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JPH04298061A - ロードロック装置及び真空処理装置 - Google Patents

ロードロック装置及び真空処理装置

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Publication number
JPH04298061A
JPH04298061A JP3087527A JP8752791A JPH04298061A JP H04298061 A JPH04298061 A JP H04298061A JP 3087527 A JP3087527 A JP 3087527A JP 8752791 A JP8752791 A JP 8752791A JP H04298061 A JPH04298061 A JP H04298061A
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wafer
load lock
lock device
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center
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JP3087527A
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哲 大沢
Teruo Asakawa
輝雄 浅川
Kenji Nebuka
根深　憲司
Hiroo Ono
博夫 小野
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Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Priority to DE69206295T priority patent/DE69206295T2/de
Priority to EP92105208A priority patent/EP0506045B1/en
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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】本発明は例えば互いに異なる気圧
の雰囲間でウエハの受け渡しを行うためのロードロック
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハを、真空雰囲気で処理を行
うための処理槽内と外部（大気圧雰囲気）との間で受け
渡しする場合、真空排気の時間を短縮して作業効率を図
る点からロードロック装置が用いられている。このロー
ドロック装置によれば、例えば外部からウエハを処理槽
内に搬入する場合、ウエハを一旦ロードロック室内に入
れ、ここで所定の圧力まで真空排気した後ロードロック
室を処理槽内の雰囲気に開放し、次いでウエハを処理槽
内に搬入する。
【０００３】ところでウエハには結晶の方向性があるた
めウエハを処理あるいは検査するときにウエハの中心位
置に加えてその向きについても位置合わせを必要とする
場合がある。
【０００４】例えばイオン注入装置では、図５に示すよ
うにターミナルユニットＴのイオン発生器Ｉから発生し
たイオンを分析マグネットＭで曲げて加速管Ａを通じ、
処理槽１内のターンテーブル１ａ（イオン注入時には起
立している。）上のウエハＷに対し順次イオン注入を行
っている。一方各ウエハは外部から１ａにおいて正確に
位置合わせした状態で載置されなければならない。
【０００５】そこで従来では例えば図６に示すように処
理槽１の外の所定位置に置かれたキャリア３からウエハ
Ｗを大気側の搬送ロボットＲ１により一枚づつ一旦位置
合わせ装置ＯＤに移し、ここでウエハの向き及び中心の
位置ずれを検出して、そのずれ分について例えば方向の
修正及び中心の修正の２ステップを行って位置決めし、
次いで搬送ロボットＲ１により位置合わせ装置ＯＤ内の
ウエハＷをロードロック装置２内に移し、この中を真空
排気した後処理室１側の搬送ロボットＲ２によりウエハ
Ｗをロードロック装置２からターンテーブル１ａに搬送
していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、キャリアからウエハを一枚づつロードロック装
置内に搬入する際に、一旦位置合わせ装置を経由しなけ
ればならないため、ウエハのハンドリング回数が増え、
この結果ウエハのダメージ、パーティクルなどが増加し
やすくなって歩留まりの低下につながると共に、ハンド
リング回数の増加に伴って搬入時間が増加し、装置の処
理スループットを下げる要因になっていた。　　更に位
置合わせ装置に着目すると例えばウエハの中心位置の修
正をするためにＸ方向、Ｙ方向のサーボ機構などが必要
であり、このため装置が複雑でコスト的にも高価である
し、また装置の設置スペースが必要になるという不利益
があった。　　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、スループットの向上、歩
留まりの向上及び装置の小形化を図ることができるロー
