JPH07176592A

JPH07176592A - 被処理体の搬入、搬出装置

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Publication number: JPH07176592A
Application number: JP34444793A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ishikawa; 正石川; Yoshiko Takahashi; 佳子高橋
Original assignee: Tel Varian Ltd
Current assignee: Tel Varian Ltd
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-07-14
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: JP3320539B2

Abstract

(57)【要約】【目的】真空処理装置のロードロック室（予備真空
室）に対して搬送装置により、半導体ウエハを収納した
カセットを搬入、搬出する装置においてロードロック室
内への大気の侵入を抑えること。【構成】真空処理装置１及び搬送装置５に夫々光通信
部１０、５０を設け、搬送装置５が真空処理装置１の正
面に位置したときにこれら光通信部１０、５０間で通信
を行って、ウエハのロード、アンロードを行うように構
成する。そして光通信部５０側に、ロードロック室３の
ドア４の開閉信号を持たせ、この開閉信号に基づいてド
ア４の開閉制御を行う。従って例えばドア４はアンロー
ドの直前まで閉じられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被処理体の搬入、搬出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおいて
は成膜処理、エッチング処理、イオン注入など多数の処
理が行われる。このため半導体デバイス製造工場では、
クリーンルーム内に各処理ステーションやウエハカセッ
トが設置され、例えば２５枚の半導体ウエハ（以下ウエ
ハという）をカセット内に収納すると共に、このカセッ
トを有軌道あるいは無軌道の自動搬送ロボットに搭載し
て、処理ステーション及びストッカの間を搬送するよう
にしている。

【０００３】ところでイオン注入などの真空処理を行う
装置においては、真空処理室と外部との間の相互の雰囲
気を隔離するためにロードロック室と呼ばれる予備真空
室が設けられており、搬送ロボットの移載アームによ
り、処理前のウエハを収納したカセットを予備真空室内
に搬入（ロード）し、また処理済みのウエハを収納した
カセットを予備真空室から搬出（アンロード）するよう
にしている。

【０００４】そしてウエハの搬入、搬出を行う場合、予
備真空室のドアが開かれ、また閉じられるが、このドア
の開閉制御は真空処理装置側のコントローラにより行わ
れる。例えばイオン注入が終了し、処理済みのウエハが
ロードロック室内のカセット内に戻され、ロードロック
室内が真空雰囲気から大気雰囲気に戻ると、コントロー
ラからの指令によりロードロック室のドアを開いて待機
し、その後搬送ロボットが到着すると、搬送ロボットの
移載アームによりカセットが搬出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のような
ドアの制御方式においては、ロードロック室のドアが開
いたときに既に搬送ロボットがロードロック室の前に待
機しているかあるいは直ぐに到着するとは限らず、到着
までに長い時間がかかる場合もある。しかしながらロー
ドロック室のドアが長い時間開いていると、パーティク
ルの混入量が増えるため、真空排気時にそのパーティク
ルが巻き上げられて、ウエハの表面に付着してウエハの
汚染の一因になるし、また大気中の水分がロードロック
室内に入り込むことにより、ロードロック室の真空排気
時間が長くなってしまう。そしてドア４が開いていると
きにもロードロック室内へＮ₂ガスを供給し続ければ、
ロードロック室内への大気の混入量は少なくなるが、こ
の場合でも特にロードロック室の開口部周縁から壁に沿
って大気が混入し、時間の経過と共にその量が増えてく
る。

【０００６】更にロードロック室の処理済みのウエハが
長い時間大気にさらされるとウエハの表面に自然酸化膜
が成長するが、当該真空処理装置による真空処理に続い
て行われる次工程によっては、自然酸化膜の介在がデバ
イスの特性に大きな影響を及ぼす場合があり、この場合
には、歩留まりの低下の一因にもなるし、場合によって
は次工程の前に自然酸化膜を除去する工程を追加しなけ
ればならなくなる。

