JPS61105853A - オ−トロ−ダ− - Google Patents

オ−トロ−ダ−

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JPS61105853A
JPS61105853A JP59226658A JP22665884A JPS61105853A JP S61105853 A JPS61105853 A JP S61105853A JP 59226658 A JP59226658 A JP 59226658A JP 22665884 A JP22665884 A JP 22665884A JP S61105853 A JPS61105853 A JP S61105853A
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JP
Japan
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substrate
cassette
substrates
autoloader
stage
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JP59226658A
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English (en)
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Nobuyuki Takahashi
信行 高橋
Ryuji Sugimoto
杉本　龍二
Yasuyuki Shirai
泰幸 白井
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Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
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Publication date
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Priority to US06/790,288 priority patent/US4643629A/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67778—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading involving loading and unloading of wafers
    • H01L21/67781—Batch transfer of wafers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/136—Associated with semiconductor wafer handling including wafer orienting means
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/139—Associated with semiconductor wafer handling including wafer charging or discharging means for vacuum chamber

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】 「産業上の利用分野〕 本発明は多数の平板状基体をいわゆるカセットに収容し
このカセットより順次基体を取り出し膜付処理を行うス
パッタ装置等の基体処理装置において、自動的に基体を
該装置に供給しまた処理後の基体を再び自動的に回収す
るオートローダ−に関する。
〔従来の技術〕
従来、半導体ＩＣ製造プロセスにおけるウェハのスパッ
タ装置への供給および回収は、ウェハを収容したカセッ
トを真空装置中に挿入し、装置内部ではウェハが自動的
に搬送され膜付なとの処理後に再びカセットに回収する
いわゆるカセット・ツー・カセット方式を採用している
。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このようなオートローダ−においては作業者が
カセットを真空装置中に挿入し、膜付処理後再び取り出
すという作業だけは依然として残されているため、ＩＣ
製造プロセスにおけるより高度な自動化の妨げとなって
いる。
一方、真空処理室の外部の大気中にカセットを設置して
そこから真空中にウェハを供給する方式も従来からいく
つか提案されている。例えば［連続スバッタ装置ゴ」と
題する特開昭５７−４１３７０　号には別個の入口と出
口の近傍にカセットを載置できる外部収納手段の例が示
