(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入室内に設けられたプラテンに、外周部にノッチを有するウェーハを保持して、当該ウェーハにイオンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置であって、
前記プラテンを水平状態および起立状態にする機構、前記プラテンを前記イオンビームと交差する方向に機械的に走査する機構ならびに前記プラテンに保持前または保持後のウェーハを回転させて当該ウェーハのノッチの、基準位置からの角度であるツイスト角度を調整するツイスト角度調整機構を有するプラテン駆動装置と、
前記注入室の外または内に設けられていて、前記ウェーハを回転させてそのノッチの角度を所定のアライメント角度に調整するアライナーと、
前記アライナーと前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置とを備えているイオン注入装置において、
前記注入室の外に設けられていて光を発する光源と、
前記光源からの光を導いて、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハの外周部に裏面側から光を局所的に照射して、当該外周部の局所的なシルエットを作る光照射領域を少なくとも３箇所形成するライトガイドと、
前記ウェーハの表面側から、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハを撮影するカメラと、
前記カメラからの画像データを処理して、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出する機能を有する画像処理装置とを設けておき、
前記アライナーにおいて、ウェーハを前記ツイスト角度調整機構へ移載したときに前記光照射領域の内の一つ内にウェーハのノッチが位置するように、ウェーハを回転させて前記アライメント角度を調整するアライメント工程と、
前記アライメント工程後に、前記ウェーハ搬送装置によって、前記アライナーから前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構へウェーハを搬送する搬送工程と、
前記搬送工程後に、前記画像処理装置を用いて、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出して、当該ノッチの角度と前記アライメント角度との第１の差に、前記アライメント角度とイオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度との第２の差を加味した角度ぶん、前記ツイスト角度調整機構によってウェーハを回転させて、当該ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を、前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度に一致させるツイスト工程とを実行することを特徴とするウェーハハンドリング方法。
【請求項２】
前記アライメント工程において、前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度に最も近い前記光照射領域内にウェーハのノッチが位置するように、前記アライメント角度を調整する請求項１記載のウェーハハンドリング方法。
【請求項３】
前記ライトガイドから出た光を、前記注入室内の反射体で反射させて前記光照射領域を形成する請求項１または２記載のウェーハハンドリング方法。
【請求項４】
前記ウェーハ搬送装置は、前記ウェーハを保持して搬送する搬送アームを有しており、
前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態においても、前記ライトガイドから出た光によって前記光照射領域が少なくとも３箇所形成され、
前記画像処理装置は、前記カメラからの前記少なくとも３箇所の光照射領域の画像データを用いて、前記搬送アーム上のウェーハの中心位置を検出し、かつ当該中心位置の、基準位置からの半径方向の位置ずれを検出する機能を更に有しており、
前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態において、前記画像処理装置を用いて、ウェーハの前記半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出工程を更に実行する請求項１、２または３記載のウェーハハンドリング方法。
【請求項５】
前記ウェーハ搬送装置は、前記ウェーハを保持して搬送する搬送アームを有しており、
前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態においても、前記ライトガイドから出た光によって前記光照射領域が少なくとも２箇所形成され、
前記画像処理装置は、前記カメラからの前記少なくとも２箇所の光照射領域の画像データと、予め記憶しておいた、前記搬送アーム上のウェーハの１箇所の端点位置データとを用いて、前記搬送アーム上のウェーハの中心位置を検出し、かつ当該中心位置の、基準位置からの半径方向の位置ずれを検出する機能を更に有しており、
前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態において、前記画像処理装置を用いて、ウェーハの前記半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出工程を更に実行する請求項１、２または３記載のウェーハハンドリング方法。
【請求項６】
注入室内に設けられたプラテンに、外周部にノッチを有するウェーハを保持して、当該ウェーハにイオンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置であって、
前記プラテンを水平状態および起立状態にする機構、前記プラテンを前記イオンビームと交差する方向に機械的に走査する機構ならびに前記プラテンに保持前または保持後のウェーハを回転させて当該ウェーハのノッチの、基準位置からの角度であるツイスト角度を調整するツイスト角度調整機構を有するプラテン駆動装置と、
前記注入室の外または内に設けられていて、前記ウェーハを回転させてそのノッチの角度を所定のアライメント角度に調整するアライナーと、
前記アライナーと前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置とを備えているイオン注入装置において、
前記注入室の外に設けられていて光を発する光源と、
前記光源からの光を導いて、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハの外周部に裏面側から光を局所的に照射して、当該外周部の局所的なシルエットを作る光照射領域を少なくとも３箇所形成するライトガイドと、
前記ウェーハの表面側から、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハを撮影するカメラと、
前記カメラからの画像データを処理して、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出する機能を有する画像処理装置と、
外部からイオン注入条件の一つとして前記ツイスト角度が与えられ、前記プラテン駆動装置、前記アライナー、前記ウェーハ搬送装置および前記画像処理装置を制御して、（ａ）前記アライナーにおいて、ウェーハを前記ツイスト角度調整機構へ移載したときに前記光照射領域の内の一つ内にウェーハのノッチが位置するように、ウェーハを回転させて前記アライメント角度を調整するアライメント制御と、（ｂ）前記アライメント制御後に、前記ウェーハ搬送装置によって、前記アライナーから前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構へウェーハを搬送させる搬送制御と、（ｃ）前記搬送制御後に、前記画像処理装置と協働して、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出して、当該ノッチの角度と前記アライメント角度との第１の差に、前記アライメント角度と前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度との第２の差を加味した角度ぶん、前記ツイスト角度調整機構によってウェーハを回転させて、当該ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を、前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度に一致させるツイスト制御とを実行する機能を有している制御装置とを備えていることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記アライメント制御において、前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度に最も近い前記光照射領域内にウェーハのノッチが位置するように、前記アライメント角度を調整するものである請求項６記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記ライトガイドから出た光を、前記注入室内の反射体で反射させて前記光照射領域を形成するよう構成されている請求項６または７記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記ウェーハ搬送装置は、前記ウェーハを保持して搬送する搬送アームを有しており、
