの間のハンドオフが不正確
になる。また、エンコーダが絶対位置の読取り値を供給
できなくなるため、使用前にエンコーダを較正しなけれ
ばならない。こうした較正は通常は手動で行われるが、
とくに時間を浪費し、熟練したオペレーターが必要とな
る可能性が出てくる。
チャックを進める機構には非常に正確な位置にそれらを
進めることを可能にするエンコーダが設けられるが、自
由手段の軸が非常に多くあるため、時間が経過すると、
その機構は、とくに機構の部品が磨耗し始めると、ドリ
フトする可能性がある。これにより結果的にはウエハが
ウエハの下面に微粒子の汚染物を生じさせるよう静電チ
ャック表面上にきつく当たらざるを得なくなるため、グ
リッパアームと静電チャックの間のハンドオフが不正確
になる。また、エンコーダが絶対位置の読取り値を供給
できなくなるため、使用前にエンコーダを較正しなけれ
ばならない。こうした較正は通常は手動で行われるが、
とくに時間を浪費し、熟練したオペレーターが必要とな
る可能性が出てくる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明により、２つの部
材が所定の位置に相互関係において適正に位置決めされ
ていることを検出するための装置が与えられるが、その
装置は、光源と、光源からの光がその上に投影される光
センサと、２つの部材が所定の位置にあるときには光検
出器上に１つの特徴的な陰影を生じ、２つの部材が互い
に異なる位置にある場合にはその特徴的な陰影を光検出
器上に生じる各部材上の各フラグとを有している。
材が所定の位置に相互関係において適正に位置決めされ
ていることを検出するための装置が与えられるが、その
装置は、光源と、光源からの光がその上に投影される光
センサと、２つの部材が所定の位置にあるときには光検
出器上に１つの特徴的な陰影を生じ、２つの部材が互い
に異なる位置にある場合にはその特徴的な陰影を光検出
器上に生じる各部材上の各フラグとを有している。
【０００７】本装置は、両方の部材が同じ光源に対して
位置決めされているため、その２つの部材の相対的な位
置を正確に証明することになる。光センサが使用されて
おり、その光センサは２つの部材の絶対位置を呈示して
供給するが、２つの部材を進める機構からは独立してい
る。
位置決めされているため、その２つの部材の相対的な位
置を正確に証明することになる。光センサが使用されて
おり、その光センサは２つの部材の絶対位置を呈示して
供給するが、２つの部材を進める機構からは独立してい
る。
【０００８】好適には、各部材上のフラグは通し穴であ
り、１つの部材上の通し穴がもう１つの部材の通し穴よ
りも大きく、またその場合、部材が所定の位置にあると
きには、センサに進んでくる光源からの光の方向に対し
て通し穴のセンターが整合している。センサは好適に
は、二次元位置感知ダイオードである。光源は何らかの
平行光源でありうるが、しかし、好適にはセンサが光源
からの光と周囲の光を識別することができ、また必要な
安全基準を満足させるような、クラス１変調赤外線レー
ザーである。
り、１つの部材上の通し穴がもう１つの部材の通し穴よ
りも大きく、またその場合、部材が所定の位置にあると
きには、センサに進んでくる光源からの光の方向に対し
て通し穴のセンターが整合している。センサは好適に
は、二次元位置感知ダイオードである。光源は何らかの
平行光源でありうるが、しかし、好適にはセンサが光源
からの光と周囲の光を識別することができ、また必要な
安全基準を満足させるような、クラス１変調赤外線レー
ザーである。
【０００９】本発明はとくに、一次部材が真空チャンバ
内のウエハをロードする位置から処理する位置に移動さ
せ、また戻すグリッパアームであり、また二次部材が、
イオンビームによりウエハがスキャニングされている間
にウエハがその上で保持されている静電チャックである
イオン注入装置に対して適用可能である。この場合、フ
ラグは、センサ読取り値からウエハ位置を容易に測定す
ることを可能にするようなウエハ位置と一定の位置関係
を有するように静電チャックとグリッパアーム上に設け
られて然るべきである。一般的に言うと、静電チャック
はグリッパアーム前のハンドオフ位置に持ってこられ
る。そのため、２つの部材上のフラグが通し穴により供
給されるとき、静電チャック関連通し穴の直径の方がグ
リッパアーム関連通し穴の直径よりも大きい。適切に位
置決めされた窓の後側で真空チャンバの外側に光源と光
センサを実装する場合は、光源と光センサは、真空チャ
ンバにアクセスする必要なしにメンテナンスないしは取
替えのために容易に除去することができる。
内のウエハをロードする位置から処理する位置に移動さ
せ、また戻すグリッパアームであり、また二次部材が、
イオンビームによりウエハがスキャニングされている間
にウエハがその上で保持されている静電チャックである
イオン注入装置に対して適用可能である。この場合、フ
ラグは、センサ読取り値からウエハ位置を容易に測定す
ることを可能にするようなウエハ位置と一定の位置関係
を有するように静電チャックとグリッパアーム上に設け
られて然るべきである。一般的に言うと、静電チャック
はグリッパアーム前のハンドオフ位置に持ってこられ
る。そのため、２つの部材上のフラグが通し穴により供
給されるとき、静電チャック関連通し穴の直径の方がグ
リッパアーム関連通し穴の直径よりも大きい。適切に位
置決めされた窓の後側で真空チャンバの外側に光源と光
センサを実装する場合は、光源と光センサは、真空チャ
ンバにアクセスする必要なしにメンテナンスないしは取
