JP2002536201A - 平坦なディスク形状サセプタを有するエピタキシャル誘導反応器における自己水平化真空システムにより基板を取り扱うための装置及びその操作方法 - Google Patents
平坦なディスク形状サセプタを有するエピタキシャル誘導反応器における自己水平化真空システムにより基板を取り扱うための装置及びその操作方法Info
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Abstract
(57)【要約】
基板への化学蒸着（ＣＶＤ）のめのエピタキシャル装置又は反応器において使用される基板を取り扱うための装置は、処理されるべき半導体スライス（２４）を含むカセット（３８、４０）からそれらを移送するために、半導体スライス（２４）の形態にある基板をつかみそして輸送するための手段（６０）を備えた内部ロボット（３０）を具備し、該つかみ及び輸送手段（６０）は、正確には、パージング室（３４）に存在しそして該スライス（２４）の貯蔵のためにカセット（３８）から供給されるスライス（２４）を、パージング室（３４）からエピタキシャル反応器（２０）の反応室（２２）に、そして更に特定的にはエピタキシャル反応器（２０）の反応室（２２）に存在する平坦なディスク形状サセプタ（２６）上に形成された座（２８a-e）に及び逆に反応室（２２）から再びパージング室（３４）を通ってカセット（３８、４０）に輸送する仕事を有する。
Description
【０００１】 本発明は基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）、特に半導体スライスを、該基板上へ
の半導体材料の化学蒸着（ＣＶＤ）に使用される装置において取り扱うための装
置及び該装置の操作方法に関する。特に本発明は、エピタキシャル反応器におい
て使用される基板を取り扱うための装置に関するものであり、そして特に、該基
板、好ましくは集積回路用のチップの如き半導体部品の製造に使用されるシリコ
ン基板上への材料の化学蒸着（ＣＶＤ）を行うためのエピタキシャル反応器に関
する。
の半導体材料の化学蒸着（ＣＶＤ）に使用される装置において取り扱うための装
置及び該装置の操作方法に関する。特に本発明は、エピタキシャル反応器におい
て使用される基板を取り扱うための装置に関するものであり、そして特に、該基
板、好ましくは集積回路用のチップの如き半導体部品の製造に使用されるシリコ
ン基板上への材料の化学蒸着（ＣＶＤ）を行うためのエピタキシャル反応器に関
する。
【０００２】 更に特定的には、本発明は、「平坦なディスク形状サセプタを備えそして基板
に平行なガス流を有するエピタキシャル反応器」というタイトルを有する、１９
９５年９月１４日に出願された国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９により包含さ
れるエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器において使用される装置
に関する。この装置の使用により、上記したエピタキシャル反応器はカセットツ
ーカセット（ｃａｓｓｅｔｔｅ−ｔｏ−ｃａｓｓｅｔｔｅ）型の反応器となる。
何故ならば、まだ未処理の基板を含むカセットが反応器の内側に配置されており
、そして製品供給サイクル中、本発明の一部を形成しない第１の機械化されたア
ーム又はロボットが基板を貯蔵ラック又は「カセット」からパージング室（ｐｕ
ｒｇｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）に輸送するために使用され、そして本発明の主題
を形成するつかみ及び輸送手段を外部に担持する第２の機械化されたアーム又は
ロボットが基板をパージング室からサセプタに輸送するために使用され、これに
対して、取り出しサイクル（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）期間中、第２ロ
ボットは基板をサセプタからパージング室に輸送し、次いで第１ロボットが処理
を受けた該基板をパージング室からカセットの１つに輸送し、このすべては反応
器の操作を監督するオペレーターの手動の介在なしに行われるからである。
に平行なガス流を有するエピタキシャル反応器」というタイトルを有する、１９
９５年９月１４日に出願された国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９により包含さ
れるエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器において使用される装置
に関する。この装置の使用により、上記したエピタキシャル反応器はカセットツ
ーカセット（ｃａｓｓｅｔｔｅ−ｔｏ−ｃａｓｓｅｔｔｅ）型の反応器となる。
何故ならば、まだ未処理の基板を含むカセットが反応器の内側に配置されており
、そして製品供給サイクル中、本発明の一部を形成しない第１の機械化されたア
ーム又はロボットが基板を貯蔵ラック又は「カセット」からパージング室（ｐｕ
ｒｇｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）に輸送するために使用され、そして本発明の主題
を形成するつかみ及び輸送手段を外部に担持する第２の機械化されたアーム又は
ロボットが基板をパージング室からサセプタに輸送するために使用され、これに
対して、取り出しサイクル（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）期間中、第２ロ
ボットは基板をサセプタからパージング室に輸送し、次いで第１ロボットが処理
を受けた該基板をパージング室からカセットの１つに輸送し、このすべては反応
器の操作を監督するオペレーターの手動の介在なしに行われるからである。
【０００３】 本発明は、特に、冷壁ＣＶＤシステム（ｃｏｌｄ−ｗａｌｌ ＣＶＤ ｓｙｓ
ｔｅｍｓ）、好ましくはクロロシラン蒸気熱分解を伴うデポジッションによる半
導体テバイスの製造に使用される基板又はシリコンスライス上のエピタキシャル
成長を与えることができる反応器に適用することができる。
ｔｅｍｓ）、好ましくはクロロシラン蒸気熱分解を伴うデポジッションによる半
導体テバイスの製造に使用される基板又はシリコンスライス上のエピタキシャル
成長を与えることができる反応器に適用することができる。
【０００４】 商業的に最も普及しているエピタキシャル反応器は２つの主要な範疇に分ける
ことができる。即ち、 ａ）一度に１つのスライスを処理することができる単一スライス反応器（ｓｉ
ｎｇｌｅ−ｓｌｉｃｅ ｒｅａｃｔｏｒｓ）、及び ｂ）複数の基板又はスライスを同時に処理することができるバッチ型反応器
である。
ことができる。即ち、 ａ）一度に１つのスライスを処理することができる単一スライス反応器（ｓｉ
ｎｇｌｅ−ｓｌｉｃｅ ｒｅａｃｔｏｒｓ）、及び ｂ）複数の基板又はスライスを同時に処理することができるバッチ型反応器
である。
【０００５】 上記反応器のために使用される加熱システムは２つのタイプとして分類するこ
とができる。即ち、ランプ型加熱システム及び媒体又は高周波誘導加熱システム
である。
とができる。即ち、ランプ型加熱システム及び媒体又は高周波誘導加熱システム
である。
【０００６】 工業的レベルで最も普及しているバッチ型反応器は本質的に２つの型である。
即ち、いわゆる「バレルシステム（ｂａｒｒｅｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）」を使用す
る、即ち、プリズム状又は切頭ピラミッドサセプタ（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ ｏｒ
ｔｒｕｎｃａｔｅｄ−ｐｙｒａｍｉｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応器
及び「パンケーキ」システムを使用する、即ち実質的に平坦なディスク形状サセ
プタ（ｆｌａｔ ｄｉｓｋ−ｓｈａｐｅｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応
器である。
即ち、いわゆる「バレルシステム（ｂａｒｒｅｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）」を使用す
る、即ち、プリズム状又は切頭ピラミッドサセプタ（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ ｏｒ
ｔｒｕｎｃａｔｅｄ−ｐｙｒａｍｉｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応器
及び「パンケーキ」システムを使用する、即ち実質的に平坦なディスク形状サセ
プタ（ｆｌａｔ ｄｉｓｋ−ｓｈａｐｅｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応
器である。
【０００７】 典型的には、現在、バッチ型反応器は手動供給型であり、これに対して単一ス
ライス反応器は自動供給型である。
ライス反応器は自動供給型である。
【０００８】 自動供給反応器においては、基板又はスライスは利点と欠点の両方を与える種
々の方法で取り扱うことができる。基板の取り扱いは、半導体の分野、特に温度
に関連した問題及び粒子の汚染から生じる問題があるエピタキシャル反応器にお
いて特に決定的に重要である（ｃｒｉｔｉｃａｌ）。
々の方法で取り扱うことができる。基板の取り扱いは、半導体の分野、特に温度
に関連した問題及び粒子の汚染から生じる問題があるエピタキシャル反応器にお
いて特に決定的に重要である（ｃｒｉｔｉｃａｌ）。
【０００９】 一般に、各基板又はスライスは底部側（背面）、頂部側（前面）及び側壁（縁
）を有する。前面及び背面の寸法は普通は７５〜３００ｍｍであり、そして４０
０ｍｍという大きなものであることすらあるが、縁の寸法は１ｍｍより小さいか
又は１ｍｍに近い。前面はスライスの最も重要な部分である。何故ならばそれは
化学反応プロセス、即ち、デポジッションが起こる部分であるからである。
）を有する。前面及び背面の寸法は普通は７５〜３００ｍｍであり、そして４０
０ｍｍという大きなものであることすらあるが、縁の寸法は１ｍｍより小さいか
又は１ｍｍに近い。前面はスライスの最も重要な部分である。何故ならばそれは
化学反応プロセス、即ち、デポジッションが起こる部分であるからである。
【００１０】 上記した理由で、前面と取り扱いのために使用されるあらゆる型の用具とのす
べての接触を回避することが重要である。何故ならば、とるにたらない性質のい
かなる接触も結晶格子の欠陥を引き起こすからである。供給期間中に欠陥が形成
されるならば、それらは続く熱プロセスにより拡大される。しかし取り出し期間
中に導入される欠陥も回避されなければならない。
べての接触を回避することが重要である。何故ならば、とるにたらない性質のい
かなる接触も結晶格子の欠陥を引き起こすからである。供給期間中に欠陥が形成
されるならば、それらは続く熱プロセスにより拡大される。しかし取り出し期間
中に導入される欠陥も回避されなければならない。
【００１１】 基本的には、スライスの前面との偶然の性質の接触ですらいかなる時点でも決
して許容されないと言える。他方、或る限界内で、該スライスの背面及び縁との
接触は許容される。
して許容されないと言える。他方、或る限界内で、該スライスの背面及び縁との
接触は許容される。
【００１２】 従って、スライスを移動させるために、前面を介して（しかしなんらの直接の
接触なしに）、背面又は縁を介して作用させることが可能である。
接触なしに）、背面又は縁を介して作用させることが可能である。
【００１３】 基本的には、用具とスライスとの接触なしに前面からの取り扱いを許容する唯
一のシステムがあり、それはベルヌーイ効果に基づいたシステムであり、それに
よれば適当なつかみ用具［端部作動体（ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｏｒ）］を与える
ことにより、スライスの前面に向けてろ過された不活性ガスを吹きつけることに
よって、水平位置においてスライスの重量に打ち勝ってスライスを浮遊させて（
ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）保つのに十分なスライスに対する誘因効果を創り出すこと
が可能である。
一のシステムがあり、それはベルヌーイ効果に基づいたシステムであり、それに
よれば適当なつかみ用具［端部作動体（ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｏｒ）］を与える
ことにより、スライスの前面に向けてろ過された不活性ガスを吹きつけることに
よって、水平位置においてスライスの重量に打ち勝ってスライスを浮遊させて（
ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）保つのに十分なスライスに対する誘因効果を創り出すこと
が可能である。
【００１４】 しかしながら、スライスの縁と用具のいくらかの固定された点との偶然の接触
は必ず起こる。何故ならば、支持体、従って摩擦の不存在下では、つかみ用具の
下にスライスを固定するためのいくらかの固定された点を有することが必要であ
るからである。しかしこのことは特にネガティブではない。
は必ず起こる。何故ならば、支持体、従って摩擦の不存在下では、つかみ用具の
下にスライスを固定するためのいくらかの固定された点を有することが必要であ
るからである。しかしこのことは特にネガティブではない。
【００１５】 取り出し期間中、その内側にスライスが着座しているキャビテイからスライス
を上昇させるために、それ自身の重量に加えて、キャビテイとスライスとの間に
形成される僅かな真空にも打ち勝つことが必要である。これはベルヌーイ効果だ
けによっては可能ではないので、例えばスライスの下のキャビテイに形成される
小さなチャンネルのネットワークによってこの真空の形成を回避することが必要
である。この技術は優れているが、誘導加熱反応器よりもランプ加熱反応器によ
り良く適している。何故ならば、サセプタのグラファイト塊における非伝導性チ
ャンネルの存在はスライスの加熱の均一性に不利に影響するからである。更に、
この技術はバッチ型の反応器と特に適合性ではない。何故ならば、不活性ガスの
流れは取り扱い期間中スライスの前面を清浄に保つのを助けるけれども、特に取
り扱いがサセプタの付近で行われる場合には、ガスの流れが運動して存在するい
かなるダスト粒子も移動させるので、隣接したスライスにとってそれは多分有害
であるからである。
を上昇させるために、それ自身の重量に加えて、キャビテイとスライスとの間に
形成される僅かな真空にも打ち勝つことが必要である。これはベルヌーイ効果だ
けによっては可能ではないので、例えばスライスの下のキャビテイに形成される
小さなチャンネルのネットワークによってこの真空の形成を回避することが必要
である。この技術は優れているが、誘導加熱反応器よりもランプ加熱反応器によ
り良く適している。何故ならば、サセプタのグラファイト塊における非伝導性チ
ャンネルの存在はスライスの加熱の均一性に不利に影響するからである。更に、
この技術はバッチ型の反応器と特に適合性ではない。何故ならば、不活性ガスの
流れは取り扱い期間中スライスの前面を清浄に保つのを助けるけれども、特に取
り扱いがサセプタの付近で行われる場合には、ガスの流れが運動して存在するい
かなるダスト粒子も移動させるので、隣接したスライスにとってそれは多分有害
であるからである。
【００１６】 他のシステムは背面からスライスを取り扱うことにあるが、スライスがカセッ
トの内側にあるときスライスの背面はアクセス可能であるが、スライスがサセプ
タ上に位置しているときはもはやそうではないという問題がある。この欠点を克
服するために、サセプタに貫通穴を形成しそして必要ならば該穴を通る小さな支
持体によってスライスを上昇させることが可能であり、該支持体は上向きに運動
して上昇を行いそして下向きに運動してサセプタにおけるスライスの着座を可能
とすることができる。実際、供給サイクル期間中、支持体を上昇させそしてスラ
イスをそれらの上に載せる。次いで支持体を降下させそしてスライスをサセプタ
上の対応する座に置かせる。取り出しサイクル期間中、支持体をスライスと共に
上昇させ、次いで適当な材料から作られた舌状体又はつかみ用具（端部作動体）
をスライスの下に導入しそしてスライスを取り出す。より大きな安定性が必要な
らば、スライスとつかみ用具との間に僅かな真空を加えることによりスライスに
ブレーキをかけることが可能である。しかしながら、この技術は、有効ではある
けれども、実際にはランプ加熱型の反応器に正当に適用できるだけであり、誘導
加熱反応器には多分許容できない。何故ならば、サセプタのグラファイトに形成
される穴が不均一な電流、従って不均一な加熱をもたらすからである。
トの内側にあるときスライスの背面はアクセス可能であるが、スライスがサセプ
タ上に位置しているときはもはやそうではないという問題がある。この欠点を克
服するために、サセプタに貫通穴を形成しそして必要ならば該穴を通る小さな支
持体によってスライスを上昇させることが可能であり、該支持体は上向きに運動
して上昇を行いそして下向きに運動してサセプタにおけるスライスの着座を可能
とすることができる。実際、供給サイクル期間中、支持体を上昇させそしてスラ
イスをそれらの上に載せる。次いで支持体を降下させそしてスライスをサセプタ
上の対応する座に置かせる。取り出しサイクル期間中、支持体をスライスと共に
上昇させ、次いで適当な材料から作られた舌状体又はつかみ用具（端部作動体）
をスライスの下に導入しそしてスライスを取り出す。より大きな安定性が必要な
らば、スライスとつかみ用具との間に僅かな真空を加えることによりスライスに
ブレーキをかけることが可能である。しかしながら、この技術は、有効ではある
けれども、実際にはランプ加熱型の反応器に正当に適用できるだけであり、誘導
加熱反応器には多分許容できない。何故ならば、サセプタのグラファイトに形成
される穴が不均一な電流、従って不均一な加熱をもたらすからである。
【００１７】 他の知られているシステムは、機械的つかみ具の如き可動つかみシステムを使
用してスライスをその外径又は縁に沿って２つ又はそれより多くの点でつかむこ
とを可能とするシステムである。しかしながら、このシステムは容易に実現する
ことはできない。何故ならば、それは誘導加熱システムに全然適合性ではないサ
セプタの１つ又は複数のキャビテイの特殊な機械加工を必要とするからである。
最後に、既に述べた如く、スライスの前面とのいかなる直接の接触も許容できな
い。
用してスライスをその外径又は縁に沿って２つ又はそれより多くの点でつかむこ
とを可能とするシステムである。しかしながら、このシステムは容易に実現する
ことはできない。何故ならば、それは誘導加熱システムに全然適合性ではないサ
セプタの１つ又は複数のキャビテイの特殊な機械加工を必要とするからである。
最後に、既に述べた如く、スライスの前面とのいかなる直接の接触も許容できな
い。
【００１８】 しかしながら、その外側リムにおける１つ又はそれより多くの区域に接触を限
定して、前面からのスライスのつかみを行うことができるシステムが存在する。
スライスはスライスとつかみ用具との間に形成された室によって真空システムに
より保持される。しかしながら、この場合に、上昇力はスライスの外側リムとの
接触の表面区域に限定され、そしてスライスとつかみ用具と間の位置決めの最も
僅かな誤差ですらそれぞれ、より小さな又はより大きな接触表面積をもたらし、
これはスライスのつかみの不足又は用具とスライスとの直接の接触による欠陥の
増加の危険を伴う。結論として、このシステムは用具とスライスの前面との間の
過度に大きい接触表面積により最適の性質ではない。
定して、前面からのスライスのつかみを行うことができるシステムが存在する。
スライスはスライスとつかみ用具との間に形成された室によって真空システムに
より保持される。しかしながら、この場合に、上昇力はスライスの外側リムとの
接触の表面区域に限定され、そしてスライスとつかみ用具と間の位置決めの最も
僅かな誤差ですらそれぞれ、より小さな又はより大きな接触表面積をもたらし、
これはスライスのつかみの不足又は用具とスライスとの直接の接触による欠陥の
増加の危険を伴う。結論として、このシステムは用具とスライスの前面との間の
過度に大きい接触表面積により最適の性質ではない。
【００１９】 本発明の目的は、平坦なディスク形状サセプタを備えそして基板に平行なガス
流を有するエピタキシャル反応器を包含する国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９
に記載のエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器に半導体スライスを
供給しそしてエピタキシャル反応器から半導体スライスを取り出すための改良さ
れた自動化可能な装置を提供することである。
流を有するエピタキシャル反応器を包含する国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９
に記載のエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器に半導体スライスを
供給しそしてエピタキシャル反応器から半導体スライスを取り出すための改良さ
れた自動化可能な装置を提供することである。
【００２０】 簡単に言うと、反応器及び関連した装置の操作は下記の段階： ＊反応器の内側で成長させるべきスライスを含むラック又はカセットを位置決
めすること、 ＊以下により詳細に記載するとおり、反応室の内側にスライスを移動させる、
製品の供給、 ＊反応室の内側での短い水素パージング、 ＊サセプタ及びスライスを適当な温度とするように加熱すること、 ＊適切な明細により要求される処理サイクル、 ＊取り出し段階に適合性の温度に冷却すること、及び ＊以下に更に詳細に記載するとおり、成長したスライスの取り出し及びカセッ
トへの返送を含んでなる。
めすること、 ＊以下により詳細に記載するとおり、反応室の内側にスライスを移動させる、
製品の供給、 ＊反応室の内側での短い水素パージング、 ＊サセプタ及びスライスを適当な温度とするように加熱すること、 ＊適切な明細により要求される処理サイクル、 ＊取り出し段階に適合性の温度に冷却すること、及び ＊以下に更に詳細に記載するとおり、成長したスライスの取り出し及びカセッ
トへの返送を含んでなる。
【００２１】 供給及び取り出し段階はつかみ用具を形成する材料に適合性の温度で行われる
。
。
【００２２】 各成長サイクルの後に他の成長サイクル又はいわゆるエッチングサイクルが続
き、それにおいてスライスは供給されずそして下記の操作が行われる。
き、それにおいてスライスは供給されずそして下記の操作が行われる。
【００２３】 ＊反応室での水素による短いパージング、 ＊サセプタを適当なエッチング温度に上昇させるように加熱すること、 ＊適切な明細により必要とされるエッチングサイクル及び ＊エッチング段階の後のスライスの供給に適合性の温度への冷却。
【００２４】 上記した国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９の主題を形成するエピタキシャル
反応器はいわゆる「パンケーキ型」であり、即ち、誘導加熱されるディスク形状
サセプタを有する型であり、そのため上記したシステムのどれも有効に使用する
ことはできない。
反応器はいわゆる「パンケーキ型」であり、即ち、誘導加熱されるディスク形状
サセプタを有する型であり、そのため上記したシステムのどれも有効に使用する
ことはできない。
【００２５】 上記した欠点を克服するために、 処理されるべきスライス及び既に処理されたスライスを含むカセットを受け入
れることを意図するいわゆるクリーンルームの近くの第１反応器ゾーンを具備し
、反応器のこの部分は、空気雰囲気中にあることができ、あるいは、処理される
べきスライスのシリコンの少なくとも周囲の温度での不活性ガスによるパージン
グのための室をもくろむことができる（窒素のような低コストの不活性ガスが空
気より望ましいことがある）ようにした解決方法が使用される。特に有効なガス
シールも不活性ガスによる長い洗浄も必要とされない空気雰囲気の最も簡単な場
合を以下に説明する。空気が使用される場合には、固体粒子（ダスト）をできる
かぎり含まない空気雰囲気を保つために、空気に対するいわゆるアブソリュート
フィルター（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｆｉｌｔｅｒ）のみが加えられる。更に、反応
器の同じ第１ゾーンがいつでも開くことができる２つのドアを備えていて、スラ
イスを含むカセットの取り出しを可能とし、その場合にドアの開きは不活性ガス
による特に長いパージング又は洗浄サイクルを必要としない。しかしながら、別
法として、スライスの処理が該スライスの局部的酸化による最も小さい欠陥すら
許容できなくする場合には、空気へのスライスの暴露及びその結果として該欠陥
を最小にするために、反応器の第１ゾーンはシールされたドア、並びにやはり空
気式抜き取りポンプ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）
及び不活性ガスの導入によるパージングのためのシステムを備えることができる
。スライスの取り扱いを制御する外部ロボットと呼ばれる第１ロボットが存在し
、その際スライスは背面から取り扱われる。何故ならば、商業的に入手可能な現
在のカセットはこの型の取り扱いを許容するように正確に構成されているからで
