JPH0644942A - 平行イオンビームのイオン注入機用エンドステーション - Google Patents
平行イオンビームのイオン注入機用エンドステーションInfo
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- JPH0644942A JPH0644942A JP5069338A JP6933893A JPH0644942A JP H0644942 A JPH0644942 A JP H0644942A JP 5069338 A JP5069338 A JP 5069338A JP 6933893 A JP6933893 A JP 6933893A JP H0644942 A JPH0644942 A JP H0644942A
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 改善されたイオン注入機用エンドステーショ
ンを提供すること。 【構成】 イオン注入機用エンドステーション(10)は、
ローデング装置(12)、ロードロック装置(14)、真空室(1
6)及び真空室内のウエハ・ハンドラー(15)を備え、ロー
ドロック装置(14)が、ローデング装置からウエハを受け
取る上部部材(36)とウエハをロードロックからウエハ・
ハンドラーに移送する移送アーム(68)によって作動可能
に位置決めし係合させる下部部材(36)とを含み、ウエハ
・ハンドラーが、第１ウエハ支持体(148) と、第１ウエ
ハ支持体に支持されたウエハ(28)の表面に対して平行な
第１軸線(112) の回りに第１ウエハ支持体を回転し、か
つ前記第１ウエハ支持体を直線に沿って移送する手段(9
8,102,106)とを備える。
ンを提供すること。 【構成】 イオン注入機用エンドステーション(10)は、
ローデング装置(12)、ロードロック装置(14)、真空室(1
6)及び真空室内のウエハ・ハンドラー(15)を備え、ロー
ドロック装置(14)が、ローデング装置からウエハを受け
取る上部部材(36)とウエハをロードロックからウエハ・
ハンドラーに移送する移送アーム(68)によって作動可能
に位置決めし係合させる下部部材(36)とを含み、ウエハ
・ハンドラーが、第１ウエハ支持体(148) と、第１ウエ
ハ支持体に支持されたウエハ(28)の表面に対して平行な
第１軸線(112) の回りに第１ウエハ支持体を回転し、か
つ前記第１ウエハ支持体を直線に沿って移送する手段(9
8,102,106)とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にイオン注入装置
に関し、特に改善されたイオン注入機用エンドステーシ
ョンに関するものである。
に関し、特に改善されたイオン注入機用エンドステーシ
ョンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハのサイズが直径４インチか
ら６インチに、つぎに８インチへと大きくなるにつれ、
ビームの幅を横切るすべての点でウエハ表面に対して直
角にウエハに衝突するイオンビームを発生することので
きる走査装置を提供する必要性が生まれてきた。この場
合、ビームはウエハの全直径を横切って延びており、従
って、ビームの初期走査方向に対して直角方向の付加的
な走査が要求される。
ら６インチに、つぎに８インチへと大きくなるにつれ、
ビームの幅を横切るすべての点でウエハ表面に対して直
角にウエハに衝突するイオンビームを発生することので
きる走査装置を提供する必要性が生まれてきた。この場
合、ビームはウエハの全直径を横切って延びており、従
って、ビームの初期走査方向に対して直角方向の付加的
な走査が要求される。
【０００３】同時に、広範囲の変化に富んだ注入角度で
ウエハに注入し、かつ注入時にウエハを回転する必要が
ある。
ウエハに注入し、かつ注入時にウエハを回転する必要が
ある。
【０００４】上記に加えて、ウエハ処理装置の処理能力
を改善し、一方、同時に処理時における微粒子汚染を最
小とする絶え間ない努力がなされている。
を改善し、一方、同時に処理時における微粒子汚染を最
小とする絶え間ない努力がなされている。
【０００５】従来技術において、特に、平行ビーム走査
及び／又は高傾斜角注入及びウエハ回転に適応する幾つ
かのエンドステーションがある。例としては、本出願の
譲受人に譲渡された、レイによる米国特許第4,975,586
号及びノガミ等による米国特許第5,003,183 号が含まれ
る。
及び／又は高傾斜角注入及びウエハ回転に適応する幾つ
かのエンドステーションがある。例としては、本出願の
譲受人に譲渡された、レイによる米国特許第4,975,586
号及びノガミ等による米国特許第5,003,183 号が含まれ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記特許に開示された
装置は上述の要求をいくらかは満たしてはいるが十分で
はない。それゆえ、本発明の目的は、ウエハのローデン
グ／アンローデング装置、ウエハローデング装置及び真
空室間のロードロック、及び真空室内のウエハ操作装置
を含む改善されたイオン注入機用エンドステーションを
提供することである。
装置は上述の要求をいくらかは満たしてはいるが十分で
はない。それゆえ、本発明の目的は、ウエハのローデン
グ／アンローデング装置、ウエハローデング装置及び真
空室間のロードロック、及び真空室内のウエハ操作装置
を含む改善されたイオン注入機用エンドステーションを
提供することである。
【０００７】本発明の他の目的及び利益は、添付の図面
に関連して考察するとき、下記の説明によって明らかに
なるであろう。
に関連して考察するとき、下記の説明によって明らかに
なるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のイオン注入機用エンドステーションは、ロ
ーデング装置、ロードロック装置、真空室及び真空室内
のウエハ・ハンドラーを備えている。そして、特に、ウ
エハ・ハンドラーが第１ウエハ支持体と、第１ウエハ支
持体に支持されたウエハの表面に対して平行な第１軸線
の回りに第１ウエハ支持体を回転し、かつ第１ウエハ支
