DE4314508A1 - Device for loading a processing chamber with semiconductor wafers and for unloading the chamber - Google Patents

Device for loading a processing chamber with semiconductor wafers and for unloading the chamber

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DE4314508A1
DE4314508A1 DE19934314508 DE4314508A DE4314508A1 DE 4314508 A1 DE4314508 A1 DE 4314508A1 DE 19934314508 DE19934314508 DE 19934314508 DE 4314508 A DE4314508 A DE 4314508A DE 4314508 A1 DE4314508 A1 DE 4314508A1
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Carl David Monnington Brancher
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit der eine Verarbeitungskammer mit Halbleiterscheiben beschickt und die Kammer entladen werden kann.The invention relates to a device with which is a processing chamber with semiconductor wafers loaded and the chamber can be unloaded.

Es ist üblich, Halbleiterscheiben unter Verwendung eines Spatels in eine Verarbeitungskammer einzuführen, der an einem Arm befestigt ist, der so angeordnet ist, daß er eine Bewegung zwischen einer Kassette und der Verarbeitungskammer ausführen kann. In allen bekannten Fällen erreicht man dies durch die Kombination einer Drehbewegung und einer linearen Bewegung mit dem Ergebnis, daß die Rotationsstellung der Scheibe innerhalb der Verarbeitungskammer häufig nicht sehr genau ist. Dies kann äußerst nachteilig sein, wenn versucht wird, bestimmte Vorrichtungen herzustellen.It is common to use semiconductor wafers a spatula into a processing chamber introduce that is attached to an arm that so is arranged to have a movement between one Cassette and the processing chamber can run. In in all known cases this can be achieved through the Combination of a rotary motion and a linear one Movement with the result that the rotational position the disc inside the processing chamber frequently is not very accurate. This can be extremely disadvantageous be when trying certain devices to manufacture.

Bei einer Vorrichtung zum Beschicken einer eine Einlaßöffnung enthaltenden Verarbeitungskammer mit Halbleiterscheiben und zum Entladen der Kammer besteht die Erfindung darin, daß die Vorrichtung einen Träger für die Halbleiterscheiben und Einrichtungen enthält, mit denen der Träger längs eines ausschließlich linearen Verschiebungsweges in die Verarbeitungskammer bewegbar ist.In a device for loading a Processing chamber containing inlet opening Semiconductor wafers and for unloading the chamber the invention in that the device is a carrier for the semiconductor wafers and devices contains with which the wearer along one exclusively linear displacement path into the processing chamber is movable.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Einrichtungen zum Verschieben des Trägers so angeordnet sind, daß dieser längs des Verschiebungsweges zwischen einer zurückgezogenen Stellung und der Verarbeitungskammer bewegbar ist und daß die Vorrichtung ferner Einrichtungen zum Abstützen einer die Halbleiterscheiben aufnehmenden Kassette und zum Bewegen der Kassette in eine Beschickungs-/Entladestellung und aus dieser heraus enthält, die in dem Verschiebungsweg des Scheibenträgers an einer Stelle zwischen der zurückgezogenen Stellung und der Einlaßöffnung liegt.A preferred embodiment provides that the Means for moving the carrier arranged so  are that this along the displacement path between a retracted position and the Processing chamber is movable and that the Device further devices for supporting a the semiconductor wafer-receiving cassette and Move the cassette into one Loading / unloading position and out of it contains that in the displacement path of the Disc carrier at a point between the retracted position and the inlet opening lies.

Bei dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung ferner Einrichtungen zum Abtasten von Speicherplätzen für die Scheiben in der Kassette enthalten, wenn diese relativ zu dem Verschiebungsweg bewegt wird, beispielsweise einen optischen Abtaster oder eine Videokamera, einen Bildumsetzer und geeignete Steuereinrichtungen.In this embodiment, the device can further Devices for scanning memory locations for the Discs included in the cassette if these are relative is moved to the displacement path, for example an optical scanner or a video camera, one Image converter and suitable control devices.

Ferner kann die Vorrichtung Mittel zum Ausrichten der Scheibe auf dem Spatel enthalten, beispielsweise während die Kassette aus dem Verschiebungsweg zurückgezogen wird.Furthermore, the device can have means for aligning the Disc included on the spatula, for example while the cassette out of displacement is withdrawn.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung eine Kassette zur Aufnahme von Scheiben und weitere Einrichtungen zum Bewegen des Scheibenträgers relativ zu dem Verschiebungsweg zum Beschicken und/oder zur Entnahme von Scheiben aus der Kassette enthält.Another embodiment of the invention provides that the device has a cassette for receiving Disks and other devices for moving the Disk carrier relative to the displacement path to Feed and / or remove disks from the Contains cassette.

