JPH04226020A - ウエハの真空処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハの真空処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハを真空雰囲気内でイオン注
入等の処理をする場合、例えば真空処理室に２つの予備
真空室を連結し、一方の予備真空室、真空処理室及び他
方の予備真空室の順でウエハを搬送することが行われて
いる。

【０００３】このような搬送を行うためには、従来搬送
方向に順次傾斜案内部材を配設し、ウエハの自重を利用
して傾斜案内部材に沿ってウエハを搬送する方法、ある
いは特開昭５７−２０５９５５号公報に開示されている
ようにイオン注入部のプラテン内に搬送ベルトを組み込
むと共にその両側に受け渡し用のベルトを配置し、これ
らベルトによりウエハを搬送する方法等が知られている
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら傾斜案内
手段を用いた方法では、搬送のための駆動機構が不要で
あるという利点はあるが、ウエハにフォトレジスト層を
形成した場合、搬送途中でひっかかりを生じて作業が中
断することがあるし、またストッパによりウエハを停止
させる際ウエハ端部の破壊等によりパーティクルが発生
する等の問題がある。

【０００５】また搬送ベルトを用いた方法では、ベルト
とウエハとの相対位置が決まっていないので、ベルトを
止めることによりウエハを位置決めすることは非常に困
難であるため、例えばストッパを搬送路上に降ろして、
ベルトは駆動したままウエハの搬送のみを止めることが
行われているが、このようにするとウエハの裏面とベル
トとの擦過によりパーティクルが発生しやすくなる。更
にイオン注入時にはウエハのみならずベルトもイオンが
照射されるため、ベルトの材質として損傷しないものを
選定しなければならず、ベルトの材質が限定されるとい
う欠点もあった。　　またイオン注入時には、プラテン
内の冷媒を通してウエハを冷却するようにしているが、
ベルトをプラテン内に組み込むことによって、組み込ん
だ部分については冷媒が通流しないので、結局ウエハの
面方向に均一な温度分布が得られず、均一な処理が行え
ないという問題もある。

【０００６】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、ウエハの搬送時にパーティク
ルの発生を抑えることのできる真空処理装置を提供する
こと、さらに高いスループットをも図ることのできる真
空処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空雰囲気内
にてウエハを処理する真空処理室において、真空雰囲気
内の互いに異なる位置の間をウエハを搬送するための一
対の保持アームを備え、前記一対の保持アームは、横方
向に開閉自在であり、ウエハの左右両縁を保持するもの
であることを特徴とする。

【０００８】この場合一対の保持アームを２組設けて、
互に連動して開閉しかつ互に連動して移動するように構
成してもよい。

【０００９】さらに本発明では、真空処理装置内のウエ
ハの左右両縁を夫々保持するための第１の保持アーム及
び第２の保持アームと、これら保持アームを夫々互に独
立して横方向に移動させる第１の駆動部及び第２の駆動
部とを設け、ウエハを保持または解除するときには第１
に保持アーム及び第２の保持アームを互に逆方向に移動
させると共に、ウエハを移動するときには第１の保持ア
ーム及び第２の保持アームを互に同方向に移動させるよ
うにしても良い。

