DE69924040T2 - Vorrichtung und verfahren zum handhaben von substraten mittels eines selbstgleichsetzungs-vakuumsystems in epitaxie-induktionreaktoren - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum handhaben von substraten mittels eines selbstgleichsetzungs-vakuumsystems in epitaxie-induktionreaktoren Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Handhaben von Halbleiterscheiben, die zur chemischen Dampfablagerung (chemical vapour deposition – CVD) von Halbleitermaterial auf den Scheiben verwendet werden kann, und ein Verfahren zum Handhaben von Halbleiterscheiben in der Vorrichtung. Sie besitzt eine Anwendung bei einem Epitaxialreaktor und insbesondere bei einem Epitaxialreaktor zum Ausführen der chemischen Dampfablagerung (CVD) von Materialien auf die Scheiben, bevorzugt Siliziumsubstrate, die bei der Herstellung von Halbleiterbauteilen wie Chips für integrierte Schaltungen, verwendet werden.
  • Insbesondere kann die vorliegende Erfindung bei Epitaxialreaktoren verwendet werden, wie sie durch die internationale Patentanmeldung WO 96/10659, eingereicht am 14. September 1995, mit dem Titel " Epitaxial Reactor provided with flat disk-shaped Aufnehmer and having a gas flow parallel to the substrates" abgedeckt sind. Mit Hilfe der vorliegenden Vorrichtung wird der obengenannte Epitaxialreaktor ein Reaktor vom "Kassette-zu-Kassette"-Typ, da die Kassetten, welche die noch unverarbeiteten Substrate enthalten, innerhalb des Reaktors positioniert werden, und während eines Produktladezyklus wird ein erster mechanisierter Arm oder Roboter zum Transportieren der Substrate von einem Speicherregal oder einer "Kassette" zu einer Spülkammer verwendet, und ein zweiter mechanisierter Arm oder Roboter, der extern eine Greif- und Transporteinrichtung trägt, wird zum Transportierender Substrate von der Spülkammer zu dem Aufnehmer (Susceptor) verwendet, wobei während eines Entladezyklus der zweite Roboter die Substrate von dem Aufnehmer (Susceptor) zu der Spülkammer transportiert und anschließend der erste Roboter die Substrate, die eine Verarbeitung durchlaufen haben, von der Spülkammer zu einer der Kassetten transportiert, was alles ohne manuellen Eingriff einer Bedienperson geschieht, welche den Betrieb des Reaktors überwacht.
  • Die Erfindung kann insbesondere auf kaltwandige CVD-Systeme angewendet, bevorzugt auf Reaktoren, die in der Lage sind, ein Epitaxialwachstum auf Substraten oder Siliziumscheiben bereitzustellen, die bei der Herstellung von Halbleitergeräten mittels einer Ablagerung unter Einsatz einer Chlorosilan-Dampfpyrolyse verwendet werden.
  • Die wirtschaftlich am weitesten verbreiteten Epitaxialreaktoren können in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden:
    • a) Einzelscheibenreaktoren, die in der Lage sind, eine einzelne Scheibe gleichzeitig zu verarbeiten; und
    • b) Stapelverarbeitungsreaktoren, die in der Lage sind, eine Mehrzahl von Substraten oder Scheiben gleichzeitig zu verarbeiten.
  • Die für die obengenannten Reaktoren verwendeten Heizsysteme können in zwei Arten eingeteilt werden: Heizsysteme vom Lampentyp und Heizsysteme mit Mittel- oder Hochfrequenzinduktion.
  • Die Stapelverarbeitungsreaktoren, welche auf industriellem Niveau am weitesten verbreitet sind, gibt es im wesentlichen in zwei Arten: solche, die das sogenannte "Tonnen"-System ("barrel" system) nutzen, d.h. mit einem prismatischen oder pyramidenstumpfförmigen Aufnehmer (Susceptor), und solche, die das "Pfannkuchen"-System ("pancake" system) nutzen, mit einem im wesentlichen ebenen, scheibenförmigen Aufnehmer (Susceptor).
  • Stapelverarbeitungsreaktoren sind gegenwärtig typischerweise vom manuellen Beladungstyp, während Einzelscheibenreaktoren vom automatischen Beladungstyp sind.
  • Bei automatisch beladenen Reaktoren kann das Substrat oder die Scheibe auf unterschiedlichen Arten gehandhabt werden, die beide Vorteile und Nachteile bieten. Eine Handhabung der Substrate ist im Gebiet der Halbleiter und insbesondere bei Epitaxialreaktoren kritisch, wo es temperaturbezogene Probleme und durch Partikalkontamination entstehende Probleme gibt.
  • Im allgemeinen besitzt jedes Substrat oder jede Scheibe eine untere Seite (Rückseite), eine obere Seite (Vorderseite) und eine Seitenwand (Rand). Die Abmessungen der Vorderseite und der Rückseite liegen normalerweise zwischen 75 und 300 mm und sogar bis zu 400 mm, während die Abmessungen des Randes kleiner als oder nahe bei 1 mm liegen. Die Vorderseite ist der wichtigste Teil einer Scheibe, da dies der Teil ist, wo der chemische Reaktionsprozess, d.h. die Ablagerung, stattfindet.
  • Aus dem obengenannten Grund ist es wichtig, jeglichen Kontakt zwischen der Vorderseite und jegliche Art von Werkzeug, das zur Handhabung verwendet wird, zu vermeiden, da jeglicher Kontakt, selbst im geringsten Umfang, Imperfektionen im Kristallgitter verursacht. Falls die Imperfektionen während des Beladens gebildet werden, werden sie durch die nachfolgende Wärmebehandlung vergrößert; allerdings müssen auch während des Entladens eingeführte Imperfektionen vermieden werden.
  • Im Grundsatz kann die Aussage getroffen werden, dass ein Kontakt, selbst zufälliger Natur, mit der Vorderseite der Scheibe zu keiner Zeit zulässig ist. Andererseits ist innerhalb bestimmter Grenzen ein Kontakt mit der Rückseite und mit dem Rand der Scheibe zulässig.
  • Daher ist es, um eine Scheibe zu bewegen, möglich, über die Vorderseite (allerdings ohne jeglichen direkten Kontakt), die Rückseite oder den Rand zu agieren.
  • Im Grundsatz gibt es nur ein System, welches die Handhabung von der Vorderseite ohne einen Kontakt zwischen Werkzeug und Scheibe ermöglicht, und dies ist das auf der Bernouilli-Wirkung basierende System, bei welchem es durch Bereitstellen eines geeigneten Greifwerkzeugs (Endeffektor) möglich ist, durch Einblasen eines gefilterten inerten Gases zu der Vorderseite der Scheibe eine Anziehungswirkung für die Scheibe zu erzeugen, welche in der horizontalen Position ausreichend ist, um das Gewicht der Scheibe zu überwinden, wodurch diese gehalten wird.
  • Allerdings tritt ein zufälliger Kontakt zwischen den Rändern der Scheiben und einigen festen Punkten des Werkzeugs notwendigerweise auf, da in der Abwesenheit einer Lagerung und somit Reibung es erforderlich ist, einige feste Punkte zum Fixieren der Scheibe unter dem Greifwerkzeug zu besitzen, obgleich diese Tatsache nicht besonders negativ ist.
