JPH06338558A - 検出装置及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メンテナンスが容易で、かつ気密な格納室内
に収納されている収納体からのウエハの突出を検出する
検出装置を提供する。 【構成】 ロードロック室２３のベルジャ２６に、透明
なビューポート３２及び、発光装置と受光装置を有する
検出手段３５を設ける。ウエハを収納した収納カセット
３０が載置される載置台２９に、発光装置からの検出光
を受光装置に向けて反射させるプリズム３１を設ける。
収納カセット３０からウエハＷ₀が突出すると検出光は
遮断され、そのことによってウエハＷ₀の突出が検出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検出物の検出装置、
及び当該検出装置を備えた処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」
という）の処理装置を例にとって説明すると、従来から
処理対象となるウエハは、水平状態で収納カセットの上
下方向に例えば２５枚収納され、この収納カセットか
ら、搬送アームなどの搬送手段によって、一枚ずつ取り
出されて処理室内に搬入され、この処理室内での所定の
処理、例えばイオン注入プロセスや、その他エッチン
グ、アッシングなどの処理が施されるようになってい
る。

【０００３】ここで上記搬送手段は通常所定の水平位置
に固定されているため、上記のようにしてウエハを一枚
ずつ搬出入するにあたっては、上記収納カセットが載置
されている載置台を適宜の昇降機構によって上下動自在
に構成し、一枚ずつ搬出入する毎に１スロット分上昇又
は下降させ次のウエハを搬出入するようになっている。

【０００４】また近年は、搬出入の際に発生する気流に
よって大気中の塵埃等が巻き込まれてこれら塵埃等の異
物がウエハに付着することを防止するため、上記載置台
を所定の真空度に設定される適宜の気密な格納室、例え
ばロードロック室内に配置することが実施されている
が、かかる場合上記収納カセットは、一旦大気中の載置
台にセットし、その後例えば適宜の昇降装置によってに
上記収納カセットを載置台ごと下降させて、上記格納室
内に納入するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような収納カセ
ットを載置する載置台の機能を鑑みると、例えば振動や
その他の理由によってウエハが収納カセットのスロット
から突出した場合、そのまま載置台を上下動させると、
当該突出したウエハが周辺の装置に接触して破損するお
それがある。また破損に至らずとも、そのままの状態で
取り出されると搬送アーム等の搬送手段の所定位置に保
持されず、その後の処理に支障をきたすおそれも出てく
る。

【０００６】そこでそのように収納カセットの所定位置
から突出したウエハを検出するための検出装置が必要と
なってくる。

【０００７】この点に関し、例えば適宜のセンサを上記
気密な格納室内に設置することが考えられるが、上記格
納室は真空度が高いため、まずかかる真空雰囲気中で使
用できるセンサが殆どなく、しかも仮に使用可能なセン
サを格納室内に設置しても、その検出結果を外部に表示
するためのコード等を上記処理室の壁体を貫通させて外
部に導出させる必要がある。上記のようにこの種の処理
室は真空度が高いため、上記コードの貫通箇所にはフィ
ードスルー等のシール部品を必要とし、さらに厳重な気
密処理が必要とされるため、格納室の構造によっては設
置できないおそれもある。さらにメンテナンスについて
も極めて面倒である。

【０００８】しかも格納室内部にセンサを設置すると、
センサ自体に事故、故障等が発生した場合、気密な格納
室内部の雰囲気に対して悪影響を及ぼすおそれがあり、
ひいては、ウエハなどのに被処理体に対してもダメージ
を与える危険がある。

【０００９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、格納室の外部に装置構成の主要部材を配置して、
既述のようなウエハの突出を検出できる検出装置、並び
に当該検出装置を利用した処理装置を提供して、叙上の
問題点を解決することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１では被検出物が所定位置に収納された収納
体が納入される気密に構成された格納室と、前記格納室
の外部に配置され、前記格納室の壁体の一部に設けられ
た透明体を介して前記格納室内部に向けて適宜の検出光
を発光させる発光装置と、前記発光装置からの検出光を
反射させる反射装置と、前記格納室の外部に配置され、
前記反射装置からの反射光を前記格納室の壁体の一部に
設けられた透明体を介して受光する受光装置とを有し、
前記被検出物が前記所定位置から突出した際に、当該突
出した被検出物の一部が少なくとも前記検出光又は反射
光のいずれかをを遮断する如く、前記発光装置、反射装
置及び受光装置を夫々配置したことを特徴とする、検出
装置を提供する。