持体を直線に沿って移送する手段とを備えていることを
特徴としている。
に、本発明のイオン注入機用エンドステーションは、ロ
ーデング装置、ロードロック装置、真空室及び真空室内
のウエハ・ハンドラーを備えている。そして、特に、ウ
エハ・ハンドラーが第１ウエハ支持体と、第１ウエハ支
持体に支持されたウエハの表面に対して平行な第１軸線
の回りに第１ウエハ支持体を回転し、かつ第１ウエハ支
持体を直線に沿って移送する手段とを備えていることを
特徴としている。
【０００９】また、ロードロック装置は、ローデング装
置と真空室との間に形成され、ローデング装置からウエ
ハを受け取る上部部材とウエハをロードロックからウエ
ハ・ハンドラーに移送する移送アームによって作動可能
に位置決めし係合させる下部部材とを備えている。
置と真空室との間に形成され、ローデング装置からウエ
ハを受け取る上部部材とウエハをロードロックからウエ
ハ・ハンドラーに移送する移送アームによって作動可能
に位置決めし係合させる下部部材とを備えている。
【００１０】ウエハ・ハンドラーは、多軸アーム装置端
部のウエハ−受取用プラテン・アセンブリを含んでい
る。
部のウエハ−受取用プラテン・アセンブリを含んでい
る。
【００１１】
【作用】このような構成により、アーム装置は高及び低
入射角の注入角度にウエハを位置決め可能で、このウエ
ハをウエハ表面に対して直角の軸線の回りに回転でき、
プラテン・アセンブリのいずれの傾斜位置においてもウ
エハ傾斜軸線を遮る直線に沿ってウエハの走査運動を行
わせることができる。
入射角の注入角度にウエハを位置決め可能で、このウエ
ハをウエハ表面に対して直角の軸線の回りに回転でき、
プラテン・アセンブリのいずれの傾斜位置においてもウ
エハ傾斜軸線を遮る直線に沿ってウエハの走査運動を行
わせることができる。
【００１２】
【実施例】図１において、本発明のエンドステーション
10は、ウエハ・ローデング装置12、ロードロック装置1
4、及び真空室16内に配設されたウエハ・ハンドラー15
を備えている。
10は、ウエハ・ローデング装置12、ロードロック装置1
4、及び真空室16内に配設されたウエハ・ハンドラー15
を備えている。
【００１３】ローデング装置 ローデング装置12は大気内で作動し、プラットフォーム
18、プラットフォーム18上に取付けられた第１，第２の
回転可能なカセット受取装置20a,20b 、プラットフォー
ム上の円周パターンＣ内に配置された複数のカセット・
ステーション22a,22b,22c,22d 、カセット円周上に載置
されたウエハ・オリエンタ23及び円周軸線上のロボット
式ウエハ・ハンドラー24を備えている。
18、プラットフォーム18上に取付けられた第１，第２の
回転可能なカセット受取装置20a,20b 、プラットフォー
ム上の円周パターンＣ内に配置された複数のカセット・
ステーション22a,22b,22c,22d 、カセット円周上に載置
されたウエハ・オリエンタ23及び円周軸線上のロボット
式ウエハ・ハンドラー24を備えている。
【００１４】回転可能なカセット受取装置20a は外部供
給源から装填される適所に実線で示されている。カセッ
ト受取装置20b は円周Ｃ上にカセット26を載置する位置
で回転され鎖線で示されている。カセット受取装置20a
はローデング装置の前でカセットを受取り、それをカセ
ット・ステーション22a に受け渡すことができ、及び受
取装置20b はカセットを受取り、それをカセット・ステ
ーション22c に受け渡すことができることがわかる。カ
セット・ステーション22d は、カセットを手動で位置決
めする緩衝装置である。回転受取装置は本発明の一部で
はない幾つかの商業的に入手可能な機構から選択するこ
とができる。ウエハ・オリエンタ23は又円周Ｃ上に配置
され、従来技術により公知なように、ウエハを、注入用
の適当な角度オリエンテーションに載置する。
給源から装填される適所に実線で示されている。カセッ
ト受取装置20b は円周Ｃ上にカセット26を載置する位置
で回転され鎖線で示されている。カセット受取装置20a
はローデング装置の前でカセットを受取り、それをカセ
ット・ステーション22a に受け渡すことができ、及び受
取装置20b はカセットを受取り、それをカセット・ステ
ーション22c に受け渡すことができることがわかる。カ
セット・ステーション22d は、カセットを手動で位置決
めする緩衝装置である。回転受取装置は本発明の一部で
はない幾つかの商業的に入手可能な機構から選択するこ
とができる。ウエハ・オリエンタ23は又円周Ｃ上に配置
され、従来技術により公知なように、ウエハを、注入用
の適当な角度オリエンテーションに載置する。
【００１５】ウエハ28はカセット・ステーション22から
オリエンタ23、オリエンタからロボット式ウエハ・ハン
ドラー24によってロードロック装置14に移送される。ウ
エハ・ハンドラ24は米国特許第5,046,992 号に記載され
たタイプでよく、ここに参考として含まれる。ロボット
24は円周Ｃの軸30上に配置され、第１アーム25、第１ア
ームに旋回可能に連結された第２アーム27、及び第２ア
ームに旋回可能に連結された第３アーム29を備え、第３
アーム29はその端部にウエハ・リテーナ32を有してい
る。米国特許第5,046,992 号において詳細に記載されて
いるように、ロボット24はカセット及びオリエンタと一
直線になるように軸30の回りを回転することができ、ア
ームは、ウエハの所望の角度方向を維持する一方、ウエ
ハ・リテーナ要素がウエハのピックアップ及び載置のた
め半径方向に移動できるように相互に連結されている。
ロボットは、また、図２に示す位置からカセット内の他
のウエハ、及びロードロック装置と一直線になる上昇位
置に移動可能である。
オリエンタ23、オリエンタからロボット式ウエハ・ハン
ドラー24によってロードロック装置14に移送される。ウ
エハ・ハンドラ24は米国特許第5,046,992 号に記載され
たタイプでよく、ここに参考として含まれる。ロボット
24は円周Ｃの軸30上に配置され、第１アーム25、第１ア
ームに旋回可能に連結された第２アーム27、及び第２ア
ームに旋回可能に連結された第３アーム29を備え、第３
アーム29はその端部にウエハ・リテーナ32を有してい