【００１０】

【作用】真空処理室内で処理の待機をするための第１の
位置と、処理部に相当する第２の位置と搬出の待機をす
るための第３の位置との間をウエハを搬送する場合、例
えば第１の位置及び第２の位置にあるウエハを２組の一
対の保持アームで同時に保持し、アームを例えばプラテ
ンに対して相対的に上昇した後、横方向に移動して、第
１の位置から第２の位置、及び第２の位置から第３の位
置へのウエハの搬送を同時に行う。このとき、一対の保
持アームの一方及び他方を夫々独立に例えばベルト等で
駆動すれば、ベルトの方向制御でアームの開閉、移動を
同時に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明をイオン注入処理装置に適用した
実施例について説明する。図１は本発明の実施例を示す
概略平面図であり、真空処理室１内には、真空処理部で
あるイオン注入部２が設置されている。このイオン注入
部２の左右両側には、夫々未処理のウエハをイオン注入
処理に対して待機させるための第１の位置Ｐ１と処理済
のウエハを外部への搬出に対して待機させるための第３
の位置Ｐ３とが設定されている。なおこの例では、イオ
ン注入部２における後述の搬送位置を第２の位置Ｐ２と
定義する。　　そして前記真空処理室１内には、第１の
位置Ｐ１上のウエハＷ１を第２の位置Ｐ２まで搬送する
と共に、当該第２の位置Ｐ２にあるウエハＷ２を第３の
位置Ｐ３まで搬送するウエハ搬送手段Ｍが配設されてい
る。この搬送手段Ｍは、第１の位置Ｐ１上のウエハＷ１
及び第２の位置Ｐ２上のウエハＷ２の例えば図中左側周
縁部を夫々同時に保持するように、互に平行に連結され
た２本の保持アーム３１、３２を備えた第１の保持部と
、前記２枚のウエハＷ１、Ｗ２の例えば図中右側周縁部
を夫々同時に保持するように、互に並行に連結された２
本の保持アーム４１、４２を備えた第２の保持部４とを
有し、これら保持部３、４は夫々後述の駆動源７１、７
２（図２参照）により、ベルト等を介して、独立して左
右方向に移動する。

【００１２】なお前記各保持アーム３１、３２、４１、
４２は、図１に示すように断面が略Ｌ字状となっており
、従って対応する一対のアームを閉じたとき、ウエハを
狭持しかつ保持することができるが、アームの動作を適
当に制御することによってウエハを狭持せず、単に保持
することもできる。

【００１３】次に真空処理室１に関連する構造及びイオ
ン注入部２に関して図１及び図２を参照しながら説明す
ると、真空処理室１の両側には第１の予備真空室５Ａ及
び第２の予備真空室５Ｂが設置されている。これら予備
真空室５Ａ、５Ｂの構成は同じであるため、一方の予備
真空室５Ａについて説明すると、予備真空室５Ａには外
部（大気中）との間の気密を保持するゲートバルブ５１
が設けられ、これを開くことによりウエハが外部との間
で図示しないウエハ転送手段により搬出入される。

【００１４】そして前記真空処理室１の一部は、予備真
空室５Ａの下方に位置し（予備真空室５Ｂについても同
じ）、予備真空室５Ａの底面には、真空処理室１との間
でウエハＷを搬出入するための搬出入口（開口部）５２
が形成されている。この搬出入口５２の下方側には、当
該搬出入口５２を開閉するための内部ゲートとしての蓋
体５３が設けられており、この蓋体５３は、例えば油圧
装置や空気圧装置等の駆動機構５４をベローズ５５内に
収納してなる昇降手段６により昇降されて上限位置にて
前記搬出入口５２を塞ぎ、これにより真空処理室１との
間の気密を保持する。前記蓋体５３の上面には、ウエハ
の寸法に応じて交換可能なウエハ載置部としてのウエハ
プラテン５６が設けられ、このウエハプラテン５６の上
面にウエハが載置される。

【００１５】なお、図１において第２の予備真空室５Ｂ
に関する部分においても第１の予備真空室５Ａに関する
部分と同一の符号を付してある。

【００１６】前記真空処理室１の中央部には、先述のイ
オン注入部２が設置されており、このイオン注入部２は
、ウエハを直接載置し、ウエハの寸法に応じて交換可能
なウエハプラテン２１と、このプラテン２１を支持する
支持台２２と、プラテン２１上のウエハを押えるための
ウエハ押え部２３と、支持台２２を回転させて、ウエハ
を起立した状態のイオン注入位置または水平状態の搬送
位置（第２の位置Ｐ２）とするための水平な回動軸２４
とを有している。

【００１７】前記回動軸２４は、磁気シールドベアリン
グ２５等を介して真空処理室１の外部に設けた駆動手段
２６により駆動される。前記支持台２２の内部には、イ
オン注入により発生した熱を吸収するように冷媒が循環
するようになっており、冷媒はパイプ２７を介して支持
台２２内を循環する。