されている。しかしこの方式では未処理ウェハの出発す
るカセットと処理済ウェハの到着するカセットは別のも
のであり、しかもそれぞれ１個しか設置することができ
ないという不都合を有している。また、別の例として［
連続真空魁埋装置−１と題する特開昭５７−６３６７７
号には別個の入口と出口の近傍にそれぞれ少なくとも２
個の補助収納容器を設置してカセットを入れかえる手段
か示されている。本来この発明の主旨は補助収納容器は
装置専用のカセットで、別の製造プロセスで使用してい
たカセットを持ってくることは念頭に置かれていないが
、この発明からは少なくとも２個のカセットを大気中に
設置するようなオートローダ−を考えることができる。
しかし、それでもなおこの方式においては未処理ウェハ
の出発するカセットと処理済ワエノ・が到着するカセッ
トは別のものであり、しかも互いに遠く離れた位置にあ
る。要するに半導体ＩＣの製造プロセスがクリーンルー
ム内で自動的に行われるためには未処理ウェハを収容し
たカセットの位置を動かすことなくしかも同じカセット
に処理済ウェハが戻ることが望ましく、このようなオー
トローダ−が要８青されている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るオートローダ−は上述したような点に鑑み
てなされたもので、複数の基体を収容するカセットを載
置すべき複数のカセットステージと、カセットから基体
をほぼ水平姿勢の状態で基体処理装置に搬送しまた基体
処理装置から基体をカセットに戻す基体搬送機構と、基
体搬送経路の途中にあって基体処理装置に送り込まれる
基体の進行方向に対する姿勢を許容される範囲内におさ
める単一の基体姿勢制御ステージと、同じく基体搬送経
路の途中にあって基体処理装置に送り込まれた基体の数
および基体処理装置から送り出された基体の数を計数す
る基体計数器とで構成したものである。
〔作用〕
本発明においては基体搬送機構によってカセットから基
体を基体処理装置に送り込み、処理後基体処理装置より
基体をカセットに戻すようにしているので、カセットを
一箇所に配置でき、搬送経路を短かくする。
〔実施例〕
以下１本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
第２図は本発明に係るオートローダ−をスパッタ装置に
適用した場合の一実施例を示す概略構成図である。先ず
スパッタ装置の構成、ウェハの移動、処理について概略
説明すると、１はメンテルーム１０内に配設されたスパ
ッタ装置で、一連に連結されてはいるが相互にゲートパ
ルプ２によって仕切られ独立に排気することができる４
つの真空室、すなわちロードロック室３．バッファ室４
゜クリーニング室５およびスパッタ室６とを備え。
前記ゲートパルプ２が開いているときウェハＡをベルト
搬送機構（図示せず）によって相互に移動させることが
できる。ロードロック室３内のカセット７に水平に収容
された複数枚の未処理ウニ・・Ａは１枚づつ順次矢印方
向に移送され、膜付処理された後再び前記カセット７に
収容される。この移送中においてクリーニング室５のエ
ツチングステージ８では膜付前のイオン衝撃によるスバ
ンタクリーニングが、また冷却ステージ９では処理済ウ
ェハの冷却が行われる。スパッタ室６における加熱ステ
ージ１１では膜付直前のウェハ加熱が。
またマグネトロンカソード１２．１３からはスパッタ原
子が放出され膜付処理が行われる。
さて、２０は本発明の要旨をなすオートローダ−で、こ
のオートローダ−２０はクリーンルーム１２内に前記ロ
ードロック室３と対向する如く配設されて４個のカセッ
トステージ２２を有し、その上には複数の未処理クエ／
％Ａをそれぞれ収容するカセット７が載置されている。
メンテルーム１０とクリーンルーム１２とは隔壁２１に
よって仕切られ、ロードロック室３のオートローダ−２
０と対向する面にはゲートパルプ等の扉２５が配設され
ている。
オートローダ−２０のある１つのカセット５から出発し
だウェハＡは基体姿勢制御ステージ３０を経由してロー
ドロック室３内のカセットＴに送り込１れる。スパッタ
装置１内部では既に述べたように矢印で示す搬送経路を
たどってウェハＡが膜付処理きれ再びロードロック室３
の扉２５を通ってオートローダ−２０に送り込まれ、該
ローダ−内のいずれか１つのカセット７に収容される。
ここで、第２図はオー）ローダ−２０上の４個のカセッ
ト７とスパッタ装置１のロードロック室３およびバッフ
ァ室４中に設けた３個のカセット７の中心がほぼ一直線
上に配置された実施例を示している。この場合、隔壁２
１から遠い方のオートローダ−２０の端は隔壁２１から
かなり長い距離だけ離れるので、クリーンルーム１２（
７）ｌ一方の壁を遠いところに設けねばならず、従って
クリーンルーム１２の床面積が広くなってしまう恐れが
ある。
そこで、オートローダ−２０を隔壁２１に沿って設置す