る。米国特許第5,046,992 号において詳細に記載されて
いるように、ロボット24はカセット及びオリエンタと一
直線になるように軸30の回りを回転することができ、ア
ームは、ウエハの所望の角度方向を維持する一方、ウエ
ハ・リテーナ要素がウエハのピックアップ及び載置のた
め半径方向に移動できるように相互に連結されている。
ロボットは、また、図２に示す位置からカセット内の他
のウエハ、及びロードロック装置と一直線になる上昇位
置に移動可能である。
【００１６】作動において、ウエハはロボット24によっ
てカセット26のいずれかから所望の方向を得ることので
きるウエハ・オリエンタまで移送され、その後、ウエハ
はオリエンタから除去され、又円Ｃ周上に中心があるロ
ードロック装置14に移送される。
てカセット26のいずれかから所望の方向を得ることので
きるウエハ・オリエンタまで移送され、その後、ウエハ
はオリエンタから除去され、又円Ｃ周上に中心があるロ
ードロック装置14に移送される。
【００１７】ロードロック 特に図２において、ロードロック14は上部ロードロック
・アセンブリ34 及び下部ロードロック・アセンブリ36
からなり、かつロボット・アーム24によってローデング
装置12から移送されたウエハを受け取るように位置決め
されている。上部ロードロックは壁部42に沿ったカバー
プレート41の上面と密封的に係合された鉢状部材40を有
し、プレート43は真空室16の延長部を形成している。
又、上部ロードロックは部材40を垂直方向に作動的に移
動する垂直駆動機構44を有しており、これによって部材
40をプレート41から離脱させ、ウエハ28の挿入のためロ
ボットアームをロードロック装置に進入することを可能
とする。垂直駆動機構44は平行運動を与えるための多く
の周知の機構のひとつであってよく、真空室の外側に、
かつ部材40に固定されロータリアクチュエータ47によっ
て駆動されるロッド46に旋回可能に支承された平行四辺
形のリンク装置45としてここに図示されており、これに
より部材40の正確な垂直運動を確実なものとする。
・アセンブリ34 及び下部ロードロック・アセンブリ36
からなり、かつロボット・アーム24によってローデング
装置12から移送されたウエハを受け取るように位置決め
されている。上部ロードロックは壁部42に沿ったカバー
プレート41の上面と密封的に係合された鉢状部材40を有
し、プレート43は真空室16の延長部を形成している。
又、上部ロードロックは部材40を垂直方向に作動的に移
動する垂直駆動機構44を有しており、これによって部材
40をプレート41から離脱させ、ウエハ28の挿入のためロ
ボットアームをロードロック装置に進入することを可能
とする。垂直駆動機構44は平行運動を与えるための多く
の周知の機構のひとつであってよく、真空室の外側に、
かつ部材40に固定されロータリアクチュエータ47によっ
て駆動されるロッド46に旋回可能に支承された平行四辺
形のリンク装置45としてここに図示されており、これに
より部材40の正確な垂直運動を確実なものとする。
【００１８】下部ロードロック・アセンブリ36は、部材
40と同心的に、かつカバープレート41の底面と密封的に
係合可能な円筒形の弁板49と、垂直駆動アセンブリ50と
からなっている。駆動アセンブリは、一方の端部で弁板
49に、他方の端部でロータリ−リニア・駆動機構52に連
結された作動ロッド51を備えている。ロッド51は、プレ
ート43に密封的に取付けられたリニア軸受アセンブリ53
によって支持され、かつ一直線にされる。ロッド51は真
空室を貫通しているので、金属製ベローズ54がロッドを
包み込み、かつ弁板49の底部及び軸受アセンブリ53に密
封的に取付けられている。
40と同心的に、かつカバープレート41の底面と密封的に
係合可能な円筒形の弁板49と、垂直駆動アセンブリ50と
からなっている。駆動アセンブリは、一方の端部で弁板
49に、他方の端部でロータリ−リニア・駆動機構52に連
結された作動ロッド51を備えている。ロッド51は、プレ
ート43に密封的に取付けられたリニア軸受アセンブリ53
によって支持され、かつ一直線にされる。ロッド51は真
空室を貫通しているので、金属製ベローズ54がロッドを
包み込み、かつ弁板49の底部及び軸受アセンブリ53に密
封的に取付けられている。
【００１９】弁板49はこの上に取付けられたウエハ受取
用プラテン55を有し、図２の実線で示された第１の位置
と、破線で示された第２の位置との間を移動可能であ
り、第１の位置においては、弁板49はプレート41と密封
的に係合され、かつ上部ロードロックの開放時にプラテ
ン55はウエハをロボット24へ又はロボットから移送する
適所にあり、第２の位置においては、プラテン55は、プ
ラテンとウエハ移送用アーム・アセンブリ56との間でウ
エハを移送するため真空室内の適所に降下され、アーム
・アセンブリはロードロックからウエハ・ハンドラー15
に作動的に移送する。
用プラテン55を有し、図２の実線で示された第１の位置
と、破線で示された第２の位置との間を移動可能であ
り、第１の位置においては、弁板49はプレート41と密封
的に係合され、かつ上部ロードロックの開放時にプラテ
ン55はウエハをロボット24へ又はロボットから移送する
適所にあり、第２の位置においては、プラテン55は、プ
ラテンとウエハ移送用アーム・アセンブリ56との間でウ
エハを移送するため真空室内の適所に降下され、アーム
・アセンブリはロードロックからウエハ・ハンドラー15
に作動的に移送する。
【００２０】ウエハ移送用アーム・アセンブリ 図３において、ウエハ移送用アセンブリ56は、真空室を
通って突出し真空室に固定されたハウジング58、ハウジ
ング内に入れられた強磁性流体真空ロータリ・フィード
スルー62 を介して延びる外部シャフト60、ハウジング6
7内にある、ボール・スプライン・アセンブリ66によっ
て支持され外部シャフトに対して直線運動をなす内部シ
ャフト64、内部シャフトに取付けられた移送アーム68、
内部シャフト64に連結された直線駆動機構70、及び外部
シャフトに連結された回転駆動機構72を備えている。ボ
ール・スプライン・アセンブリ66は外部シャフトに固定
