JPH041989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、ウエハの真空処理装置に関する。

［従来技術とその問題点］ イオン注入装置には、周知の如く、ウエハを大
気中から予備真空室を介して真空処理室に搬入
し、イオン注入後にウエハを再び予備真空室を介
して大気中に搬出するウエハ搬送装置が設けられ
ている。

この種のウエハ搬送装置として、従来から、ウ
エハの自重を利用する装置が知られている。この
従来装置は、大気中から予備真空室を介して真空
処理室に至るウエハの傾斜案内手段と、更にこの
真空処理室から別の予備真空室を介して大気中に
至る別の傾斜案内手段とを有し、ウエハの自重を
利用し、ウエハを前記傾斜案内手段を用いて順次
下方に移動させ、イオン注入処理を行なうもので
ある。

上述の従来例は、ウエハ搬送用の駆動装置が不
要という利点を有するが、次の如き問題がある。
即ち、ホトレジスト層を設けたウエハの場合に
は、(a)搬送途中でひつかかりを生じて作業の一時
中断を招いたり、(b)ストツパによりウエハを停止
させる際、ウエハ端部に付着したレジスト層及び
ウエハ端部自体が破壊して所謂パーテイクル
（塵）発生の原因となつていた。更に、ウエハに
ホトレジスト層を設けない場合であつても、上記
(a)の問題を完全に除去できず、更に上記(b)と同様
にウエハ端部自体の損傷によるパーテイクル発生
が問題となつていた。

更に、従来の装置は、ウエハ・カセツトから順
次イオン注入部に搬入されたウエハは、イオン注
入後、別のウエハ・カセツトに収納されるため、
ウエハ管理、即ち、生産管理上種々の不都合があ
つた。

本発明はこのような事情のもとになされたもの
であり、その目的は、処理効率が高く、しかも生
産管理上有効なウエハの真空処理装置を提供する
ことにある。

（発明を解決する手段） 本発明は ウエハに所定の処理を行うための真
空処理室と、 この真空処理室と大気雰囲気である外部との間
に介在する第１予備真空室及び第２予備真空室
と、 ウエハ・カセツトを載置するための第１載置部
及び第２載置部と、 ウエハを水平面に沿つて回動してその位置を調
整するためのウエハ・アライメント手段と、各々
水平面に沿つて回転自在でかつ進退自在なウエハ
保持部を有しウエハを前記第１予備真空室と第１
載置部とウエハ・アライメント手段との間で回転
及び進退動作により任意の場所から任意の場所へ
転送する第１ウエハ転送手段、及びウエハを前記
第２予備真空室と第２載置部とウエハ・アライメ
ント手段との間で回転及び進退動作により任意の
場所から任意の場所へ転送する第２ウエハ転送手
段と、 第１予備真空室と真空処理室内の処理部との間
で双方向にウエハを搬送すると共に、第２予備真
空室と真空処理室内の処理部との間で双方向にウ
エハを搬送するウエハ搬送手段とを備えてなるこ
とを特徴とする。

（作用） 例えば第１載置部に載置されたカセツト内から
第１ウエハ転送手段によりウエハをウエハ・アラ
イメント手段に転送し、ここから第２ウエハ転送
手段により第２予備真空室に転送する。その後第
２予備真空室内のウエハは真空処理室で処理され
た後第１予備真空室に搬送され、第１ウエハ転送
手段によつて元のカセツト内に戻される。そして
これら各工程を所定のタイミングで並行して行う
ことにより高い効率でウエハの搬送作業、つまり
真空処理を行うことができる。

（実施例） 以下、添付の第１図乃至第４図を参照して本願
発明の実施例を説明する。尚図面中、対応する箇
所には同一の参照番号を付してある。

第１図は、真空処理室及び予備真空室の外部で
のウエハ搬送を説明するための概略斜視図であ
る。尚、第１図において、Ｗはウエハを示す。

第１図に示す装置は、ウエハ・カセツト戴置台
１０及び１２、昇降装置を内部に有する昇降装置
部１４及び１６、第１、第２ウエハ転送手段１８
及び２０、ウエハ・アライメント手段２２、第
１、第２予備真空室２４及び２６、内部に真空処
理室等を有するチヤンバ２８等から成る。

