DE3650697T2

DE3650697T2 - Wafertransferarm und Wafertransfermethode

Info

Publication number: DE3650697T2
Application number: DE3650697T
Authority: DE
Inventors: Duane E. Plano Texas 75023 Carter; Cecil Greenville Texas 75401 Davis; Randall C. Richardson Texas 75080 Hildenbrand; Robert Plano Texas 75075 Matthews; John E. Plano Texas 75075 Spencer; Timothy A. Richardson Texas 75080 Wooldridge
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2006-10-18
Also published as: EP0555891A2; EP0555890B1; DE3650057D1; DE3650710D1; JPH0658932B1; EP0219826A3; EP0219826A2; DE3650057T2; EP0555890A3; EP0555890A2; JP2693352B2; EP0219826B1; JPH0658931B2; JPH04226049A; JPH0658932B2; JPH0629369A; JPH0658931B1; JPH0640517A; DE3650697D1; JPH0556859B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung integrierter Schaltungen und insbesondere auf einen Wafertransportarm zum Transportieren von Halbleiterwafern, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist.
In der EP-A-0 152 555 ist eine Transportvorrichtung beschrieben, die zum Transportieren von Halbleiterwafern zwischen einem ersten Ort und einem zweiten Ort verwendet wird. Diese Transportvorrichtung ist mit einem Transportarmmittel versehen, das ein Ende in der Form eines kreisringförmigen Elementes besitzt, das einen sich radial nach innen erstreckenden ringförmigen Flansch aufweist. Dieser Flansch trägt den Halbleiterwafer auf seinem Weg von dem ersten zum zweiten Ort.
In der GB-A-2 143 494 ist ein Transportmittel offenbart, das dazu geeignet ist, einen Halbleiterwafer mittels eines Transportarms zu transportieren. Dieser Arm besitzt ein Endstück, das so eingerichtet ist, daß es den Siliziumwafer mittels einer U-förmigen Tragewand aufnimmt und hält, an deren oberer Fläche ein Trägerstück befestigt ist, das an dem Unterteil des Halbleiterwafers angreift, der transportiert werden soll. Bei diesem Transportmittel besteht ein vollständiger Kontakt zwischen der unteren Fläche des Halbleiterwafers und der oberen Fläche des Trägerstücks.
DE-A-32 14 256 offenbart eine Vorrichtung zur Handhabung eines Halbleiterwafers. Diese Vorrichtung besitzt ein Trägermittel zum Tragen des Wafers auf der oberen Fläche des ringförmigen Trägers. Zum Positionieren des Wafers auf dem Trägerring sind Ausrichtungsstifte auf der tragenden Fläche des Trägerrings vorgesehen, die die Randfläche des Wafers auf dem Trägerring berühren.
Eings der Hauptprobleme bei der Herstellung integrierter Schaltungen sind die Partikel. Die Lösung dieses Problems wird immer schwieriger, da es zwei Entwicklungen bei der Verarbeitung integrierter Schaltungen gibt: Zunächst ist es, da die Bauelementbemessungen immer kleiner werden, erforderlich, die Anwesenheit immer kleinerer Partikel zu vermeiden. Das macht es immer schwieriger, sicherzustellen, daß ein Reinraum wirklich sauber ist. Zum Beispiel kann ein Reinraum der Klasse 1 (der 35 Partikel pro m³ besitzt, d. h. ein Partikel pro Kubikfuß) für Partikel von 1 um und größer die Klasse 1000 oder eine noch größere Klasse aufweisen, wenn Partikelgrößen bis hinunter auf 10&supmin;² um (100 Angström) gezählt werden.
Zweitens besteht ein wachsendes Bedürfnis danach, große integrierte Schaltungsmuster zu verwenden: Vergleicht man mit dem Zustand von vor fünf Jahren, so werden beispielsweise jetzt allgemein viel häufiger integrierte Schaltungen verwendet, deren Größe 32 mm² (50000 (1/1000 Inch)²) überschreitet.
Daher sind Partikel nicht nur eine extrem wichtige Quelle von Verlusten bei der Herstellung integrierter Schaltungen, sondern ihre Bedeutung wird auch sehr stark in den kommenden Jahren zunehmen. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, allgemein anwendbare Verfahren zum Herstellen integrierter Schaltungen zu liefern, die die Empfindlichkeit des Prozesses gegenüber einer Partikelkontamination verringern.
Eine der Hauptquellen der Partikelkontamination ist der Mensch. Hierzu gehören sowohl die Partikel, die von menschlichen Körpern freigegeben werden, als auch die Partikel, die durch die Gerätebediener, die sich innerhalb einer Halbleiterverarbeitungsanlage (Eingangsende) umherbewegen, aufgewirbelt werden. Um dieses Problem zu vermindern, besteht seit einigen Jahren eine allgemeine Tendenz in der Industrie dahingehend, häufiger automatische Transportoperationen zu verwenden, bei denen ein Techniker zum Beispiel eine Waferkassette in eine Maschine setzt, dann die Maschine automatisch die Wafer einzeln von der Kassette durch die Maschine transportiert (um die notwendigen Verarbeitungsschritte durchzuführen) und dann zur Kas sette zurücktransportiert, ohne daß der Techniker die Wafer berühren muß.
Die Bemühungen in dieser Richtung haben jedoch das Augenmerk auf eine zweite kritische Quelle von Partikeln gerichtet, die intern durch die Wafer und/oder den Transportmechanismus erzeugt werden. Das bedeutet, daß dann, wenn die Oberfläche des Wafers leicht gegen irgendeine andere harte Fläche stößt, einige Partikel (Silizium, Siliziumdioxid oder andere Materialien) mit großer Wahrscheinlichkeit freigesetzt werden. Die Partikeldichte innerhalb eines herkömmlichen Waferträgers ist typischerweise aufgrund dieser Partikelquelle ziemlich hoch. Darüber hinaus werden viele zum Stand der Technik gehörende Wafertransportmechanismen selbst eine beträchtliche Menge an Partikeln erzeugen.
Die gegenwärtig in der Halbleiterindustrie verwendeten Waferlademechanismen bestehen hauptsächlich aus drei Grundtypen: durch Band erfolgenden Wafertransport, pneumatischen Wafertransport und durch einen Arm erfolgenden Wafertransport (unter Verwendung von Vakuumansaugung oder einer Aufnahme, um den Boden oder den Rand des Wafers zu halten). Jedoch wird bei allen diesen Arten von Systemen der Wafer typischerweise mit der aktiven Seite nach oben in den Träger und aus dem Träger heraus transportiert. Darüber hinaus erfolgt bei diesen Systemen eine vertikale Bewegung des Waferträgers während des Ladens und Entladens und ein Wafertransport bei Drücken, die vom atmosphärischen Druck bis zum Niedrigvakuum reichen, und es ist notwendig, daß die Wafer im Verhältnis zum Laden in umgekehrter Reihenfolge entladen werden. Demgemäß besitzen die zum Stand der Technik gehörenden Verfahren eine Reihe von schwerwiegenden und im folgenden aufgezählten Nachteilen.
Zunächst ist es bei Wafern, die mit der aktiven Seite nach oben transportiert werden, wahrscheinlicher, daß sie durch die sich innerhalb des Waferträgers oder innerhalb der Waferladeeinheit befindenden Partikelerzeugungsmechanismen erzeugte Partikel einfangen.
Zweitens erzeugt die vertikale Bewegung des Waferträgers während der Lade- und Entladevorgänge aufgrund der Rüttelbewegung der Wafer in dem Träger viele Partikel. Diese Partikel können direkt auf die aktive Seite benachbarter Wafer fallen, die mit der aktiven Seite nach oben in dem Träger ruhen.
Drittens scheuern Bandmechanismen typischerweise die Unterseite des Wafers während des Ladens und Entladens, was wiederum viele Partikel aufgrund des Abriebs erzeugt.
Viertens werden pneumatische Transportmechanismen viele Partikel durch Luftströme umherwirbeln, und viele dieser Partikel können auf der aktiven Seite des Wafers zum Ruhen kommen.
Fünftens liegen die Antriebsmechanismen vieler Lademodule innerhalb des gleichen Bereiches wie der offene Waferträger und in unmittelbarer Nachbarschaft zu den zu verarbeitenden Wafern. Hier liegt ein großes Potential für große Mengen an Verunreinigungen.
Sechstens verändert sich die aus dem Träger und den Wafern zusammen gebildete Masse, wenn die Wafer geladen und entladen werden und dieses hat einen Effekt auf die Zuverlässigkeit und Positionierung des vertikalen Antriebs des Waferträgers, insbesondere, wenn große Wafer (mit einem Durchmesser von 150 mm oder mehr) gehandhabt werden.
Siebtens werden typischerweise zwei Lademodule für jede Verarbeitungsstation verwendet, so daß eine Kassette typischerweise fortlaufend geladen wird, und die Wafer aus dieser Kassette, die verarbeitet worden sind, in eine zweite Kassette geladen werden.
Achtens sinkt die Nutzeffizienz der Anlage jedesmal, wenn eine neue Waferkassette in jede Verarbeitungsstation geladen oder aus jeder Verarbeitungsstation entladen wird, da die Maschine während des Entfernens der Kassette außer Betrieb ist.
Die hierin beschriebene Vorrichtung bietet vorteilhafte Lösungen für sämtliche obengenannten Probleme und erreicht eine stark verbesserte Waferhandhabung und Waferladeoperationen mit einer geringeren Partikelverunreinigung.
Ein Hauptvorteil der hierin beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß Wafer transportiert, geladen und entladen werden können, ohne daß sie jemals Atmosphärendruck oder Bedingungen niedrigen Vakuums sehen. Das ist sehr nützlich, da bei Drücken von weniger als ungefähr 1,3 mPa (10&supmin;&sup5; Torr) die Brownsche Bewegung nicht ausreicht, um Partikel zu tragen, die größer als ungefähr 10 nm sind, und diese Partikel fallen bei dieser Niederdruckatmosphäre sehr schnell herunter.