In diesem Fall sind die weiteren Einrichtungen so ausgebildet, daß sie den Scheibenträger drehen, seitlich verschieben, anheben oder absenken können. In this case the other facilities are like this trained to turn the disc carrier, can move laterally, raise or lower.  

Wenn der Scheibenträger drehbar ist, kann er mehrere Verarbeitungskammern beschicken oder entladen, wobei entsprechende ausschließlich lineare Verschiebungswege zurückgelegt werden.If the disc carrier is rotatable, it can do several Feed or unload processing chambers, whereby corresponding exclusively linear displacement paths be covered.

Bei allen vorstehend erwähnten Anordnungen können die Einrichtungen zum Bewegen des Scheibenträgers aus einem Schlitten zum Abstützen der Einrichtungen und einem linearen Spindel- oder Schraubenantrieb bestehen, der den Schlitten antreibt.In all the arrangements mentioned above, the Means for moving the disc carrier from one Sledge to support the facilities and one linear spindle or screw drive exist, the drives the sled.

Es sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Im Zusammenhang mit der Zeichnung, die eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer Verarbeitungskammer zeigt, wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.Different embodiments are possible. in the Connection with the drawing, the one perspective view of an inventive Device and a processing chamber shows is an embodiment explained in more detail.

Bei der einfachsten und am meisten bevorzugten Ausführungsform enthält die Vorrichtung einen mit 10 bezeichneten Mechanismus zum Beschicken einer Kammer mit Halbleiterscheiben, der fest an der Vorderseite einer Verarbeitungskammer 11 angebracht ist. Der Mechanismus 10 besteht aus einem Rahmen 12, der einen Schlitten 13 abstützt, an dem ein Scheibenspatel 14 und eine Antriebseinrichtung 15 angebracht ist.In the simplest and most preferred embodiment, the device includes a semiconductor wafer loading mechanism, designated 10 , which is fixedly attached to the front of a processing chamber 11 . The mechanism 10 consists of a frame 12 which supports a slide 13 on which a disk spatula 14 and a drive device 15 are attached.

Der Rahmen 12 ist oben unten offen, so daß eine Kassette 16 durch den Rahmen mittels eines Elevators 17 angehoben und abgesenkt werden kann.The frame 12 is open at the top and bottom so that a cassette 16 can be raised and lowered through the frame by means of an elevator 17 .

Der Schlitten 13 ist an dem Rahmen 12 mittels eines sich in Längsrichtung erstreckender Stangenpaares befestigt; eine auf der Zeichnung sichtbare Stange ist mit 18 bezeichnet. Die Stangen legen einen Verschiebungsweg fest, der sich von der auf der Zeichnung dargestellten zurückgezogenen Stellung bis zu einer Beschickungs-/Entladestellung erstreckt, in der der Spatel durch die nicht dargestellte Einlaßöffnung in die Verarbeitungskammer eingeführt ist. Der Schlitten 13 wird längs dieses Weges mittels einer Spindelschraube 19 bewegt, die ihrerseits mittels eines Motors 20 über einen aus einem Antriebsriemen und einer Rolle bestehenden Antrieb 21 gedreht wird. Da der Motor extrem genau gesteuert werden kann und weil die Beschickungs-/Entladebewegung des Spatels ausschließlich linear ist, kann die Positionierung der Scheibe äußerst genau erfolgen. Die starre Abstützung durch die Stangen 18 und/oder die Antriebsschraube 19 trägt ebenfalls maßgeblich zur genauen Lokalisierung der Scheibe bei, wobei bei Verwendung einer Antriebsschraube 19 das Eindringen von Teilchen in die Kammer weitgehend reduziert wird.The carriage 13 is attached to the frame 12 by means of a pair of rods extending in the longitudinal direction; a rod visible in the drawing is designated 18 . The rods define a displacement path which extends from the retracted position shown in the drawing to a loading / unloading position in which the spatula is inserted into the processing chamber through the inlet opening, not shown. The carriage 13 is moved along this path by means of a spindle screw 19 , which in turn is rotated by means of a motor 20 via a drive 21 consisting of a drive belt and a roller. Since the motor can be controlled extremely precisely and because the loading / unloading movement of the spatula is only linear, the positioning of the disc can be carried out extremely precisely. The rigid support by the rods 18 and / or the drive screw 19 also contributes significantly to the exact localization of the disk, with the use of a drive screw 19 largely reducing the penetration of particles into the chamber.