【００１１】ここでいうところの発光装置としては、例
えば可視光レーザを照射するレーザ発光装置やその他発
光ダイオード（ＬＥＤ）＋レンズを組み合わせた装置な
どが挙げられる。また格納室の壁体の一部に設ける透明
体としては、ガラスの他にアクリル樹脂やポリカーボネ
イト樹脂等が挙げられる。

【００１２】また請求項２では、そのような検出装置を
利用した処理装置として、被処理体に対して所定の減圧
雰囲気下で処理を施す装置であって、複数の被処理体を
上下方向の所定位置に収納した収納体を納入する気密な
格納室と、被処理体に対して処理を行うための気密な処
理室と、前記収納体と処理室との間で被処理体の搬出入
を行う搬送手段と、前記格納室の外部に配置され、前記
格納室の壁体の一部に設けられた透明体を介して前記格
納室内部に向けて適宜の検出光を発光させる発光装置
と、前記発光装置からの検出光を反射させる反射装置
と、前記格納室の外部に配置され、前記反射装置からの
反射光を前記格納室の壁体の一部に設けられた透明体を
介して受光する受光装置とを有し、前記被処理体が前記
所定位置から突出した際に、当該突出した被処理体の一
部が少なくとも前記検出光又は反射光のいずれかをを遮
断する如く、前記の発光装置、反射装置及び受光装置を
夫々配置したことを特徴とする、処理装置を提供する。

【００１３】

【作用】請求項１によれば、被検出物が所定位置にある
ときは、発光装置からの検出光が反射装置によって反射
されて受光装置で受光されるので、そのことによって被
検出物が所定位置にあることが確認できる。

【００１４】そして被検出物が所定位置から突出した際
には、当該突出した被検出物の一部が前記検出光又は反
射光を遮断するので、結局受光装置では、反射光を受光
することができず、それによって被検出物の突出、即ち
所定位置に正しく存在していないことが確認できるので
ある。

【００１５】上記作用の実現にあたり、主要な構成装置
である発光装置や受光装置は、格納室外部に配置されて
いるから、これらのメンテナンスが容易であり、しかも
これら各装置の事故が直接格納室内部の雰囲気に対して
影響を及ぼすことはない。また例えば格納室内部には反
射装置のみを設置すればよいので、格納室外部に導出す
るコード等は不要である。

【００１６】請求項２では、減圧雰囲気内で適宜の処理
が施されるウエハなどの被処理体を複数収納する収納カ
セットから、当該被処理体が突出した場合等を、上記請
求項１の作用の下で検出することができる。それゆえそ
の後のプロセス、例えば搬送手段による搬送や、減圧雰
囲気下での処理に支障をきたすことを未然に防止するこ
とが可能である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明をイオン注入装置に適用した実
施例を図面に基づき説明すると、図１は本実施例におけ
るイオン注入装置１を平面から説明した図であって、こ
のイオン注入装置１は、ターミナルモジュール２とエン
ドステーションモジュール３によって構成されている。

【００１８】上記ターミナルモジュール２には、所定の
原料ガスからイオンを発生させるためのイオンソース
４、質量分析電磁石５、イオンを加速するための加速管
６が設けられており、イオンソース４から発生したイオ
ンは、上記質量分析電磁石５によって選別されて、上記
加速管６によって加速され、例えば２〜２００ＫｅＶの
エネルギーを有するイオンビームとなって、上記エンド
ステーションモジュール３のメインチャンバ７内へと照
射されるようになっている。

【００１９】一方エンドステーションモジュール３の上
記メインチャンバ７内は、図２に示したように、排気手
段１１に通ずる排気口１２から真空引きされて、所定の
高真空度の減圧雰囲気、例えば１０^-7Ｔｏｒｒ以下の真
空度に設定自在なように構成されている。

【００２０】またこのメインチャンバ７内には、図１、
図２からわかるように、被処理体であるウエハＷをその
一側面に多数保持可能に構成された円板状のディスク１
３が設けられている。このディスク１３は、図２の往復
回動矢印に示したように、水平状態から垂直に立てるこ
とが自在なように構成されており、図２の一点鎖線で示
した垂直状態にてこのディスク１２は回転されて、上記
の如く保持した多数のウエハＷに対して、イオンビーム
が照射されるように構成されている。

