JP2007042929A - Load lock device, its method, and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

Load lock device, its method, and semiconductor manufacturing apparatus Download PDF

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JP2007042929A JP2005226618A JP2005226618A JP2007042929A JP 2007042929 A JP2007042929 A JP 2007042929A JP 2005226618 A JP2005226618 A JP 2005226618A JP 2005226618 A JP2005226618 A JP 2005226618A JP 2007042929 A JP2007042929 A JP 2007042929A
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Takayuki Otsuki
孝行 大槻
Yasuhide Matsumura
泰秀 松村
Tomokazu Kobayashi
友和 小林
Toshishige Kurosaki
利榮 黒▲崎▼
Hiroshi Yoshida
弘志 吉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load lock device, its method, and a semiconductor manufacturing apparatus, wherein an inner volume can be reduced, a notch alignment of a wafer can be made upon an evacuation, and its time can be shortened. <P>SOLUTION: The load lock device comprises a chamber 301 which can form a vacuum state; gate valves 315 which are provided in the chamber 301 for inputting and outputting a wafer 305, and can each be opened and closed in both an atmospheric state and a vacuum state; a carrying means 306 for carrying the wafer rotatably; an evacuating means 310 for setting an inside of the chamber in the vacuum state; a purge means 308 for restoring the inside of the chamber to the atmospheric state; a detecting means 320 for detecting a central position and a direction of the wafer 305 carried by the carrying means 306; a rotation driver 304 for rotating the carrying means 306; and a control means 319 for rotating the rotation driver 304 so that the direction is arranged to a predetermined direction based on an output detected by the detecting means 320. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェーハの観察や処理を行う際、半導体ウェーハを大気領域と真空領域の間において受け渡しする新規なロードロック装置とその方法及び半導体製造装置に関する。   The present invention relates to a novel load lock apparatus, a method thereof, and a semiconductor manufacturing apparatus for transferring a semiconductor wafer between an atmospheric region and a vacuum region when observing or processing a semiconductor wafer.

IC、LSIなどの半導体基板(ウェーハ)を製造する半導体製造装置は、ウェーハに各処理を施すために多数の処理装置を使用する必要がある。各処理装置ではそれぞれの装置にウェーハを順次搬送し、装置内で処理が行われる。   A semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor substrate (wafer) such as an IC or LSI needs to use a large number of processing apparatuses in order to perform each processing on the wafer. In each processing apparatus, wafers are sequentially transferred to the respective apparatuses, and processing is performed in the apparatuses.

図5はウェーハ処理装置にウェーハを順次搬送し、ウェーハを処理する半導体製造装置の全体を示す平面図である。図5に示すように、ウェーハ107に各処理を行うためのウェーハ処理装置101には、真空領域と大気領域を繰り返すロードロック装置102が1つ又は2つ以上設けられる。ロードロック装置102には搬送ロボット105によってウェーハ107が搬送されるが、この搬送ロボット105は前後左右上下方向に移動が可能なアーム106を有しており、アーム106の先端部でウェーハ107を保持できる構造となっている。また、搬送ロボット105はウェーハ107をウェーハカセット104より取り出し、搬送ロボット105の動作範囲の中にあるウェーハアライメント装置103へ搬送される。   FIG. 5 is a plan view showing the entire semiconductor manufacturing apparatus for sequentially transferring wafers to the wafer processing apparatus and processing the wafers. As shown in FIG. 5, a wafer processing apparatus 101 for performing each process on a wafer 107 is provided with one or more load lock apparatuses 102 that repeat a vacuum region and an atmospheric region. A wafer 107 is transferred to the load lock device 102 by a transfer robot 105. The transfer robot 105 has an arm 106 that can move in the front-rear, left-right, up-down directions, and holds the wafer 107 at the tip of the arm 106. It has a structure that can be done. Further, the transfer robot 105 takes out the wafer 107 from the wafer cassette 104 and transfers the wafer 107 to the wafer alignment device 103 within the operation range of the transfer robot 105.

ウェーハアライメント装置103は、ウェーハ搭載手段111に載置されたウェーハ107の向きを大気中にて調整するものであり、ウェーハ107に設けられたVノッチ又はオリフラを光学式や機械式の検出器110によって回転駆動部112によって回転しながら検出し、ウェーハ107の位置が設定される。この半導体製造装置においては、ウェーハ107は所定の角度で各処理装置へ搬送されなければならない。もし、違った角度でウェーハ107が搬送されると、誤った位置に処理がされてしまうことになる。
(1)図5に示すように、大気中にてノッチアライメントを行うには、先ず、カセット104から搬送ロボット105によってウェーハ107を取り出し、ウェーハアライメント装置103へ搬送を行う。ウェーハアライメント装置103ではノッチアライメントを行い、その完了後、搬送ロボット105が常時真空であるウェーハ処理装置101へ入れるために、真空領域と大気領域を繰り返すロードロック装置102へ搬送を行う。ロードロック装置102ではウェーハ107をウェーハ搭載手段111に搭載後、ロードロック装置102に設置されているゲートバルブ113を閉じ、所定の圧力まで真空引きを行い、その後、ウェーハ処理装置101側のゲートバルブ114を開き、ウェーハ処理装置101へウェーハ107の搬送が行なわれる。
(2)特許文献1には真空内にてノッチアライメントを行う真空ノッチアライメント装置が示されている。特許文献1に示すように、真空排気系とノッチアライメントを行うためのノッチを検出する光学系とを有する。また、ウェーハを搬送ロボットより受け取るためのウェーハ搭載手段を有し、ウェーハ搭載手段はノッチアライメントを行うためにウェーハを回転させる回転駆動部に接続されている。真空排気系により、大気状態の内部を真空状態へ移行させることが出来る。
The wafer alignment device 103 adjusts the orientation of the wafer 107 placed on the wafer mounting means 111 in the atmosphere, and a V-notch or orientation flat provided on the wafer 107 is detected by an optical or mechanical detector 110. The position of the wafer 107 is set by detecting the rotation by the rotation driving unit 112. In this semiconductor manufacturing apparatus, the wafer 107 must be transferred to each processing apparatus at a predetermined angle. If the wafer 107 is transferred at a different angle, the processing will be performed at an incorrect position.
(1) As shown in FIG. 5, in order to perform notch alignment in the atmosphere, first, the wafer 107 is taken out from the cassette 104 by the transfer robot 105 and transferred to the wafer alignment apparatus 103. The wafer alignment apparatus 103 performs notch alignment, and after the completion, the transfer robot 105 transfers to the load lock apparatus 102 that repeats the vacuum area and the atmospheric area in order to enter the wafer processing apparatus 101 that is always in vacuum. In the load lock apparatus 102, after the wafer 107 is mounted on the wafer mounting means 111, the gate valve 113 installed in the load lock apparatus 102 is closed and evacuated to a predetermined pressure, and then the gate valve on the wafer processing apparatus 101 side. 114 is opened, and the wafer 107 is transferred to the wafer processing apparatus 101.
(2) Patent Document 1 discloses a vacuum notch alignment apparatus that performs notch alignment in a vacuum. As shown in Patent Document 1, an evacuation system and an optical system for detecting a notch for performing notch alignment are provided. In addition, a wafer mounting unit for receiving the wafer from the transfer robot is provided, and the wafer mounting unit is connected to a rotation driving unit that rotates the wafer to perform notch alignment. The inside of the atmospheric state can be shifted to a vacuum state by the evacuation system.

