KR0165555B1 - 로드록장치 및 웨이퍼의 반송시스템 및 웨이퍼의 위치 검출장치 - Google Patents

로드록장치 및 웨이퍼의 반송시스템 및 웨이퍼의 위치 검출장치 Download PDF

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데루오 아사카와
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이노우에 아키라
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Abstract

제1의 분위기와 제2의 분위기와의 사이에 배치되고, 상기 제1의 분위기로부터 반송된 웨이퍼를 수용하고, 상기 제1의 분위기와 차단된후, 상기 제2의 분위기와 동일하거나 또는 근사한 분위기로 되고, 그후, 상기 웨이퍼를 상기 제2의 분위기로 이송하기 위하여, 상기 제2의 분위기에 대하여 개방되는 로드록장치. 이 로드록장치는, 로드록실과 이 로드록실에 배치되고, 복수의 웨이퍼를 상하방향으로 간격을 두고 수납하는 수납수단과, 이 수납수단내의 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 유지하기 위한 유지수단과, 이 유지수단에 의하여 유지된 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단과, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 정보에 의거하여, 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출하기 위한 어긋남 검출수단과를 구비한다.

Description

로드록장치 및 웨이퍼의 반송시스템 및 웨이퍼의 위치 검출장치
제1도는 종래의 이온주입장치의 전체구성을 나타낸 도면.
제2도는 이온주입장치에 있어서의 종래의 웨이퍼의 반송시스템을 나타낸 도면.
제3도는 본 발명의 1실시예에 관계된 로드록장치를 나타낸 사시도.
제4도는 제3도에 나타낸 로드록장치에 있어서의 광학유니트의 구성을 나타낸 도면.
제5도는 제4도에 나타낸 광학유니트의 수광부와 웨이퍼와의 위치관계를 나타낸 도면.
제6도 내지 제9도는 제3도에 나타낸 로드록장치의 작용을 설명하기 위한 도면.
제10도는 웨이퍼 캐리어의 정지위치 제어방법을 나타낸 사시도.
제11도는 광학유니트에 있어서의 수광부의 배치위치의 다른 예를 나타낸 도면.
제12도는 본 발명의 1실시예에 관계된 반송시스템을 나타낸 도면.
제13도는 제3도에 나타낸 로드록장치의 일부의 구성예를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 처리용기 1a : 턴테이블
2 : 로드록장치 3 : 캐리어
4 : 로드록챔버 4b : 회전축
5 : 웨이퍼캐리어 5a : 제1인수부
5b : 제2인수부 5c : 활모양의 인수판부재
5d : 혀모양의 인수판부재 6 : 벨로우즈
7 : 회전축 7a : 턴테이블
8 : 광학유니트 8a : 레이저광원
8b, 8c : 원통유니트 8d : 창
8e : 수광부 9 : 수광부
9a : 회전운동모드 9b : 구동부
9c : 회전운동축 10 : 연산수단
11 : 광센서 11a : 발광부
11b : 수광부 12a : 반송기구
13 : 제어부 14 : 대기측의 반송기구
15 : 소정위치의 캐리어 15a, 15b : 대기중의 캐리어
16 : 경사면 17 : 회전운동부재
21 : 밀러 22 : 하프밀러
23 : 센서 31 : 제1 로드록장치
32 : 제2 로드록장치 80 : 케이싱체
100 : 검출수단 T : 터미널유니트
I : 이온발생기 M : 분석마그네트
A : 가속판 W : 웨이퍼
OD : 위치맞춤장치 AR : 반송아암
S : 슬리트광 E : 입구
G, G1 : 게이트 P : 수평축
R1, R2 : 반송로보트 L1 : 1단째 인수부
L2 : 2단째 인수부 L25 : 25단째 인수부
본 발명은, 서로 다른 기압의 분위기 사이에서 웨이퍼의 받아 넘기기를 하기 위한 로드록장치, 웨이퍼의 반송시스템, 및 웨이퍼의 위치맞춤 장치에 관한 것이다.
반도체웨이퍼를 진공분위기에서 처리하기 위한 처리용기내와 외부(대기압분위기)와의 사이에서, 반도체 웨이퍼의 받아 넘기기를 할 경우, 진공배기의 시간을 단축함으로써 작업효율을 도모하기 위하여, 로드록장치가 사용된다. 이 로드록장치에 의하면, 예컨대 외부로부터 웨이퍼를 처리용기내에 반입할 경우, 웨이퍼를 일단 로드록실내에 넣고, 여기서 소정의 압력까지 로드록실내를 진공배기한 후, 로드록실을 처리용기내의 분위기에 개방하고, 이어서 웨이퍼를 처리용기내에 반입한다.
그런데, 반도체 웨이퍼는, 경정의 방향성을 가지기 때문에, 웨이퍼를 처리 혹은 검사할 때에, 웨이퍼의 중심 위치만 아니고, 그 향방에 대하여도 위치 맞춤을 필요로 하는 경우가 있다.