されたハウジング67内に収納され、かつ外部シャフトと
内部シャフトとを連結している。
通って突出し真空室に固定されたハウジング58、ハウジ
ング内に入れられた強磁性流体真空ロータリ・フィード
スルー62 を介して延びる外部シャフト60、ハウジング6
7内にある、ボール・スプライン・アセンブリ66によっ
て支持され外部シャフトに対して直線運動をなす内部シ
ャフト64、内部シャフトに取付けられた移送アーム68、
内部シャフト64に連結された直線駆動機構70、及び外部
シャフトに連結された回転駆動機構72を備えている。ボ
ール・スプライン・アセンブリ66は外部シャフトに固定
されたハウジング67内に収納され、かつ外部シャフトと
内部シャフトとを連結している。
【００２１】ハウジング58はフランジ74によって真空室
の壁に固定され、かつＯリング76によってその壁に密封
された円筒形部材である。
の壁に固定され、かつＯリング76によってその壁に密封
された円筒形部材である。
【００２２】内部シャフト64はボール・スプライン・ア
センブリに支持されて直線運動をし、かつその上端は移
送アーム68に固定されたハブ部材80に取付けられてい
る。ベローズ82がハブ80及びハウジング67間に装着され
て、エンド・ステーションの完全な真空を保持してい
る。直線駆動機構70はシャフト64 に直線運動を与える
ことのできる、利用可能な幾つかの機構のうちのひとつ
でよく、又ここで詳細な説明はしない。ここに説明され
たような回転駆動機構72は真空室の外部に取付けられた
サーボモータ84及び外部シャフト60上で作動する歯付き
ベルト／プーリ装置86からなる。
センブリに支持されて直線運動をし、かつその上端は移
送アーム68に固定されたハブ部材80に取付けられてい
る。ベローズ82がハブ80及びハウジング67間に装着され
て、エンド・ステーションの完全な真空を保持してい
る。直線駆動機構70はシャフト64 に直線運動を与える
ことのできる、利用可能な幾つかの機構のうちのひとつ
でよく、又ここで詳細な説明はしない。ここに説明され
たような回転駆動機構72は真空室の外部に取付けられた
サーボモータ84及び外部シャフト60上で作動する歯付き
ベルト／プーリ装置86からなる。
【００２３】図１において、リング状ウエハ受取部材87
は移送アーム68のどちらの端部にも形成されている。
は移送アーム68のどちらの端部にも形成されている。
【００２４】図１の実線位置において、移送アーム68は
ウエハの注入時のような場合には非作動位置にある。ウ
エハをロードロック装置14からウエハ・ハンドラー15に
移送すべきときに、移送アームは図１の破線位置に回転
され、図２に示すような下降位置に置かれる。このと
き、下部ロードロック・アセンブリは図２の破線で示さ
れるその下降位置にくる。つぎに移送アームはわずかに
上昇されて、ウエハをロードロック・プラテン55からつ
まみ上げ、つぎに180 度回転され、受取部材87を適所に
配置し、注入のためウエハ・ハンドラー15上にウエハを
載置する。この回転時において、移送アームの対向端部
上の注入済ウエハは、ローデング装置への逆移送のため
下部ロードロック・アセンブリに同時に移送されること
が理解されるであろう。
ウエハの注入時のような場合には非作動位置にある。ウ
エハをロードロック装置14からウエハ・ハンドラー15に
移送すべきときに、移送アームは図１の破線位置に回転
され、図２に示すような下降位置に置かれる。このと
き、下部ロードロック・アセンブリは図２の破線で示さ
れるその下降位置にくる。つぎに移送アームはわずかに
上昇されて、ウエハをロードロック・プラテン55からつ
まみ上げ、つぎに180 度回転され、受取部材87を適所に
配置し、注入のためウエハ・ハンドラー15上にウエハを
載置する。この回転時において、移送アームの対向端部
上の注入済ウエハは、ローデング装置への逆移送のため
下部ロードロック・アセンブリに同時に移送されること
が理解されるであろう。
【００２５】ウエハ・ハンドラー ウエハ・ハンドラー15は、３軸アーム・アセンブリ88、
アーム・アセンブリの外部部材に取付けられたウエハ受
取プラテン・アセンブリ90、及び外部部材に取付けら
れ、その軸の回りにプラテンを作動可能に回転する回転
駆動装置92からなる。
アーム・アセンブリの外部部材に取付けられたウエハ受
取プラテン・アセンブリ90、及び外部部材に取付けら
れ、その軸の回りにプラテンを作動可能に回転する回転
駆動装置92からなる。
【００２６】特に図４において、アーム・アセンブリ
は、中空外部軸94、外部軸内に支持され回転する内部軸
96、内部軸に固定された第１アーム・アセンブリ98、第
１アームの外端部に固定された第１アクスル100 、アク
スル100 に取付けられその回りを回転する第２アーム・
アセンブリ102 、第２アーム・アセンブリ102 の外端部
に固定された第２アクスル104 、及び第２アクスルに取
付けられその回りを回転する第３アーム・アセンブリ10
6 からなる。
は、中空外部軸94、外部軸内に支持され回転する内部軸
96、内部軸に固定された第１アーム・アセンブリ98、第
１アームの外端部に固定された第１アクスル100 、アク
スル100 に取付けられその回りを回転する第２アーム・
アセンブリ102 、第２アーム・アセンブリ102 の外端部
に固定された第２アクスル104 、及び第２アクスルに取
付けられその回りを回転する第３アーム・アセンブリ10
6 からなる。
【００２７】第３アーム・アセンブリ106 は、プレート
108 、プレートに固定され第１及び第２軸に平行に延び
るハウジング110 、ハウジング110 に取付けられ回転す
るプラテン・アセンブリ90、プラテン・アセンブリ上に
取付けられたプラテン148 、及びハウジング上に取付け
られプラテン・アセンブリ90をその軸線の回りに作動可
能に回転する駆動装置92からなる。
108 、プレートに固定され第１及び第２軸に平行に延び
るハウジング110 、ハウジング110 に取付けられ回転す
るプラテン・アセンブリ90、プラテン・アセンブリ上に
取付けられたプラテン148 、及びハウジング上に取付け
られプラテン・アセンブリ90をその軸線の回りに作動可