以上の構成により、ウェーハをロードロック室の内部にあるウェーハ搭載手段へ受け取った後、真空排気系で真空排気を行い、所定圧力に達した後、真空排気系を停止し、回転駆動部とノッチアライメントにおけるノッチ検出用の光学系とを用いてノッチアライメントを行い、次いで常時真空であるウェーハ処理装置へ真空ロボット等を用いて搬送が行なわれる。
(3)特許文献2には、成膜後のウェーハのオリフラ位置決めする観察・アライメントのための光学照射系を真空チャンバの外部に設置し、対物系を真空チャンバ内に設置した真空中処理基板検査装置が示されている。
With the above configuration, after receiving the wafer to the wafer mounting means inside the load lock chamber, the vacuum exhaust system performs vacuum exhaust, and after reaching a predetermined pressure, the vacuum exhaust system is stopped, and the rotation drive unit and notch Notch alignment is performed using an optical system for notch detection in alignment, and then transported to a wafer processing apparatus that is constantly in a vacuum state using a vacuum robot or the like.
(3) Patent Document 2 discloses an in-vacuum processing substrate inspection in which an optical irradiation system for observation and alignment for positioning an orientation flat of a wafer after film formation is installed outside the vacuum chamber, and an objective system is installed in the vacuum chamber. The device is shown.

特開2001−35904号公報JP 2001-35904 A 特開平8−264606号公報JP-A-8-264606

前述(1)での大気中でウェーハをノッチアライメントする場合、搬送ロボットとそのウェーハを持つためのハンドリング装置は、ノッチアライメント装置とロードロック装置とに対して、大気中にてウェーハを搬送するため高い位置精度が求められるが、その位置精度には限界がある。   When the wafer is notch-aligned in the air described in (1) above, the transfer robot and the handling device for holding the wafer transfer the wafer in the air to the notch alignment device and the load lock device. Although high position accuracy is required, the position accuracy is limited.

又、ロードロック装置内にて真空引きされた後、常時真空になっているウェーハ処理装置内へ真空ロボット等にて搬送する際にも大気中の搬送ロボットと同様に高精度な位置決めが必要になるため、複雑な搬送ロボット等が2台以上必要となり、装置の操作が煩雑となる。   Also, after vacuuming in the load lock device, high-accuracy positioning is required when transporting to a wafer processing device that is constantly in a vacuum by a vacuum robot or the like, as with a transport robot in the atmosphere. Therefore, two or more complicated transfer robots are required, and the operation of the apparatus becomes complicated.

更に、大気中での搬送が正確でないと、ウェーハ処理装置ではウェーハがズレた位置に処理を行うか、又、ズレを直すためにウェーハ処理装置からロードロック装置へ戻し、ロードロック装置内を大気へ戻し、搬送ロボットによって再度ノッチアライメント装置へ搬送する処理を繰り返すことになってしまう。大気中でのノッチアライメント装置にてアライメント完了後の搬送のズレを無くすためには搬送ロボットの移動するスピードとウェーハを持つハンドリング装置の力の関係を考慮した設定及び移動中の振動に対する考慮も必要があり、そのため、搬送ロボットでの搬送時間が長くなる。   Further, if the transfer in the atmosphere is not accurate, the wafer processing apparatus performs processing at a position where the wafer has shifted, or returns the wafer processing apparatus to the load lock apparatus to correct the shift, and the atmosphere in the load lock apparatus is returned to the atmosphere. The process of returning to the notch alignment device again by the transfer robot will be repeated. In order to eliminate the deviation of the transfer after the alignment is completed with the notch alignment device in the atmosphere, it is necessary to consider the relationship between the moving speed of the transfer robot and the force of the handling device with the wafer and the vibration during movement Therefore, the transfer time of the transfer robot becomes long.

前述(2)の真空ノッチアライメント装置は、搬送ロボットによってカセットからウェーハを搬送する際に大気中にてノッチアライメント装置を通さずにロードロック装置へウェーハを搬送することが出来るが、ロードロック装置内にて真空引きを行った後にノッチアライメントを行うため、ノッチアライメント時間の短縮にあまりなっていない。   The vacuum notch alignment device of (2) described above can transfer a wafer to the load lock device without passing through the notch alignment device in the atmosphere when the wafer is transferred from the cassette by the transfer robot. Since notch alignment is performed after evacuation at, the notch alignment time is not much reduced.

また、真空排気に際しノッチアライメントを行うための光学系(CCDカメラやセンサ等)から必ずガスが多く放出され、その放出ガスのために真空排気時間が長くなる。このCCDカメラやセンサ等には多数の高分子材料が使用されているため、コンタミネーションが増加し、ウェーハや装置の汚染に繋がると共に、これらの光学系は大きく、装置の内部容積が大きくなり、真空排気時間が長くなる。そのため、ウェーハを装置へ搬送し処理する時間であるスループットが遅くなる。
(3)においては、大気状態と真空状態の双方において基板を受け渡しするロードロック装置は示されていない。
In addition, a large amount of gas is always released from an optical system (CCD camera, sensor, etc.) for performing notch alignment during evacuation, and the evacuation time becomes longer due to the emitted gas. Since a large number of polymer materials are used in this CCD camera and sensor, the contamination increases, leading to contamination of the wafer and the device, and these optical systems are large, and the internal volume of the device is increased. The evacuation time becomes longer. Therefore, the throughput, which is the time for transferring the wafer to the apparatus and processing it, is slowed down.
In (3), a load lock device for delivering a substrate in both an atmospheric state and a vacuum state is not shown.

本発明の目的は、内部容積を小さくでき、真空排気と同時にウェーハのノッチアライメントが可能で、その時間を短縮できるロードロック装置とその方法及び半導体製造装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a load lock device, a method thereof, and a semiconductor manufacturing apparatus that can reduce the internal volume, reduce the time required for wafer notch alignment simultaneously with vacuum evacuation.

本発明は、大気状態と真空状態との双方においてウェーハを受け渡すためのウェーハが搭載されるロードロック装置にあり、真空状態にすることが可能な密封されたチャンバと、チャンバに設けられた大気状態と真空状態との双方にウェーハの出し入れを行う開閉可能なゲートバルブを持ち、ゲートバルブが開いた状態ではウェーハの受け渡しを行うことが可能であり、閉じた状態ではチャンバが密封された状態になり、ウェーハを搭載するウェーハ搭載手段と、チャンバ内を真空状態にする真空排気手段と、チャンバ内を大気状態に戻すためのパージ手段と、搭載されたウェーハの中心位置の検出及びノッチ位置の検出と所定の位置に配置されるように調整するノッチアライメント手段とを有することを特徴とする。   The present invention relates to a load lock device on which a wafer for delivering a wafer in both an atmospheric state and a vacuum state is mounted. The sealed chamber capable of being in a vacuum state, and the atmospheric air provided in the chamber It has a gate valve that can be opened and closed in both the vacuum state and the vacuum state. When the gate valve is open, the wafer can be delivered, and in the closed state the chamber is sealed. The wafer mounting means for mounting the wafer, the vacuum exhausting means for evacuating the chamber, the purging means for returning the chamber to the atmospheric state, the detection of the center position of the mounted wafer and the detection of the notch position And notch alignment means for adjusting to be arranged at a predetermined position.