예컨대, 이온주입장치에서는, 제1도에 도시한 바와 같이, 터미널 유니트(T)에 배치된 이온발생기(I)에서 발생한 이온을 분석마그네트(M)에 의하여 굽으리고, 이어서 가속관(A)을 통하여 처리용기(1)내의 턴테이블(1a)(이온주입시에는 기립하고 있음.)상의 웨이퍼(W)에 대하여 차례로 이온주입을 하고 있다. 한편, 각 웨이퍼는, 외부로부터 (1a)에서 정확하게 위치맞춤한 상태로 재치되지 않으면 안된다.
그래서, 종래에는, 예컨대 제2도에 도시한 바와 같이, 처리용기(1)밖의 소정위치에 놓여진 캐리어(3)로부터 웨이퍼(W)를 대기측의 반송로보트(R1)에 의하여 1매씩 일단 위치맞춤장치(OD)로 옮기고, 여기서 웨이퍼의 향방 및 중심의 위치 어긋남을 검출하고, 그 어긋난 분에 대하여 예컨대 방향의 수정 및 중심위치의 수정의 2공정을 거쳐서 위치결정하고, 이어서 반송로보트(R1)에 의하여 위치맞춤장치(OD)내의 웨이퍼(W)를 로드록장치(2)내로 옮기고, 이 속을 진공배기한 후, 처리실(1)쪽의 반송로보트(R2)에 의하여, 웨이퍼(W)를 로드록장치(2)로부터 턴테이블(1a)로 반송하고 있었다.
그러나, 이와같은 종래의 방법으로서는, 캐리어로부터 웨이퍼를 1매씩 로드록 장치내로 반입할 때에, 일단 위치맞춤장치를 경유하지 않으면 안되기 때문에, 웨이퍼의 핸들링회수가 증가하고, 이 결과 웨이퍼의 대미지나, 파티클의 부착 등이 생기기 쉽고, 생산수율의 저하로 이어짐과 동시에, 핸들링 회수의 증가에 따라서 반입시간이 증가하고, 장치의 처리 스루푸트를 저하시키는 요인으로 되고 있었다.
더구나, 로드록 장치내의 진공도가 어느 정도 낮아지고나서, 로드록장치내를 웨이퍼의 처리용기내의 진공도에 가까이하는 데에는, 장시간 걸린다. 이와같은 진공배기를 로드록장치내에서 웨이퍼 1매마다 하고 있으며, 이 일로 인하여서도 스루푸트가 저하케 되어 있었다.
또한, 위치맞춤장치에 착목하면, 예컨대 웨이퍼의 중심위치의 수정을 하기 위하여 X방향, Y방향으로 웨이퍼를 이동하는 서보기구 등이 필요하며, 이 때문에 장치가 복잡하고 코스트적으로도 고가이며, 또 장치의 설치 스페이스가 필요하게 된다고 하는 불이익이 있었다.
본 발명의 목적은, 스루푸트의 향상, 생산수율의 향상 및 장치의 소형화를 도모할 수 있는 로드록장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 또한 웨이퍼의 위치어긋남의 수정을 효율적으로 할 수 있는 웨이퍼의 반송시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 복수매의 웨이퍼에 대하여, 위치어긋남의 수정을 효율적으로 하는 것을 가능케하는 웨이퍼의 위치맞춤장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의하면, 제1의 분위기와 제2의 분위기와의 사이에 배치되고, 상기 제1의 분위기로부터 반송된 웨이퍼를 수용하고, 상기 제1의 분위기와 차단된 후, 상기 제2의 분위기와 동일하거나 또는 근사한 분위기로 되고, 그후 상기 웨이퍼를 상기 제2의 분위기로 이송하기 위하여, 상기 제2의 분위기에 대하여 개방되는 로드록장치에 있어서, 로드록실과, 이 로드록실에 배치되고, 복수의 웨이퍼를 상하방향으로 간격을 두고 수납하는 수납수단과, 이 수납수단내의 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 유지하기 위한 유지수단과, 이 유지수단에 의하여 유지된 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단과, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 정보에 의거하여, 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출하기 위한 어긋남 검출수단과를 구비하는 로드록 장치가 제공된다.
또, 본 발명에 의하면, 제1의 분위기와 제2의 분위기와의 사이에 배치되고, 상기 제1의 분위기로부터 반송된 웨이퍼를 수용하고, 상기 제1의 분위기와 차단된후, 상기 제2의 분위기와 동일하거나 또는 근사한 분위기로되고, 그후, 상기 웨이퍼를 상기 제2의 분위기로 이송하기 위하여, 상기 제2의 분위기에 대하여 개방되는 로드록장치와, 이 로드록장치내의 웨이퍼를 상기 제2의 분위기의 소정위치로 반송하기 위한 반송수단과, 이 반송수단을 제어하는 제어수단과를 구비하고, 상기 로드록장치는, 로드록실과, 이 로드록실에 배치되고, 복수의 웨이퍼를 상하방향으로 간격을 두고 수납하는 수납수단과, 이 수납수단내의 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 유지하기 위한 유지수단과, 이 유지수단에 의하여 유지된 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단과, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 정보에 의거하여, 웨이퍼의 중심의 위치 어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출하기 위한 어긋남 검출수단과를 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 어긋남 검출수단으로부터의 데이터에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남이 수정된 상태로 상기 제2의 분위기의 소정위치에 배치되도록 상기 반송수단을 제어하는 반송시스템이 제공된다.