ドロック装置を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、このような目的に加
え、更にウエハの位置ずれの修正を効率よく行うことの
できるウエハの搬送システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決する手段】請求項１の発明は、ウエハを一
の気体雰囲気から他の気体雰囲気をロードロック室内に
一枚づつ受け渡す時に、一旦ウエハをロードロック室内
に置いてこの気体雰囲気を他の気体雰囲気と同じまたは
近似した状態にした後、他の気体雰囲気に解放するロー
ドロック装置において、ウエハを保持する保持手段と、
これに保持されたウエハをその面に沿って回転させるた
めの回転機構と、ウエハの回転により得られた情報に基
づいてウエハの中心のずれ及び回転角のずれを検出する
位置ずれ検出手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１のロードロッ
ク装置と、このロードロック装置内のウエハを他の気体
雰囲気中の所定位置に搬送する搬送機構と、ウエハの中
心のずれ及び回転角のずれを修正した状態でウエハを前
記所定位置に置くように、位置ずれ検出手段の検出結果
に基づいて前記搬送機構を制御する制御部分とを設けた
ことを特徴とする。
【００１０】
【作用】ウエハを例えば大気雰囲気からロードロック装
置内に取り込み、ここで例えばウエハを１回転させて各
回転位置における、回転中心からのウエハの周縁までの
距離を光学的に検出し、その情報に基づいて、ウエハの
位置ずれ即ちウエハの中心のずれ及び回転角のずれを求
める。次いで例えば真空雰囲気側の搬送機構により前記
位置ずれを修正するようにウエハを搬送して所定位置に
置く。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の実施例であるロードロック装
置を示す図である。この実施例では、開口面を上にした
有底の筒状体４と前記開口面を塞ぐ例えばガラスよりな
る蓋板４ａとによりロードロック室５を画成すると共に
、垂直な軸の回りに回転する回転軸４ｂを、筒状体４の
底部中央の下面から垂直に伸びる基筒部４ｃ内の磁気シ
ールを介して前記底部中央位置にてロードロック室５内
に気密に挿入する。
【００１２】前記回転軸４ｂの下端には、モータ（図示
せず）が連結されており、当該回転軸４ｂの上端にはタ
ーンテーブル４ｄが設けられている。このターンテーブ
ル４ｄの上面にはウエハを静電チャックするための電極
４ｅよりなるチャック装置が配設されており、この例で
はチャック装置とターンターブル４ｄにより保持部が構
成される。
【００１３】また前記筒状体４の下部には、ロードロッ
ク室５内を排気するための排気路を備えた通気部６が例
えば２個所に設けられており、夫々例えば２段階の排気
ができるように排気管６ａ、６ｂが設けられている。
【００１４】前記筒状体４の側面の一部には、ガラス板
よりなる窓７が形成され、この窓７の外面を覆うように
筐体７ａが筒状体４に取り付けられている。この筐体７
ａの底部には、レーザを発光する発光部８ａが配置され
ており、更にここから上向きに発せられたレーザ光をロ
ードロック室５内に向けて直角に反射するミラー８ｂと
、そのレーザ光の断面形状を例えば楕円形とするための
対物レンズ８ｃと、ロードロック室５内から戻ってきた
レーザ光を受光する受光部８ｄが筐体７ａ内に収納され
ている。
【００１５】一方前記ロードロック室５の中には窓７を
透過したレーザ光を直角に反射してウエハの通路と直交
する光路を形成するミラー８ｅと、更にそのレーザ光を
窓７の外へ向けて反射するミラー８ｆとが設置されてい
る。そしてこれら一対のミラー８ｅ、８ｆについては、
ウエハの中心が回転軸４ｂの回転中心に一致した時に、
例えば図２に示すようにレーザ光の楕円形断面Ｓの長軸
の中点がウエハＷの周縁（但しオリフラと呼ばれる直線
部ｌを除いた周縁）に位置するように、位置設定されて
いる。
【００１６】ここで発光部８ａ、ミラー８ｂ、対物レン
ズ８ｃ及び８ｄは窓７及び筐体７ａと共に一つのユニッ
トを構成しており、またロードロック室５内のミラー８
ｅ、８ｆは共通のコ字形の保持部材８ｇに取り付けられ
て一つのユニットを構成していて、固定部材８ｈにより
窓７に固定されている。このようにユニット化すれば、
発光部８ａ、ミラー８ｂ及び対物レンズ８ｃの相対的位
置関係と受光部８ｄの位置とを予め設定しておくと共に
、この設定とは別個に一対のミラー８ｅ，８ｆを予め位
置設定しておくことによって、これらユニットをロード
ロック装置に組み込む時には、ユニット間の位置設定の
みで済むから小さなロードロック装置に対して容易に精
度よく光路設定ができる。
【００１７】また前記受光部８ｄには、ここからの受光
量に対応した電気信号に基づいてロードロック５内のウ
エハＷの位置ずれ量、即ち中心位置及び方向（回転角）
のずれ量を演算する演算手段９が接続されており、この
例では、前記発光部８ａや受光部８ｄ及び当該演算手段
９によりウエハの位置ずれ検出手段が構成されている。 　　本発明実施例のロードロック装置は以上のように構
成されている。
【００１８】次に上述実施例の作用について述べる。
【００１９】先ず図示しない搬送機構によって大気中に
置かれている処理前のウエハＷを、図示しない大気側の
ゲートを開いてその取入れ口からロードロック室５内に