ウエハ・カセツト戴置台１０には、ウエハ・カ
セツト１１が置かれ、このカセツトの内部には、
複数枚のウエハが収納されている。昇降装置部１
４に設けた昇降装置は、ウエハ・カセツト戴置台
１０を昇降（即ち、ウエハ・カセツト１１を昇
降）させるためのものであり、この昇降装置及び
ウエハ転送手段１８により、所定の位置からウエ
ハを取り出し、或いはイオン注入済のウエハを所
定位置に収納する。

尚、ウエハ・カセツト戴置台１２にも、ウエ
ハ・カセツト（図示せず）が置かれ、このウエ
ハ・カセツトの内部にも複数枚のウエハが収納さ
れている。上述の場合と同様に、ウエハ・カセツ
ト戴置台１２は、昇降装置部１６の内部に設けた
昇降装置により昇降する。この昇降装置及びウエ
ハ転送手段２０により、ウエハ・カセツトの所定
の位置からウエハを取り出し、或いはイオン注入
済のウエハをカセツトの所定位置に収納する。

ウエハ転送手段１８は、水平面（略水平面も含
む）に沿つて回転可能で且つ進退自在のウエハ保
持部４０を有し、ウエハ・カセツト１１との間で
ウエハの授受（即ち、カセツトからのウエハの取
出し及びカセツトへのウエハの収納）を行なう。
例えば、ウエハ・カセツト１１からウエハを取り
出す場合には、ウエハ保持部４０を回転させて一
方の端部をウエハ・カセツト１１の方向に向けた
後、ウエハ保持部４０をウエハ・カセツト１１の
方向に延ばす（或いは、ウエハ保持部４０を、回
転と同時に前進させてもよい）。

尚、ウエハ・カセツト１１の内部のウエハを、
ウエハ保持部４０に載せる際、昇降装置或いはウ
エハ保持部４０の動作を次のようにすることが必
要である。即ち、ウエハ保持部４０の先端部がウ
エハ・カセツト１１の内部に延びる際、ウエハ保
持部４０の上面を所望のウエハの下面より低く
し、ウエハ保持部４０が所定位置（ウエハを載せ
る位置）にくると、昇降装置によりウエハ・カセ
ツト１１を僅か下げるか、或いは、ウエハ保持部
４０を僅か上げるようにする。後者の場合、即
ち、ウエハ保持部４０を僅か上げる場合には、当
然のことながら、ウエハ転送手段１８に適当な昇
降手段を設ける必要がある。上述の説明はウエ
ハ・カセツト１１からウエハを取り出す動作であ
るが、逆の操作、即ち、ウエハ・カセツト１１に
ウエハを収納する場合には、逆の動作が必要であ
る。

尚、ウエハ・カセツト戴置台１２に設けたウエ
ハ・カセツトと、ウエハ転送手段２０（ウエハ保
持部４２を有する）とのウエハの授受は、上述の
場合と同様なので、説明を省略する。

ウエハ保持部４０は、上述のウエハ・カセツト
１１とのウエハの授受の外に、ウエハ・アライメ
ント手段２２及び予備真空室２４との間でもウエ
ハの授受を行ない、一方、ウエハ保持部４２も、
同様に、ウエハ・カセツト戴置台１２に設けたウ
エハ・カセツト（図示せず）とのウエハの授受の
外に、ウエハ・アライメント手段２２及び他の予
備真空室２６との間でもウエハの授受を行なう。

ウエハ・アライメント手段２２は、ウエハ転送
手段１８又は２０から受けたウエハのエツジを検
出して、ウエハを所定位置とする手段であり、回
転可能のウエハ戴置台（ウエハの下にある）、及
びエツジ検出手段４４（例えば、ホトセンサ対）
を有する。ウエハ・アライメント手段２２におい
て位置決めされたウエハは、ウエハ保持部４０又
は４２により、次のステツプに移される。