[실시예]
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
제3도는, 본 발명의 1실시예에 관계된 로드록장치의 로드록챔버(4)의 내부구조를 나타낸 도면이다. 이 실시예의 로드록장치에서는, 웨이퍼 캐리어(5)는, 웨이퍼(W)를 예컨대 25매(단 도면에서는 편의상 6매로 나타내고 있다) 서로 간격을 두고 쌓아올린 상태로 수납하도록 구성되어 있으며, 그 하면은, 상하방향으로 신축가능한 승강기구를 이루는 벨로우즈(6)의 상단부에 부착되어 있다.
이 웨이퍼캐리어(5)는, 활모양의 인수판부재(5c)를 갖춘 제1도의 왼쪽에 위치하는 제1의 인수부(5a)와, 이에 대향하는 혀모양의 인수판부재(5d)를 갖춘 제2의 인수부(5b)를 구비하고, 이들 제1 및 제2의 인수부(5a),(5b)에 의하여 웨이퍼(W)의 양 가장자리를 지지하도록 구성되어 있다. 제1 및 제2의 인수부(5a),(5b)는 그 하부에서, 상하운동한 때에 후술하는 턴테이블에 충돌하지 않도록 중앙부를 절결한 도시하지 않은 연결판에 의하여 연결되어 있다.
웨이퍼 캐리어(5)를 이와같은 구조로 한 이유는, 로드록챔버(4)의 양쪽으로부터 각각 도시하지 않은 게이트를 개재하여, 대기측 아암 및 처리용기측 아암(도면중 부호 AR로 나타냄)에 의하여, 웨이퍼를 내고 넣고 하는 것을 가능하게 하기 위함이다.
상기 벨로우즈(6)의 내부(대기압)에는 예컨대 볼나사를 사용한 도시하지 않은 이동기구가 배설되어 있고, 나사축을 모우터로 회전시킴으로써 정도(精度) 높게 웨이퍼 캐리어(5)를 승강가능하게 하도록 구성되어 있다. 따라서, 웨이퍼캐리어(5)는, 이 도시하지 않은 이동기구에 의하여 후술하는 각 프로세스에 대응하여 승강한다.
웨이퍼 캐리어(5)에 수납되는 웨이퍼(W)의 아래쪽에는, 연직축의 주위에 도시하지 않은 모우터에 의하여 회전되는 회전기구로서의 회전축(7)이, 로드록챔버(4)의 바닥면에 부착되어 있고, 이 회전축(7)의 상단에는 턴테이블(7a)이 배설되어 있다. 이 턴테이블(7a)에는, 웨이퍼(W)의 이면을 정전처크하는 처크수단이 들어 있고, 이 예에서는 턴테이블(7a)과 처크수단에 의하여 웨이퍼(W)의 유지부가 구성되어 있다.
또, 로드록챔버(4)내에는, 턴테이블(7a)상에 유지된 웨이퍼(W)의, 회전중심으로부터 웨이퍼의 둘레까지의 거리를 광학적으로 구하기 위한 광학유니트(8)가 설치되어 있다.
다음에, 이 광학유니트(8)의 구성에 대하여, 제4도 및 제5도를 참조하여 설명한다.
대기압 분위기에 유지된 케이싱체(80)내에는, 레이저광원(8a), 2개의 원통렌즈(8b),(8c), 및 예컨대 유리로된 창(8d)이 배치되어 있다. 이 광학계에서는, 예컨대 레이저광원(8a)에 의하여 출사한 광은 원통렌즈(8b),(8c)에 의하여 성형되고, 창(8d)을 개재하여, 예컨대 웨이퍼(W)의 반경방향으로 늘어나는 가늘고 긴 슬리트 광(S)으로 되어서 웨이퍼(W)의 이면에 조사된다.
그리고, 슬리트광(S)은, 예컨대 웨이퍼(W)의 중심과 회전중심이 일치한 때에 슬리트광(S)의 길이방향의 중점(中點)이 웨이퍼(W)의 둘레(단 오리엔테이션 플래트라고 불리는 직선부(ℓ)를 제외한 둘레)에 위치하도록 설정되어 있다.
턴테이블(7a) 상의 웨이퍼(W)의 표면쪽(위쪽)에는, 레이저광을 수광하기 위한 수광부(8e)가 회전운동로드(9a)의 선단에 부착되어 있다.
또, 수광부(8e)에는, 이곳으로부터의 수광량에 대응한 전기신호에 의거하여 로드록챔버(4)내의 웨이퍼(W)의 위치어긋남량, 즉, 중심위치 및 방향(회전각)의 어긋남량을 연산하는 연산수단(10)이, 로드록챔버(4)의 외부에서 접속되어 있다. 이 회전운동로드(9a)의 기단은, 구동부(9b)에 의하여 연직축의 주위를 회전운동하는 회전운동축(9c)에 고정되어 있다. 그리고 회전운동로드(9a)는, 웨이퍼의 위치어긋남을 검출할 때에는, 검출대상의 웨이퍼와 그 위쪽의 웨이퍼와의 사이(제3도의 실선으로 나타낸 검출위치)에 삽입되고, 그 이외인 때에는 제3도에 도시한 화살표와 같이 회전하여, 웨이퍼와 평면적으로 간섭하지 않는 위치(제3도의 쇄선으로 나타낸 퇴피위치)에 배치되도록 되어 있고, 이에 의하여 웨이퍼(W)의 상하운동을 방해하지 않도록 하고 있다. 이 회전운동축(9c)은, 대기압분위기로 유지된 게이싱체(80)내로부터 진공분위기의 로드록장치내로 늘어나고 있으나, 양 분위기사이의 시일은, 자기시일에 의하여 할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예의 로드록장치는 구성되어 있다.
