(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入処理がなされる真空処理室と、
前記真空処理室と連通して設けられる中間搬送室と、
前記中間搬送室を挟んで対向するそれぞれの位置に前記中間搬送室と連通して設けられる第１ロードロック室および第２ロードロック室と、
前記中間搬送室に設けられ、前記中間搬送室を経由した前記真空処理室と前記第１ロードロック室との間のウェハ搬送と、前記中間搬送室を経由した前記真空処理室と前記第２ロードロック室との間のウェハ搬送を実現する中間搬送機構と、
前記第１ロードロック室と対向する位置に設けられ、前記第１ロードロック室へのウェハ搬入および前記第１ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第１搬送機構と、
前記第２ロードロック室と対向する位置に設けられ、前記第２ロードロック室へのウェハ搬入および前記第２ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第２搬送機構と、
前記第１搬送機構と前記第２搬送機構の間の位置に設けられ、ウェハの回転位置を調整できるよう構成されるアライメント装置と、
前記第１搬送機構と前記第２搬送機構の間の位置に設けられ、二枚以上のウェハを一時的に保持できるよう構成されるバッファ装置と、
前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハが格納されるウェハ容器を前記第１搬送機構と対向する位置に固定するロードポートと、
少なくとも前記第１搬送機構および前記第２搬送機構の動作を制御するための制御装置と、を備え、
前記第１搬送機構は、ウェハを保持可能な第１アームと、ウェハを保持可能な第２アームとを有し、
前記第２搬送機構は、ウェハを保持可能な第３アームと、ウェハを保持可能な第４アームとを有し、
前記制御装置は、前記ウェハ容器に格納され順番に搬送されて前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハのうちの第１ウェハおよび第２ウェハについて、
（ａ）前記第１アームおよび前記第２アームが前記ウェハ容器から前記バッファ装置に前記第１ウェハおよび前記第２ウェハを搬送するよう前記第１搬送機構を動作させ、
（ｂ）前記第３アームが前記バッファ装置から前記アライメント装置に前記第１ウェハを搬送し、前記第４アームが前記バッファ装置から前記第２ウェハを搬出して一時的に保持するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｃ）前記第３アームが前記アライメント装置からアライメント済みの前記第１ウェハを搬出し、前記第４アームが前記アライメント装置に前記第２ウェハを搬入するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｄ）前記第３アームが前記第２ロードロック室にアライメント済みの前記第１ウェハを搬入するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｅ）前記第１アームが前記アライメント装置から前記第１ロードロック室にアライメント済みの前記第２ウェハを搬送するよう前記第１搬送機構を動作させることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記（ａ）の動作において、前記第１ウェハおよび前記第２ウェハが並行して前記ウェハ容器から搬出されるよう前記第１搬送機構を動作させることを特徴とする請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記バッファ装置は、前記アライメント装置と鉛直方向に重なる位置に設けられ、
前記第２搬送機構は、前記鉛直方向に昇降可能であり、かつ、前記鉛直方向に延びる軸に対して旋回可能である本体部をさらに有し、前記第３アームおよび前記第４アームは、前記本体部に取り付けられており、
前記制御装置は、前記（ｂ）および前記（ｃ）の動作において、前記本体部を旋回させずに前記鉛直方向に昇降させるよう前記第２搬送機構を動作させることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記中間搬送機構は、ウェハを保持可能な第５アームと、ウェハを保持可能な第６アームとを有し、
前記制御装置は、さらに、
（ｆ）前記第５アームが前記第２ロードロック室から前記真空処理室に前記第１ウェハを搬送するよう前記中間搬送機構を動作させ、
（ｇ）前記第５アームが前記第１ロードロック室から前記中間搬送室に前記第２ウェハを搬送するよう前記中間搬送機構を動作させ、
（ｈ）前記第６アームが前記真空処理室から前記中間搬送室に注入処理済みの前記第１ウェハを搬送し、前記第５アームが前記中間搬送室から前記真空処理室に前記第２ウェハを搬送するよう前記中間搬送機構を動作させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記中間搬送機構は、前記第５アームのウェハ保持部が第５水平面内で水平方向に移動可能となるように構成されるとともに、前記第６アームのウェハ保持部が前記第５水平面よりも下側に位置する第６水平面内で水平方向に移動可能となるように構成され、
前記制御装置は、前記（ｈ）の動作において、前記第５アームに保持されて前記真空処理室へ向かう前記第２ウェハが上側、前記第６アームに保持されて前記真空処理室から離れる前記第１ウェハが下側となる位置関係で、前記第１ウェハおよび前記第２ウェハが互いにすれ違うスワップ動作を実現するように前記中間搬送機構を動作させることを特徴とする請求項４に記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記制御装置は、さらに、前記ウェハ容器に格納され順番に搬送されて前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハのうちの第３ウェハおよび第４ウェハについて、
（ｉ）前記第１アームおよび前記第２アームが前記ウェハ容器から前記バッファ装置に前記第３ウェハおよび前記第４ウェハを搬送するよう前記第１搬送機構を動作させ、
（ｊ）前記第３アームが前記バッファ装置から前記アライメント装置に前記第３ウェハを搬送し、前記第４アームが前記バッファ装置から前記第４ウェハを搬出して一時的に保持するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｋ）前記第３アームが前記アライメント装置からアライメント済みの前記第３ウェハを搬出し、前記第４アームが前記アライメント装置に前記第４ウェハを搬入するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｌ）前記第３アームが前記第２ロードロック室にアライメント済みの前記第３ウェハを搬入するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｍ）前記第１アームが前記アライメント装置から前記第１ロードロック室にアライメント済みの前記第４ウェハを搬送するよう前記第１搬送機構を動作させ、
前記（ｉ）の動作は、前記（ｅ）の動作の前になされることを特徴とする請求項４または５に記載のイオン注入装置。
【請求項７】
前記制御装置は、さらに、
（ｎ）前記第５アームが前記第２ロードロック室から前記中間搬送室に注入処理前の前記第３ウェハを搬送し、前記第６アームが前記中間搬送室から前記第２ロードロック室に注入処理済みの前記第１ウェハを搬送するよう前記中間搬送機構を動作させ、
（ｏ）前記第６アームが前記真空処理室から前記中間搬送室に注入処理済みの前記第２ウェハを搬送し、前記第５アームが前記中間搬送室から前記真空処理室に前記第３ウェハを搬送するよう前記中間搬送機構を動作させ、
（ｐ）前記第５アームが前記第１ロードロック室から前記中間搬送室に注入処理前の前記第４ウェハを搬送し、前記第６アームが前記中間搬送室から前記第１ロードロック室に注入処理済みの前記第２ウェハを搬送するよう前記中間搬送機構を動作させることを特徴とする請求項６に記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記制御装置は、さらに、
（ｑ）前記第４アームが前記第２ロードロック室から注入処理済みの前記第１ウェハを搬出するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｒ）前記第４アームが前記バッファ装置に注入処理済みの前記第１ウェハを搬入するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｓ）前記第２アームが前記第１ロードロック室から注入処理済みの前記第２ウェハを搬出するよう前記第１搬送機構を動作させ、
（ｔ）前記第１アームが前記バッファ装置から注入処理済みの前記第１ウェハを搬出するよう前記第１搬送機構を動作させ、
（ｕ）前記第１アームが注入処理済みの前記第１ウェハを前記ウェハ容器に格納し、前記第２アームが注入処理済みの前記第２ウェハを前記ウェハ容器に格納するよう前記第２搬送機構を動作させることを特徴とする請求項７に記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記（ｕ）の動作において、前記第１ウェハおよび前記第２ウェハが並行して前記ウェハ容器に格納されるよう前記第１搬送機構を動作させることを特徴とする請求項８に記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、さらに、前記ウェハ容器に格納され順番に搬送されて前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハのうちの第５ウェハおよび第６ウェハについて、
（ｖ）前記第１アームおよび前記第２アームが前記ウェハ容器から前記バッファ装置に前記第５ウェハおよび前記第６ウェハを搬送するよう前記第１搬送機構を動作させ、
（ｗ）前記第３アームが前記バッファ装置から前記アライメント装置に前記第５ウェハを搬送し、前記第４アームが前記バッファ装置から前記第６ウェハを搬出して一時的に保持するよう前記第２搬送機構を動作させ、
（ｘ）前記第３アームが前記アライメント装置からアライメント済みの前記第５ウェハを搬出し、前記第４アームが前記アライメント装置に前記第６ウェハを搬入するよう前記第２搬送機構を動作させ、
前記（ｖ）の動作は、前記（ｍ）の動作の前になされ、
前記（ｗ）および（ｘ）の動作は、前記（ｑ）の動作の前になされ、
前記制御装置は、前記（ｑ）の動作において、前記第３アームが前記第２ロードロック室にアライメント済みの前記第５ウェハを搬入するよう前記第２搬送機構を動作させることを特徴とする請求項８または９に記載のイオン注入装置。
【請求項１１】