Die Fig. 2 zeigt die Zeit, die Partikel verschiedener Größe brauchen, um unter Atmosphärendruck einen Meter tief zu fallen. Es ist zu erkennen, daß bei einem Druck von 1,3 mPa (10&supmin;&sup5; Torr) oder weniger selbst Partikel mit einer Größe von 10 nm einen Meter pro Sekunde fallen und größere Partikel schneller fallen (große Partikel fallen einfach ballistisch mit der Erdbeschleunigung). Daher ergibt sich bei einer Atmosphäre mit einem Druck von weniger als 1,3 mPa (10&supmin;&sup5; Torr), daß Partikel von 10 nm oder größer nur ballistisch transportiert werden können und daß es nicht wahrscheinlich ist, daß sie auf die kritische Waferoberfläche durch zufällige Luftströme oder Brownsche Bewegung transportiert werden.
Die Bedeutung dieser Kurve für die hierin beschriebene Vorrichtung liegt darin, daß diese Vorrichtung die erste ist, die eine Möglichkeit zum Transportieren von Wafern von einer Verarbeitungsstation zu einer anderen mit Lade- und Entladeschritten bietet, bei der sie niemals Drücken ausgesetzt werden, die größer als 1,3 mPa (10&supmin;&sup5; Torr) sind. Das bedeutet, daß die Wafer NIEMALS in der Luft fliegenden Partikeln ausgesetzt sind, und zwar von dem Zeitpunkt an, zu dem sie in die erste Vakuumverarbeitungsstation geladen werden (die zum Beispiel aus einer Reinigungsanlage oder einer Evakuierungsstation bestehen kann) bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Verarbeitung beendet ist, mit Ausnahme von Fällen, in denen der Verarbeitungsschritt selbst einen höheren Druck erfordert (zum Beispiel bei herkömmlichen Photolithographiestationen oder bei Naßverarbeitungsschritten). Das bedeutet, daß die Gesamtmöglichkeiten zum Einfangen von Partikeln auf den Wafern stark reduziert sind.
Ein besonderer Vorteil der hierin beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß die für den Wafertransport vorzugsweise verwendete mechanische Vorrichtung sehr kompakt ist. Das bedeutet, daß durch Vorsehen eines auf einem Armträger geschwenkten Transportarms, der einen Zahnrad- oder Kettenantrieb innerhalb des Armträgers aufweist, so daß die Drehung des Armträgers eine doppelt so große Drehung des Transportarms im Verhältnis zum Armträger verursacht, eine kompakte Vorrichtung geschaffen wird, die in der Ausgangsposition ruhen kann und nicht mehr Freiraum als die Länge des Armträgers in einer Richtung erfordert und die dennoch durch eine einfache Drehstabbewegung auf die Länge des Armträgers plus der Länge des Transportarms in einer von zwei Richtungen verlängert werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Transportarm geschaffen wird, der Wafer mit einer minimalen Schädigung der Bauelementflächen aufgrund des Kontakts mit dem Transportarm mit der aktiven Seite nach unten handhaben kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die vorliegende Erfindung einen Wafertransportarm schafft, der Wafer unter minimaler Erzeugung von durch die Handhabungsoperationen erzeugten Partikeln handhaben kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die vorliegende Erfindung einen Transportarm schafft, der Wafer im wesentlichen ohne Erzeugung von Abriebpartikeln handhaben kann, da praktisch keine Gleitkontakte entstehen.
Gemäß der Erfindung werden diese Vorteile durch Verwendung der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 bei einem Wafertransportarm des oben definierten Typs erreicht.
Ein Vorteil einer bevorzugten Ausführungsform des Wafertransportarms der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Steuerung vereinfacht wird. Das heißt, daß der bevorzugt verwendete Transportarm lediglich zwei Freiheitsgrade besitzt und eine Positionsregistrierung verwendet wird, so daß die Steuerung des Transportarms in sehr einfacher Weise erfolgen kann (durch die Verwendung von Schrittmotoren oder einer vergleichbaren Vorrichtung), ohne daß Sensoren zur Erkennung der Position des Arms oder Kräfte auf den Arm erforderlich sind.
Die vorhergehende Anordnung kann mit einer großen Vielzahl von Verarbeitungsmodulen verwendet werden. Jedoch wird eine spezielle Ausführungsform, die nicht alleine allgemein anwendbare Merkmale solcher Module (und die daraus abgeleiteten Vorteile) exemplifiziert, sondern auch zahlreiche spezielle Plasmareaktormerkmale enthält (die auch bei Reaktoren anwendbar sind, die einen herkömmlicheren Wafertransport verwenden, jedoch für die Verwendung mit dieser Ladeschleuse und dieser Wafertransportanordnung besonders vorteilhaft sind), im einzelnen besprochen werden. Diese beispielhafte Ausführungsform ist eine Plasmaätzstation.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Vakuumladeschleuse mit einem darin während des Prozesses des Ladens und Entladens gezeigten Waferträger.
Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Zeit, die Partikel verschiedener Größe benötigen, um bei verschiedenen Drücken durch Luft zu fallen.
Fig. 3 zeigt einen beispielhaften Wafertransportarm gemäß der Erfindung in einer Verarbeitungsstation, wobei der Wafer durch den Transportarm 28, der von der benachbarten Ladeschleuse 12 durch die Öffnung 30 reicht, auf drei Stiften plaziert wird.
Fig. 4 zeigt eine nähere Ansicht eines Beispiels des Waferträgers 10, der an die Platte 18 innerhalb der Ladeschleuse 12 angedockt ist, um eine mechanische Festlegung der Position der Wafer zu erreichen.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf ein beispielhaftes Verarbeitungsmodul, das vier Verarbeitungsstationen und zwei Wafertransportstufen und eine benachbart zu jeder der Wafertransportstufen gelegene Ladeschleuse umfaßt.
Fig. 6 zeigt eine beispielhafte Anordnung eines Verarbeitungsmoduls, das als eines der Verarbeitungsmodule innerhalb der in der Fig. 5 dargestellten Verarbeitungsstation verwendet werden kann.
Fig. 7 zeigt den Plasmareaktor der Fig. 6 in der geschlossenen Position, so als wenn er sich in dem tatsächlichen Ätzprozeß befinden würde und
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf den Reaktor der Fig. 6.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung schafft neue Konzepte in bezug auf Halbleiterverarbeitungsvorrichtungen. Die gegenwärtig bevorzugten Auführungsformen werden nun näher besprochen, jedoch ist es zu erkennen, daß die neuen Konzepte, die von diesen Ausführungsformen verkörpert werden, auch bei vielen anderen Ausführungsformen verwendet werden können und der Schutzumfang der Erfindung nicht durch diese speziell gezeigten Beispiele begrenzt wird.
Die Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform. Diese Ausführungsform zeigt einen Waferträger 10 innerhalb einer Vakuumladeschleusenkammer 12. Der Waferträger 10 ist ebenfalls noch etwas detaillierter in der Fig. 4 dargestellt.
Der Träger 10 ist mit offenstehender Tür 14 dargestellt. Die Tür 14 besitzt vorzugsweise eine Vakuumdichtung 13, wo sie mit dem Körper des Trägers 10 zusammenpaßt, so daß der Waferträger unter atmosphärischem Druck für wenigstens einige Tage (vorzugsweise für wenigstens mehrere zehn Tage) ohne Leckverluste, die ausreichen würden, um den Innendruck über 1,3 mPa (10&supmin;&sup5; Torr) zu heben, umhertransportiert werden kann.
Der Waferträger 10 ist so eingerichtet, daß er an eine Platte 18 (die in der Fig. 1 nur teilweise erkennbar, jedoch näher in der Fig. 4 dargestellt ist) angedockt werden kann, so daß dann, wenn ein Techniker einen Waferträger 10 in die Ladeschleuse 12 setzt, die Position des Trägers 10 genau bekannt sein wird. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform besitzt der Waferträger 10 Ohren 16, die in die vertikalen Schlitze 17, die an der Positionsfestlegungsplatte 18 angebracht sind, eingreifen, so daß der Techniker den Träger in diese Schlitze einschieben kann, bis er auf der Platte 18 ruht, und dadurch sicherstellen kann, daß die Position des Trägers 10 genau bekannt ist. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Platte 18 zwei kegelförmige Stifte 21 (einen konischen und einen keilförmigen), die so positioniert sind, daß sie in die kegelförmigen Löcher 23 in der Unterseite des Waferträgers 10 eingreifen, wobei jedoch eine große Vielzahl anderer Anordnungen verwendet werden könnte, um die mechanische Einrastung sicherzustellen, was für den normal ausgebildeten Maschinenbauingenieur völlig klar ist.
Der Träger 10 weist vorzugsweise einen Sicherheitsriegel 15 auf, der die Tür 14 vor dem Aufgehen sichert. Jedoch ist unter Normalbedingungen des Transports dieser Sicherheitsriegel nicht erforderlich, da der Atmosphärendruck die Tür 14 gegen das innere Vakuum des Trägers geschlossen hält. Wenn der Träger 10 in die Ladeschleuse 12 gesetzt wird, drückt ein fest angebrachter Finger 19 gegen den Sicherheitsriegel 15, um ihn freizugeben, so daß die Tür 14 geöffnet werden kann.
Wenn der Träger 10 an die Platte 18 angedockt ist, wird die Tür 14 außerdem an den Türöffnungsstab 24 angreifen. Vorzugsweise weist die Tür 14 eine flache Grube in ihrer Unterseite auf, die zusammenpaßt mit einem Finger und einem Arm 25 an der Spitze des Türöffnungsstabs 24. Somit kann, nachdem die Ladeschleuse so weit gefüllt wurde, daß kein Differenzdruck mehr die Tür 14 geschlossen hält, die Tür durch den Türöffnungsstab 24 geöffnet werden kann.