ある。やはり商業的に入手可能な外部ロボットのつかみ用具（ｇｒｉｐｐｉｎｇ
ｔｏｏｌ）は、ロボットにおいて利用可能な小さな真空源によってスライスを
所定の位置に押圧して保ちながら、スライスを輸送する。
れることを意図するいわゆるクリーンルームの近くの第１反応器ゾーンを具備し
、反応器のこの部分は、空気雰囲気中にあることができ、あるいは、処理される
べきスライスのシリコンの少なくとも周囲の温度での不活性ガスによるパージン
グのための室をもくろむことができる（窒素のような低コストの不活性ガスが空
気より望ましいことがある）ようにした解決方法が使用される。特に有効なガス
シールも不活性ガスによる長い洗浄も必要とされない空気雰囲気の最も簡単な場
合を以下に説明する。空気が使用される場合には、固体粒子（ダスト）をできる
かぎり含まない空気雰囲気を保つために、空気に対するいわゆるアブソリュート
フィルター（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｆｉｌｔｅｒ）のみが加えられる。更に、反応
器の同じ第１ゾーンがいつでも開くことができる２つのドアを備えていて、スラ
イスを含むカセットの取り出しを可能とし、その場合にドアの開きは不活性ガス
による特に長いパージング又は洗浄サイクルを必要としない。しかしながら、別
法として、スライスの処理が該スライスの局部的酸化による最も小さい欠陥すら
許容できなくする場合には、空気へのスライスの暴露及びその結果として該欠陥
を最小にするために、反応器の第１ゾーンはシールされたドア、並びにやはり空
気式抜き取りポンプ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）
及び不活性ガスの導入によるパージングのためのシステムを備えることができる
。スライスの取り扱いを制御する外部ロボットと呼ばれる第１ロボットが存在し
、その際スライスは背面から取り扱われる。何故ならば、商業的に入手可能な現
在のカセットはこの型の取り扱いを許容するように正確に構成されているからで
ある。やはり商業的に入手可能な外部ロボットのつかみ用具（ｇｒｉｐｐｉｎｇ
ｔｏｏｌ）は、ロボットにおいて利用可能な小さな真空源によってスライスを
所定の位置に押圧して保ちながら、スライスを輸送する。
【００２６】 上記の解決法の操作原理を以下に説明する。
【００２７】 供給（ｌｏａｄｉｎｇ）期間中、スライスは対応するカセットから取り出され
そして該外部ロボットの内側に構成されていてもよい整合及びセンタリングステ
ーションに配置される。カセット、整合及びセンタリングステーション並びに外
部ロボットは新規ではなくそして本発明の一部を形成しない。ここでは、スライ
スは所望の角度に配向されそしてその幾何学的中心の位置がその後の正確なつか
みを許容するように計算される。次いでスライスは、石英ディスクの頂部のパー
ジング室の内側に配置され、この石英ディスクは支持体として働きそして該外部
ロボットの商業的つかみ用具による取り扱いを許容するような形状である。石英
ディスクは取り出し期間中スライスの熱をより良好に消散させるようにスライス
に比べて相対的に大きな質量を有する。
そして該外部ロボットの内側に構成されていてもよい整合及びセンタリングステ
ーションに配置される。カセット、整合及びセンタリングステーション並びに外
部ロボットは新規ではなくそして本発明の一部を形成しない。ここでは、スライ
スは所望の角度に配向されそしてその幾何学的中心の位置がその後の正確なつか
みを許容するように計算される。次いでスライスは、石英ディスクの頂部のパー
ジング室の内側に配置され、この石英ディスクは支持体として働きそして該外部
ロボットの商業的つかみ用具による取り扱いを許容するような形状である。石英
ディスクは取り出し期間中スライスの熱をより良好に消散させるようにスライス
に比べて相対的に大きな質量を有する。
【００２８】 すべての痕跡量の空気を完全に除去するために、アクセスドアを閉じそしてパ
ージング室を不活性ガスで洗浄し、そして必要ならば、該パージング操作を促進
するために真空抜き取りサイクルにより洗浄を支援することができる。この点で
、本発明に従う内部ロボットが操作する室へのアクセスを与えるドアを開き、そ
の際該室は常に不活性ガス雰囲気中で操作され、そして保守操作中以外は、決し
て空気に暴露されない。
ージング室を不活性ガスで洗浄し、そして必要ならば、該パージング操作を促進
するために真空抜き取りサイクルにより洗浄を支援することができる。この点で
、本発明に従う内部ロボットが操作する室へのアクセスを与えるドアを開き、そ
の際該室は常に不活性ガス雰囲気中で操作され、そして保守操作中以外は、決し
て空気に暴露されない。
【００２９】 内部ロボットのつかみ用具又は手は本発明の一部を形成し、本発明はスライス
をそれらの縁による極めて限定された接触によって適当に取り扱うことを可能と
する。実際、各スライスは約１ｍｍを越えて延びている面取りされた部分又は縁
を有する。スライスの縁と接触するつかみ用具の部分は約１ｍｍを越えて延びて
いる縁の基部面取り部（ｓｏｌｅ ｃｈａｍｆｅｒ）に接触ゾーンを限定するよ
うな形状であり、そして石英の如き適当な材料から作られる。しかしながら、ス
ライスのこの部分は集積回路の製造には有用ではなく、従ってこの解決法は最終
製品の品質に対して損傷を与えない。更に、つかみ用具又は手は２つの機能、即
ち、 第１は反応室の内側のサセプタの位置に達するようにロボットロアームを延ば
す機能であり、 第２は該スライスの上昇を伴う操作期間中に用具又は手と使用されるスライス
とのある程度の自己水平化（ｓｅｌｆ−ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ）を、関節接合（ａ
ｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）により又はアームの柔軟性を利用することにより達成
する機能である、 有する構造的管によって内部ロボットのアームに接続されている。
をそれらの縁による極めて限定された接触によって適当に取り扱うことを可能と
する。実際、各スライスは約１ｍｍを越えて延びている面取りされた部分又は縁
を有する。スライスの縁と接触するつかみ用具の部分は約１ｍｍを越えて延びて
いる縁の基部面取り部（ｓｏｌｅ ｃｈａｍｆｅｒ）に接触ゾーンを限定するよ
うな形状であり、そして石英の如き適当な材料から作られる。しかしながら、ス
ライスのこの部分は集積回路の製造には有用ではなく、従ってこの解決法は最終
製品の品質に対して損傷を与えない。更に、つかみ用具又は手は２つの機能、即
ち、 第１は反応室の内側のサセプタの位置に達するようにロボットロアームを延ば
す機能であり、 第２は該スライスの上昇を伴う操作期間中に用具又は手と使用されるスライス
とのある程度の自己水平化（ｓｅｌｆ−ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ）を、関節接合（ａ
ｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）により又はアームの柔軟性を利用することにより達成
する機能である、 有する構造的管によって内部ロボットのアームに接続されている。
【００３０】 スライスの上昇は専用の空気式機械により得られる或る真空により保証される
。真空は一連の穴によってスライスに伝達され、該一連の穴はつかみ用具の周に
沿って分布しておりそしてスライスの周囲のゾーン（ｒｏｕｎｄ ｚｏｎｅ）に
集中しており、そして、各スライスの同定又は配向のために使用される平坦なゾ
ーン又は凹んだノッチゾーンには存在せず、その場合に１５０ｍｍまでの直径を
有するスライスでは平坦なゾーンが好ましく、これに対してより大きい直径のス
ライスの場合には、凹んだノッチゾーンが好ましい。スライスの形状におけるす
べての不規則性は真空の効果の局部的減少を引き起こすので、本発明に従えば、
つかみ用具における適当に計算された濃度の吸引穴によりこの減少を相殺するこ
とが必要である。
。真空は一連の穴によってスライスに伝達され、該一連の穴はつかみ用具の周に
沿って分布しておりそしてスライスの周囲のゾーン（ｒｏｕｎｄ ｚｏｎｅ）に
集中しており、そして、各スライスの同定又は配向のために使用される平坦なゾ
ーン又は凹んだノッチゾーンには存在せず、その場合に１５０ｍｍまでの直径を
有するスライスでは平坦なゾーンが好ましく、これに対してより大きい直径のス
ライスの場合には、凹んだノッチゾーンが好ましい。スライスの形状におけるす
べての不規則性は真空の効果の局部的減少を引き起こすので、本発明に従えば、
つかみ用具における適当に計算された濃度の吸引穴によりこの減少を相殺するこ
とが必要である。
【００３１】 供給期間中、サセプタは回転しそしてそれ自体知られている基準システムによ
って供給されるべきキャビテイを正確に位置決めする。この位置決めはそれ自体
既知の光学システムによって行うことができる。次いで、スライスは反応室に導
入されそしてサセプタの適当なキャビテイの上に位置づけられる。内部ロボット
は僅かに下向きに移動し、スライスをキャビテイと接触させ、そして真空が除去
されるとき、該キャビテイ上に供給されるスライスを放出する。供給段階はサセ
プタに存在するすべてのキャビテイが占拠されるまで繰り返される。次いでスラ
イスのスケジュール化された処理が開始される。
って供給されるべきキャビテイを正確に位置決めする。この位置決めはそれ自体
既知の光学システムによって行うことができる。次いで、スライスは反応室に導
入されそしてサセプタの適当なキャビテイの上に位置づけられる。内部ロボット
は僅かに下向きに移動し、スライスをキャビテイと接触させ、そして真空が除去
されるとき、該キャビテイ上に供給されるスライスを放出する。供給段階はサセ
プタに存在するすべてのキャビテイが占拠されるまで繰り返される。次いでスラ
イスのスケジュール化された処理が開始される。
【００３２】 すべての光学システムの中から、レーザーエミッターと問題のサセプタとの間
の距離を測定して、該距離に比例したアナログ信号を発生するレーザーテレメー
ターシステムを使用することが可能である。例えば、レーザーテレメーターは、
走査アルゴリズムによるサセプタの平行な位置決め及びそれ自体知られている機
械的手段（例えばマイクロメーターねじ）によるその後の訂正における欠陥を排
除するのを助ける。この平行な位置決めはスライス上へのエピタキシャルデポジ
ッションの均一性を保証するのに必須である。
の距離を測定して、該距離に比例したアナログ信号を発生するレーザーテレメー
ターシステムを使用することが可能である。例えば、レーザーテレメーターは、
走査アルゴリズムによるサセプタの平行な位置決め及びそれ自体知られている機
械的手段（例えばマイクロメーターねじ）によるその後の訂正における欠陥を排
除するのを助ける。この平行な位置決めはスライス上へのエピタキシャルデポジ
ッションの均一性を保証するのに必須である。
【００３３】 スライスのスケジュール化された処理が終わると、サセプタからスライスを取
り出すことが必要である。これを行うために、サセプタが反応室からのスライス
の損傷なしの抜き出しを許容する適当な温度に達するのを待った後、該内部ロボ
ットを再び使用することが必要であり、該内部ロボットは各スライスをサセプタ
の対応するキャビテイから取り出し、そしてそれをパージング室の内側に輸送し
、そこでスライスは石英ディスク上に置かれ、石英ディスクはその大きな質量に
よりスライスを冷却する。十分な冷却の後、スライスは反応器の第１ゾーンに配
置されたカセットの１つの座に外部ロボットにより移送される。
り出すことが必要である。これを行うために、サセプタが反応室からのスライス
の損傷なしの抜き出しを許容する適当な温度に達するのを待った後、該内部ロボ
ットを再び使用することが必要であり、該内部ロボットは各スライスをサセプタ
の対応するキャビテイから取り出し、そしてそれをパージング室の内側に輸送し
、そこでスライスは石英ディスク上に置かれ、石英ディスクはその大きな質量に
よりスライスを冷却する。十分な冷却の後、スライスは反応器の第１ゾーンに配
置されたカセットの１つの座に外部ロボットにより移送される。
【００３４】 上記した方法を実施する本発明は、 反応室と、 半導体材料の基板又はスライスを取り扱うための内部ロボットと、 内部ロボットを収容するシールされた室と、 スライスを清浄化雰囲気に通すためのパージング室と、 半導体材料のスライスを積み重ねられた配列で収容するカセットを含む貯蔵ゾ
ーンと、 スライスを該貯蔵ゾーンから内部ロボットに移送するための外部ロボット、 を具備する半導体材料のスライスの如きエピタキシャル装置又は反応器において
製造される材料の基板を取り扱うための装置であって、 内部ロボットのつかみ手段は少なくとも１つの関節で接合されたアーム（ａｒ
ｔｉｃｕｌａｔｅｄ ａｒｍ）を具備し、該アームは、反応室に挿入することが