前記第２搬送機構は、前記第３アームのウェハ保持部が第３水平面内で水平方向に移動可能となるように構成されるとともに、前記第４アームのウェハ保持部が前記第３水平面よりも下側に位置する第４水平面内で水平方向に移動可能となるように構成され、
前記制御装置は、前記（ｑ）の動作において、前記第３アームに保持されて前記第２ロードロック室へ向かう注入処理前の前記第５ウェハが上側、前記第４アームに保持されて前記第２ロードロック室から離れる注入処理済みの前記第１ウェハが下側となる位置関係で、前記第１ウェハおよび前記第５ウェハが互いにすれ違うスワップ動作を実現するよう前記第２搬送機構を動作させることを特徴とする請求項１０に記載のイオン注入装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記（ｓ）の動作において、前記第１アームが前記アライメント装置から前記第１ロードロック室にアライメント済みの前記第６ウェハを搬送するよう前記第１搬送機構を動作させることを特徴とする請求項１０または１１に記載のイオン注入装置。
【請求項１３】
前記第１搬送機構は、前記第１アームのウェハ保持部が第１水平面内で水平方向に移動可能となるように構成されるとともに、前記第２アームのウェハ保持部が前記第１水平面よりも下側に位置する第２水平面内で水平方向に移動可能となるように構成され、
前記制御装置は、前記（ｓ）の動作において、前記第１アームに保持されて前記第１ロードロック室へ向かう注入処理前の前記第６ウェハが上側、前記第２アームに保持されて前記第１ロードロック室から離れる注入処理済みの前記第２ウェハが下側となる位置関係で、前記第２ウェハおよび前記第６ウェハが互いにすれ違うスワップ動作を実現するように前記第１搬送機構を動作させる、ことを特徴とする請求項１２に記載のイオン注入装置。
【請求項１４】
前記第１ロードロック室および前記第２ロードロック室は、前記真空処理室および前記中間搬送室を結ぶ中心線に対して対称の位置に配置され、
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、前記中心線に対して対称の位置に配置され、
前記アライメント装置および前記バッファ装置は、前記中心線上に配置されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
【請求項１５】
前記バッファ装置は、注入処理前の二枚のウェハと、注入処理済みの一枚のウェハとを少なくとも同時に保持できるように構成されることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
【請求項１６】
イオン注入装置を用いた複数枚のウェハの処理方法であって、
前記イオン注入装置は、
イオン注入処理がなされる真空処理室と、
前記真空処理室と連通して設けられる中間搬送室と、
前記中間搬送室を挟んで対向するそれぞれの位置に前記中間搬送室と連通して設けられる第１ロードロック室および第２ロードロック室と、
前記中間搬送室に設けられ、前記中間搬送室を経由した前記真空処理室と前記第１ロードロック室との間のウェハ搬送と、前記中間搬送室を経由した前記真空処理室と前記第２ロードロック室との間のウェハ搬送を実現する中間搬送機構と、
前記第１ロードロック室と対向する位置に設けられ、前記第１ロードロック室へのウェハ搬入および前記第１ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第１搬送機構と、
前記第２ロードロック室と対向する位置に設けられ、前記第２ロードロック室へのウェハ搬入および前記第２ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第２搬送機構と、
前記第１搬送機構と前記第２搬送機構の間の位置に設けられ、ウェハの回転位置を調整できるよう構成されるアライメント装置と、
前記第１搬送機構と前記第２搬送機構の間の位置に設けられ、二枚以上のウェハを一時的に保持できるように構成されるバッファ装置と、
前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハが格納されるウェハ容器を前記第１搬送機構と対向する位置に固定するロードポートと、を備え、
前記第１搬送機構は、ウェハを保持可能な第１アームと、ウェハを保持可能な第２アームとを有し、
前記第２搬送機構は、ウェハを保持可能な第３アームと、ウェハを保持可能な第４アームとを有し、
当該処理方法は、
（ａ）前記第１アームおよび前記第２アームが前記ウェハ容器から前記バッファ装置に第１ウェハおよび第２ウェハを搬送する工程と、
（ｂ）前記第３アームが前記バッファ装置から前記アライメント装置に前記第１ウェハを搬送し、前記第４アームが前記バッファ装置から前記第２ウェハを搬出して一時的に保持する工程と、
（ｃ）前記第３アームが前記アライメント装置からアライメント済みの前記第１ウェハを搬出し、前記第４アームが前記アライメント装置に前記第２ウェハを搬入する工程と、
（ｄ）前記第３アームが前記第２ロードロック室にアライメント済みの前記第１ウェハを搬入する工程と、
（ｅ）前記第１アームが前記アライメント装置から前記第１ロードロック室にアライメント済みの前記第２ウェハを搬送する工程と、を備えることを特徴とする処理方法。
【請求項１７】
イオン注入処理がなされる真空処理室と、
前記真空処理室と連通して設けられる中間搬送室と、
前記中間搬送室を挟んで対向するそれぞれの位置に前記中間搬送室と連通して設けられる第１ロードロック室および第２ロードロック室と、
前記中間搬送室に設けられ、前記中間搬送室を経由した前記真空処理室と前記第１ロードロック室との間のウェハ搬送と、前記中間搬送室を経由した前記真空処理室と前記第２ロードロック室との間のウェハ搬送を実現する中間搬送機構と、
前記第１ロードロック室と対向する位置に設けられ、前記第１ロードロック室へのウェハ搬入および前記第１ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第１搬送機構と、
前記第２ロードロック室と対向する位置に設けられ、前記第２ロードロック室へのウェハ搬入および前記第２ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第２搬送機構と、
前記第１搬送機構と前記第２搬送機構の間の位置に設けられ、ウェハの回転位置を調整できるよう構成されるアライメント装置と、
前記第１搬送機構と前記第２搬送機構の間の位置に設けられ、二枚以上のウェハを一時的に保持できるよう構成されるバッファ装置と、
前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハが格納されるウェハ容器を前記第１搬送機構と対向する位置に固定するロードポートと、を備え、
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、二枚一組のアライメント処理前のウェハを前記ウェハ容器から前記バッファ装置を介して前記アライメント装置に搬送し、アライメント後に前記第１ロードロック室および前記第２ロードロック室のそれぞれに一枚ずつ搬入し、
前記中間搬送機構は、前記二枚一組のアライメント済みのウェハの一方を前記第２ロードロック室から前記真空処理室に搬送し、イオン注入処理後に前記真空処理室から前記第２ロードロック室に搬送するとともに、前記二枚一組のアライメント済みのウェハの他方を前記第１ロードロック室から前記真空処理室に搬送し、イオン注入処理後に前記真空処理室から前記第１ロードロック室に搬送し、
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、前記二枚一組の注入処理済みのウェハを前記第１ロードロック室および前記第２ロードロック室のそれぞれから一枚ずつ搬出して前記ウェハ容器に格納することを特徴とするイオン注入装置。
【請求項１８】
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、前記二枚一組のウェハとして第１ウェハおよび第２ウェハを前記ウェハ容器から搬出した後に、次に処理すべき二枚一組のウェハとして第３ウェハおよび第４ウェハを前記ウェハ容器から搬出し、
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、アライメント済みの前記第１ウェハを前記第２ロードロック室に搬入し、アライメント済みの前記第２ウェハを前記第１ロードロック室に搬入した後に、アライメント済みの前記第３ウェハを前記第２ロードロック室に搬入し、アライメント済みの前記第４ウェハを前記第１ロードロック室に搬入し、
前記中間搬送機構は、前記中間搬送室と前記第２ロードロック室との間で前記第１ウェハと前記第３ウェハを交換し、前記中間搬送室と前記第１ロードロック室との間で前記第２ウェハと前記第４ウェハを交換することを特徴とする請求項１７に記載のイオン注入装置。
【請求項１９】
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、前記第３ウェハおよび前記第４ウェハを前記ウェハ容器から搬出した後に、次に処理すべき二枚一組のウェハとして第５ウェハおよび第６ウェハを前記ウェハ容器から搬出し、
前記第２搬送機構は、前記第２ロードロック室と前記第２搬送機構との間で、注入処理済みの前記第１ウェハとアライメント済みの前記第５ウェハを交換し、
前記第１搬送機構は、前記第１ロードロック室と前記第１搬送機構との間で、注入処理済みの前記第２ウェハとアライメント済みの前記第６ウェハを交換することを特徴とする請求項１８に記載のイオン注入装置。
【請求項２０】
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、前記第５ウェハおよび前記第６ウェハを前記ウェハ容器から搬出した後に、次に処理すべき二枚一組のウェハとして、前記ウェハ容器に格納され順番に搬送されて前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハのうちの第７ウェハおよび第８ウェハを前記ウェハ容器から搬出して前記バッファ装置に搬入し、
前記第２搬送機構は、注入処理済みの前記第１ウェハを前記ウェハ容器に格納する前に前記第１ロードロック室から前記バッファ装置に搬送し、
前記バッファ装置は、アライメント前の前記第７ウェハおよび前記第８ウェハと、注入処理済みの前記第１ウェハとを一時的に同時に収容することを特徴とする請求項１９に記載のイオン注入装置。
【請求項２１】