  • Während des Entladens ist es, um die Scheibe von dem Hohlraum anzuheben, innerhalb dessen sie sitzt, erforderlich, zusätzlich zu deren Eigengewicht auch ein geringes Vakuum zu überwinden, welches zwischen dem Hohlraum und der Scheibe gebildet ist. Da dies mittels der Bernouilli-Wirkung alleine nicht möglich ist, ist es erforderlich, die Ausbildung dieses Vakuums zu vermeiden, beispielsweise mittels eines Netzwerks dünner Kanäle, die in dem Hohlraum unter der Scheibe gebildet sind. Diese Technik ist hervorragend, ist jedoch für Lampenerwärmte Reaktoren besser geeignet, als für Induktionserwärmte Reaktoren, da die Anwesenheit nicht-leitender Kanäle in der Graphitmasse des Aufnehmers (Susceptors) die Gleichmäßigkeit der Erwärmung der Scheiben nachteilig beeinträchtigen würde. Darüber hinaus ist diese Technik nicht besonders mit Reaktoren vom Stapelverarbeitungstyp kompatibel, da obgleich ein Strom inerten Gases dazu beiträgt, die Vorderseite der Scheibe während der Handhabung sauber zu halten, es wahrscheinlich schädlich für die benachbarten Scheiben ist, insbesondere falls die Handhabung in der Nähe des Aufnehmers stattfindet, da der Gasstrom jegliche Staubpartikel bewegt, die bei der Bewegung vorhanden sind.
  • Ein weiteres System besteht aus der Handhabung der Scheiben von der Rückseite, obgleich es das Problem gibt, dass die Rückseite der Scheibe zugänglich ist, wenn letztere innerhalb der Kassette ist, jedoch nicht mehr zugänglich ist, wenn die Scheibe auf dem Aufnehmer (Susceptor) gelegen ist. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es möglich, Durchgangslöcher in dem Aufnehmer zu bilden und die Scheibe erforderlichenfalls mittels kleiner Lagerungen anzuheben, welche durch die Löcher verlaufen und in der Lage sind, sich nach oben zu bewegen, um das Anheben durchzuführen, und sich nach unten zu bewegen, um ein Absetzen der Scheibe in dem Aufnehmer Susceptor) zu ermöglichen. Tatsächlich werden während des Ladezyklus die Lagerungen angehoben und die Scheiben auf diesen abgelegt. Dann werden die Lagerungen abgesenkt und die Scheiben werden in den entsprechenden Sitzen an dem Aufnehmer (Susceptor) abgesetzt. Während des Entladezyklus werden die Lagerungen zusammen mit den Scheiben angehoben; eine Zunge oder ein Greifwerkzeug (Endeffektor), das aus einem geeigneten Material hergestellt ist, wird dann unterhalb der Scheibe eingeführt, und letztere wird entnommen. Falls eine größere Stabilität erforderlich ist, ist es möglich, die Scheibe durch Aufbringen eines geringen Vakuums zwischen Scheibe und Greifwerkzeug zu bremsen. Allerdings kann diese Technik, obgleich sie effektiv ist, in der Praxis nur angemessen bei Reaktoren vom Lampen-erwärmten Typ angewendet werden, während sie vermutlich für Induktions-erwärmte Reaktoren unakzeptabel ist, da die in dem Graphit des Aufnehmers (Susceptors) gebildeten Löcher zu einem ungleichmäßigen Stromfluss und somit einer Erwärmung führen würden.
  • Ein weiteres bekanntes System ist dasjenige, welches ermöglicht, dass die Scheibe entlang ihres äußeren Durchmessers oder Randes an zwei oder mehr Punkten unter Einsatz beweglicher Greifsysteme wie mechanischen Greifern gegriffen wird. Allerdings kann dieses System nicht leicht verwirklicht werden, da es eine spezielle Bearbeitung des Hohlraums oder der Hohlräume des Aufnehmers (Susceptors) erfordert, die nicht vollständig kompatibel mit dem Induktionserwärmungssystem sind. Schließlich ist, wie bereits erwähnt, jeglicher direkter Kontakt mit der Vorderseite der Scheibe nicht zulässig.
  • Es gibt allerdings Systeme, die in der Lage sind ein Greifen der Scheibe von der Vorderseite auszuführen, wobei der Kontakt auf einen oder mehrere Bereiche an ihrer Umfangszone begrenzt ist. Die Scheibe wird durch ein Vakuumsystem mittels einer zwischen der Scheibe und einem Greifwerkzeug gebildeten Kammer gehalten. In diesem Falle ist die Hebekraft allerdings auf den Oberflächenkontaktbereich mit dem äußeren Rand der Scheibe begrenzt, und selbst ein geringster Fehler in der Positionierung zwischen der Scheibe und dem Greifwerkzeug führt zu einem kleineren bzw. größeren Kontaktflächenbereich mit der Gefahr eines Mangels des Greifens der Scheibe oder einer Zunahme von Defekten infolge des direkten Kontakts zwischen dem Werkzeug und den Scheiben. Als Schlussfolgerung besitzt dieses System nicht eine optimale Natur aufgrund des übermäßig großen Kontaktflächenbereichs zwischen Werkzeug und Vorderseite der Scheibe.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, automatisierbare Vorrichtung bereitzustellen, die ermöglicht, dass Halbleiterscheiben zu einem Epitaxialreaktor zugeführt und von diesem entnommen werden können, wie er in der internationalen Patentanmeldung WO 96/10659 beschrieben ist, die einen Epitaxialreaktor abdeckt, der mit einem ebenen, scheibenförmigen Aufnehmer (Susceptor) ausgestattet ist und einen zu den Substraten parallelen Gasstrom besitzt.
  • Die Erfindung stellt eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und Verfahren nach den Ansprüchen 12 und 13 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei einer spezifischen Anwendung kann der Betrieb der Vorrichtung die folgenden Schritte aufweisen:
    • – Positionieren von Gestellen oder Kassetten, welche die zu wachsenden Scheiben enthalten, innerhalb des Reaktors;
    • – Laden des Produkts, wo die Scheiben innerhalb der Reaktionskammer übertragen werden, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben;
    • – kurzes Wasserstoffspülen innerhalb der Reaktionskammer;
    • – derartiges Erwärmen, um den Aufnehmer und die Scheiben auf die geeignete Temperatur zu bringen;
    • – Verarbeitungszyklus wie durch die relevante Spezifikation erfordert;
    • – Abkühlen auf eine mit dem Entladeschritt verträgliche Temperatur; und
    • – Entladen der gewachsenen Scheiben und Transport zurück in die Kassetten, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben.
  • Die Lade- und Entladeschritte werden bei Temperaturen ausgeführt, die mit dem das Greifwerkzeug bildenden Material verträglich sind.