尚、第１図において、予備真空室２４は、外部
（アウター）ゲート３０により大気雰囲気と気密
状態が維持され、一方、他の予備真空室２６は、
外部ゲート３２により大気雰囲気と気密状態が維
持される。第１図の参照番号３３及び３４は、
夫々予備真空室２４及び２６内部を予備真空引き
する際に使用するバルブ等を収納する匡体であ
り、参照番号３５及び３６は、夫々、予備真空室
２４及び２６の上部に設けたのぞき窓（例えばガ
ラス製）である。尚、参照番号４６及び４７は
夫々ウエハ保持部材４０及び４２の前進・後退用
の駆動装置であり、４８及び４９は塵よけ用のカ
バーである。このカバーの上面はウエハ保持部材
４０及び４２の上面より低くなつている。

以下、第１図を参照して、真空処理室及び予備
真空室の外部（即ち、大気雰囲気中）でのウエハ
搬送の一例を説明する。

先ず、ウエハ・カセツト１１内のウエハは、総
てイオン注入前のウエハとする。昇降装置部１４
内の昇降装置は、ウエハ・カセツト戴置台１０を
上下方向に移動させ、所望のウエハがウエハ転送
手段１８により搬出される位置とする。次に、ウ
エハ保持部材４０が回転して前進（或いは回転且
つ前進）し、ウエハ・カセツト１１内の所望のウ
エハを取り出す。尚、ウエハ保持部材４０は、回
転する際、回転に支障のない位置になければなら
ないことは勿論である。次いで、ウエハ保持部材
４０は、後退してウエハ・アライメント手段２２
の方向に回転し、再び前進してウエア・アライメ
ント手段２２にウエハを渡す。その後、ウエハ保
持部材４０は、ウエハ・カセツト１１から次のウ
エハを取り出す動作に移る。

ウエア・アライメント手段２２は、回転可能の
ウエハ戴置台及びウエハ・エツジ検知手段４４に
より、ウエハのエツジを検出し、ウエハを所定位
置とする。次に、別のウエハ転送手段２０は、位
置決めされたウエハをウエア・アライメント手段
２２から受け取り、回転及び前進運動により、ウ
エハを、外部ゲート３２を介して、予備真空室２
６に搬入する。

予備真空室２６に搬入されたウエハは、後述す
るウエハ搬送によりイオンが注入され、別の予備
真空室２４から、外部ゲート３０を介して、ウエ
ハ転送手段１８により搬出される。ウエハ転送手
段１８により搬出されたウエハは、既に説明した
昇降装置の上下位置制御等により、ウエハ・カセ
ツト１１内部の所定位置（例えば元の位置）に収
納される。

上述したように、ウエハ転送手段１８は、イオ
ン注入前のウエハをカセツト１１からウエハ・ア
ライメント手段２２に転送すると共に、イオン注
入済のウエハを予備真空室２４からカセツト１１
に搬入する機能を有する。この２つの動作を効率
良く行なうためには、例えば、イオン注入前のウ
エハをウエハ・アライメント手段２２に渡した
後、ウエハ・カセツト１１に向う途中で、予備真
空室２４からウエハを搬出してウエハ・カセツト
１１に収納した後、カセツト１１から次のウエハ
を取り出してウエハ・アライメント手段２２に渡
し、以後この動作を繰り返えせばよい。このよう
に、ウエハ・カセツト１１内のウエハを順次搬入
し、イオン注入後、再びカセツト１１に収納す
る。

カセツト１１内部の全部のウエハに対してイオ
ン注入を完了したら、次に、別のウエハ・カセツ
ト戴置台１２に設けたカセツト（図示せず）内の
ウエハを、上述したと同様に処理する。この間
に、ウエハ・カセツト戴置台１０に、新たなウエ
ハ・カセツトを設置するようにすれば、イオン注
入作業を円滑にすることができる。尚、ウエハ・
カセツト戴置台１２に設けたカセツトのウエハを
処理する場合には、ウエハ転送手段２０が、上述
したウエハ転送手段１８と同様の動作をすること
は勿論である。