ることが望ましくその一例を第３図に示す。このような
配置関係においては、オートローダ−２０上の各カセッ
トＩから出発する未処理ウェハＡは矢印Ｘ１で示す如く
隔壁２１と平行に進み基体姿勢制御ステージ３０を経て
その進行方向を約９０変えて矢印Ｘ２で示す如く進み、
ロードロック室３の扉２５を通ってスパッタ装置１内に
搬送される。他方スパッタ装ｗ１内部で処理されたウェ
ハＡはロードロック２の扉２５を経由してオートローダ
−２０に戻り矢印Ｘ３で示す如く進み、基体制御ステー
ジ３０を経てその進行方向を約９０変えて矢印Ｘ４で示
す如く進み、最後にいずれか１つのカセッ）７に収容さ
れる。この場合には第２図実施例による配置と比べると
隔壁２１と反対側のクリーンルーム１２の壁を前記隔壁
２１にかなり近づけて設けることができ、従ってクリー
ンルーム１２の床面積を少なくすることができる。
第４図は更にオートローダ−２０とスパッタ装置１の組
合わせに関する別の配置例を示すものである。本実施例
はオートローダー上に載置した４個のカセット７の中心
を結ぶ線が隔壁２１とほぼ平行になっている点は第３図
実施例と同じであるが、基体姿勢制御ステージ３０を挾
んでその両側にそれぞれ２個づつカセット７を対称的に
配置したものである。これによりオートローダ−２０全
体をスパッタ装置１に近づけて配置でき、また基体姿勢
制御ステージ３０と一番遠く離れたカセット７との間の
距離を短かくしてオートローダ−２０とスパッタ装置１
との間のウェハＡの移送時間を短縮できるため、生産性
を上げる上で効果がある。
次に、第４図に示した配置関係によるオートローダ−の
構成、クエ・・の搬送２回収動作等を更に詳述する。
第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）はオートローダ
−の平面図、基体搬送機構のｒ−Ｗる。同図にお いて、４個のカセットステージ２２Ａ〜２２Ｄが基体姿
勢制御ステージ３０を挾んで２個づつほぼ対称に配置さ
れている。更に各カセットと基体姿勢制御ステージ３０
およびスパッタ装置の間のウェハの搬送を行うだめの基
体搬送機構としてのベルト搬送機構４０ａ〜４０ｊが配
設されている。このうち後に述べるごとく６個のベルト
搬送機構４０ａ〜４０ｆは隔壁２１とほぼ平行に配列さ
れて同時に連動し、また残り３個のベルト搬送機構４０
ｇ〜４０ｊも同時に連動してウェハを水平に搬送する。
また、残り３個のベルト搬送機構４０ｇ〜４Ｑｊのうち
の２つ４０ｇ　、　４ｏｈは同図（ｃ）に示すようにほ
ぼ垂直に配設され、４０ｊは水平で隔壁２１と直交する
如く配設されている。
前記基体姿勢制御ステージ３０はその中心部にウェハ回
転台５０を有し、その周囲には６閏のウェハストッパ５
１〜５６と、オリフラ検知器５７が配設され、またフェ
ノ・が通過する経路のフェノ・面に接しない位置にはフ
ェノ・を検知するため合計８個の近接スイッチ６１〜６
８が配設されている。
なお、第１図においてはオートローダ−２０全体の外周
を覆うフレームとパネル類、カセットおよびウェハの図
示を省略している。
第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）は各カセットス
テージ２２Ａ　−２２Ｄ上に載置されるカセット７の平
面図、ＩＩＩ−Ｉｌｌ線断面図およびＷ−■線断面図で
ある。カセット７は合成樹脂によって上下および両側面
が開放する略箱形に形成され、その内側面には左右方向
に所定の間隔をおいて複数個の溝７Ａが形成されており
、これらの溝７Ａに例えば直径１５Ｑｎｏａ、厚さ０６
龍のソリコンウェハＡが挿入されている。ウェハＡの形
状とカセット７の形状寸法についてはｌｊ在統−規格が
あり、それは例えば米国の半導体装置と材料に関する協
会（略称ＳＥＭＴ）の仕様書に詳しく述べられているの
で、ここでは詳細な説明は省略する。
再び第１図に戻ってベルト搬送機構の動作について説明
する。
先ずカセットステージ２２Ａに載置されたカセットから
出発したフェノ〜がこのステージ２２Ａのベルト搬送機
構４０ａ、４０ｂによりスパッタ装置に送り込まれる水
平搬送について順次説明する。カセットからベルト搬送
機構４０ａ　、　４０ｂにフェノ１が渡される動作につ
いては後に第６図を用いて詳述するので一１２＝ ここでは述べない。ベルト搬送機構４０Ｂおよび４０ｂ
にウェハが載ると、図示されてい々いモータにより駆動
プーリ７０がその中心軸のまわりに矢印Ｘ７の方向に回
転し、これによってウェハはベルト上の鉛直高さαを保
って矢印Ｘ８方向に移動し、ベルト搬送機構４０ｂ　＋
　４０ｃ　、　４０ｄに順次接しながら移送され、基体
姿勢制御ステージ３０の上方に運ばれる。すると後に第
７図を用いてその動作を詳細に説明する機構により作動
される３個のウェハストッパ５４．５５．５６　　に突
き当りその位置で停止する。この時近接スイッチ６５は
フェノ・が到着したことを検知して検知信号を制御部に