  • Jeder Wachszyklus kann durch weitere Wachszyklen oder durch einen sogenannten Ätzzyklus gefolgt sein, wobei die Scheiben nicht eingeladen sind und die folgenden Vorgänge ausgeführt werden:
    • – kurzes Spülen mit Wasserstoff in der Reaktionskammer;
    • – derartiges Erwärmen, um den Aufnehmer auf die geeignete Ätztemperatur zu bringen;
    • – Ätzzyklus wie durch die relevante Spezifikation erfordert; und
    • – Abkühlen auf eine mit dem Einladen von Scheiben nach dem Ätzschritt verträgliche Temperatur.
  • Der den Gegenstand der obengenannten internationalen Patentanmeldung WO 96/10659 bildende Epitaxialreaktor ist vom sogenannten "Pfannkuchen"-Typ ("pancake" type), das heißt mit einem scheibenförmigen Aufnehmer, der induktionserwärmt wird, so dass keines der oben veranschaulichten Systeme effektiv genutzt werden kann.
  • Um die obengenannten Nachteile zu überwinden, kann eine Lösung eingesetzt werden, die aufweist:
    • – eine erste Reaktorzone zum sogenannten Reinraum, die dazu vorgesehen ist, die die zu verarbeitenden und die bereits verarbeiteten Scheiben enthaltenen Kassetten aufzunehmen, wobei dieser Teil des Reaktors in einer Luftatmosphäre sein kann oder alternativ eine Kammer zum Spülen mit einem inerten Gas vorsehen kann, zumindest bei der Umgebungstemperatur für das Silizium der zu verarbeitenden Scheibe (ein inertes Gas, selbst ein kostengünstiges wie Stickstoff, kann gegenüber Luft bevorzugt sein). Unten wird der einfachere Fall einer Luftatmosphäre beschrieben, wobei weder besonders effiziente Gasabdichtungen noch ein verlängertes Waschen mit inertem Gas erforderlich ist. In dem Falle, in welchem Luft verwendet wird, wird nur ein sogenannter Absolutfilter für die Luft hinzugefügt, um die Luftatmosphäre soweit wie möglich frei von Festpartikeln (Staub) zu halten. Darüber hinaus ist dieselbe erste Zone des Reaktors mit zwei Türen versehen, die zu jeglicher Zeit geöffnet werden können, um die Entnahme der die Scheiben enthaltenden Kassetten zu ermöglichen, wobei ein Öffnen der Türen nicht besonders lange Spül- oder Waschzyklen mit inerten Gasen erfordert. Sollte allerdings, als eine Alternative, ein Verarbeiten der Scheiben selbst geringste Defekte infolge einer lokalen Oxidation der Scheibe unannehmbar machen, kann die erste Zone des Reaktors mit abgedichteten Türen und einem System zum Spülen auch mittels einer pneumatischen Extraktionspumpe und einer Einführung von Gas ausgestattet werden, um die Aussetzung der Scheibe gegenüber Luft und dementsprechend die Defekte zu minimieren. Ein erster, als äußerer Roboter bezeichneter Roboter, der die Handhabung der Scheiben steuert, ist vorhanden, wobei die Scheiben von der Rückseite gehandhabt werden, da die vorliegenden Kassetten, die handelsüblich verfügbar sind, genau derart aufgebaut sind, um diese Art der Handhabung zu ermöglichen. Ein Greifwerkzeug des äußeren Roboters, das ebenso handelsüblich verfügbar ist, transportiert die Scheiben, wobei es diese in ihrer Position mittels einer kleinen Vakuumquelle gedrückt hält, die in dem Roboter verfügbar ist.
  • Das Betriebsprinzip der oben genannten Lösung wird nachfolgend erläutert.
  • Während des Ladens wird eine Scheibe von der entsprechenden Kassette entnommen und wird in einer Ausricht- und Zentrierstation positioniert, die ebenso innerhalb des äußeren Roboters aufgebaut sein kann. Dabei wird die Scheibe unter dem gewünschten Winkel ausgerichtet und die Position ihres geometrischen Zentrums wird derart berechnet, um ein nachfolgendes präzises Greifen zu ermöglichen. Die Scheibe wird dann innerhalb der Spülkammer auf der Oberseite einer Quarzscheibe positioniert, die als Lagerung dient und derart geformt ist, um eine Handhabung mittels des handelsüblichen Greifwerkzeugs des äußeren Roboters zu ermöglichen. Die Quarzscheibe besitzt verglichen mit der Scheibe eine relativ große Masse, um während des Entladens besser ihre Wärme abzuführen.
  • Die Zugangstür wird geschlossen und die Spülkammer wird mit einem inerten Gas gewaschen, um jegliche Spur von Luft vollständig zu beseitigen, und falls erforderlich kann das Waschen durch einen Vakuuumextraktionszyklus unterstützt werden, um den Spülvorgang zu beschleunigen. An diesem Punkt wird die den Zugang zu der Kammer, wo der innere Roboter arbeitet, ermöglichende Tür geöffnet, wobei die Kammer stets in einer Inertgasatmosphäre arbeitet und, außer während Wartungsvorgängen, niemals Luft ausgesetzt ist.
  • Das Greifwerkzeug oder die Hand des inneren Roboters ermöglicht, dass die Scheiben geeignet mittels eines sehr begrenzten Kontakts mit ihren Rändern gehandhabt werden. In der Tat besitzt jede Scheibe einen angestreckten Teil oder Rand, der sich über etwa 1 mm erstreckt. Der Teil des Greifwerkzeugs, der in Kontakt mit dem Rand der Scheibe ist, ist derart geformt, um die Kontaktzone allein auf die Anschrägung des Randes zu begrenzen, der sich über 1 mm erstreckt, und ist aus einem geeigneten Material wie Quarz hergestellt. Dieser Teil der Scheibe ist allerdings nicht bei der Herstellung integrierter Schaltungen nützlich, und daher ist diese Lösung nicht für die Qualität des Endprodukts schädlich. Darüber hinaus ist das Greifwerkzeug oder die Hand mit dem Arm des inneren Roboters mittels eines strukturellen Rohrs verbunden, das zwei Funktionen besitzt:
    • – die erste ist, dass der Roboterarm derart erstreckt wird, um die Position des Aufnehmers innerhalb der Reaktionskammer zu erreichen;
    • – die zweite ist, dass mittels einer Artikulation oder durch Ausnutzen der Flexibilität des Arms ein bestimmtes Mass der Selbstausrichtung zwischen dem Werkzeug, oder der Hand, und der Scheibe erzielt wird, was während Vorgängen genutzt wird, die ein Anheben der Scheibe mit sich bringen.
  • Ein Anheben der Scheibe wird durch ein bestimmtes Vakuum sichergestellt, das durch eine hierzu vorgesehene pneumatische Maschine erhalten wird. Das Vakuum wird auf die Scheibe mittels einer Reihe von Löchern übertragen, die entlang des Umfangs des Greifwerkzeugs verteilt sind und in der Rundzone der Scheibe konzentriert und in einer ebenen Zone oder vertieften Kerbenzone, die zur Identifikation und Ausrichtung der jeweiligen verwendet wird, abwesend ist, wobei die ebene Zone bei Scheiben mit einem Durchmesser von bis zu 150 mm bevorzugt ist, während im Falle von Scheiben mit größerem Durchmesser die vertiefte Kerbenzone bevorzugt ist. Da jede Unregelmäßigkeit in der Form der Scheibe eine lokale Verminderung der Wirkungen des Vakuums verursacht, ist es erforderlich, diese Verminderung mit einer geeignet berechneten Konzentration von Sauglöchern in dem Greifwerkzeug auszugleichen.