【００１８】また前記ウエハ押え部２３は、軸２８を介
して駆動装置２９により制御され、回動軸２４を中心と
して回動して開閉される。なお図中ＩＢはイオンの飛来
方向を示す。

【００１９】更に前記真空処理室１の外部には、前記ウ
エハ搬送手段Ｍの第１の保持部３及び第２の保持部４を
夫々独立してかつ同期動作させるための駆動源７１、７
２が設置されており、これら保持部３、４は、夫々駆動
源７１、７２により、真空処理室１内の図示しない２つ
の駆動ベルト等を介して互に独立して左右方向に移動す
る。駆動源７１、７２としては、例えばステッピングモ
ータ、あるいはブラシレスＤＣモータ等を用いることが
でき、この場合駆動源７１と一方の駆動ベルトにより第
１の駆動部が構成され、駆動源７２と他方の駆動ベルト
により第２の駆動部が構成される。

【００２０】次に上述実施例の作用について説明する。 今第１の予備真空室５Ａ内のプラテン５６上にウエハが
取り込まれ、ゲートバルブ５１を閉じて予備真空室５Ａ
内を所定の真空度例えば１０−２Ｔｏｒｒまで真空引き
したとすると、続いて昇降手段６を駆動して蓋体５３を
降下させ、プラテン５６上のウエハを搬出入口５２を介
して真空処理室１内に搬入する。（図３の状態）。なお
真空処理室１は常時真空引きされて例えば１０−６Ｔｏ
ｒｒ程度の真空度に維持されている。

【００２１】そして予めウエハの搬送手段Ｍのアーム３
２、４２を蓋体５３の左右両側に夫々位置させておき、
前記駆動源７１、７２により例えば図示しないベルトを
互に同期させながら逆方向に駆動して保持部３、４を互
に逆方向に移動させ、これによりアーム３２、４２を閉
じてウエハの左右周縁部を保持する。この場合プラテン
５６上の載置領域は図１の第１の位置Ｐ１に相当する。

【００２２】そしてこの状態からウエハを搬送するため
には、保持部３、４をウエハに対して相対的に上昇させ
ればよく、例えば保持部３、４を上昇させるようにして
もよいが、昇降手段６により蓋体５３を若干降下させる
ようにしてもよい。

【００２３】その後駆動源７１、７２により例えば図示
しないベルトを互に同期させながら同方向に駆動し、こ
れによりアーム３１、４１をウエハを保持したままイオ
ン注入部２のプラテン２１上に搬送し、このとき保持部
２、３が上下動しない構造である場合には、例えば回動
軸２４によりプラテン２１を昇降させてアーム３２、４
２からプラテン２１の受け渡しを行えばよい。またこの
ときウエハ押え部２３は開いた状態になっており、ウエ
ハがプラテン２１上に載置されると、ウエハ押え部２３
が閉じてウエハを押え、駆動装置２６により支持台２２
を回動させてウエハをイオン注入位置とした後真空処理
であるイオン注入処理を行う。

【００２４】更にウエハを搬入位置（プラテン２１が水
平な状態）に戻した後ウエハ押え部２３を解放するが、
このときまでに保持部３、４を図３の位置まで戻してお
くと共に、次のウエハを第１の予備真空室５Ａ側のプラ
テン５６上に載置して図２に示す状態にしておき、アー
ム３２、４２によりプラテン５６上のウエハＷ１（図１
参照）を、またアーム３１、４１によりプラテン２２上
のウエハＷ２（図１参照）を夫々保持して左方側に移動
し、夫々プラテン２２及び第２の予備真空室５Ｂ側のプ
ラテン５６上に同時に搬送する。なおこのプラテン５６
上の載置領域は、図１の第３の位置Ｐ３に相当する。