送出し。
前記駆動プーリ７０の回転を停止させウェハ移送のため
のベルト回転を停止させる。次いで後に第７図により更
に詳細に述べる機構により前記基体姿勢制御ステージ３
０のウエノ１回転台５０をβ位置よりα位置まで上昇さ
せるとフェノ・はフェノ・回転台５０上に載りかつその
上面に吸着保持され、更に該回転台５０ごとβ′の鉛直
高さまで持ち上げられると同時に回転されオリフラ検出
器５Ｔによリスバッタ装置に対する相対的な姿勢を所定
の範囲内におさめられる。その後同様に第７図により述
べられる機構によりベルト搬送機構４０ｇ〜４０ｊがそ
の駆動系ととγの位置からどの鉛直高さまで持ち上げら
れる。そして、ウェハ回転台５０はウェハの吸着を停止
して鉛直高さβ１で降下し、その途中でウェハはどの鉛
直高さの位置にあるベルト搬送機構４０ｇ〜４０ｊの上
に載る。そしてこれらベルト搬送機構４０ｇ〜４０ｊの
駆動プーリ７２をその中心軸まわりに矢印Ｘ９の方向に
図示していないモータにより回転させると、ウェハは水
平に矢印ＸＩＯの方向に移送され近接スイッチ６Ｂの上
を通過してオートローダ−２０よりスパッタ装置に供給
される。近接スイッチ６８によるウェハの検出信号はオ
ートローダ−２０より供給されるウェハの数を計数する
ための信号として使用される。
ウェハを送り込んだ後ベルト搬送機構４０ｇ〜４０ｊは
ベルトの回転を停止すると共に駆動系ごと元の鉛直高さ
γまで降下する。以上の動作を繰返して行うことにより
カセットステージ２２ＡＫ載買されたカセット中の複数
の９エバがオートローダ−２０からスパッタ装置へ順次
供給される。
カセットステージ２２Ａ以外のカセットステージ２２Ｂ
〜２２Ｄからのウェハの供給についても同様の動作が行
われることは容易に類推されるであろう。
但しカセットステージ２２Ａ、　２２Ｂより出発するウ
ェハに対して左側の３つのウェハストッパ５４．５５゜
５６と近接スイッチ６５を使用し、カセットステージ２
２Ｃ，２２Ｄより出発するウェハに対しては右側３個の
９エバストッパ５１，５２．５３　　と近接スイッチ６
３が使用される。また、カセットステージ２２Ａ、　２
２Ｂから出発するウェハの水平搬送にはベルト搬送機構
４０ａ　、　４０ｂ　、　４０ｃが寄与し、カセットス
テージ２２Ｃ，２２Ｄから出発するウェハの水平搬送に
はベルト搬送機構４０ｄ　、　４０ｅ　、　４０ｆが寄
与する。
次に、スパッタ装置より供給される処理済ウェハがオー
トローダ−２０に回収され最初出発したカセットステー
ジ２２Ａに戻される様子を順を追って説明する。先ずベ
ルト搬送機構４０ｇ、４０ｈ、４０ｊが既に述べた如く
鉛直高さγ′まで上昇しスパッタ装置より送り出された
ウェハをそのベルト上に載せる。次いで、モータの駆動
により駆動プーリ７２を矢印Ｘ１２方向に回転させると
ウェハは矢印Ｘ１３方向に移動し、基体姿勢制御ステー
ジ３０の」１方にまでくると、今度は２つの９エバスト
ツパ５１゜５６に突き当ってその位置で停止する。近接
スイッチ６４はウェハが基体姿勢制御ステージ３０に到
着したことを検知して信号を送出し、これによってベル
ト搬送機構４０ｇ　、４０ｈ　＋　４０　ｊの駆動を停
止トせしめかつ鉛直高さγの位置まで下降せしめる。こ
の結果、ベルト搬送機構４０ｇ、４０ｈ、４０ｊ上に載
っていたウェハはベルト搬送機構４０ｃ　、　４０ｄに
受は渡される。そして、駆動プーリ７０を矢印Ｘ１４方
向に回転させると、９エバはベルト搬送機構４０ｄ、４
０ｃ。
４０ｂ、４０ａの上を順次送られてカセットステージ２
２Ａに到着し該ステージ上のカセットに収容される。以
上の動作を繰返すことにより複数の処理済ウェハを順次
回収することができる。なお、近接スイッチ６８はこの
ときスパッタ装置からオートローダ−２０に戻る処理済
ウェハを計数する。また、カセットステージ２２Ａ以外
への処理済ウェハの回収も以上の説明から容易に類推で
きるであろう。
次に、カセットステージの構造等を第６図（＆）〜（、
）に基づいて詳述する。同図（ａ）は第１図（、）に示
したカセットステージ２２Ｃの平面図、同図（ｂ）はカ
セットステージ２２Ｃを約９０　回転させた状態の平面
図、同図（ｃ）はＶ−Ｖ線矢印図、同図（ｄ）はＭ−■
線矢視断面図、同図（、＞はカセットステージが下降し
ていく途中の状態を示す■−■線矢視断面図である。
カセットステージ２２Ｃは最も高い位置に設けられた回
転自在なＨ形のカセット台８０を有し、この上にウェハ
Ａをほぼ水平にしてカセット７が載置される。カセット
台８０は後述するように昇降運動を行うが、作業者がカ
セット７を載置する場合には通常第６図（、）のような
状態、すなわちその連結部８０ａがベルト搬送機構４０
ｄ　、　４０ｅとほぼ平行になるような回転角度位置で
静止した状態にて行う。カセット７が載置されるとカセ
ット台８０は後述する機構により回転＠８１のまわりに
時計方向に約９０　回転して停止Ｈすることにより第６