でき、そしてパージング室から半導体材料のスライスを取り出しそしてそれをシ
ールされた室に通した後反応室のディスク形状サセプタのキャビテイ内に置かれ
るように輸送しそして逆にキャビテイからパージング室に輸送するためのつかみ
用具又は手（ｈａｎｄ）で終わっており、該手は周ゾーン又は面取りされた縁に
沿ってスライスに接触し、そして該手は真空効果によってスライスをつかみそし
てそれをディスク形状サセプタ上に置き、その際最初に一側で対応するキャビテ
イに接触し、次いでそれと完全に接触し、そして逆にスライスを反応室からパー
ジング室に輸送するときは、真空効果によりスライスをつかみ、スライスをサセ
プタのキャビテイから取り外し、その際スライスを最初に一側で上昇させ、次い
でスライスを完全に取り外し、そして最後にスライスをパージング室に入られた
支持ディスク上に置くようになっていることを特徴とする装置にある。
ーンと、 スライスを該貯蔵ゾーンから内部ロボットに移送するための外部ロボット、 を具備する半導体材料のスライスの如きエピタキシャル装置又は反応器において
製造される材料の基板を取り扱うための装置であって、 内部ロボットのつかみ手段は少なくとも１つの関節で接合されたアーム（ａｒ
ｔｉｃｕｌａｔｅｄ ａｒｍ）を具備し、該アームは、反応室に挿入することが
でき、そしてパージング室から半導体材料のスライスを取り出しそしてそれをシ
ールされた室に通した後反応室のディスク形状サセプタのキャビテイ内に置かれ
るように輸送しそして逆にキャビテイからパージング室に輸送するためのつかみ
用具又は手（ｈａｎｄ）で終わっており、該手は周ゾーン又は面取りされた縁に
沿ってスライスに接触し、そして該手は真空効果によってスライスをつかみそし
てそれをディスク形状サセプタ上に置き、その際最初に一側で対応するキャビテ
イに接触し、次いでそれと完全に接触し、そして逆にスライスを反応室からパー
ジング室に輸送するときは、真空効果によりスライスをつかみ、スライスをサセ
プタのキャビテイから取り外し、その際スライスを最初に一側で上昇させ、次い
でスライスを完全に取り外し、そして最後にスライスをパージング室に入られた
支持ディスク上に置くようになっていることを特徴とする装置にある。
【００３５】 特にアームは管状且つ中空であり、一側で柔軟性管によって真空源に接続され
ており、そして他の側で手の内側に形成された円形キャビテイに接続されて、該
手の底部側と該手の下に存在するスライスとの間に真空を加えるようになってい
る。
ており、そして他の側で手の内側に形成された円形キャビテイに接続されて、該
手の底部側と該手の下に存在するスライスとの間に真空を加えるようになってい
る。
【００３６】 好ましくは、関節接合手段（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ）が中空
管状アームと内部ロボットの関節で接合されたアームとの間に配置され、該手段
は中空管状アームを昇降させて、該手を関節で接合されたアームにより規定され
た面より上及び下に運ぶようになっている。
管状アームと内部ロボットの関節で接合されたアームとの間に配置され、該手段
は中空管状アームを昇降させて、該手を関節で接合されたアームにより規定され
た面より上及び下に運ぶようになっている。
【００３７】 更に、関節接合手段が中空管状アームと内部ロボットの関節で接合されたアー
ムとの間に配置されており、該手段は中空管状アームのその長手方向軸線のまわ
りの回転も可能とする。
ムとの間に配置されており、該手段は中空管状アームのその長手方向軸線のまわ
りの回転も可能とする。
【００３８】 好ましくは、関節接合手段は、関節で接合されたアームに固定されている支持
ベアリングを含んでなり、そして関節接合手段がそのまわりに回転する回転ピン
と、関節で接合されたアームの面に対する該手の上昇及び降下の許容された高さ
を固定するための調節ネジを担持し、それにより該手はディスク形状サセプタ上
に半径方向において前部でのみ、後部でのみ又は完全に該サセプタと水平で（ｌ
ｅｖｅｌ）載ることができる。
ベアリングを含んでなり、そして関節接合手段がそのまわりに回転する回転ピン
と、関節で接合されたアームの面に対する該手の上昇及び降下の許容された高さ
を固定するための調節ネジを担持し、それにより該手はディスク形状サセプタ上
に半径方向において前部でのみ、後部でのみ又は完全に該サセプタと水平で（ｌ
ｅｖｅｌ）載ることができる。
【００３９】 更に、関節接合手段は、中空管状アームのまわりに、ディスク形状サセプタの
半径に垂直な方向における該手の整合を可能とするための抗摩擦ブッシユも具備
する。
半径に垂直な方向における該手の整合を可能とするための抗摩擦ブッシユも具備
する。
【００４０】 更に好ましくは、該手は取り扱われるべきスライスの直径より大きい直径を有
するディスクの形態にあり、そして該スライスの外周リムとのみ係合する凹んだ
座（ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｓｅａｔ）を備えた、スライスに面している底部部品（
ｂｏｔｔｏｍ ｐａｒｔ）を有する。
するディスクの形態にあり、そして該スライスの外周リムとのみ係合する凹んだ
座（ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｓｅａｔ）を備えた、スライスに面している底部部品（
ｂｏｔｔｏｍ ｐａｒｔ）を有する。
【００４１】 更に、スライスの周リムは上部表面を該スライスの側部表面に接続する面取り
された領域として形成される。
された領域として形成される。
【００４２】 好ましくは、座は手の底部部品に存在し、そしてスライスと手との間に真空を
加えるように中空管状アームに接続されている該手の内側の室に接続された複数
の周穴（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｈｏｌｅｓ）を備えている。
加えるように中空管状アームに接続されている該手の内側の室に接続された複数
の周穴（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｈｏｌｅｓ）を備えている。
【００４３】 最も好ましくは、周穴は主として真空の最も大きい損失が想像されるところに
集中している。
集中している。
【００４４】 特定の態様では、レーザーテレメーターを使用してレーザーエミッターと問題
の反応室のディスク形状サセプタとの間の距離を測定して、該距離に比例したア
ナログ信号を発生し、該テレメーターはサセプタの水平配列（ｌｅｖｅｌ ａｒ
ｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の欠陥及びサセプタと反応室の平行な位置決めの欠陥を検
出する。
の反応室のディスク形状サセプタとの間の距離を測定して、該距離に比例したア
ナログ信号を発生し、該テレメーターはサセプタの水平配列（ｌｅｖｅｌ ａｒ
ｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の欠陥及びサセプタと反応室の平行な位置決めの欠陥を検
出する。
【００４５】 更に、サセプタの外側リムに形成されたノッチは角度基準点（ａｎｇｕｌａｒ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ）として使用され、角度基準点はレーザーテ
レメーターにより検出することができ、そしてスライスのためのキャビテイはこ
のノッチから出発しているとみなされる。
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ）として使用され、角度基準点はレーザーテ
レメーターにより検出することができ、そしてスライスのためのキャビテイはこ
のノッチから出発しているとみなされる。
【００４６】 本発明に従えば、上記した装置の手によって反応室に存在するディスク形状サ
セプタの座にスライスを配置するための方法であって、真空によって該手に付着
させられるスライスは、上昇した位置で反応室に入り、ディスク形状サセプタの
キャビテイの１つの上に輸送され、該キャビテイ上に配置されるように降下させ
られ、その際最初は半径方向内側の点でキャビテイに接触するように前方に傾斜
しており次いでその全体の表面と接触し、次いでスライスを手に付着させた保つ
真空の除去の後、再び降下させられて手をスライスから取り外し、次いで手は再
び上昇させられてスライスから完全に取り外され、そして最後に後退させられて
反応室を去ることを特徴とする方法も提供される。
セプタの座にスライスを配置するための方法であって、真空によって該手に付着
させられるスライスは、上昇した位置で反応室に入り、ディスク形状サセプタの
キャビテイの１つの上に輸送され、該キャビテイ上に配置されるように降下させ
られ、その際最初は半径方向内側の点でキャビテイに接触するように前方に傾斜
しており次いでその全体の表面と接触し、次いでスライスを手に付着させた保つ
真空の除去の後、再び降下させられて手をスライスから取り外し、次いで手は再
び上昇させられてスライスから完全に取り外され、そして最後に後退させられて
反応室を去ることを特徴とする方法も提供される。
【００４７】 別法として、上記した装置の手によって反応室に存在するディスク形状サセプ
タの座からスライスを取り出すための方法は、該手が、上昇した位置で反応室に
入り、ディスク形状サセプタのキャビテイの１つに収容されたスライスの上に輸
送され、最初にスライスの半径方向内側の点で、次いでスライスの全体の周にわ
たり該手がスライスに接触するまで降下させられ、次いで全周にわたりスライス
に接触した後、真空を加えてスライスをその縁で手に付着させ、次いで再び上向
きに移動し初めて、最初はスライスの半径方向外側の点で、次いでスライスの全
体の表面にわたりスライスをキャビテイから取り外し、そして最後にスライスが
サセプタのキャビテイから完全に上昇した後、スライスを反応室の外側に輸送す
ることを特徴とする。
タの座からスライスを取り出すための方法は、該手が、上昇した位置で反応室に
入り、ディスク形状サセプタのキャビテイの１つに収容されたスライスの上に輸
送され、最初にスライスの半径方向内側の点で、次いでスライスの全体の周にわ
たり該手がスライスに接触するまで降下させられ、次いで全周にわたりスライス
に接触した後、真空を加えてスライスをその縁で手に付着させ、次いで再び上向
きに移動し初めて、最初はスライスの半径方向外側の点で、次いでスライスの全
体の表面にわたりスライスをキャビテイから取り外し、そして最後にスライスが
サセプタのキャビテイから完全に上昇した後、スライスを反応室の外側に輸送す
ることを特徴とする。
【００４８】 本発明の特徴はその最初の部分の特許請求の範囲に記載されている。しかしな
がら、他の特徴及び利点が非限定的例として与えられる本発明の態様の例の下記
の詳細な説明から明らかになるであろう。
がら、他の特徴及び利点が非限定的例として与えられる本発明の態様の例の下記
の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００４９】 半導体材料のスライス２４a-eを該スライス２４a-eを受け入れるための寸法を
有するキャビテイ２８a-eを備えたディスク形状サセプタ２６上に置くため及び
／又はディスク形状サセプタ２６から取り出すためのいくつかのロボットにより
作動される反応室２２を含んでなるエピタキシャル反応器２０を示すすべての図
１を考察しよう。
有するキャビテイ２８a-eを備えたディスク形状サセプタ２６上に置くため及び
／又はディスク形状サセプタ２６から取り出すためのいくつかのロボットにより
作動される反応室２２を含んでなるエピタキシャル反応器２０を示すすべての図
１を考察しよう。
【００５０】 スライス２４a-eは手動で操作されることなく反応室２２に存在するディスク
２６のキャビテイ２８a-e内に配置されそしてキャビテイ２８a-eから取り出され
なければならないので、この目的で、いわゆる内部ロボット３０が設けられてお
り、該ロボット３０は本発明の主題を形成するつかみ用具又は手７０で終わる管
状アーム６４を具備し、そしていわゆる外部ロボット３２が設けられている。内
部ロボット３０は反応室２２とパージング室３４との間に位置したままであり、
これらはスライスのための第１ゾーン又は貯蔵ゾーン３６と内部ロボット３０と
の間を進む及び逆に内部ロボット３０から第１貯蔵ゾーン３６へと進むスライス
２４a-eを処理する機能を有する。
２６のキャビテイ２８a-e内に配置されそしてキャビテイ２８a-eから取り出され
なければならないので、この目的で、いわゆる内部ロボット３０が設けられてお
り、該ロボット３０は本発明の主題を形成するつかみ用具又は手７０で終わる管
状アーム６４を具備し、そしていわゆる外部ロボット３２が設けられている。内