【００２５】この直後に保持部３、４を右方側に移動し
て図１に示す位置に設定し、その後予備真空室５Ａ、５
Ｂにおける各蓋体５６を上昇させて予備真空室５Ａ、５
Ｂと真空処理室１との間の搬出入口５２を閉じる。しか
る後第２の予備真空室３内を例えば窒素ガス等の雰囲気
としてからゲート２１を開き、処理済みのウエハを外部
に取り出す。

【００２６】以上において本発明では、予備真空室を１
個のみ設ける場合には、第１の位置Ｐ１と第３の位置Ｐ
３とを兼用することもできる。

【００２７】また本発明では、一対のアームを２組設け
れば、スループットの向上を図ることができるが、一対
のアームを１組のみ設けるようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、開閉自在
な一対の保持アームによりウエハを搬送するようにして
いるため、アームとウエハとの位置関係は決まっている
のでアームの停止位置を正確に制御することでウエハの
正確な位置決めができると共に、ベルト搬送のようにス
トッパを用いたことによりウエハ及びベルトが擦過する
といったこともないのでパーティクルの発生を抑えるこ
とができる。

【００２９】またウエハを処理するときにはアームは処
理部から離れるので、例えばイオンの照射等を受けるこ
とがなく、従ってベルト搬送の場合のように材質を制限
されることもない。更に処理部のプラテン等の冷却を必
要とする場合にも、プラテン等の中には搬送機構が組み
込まれていないので、均一に冷却することができ、この
結果ウエハの均一な処理を達成できる。

【００３０】そしてまたこのような一対の保持アームを
２組設けて互に連動させれば、未処理のウエハの処理部
への載置と処理済みのウエハの処理部からの取り出しと
を同時に行うことができるので、高スループットで作業
を行うことができる。

【００３１】更にまた一対の保持アームの一方及び他方
を夫々例えばベルト等により独立に駆動するように構成
すれば、ベルトの方向を制御することによりアームの開
閉及び移動を行うことができ、真空処理室内にアーム開
閉用のエアシリンダ等を設けなくて済む。真空処理室内
にエアシリンダ等の駆動源を持ち込むと不純物の発生の
原因になることから、この発明は真空雰囲気内でウエハ
を搬送する場合に非常に有効な方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略平面図である。

【図２】本発明の実施例を示す概略断面図である。

【図３】本発明の実施例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１　　真空処理室 ２　　イオン注入部 ３、４　　ウエハ保持部 ３１、３２、４１、４２　　保持アーム５Ａ、５Ｂ　　
予備真空室 ７１、７２　　駆動源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　真空雰囲気内にてウエハを処理する真空処理
   装置において、真空雰囲気内の互いに異なる位置の間を
   ウエハを搬送するための一対の保持アームを備え、前記
   一対の保持アームは、横方向に開閉自在であり、ウエハ
   の左右両縁を保持するものであることを特徴とするウエ
   ハの真空処理装置。
2. （２）　　真空雰囲気内にてウエハを処理する真空処理
   装置において、ウエハを載置するための第１の位置、第
   ２の位置及び第３の位置を真空雰囲気内に備え、ウエハ
   の左右両縁を保持するように横方向に開閉自在な一対の
   保持アームを２組設けて、互いの組が連動して開閉しか
   つ連動して移動するよう構成し、これら一対の保持アー
   ムの２組により、前記第１の位置に置かれたウエハを前
   記第２の位置に、また前記第２の位置に置かれたウエハ
   を前記第３の位置に夫々同時に移動することを特徴とす
   るウエハの真空処理装置。
3. （３）　　真空雰囲気内にてウエハを処理する真空処理
   装置において、真空雰囲気内のウエハの左右両縁を夫々
   保持するための第１の保持アーム及び第２の保持アーム
   と、これら保持アームを夫々互に独立して横方向に移動
   させる第１の駆動部及び第２の駆動部とを有してなり、
   ウエハを保持または解除するときには第１の保持アーム
   及び第２の保持アームを互に逆方向に移動させると共に
   、ウエハを移動するときには第１の保持アーム及び第２
   の保持アームを互に同方向に移動させることを特徴とす
   るウエハの真空処理装置。