【０００７】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、ロードロック室内への大気
の混入を抑え、処理済みの被処理体表面の自然酸化膜の
成長を抑制することのできる被処理体の搬入、搬出装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の被処理体を収納した容器を載せて外部と真空処理装置
との間で搬送する搬送装置が真空処理装置の予備真空室
に対して、前記容器の受け渡しを行う位置にあるとき
に、搬送装置及び真空処理装置に夫々設けられた通信部
間で通信を行い、これにより容器を予備真空室内に搬入
し、また予備真空室から容器を搬出する被処理体の搬
入、搬出装置において、前記搬送装置に設けられ、予備
真空室の開閉部の開閉信号を真空処理装置側に送信する
ために前記搬送装置の前記通信部に出力する出力部と、
前記真空処理装置に設けられ、真空処理装置の通信部で
受信した前記開閉信号にもとづいて予備真空室の開閉部
の開閉制御を行う制御部と，を有してなることを特徴と
する。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、被処理体を収納した容器が載置され、不活性ガス導
入部を有する容器載置室を搬送装置に設けたことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】真空処理装置にて真空処理が終了した被処理体
は予備真空室内の容器に戻されると共に、予備真空室内
が大気圧の圧力雰囲気となる。一方、搬送装置が容器の
受け渡し位置まで移動してくると、通信部間で通信が行
われるが、このとき搬送装置側から開閉信号が真空処理
装置側に送られる。真空処理側ではこの開閉信号に基づ
いて予備真空室の開閉を行う。例えば予告信号や準備信
号などの通信が行われた後、開閉信号のオン状態に基づ
いて予備真空室の開閉部が開き、搬送装置により容器の
アンロードが行われる。従って予備真空室の開閉部は、
搬送装置が到着した後開くので、無用に長い時間開かれ
ていることがなく、予備真空室内への大気の混入が抑え
られる。また請求項２の発明のように、搬送装置によ
り、被処理体が収納された容器を不活性ガス雰囲気中に
置いて搬送すれば、被処理体の自然酸化膜の成長をより
一層抑えることができる。

【００１１】

【実施例】図１及び図２は、夫々本発明の実施例に係る
装置を示す概観斜視図及び全体構成を示す説明図であ
る。図中１は真空処理装置例えばイオン注入装置であ
り、このイオン注入装置の正面側には、被処理体例えば
２５枚のウエハを収納したウエハカセット（以下「カセ
ット」という）を搬入、搬出するための入出力ポート２
が設けられている。この入出力ポート２には例えば３つ
の予備真空室（以下「ロードロック室」という）３Ａ〜
３Ｃが配設されており、これらロードロック室３（３Ａ
〜３Ｃ）の上部には、カセットＣを搬入、搬出できるよ
うに、またロードロック室３（３Ａ〜３Ｃ）内を気密状
態とするように、例えば昇降機構４１により昇降するド
ア（開閉部）４が設けられている。なおここでいうドア
とは、ロードロック室３を開閉するものであれば、図に
示すような蓋状のものや、あるいは通常のプレート状の
ものなどを総称している。

【００１２】前記ロードロック室３の背面側には、イオ
ン注入のための複数のウエハが周方向に沿って載置され
るように構成されたターンテーブル１１や、各ロードロ
ック室３Ａ〜３Ｃ内のカセットＣとタンテーブル１１と
の間でウエハの受け渡しを行うために例えば進退自在、
回転自在のアームを含む移載アーム１２などを備えた真
空室１３が配設されており、ロードロック室３と真空室
１３との間には、ゲートバルブ１４が設けられている。
ロードロック室３内には、カセットＣを、後述の搬送装
置によりウエハＷが搬入、搬出される第１の位置と真空
室１１内の移載手段１２によりウエハＷが移載される第
２の位置との間で昇降部３０により昇降させるカセット
ステージ３１が設けられている。またロードロック室３
には、図示しない真空ポンプが介設された排気管３２が
接続されると共に、不活性ガス例えばＮ₂ガスを供給す
るためのガス供給管３３が接続されている。