図（ｂ）の状態に設定保持され、この状態でカセット７
を載置し々から該カセット台８０の昇降が可能となる。
すなわち、第６図（ａ）　ｒ　（ｂ）を比較すると前者
ではカセット台８０がベルト搬送機構４０ｄ　、　４０
ｅと交差するため下降できないが、後者ではベルト搬送
機構４０ｄ　、　４０ｅを避けているためその間陣容通
り下降できることが理解できるであろう。なお、この状
態において近接スイッチ６６はカセット７内に収容され
ているウェハＡの存否を検出することができる。
前記カセット台８０は長枠形に形成されることによりウ
ェハＡが通過し得る基体通過トンネル８４を有するトン
ネル部材８５上に回転軸８１を介して回転自在に支持さ
れ、このトンネル部材８５の張出部８５ａ（第６図（ｅ
）参照）に取付けられたステッピングモータ８６の回転
がベル）８７を介して伝達されることにより既に述べた
如く所定角度回転されるように構成されている。まだ、
前記カセット台８０は通常量も上昇した位置にあり、こ
の時基体通過トンネル８４のほぼ真中が第６図（ｄ）に
示すようにベルト搬送機構４０ｄ、４０ｅの鉛直高さα
に一致している。したがって、カセットステージ２２Ｄ
に配置されたフェノ・をベルト搬送機構４０ｆ。
４０ｅ　、　４０ｄによって水平に移送してもフェノ１
が基体通過トンネル８４を通過するため、カセットステ
ージ２２Ｃはその運動を何ら妨げることはない。
前記トンネル部材８５は昇降自在な支持台８８上に固定
されている。支持台８８にはボールネジ８９を受けるナ
ツト９０と、ガイドシャフト９１を受ける２つのスライ
ドベアリング９２か組込まれている。ボールネジ８９は
カセットステージ底板９３と支持板９４間にベアリング
９５．９６を介して回転自在に配設され、ガイドシャフ
ト９１はベアリングを介さずに前記カセットステージ底
板９３と支持板９４間に固定されている。ボールネジ８
９は図示しないモータからの回転がベルトによりプーリ
９７に伝達されることにより回転し。
これによって前記支持台８８がガイドシャフト９１に沿
ってほぼ鉛直に上昇または下降する。カセット台８０が
昇降伏態の最上位にあることは支持台８Ｂに設けたピン
９９が支柱１００に取付けられた上限位置センサ１０１
の光電スイッチを遮ることで判別される。次に、未処理
ウニ／・を収容したカセット７からウェハＡをベルト搬
送機構４０ｄ　、　４０ｅに載せるためにボールネジ８
９を回転させてピン９９が基準位置センサ１０２の光電
スイッチを遮るまで支持台８８、換言すればカセット台
８０を下降させる。これ以後はステッピングモータによ
り所定のピッチでカセット台８０を降下させると、カセ
ット７内に収容されている最下位置のフェノ・Ａがベル
ト搬送機構４０ｄ　、　４０ｅ上に載置され、これを近
接スイッチ６６が検知し計数する。第６図（ｅ）はこの
状態を示す。ベルト搬送機構４０ｄ、４０ｅの駆ｉｉＪ
により最下位置のウェハＡがカセットステージ２２Ｃか
ら送り出された後に更にステッピングモータによすＷｒ
定のピッチ分だけカセット台８０を下降させ、次のウェ
ハＡをベルト搬送機構４０ｄ　、　４０６上に載せる。
このような動作を何度か繰り返しすべて一２０〜 の未処理フェノ・Ａがカセット７から送り出されると、
カセットステージ２２Ｃは昇降伏態の最も低い位置に到
達り、てピン９９が下限位置センサ１０３の光電スイッ
チを遮りその位置を示す。この後生の状、態のカセツ）
７を載せたカセット台８０は上昇して元の峡−上位置に
戻る。なお、ボールネジ８９の駆動はステッピングモー
タによって精密な回転角の制御がなされるが、回転数を
確認するピン１１０とセンサ１１１をボールネジ８９の
下部に設けるとカセットステージ２２Ｃの昇降機能の信
頼性を上げるうえで効果大である。
以ヒカセットステージ２２Ｃから未処理ウニノーＡのベ
ルト搬送機構４０ｄ　、　４０ｅへ渡す動作について述
べたが、逆に処理済フェノ・をベルト搬送機構４０ｄ。
４０ｅからカセット７に渡す動作についてはカセット台
８０を最下位置から所定ピンチで上昇移動させればよい
。
次に、基体姿勢制御ステージ３０の構造、動作等を第７
図（ａ）〜（ｄ）に基づいて詳述する。同図（ａ）は基
体姿勢制御ステージの平面図、同図（ｂ）は■−■線矢
視図、同図（ｃ）は■−■線矢視断面図、同図（ｄ）は
ＩＸ−ＩＸ線矢視図である。既に述べたようにベルト搬
送機構４０ｃに載って基体姿勢制御ステージ３０の上方
に送られてきだウェハＡは３つのウェハストッパ５４，
５５．５６に当接して停市する。次に、すべてのウェハ
ストッパ５１〜５６によりウェハＡはその周辺を限定さ
れた境界内におさめられることにより、ウェハＡの中心
が回転台５０の中心とほぼ一致する。回転台５０は後述
するような構造によりウェハＡを吸着したままその中心
軸のまわりに回転でき、２個の光電スイッチが組込壕れ
たオリフラ検知器５ＴによりウェハＡの切欠垂直になる
ような状態で静止し、これによりウェハＡの送り込まれ