前記第１搬送機構および前記第２搬送機構は、注入処理済みの前記第１ウェハおよび前記第２ウェハを前記ウェハ容器に格納した後に、次に処理すべき二枚一組のウェハとして、前記ウェハ容器に格納され順番に搬送されて前記イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハのうちの第９ウェハおよび第１０ウェハを前記ウェハ容器から搬出することを特徴とする請求項２０に記載のイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入装置及びイオン注入装置を用いた複数枚のウェハの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、導電性を変化させる目的、半導体ウェハの結晶構造を変化させる目的などのため、半導体ウェハにイオンを注入する工程（以下、「イオン注入工程」と称する場合がある）が標準的に実施されている。イオン注入工程で使用される装置は、イオン注入装置と呼ばれ、イオン源によってイオンを生成し、生成したイオンを加速してイオンビームを形成する機能と、そのイオンビームを真空処理室まで輸送し、処理室内のウェハにイオンビームを照射する機能を有する。また、イオン注入装置には、イオン注入前のウェハを処理室に供給し、イオン注入がなされたウェハを排出する装置（以下、「ウェハ搬送装置」ともいう）が設けられる。
【０００３】
ウェハ搬送装置は、大気圧下に置かれるウェハを真空処理室に搬入するためのロードロック室を有する。ウェハ搬送装置は、大気圧のロードロック室にウェハを搬入した後にロードロック室を真空排気し、真空状態となったロードロック室と真空処理室を連通させてウェハを処理室に搬入する。ウェハ搬入に要する時間は、ロードロック室での排気時間に大きく影響されることから、ロードロック室を複数設けることでウェハ搬送の処理能力が高められる。例えば、搬送能力が高められたウェハ搬送装置として、二つのロードロック室を左右に設けるとともにロードロック室と真空処理室の間に中間搬送室を設けた構成が挙げられる（特許文献１参照）。
【０００４】
また、搬送能力をさらに高めたウェハ搬送装置として、左右のロードロック室のそれぞれを二段式として計四つのロードロック室を設けた構成も提案されている。この搬送装置では、二段式のロードロック室に対応させて、二段式のウェハ搬送ロボットや二段式のアライメント機構が設けられる（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５６７６２号公報
【特許文献２】特表２０１０−５１２０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
二段式ロードロック室の採用により搬送能力を高めることができる一方で、ロードロック室、ウェハ搬送ロボットおよびアライメント機構のそれぞれが二段式となるために各装置の構造が複雑となり、一段式の場合と比べて製造コストやメンテナンス費用が増大してしまう。本発明者らは、一段式の左右ロードロック室を用いる場合であっても、ウェハ容器とロードロック室との間の搬送工程を効率化させることによって、ウェハ搬送能力を高める余地があると考えた。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、一段式の左右ロードロック室を用いる構成においてウェハ搬送能力を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のイオン注入装置は、イオン注入処理がなされる真空処理室と、真空処理室と連通して設けられる中間搬送室と、中間搬送室を挟んで対向するそれぞれの位置に中間搬送室と連通して設けられる第１ロードロック室および第２ロードロック室と、中間搬送室に設けられ、中間搬送室を経由した真空処理室と第１ロードロック室との間のウェハ搬送と、中間搬送室を経由した真空処理室と第２ロードロック室との間のウェハ搬送を実現する中間搬送機構と、第１ロードロック室と対向する位置に設けられ、第１ロードロック室へのウェハ搬入および第１ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第１搬送機構と、第２ロードロック室と対向する位置に設けられ、第２ロードロック室へのウェハ搬入および第２ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第２搬送機構と、第１搬送機構と第２搬送機構の間の位置に設けられ、ウェハの回転位置を調整できるよう構成されるアライメント装置と、第１搬送機構と第２搬送機構の間の位置に設けられ、二枚以上のウェハを一時的に保持できるよう構成されるバッファ装置と、イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハが格納されるウェハ容器を第１搬送機構と対向する位置に固定するロードポートと、少なくとも第１搬送機構および第２搬送機構の動作を制御するための制御装置と、を備える。第１搬送機構は、ウェハを保持可能な第１アームと、ウェハを保持可能な第２アームとを有する。第２搬送機構は、ウェハを保持可能な第３アームと、ウェハを保持可能な第４アームとを有する。制御装置は、ウェハ容器に格納され順番に搬送されてイオン注入処理の対象となる複数枚のウェハのうちの第１ウェハおよび第２ウェハについて、（ａ）第１アームおよび第２アームがウェハ容器からバッファ装置に第１ウェハおよび第２ウェハを搬送するよう第１搬送機構を動作させ、（ｂ）第３アームがバッファ装置からアライメント装置に第１ウェハを搬送し、第４アームがバッファ装置から第２ウェハを搬出して一時的に保持するよう第２搬送機構を動作させ、（ｃ）第３アームがアライメント装置からアライメント済みの第１ウェハを搬出し、第４アームがアライメント装置に第２ウェハを搬入するよう第２搬送機構を動作させ、（ｄ）第３アームが第２ロードロック室にアライメント済みの第１ウェハを搬入するよう第２搬送機構を動作させ、（ｅ）第１アームがアライメント装置から第１ロードロック室にアライメント済みの第２ウェハを搬送するよう第１搬送機構を動作させる。
【０００９】
本発明の別の態様は、処理方法である。この方法は、イオン注入装置を用いた複数枚のウェハの処理方法であって、イオン注入装置は、イオン注入処理がなされる真空処理室と、真空処理室と連通して設けられる中間搬送室と、中間搬送室を挟んで対向するそれぞれの位置に中間搬送室と連通して設けられる第１ロードロック室および第２ロードロック室と、中間搬送室に設けられ、中間搬送室を経由した真空処理室と第１ロードロック室との間のウェハ搬送と、中間搬送室を経由した真空処理室と第２ロードロック室との間のウェハ搬送を実現する中間搬送機構と、第１ロードロック室と対向する位置に設けられ、第１ロードロック室へのウェハ搬入および第１ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第１搬送機構と、第２ロードロック室と対向する位置に設けられ、第２ロードロック室へのウェハ搬入および第２ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第２搬送機構と、第１搬送機構と第２搬送機構の間の位置に設けられ、ウェハの回転位置を調整できるよう構成されるアライメント装置と、第１搬送機構と第２搬送機構の間の位置に設けられ、二枚以上のウェハを一時的に保持できるように構成されるバッファ装置と、イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハが格納されるウェハ容器を第１搬送機構と対向する位置に固定するロードポートと、を備える。第１搬送機構は、ウェハを保持可能な第１アームと、ウェハを保持可能な第２アームとを有する。第２搬送機構は、ウェハを保持可能な第３アームと、ウェハを保持可能な第４アームとを有する。当該処理方法は、（ａ）第１アームおよび第２アームがウェハ容器からバッファ装置に第１ウェハおよび第２ウェハを搬送する工程と、（ｂ）第３アームがバッファ装置からアライメント装置に第１ウェハを搬送し、第４アームがバッファ装置から第２ウェハを搬出して一時的に保持する工程と、（ｃ）第３アームがアライメント装置からアライメント済みの第１ウェハを搬出し、第４アームがアライメント装置に第２ウェハを搬入する工程と、（ｄ）第３アームが第２ロードロック室にアライメント済みの第１ウェハを搬入する工程と、（ｅ）第１アームがアライメント装置から第１ロードロック室にアライメント済みの第２ウェハを搬送する工程と、を備える。
【００１０】
本発明のさらに別の態様は、イオン注入装置である。この装置は、イオン注入処理がなされる真空処理室と、真空処理室と連通して設けられる中間搬送室と、中間搬送室を挟んで対向するそれぞれの位置に中間搬送室と連通して設けられる第１ロードロック室および第２ロードロック室と、中間搬送室に設けられ、中間搬送室を経由した真空処理室と第１ロードロック室との間のウェハ搬送と、中間搬送室を経由した真空処理室と第２ロードロック室との間のウェハ搬送を実現する中間搬送機構と、第１ロードロック室と対向する位置に設けられ、第１ロードロック室へのウェハ搬入および第１ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第１搬送機構と、第２ロードロック室と対向する位置に設けられ、第２ロードロック室へのウェハ搬入および第２ロードロック室からのウェハ搬出を実現する第２搬送機構と、第１搬送機構と第２搬送機構の間の位置に設けられ、ウェハの回転位置を調整できるよう構成されるアライメント装置と、第１搬送機構と第２搬送機構の間の位置に設けられ、二枚以上のウェハを一時的に保持できるよう構成されるバッファ装置と、イオン注入処理の対象となる複数枚のウェハが格納されるウェハ容器を第１搬送機構と対向する位置に固定するロードポートと、を備える。第１搬送機構および第２搬送機構は、二枚一組のアライメント処理前のウェハをウェハ容器からバッファ装置を介してアライメント装置に搬送し、アライメント後に第１ロードロック室および第２ロードロック室のそれぞれに一枚ずつ搬入し、中間搬送機構は、二枚一組のアライメント済みのウェハの一方を第２ロードロック室から真空処理室に搬送し、イオン注入処理後に真空処理室から第２ロードロック室に搬送するとともに、二枚一組のアライメント済みのウェハの他方を第１ロードロック室から真空処理室に搬送し、イオン注入処理後に真空処理室から第１ロードロック室に搬送し、第１搬送機構および第２搬送機構は、二枚一組の注入処理済みのウェハを第１ロードロック室および第２ロードロック室のそれぞれから一枚ずつ搬出してウェハ容器に格納する。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一段式の左右ロードロック室を用いる構成であっても、ウェハ搬送能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す上面図である。
【図２】実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】第１搬送機構の概略構成を示す側面図である。