替えのために容易に除去することができる。
【００１０】開放および閉鎖形状の間で動かすことがで
きる一対のジョーを有するグリッパアームが使用される
場合、そのグリッパアームが所定の位置にあり、またそ
のジョーが開放されているときに、グリッパアームに、
光センサ上に第３の特徴のある信号を発生させる第３の
フラグを設けることがあり、グリッパジョーの形状をそ
の装置が決定することが可能となる。
きる一対のジョーを有するグリッパアームが使用される
場合、そのグリッパアームが所定の位置にあり、またそ
のジョーが開放されているときに、グリッパアームに、
光センサ上に第３の特徴のある信号を発生させる第３の
フラグを設けることがあり、グリッパジョーの形状をそ
の装置が決定することが可能となる。
【００１１】本発明の第２の態様により、２つの可動部
材が所定の位置に正確に互いと対称的に位置決めされて
いることを検出する方法が提供されるが、本方法は、光
センサに向かって光源からの光のビームを発するステッ
プと、各部材を動かし、それによって、各部材上のフラ
グが、所定の位置にあるときには光検出器上に特徴のあ
る陰影を生じるステップと、光センサ上で両方の特徴の
ある陰影が同時に認識されるときには２つの部材が正確
に整列していることを検出するステップとを有してい
る。
材が所定の位置に正確に互いと対称的に位置決めされて
いることを検出する方法が提供されるが、本方法は、光
センサに向かって光源からの光のビームを発するステッ
プと、各部材を動かし、それによって、各部材上のフラ
グが、所定の位置にあるときには光検出器上に特徴のあ
る陰影を生じるステップと、光センサ上で両方の特徴の
ある陰影が同時に認識されるときには２つの部材が正確
に整列していることを検出するステップとを有してい
る。
【００１２】本発明はまた、１つのアームからもう１つ
に部品を渡すようにハンドオフ位置まで推進可能である
一対の可動アームと、位置感知光センサと、光センサに
向かって光を発する光源とを有する装置を較正する方法
にまで拡張するが、そこでは、各アームは、光源と光セ
ンサの間に置かれているとき光センサにおいてそれ自体
特徴のある信号を発生させるフラグを有し、本方法は、
そのセンサ全体にわたって第１のアームをスキャニング
するステップと、センサ全体にわたって第２のフラグに
より生じる読取りを記録するステップと、ハンドオフ位
置を表す２つのフラグが一致する位置を２つのセットの
読取り値から計算するステップを有する。
に部品を渡すようにハンドオフ位置まで推進可能である
一対の可動アームと、位置感知光センサと、光センサに
向かって光を発する光源とを有する装置を較正する方法
にまで拡張するが、そこでは、各アームは、光源と光セ
ンサの間に置かれているとき光センサにおいてそれ自体
特徴のある信号を発生させるフラグを有し、本方法は、
そのセンサ全体にわたって第１のアームをスキャニング
するステップと、センサ全体にわたって第２のフラグに
より生じる読取りを記録するステップと、ハンドオフ位
置を表す２つのフラグが一致する位置を２つのセットの
読取り値から計算するステップを有する。
【００１３】本発明ではソフトウエアで実施可能である
ハンドオフ位置の自動的な較正が可能である。さらに、
光源と光センサの正確な位置決めは、本方法を使用して
光源と光センサのいかなる不正確な位置決めのも較正さ
れるため、必要がない。
ハンドオフ位置の自動的な較正が可能である。さらに、
光源と光センサの正確な位置決めは、本方法を使用して
光源と光センサのいかなる不正確な位置決めのも較正さ
れるため、必要がない。
【００１４】好適には、２つの可動アームは、それぞれ
エンコーダを有する１つないしはそれ以上のサーボモー
タにより駆動されているロボットアームであり、また、
本方法はさらに、ハンドオフ位置においてエンコーダの
読取り値を記録すること、その後にハンドオフ位置のエ
ンコーダ読取り値から得られた位置までロボットアーム
を進めること、その位置においてセンサにより発生する
信号を検出することを有する。本方法ではアームの位置
がモニターされるのが可能になり、そのため、これらの
アームの位置におけるいかなるドリフトも検出が可能で
ある。
エンコーダを有する１つないしはそれ以上のサーボモー
タにより駆動されているロボットアームであり、また、
本方法はさらに、ハンドオフ位置においてエンコーダの
読取り値を記録すること、その後にハンドオフ位置のエ
ンコーダ読取り値から得られた位置までロボットアーム
を進めること、その位置においてセンサにより発生する
信号を検出することを有する。本方法ではアームの位置
がモニターされるのが可能になり、そのため、これらの
アームの位置におけるいかなるドリフトも検出が可能で
ある。
【００１５】本発明はさらに、イオン注入装置において
グリッパアームと静電チャックの間のハンドオフを較正
し、制御するための装置と、１つないしはそれ以上のサ
ーボモータによりそれぞれが駆動されているグリッパア
ームと、静電チャックとを含んでおり、較正し、制御す
るための装置は、コンピュータと、サーボモータの位置
に関する信号を発生させるための各サーボモータ上のエ
ンコーダとを備え、この情報をそのコンピュータに供給
し、コンピュータと、各サーボモータの動きを制御する
ための各サーボモータ駆動機構との間を接続し、光源か
らの光を受けるためのセンサを備えている。コンピュー
タは、グリッパアームと静電チャックがセンサに向かう
光の一部を途中で捕らえる所定のハンドオフ位置にグリ