Nachdem der Techniker den Waferträger 10 in die Vakuumladeschleuse 12 gesetzt und den Ladeschleusendeckel 20 geschlossen hat, wird vorzugsweise ein Hochdruckspülvorgang (mit trockenem Stickstoff oder einem anderen Reinigungsgas) durch die Rohrverzweigungen 22 innerhalb des Ladeschleusendeckels 20 durchgeführt. Dieser Hochdruckspülvorgang liefert einen vertikalen Fluß, so daß die transportierten Partikel nach unten wandern, und er hilft dabei, einige der großen Partikel hinauszublasen, die sich während des Aussetzens der Atmosphärendruckbedingungen auf dem Waferträger 10 gesammelt haben werden. Nach dieser Eingangsspülstufe (zum Beispiel für 30 Sekunden oder länger) wird die Kammer dann langsam bis auf 13,3 mPa (10&supmin;&sup4; Torr) oder weniger heruntergepumpt. Diese Stufe des Herunterpumpens ist vorzugsweise relativ langsam, um nicht zufällige Partikel aufzuwirbeln. Das bedeutet, daß obwohl niedrige Drücke es nicht ermöglichen, daß Partikel aus der Luft fallen, diese Partikel trotzdem auf dem Boden der Kammer vorhanden sein werden und, wenn dieses vermieden werden kann, nicht aufgewirbelt werden dürfen.
Um sicherzustellen, daß die durch die Luft fliegenden Partikel tatsächlich aus der Kammerluft herausgefallen sind, wird das Innere der Vakuumladeschleuse dann vorzugsweise auf einem Druck von 13,3 mPa oder 1,3 mPa (10&supmin;&sup4; oder 10&supmin;&sup5; Torr) für eini ge Sekunden gelassen, um sicherzustellen, daß sämtliche Partikel, die aus der Luft ausfallen können, dieses auch tun.
Es kann außerdem als optionale modifizierte Ausführungsform vorteilhaft sein, einen geneigten Boden und/oder polierte Seitenwände für die Ladeschleuse zu verwenden, um die Anzahl an Partikeln zu reduzieren, die an den Seitenwänden und am Boden haften und die durch mechanische Vibration in die Luft geschickt werden könnten. Die hierin beschriebene Vorrichtung vermindert das Problem von in der Luft fliegenden Partikeln sehr stark, wobei dieses Problem immer die dominierende Art des Partikeltransportes war, so daß das Problem von ballistisch transportierten Partikeln nun in sinnvoller Weise gelöst werden kann. Eine optionale Modifikation ist die Verwendung eines Insitu-Vakuumpartikelzählers in der oberen Kammer, so daß ein Anstieg der Partikelzahl in dem kritischen Volumen erkannt werden kann. Solch ein In-situ-Partikelzähler kann unter Verwendung eines Schwingkreises erzeugt werden, um den Ladungstransport in einem unter einer hohen Spannung stehenden Kondensator mit Vakuumzwischenraum zu messen oder (für Partikel von ausreichender Größe) durch Verwendung eines lasergesteuerten optischen Hohlraums mit einem mehrfach gefalteten optischen Pfad oder durch andere Mittel.
Optional kann dieser Partikelsensor (oder ein zweiter Partikelsensor, der besser dafür eingerichtet ist, Partikel bei höheren Drücken zu erfassen) verwendet werden, um die Stickstoffdusche vor dem anfänglichen Evakuieren zu kontrollieren. Das heißt, daß anstelle des Durchführens der Stickstoffdusche nur für eine festgelegte Dauer, diese dann verlängert werden kann, wenn der Partikelüberwacher anzeigt, daß die Box sich in einer ungewöhnlich schmutzigen Umgebung befand. Es kann ebenso wünschenswert sein, die Ladeschleuse (unter Verwendung der Vorvakuumpumpe) auf ein leichtes Vakuum zu evakuieren und dann Gas durch die Stickstoffduschöffnungen zu blasen, um einen nach unten gerichteten Fluß zu erzeugen. Es kann ebenso wünschenswert sein, die Ladeschleuse in einem Zyklus von einem leichten Vakuum (zum Beispiel 13,3 Pa (100 Millitorr) oder ähnlich) bis zum Atmosphärendruck durch Starten eines weiteren Stickstoffduschzyklus zu bringen, wenn der Partikelüberwacher anzeigt, daß das Partikelniveau zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ladeschleuse einen bestimmten Druck leichten Vakuums erreicht hat, immer noch zu hoch ist.
Es ist zu erkennen, daß die Vakuummeter 62 vorzugsweise mit dem Innenraum der Ladeschleusenkammer verbunden sind. Vorzugsweise gehören zu den Sensoren 62 ein Hochdruckmesser (zum Beispiel ein Thermoelement), ein Niederdruckmeter (zum Beispiel ein Ionisationsmesser) und ein Differenzsensor, der genau feststellt, wann der Ladeschleuseninnendruck den Atmosphärendruck erreicht hat. So wird die Tür des Trägers 10 nicht geöffnet, bis diese Meßgeräte anzeigen, daß ein gutes Vakuum innerhalb der Ladeschleuse erreicht worden ist.
Nachdem eine (nicht dargestellte) Vorvakuumpumpe die Kammer auf ein leichtes Vakuum evakuiert hat, kann der Absperrschieber 39 geöffnet werden, um die Turbomolekularpumpe 38 mit dem Innenraum der Ladeschleuse zu verbinden. Die Turbomolekularpumpe 38 kann dann so betrieben werden, daß sie den Druck bis auf 1,3 mPa (10&supmin;&sup5; Torr) oder weniger reduziert.
An diesem Punkt sind die Druckwerte innerhalb des Waferträgers 10 und innerhalb der Vakuumladeschleuse 12 mehr oder weniger gleich, und die Tür 14 kann durch Betätigen des Motors 26, der über die Vakuumdurchführung 25 mit dem Türöffnungsstab 24 verbunden ist, aktiviert werden.
Vorzugsweise befinden sich innerhalb der Vakuumladeschleuse 12 auch zwei Sensorschalter, um festzustellen, wann sich die Tür 14 in ihrer vollständig geöffneten und in ihrer vollständig geschlossenen Position befindet. So wird, nachdem die Ladeschleuse 12 evakuiert wurde und sie für einige Sekunden ruhengelassen wurde, der Türöffnungsstab 24 gedreht, um die Tür 14 zu öffnen, bis der Sensor erkennt, daß die Tür vollständig geöffnet ist. Während dieser Zeit wird der Transportarm 28 vorzugsweise in seiner Ausgangsposition in einer Höhe unterhalb des Bodens der Tür gehalten, so daß die Tür 14 Freiraum hat, um sich zu öffnen. Nachdem der Sensor erkannt hat, daß die Tür 14 vollständig geöffnet ist, kann der Transportarm beginnen zu arbeiten.
Der Transportarm 28 besitzt vorzugsweise zwei Freiheitsgrade. Eine Richtung der Bewegung ermöglicht es dem Transportarm 28, in den Träger 10 zu gelangen oder durch die Öffnung 30 in die benachbarte Verarbeitungskammer zu gelangen. Der andere Freiheitsgrad entspricht der vertikalen Bewegung des Transportarms 28. Dieser Freiheitsgrad ermöglicht ihm die Auswahl, welcher Wafer innerhalb des Trägers 10 entfernt werden soll oder in welchen Schlitz ein Wafer gesetzt werden soll.
Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform wird ein Hebewerksteuermotor 32 verwendet, um das Anheben des Transportarms 28 zu steuern, und ein Armsteuermotor 34 steuert das Aus- und Einfahren des Transportarms 28. Es ist zu erkennen, daß beide Motoren bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform keine Vakuumdurchführung erfordern, sondern innerhalb des Abgasrohres 36 liegen, das von der Ladeschleuse 12 zur Vakuumpumpe 38 führt, die zum Beispiel aus einer Turbomolekularpumpe bestehen kann. Darüber hinaus öffnet sich das Abgasrohr 36 nicht direkt in die Ladeschleusenkammer 12, sondern besitzt Öffnungen 40 um seinen oberen Teil herum. Das heißt, daß das Abgasrohr 36 vorzugsweise so ausgebildet ist, daß es keine Sichtlinie von den Steuermotoren 32 oder 34 oder von der Pumpe 38 in die Ladeschleusenkammer gibt. Dies hilft dabei, den ballistischen Transport von Partikeln von diesen sich bewegenden Elementen in die Ladeschleusenkammer zu vermindern.
Der Hebewerksteuermotor 32 ist vorzugsweise so angeschlossen, daß er eine untere Platte 42 nach oben und nach unten steuert, und der Armsteuermotor 34 ist vorzugsweise auf dieser Platte 42 angebracht.
Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ist eine Verbindung innerhalb des drehbaren Transportarmträgers 44 ver wendet, um es dem Transportarm 28 zu ermöglichen, sich in sehr kompakter Weise zu bewegen. Der Transportarmträger 44 ist vorzugsweise mit einem sich drehenden Stab verbunden, der durch den Armsteuermotor 34 angetrieben wird. Der Armträger 44 ist jedoch vorzugsweise auf einem röhrenförmigen Träger 46 angebracht, der nicht rotiert. Eine interne Ketten- und Kettenradzahnverbindung wird vorzugsweise verwendet, so daß sich die Verbindung zwischen dem Armträger 44 und dem Transportarm 28 mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit der Verbindung zwischen dem Armträger 44 und dem röhrenförmigen Träger 46 bewegt (natürlich können viele andere mechanische Verbindungen alternativ dazu verwendet werden, um dieses zu erreichen). Das bedeutet, daß dann, wenn sich der Armträger 44 in seiner Ausgangsposition befindet, ein getragener Wafer 48 ungefähr über dem röhrenförmigen Träger 46 sein wird, jedoch dann, wenn der Armträger 44 um 90 Grad zum röhrenförmigen Träger 46 gedreht wird, sich der Transportarm 28 um 180 Grad zum Armträger 44 gedreht haben wird, so daß der Transportarm entweder direkt in den Waferträger 10 ausfahren oder direkt durch die Öffnung 30 in die benachbarte Verarbeitungskammer ausfahren kann. Diese Verbindung ist genauer in der US-Patentanmeldung mit der Nummer 664.448 beschrieben, die am 24. Oktober 1984 eingereicht wurde (TI-10841; nun US-A-4 659 413 und die entsprechende Anmeldung EP-A-0 179 610, die gemäß den Artikeln 54 (3) und (4) EPÜ zum Stand der Technik gehört) und durch diese Bezugnahme hierin miteinbezogen wird.
