JPH01212755A - イオン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばイオン注入装置等のように、真空中
でウェハにイオンビームを照射して当該ウェハを処理す
るイオン処理装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は、従来のイオン処理装置の要部を示す概略横断
面図である。

この装置は、搬送ベルｌ−１４〜１８を用いて、ウェハ
２０を大気側から真空予備室６を通して真空室である処
理室４内に搬入し、それを水平状態にあるウェハホルダ
２４に装着し、そしてこのウェハホルダ２４が立てらさ
れてそのウェハ２０にイオンビーム２を照射してイオン
注入等の処理を施し、処理後はうエバホルダ２４を水平
状態に戻して処理済のウェハ２０を真空予備室８を通し
て大気側、に搬出するように構成されている。１０〜１
３は真空弁であり、ウェハ２０の搬送に伴って適宜開閉
される。

ウェハホルダ２４は、第５図も参照して、ベース２５と
、ウェハ２０のサイズに対応した開口を有するクランパ
ー２６との間にウェハ２０を挟持する構造をしており、
クランパー２６は昇降ピン２８によって上下させられる
。またクランパー２６の下面には、それが半開きのとき
、搬送ベルト１６によって搬入されてきたウェハ２０に
当たってそれを停止させるストッパー３０が突設されて
おり、これによってウェハ２０をウェハホルダ２４の中
心に正確に位置決めするようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記のような従来の装置では、搬送ベルトによ
ってウェハ２０の搬送を行っているため、ウェハ２０を
例えばウェハホルダ２４において正確に位置決めするた
めには上記のようにそれをストッパー３０に当てて停止
させる必要があり、そのためそのときの衝撃によってウ
ェハ２０に欠けや割れ等が発生する恐れがあるという問
題がある。

この問題は、ウェハ２０が例えばＣａＡｓウェハのよう
に脆いものの場合は特に深刻である。

また、近年は多品種少量生産化が進み、同一ラインにサ
イズの異なるウェハ２０を混在して流す傾向にあり、そ
のためウェハホルダ２４においてウェハサイズの変更に
伴うクランパー２６の交換を頻繁に行う必要があるが、
処理室４内での作業であるため作業性が悪く、しかも交
換の度に容積の大きい処理室４の真空を破りかつ再排気
する必要があるため多くの時間がかかり、そのためウェ
ハサイズの変更に対応するのが容易でないという問題も
ある。

そこでこの発明は、これらの点を改善したイオン処理装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のイオン処理装置は、イオンビームが導入され
る真空容器と、この真空容器に真空弁を介して隣接され
ていてウェハに前記イオンビームを照射して処理するた
めの処理室と、この処理室を密閉する蓋であって開閉可
能なものと、この蓋を開閉する蓋開閉装置と、この蓋に
取り付けられていて前記ウェハを保持するためのウェハ
保持装置と、前記蓋が開状態にあるときの当該ウェハ保
持装置に対してウェハを着脱することができるアームで
あってその先端部にウェハ吸着用の真空チャンクが設け
られたものを有するウェハ搬送装置とを備えることを特
徴とする。

〔実施例〕

第１図は実施例に係るイオン処理装置の要部を示す平面
図であり、第２図は第１図の装置の概略側面図である。

この実施例の装置は、いわゆるデュアルエンドステーシ
ョンタイプと呼ばれるものであり、図示しないイオン源
等からイオンビーム２が所定角度で左右に振り分けるよ
うに切替えて導入される真空容器３２の端部の左右に、
二つの互いに同構造をしたエンドステーションＥＳ、お
よびＥＳ、を備えている。

各エンドステーションＥＳ、　、ＥＳ、においては、ウ
ェハ２０にイオンビーム２を照射してイオン注入等の処
理を施すための処理室３６が、真空弁３４を介して上記
真空容器３２に隣接されている。

処理室３６の真空弁３４と反対側には、処理室３６を密
閉するための開閉可能な１３Ｂが設けられており、これ
をエアシリンダー４０、ヒンジ４１等から成る蓋開閉装
置３９で矢印Ａのように９０度開閉するようにしている
。

蓋３８には、ウェハ２０を保持すると共に、更にこの例
ではそれを回転させることができるウェハ保持装置４２
が取り付けられている。このウェハ保持装置４２は、ベ
ース４７とウェハ２０のサイズに対応した開口を有し両
者間にウェハ２０をばね４９の力で挟持するウェハホル
ダ４６、このベース４７を上下かつ回転させることがで
きる駆動部４４およびウェハ２０吸着用の真空チャック
５０を備えている。