具体的には、本発明は、大気状態と真空状態との双方において基板を受け渡しするロードロック装置において、真空状態が形成可能なチャンバと、該チャンバに設けられ前記基板の出し入れを行うと共に大気状態と真空状態との双方において各開閉可能なゲートバルブと、前記基板を回転可能に搭載する搭載手段と、前記チャンバ内を真空状態にする真空排気手段と、前記チャンバ内を大気状態に戻すためのパージ手段と、前記搭載手段に搭載された前記基板の中心位置と向きを検出する検出手段と、前記搭載手段を回転させる回転駆動部と、前記検出手段によって検出された出力に基づいて前記向きを所定の向きに配置されるように前記回転駆動部を回転させる制御手段とを備え、前記検出手段は前記チャンバの外側に設置され前記チャンバに設けられた光学的に透明な部材を介して前記検出が行なわれることを特徴とするロードロック装置にある。   Specifically, the present invention relates to a load-lock device that delivers a substrate in both an atmospheric state and a vacuum state, a chamber in which a vacuum state can be formed, a substrate provided in the chamber, and the substrate being taken in and out. A gate valve that can be opened and closed in both a vacuum state, a mounting means for rotatably mounting the substrate, a vacuum exhaust means for evacuating the inside of the chamber, and for returning the inside of the chamber to an atmospheric state Based on the output detected by the purge means, the detection means for detecting the center position and orientation of the substrate mounted on the mounting means, the rotation drive unit for rotating the mounting means, and the output detected by the detection means. Control means for rotating the rotation drive unit so as to be arranged in a predetermined direction, and the detection means is disposed outside the chamber and is installed in the chamber. In the load lock device, wherein the detection is carried out through an optically transparent member provided on.

本発明は、具体的には、基板として特にIC、LSIなどの半導体基板(ウェーハ)を対象とするものであり、その基板としてのウェーハを搭載するウェーハ搭載手段はノッチアラメントのための回転台を兼ねており、回転駆動手段とウェーハが搭載されたことを確認するためのセンサ、回転中(真空引き中)にウェーハがズレていないかを確認するためのセンサ、ウェーハの位置合せに使用する切り欠きを検出するためのノッチ検出用センサはチャンバの外側に配置されており、ノッチ検出用センサはウェーハの中心位置検出を兼ねている。本発明においては、ウェーハの切り欠きの他、オリフラを検出してその向きを設定するものである。   The present invention specifically targets a semiconductor substrate (wafer) such as an IC or LSI as a substrate, and a wafer mounting means for mounting the wafer as the substrate is a turntable for a notch arrangement. It also serves as a rotation drive means and a sensor for confirming that the wafer is mounted, a sensor for confirming that the wafer is not misaligned during rotation (during evacuation), and used for wafer alignment. A notch detection sensor for detecting a notch is disposed outside the chamber, and the notch detection sensor also serves to detect the center position of the wafer. In the present invention, the orientation flat is detected by setting the orientation flat in addition to the notch of the wafer.

本発明の装置は中心位置へウェーハを移動する手段を持たないが、ウェーハを搭載し搬送する搬送ロボットや、アライメント後のウェーハをウェーハ処理装置へ搬送する真空ロボットは、ウェーハの中心位置情報の提供を受け、その中心位置を合わせた状態のウェーハをロードロック装置やウェーハ処理装置へ搬送することが可能となっている。   Although the apparatus of the present invention does not have a means for moving the wafer to the center position, the transfer robot for mounting and transferring the wafer and the vacuum robot for transferring the aligned wafer to the wafer processing apparatus provide information on the center position of the wafer. In response, the wafer having the center position aligned can be transferred to a load lock device or a wafer processing apparatus.

又、本発明のロードロック装置は、チャンバ内部にはウェーハ搭載手段以外は配置しないため、チャンバ内部はウェーハの受け渡しに必要な最小の容積で製作することができるため、真空排気時間を最短にすること、又、チャンバ内を真空排気しながらウェーハの中心位置と向きを検出することが可能である。   In addition, since the load lock device of the present invention is not arranged except for the wafer mounting means inside the chamber, the inside of the chamber can be manufactured with the minimum volume necessary for delivery of the wafer, so that the evacuation time is minimized. In addition, it is possible to detect the center position and orientation of the wafer while evacuating the chamber.

前記検出手段は、光源と、該光源からの光を計測するセンサとを有し、前記光源及びセンサが前記チャンバの外側に配置され、前記部材を通して前記向きを検出する。前記光は、その光軸を前記光学的に透明な部材の面に対して法線方向から3次元の任意の角度にずらして照射させる。   The detection means includes a light source and a sensor for measuring light from the light source. The light source and the sensor are disposed outside the chamber, and detect the direction through the member. The light is irradiated with its optical axis shifted from the normal direction to a three-dimensional arbitrary angle with respect to the surface of the optically transparent member.

前記光源とセンサとは前記チャンバの外側に前記部材を介して対向して配置され、前記切り欠きを透過した前記光を前記センサにて検出し、又、前記光源とセンサとは前記チャンバに対して同一面に配置され、前記切り欠きにて反射した前記光を反射光として前記センサにて検出する。   The light source and the sensor are arranged on the outside of the chamber so as to face each other through the member, and the light transmitted through the notch is detected by the sensor, and the light source and the sensor are connected to the chamber. The light that is disposed on the same plane and reflected by the notch is detected as reflected light by the sensor.

前記真空排気手段は前記チャンバの下部に接続され、前記パージ手段は前記チャンバの上部に接続される。前記真空排気手段は、ドライポンプと、ターボ分子ポンプとを有し、前記ターボ分子ポンプによる排気を前記ドライポンプを通して排気する。   The evacuation means is connected to the lower part of the chamber, and the purge means is connected to the upper part of the chamber. The vacuum evacuation means has a dry pump and a turbo molecular pump, and exhausts the exhaust by the turbo molecular pump through the dry pump.

又、本発明は、大気状態と真空状態との双方において基板を受け渡しするロードロック方法において、前記基板を前記大気状態のチャンバ内の回転可能な搭載手段に搭載し、前記基板を前記搭載手段に搭載した状態で前記大気状態のチャンバ内を真空状態に減圧する最中に前記基板の中心位置とその向きを検出し、該検出の出力に基づいて前記基板を回転させて前記向きを所定の位置に設定することを特徴とする。   Further, the present invention provides a load lock method for delivering a substrate in both an atmospheric state and a vacuum state, wherein the substrate is mounted on a rotatable mounting means in the atmospheric chamber, and the substrate is mounted on the mounting means. The center position and the direction of the substrate are detected while the inside of the atmospheric chamber is decompressed to a vacuum state in the mounted state, and the substrate is rotated based on the output of the detection to change the direction to a predetermined position. It is characterized by setting to.

真空排気の初期をオリフィスの小さいバルブにて行い、次いで所定の圧力に達した状態で前記オリフィスをそれより大きくして排気する。又、真空排気を、ドライポンプによって所定の圧力まで行い、次いで、ターボ分子ポンプとドライポンプとにより行い、ターボ分子ポンプによる排気をドライポンプを通して外部に排気する。   The initial stage of vacuum evacuation is performed with a valve having a small orifice, and then the orifice is made larger than that in a state where a predetermined pressure is reached and then evacuated. Further, vacuum exhaust is performed to a predetermined pressure by a dry pump, and then performed by a turbo molecular pump and a dry pump, and exhaust by the turbo molecular pump is exhausted to the outside through the dry pump.