ッパアームと静電チャックがあるときに記録されるエン
コーダとセンサからの信号を表す値を受け取って、保存
し、また、グリッパアームと静電チャックがハンドオフ
位置にあり、その後に、各エンコーダからの読取り値が
保存された値に一致する位置に各サーボモータを進める
ように各サーボモータの駆動機構に信号を出力し、ま
た、この位置においてセンサからの信号を記録し、その
保存された値とこの値を比較するという事実を示すセン
サにおいて特徴のある信号を発生させるように配置され
たプロセッサを有する。
グリッパアームと静電チャックの間のハンドオフを較正
し、制御するための装置と、１つないしはそれ以上のサ
ーボモータによりそれぞれが駆動されているグリッパア
ームと、静電チャックとを含んでおり、較正し、制御す
るための装置は、コンピュータと、サーボモータの位置
に関する信号を発生させるための各サーボモータ上のエ
ンコーダとを備え、この情報をそのコンピュータに供給
し、コンピュータと、各サーボモータの動きを制御する
ための各サーボモータ駆動機構との間を接続し、光源か
らの光を受けるためのセンサを備えている。コンピュー
タは、グリッパアームと静電チャックがセンサに向かう
光の一部を途中で捕らえる所定のハンドオフ位置にグリ
ッパアームと静電チャックがあるときに記録されるエン
コーダとセンサからの信号を表す値を受け取って、保存
し、また、グリッパアームと静電チャックがハンドオフ
位置にあり、その後に、各エンコーダからの読取り値が
保存された値に一致する位置に各サーボモータを進める
ように各サーボモータの駆動機構に信号を出力し、ま
た、この位置においてセンサからの信号を記録し、その
保存された値とこの値を比較するという事実を示すセン
サにおいて特徴のある信号を発生させるように配置され
たプロセッサを有する。
【００１６】好適には、コンピュータはさらに、センサ
の保存値と各測定値とを比較することによりグリッパと
静電チャックのドリフトを測定するように配置される。
好適には、プロセッサはさらに、検出されたドリフトの
大きさが所定の閾値を越える場合にはオペレータに警告
するように配置される。
の保存値と各測定値とを比較することによりグリッパと
静電チャックのドリフトを測定するように配置される。
好適には、プロセッサはさらに、検出されたドリフトの
大きさが所定の閾値を越える場合にはオペレータに警告
するように配置される。
【００１７】本発明の方法と装置を組み込んだイオン注
入装置の実施例が添付の図面を参照してここに説明され
る。
入装置の実施例が添付の図面を参照してここに説明され
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明で使用されている真空チャ
ンバと静電チャックは、静電チャックのスキャニング運
動の観地点から、WO ９９/１３４８８に開示されている
ものに類似している。
ンバと静電チャックは、静電チャックのスキャニング運
動の観地点から、WO ９９/１３４８８に開示されている
ものに類似している。
【００１９】図１は真空チャンバと静電チャックを図示
しているが、WO ９９/１３４８８の図１にほとんどの地
点で類似している。ウエハをローディングして真空チャ
ンバに入れるための回転式コンベアは公知の構造のロー
ドロック２により取って替えられている。しかし、WO
９９/１３４８８の回転式コンベアは本発明に関しては
まだ使用することが可能であることを理解して然るべき
である。
しているが、WO ９９/１３４８８の図１にほとんどの地
点で類似している。ウエハをローディングして真空チャ
ンバに入れるための回転式コンベアは公知の構造のロー
ドロック２により取って替えられている。しかし、WO
９９/１３４８８の回転式コンベアは本発明に関しては
まだ使用することが可能であることを理解して然るべき
である。
【００２０】本イオン注入装置では、ウエハ３はスキャ
ンアーム７の端部で支持されている静電チャック上にあ
る位置に保持されており、また真空チャンバ１の窓を介
して投射されるイオンビーム８を水平方向にスキャニン
グすることによりスキャニングされる。
ンアーム７の端部で支持されている静電チャック上にあ
る位置に保持されており、また真空チャンバ１の窓を介
して投射されるイオンビーム８を水平方向にスキャニン
グすることによりスキャニングされる。
【００２１】スキャニングアーム７は真空チャンバ１の
真空シールの中に伸びており、またリニアモータ９Aに
より図１に示されている矢印１０の方向に直線的に往復
可能であるプレート９上に実装される。プレートは、図
１AでAとBとして示されている位置の間に垂直に静電チ
ャックを移動させるように駆動させる。プレート９とモ
ータ９Aは回転ベアリング１１に実装され、図１AにCで
示されているように、静電チャックを水平軸の方向に傾
けることが可能であり、それによってスキャニング操作
の間にウエハ３上にイオンビーム８が入射する角度を様
々に変化させることが可能になる。静電チャック６はま
た、図１の矢印６Aとして示されているように、その中
心を通過する軸の周りに回転可能になるように、また軸
がウエハ３の平面に垂直になるように、実装される。
真空シールの中に伸びており、またリニアモータ９Aに
より図１に示されている矢印１０の方向に直線的に往復
可能であるプレート９上に実装される。プレートは、図
１AでAとBとして示されている位置の間に垂直に静電チ
ャックを移動させるように駆動させる。プレート９とモ
ータ９Aは回転ベアリング１１に実装され、図１AにCで