前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態においても、前記ライトガイドから出た光によって前記光照射領域が少なくとも３箇所形成されるよう構成されており、
前記画像処理装置は、前記カメラからの前記少なくとも３箇所の光照射領域の画像データを用いて、前記搬送アーム上のウェーハの中心位置を検出し、かつ当該中心位置の、基準位置からの半径方向の位置ずれを検出する機能を更に有しており、
前記制御装置は、前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態において、前記画像処理装置と協働して、ウェーハの前記半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出制御を実行する機能を更に有している請求項６、７または８記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記ウェーハ搬送装置は、前記ウェーハを保持して搬送する搬送アームを有しており、
前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態においても、前記ライトガイドから出た光によって前記光照射領域が少なくとも２箇所形成されるよう構成されており、
前記画像処理装置は、前記カメラからの前記少なくとも２箇所の光照射領域の画像データと、予め記憶しておいた、前記搬送アーム上のウェーハの１箇所の端部位置データとを用いて、前記搬送アーム上のウェーハの中心位置を検出し、かつ当該中心位置の、基準位置からの半径方向の位置ずれを検出する機能を更に有しており、
前記制御装置は、前記搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態において、前記画像処理装置と協働して、ウェーハの前記半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出制御を実行する機能を更に有している請求項６、７または８記載のイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウェーハにイオンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置において、ウェーハの搬送およびツイスト角度の調整等を行うウェーハハンドリング方法、および、当該ウェーハハンドリング方法を実施するイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
注入室内に設けられたプラテンにウェーハを保持して当該ウェーハにイオンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置であって、プラテンを水平状態および起立状態にする機構、プラテンをイオンビームと交差する方向に機械的に走査する機構ならびにプラテンを回転させてプラテン上のウェーハのツイスト角度を調整するツイスト角度調整機構を有するプラテン駆動装置と、注入室の外または内に設けられていて、ウェーハを回転させてそのノッチの角度を所定のアライメント角度に調整するアライナーと、当該アライナーとプラテン駆動装置のツイスト角度調整機構との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置とを備えているイオン注入装置が、例えば特許文献１、２に記載されている。
【０００３】
アライナーは、特許文献１に記載のイオン注入装置では注入室の外に設けられている。特許文献２に記載のイオン注入装置では、ウェーハを回転させる回転台を注入室内で回転させることができるので、アライナーは注入室内に設けられていると言うこともできる。
【０００４】
特許文献１、２に記載のイオン注入装置では、プラテンおよびそれを回転させる回転機構が、上記ツイスト角度調整機構を構成している。
【０００５】
ウェーハのノッチ４は、例えば図１に示す例のように、ウェーハ２の結晶方向の判別および整列を容易にする等のために、ウェーハ２の外周部に設けられた切り欠きである。
【０００６】
ウェーハのツイスト角度βは、例えば図１に示す例のように、ツイスト角度調整機構上におけるウェーハ２のノッチ４の、所定の基準位置９２からの角度である。基準位置９２は、例えば、ウェーハ２をイオン注入用に立てた時の垂直方向の線である。ウェーハ２を、その中心２ａを軸として回転させてツイスト角度βを調整する。
【０００７】
アライメント角度は、アライナーにおいて調整するノッチ４の、所定の基準位置からの角度である。ウェーハの搬送過程でウェーハに周方向（回転方向）の位置ずれ（換言すれば、ノッチの角度のずれ。以下同様）が無ければ、アライメント角度と上記ツイスト角度βとの間には、装置構成によって決まる一定の関係がある。
【０００８】
例えば、特許文献１、２に記載のような従来のイオン注入装置では、アライナーでアライメント角度を０度に調整する（第１工程）。
【０００９】
次いで、ウェーハ搬送装置によってウェーハを、アライナーからプラテン駆動装置のツイスト角度調整機構（より具体的にはそのプラテン）へ搬送する（第２工程）。このとき、搬送過程でウェーハに周方向の位置ずれが無ければ、プラテン上のウェーハのツイスト角度βは０度になる。これが次工程での基準となる。
【００１０】
次いで、ツイスト角度βが０度であることを前提にして、ツイスト角度調整機構によってプラテンおよびウェーハを所定角度回転させて、ツイスト角度βを、イオン注入条件（レシピ）の一つとして与えられるツイスト角度に調整する（第３工程）。例えば、ツイスト角度βが５０度であれば、ウェーハを５０度回転させる。
【００１１】
その後、イオン注入を行う場合は、プラテンおよびウェーハを起立状態にして、ウェーハにイオンビームを照射してイオン注入を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−３９２８５号公報
【特許文献２】特公平７−５４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来の技術では、アライナーでアライメント角度が調整された後に、プラテンまでウェーハが搬送される過程で、何らかの原因（例えばウェーハの移載時の振動等）でウェーハに周方向の位置ずれが生じてしまった場合、その位置ずれを検出する手段も補正する手段もないので、その位置ずれを含んだまま、ウェーハのツイスト角度が調整されることになり、ツイスト角度に誤差が生じてしまう。
【００１４】
近年のイオン注入装置においては、イオン注入の更なる高精度化が要望されており、その高精度化の一つとして、ツイスト角度を、イオン注入条件の一つとして与えられる角度に精度良く合わせることが要望されている。
【００１５】
そこでこの発明は、ウェーハのツイスト角度を、イオン注入条件の一つとして与えられる角度に精度良く合わせることができる方法および装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係るウェーハハンドリング方法は、注入室内に設けられたプラテンに、外周部にノッチを有するウェーハを保持して、当該ウェーハにイオンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置であって、前記プラテンを水平状態および起立状態にする機構、前記プラテンを前記イオンビームと交差する方向に機械的に走査する機構ならびに前記プラテンに保持前または保持後のウェーハを回転させて当該ウェーハのノッチの、基準位置からの角度であるツイスト角度を調整するツイスト角度調整機構を有するプラテン駆動装置と、前記注入室の外または内に設けられていて、前記ウェーハを回転させてそのノッチの角度を所定のアライメント角度に調整するアライナーと、前記アライナーと前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置とを備えているイオン注入装置において、