能に回転する駆動装置92からなる。
【００２８】特に図１及び図４において、ウエハ・ハン
ドラーの駆動要素が詳細に示されている。駆動装置は全
体のウエハ・ハンドラー・アセンブリをその軸線112 の
回りに回転することができ、かつプラテン・アセンブリ
90をハンドラー・アセンブリのいずれの角度位置にも直
線方向に移動することができる。この駆動装置は米国特
許第5,046,992 号に示されたような従来技術としてよく
知られており、その基本的要素のみここに詳細に記載さ
れる。内部軸96はハーモニック減速装置116 を介して第
１サーボモータ114 によって駆動される。軸96は強磁性
密封アセンブリ118 を通って延び、第１アーム・アセン
ブリ98を囲むハウジング122 に固定されている。外部軸
94は強磁性シール124 を通って延び、第１プーリ126 に
固定されている。第２プーリ128 は、ハウジング122 に
固定された第１アクスル100 上に取付けられて回転す
る。第１および第２プーリーは両プーリに固定されたス
テンレス鋼のベルト130 によって連結されている。
ドラーの駆動要素が詳細に示されている。駆動装置は全
体のウエハ・ハンドラー・アセンブリをその軸線112 の
回りに回転することができ、かつプラテン・アセンブリ
90をハンドラー・アセンブリのいずれの角度位置にも直
線方向に移動することができる。この駆動装置は米国特
許第5,046,992 号に示されたような従来技術としてよく
知られており、その基本的要素のみここに詳細に記載さ
れる。内部軸96はハーモニック減速装置116 を介して第
１サーボモータ114 によって駆動される。軸96は強磁性
密封アセンブリ118 を通って延び、第１アーム・アセン
ブリ98を囲むハウジング122 に固定されている。外部軸
94は強磁性シール124 を通って延び、第１プーリ126 に
固定されている。第２プーリ128 は、ハウジング122 に
固定された第１アクスル100 上に取付けられて回転す
る。第１および第２プーリーは両プーリに固定されたス
テンレス鋼のベルト130 によって連結されている。
【００２９】第２プーリ128 は第２アーム・アセンブリ
102 を囲むハウジング132 に固定され、一方、第１アク
スル100 は第２アーム内の第３プーリ134 に固定されて
いる。第４プーリ136 はウエハ・ハンドラーの第３アー
ム106 に固定され、ハウジング132 に固定された第２ア
クスル104 に取付けられ回転する。第３および第４プー
リは両プーリに固定されたステンレス鋼のベルト133 に
よって連結されている。サーボモータによる内部軸96の
回転によって、軸線112 に直角な線に沿った第３アーム
・アセンブリ106 （およびそれによるウエハ28）の直線
運動が行われる。
102 を囲むハウジング132 に固定され、一方、第１アク
スル100 は第２アーム内の第３プーリ134 に固定されて
いる。第４プーリ136 はウエハ・ハンドラーの第３アー
ム106 に固定され、ハウジング132 に固定された第２ア
クスル104 に取付けられ回転する。第３および第４プー
リは両プーリに固定されたステンレス鋼のベルト133 に
よって連結されている。サーボモータによる内部軸96の
回転によって、軸線112 に直角な線に沿った第３アーム
・アセンブリ106 （およびそれによるウエハ28）の直線
運動が行われる。
【００３０】外部軸94は、ハーモニック減速装置140
と、第１サーボモータ114 を支持するハウジング144 に
固定されたスプロケットを駆動するチェーン駆動装置14
2 とを通して、第２サーボモータ138 によって駆動され
る。外部軸94が第２モータによって駆動されたとき、内
部軸も回転する。従って、全体のアーム・アセンブリ88
は、第１、第２及び第３アーム間の相対的位置の変化が
なく軸線112 の回りを回転する。
と、第１サーボモータ114 を支持するハウジング144 に
固定されたスプロケットを駆動するチェーン駆動装置14
2 とを通して、第２サーボモータ138 によって駆動され
る。外部軸94が第２モータによって駆動されたとき、内
部軸も回転する。従って、全体のアーム・アセンブリ88
は、第１、第２及び第３アーム間の相対的位置の変化が
なく軸線112 の回りを回転する。
【００３１】第３アーム・アセンブリは、プレート108
、ハウジングに固定されたハウジング110 及びカバー
・プレート146 の両者、およびハウジングに取付けられ
たプラテン・アセンブリ90を含んでいる。ここに幾らか
概略的に示されたプラテン・アセンブリはウエハの表面
に対して直角な軸線150 の回りを回転するように取付け
られた、プラテン48を有している。回転駆動装置92は、
ハウジング110 に取付けられたモータ152 、プラテン14
8 に取付けられ、軸96とハウジング122 間に受け入れら
れた強磁性密封アセンブリ158 内に回転可能に取付けら
れたプラテン駆動軸156 、及び駆動軸156 及びモータ15
2 の出力軸を連結するチェーン駆動装置160 からなり、
尚、強磁性密封アセンブリは駆動軸とハウジングとの間
に装着されている。
、ハウジングに固定されたハウジング110 及びカバー
・プレート146 の両者、およびハウジングに取付けられ
たプラテン・アセンブリ90を含んでいる。ここに幾らか
概略的に示されたプラテン・アセンブリはウエハの表面
に対して直角な軸線150 の回りを回転するように取付け
られた、プラテン48を有している。回転駆動装置92は、
ハウジング110 に取付けられたモータ152 、プラテン14
8 に取付けられ、軸96とハウジング122 間に受け入れら
れた強磁性密封アセンブリ158 内に回転可能に取付けら
れたプラテン駆動軸156 、及び駆動軸156 及びモータ15
2 の出力軸を連結するチェーン駆動装置160 からなり、
尚、強磁性密封アセンブリは駆動軸とハウジングとの間
に装着されている。
【００３２】図5aは、図２に示すウエハ28の位置を示
し、ウエハがイオンビーム172 に対して直角な面からわ
ずかに傾斜した角度位置にある。図5bは、全体のウエハ
・ハンドラー15が一方の方向における高角度注入に適し
た位置に回転された位置を図示し、図5cは反対方向にお