部ロボット３０は反応室２２とパージング室３４との間に位置したままであり、
これらはスライスのための第１ゾーン又は貯蔵ゾーン３６と内部ロボット３０と
の間を進む及び逆に内部ロボット３０から第１貯蔵ゾーン３６へと進むスライス
２４a-eを処理する機能を有する。
【００５１】 貯蔵ゾーン３６は２つのカセット３８及び４０を備えており、該カセットは、
反応室２２において処理を受けるべき半導体材料のスライスを入れる機能又は反
応室２２で処理を受けた半導体材料のスライスを入れる機能を有する。更に、貯
蔵ゾーン３６は真空型のつかみ手段４４で終わる関節で接合されたアーム４２を
含み、該つかみ手段４４はカセット３８からパージング室３４への及び逆にパー
ジング室３４からカセット４０へのスライス２４の輸送を保証する機能を有して
いる。関節で接合されたアーム４２はそれ自体既知である。
反応室２２において処理を受けるべき半導体材料のスライスを入れる機能又は反
応室２２で処理を受けた半導体材料のスライスを入れる機能を有する。更に、貯
蔵ゾーン３６は真空型のつかみ手段４４で終わる関節で接合されたアーム４２を
含み、該つかみ手段４４はカセット３８からパージング室３４への及び逆にパー
ジング室３４からカセット４０へのスライス２４の輸送を保証する機能を有して
いる。関節で接合されたアーム４２はそれ自体既知である。
【００５２】 パージング室３４はギロチンドアの如き迅速作用型の第１の密封シールされた
（ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｅａｌｅｄ）ドア５０と、ドア５０と同じ型の
第２の密封シールされたドア５２と、該パージング室３４に進むスライス２４を
支持するためのディスク５４を具備する。好ましくは、ディスク５４は良好な耐
摩耗性及び実質的にゼロの汚染を保証するように石英から作られそして、スライ
ス２４を置き又は取り出すためにパージング室３４につかみ手段４４が入るとき
つかみ手段４４を受け入れるための凹部５５を備えている。ディスク５４は、冷
却段階においてスライスの熱をより良好に消散させるために、スライスと比較し
て相対的に大きい質量を有する。パージング室３４は、スライス２４が、空気又
は窒素の如き他の簡単な不活性ガスであることができる貯蔵ゾーン３６の実質的
にダストのない雰囲気から主として水素からなる反応室２２の雰囲気に進むため
及び逆に本質的に水素からなる反応室２２の雰囲気から貯蔵ゾーン２６の雰囲気
に進むための準備をする機能を有する。何故ならば、水素と反応するガスを反応
室に導入すること及び水素及びＣＶＤ操作期間中反応室で形成されそして例えば
ＨＣｌの如き毒性又は刺激性のものでありうるガスを大気に放出することを回避
することが望ましいからである。
（ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｅａｌｅｄ）ドア５０と、ドア５０と同じ型の
第２の密封シールされたドア５２と、該パージング室３４に進むスライス２４を
支持するためのディスク５４を具備する。好ましくは、ディスク５４は良好な耐
摩耗性及び実質的にゼロの汚染を保証するように石英から作られそして、スライ
ス２４を置き又は取り出すためにパージング室３４につかみ手段４４が入るとき
つかみ手段４４を受け入れるための凹部５５を備えている。ディスク５４は、冷
却段階においてスライスの熱をより良好に消散させるために、スライスと比較し
て相対的に大きい質量を有する。パージング室３４は、スライス２４が、空気又
は窒素の如き他の簡単な不活性ガスであることができる貯蔵ゾーン３６の実質的
にダストのない雰囲気から主として水素からなる反応室２２の雰囲気に進むため
及び逆に本質的に水素からなる反応室２２の雰囲気から貯蔵ゾーン２６の雰囲気
に進むための準備をする機能を有する。何故ならば、水素と反応するガスを反応
室に導入すること及び水素及びＣＶＤ操作期間中反応室で形成されそして例えば
ＨＣｌの如き毒性又は刺激性のものでありうるガスを大気に放出することを回避
することが望ましいからである。
【００５３】 内部ロボット３０は、パージング室３４と連通している密封シールされたドア
５２の外に、反応室２２と連通している他の密封シールされたドア５７も備えた
シールされた室５６内に入れられており、そして関節で接合されたアーム５８を
具備し、該アームはその外側端部につかみ及び輸送手段６０を有し、これは図２
〜４で詳細に説明されそしてスライス２４をパージング室３４から反応室２２に
及びその逆に輸送する機能を有する。
５２の外に、反応室２２と連通している他の密封シールされたドア５７も備えた
シールされた室５６内に入れられており、そして関節で接合されたアーム５８を
具備し、該アームはその外側端部につかみ及び輸送手段６０を有し、これは図２
〜４で詳細に説明されそしてスライス２４をパージング室３４から反応室２２に
及びその逆に輸送する機能を有する。
【００５４】 図２〜４を考察すると、本発明に従うつかみ及び輸送手段６０は、関節で接合
されたアーム５８に接続されている関節接合手段６２、真空源として空気圧機械
（示されていない）に接続されている柔軟性管６８（図１で見られる）への接続
のための接続ピース６６を備えた管状アーム６４からなる。管状アーム６４は関
節接合手段６２から遠いその端部でつかみ用具又は手７０に接続されており、該
つかみ用具又は手７０はパージング室３４に存在するスライス支持ディスク５４
からディスク形状サセプタ２６への及び逆にサセプタ２６から支持ディスク２４
へのスライス２４の輸送期間中スライス２４を保持する機能を有する。
されたアーム５８に接続されている関節接合手段６２、真空源として空気圧機械
（示されていない）に接続されている柔軟性管６８（図１で見られる）への接続
のための接続ピース６６を備えた管状アーム６４からなる。管状アーム６４は関
節接合手段６２から遠いその端部でつかみ用具又は手７０に接続されており、該
つかみ用具又は手７０はパージング室３４に存在するスライス支持ディスク５４
からディスク形状サセプタ２６への及び逆にサセプタ２６から支持ディスク２４
へのスライス２４の輸送期間中スライス２４を保持する機能を有する。
【００５５】 手７０は円形リムの形態にありそして互いに結合された２つの部品７２及び７
４により形成される。頂部部品７２は管状アーム６４に接続されたクランプ７８
に取り付ける（ｓｅｃｕｒｅ）ためのテールピース７６を備えており、そして底
部部品７４のテールピース８０と一緒になって管状アーム６４と連通しているダ
クト８２を形成する。底部部品７４は円形キャビテイ８４を備え、円形キャビテ
イ８４はダクト８２と連通しておりそしてスライス２４の方に向けられたその側
を通る小さな穴８６a-mと連通して入る。更に、この底部部品７４は、スライス
に対してなされるべき処理のための有用な機能を有していないとみなされるスラ
イス２４の限定された縁部分２５とのみ接触する。
４により形成される。頂部部品７２は管状アーム６４に接続されたクランプ７８
に取り付ける（ｓｅｃｕｒｅ）ためのテールピース７６を備えており、そして底
部部品７４のテールピース８０と一緒になって管状アーム６４と連通しているダ
クト８２を形成する。底部部品７４は円形キャビテイ８４を備え、円形キャビテ
イ８４はダクト８２と連通しておりそしてスライス２４の方に向けられたその側
を通る小さな穴８６a-mと連通して入る。更に、この底部部品７４は、スライス
に対してなされるべき処理のための有用な機能を有していないとみなされるスラ
イス２４の限定された縁部分２５とのみ接触する。
【００５６】 つかみ手段６０がサセプタディスク２６のキャビテイ２８の内側に半導体スラ
イス２４を置く手順を示す図５〜８を考察しよう。図２及び３に十分に示された
とおり、つかみ手段６０は、作動時に真空源と連通している柔軟性管６８に、管
状アーム６４及び接続ピース６６により接続されている手７０により形成される
。
イス２４を置く手順を示す図５〜８を考察しよう。図２及び３に十分に示された
とおり、つかみ手段６０は、作動時に真空源と連通している柔軟性管６８に、管
状アーム６４及び接続ピース６６により接続されている手７０により形成される
。
【００５７】 図５に示されたとおり、つかみ手段６０は反応室７２に入り、手７０に付着し
ている半導体スライス２４を輸送し、そこでスライス２４の手７０への付着は接
続ピース６６に加えられた真空（記号的には矢印９０により示される）により保
証される。反応室２２への入りは関節で接合されたアーム５８の前方移動を示す
第１の肉太矢印９２により記号的に示される。次いで、つかみ手段６０は該関節
で接合されたアーム５８の下向き移動を示す第２の肉太矢印９４により記号的に
示されたように、ディスク形状サセプタ２６の方に向けて下向きに移動し始める
。
ている半導体スライス２４を輸送し、そこでスライス２４の手７０への付着は接
続ピース６６に加えられた真空（記号的には矢印９０により示される）により保
証される。反応室２２への入りは関節で接合されたアーム５８の前方移動を示す
第１の肉太矢印９２により記号的に示される。次いで、つかみ手段６０は該関節
で接合されたアーム５８の下向き移動を示す第２の肉太矢印９４により記号的に
示されたように、ディスク形状サセプタ２６の方に向けて下向きに移動し始める
。
【００５８】 関節で接合されたアーム５８が手７０により保持されたスライス２４がディス
ク形状サセプタ２６上のキャビテイ２８に接触しないように持ち上げられている
かぎりは、手７０及びスライス２４の重量は、関節接合手段６２が、ピボットピ
ン９８のまわりに回転しそして調節ねじ１００により許容された点まで降下しな
がら、アーム５８の端部に存在するパッド９６上に載ることを引き起こす。アー
ム５８が、図６に見られるようにスライス２４の端部がサセプタ２６の内側の方
に位置したキャビテイ２８に接触する点まで下向きに移動すると、手７０の下向
き移動は止まり、そして図７に見られるとおり、スライス２４がキャビテイ２８
上に完全に載るまでねじ１００の上昇（ｒａｉｓｉｎｇ）の開始と共につかみ手
段６０はサセプタ２６に次第に平行に配向される。この点で、矢印９０により表
された真空が除去されて、スライス２４を手７０から外させる。その間に、スラ
イス２４が手７０から外される前に、セラミック材料又はテフロンの如き抗摩擦
材料から作られた２つのブッシュ６３及び６５は、図３に示された円形矢印６７
の方向に管状アーム６４を回転させて、キャビテイ２８の内側のスライス２４の
完全な水平化を許容し、それによりつかみ及び輸送手段６０に本発明の一部を形
成する自己水平化の特徴を与える。スライス２４がキャビテイ２８により十分に
支持されそしてキャビテイ２８の内側に水平化し、そして真空９０の不存在が該
スライスからの手７０の分離を引き起こすと、関節で接合されたアーム５８の更
なる下向き移動は、図８に示され得るとおり、スライス２４の内側からの手７０
の上昇をもたらす。
ク形状サセプタ２６上のキャビテイ２８に接触しないように持ち上げられている
かぎりは、手７０及びスライス２４の重量は、関節接合手段６２が、ピボットピ
ン９８のまわりに回転しそして調節ねじ１００により許容された点まで降下しな
がら、アーム５８の端部に存在するパッド９６上に載ることを引き起こす。アー
ム５８が、図６に見られるようにスライス２４の端部がサセプタ２６の内側の方
に位置したキャビテイ２８に接触する点まで下向きに移動すると、手７０の下向
き移動は止まり、そして図７に見られるとおり、スライス２４がキャビテイ２８
上に完全に載るまでねじ１００の上昇（ｒａｉｓｉｎｇ）の開始と共につかみ手
段６０はサセプタ２６に次第に平行に配向される。この点で、矢印９０により表
された真空が除去されて、スライス２４を手７０から外させる。その間に、スラ
イス２４が手７０から外される前に、セラミック材料又はテフロンの如き抗摩擦
材料から作られた２つのブッシュ６３及び６５は、図３に示された円形矢印６７
の方向に管状アーム６４を回転させて、キャビテイ２８の内側のスライス２４の
完全な水平化を許容し、それによりつかみ及び輸送手段６０に本発明の一部を形
成する自己水平化の特徴を与える。スライス２４がキャビテイ２８により十分に
支持されそしてキャビテイ２８の内側に水平化し、そして真空９０の不存在が該
スライスからの手７０の分離を引き起こすと、関節で接合されたアーム５８の更
なる下向き移動は、図８に示され得るとおり、スライス２４の内側からの手７０
の上昇をもたらす。
【００５９】 図９〜１２を検討すると、手７０がスライス２４からいかにして取り外されて
、スライス２４をサセプタ２６のキャビテイ２８の内側に完全に放出すること、
ができるかがわかる。実際、図９において、真空９０の該不存在は手７０をスラ
イス２４から実質的に取り外して保ちながら、アーム５８は、手７０が、手に加
えられる真空９０の不存在のためスライスから外れたままで、図１０に見られる
とおりスライス２４上に完全に載るまで、肉太矢印１０４の方向に上向きに移動