るべきスパッタ装置に対する相対的姿勢を一定に維持す
ることができる。
第７図（ｂ）に示すようにワエー・ストッパ５５（他の
ウェハストッパも同様）は、その一端がエアシリンダ１
２１のシャフト１２２の上端に連結棒１２３を介して回
動自在に連結され、他端が支柱１２４の上端に同じく回
動自在に連結されることにより、通常は実線で示す如く
ほぼ水平に保持されている。
前記エアシリンダ１２１および支柱１２４はオートロー
ダ−底板９３上に配設されたストッパ支持台１２５に取
付けられ、前記シャフト１２２はスライドベアリング１
２６を摺動自在に貫通している。エアシリンダ１２１の
駆動により７ヤフト１２２が上昇すると、ウェハストッ
パ５５は支柱１２４との連結部を回動支点として鎖線で
示す如く時計方向に約９０　　回動されて起立し、ウェ
ハＡの外周の限界を定める。なお、ウェハストッパ５５
は既に述べた鉛直高さα、７′、ｆのいずれの高さにあ
るワエノ・Ａに対してもその機能を果すことができる。
一方、エアシリンダ１２１を収縮すると、ワエノ・スト
ッパ５５は起立した状態から水平な状態となり鉛直高さ
αより下方に位置するためウェハＡの移送を何ら妨げる
ことはない。また、前述したようにクエ／％Ａを載せた
状態で回転台５０を回転させるときには、同様にウェハ
ストッパ５５を倒しておく。
なお、他のウェハストッパ５１〜５４．５６もすべて同
様の構造をしており、単独でもあるいは全部−緒にでも
更にはいくつか一緒にでも上昇させたり下降させたりす
ることができる。
前記回転台５０は第７図（ｃ）　、　（ｄ）に示すよう
に筒状に形成されその最上部外周面にゴムリング１３０
が嵌着され、軸受管１３１に２つのベアリング１３２゜
１３３を介して回転自在に軸支されている。前記軸受管
１２１は回転台支持板１３４に固定されている。
ゴムリング１３０の上にウェハＡを載置することができ
る。回転台５０の上端部周面には排気孔１３６が形成さ
れており、この排気孔１３６に対応して排気アダプタ１
３７が取付けられ、また該アダプタ１３７の下方には回
転駆動プーリ１３８が取付けられている。排気アダプタ
１３７は図示しない真空ポンプに接続されており、この
アダプタ１３７に対して前記回転台５０は回転自在とさ
れる。回転台５０の上面中央には小孔１３９が形成され
、真空ポンプにより載台５０の内部を減圧すると、回転
台５０上に載っているワエノへＡが吸引されゴムリング
１３０に密接される。
前記回転駆動プーリ１３８けベルト１４０により回転台
支持板１３４の下面に駆動組立１４２を介して取付けら
れたモータ１４３の駆動を受けて回転台５０を回転させ
る役割を果している。前記回転台５０の下方には基台１
４４が配設されてνす、その下部にはエアシリンダ１４
５が配設されている。エアシリンダ１４５のシャフト１
４６には昇降基台１４７が固定され、前記回転台支持板
１３４は全体として一対のシャツ）　１４８，１４９に
より前記昇降基台１４７に固定されている。したがって
、エアシリンダ１４５のシャフト１４６の鉛直方向の伸
縮運動は一対の７ヤフ）　１４８，１４９の昇降運動に
変換され、これによって回転台５０が上下動する。前記
基台１４４の上面には前記一対の／ヤフ）　１４８，１
４９の昇降運動のガイドの役目を果す一対のスライドベ
アリング１５０゜１５１が固定されている。
第６図（ｅ）　、　（ｄ）の状態においてエアシリンダ
１４５のシャフト１４６は最も収縮して回転台５０の上
面を鉛直高さβの位置に設定保持している。この時。
ベルト搬送機構４０ｄ　、　４０ｅ上に載置された鉛直
高さαの位置にあるウェハＡの水平移送は前記回転台５
０により何ら支障を受けることはない。先に述べたウェ
ハストッパ５１〜５６の働きによりウェハＡの中心が回
転台５０の中心軸とほぼ一致するように設定された後に
エアシリンダ１４５を駆動してシャフト１４６を最大に
伸長させると、回転台５０は鉛直高さβ′の位置まで上
昇し、その途中でベルト搬送機構４０ｃ　、　４０ｄ上
のウエノ・Ａを受は取り上昇させる。この後図示してい
ない真空ポンプにより回転台５０の内部を減圧すると、
小孔１３９からの吸気によりウェハＡはゴムリング１３
０にその裏面を接しながら回転台５０に吸着される。次
に、このウェハ吸引状態を保持したまま回転台５０をモ
ータ１４３の駆動により回転させる。この時オリフラ検
知器５７に設けられた光電スイッチをウェハＡが遮らな
い場合にはここにウェハＡの切欠部分１（第７図（ａ）
参照）があることが検知され１回転台５０の回転が停止
される。次にベルト搬送機構４０ｇ、４０ｈ、４０ｊが
第７図（ｄ）に示す鉛直高さγの位置から鉛直高さどの
位置に上昇する。一方１回転台５０はウェハＡの吸引状
態を解除すると同時に鉛直高さβ′の□位置より元の鉛
直高さβめ位置まで下降する。この結果、回転台５０上
に載っていたウェー・Ａは上昇してくる前記ベルト搬送
機構４０ｇ。