前記注入室の外に設けられていて光を発する光源と、前記光源からの光を導いて、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハの外周部に裏面側から光を局所的に照射して、当該外周部の局所的なシルエットを作る光照射領域を少なくとも３箇所形成するライトガイドと、前記ウェーハの表面側から、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハを撮影するカメラと、前記カメラからの画像データを処理して、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出する機能を有する画像処理装置とを設けておき、前記アライナーにおいて、ウェーハを前記ツイスト角度調整機構へ移載したときに前記光照射領域の内の一つ内にウェーハのノッチが位置するように、ウェーハを回転させて前記アライメント角度を調整するアライメント工程と、前記アライメント工程後に、前記ウェーハ搬送装置によって、前記アライナーから前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構へウェーハを搬送する搬送工程と、前記搬送工程後に、前記画像処理装置を用いて、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出して、当該ノッチの角度と前記アライメント角度との第１の差に、前記アライメント角度とイオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度との第２の差を加味した角度ぶん、前記ツイスト角度調整機構によってウェーハを回転させて、当該ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を、前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度に一致させるツイスト工程とを実行することを特徴としている。
【００１７】
このウェーハハンドリング方法によれば、上記アライメント工程を実行するので、ウェーハの全周に光を照射する必要はない。従って、ウェーハに光を照射する手段の構成が容易かつ簡素になる。
【００１８】
しかも、上記ツイスト工程において、ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出して、当該ノッチの角度とアライメント角度との第１の差に、アライメント角度とイオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度との第２の差を加味した角度ぶん、ツイスト角度調整機構によってウェーハを回転させて、当該ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を、前記イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度に一致させるので、仮にウェーハの搬送過程でウェーハに周方向の位置ずれが生じても、その位置ずれは、ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度とアライメント角度との第１の差として検出される。そしてこの第１の差を加味してウェーハを回転させてツイスト角度を合わせるので、ウェーハのツイスト角度を、イオン注入条件の一つとして与えられる角度に精度良く合わせることができる。
【００１９】
前記アライメント工程において、前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度に最も近い前記光照射領域内にウェーハのノッチが位置するように、前記アライメント角度を調整しても良い。
【００２０】
前記ライトガイドから出た光を、前記注入室内の反射体で反射させて前記光照射領域を形成するようにしても良い。
【００２１】
ウェーハ搬送装置の搬送アームによってウェーハを前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態において、前記画像処理装置を用いて、ウェーハの半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出工程を更に実行しても良い。
【００２２】
この発明に係るイオン注入装置は、注入室内に設けられたプラテンに、外周部にノッチを有するウェーハを保持して、当該ウェーハにイオンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置であって、前記プラテンを水平状態および起立状態にする機構、前記プラテンを前記イオンビームと交差する方向に機械的に走査する機構ならびに前記プラテンに保持前または保持後のウェーハを回転させて当該ウェーハのノッチの、基準位置からの角度であるツイスト角度を調整するツイスト角度調整機構を有するプラテン駆動装置と、前記注入室の外または内に設けられていて、前記ウェーハを回転させてそのノッチの角度を所定のアライメント角度に調整するアライナーと、前記アライナーと前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置とを備えているイオン注入装置において、
前記注入室の外に設けられていて光を発する光源と、前記光源からの光を導いて、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハの外周部に裏面側から光を局所的に照射して、当該外周部の局所的なシルエットを作る光照射領域を少なくとも３箇所形成するライトガイドと、前記ウェーハの表面側から、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハを撮影するカメラと、前記カメラからの画像データを処理して、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出する機能を有する画像処理装置と、外部からイオン注入条件の一つとして前記ツイスト角度が与えられ、前記プラテン駆動装置、前記アライナー、前記ウェーハ搬送装置および前記画像処理装置を制御して、（ａ）前記アライナーにおいて、ウェーハを前記ツイスト角度調整機構へ移載したときに前記光照射領域の内の一つ内にウェーハのノッチが位置するように、ウェーハを回転させて前記アライメント角度を調整するアライメント制御と、（ｂ）前記アライメント制御後に、前記ウェーハ搬送装置によって、前記アライナーから前記プラテン駆動装置のツイスト角度調整機構へウェーハを搬送させる搬送制御と、（ｃ）前記搬送制御後に、前記画像処理装置と協働して、前記ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を検出して、当該ノッチの角度と前記アライメント角度との第１の差に、前記アライメント角度と前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度との第２の差を加味した角度ぶん、前記ツイスト角度調整機構によってウェーハを回転させて、当該ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度を、前記イオン注入条件の一つとして与えられる前記ツイスト角度に一致させるツイスト制御とを実行する機能を有している制御装置とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１、６に記載の発明によれば、仮にウェーハの搬送過程でウェーハに周方向の位置ずれが生じても、その位置ずれは、ツイスト角度調整機構上のウェーハのノッチの角度とアライメント角度との第１の差として検出される。そしてこの第１の差を加味してウェーハを回転させてツイスト角度を合わせるので、ウェーハのツイスト角度を、イオン注入条件の一つとして与えられる角度に精度良く合わせることができる。
【００２４】