示されているように、静電チャックを水平軸の方向に傾
けることが可能であり、それによってスキャニング操作
の間にウエハ３上にイオンビーム８が入射する角度を様
々に変化させることが可能になる。静電チャック６はま
た、図１の矢印６Aとして示されているように、その中
心を通過する軸の周りに回転可能になるように、また軸
がウエハ３の平面に垂直になるように、実装される。
【００２２】WO ９９/１３４８８の装置の発展したもの
として、スキャンアーム７はプレート９また図１に矢印
７Aによって示されているように回転ベアリング１１と
は無関係にその伸張軸１２の周りに回転可能であるよう
にプレート９に回転可能に実装される。アームはギア７
Cを介してプレート９上に実装されるモータ７Bにより回
転される。この余剰自由度があるため、プレート９がそ
の運動範囲の１つの端部にまで推進されることが可能と
なり、理想的には上端部が図１AにAとして示されている
ような位置であり、そこではアーム７は軸１２の周りに
９０%まで回転することができ、そのため、静電チャッ
ク６は、この場合、図１AのDで示されているようにビー
ム８面からは外れた水平ローディング形状にある。
として、スキャンアーム７はプレート９また図１に矢印
７Aによって示されているように回転ベアリング１１と
は無関係にその伸張軸１２の周りに回転可能であるよう
にプレート９に回転可能に実装される。アームはギア７
Cを介してプレート９上に実装されるモータ７Bにより回
転される。この余剰自由度があるため、プレート９がそ
の運動範囲の１つの端部にまで推進されることが可能と
なり、理想的には上端部が図１AにAとして示されている
ような位置であり、そこではアーム７は軸１２の周りに
９０%まで回転することができ、そのため、静電チャッ
ク６は、この場合、図１AのDで示されているようにビー
ム８面からは外れた水平ローディング形状にある。
【００２３】この水平ローディングは、本出願と同じ日
に出願された我々の米国同時係属出願の主題を形成して
いるものである。ウエハが水平方向の形状で静電チャッ
クにローディングされる１つの代替的な機構は、本出願
と同じ日に出願されたもう１つの英国同時係属出願の主
題を形成している。この場合、１つの端部に静電チャッ
クを付けたスキャニングアームは、静電チャックのウエ
ハベアリング表面への法線に平行な第１の軸の周りに回
転可能であるように、ハブの外側に対してそのもう１つ
の端部で回転可能に実装される。第１の軸の周りの限定
された角度による往復回転を行うことにより静電チャッ
ク上のウエハがイオンビームによってスキャニングされ
る。ハブ自体は第１の軸に直角である水平方向の第２の
軸の周りに回転可能であり、そのため、この第２の軸の
周りのハブの回転により、静電チャックはその垂直方向
スキャニング形状からイオンビーム面から外れた水平方
向のローディング形状にもってこられる。本発明は、こ
の装置の静電チャック上にウエハをローディングするの
に等しく適用可能である。
に出願された我々の米国同時係属出願の主題を形成して
いるものである。ウエハが水平方向の形状で静電チャッ
クにローディングされる１つの代替的な機構は、本出願
と同じ日に出願されたもう１つの英国同時係属出願の主
題を形成している。この場合、１つの端部に静電チャッ
クを付けたスキャニングアームは、静電チャックのウエ
ハベアリング表面への法線に平行な第１の軸の周りに回
転可能であるように、ハブの外側に対してそのもう１つ
の端部で回転可能に実装される。第１の軸の周りの限定
された角度による往復回転を行うことにより静電チャッ
ク上のウエハがイオンビームによってスキャニングされ
る。ハブ自体は第１の軸に直角である水平方向の第２の
軸の周りに回転可能であり、そのため、この第２の軸の
周りのハブの回転により、静電チャックはその垂直方向
スキャニング形状からイオンビーム面から外れた水平方
向のローディング形状にもってこられる。本発明は、こ
の装置の静電チャック上にウエハをローディングするの
に等しく適用可能である。
【００２４】ロードロック２からその水平方向のロード
する位置にある静電チャック６までウエハ３を運ぶため
の装置がここで図２と３を参照して説明される。
する位置にある静電チャック６までウエハ３を運ぶため
の装置がここで図２と３を参照して説明される。
【００２５】以下の記述では、水平ロードする位置での
み静電チャックには言及するが、ウエハのスキャニング
操作は、WO９９/１３４８８に説明されているようなも
のであることが理解されて然るべきである。
み静電チャックには言及するが、ウエハのスキャニング
操作は、WO９９/１３４８８に説明されているようなも
のであることが理解されて然るべきである。
【００２６】図２と３に示されているように、ローディ
ング機構とハンドオフ位置の間にあるウエハ３を移送す
るように垂直軸１４の周りに回転可能であるグリッパア
ーム１３が設けられる。グリッパアーム１３は、ウエハ
３を載せ、また据え置くため、開放および閉鎖するよう
に空気圧的に操作可能である一対のジョー１３A、１３B
を有する（図２に概略を示す）。３つのフィンガー１５
はウエハ３の端部に噛み合うようにグリッパの内側周囲
の周りに設けられる。グリッパアーム１３は、図３に示
され、また図２に略図的に図示されている２mm直径を有
する通し穴１６を設けられる。
ング機構とハンドオフ位置の間にあるウエハ３を移送す
るように垂直軸１４の周りに回転可能であるグリッパア
ーム１３が設けられる。グリッパアーム１３は、ウエハ
３を載せ、また据え置くため、開放および閉鎖するよう