【図４】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図５】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図６】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図７】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図８】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図９】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図１０】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図１１】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図１２】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図１３】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図１４】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図１５】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図１６】中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す図である。
【図１７】中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す図である。
【図１８】中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す図である。
【図１９】中間搬送機構によるスワップ動作を模式的に示す図である。
【図２０】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２１】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２２】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２３】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２４】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２５】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２６】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２７】ウェハが搬送される工程を模式的に示す図である。
【図２８】第１搬送機構の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２９】第２搬送機構の動作の流れを示すフローチャートである。
【図３０】中間搬送機構の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１５】
図１は、実施の形態に係るイオン注入装置１０の概略構成を示す上面図であり、図２は、イオン注入装置１０の概略構成を示す側面図である。
【００１６】
イオン注入装置１０は、被処理物Ｗの表面にイオン注入処理をするよう構成されている。被処理物Ｗは、例えば基板であり、例えば半導体ウェハである。よって以下では説明の便宜のため被処理物ＷをウェハＷと呼ぶことがあるが、これは注入処理の対象を特定の物体に限定することを意図していない。
【００１７】
イオン注入装置１０は、ビームを一方向に往復走査させ、ウェハＷを該一方向と直交する方向に往復運動させることによりウェハＷの全体にわたってイオンビームＢを照射するよう構成されている。本書では説明の便宜上、設計上のビーム軌道を進むイオンビームＢの進行方向をｚ方向とし、ｚ方向に垂直な面をｘｙ面と定義する。イオンビームＢを被処理物Ｗに対し走査する場合において、ビームの走査方向をｘ方向とし、ｚ方向及びｘ方向に垂直な方向をｙ方向とする。よって、ビームの往復走査はｘ方向に行われ、ウェハＷの往復運動はｙ方向に行われる。
【００１８】
イオン注入装置１０は、イオン源１２と、ビームライン装置１４と、真空処理室１６と、制御装置１８と、ウェハ搬送装置５０と、を備える。イオン源１２は、イオンビームＢをビームライン装置１４に与えるよう構成されている。ビームライン装置１４は、イオン源１２から真空処理室１６へとイオンを輸送するよう構成されている。イオン注入装置１０は、イオン源１２、ビームライン装置１４、及び真空処理室１６に所望の真空環境を提供するための真空排気系を備える。
【００１９】
ビームライン装置１４は、例えば、上流から順に、質量分析部２０、ビーム収束部２２、ビーム計測部２４、ビーム走査器２６、平行化レンズ３０又はビーム平行化装置、及び、角度エネルギーフィルタ（ＡＥＦ；Angular Energy Filter）３４を備える。なお、ビームライン装置１４の上流とは、イオン源１２に近い側を指し、下流とは真空処理室１６（またはビームストッパ３８）に近い側を指す。
【００２０】
質量分析部２０は、イオン源１２の下流に設けられており、イオン源１２から引き出されたイオンビームＢから必要なイオン種を質量分析により選択するよう構成されている。ビーム収束部２２は、四重極収束装置（Ｑレンズ）などの収束レンズを備えており、質量分析部２０を通過したイオンビームＢを収束することにより所望の断面形状に整形するよう構成されている。
【００２１】
ビーム計測部２４は、ビームライン上に出し入れ可能に配置され、イオンビームの電流を測定するインジェクタフラグファラデーカップである。ビーム計測部２４は、ビーム電流を計測するファラデーカップ２４ｂと、ファラデーカップ２４ｂを上下に移動させる駆動部２４ａを有する。図２の破線で示すように、ビームライン上にファラデーカップ２４ｂを配置した場合、イオンビームＢはファラデーカップ２４ｂにより遮断される。一方、図２の実線で示すように、ファラデーカップ２４ｂをビームライン上から外した場合、イオンビームＢの遮断が解除される。
【００２２】
ビーム走査器２６は、ビームの往復走査を提供するよう構成されており、整形されたイオンビームＢをｘ方向に走査する偏向手段である。ビーム走査器２６は、ｘ方向に対向して設けられる走査電極対２８を有する。走査電極対２８は可変電圧電源（図示せず）に接続されており、走査電極対２８に印加される電圧を周期的に変化させることにより、電極間に生じる電界を変化させてイオンビームＢをさまざまな角度に偏向させる。こうして、イオンビームＢは、ｘ方向の走査範囲にわたって走査される。なお、図１において矢印Ｘによりビームの走査方向及び走査範囲を例示し、走査範囲でのイオンビームＢの複数の軌跡を一点鎖線で示している。
【００２３】
平行化レンズ３０は、走査されたイオンビームＢの進行方向をビーム軌道と平行にするよう構成されている。平行化レンズ３０は、中央部にイオンビームの通過スリットが設けられた円弧形状の複数のＰレンズ電極３２を有する。Ｐレンズ電極３２は、高圧電源（図示せず）に接続されており、電圧印加により生じる電界をイオンビームＢに作用させて、イオンビームＢの進行方向を平行に揃える。
【００２４】
角度エネルギーフィルタ（ＡＥＦ）３４は、イオンビームＢのエネルギーを分析し必要なエネルギーのイオンを下方に偏向して真空処理室１６に導くよう構成されている。角度エネルギーフィルタ３４は、電界偏向用のＡＥＦ電極対３６を有する。ＡＥＦ電極対３６は、高圧電源（図示せず）に接続される。図２において、上側のＡＥＦ電極に正電圧、下側のＡＥＦ電極に負電圧を印加させることにより、イオンビームＢをビーム軌道から下方に偏向させる。なお、角度エネルギーフィルタ３４は、磁界偏向用の磁石装置で構成されてもよく、電界偏向用のＡＥＦ電極対と磁石装置の組み合わせで構成されてもよい。
【００２５】
このようにして、ビームライン装置１４は、ウェハＷに照射されるべきイオンビームＢを真空処理室１６に供給する。
【００２６】
真空処理室１６は、１枚又は複数枚のウェハＷを保持するウェハ保持部４４を備える。ウェハ保持部４４は、ウェハ保持部４４を必要に応じて直線移動させることのできる移動機構４０にアーム部４５を介して取り付けられている。ウェハ保持部４４は、ウェハＷを保持するための静電チャック等を備える。移動機構４０は、回転軸４２を中心に図２の矢印Ｒで示す方向に回転可能に構成され、ウェハＷ５をウェハ保持部４４に載置するための搬送位置（実線で図示）と、ウェハＷにイオン注入するための注入位置（破線で図示）との間で変位可能に構成される。移動機構４０は、イオン注入時において、イオンビームＢに対する相対移動（例えば、ｙ方向）を必要に応じてウェハＷに提供するようにウェハ保持部４４を往復運動させる。図２において、矢印ＹによりウェハＷの往復運動を例示する。
【００２７】
真空処理室１６は、ビームストッパ３８を備える。ビーム軌道上にウェハＷが存在しない場合には、イオンビームＢはビームストッパ３８に入射する。また、真空処理室１６には、第１真空排気装置（不図示）が接続されている。第１真空排気装置は、ウェハ処理をしていない定常状態において、例えば１０−３Ｐａ以下の高真空を実現する排気装置であり、クライオポンプなどで構成される。
【００２８】
ウェハ搬送装置５０は、中間搬送室５２と、第１ロードロック室５３と、第２ロードロック室５４と、大気搬送部５６と、ロードポート５８とを備える。ウェハ搬送装置５０は、ロードポート５８に設置されるウェハ容器５９（５９ａ〜５９ｄ）に格納されたウェハを真空処理室１６に搬送するように構成されている。ウェハは、例えば、図１に示すウェハＷ１〜Ｗ５のように、ウェハ容器５９から大気搬送部５６、第１ロードロック室５３または第２ロードロック室５４、及び、中間搬送室５２を介して真空処理室１６に搬入される。一方、イオン注入処理がなされたウェハＷは、中間搬送室５２、第１ロードロック室５３または第２ロードロック室５４、及び、大気搬送部５６を介してウェハ容器５９に格納される。
【００２９】
中間搬送室５２には、ターボ分子ポンプなどで構成される第２真空排気装置（不図示）が接続されており、ウェハ処理をしていない定常状態において１０−１Ｐａ程度の中高真空状態に保たれる。大気搬送部５６は、大気圧下に設けられており、大気中においてウェハを搬送する。第１ロードロック室５３および第２ロードロック室５４は、真空状態に保たれる中間搬送室５２と大気圧下にある大気搬送部５６の間でのウェハ搬送を実現するために区画される部屋である。第１ロードロック室５３および第２ロードロック室５４には、第３真空排気装置（不図示）が接続されており、ウェハ搬送に際して真空排気（真空引き）および大気開放（ベント）が可能となるように構成される。第３真空排気装置は、例えば、油回転真空ポンプやドライ真空ポンプなどの粗引きポンプで構成される。
【００３０】