しかも、アライメント工程（請求項６の場合はアライメント制御）を実行するので、ウェーハの全周に光を照射する必要はない。従って、ウェーハに光を照射する手段の構成が容易かつ簡素になる。特に、この発明のようにプラテンおよびそれに保持したウェーハを、水平状態だけでなく起立状態にもする構成の場合は、仮にウェーハの全周に裏面側から光を照射しようとすると、例えば、それ用に円環状の発光器を設けることも考えられるが、その場合は当該発光器が起立状態にする際のウェーハに当たることになるので、実現は難しい。これに対して、この発明によれば、上記のように、ウェーハの全周に光を照射する必要はないので、ウェーハに光を照射する手段の構成が容易かつ簡単になる。
【００２５】
請求項２、７に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、アライメント工程（請求項７の場合はアライメント制御）において、イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度に最も近い光照射領域内にウェーハのノッチが位置するようにアライメント角度を調整するので、アライメント角度と上記ツイスト角度との第２の差を小さくすることができる。その結果、ツイスト工程（請求項７の場合はツイスト制御）においてウェーハを回転させる角度を小さくすることができるので、ツイスト角度合わせに要する時間を短縮することができる。
【００２６】
請求項３、８に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、ライトガイドから出た光を、注入室内の反射体で反射させて光照射領域を形成するので、ライトガイドから出た光を広げて、各光照射領域を広くすることができる。その結果、アライメント工程（請求項８の場合はアライメント制御）におけるアライメント角度の選択の幅が広がるので、アライメント角度の調整がより容易になる。
【００２７】
しかも、ウェーハの外周部に照射する光が強過ぎると、光の回折現象によってノッチに似た凹みの像が現れて、それをノッチと誤検出してしまう恐れがあり、かと言って単に光を弱くすると、光照射領域が狭くなってしまうというジレンマに陥るのに対して、反射体で反射させることによって、光照射領域の明るさが適度に下がるので、上記光の回折現象による誤検出を抑えることができると共に、各光照射領域を広くすることができるという、一挙両得の効果を得ることができる。
【００２８】
請求項４、５、９、１０に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、搬送アームによってウェーハをプラテン駆動装置のツイスト角度調整機構の上方に保持した状態において、画像処理装置を用いて、ウェーハの半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出工程（請求項９、１０の場合は位置ずれ検出制御）を更に実行するので、搬送アーム上のウェーハの位置ずれを検出することができる。そしてこの検出結果を、例えば、ウェーハの搬送を停止する等の措置を行うことに用いて、ウェーハの搬送異常やイオン注入不良等が発生するのを未然に防止することに役立てることができる。しかもこれを、ウェーハのツイスト角度を精度良く合わせるために設けた光源、ライトガイド、カメラ、画像処理装置等を活用して行うことができるので、構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ウェーハのツイスト角度を説明するための図である。
【図２】この発明に係るウェーハハンドリング方法を実施するイオン注入装置の一実施形態を示す平面図である。
【図３】図２の装置を矢印Ｑ方向に見て部分的に示す側面図である。
【図４】ウェーハの周辺部の光照射領域の一例を示す平面図である。
【図５】ウェーハの中心位置を検出する方法の一例を説明するための図である。
【図６】ウェーハのノッチ位置を検出する方法の一例を説明するための図である。
【図７】ウェーハのエッジ付近での明るさの変化および当該明るさの変化率の一例を示す図である。
【図８】図６に示したウェーハのノッチ付近におけるエッジ付近での明るさの変化率の違いの例を示す図である。
【図９】搬送アーム上に保持したウェーハの位置ずれを検出する場合の一例を示す図であり、説明に大事でない部分の図示は省略している。
【図１０】ツイスト角度調整機構の他の例を示す平面図である。
【図１１】図１０の線Ｆ−Ｆに沿う概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（１）ウェーハハンドリング方法およびイオン注入装置の第１の実施形態
図２、図３に、この発明に係るウェーハハンドリング方法を実施するイオン注入装置の一実施形態を示す。
【００３１】
このイオン注入装置は、注入室８内に設けられたプラテン１４に、前述した（図１およびその説明参照）ノッチ４を有するウェーハ２を保持して、当該ウェーハ２にイオンビーム６を照射してイオン注入を行うものである。注入室８は、図示しない真空排気装置によって真空に排気される。
【００３２】
方向の理解を容易にするために、図中に、１点で互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を図示している。例えば、Ｘ方向およびＺ方向は水平方向であり、Ｙ方向は垂直方向である。イオンビーム６は、この例ではＺ方向に進行する。
【００３３】
ウェーハ２は、例えばシリコンウェーハであるが、これに限られるものではない。
【００３４】
イオンビーム６は、この実施形態では、Ｘ方向に走査されることによって、Ｘ方向の寸法がＹ方向の寸法よりも大きいリボン状をしているが、それに限られるものではなく、Ｘ方向の走査を経ることなくリボン状をしているもの等でも良い。
【００３５】
プラテン１４は、例えば、静電気によってウェーハ２を吸着して保持する静電チャック、または当該静電チャックとその支持部材とで構成されているが、これに限られるものではない。
【００３６】
プラテン１４は、ウェーハ２よりも直径が小さい。従って、プラテン１４に保持されたウェーハ２は、その周縁部の全周がプラテン１４からはみ出した状態になる。ウェーハ２のノッチ４も、小さいので、プラテン１４からはみ出した状態になる。
【００３７】
なお、図２、図４等に示すウェーハ２のノッチ４の位置は、あくまでも一例である。
【００３８】
このイオン注入装置は、プラテン駆動装置１０、アライナー４０およびウェーハ搬送装置を備えている。
【００３９】
プラテン駆動装置１０は、例えば特開２００４−９５４３４号公報に記載されているホルダ駆動装置と似た構造をしており、プラテン１４をウェーハ２と共にウェーハ２の中心２ａを軸として矢印Ａ4 で示すように（またはその逆方向に）回転させる回転機構（ツイスト回転機構）１６と、プラテン１４をウェーハ２および回転機構１６と共に矢印Ａ5 で示すように往復回転させて、プラテン１４およびウェーハ２を水平状態および起立状態にする回転機構（チルト回転機構）１８と、プラテン１４を、上記機構と共に、矢印Ａ6 で示すように、イオンビーム６と交差する方向（例えばＹ方向）に機械的に走査する（昇降させる）走査機構２４とを有している。
【００４０】
この実施形態では、上記プラテン１４およびその回転機構１６が、プラテン１４に保持後のウェーハ２を回転させてそのツイスト角度βを調整するツイスト角度調整機構１２ａを構成している。従って、以下において、ツイスト角度調整機構１２ａにウェーハ２を搬送することや、ツイスト角度調整機構１２ａ上のウェーハ２等という説明をしている場合、より具体的には、ツイスト角度調整機構１２ａを構成するプラテン１４にウェーハ２を搬送することや、当該プラテン１４上のウェーハ２等ということである。
【００４１】
プラテン１４およびウェーハ２を、所定の角度（例えば垂直、またはそれから所定のチルト角だけ傾いた角度）に立てた状態でＹ方向に走査することによって、ウェーハ２の全面にイオンビーム６を照射してイオン注入を行う。プラテン１４を水平にした状態で、当該プラテン１４に対するウェーハ２の受け渡し、および、ウェーハ２のノッチ４の角度の検出等を行う。以下においては、断わりがない限り、プラテン１４は水平状態にあるものとする。これらのことは、後述するツイスト角度調整機構１２ｂを採用する場合も同様である。
【００４２】
アライナー４０は、注入室８内に設けられる場合もあるが、この実施形態では、注入室の外側（即ち大気側）に設けられている。このアライナー４０は、公知の構成のものであり、ウェーハ２をその中心２ａを軸として例えば矢印Ａ3 で示すように回転させて、当該ウェーハ２のノッチ４の、所定の基準位置９４からの角度であるアライメント角度αを調整するものである。
【００４３】