蓋３８を開いた横の位置には、ウェハ２０を載置可能な
アーム５６を上下、回転および水平方向に伸縮させる、
即ち３自由度を有するウェハ搬送装置５２が設けられて
いる。５４はその駆動部である。またアーム５６の先端
部には、ウェハ２０の吸着用の真空チャック５８（第１
図のエンドステーションＥＳ、側参照。以下同じ）が設
けられている。

また、ウェハ搬送装置５２の手前側（第１図中で）には
、複数枚のウェハ２０を多段に収納可能なウェハカセッ
ト６０を保持するカセット台６４、およびそれを矢印Ｂ
のように９０度回転させるためのモータ６６等を含むカ
セット保持装置６２が設けられており、上記ウェハ搬送
装置５２は、そのアーム５６を用いて、このウェハカセ
ット６０と上記ウェハホルダ４６間でウェハ２０の搬送
を行うことができる。

更にこめ例では、カセット保持装置６２の手前側に、２
本のローラ７０およびそれを回転させるためのモータ７
２等から成り、ウェハカセット６０内のウェハ２０のオ
リエンテーションフラット２０ａの位置を所定方向に揃
えるためのオリエンテーションフラット合せ装置６８が
設けられている。

このイオン処理装置の動作例を説明すると、両エンドス
テーションＢＳ、　、ＥＳｚのカセット保持装置６２の
カセット台６４を倒した状態でそこに未処理のウェハ２
０を複数枚ずつ収納したウェハカセット６０をそれぞれ
装着（第１図のエンドステーションＥＳＩ側の状態参照
）すると、その中のウェハ２０がオリエンテーションフ
ラット合せ装置６８のローラ７０によって回転させられ
、第３図に示すようにそのオリエンテーションフラット
２０ａがローラ７０上に来ると両者が接触しなくなって
ウェハ２０の回転が自然に止まり、それによってオリエ
ンテーションフラット２０ａが一定方向に整列させられ
る。

その後カセット台６４が矢印Ｂのように回転してウニバ
カセントロ０が立てらされ、その中のウェハ２０は水平
状態になる（エンドステーションＥＳ２側の状態参照）
。

次いで、ウェハ搬送装置５２のアーム５６がウェハカセ
ット６０の方向に回転し、かつ取り出すウェハ２０の高
さまで上昇し、更にアーム５６が伸びてウェハ２０をそ
の真空チャック５８で吸着して取り出す。そしてこのア
ーム５６が、開状態にある蓋３８上のウェハホルダ４６
の方向に回転し、かつウェハ２０を所定の高さに移動さ
せる。

このとき、第２図に示すようにベース４７は降下してク
ランパー４８との間は大きく口をあけ、またベース４７
の中央には真空チャック５０が突出した状態となってい
る。この状態で、ウェハ搬送装置５２はウェハ２０を吸
着したアーム５６をウェハホルダ４６の方向に伸ばして
ウェハ２０がその中央に来るとアーム５６を降下させる
。そして真空チャック５０によってウェハ２０を吸着す
ると同時にアーム５６側の真空チャック５８を解除し、
アーム５６を縮める。

次いで、ベース４７が上昇してそれとクランパー４８間
にばね４９の力でウェハ２０を挾み、更にこの例ではそ
の状態でベース４７が回転してウェハ２０のオリエンテ
ーションフラット２０ａの位置が所定方向に設定される
。またこの動作と並行して、蓋３８が蓋開閉装置３９に
よって閉じられる。

そして、図示しない真空ポンプによって処理室３６内が
真空引きされ、所定の真空度になると真空弁３４が開か
れ（ちなみに真空容器３２内は予め真空引きされている
）、ウェハホルダ４６上のウェハ２０にイオンビーム２
が照射されてイオン注入等の処理が行われる（エンドス
テーションＥＳ、側の状態参照）。

所定の処理が完了すると、真空弁３４が閉じられ、処理
室３６内が大気圧に戻され、蓋３８が開かれ、そして上
述したのと逆の動作でアーム５６によってウェハホルダ
４６上の処理済のウェハ２０が元のウェハカセット６０
内の元の位置（スロット）に戻される。