Der Transportarm 28 besteht vorzugsweise aus einem dünnen Stück aus Federstahl, das zum Beispiel 0,76 mm (0,030 Inch) dick ist. Auf dem Transportarm befinden sich drei Stifte 50, um den Wafer zu tragen. Jeder Stift 50 besitzt vorzugsweise einen schmalen Konus 52 und eine schmale Schulter 54. Der Konus 52 und die Schulter 54 sind vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das weich genug ist, so daß es Silizium nicht zerkratzt. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform sind diese Teile (die die einzigen Teile des Transportarms 28 darstellen, die die zu transportierenden Wafer tatsächlich berühren) vorzugsweise aus einem Hochtemperaturkunststoff (das heißt einem Kunststoff, der eine relativ geringe Neigung zum Ausgasen unter Vakuumbedingungen besitzt) wie Ardel (Marke) (ein thermoplastisches Phenylacrylat, das von Union Carbide hergestellt wird) oder Delrin (Marke) hergestellt. Es ist zu erkennen, daß es die Verwendung der Kegel 52 in der Mitte der Positionierungsstifte 50 ermöglicht, daß sehr leichte Fehlausrichtungen des Wafers in bezug auf den Transportarm 28 korrigiert werden können. Mit anderen Worten ist das Wafertransportsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ein stabiles mechanisches System, bei dem leichte Fehlausrichtungen während aufeinanderfolgender Operationen sich nicht akkumulieren, sondern abgeschwächt werden.
Es ist zu erkennen, daß bei der dargestellten Positionierung des Wafers 48, einer der drei Stifte 50 an dem Flat-Abschnitt 56 des Waferumfangs anliegt. Das bedeutet, daß bei dieser Ausführungsform die drei Stifte 50 auf dem Transportarm 28 keinen Kreis definieren, dessen Durchmesser dem Durchmesser der zu handhabenden Wafer 48 entspricht.
Um sicherzustellen, daß die Flats 56 der Wafer die korrekte Handhabung der Wafer nicht stören, besitzt die Box 10 eine Flat-Fläche an ihrer inneren Rückseite, an der die Flats 56 der Wafer 48 anliegen werden. Ein Federdruckelement auf der Innenfläche der Tür 14 drückt jeden Wafer gegen diese Flat- Fläche, wenn die Tür 14 geschlossen ist, so daß die Wafer beim Transport nicht verrüttelt werden können. So wird außerdem sichergestellt, daß dann, wenn die Tür 14 geöffnet wird, der Ort des Flats 56 an jedem Wafer 48 genau bekannt ist.
So wird, nachdem die Box 10 sich mit geöffneter Tür 14 in der Kammer 12 befindet, der Hebewerksteuermotor 32 betätigt, um den Transportarm 28 direkt unter die Höhe des ersten Wafers zu bringen, der herausgenommen werden soll, und der Armsteuermotor 34 wird dann betätigt, um den Transportarm 28 in das Innere der Box 10 auszufahren. Durch kurzes Betätigen des Hebewerksteuermotors 32 wird dann der Transportarm 28 in diese Position angehoben, bis die drei Stifte 50 um seinen Umfang herum den ge wünschten Wafer von den Leisten 60 abheben, auf denen er innerhalb der Trägerbox 10 ruhte.
Es ist zu erkennen, daß die Leisten 60 keine flachen, sondern vorzugsweise spitz zulaufende Oberflächen besitzen, so daß der Kontakt zwischen den Leisten 60 und dem auf ihnen ruhenden Wafer 48 ein Linienkontakt (und kein Flächenkontakt) ist, der auf den Rand des Wafers begrenzt ist. Das heißt, daß bei zum Stand der Technik gehörenden Waferträgern ein Flächenkontakt über eine beträchtliche Fläche von vielen Quadratmillimetern hergestellt wurde, der bei der vorliegenden Erfindung verwendete "Linienkontakt" jedoch nur eine viel kleinere Fläche kontaktiert, die typischerweise einige wenige Quadratmillimeter oder weniger beträgt. Eine andere Definition des bei dieser Ausführungsform der Erfindung verwendeten "Linienkontakts" ist die, daß der Waferträger mit der Oberfläche des Wafers nur an Punkten in Kontakt kommt, die um weniger als einen Millimeter von dessen Rand entfernt sind.
So wird durch Anheben des Transportarms 28 der gewünschte Wafer aufgenommen und dann auf den Kegeln 52 oder Schultern 54 der drei Stifte 50 auf dem Transportarm 28 lagern.
Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform besitzen die Leisten 60 einen Mitte-zu-Mitte-Abstand von 4,75 mm (0,187 Inch) innerhalb der Box. Dieser Mittenabstand, abzüglich der Dicke der Wafer, muß einen ausreichenden Freiraum für die Höhe des Transportarms 28 plus der Höhe der Stifte 50 gewähren, muß jedoch nicht viel größer sein. So ist zum Beispiel bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Transportarm ungefähr 2 mm (0,080 Inch) dick, was die Höhe der Kegel 52 auf den Transportstiften 50 einschließt. Die Wafer selbst sind ungefähr 0,53 mm (0,021 Inch) dick (bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform, bei der 10 cm (4 Inch) Wafer verwendet wurden), so daß ungefähr ein Freiraum von 2,16 mm (0,085 Inch) verfügbar ist. Natürlich werden Wafer mit größerem Durchmesser eine größere Dicke aufweisen, die vorliegende Erfindung ist jedoch hervorragend für solche Wafer größerer Durchmesser geeignet, da die Größe der Box 10 und der Mittenabstand der Leisten 16 innerhalb der Box 10 auf einfache Weise entsprechend bemessen werden können.
So wird, nachdem der Transportarm 28 einen gewünschten Wafer 48 aufgenommen hat, der Armsteuermotor 34 betätigt, um den Transportarm 28 in seine Ausgangsposition zu bringen.
Der Hebewerksteuermotor 32 wird dann betätigt, um den Transportarm 28 auf eine Höhe zu bringen, bei der er durch die Öffnung 30 gelangen kann.
Die Öffnung 30 ist vorzugsweise durch eine Isoliertür 31 verschlossen, die anders aussieht als die in der Fig. 3 dargestellte Tür 31: die Tür 31 verschließt vorzugsweise die Öffnung 30, ohne einen Gleitkontakt herzustellen (wiederum sind fehlende Gleitkontakte vorteilhaft, um die im Innenraum erzeugten Partikel zu vermindern).
Bei der gegenwärtigen Ausführungsform wird die Isoliertür 31 über der Öffnung 30 vorzugsweise durch einen Luftzylinder betätigt, es kann jedoch statt dessen auch ein Schrittmotor verwendet werden. Somit werden insgesamt vier Motoren verwendet: zwei, die Vakuumdurchführungen verwenden, und zwei, die vorzugsweise in dem Abgasrohr 36 enthalten sind.
Der Armsteuermotor wird nun erneut betätigt, um den Transportarm 28 durch die Öffnung 30 in die benachbarte Verarbeitungskammer auszufahren.
Die benachbarte Verarbeitungskammer kann eine beliebig geartete Verarbeitungsstation sein. Zum Beispiel kann diese Station eine Implantierungsanlage, eine Plasmaätz- oder eine Abscheidungsstation sein.
Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform wird der Transportarm, der durch die Öffnung 30 reicht, den Wafer 48 auf drei Stifte 50 setzen, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist, wobei die verwendeten Stifte denjenigen entsprechen, die bei dem Transportarm selbst verwendet werden (es ist zu erkennen, daß die Öffnung 30 bevorzugt eine ausreichende vertikale Höhe besitzt, um eine gewisse vertikale Bewegung zu ermöglichen, wenn der Arm 28 sich durch die Öffnung 30 erstreckt, so daß sich der Arm 28 in vertikaler Richtung bewegen kann, um einen Wafer von den Stiften 50 innerhalb der Verarbeitungskammer anzuheben oder auf den Stiften 50 innerhalb der Verarbeitungskammer abzulegen).
Als Alternative dazu kann die Verarbeitungskammer eine Einspannvorrichtung mit beabstandeten geneigten Leisten wie den Leisten 16 innerhalb der Transportbox aufweisen oder sie kann andere mechanische Anordnungen zum Aufnehmen der Wafer beinhalten. Jedoch muß die zur Aufnahme des transportierten Wafers verwendete Anordnung in jedem Fall Freiraum auf der Unterseite des Wafers (wenigstens zum Zeitpunkt des Transports) aufweisen, so daß der Transportarm 28 zur Unterseite des Wafers gelangen kann, um den Wafer zu plazieren oder zu entfernen. Wenn Stifte 50 verwendet werden, um den transportierten Wafer aufzunehmen, kann es wünschenswert sein, eine Faltenbalgbewegung oder eine Vakuumdurchführung vorzusehen, um eine vertikale Bewegung der Waferträgerstifte innerhalb der Verarbeitungskammer zu bewirken. So kann zum Beispiel dort, wo die Verarbeitungskammer eine Plasmaätz- oder RIE(reaktive Ionenätzung)-Station ist, eine Durchführung vorgesehen sein, um den Wafer 48 auf einem Aufnehmer zu positionieren, nachdem der Transportarm 28 aus dem Weg des Wafers zurückgezogen worden ist.
Natürlich kann die Verarbeitungskammer eine technische Kontrollstation sein. Eine Objektivlinse eines vakuumisolierten Mikroskops ermöglicht die Untersuchung der Wafer im Vakuum (unter Verwendung eines geeignet gefalteten optischen Weges) in einer Position mit der aktiven Seite nach unten. Das bedeutet, daß ausgiebig Gebrauch von technischen Untersuchungen gemacht werden kann, wo diese angebracht sind, ohne daß Technikerzeit und Reinraumqualität verloren gehen, was bei starkem Verkehr innerhalb eines Reinraums der Fall sein kann.
Jedenfalls wird der Transportarm 28 vorzugsweise zurückgezogen und die Isoliertür über der Öffnung 30 geschlossen, während die Verarbeitung fortdauert. Nachdem die Verarbeitung beendet ist, wird die Isoliertür über der Öffnung 30 wieder geöffnet, der Arm 28 erneut ausgefahren und der Hebewerksteuermotor 32 kurz betätigt, so daß der Arm 28 den Wafer 48 aufnimmt, und der Armsteuermotor 34 wird wiederum betätigt, um den Transportarm 28 in seine Ausgangsposition zurückzubringen. Der Hebewerksteuermotor 32 wird dann betätigt, um den Transportarm 28 auf seine richtige Höhe zu bringen, um den Wafer 48 auf den gewünschten Schlitz innerhalb des Waferträgers auszurichten. Der Armsteuermotor 34 wird dann betätigt, um den Transportarm 28 in den Waferträger 10 auszufahren, so daß der Wafer 48, der gerade verarbeitet worden ist, über seinem Paar aus Leisten 60 sitzt. Der Hebewerksteuermotor 32 wird dann kurz betätigt, um den Transportarm 28 abzusenken, so daß der Wafer auf seinen eigenen Leisten 60 ruht, und der Armsteuermotor 34 wird dann betrieben, um den Transportarm 28 auf seine Ausgangsposition zurückzuziehen. Die oben beschriebene Schrittsequenz wird dann wiederholt, und der Transportarm 28 wählt einen anderen Wafer zur Verarbeitung aus.