다음에 상술한 로드록장치의 작용에 대하여, 제6도 내지 제9도를 참조하여 설명한다.
지금, 로드록챔버(4)내의 웨이퍼캐리어(5)가 비어 있고, 이 속에 외부(대기압)로부터 웨이퍼를 수납하는 경우, 먼저, 제6도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼캐리어(5)를 위로부터 1단째 인수부(L1)가 턴테이블(7a) 보다 약간 위쪽에 위치하는 곳까지 하강시켜 놓는다.
그리고 게이트(G)를 열고 도시하지 않은 반송아암(제3도의 부호 (AR)에 상당함)에 의하여 웨이퍼(W)를 입구(E)로부터 로드록챔버(4)내로 반입하고, 1단째 인수부(L1)상에 재치한다. 이어서, 제7도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(5)를 상승시켜서 위로부터 2단째 인수부(L2)가 턴테이블(7a)보다 약간 위쪽에 위치하는 곳에 정지시키고, 이와같이 하여서 다음의 웨이퍼를 입구(E)로부터 반입하여 2단째 인수부(L2)상에 재치한다.
이와같은 조작을 되풀이하여서 차례로 웨이퍼캐리어(5)를 상승시켜감으로써, 제8도에 도시한 바와 같이, 예컨대 25매의 웨이퍼가 수납된다.
그후, 게이트(G)가 닫히고, 로드록챔버(4)내가 소정의 진공도까지 배기된다. 그리고, 웨이퍼캐리어(5)를, 최하단인 25단째 인수부(L25)가 턴테이블(7a)의 윗면보다 약간 아래쪽에 위치하도록 하강시킨다. 이 결과 25단째 인수부(L25)에 실려 있던 웨이퍼(W)는, 제9도에 도시한 바와같이, 턴테이블(7a)상에 놓여져서 예컨대 정전처크된다.
이어서 제5도에 도시한 광학유니트(8)의 회전운동로드(9a)를 회전운동시켜서, 수광부(9)를 웨이퍼 사이에 삽입하고, 슬리트광(S)을 수광하는 위치에 놓는다.
그리고, 레이저광원(8a)으로부터 레이저광을 웨이퍼(W)의 둘레에 조사하면서, 웨이퍼(W)를 360°+α, 예컨대 365°회전시키고, 수광부(9)에 의하여 수광량을 측정한다. 여기서 수광부(9)에서의 레이저광의 수광량은, 슬리트 광역에서의 웨이퍼(W)의 둘레의 위치에 대응하므로, 수광부(9)의 전기신호에 의거하여 연산수단(10)에 의하여, 각 회전위치(각도)에서의, 회전중심으로부터 슬리트광역내의 둘레까지의 거리를 구할 수 있다.
그리고, 웨이퍼(W)에는, 향방을 결정하기 위한 오리엔테이션플래트(1)가 형성되어 있으므로, 웨이퍼(W)의 회전위치에 대응하여, 회전중심으로부터 슬리트광역내의 둘레까지의 거리를 구함으로써, 웨이퍼(W)에 대하여, 그 중심이 본래의 위치로부터 얼마큼 어긋나 있는가, 및 그 향방이 본래의 향방에서 얼마큼 어긋나 있는가(회전각의 어긋남량)를 동시에 검출할 수 있다. 또한 웨이퍼(W)의 중심의 어긋남이란, 본래의 중심위치로부터의 어긋남량은 아니고, 어느 기준점으로부터의 거리라도 좋고, 또 회전각의 어긋남이란, 어느 기준선에 대한 오리엔테이션플래트의 각도라도 좋다.
이와같이 하여서 웨이퍼(W)의 위치어긋남이 검출되면 수광부(9)를 퇴피위치까지 이동함과 동시에, 정전처크를 해제한 후, 웨이퍼캐리어(5)를 상승시키고, 턴테이블(7a)상의 웨이퍼(W)를 25단째 인수부(25)에 의하여 들어올리고 소정의 높이위치에서 정지시킨다. 즉, 웨이퍼캐리어(5)는 제8도에 도시한 위치에 정지한다. 이렇게 한 후, 처리용기쪽의 게이트를 열고, 도시하지 않은 반송아암에 의하여 웨이퍼(W)는 인출구(도시하지 않았으나 인출구(E)와 같은 높이레벨에 있음.)로부터 처리용기내로 반송된다. 그리고, 웨이퍼캐리어(5)의 아래로부터 2단째 인수부 즉 24단째 인수부의 웨이퍼에 대해서도, 같은 조작에 의하여 위치 어긋남이 검출되고, 이리하여 웨이퍼 캐리어(5)의 웨이퍼(W)는, 아래로부터 차례로 위치어긋남이 검출되어, 처리용기 내로 꺼내져 나간다.