ウェハ搬送装置５０は、ビームライン装置１４が延びる方向に真空処理室１６と隣接して設けられる。中間搬送室５２は、ビームライン装置１４が延びる方向に真空処理室１６と隣接して設けられ、真空処理室１６、第１ロードロック室５３および第２ロードロック室５４に隣接する。中間搬送室５２と真空処理室１６の間には、ウェハ搬送用の中間搬送室−真空処理室連通機構７０が設けられる。中間搬送室−真空処理室連通機構７０には、中間搬送室５２と真空処理室１６をつなぐ連通口と、連通口を塞ぐためのゲートバルブが設けられる。真空処理室１６と中間搬送室５２の間でウェハ搬送をする際には、中間搬送室−真空処理室連通機構７０のゲートバルブは開けられる。真空処理室１６においてイオン注入処理がなされる際には、中間搬送室−真空処理室連通機構７０のゲートバルブは閉じられる。
【００３１】
第１ロードロック室５３および第２ロードロック室５４は、ビームライン装置１４が延びる方向と直交する方向に中間搬送室５２と隣接して設けられ、中間搬送室５２を挟んで対向するそれぞれの位置に設けられる。例えば、図１の紙面上において、真空処理室１６および中間搬送室５２は、ビームライン装置１４が延びる左右方向に隣接し、中間搬送室５２および第１ロードロック室５３および第２ロードロック室５４は、左右方向と直交する上下方向に隣接して設けられる。二つのロードロック室を設けることにより、複数枚のウェハを順次搬送する場合において、並行して二枚のウェハを搬送できる。
【００３２】
第１ロードロック室５３は、中間搬送室５２との間に設けられる第１ロードロック室−中間搬送室連通機構７１と、大気搬送部５６との間に設けられる第１ロードロック室−大気搬送部連通機構７３を有する。第１ロードロック室−中間搬送室連通機構７１および第１ロードロック室−大気搬送部連通機構７３のそれぞれには、第１ロードロック室５３を密閉空間とするためのゲートバルブが設けられる。第２ロードロック室５４は、中間搬送室５２との間に設けられる第２ロードロック室−中間搬送室連通機構７２と、大気搬送部５６との間に設けられる第２ロードロック室−大気搬送部連通機構７４を有する。第２ロードロック室−中間搬送室連通機構７２および第２ロードロック室−大気搬送部連通機構７４には、第２ロードロック室５４を密閉空間とするためのゲートバルブが設けられる。
【００３３】
第１ロードロック室５３を真空排気または大気開放する際には、第１ロードロック室−中間搬送室連通機構７１および第１ロードロック室−大気搬送部連通機構７３のゲートバルブは閉じられる。中間搬送室５２と第１ロードロック室５３との間でウェハ搬送する際には、第１ロードロック室−中間搬送室連通機構７１に設けられるゲートバルブが開けられ、第１ロードロック室−大気搬送部連通機構７３に設けられるゲートバルブは閉じたままである。大気搬送部５６と第１ロードロック室５３との間でウェハ搬送する際には、第１ロードロック室−大気搬送部連通機構７３に設けられるゲートバルブが開けられ、第１ロードロック室−中間搬送室連通機構７１に設けられるゲートバルブは閉じたままである。
【００３４】
同様にして、第２ロードロック室５４を真空排気または大気開放する際には、第２ロードロック室−中間搬送室連通機構７２および第２ロードロック室−大気搬送部連通機構７４のゲートバルブは閉じられる。中間搬送室５２と第２ロードロック室５４との間でウェハ搬送する際には、第２ロードロック室−中間搬送室連通機構７２に設けられるゲートバルブが開けられ、第２ロードロック室−大気搬送部連通機構７４に設けられるゲートバルブは閉じたままである。大気搬送部５６と第２ロードロック室５４との間でウェハ搬送する際には、第２ロードロック室−大気搬送部連通機構７４に設けられるゲートバルブが開けられ、第２ロードロック室−中間搬送室連通機構７２に設けられるゲートバルブは閉じたままである。
【００３５】
ロードポート５８は、大気搬送部５６に隣接して設けられ、大気搬送部５６を挟んで中間搬送室５２、第１ロードロック室５３および第２ロードロック室５４と対向する位置に設けられる。ロードポート５８は、第１ロードロック室５３、中間搬送室５２および第２ロードロック室５４と並行して延びるように設けられる。ロードポート５８は、複数のウェハ容器５９ａ〜５９ｄを同時に設置できるように構成される。本実施の形態では、第１搬送機構８０の近くに第１容器５９ａおよび第２容器５９ｂの設置位置が設けられ、第２搬送機構８５の近くに第３容器５９ｃおよび第４容器５９ｄの設置位置が設けられる。変形例においては、異なる数のウェハ容器が設置可能なロードポートであってもよく、一つのウェハ容器のみ設置可能なロードポートであってもよい。
【００３６】
大気搬送部５６は、バッファ装置６０と、アライメント装置６６と、第１搬送機構８０と、第２搬送機構８５とを有する。説明を分かりやすくするため、図２では、第１搬送機構８０および第２搬送機構８５の記載を省略している。
【００３７】
バッファ装置６０は、ウェハ容器５９から取り出された注入処理前のウェハや、ロードロック室から搬出された注入処理済みのウェハなどを大気搬送部５６において一時的に保持するための装置である。バッファ装置６０は、三枚のウェハを同時に保持できるように構成され、図２に示すように鉛直方向に並んで配置される第１バッファ６１、第２バッファ６２、第３バッファ６３を有する。第１バッファ６１、第２バッファ６２および第３バッファ６３は、それぞれが一枚のウェハを収容できるように構成される。バッファ装置６０は、第１搬送機構８０と第２搬送機構８５の間の位置に設けられている。
【００３８】
アライメント装置６６は、ウェハの中心位置や回転位置を調整するための装置である。アライメント装置６６は、一枚のウェハを収容できるよう構成されており、収容されたウェハに設けられるノッチなどのアライメントマークを検出して、ウェハの中心位置や回転位置が所望の位置となるように調整する。ウェハ容器５９から取り出されるウェハは、ウェハの中心位置や回転位置が必ずしも揃っていないため、ロードロック室への搬入前にアライメント装置６６を用いて位置決め（アライメント）がなされる。アライメント装置６６は、第１搬送機構８０と第２搬送機構８５の間の位置に設けられ、バッファ装置６０と鉛直方向に重なる位置に設けられる。アライメント装置６６は、図２に示すように、バッファ装置６０の鉛直下側の位置に設けられる。
【００３９】
第１搬送機構８０および第２搬送機構８５は、バッファ装置６０およびアライメント装置６６を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられる。第１搬送機構８０は、第１ロードロック室５３と対向する位置に設けられ、第１ロードロック室５３へのウェハ搬入および第１ロードロック室５３からのウェハ搬出を行う。第１搬送機構８０は、ロードポート５８に固定される第１容器５９ａおよび第２容器５９ｂと対向する位置に設けられ、第１容器５９ａおよび第２容器５９ｂからのウェハ搬出と、第１容器５９ａおよび第２容器５９ｂへのウェハ格納を行う。また第１搬送機構８０は、バッファ装置６０およびアライメント装置６６へのウェハの搬入と、バッファ装置６０およびアライメント装置６６からのウェハの搬出を行う。
【００４０】
第２搬送機構８５は、第２ロードロック室５４と対向する位置に設けられ、第２ロードロック室５４へのウェハ搬入および第２ロードロック室５４からのウェハ搬出を行う。第２搬送機構８５は、ロードポート５８に固定される第３容器５９ｃおよび第４容器５９ｄと対向する位置に設けられ、第３容器５９ｃおよび第４容器５９ｄからのウェハ搬出と、第３容器５９ｃおよび第４容器５９ｄへのウェハの格納を行う。また第２搬送機構８５は、バッファ装置６０およびアライメント装置６６へのウェハの搬入と、バッファ装置６０およびアライメント装置６６からのウェハの搬出を行う。
【００４１】
図３は、第１搬送機構８０の概略構成を示す側面図である。第１搬送機構８０は、第１搬送本体部８１と、第１アーム８２と、第２アーム８３とを有する。第１アーム８２および第２アーム８３は、第１搬送本体部８１に取り付けられており、第１搬送本体部８１に対してアームを伸縮させる動作が可能である。第１搬送本体部８１は、鉛直方向（ｈ方向）の昇降動作と、鉛直方向の中心軸に対する旋回動作が可能である。第１搬送本体部８１は、昇降動作によって第１アーム８２および第２アーム８３の鉛直方向の位置を調整する。また、第１搬送本体部８１は、旋回動作によって第１アーム８２および第２アーム８３が伸縮する方向を変化させる。
【００４２】
第１アーム８２および第２アーム８３のそれぞれは、いわゆるロボットアームであり、一枚のウェハを保持し、保持したウェハを水平方向に移動させることができるように構成される。第１アーム８２の第１ウェハ保持部８２ａは、第１水平面Ｓ１内で移動可能となるように構成される。第２アーム８３の第２ウェハ保持部８３ａは、第１水平面Ｓ１よりも鉛直下方に位置する第２水平面Ｓ２内で移動可能となるように構成される。第１水平面Ｓ１と第２水平面Ｓ２の鉛直方向の間隔Δｈは、ウェハ容器５９に鉛直方向に並んで格納されるウェハの間隔と等しくなるように設定されており、第１搬送本体部８１の昇降動作にかかわらず常に一定値となるように設定されている。
【００４３】
第２搬送機構８５は、第２搬送本体部８６と、第３アーム８７と、第４アーム８８とを有し、例えば図３に示す第１搬送機構８０と同様に構成される。第３アーム８７のウェハ保持部は、第３水平面内で水平方向に移動可能となるように構成され、第４アーム８８のウェハ保持部は、第３水平面よりも鉛直下側に位置する第４水平面内で水平方向に移動可能となるように構成される。第３アーム８７および第４アーム８８は、第２搬送本体部８６に取り付けられており、第２搬送本体部８６に対するアームの伸縮動作が可能である。第２搬送本体部８６は、昇降動作および旋回動作が可能であり、第３アーム８７および第４アーム８８のウェハ保持部の高さ位置やアームの伸縮方向を変化させる。
【００４４】
中間搬送室５２には、中間搬送機構９０が設けられる。中間搬送機構９０は、真空処理室１６と中間搬送室５２の間のウェハ搬送と、中間搬送室５２と第１ロードロック室５３の間のウェハ搬送と、中間搬送室５２と第２ロードロック室５４のウェハ搬送と、を行う。
【００４５】
中間搬送機構９０は、中間搬送本体部９１と、第５アーム９３と、第６アーム９４とを有し、第１搬送機構８０や第２搬送機構８５と同様に構成される。第５アーム９３のウェハ保持部は、第５水平面内で水平方向に移動可能となるように構成され、第６アーム９４のウェハ保持部は、第５水平面よりも鉛直下側に位置する第６水平面内で水平方向に移動可能となるように構成される。第５アーム９３および第６アーム９４は、中間搬送本体部９１に取り付けられており、中間搬送本体部９１に対してアームを伸縮させることができる。中間搬送本体部９１は、昇降動作および旋回動作が可能であり、第５アーム９３および第６アーム９４のウェハ保持部の高さ位置やアームの伸縮方向を変化させる。
【００４６】
ウェハ搬送装置５０は、真空処理室１６、中間搬送室５２、バッファ装置６０およびアライメント装置６６を結ぶ中心線に対して線対称となるように各装置が配置されている。具体的には、第１ロードロック室５３と第２ロードロック室５４が線対称の位置に配置され、第１搬送機構８０と第２搬送機構８５とが線対称の位置に配置され、第１容器５９ａおよび第２容器５９ｂのペアと第３容器５９ｃおよび第４容器５９ｄのペアとが線対称の位置に配置される。