し始める。矢印１０４の方向における関節で接合されたアーム５８のその後の上
昇は図１１にみられるとおり外側における手７０の上昇を引き起こす。最後に、
アーム５８の更なる上昇はスライス２４から手７０を完全に取り外しそして上昇
させ、そして矢印１０６の方向のアーム５８の後退移動はつかみ及び輸送手段６
０を反応室２２（図１参照）の外側に運ぶ。
、スライス２４をサセプタ２６のキャビテイ２８の内側に完全に放出すること、
ができるかがわかる。実際、図９において、真空９０の該不存在は手７０をスラ
イス２４から実質的に取り外して保ちながら、アーム５８は、手７０が、手に加
えられる真空９０の不存在のためスライスから外れたままで、図１０に見られる
とおりスライス２４上に完全に載るまで、肉太矢印１０４の方向に上向きに移動
し始める。矢印１０４の方向における関節で接合されたアーム５８のその後の上
昇は図１１にみられるとおり外側における手７０の上昇を引き起こす。最後に、
アーム５８の更なる上昇はスライス２４から手７０を完全に取り外しそして上昇
させ、そして矢印１０６の方向のアーム５８の後退移動はつかみ及び輸送手段６
０を反応室２２（図１参照）の外側に運ぶ。
【００６０】 図１３〜１６はつかみ手段６０がサセプタ２６のキャビテイ内に着座したスラ
イス２４上の手７０の位置決めを引き起こす手順を示し、そして図１７〜２０は
サセプタ２６のキャビテイ２８からのスライス２４の上昇及び取り出しを示す。
イス２４上の手７０の位置決めを引き起こす手順を示し、そして図１７〜２０は
サセプタ２６のキャビテイ２８からのスライス２４の上昇及び取り出しを示す。
【００６１】 特に図１３〜１６を参照すると、関節で接合されたアーム５８は、矢印９２に
より示された前方移動により、手７０をスライス２４と整合させ、これに対して
矢印９４により示された降下移動により、手をスライスに向かって移動させるこ
とがわかる。図１４から分かるとおり、アーム５８の更なる降下は手７０を最初
にスライス２４の内側と接触させ、そして最後に、図１５に見られるとおり、ス
ライス全体と接触させる。ブッシュ６３及び６５は、管状アーム６４の軸線のま
わりの回転を許容することにより、手７０のスライス２４との完全な自己整合（
ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）も許容する。アーム５８は図１６に示されたと
おり、更に少し下向きに移動することができ、手７０のスライス２４の内側から
の確実な取り外しを引き起こすが、これは重要ではない。
より示された前方移動により、手７０をスライス２４と整合させ、これに対して
矢印９４により示された降下移動により、手をスライスに向かって移動させるこ
とがわかる。図１４から分かるとおり、アーム５８の更なる降下は手７０を最初
にスライス２４の内側と接触させ、そして最後に、図１５に見られるとおり、ス
ライス全体と接触させる。ブッシュ６３及び６５は、管状アーム６４の軸線のま
わりの回転を許容することにより、手７０のスライス２４との完全な自己整合（
ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）も許容する。アーム５８は図１６に示されたと
おり、更に少し下向きに移動することができ、手７０のスライス２４の内側から
の確実な取り外しを引き起こすが、これは重要ではない。
【００６２】 図１７を参照すると、矢印９０により示された真空を管状アーム６４に加えて
、最初にスライス２４の外側を手７０に付着させながら、矢印１０４により示さ
れたとおり、いかにして関節で接合されたアーム５８が再び上向きに移動し始め
るかをみることができる。次いで、図１８に示されたとおり、関節で接合された
アーム５８の更なる上昇は、真空９０がスライス２４を手７０にくっつけながら
（ａｔｔａｃｈｅｄ）、手７０をスライス２４に完全に付着させる（ａｄｈｅｒ
ｅｄ）。アーム５８のその後の更なる上昇は、ねじ１００がパッド９６上に載る
まで関節接合手段６２のそのピボットピン９８のまわりの回転を引き起こし、図
１９に見られるとおり、スライス２４の外側をサセプタ２６のキャビテイ２８か
ら取り外させ、それによりキャビテイ２８からのスライス２４のいかなる強制の
分離（ｆｏｒｃｅｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）（スライス２４をキャビテイ２８
に平行に保ってスライス２４を取り外すことを試みた場合に起こり得るのだが）
も回避する。これは手７０により加えられた過剰の力によるスライス２４に対し
て起こり得る損傷を回避し、そしてキャビテイ２８からのスライス２４の突然の
放出による該管状アーム６４の起こり得る振動を回避する。最後に、図２０に見
られるとおり、矢印１０４の方向のアーム５８の最終的上昇はスライス２４をキ
ャビテイ２８から完全に取り外し、その間矢印１０６の方向のアーム２８の後退
移動は、手７０を反応室２２（図１参照）の外側にスライス２４と共に運ぶ。
、最初にスライス２４の外側を手７０に付着させながら、矢印１０４により示さ
れたとおり、いかにして関節で接合されたアーム５８が再び上向きに移動し始め
るかをみることができる。次いで、図１８に示されたとおり、関節で接合された
アーム５８の更なる上昇は、真空９０がスライス２４を手７０にくっつけながら
（ａｔｔａｃｈｅｄ）、手７０をスライス２４に完全に付着させる（ａｄｈｅｒ
ｅｄ）。アーム５８のその後の更なる上昇は、ねじ１００がパッド９６上に載る
まで関節接合手段６２のそのピボットピン９８のまわりの回転を引き起こし、図
１９に見られるとおり、スライス２４の外側をサセプタ２６のキャビテイ２８か
ら取り外させ、それによりキャビテイ２８からのスライス２４のいかなる強制の
分離（ｆｏｒｃｅｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）（スライス２４をキャビテイ２８
に平行に保ってスライス２４を取り外すことを試みた場合に起こり得るのだが）
も回避する。これは手７０により加えられた過剰の力によるスライス２４に対し
て起こり得る損傷を回避し、そしてキャビテイ２８からのスライス２４の突然の
放出による該管状アーム６４の起こり得る振動を回避する。最後に、図２０に見
られるとおり、矢印１０４の方向のアーム５８の最終的上昇はスライス２４をキ
ャビテイ２８から完全に取り外し、その間矢印１０６の方向のアーム２８の後退
移動は、手７０を反応室２２（図１参照）の外側にスライス２４と共に運ぶ。
【００６３】 スライス２４の反りから生じる過剰の変形を回避し及び／又は手７０により該
スライスが輸送されるとき小さな整合の誤差を相殺するために、手７０により加
えられる真空を調節するための手段が設けられる。特に、手７０がスライス２４
と係合しはじめる間に真空を最大値に保持しなければならないが、次いで手７０
のスライス２４との係合が完了したとき予め設定された値に調節される。
スライスが輸送されるとき小さな整合の誤差を相殺するために、手７０により加
えられる真空を調節するための手段が設けられる。特に、手７０がスライス２４
と係合しはじめる間に真空を最大値に保持しなければならないが、次いで手７０
のスライス２４との係合が完了したとき予め設定された値に調節される。
【００６４】 上記の説明は、本発明をいかなる方法においても限定するものと見なされるべ
きではない本発明の態様の例を例示するものであり、本発明の包含される範囲は
特許請求の範囲により規定されるであろう。従って、上記した説明を読んだ後当
業者が行うことができるすべてのこれらの論理的に均等な解決策は本発明に包含
されるものとみなさなければならない。
きではない本発明の態様の例を例示するものであり、本発明の包含される範囲は
特許請求の範囲により規定されるであろう。従って、上記した説明を読んだ後当
業者が行うことができるすべてのこれらの論理的に均等な解決策は本発明に包含
されるものとみなさなければならない。
【図１】 外部ロボットと本発明に従う内部ロボットにより作用されるディスク形状エピ
タキシャル反応器の断面平面図である。
タキシャル反応器の断面平面図である。
【図２】 本発明に従う内部ロボットの延びることができるアームの端部に位置したつか
み用具又は手の断面切頭側面図である。
み用具又は手の断面切頭側面図である。
【図３】 該つかみ用具又は手の断面切頭平面図である。
【図４】 手が輸送されるべき半導体材料のスライスといかに係合するかを示すことを意
図した図２の円で囲まれた手の詳細の部分断面拡大図である。
図した図２の円で囲まれた手の詳細の部分断面拡大図である。
【図５〜８】 サセプタのキャビテイにスライスを供給するように半導体スライスを担持する
内部ロボットのつかみ手段の、サセプタのキャビテイの方に向けてのアプローチ
シーケンスを示す断面切頭側面図である。
内部ロボットのつかみ手段の、サセプタのキャビテイの方に向けてのアプローチ
シーケンスを示す断面切頭側面図である。
【図９〜１２】 サセプタのキャビテイに供給されたスライスからつかみ手段が取り外されるシ
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
【図１３〜１６】 半導体スライスを取り出すために、サセプタのキャビテイに存在する該半導体
スライスの方に向けてのロボットのつかみ手段のアプローチシーケンスを示す断
面切頭側面図である。
スライスの方に向けてのロボットのつかみ手段のアプローチシーケンスを示す断
面切頭側面図である。
【図１７〜２０】 半導体スライスがサセプタのキャビテイから取り外されそして取り出されるシ
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月５日（２００１．２．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 平坦なディスク形状サセプタを有するエピタキシャル誘導反応
器における自己水平化真空システムにより基板を取り扱うための装置及びその操 作方法
器における自己水平化真空システムにより基板を取り扱うための装置及びその操 作方法
【特許請求の範囲】
【請求項８】 該座は手（７０）の底部部品（７４）に存在し、そしてスラ
イス（２４）と手（７０）との間に真空を加えるように中空管状アーム（６４）
に接続されている手（７０）の内側の室（８４）に接続された複数の周穴（８６
）を備えていることを特徴とする請求項７に記載の基板を取り扱うための装置。
イス（２４）と手（７０）との間に真空を加えるように中空管状アーム（６４）
に接続されている手（７０）の内側の室（８４）に接続された複数の周穴（８６
）を備えていることを特徴とする請求項７に記載の基板を取り扱うための装置。
【請求項９】 周穴（８６）は主として真空の最も大きい損失が想像される
ところに集中していることを特徴とする請求項８に記載の基板を取り扱うための
装置。
ところに集中していることを特徴とする請求項８に記載の基板を取り扱うための
装置。
【請求項１０】 レーザーテレメーターを使用してレーザーエミッターと問
題の反応室（２２）のディスク形状サセプタ（２６）との間の距離を測定して、
該距離に比例したアナログ信号を発生させ、該テレメーターはサセプタ（２６）
の水平配列の欠陥及び反応室（２２）に対するサセプタ（２６）の平行な位置決
めの欠陥を検出することを特徴とする前記請求項に記載の基板を取り扱うための
装置。
題の反応室（２２）のディスク形状サセプタ（２６）との間の距離を測定して、
該距離に比例したアナログ信号を発生させ、該テレメーターはサセプタ（２６）
の水平配列の欠陥及び反応室（２２）に対するサセプタ（２６）の平行な位置決
めの欠陥を検出することを特徴とする前記請求項に記載の基板を取り扱うための
装置。
【請求項１１】 サセプタ（２６）の外側リムに形成されたノッチは角度基
準点として使用され、角度基準点はレーザーテレメーターにより検出することが
でき、そしてスライス（２４）のための凹んだ座（２８）はこのノッチから出発
しているとみなされることを特徴とする請求項１０に記載の基板を取り扱うため
の装置。
準点として使用され、角度基準点はレーザーテレメーターにより検出することが
でき、そしてスライス（２４）のための凹んだ座（２８）はこのノッチから出発
しているとみなされることを特徴とする請求項１０に記載の基板を取り扱うため
の装置。
【請求項１２】 前記請求項に記載の装置の手（７０）によって反応室（２
２）に存在するディスク形状サセプタ（２６）の凹んだ座（２８）にスライス（
２４）を配置するための方法であって、真空によって手（７０）に付着させられ
るスライス（２４）は、上昇した位置で反応室（２２）に入り、ディスク形状サ
セプタ（２６）の凹んだ座（２８）の１つの上に輸送され、該座（２８）上に配