前述したように、ウェーハ２の搬送過程でウェーハ２に周方向の位置ずれが無ければ、上記アライメント角度αと、プラテン１４上のウェーハ２のツイスト角度βとの間には、装置構成によって決まる一定の関係がある。例えば、この実施形態では、図１に示したツイスト角度βの基準位置９２を、前述したように、ウェーハ２を立てた時の垂直方向の線（換言すればウェーハ２を水平にした時のＺ方向に平行な線）とし、アライメント角度αの基準位置９４も図２に示すようにＺ方向に平行な線としている。このようにすると、例えば後述するウェーハ搬送装置４２ａによってウェーハ２をアライナー４０からロードロック機構５４ａへ搬送すると、ウェーハ２はＸＺ平面内において時計方向に９０度回転し、ウェーハ搬送装置４６の搬送アーム５０ａによってウェーハ２をロードロック機構５４ａからプラテン１４へ搬送すると、ウェーハ２はＸＺ平面内において反時計方向に９０度回転することになり、両回転が相殺されるので、アライメント角度αとツイスト角度βとは互いに等しくなる。ウェーハ搬送装置４２ｂおよびウェーハ搬送装置４６の搬送アーム５０ｂを用いて、ウェーハ２をアライナー４０からロードロック機構５４ｂを経由してプラテン１４へ搬送する場合も同様である。
【００４４】
上記ウェーハ搬送装置は、アライナー４０とプラテン駆動装置１０のツイスト角度調整機構１２ａ（具体的にはその水平状態にあるプラテン１４）との間でウェーハ２を搬送するものである。より具体的にはこの実施形態では、上記ウェーハ搬送装置は、ウェーハ２を保持する搬送アーム４４ａを有していて、アライナー４０と第１のロードロック機構５４ａとの間でウェーハ２を搬送する第１のウェーハ搬送装置４２ａと、ウェーハ２を保持する搬送アーム５０ａを注入室８内に有していて、ロードロック機構５４ａとプラテン１４との間でウェーハ２を搬送する第２のウェーハ搬送装置４６とで構成されている。
【００４５】
ウェーハ搬送装置４６は、この実施形態では、注入室８内に二つの搬送アーム５０ａ、５０ｂを有していて、それらを互いに独立して、矢印Ａ1 、Ａ2 で示すように往復旋回させることができる。搬送アーム５０ｂは搬送アーム５０ａの上側にある。各搬送アーム５０ａ、５０ｂは、その支持部５２にウェーハ２を１枚ずつ保持することができる。各搬送アーム５０ａ、５０ｂは、プラテン１４とのウェーハ２の受け渡し時にはプラテン１４の上方に位置する（図３参照）。搬送アーム５０ａによって、ロードロック機構５４ａとプラテン１４との間でウェーハ２を搬送することができる。搬送アーム５０ｂによって、ロードロック機構５４ｂとプラテン１４との間でウェーハ２を搬送することができる。
【００４６】
このイオン注入装置は、ウェーハ２を保持する搬送アーム４４ｂを有していて、アライナー４０とロードロック機構５４ｂとの間でウェーハ２を搬送する第３のウェーハ搬送装置４２ｂを更に備えており、このウェーハ搬送装置４２ｂおよび上記ウェーハ搬送装置４６も、上記ウェーハ搬送装置を構成している。
【００４７】
ロードロック機構５４ａ、５４ｂは、それぞれ、例えば上記特許文献１、２に記載されたロードロック機構と同様の構造をしており、注入室８の例えば天井面に隣接する真空予備室と、当該真空予備室と注入室８および大気側とをそれぞれ仕切る真空弁とをそれぞれ有している（いずれも図示省略）。
【００４８】
上記のように二つのウェーハ搬送装置４２ａ、４２ｂ、二つの搬送アーム５０ａ、５０ｂおよび二つのロードロック機構５４ａ、５４ｂを備えていると、ウェーハ２の搬送等を、ロードロック機構５４ａ側と５４ｂ側とで併行して行うことができるのでスループットが向上するけれども、これらを二つずつ備えていることは、この発明に必須のものではない。
【００４９】
このイオン注入装置は、更に、光源６４、ライトガイド６６、７０ａ〜７０ｄ、カメラ８４、画像処理装置８６および制御装置９０を備えている。
【００５０】
光源６４は、光７４を発するものであり、注入室８の外に設けられている。注入室８内では、気体による熱伝導および対流がないので、自分が発する熱で壊れるからである。光源６４は、例えば、発光ダイオード（略称ＬＥＤ）であるが、それに限られるものではなく、ランプ等のその他の光源でも良い。
【００５１】
光源６４からの光７４は、ライトガイド６６によって注入室８内に導かれる。６２はフィードスルーである。ライトガイド６６で導かれた光７４は、この実施形態では、注入室８内の分岐部６８によって４分岐されて、４本のライトガイド７０ａ〜７０ｄにそれぞれ導入される。各ライトガイド７０ａ〜７０ｄは、その先端の出射部７２ａ〜７２ｄから出た光７４を、水平状態にあるプラテン１４上のウェーハ２の外周部に裏面側から照射して、当該外周部のシルエット（影絵または影絵状態の像）を作る光照射領域７６ａ〜７６ｄ（図４参照）をそれぞれ形成する。即ちこの実施形態では、４箇所の光照射領域７６ａ〜７６ｄを形成するけれども、４箇所形成は必須ではなく、少なくとも３箇所形成すれば良い。その理由は後述する。
【００５２】
より具体的には、この実施形態では、各ライトガイド７０ａ〜７０ｄから出た（より具体的にはその出射部７２ａ〜７２ｄから出た。以下同様）光７４を、注入室８内の床面８ａを反射体として用いて当該床面８ａで反射させて、上記光照射領域７６ａ〜７６ｄを形成するように構成されている。その効果等については後述する。各ライトガイド７０ａ〜７０ｄの出射部７２ａ〜７２ｄは、図示しないスタンドに、斜め下向きに取り付けられている。
【００５３】
各ライトガイド６６、７０ａ〜７０ｄは、例えば、複数本の光ファイバーを用いて構成されている。
【００５４】
上記光照射領域７６ａ〜７６ｄは、互いに近くに集めるよりも、適度に分散させておく方が好ましい。その方が様々なツイスト角度βにより柔軟に対応することができるからである。上記光照射領域７６ａ〜７６ｄの一例を図４に示す。上記基準位置９２を０度とすると、例えば、光照射領域７６ａ〜７６ｄの中心は、それぞれ、反時計回りに０度、６５度、１８０度、２９５度の位置にある。但しこれらの角度はあくまでも一例であり、それ以外の角度でも良い。
【００５５】
なお、図２、図３では、図示を簡略化して、各ライトガイド７０ａ〜７０ｄから出た光７４をそれぞれ１本の線で表しているが、各光７４は、実際は、広がって上記光照射領域７６ａ〜７６ｄを形成する。後述する図９においても同様である。
【００５６】
注入室８の天井面８ｂであって、水平状態にあるプラテン１４の中央上方の部分に、透明な窓板８２が設けられており、その外側の近傍にカメラ８４が設けられている。このカメラ８４は、水平状態にあるプラテン１４上のウェーハ２を撮影することができる。より具体的には、上記光照射領域７６ａ〜７６ｄにおけるウェーハ２の上記シルエットを撮影することができる。
【００５７】
カメラ８４は、例えばＣＣＤカメラであるが、その他のカメラでも良い。
【００５８】
画像処理装置８６は、注入室８の外に設けられている。この画像処理装置８６は、カメラ８４からの画像データを処理して、プラテン１４上のウェーハ２のノッチの角度φ（図４参照）を検出する機能を有している。
【００５９】
上記カメラ８４および画像処理装置８６を用いて、ウェーハ２のノッチの角度φを検出する方法の具体例を説明する。
【００６０】
まず、ウェーハ２の中心位置を検出するのが好ましい。この検出には、上記４箇所の光照射領域７６ａ〜７６ｄの内の３箇所を用いる。例えば、図５に示す例のように、光照射領域７６ｂ〜７６ｄの３箇所を用いる。そして、この３箇所におけるウェーハ２の画像データから、ウェーハ２の３箇所の端点７８ｂ〜７８ｄを検出する。この端点７８ｂ〜７８ｄを検出する方法の具体例としては、例えば、後で図６、図７を参照して説明する端点位置Ｐ1 の検出方法と同様の方法を用いれば良い。上記三つの端点７８ｂ〜７８ｄを直線でそれぞれ結ぶと、三角形８０となる。この三角形８０の外接円８１を求めて、その中心８１ａを求めると、それがウェーハ２の中心２ａであり、このようにしてウェーハ２の実際の中心位置を検出することができる。
【００６１】
仮にウェーハ２の端点を２点（例えば端点７８ｂと７８ｄ）検出しても、その２点を結んでも直線にしかならないので、ウェーハ２の中心位置を検出することはできない。ウェーハ２の実際の中心位置を検出することは、ノッチ４の角度φを正確に検出する上で好ましいことである。このような理由から、上記光照射領域（７６ａ〜７６ｄ）を少なくとも３箇所形成するようにしている。
【００６２】
更に、上記中心２ａを通る線（上記基準位置９２）からのノッチ４の角度φを次のようにして検出する。即ち、上記アライメント角度αの調整によってノッチ４が位置している光照射領域（例えば光照射領域７６ｂ）の画像データを用いて、ウェーハ２の端付近の明るさの変化率を検出する。これは、ウェーハ２は通常は不透明または半透明であり、ウェーハ２が存在する箇所では暗く、ウェーハ２以外では明るい画像が得られるからである。そして、ウェーハ２の外周に沿って所定間隔刻みで、ウェーハ２の周辺から中心に向かう半径方向での明るさの変化率を検出する。