여기서, 웨이퍼 캐리어내에 수납된 웨이퍼를 반송아암에 의하여 들고 내고 할 때에, 웨이퍼와 반송아암이 높이적으로 간섭하면, 반송아암이 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어로부터 떨어뜨려 버린다. 그래서, 예컨대 웨이퍼캐리어의 정지위치를 제어하기 위하여, 예컨대 제10도에 도시한 바와같은 방법을 채용할 수 있다.
이 제10도에 도시한 예에서는, 웨이퍼캐리어(5)의 제1의 인수부(5a)(제3도 참조)에서, 웨이퍼가 각각 재치되는 인수판부재(5c)에, 셔터의 역할을 다하는 돌기(5d)를 형성하는 한편, 이 돌기(5d)의 이동로를 끼는 것을 발광부(11a) 및 수광부(11b)를 부착한 광센서(11)를 배설하고, 웨이퍼캐리어(5)의 상하운동에 의하여 돌기(5d)가 광센서의 광로를 차단하였을 때, 이 광센서(11)의 검출신호에 의하여 웨이퍼캐리어(5)를 정지하도록 하고 있다.
이와같은 구성에 의하면, 피검출체인 돌기(5d)와 인수판부재(5c)가 일체이기 때문에, 인수판부재(5c)의 위치를 직접 검출함으로써, 따라서, 간단한 구성으로 정도가 높은 위치검출이 가능하다.
또, 상술한 실시예와 같이, 웨이퍼 캐리어(5)와 턴테이블(7a)과를 서로 평면적으로 간섭하지 않도록 구성하고, 웨이퍼캐리어(5)를 승강시켜서 웨이퍼의 주고받기를 하고, 웨이퍼의 반입, 반출 레벨을 일정하게 하면, 상하운동의 자유도를 갖지 않은 반송기구를 사용할 수 있다.
이상 설명한 로드록 장치에서는, 웨이퍼의 둘레를 통과한 레이저광의 수광량을 검출하고 있으나, 제11도에 도시한 바와같이, 제4도에서의 수광부(9)의 위치에 밀러(21)를 배치함과 동시에, 레이저광의 광로에 하프밀러(22)를 배치하고, 밀러(21) 및 하프밀러(22)에 의하여 반사된 레이저광을, 센서(23)로 수광하도록 하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 센서를, 진공분위기가 될 로드록장치내에 배치하는 것을 피하는 것이 가능하다.
또, 웨이퍼(W)의 이면의 반사광을 검출하도록 하는 것도 가능하다.
또한, 제4도에서의 수광부를 회전운동시키는 대신에, 광학계 전체를 평행이동시키는 것도 가능하다.
이상과 같이 하여서 웨이퍼의 중심의 어긋남과 회전각의 어긋남과를 로드록 장치내에서 검출하는 것이 가능하다. 이와같이 하여서 검출한 웨이퍼의 중심의 어긋남과 회전각의 어긋남의 수정은, 예컨대 로드록장치내에 위치맞춤기구(도시하지 않음)를 넣고, 이 위치맞춤기구에 의하여 어긋남량을 수정하여도 좋고, 혹은 다음에 기술하는 예와 같이, 웨이퍼를 로드록 장치로부터 처리실내로 반송할때에, 어긋남량을 수정하여도 좋다. 또, 회전각의 어긋남은, 로드록장치의 회전축(7)에 의하여 수정하고, 웨이퍼의 중심의 어긋남은, 웨이퍼를 로드록장치로부터 처리실내로 반송할때에 수정하여도 좋다. 로드록장치의 회전축(7)에 의한 회전각의 어긋남의 수정은, 로드록장치내에 웨이퍼를 반입한 때에, 로드록 장치내의 배기중에, 또는 로드록 장치내에서 웨이퍼를 반출할 때의 어느 때에도 할 수 있다.
또한, 웨이퍼의 중심의 어긋남을 검출할 때, 웨이퍼(W)를 360°가 아니고, 360°+α, 예컨대 365°회전하는 것은, 다음의 이유에 의한다. 즉 데이터 검출의 시점이 웨이퍼의 오리엔테이션플래트의 정점 부근이었을 경우, 오리엔테이션 플래트의 정점에 상당하는 검출데이터(웨이퍼의 편심거리)의 피이크가 검출데이터의 양단에 와버리고, 경우에 따라서는, 피이크로 간주할 수 없는 데이터로 되어 버린다. 이렇게 된 경우에는 정확한 어긋남의 검출을 할 수 없기 때문에, 360°+α만큼 회전시켜서, 어떠한 경우에 있어서도 피이크를 명확하게 인식할 수 있도록 하고 있는 것이다.
제12도는, 이온 주입장치의 처리용기(1)내의 턴테이블(1a)상에, 외부(대기압)로부터 웨이퍼를 반송하는 반송스텝의 일부를 도시한 것으로서, 이 시스템에 있어서는 제3도에 도시한 것과 같은 구성의, 제1 및 제2의 로드록장치(31),(32)가 설치되어 있다.
처리용기(1)내에는, 예컨대 다관절로보트로 이루어진 반송기구(12a)가 설치되어 있음과 동시에, 연산수단(10)의 출력쪽에는, 연산결과에 의거하여 상기 반송기구(12a)를 제어하는 제어부(13)가 접속되어 있다. (14)는 대기쪽의 반송기구, (15)는 소정위치에 놓인 웨이퍼의 캐리어이다.