本発明は、基板を処理する処理装置と、前記基板を大気領域と真空領域の間において搬送するロードロック装置と、前記基板を搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記ロードロック装置が前述に記載のロードロック装置より成ることを特徴とする。   The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus having a processing apparatus for processing a substrate, a load lock device for transporting the substrate between an atmospheric region and a vacuum region, and a transport robot for transporting the substrate. It comprises the load lock device described above.

前記ウェーハを搭載し搬送する前記搬送ロボットは、前記ウェーハの中心位置情報の提供を受け、前記ウェーハの中心を合わせた状態の前記ウェーハを前記ロードロック装置へ搬送することが可能である。   The transfer robot for loading and transferring the wafer can receive the center position information of the wafer and transfer the wafer in a state where the centers of the wafer are aligned to the load lock device.

前記ロードロック装置でのアライメント後の前記ウェーハを前記ウェーハ処理装置へ搬送する真空ロボットは、前記ウェーハの中心位置情報の提供を受け、前記ウェーハの中心を合わせた状態の前記ウェーハを前記ウェーハ処理装置へ搬送することが可能である。   The vacuum robot for transporting the wafer after alignment in the load lock device to the wafer processing device is provided with information on the center position of the wafer, and the wafer processing device is arranged with the wafer in the centered state. It is possible to transport to.

本発明によれば、ロードロック装置としてその内部容積を小さくでき、真空排気と同時にウェーハのノッチアライメントが可能であるので、その処理時間を短縮できる。   According to the present invention, the load volume of the load lock device can be reduced, and the notch alignment of the wafer can be performed simultaneously with the evacuation, so that the processing time can be shortened.

図1は、本発明に係る半導体製造装置の全体構成図である。IC、LSIなどの半導体基板(ウェーハ)を製造する半導体製造装置は、ウェーハに露光、現像、検査などの各処理を施すために多数の処理装置を使用する必要がある。各処理装置ではそれぞれの装置にウェーハを順次搬送し、装置内で処理が行われる。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. A semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor substrate (wafer) such as an IC or LSI needs to use a number of processing apparatuses in order to perform various processes such as exposure, development, and inspection on the wafer. In each processing apparatus, wafers are sequentially transferred to the respective apparatuses, and processing is performed in the apparatuses.

図1に示すように、ウェーハ処理装置101にウェーハ305を順次搬送し、ウェーハ305の各種処理が行われる。ウェーハ305に各処理を行うためのウェーハ処理装置101には、真空領域と大気領域を繰り返す本発明に係るロードロック装置200、201が1つ又は2つ以上設けられる。ロードロック装置200、201には搬送ロボット105によってウェーハ305が搬送されるが、この搬送ロボット105は前後左右上下方向に移動が可能なアーム106を有しており、アーム106の先端部でウェーハ305を保持できる構造となっている。また、搬送ロボット105はウェーハ305をウェーハカセット104より取り出し、搬送ロボット105の動作範囲の中にあるロードロック装置200、201へ搬送される。   As shown in FIG. 1, the wafers 305 are sequentially transferred to the wafer processing apparatus 101, and various processing of the wafers 305 is performed. The wafer processing apparatus 101 for performing each processing on the wafer 305 is provided with one or more load lock apparatuses 200 and 201 according to the present invention that repeat the vacuum region and the atmospheric region. A wafer 305 is transferred to the load lock devices 200 and 201 by the transfer robot 105. The transfer robot 105 has an arm 106 that can move in the front-rear, left-right, up-down directions, and the wafer 305 at the tip of the arm 106. It has a structure that can hold. Further, the transfer robot 105 takes out the wafer 305 from the wafer cassette 104 and transfers it to the load lock devices 200 and 201 within the operation range of the transfer robot 105.

ウェーハカセット104は1つ又は2つ以上を有し、ウェーハ305を25枚収納することが出来、各処理装置へ運ぶ際や保管する場合に使用する。   The wafer cassette 104 has one or two or more and can store 25 wafers 305, and is used when transporting to each processing apparatus or storing.

ロードロック装置200、201は、ウェーハ搭載手段306に載置されたウェーハ305の中心位置と向きを調整するものであり、ウェーハ305に設けられたVノッチ又はオリフラによってその向きを回転駆動部304によって回転しながら光学式や機械式の検出手段によって検出し、ウェーハ305の向きに設定される。   The load lock devices 200 and 201 adjust the center position and orientation of the wafer 305 placed on the wafer mounting means 306, and the orientation is adjusted by the rotation drive unit 304 by a V notch or orientation flat provided on the wafer 305. It is detected by optical or mechanical detection means while rotating and set to the orientation of the wafer 305.

本実施例では、2台のロードロック装置200、201を設置することにより、一方のロードロック装置200からウェーハ305がウェーハ処理装置101に搬送されて処理されている間に次のロードロック装置201ではウェーハ305のアライメントの処理が行われる。ウェーハ処理装置101で処理されたウェーハ305はロードロック装置200に戻され、大気状態にした後別の工程に移送されると同時にロードロック装置201で別のウェーハ305のアライメントの処理が完了し、ウェーハ処理装置101に搬送され、処理が行われる。従って、アライメントの処理の待ち時間無く順次処理することができる。   In this embodiment, by installing the two load lock devices 200 and 201, the wafer 305 is transferred from one load lock device 200 to the wafer processing device 101 and processed, and the next load lock device 201 is processed. Then, alignment processing of the wafer 305 is performed. The wafer 305 processed by the wafer processing apparatus 101 is returned to the load lock apparatus 200, transferred to another process after being brought into the atmospheric state, and at the same time, the alignment process of another wafer 305 is completed by the load lock apparatus 201, The wafer is transferred to the wafer processing apparatus 101 and processed. Accordingly, it is possible to sequentially perform processing without waiting for alignment processing.

図2は本発明に係るロードロック装置を示す平面断面図(a)及び側面断面図(b)である。図2に示すように、真空内にてノッチアライメントを行うロードロック装置は真空領域内にてノッチアライメントを行うことができ、図5中のノッチアライメント装置103とロードロック装置102が一体化した構造を有する。本発明のロードロック装置は大気領域と真空領域の双方においてウェーハ305を受け渡すためのゲートバルブ314、315をそれぞれ大気側真空側に持ち、ウェーハ305のノッチアライメントを行うための回転台を兼ねたウェーハ305を搭載するためのウェーハ搭載手段306を有する。また、真空排気するための排気系として大気からの排気を行うドライポンプ303と低い圧力領域での排気を行うターボ分子ポンプ310及び大気へ戻すためのパージライン308を持つ。真空チャンバ301内はノッチアライメントのための回転台を兼ねたウェーハ305を搭載するためのウェーハ搭載手段306のみを配置し、ノッチアライメントを行うための光源302と、光源302からの光を計測するセンサ、CCDカメラやセンサ等の光学系からなるノッチ検出用センサ320は真空チャンバ301の上下に光学的に透明な部材からなるセンサ用の窓309を介してそれぞれ配置し、センサ用の窓309越しにて検出を行うように配置されている。   FIG. 2 is a plan sectional view (a) and a side sectional view (b) showing a load lock device according to the present invention. As shown in FIG. 2, the load lock device that performs notch alignment in a vacuum can perform notch alignment in a vacuum region, and the notch alignment device 103 and the load lock device 102 in FIG. 5 are integrated. Have The load lock device of the present invention has gate valves 314 and 315 for delivering the wafer 305 in both the atmospheric region and the vacuum region on the atmospheric side vacuum side, and also serves as a turntable for performing notch alignment of the wafer 305. Wafer mounting means 306 for mounting the wafer 305 is provided. In addition, a dry pump 303 for exhausting from the atmosphere, a turbo molecular pump 310 for exhausting in a low pressure region, and a purge line 308 for returning to the atmosphere as an exhaust system for vacuum exhaust. Only a wafer mounting means 306 for mounting a wafer 305 that also serves as a turntable for notch alignment is disposed in the vacuum chamber 301, a light source 302 for performing notch alignment, and a sensor for measuring light from the light source 302. The notch detection sensor 320 including an optical system such as a CCD camera or a sensor is disposed above and below the vacuum chamber 301 via a sensor window 309 made of an optically transparent member, and passes through the sensor window 309. Are arranged to perform detection.