【００６３】
例えば図６に示すＡ点において、ウェーハ２の周辺部から中心に向かう半径方向の明るさおよびその変化率は図７に示すようになり、当該変化率のピーク位置Ｐ1 がウェーハ２の端点（エッジ）位置である。なお、この図６は、見やすくするために、図４に示した光照射領域７６ｂを下側に持って来ている。
【００６４】
上記のような測定を、矢印Ａ7 で示すように、ウェーハ２の外周に沿って所定間隔刻みで行う。例えば、位置Ａ〜Ｅ・・・と測定する。この位置Ａ〜Ｅにおける上記明るさの変化率の例を図８に示す。ノッチ４はほぼ三角形をしているので、このような測定結果が得られる。そして、これらの測定結果を比較して、上記変化率のピークが最もウェーハ２の中心に近かった位置（この例では位置Ｃ）を特定し、この位置Ｃの上記基準位置９２からの角度をノッチ４の角度φとする。このようにして、ノッチ４の実際の角度φを検出することができる。
【００６５】
但し、上記検出方法は一例であり、他の検出方法を用いても構わない。例えば、特開平１０−３８５３９号公報等に記載されているような公知の技術を用いて、上記光照射領域７６ｂにおける画像データを処理して、ノッチ４の座標を求めて、ノッチ４の実際の角度φを検出しても良い。
【００６６】
制御装置９０は、上記プラテン駆動装置１０、アライナー４０、ウェーハ搬送装置４２ａ、４２ｂ、ウェーハ搬送装置４６、画像処理装置８６等を制御する機能を有している。これについては後で詳述する。
【００６７】
上記イオン注入装置におけるウェーハハンドリング方法の第１の実施形態を、主に図２〜図４を参照して説明する。
【００６８】
まず、ウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａ（具体的にはそのプラテン１４）へ移載したときに上記４箇所の光照射領域７６ａ〜７６ｄの内のいずれか一つ内にウェーハ２のノッチ４が位置するように、アライナー４０において、ウェーハ２を回転させて上記アライメント角度αを調整するアライメント工程を実行する。その場合、このイオン注入装置にイオン注入条件の一つとして与えられる上記ツイスト角度βに最も近い光照射領域内にウェーハ２のノッチ４が位置するように、アライメント角度αを調整するのが好ましく、この実施形態ではそのようにする。その理由は後述する。上記イオン注入条件は、この技術分野において、レシピと呼ばれるものであり、外部から例えば制御装置９０に与えられる。
【００６９】
具体的な角度の一例を示すと、例えば、イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度βが５０度の場合、図４に示す例のように、中心が６５度に位置する光照射領域７６ｂが最も近い光照射領域であるので、この光照射領域７６ｂ内にノッチ４が位置するように、アライナー４０においてアライメント角度αを調整する。例えば、アライメント角度αを６５度に調整する。
【００７０】
次いで、例えば上記ウェーハ搬送装置４２ａおよび４６によって、この実施形態ではロードロック機構５４ａを経由して、アライナー４０からツイスト角度調整機構１２ａ（具体的にはそのプラテン１４）へウェーハ２を搬送する搬送工程を実行する。
【００７１】
次いで、上記カメラ８４および画像処理装置８６を用いて、前述したような方法で、ツイスト角度調整機構１２ａ上のウェーハ２のノッチ４の角度φを検出して、当該ノッチ４の角度φと上記アライメント角度αとの第１の差に、上記アライメント角度αとイオン注入条件の一つとして与えられる上記ツイスト角度βとの第２の差を加味した角度ぶん、ツイスト角度調整機構１２ａによってウェーハ２を回転させて、当該ツイスト角度調整機構１２ａ（具体的にはそのプラテン１４）上のウェーハ２のノッチ４の角度φを、上記イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度βに一致させるツイスト工程を実行する。
【００７２】
例えば、上記例のようにアライメント角度αを６５度、イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度βを５０度とすると、上記第２の差は１５度になる。反時計方向を＋記号、時計方向を−記号で表すとすれば、上記第２の差は＋１５度となる。
【００７３】
また、上記搬送工程においてウェーハ２が搬送される過程で、何らかの原因（例えばウェーハ２の移載時の振動等）で、ウェーハ２に周方向の位置ずれが例えば＋２度生じたとすると、上記第１の差は＋２度となる。
【００７４】
従ってこの例の場合は、上記第１の差と第２の差の合計は＋１７度となるので、ツイスト工程において、ウェーハ２を−１７度回転させる。これによって、ツイスト角度調整機構１２ａ上のウェーハ２のツイスト角度βを、イオン注入条件の一つとして与えられた上記５０度に精度良く合わせることができる。
【００７５】
なお、上記のように−１７度回転させる場合、（ａ）−１７度だけ一挙に回転させても良いし、（ｂ）まず上記第１の差を補正する−２度だけ回転させた後に、上記第２の差ぶんの−１５度を回転させても良い。
【００７６】
この第１の実施形態のウェーハハンドリング方法によれば、仮にウェーハ２の搬送過程でウェーハ２に周方向の位置ずれが生じても、その位置ずれは、ツイスト角度調整機構１２ａ上のウェーハ２のノッチ４の角度φと上記アライメント角度αとの第１の差として検出される。そしてこの第１の差を加味してウェーハ２を回転させてツイスト角度βを合わせるので、ウェーハ２のツイスト角度βを、イオン注入条件の一つとして与えられる角度に精度良く合わせることができる。
【００７７】
しかも、上記アライメント工程を実行するので、ウェーハ２の全周に光を照射する必要はない。前述したように、上記光照射領域（７６ａ〜７６ｄ）を少なくとも３箇所形成すれば良い。従って、ウェーハ２に光を照射する手段の構成が容易かつ簡素になる。特に、このイオン注入装置のようにプラテン１４およびそれに保持したウェーハ２を、水平状態だけでなく起立状態にもする構成の場合は、仮にウェーハ２の全周に裏面側から光を照射しようとすると、それ用に円環状の発光器が必要になり、この発光器が起立状態にする際のウェーハ２に当たることになるので、実現は難しい。これに対して、このウェーハハンドリング方法によれば、上記のように、ウェーハ２の全周に光を照射する必要はないので、ウェーハ２に光を照射する手段の構成が容易かつ簡単になる。
【００７８】
また、この実施形態のように、アライメント工程において、イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度βに最も近い光照射領域７６ｂ内にウェーハ２のノッチ４が位置するようにアライメント角度αを調整すると、アライメント角度αと上記ツイスト角度βとの第２の差を小さくすることができる。例えば、前述した例のようにツイスト角度βが５０度の場合、アライメント工程において、ウェーハ２のノッチ４が例えば上記光照射領域７６ｃ内に位置するように（例えば１８０度に）アライメント角度αを調整しても良いけれども、その場合は、アライメント角度αとツイスト角度βとの第２の差は＋１３０度になる。これよりもこの実施形態の方が、上記第２の差を小さな角度（上記例の場合は＋１５度）にすることができる。その結果、上記ツイスト工程においてウェーハ２を回転させる角度を小さくすることができるので、ツイスト角度合わせに要する時間を短縮することができる。
【００７９】
ツイスト工程の後に、イオン注入を行う場合は、プラテン１４およびウェーハ２を起立状態にして、ウェーハ２にイオンビーム６を照射してイオン注入を行う。
【００８０】
上記制御装置９０は、この実施形態では、上記アライメント工程、搬送工程およびツイスト工程に相当する制御を行う機能を有している。即ち、制御装置９０には、外部から、イオン注入条件の一つとして上記ツイスト角度βが与えられる。そして制御装置９０は、上記プラテン駆動装置１０、上記アライナー４０、上記ウェーハ搬送装置（４２ａ、４２ｂ、４６）および上記画像処理装置８６を制御して、（ａ）上記アライナー４０において、ウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａ（具体的にはそのプラテン１４。以下同様）へ移載したときに上記光照射領域７６ａ〜７６ｄの内の一つ内にウェーハ２のノッチ４が位置するように、ウェーハ２を回転させて上記アライメント角度αを調整するアライメント制御と、（ｂ）当該アライメント制御後に、上記ウェーハ搬送装置によって、アライナー４０からプラテン駆動装置１０のツイスト角度調整機構１２ａへウェーハ２を搬送させる搬送制御と、（ｃ）当該搬送制御後に、画像処理装置８６と協働して、ツイスト角度調整機構１２ａ上のウェーハ２のノッチ４の角度φを検出して、当該ノッチの角度φと上記アライメント角度αとの第１の差に、上記アライメント角度αと上記イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度βとの第２の差を加味した角度ぶん、ツイスト角度調整機構１２ａによってウェーハ２を回転させて、当該ツイスト角度調整機構１２ａ上のウェーハ２のノッチ４の角度φを、上記イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度βに一致させるツイスト制御とを実行する機能を有している。