ける高角度注入の位置を図示している。図5dは、移動ア
ーム・アセンブリ56によってウエハがプラテン148 上に
載置されもしくはプラテンから取り外される位置のウエ
ハ・ハンドラーを図示している。注入されたウエハ28の
平らな表面は軸線112 、及びすべての平行移動と傾斜位
置とにおけるイオンビーム172 の中心線を常に遮ぎって
いることに注目すべきである。
し、ウエハがイオンビーム172 に対して直角な面からわ
ずかに傾斜した角度位置にある。図5bは、全体のウエハ
・ハンドラー15が一方の方向における高角度注入に適し
た位置に回転された位置を図示し、図5cは反対方向にお
ける高角度注入の位置を図示している。図5dは、移動ア
ーム・アセンブリ56によってウエハがプラテン148 上に
載置されもしくはプラテンから取り外される位置のウエ
ハ・ハンドラーを図示している。注入されたウエハ28の
平らな表面は軸線112 、及びすべての平行移動と傾斜位
置とにおけるイオンビーム172 の中心線を常に遮ぎって
いることに注目すべきである。
【００３３】本発明における他の観点において、図２及
び図４を参照して、リニア・エンコーダ162 がウエハ・
ハンドラー上に取付けられ、図２の矢印164 によって示
される機械的走査方向の基準線に対するウエハの位置に
比例する信号を与える。この装置は、ウエハ・ハンドラ
ーの外部軸94に取付けられたスケール要素166 、及び第
３アーム・アセンブリ106 に固定され、スケールに沿っ
て移動可能なセンサ168 を備えている。採用されたエン
コーダはハーデンハイン・コーポレーション製造のLIDA
Model 201である。
び図４を参照して、リニア・エンコーダ162 がウエハ・
ハンドラー上に取付けられ、図２の矢印164 によって示
される機械的走査方向の基準線に対するウエハの位置に
比例する信号を与える。この装置は、ウエハ・ハンドラ
ーの外部軸94に取付けられたスケール要素166 、及び第
３アーム・アセンブリ106 に固定され、スケールに沿っ
て移動可能なセンサ168 を備えている。採用されたエン
コーダはハーデンハイン・コーポレーション製造のLIDA
Model 201である。
【００３４】図１及び図６において、リニア・エンコー
ダは、走査用モータが線量制御器170 によって制御され
る線量制御装置に使用されており、線量制御器はリニア
・エンコーダ162 及びウエハの正面でかつその端部に隣
接して配置された線量計172からの入力を受ける。機械
的走査方向のウエハの位置は、スキャン駆動装置のロー
タリ・エンコーダから推定的というよりむしろ直接的に
検知されるので、装置はこれまで可能だったものより正
確な位置信号を与えることができる。
ダは、走査用モータが線量制御器170 によって制御され
る線量制御装置に使用されており、線量制御器はリニア
・エンコーダ162 及びウエハの正面でかつその端部に隣
接して配置された線量計172からの入力を受ける。機械
的走査方向のウエハの位置は、スキャン駆動装置のロー
タリ・エンコーダから推定的というよりむしろ直接的に
検知されるので、装置はこれまで可能だったものより正
確な位置信号を与えることができる。
【００３５】作 動 ウエハのカセットロードは、カセット・ステーション22
a,22c に移送するためカセット・ステーション22b 及び
カセット受取装置20a,20b 上に直接載置される。注入さ
れるウエハはカセット・ステーションのひとつから選択
され、ロボット・ハンドラー24からウエハ・オリエンタ
23に移送される。この時点で、下部ロードロック・アセ
ンブリ36は図２に示すような上部即ち閉鎖位置にあり、
上部ロードロック・アセンブリ34は開放されている。次
に、ロボット24はウエハをオリエンタから移送し、下部
ロードロック・アセンブリのプラテン55上に載置し、そ
の後、上部ロードロック・アセンブリは閉鎖され下降す
る。次に下部ロードロックはその下降位置に移動される
ことにより開放され、ウエハ移送アーム68が図２の破線
位置に回転されウエハをピックアップする。次にウエハ
アームは180 度回転され、図5dに示される位置に置かれ
ていたウエハ・ハンドラー15のプラテン148上に載置す
る位置に置かれる。ウエハ・ハンドラー15は次に注入の
ため図5a〜5cに示されたような位置に回転される。
a,22c に移送するためカセット・ステーション22b 及び
カセット受取装置20a,20b 上に直接載置される。注入さ
れるウエハはカセット・ステーションのひとつから選択
され、ロボット・ハンドラー24からウエハ・オリエンタ
23に移送される。この時点で、下部ロードロック・アセ
ンブリ36は図２に示すような上部即ち閉鎖位置にあり、
上部ロードロック・アセンブリ34は開放されている。次
に、ロボット24はウエハをオリエンタから移送し、下部
ロードロック・アセンブリのプラテン55上に載置し、そ
の後、上部ロードロック・アセンブリは閉鎖され下降す
る。次に下部ロードロックはその下降位置に移動される
ことにより開放され、ウエハ移送アーム68が図２の破線
位置に回転されウエハをピックアップする。次にウエハ
アームは180 度回転され、図5dに示される位置に置かれ
ていたウエハ・ハンドラー15のプラテン148上に載置す
る位置に置かれる。ウエハ・ハンドラー15は次に注入の
ため図5a〜5cに示されたような位置に回転される。
【００３６】注入時において、平行なリボン・ビーム17
2 が（図に示されない手段により）ひとつの軸線に発生
され、走査用モータ114 が駆動され、直交軸上にウエハ
の走査を行う。実施される注入処理において走査を要求
する場合、ウエハ28は回転駆動装置92によってその表面
に対して直角な軸線の回りを回転することができる。
2 が（図に示されない手段により）ひとつの軸線に発生
され、走査用モータ114 が駆動され、直交軸上にウエハ
の走査を行う。実施される注入処理において走査を要求
する場合、ウエハ28は回転駆動装置92によってその表面
に対して直角な軸線の回りを回転することができる。
【００３７】連続注入作業時においては、注入されたウ
エハは上述の移送作業と実質的に同時にロード・ステー
ションに逆移送されることが理解されであろう。