【００１３】一方イオン注入装置１が設置されているク
リーンルーム内には、カセットＣを搬送する搬送装置５
が設けられている。この搬送装置５は、クリーンルーム
の床面を無軌道の搬送路２０（図示の例）あるいは軌道
を有する搬送路上を走行する移載ロボット５１、カセッ
トＣの搬送を行う例えば関節アームなどからなるカセッ
ト移動ロボット５２、これらロボット５１、５２を制御
すると共に、後述の光通信部５０の通信制御を行う制御
部５３などを備えている。そしてクリーンルーム内には
図１に示すイオン注入装置以外にも複数の処理装置やス
トッカなどが設置されているが、搬送装置５がどの装置
あるいはストッカに移動するかロード／アンロードの動
作を行うかなどの搬送装置５の管理についてはホストコ
ンピュータ５４により、図示しないコントローラを介し
て管理されている。

【００１４】前記イオン注入装置１の正面パネル部には
光通信部１０が取り付けられている一方、搬送装置５側
にも、前記光通信部１０との間で光通信を行う光通信部
５０が取り付けられている。更にイオン注入装置１に
は、光通信部１０からの信号に基づいて、搬送装置５側
に通信すべき信号を光通信部１０に出力したり、ドア４
の開閉制御を行うために昇降機構４１に制御信号を出力
する制御部４２が設けられている。この制御部４２は、
この例ではドア信号を出力する出力部を含むものであ
る。前記光通信部１０、５０は例えば８ビットの双方向
通信タイプの光結合デバイスが用いられ、例えば図３に
示すようにビットが配列されてパラレル通信を行うこと
ができるように構成されている。

【００１５】即ち搬送装置５側の光通信部５０の発信部
５０ａの８個のビット１〜８は、夫々ＶＡＬＩＤ信号、
ステージ信号１〜３、予告信号、実行信号、完了信号及
びドア信号を出力する個所であり、イオン注入装置１側
の光通信部１０の受信部１０ｂの８個のビット１〜８
は、上記の対応する信号を夫々入力する個所である。ま
た光通信部１０の発信部１０ａの８個のビット１〜８の
うち例えばビット１、２、４は、夫々ロード信号、アン
ロード信号及び準備信号を出力する個所であり、光通信
部５０の受信部５０ｂのビット１、２、４は上記の対応
する信号を入力する個所である。

【００１６】ここでＶＡＬＩＤ信号は、オンのときにス
テージ信号１〜３のデータを有効にし、オフのときに無
効にするものであり、ステージ信号１〜３は、これら３
ビットのコードによりロードロック室３を指定する（こ
の例ではロードロック室３Ａ〜３Ｃ）ものである。また
予告信号、実行信号及び完了信号は夫々カセットのロー
ド／アンロードの動作を予告する信号、実行しているこ
とを知らせる信号、動作が終了したことを知らせる信号
であり、ドア信号は、ロードロック室３のドア４の開閉
を指令する信号である。更にロード信号、アンロード信
号は夫々カセットのロード、アンロードを行うことが可
能であることを知らせる信号であり、ロードロック室３
内のカセットステージ３１上にカセットＣがあるか無い
かを検出した結果に基づいて出力される。

【００１７】次に上述実施例の作用について図４を参照
しながら説明する。今真空処理装置の真空室１３内にて
ウエハのイオン注入処理が終了したとすると、処理済み
のウエハＷが移載手段１２により例えばロードロック室
３Ａ内に移載される。ロードロック室３Ａ内は、予め真
空ポンプにより所定の真空度に真空排気されると共に、
ロードロック室３Ａの背面側のゲートバルブ１４が開か
れて搬入出口が形成されており、ターンテーブル１１上
のウエハが移載手段１２とカセットステージ４１との協
働作用により前記搬入出口を介してロードロック室３Ａ
内のカセットステージ３１上のカセットＣ内に順次受け
渡される。その後ゲートバルブ１４が閉じられ、ガス供
給管３３より供給される不活性ガス、例えばＮ₂ガスに
よりロードロック室３Ａ内が大気圧でパージされる。

【００１８】一方、搬送装置５は、ホストコンピュータ
５４により、ロードロック室３ＡのカセットＣをアンロ
ードし、未処理のウエハを収納したカセットＣをロード
するシーケンスの命令を受けており、これに基づきイオ
ン注入装置１の正面に対向する所定の位置まで、図示し
ないコントローラの制御により移動し、図４に示すタイ
ムチャート図に示すようにイオン注入装置１及び搬送装
置５の各光通信部１０、５０間で光通信が行われる。