【００８１】
更にこの実施形態では、制御装置９０は、上記アライメント制御において、上記イオン注入条件の一つとして与えられるツイスト角度βに最も近い上記光照射領域（例えば７６ｂ）内にウェーハ２のノッチ４が位置するように、上記アライメント角度αを調整する。
【００８２】
従って、このような制御装置９０を備えているイオン注入装置は、上記第１の実施形態のウェーハハンドリング方法について述べたのと同様の効果を奏することができる。
【００８３】
なお、上記各ライトガイド７０ａ〜７０ｄから出た光７４は、直接（即ち反射体で反射させることなく）、ウェーハ２の外周部に裏面側から照射して上記光照射領域７６ａ〜７６ｄを形成しても良いけれども、この実施形態のように、注入室８内の反射体で反射させて上記光照射領域７６ａ〜７６ｄを形成する方が好ましい。
【００８４】
上記反射体は、例えば、この実施形態のように注入室８内の床面８ａでも良いし、注入室８内の床面８ａ以外の壁面でも良いし、注入室８内に設けた反射板でも良いし、これらの組み合わせでも良い。
【００８５】
ライトガイド７０ａ〜７０ｄから出た光７４を、上記反射体で反射させて光照射領域７６ａ〜７６ｄを形成することによって、ライトガイド７０ａ〜７０ｄから出た光７４を広げて、各光照射領域７６ａ〜７６ｄを広くすることができる。これは、反射体で反射させることによって、ライトガイド７０ａ〜７０ｄの先端（即ち出射部７２ａ〜７２ｄ）からウェーハ２までの距離が大きくなり、その間に光７４が広がるからである。また、反射体が光７４を散乱させる性質を有している場合は、この散乱作用によっても、各光照射領域７６ａ〜７６ｄを広くすることができる。その結果、上記アライメント工程におけるアライメント角度αの選択の幅が広がるので、アライメント角度αの調整がより容易になる。
【００８６】
しかも、ウェーハ２の外周部に照射する光が強過ぎると、光の回折現象によってノッチ４に似た凹みの像が現れて、それをノッチ４と誤検出してしまう恐れがあり、かと言って単に光を弱くすると、光照射領域７６ａ〜７６ｄが狭くなってしまうというジレンマに陥るのに対して、上記反射体で反射させることによって、光照射領域７６ａ〜７６ｄの明るさが適度に下がるので、上記光の回折現象による誤検出を抑えることができると共に、各光照射領域７６ａ〜７６ｄを広くすることができるという、一挙両得の効果を得ることができる。
【００８７】
また、反射体で光７４を反射させて間接光にすることによって、各光照射領域７６ａ〜７６ｄ内での明るさの斑（むら）を緩和して明るさを均一化することができるので、この観点からもノッチ４の検出が容易になる。反射体が上記のように光７４を散乱させる性質を有している場合は、上記明るさを均一化する効果はより大きくなる。
【００８８】
上記反射体のより具体例として、例えば、ステンレス鋼板（略称ＳＵＳ）が挙げられる。ステンレス鋼板は、通常、光７４を散乱させる性質をも有しているので、上述した効果を奏することができる。
【００８９】
（２）ウェーハハンドリング方法およびイオン注入装置の第２、第３の実施形態
まず、一例として、ウェーハ搬送装置４６の搬送アーム５０ａに着目して説明する。
【００９０】
上記イオン注入装置では、図９に示す例のように、ウェーハ搬送装置４６の搬送アーム５０ａによってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａ（具体的にはそのプラテン１４）の上方に保持した状態においても、当該搬送アーム５０ａおよびその支持部５２に邪魔されることなく、ライトガイド７０ｂ、７０ｄから出た光７４によって上記光照射領域が２箇所形成される。より具体的には、図４に示した光照射領域７６ｂおよび７６ｄが形成される。
【００９１】
この場合、上記画像処理装置８６は、カメラ８４からの上記光照射領域７６ｂおよび７６ｄの画像データと、例えば当該画像処理装置８６に予め記憶しておいた、搬送アーム５０ａ上のウェーハ２の１箇所の端点位置データ（これを以下においては仮想データと呼ぶことにする）とを用いて、搬送アーム５０ａ上のウェーハ２の中心位置を検出し、かつ当該中心位置の、基準位置からの半径方向の位置ずれを検出する機能を更に有しているものにしても良い。
【００９２】
上記光照射領域が少なくとも２箇所あれば、例えば先に図６、図７を参照して説明した方法によって、搬送アーム５０ａ上のウェーハ２の端点位置を少なくとも２箇所実測して検出することができる。それと、上記１箇所の仮想データとを用いることによって、少なくとも３箇所の端点位置が分かるので、例えば先に図５を参照して説明した方法によって、搬送アーム５０ａ上のウェーハ２の中心２ａの位置を検出することができる。更には、この検出した中心位置と、予め定められた基準位置とを比較することによって、検出した中心位置の、基準位置からの半径方向の位置ずれを検出することができる。画像処理装置８６はこのような検出を行う機能を更に有している。
【００９３】
なお、上記仮想データを得るには、過去の正常に保持された搬送アーム５０ａ上のウェーハ２をカメラ８４で撮影して、当該ウェーハ２の１箇所の端点位置データを、上記仮想データとして、例えば画像処理装置８６が有する記憶装置に記憶しておけば良い。
【００９４】
そして、この第２の実施形態のウェーハハンドリング方法では、搬送アーム５０ａによってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａ（具体的にはそのプラテン１４）の上方に保持した状態において、画像処理装置８６を用いて、ウェーハ２の上記半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出工程を実行する。
【００９５】
それによって、搬送アーム５０ａ上のウェーハ２の位置ずれを検出することができる。そしてこの検出結果を、例えば、ウェーハ２の搬送を停止する等の措置を行うことに用いて、ウェーハ２の搬送異常やイオン注入不良等が発生するのを未然に防止することに役立てることができる。しかもこれを、ウェーハ２のツイスト角度βを精度良く合わせるために設けた光源６４、ライトガイド６６、７０ｂ、７０ｄ、カメラ８４、画像処理装置８６等を活用して行うことができるので、構成の簡素化を図ることができる。
【００９６】
なお、上記１箇所の仮想データを用いると、後述する３箇所の実測データを用いる実施形態に比べて、搬送アーム５０ａ上のウェーハ２の中心位置検出の精度が若干低下する場合があるかもしれないけれども、それでもウェーハ２の位置ずれを検出することはできる。ウェーハ２の搬送異常等を未然に防止する観点からは、上記のような精度でも十分な場合が多い。
【００９７】
上記位置ずれ検出工程は、例えば、搬送アーム５０ａからツイスト角度調整機構１２ａへウェーハ２を渡す前、またはツイスト角度調整機構１２ａから搬送アーム５０ａへウェーハ２を渡した後の少なくともいずれか一方の時点で行えば良い。また以上は、ウェーハ搬送装置４６の搬送アーム５０ａに着目して説明したが、搬送アーム５０ａの代わりに搬送アーム５０ｂを用いる場合も、上記と同様である。後述する他の実施形態においても同様である。また、後述するツイスト角度調整機構１２ｂ（図１０、図１１参照）を採用する場合も、搬送アームからツイスト角度調整機構１２ｂへウェーハ２を渡す前、またはツイスト角度調整機構１２ｂから搬送アームへウェーハ２を渡した後の少なくともいずれか一方の時点で上記のような位置ずれ検出を行えば良い。
【００９８】
制御装置９０は、この実施形態では、上記位置ずれ検出工程に相当する制御を行う機能を更に有している。即ち、制御装置９０は、搬送アーム５０ａまたは５０ｂによってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａの上方に保持した状態において、画像処理装置８６と協働して、ウェーハ２の半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出制御を実行する機能を更に有している。