다음에 이 시스템의 작용에 대하여 기술한다.
먼저, 대기중의 캐리어(15a)또는 (15b)는 버퍼링되어 있는 처리전의, 예컨대 25매의 웨이퍼(W)를, 반송기구(14)에 의하여 대기쪽 게이트(G1)를 개재하여, 제1의 로드록장치(31)내에 반입한다. 그후, 게이트(G1)를 닫고, 이어서 로드록장치(31)내를 진공배기한다. 그리고, 처리용기(1)쪽의 게이트(G1)를 연후, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 레이저광을 웨이퍼(W)의 둘레에 조사 및 수광하고, 이 수광량에 대응하는 광학유니트(8)로부터의 전기신호에 의거하여, 연산수단(10)에 의하여 웨이퍼(W)의 위치어긋남을 구한다. 그리고, 각 웨이퍼(W)를 차례로 반송기구(12a)에 의하여 턴테이블(1a)상의 소정위치로 반송한다. 이때, 제어부(13)는 연산수단(10)으로부터의 연산결과(웨이퍼의 위치어긋남량)에 의거하여, 웨이퍼(W)가 상기 소정위치에 놓여진 때에, 로드록장치(31)내에 발생하고 있는 중심의 어긋남 및 회전각의 어긋남이 수정되어 있는 것같이, 반송기구(12a)에 대하여 제어신호를 준다. 또한, 이 예에서는, 광학유니트(8) 및 연산수단(10)에 의하여 위치어긋남 검출수단(100)이 구성된다.
여기서, 반송기구(12a)의 제어방법으로서는, 반송기구(12a)가 로드록장치(31)내의 웨이퍼(W)를 받으러 갈때에, 혹은 턴테이블(1a)상에 놓으러 갈때에 위치어긋남량을 수정하도록 조작하여도 좋고, 웨이퍼(W)를 받고 나서 놓으러 가는 사이의 공정에서 수정조작을 시키도록 하여도 좋다.
또, 로드록장치내에서 검출한 위치어긋남을 수정하는 방법으로서는, 웨이퍼의 회전각의 어긋남에 대하여는 로드록장치내의 회전축(4b)에 의하여 수정하고, 중심의 어긋남에 대하여서만 반송기구(12a)에 의하여 수정하도록 하여도 좋다.
또한, 제12도의 시스템에서는, 로드록장치를 2개 설치하고 있으므로, 한편의 로드록장치(31) 또는 (32)로부터 처리용기(내)로 웨이퍼(W)를 반입하고 있는 사이에, 다른편의 로드록장치(32) 또는 (31)에는 대기중의 웨이퍼캐리어로부터 웨이퍼(W)를 반입할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 기다림시간을 없앨 수 있으므로, 스루푸트의 향상을 도모할 수 있다. 얼라이멘트는 진공아암이 앞의 웨이퍼를 디스크에 싣고 있는 사이에 한다. 이에 의하여 기다림 시간이 외견상 없어진다.
또한, 로드록장치(31),(32)의 게이트(G1)에 관하여는, 제13도에 도시한 바와같이, 웨이퍼의 취입구를 수직축에 대하여 예컨대 45°기운 경사면(16)을 이루도록 형성함과 동시에, 이 취입구를 개폐하기 위한 게이트(G1)를, 수평인 축(P)의 주위를 회전운동하는 회전운동부재(17)를 부착한 구성으로 하면, 게이트(G1)의 이동로가 가로방향으로 넓어지지 않고, 또 그 이동거리도 작아서 되므로, 설치 스페이스를 작게 할 수 있는 이점이 있다. 이 경우 게이트(G1)를 회전운동시키는 대신 상하방향으로 직선적으로 이동하도록 하여도 좋고, 또한 이러한 구성을 처리용기쪽의 게이트에 적용하여도 좋다.
여기서, 실제로 웨이퍼의 중심의 어긋남의 검출데이터를 제시하면, 제14도 a는, 편심(어긋남)이 없는 경우의 예이고, 제14도 b에 제시한 점 A로부터 검출을 개시하고, 웨이퍼를 1회전 시킨 경우의 샘플링 데이터를 나타낸다. 이에 대하여, 제15도 a는, 270°의 방향에 편심이 있는 경우의 샘플링 데이터를 나타낸다.
이상에서 웨이퍼의 위치어긋남을 검출하기 위하여는, 상술한 실시예의 수법에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 웨이퍼의 둘레부로부터의 광의 반사를 이용하는 등의 방법을 채용하여도 좋다.
또 본 발명에서는, 서로 다른 기체분위기 사이만 아니고, 서로 기체의 종류가 다른 기체분위기 사이에서의 웨이퍼의 주고받기를 하는 경우에 대하여도 적응할 수 있다.