Es ist zu erkennen, daß mit der mechanischen Verbindung des Transportarms 28 und des Armträgers 44, wie oben beschrieben, sich die transportierten Wafer genau in einer geraden Linie bewegen werden, wenn die Mitte-zu-Mitte-Längen des Transportarms 28 und des Armträgers 34 gleich sind. Das ist vorteilhaft, da es bedeutet, daß die Seite des transportierten Wafers nicht gegen die Seiten der Box 10 stößt oder an diesen schabt, wenn der Wafer aus der Box herausgezogen wird oder in die Box hineingeschoben wird. Das bedeutet, daß die Freiräume der Waferträgerbox relativ klein sein können (was dabei hilft, die Partikelerzeugung durch Rüttelbewegung der Wafer während des Transports in dem Träger zu vermindern), ohne daß das Risiko einer Partikelerzeugung durch Abrieb der Wafer, die gegen die Metallboxseiten stoßen, besteht.
Die Verarbeitung schreitet auf diese Weise Wafer für Wafer fort, bis alle Wafer innerhalb des Trägers 10 (oder wenigstens so viele wie gewünscht) verarbeitet worden sind. Dann kehrt der Transportarm 28 leer in seine Ausgangsposition zurück und wird unter den unteren Rand der Tür 14 abgesenkt, und die Isolationstür über der Öffnung 30 wird geschlossen. Der Türöffnungsstab 24 wird nun gedreht, um die Tür 14 zu schließen und einen Ausgangskontakt für die Vakuumdichtungen zwischen der Tür 14 und der flachen Vorderseite des Trägers 10 zu schaffen, so daß der Träger bereit ist, (durch Differenzdruck) abgedichtet zu werden, wenn der Druck innerhalb der Ladeschleuse erhöht wird. Die Ladeschleuse 12 kann nun wieder unter Druck gesetzt werden. Wenn der Differenzsensor des Vakuummessers 62 feststellt, daß der Druck den Atmosphärendruck erreicht hat, kann der Ladeschleusendeckel 20 geöffnet und der Waferträger 10 (der nun durch den Differenzdruck abgedichtet ist) manuell entfernt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ein Klapphalter 11 auf der Oberseite des Trägers vorgesehen, um das manuelle Entfernen ohne wesentliche Erhöhung des für den Träger innerhalb der Ladeschleuse erforderlichen Volumens zu unterstützen.
Nachdem der Träger entfernt worden ist, kann er umhergetragen oder wie gewünscht gelagert werden. Die Dichtungen 13 werden unterdessen ein Hochvakuum in dem Träger aufrechterhalten, so daß der Partikeltransport zu den Waferoberflächen (und dazu die Adsorption von Kontaminierungen in der Gasphase) minimiert wird.
Es ist zu erkennen, daß der Waferträger außerdem elastische Elemente 27 umfaßt, die in seiner Tür angebracht sind. Diese elastischen Elemente üben einen leichten Druck gegen die Wafer 48 aus, wenn die Tür geschlossen wird, und halten sie so davon ab, herumgerüttelt zu werden und Partikel zu erzeugen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das elastische Element 27 in der Form eines Satzes aus Federn ausgebildet, es können jedoch andere mechanische Strukturen (zum Beispiel ein hervorstehender Wulst aus einem elastischen Polymer) alternativ dazu verwendet werden, um dieses Element auszubilden. Wenn die verwendeten Wafer Flats aufweisen, ist eine Flat-Kontaktfläche 29 vorzugsweise auf der inneren Rückseite der Waferträgerbox 10 vorgesehen, gegen die die Waferflats gepreßt werden können.
Es ist zu erkennen, daß die Leisten 60 auf den Seitenwänden der Trägerbox 10 nach vorne spitz zulaufen. Dieses hilft dabei, sicherzustellen, daß der Kontakt mit der getragenen Oberfläche des Wafers lediglich auf einer Linie und nicht auf einer beträchtlichen Fläche erfolgt. Dieses vermindert die Waferbeschädigung und die Partikelerzeugung während des Transports. Es hilft außerdem, wie besprochen, dabei, die Anhäufung von Positionierungsfehlern zu mildern.
Der Ladeschleusendeckel 20 besitzt vorzugsweise ein Fenster, das es dem Bediener ermöglicht, irgendwelche möglichen mechanischen Probleme zu untersuchen.
Ein Vorteil besteht darin, daß bei vielen möglichen mechanischen Fehlfunktionen die Tür des Waferträgers 10 geschlossen werden kann, bevor Versuche gemacht werden, das Problem zu beheben. Zum Beispiel kann, wenn der Transportarm 28 irgendwie einen Wafer so aufnimmt, daß der Wafer nicht richtig auf allen drei Stiften 50 sitzt, der Türsteuermotor 26 betrieben werden, um die Tür 14 zu schließen, bevor irgendwelche Versuche gemacht werden, das Problem zu beheben. Entsprechend kann die Öffnung 30 geschlossen werden, wenn der Transportarm 28 in seine Ausgangsposition eingefahren werden kann. Es kann möglich sein, einige solcher mechanischen Fehlausrichtungsprobleme einfach durch Abweichen von der normalen Steuersequenz zu beheben. Zum Beispiel kann die Position eines Wafers 48 auf dem Transportarm 28 in einigen Fällen dadurch justiert werden, daß der Transportarm 28 teilweise ausgefahren wird, so daß der Rand des Wafers 48 gerade die Außenseite der Tür 14 oder der Isolationstür über der Öffnung 30 berührt. Wenn das nicht funktioniert, kann die Ladeschleuse 12 auf Atmosphärendruck (wobei die Tür 14 des Waferträgers 10 geschlossen ist) zurückgebracht werden, und der Ladeschleusendeckel 20 kann geöffnet werden, so daß das Problem manuell behoben werden kann.
Es ist zu erkennen, daß die oben beschriebenen Operationen sehr leicht gesteuert werden können. Das bedeutet, daß keine Servomechanismen oder komplexe negative Rückführungsmechanismen erforderlich sind. Sämtliche vier beschriebenen Motoren sind einfache Schrittmotoren, so daß mehrere Stationen gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen einzigen Mikrocomputer gesteuert werden können. Die mechanische Stabilität des Systems als ganzes - das heißt, die inhärente Korrektur kleiner Positionierungsfehler, die durch die spitz zulaufenden Stifte der Waferträger, die Neigung der Wafertransportleisten in dem Waferträger und durch den Flat-Abschnitt auf der Rückseite des Waferträgers geliefert werden - hilft dabei, der Summierung kleiner Fehler vorzubeugen und erleichtert die leichte Steuerung.
Dieser Vorteil einfacher Steuerung wird teilweise durch die gute Kontrolle der mechanischen Paßgenauigkeit erreicht. Wie bereits angemerkt, liefert das Andocken des Trägers 10 an die Platte 18 ein Element der mechanischen Paßgenauigkeit, da der Ort der Platte 18 relativ zum Transportarm 28 genau und ständig eingestellt werden kann. Entsprechend brauchen die Waferträger 10 nicht in jeder Dimension, sondern nur so gesteuert zu werden, daß der Ort und die Orientierung der Trägerregale 60 im Verhältnis zum Boden (oder einem anderen Teil) der Box, die in die Trägerplatte 18 paßt, genau bekannt sind. Wie oben beschrieben, wird dieses vorzugsweise durch Vorsehen von Kanälen erreicht, in die der Waferträger gleitet, bis er an der Platte 18 anliegt, es sind jedoch auch viele andere mechanische Anordnungen denkbar.
Entsprechend muß ein mechanisches Zusammenpassen zwischen der Ausgangsposition des Transportarms 28 und den Trägerstiften 50 (oder einer anderen Trägeranordnung) erreicht werden, in die der Wafer innerhalb der Verarbeitungskammer eingepaßt wird. Jedoch sollte dieser mechanische Paßvorgang eine einfache einmalige Grundeinstellung sein.
Es ist zu erkennen, daß die Winkelpositionierung durch die Box selber gesichert wird: Wie angemerkt, werden dann, wenn die Tür 14 geschlossen wird, Federelemente innerhalb der Box die Wafer 48 gegen die Flat-Seite auf der inneren Rückseite der Box drücken.
Optional kann der Waferträger 10 mit einer Schnellvakuumverbindung versehen sein, um ein getrenntes Evakuieren der Träger 10 zu ermöglichen. Jedoch ist diese bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform weggelassen, da sie nicht erforderlich ist und da sie einfach nur eine weitere Quelle möglicher Unzuverlässigkeit darstellen würde.
Es ist zu erkennen, daß, obwohl es die am meisten bevorzugte Ausführungsform ist, der beschriebene Ladeschleusenmechanismus nicht alleine mit vakuumdichten Waferträgern verwendet werden muß. Diese Ladeschleuse kann ebenso mit Waferträgern verwendet werden, in denen Atmosphärendruck herrscht. Obwohl dieses nicht die am meisten bevorzugte Ausführungsform ist, bringt sie immer noch beträchtliche Vorteile, wie sie oben besprochen wurden, gegenüber zum Stand der Technik gehörenden Ladeschleusenoperationen.
Es sollte angemerkt werden, daß ein Waferträger, wie beschrieben, verschiedene Größen annehmen kann, um jede gewünschte Anzahl an Wafern zu tragen. Darüber hinaus kann ein Waferträger gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um jede gewünschte Anzahl an Wafern zu tragen oder zu beherbergen, bis zu seiner maximalen Anzahl. Das bietet zusätzliche Flexibilität bei der Planung und der Prozeßanlagenlogistik.
Die Fig. 5 zeigt eine andere weitere beispielhafte Ausführungsform, bei der zwei Ladeschleusen, von denen jede einen Waferträger 10 umfaßt, beide mit einem Verarbeitungsmodul 102 verbunden sind, das vier Verarbeitungsstationen 104 trägt. Wenn der Transportarm 28 durch die Öffnung 30 von einer Ladeschleuse 12 in das Prozeßmodul 102 reicht, setzt er seinen Wafer auf eine von zwei Waferaufnahmen 106. Diese Waferaufnahmen 106 kön nen, wie oben besprochen, aus drei Stiftträgern oder zwei Leistenträgern bestehen, oder sie können andere mechanische Ausführungen aufweisen, die für Fachleute auf dem Gebiet offenbar sind, solange es genug Raum unterhalb des getragenen Wafers für den Transportarm 28 gibt, um frei von dem Wafer abgesenkt zu werden und sich zurückzuziehen, nachdem er den Wafer auf die Träger gesetzt hat (es ist jedoch vorzugsweise so, daß der verwendete Waferträger derart gestaltet ist, daß er einen Linienkontakt anstelle eines Kontaktes über eine beträchtliche Fläche zur Unterseite des Wafers herstellt).