搬入してターンテーブル４ｄに載せ、静電チャックによ
り当該ターンテーブル４ｄ上に固定する。その後大気側
のゲートを閉じてからロードロック室５内を所定の真空
度まで真空排気する。次いで発光部８ａからレーザ光を
発光させながら、図示しないモータを駆動してウエハＷ
を１回転させる。
【００２０】ここで受光部８ｄにおけるレーザ光の受光
量は、レーザ光域におけるウエハＷの周縁の位置に対応
するので、受光部８ｄの電気信号に基づいて演算手段９
により各回転位置における、回転中心からレーザ光域内
のウエハＷの周縁までの距離が求められる。そしてウエ
ハＷには、向きを決めるためのオリフラｌが形成されて
いるので、ウエハＷの回転位置に対応させて前記距離を
求めることにより、当該ウエハＷについて、その中心が
例えば本来の位置からどれだけずれておりかつその向き
が例えば本来の向きからどれだけずれているか（回転角
のずれ量）を同時に検出することができる。
【００２１】なおウエハの中心のずれとは、本来の中心
位置からのずれ量ではなく、ある基準点からの距離であ
ってのよく、また回転角のずれとは、ある基準線に対す
るオリフラの角度であってもよい。
【００２２】その後静電チャックを解除し、処理槽内側
の図示しないゲートを開いて、その取出口からウエハが
処理槽内に図示しない搬送機構により搬入される。
【００２３】このようにしてウエハの中心のずれと回転
角のずれとをロードロック装置内で検出できるが、この
実施例では、例えばロードロック装置内に位置合わせ機
構（図示せず）を組み込んでその位置ずれ量を修正して
しもよいし、あるいは次に述べる例のようにウエハをロ
ードロック装置から処理室内に搬送するときに位置合わ
せを行うようにしてもよい。
【００２４】図３は、イオン注入装置の処理槽１内のタ
ーンテーブル１ａに外部（大気圧）からウエハを搬送す
る搬送システムの一部を示し、このシステムにおいては
、図１に示したと同様の発光部、受光部やミラーなどを
含む光路ユニット１０を備えたロードロック装置１１が
２個互いに隣接して設置されている。
【００２５】そして処理槽１内には、例えば多関節ロボ
ットよりなる搬送機構１２が設置されていると共に演算
手段９の出力側には、演算結果に基づいて前記搬送機構
１２を制御する制御部１３が接続されている。１４は大
気側の搬送機構、１５ａ、１５ｂは所定位置に置かれた
ウエハのキャリアである。
【００２６】次にこのシステムの作用について述べる。 先ず大気中のキャリア１５ａまたは１５ｂにバッファリ
ングされている処理前のウエハＷを搬送機構１４によっ
て大気側ゲートＧ１を介して例えば図中下側のロードロ
ック装置１１内に一枚づつ搬入し、一枚のウエハＷを搬
入した後ゲートＧ１を閉じ、次いでロードロック１１内
を真空排気する。そして真空排気中またはその後に既述
したようにウエハＷを回転させ、位置ずれ検出手段１０
０の光路ユニット１０よりの電気信号に基づいて演算手
段９によりウエハＷの位置ずれを求める。
【００２７】続いて処理槽１側の図示しないゲートを開
いてロードロック装置１１内のウエハＷを搬送機構１２
によりターンテーブル１ａ上の所定位置に搬送する。こ
の時制御部１３は演算手段９よりの演算結果（ウエハの
位置ずれ量）に基づき、ウエハＷが前記所定位置に置か
れた時に、ロードロック装置１１内に発生している中心
のずれ及び回転角のずれが修正されているように、搬送
機構１２に対して制御信号を与える。
【００２８】ここで搬送機構１２の制御方法としては、
搬送機構１２がロードロック装置１１内のウエハＷを受
け取りにいくときに、あるいはターンテーブル１ａ上に
置きに行くときに位置ずれ量を修正するように操作して
もよいし、ウエハＷを受け取ってから置きに行く間の工
程で修正操作を行なわせるようにしてもよいまたロード
ロック装置内で検出した位置ずれを修正する方法として
は、ウエハの回転角のずれについてはロードロック装置
内の回転軸４ｂにより修正し、中心のずれについてのみ
搬送機構１２により修正するようにしてもよい。
【００２９】更に図３のシステムではロードロック装置
１１を２個設置しているので、一方のロードロック装置
１１から処理槽１内にウエハＷを搬入している間に他方
のロードロック装置１１内では次のウエハのアライメン
ト（位置ずれ検出）を行なうことができ、従ってアライ
メントの待ち時間をなくすことができるのでスループッ
トの向上が図れる。
【００３０】なおロードロック装置１１のゲートＧ１に
関しては、図４に示すようにウエハの取入口を垂直軸に
対して例えば４５度傾いた傾斜面１６に形成すると共に
、この取入口を開閉するためのゲートＧ１を、水平な軸
Ｐのまわりを回動する回動部材１７を取り付けた構成と
すれば、ゲートＧ１の移動路が横方向に広がらず、また
その移動距離も小さくて済むので、設置スペースを小さ
くできるという利点がある。この場合ゲートＧ１を回動
させる代わりに上下方向に直線的に移動するようにして
もよいし、更にこうした構成を処理槽側のゲートに適応
してもよい。
【００３１】以上においてウエハの位置ずれを検出する
ためには、上述実施例の手法に限定されるものではなく
、例えばウエハの周縁部からの光の反射を利用するなど
の方法を採用してもよいまた本発明では、互いに異なる
気体雰囲気間のみならず、互いに気体の種類の異なる気
体雰囲気間におけるウエハの受け渡しを行なう場合につ