또한 본 발명에서는, 제3도에 나타낸 로드록챔버(4)내의 장치를 로드록장치 밖에 설치하여 웨이퍼의 위치검출장치로서 사용하여도 좋다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 로드록장치내에서 웨이퍼의 위치어긋남을 검출하도록 하고 있기 때문에, 종래와 같이 웨이퍼를 일단 위치맞춤장치에 놓는다고 하는 핸들링이 불필요하게 되고, 이 결과 웨이퍼의 대미지 및 파티클의 부착을 저감할 수 있고, 생산수율의 향상을 도모할 수 있다. 더구나 반입에 관한 시간을 단축할 수 있고, 또 복수매의 웨이퍼를 수납한 상태로 로드록장치내의 배기를 하므로 전체의 처리로보면, 로드록장치의 배기에 요하는 시간을 매엽식의 경우에 비하여 단출할 수 있고, 따라서 스루푸트의 향상을 도모할 수 있는 위에, 위치맞춤장치가 불필요하게 되기 때문에 그만큼 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다. 더구나 웨이퍼의 회전에 의하여 얻어진 정보에 의거하여 위치어긋남을 검출하고 있으므로, TV카메라 등의 대규모의 장치를 사용하지 않아도 되고, 로드록장치의 대형화를 억제할 수 있다.
또, 특히 로드록 장치로 검출한 웨이퍼의 위치어긋남을 예컨대 진공분위기의 처리용기내의 반송기구에 의하여 수정함으로써, 반송과 위치어긋남의 수정과를 동시에 할 수 있고, 스루푸트를 더욱 향상할 수 있음과 동시에, 웨이퍼가 놓여 있는 최종위치 예컨대 상술한 턴테이블에 가까운 곳에서 위치어긋남을 수정하고 있으므로, 정도가 높은 위치맞춤을 실행할 수 있다.
또한, 복수매의 웨이퍼를 캐리어에 수납한 상태로 위치 어긋남을 검출할 수 있으므로, 캐리어로부터 별도로 설치한 위치맞춤장치에 반송하는 경우에 비하여 반송공정을 적게 할 수 있고, 따라서, 웨이퍼의 대미지등의 저감이나 스루푸트의 향상 등을 도모할 수 있다.

Claims (25)

  1. 제1의 분위기와 제2의 분위기와의 사이에 배치되고, 상기 제1의 분위기로부터 반송된 웨이퍼를 수용하고, 상기 제1의 분위기와 차단된후, 상기 제2의 분위기와 동일하거나 또는 근사한 분위기로 되고, 그후, 상기 웨이퍼를 상기 제2의 분위기로 이송하기 위하여, 상기 제2의 분위기에 대하여 개방되는 로드록장치에 있어서, 로드록실과 이 로드록실에 배치되고, 복수의 웨이퍼를 상하방향으로 간격을 두고 수납하는 수납수단과, 이 수납수단내의 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 유지하기 위한 유지수단과, 이 유지수단에 의하여 유지된 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단과, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 정보에 의거하여, 웨이퍼의 중심의 위치 어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출하기 위한 어긋남 검출수단과를 구비하는 로드록 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수납수단은, 상기 웨이퍼의 둘레부의 한편쪽의 아래면을 지지하는 활모양의 인수판부재를 가지는 제1의 인수부와, 이 제1의 인수부에 대향하여 배치되고, 상기 웨이퍼의 둘레부의 다른편쪽의 아래면을 지지하는 혀모양의 인수판부재를 가지는 제2의 인수부와, 이들 제1 및 제2의 인수부를 연결하는 연결수단과를 구비하는 이수수단을, 수직방향으로 복수단 쌓아서 배치하여 이루어진 로드록 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수납수단을 승강시키는 승강수단을 또한 구비하는 로드록 장치.
  4. 제3항에 있어서, 승강하는 상기 수납수단의 정지위치를 제어하는 수단을 또한 구비하는 로드록 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 어긋남 검출수단은, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 광학적 정보에 의거하여 전기신호를 발생하는 광학유니트와, 이 광학유니트에 접속되고, 상기 전기신호를 연산하는 연산수단과를 구비하는 로드록 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광학유니트는, 레이저광을 발하는 발광부와, 상기 회전하는 웨이퍼로부터의 레이저광을 받아, 전기적 신호로 변화하는 수광부를 구비하는 로드록 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수광부는 상기 웨이퍼의 둘레부를 통과한 레이저 광을 수광하고, 그 수광량을 검출하는 로드록 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 수광부는, 상기 웨이퍼의 둘레부를 반사한 레이저광을 수광하고, 그 수광량을 검출하는 로드록 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 유지수단을 회전시키는 로드록 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 로드록실은, 비스듬히 아래쪽으로 경사한 개구면을 가지는 웨이퍼 취입구와, 이 웨이퍼 취입구를 개폐하기 위한, 수평축의 주위를 회전운동하는 회전운동부재를 구비하는 로드록 장치.