【００４７】
制御装置１８は、イオン注入装置１０を構成する構成する各機器の動作を制御する。制御装置１８は、ウェハ搬送装置５０に設けられる搬送機構や連通機構の動作を制御することにより、ウェハ容器５９から真空処理室１６へのウェハ搬入と、真空処理室１６からウェハ容器５９へのウェハ搬出とを実現させる。
【００４８】
つづいて、イオン注入装置１０のウェハ搬送の流れを説明する。図４は、ウェハが搬送される様子を模式的に示す図であり、ウェハ搬送装置５０においてウェハを一時的に保持できる場所を四角の枠で示している。具体的には、ウェハの一時的な保持場所として、真空処理室１６のウェハ保持部４４、第１ロードロック室５３、第２ロードロック室５４、ウェハ容器５９、バッファ装置６０の第１バッファ６１と第２バッファ６２と第３バッファ６３、アライメント装置６６、第１搬送機構８０の第１アーム８２と第２アーム８３、第２搬送機構８５の第３アーム８７と第４アーム８８、中間搬送機構９０の第５アーム９３と第６アーム９４を示している。第１バッファ６１、第２バッファ６２、第３バッファ６３およびアライメント装置６６は、図２に示すように鉛直方向に並んで配置されているが、説明の便宜上、図４において左右に並べて配置している。また、搬送されるウェハを丸枠で示すとともに、ウェハを特定するための符号を丸枠内に示している。特に、搬送後に保持されているウェハを実線の丸枠で示し、搬送前に保持されていたウェハを破線の丸枠で示している。図５以降についても同様である。
【００４９】
まず、図４に示すように、第１搬送機構８０がウェハ容器５９（第１容器５９ａ）から第１ウェハ１および第２ウェハ２を同時に搬出する。第１ウェハ１は、上側アームである第１アーム８２により取り出され、第２ウェハ２は、下側アームである第２アーム８３により取り出される。鉛直方向に位置がずれている第１アーム８２および第２アーム８３を同時にウェハ容器５９に挿入することにより、鉛直方向に並んで複数枚のウェハが格納されるウェハ容器５９から二枚のウェハを同時に搬出できる。
【００５０】
次に、図５に示すように、第１搬送機構８０がバッファ装置６０に第１ウェハ１および第２ウェハ２を同時に搬入する。第１ウェハ１は、上側アームである第１アーム８２により第２バッファ６２に搬入され、第２ウェハ２は、下側アームである第２アーム８３により第３バッファ６３に搬入される。第２バッファ６２と第３バッファ６３は鉛直方向に並んで配置されているため、第１アーム８２と第２アーム８３を用いて二枚のウェハを同時に第２バッファ６２と第３バッファ６３に格納できる。
【００５１】
次に、図６に示すように、第２搬送機構８５がバッファ装置６０から第１ウェハ１および第２ウェハ２を同時に搬出する。第１ウェハ１は、上側アームである第３アーム８７により第２バッファ６２から搬出され、第２ウェハ２は、下側アームである第４アーム８８により第３バッファ６３から搬出される。鉛直方向に位置がずれている第３アーム８７および第４アーム８８を同時にバッファ装置６０に挿入することにより、鉛直方向に並んでいる第２バッファ６２および第３バッファ６３から二枚のウェハを同時に搬出できる。
【００５２】
次に、図７に示すように、第２搬送機構８５の第３アーム８７が第１ウェハ１をアライメント装置６６に搬入する。なお、第４アーム８８は、第２ウェハ２を一時的に保持したままである。アライメント装置６６がバッファ装置６０の鉛直下方に位置するため、第２搬送本体部８６を旋回させずに昇降させるだけで、第１ウェハ１を第２バッファ６２からアライメント装置６６に搬送できる。アライメント装置６６に搬入された第１ウェハ１は、アライメント装置６６により中心位置および回転位置の調整がなされる。
【００５３】
次に、図８に示すように、第２搬送機構８５の第３アーム８７が第１ウェハ１をアライメント装置６６から搬出し、第４アーム８８が第２ウェハ２をアライメント装置６６に搬入する。第２搬送機構８５は、アライメント済みの第１ウェハ１をアライメント装置６６から搬出するために第３アーム８７を縮める動作と、第２ウェハ２をアライメント装置６６へ搬入するために第４アーム８８を伸ばす動作とを同時に行うことで、第１ウェハ１と第２ウェハ２の交換に要する時間を短縮化する。このとき、第１ウェハ１と第２ウェハ２は、アライメント装置６６と第２搬送機構８５の間の位置で、互いにすれ違うようにして搬送される。このようなウェハがすれ違う動作のことを「スワップ動作」ともいう。
【００５４】
また、第２搬送機構８５が第１ウェハ１と第２ウェハ２を取り扱う間に、第１搬送機構８０がウェハ容器５９から第３ウェハ３および第４ウェハ４を同時に搬出する。図４の工程と同様に、第３ウェハ３は、上側アームである第１アーム８２により取り出され、第４ウェハ４は、下側のアームである第２アーム８３により取り出される。
【００５５】
次に、図９に示すように、第１搬送機構８０がバッファ装置６０に第３ウェハ３および第４ウェハ４を同時に搬入する。図５の工程と同様に、第３ウェハ３は、上側アームである第１アーム８２により第２バッファ６２に搬入され、第４ウェハ４は、下側アームである第２アーム８３により第３バッファ６３に搬入される。また、第１搬送機構８０が第３ウェハ３と第４ウェハ４を取り扱う間に、第２搬送機構８５の第３アーム８７がアライメント済みの第１ウェハ１を第２ロードロック室５４に搬入する。なお、第２ウェハ２は、アライメント装置６６にて中心位置および回転位置が調整されている。
【００５６】
次に、図１０に示すように、第１搬送機構８０の第１アーム８２がアライメント済みの第２ウェハ２をアライメント装置６６から搬出する。アライメント装置６６がバッファ装置６０の鉛直下方に位置するため、第１搬送機構８０は、第３ウェハ３および第４ウェハ４をバッファ装置６０に格納した後に、第１搬送本体部８１を旋回させずに昇降させるだけで、アライメント装置６６からアライメント済みの第２ウェハ２を搬出できる。なお、第１ウェハ１が格納されている第２ロードロック室５４は、真空引きがされている。
【００５７】
次に、図１１に示すように、第１搬送機構８０の第１アーム８２がアライメント済みの第２ウェハ２を第１ロードロック室５３に搬入する。また、図６の工程と同様に、第２搬送機構８５がバッファ装置６０から第３ウェハ３および第４ウェハ４を同時に搬出する。第３ウェハ３は、上側アームである第３アーム８７により第２バッファ６２から搬出され、第４ウェハ４は、下側アームである第４アーム８８により第３バッファ６３から搬出される。さらに、中間搬送機構９０の第５アーム９３が第２ロードロック室５４から中間搬送室５２に第１ウェハ１を搬入する。
【００５８】
次に、図１２に示すように、第２搬送機構８５の第３アーム８７が第３ウェハ３をアライメント装置６６に搬入する。アライメント装置６６に搬入された第３ウェハ３は、アライメント装置６６による中心位置および回転位置の調整がなされる。なお、第４アーム８８は、第４ウェハ４を一時的に保持したままである。このときの第２搬送機構８５の動作は、図７の工程と同様である。このとき、第２ウェハ２が格納されている第１ロードロック室５３は、真空引きがされている。第１ウェハ１は、中間搬送機構９０の第５アーム９３により中間搬送室５２から真空処理室１６のウェハ保持部４４に搬入される。
【００５９】
次に、図１３に示すように、第２搬送機構８５の第３アーム８７が第３ウェハ３をアライメント装置６６から搬出し、第４アーム８８が第４ウェハ４をアライメント装置６６に搬入する。また、第１搬送機構８０がウェハ容器５９から第５ウェハ５および第６ウェハ６を同時に搬出する。図８の工程と同様、第１アーム８２により第５ウェハ５が取り出され、第２アーム８３により第６ウェハ６が取り出される。さらに、中間搬送機構９０の第５アーム９３が第１ロードロック室５３から中間搬送室５２に第２ウェハ２を搬入する。第１ウェハ１は、真空処理室１６にてイオン注入されている。
【００６０】
次に、図１４に示すように、第１搬送機構８０がバッファ装置６０に第５ウェハ５および第６ウェハ６を同時に搬入し、第２搬送機構８５の第３アーム８７がアライメント済みの第３ウェハ３を第２ロードロック室５４に搬入する。第４ウェハ４は、アライメント装置６６にて中心位置および回転位置が調整されている。これらの動作は、図９の工程と同様である。また、第１ウェハ１は、真空処理室１６でのイオン注入処理が完了している。説明を分かりやすくするため、注入処理済みのウェハを黒く塗りつぶした丸枠に白文字の符号を付して示している。図１５以降の図も同様である。
【００６１】
次に、図１５に示すように、第１搬送機構８０の第１アーム８２がアライメント済みの第４ウェハ４をアライメント装置６６から搬出する。この動作は、図１０の工程と同様である。また、中間搬送機構９０は、真空処理室１６と中間搬送室５２との間で、注入処理済みの第１ウェハ１と注入処理前の第２ウェハ２とを入れ替える。中間搬送機構９０は、下側アームである第６アーム９４により第１ウェハ１を真空処理室１６から搬出し、上側アームである第５アーム９３により第２ウェハ２を真空処理室１６に搬入する。これにより、第１ウェハ１と第２ウェハ２が鉛直方向にずれた位置で互いにすれ違う「スワップ動作」を実現させて、より短い時間でウェハ交換できるようにする。
【００６２】
図１６〜図１９は、中間搬送機構９０によるスワップ動作を模式的に示す図である。図１６は、中間搬送機構９０によるウェハ交換前の状態を示す。移動機構４０が注入位置から搬送位置に矢印Ｒの方向に回転することにより、真空処理室１６にて注入処理がなされた第１ウェハ１が搬出可能な状態となる。真空処理室１６と中間搬送室５２の間の中間搬送室−真空処理室連通機構７０には、真空処理室１６と中間搬送室５２をつなぐ連通口９５と、連通口９５を塞ぐゲートバルブ９６が設けられている。注入処理前の第２ウェハ２は、中間搬送室５２において中間搬送機構９０の上側アームである第５アーム９３に保持されている。
【００６３】
図１７は、中間搬送機構９０により第１ウェハ１が保持される様子を示す。ゲートバルブ９６が開放されて真空処理室１６と中間搬送室５２とが連通状態となると、中間搬送機構９０の下側アームである第６アーム９４が真空処理室１６に向かって伸び、第６アーム９４の先端の保持部によって第１ウェハ１が保持される。
【００６４】
図１８は、中間搬送機構９０により第１ウェハ１と第２ウェハ２がスワップされる様子を示す。中間搬送機構９０は、第６アーム９４をＡ１方向に縮めることにより第１ウェハ１を真空処理室１６から中間搬送室５２に搬入するとともに、第５アーム９３をＡ２方向に伸ばすことにより第２ウェハ２を中間搬送室５２から真空処理室１６に搬出する。このとき、第２ウェハ２が上側、第１ウェハ１が下側となる位置関係で第１ウェハ１と第２ウェハ２が互いにすれ違うスワップ動作が実現される。仮に、第１ウェハ１と第２ウェハ２の上下関係を逆にしてしまうと、第２ウェハ２の搬入時に第２ウェハ２が移動機構４０にぶつかってしまうため、スワップ動作によるウェハ交換はできない。