制御手段319はノッチ検出用センサ320からの出力に基づいて回転駆動部304を通してウェーハ搭載手段306を回転させ、ウェーハ305に設けられた切り欠き位置を所定の位置に設定することができる。   The control unit 319 can rotate the wafer mounting unit 306 through the rotation driving unit 304 based on the output from the notch detection sensor 320 and set the notch position provided on the wafer 305 to a predetermined position.

ウェーハ305を回転させるためのウェーハ搭載手段306は真空チャンバ301と外部とを磁性流体シール307等にて回転駆動部304と真空チャンバ301内部を分離し、真空チャンバ301内にはウェーハ搭載手段306以外を配置しないことにより真空チャンバ301内部から発生するアウトガスを最小に抑えることができる。   Wafer mounting means 306 for rotating the wafer 305 separates the vacuum drive unit 304 and the inside of the vacuum chamber 301 by a magnetic fluid seal 307 or the like between the vacuum chamber 301 and the outside. By not arranging the gas, outgas generated from the inside of the vacuum chamber 301 can be minimized.

そして、ノッチ検出用センサ320を真空チャンバ301の外へ配置したため、真空チャンバ301の内部容積を最小にすることが可能となり、真空排気時間の短縮を図り、大気側からウェーハ305を受け取り、ゲートバルブが閉じた後、真空引き開始と同時にアライメントを行うことにより、所定圧力まで真空引きを行う間にアライメントを完了させることが可能となっている。アライメントは、ノッチ検出用センサ320によって検出された出力に基づいてウェーハ305の切り欠きを所定の向きに配置されるように制御手段319によって回転駆動部304を回転させる。   Since the notch detection sensor 320 is disposed outside the vacuum chamber 301, the internal volume of the vacuum chamber 301 can be minimized, the evacuation time can be shortened, the wafer 305 is received from the atmosphere side, and the gate valve After closing, alignment is performed simultaneously with the start of evacuation, so that alignment can be completed while evacuating to a predetermined pressure. In the alignment, the rotation driving unit 304 is rotated by the control unit 319 so that the notch of the wafer 305 is arranged in a predetermined direction based on the output detected by the notch detection sensor 320.

ノッチ検出用センサ320はウェーハ305の中心位置検出を兼ねている。又、本発明のロードロック装置は中心位置へウェーハ305を移動する手段を持たないが、ウェーハ305を搭載し搬送する搬送ロボット105や、アライメント後のウェーハ305をウェーハ処理装置101へ搬送する真空ロボットは、ウェーハ305の中心位置情報の提供を受け、中心位置を合わせた状態のウェーハ305をウェーハ処理装置101へ搬送することが可能となっている。   The notch detection sensor 320 also serves to detect the center position of the wafer 305. The load lock device of the present invention does not have a means for moving the wafer 305 to the center position, but the transfer robot 105 for mounting and transferring the wafer 305 and the vacuum robot for transferring the aligned wafer 305 to the wafer processing apparatus 101. Can receive the center position information of the wafer 305 and transport the wafer 305 in a state in which the center positions are matched to the wafer processing apparatus 101.

図3は、本発明のロードロック装置におけるウェーハを受け取ってからアライメントが完了するまでを示すフロー図である。図3のフローに示すように、図1に示すロードロック装置において大気側よりウェーハ305を真空チャンバ301内のウェーハ搭載手段306へ受け取り、大気側のゲートバルブ314が閉じる。その後、回転駆動部304が動作し、磁性流体シール307を介してウェーハ搭載手段306の上に載っているウェーハ305が回転する。このとき、ノッチ検出用センサ320が真空チャンバ301へ取り付いているセンサ用窓309を介してウェーハ305の状態を検出することにより、ノッチの位置を判別し所定の角度へ回転を行う。   FIG. 3 is a flowchart showing the process from the receipt of a wafer to the completion of alignment in the load lock device of the present invention. As shown in the flow of FIG. 3, in the load lock apparatus shown in FIG. 1, the wafer 305 is received from the atmosphere side to the wafer mounting means 306 in the vacuum chamber 301, and the gate valve 314 on the atmosphere side is closed. Thereafter, the rotation driving unit 304 is operated, and the wafer 305 placed on the wafer mounting unit 306 is rotated through the magnetic fluid seal 307. At this time, the notch detection sensor 320 detects the state of the wafer 305 through the sensor window 309 attached to the vacuum chamber 301, thereby determining the position of the notch and rotating it to a predetermined angle.

また、大気側のゲートバルブ314が閉じると、真空チャンバ301内は密閉状態となるため、真空排気系での真空排気が可能となる。真空排気系には大気からの排気を行うドライポンプ303と低い圧力領域での排気を行うターボ分子ポンプ310があり、ゲートバルブ314が閉じた後、ドライポンプ303側のバルブ312を開き、排気を開始する。この時、排気による衝撃によるウェーハ305のズレと真空チャンバ301の振動を回避するために、2段排気を行う。2段排気とは例えば、初めにオリフィスの小さなバルブ312で排気を行い、圧力が5000〜30000Pa程度になった時にバルブ312を閉じ、オリフィスの大きなバルブ321を介して排気を行う方式である。今回この切替は圧力で管理する場合を説明しているが、時間によって管理してもよい(例えば、排気開始から1秒後に切り替える)。   Further, when the gate valve 314 on the atmosphere side is closed, the inside of the vacuum chamber 301 is hermetically sealed, so that evacuation can be performed in the evacuation system. The vacuum exhaust system includes a dry pump 303 for exhausting from the atmosphere and a turbo molecular pump 310 for exhausting in a low pressure region. After the gate valve 314 is closed, the valve 312 on the dry pump 303 side is opened to exhaust the exhaust. Start. At this time, in order to avoid the displacement of the wafer 305 and the vibration of the vacuum chamber 301 due to the impact of exhaust, two-stage exhaust is performed. The two-stage exhaust is, for example, a method in which exhaust is first performed with a valve 312 having a small orifice, and when the pressure reaches about 5000 to 30000 Pa, the valve 312 is closed and exhaust is performed through a valve 321 with a large orifice. Although this time switching is described as managing by pressure, it may be managed by time (for example, switching after 1 second from the start of exhaust).