【００２１】さらにこのメインチャンバ７には、図１、
図２、図３に示したようなロードロック室２１、２２、
２３が夫々対応するゲートバルブ２４を介して並列に設
けられている。これら各ロードロック室２１、２２、２
３は同一構成であり、図２を基にして一端部のロードロ
ック室２３について説明すると、このロードロック室２
３は、下部のカセットチャンバ２５と、適宜の昇降装置
（図示せず）によって上下動されてこのカセットチャン
バ２５の上に気密に接続自在なベルジャ２６によって構
成されている。

【００２２】そしてこのカセットチャンバ２５の上部に
は、前出排気手段１１に通ずる排気口２７が設けられて
おり、当該排気手段１１によって真空引きされて、ベル
ジャ２６内は所定の高真空度、例えば１０^-7Ｔｏｒｒ以
下の減圧雰囲気に設定自在なように構成されている。

【００２３】上記カセットチャンバ２５内には、適宜の
昇降装置（図示せず）によって上下動自在なテーブル２
８が設けられ、さらにこのテーブル２８の上に、載置台
２９が設けられており、ウエハＷを例えば２５枚収納す
る収納カセット３０は、この載置台２９の上に載置され
るように構成されている。

【００２４】そして図２に示したように、上記テーブル
２８が上昇してその上面周縁部が、カセットチャンバ２
５の開口部の内側周縁部と密着することにより、カセッ
トチャンバ２５とベルジャ２６内空間とは、当該テーブ
ル２８によって気密に仕切られ、このベルジャ２６はロ
ードロック機能を有するように構成されている。

【００２５】上記載置台２９の前縁部（ウエハ取り出し
側）にはプリズム３１が設けられ、また上記ベルジャ２
６の上面には、ガラス製のビューポート３２が、このベ
ルジャ２６の壁体に対して気密に設けられている。そし
てこのビューポート３２の上部に、レーザ発光装置３３
とレーザ受光装置３４とによって構成される検出手段３
５が設けられている。

【００２６】これらプリズム３１とレーザ発光装置３
３、レーザ受光装置３４は、図２、図４、図５に示した
ように位置関係を有している。即ち、レーザ発光装置３
３から照射される照射レーザ光ａはプリズム３１に入射
し、当該プリズム３１内で直角に２度反射して、反射レ
ーザ光ｂとしてレーザ受光装置３４に入射するように構
成されている。

【００２７】さらにこれら照射レーザ光ａと反射レーザ
光ｂの間隔は図６に示したように、収納カセット３０の
スロット内の所定位置に収納されているウエハＷのオリ
フラ部３５の幅よりも狭く設定され、さらに照射レーザ
光ａと反射レーザ光ｂの当該ウエハＷに対する位置は、
所定位置に収納されているウエハＷのオリフラ部３５に
近接するように設定されている。この近接度はウエハＷ
の突出許容範囲等によって定められる。

【００２８】そして以上のように構成されているロード
ロック室２１、２２、２３に対向するメインチャンバ７
内には、前出ディスク１３と収納カセット３０との間
で、ウエハＷを搬送するための搬送装置４１が設けられ
ている。

【００２９】この搬送装置４１は、所謂２関節タイプの
搬送アーム４２と、搬送するウエハＷの周縁位置を検出
するための位置検出センサ４３と、当該位置検出を可能
にするためのセンタリング用チャック４４をテーブル４
５上に有している。さらにこの搬送装置４１全体は、レ
ール４６の上をスライド自在になるように構成されてお
り、各ロードロック室２１、２２、２３に対向する位置
に移動して、これら各ロードロック室２１、２２、２３
内に夫々格納される収納カセット３０からウエハＷを取
り出したり、戻したりすることが可能である。

【００３０】本実施例にかかるイオン注入装置１は、叙
上の構成を有しており、次にその動作について説明する
と、まず各ロードロック室２１、２２、２３の各ベルジ
ャ２６を夫々上昇させて、イオン注入処理を行うウエハ
Ｗを収納した収納カセット３０を、各々の載置台２９上
にセットする。