【００６５】
図１９は、中間搬送機構９０により移動機構４０のウェハ保持部４４に第２ウェハ２を載置する様子を示す。中間搬送機構９０は、第６アーム９４を縮めて第１ウェハ１を中間搬送室５２に収容するとともに、第２ウェハ２の載置位置まで第５アーム９３を伸ばした後、中間搬送本体部９１を降下させて第５アーム９３および第６アーム９４の位置を下げる。第２ウェハ２をウェハ保持部４４に載置した後、第５アーム９３を縮めてゲートバルブ９６を閉鎖することにより第１ウェハ１と第２ウェハ２の交換が完了する。その後、移動機構４０が搬送位置から注入位置に回転し、第２ウェハ２に対するイオン注入が開始される。
【００６６】
次に、図２０に示すように、第１搬送機構８０の第１アーム８２がアライメント済みの第４ウェハ４を中間搬送室５２に搬入し、第２搬送機構８５がバッファ装置６０から第５ウェハ５および第６ウェハ６を同時に搬出する。これらの動作は、図１１の工程と同様である。中間搬送機構９０は、中間搬送室５２と第２ロードロック室５４との間で、注入処理済みの第１ウェハ１と注入処理前の第３ウェハ３とを交換する。中間搬送機構９０は、ウェハを保持していない第５アーム９３を用いて、第２ロードロック室５４から中間搬送室５２に第３ウェハ３を搬入する。つづいて、中間搬送機構９０は、第１ウェハ１を保持している第６アーム９４を用いて、中間搬送室５２から第２ロードロック室５４に第１ウェハ１を搬入する。真空処理室１６では、第２ウェハ２へのイオン注入処理がなされている。
【００６７】
次に、図２１に示すように、第２搬送機構８５の第３アーム８７が第５ウェハ５をアライメント装置６６に搬入する。アライメント装置６６に搬入された第５ウェハ５は、アライメント装置６６による中心位置および回転位置の調整がなされる。なお、第４アーム８８は、第６ウェハ６を一時的に保持したままである。この動作は、図１２の工程と同様である。また、中間搬送機構９０は、真空処理室１６と中間搬送室５２との間で、注入処理済みの第２ウェハ２と注入処理前の第３ウェハ３とを入れ替える。この動作は、図１５の工程における「スワップ動作」と同様である。つまり、中間搬送機構９０は、下側アームである第６アーム９４により第２ウェハ２を真空処理室１６から搬出し、上側アームである第５アーム９３により第３ウェハ３を真空処理室１６に搬入する。このとき、第４ウェハ４が格納されている第１ロードロック室５３は、真空引きがされている。注入処理済みの第１ウェハ１が格納されている第２ロードロック室５４は、大気開放（ベント処理）がされている。
【００６８】
次に、図２２に示すように、第２搬送機構８５の第３アーム８７が第５ウェハ５をアライメント装置６６から搬出し、第４アーム８８が第６ウェハ６をアライメント装置６６に搬入する。また、第１搬送機構８０がウェハ容器５９から第７ウェハ７および第８ウェハ８を同時に搬出する。これらの動作は、図１３の工程と同様である。中間搬送機構９０は、中間搬送室５２と第１ロードロック室５３との間で、注入処理済みの第２ウェハ２と注入処理前の第４ウェハ４とを交換する。中間搬送機構９０は、ウェハを保持していない第５アーム９３を用いて、第１ロードロック室５３から中間搬送室５２に第４ウェハ４を搬入する。つづいて、中間搬送機構９０は、第２ウェハ２を保持している第６アーム９４を用いて、中間搬送室５２から第１ロードロック室５３に第２ウェハ２を搬入する。真空処理室１６では、第３ウェハ３へのイオン注入がされている。第２ロードロック室５４では、ベント処理がされている。
【００６９】
次に、図２３に示すように、第１搬送機構８０がバッファ装置６０に第７ウェハ７および第８ウェハ８を同時に搬入する。また、第２搬送機構８５が第２ロードロック室５４から注入処理済みの第１ウェハ１を搬出するとともに、第２ロードロック室５４にアライメント済みの第５ウェハ５を搬入する。第２搬送機構８５は、下側アームである第４アーム８８を用いて第１ウェハ１を搬出するとともに、上側アームである第３アーム８７を用いて第５ウェハ５を搬入する。これにより、第１ウェハ１と第５ウェハ５が鉛直方向にずれた位置で互いにすれ違う「スワップ動作」を実現させて、より短い時間でウェハ交換できるようにする。真空処理室１６では、第３ウェハ３へのイオン注入がされており、第２ロードロック室５４では、ベント処理がされている。
【００７０】
次に、図２４に示すように、第１搬送機構８０の第１アーム８２がアライメント済みの第６ウェハ６をアライメント装置６６から搬出する。中間搬送機構９０は、真空処理室１６と中間搬送室５２との間で、注入処理済みの第３ウェハ３と注入処理前の第４ウェハ４を上述の「スワップ動作」により入れ替える。これらの動作は、図１５の工程と同様である。第２搬送機構８５は、第４アーム８８に保持している注入処理済みの第１ウェハ１をバッファ装置６０に格納する。バッファ装置６０の第２バッファ６２および第３バッファ６３には第７ウェハ７と第８ウェハ８が格納されているため、第１ウェハ１は、空いている第１バッファ６１に格納される。なお、第１ロードロック室５３では、ベント処理がされており、第２ロードロック室５４では、真空引きがされている。
【００７１】
次に、図２５に示すように、第２搬送機構８５がバッファ装置６０から第７ウェハ７および第８ウェハ８を同時に搬出する。中間搬送機構９０は、中間搬送室５２と第２ロードロック室５４との間で、注入処理済みの第３ウェハ３と注入処理前の第５ウェハ５とを交換する。これらの動作は、図２０の工程と同様である。第１搬送機構８０は、第１ロードロック室５３から注入処理済みの第２ウェハ２を搬出するとともに、第１ロードロック室５３にアライメント済みの第６ウェハ６を搬入する。第１搬送機構８０は、下側アームである第２アーム８３を用いて第２ウェハ２を搬出するとともに、上側アームである第１アーム８２を用いて第６ウェハ６を搬入する。これにより、第２ウェハ２と第６ウェハ６が鉛直方向にずれた位置で互いにすれ違う「スワップ動作」を実現させて、より短い時間でウェハ交換できるようにする。真空処理室１６では、第４ウェハ４へのイオン注入がされている。
【００７２】
次に、図２６に示すように、第２搬送機構８５の第３アーム８７が第７ウェハ７をアライメント装置６６に搬入し、第４アーム８８が第８ウェハ８を一時的に保持したまま待機する。この動作は、図２１の工程と同様である。第１搬送機構８０は、ウェハを保持していない第１アーム８２を用いて、バッファ装置６０の第１バッファ６１から第１ウェハ１を搬出する。これにより、第１搬送機構８０は、第１ウェハ１と第２ウェハ２を保持した状態となる。真空処理室１６では、第４ウェハ４へのイオン注入がされている。第１ロードロック室５３では、真空引きがされており、第２ロードロック室５４では、ベント処理がされている。
【００７３】
次に、図２７に示すように、第１搬送機構８０が第１ウェハ１と第２ウェハ２を同時にウェハ容器５９に格納する。図４の取り出し工程と同様に、第１ウェハ１は、上側アームである第１アーム８２により格納され、第２ウェハ２は、下側アームである第２アーム８３により格納される。中間搬送機構９０は、真空処理室１６と中間搬送室５２との間で、注入処理済みの第４ウェハ４と注入処理前の第５ウェハ５とを入れ替える。この動作は、図２４の工程における「スワップ動作」と同様である。第１ロードロック室５３では真空引きがされており、第２ロードロック室５４では、ベント処理がされている。
【００７４】
以上の工程により、ウェハ容器５９から取り出された第１ウェハ１および第２ウェハ２が真空処理室１６に搬入されてイオン注入され、注入処理済みとなった第１ウェハ１および第２ウェハ２がウェハ容器５９に格納される。図２７の工程につづいて、図２２〜図２７と同様の工程を繰り返し実行することにより、後続のウェハが順にウェハ容器５９から真空処理室１６に搬入され、イオン注入処理の後にウェハ容器５９に格納される。ウェハ容器５９から同時に取り出される二枚一組のウェハのうち、奇数番号が付される一方のウェハは、第２ロードロック室５４を介して真空処理室１６に搬入され、第２ロードロック室５４を介して真空処理室１６から搬出される。また、ウェハ容器５９から同時に取り出される二枚一組のウェハのうち、偶数番号が付される他方のウェハは、第１ロードロック室５３を介して真空処理室１６に搬入され、第１ロードロック室５３を介して真空処理室１６から搬出される。
【００７５】
なお、図４〜図１５及び図２０〜図２７の各図にて示される第１搬送機構８０、第２搬送機構８５および中間搬送機構９０の動作は、同時になされてもよいし、各動作がなされる期間が部分的に重複してもよいし、各動作期間が重複しなくてもよい。
【００７６】
つづいて、第１搬送機構８０、第２搬送機構８５および中間搬送機構９０のそれぞれの動作の流れをフローチャートを用いて説明する。なお、フローチャートにおける各処理ステップは、そのときのウェハの配置等に応じて適宜スキップされてもよいことが理解されるであろう。例えば、各処理ステップにおいて、搬入または搬出すべきウェハが準備されていない場合、その搬入または搬出の処理はスキップされる。
【００７７】
図２８は、第１搬送機構８０の動作の流れを示すフローチャートである。第１搬送機構８０は、第１アーム８２および第２アーム８３を用いてウェハ容器５９から二枚のウェハを搬出し（Ｓ１２）、バッファ装置６０に向けて第１搬送本体部８１を旋回させ（Ｓ１４）、第１アーム８２を用いて第２バッファ６２にウェハを搬入するとともに、第２アーム８３を用いて第３バッファ６３にウェハを搬入する（Ｓ１６）。アライメント装置６６による位置調整の完了を待ち（Ｓ１８のＮ）、アライメントが完了していれば（Ｓ１８のＹ）、第１アーム８２を用いてアライメント装置６６からウェハを搬出する（Ｓ２０）。
【００７８】
つづいて、第１ロードロック室５３に向けて第１搬送本体部８１を旋回させ（Ｓ２２）、第１ロードロック室５３のベント処理の完了を待ち（Ｓ２４のＮ）、準備が完了していれば（Ｓ２４のＹ）、スワップ動作によって、第２アーム８３を用いて第１ロードロック室５３から処理済みウェハを搬出し（Ｓ２６）、第１アーム８２を用いて第１ロードロック室５３に未処理ウェハを搬入する（Ｓ２８）。バッファ装置６０に向けて第１搬送本体部８１を旋回させ（Ｓ３０）、第１バッファ６１から処理済みウェハを搬出し（Ｓ３２）、ウェハ容器５９に向けて第１搬送本体部８１を旋回させ（Ｓ３４）、第１アーム８２および第２アーム８３のそれぞれが保持する処理済みウェハをウェハ容器５９に格納する（Ｓ３６）。ウェハ搬送が完了していなければ（Ｓ３８のＮ）、Ｓ１２〜Ｓ３６の処理を繰り返し、ウェハ搬送が完了していれば（Ｓ３８のＹ）、本フローを終了する。
【００７９】
なお、ウェハ容器５９から未処理ウェハを取り出す必要がない場合、例えば、未処理ウェハの搬出が全て完了しており、処理済みウェハをウェハ容器５９に戻せばよい状況である場合、Ｓ１２〜Ｓ２０およびＳ２８の処理はスキップされる。また、ウェハ容器５９に格納すべき処理済みウェハがない場合、例えば、未処理ウェハが真空処理室１６に搬入されておらず、イオン注入処理が開始されていない状況である場合、Ｓ２６、Ｓ３２およびＳ３６の処理はスキップされる。