置されるように降下させられ、その際最初につかみ手段（６０）のアーム（６４ ）から最も遠くに位置したスライス縁でのみ凹んだ座（２８）に接触するように 前方に傾斜しており、次いでスライス（２４）を手（７０）に付着させて保つ真
空の除去の後、更に降下させられて手（７０）をスライス（２４）から取り外し
、次いで手（７０）は再び上昇させられてスライス（２４）から完全に取り外さ
れ、そして最後に後退させられて反応室（２２）を去ることを特徴とする方法。
２）に存在するディスク形状サセプタ（２６）の凹んだ座（２８）にスライス（
２４）を配置するための方法であって、真空によって手（７０）に付着させられ
るスライス（２４）は、上昇した位置で反応室（２２）に入り、ディスク形状サ
セプタ（２６）の凹んだ座（２８）の１つの上に輸送され、該座（２８）上に配
置されるように降下させられ、その際最初につかみ手段（６０）のアーム（６４ ）から最も遠くに位置したスライス縁でのみ凹んだ座（２８）に接触するように 前方に傾斜しており、次いでスライス（２４）を手（７０）に付着させて保つ真
空の除去の後、更に降下させられて手（７０）をスライス（２４）から取り外し
、次いで手（７０）は再び上昇させられてスライス（２４）から完全に取り外さ
れ、そして最後に後退させられて反応室（２２）を去ることを特徴とする方法。
【請求項１３】 手（７０）は、上昇した位置で反応室（２２）に入り、デ
ィスク形状サセプタ（２６）の凹んだ座（２８）の１つに収容されたスライス（
２４）の上に輸送され、最初につかみ手段（６０）のアーム（６４）から最も遠 くに位置した縁で 、次いでスライス（２４）の全周にわたり、該手がスライス（
２４）に接触するまで降下させられ、次いで全周にわたりスライスに接触した後
、真空を加えてスライス（２４）をその縁（２５）で手（７０）に付着させ、次
いで再び上向きに移動し初めて、最初につかみ手段（６０）のアーム（６４）に 最も近くに位置した縁で、 次いでスライス（２４）の全表面にわたり、スライス
（２４）を凹んだ座（２８）から取り外し、そして最後にスライス（２４）がサ
セプタ（２６）の凹んだ座（２８）から完全に上昇した後、スライスを反応室（
２２）の外側に輸送することを特徴とする請求項１〜１１に記載の装置の手（７
０）によって反応室に存在するディスク形状サセプタ（２６）の凹んだ座（２８
）からスライス（２４）を取り出すための方法。
ィスク形状サセプタ（２６）の凹んだ座（２８）の１つに収容されたスライス（
２４）の上に輸送され、最初につかみ手段（６０）のアーム（６４）から最も遠 くに位置した縁で 、次いでスライス（２４）の全周にわたり、該手がスライス（
２４）に接触するまで降下させられ、次いで全周にわたりスライスに接触した後
、真空を加えてスライス（２４）をその縁（２５）で手（７０）に付着させ、次
いで再び上向きに移動し初めて、最初につかみ手段（６０）のアーム（６４）に 最も近くに位置した縁で、 次いでスライス（２４）の全表面にわたり、スライス
（２４）を凹んだ座（２８）から取り外し、そして最後にスライス（２４）がサ
セプタ（２６）の凹んだ座（２８）から完全に上昇した後、スライスを反応室（
２２）の外側に輸送することを特徴とする請求項１〜１１に記載の装置の手（７
０）によって反応室に存在するディスク形状サセプタ（２６）の凹んだ座（２８
）からスライス（２４）を取り出すための方法。
【請求項１４】 反りによるスライス（２４）の過度の変形を回避するため
に、手（７０）に真空を加え、該真空は、スライス（２４）が手（７０）と完全
に接触していない時、該手（７０）によるスライス（２４）の係合の開始時に最
大であるが、その後真空を調節するための手段が該真空を、スライス（２４）の
実質的な変形を引き起こすことなくスライス（２４）と手（７０）との付着を維
持するのに十分な最小値に減少させることを特徴とする請求項１３及び１４に記
載の方法。
に、手（７０）に真空を加え、該真空は、スライス（２４）が手（７０）と完全
に接触していない時、該手（７０）によるスライス（２４）の係合の開始時に最
大であるが、その後真空を調節するための手段が該真空を、スライス（２４）の
実質的な変形を引き起こすことなくスライス（２４）と手（７０）との付着を維
持するのに十分な最小値に減少させることを特徴とする請求項１３及び１４に記
載の方法。
【発明の詳細な説明】 本発明は基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）、特に半導体スライスを、該基板上へ
の半導体材料の化学蒸着（ＣＶＤ）に使用される装置において取り扱うための装
置及び該装置の操作方法に関する。特に本発明は、エピタキシャル反応器におい
て使用される基板を取り扱うための装置に関するものであり、そして特に、該基
板、好ましくは集積回路用のチップの如き半導体部品の製造に使用されるシリコ
ン基板上への材料の化学蒸着（ＣＶＤ）を行うためのエピタキシャル反応器に関
する。 更に特定的には、本発明は、「平坦なディスク形状サセプタを備えそして基板
に平行なガス流を有するエピタキシャル反応器」というタイトルを有する、１９
９５年９月１４日に出願された国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９により包含さ
れるエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器において使用される装置
に関する。この装置の使用により、上記したエピタキシャル反応器はカセットツ
ーカセット（ｃａｓｓｅｔｔｅ−ｔｏ−ｃａｓｓｅｔｔｅ）型の反応器となる。
何故ならば、まだ未処理の基板を含むカセットが反応器の内側に配置されており
、そして製品供給サイクル中、本発明の一部を形成しない第１の機械化されたア
ーム又はロボットが基板を貯蔵ラック又は「カセット」からパージング室（ｐｕ
ｒｇｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）に輸送するために使用され、そして本発明の主題
を形成するつかみ及び輸送手段を外部に担持する第２の機械化されたアーム又は
ロボットが基板をパージング室からサセプタに輸送するために使用され、これに
対して、取り出しサイクル（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）期間中、第２ロ
ボットは基板をサセプタからパージング室に輸送し、次いで第１ロボットが処理
を受けた該基板をパージング室からカセットの１つに輸送し、このすべては反応
器の操作を監督するオペレーターの手動の介在なしに行われるからである。 本発明は、特に、冷壁ＣＶＤシステム（ｃｏｌｄ−ｗａｌｌ ＣＶＤ ｓｙｓ
ｔｅｍｓ）、好ましくはクロロシラン蒸気熱分解を伴うデポジッションによる半
導体テバイスの製造に使用される基板又はシリコンスライス上のエピタキシャル
成長を与えることができる反応器に適用することができる。 商業的に最も普及しているエピタキシャル反応器は２つの主要な範疇に分ける
ことができる。即ち、 ａ）一度に１つのスライスを処理することができる単一スライス反応器（ｓｉ
ｎｇｌｅ−ｓｌｉｃｅ ｒｅａｃｔｏｒｓ）、及び ｂ）複数の基板又はスライスを同時に処理することができるバッチ型反応器
である。 上記反応器のために使用される加熱システムは２つのタイプとして分類するこ
とができる。即ち、ランプ型加熱システム及び媒体又は高周波誘導加熱システム
である。 工業的レベルで最も普及しているバッチ型反応器は本質的に２つの型である。
即ち、いわゆる「バレルシステム（ｂａｒｒｅｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）」を使用す
る、即ち、プリズム状又は切頭ピラミッドサセプタ（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ ｏｒ
ｔｒｕｎｃａｔｅｄ−ｐｙｒａｍｉｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応器
及び「パンケーキ」システムを使用する、即ち実質的に平坦なディスク形状サセ
プタ（ｆｌａｔ ｄｉｓｋ−ｓｈａｐｅｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応
器である。 典型的には、現在、バッチ型反応器は手動供給型であり、これに対して単一ス
ライス反応器は自動供給型である。 自動供給反応器においては、基板又はスライスは利点と欠点の両方を与える種
々の方法で取り扱うことができる。基板の取り扱いは、半導体の分野、特に温度
に関連した問題及び粒子の汚染から生じる問題があるエピタキシャル反応器にお
いて特に決定的に重要である（ｃｒｉｔｉｃａｌ）。 一般に、各基板又はスライスは底部側（背面）、頂部側（前面）及び側壁（縁
）を有する。前面及び背面の寸法は普通は７５〜３００ｍｍであり、そして４０
０ｍｍという大きなものであることすらあるが、縁の寸法は１ｍｍより小さいか
又は１ｍｍに近い。前面はスライスの最も重要な部分である。何故ならばそれは
化学反応プロセス、即ち、デポジッションが起こる部分であるからである。 上記した理由で、前面と取り扱いのために使用されるあらゆる型の用具とのす
べての接触を回避することが重要である。何故ならば、とるにたらない性質のい
かなる接触も結晶格子の欠陥を引き起こすからである。供給期間中に欠陥が形成
されるならば、それらは続く熱プロセスにより拡大される。しかし取り出し期間
中に導入される欠陥も回避されなければならない。 基本的には、スライスの前面との偶然の性質の接触ですらいかなる時点でも決
して許容されないと言える。他方、或る限界内で、該スライスの背面及び縁との
接触は許容される。 従って、スライスを移動させるために、前面を介して（しかしなんらの直接の
接触なしに）、背面又は縁を介して作用させることが可能である。 基本的には、用具とスライスとの接触なしに前面からの取り扱いを許容する唯
一のシステムがあり、それはベルヌーイ効果に基づいたシステムであり、それに
よれば適当なつかみ用具［端部作動体（ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｏｒ）］を与える
ことにより、スライスの前面に向けてろ過された不活性ガスを吹きつけることに
よって、水平位置においてスライスの重量に打ち勝ってスライスを浮遊させて（
ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）保つのに十分なスライスに対する誘因効果を創り出すこと
が可能である。 しかしながら、スライスの縁と用具のいくらかの固定された点との偶然の接触
は必ず起こる。何故ならば、支持体、従って摩擦の不存在下では、つかみ用具の
下にスライスを固定するためのいくらかの固定された点を有することが必要であ
るからである。しかしこのことは特にネガティブではない。 取り出し期間中、その内側にスライスが着座しているキャビテイからスライス
を上昇させるために、それ自身の重量に加えて、キャビテイとスライスとの間に
形成される僅かな真空にも打ち勝つことが必要である。これはベルヌーイ効果だ
けによっては可能ではないので、例えばスライスの下のキャビテイに形成される
小さなチャンネルのネットワークによってこの真空の形成を回避することが必要
である。この技術は優れているが、誘導加熱反応器よりもランプ加熱反応器によ
り良く適している。何故ならば、サセプタのグラファイト塊における非伝導性チ
ャンネルの存在はスライスの加熱の均一性に不利に影響するからである。更に、
この技術はバッチ型の反応器と特に適合性ではない。何故ならば、不活性ガスの
流れは取り扱い期間中スライスの前面を清浄に保つのを助けるけれども、特に取
り扱いがサセプタの付近で行われる場合には、ガスの流れが運動して存在するい
かなるダスト粒子も移動させるので、隣接したスライスにとってそれは多分有害
であるからである。 他のシステムは背面からスライスを取り扱うことにあるが、スライスがカセッ
トの内側にあるときスライスの背面はアクセス可能であるが、スライスがサセプ
タ上に位置しているときはもはやそうではないという問題がある。この欠点を克
服するために、サセプタに貫通穴を形成しそして必要ならば該穴を通る小さな支
持体によってスライスを上昇させることが可能であり、該支持体は上向きに運動
して上昇を行いそして下向きに運動してサセプタにおけるスライスの着座を可能
とすることができる。実際、供給サイクル期間中、支持体を上昇させそしてスラ
イスをそれらの上に載せる。次いで支持体を降下させそしてスライスをサセプタ
上の対応する座に置かせる。取り出しサイクル期間中、支持体をスライスと共に
上昇させ、次いで適当な材料から作られた舌状体又はつかみ用具（端部作動体）
をスライスの下に導入しそしてスライスを取り出す。より大きな安定性が必要な
らば、スライスとつかみ用具との間に僅かな真空を加えることによりスライスに
ブレーキをかけることが可能である。しかしながら、この技術は、有効ではある