に空気圧的に操作可能である一対のジョー１３A、１３B
を有する（図２に概略を示す）。３つのフィンガー１５
はウエハ３の端部に噛み合うようにグリッパの内側周囲
の周りに設けられる。グリッパアーム１３は、図３に示
され、また図２に略図的に図示されている２mm直径を有
する通し穴１６を設けられる。
【００２７】静電チャック６は、静電チャックのウエハ
受入れ部分を超えて突出しているフランジ１７を有して
おり、典型的には３mmの直径を有する通し穴１８を備え
る。通し穴１８は図２に略図的に示されているが、通し
穴１６とグリッパアーム１３Aの後側にあって分かりに
くくなっているため、図３には図示されていない。
受入れ部分を超えて突出しているフランジ１７を有して
おり、典型的には３mmの直径を有する通し穴１８を備え
る。通し穴１８は図２に略図的に示されているが、通し
穴１６とグリッパアーム１３Aの後側にあって分かりに
くくなっているため、図３には図示されていない。
【００２８】変調赤外線レーザーなどの平行光源１９
は、真空チャンバの外壁に備え付けられており、窓２１
を介して真空チャンバの中に光の平行ビーム２０を投射
している。位置感知能を有する二次元フォトダイオード
２２が光源１９の反対側のチャンバの壁に位置決めされ
ており、窓２３を介して光源１９からの光を受けてい
る。
は、真空チャンバの外壁に備え付けられており、窓２１
を介して真空チャンバの中に光の平行ビーム２０を投射
している。位置感知能を有する二次元フォトダイオード
２２が光源１９の反対側のチャンバの壁に位置決めされ
ており、窓２３を介して光源１９からの光を受けてい
る。
【００２９】図２から分かるように、通路外にあるグリ
ッパアーム１３に関しては、静電チャック６が所定の位
置に移動するとき、通し穴１８は光源１９からの光の一
部と特徴的な位置を有する信号を途中で捕らえ、また特
徴のある位置を有する信号と強度が光検出器２２で検出
されることになる。通し穴１８が静電チャック６と一定
の位置関係を有しているので、静電チャック６の絶対位
置が正確に分かる。静電チャックの平面に関して水平方
向から何らかの偏差があると、完全な円形というより
も、楕円形を有する信号がセンサ２２により検出される
結果になるので、この機構はまた、静電チャックが水平
面にあることを確かめるのにも使用できる。スキャニン
グアーム７を駆動する機構は、センサが光の完全な円形
スポットを記録する正確な水平方向にチャック６を戻す
ように変調することができる。
ッパアーム１３に関しては、静電チャック６が所定の位
置に移動するとき、通し穴１８は光源１９からの光の一
部と特徴的な位置を有する信号を途中で捕らえ、また特
徴のある位置を有する信号と強度が光検出器２２で検出
されることになる。通し穴１８が静電チャック６と一定
の位置関係を有しているので、静電チャック６の絶対位
置が正確に分かる。静電チャックの平面に関して水平方
向から何らかの偏差があると、完全な円形というより
も、楕円形を有する信号がセンサ２２により検出される
結果になるので、この機構はまた、静電チャックが水平
面にあることを確かめるのにも使用できる。スキャニン
グアーム７を駆動する機構は、センサが光の完全な円形
スポットを記録する正確な水平方向にチャック６を戻す
ように変調することができる。
【００３０】定位置に留まっている静電チャック６に関
しては、グリッパアーム１３は図２に示されているよう
な位置にもってこられる。穴１６は穴１８によりも多く
の光を途中で捕らえるので、センサ２２は、前と同じ位
置を示してはいるが、しかし強度が減少した信号を検出
することになる。ウエハ３は３つのフィンガー１５によ
り把持されるため、通し穴１６に関して一定の位置関係
に位置決めされることになる。したがって、ウエハ３の
正確な位置を決めることが可能であり、また静電チャッ
ク６の直ぐ上にあることを証明することが可能である。
しては、グリッパアーム１３は図２に示されているよう
な位置にもってこられる。穴１６は穴１８によりも多く
の光を途中で捕らえるので、センサ２２は、前と同じ位
置を示してはいるが、しかし強度が減少した信号を検出
することになる。ウエハ３は３つのフィンガー１５によ
り把持されるため、通し穴１６に関して一定の位置関係
に位置決めされることになる。したがって、ウエハ３の
正確な位置を決めることが可能であり、また静電チャッ
ク６の直ぐ上にあることを証明することが可能である。
【００３１】ウエハ３と静電チャック６の間の相対昇降
乖離はもう１つのセンサを使用して測定することができ
る。グリッパアーム１３はその後に、静電チャック６の
上にウエハを降ろすように、軸１４に沿って垂直に動か
すことができる。一旦ウエハ３がその位置に下げられる
と、グリッパアーム１３は開放してウエハ３を放す。グ
リッパアーム１３Aは、第１の通し穴によりも小さな直
径 (典型的には１.５mm) を有する第２の通し穴（図示
せず）を備える。この第２の通し穴は、グリッパアーム
が開くとき、静電チャックの通し穴１８と同心に持って
こられることになる。この結果、センサ２２は閉じたグ
リッパアームに関して検出した強度より低い強度の信号
を検出することになるため、グリッパアームが正確に開
放されたことを証明することができる。
乖離はもう１つのセンサを使用して測定することができ
る。グリッパアーム１３はその後に、静電チャック６の
上にウエハを降ろすように、軸１４に沿って垂直に動か
すことができる。一旦ウエハ３がその位置に下げられる
と、グリッパアーム１３は開放してウエハ３を放す。グ