  • Während des Beladens rotiert der Aufnehmer und positioniert mittels eines an sich bekannten Bezugssystems korrekt den zu beladenden Hohlraum. Diese Positionierung kann mittels optischer Systeme ausgeführt werden, die an sich bekannt sind. Dann wird die Scheibe in die Reaktionskammer eingeführt und oberhalb eines geeigneten Hohlraums des Aufnehmers positioniert. Der innere Roboter bewegt sich etwas nach unten, bringt die Scheibe in Kontakt mit dem Hohlraum und gibt, wenn das Vakuum entfernt wird, die Scheibe frei, die in den Hohlraum geladen wird. Die Ladeschritte werden wiederholt, bis alle in dem Aufnehmer vorhandenen Hohlräume belegt sind. Dann wird die geplante Verarbeitung der Scheiben begonnen.
  • Von all den optischen Systemen ist es möglich, ein Lasertelemetersystem zu verwenden, welches den Abstand zwischen einen Laserstrahler und dem betreffenden Aufnehmer misst, was ein Analogsignal erzeugt, welches proportional zu dem Abstand ist. Beispielsweise trägt der Lasertelemeter dazu bei, Defekte in der Parallelpositionierung des Aufnehmers mittels eines Scanalgorithmus und einer nachfolgenden Korrektur durch mechanische Mittel, die an sich bekannt sind (beispielsweise Mikrometerschrauben) zu beseitigen. Diese Parallelpositionierung ist wesentlich zum Sicherstellen einer Gleichmäßigkeit der Epitaxialablagerungen auf den Scheiben.
  • Sobald die geplante Verarbeitung der Scheiben abgeschlossen worden ist, ist es erforderlich, diese von dem Aufnehmer zu entladen. Um dies zu tun ist es, nach einem Abwarten, dass der Aufnehmer eine geeignete Temperatur erreicht, welche eine Entnahme der Scheiben von der Reaktionskammer ohne Beschädigung ermöglicht, erforderlich, erneut den inneren Roboter zu nutzen, welcher jede Scheibe von dem entsprechenden Hohlraum des Aufnehmers entnimmt und diese in die Kühlkammer transportiert, wo sie auf die Quarzscheibe geben wird, welche diese mit ihrer großen Masse kühlt. Nach einem ausreichenden Kühlen wird die Scheibe durch den äußeren Roboter zu einem Sitz einer der Kassetten übertragen, welche in der ersten Zone des Reaktors gelegen sind.
  • Bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben: der Arm ist bevorzugt röhrenförmig und hohl, wobei er auf einer Seite mittels eines flexiblen Rohrs mit einer Vakuumquelle und auf der anderen Seite mit einem innerhalb der Hand gebildeten Sitz derart verbunden ist, um ein Vakuum zwischen einer unteren Seite der Hand und einer unterhalb der Hand vorhandenen Scheibe aufzubringen.
  • Die Artikulationsmittel sind bevorzugt zwischen dem hohlen, röhrenförmigen Arm und dem artikulierten (gelenkigen) Arm des inneren Roboters angeordnet, wobei die Mittel ermöglichen, dass der hohle, röhrenförmige Arm derart angehoben und abgesenkt wird, um die Hand oberhalb und unterhalb einer durch den artikulierten Arm definierte Ebene zu bringen.
  • Zusätzlich sind die Artikulationsmittel bevorzugt zwischen dem hohlen, röhrenförmigen Arm und dem artikulierten Arm des inneren Roboters angeordnet, wobei die Mittel ebenso eine Rotation des hohlen, röhrenförmigen Armes um seine Längsachse ermöglichen.
  • Die Artikulationsmittel umfassen bevorzugt ein Traglager, das an dem artikulierten Arm befestigt ist und einen Drehstift trägt, um welchen die Artikulationsmittel rotieren, und eine Einstellschraube zum Fixieren der zulässigen Höhen zum Anheben und Absenken der Hand in Bezug auf die Ebene des artikulierten Arms, so dass die Hand in der Radialrichtung auf dem scheibenförmigen Aufnehmer nur mit dem vorderen Teil, nur mit dem hinteren Teil oder genau zu dem Aufnehmer ausgerichtet ruhen kann.
  • Zusätzlich können die Artikulationsmittel ebenso um den hohlen, röhrenförmigen Arm herum an die Reibungshülsen zum Ermöglichen einer Ausrichtung der Hand in einer Richtung senkrecht zu dem Radius des scheibenförmigen Aufnehmers aufweisen.
  • Besonders bevorzugt ist die Hand in der Form einer Scheibe mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der zu handhabenden Scheibe, und besitzt einen unteren, der Scheibe zugewandten Teil, der mit einer Vertiefung versehen ist, welche nur mit dem äußeren Umfangsrand der Scheibe in Eingriff kommt.
  • Die Vertiefung ist bevorzugt in einem unteren Teil der Hand vorhanden und ist mit einer Mehrzahl von Umfangslöchern versehen, die mit einer Kammer innerhalb der Hand verbunden sind, welche wiederum mit dem hohlen, röhrenförmigen Arm derart verbunden ist, um ein Vakuum zwischen der Scheibe und der Hand zuzuführen.
  • Am meisten bevorzugt sind die Umfangslöcher hauptsächlich dort konzentriert, wo die größten Vakuumverluste zu erwarten sind.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform wird ein Lasertelemeter zum Messen eines Abstands zwischen einem Laserstrahler und dem scheibenförmigen Aufnehmer der betreffenden Reaktionskammer verwendet, was ein zu dem Abstand proportionales Analogsignal erzeugt, wobei der Telemeter Defekte in der Niveauanordnung des Aufnehmers sowie Defekte in der Parallelpositionierung des Aufnehmers in Bezug auf die Reaktionskammer erfasst.
  • Ferner kann eine in dem äußeren Rand des Aufnehmers gebildete Kerbe als Winkelbezugspunkt eingesetzt werden, der durch den Lasertelemeter erfasst werden kann, und die vertieften Sitze für die Scheiben werden ausgehend von dieser Kerbe gezählt.
  • Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen definiert, welche den abschließenden Teil der Beschreibung bilden. Allerdings werden weitere Merkmale und Vorteile anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung eines Beispiels einer Ausführungsform derselben ersichtlich werden, welche anhand eines nicht begrenzenden Beispiels gegeben wird, wobei:
  • 1 ist eine geschnittene Draufsicht eines scheibenförmigen Epitaxialreaktors, der durch einen äußeren Roboter und einen inneren Roboter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bedient wird;
  • 2 ist eine geschnittene und teilweise Seitenansicht eines Greifwerkzeugs oder einer Hand, die an dem Ende eines ausfahrbaren Arms des inneren Roboters gelegen ist, der einen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
  • 3 ist eine geschnittene und teilweise Draufsicht des Greifwerkzeugs bzw. der Hand;
  • 4 ist eine teilweise, geschnittene und vergrößerte Ansicht des Details der Hand, das in 2 eingekreist ist, und ist dazu vorgesehen, zu zeigen, wie die Hand mit der zu transportierenden Scheibe aus Halbleitermaterial in Eingriff gelangt;
  • 5 bis 8 sind geschnittene und teilweise Seitenansichten, die eine Annäherungssequenz zu einem vertieften Sitz des Aufnehmers zeigt, und zwar der Greifeinrichtung des inneren Roboters, welche eine Halbleiterscheibe derart trägt, um die Scheibe in den vertieften Sitz des Aufnehmers abzuladen;
  • 9 bis 12 sind geschnittene und teilweise Seitenansichten, die eine Sequenz zeigen, bei der die Greifeinrichtung von der in den vertieften Sitz des Aufnehmers geladenen Scheibe gelöst ist;
  • 13 bis 16 sind geschnittene und teilweise Seitenansichten, die eine Annäherungssequenz der Greifeinrichtung des Roboters zu einer in einem vertieften Sitz des Aufnehmers vorhandenen Halbleiterscheibe, um die Scheibe zu entnehmen, zeigen; und
  • 17 bis 20 sind geschnittene und teilweise Seitenansichten, die eine Sequenz zeigen, bei welcher die Halbleiterscheibe von dem vertieften Sitz des Aufnehmers gelöst und entnommen wird.
  • Zunächst werde 1 betrachtet, die einen Epitaxialreaktor 20 mit einer Reaktionskammer 22 zeigt, welche durch verschiedene Roboter zum Platzieren und Entnehmen von Scheiben 24a-e aus Halbleitermaterial in/aus einem scheibenförmigen Aufnehmer 26 bedient wird, welcher mit vertieften Sitzen 28a-e versehen ist, die Abmessungen zum Aufnehmen der Scheiben 24a-e besitzen.
  • Da die Scheiben 24a-e in den vertieften Sitzen 28a-e der in der Reaktionskammer 22 vorhandenen Scheibe 26 platziert und von diesen entnommen werden müssen, ohne manuell betätigt zu werden, oder zu diesem Zweck ein sogenannter innerer Roboter 30 vorgesehen, wobei der Roboter 30 einen röhrenförmigen Arm 64 aufweist, der in einem Greifwerkzeug oder einer Hand 70 endet, das bzw. die einen Teil des Gegenstands der Erfindung bildet, und es wurde ein sogenannter äußerer Roboter 32 vorgesehen. Der innere Roboter 30 verbleibt zwischen der Reaktionskammer 22 und einer Spülkammer 34 gelegen, welche die Funktion des Verarbeitens von Scheiben 24a-e besitzt, die zwischen einer ersten Zone oder Speicherzone 36 für Scheiben und dem inneren Roboter 30 und umgekehrt von dem inneren Roboter 30 zu der ersten Speicherzone 36 passieren.
  • Die Speicherzone 36 ist mit zwei Kassetten 38 und 40 versehen, welche die Funktion des Enthaltens von Scheiben aus Halbleitermaterial besitzen, welche die Verarbeitung in der Reaktionskammer 22 durchlaufen sollen, oder die Scheiben aus Halbleitermaterial enthalten, welche die Verarbeitung in der Reaktionskammer 22 durchlaufen haben. Darüber hinaus enthält die Speicherzone 36 einen artikulierten (gelenkigen) Arm 42, der in einer Greifeinrichtung 44 vom Vakuumtyp endet, welche die Funktion des Sicherstellens des Transports der Scheiben 24 von der Kassette 38 zu der Spülkammer 34 und umgekehrt von der Spülkammer 34 zu der Kassette 40 besitzt. Der gelenkige Arm 42 ist bereits an sich bekannt.
  • Die Spülkammer 34 umfasst eine erste, hermetisch abgedichtete Tür 50 vom Schnellwirkungstyp, wie eine Guillotinetür, eine zweite hermetisch abgedichtete Tür 52 vom selben Typ wie die Tür 50, und eine Scheibe 54 zum Lagern der Scheiben 24, welche in die Spülkammer 34 eintreten. Die Scheibe 54 ist bevorzugt aus Quarz hergestellt, um einen guten Verschleißwiderstand und im wesentlichen keine Kontamination sicherzustellen und ist mit einer Vertiefung 55 zum Aufnehmen der Greifeinrichtung 44, wenn diese in die Spülkammer 34 eintritt, um eine Scheibe 24 abzulegen oder zu entnehmen, ausgestattet. Die Scheibe 54 besitzt verglichen mit der Scheibe eine relativ große Masse, um besser deren Wärme während der Abkühlphase abzuführen. Die Spülkammer 34 besitzt die Funktion des Vorbereitens der Scheiben 24, um von der im wesentlichen staubfreien Atmosphäre der Speicherzone 36, die Luft oder ein anderes einfaches inertes Gas, wie Stickstoff, sein kann, zu derjenigen der Reaktionskammer 22, welche hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, und umgekehrt von der Atmosphäre der Reaktionskammer 22, die im wesentlichen aus Wasserstoff besteht, zu derjenigen der Speicherzone 26 zu passieren, da es wünschenswert ist, ein Einführen von Gasen, die mit Wasserstoff reagieren, in die Reaktionskammer und ein Freisetzen in die Atmosphäre des Wasserstoffs und der Gase, die in der Reaktionskammer während der CVD-Vorgänge gebildet werden und die giftig oder ein Reizmittel sein können, wie beispielsweise HCl, zu vermeiden.
  • Der innere Roboter 30 ist in einer abgedichteten Kammer 56 enthalten, die zusätzlich zu der hermetisch abgedichteten Tür 52, welche mit der Spülkammer 34 in Verbindung steht, auch mit einer weiteren hermetisch abgedichteten Tür 57 versehen ist, die mit der Reaktionskammer 22 in Verbindung steht, und umfasst einen gelenkigen Arm 58, der an seinem äußeren Ende eine Greif- und Transporteinrichtung 60 besitzt, welche ausführlicher in 2 bis 4 beschrieben werden wird und welche die Funktion des Transportierens der Scheiben 24 von der Spülkammer 34 zu der Reaktionskammer 22 und umgekehrt besitzt.
  • Betrachtet man 2 bis 4, ist zu sehen, dass eine Greif- und Transporteinrichtung 60 bei der vorliegenden Erfindung aus Artikulationsmitteln (Gelenkmitteln) 62, die mit dem gelenkigen Arm 58 verbunden sind, einem röhrenförmigen Arm 64, der mit einem Verbindungsstück 66 zur Verbindung mit einem flexiblen Rohr 68 (das in 1 sichtbar ist) ausgestattet ist, welches wiederum mit einer pneumatischen Maschine (nicht gezeigt) als Vakuumquelle verbunden ist, besteht. Der röhrenförmige Arm 64 ist an seinem von den Artikulationsmitteln 62 entfernt gelegenen Ende mit einem Greifwerkzeug oder einer "Hand" 70 verbunden, welche die Funktion des Haltens einer Scheibe 24 während deren Transport von der Scheibenlagerscheibe 54, welche in der Spülkammer 34 vorhanden ist, zu dem scheibenförmigen Aufnehmer 26 und umgekehrt von dem Aufnehmer zu der Lagerscheibe 24 besitzt.