【００３１】次に検出手段３５を作動させると、レーザ
発光装置３３からの照射レーザ光ａがビューポート３２
を通過してプリズム３１に向けて照射される。この状態
でベルジャ２６を下降させて、カセットチャンバ２５の
上に密着接続させ、排気手段１１によってベルジャ２６
内を所定の減圧雰囲気にまで真空引きするのであるが、
このとき図６に示したように、各収納カセット３０内の
所定位置にウエハＷが全て正しく収納されている場合に
は、レーザ受光装置３４は上記プリズム３１からの反射
レーザ光ｂを受光するので、そのことによってウエハＷ
が全て正しく収納されていることを確認できる。したが
ってベルジャ２６はそのまま下降し、その後上記の真空
引きが開始される。

【００３２】そしてベルジャ２６内がメインチャンバ７
内と同一真空度に達すると、テーブル２８を下降させる
のであるが、このとき再び検出手段３５を作動させ、カ
セット３０内の所定位置にウエハＷが全て正しく収納さ
れていることを確認する。テーブル２８が下降すると、
搬送装置４１の搬送アーム４２によって各収納カセット
３０からウエハＷが取り出され、ディスク１３上に次々
搬送され、所定枚数がディスク１３上にセットされた後
に、このディスク１３が垂直に立ち上がり、イオンビー
ムによるイオン注入処理が実行されるのである。

【００３３】ところが上記プロセス中、収納カセット３
０内に収納されているウエハＷの中で、図２、図７に示
したように、所定の収納位置から突出しているウエハＷ
₀があれば、レーザ発光装置３３から発光される照射レ
ーザ光ａの光路と反射レーザ光ｂの光路がいずれも、当
該突出したウエハＷ₀の突出部分によって遮断され、そ
の結果レーザ受光装置３４は、当然のことながら反射レ
ーザ光ｂを受光することができない。したがって、その
ことによって収納カセット３０の所定位置からウエハＷ
₀が突出していることが認識できるのである。

【００３４】したがって例えば当該認識した情報をこの
イオン注入装置１の制御装置に入力して、ベルジャ２６
又はテーブル２８の下降を中止するように構成しておけ
ば、ウエハＷ₀が突出したままベルジャ２６又は収納カ
セット３０が下降して、当該突出したウエハＷ₀が周辺
装置に接触して破損することを、未然に防止することが
可能である。

【００３５】なお上記実施例では、既述の如く、照射レ
ーザ光ａと反射レーザ光ｂの間隔をウエハＷのオリフラ
部３５の幅よりも狭く設定し、さらにいずれもオリフラ
部３５に近接するように設定しているので、例えばウエ
ハＷが図７の矢印方向に突出せず、その場で回動して位
置ズレした場合であっても、これを検出することが可能
である。

【００３６】即ち、例えば図８の矢印のように回動した
場合には、照射レーザ光ａの光路のみが遮断されて、そ
の結果レーザ受光装置３４は、当然のことながら反射レ
ーザ光ｂを受光することができないのである。また逆方
向に回動しても反射レーザ光ｂの光路が遮断されるの
で、レーザ受光装置３４は、やはり反射レーザ光ｂを受
光することができない。さらにウエハＷがこれらの場合
よりも大きく回動した場合には、照射レーザ光ａの光路
と反射レーザ光ｂの光路がいずれも遮断される。したが
って収納カセット３０内に収納されるウエハＷが、回動
して位置ズレした場合であっても、これを検出すること
ができ、搬送装置４１によるその後の搬送段階にて支障
をきたすことも防止できる。

【００３７】しかも以上のような作用効果を実現するた
めのレーザ発光装置３３とレーザ受光装置３４は、いず
れもベルジャ２６の外部に設けられており、各ロードロ
ック室２１、２２、２３内に存在するのは、各載置台２
９に設けられたプリズム３１のみであるから、これら各
ロードロック室２１、２２、２３の壁体を貫通させて導
出させるコード等は一切不要である。それゆえレーザ発
光装置３３とレーザ受光装置３４は大気中で使用される
通常タイプのものを使用でき、その機種選択の幅は大き
い。しかもメンテナンスも容易である。