４０ｈ、４０．ｉに受は渡され、オートローダ−よりス
パッタ装置ｄに送り込まれ名態勢に入る。
以上の説明は基体姿勢制御ステージ３０がオートローダ
−からウェハＡを送り出す時の動作であるが、逆にスパ
ッタ装置から送り出されるウェハをオートローダ−側に
受は覗るときの動作については今市の説明から容易に類
推できるであろう。
基体姿勢制御ステージ３０は前述の如くオートローダ−
２０より送り出す未処理ウェハＡのスパッタ装置に対す
る相対的位置をある定められた範囲内に維持しすべての
ウエノ・について処理か効果的に行われるようにするも
ので、もし該ステージ３０のこの動作がないとすれば完
全に円対称でないウェハＡはスパッタ装置の中で様々な
方向をとって送られて精度よく位置を決めたり治□具で
保持することが困難な場合も発生する。また回転台５０
はウェハ裏面に接するので、この位置にセンサーを設け
て処理済ワエノ・を載せたときに処理状態を各ウェハ毎
にチェックすることができる。例えばスパッタ装置によ
りＡｔ膜をワエノ・上に形成したときセンサーとして渦
電流式プローブコイルをこの位置に設けて非接触でワエ
ノ・上に堆積したＡｔ膜の厚みを測定することができる
。
最後にこれ迄何箇所かで触れてきた近接スイッチ６１〜
６Ｂ（第１図（、）参照）の機能についてここでまとめ
て述べる。
近接スイッチ６１はカセットステージ２２Ａにおけるカ
セットの昇降運動の際にワエノＡがカセット内の所定位
置に収容されているか否かのチェックを行い、かつ力卆
ットから送り出される未処理ウェハの計数あるいはカセ
ットに収容される処理済ワエノ・の計数を行う。同様に
近接スイッチ６２はカセットステージ２２Ｂに、近接ス
イッチ６６はカセットステージ２２Ｃに、近接スイッチ
６７はカセットステージ２２Ｄに付属してその役割を果
たす。
一方、近接スイッチ６５はカセットステージ２２Ａまた
は２２Ｂから出発しだワエノ１が矢印Ｘ８方向に送られ
て３個のウエノ・ストツノ＜５４．５５．５６に突き当
り基体姿勢制御ステージ３０に到着したことを検知し、
また到着したウエノ１の数を計数する。
同様に近接スイッチ６３はカセットステージ２２Ｃ１２
２Ｄから出発した未処理ウエノ・が基体姿勢制御ステー
ジ３０に到着したことを検知し、また到着したウェハ数
を計数する。近接スイッチ６Ｂはオートローダ−２０か
ら送り出される未処理ワエ／１を検知し計数し、またス
パッタ装置から送り込まれる処理済ウエノ・を検知し計
数する。近接スイッチ６４は処理済ウェハが基体姿勢制
御ステージ３０まで戻ったことを検知し計数する。
以上のような各近接スイッチの計数機能を組合わせるこ
とにより成るカセットより出発した未処理ウェハが所定
のベルト搬送経路をたどってオートローダ−２０から供
給されているか、あるいは途中で異常が生じてワエノ・
が送られなくなっているかを識別することができる。ま
だスパッタ装置内部において事故がない場合には当初未
処理ワエハが出発したカセットに複数の処理済９エバを
戻すことができる。
なお、本実施例は基体処理装置として膜付用スパッタ装
置について述べたが、これに限らず蒸着装置、プラズマ
促進ＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　ｒ）
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、ドライエツチング装置等各
種の装置に利用することができる。また、基体として半
導体ＩＣ製造プロセスで使用されるシリコンヮエハの場
合について述べだが、この発明は基体の形状および寸法
、材質などに制約を与えるものではない。さらに、オー
トローダ−２０を構成するカセットステージ２２は４個
に限らず、必要に応じて増減し得ることは勿論である。
カセットステージ２２の昇降機構については実施例構造
に限らずはカニにもいくつかの変形された形式が容易に
考えられる。
クエハ検知のために本発明では静電容量型の近接スイッ
チを使用し、まだオリフラ検出器５７では光電スイッチ
の使用例について述べたが、これらの検出器以外に従来
周知の別の方式の検出手段であってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係るオートローダ−け、カ
セットに収容された基体を基体処理装置へ送り込み、ま
た処理後再びカセットに戻し、基体搬送経路の途中に設
けた基体姿勢制御ステージと基体処理装置との間の搬送
経路を基体の送り出しと回収時における共通経路として
いるので、基体の移送距離を短かくすることができ、装
置の小型化を可能にし、また多数のほぼ同一形状の基体
を効率よくかつ信頼性が高く自動的に供給し、また回収
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（、）　、　’（ｂ）　、　（Ｃ）は本発明に係
るオートローダ−の一実施例を示す概略子・面図、基体