エハは上述の移送作業と実質的に同時にロード・ステー
ションに逆移送されることが理解されであろう。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、ウエハ・ハンドラー第
１ウエハ支持体と、第１ウエハ支持体に支持されたウエ
ハの表面に対して平行な第１軸線の回りに第１ウエハ支
持体を回転し、かつ第１ウエハ支持体を直線に沿って移
送する手段とを備えているので、アーム装置は高及び低
入射角の注入角度にウエハを位置決め可能で、このウエ
ハをウエハ表面に対して直角の軸線の回りに回転でき、
プラテン・アセンブリのいずれの傾斜位置においてもウ
エハ傾斜軸線を遮る直線に沿ってウエハの走査運動を行
わせることができる。
１ウエハ支持体と、第１ウエハ支持体に支持されたウエ
ハの表面に対して平行な第１軸線の回りに第１ウエハ支
持体を回転し、かつ第１ウエハ支持体を直線に沿って移
送する手段とを備えているので、アーム装置は高及び低
入射角の注入角度にウエハを位置決め可能で、このウエ
ハをウエハ表面に対して直角の軸線の回りに回転でき、
プラテン・アセンブリのいずれの傾斜位置においてもウ
エハ傾斜軸線を遮る直線に沿ってウエハの走査運動を行
わせることができる。
【図１】見やすくするため部品を除去した本発明の平面
図である。
図である。
【図２】部品を除去した本発明の立面図である。
【図３】部分的に断面を示した移送アーム・アセンブリ
の拡大立面図である。
の拡大立面図である。
【図４】本発明のウエハ・ハンドラーの拡大部分図であ
る。
る。
【図５】本発明のウエハ・ハンドラー及びウエハ・ホル
ダの典型的な位置を示す概略図で、 (a)は図２に示すウ
エハ位置、(b) は高角度注入に適した一方の方向におけ
る位置、(c) は(b) と反対方向の位置、(d) はウエハが
プラテン上に載置または取り外される位置を示す。
ダの典型的な位置を示す概略図で、 (a)は図２に示すウ
エハ位置、(b) は高角度注入に適した一方の方向におけ
る位置、(c) は(b) と反対方向の位置、(d) はウエハが
プラテン上に載置または取り外される位置を示す。
【図６】本発明の線量制御装置の概略ブロック図であ
る。
る。
10 エンドステーション 12 ローデング装置 14 ロードロック装置 15 ウエハ・ハンドラー 28 ウエハ 98 第１アーム 102 第２アーム 106 第３アーム 148 プラテン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドーゼイ テイラー スミス アメリカ合衆国 テキサス 78759 オー スチン ラストリング オークス トレイ ル 6709 (72)発明者 アンドリュー マーロー レイ アメリカ合衆国 テキサス 78759 オー スチン サルトン ドライブ 6009
Claims (14)
- 【請求項１】 ローデング装置(12)と、該ローデング装
置に隣接したロードロック装置(14)と、該ロードロック
装置に隣接した真空室(16)と、該真空室内のウエハ・ハ
ンドラー(15)とを有し、前記ローデング装置と真空室と
の間に前記ロードロック装置が形成される、イオン注入
機用エンドステーション(10)において、 前記ウエハ・ハンドラーが第１ウエハ支持体(148) と、
該第１ウエハ支持体に支持されたウエハ(28)の表面に対
して平行な第１軸線(112) の回りに前記第１ウエハ支持
体を回転し、かつ前記第１ウエハ支持体を直線に沿って
移送する手段(98,102,106)とを備えていることを特徴と
するエンドステーション。 - 【請求項２】 前記ウエハ・ハンドラーが、ウエハ表面
に直角な第２軸線(150) の回りに前記ウエハ支持体を回
転する手段(152,156) を更に備えていることを特徴とす
る請求項１のエンドステーション。 - 【請求項３】 前記ウエハ支持体を回転する手段及び前
記ウエハ支持体を移送する手段が前記真空室の外側に取
付けられたモータ駆動手段(114,138) を含んでいること
を特徴とする請求項１のエンドステーション。 - 【請求項４】 前記直線は、前記第１ウエハ支持体の第
１軸線回りのいずれの回転位置においてもウエハ表面に
対して平行な前記軸線を遮ることを特徴とする請求項１
のエンドステーション。 - 【請求項５】 ウエハを前記ロードロック装置からウエ
ハ・ハンドラーに移送する手段を含み、該手段は第３の
垂直軸線の回りに回転しかつ該第３軸線に沿って移送す
るように取付けられたアーム(68)と、該アームに取付け
られたウエハ受取手段(87)と、該ウエハ受取手段が前記
第１ウエハ支持体と垂直に一直線になる第１の位置と前
記ウエハ受取手段が前記ロードロック内にある第２位置
との間で前記アームを回転させる第１駆動手段(72)とを
備えていることを特徴とする請求項１のエンドステーシ
ョン。 - 【請求項６】 前記ロードロック装置は第２ウエハ支持
体(55)を有し、該第２ウエハ支持体及び第１ウエハ支持
体は円周上に配置され、その円周の中心は前記第３軸線
であり、前記第１ウエハ受取手段は前記円周の半径上の
前記アーム上に位置決めされてなることを特徴とする請
求項５のエンドステーション。 - 【請求項７】 前記ロードロック装置は閉鎖状態と前記
ロードロック装置が大気に開口している開放状態との間
で作動可能な上部ロードロック要素(34)と、閉鎖状態と
前記ロードロック装置が前記真空室に開口している開放
状態との間で作動可能な下部ロードロック要素(36)とを
備えており、前記下部ロードロック要素はその上に前記
第２ウエハ支持体を有していることを特徴とする請求項
６のエンドステーション。 - 【請求項８】 ローデング装置(12)と、該ローデング装
置に隣接したロードロック装置(14)と、該ロードロック
装置に隣接した真空室(16)と、該真空室内のウエハ・ハ
ンドラー(15)とを有し、前記ローデング装置と真空室と
の間に前記ロードロック装置が形成されており、前記ウ
エハ・ハンドラーはウエハを前記ロードロック装置から
受取り、注入のため前記ウエハを前記真空室内に位置決
めするように作動可能な第１ウエハ支持体(148) を備え
ているイオン注入機用エンドステーションにおいて、 ウエハを前記ロードロック装置からウエハ・ハンドラー