以上のように、ドライポンプ303での真空排気を行い、ターボ分子ポンプ310へ切替可能な圧力になったところで、ドライポンプ303側のバルブ312、321を閉じ、ターボ分子ポンプ310側のバルブ311、バルブ313を開き、真空チャンバ301内部をウェーハ305を受け渡すための所定の圧力(例えば0.5Pa程度)まで真空排気を行う。このノッチアライメント動作と真空排気動作を同時に行うことにより、真空排気動作が完了するまでにノッチアライメント動作を完了させ、スループットの向上が可能となる。   As described above, when the vacuum pumping is performed by the dry pump 303 and the pressure is switched to the turbo molecular pump 310, the valves 312 and 321 on the dry pump 303 side are closed, and the valves 311 and 321 on the turbo molecular pump 310 side are closed. The valve 313 is opened and evacuation is performed to a predetermined pressure (for example, about 0.5 Pa) for delivering the wafer 305 through the vacuum chamber 301. By performing the notch alignment operation and the evacuation operation at the same time, the notch alignment operation is completed before the evacuation operation is completed, and the throughput can be improved.

また、このアライメントと真空排気を同時に行うと、ノッチアライメントのためのノッチ検出用センサ320が真空チャンバ301に取り付いているセンサ用窓309越しに検出を行っているため、真空排気開始部分のデータに歪みが発生する場合があるので、真空排気開始の1秒以下のサンプリングデータは使用せずに、その後の検出データを使用する。   If this alignment and evacuation are performed at the same time, the notch detection sensor 320 for notch alignment detects through the sensor window 309 attached to the vacuum chamber 301. Since distortion may occur, the subsequent detection data is used without using the sampling data of 1 second or less after the start of evacuation.

ノッチ検出用センサ320はセンサ用窓309越しに検出を行うことと、真空引きしながら検出を行うため、ノッチ検出用センサ320の投光側と受光側を垂直に配置すると、乱反射や真空チャンバ301の変形のため、ノッチ検出が行えなくなる。そこで、ノッチ検出用センサ320はセンサ用窓309に対して法線方向から5〜15°程度ずらし、さらに、接線方向に対しても5〜15°程度角度をずらした状態で取付けと調整を行う。また、この調整は真空に引いた際のセンサ用窓309と真空チャンバ301の変形を考慮するため、真空チャンバ301を真空状態にしてから行う。真空排気系においては大気からの排気開始時の衝撃によってウェーハ305がズレることを防ぐため、各バルブの取付け位置はウェーハの中心から出来るだけ外れた位置に配置を行うようにする。しかし、ターボ分子ポンプ用のバルブ311、313は圧力が下がった状態で切り替えるため、それと同じにする必要は無い。以上のような動作によりノッチアライメントと真空排気が同時に行うことができる構成となっている。   Since the notch detection sensor 320 performs detection through the sensor window 309 and performs detection while evacuating, if the light projecting side and the light receiving side of the notch detection sensor 320 are arranged vertically, irregular reflection or the vacuum chamber 301 is detected. Due to the deformation, notch detection cannot be performed. Therefore, the notch detection sensor 320 is mounted and adjusted while being shifted from the normal direction by about 5 to 15 ° with respect to the sensor window 309 and further at an angle of about 5 to 15 ° with respect to the tangential direction. . This adjustment is performed after the vacuum chamber 301 is in a vacuum state in order to take into account the deformation of the sensor window 309 and the vacuum chamber 301 when the vacuum is pulled. In the evacuation system, in order to prevent the wafer 305 from shifting due to an impact at the start of evacuation from the atmosphere, each valve is mounted at a position as far as possible from the center of the wafer. However, since the valves 311 and 313 for the turbo molecular pump are switched in a state where the pressure is lowered, it is not necessary to make the same. With the operation as described above, notch alignment and vacuum evacuation can be performed simultaneously.

図4は、ウェーハ処理装置より回収したウェーハを本発明のロードロック装置に受け取り、大気側の装置へウェーハを受け渡すまでを示すフロー図である。図2に示すロードロック装置においてウェーハ処理装置101の真空側よりウェーハ305を真空チャンバ301内のウェーハ搭載手段306へ受け取り、真空側のゲートバルブ315が閉じる。その後、回転駆動部304が動作し、磁性流体シール307を介してウェーハ搭載手段306の上に載っているウェーハ305が回転し、ウェーハ305を回収するための方向へウェーハ305を回転させる。しかし、この動作はウェーハ305を回収する側のハンドリング装置の都合であったり、ウェーハ305がVノッチのウェーハ305ではなくオリフラの場合などにより発生する可能性がある動作であり、実際には必要としない場合もある。   FIG. 4 is a flowchart showing the process from receiving the wafer collected from the wafer processing apparatus to the load lock apparatus according to the present invention and delivering the wafer to the atmosphere side apparatus. In the load lock apparatus shown in FIG. 2, the wafer 305 is received from the vacuum side of the wafer processing apparatus 101 to the wafer mounting means 306 in the vacuum chamber 301, and the gate valve 315 on the vacuum side is closed. Thereafter, the rotation driving unit 304 is operated, and the wafer 305 placed on the wafer mounting unit 306 is rotated via the magnetic fluid seal 307 to rotate the wafer 305 in a direction for collecting the wafer 305. However, this operation may occur due to the convenience of the handling device on the side of collecting the wafer 305, or the case where the wafer 305 is an orientation flat instead of the V-notch wafer 305. Sometimes not.

真空側のゲートバルブ315が閉じると、真空チャンバ301は密封状態となるが、大気側の装置へウェーハ305を渡すために、真空チャンバ301内を大気状態へ戻す必要がある。そこで、パージライン308のバルブ318を開いて動作させ、真空チャンバ301内を大気状態へ戻す動作を行う。このパージライン308は導入する気体のゴミを中に持ち込まないようにするためのフィルタ316を有し、導入された気体が直接ウェーハ305へ当たらないための遮蔽板317を持っている。この遮蔽板317を使用することにより、急激な圧力変化により、ウェーハ305が浮き上がり、ズレることを防ぐ構造となっている。以上のような動作により、ロードロック装置は大気状態になり、ゲートバルブ314を開き、ウェーハ305を回収することが可能となる。   When the vacuum side gate valve 315 is closed, the vacuum chamber 301 is in a sealed state. However, in order to pass the wafer 305 to the atmospheric side apparatus, the inside of the vacuum chamber 301 needs to be returned to the atmospheric state. Therefore, the valve 318 of the purge line 308 is opened and operated to return the vacuum chamber 301 to the atmospheric state. The purge line 308 has a filter 316 for preventing the introduced gas dust from being brought into the purge line 308, and has a shielding plate 317 for preventing the introduced gas from directly hitting the wafer 305. By using the shielding plate 317, the structure prevents the wafer 305 from being lifted and displaced due to a rapid pressure change. By the operation as described above, the load lock device is in an atmospheric state, the gate valve 314 is opened, and the wafer 305 can be collected.

なお、図2のウェーハ搭載手段306はウェーハ305の中心部分を持つようになっているが、本方法ではウェーハ305の裏面異物の増加に繋がるため、外周部分だけを触るような構造に変更することも可能である。   2 has a central portion of the wafer 305. However, since this method leads to an increase in foreign matter on the back surface of the wafer 305, the structure should be changed so that only the outer peripheral portion is touched. Is also possible.