以降は上記と同様の動作が繰り返される。またこの例で
は、そのような動作が両エンドステーションＥＳ、　、
ＥＳ、においで並行して行われ、イオンビーム２の切替
えによって両エンドステーションＥＳ、　、ＥＳ２にお
いてウェハ２０が交互に処理される。

以上のようにこの実施例の装置では、ウェハ２０の搬送
をウェハ搬送装置５２のアーム５６によって行うため、
しかも全て大気中で行うためウェハ２０をアーム５６の
真空チャック５８によって確実に固定して行うことがで
きるため、従来例の場合のようにストッパー３０を用い
なくてもウエハ２０を正確に位置決めすることができ、
そのためウェハ２０に大きな衝撃を与えることが無いの
で、ウェハ２０がＧａＡｓ　ウェハのような場合でもそ
れに欠けや割れ等が発生するのを防止することができる
。

また、ウェハサイズの変更に対しては、処理室３６のＭ
２Ｓを開くことによって、ウェハホルダ４６のクランパ
ー４８を容易に交換することができ、しかも従来例のよ
うに処理室４内でウェハホルダ２４を水平状態と垂直状
態間で回転させる場合と違って処理室３６の容積を従来
のものよりも非常に小さくできるので、その真空排気等
の時間も短（て済み、その結果ウェハサイズの変更にも
容易に対応することができる。

また、イオンビーム２のイオン種によっては、ウェハホ
ルダ４６の回りの清掃を十分に行う必要がある場合があ
るが、従来例のようにウェハホルダ２４が常に処理室４
内にあるのと違って、この実施例では蓋３８を開くこと
によってウェハホルダ４６の部分が処理室３６外に出て
くるため、そのような清掃等も容易になる。

尚、各エンドステーションＥＳ＋　、ＥＳ２においては
ウェハ搬送装置５２の周囲に複数のウェハカセット６０
をそれぞれ配置することも可能であり、そのようにすれ
ば処理後のウェハ２ｏを元とは別のウェハカセット６０
内に収納することもできる。また、以上ではスループッ
トをより大きく取るために二つのエンドステーションＥ
Ｓ、およびＥＳ２設けた例を説明したが、このようなエ
ンドステーションを一つにしても良いのは勿論である。

また、ウェハ２０のオリエンテーションフラット２０ａ
の位置合せが必要無い場合は、オリエンテーションフラ
ット合せ装置６８を設ける必要は無い。またウェハカセ
ット６ｏを用いずにそれとは別の手段によってウェハ搬
送装置５２のアーム５６との間でウェハ２０のやり取り
を行うようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、ウェハ保持装置に対す
るウェハの着脱をアーム式のウェハ搬送装置を用いて、
かつ真空チャックで吸着して行うようにしたので、従来
のように搬送ベルトとストッパーを用いる場合と違って
ウェハに大きな衝撃を与えることが無く、従ってウェハ
に欠けや割れが発生するのを防止することができる。

また、処理室の蓋にウェハ保持装置を取り付けたので、
蓋を開くことによって必要な部品を容易に交換すること
ができ、しかも処理室の容積も従来例のものよりも小さ
（でき、その結果ウェハサイズの変更にも容易に対応す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例に係るイオン処理装置の要部を示す平
面図である。第２図は、第１図の装置の概略側面図であ
る。第３図は、ウェハのオリエンテーションフラットの
位置合せの原理を説明するための図である。第４図は、
従来のイオン処理装置の要部を示す概略横断面図である
。第５図は、第４図の線Ｖ−■に沿う拡大断面図である
。 ２・・・イオンビーム、２０・・・ウェハ、３２．。 ・真空容器、３４．・・真空弁、３６．、、処理室、３
８・・・蓋、３９・・・蓋開閉装置、４２・・・ウェハ
保持装置、５２．・・ウェハ搬送装置、５６　、、。 アーム、５８・・・真空チャック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンビームが導入される真空容器と、この真空
   容器に真空弁を介して隣接されていてウェハに前記イオ
   ンビームを照射して処理するための処理室と、この処理
   室を密閉する蓋であって開閉可能なものと、この蓋を開
   閉する蓋開閉装置と、この蓋に取り付けられていて前記
   ウェハを保持するためのウェハ保持装置と、前記蓋が開
   状態にあるときの当該ウェハ保持装置に対してウェハを
   着脱することができるアームであってその先端部にウェ
   ハ吸着用の真空チャックが設けられたものを有するウェ
   ハ搬送装置とを備えることを特徴とするイオン処理装置
   。