リッパアーム１３Aは、第１の通し穴によりも小さな直
径 (典型的には１.５mm) を有する第２の通し穴（図示
せず）を備える。この第２の通し穴は、グリッパアーム
が開くとき、静電チャックの通し穴１８と同心に持って
こられることになる。この結果、センサ２２は閉じたグ
リッパアームに関して検出した強度より低い強度の信号
を検出することになるため、グリッパアームが正確に開
放されたことを証明することができる。
【００３２】グリッパアーム１３と静電チャックは、回
転エンコーダを有するサーボモータによりそれぞれ駆動
される数々の運動軸を有するロボットによって駆動され
るため、使用に先立ってその装置を較正することが必要
である。較正工程は図４と４Aを特に参照してここで説
明される。
転エンコーダを有するサーボモータによりそれぞれ駆動
される数々の運動軸を有するロボットによって駆動され
るため、使用に先立ってその装置を較正することが必要
である。較正工程は図４と４Aを特に参照してここで説
明される。
【００３３】通路外にあるグリッパアーム１３に関して
は、スキャンアーム７は矢印２４の方向に真空チャンバ
を横切って動かされる。このとき、静電チャック６はそ
の水平形状で保持される。これは、正確な高さで静電チ
ャックを保持するために、プレート９を動かし、その水
平方向に静電チャック６を保持するために、軸１２の周
りにスキャンアーム７を回転させながら、その軸の周り
に回転ベアリング１１を回転させることにより達成され
る。この運動は、図４Aで線２５により略図的に表され
ているように、センサ２２をわたって水平方向のトレー
スを生じることになる。この情報は図５に示されている
ように、コンピュータ３０の記憶装置に保存される。e-
チュック６は通路外に動かされ、また、同様の工程が、
図４における矢印２６として示されているアーク沿いに
軸１４の周りに動かされるグリッパ１３に対して繰り返
される。この運動は図４Aに線２７として示されている
センサ２２上の弧形トレースを生じる。このデータはま
たコンピュータ３０の記憶装置に保存される。コンピュ
ータ３０はその後、このデータからその２つのトレース
２５と２７が交差する地点２８を計算する。グリッパア
ーム１３を駆動するエンコーダ３１と、スキャンアーム
７を駆動するエンコーダ３２から得た値もまたこの位置
で記録される。
は、スキャンアーム７は矢印２４の方向に真空チャンバ
を横切って動かされる。このとき、静電チャック６はそ
の水平形状で保持される。これは、正確な高さで静電チ
ャックを保持するために、プレート９を動かし、その水
平方向に静電チャック６を保持するために、軸１２の周
りにスキャンアーム７を回転させながら、その軸の周り
に回転ベアリング１１を回転させることにより達成され
る。この運動は、図４Aで線２５により略図的に表され
ているように、センサ２２をわたって水平方向のトレー
スを生じることになる。この情報は図５に示されている
ように、コンピュータ３０の記憶装置に保存される。e-
チュック６は通路外に動かされ、また、同様の工程が、
図４における矢印２６として示されているアーク沿いに
軸１４の周りに動かされるグリッパ１３に対して繰り返
される。この運動は図４Aに線２７として示されている
センサ２２上の弧形トレースを生じる。このデータはま
たコンピュータ３０の記憶装置に保存される。コンピュ
ータ３０はその後、このデータからその２つのトレース
２５と２７が交差する地点２８を計算する。グリッパア
ーム１３を駆動するエンコーダ３１と、スキャンアーム
７を駆動するエンコーダ３２から得た値もまたこの位置
で記録される。
【００３４】操作の間、グリッパアーム１３を駆動する
モータ３３と、スキャンアーム７を駆動するモータ３４
は、通し穴１６、１８がハンドオーバーの位置２８の上
にある位置にその２つのアームを持っていくために必要
なエンコーダ３１、３２の記録値まで進められる。この
位置で、通し穴１６とウエハ３の間と通し穴１８と静電
チャック６の間に一定の位置関係があるため、ウエハ３
は静電チャック６の直ぐ上にいつもあることになる。ア
ームがハンドオーバーの位置に進められる度に、コンピ
ュータ３０は、その２つのアームが正確な位置に実際に
あることを証明するためにセンサ２２から得た読取り値
をチェックする。このことにより、その２つのアームを
駆動する機構とは無関係に、コンピュータによっていか
なるアームの中心線はずれも検出が可能になる。一定程
度ドリフトが発生しても、ハンドオフ位置を考慮に入れ
た許容範囲の中にまだ残る。このドリフトは、有用な原
因分析のための情報を提供するので、コンピュータ３０
によりモニターされる。
モータ３３と、スキャンアーム７を駆動するモータ３４
は、通し穴１６、１８がハンドオーバーの位置２８の上
にある位置にその２つのアームを持っていくために必要
なエンコーダ３１、３２の記録値まで進められる。この
位置で、通し穴１６とウエハ３の間と通し穴１８と静電
チャック６の間に一定の位置関係があるため、ウエハ３
は静電チャック６の直ぐ上にいつもあることになる。ア
ームがハンドオーバーの位置に進められる度に、コンピ
ュータ３０は、その２つのアームが正確な位置に実際に
あることを証明するためにセンサ２２から得た読取り値
をチェックする。このことにより、その２つのアームを
駆動する機構とは無関係に、コンピュータによっていか
なるアームの中心線はずれも検出が可能になる。一定程
度ドリフトが発生しても、ハンドオフ位置を考慮に入れ
た許容範囲の中にまだ残る。このドリフトは、有用な原