このようなロードロック装置を用いることにより、ノッチアライメント用のノッチ検出用センサ320をロードロック装置の外側に配置するため、コンタミネーションの発生を最小に抑えることが可能となる。また、ウェーハ305の受け渡しに必要な最小の大きさでロードロック装置を作ることが出来、真空排気とノッチアライメントを同時に行うことを可能とするため、搬送時間の短縮も可能となる。真空排気とアライメントを同時に行い、真空排気が完了するまでにアライメントを完了させるため、ウェーハ処理装置が処理を行っている間に次のウェーハを受け渡す準備が可能となるため、スループットの向上に繋がる。また、本装置においてロードロック装置へ搬送する搬送ロボットハンドにエッジグリップ方式使用することによりノッチアライメント装置では回転方向のみを補正するだけで、搬送が可能となるが、それ以外にも、真空ロボット側にウェーハの偏心している情報を渡し、真空ロボットが偏心を補正した受け取りを行うことも可能である。   By using such a load lock device, the notch detection sensor 320 for notch alignment is arranged outside the load lock device, so that the occurrence of contamination can be minimized. In addition, the load lock device can be manufactured with the minimum size necessary for delivery of the wafer 305, and the evacuation and the notch alignment can be performed at the same time, so that the transfer time can be shortened. Since the vacuum evacuation and alignment are performed at the same time and the alignment is completed before the vacuum evacuation is completed, it becomes possible to prepare for delivering the next wafer while the wafer processing apparatus is processing, leading to an improvement in throughput. . In addition, by using the edge grip method for the transfer robot hand that transfers to the load lock device in this device, the notch alignment device can be transferred only by correcting the rotation direction. It is also possible to pass the information on the eccentricity of the wafer to the vacuum robot and receive it with the eccentricity corrected.

なお、本実施例では、対象となる基板をウェーハとしたが、マスクであっても同様な効果が得られる。   In this embodiment, the target substrate is a wafer, but a similar effect can be obtained even if it is a mask.

以上のように、本発明のアライメント機能を持つロードロック装置は、半導体製造装置においてコスト及び設置スペースの増加をさせることなく、ウェーハを正確な位置決め状態でウェーハ処置装置へ供給することが可能であり、真空引き完了と同時に次の装置への受け渡しを行うことが出来るため、スループット向上に繋がる。また、真空チャンバ内に配置するものはウェーハ搭載手段のみとなるため、真空チャンバの内容積が最小に抑えられ、装置外形も小さくすることが出来る。   As described above, the load lock device having the alignment function of the present invention can supply the wafer to the wafer processing apparatus in an accurate positioning state without increasing the cost and the installation space in the semiconductor manufacturing apparatus. Since the transfer to the next apparatus can be performed at the same time as the evacuation is completed, the throughput is improved. Further, since only the wafer mounting means is disposed in the vacuum chamber, the internal volume of the vacuum chamber can be suppressed to a minimum, and the outer shape of the apparatus can be reduced.

本実施例では、真空チャンバ内部に高分子材料が用いないため、真空チャンバからのアウトガスや真空中でのコンタミネーションの発生を抑えることが出来る。又、光学系を真空チャンバ外の大気中に配置することにより標準的な機器を使用することが出来、価格を抑えることが出来る。   In this embodiment, since no polymer material is used in the vacuum chamber, it is possible to suppress the occurrence of outgas from the vacuum chamber and contamination in vacuum. Also, by placing the optical system in the atmosphere outside the vacuum chamber, standard equipment can be used, and the price can be reduced.

本発明に係る半導体製造装置の正面図である。1 is a front view of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. 本発明のロードロック装置を示す平面断面図(a)及び側面断面図(b)である。It is the plane sectional view (a) and the side sectional view (b) which show the load lock device of the present invention. 本発明のロードロック装置の搬入動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows carrying-in operation | movement of the load lock apparatus of this invention. 本発明のロードロック装置の搬出動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the carrying-out operation | movement of the load lock apparatus of this invention. 従来の半導体製造装置の正面図である。It is a front view of the conventional semiconductor manufacturing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

101…ウェーハ処理装置、102、200、201…ロードロック装置、103…ウェーハアライメント装置、104…ウェーハカセット、105…搬送ロボット、106…アーム、302…光源、107、305…ウェーハ、111、306…ウェーハ搭載手段、112、304…回転駆動部、303…ドライポンプ、301…真空チャンバ、304…回転駆動部、307…磁性流体シール等、308…パージライン、309…センサ用窓、310…ターボ分子ポンプ、311、312、313、314、318、321…バルブ、113、114、314、315…ゲートバルブ、316…フィルタ、317…遮蔽板、319…制御手段、320…ノッチ検出用センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Wafer processing apparatus, 102, 200, 201 ... Load lock apparatus, 103 ... Wafer alignment apparatus, 104 ... Wafer cassette, 105 ... Transfer robot, 106 ... Arm, 302 ... Light source, 107, 305 ... Wafer, 111, 306 ... Wafer mounting means, 112, 304 ... rotary drive unit, 303 ... dry pump, 301 ... vacuum chamber, 304 ... rotary drive unit, 307 ... magnetic fluid seal, 308 ... purge line, 309 ... sensor window, 310 ... turbo molecule Pumps, 311, 312, 313, 314, 318, 321 ... valves, 113, 114, 314, 315 ... gate valves, 316 ... filters, 317 ... shielding plates, 319 ... control means, 320 ... sensors for notch detection.

Claims (21)