【００１９】先ずドア信号（開閉信号）がオンになり、
ステージ信号のビットの組み合わせがロードロック室３
Ａに対応する信号となる。つまり搬送装置５がロードロ
ック室３Ａに対してアクセスする旨をイオン注入装置１
側に伝える。次いでＶＡＬＩＤ信号がオンになってステ
ージ信号が有効になり、イオン注入装置１側において
は、アンロード信号がオン（アンロード可能）になる。
続いて搬送装置５側の予告信号がオンとなるが、このと
きドア信号がオンになっているので、イオン注入装置１
側の制御部４２は昇降機構４１に開指令を出力し、これ
によりロードロック室３Ａのドア４が上昇する（開かれ
る）。ドア４が開かれた後イオン注入装置１側の準備信
号がオンになり、搬送装置５側ではこれを受けて、実行
信号をオンとしながら移載ロボット５３がロードロック
室３Ａ内のカセットＣを受け取って搬送装置５の所定の
載置部に移載し、その後完了信号がオンになる。

【００２０】そしてイオン注入装置１側ではこの完了信
号を受けて準備信号がオフとなり、その後前記完了信
号、ＶＡＬＩＤ信号、ステージ信号がオフとなる。ここ
でホストコンピュータ５４から指令されたシーケンス命
令に基づいてドア信号はオンになったままであるから、
ロードロック室３Ａのドアは開いたままである。続いて
前記シーケンス命令によればアンロード後にロードを行
うことになってるため、再びステージ信号がロードロッ
ク室３Ａに対応する信号となる。その後はアンロード信
号の代りにロード信号がオンになり、アンロードの代り
にロードが行われる点を除いては上述と同様の通信が行
われてロードつまり搬送装置５側から、未処理のウエハ
が収納されたカセットＣがロードロック室３Ａのカセッ
トステージ３１上に受け渡される。そして完了信号のオ
ンと同時にドア信号がオフとなり、イオン注入装置側で
はこれに基づいて準備信号をオフとした後ロードロック
室３Ａのドア４が閉じられる。その後搬送装置５は次の
処理装置あるいはストッカに移動する一方、イオン注入
装置１側ではロードロック室３Ａ内が真空排気され、カ
セットＣ内のウエハがターンテーブル１１に移載され、
イオン注入が行われる。

【００２１】また搬送装置５にホストコンピューター５
４から指定された作業がアンロードのみの場合には、図
５に示すようにアンロードが終了して実行信号がオフに
なったときにドア信号がオフになり、従って、完了信号
がオフになったときにドア４が閉じられる。そしてその
後未処理のウエハの入ったカセットＣを搭載した搬送装
置５が到着すると、搬送装置５側から出力されるドア信
号に基づいて、指定されたロードロック３のドア４が開
かれ、ロードされる。

【００２２】このような実施例によれば、イオン注入装
置１側の状態だけでロードロック室３のドアを一方的に
開けるのではなく、搬送装置５側にドア信号を持たせ、
搬送装置５がカセットＣの受け渡しを行う位置、この例
ではロードロック室３の並びの正面に対向する位置にき
たときに、前記ドア信号によりロードロック室３のドア
の開閉を制御するようにしているため、アンロードされ
る直前までドア４は閉じられており、またアンロードさ
れた後ロードしない場合には直ちに閉じられることとな
る。

【００２３】従って処理済みのウエハがロードロック室
３内のカセットＣに受け渡されてロードロック室３内が
Ｎ₂ガスでパージされるタイミングと搬送装置５が到着
するタイミングとがずれても、ロードロック室３のドア
４はアンロードされる直前まで閉じていて、アンロード
に必要な時間だけ開いているため（ただしアンロードの
後直ちにロードする場合は開いたままで、ロード後閉じ
られる）、ロードロック室３内への大気の混入を抑える
ことができる。

【００２４】従ってカセットＣ内のウエハの自然酸化膜
の成長が抑えられるため、ウエハが次工程で処理された
ときに自然酸化膜の介在が少なくなり、歩留まりが向上
する。またロードロック室３内へのパーティクルの混入
量が少なくなるので、ウエハの汚染が抑えられると共に
ロードロック室３内へ入り込む水分量が少なくなるため
真空排気に要する時間が短くなり、スループットが向上
する。