第２図は真空処理室５０（チヤンバ２８（第１
図）の内部に存在する）でのウエハ搬送を説明す
るための概略平面図であり、第３図は予備真空室
２４，２６及び真空処理室５０でのウエハ搬送を
説明するための概略断面図である。一方、第４図
は第３図の２個のウエハ移動手段が共に上方に移
動した様子を示す概略断面図である。

第２図及び第３図において、ウエハ挟持搬送手
段５２は、左側方向（図面上）方向からウエハを
保持する挟持部材５２Ａと、右側方向（図面上）
方向からウエハを保持する挟持部材５２Ｂとを有
する。図示の如く、挟持部材５２Ａは２本の腕５
２Ａ−１及び５２Ａ−２を有し、一方、他の挟持
部材５２Ｂも２本の腕５２Ｂ−１及び５２Ｂ−２
を有する。挟持部材５２Ａ及び５２Ｂは、夫々、
同期して動作する駆動手段５４及５６（第３図）、
例えば、ステツピング・モータ或いはブラシレス
DC（直流）モータ等、によりベルト等（図示せ
ず）を介して駆動される。腕５２Ａ−１，５２Ａ
−２、５２Ｂ−１及び５２Ｂ−２は、夫々、第３
図に示すように、略Ｌ字型の断面を呈している。
したがつて、これらの腕は、ウエハを挟持すると
共にウエハを保持している。尚、これらの腕の動
きを適当に制御すれば、ウエハを挟持せず、単に
保持するようにすることも可能である。

ウエハ挟持搬送手段により、例えば、第２図の
右側のウエハＷ１を中央のイオン注入部に移送す
ると共に、中央のウエハＷ２を左側に位置に移送
する場合には、第２図に示した挟持部材５２Ａ及
び５２Ｂは、夫々、左及び右方向に僅かだけ移動
してウエハＷ１及びＷ２を挟持する。次に、挟持
部材５２Ａ及び５２Ｂは、左方向に移動し、
夫々、右及び左方向に僅かだけ移動して挟持して
いたウエハＷ１及びＷ２を開放する。このときの
５２Ａ−１及び５２Ｂ−１の位置を破線で示す。
逆の場合（左及び中央位置にあるウエハを夫々中
央及び右側位置に移送する場合）も、上述の説明
から容易に理解される。尚、挟持部材５２Ａ及び
５２Ｂは、ウエハは搬送する際、僅かだけ上方に
移動した後、平行移動する。このように、ウエハ
挟持搬送手段５２は、丁度シヤトルの如き運動を
する。

ウエハＷ１は、第３図に示すように、ウエハ寸
法に応じて交換可能のウエハ・プラテン６０上に
戴置され、このプラテン６０は、予備真空室２６
と真空処理室５０との間の気密保持を目的とする
（第４図参照）内部（インナー）ゲート６２の上
に設けられている。内部ゲート６２は適当な昇降
手段（油圧或いは空気圧装置）６４及び制御手段
（図示せず）により昇降が制御される。上述の内
部ゲート６２及び昇降手段６４等は、ウエハ移動
手段６５を構成する。更に、第３図の左側には、
上述の構成と同様に、ウエハの寸法に応じて交換
可能のウエハ・プラテン７０、予備真空室２４と
真空処理室５０との間の気密保持を目的とする内
部ゲート７２、この内部ゲート７２を上下に移動
させる昇降手段（油圧或いは空気圧装置）７４が
設けられている。内部ゲート７２及び昇降手段７
４等は、ウエハ移動手段７５を構成する。

第２図及び第３図のイオン注入部５８には、ウ
エハを直接戴置し且つウエハの寸法に応じて交換
可能のウエハ・プラテン８０、このプラテン８０
を支持するプラテン８２、ウエハ押え８４、プラ
テン８２を回動させてウエハをイオン注入位置又
は挟持搬送位置とする際の軸８６等がある。軸８
６は、磁気シールドベアリング８８等を介して装
置の外部に設けた駆動手段９０により駆動され
る。プラテン８２の内部にはイオン注入によつて
発生する熱を吸収する冷媒が循環するようになつ
ており、冷媒はパイプ９２を介してプラテン８２
内を循環する。ウエハ押え８４は、軸９３を介し
て駆動装置９４により制御され、軸８６を中心と
して回動して開閉される。番号９６は、イオンの
飛来方向を示す。