  11. 제1의 분위기와 제2의 분위기와의 사이에 배치되고, 상기 제1의 분위기로부터 반송된 웨이퍼를 수용하고, 상기 제1의 분위기와 차단된후, 상기 제2의 분위기와 동일하거나 또는 근사한 분위기로 되고, 그후, 상기 웨이퍼를 상기 제2의 분위기로 이송하기 위하여, 상기 제2의 분위기에대하여 개방되는 로드록장치와, 이 로드록 장치내의 웨이퍼를 상기 제2의 분위기의 소정위치로 반송하기 위한 반송수단과, 이 반송수단을 제어하는 제어수단과를 구비하고, 상기 로드록장치는, 로드록실과 이 로드록실에 배치되고, 복수의 웨이퍼를 상하방향으로 간격을 두고 수납하는 수납수단과, 이 수납수단내의 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 유지하기 위한 유지수단과, 이 유지수단에 의하여 유지된 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단과, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 정보에 의거하여, 웨이퍼의 중심의 위치 어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출하기 위한 어긋남 검출수단과를 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 어긋남 검출수단으로부터의 데이터에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심의 위치 어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남이 수정된 상태로 상기 제2의 분위기의 소정위치에 배치되도록 상기 반송수단을 제어하는 반송시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 반송수단은, 상기 웨이퍼의 중심의 위치 어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 수정하는 기능을 가지고 있고, 상기 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남은, 상기 반송수단에 의한 웨이퍼의 반송중에 행하여지는 반송시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 로드록실내에는, 또한 상기 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 수정하는 수단이 배치되고, 상기 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨어퍼의 향방의 어긋남은, 상기 어긋남 수정수단에 의하여 상기 로드록실내에서 행하여 지는 반송시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 웨이퍼의 향방의 어긋남의 수정은, 상기 회전수단에 의한 웨이퍼의 회전에 의하여 행하여지는 반송시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 웨이퍼의 향방의 어긋남의 수정은, 상기 로드록실내의 배기중에 행하여지는 반송시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 어긋남 검출수단은, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 광학적 정보에 의거하여 전기신호를 발생하는 광학유니트와, 이 광학유니트에 접속되고, 상기 전기신호를 연산하는 연산수단과를 구비하는 반송시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광학유니트는, 레이저광을 발하는 발광부와, 상기 회전하는 웨이퍼로부터의 레이저 광을 받아, 전기적 신호로 변화하는 수광부를 구비하는 반송시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수광부는, 상기 웨이퍼의 둘레부를 통과한 레이저광을 수광하고, 그 수광량을 검출하는 반송시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 수광부는, 상기 웨이퍼의 둘레부를 반사한 레이저광을 수광하고, 그 수광량을 검출하는 반송시스템.
  20. 제11항에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 유지수단을 회전시키는 반송시스템.
  21. 제11항에 있어서, 상기 로드록실은, 비스듬히 아래쪽으로 경사한 개구면을 가지는 웨이퍼 취입구와, 이 취입구를 개폐하기 위한, 수평축의 주위를 회전운동하는 회전운동부재를 구비하는 반송시스템.
  22. 제1의 분위기와 제2의 분위기와의 사이에 배치되고, 상기 제1의 분위기로부터 반송된 웨이퍼를 수용하고, 상기 제1의 분위기와 차단된후, 상기 제2의 분위기와 동일하거나 또는 근사한 분위기로 되고, 그후, 상기 웨이퍼를 상기 제2의 분위기로 이송하기 위하여, 상기 제2의 분위기에 대하여 개방되는 제2의 로드록 장치와, 이 제1의 로드록 장치와 같은 구성을 가지는 제2의 로드록 장치와, 이들 제1 및 제2의 로드록 장치내의 웨이퍼를 상기 제2의 분위기의 소정위치를 반송하기 위한 반송수단과, 이 반송수단을 제어하는 제어수단과를 구비하고, 상기 제1 및 제2의 로드록장치는, 각각 로드록실과 이 로드록실에 배치되고, 복수의 웨이퍼를 상하방향으로 간격을 두고 수납하는 수납수단과, 이 수납수단내의 복수의 웨이퍼 중의 하나의 웨이퍼를 유지하기 위한 유지수단과, 이 유지수단에 의하여 유지된 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단과, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 정보에 의거하여, 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출하기 위한 어긋남 검출수단과를 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 어긋남 검출수단으로부터의 데이터에 의거하여 상기 웨이퍼의 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남이 수정된 상태로 상기 제2의 분위기의 소정위치에 배치되도록 상기 반송수단을 제어하는 반송시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1의 로드록 장치로부터 상기 제2의 분위기로의 반송중에, 상기 제2의 로드록 장치내에서 상기 웨이퍼의 중심의 위치 어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남의 검출이 행하여지는 반송시스템.
  24. 복수의 웨이퍼를 상하방향으로 간격을 두고 수납하는 수납수단과, 이 수납수단내의 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 유지하기 위한 유지수단과, 이 유지수단에 의하여 유지된 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단과, 회전하는 상기 웨이퍼에 광을 조사함으로써 얻은 정보에 의거하여, 웨이퍼의 중심의 위치 어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출하기 위한 어긋남 검출수단과, 상기 수납수단을 상기 유지수단에 대하여 상대적으로 승강시키는 승강수단과, 상기 어긋남 검출수단에 의하여 중심의 위치어긋남 및 웨이퍼의 향방의 어긋남을 검출한 후의 웨이퍼를, 상기 유지수단으로부터 제거하고, 다른 웨이퍼를 상기 유지수단에 유지시키는 수단과를 구비하는 웨이퍼의 위치검출장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 유지수단은, 상기 수납수단에 의하여 수납된 복수의 웨이퍼의 제일 위 또는 제일 아래의 수납된 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼의 위치검출장치.
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