【００２５】更にまた、仮にアンロードが終了した後一
律にロードロック室３のドア４を閉じる方法では、続い
てロードする場合にドア４を「閉じる」、「開く」の動
作を連続して行わなければならず、時間的ロスが大きい
が、上述実施例のようにドア４を開いたままにしておけ
ば、時間的ロスが小さい。

【００２６】そして本発明で用いられる搬送装置５とし
ては、例えば図６に示すように、筐体よりなり、ドア６
１（図の例では水平方向に開閉される）及び不活性ガス
導入部（導入口）６２を有するカセット載置室６３と不
活性ガス例えばＮ₂ガスのガス供給源６４とを備えたも
のを用い、ガス供給源６４からＮ₂ガスを前記導入部６
２を介してカセット載置室６３内に陽圧になるように供
給してこの中を常時Ｎ₂ガス雰囲気としてもよい。この
ような搬送装置５を用いれば、ウエハへのパーティクル
の付着及び自然酸化膜の成長をより一層抑えることがで
きるので、非常に有効である。

【００２７】以上において本発明は、被処理体としては
ウエハに限らず液晶ディスプレイ基板の製造工程におけ
るガラス基板などであってもよいし、真空処理装置とし
てはイオン注入装置に限らず成膜装置、エッチング装
置、アッシング装置、スパッタリング装置などであっも
よい。また搬送装置と真空処理装置との間の通信方法は
光通信に限らず例えばコイルのカップリングによる電波
通信であってもよい。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、搬送装置が予
備真空室に対して容器の受け渡しを行う位置にあるとき
に、搬送装置側の開閉信号に基づいて予備真空室の開閉
部が開かれるので、予備真空室内への大気の侵入が抑え
られ、処理済みの被処理体表面の自然酸化膜の成長を抑
制でき、真空処理装置内へのパーティクルの侵入が少な
くなる。

【００２９】請求項２の発明によれば、搬送装置によ
り、被処理体が収納された容器を不活性ガス雰囲気中に
置いて搬送しているため、被処理体の自然酸化膜の成長
をより一層抑えることができ、本装置がより有効なもの
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体を示す概観斜視図であ
る。

【図２】本発明の実施例の要部を示す構成図である。

【図３】光通信部のパラレル信号のビット構成を示す説
明図である。

【図４】本発明の実施例の作用の一例を示すタイムチャ
ート図である。

【図５】本発明の実施例の作用の他の例を示すタイムチ
ャート図である。

【図６】本発明で用いられる搬送装置の他の例を示す縦
断側面図である。

【符号の説明】

１移載装置１３移載手段２入出力ポート３ロードロック室（予備真空室）３１カセットステージ４ドア（開閉部）４１昇降機構５搬送装置４２、５３制御部１０、５０光通信部６３カセット載置室ＣカセットＷ半導体ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２３Ｃ 14/56 Ｇ 8520−4Ｋ 16/54 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ａ 8417−4ＫＨ０１Ｌ 21/02 Ｚ 21/265

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の被処理体を収納した容器を載せて
外部と真空処理装置との間で搬送する搬送装置が真空処
理装置の予備真空室に対して、前記容器の受け渡しを行
う位置にあるときに、搬送装置及び真空処理装置に夫々
設けられた通信部間で通信を行い、これにより容器を予
備真空室内に搬入し、また予備真空室から容器を搬出す
る被処理体の搬入、搬出装置において、前記搬送装置に設けられ、予備真空室の開閉部の開閉信
号を真空処理装置側に送信するために前記搬送装置の前
記通信部に出力する出力部と、前記真空処理装置に設けられ、真空処理装置の通信部で
受信した前記開閉信号にもとづいて予備真空室の開閉部
の開閉制御を行う制御部と，を有してなることを特徴と
する被処理体の搬入、搬出装置。
【請求項２】複数の被処理体を収納した容器が載置さ
れ、不活性ガス導入部を有する容器載置室を搬送装置に
設けたことを特徴とする請求項１記載の被処理体の搬
入、搬出装置。