【００９９】
従って、このような制御装置９０を備えているイオン注入装置は、上記第２の実施形態のウェーハハンドリング方法について述べたのと同様の効果を奏することができる。
【０１００】
上記ライトガイド７０ａ〜７０ｄの配置や、搬送アーム５０ａ、５０ｂ、その支持部５２の構造等を適宜変更して、例えば搬送アーム５０ａ、５０ｂや支持部５２に光７４を通す切り欠きを設ける等して、搬送アーム５０ａまたは５０ｂによってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａの上方に保持した状態においても、ライトガイド７０ａ〜７０ｄから出た光７４によって上記光照射領域（７６ａ〜７６ｄ）が少なくとも３箇所形成されるようにしても良い。この実施形態は、少なくとも３箇所の実測データを用いるものである。これが第３の実施形態のウェーハハンドリング方法である。
【０１０１】
この実施形態の場合は、上記画像処理装置８６は、カメラ８４からの少なくとも３箇所の光照射領域の画像データを用いて、搬送アーム５０ａまたは５０ｂ上のウェーハ２の中心位置を検出し、かつ当該中心位置の、基準位置からの半径方向の位置ずれを検出する機能を更に有しているものにすれば良い。少なくとも３箇所のデータを用いて、ウェーハ２の中心位置およびその位置ずれを検出する方法の例は、上記少なくとも２箇所の実測データと１箇所の仮想データとを用いる第２の実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【０１０２】
そして、この第３の実施形態のウェーハハンドリング方法も、搬送アーム５０ａまたは５０ｂによってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａの上方に保持した状態において、画像処理装置８６を用いて、ウェーハ２の上記半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出工程を実行する。
【０１０３】
この実施形態の場合も、上記第２の実施形態が奏する効果と同様の効果を奏することができる。より詳しく言えば、この実施形態の方が、３箇所の実測データを用いるので、前述したように、搬送アーム５０ａまたは５０ｂ上のウェーハ２の中心位置検出の精度が高くなることが期待できる。
【０１０４】
制御装置９０を、上記第３のウェーハハンドリング方法の位置ずれ検出工程に相当する制御を行う機能を更に有しているものにしても良い。即ち、制御装置９０を、搬送アーム５０ａまたは５０ｂによってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ａの上方に保持した状態において、画像処理装置８６と協働して、ウェーハ２の半径方向の位置ずれを検出する位置ずれ検出制御を実行する機能を更に有しているものにしても良い。
【０１０５】
このような制御装置９０を備えているイオン注入装置は、上記第３の実施形態のウェーハハンドリング方法について述べたのと同様の効果を奏することができる。
【０１０６】
（３）ツイスト角度調整機構の他の例
上記ツイスト角度調整機構１２ａの代わりに、プラテン１４に保持前のウェーハ２を回転させてそのツイスト角度βを調整するツイスト角度調整機構を採用しても良い。そのようなツイスト角度調整機構１２ｂの例を図１０、図１１を参照して説明する。
【０１０７】
この例では、プラテン１４は、前述したチルト回転機構１８に軸２８を介して取り付けられている。このプラテン１４は、この例では回転（その中心部を中心にした回転）をさせない構成であるけれども、回転させる構成にしても良い。
【０１０８】
このツイスト角度調整機構１２ｂは、プラテン１４の上方においてウェーハ２の周縁部を複数箇所で支持するリフト部材３０と、このリフト部材３０を矢印Ａ8 で示すように昇降させる機能ならびに当該リフト部材３０およびそれに保持したウェーハ２を、ウェーハ２の中心２ａを軸として、矢印Ａ9 で示すように（またはその逆方向に）回転させる機能を有する昇降回転機構３８とを備えている。昇降回転機構３８は上記チルト回転機構１８に取り付けられている。従ってこのツイスト角度調整機構１２ｂも、チルト回転機構１８によって、ウェーハ２の受け渡し用等の水平状態と、ウェーハ２へのイオン注入用の起立状態とにすることができる。
【０１０９】
ウェーハ２をウェーハ搬送装置（例えば前述したウェーハ搬送装置４６）との間で受け渡しする時およびウェーハ２を回転させる時は、リフト部材３０を上昇させてウェーハ２とプラテン１４との間を離しておき（図１１に示す状態）、ウェーハ２をプラテン１４に保持する時は、リフト部材３０を下降させてウェーハ２をプラテン１４上に載置する。上昇位置にあるリフト部材３０およびウェーハ２を回転させることによって、ウェーハ２の前述したツイスト角度βを調整することができる。
【０１１０】
なお、昇降回転機構３８を、リフト部材３０を上記のように昇降させる昇降機構と、リフト部材３０を上記のように回転させる回転機構とに分けても良い。
【０１１１】
リフト部材３０は、この例では、ウェーハ２の周縁部を支持する複数の（この例では三つの）支持部３２と、それを支持する放射状のアーム部３４と、それを支持する円筒部３６とを有している。但し、この構成は一例であり、これに限られるものではない。
【０１１２】
支持部３２の配置およびウェーハ２をプラテン１４から離す距離と、ウェーハ搬送装置（より具体的にはその搬送アーム）とは、相互に当たらない（機械的に干渉しない）ものにすれば良い。
【０１１３】
このツイスト角度調整機構１２ｂを用いる場合も、ウェーハ２の外周部に前述した光照射領域を少なくとも３箇所形成することができる。例えば図１０に示す例のように、前述した（図２〜図４およびその説明参照）三つの光照射領域７６ｂ〜７６ｄを形成することができる。構成を少し変えれば、四つの光照射領域７６ａ〜７６ｄを形成することもできる。
【０１１４】
従って、前述したツイスト角度調整機構１２ａを用いる場合と同様に、前記搬送工程およびツイスト工程等を実行して、ウェーハ２のツイスト角度βを、イオン注入条件の一つとして与えられる角度に精度良く合わせることができる。
【０１１５】
更に、ウェーハ搬送装置の搬送アーム（例えば前述した搬送アーム５０ａ、５０ｂ）によってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ｂの上方に保持した状態においても、上記光照射領域を少なくとも２箇所（例えば光照射領域７６ｂおよび７６ｄを）形成することができる。従って、前述したツイスト角度調整機構１２ａを用いる場合と同様に、前述した、２箇所の実測データおよび１箇所の仮想データを用いる位置ずれ検出工程を実行して、搬送アーム上のウェーハ２の半径方向の位置ずれを検出することができる。
【０１１６】
また、ライトガイド７０ａ〜７０ｄの配置や、搬送アームの構造等を適宜変更して、搬送アームによってウェーハ２をツイスト角度調整機構１２ｂの上方に保持した状態においても、上記光照射領域を少なくとも３箇所形成するようにしても良い。この場合も、前述したツイスト角度調整機構１２ａを用いる場合と同様に、３箇所の実測データを用いる位置ずれ検出工程を実行して、搬送アーム上のウェーハ２の半径方向の位置ずれを検出することができる。
【０１１７】
上記のようなツイスト角度調整機構１２ｂを採用する場合は、前述した制御装置９０は、上記ツイスト角度調整機構１２ａを制御する代わりにこのツイスト角度調整機構１２ｂを制御して、前述したツイスト制御を実行する機能を有しているものにする。勿論、前述したアライメント制御および搬送制御を実行する機能も有しているものにする。また、前述した位置ずれ検出制御を実行する機能を更に有していても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
２  ウェーハ
４  ノッチ
６  イオンビーム
８  注入室
１０  プラテン駆動装置
１２ａ、１２ｂ  ツイスト角度調整機構
１４  プラテン
４０  アライナー
４２ａ、４２ｂ、４６  ウェーハ搬送装置
６４  光源
６６、７０ａ〜７０ｄ  ライトガイド
７４  光
７６ａ〜７６ｄ  光照射領域
８４  カメラ
８６  画像処理装置
９０  制御装置
α  アライメント角度
β  ツイスト角度
φ  ノッチの角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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