  • Die Hand 70 ist durch zwei Bauteile 72 und 74 in der Form eines kreisförmigen, miteinander verbundenen Randes gebildet. Das obere Bauteil 72 ist mit einem Endstück 76 zum Befestigen einer Klemme 78, welche mit dem röhrenförmigen Arm 64 verbunden ist und zusammen mit dem Endstück 80 des unteren Bauteils 74 eine mit dem röhrenförmigen Arm 64 in Verbindung stehende Leitung 82 bildet, ausgestattet. Das untere Bauteil 74 ist mit einem kreisförmigen Hohlraum 84, der mit der Leitung 82 in Verbindung steht, und mit kleinen Löchern 86a-m welche durch seine zu der Scheibe 24 gerichtete Seite verlaufen, ausgestattet. Darüber hinaus tritt das untere Bauteil 74 nur mit einem begrenzten Randabschnitt 25 der Scheibe 24 in Kontakt, welcher dazu vorgesehen ist, keine nützliche Funktion für die an der Scheibe auszuführende Verarbeitung zu besitzen.
  • Betrachtet werden nun 5 bis 8, welche das Verfahren zeigen, mit welchem die Greifeinrichtung 60 eine Halbleiterscheibe 24 innerhalb eines vertieften Sitzes 28 der Aufnehmerscheibe 26 ablegt. Wie in 2 und 3 ausführlich gezeigt worden ist, ist die Greifeinrichtung 60 durch eine Hand 70 gebildet, die mittels des röhrenförmigen Arms 64 und des Verbindungsstücks 66 mit einem flexiblen Rohr 68 verbunden ist, welches bei Betätigung mit einer Vakuumquelle in Verbindung steht.
  • Wie in 5 gezeigt tritt die Greifeinrichtung 60 in die Reaktionskammer 72 ein, transportiert eine an der Hand 70 anhaftende Halbleiterscheibe 24, wobei die Anhaftung der Scheibe an der Hand 70 durch das Vakuum (symbolisch durch eine Pfeil 90 gezeigt) sichergestellt wird, welches auf das Verbindungsstück 66 aufgebracht wird. Das Eintreten in die Reaktionskammer 22 ist symbolisch durch einen ersten dicken Pfeil 92 gezeigt, der eine Vorwärtsbewegung des gelenkigen Arms 58 angibt. Dann beginnt die Greifeinrichtung 60, die sich nach unten zu dem scheibenförmigen Aufnehmer 26 zu bewegen, wie symbolisch durch einen zweiten dicken Pfeil 94 gezeigt, der eine Bewegung des gelenkigen Arms 58 nach unten angibt.
  • Solange der gelenkige Arm 58 derart angehoben ist, dass die durch die Hand 70 gehaltene Scheibe 24 nicht den vertieften Sitz 28 an dem scheibenförmigen Aufnehmer 26 berührt, veranlasst das Gewicht der Hand 70 und der Scheibe 24 die Artikulationsmittel 62, auf einem Kissen 96 zu ruhen, die an dem Ende des Arms 58 vorhanden sind, wobei sie um einen Schwenkstift 98 rotieren und bis zu einem Punkt hinunterschreiten, der durch eine Einstellschraube 100 zugelassen ist. Wenn sich der Arm 58 nach unten zu dem Punkt bewegt, wo das Ende der Scheibe 24 den vertieften Sitz 28, der zur Innenseite des Aufnehmers 26 gelegen ist, wie in 6 zu sehen ist bewegt, stoppt die Bewegung der Hand 70 nach unten, und die Greifeinrichtung 60 wird zunehmend parallel zu dem Aufnehmer 26 mit dem Beginn des Anhebens der Schraube 100 ausgerichtet, bis, wie in 7 zu sehen ist, die Scheibe 24 vollständig auf dem vertieften Sitz 28 ruht. An diesem Punkt wird das Vakuum, das durch den Pfeil 90 dargestellt ist, beseitigt, was die Scheibe 24 veranlasst, von der Hand 70 gelöst zu werden. Gleichzeitig ermöglichen, bevor die Scheibe 24 von der Hand gelöst worden ist, zwei Hülsen 63 und 65, die aus einem Antireibungsmaterial wie einem Keramikmaterial oder Teflon ® hergestellt sind, eine Rotation des röhrenförmigen Arms in der Richtung eines kreisförmigen Pfeils 67, der in 3 angegeben ist, um ein vollständiges Nivellieren der Scheibe 24 innerhalb des vertieften Sitzes 28 zu ermöglichen, wodurch die Greif- und Transporteinrichtung 60 mit dem Selbstnivelliermerkmal ausgestattet wird, welches ein bevorzugtes Merkmal dieser Erfindung bildet. Sobald die Scheibe 24 vollständig durch und eben innerhalb des vertieften Sitzes 28 gelagert ist und die Abwesenheit des Vakuums 90 die Trennung der Hand 70 von der Scheibe veranlasst hat, führt eine weitere Bewegung des gelenkigen Arms 58 nach unten zu einem Anheben der Hand 70 von der inneren Seite der Scheibe 24, wie in 8 zu sehen ist.
  • Betrachtet man nun 9 bis 12, ist zu sehen, wie die Hand 70 von der Scheibe 24 gelöst werden kann, was diese vollständig innerhalb des vertieften Sitzes 28 des Aufnehmers 26 freigibt. In der Tat ist in 9 zu sehen, dass während die Abwesenheit des Vakuums 90 die Hand 70 im wesentlichen von der Scheibe 24 gelöst hält, der Arm 58 beginnt, sich nach oben in der Richtung des dicken Pfeils 104 zu bewegen, bis die Hand 70 vollständig auf der Scheibe 24 ruht, wie in 10 zu sehen ist, während sie von der Scheibe aufgrund der Abwesenheit des auf die Hand 90 aufgebrachten Vakuums gelöst bleibt. Ein anschließendes Anheben des gelenkigen Arms 58 in der Richtung des Pfeils 104 veranlasst ein Anheben der Hand 70 auf der anderen Seite, wie in 11 zu sehen ist. Schließlich löst ein weiteres Anheben des Arms 58 vollständig die Hand 70 von der Scheibe 24 und hebt diese an, und eine Rückzugbewegung des Arms 58 in der Richtung des Pfeils 106 bringt die Greif- und Transporteinrichtung 60 nach außerhalb der Reaktionskammer 22 (siehe 1).
  • 13 bis 16 zeigen den Vorgang, mit welchem die Greifeinrichtung 60 eine Positionierung einer Hand 70 auf einer in einem vertieften Sitz des Aufnehmers 26 sitzenden Scheibe 24 veranlasst, und 17 bis 20 zeigen ein Anheben und Entnehmen der Scheibe 24 von dem vertieften Sitz 28 des Aufnehmers 26.