因分析のための情報を提供するので、コンピュータ３０
によりモニターされる。
【図１】図１は、本発明が適用されるイオン注入装置の
概略透視図である。図１Aは、イオン注入器操作間の静
電チャックの様々な動きを説明する線図である。
概略透視図である。図１Aは、イオン注入器操作間の静
電チャックの様々な動きを説明する線図である。
【図２】図２は、本発明の原理を説明する概略透視図で
ある。
ある。
【図３】図３は、グリッパと静電チャックを示す平面図
である。
である。
【図４】図４は、較正工程の線図である。図４Aは、較
正工程の間にセンサに発生した信号を示す線図である。
正工程の間にセンサに発生した信号を示す線図である。
【図５】図５は、この装置の制御機構を示す略図であ
る。
る。
１…真空チャンバ、３…ウエハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ // Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ａ (72)発明者 ロバート ミッチェル イギリス国， ウエスト サセックス ア ールエイチ20 ２イーイー， プルボラ フ， ウエスト チルティングトン ロー ド， サウスウッド（番地なし)
Claims (15)
- 【請求項１】 ２つの可動部材が所定の位置で正確に互
いと対称的に位置決めされていることを検出するための
装置であって、光源と、光源からの光がその上に投影さ
れる光センサと、２つの部材が所定の位置にあるとこの
２つの部材の特徴的な陰影が互いと異なるが、そのよう
な陰影が異なる時に光検出器上に特徴のある陰影を発生
させる各部材上の各フラグとを備える装置。 - 【請求項２】 各部材上のフラグが通し穴であって、し
かも１つの部材上の通し穴が他の部材上の通し穴よりも
大きく、また、その部材が所定の位置にあるときには、
通し穴の中心が光源からの光がセンサに向かって進む方
向に整合を取っている請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 センサが二次元位置感知ダイオードであ
る請求項１又は２に記載の装置。 - 【請求項４】 光源がクラス１変調赤外線レーザーであ
る請求項１〜３に記載の装置。〜 - 【請求項５】 一次部材が、真空チャンバ内のウエハを
ロードする位置と処理する位置の間で移動させるグリッ
パアームであって、また二次部材が、スキャニングされ
ている間にウエハがその上に保持されている静電チャッ
クである請求項１〜４に記載の装置を組み込んでいるイ
オン注入装置。 - 【請求項６】 静電チャックとグリッパアーム上のフラ
グがウエハ位置との一定の位置関係を有する請求項５に
記載のイオン注入装置。 - 【請求項７】 静電チャックと関連する通し穴の直径が
グリッパアームと関連する通し穴の直径よりも大きい請
求項５又は６に記載のイオン注入装置。 - 【請求項８】 光源と光センサが、適切に位置決めされ
ている窓の後側で真空チャンバの外側に実装されている
請求項５〜７のいずれかに記載のイオン注入装置。 - 【請求項９】 グリッパアームが所定の位置にあり、ま
たそのジョーが開いているときには、光センサ上に第３
の特徴のある信号を発生させる第３のフラグをグリッパ
アームが備える請求項５〜８のいずれかに記載のイオン
注入装置。 - 【請求項１０】 ２つの可動部材が所定の位置で相互関
係において適正に位置決めされることを検出する方法で
あって、光センサに向かって光源から光のビームを発生
させるステップと、所定の位置にある場合に各部材上の
フラグが光検出器上に特徴のある陰影を発生させるよ
う、各部材を移動するステップと、両方の特徴のある陰
影が同時に光センサ上で認識される場合に２つの部材が
適正な整合を取っていることを検出するステップとを有
する方法。 - 【請求項１１】 一方のアームから他方のアームに構成
部品を渡すためにハンドオフ位置に駆動可能である一対
の可動アームと、位置感知光センサと、光センサに向か
って光を発する光源とを有する装置であって、各アーム
が、光源と光センサの間に置かれるときには光センサに
おいてそれ自体の特徴のある信号を発生させるフラグを
有している、前記装置を較正する方法であって、センサ
全体にわたって第１のアームをスキャニングするステッ
プと、センサ全体にわたって第１のフラグによって生じ
る読取り値を記録するステップと、センサ全体にわたっ
て第２のアームをスキャニングするステップと、センサ
全体にわたって第２のフラグによって生じる読取り値を
記録するステップと、２組の読取り値からハンドオフ位
置を表す２つのフラグが出会う位置を算出するステップ
とを有する方法。 - 【請求項１２】 ２つの可動アームが、それぞれエンコ
ーダを有する１つないしはそれ以上のサーボモータによ
り駆動されるロボットアームであり、前記方法が、ハン
ドオフ位置においてエンコーダの読取り値を記録するス
テップと、その後にハンドオフ位置におけるエンコーダ
の読取り値から得られた位置にロボットアームを進める
ステップと、この位置においてセンサにより発生する信
号を検出するステップとを更に有する請求項１１に記載
の方法。 - 【請求項１３】 イオン注入装置においてグリッパアー
ムと静電チャックの間のハンドオフを較正し制御するた
めの装置であって、グリッパアームと静電チャックはそ
れぞれ１つ以上のサーボモータにより駆動され、較正し
また制御するための装置は、コンピュータと、サーボモ
ータの位置に関する信号を発生させ、この情報をコンピ