に移送する手段(28)を含み、該移送手段は垂直軸線の回
りに回転しかつ該垂直軸線に沿って移送するように取付
けられたアーム(68)と、該アーム上に取付けられた第１
ウエハ受取手段(87)と、該ウエハ受取手段が前記第１ウ
エハ支持体と垂直に一直線になる第１の位置と前記ウエ
ハ受取手段が前記ロードロック内にある第２位置との間
で前記アームを回転させる第１駆動手段(72)とを備えて
いることを特徴とする請求項８のエンドステーション。 - 【請求項９】 前記ロードロック装置は第２ウエハ支持
体(55)を有し、該第２ウエハ支持体及び前記第１ウエハ
支持体は円周上に配置され、その円周の中心は前記垂直
軸線であり、前記第１ウエハ受取手段は前記円周の半径
上の前記アーム上に位置決めされてなることを特徴とす
る請求項８のエンドステーション。 - 【請求項１０】 前記ロードロック装置は閉鎖状態と前
記ロードロック装置が大気に開口している開放状態との
間で作動可能な上部ロードロック要素(34)と、閉鎖状態
と前記ロードロック装置が前記真空室に開口している開
放状態との間で作動可能な下部ロードロック要素(36)と
を備えており、前記下部ロードロック要素はその上に前
記第２ウエハ支持体を有していることを特徴とする請求
項９のエンドステーション。 - 【請求項１１】 前記ウエハ・ハンドラーに取付けられ
たリニア・エンコーダ手段(162) と、前記ウエハ・ハン
ドラーに連結され前記直線運動をなす駆動モータ(114)
と、前記真空室内の適所に取付けられて前記第１ウエハ
支持体上のウエハが受けるイオン線量を検知する線量測
定手段(174) と、前記線量測定手段及び前記リニア・エ
ンコーダの出力の応じて前記直線運動の速度を制御する
モータ制御手段とを含むことを特徴とする請求項１のエ
ンドステーション。 - 【請求項１２】 前記ウエハ・ハンドラーが、前記第１
軸線の回りに回転するように取付けられた第１アーム(9
8)と、前記第１アームに取付けられて相対的回転を行う
第２アーム(102) とを備え、前記第１ウエハ支持体が前
記第３アーム(106) に取付けられてなることを特徴とす
る請求項１のエンドステーション。 - 【請求項１３】 前記ウエハ・ハンドラーに取付けられ
たリニア・エンコーダ(162) と、前記ウエハ・ハンドラ
ーに連結され前記直線運動をなす駆動モータ(114) と、
前記真空室内の適所に取付けられて前記第１ウエハ支持
体上のウエハが受けるイオン線量を検知する線量測定手
段(174) と、前記線量測定手段及び前記リニア・エンコ
ーダの出力の応じて前記直線運動の速度を制御するモー
タ制御手段とを含み、前記リニア・エンコーダ手段は前
記第１アームに取付けられた第１の部材(166) と前記第
３アームに取付けられた第２の部材(168) とを備えてい
ることを特徴とする請求項12のエンドステーション。 - 【請求項１４】 前記第１の部材は細長いスケール部材
を含み、前記第２の部材は前記スケール部材に沿って移
動可能な検出部材を含み、かつ該検出部材は前記スケー
ルに沿った前記検出部材の位置を表示する信号を作動可
能に発生することを特徴とする請求項13のエンドステー
ション。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/847,766 US5229615A (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | End station for a parallel beam ion implanter |
| US847766 | 2001-05-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0644942A true JPH0644942A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3341060B2 JP3341060B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=25301444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06933893A Expired - Fee Related JP3341060B2 (ja) | 1992-03-05 | 1993-03-04 | 平行イオンビームのイオン注入機用エンドステーション |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229615A (ja) |
| EP (1) | EP0559360B1 (ja) |
| JP (1) | JP3341060B2 (ja) |
| DE (1) | DE69323224T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001003938A (ja) * | 1999-04-19 | 2001-01-09 | Applied Materials Inc | 流体軸受面の歪み減少装置 |
| JP2008513955A (ja) * | 2004-09-14 | 2008-05-01 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | 制御されたドーズ量のイオン注入 |
| JP2010520648A (ja) * | 2007-03-06 | 2010-06-10 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | イオン注入システムにおけるウェハ保持ロボットのエンドエフェクタの垂直位置決定 |
| JP2013540361A (ja) * | 2010-10-08 | 2013-10-31 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 同軸駆動真空ロボット |
Families Citing this family (55)
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