Eine weitere Transportarmanordnung 106 ist innerhalb des Prozeßmoduls vorgesehen. Diese Transportarmanordnung ist im großen und ganzen ähnlich zur Transportarmanordnung 28, 44 und 46, die innerhalb der Ladeschleuse verwendet wird, es gibt jedoch einige Unterschiede. Erstens braucht der innerhalb der Ladeschleuse verwendete Transportarm 28 Wafer nur in einer geraden Linie zu bewegen. Im Gegensatz dazu muß die Transportarmanordnung 106 außerdem in der Lage sein, sich radial zu bewegen, um irgendeines der Prozeßmodule 104 auszuwählen. Somit ist ein zusätzlicher Freiheitsgrad erforderlich. Zweitens braucht die Reichweite der Transportarmanordnung 106 nicht mit derjenigen der Transportarmanordnungen (28, 44, 46), die innerhalb der Ladeschleuse verwendet werden, übereinzustimmen, und in der Realität ist die Reichweite des Transportarms 106 vorzugsweise größer, um einen angemessenen Abstand der Verarbeitungsstationen 104 zu ermöglichen. Drittens braucht die Armanordnung 106 nicht so viel Hubweg wie die in den Ladeschleusen verwendeten Transportarme 28. Viertens wird bei der dargestellten Anordnung nicht einer der drei Stifte 50 des Transportarms 128 auf einem Wafer-Flat anliegen, so daß der Durchmesser des durch die Stifte 50 definierten Kreises bei den Armen 28 und 128 nicht übereinstimmt, selbst wenn sie Wafer gleichen Durchmessers handhaben.
Die Transportarmanordnung 106 ist vorzugsweise im wesentlichen die gleiche wie die Transportarmanordnung (28, 44, 46), die in der Ladeschleuse verwendet wird, wobei die erwähnten Un terschiede bestehen. Indem der röhrenförmige Träger 46 drehbar gemacht wird und ein dritter Motor vorgesehen wird, um diese Drehung zu steuern, wird ein dritter Freiheitsgrad für den Transportarm vorgesehen. Entsprechend können die Bemessungen des Transportarms einfach so wie gewünscht eingerichtet werden. Somit umfaßt die Transportarmanordnung 106 vorzugsweise einen Transportarm 128, der drehbar auf einem Transportarmträger 144 angebracht ist. Der Transportarmträger 144 ist schwenkbar auf einem (nicht dargestellten) röhrenförmigen Träger 146 angebracht, und ein an dem Transportarmträger 144 angebrachter innerer Stab erstreckt sich nach unten durch den röhrenförmigen Träger 146. Ein interner Kettenantrieb mit einer 2/1-Übersetzung übersetzt jede Differenzdrehung zwischen dem röhrenförmigen Träger 146 und dem Armträger 144 in eine weitere Differenzdrehung (mehr als zweimal so viele Grade) zwischen dem Armträger 144 und dem Transportarm 128. Ein Armsteuermotor, der unterhalb der Transportanordnung 106 angebracht ist, ist so angeschlossen, daß er den Stab, der an dem Armträger 144 angebracht ist, dreht. Ein Armdrehungsmotor ist angeschlossen, um den röhrenförmigen Träger 146 zu drehen. Schließlich verleiht ein Hebewerkmechanismus der Transportarmanordnung 106 eine vertikale Bewegung.
Es ist zu erkennen, daß die für die Anordnung 106 erforderliche vertikale Bewegung typischerweise nicht so groß ist wie diejenige, die für die Transportarme 28 in den Ladeschleusen 12 erforderlich ist, da der Transportarm 128 typischerweise nicht eine von mehreren vertikal getrennten Waferpositionen, wie denjenigen in dem Waferträger 10, auswählen muß, sondern typischerweise nur verwendet wird, um Wafer aus einer Anzahl möglicher Waferstationen, die alle auf der gleichen Ebene liegen, aufzunehmen und abzusetzen. Daher kann das Anheben des Transportarms 128 in vertikaler Richtung statt durch eine oben besprochene Hebewerkmotoranordnung durch einen Luftzylinder gesteuert werden.
So kann durch Drehen des röhrenförmigen Trägers 146 zusammen mit dem Armträger 144 die Transportarmanordnung 106 gedreht werden, ohne daß sie ausgefahren wird. Nachdem die Armanordnung 106 in ihre gewünschte Position gedreht worden ist, kann der röhrenförmige Träger 146 festgehalten werden, während der Armträger 144 gedreht wird, und dieses wird den Transportarm 128 veranlassen, sich wie oben beschrieben zu erstrecken.
So wird, nachdem der Transportarm 28 von einer der Ladeschleusen 12 einen zu verarbeitenden Wafer auf einer der Waferaufnahmen 106 plaziert hat, die Transportarmanordnung 106 (wenn notwendig) gedreht, an eine untere Position ausgefahren, so daß der Transportarm 128 unter den Wafer gelangt, angehoben, so daß der Transportarm 128 den Wafer aufnimmt, und in ihre Ausgangsposition zurückgezogen. Die Anordnung 106 wird dann gedreht und der Transportarm 128 wird wiederum ausgefahren, so daß der Wafer nun über einem Waferträger in einer der Verarbeitungsstationen 104 oder über der anderen Waferaufnahme 106 liegt. Durch Herabsenken der Armanordnung 106 kann der Wafer nun auf den Waferträger oder die Wafertransportaufnahme gesetzt werden, und der Arm 128 kann nun zurückgezogen werden.
Die Verarbeitungsstation 104 kann nun von dem Hauptverarbeitungsmodul 102 hermetisch abgeriegelt werden, und eine separate Einzelwaferverarbeitung des Wafers kann beginnen. Währenddessen können die Transportarme 128 und 28 andere Operationen durchführen. Wenn ein Wafer in einem Modul 104 vollständig bearbeitet worden ist, kann die Verarbeitungsstation 104 auf einen dem niedrigen Druck im Inneren des Verarbeitungsmoduls 102 entsprechenden Druck evakuiert werden und die Verarbeitungsstation 104 kann geöffnet werden. Die Transportarmanordnung 106 kann nun so betrieben werden, daß sie diesen Wafer entfernt und ihn entweder zu einer der Waferaufnahmen 106 oder zu einem anderen Verarbeitungsmodul 104 transportiert.
Ein Vorteil besteht darin, daß die Verarbeitungsmodule 104 so ausgebildet sein können, daß sie die gleiche Operation durchführen, was einen in bezug auf den Wafertransport begrenzten Durchsatz (selbst bei ziemlich langsamen Verarbeitungsoperationen) ermöglicht, wenn es eine ausreichende Anzahl an Verarbeitungsstationen 104 in dem Verarbeitungsmodul 102 gibt, oder es können alternativ verschiedene Operationen in verschiedenen der Verarbeitungsstationen 104 durchgeführt werden.
Das bedeutet, daß die hierin beschriebene Vorrichtung eine sequentielle Verarbeitung ermöglicht, was in zunehmendem Maße als wünschenswert betrachtet wird, da die durch adsorbierte Kontaminationen oder durch natürliches Oxid hervorgerufenen Prozeßveränderungen beseitigt werden. Zum Beispiel können zwei der Verarbeitungsstationen 104 für das Oxidwachstum ausgebildet sein, eine für die Nitridabscheidung und eine für die Polysiliziumabscheidung, um eine komplette In-situ-Herstellung von Oxinitrid-Poly-zu-Poly-Kondensatoren zu ermöglichen. Darüber hinaus bedeutet das Vorsehen verschiedener Verarbeitungsschritte bei verschiedenen Stationen 104, daß viele Losteilungen und Prozeßveränderungen einfach durch Programmieren der geeigneten Operationen durchgeführt werden können, ohne daß man auf Techniker vertrauen muß, die in korrekter Weise feststellen, welche Wafer zu welchen Maschinen laufen müssen. Daher bietet die Möglichkeit, verschiedene Operationen in verschiedenen der Verarbeitungsstationen 104 durchzuführen, zusätzliche Verarbeitungsflexibilität.
Es ist zu erkennen, daß die gesamte Wafertransportsequenz vollkommen willkürlich ist und wie gewünscht gewählt werden kann. Zum Beispiel könnten die Wafer von einem Waferträger 10 vollständig verarbeitet und in den Waferträger 10 zurückgebracht werden, und die Ladeschleuse 12, die die gerade verarbeiteten Wafer enthält, könnte gegenüber dem Verarbeitungsmodul 102 hermetisch abgeriegelt werden, so daß die Wafer in dem anderen Waferträger 10 in der anderen Ladeschleuse 12 verarbeitet werden könnten, während ein Techniker den mit verarbeiteten Wafern gefüllten Träger aus der anderen Ladeschleuse 12 entfernt. Alternativ dazu kann die Programmierbarkeit und der völlig wahlfreie Zugriff dieser Anordnung dazu verwendet werden, Wafer zwischen den zwei Trägern 10 in jeder gewünschten Weise hin- und herzuschieben und auszutauschen.
Es ist zu erkennen, daß diese Anordnung weder auf zwei Ladeschleusen 12 noch auf vier Verarbeitungsstationen 104 beschränkt ist. Die beschriebene Anordnung kann nämlich auf andere Anzahlen von Verarbeitungsstationen 104 in einem Modul 102 oder für andere Anzahlen an an einem Modul 102 angebrachten Ladeschleusen 12 ausgelegt sein, oder für die Verwendung von mehr als einer Transportarmanordnung 106 innerhalb eines Moduls, wenn dieses gewünscht wird.
Es ist zu erkennen, daß diese Anordnung immer noch die Waferausrichtung bewahrt. Unter der Annahme, daß Wafer in dem Träger 10 mit ihren Flats gegen den Rücken des Trägers 10 gerichtet transportiert werden, werden sie auf die Waferaufnahme 106 mit ihren Flats auf den Mittelpunkt des Moduls 102 gerichtet gesetzt. Der Transportarm 106 bewahrt diese Ausrichtung, so daß dann, wenn die Wafer in einen Waferträger 10 zurückgesetzt werden, ihre Flats gegen den Rücken der Box gerichtet sein werden.
Die Fig. 6 zeigt eine beispielhafte Verarbeitungsstation 104, die bei einer in der Fig. 5 dargestellten Struktur verwendet werden kann.