大気状態と真空状態との双方において基板を受け渡しするロードロック装置において、真空状態が形成可能なチャンバと、該チャンバに設けられ前記ウェーハの出し入れを行うと共に前記大気状態と真空状態との双方において各開閉可能なゲートバルブと、前記基板を回転可能に搭載する搭載手段と、前記チャンバ内を真空状態にする真空排気手段と、前記チャンバ内を大気状態に戻すためのパージ手段と、前記搭載手段に搭載された前記基板の中心位置と向きを検出する検出手段と、前記搭載手段を回転させる回転駆動部と、前記検出手段によって検出された出力に基づいて前記向きを所定の向きに配置されるように前記回転駆動部を回転させる制御手段とを備え、前記検出手段は前記チャンバの外側に設置され前記チャンバに設けられた光学的に透明な部材を介して前記検出が行なわれることを特徴とするロードロック装置。   In a load lock device that delivers a substrate in both an atmospheric state and a vacuum state, a chamber in which a vacuum state can be formed, and the wafer provided in the chamber is loaded and unloaded, and in each of the atmospheric state and the vacuum state, A gate valve that can be opened and closed, a mounting means for rotatably mounting the substrate, a vacuum exhausting means for evacuating the chamber, a purging means for returning the interior of the chamber to an atmospheric state, and a mounting means The detection means for detecting the center position and orientation of the substrate mounted, the rotation drive unit for rotating the mounting means, and the orientation is arranged in a predetermined direction based on the output detected by the detection means. And a control means for rotating the rotation drive unit, and the detection means is provided outside the chamber and provided in the chamber. Load lock device through a biological transparent member, wherein the detection is performed. 請求項1において、前記向きは、前記基板の切り欠き位置又はオリフラの検出によって行うことを特徴とするロードロック装置。   2. The load lock device according to claim 1, wherein the orientation is performed by detecting a notch position or an orientation flat of the substrate. 請求項1又は2において、前記検出手段は、光源と、該光源からの光を計測するセンサとを有し、前記光源及びセンサが前記チャンバの外側に配置され、前記部材を通して前記検出することを特徴とするロードロック装置。   3. The detection means according to claim 1, wherein the detection means includes a light source and a sensor for measuring light from the light source, and the light source and the sensor are disposed outside the chamber and detect the light through the member. A load lock device. 請求項3において、前記光は、その光軸を前記光学的に透明な部材の面に対して法線方向から3次元の任意の角度にずらして照射されることを特徴とするロードロック装置。   4. The load lock device according to claim 3, wherein the light is irradiated with the optical axis shifted from the normal direction to an arbitrary three-dimensional angle with respect to the surface of the optically transparent member. 請求項3において、前記光源とセンサとは前記チャンバの外側に前記部材を介して対向して配置され、前記切り欠き又はオリフラを透過した前記光を前記センサにて検出することを特徴とするロードロック装置。   4. The load according to claim 3, wherein the light source and the sensor are disposed outside the chamber so as to face each other with the member interposed therebetween, and the light transmitted through the notch or orientation flat is detected by the sensor. Locking device. 請求項3において、前記光源とセンサとは、前記チャンバに対して同一面に配置され、前記切り欠き又はオリフラにて反射した前記光を反射光として前記センサにて検出することを特徴とするロードロック装置。   4. The load according to claim 3, wherein the light source and the sensor are disposed on the same plane with respect to the chamber, and the light reflected by the notch or orientation flat is detected by the sensor as reflected light. Locking device. 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記搭載手段と前記回転駆動部とは磁性流体シールを介して前記チャンバに結合されていることを特徴とするロードロック装置。   7. The load lock device according to claim 1, wherein the mounting means and the rotation driving unit are coupled to the chamber via a magnetic fluid seal. 請求項1〜7のいずれかにおいて、前記真空排気手段は前記チャンバの下部に接続され、前記パージ手段は前記チャンバの上部に接続されていることを特徴とするロードロック装置。   8. The load lock device according to claim 1, wherein the evacuation unit is connected to a lower portion of the chamber, and the purge unit is connected to an upper portion of the chamber. 請求項1〜8のいずれかにおいて、前記真空排気手段は、ドライポンプと、ターボ分子ポンプとを有し、前記ターボ分子ポンプによる排気を前記ドライポンプを通して外部に排気することを特徴とするロードロック装置。   9. The load lock according to claim 1, wherein the vacuum exhaust means includes a dry pump and a turbo molecular pump, and exhausts the exhaust by the turbo molecular pump to the outside through the dry pump. apparatus. 大気状態と真空状態との双方において基板を受け渡しするロードロック方法において、前記基板を前記大気状態のチャンバ内の回転可能な搭載手段に搭載し、前記基板を前記搭載手段に搭載した状態で前記大気状態のチャンバ内を真空状態に減圧しながら前記基板の中心位置とその向きを検出し、該検出の出力に基づいて前記基板を回転させて前記向きを所定の位置に設定することを特徴とするロードロック方法。   In a load lock method for delivering a substrate in both an atmospheric state and a vacuum state, the substrate is mounted on a rotatable mounting means in the atmospheric chamber, and the atmosphere is mounted in the state where the substrate is mounted on the mounting means. The center position and the direction of the substrate are detected while the inside of the chamber is depressurized to a vacuum state, and the substrate is rotated based on the output of the detection to set the direction to a predetermined position. Load lock method. 請求項10において、前記向きを、前記基板の切り欠き位置又はオリフラによって検出することを特徴とするロードロック方法。   The load lock method according to claim 10, wherein the direction is detected by a notch position or an orientation flat of the substrate. 請求項10又は11において、前記チャンバに設けられた光学的に透明な部材を通して前記チャンバの外側に設けられた光源からの光の照射によるその光を計測することにより前記検出することを特徴とするロードロック方法。   12. The method according to claim 10, wherein the detection is performed by measuring the light emitted from a light source provided outside the chamber through an optically transparent member provided in the chamber. Load lock method. 請求項12において、前記光の光軸を前記部材の面に対して法線方向から3次元の任意の角度にして照射することを特徴とするロードロック方法。   13. The load lock method according to claim 12, wherein the light axis is irradiated at an arbitrary three-dimensional angle from the normal direction with respect to the surface of the member. 請求項12又は13において、前記光源と該光源からの光を検出するセンサとを前記チャンバに設けられた光学的に透明な部材を通して前記チャンバの外側に対向して配置させ、前記切り欠き又はオリフラを透過した前記光を検出することを特徴とするロードロック方法。   14. The notch or orientation flat according to claim 12, wherein the light source and a sensor for detecting light from the light source are arranged to face the outside of the chamber through an optically transparent member provided in the chamber. A load lock method, wherein the light transmitted through the light is detected. 請求項12又は13において、前記照射された光を前記基板からの反射光として前記検出することを特徴とするロードロック方法。   14. The load lock method according to claim 12, wherein the irradiated light is detected as reflected light from the substrate. 請求項10〜15のいずれかにおいて、前記真空排気を前記チャンバの下部より行い、前記チャンバの上部より前記大気状態に戻すパージを行うことを特徴とするロードロック方法。   16. The load lock method according to claim 10, wherein the evacuation is performed from a lower part of the chamber and a purge is performed to return to the atmospheric state from the upper part of the chamber. 請求項10〜16のいずれかにおいて、前記真空排気の初期をオリフィスの小さいバルブにて行い、次いで所定の圧力に達した状態で前記オリフィスをそれより大きくして排気することを特徴とするロードロック方法。   The load lock according to any one of claims 10 to 16, wherein the vacuum evacuation is initially performed by a valve having a small orifice, and then the orifice is evacuated after reaching a predetermined pressure. Method. 請求項10〜17のいずれかにおいて、前記真空排気の初期を、ドライポンプにて行い、次いで、ターボ分子ポンプによる排気と該ターボ分子ポンプによる排気を前記ドライポンプを通して外部に排気することを特徴とするロードロック方法。   18. The vacuum pump according to any one of claims 10 to 17, wherein an initial stage of the vacuum exhaust is performed by a dry pump, and then exhaust by a turbo molecular pump and exhaust by the turbo molecular pump are exhausted to the outside through the dry pump. How to lock load. 基板を処理する処理装置と、前記基板を大気領域と真空領域の間において受け渡しするロードロック装置と、該ロードロック装置に前記基板を搬送する搬送ロボットとを有する半導体製造装置において、前記ロードロック装置が請求項1〜9のいずれかに記載のロードロック装置より成ることを特徴とする半導体製造装置。   In the semiconductor manufacturing apparatus, comprising: a processing apparatus that processes a substrate; a load lock device that transfers the substrate between an atmospheric region and a vacuum region; and a transfer robot that transfers the substrate to the load lock device. A semiconductor manufacturing apparatus comprising the load lock device according to claim 1. 請求項19において、前記搬送ロボットは、前記基板の中心位置情報の提供を受け、前記基板の中心位置を合わせた状態で前記ロードロック装置へ搬送することが可能であることを特徴とする半導体製造装置。   20. The semiconductor manufacturing method according to claim 19, wherein the transfer robot is capable of receiving the center position information of the substrate and transferring the information to the load lock device in a state where the center positions of the substrates are aligned. apparatus. 請求項19又は20において、前記ロードロック装置でのアライメント後の前記基板を前記処理装置へ搬送する真空ロボットは、前記基板の中心位置情報の提供を受け、前記基板の中心位置を合わせた状態で前記処理装置へ搬送することが可能であることを特徴とする半導体製造装置。
The vacuum robot according to claim 19 or 20, wherein the vacuum robot that transports the substrate after alignment by the load lock device to the processing device is provided with the center position information of the substrate, and the center position of the substrate is aligned. A semiconductor manufacturing apparatus, which can be transported to the processing apparatus.
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