搬送機構の１−１線矢視図およびｌｌ−４１線矢視図、
第２図は本発明に係るオートローダ−をスパッタ装置に
適用した場合の一実施例を示す概略構成図、第３図およ
び第４図はそれぞれオートローダ−のカセットステージ
配列を変えた場合の概略構成図、第５図（、）　、　（
ｂ）　、　（ｃ）はカセットの平面図、ｍ−ｍ線断面図
およびＩＶ−Ｍ線断面図、第６図（ａ）〜（、）はカセ
ットステージの構造を示すもので（、）はカセット載置
時の平面図、（ｂ）はカセット載置後約９♂回転させた
平面図、（Ｃ）はＶ−Ｖ線矢視図、（ｄ）はＭ−Ｍ線矢
視断面図、（ｅ）はカセットステージが下降していく途
中の状態を示すｖ−■線矢視断面図、第７図（ａ）５〜
（ｄ）は基体姿勢制御ステージの構造を示すもので。 （ａ）は平面図、（ｂ）は■−■線矢視図、（Ｃ）は■
−■線矢視断面図、（ｄ）はＩＸ−ＩＸ線矢視図である
。 １・・・・スパッタ装置、７・・・・カセット、２０・
・・　・オートローダ−１２２、２２Ａ〜２２Ｄ・・・
・カセットステージ、３０・・・・基体姿勢制御ステー
ジ、４０ａ〜４０ｊ・・・・ベルト搬送機構、５１〜５
６・・・・ワエハストツパ、５７・・・・オリフラ検知
器、６１〜６Ｂ・・・・近接スイッチ、８４・・・・基
体通過トンネル、Ａ・１′°ワエハ〇

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）平板状基体を処理するための基体処理装置に処理
    すべき未処理基体を自動的に供給しまた該処理装置にお
    いて処理された基体を再び自動的に回収するオートロー
    ダーにおいて、複数の基体を収容するカセットを載置す
    べき複数のカセットステージと、カセットから基体をほ
    ぼ水平姿勢の状態で基体処理装置に搬送しまた基体処理
    装置から送り出された基体をカセットに戻す基体搬送機
    構と、基体搬送経路の途中にあつて基体処理装置に送り
    込まれる基体の進行方向に対する姿勢を許容する範囲内
    におさめる単一の姿勢制御ステージと、前記基体搬送経
    路の途中にあつて基体処理装置に送り込まれる基体の数
    および基体処理装置から送り出された基体の数を計数す
    る基体計数器とを備え、前記カセットステージは基体を
    ほぼ水平に保持した状態のカセットをほぼ鉛直上昇また
    は下降させ前記基体搬送機構との間で基体の授受を行い
    、複数のカセットから出発して基体処理装置へ入りまた
    該処理装置から出発して複数のカセツトへ戻る基体の経
    路は前記基体姿勢制御ステージと基体処理装置との間の
    区間を共通にしていることを特徴とするオートローダー
    。
  2. （２）基体搬送機構はベルト搬送機構で構成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオートロ
    ーダー。
  3. （３）複数のカセットステージと基体姿勢制御ステージ
    の間の基体搬送経路には ほぼ垂直なベルト搬送機構が配設されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のオート
    ローダー。
  4. （４）カセットステージはあらかじめ定められた最も高
    い位置で載置したカセットをほぼ鉛直な軸のまわりに所
    定角度回転させることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項ないし第３項の何れかに記載のオートローダー。
  5. （５）複数のカセットステージはカセツト台の下に基体
    通過トンネルを備え、１個のカセットステージに載置さ
    れたカセットと基体搬送機構の間で基体の授受を行うと
    きには他のカセットステージは最も高い位置にあり基体
    の搬送を妨げないことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項ないし第４項の何れかに記載のオートローダー。
  6. （６）複数のカセットに収容されていた複数の基体は、
    基体処理装置において処理された後に再び最初に出発し
    たカセットに戻ることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項ないし第５項の何れかに記載のオートローダー。
  7. （７）基体姿勢制御ステージは基体処理装置からカセッ
    トに戻る基体が通過する際に、基体の処理状態を監視測
    定する機能を備えていることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項ないし第６項の何れかに記載のオートローダー
    。
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