  • Unter besonderer Bezugnahme auf 13 bis 16 ist zu sehen, dass der gelenkige Arm 58, wobei die Vorwärtsbewegung durch den Pfeil 92 angegeben ist, die Hand 70 in Ausrichtung zu der Scheibe 24 bringt, während der mit der durch den Pfeil 94 angegebenen Absenkbewegung die Hand veranlasst, sich zu der Scheibe zu bewegen. Wie in 14 zu sehen ist, bringt ein weiteres Absenken des Arms 58 die Hand 70 in Kontakt zuerst mit der inneren Seite der Scheibe 24 und schließlich, wie in 15 zu sehen ist, in Kontakt mit der gesamten Scheibe 24. Die Hülsen 63 und 65 ermöglichen durch das Zulassen einer Rotation um die Achse des röhrenförmigen Arms 64 ebenso eine vollständige Selbstausrichtung der Hand 70 der Scheibe 24. Der Arm 58 kann sich etwas weiter nach unten bewegen, wie in 16 gezeigt, wodurch eine bestimmtes Lösen der Hand 70 von der inneren Seite der Scheibe 24 verursacht wird, jedoch ist dies ohne Bedeutung.
  • Unter Bezugnahme auf 17 ist zu sehen, wie der gelenkige Arm 58 beginnt, sich wieder nach oben zu bewegen, wie durch den Pfeil 104 gezeigt, während ein durch den Pfeil 90 angegebenes Vakuum auf den röhrenförmigen Arm 64 aufgebracht wird, was zuerst die äußere Seite der Scheibe 24 veranlasst, an der Hand 70 anzuhaften. Dann verursacht, wie in 18 angegeben, ein weiteres Anheben des gelenkigen Arms 58 die Hand 70, vollständig an der Scheibe 24 anzuhaften, während das Vakuum 90 die Scheibe 24 an der Hand 70 anbringt. Ein anschließendes weiteres Anheben des Arms 58 veranlasst eine Rotation der Artikulationsmittel 62 um ihren Schwenkstift 98, bis die Schraube 100 auf dem Kissen 96 ruht, was die andere Seite der Scheibe 24 veranlasst, von dem vertieften Sitz 28 des Aufnehmers 26 gelöst zu werden, wie in 19 zu sehen ist, wodurch jegliche kraftbetätigte Trennung der Scheibe 24 von dem vertieften Sitz 28 vermieden wird, wie sie auftreten könnte, falls versucht würde, die Scheibe 24 zu lösen, während sie parallel zu dem vertieften Sitz 28 gehalten wird. Dies vermeidet eine mögliche Beschädigung der Scheibe 24 infolge übermäßiger, durch die Hand 70 aufgebrachter Kräfte und mögliche Vibrationen des röhrenförmigen Arms 64 infolge eines plötzlichen Lösen der Scheibe 24 von dem vertieften Sitz 28. Schließlich, wie in 20 zu sehen ist, löst ein endgültiges Anheben des Arms 58 in der Richtung des Pfeils 104 vollständig die Scheibe 24 von dem vertieften Sitz 28, während eine Rückzugbewegung des Arms in der Richtung des Pfeils 106 die Hand 70 zusammen mit der Scheibe 24 nach außerhalb der Reaktionskammer 22 bringt (siehe 1).
  • Es ist zu beachten, dass um übermäßige Verformungen zu vermeiden, welche aus eine Verwindung der Scheiben 24 und/oder versetzten kleinen Fehlern in der Ausrichtung entstehen, wenn die Scheiben durch die Hand 70 transportiert werden, Mittel vorgesehen sind, um das durch die Hand 70 aufgebrachte Vakuum einzustellen. Insbesondere musste das Vakuum auf einem Maximalwert gehalten werden, während die Hand 70 beginnt, mit den Scheiben 24 in Eingriff zu gelangen, wird jedoch dann auf einen voreingestellten Wert eingestellt, wenn der Eingriff der Hand 70 mit den Scheiben 24 abgeschlossen worden ist.
  • Die obige Beschreibung veranschaulicht am Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung, dass in keiner Weise als begrenzend für die Erfindung zu betrachten ist, deren Schutzbereich nur die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Handhaben von Scheiben aus Halbleitermaterialien, umfassend: – eine Reaktionskammer (22), – einen inneren Roboter (30) zum Handhaben der Scheiben (24) aus Halbleitermaterialien, – eine Spülkammer (34) zum Passieren der Scheiben (24) durch eine Reinigungsatmosphäre, – eine Speicherzone (36), die Kassetten (38, 40) zum Aufnehmen der Scheiben (24) aus Halbleitermaterialien in einer gestapelten Anordnung enthält, – einen äußeren Roboter (32) zum Übertragen der Scheiben (24) von dem Speicher (36) zu der Spülkammer (34), – wobei der innere Roboter (30) eine abgedichtete Kammer (56) aufweist, die einen gelenkigen Arm (58) aufnimmt, der an einem Ende eine Greifeinrichtung (60) besitzt, wobei die Greifeinrichtung (60) des inneren Roboters (30) zumindest einen Arm (64) aufweist, der in die Reaktionskammer (22) eingefügt werden kann und in einem Greifwerkzeug oder einer Hand (70) zum Beseitigen einer Scheibe (24) aus Halbleitermaterial von der Spülkammer (34) und zum Transportieren derselben nach dem Passieren durch die abgedichtete Kammer (56), um in einem vertieften Sitz (28) eines scheibenförmigen Aufnehmers (26) der Reaktionskammer (22) abgelegt zu werden, und umgekehrt von dem vertieften Sitz (28) zu der Spülkammer (34), endet, wobei die Hand (70) dazu ausgelegt ist, die Scheibe (24) an ihrer obersten Oberfläche entlang einer Umfangszone oder einem abgeschrägten Rand (25) zu berühren, und die Hand ist dazu ausgelegt, die Scheibe (24) mittels einer Vakuumwirkung zu greifen, und wobei die Greifeinrichtung (60) eine Einrichtung zum schwenkbaren Anbringen derselben an dem gelenkigen Arm (58) auf solche Weise aufweist, dass wenn die Scheibe in dem vertieften Sitz (28) abgelegt wird, die Scheibe gegenüber der Ebene des vertieften Sitzes (28) derart geneigt ist, um den vertieften Sitz (28) anfänglich nur mit dem von dem Arm (64) der Greifeinrichtung (60) entferntest gelegenen Scheibenrand zu berühren, bevor sie dann um den Rand, welcher den Sitz berührt, bevor sie vollständig in Kontakt mit diesem gelangt, schwenkt und umgekehrt, wenn eine Scheibe (24) von der Reaktionskammer (22) zu der Spülkammer (34) bewegt wird, wird die durch die Vakuumwirkung der Hand gegriffene Scheibe von dem vertieften Sitz (28) gelöst, indem zuerst die dem Arm (64) der Greifeinrichtung (60) naheste Seite der Scheibe angehoben wird, und dann die Scheibe vollständig gelöst wird, und die Scheibe weiter angehoben wird, während sie gegenüber der Ebene des vertieften Sitzes geneigt gehalten wird.
  2. Vorrichtung zum Handhaben von Scheiben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (64) rohrförmig und hohl ist, auf einer Seite mittels eines flexiblen Rohrs (68) mit einer Vakuumquelle verbunden ist, und auf der anderen Seite mit einem kreisförmigen Sitz (84) verbunden ist, der innerhalb der Hand (70) gebildet ist, um in der Lage zu sein, ein Vakuum zwischen einer unteren Seite der Hand (70) und einer Scheibe (24), wenn sie unterhalb der Hand (70) vorhanden ist, aufzubringen.