【００８０】
図２９は、第２搬送機構８５の動作の流れを示すフローチャートである。第３アーム８７を用いて第２バッファ６２からウェハを搬出するとともに、第４アーム８８を用いて第３バッファ６３からウェハを搬出し（Ｓ４２）、第３アーム８７が保持するウェハをアライメント装置６６に搬入する（Ｓ４４）。アライメント装置６６による位置調整の完了を待ち（Ｓ４６のＮ）、アライメントが完了していれば（Ｓ４６のＹ）、第３アーム８７を用いてウェハを搬出し（Ｓ４８）、第４アーム８８が保持するウェハをアライメント装置６６に搬入する（Ｓ５０）。
【００８１】
つづいて、第２ロードロック室５４に向けて第２搬送本体部８６を旋回させ（Ｓ５２）、第２ロードロック室５４のベント処理の完了を待ち（Ｓ５４のＮ）、準備が完了していれば（Ｓ５４のＹ）、スワップ動作によって、第４アーム８８を用いて第２ロードロック室５４から処理済みウェハを搬出し（Ｓ５６）、第３アーム８７を用いて第２ロードロック室５４に未処理ウェハを搬入する（Ｓ５８）。バッファ装置６０に向けて第２搬送本体部８６を旋回させ（Ｓ６０）、第４アーム８８が保持する処理済みウェハを第１バッファ６１に搬入する（Ｓ６２）。ウェハ搬送が完了していなければ（Ｓ６４のＮ）、Ｓ１２〜Ｓ６２の処理を繰り返し、ウェハ搬送が完了していれば（Ｓ６４のＹ）、本フローを終了する。
【００８２】
なお、バッファ装置６０に未処理ウェハが格納されていない場合、Ｓ４２〜Ｓ５０およびＳ５８の処理はスキップされる。また、第２ロードロック室５４から搬出すべき処理済みウェハがない場合、Ｓ５６およびＳ６２の処理はスキップされる。
【００８３】
図３０は、中間搬送機構９０の動作の流れを示すフローチャートである。第２ロードロック室５４の真空引きの処理完了を待ち（Ｓ７０のＮ）、準備が完了していれば（Ｓ７０のＹ）、第２ロードロック室５４と中間搬送室５２の間でウェハを搬送する（Ｓ７２）。第２ロードロック室５４と中間搬送室５２の双方にウェハがあれば、ウェハ位置を交換させる。第２ロードロック室５４と中間搬送室５２のいずれか一方にのみウェハがあれば、他方にウェハを移動させる。なお、第２ロードロック室５４と中間搬送室５２のいずれにもウェハがない場合には、Ｓ７２の処理はスキップされる。
【００８４】
つづいて、真空処理室１６に向けて中間搬送本体部９１を旋回させ（Ｓ７４）、真空処理室における注入処理の完了を待ち（Ｓ７６のＮ）、準備が完了していれば（Ｓ７６のＹ）、真空処理室１６と中間搬送室５２の間でウェハを搬送する（Ｓ７８）。真空処理室１６と中間搬送室５２の双方にウェハがあれば、スワップ動作によりウェハ位置を交換させる。真空処理室１６と中間搬送室５２の一方にのみウェハがあれば、他方にウェハを移動させる。なお、真空処理室１６と中間搬送室５２のいずれにもウェハがない場合には、Ｓ７８の処理はスキップされる。
【００８５】
つづいて、第１ロードロック室５３に向けて中間搬送本体部９１を旋回させ（Ｓ８０）、第１ロードロック室５３の真空引きの処理完了を待ち（Ｓ８２のＮ）、準備が完了していれば（Ｓ８２のＹ）、第１ロードロック室５３と中間搬送室５２の間でウェハを搬送する（Ｓ８４）。第１ロードロック室５３と中間搬送室５２の双方にウェハがあれば、ウェハ位置を交換させる。第１ロードロック室５３と中間搬送室５２のいずれか一方にのみウェハがあれば、他方にウェハを移動させる。なお、第１ロードロック室５３と中間搬送室５２のいずれにもウェハがない場合には、Ｓ８４の処理はスキップされる。
【００８６】
つづいて、ウェハ搬送が完了していなければ（Ｓ８６のＮ）、真空処理室１６に向けて中間搬送本体部９１を旋回させ（Ｓ８８）、真空処理室における注入処理の完了を待ち（Ｓ９０のＮ）、準備が完了していれば（Ｓ９０のＹ）、真空処理室１６と中間搬送室５２の間でウェハを搬送する（Ｓ９２）。その後、第２ロードロック室５４に向けて中間搬送本体部９１を旋回させ（Ｓ９４）、Ｓ７０〜Ｓ８６の処理を繰り返す。ウェハ搬送が完了していれば（Ｓ８６のＹ）、本フローを終了する。
【００８７】
本実施の形態によれば、ウェハ容器５９に格納されているウェハは、二枚一組のウェハとしてウェハ容器５９から同時に搬出され、イオン注入処理がなされた後に二枚一組として同時に格納される。そのため、ウェハ容器５９からウェハを一枚ずつ搬出し、ウェハ容器５９にウェハを一枚ずつ格納する方法と比べて、ウェハ容器５９との間のウェハ搬送にかかる時間を短縮化することができる。
【００８８】
本実施の形態によれば、第１搬送機構８０がウェハ容器５９からウェハを取り出した後に、バッファ装置６０を介した受け渡しを通じて、第２搬送機構８５がウェハをアライメント装置６６に搬入するようにしている。それにより、アライメント装置６６に二枚一組のウェハを順番に搬入する工程を第１搬送機構８０ではなく、第２搬送機構８５に担当させている。その結果、図２８と図２９のフローチャートに示されるように、第１搬送機構８０の処理ステップ数と第２搬送機構８５の処理ステップ数を均等化させることができる。仮に、アライメント装置６６にウェハを搬入する工程を第１搬送機構８０に担当させれば、バッファ装置６０を介した受け渡しの工程がなくなる分、第１搬送機構８０と第２搬送機構８５の処理ステップ数の合計値は少なくなるかもしれない。しかしながら、第１搬送機構８０に処理が偏るため、第１搬送機構８０の処理がボトルネックとなり、ウェハ搬送にかかる全体としての時間が長くなってしまう。本実施の形態によれば、バッファ装置６０を介して第１搬送機構８０から第２搬送機構８５にウェハを受け渡すことによって、ウェハ搬送にかかる全体としての時間を短縮化し、ウェハ搬送装置５０の処理能力を高めることができる。
【００８９】
本実施の形態によれば、第１搬送機構８０と第１ロードロック室５３との間でスワップ動作によるウェハ交換を実現しているため、第１ロードロック室５３が大気圧下に置かれる時間を短くできる。同様に、第２搬送機構８５と第２ロードロック室５４との間でスワップ動作によるウェハ交換を実現しているため、第２ロードロック室５４が大気圧下に置かれる時間を短くできる。これにより、ロードロック室を介したウェハの搬出入に要する時間を短縮化し、ウェハ搬送装置５０の処理能力を高めることができる。また、二段式のロードロック室や二段式のアライメント装置を採用することなく、ウェハ搬送能力を高めることができるため、二段式の装置を採用する場合と比べて製造コストやメンテナンス費用を抑えることができる。また、一段式の比較的シンプルで容積の小さい構造のロードロック室を採用できるため、ロードロック室の真空引きやベント処理に要する時間を短縮化できる。
【００９０】
本実施の形態によれば、真空処理室１６と中間搬送室５２との間でスワップ動作によるウェハ交換を実現しているため、ウェハ交換のために真空処理室１６における注入処理を停止させている時間を短縮化できる。これにより、真空処理室１６におけるイオン注入処理の稼働率を高めて、イオン注入装置１０の生産性を向上させることができる。
【００９１】
本実施の形態によれば、バッファ装置６０とアライメント装置６６が鉛直方向に重なる位置となるようにバッファ装置６０を配置しているため、第１搬送機構８０および第２搬送機構８５の旋回動作を少なくできる。例えば、第１搬送機構８０がバッファ装置６０にウェハを搬入（図２８のＳ１２）した後にアライメント装置６６からウェハを搬出（図２８のＳ１６）する場合に、第１搬送本体部８１を旋回させる必要がない。同様に、第２搬送機構８５がバッファ装置６０からウェハを搬出（図２９のＳ４２）した後にアライメント装置６６にウェハを搬入（図２９のＳ４４）する場合も、第２搬送本体部８６を旋回させる必要がない。その結果、各工程に要する時間を短縮化して、ウェハ搬送装置５０の処理能力を高めることができる。
【００９２】
本実施の形態によれば、真空処理室１６と別の中間搬送室５２に中間搬送機構９０を設ける構成としているため、中間搬送機構９０の動作に起因して生じうるパーティクル等が真空処理室１６に侵入するコンタミネーションの影響を抑制できる。これにより、イオン注入処理の歩留まりを高めて、イオン注入装置１０の生産性を高めることができる。
【００９３】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれ得る。
【００９４】
上述の実施の形態では、ロードポート５８から見て左側に位置する第１搬送機構８０によりウェハ容器（第１容器５９ａまたは第２容器５９ｂ）からのウェハ搬出およびウェハ容器へのウェハ搬入をする場合を示した。変形例においては、ロードポート５８から見て右側に位置する第２搬送機構８５によりウェハ容器（第３容器５９ｃまたは第４容器５９ｄ）からのウェハ搬出およびウェハ容器へのウェハ搬入を行ってもよい。その場合、第１搬送機構８０と第２搬送機構８５の役割を逆にし、第１搬送機構８０を図２９のフローチャートにしたがって動作させ、第２搬送機構８５を図２８のフローチャートに従って動作させてもよい。また、ウェハ搬送工程の途中において第１搬送機構８０と第２搬送機構８５の役割を反転させてもよい。
【００９５】
上述の実施の形態では、バッファ装置６０の最上段に設けられる第１バッファ６１を注入処理済みのウェハの格納場所とし、第１バッファ６１の下に位置する第２バッファ６２および第３バッファ６３を注入処理前のウェハの格納場所とする場合を示した。変形例においては、第１バッファ６１および第２バッファ６２を注入処理前のウェハの格納場所とし、第３バッファ６３を注入処理前のウェハの格納場所としてもよい。
【００９６】
上述の実施の形態では、アライメント装置６６の鉛直上側にバッファ装置６０を設ける場合を示したが、変形例においては、アライメント装置６６の鉛直下側にバッファ装置６０を設けてもよい。また、アライメント装置６６の鉛直上側と鉛直下側の双方の位置にバッファ装置を設けてもよい。この場合、アライメント装置６６の上側のバッファ装置を注入処理前のウェハ格納場所とし、アライメント装置６６の下側のバッファ装置を注入処理済みのウェハ格納場所としてもよいし、その逆としてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１…第１ウェハ、２…第２ウェハ、３…第３ウェハ、４…第４ウェハ、５…第５ウェハ、６…第６ウェハ、７…第７ウェハ、８…第８ウェハ、１０…イオン注入装置、１６…真空処理室、１８…制御装置、５２…中間搬送室、５３…第１ロードロック室、５４…第２ロードロック室、５８…ロードポート、５９…ウェハ容器、６０…バッファ装置、６６…アライメント装置、８０…第１搬送機構、８２…第１アーム、８３…第２アーム、８５…第２搬送機構、８７…第３アーム、８８…第４アーム、９０…中間搬送機構、９３…第５アーム、９４…第６アーム。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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