いても適応できる。
【００３２】
【発明の効果】請求項１によれば、ロードロック装置内
でウエハの位置ずれを検出するようにしているため、従
来のようにウエハを一旦位置合わせ装置に置くというハ
ンドリングが不要になり、この結果ウエハのダメージ及
びパーティクルを低減することができ、歩留まりの向上
を図ることができる。しかも搬入に要する時間を短縮で
きるので、スループットの向上を図ることができる上、
位置合わせ装置が不要になることからその分装置全体の
小形化を図ることができる。しかもウエハの回転によっ
て得られた情報に基づいて位置ずれを検出しているので
、ＴＶカメラなどの大掛かりな装置を用いなくて済み、
ロードロック装置の大型化を抑えることができる。 また請求項２の発明によれば、ロードロック装置で検出
したウエハの位置ずれを、例えば真空雰囲気の処理槽内
の搬送機構により修正しているため、搬送と位置ずれの
修正とを同時に行うことができ、スループットを一層向
上することができると共に、ウエハが置かれている最終
位置例えば先述したターンテーブルに近いところで位置
ずれを修正しているので、精度の高い位置合わせを実行
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るロードロックを示す縦断
面図である。
【図２】ウエハと光路との位置関係を示す説明図である
。
【図３】本発明の実施例に係るウエハの搬送システムを
示す説明図である。
【図４】図３に示したロードロック装置の一部の構成例
を示す断面図である。
【図５】イオン注入装置の全体構成を示す説明図である
。
【図６】イオン注入装置におけるウエハの搬送システム
の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　処理槽 ５　　ロードロック室 ８ａ　　発光部 ８ｄ　　受光部 ９　　演算手段 １１　　ロードロック装置 １３　　制御部 １２、１４　　搬送機構

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ウエハを一の気体雰囲気から他の気体
    雰囲気に一枚づつ受け渡す時に、一旦ウエハをロードロ
    ック室内に置いてこの気体雰囲気を他の気体雰囲気と同
    じまたは近似した状態にした後、他の気体雰囲気に開放
    するロードロック装置において、ロードロック室内のウ
    エハを保持するための保持部と、これに保持されたウエ
    ハをその面に沿って回転させるための回転機構と、ウエ
    ハの回転により得られた情報に基づいてウエハの中心の
    ずれ及び回転角のずれを検出する位置ずれ検出手段とを
    設けたことを特徴とするロードロック装置。
  2. 【請求項２】　　請求項１のロードロック装置と、この
    ロードロック装置内のウエハを他の気体雰囲気中の所定
    位置に搬送する搬送機構と、ウエハの中心のずれ及び回
    転角のずれを修正した状態でウエハを前記所定位置に置
    くように、位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記
    搬送機構を制御する制御部とを設けたことを特徴とする
    ウエハの搬送システム。
JP8752791A 1991-03-26 1991-03-26 ロードロック装置及び真空処理装置 Expired - Lifetime JP2986121B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8752791A JP2986121B2 (ja) 1991-03-26 1991-03-26 ロードロック装置及び真空処理装置
KR1019920004985A KR0165556B1 (ko) 1991-03-26 1992-03-26 로드록 장치 및 웨이퍼의 반송시스템
US07/857,832 US5340261A (en) 1991-03-26 1992-03-26 Load-lock unit and wafer transfer system
DE69206295T DE69206295T2 (de) 1991-03-26 1992-03-26 Ladungsschleuse und Wafertransportsysteme.
EP92105208A EP0506045B1 (en) 1991-03-26 1992-03-26 Load-lock unit and wafer transfer system
US08/294,761 US5435683A (en) 1991-03-26 1994-08-23 Load-lock unit and wafer transfer system

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JP8752791A JP2986121B2 (ja) 1991-03-26 1991-03-26 ロードロック装置及び真空処理装置

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JPH04298061A true JPH04298061A (ja) 1992-10-21
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