  3. Vorrichtung zum Handhaben von Scheiben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Gelenkmittel (62) zwischen dem hohlen, rohrförmigen Arm (64) und dem gelenkigen Arm (58) des inneren Roboters (30) angeordnet sind, wobei die Mittel es dem hohlen, rohrförmigen Arm (64) ermöglichen, derart angehoben und abgesenkt zu werden, um die Hand (70) oberhalb und unterhalb einer durch den gelenkigen Arm (58) definierten Ebene zu bringen.
  4. Vorrichtung zum Handhaben von Scheiben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkmittel (62) auch eine Rotation des hohlen, rohrförmigen Arms (64) um seine Längsachse ermöglichen.
  5. Vorrichtung zum Handhaben von Substraten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkmittel (62) ein Traglager (96) aufweisen, das an dem gelenkigen Arm (58) befestigt ist und einen Drehstift (98) trägt, um welchen die Gelenkmittel (62) rotieren, und eine Einstellschraube (100) zum Festsetzen der erlaubten Höhen zum Anheben und Absenken der Hand (70) in Bezug auf die Ebene des gelenkigen Arms (58) aufweisen, so dass die Hand in der radialen Richtung auf dem scheibenförmigen Aufnehmer (26) nur mit dem vorderen Teil, nur mit dem hinteren Teil oder genau zu dem Aufnehmer (26) ausgerichtet ruhen kann.
  6. Vorrichtung zum Handhaben von Substraten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkmittel (62) ebenso um den hohlen, rohrförmigen Arm (64) an die Reibungshülsen (63, 65) zum Ermöglichen einer Ausrichtung der Hand (70) in einer Richtung senkrecht zu dem Radius des scheibenförmigen Aufnehmers (26) aufweisen.
  7. Vorrichtung zum Handhaben von Substraten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hand (70) in der Form einer Scheibe mit einem Durchmesser ist, der größer ist als der Durchmesser der zu handhabenden Scheiben (24) ist, und einen Bodenteil (74) besitzt, welcher der Scheibe (24) zugewandt ist, wenn sie durch diesen gehalten ist, und mit einer Vertiefung ausgestattet ist, die dazu ausgelegt ist, nur einen äußeren Umfangsrand (25) der Scheibe (24) zu betätigen.
  8. Vorrichtung zum Handhaben von Substraten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung mit einer Mehrzahl von Umfangslöchern (86) ausgestattet ist, die mit einer Kammer (84) innerhalb der Hand (70) verbunden sind, die wiederum mit dem hohlen rohrförmigen Arm (64) derart verbunden ist, um ein Vakuum zwischen der Scheibe (24) und der Hand (70) aufzubringen.
  9. Vorrichtung zum Handhaben von Substraten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangslöcher (86) hauptsächlich dort konzentriert sind, wo die größten Vakuumverluste erwartet werden.
  10. Vorrichtung zum Handhaben von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laser-Telemeter vorgesehen ist, um einen Abstand zwischen einem Laserstrahler und dem scheibenförmigen Aufnehmer (26) der betreffenden Reaktionskammer (22) zu messen, der ein zu dem Abstand proportionales Analogsignal erzeugt, wobei der Telemeter Defekte in der Niveauanordnung des Aufnehmers (26) sowie Defekte in der Parallelpositionierung des Aufnehmers (26) in Bezug auf die Reaktionskammer (22) erfasst.
  11. Vorrichtung zum Handhaben von Substraten nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem äußeren Rand des Aufnehmers (26) eine Kerbe gebildet ist, die als Winkelbezugspunkt verwendet werden kann, der durch den Laser-Telemeter erfasst werden kann.
  12. Verfahren zum Platzieren einer Scheibe (24) aus Halbleitermaterial in einem vertieften Sitz (28) eines scheibenförmigen Aufnehmers (26) in einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine Scheibe (24), die veranlasst wird, an der Hand (70) mittels eines Vakuums anzuhaften, in die Reaktionskammer durch die Hand in der angehobenen Position gehalten eintritt, nach oberhalb eines der vertieften Sitze (28) des scheibenförmigen Aufnehmers (26) transportiert wird, die Hand derart abgesenkt wird, um die Scheibe in dem vertieften Sitz (28) zu platzieren, die Scheibe derart nach vorne geneigt verbleibt, um den vertieften Sitz (28) anfänglich nur mit dem von dem Arm (64) der Greifeinrichtung (60) entferntest gelegenen Scheibenrand zu berühren, wenn dann die Hand weiter abgesenkt wird, die Scheibe den vertieften Sitz mit ihrer gesamten Oberfläche berührt, und dann nach Beseitigung des Vakuums, welches die Scheibe (24) an der Hand (70) angebracht hält, die Hand weiter abgesenkt wird, wodurch die Hand (70) von der Scheibe (24) gelöst wird, und dann die Hand (70) erneut angehoben wird, um vollständig von der Scheibe (24) gelöst zu werden, und schließlich zurückgezogen wird, wodurch sie die Reaktionskammer (22) verlässt.
  13. Verfahren zum Beseitigen einer Scheibe (24) aus einem vertieften Sitz (28) eines scheibenförmigen Aufnehmers (26) in eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die Hand (70) in die Reaktionskammer (22) in einer angehobenen Position eintritt, nach oberhalb einer in einem der vertieften Sitze (28) des scheibenförmigen Aufnehmers (26) aufgenommenen Scheibe (24) transportiert wird, abgesenkt wird, bis sie die Scheibe (24) berührt, und zwar zuerst an dem von dem Arm (64) der Greifeinrichtung (60) entferntest gelegenen Rand und dann über den gesamten Umfang der Scheibe (24), und dann, nach dem Berühren der Scheibe über den gesamten Umfang, ein Vakuum derart aufbringt, um die Scheibe (24) zu veranlassen, mit ihrem Rand (25) an der Hand (70) anzuhaften, und dann beginnt, sich wieder nach oben zu bewegen, die Scheibe (24) von dem vertieften Sitz (28) löst, und zwar zuerst an dem am nahesten zu dem Arm (64) der Greifeinrichtung (60) gelegenen Rand und dann über die gesamte Oberfläche der Scheibe (24), und nachdem schließlich die Scheibe (24) vollständig von dem vertieften Sitz (28) des Aufnehmers (26) angehoben worden ist, diese nach außerhalb der Reaktionskammer (22) transportiert.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass um übermäßige Verformungen der Scheiben (24) infolge einer Verwindung zu vermeiden, ein Vakuum auf die Hand (70) aufgebracht wird, wobei das Vakuum zu Beginn der Betätigung der Scheiben (24) durch die Hand (70), wenn die Scheiben (24) nicht vollständig in Kontakt (70) sind, bei einem Maximum ist, jedoch anschließend Mittel zum Einstellen des Vakuums das Vakuum auf ein Minimalwert vermindern, der zum Aufrechterhalten einer Haftung zwischen den Scheiben (24) und der Hand (70) ausreichend ist, ohne eine wesentliche Verformung der Scheiben (24) zu verursachen.
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