Die Fig. 6 zeigt einen Einscheibenreaktor, der zum reaktiven Ionenätzen oder zum Plasmaätzen verwendet werden kann. Wie oben besprochen setzt der Transportarm 128 einen Wafer auf die spitz zulaufenden Ardel-Stifte 50 und zieht sich dann zurück. Jetzt wird die gesamte untere Anordnung einschließlich der Kammer 112, der geerdeten Elektrode 110, des Gasverteilers 120, der Grundplatte 138 und der oberen Platte 114 nach oben unter Verwendung beispielsweise eines Luftzylinders oder einer Vakuumdurchführung (nicht dargestellt) bewegt. Ein Balg 124 ermöglicht es, daß diese vertikale Bewegung auftritt, während eine vakuumdichte Schnittstelle zum Inneren des Moduls 102 aufrechterhalten wird. Diese vertikale Bewegung veranlaßt die auf den Stiften SO ruhende Rückseite des Wafers dazu, einen Kontakt mit der gespeisten Elektrode 118 herzustellen, und jetzt ziehen sich die gleitenden Stiftträger 130, die an der Unterseite der spitz zulaufenden Stifte 50 angebracht sind, leicht gegen eine Blattfeder 132 zurück (andere elastische Elemente können anstelle der Blattfeder 132 verwendet werden, um ein geringes Ausmaß des Nachgebens in den Stiftträgern 130 sicherzustellen, so daß der Wafer nicht mit zu großer Kraft gegen die gespeiste Elektrode 118 gedrückt wird).
Der letzte Teil der nach oben gerichteten Bewegung dieses Aufbaus veranlaßt die Dichtung 134 dazu, einen Verschluß zwischen der Quarzplatte 114 an der Spitze der Kammer 112 und der Quarzplatte 116, die die gespeiste Elektrode 118 umgibt, zu bewirken. Somit wird, wenn die Dichtung hergestellt ist, das Innere der Prozeßkammer vakuumdicht gegenüber dem Inneren des Verarbeitungsmoduls 102 abgeschlossen.
Eine Heliumzufuhröffnung 134 ist vorgesehen, um eine Heliumversorgung mit der Rückseite des Wafers zu verbinden. Dieser Heliumraum bedeutet, daß der Raum zwischen den unteren Punkten der gespeisten Elektrode 118 und dem Wafer mit Helium anstelle des Vakuums gefüllt wird und dadurch ein angemessener Niedertemperaturwiderstand und ein in hohem Maße reproduzierbarer thermischer Kontakt zwischen dem Wafer und der gespeisten Elektrode 118 sichergestellt wird. Die gespeiste Elektrode 118 umfaßt vorzugsweise Kühlmittelrohrräume 136, durch welche Kühlmittel zugeführt werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die spitz zulaufenden Stifte 50 nicht auf den Gleitstiftträgern 130 angebracht, die durch elastische Elemente 132 getragen werden, sondern sie sind fest angebracht. Da die Heliumzufuhr 134 einen guten thermischen Kontakt zwischen der Rückseite des Wafers und der Oberfläche der gespeisten Elektrode 118 sicherstellt, ermöglicht eine Toleranz von einigen Tausendstel Inch immer noch eine gute HF-Kopplung der Elektrode 118 an den Wafer und erlaubt immer noch einen guten thermischen Kontakt zwischen der Elektrode 118 und dem Wafer. Eine Toleranz in dieser Größenordnung sollte einen genügenden Freiraum für thermische Ausdehnungen der Kammerwände, Veränderungen der Dichtungsdichte und eine Verände rung der Waferdicke, usw. ermöglichen, so daß immer noch eine zuverlässige Abdichtung des unteren Kammerteils zum oberen Teil möglich ist. Es ist zu erkennen, daß bei dieser Ausführungsform die Quarzflächen 114 und 116 vorzugsweise leicht unterschiedlich geformt sind, um die seitliche Streuung des Plasmas in der Nähe der Vorderseite des Wafers zu minimieren. Jedoch verwendet die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform die Gleitstiftträger 130, da sie es dem Quarzstück 114 ermöglichen, das Plasma in der Nähe der Vorderseite des Wafers, wie in der Fig. 7 dargestellt, zu begrenzen.
Die Fig. 7 zeigt den oberen Teil der Verarbeitungsstation der Fig. 6 in der geschlossenen Position, wobei ein Wafer 48 darin zur Verarbeitung gehalten wird. Nachdem der Reaktor geschlossen worden ist, kann die Heliumzufuhr durch die Öffnung 134 begonnen werden. Gleichzeitig können gewünschte Prozeßgase durch einen Prozeßgasverteiler 120 zugeführt werden.
Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ist der Prozeßgasverteiler 120 aus Quarz hergestellt, so daß er keine Wirbelströme von der vorliegenden HF-Leistung aufnimmt. Da darüber hinaus die Oberfläche des Quarzes sehr stark isoliert, wird die Plasmagrenze in der Nähe des Quarzes keine so große Spannung und keinen so großen Strom daran aufweisen wie das bei der Plasmagrenze in der Nähe eines geerdeten leitfähigen Elements der Fall wäre. Das bedeutet, daß die plasmaunterstützten Reaktionen in der Nähe des Quarzes nicht mit einer so großen Geschwindigkeit auftreten, wie es in der Nähe eines geerdeten leitfähigen Elements der Fall wäre, so daß die Abscheidung vermindert wird.
Es sollte außerdem angemerkt werden, daß Quarz ein ziemlich guter thermischer Isolator ist und die Temperatur des Aufnehmers daher (durch Strahlung aus dem Plasma) auf 100 bis 200 Grad C erhöht werden kann. Das ist vorteilhaft, da die Erhöhung der Temperatur des Verteilers die Abscheidung daran weiter vermindern wird.
Bei den bevorzugten Betriebsbedingungen von 1,3 bis 13,3 mPa (1/100 bis 1/10 mm Quecksilbersäule) und 400 bis 800 Watt angelegter Leistung wird das erzeugte Plasma die Kammer zwischen der gespeisten Elektrode 118 und der geerdeten Elektrode 110 ziemlich gleichförmig ausfüllen. Der Gasverteiler 120 steht in den dichtesten Teil des Plasmas hervor. Der Gasverteiler 120 besteht vorzugsweise aus einem Ring, dessen Durchmesser vielleicht der Hälfte des Durchmessers des zu verarbeitenden Wafers entspricht, wobei er hohle Träger aufweist, die zu Gasverbindungen 140 hinunterführen, die in der Grundplatte 138 angebracht sind.
Vorzugsweise ist für den Quarzverteiler 120 eine Schnellverbindung vorgesehen, so daß er, wenn gewünscht, schnell und leicht ausgewechselt werden kann.
Der Gasverteiler 120 ist bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform in einem Abstand von etwa vier Zentimetern zur Oberfläche des Wafers angeordnet. Dieser Abstand und die genaue Form des Gasverteilers 120 und die Form der Öffnungen 122 an dem Gasverteiler sind nicht kritisch. Diese Parameter können, wenn gewünscht, verändert werden, jedoch sollten sie, wenn sie verändert worden sind, so ausgewählt worden sein, daß die Diffusion der Prozeßgase und der Prozeßgasprodukte von den Öffnungen 122 in dem Gasverteiler 120 folgendes erfüllt: 1) diffusionsdominierten Transport der Prozeßgase und Prozeßgasprodukte zur Plasmagrenze an der Vorderseite des Wafers 48; und 2) eine ziemlich gleichförmige Konzentration von Prozeßgasen und Prozeßgasprodukten an der Plasmagrenze in der Nähe der Vorderseite des Wafers 48. Zum Beispiel könnte der Abstand zwischen dem Verteiler und der Wafervorderseite irgendwo in dem Bereich zwischen einem und 15 Zentimetern liegen.
Unter diesen Niederdruckbedingungen und mit dem gegebenen großen Flächenverhältnis zwischen der Fläche der Elektrode 118, die in Kontakt mit dem Plasma steht, (die bei dieser Ausführungsform im wesentlichen der Fläche des Wafers 48 entspricht) und der Fläche der geerdeten Elektrode (die bei dieser Ausfüh rungsform im wesentlichen der Fläche der geerdeten Elektrode 110 plus der Innenfläche der Kammerwände 112 und der ausgesetzten oberen Fläche der Grundplatte 138 entspricht) wird eine Plasmabombardierung hoher Dichte an der Vorderseite des Wafers 48 auftreten. Wie es Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt ist, unterstützt diese Ionenbombardierung das Erzielen von gewünschten Anisotropieeffekten während des Ätzens.
Die geerdete plane Elektrode 110 wird vorzugsweise unter Verwendung der mit den Verteilungsöffnungen innerhalb der Elektrode 110 verbundenen Kühlmittelleitungen 150 gekühlt. Wenn eine zusätzliche Kühlung erforderlich ist, können die Wände 112 außerdem gekühlt werden.
Es ist zu erkennen, daß die Leitungen 150 vorzugsweise flexible Schläuche sind, die sich an die oben beschriebene vertikale Bewegung der gesamten unteren Ätzkammer (110, 112, 138, 120, 114) anpassen. Das Gaszuführungsrohr 150, das die Prozeßgase durch die Verbindung 140 zum Gasverteiler 120 zuführt, ist vorzugsweise aus dem gleichen Grund flexibel. Wenn sich zeigt, daß das Biegen dieser Schläuche zusätzliche Partikel erzeugt, kann statt dessen eine Gaszufuhr außerhalb des Balgs 124 durch die Seite der Grundplatte 138 verwendet werden.
Die Fig. 8 zeigt eine Draufsicht des Reaktors der Fig. 6. Die Form des Gasverteilers 120 läßt sich bei dieser Draufsicht deutlicher erkennen. Es ist zu erkennen, daß die Grundplatte 138 beträchtliche Zwischenräume um den Rand der geerdeten Elektrode 110 herum aufweist, die einen Durchgang von den Gaszufuhröffnungen 122 zu einer darunter liegenden Vakuumpumpe liefern.
Der gesamte Gasfluß bei diesem Reaktor ist von der Vorderseite des Wafers weg nach unten gerichtet, was die Verminderung von Partikeln unterstützt.
Nachdem der gewünschte Ätzvorgang beendet ist, wird die Gaszufuhr durch den Gasverteiler 120 beendet und die Verarbeitungsstation 104 auf den gleichen Druck wie er in dem Rest des Verarbeitungsmoduls (1,33 mPa; 10&supmin;&sup5; Torr oder weniger) herrscht, evakuiert. Eine Wartezeit kann dann für die thermische Stabilisierung der Verarbeitungsstation oder für das Freiwerden von möglichen schwebenden Partikeln zwischengeschaltet werden, und dann wird die Verarbeitungsstation 104 geöffnet und die Transportarmanordnung 106 arbeitet wie vorher, um den Wafer daraus zu entfernen.