第４図は、第３図のウエハ移動手段６５及び７
５を上方に移動させ、夫々、予備真空室２６及び
２４と、真空処理室５０とを気密状態にした様子
を示す図であり、各構成要素は第３図に関連して
既に説明したので、第４図の説明は省略する。

次に、第２図乃至第４図を参照して、予備真空
室２４及び２６、真空処理室５０でウエハ搬送の
一例を説明する。尚、以下の説明におけるウエハ
搬送は単なる例示であり、本発明はこれこ限定さ
れるものではない。

説明を判りやすくするため、ウエハ・カセツト
１１（第１図）から第１枚目のウエハが、ウエハ
転送手段１８及びウエハ・アライメント手段２２
を介して、ウエハ転送手段２０（第１図）によ
り、予備真空室２６に搬入されたとする。尚、外
部ゲート３２及び３０は同期して動作し、ウエハ
移動手段６５及び７５も同期して動作するのが望
ましいが、絶対的なものではない。第１枚目のウ
エハを、予備真空室２６に搬入する際には、ウエ
ハ移動手段６５及び７５は、第４図の状態となつ
ている。尚、外部ゲート３２（及び３０）を開く
際には、予備真空室２６（及び２４）内に例えば
チツソガスを封入し、予備真空室内を略大気圧と
することは、従来例と同様である。予備真空室２
６にウエハが収納されると、外部ゲート３２を閉
じ、予備真空室２６（及び２４）内部を所定値
（例えば10^-2Torr）まで予備真空引きする。

その後、ウエハ移動手段６５及び７５を第３図
に示す所定位置まで下げる。尚、真空処理室５０
は常時真空引きされ所定値（例えば10^-6Torr）
に維持されるようになつている。次に、第１枚目
のウエハを、第２図に示すウエハ挟持手段５２に
より中央の処理部であるイオン注入部５８に移送
し、ウエハ挟持搬送手段５２を第２図の位置に戻
す。次に、ウエハ移動手段６５を第４図に示す位
置に戻し、外部ゲート３２を開いて第２枚目のウ
エハを受け入れ、予備真空室２６の内部を予備真
空引きする。

尚、ウエハ挟持搬送手段５２によりウエハをイ
オン注入部に移送する前に、ウエハ押え８４は開
いた状態になつている。ウエハがウエハ・プラテ
ン８０に戴置されると、ウエハ押え８４を閉じて
ウエハを押え、プラテン駆動装置９０により、ウ
エハをイオン注入位置とした後イオン注入処理を
行なう。イオン注入後、再びプラテン駆動装置９
０を動作させて、プラテン８２を第３図に示す位
置とし、ウエハ押え８４を開放する。

この間（例えば、イオン注入直後）に、第２枚
目のウエハを戴置したウエハ移動手段６５を下げ
て第３図に示す位置とし、ウエハ挟持搬送手段５
２により、第１枚目のウエハ（イオン注入済）及
び第２枚目のウエハを、夫々、ウエハ・プラテン
７０及び８０上に移動させる。この直後に、ウエ
ハ挟持搬送手段を第２図に示す位置とした後、ウ
エハ移動手段６５及び７５を上昇させる。

第２枚目のウエハにイオン注入を行なつている
間に、予備真空室２６には第３枚目のウエハが搬
入され、一方、他の予備真空室２４からは第１枚
目のウエハが搬出される。尚、外部ゲート３０及
び３２を開く場合、予備真空室に、例えば、チツ
ソガス等を注入することは上述した。