Beim Gebrauch wird die Kassette 16 in die in der Zeichnung dargestellte Position angehoben, bei der in dem Verschiebeweg zwischen der zurückgezogenen Stellung und der Eingangsöffnung ein Speicherplatz 22 liegt. Der Spatel kann nach vorn bewegt werden, um die Scheibe zu entnehmen und wird dann in die zurückgezogene Stellung zurückbewegt. Die Kassette 16 wird abgesenkt, um den Verschiebungsweg freizugeben, so daß der Spatel dann in die Verarbeitungskammer 11 eingeführt werden kann. Der Entladevorgang besteht in einer einfachen Umkehrung dieser Folge. Es kann erforderlich sein, eine kleine Bewegung der Kassette nach unten vorzusehen, wenn der Spatel sich innerhalb der Kassette befindet, um einen ausreichenden Reibungskontakt zu erhalten. Die lineare Bewegung der Kassette ist ebenfalls vorteilhaft, da sie ein einfaches optisches Abtasten der Speicherplätze 22 ermöglicht, um festzustellen, welche Kassetten Scheiben enthalten und welche leer sind.In use, the cassette 16 is raised to the position shown in the drawing, in which there is a storage space 22 in the displacement path between the retracted position and the entrance opening. The spatula can be moved forward to remove the disc and is then moved back to the retracted position. The cassette 16 is lowered to expose the displacement path so that the spatula can then be inserted into the processing chamber 11 . The unloading process consists of simply reversing this sequence. It may be necessary to provide a small downward movement of the cassette when the spatula is inside the cassette in order to obtain sufficient frictional contact. The linear movement of the cassette is also advantageous because it enables simple optical scanning of the storage locations 22 to determine which cassettes contain disks and which are empty.

Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch so ausgebildet sein, daß der Spatel 14 in bezug auf die Kassette zum Beschicken und Entladen der Kassette bewegt und selbst der gesamte Lademechanismus 10 gedreht, linear verschoben, angehoben oder abgesenkt werden oder eine Kombination dieser Bewegungen ausführen kann, um mehrere Beschickungskammern oder verschiedene Ebenen zu beaufschlagen. Jedoch sollte der Lademechanismus in diesen Fällen eine genau eingerichtete Stellung in bezug auf die oder jede Verarbeitungskammer haben, so daß die Beschickungsbewegung des Spatels in die Verarbeitungskammer ausschließlich linear ist.Of course, the device can also be designed such that the spatula 14 moves with respect to the cassette for loading and unloading the cassette and even the entire loading mechanism 10 can be rotated, linearly displaced, raised or lowered or a combination of these movements can be carried out by several Loading chambers or different levels. However, in these cases the loading mechanism should be properly positioned with respect to the or each processing chamber so that the loading movement of the spatula into the processing chamber is only linear.

Wie bereits oben erwähnt, kann die Vorrichtung Einrichtungen enthalten, um die Scheibe auf dem Spatel auszurichten. Bei einer einfachen Ausführungsform könnten diese aus einer Reihe von radial nach innen vorstehenden, leicht geneigt angeordneten Stäben bestehen, die die Scheibe von dem Spatel abheben, um zu ermöglichen, daß sie auf den Stäben gleitet, bis sie auf den Kreis zentriert ist, der durch die Ränder der Stäbe gebildet wird.As already mentioned above, the device Facilities included to the disc on the Align spatula. With a simple one This could be one of a number of embodiments radially inward protruding, slightly inclined Arranged rods exist that the disc of lift off the spatula to allow it to open slides until it is centered on the circle, which is formed by the edges of the bars.