【００３８】またこれらレーザ発光装置３３とレーザ受
光装置３４に不測の事態が発生しても、そのことで各ロ
ードロック室２１、２２、２３内の雰囲気が影響を受け
ることもないものである。

【００３９】なお上記実施例は、イオン注入装置に適用
した例であったが、本発明はこれに限らず、例えばエッ
チング装置、アッシング装置、スパッタ装置、ＣＶＤ装
置等に適用することが可能である。

【００４０】

【発明の効果】請求項１によれば、気密な格納室内にあ
る被検出物が、所定位置から突出したことを受光装置の
受光の有無によって容易に確認することができる。また
それを実現するための発光装置と受光装置は、当該格納
室外部に配置されているから、これらのメンテナンスが
容易であり、しかもこれら各装置の事故が直接格納室内
部の雰囲気に対して影響を及ぼすことはない。また例え
ば格納室内部には反射装置のみを設置すればよいので、
格納室外部に導出するコード等は不要であり、格納室の
気密性に影響を与えない。

【００４１】請求項２では、減圧雰囲気内で処理が施さ
れる被処理体の所定位置からの突出を、請求項１と同一
の作用効果の下で検出することができる。したがって、
当該被処理体の所定位置からの突出によって、その後の
プロセス、例えば搬送手段による搬送や、減圧雰囲気下
での処理に支障をきたすことを、未然に防止できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるイオン注入装置の平面
説明図である。

【図２】本発明の実施例にかかるイオン注入装置のエン
ドステーションモジュールの断面説明図である。

【図３】本発明の実施例におけるロードロック室と搬送
装置の様子を示す要部説明図である。

【図４】本発明の実施例における検出光であるレーザ光
の光路の様子を示す要部説明図である。

【図５】本発明の実施例における検出光であるレーザ光
の光路の様子を示す説明図である。

【図６】本発明の実施例における検出光であるレーザ光
の光路とウエハとの位置関係を示す説明図である。

【図７】ウエハが突出して検出光であるレーザ光の光路
が遮断された様子を示す説明図である。

【図８】ウエハが回動して照射レーザ光の光路のみが遮
断された様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１ イオン注入装置 ７ メインチャンバ １１ 排気手段 ２１ ロードロック室 ２２ ロードロック室 ２３ ロードロック室 ２５ カセットチャンバ ２６ ベルジャ ２９ 載置台 ３０ 収納カセット ３１ プリズム ３２ ビューポート ３３ レーザ発光装置 ３４ レーザ受光装置 ４１ 搬送装置 ａ 照射レーザ光 ｂ 反射レーザ光 Ｗ ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出物を所定位置に収納した収納体が
   納入される、気密に構成された格納室と、前記格納室の
   外部に配置され、前記格納室の壁体の一部に設けられた
   透明体を介して前記格納室内部に向けて適宜の検出光を
   発光させる発光装置と、前記発光装置からの検出光を反
   射させる反射装置と、前記格納室の外部に配置され、前
   記反射装置からの反射光を前記格納室の壁体の一部に設
   けられた透明体を介して受光する受光装置とを有し、前
   記被検出物が前記所定位置から突出した際に、当該突出
   した被検出物の一部が少なくとも前記検出光又は反射光
   を遮断する如く、前記発光装置、前記反射装置及び前記
   受光装置を配置したことを特徴とする、検出装置。
2. 【請求項２】 被処理体に対して所定の減圧雰囲気下で
   処理を施す装置であって、複数の被処理体を上下方向の
   所定位置に収納した収納体が納入される気密な格納室
   と、被処理体に対して処理を行うための気密な処理室
   と、前記収納体と処理室との間で被処理体の搬出入を行
   う搬送手段と、前記格納室の外部に配置され、前記格納
   室の壁体の一部に設けられた透明体を介して前記格納室
   内部に向けて適宜の検出光を発光させる発光装置と、前
   記発光装置からの検出光を反射させる反射装置と、前記
   格納室の外部に配置され、前記反射装置からの反射光を
   前記格納室の壁体の一部に設けられた透明体を介して受
   光する受光装置とを有し、前記被検査物が前記所定位置
   から突出した際に、当該突出した被検査物の一部が少な
   くとも前記検出光又は反射光を遮断する如く、前記発光
   装置、前記反射装置及び前記受光装置を配置したことを
   特徴とする、処理装置。