その後（例えば第２枚目のウエハへのイオン注
入直後）、ウエハ移動手段６５及び７５を所定位
置まで下げ、ウエハ挟持搬送手段５２により、第
３枚目のウエハを真空処理室５０に（ウエハ・プ
ラテン８０の上に）移送すると共に、第２枚目の
ウエハを左側のウエハ・プラテン７０上に移す。
以後のウエハの動きは、上述の場合から明らかで
ある。

なお上述の実施例ではウエハ挟持搬送手段５
２、及びウエハ移動手段６５，７５によりウエハ
を予備真空室と真空処理室の処理部との間で双方
向に搬送させるウエハ搬送手段が構成される。

［変更・変形例］ 上述の説明では、２個のウエハ・カセツトは、
第１図に示すように、装置の夫々の端部に設けら
れている。しかし、これに限らず、装置の手前に
設けるようにしてもよい。更に、第１図に示す２
個のカセツト昇降装置の外に、装置の手前に新た
なカセツト昇降装置を２個設け、合計４個のウエ
ハ・カセツトを配置することも可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、第１ウエハ・カセツト及び第
２ウエハ・カセツトの各ウエハに共通のウエハ・
アライメント手段を設置すると共に、回転動作と
進退動作との組み合わせで第１予備真空室、第１
戴置室、ウエハ・アライメント手段の間、あるい
は第２予備真空室、第２戴置部、ウエハ・アライ
メント手段の間で任意にウエハの転送ができるよ
うにし、更に第１予備真空室、真空処理室、第２
の予備真空室の間で双方向にウエハを移動できる
ようにしている。したがつて第１戴置部について
も第２戴置部についてもウエハ・アライメント手
段を経由し、第１予備真空室または、第２予備真
空室を通じて真空処理室内に至るまでのいわば双
方向複線経路が形成されているため、例えば実施
例のようなシーケンスを組むことによつて、いず
れの戴置部のウエハ・カセツトから取り出された
ウエハについても元のウエハ・カセツトに戻すこ
とができるのみならず、ウエハの搬入、搬出を並
行して行うことができ、さらには一方のウエハ・
カセツトのウエハの処理中に他のウエハ・カセツ
トの交換もできるから、生産管理上有効であり、
かつ高い作業効率が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空処理室及び予備真空室の外部での
ウエハ搬送を説明するための概略斜視図、第２図
は真空処理室の内部でのウエハ搬送を説明するた
めの概略平面図、第３図は予備真空室及び真空処
理室でのウエハ搬送を説明するための概略断面
図、第４図は第３図の２個のウエハ移動手段が共
に上方に移動した様子を示す概略断面図である。 １０，１２：ウエハ・カセツト戴置台、１１：
ウエハ・カセツト、１８，２０：ウエハ転送装
置、２２：ウエハ・アライメント手段、２４，２
６：予備真空室、４０，４２：ウエハ保持部材、
５０：真空処理室、５２：ウエハ挟持搬送手段、
６０，７０，８０：ウエハ・プラテン、６５，７
５：ウエハ移動手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウエハに所定の処理を行うための真空処理室
   と、 この真空処理室と大気雰囲気である外部との間
   に介在する第１予備真空室及び第２予備真空室
   と、 ウエハ・カセツトを載置するための第１載置部
   及び第２載置部と、 ウエハを水平面に沿つて回動してその位置を調
   整するためのウエハ・アライメント手段と、 各々水平面に沿つて回転自在でかつ進退自在な
   ウエハ保持部を有しウエハを前記第１予備真空室
   と第１載置部とウエハ・アライメント手段との間
   で回転及び進退動作により任意の場所から任意の
   場所へ転送する第１ウエハ転送手段、及びウエハ
   を前記第２予備真空室と第２載置部とウエハ・ア
   ライメント手段との間で回転及び進退動作により
   任意の場所から任意の場所へ転送する第２ウエハ
   転送手段と、 第１予備真空室と真空処理室内の処理部との間
   で双方向にウエハを搬送すると共に、第２予備真
   空室と真空処理室内の処理部との間で双方向にウ
   エハを搬送するウエハ搬送手段とを備えてなるこ
   とを特徴とするウエハの真空処理装置。