Zur genauen Ausrichtung (insbesondere einschließlich einer Drehpositionierung) könnte die Kombination eines drehbaren Spannfutters und einer Videokamera benutzt werden. Die erforderliche Ausrichtung könnte mittels Steuereinrichtungen durch Anheben und Drehbewegungen des Futters und lineare Bewegungen des Spatels erreicht werden.For precise alignment (especially including a rotary positioning) could be the combination a rotatable chuck and a video camera to be used. The required alignment could be by means of control devices by lifting  and rotary movements of the chuck and linear Movements of the spatula can be achieved.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Beschicken einer mit einer Einlaßöffnung versehenen Verarbeitungskammer mit Halbleiterscheiben und zum Entladen der Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß sie Träger (14) für die Halbleiterscheiben und Einrichtungen enthält, mit denen die Träger längs eines ausschließlich linearen Verschiebungsweges in die Verarbeitungskammer (11) bewegbar sind.1. Device for loading a processing chamber provided with an inlet opening with semiconductor wafers and for unloading the chamber, characterized in that it contains carriers ( 14 ) for the semiconductor wafers and devices with which the carriers along an exclusively linear displacement path into the processing chamber ( 11 ) are movable. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verschieben des Trägers (14) so angeordnet sind, daß dieser längs des Verschiebungsweges zwischen einer zurückgezogenen Stellung und der Verarbeitungskammer bewegbar ist und daß die Vorrichtung ferner Einrichtungen (17) zum Abstützen einer die Halbleiterscheiben aufnehmenden Kassette (16) und zum Bewegen der Kassette in eine Beschickungs-/Entladestellung und aus dieser heraus enthält, die in dem Verschiebungsweg des Scheibenträgers an einer Stelle zwischen der zurückgezogenen Stellung und der Einlaßöffnung liegt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for displacing the carrier ( 14 ) are arranged so that it is movable along the displacement path between a retracted position and the processing chamber and that the device further comprises means ( 17 ) for supporting a the wafer receiving cassette ( 16 ) and for moving the cartridge into and out of a loading / unloading position which is in the path of displacement of the wafer carrier at a location between the retracted position and the inlet opening. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Abtasten von Speicherplätzen (22) für die Halbleiterscheiben in der Kassette (16) enthält, wenn diese relativ zu dem Verschiebungsweg bewegt wird.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that it contains means for scanning memory locations ( 22 ) for the semiconductor wafers in the cassette ( 16 ) when it is moved relative to the displacement path. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtungen aus einem optischen Abtaster oder einer Videokamera, einem Bildumsetzer und Steuereinrichtungen bestehen.4. The device according to claim 3, characterized in that the scanners from an optical Scanner or a video camera, an image converter and  Control devices exist. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Einrichtungen zum Ausrichten der Halbleiterscheibe auf dem Spatel (14) enthält.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it also contains devices for aligning the semiconductor wafer on the spatula ( 14 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kassette (16) zur Aufnahme von Halbleiterscheiben und weitere Einrichtungen zum Bewegen des Scheibenträgers relativ zu dem Verschiebungsweg zum Beschicken der Kassette und/oder zur Entnahme von Scheiben aus der Kassette enthält.6. The device according to claim 1, characterized in that it contains a cassette ( 16 ) for receiving semiconductor wafers and other means for moving the wafer carrier relative to the displacement path for loading the cassette and / or for removing wafers from the cassette. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Einrichtungen so ausgebildet sind, daß der Scheibenträger drehbar, seitlich verschiebbar, anhebbar oder absenkbar ist oder eine Kombination dieser Bewegungen ausführen kann.7. The device according to claim 4, characterized in that that the other facilities are designed so that the disc carrier can be rotated, moved sideways, can be raised or lowered or a combination of these movements. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Einrichtungen so ausgebildet sind, daß der Scheibenträger drehbar ist und daß er mehrere Verarbeitungskammern beschicken oder entladen kann, wobei entsprechende ausschließlich linearere Bewegungen ausgeführt werden.8. The device according to claim 6 or 7, characterized characterized in that the other facilities are designed so that the disc carrier is rotatable and that he feed several processing chambers or can discharge, with corresponding exclusively more linear movements are performed. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Bewegen des Scheibenträgers aus einem Schlitten (13) zum Abstützen des Trägers (14) und einem linearen Spindel- oder Schraubenantrieb bestehen, der den Schlitten antreibt. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for moving the disc carrier consist of a carriage ( 13 ) for supporting the carrier ( 14 ) and a linear spindle or screw drive which drives the carriage. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenträger auf einer starren Unterlage abgestützt ist.10. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the Disc carriers supported on a rigid base is.
DE19934314508 1992-05-06 1993-05-03 Device for loading a processing chamber with semiconductor wafers and for unloading the chamber Withdrawn DE4314508A1 (en)

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