Claims

1. Wafertransportarm (28) zum Transportieren eines Halbleiterwafers mit:

einem radial ausfahrbaren und in einer Drehrichtung um eine in einem rechten Winkel zum Radius stehende Achse schwenkbaren Arm; und

einem Waferträgermittel am äußeren Ende des Wafertransportarms, dadurch gekennzeichnet, daß

das Trägermittel mehrere Stifte (50) umfaßt, die einen konisch zulaufenden oberen Abschnitt aufweisen, der den Wafer an seinem Rand trägt.

2. Wafertransportarm nach Anspruch 1, bei dem das Trägermittel drei Stifte umfaßt, von denen jeder einen konischen Abschnitt und einen Schulterabschnitt aufweist.

3. Wafertransportarm nach Anspruch 2, bei dem einer der Stifte an einem Flat-Abschnitt des Wafers anliegt.

4. Wafertransportarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Arm entlang der Achse anhebbar ist.

5. Verfahren zum Transportieren eines Halbleiterwafers, bei dem:

ein radial ausfahrbarer und in einer Drehrichtung um eine in einem rechten Winkel zum Radius stehende Achse schwenkbarer Arm vorgesehen wird;

ein Waferträgermittel am äußeren Ende des Arms vorgesehen wird,

das Trägermittel unter einen Wafer an einen ersten Ort bewegt wird;

der Arm so lange entlang der Achse angehoben wird, bis der Wafer allein von dem Trägermittel getragen wird; und

das äußere Ende des Arms an einen zweiten Ort verschoben wird, um den Wafer abzulegen;

dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermittel in Form mehrerer Stifte vorgesehen wird, deren obere Abschnitte konisch zulaufen und den Wafer an seinem Rand tragen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte in Form von drei Stiften vorgesehen werden, von denen jeder einen konischen Abschnitt und einen Schulterabschnitt aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flat-Abschnitt des Wafers an einem der Stifte zur Anlage gebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wafer an dem zweiten Ort durch Absenken des Arms entlang der Achse so lange abgesenkt wird, bis der Wafer losgelöst von dem Trägermittel abgehoben wird.