ュータに与えるための各サーボモータ上のエンコーダ、
コンピュータと各サーボモータの動きを制御するための
各サーボモータの駆動機構との間の接続部、光源からの
光を受けるためのセンサを有する装置であり、コンピュ
ータはグリッパアームと静電チャックが所定のハンドオ
フ位置にあるときに記録されるエンコーダとセンサーか
らの信号を示す値を受け取り、保存するように配置され
たプロセッサを有し、この位置でグリッパアームと静電
チャックはセンサに向けられた分量の光を遮断し、グリ
ッパアームと静電チャックがハンドオフ位置にあること
を示す特徴的な信号をセンサにおいて発生させ、その
後、グリッパアームと静電チャックは各サーボモータの
駆動機構に対して信号を送出して、各サーボモータを各
エンコーダからの読取り値が保存された値と一致する位
置に進め、この位置にあるセンサからの信号を記録し、
この信号の値を保存された値と比較する、装置。 - 【請求項１４】 プロセッサが更に、センサの保存され
た値と各測定値とを比較することによりグリッパと静電
チャックのドリフトを測定するように配置されている請
求項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 プロセッサが更に、検出されたドリフ
トの大きさが所定の閾値を越える場合には、オペレータ
に警告するように配置されている、請求項１４に記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9908952A GB2349205B (en) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Method and apparatus for detecting that two moveable members are correctly positioned relatively to one another |
| GB9908952.6 | 1999-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001030188A true JP2001030188A (ja) | 2001-02-06 |
| JP4290313B2 JP4290313B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=10851837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000118370A Expired - Lifetime JP4290313B2 (ja) | 1999-04-19 | 2000-04-19 | ２つの可動部材が相互関係において適正に位置決めされていることを検出するための方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1046881B1 (ja) |
| JP (1) | JP4290313B2 (ja) |
| DE (1) | DE60006180T2 (ja) |
| GB (1) | GB2349205B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6689221B2 (en) | 2000-12-04 | 2004-02-10 | Applied Materials, Inc. | Cooling gas delivery system for a rotatable semiconductor substrate support assembly |
| TW577163B (en) * | 2001-11-27 | 2004-02-21 | Electro Scient Ind Inc | A shadow-creating apparatus |
| CN106734696A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 滁州品之达电器科技有限公司 | 一种单机多工位冲压机械手 |
| CN112259431A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-22 | 北京烁科中科信电子装备有限公司 | 一种基于位置补偿的靶台工位控制方法 |
| CN115939011B (zh) * | 2023-03-09 | 2023-07-21 | 长鑫存储技术有限公司 | 辅助校准装置、半导体搬运系统及其校准方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB967247A (en) * | 1961-11-30 | 1964-08-19 | Linotype Machinery Ltd | Movement measuring device |
| GB1470351A (en) * | 1975-01-07 | 1977-04-14 | Stanford Research Inst | Manipulators including force transducer means |
| GB2025043B (en) * | 1978-04-28 | 1982-12-01 | Coventry City Council | Measuring or checking the position of holes in a component |
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