けれども、実際にはランプ加熱型の反応器に正当に適用できるだけであり、誘導
加熱反応器には多分許容できない。何故ならば、サセプタのグラファイトに形成
される穴が不均一な電流、従って不均一な加熱をもたらすからである。 他の知
られているシステムは、機械的つかみ具の如き可動つかみシステムを使用してス
ライスをその外径又は縁に沿って２つ又はそれより多くの点でつかむことを可能
とするシステムである。しかしながら、このシステムは容易に実現することはで
きない。何故ならば、それは誘導加熱システムに全然適合性ではないサセプタの
１つ又は複数のキャビテイの特殊な機械加工を必要とするからである。最後に、
既に述べた如く、スライスの前面とのいかなる直接の接触も許容できない。 しかしながら、その外側リムにおける１つ又はそれより多くの区域に接触を限
定して、前面からのスライスのつかみを行うことができるシステムが存在する。
スライスはスライスとつかみ用具との間に形成された室によって真空システムに
より保持される。しかしながら、この場合に、上昇力はスライスの外側リムとの
接触の表面区域に限定され、そしてスライスとつかみ用具と間の位置決めの最も
僅かな誤差ですらそれぞれ、より小さな又はより大きな接触表面積をもたらし、
これはスライスのつかみの不足又は用具とスライスとの直接の接触による欠陥の
増加の危険を伴う。結論として、このシステムは用具とスライスの前面との間の
過度に大きい接触表面積により最適の性質ではない。 本発明の目的は、平坦なディスク形状サセプタを備えそして基板に平行なガス
流を有するエピタキシャル反応器を包含する国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９
に記載のエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器に半導体スライスを
供給しそしてエピタキシャル反応器から半導体スライスを取り出すための改良さ
れた自動化可能な装置を提供することである。 簡単に言うと、反応器及び関連した装置の操作は下記の段階： ＊反応器の内側で成長させるべきスライスを含むラック又はカセットを位置決
めすること、 ＊以下により詳細に記載するとおり、反応室の内側にスライスを移動させる、
製品の供給、 ＊反応室の内側での短い水素パージング、 ＊サセプタ及びスライスを適当な温度とするように加熱すること、 ＊適切な明細により要求される処理サイクル、 ＊取り出し段階に適合性の温度に冷却すること、及び ＊以下に更に詳細に記載するとおり、成長したスライスの取り出し及びカセッ
トへの返送を含んでなる。 供給及び取り出し段階はつかみ用具を形成する材料に適合性の温度で行われる
。 各成長サイクルの後に他の成長サイクル又はいわゆるエッチングサイクルが続
き、それにおいてスライスは供給されずそして下記の操作が行われる。 ＊反応室での水素による短いパージング、 ＊サセプタを適当なエッチング温度に上昇させるように加熱すること、 ＊適切な明細により必要とされるエッチングサイクル及び ＊エッチング段階の後のスライスの供給に適合性の温度への冷却。 上記した国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９の主題を形成するエピタキシャル
反応器はいわゆる「パンケーキ型」であり、即ち、誘導加熱されるディスク形状
サセプタを有する型であり、そのため上記したシステムのどれも有効に使用する
ことはできない。 上記した欠点を克服するために、 処理されるべきスライス及び既に処理されたスライスを含むカセットを受け入
れることを意図するいわゆるクリーンルームの近くの第１反応器ゾーンを具備し
、反応器のこの部分は、空気雰囲気中にあることができ、あるいは、処理される
べきスライスのシリコンの少なくとも周囲の温度での不活性ガスによるパージン
グのための室をもくろむことができる（窒素のような低コストの不活性ガスが空
気より望ましいことがある）ようにした解決方法が使用される。特に有効なガス
シールも不活性ガスによる長い洗浄も必要とされない空気雰囲気の最も簡単な場
合を以下に説明する。空気が使用される場合には、固体粒子（ダスト）をできる
かぎり含まない空気雰囲気を保つために、空気に対するいわゆるアブソリュート
フィルター（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｆｉｌｔｅｒ）のみが加えられる。更に、反応
器の同じ第１ゾーンがいつでも開くことができる２つのドアを備えていて、スラ
イスを含むカセットの取り出しを可能とし、その場合にドアの開きは不活性ガス
による特に長いパージング又は洗浄サイクルを必要としない。しかしながら、別
法として、スライスの処理が該スライスの局部的酸化による最も小さい欠陥すら
許容できなくする場合には、空気へのスライスの暴露及びその結果として該欠陥
を最小にするために、反応器の第１ゾーンはシールされたドア、並びにやはり空
気式抜き取りポンプ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）
及び不活性ガスの導入によるパージングのためのシステムを備えることができる
。スライスの取り扱いを制御する外部ロボットと呼ばれる第１ロボットが存在し
、その際スライスは背面から取り扱われる。何故ならば、商業的に入手可能な現
在のカセットはこの型の取り扱いを許容するように正確に構成されているからで
ある。やはり商業的に入手可能な外部ロボットのつかみ用具（ｇｒｉｐｐｉｎｇ
ｔｏｏｌ）は、ロボットにおいて利用可能な小さな真空源によってスライスを
所定の位置に押圧して保ちながら、スライスを輸送する。 上記の解決法の操作原理を以下に説明する。 供給（ｌｏａｄｉｎｇ）期間中、スライスは対応するカセットから取り出され
そして該外部ロボットの内側に構成されていてもよい整合及びセンタリングステ
ーションに配置される。カセット、整合及びセンタリングステーション並びに外
部ロボットは新規ではなくそして本発明の一部を形成しない。ここでは、スライ
スは所望の角度に配向されそしてその幾何学的中心の位置がその後の正確なつか
みを許容するように計算される。次いでスライスは、石英ディスクの頂部のパー
ジング室の内側に配置され、この石英ディスクは支持体として働きそして該外部
ロボットの商業的つかみ用具による取り扱いを許容するような形状である。石英
ディスクは取り出し期間中スライスの熱をより良好に消散させるようにスライス
に比べて相対的に大きな質量を有する。 すべての痕跡量の空気を完全に除去するために、アクセスドアを閉じそしてパ
ージング室を不活性ガスで洗浄し、そして必要ならば、該パージング操作を促進
するために真空抜き取りサイクルにより洗浄を支援することができる。この点で
、本発明に従う内部ロボットが操作する室へのアクセスを与えるドアを開き、そ
の際該室は常に不活性ガス雰囲気中で操作され、そして保守操作中以外は、決し
て空気に暴露されない。 内部ロボットのつかみ用具又は手は本発明の一部を形成し、本発明はスライス
をそれらの縁による極めて限定された接触によって適当に取り扱うことを可能と
する。実際、各スライスは約１ｍｍを越えて延びている面取りされた部分又は縁
を有する。スライスの縁と接触するつかみ用具の部分は約１ｍｍを越えて延びて
いる縁の基部面取り部（ｓｏｌｅ ｃｈａｍｆｅｒ）に接触ゾーンを限定するよ
うな形状であり、そして石英の如き適当な材料から作られる。しかしながら、ス
ライスのこの部分は集積回路の製造には有用ではなく、従ってこの解決法は最終
製品の品質に対して損傷を与えない。更に、つかみ用具又は手は２つの機能、即
ち、 第１は反応室の内側のサセプタの位置に達するようにロボットロアームを延ば
す機能であり、 第２は該スライスの上昇を伴う操作期間中に用具又は手と使用されるスライス
とのある程度の自己水平化（ｓｅｌｆ−ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ）を、関節接合（ａ
ｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）により又はアームの柔軟性を利用することにより達成
する機能である、 有する構造的管によって内部ロボットのアームに接続されている。 スライスの上昇は専用の空気式機械により得られる或る真空により保証される
。真空は一連の穴によってスライスに伝達され、該一連の穴はつかみ用具の周に
沿って分布しておりそしてスライスの周囲のゾーン（ｒｏｕｎｄ ｚｏｎｅ）に
集中しており、そして、各スライスの同定又は配向のために使用される平坦なゾ
ーン又は凹んだノッチゾーンには存在せず、その場合に１５０ｍｍまでの直径を
有するスライスでは平坦なゾーンが好ましく、これに対してより大きい直径のス
ライスの場合には、凹んだノッチゾーンが好ましい。スライスの形状におけるす
べての不規則性は真空の効果の局部的減少を引き起こすので、本発明に従えば、
つかみ用具における適当に計算された濃度の吸引穴によりこの減少を相殺するこ
とが必要である。 供給期間中、サセプタは回転しそしてそれ自体知られている基準システムによ
って供給されるべきキャビテイを正確に位置決めする。この位置決めはそれ自体
既知の光学システムによって行うことができる。次いで、スライスは反応室に導
入されそしてサセプタの適当なキャビテイの上に位置づけられる。内部ロボット
は僅かに下向きに移動し、スライスをキャビテイと接触させ、そして真空が除去
されるとき、該キャビテイ上に供給されるスライスを放出する。供給段階はサセ
プタに存在するすべてのキャビテイが占拠されるまで繰り返される。次いでスラ
イスのスケジュール化された処理が開始される。 すべての光学システムの中から、レーザーエミッターと問題のサセプタとの間
の距離を測定して、該距離に比例したアナログ信号を発生するレーザーテレメー
ターシステムを使用することが可能である。例えば、レーザーテレメーターは、
走査アルゴリズムによるサセプタの平行な位置決め及びそれ自体知られている機
械的手段（例えばマイクロメーターねじ）によるその後の訂正における欠陥を排
除するのを助ける。この平行な位置決めはスライス上へのエピタキシャルデポジ
ッションの均一性を保証するのに必須である。 スライスのスケジュール化された処理が終わると、サセプタからスライスを取
り出すことが必要である。これを行うために、サセプタが反応室からのスライス
の損傷なしの抜き出しを許容する適当な温度に達するのを待った後、該内部ロボ
ットを再び使用することが必要であり、該内部ロボットは各スライスをサセプタ
の対応するキャビテイから取り出し、そしてそれをパージング室の内側に輸送し
、そこでスライスは石英ディスク上に置かれ、石英ディスクはその大きな質量に
よりスライスを冷却する。十分な冷却の後、スライスは反応器の第１ゾーンに配
置されたカセットの１つの座に外部ロボットにより移送される。 上記した方法を実施する本発明は、 反応室と、 半導体材料の基板又はスライスを取り扱うための内部ロボットと、 スライスを清浄化雰囲気に通すためのパージング室と、 半導体材料のスライスを積み重ねられた配列で収容するカセットを含む貯蔵ゾ
ーンと、 スライスを該貯蔵ゾーンからパージング室に移送するための外部ロボット、 を具備し、 該内部ロボットはつかみ手段をその外側端部に有する関節で接合されたアーム を収容するシールされた室を含んでなる、 半導体材料のスライスの如きエピタキシャル装置又は反応器において製造される
材料の基板を取り扱うための装置であって、 内部ロボットのつかみ手段は少なくとも１つのアームを具備し、該アームは、
反応室に挿入することができ、そしてパージング室から半導体材料のスライスを
取り出しそしてそれをシールされた室に通した後反応室のディスク形状サセプタ
の凹んだ座に置かれるように輸送しそして逆に凹んだ座からパージング室に輸送
するためのつかみ用具又は手（ｈａｎｄ）で終わっており、該手はスライスに周
ゾーン又は面取りされた縁に沿ってその最上部表面において接触するように設計 されており 、そして該手は真空効果によりスライスをつかむようになっており、
そして、つかみ手段は、凹んだ座に基板を置く場合には、基板は凹んだ座の面に 対して傾斜して保たれて、最初につかみ手段の 該アームから最も遠くに位置した スライス縁でのみ凹んだ座に接触し、その後該座に接触している該縁のまわりに 回動して該座と完全に接触し 、そして逆にスライスを反応室からパージング室に
輸送する場合には、該手の真空効果によりつかまれたスライスは、最初につかみ 手段の 該アームに最も近いスライスの側を上昇させ、次いで基板を完全に取り外 し、そして凹んだ座の面に対して傾斜して保持されながら基板を更に上昇させる ことによって、凹んだ座から取り外されるような方式で、つかみ手段を該関節で 接合されたアームに回動自在に取り付けるための手段を含む ことを特徴とする装
置にある。 特にアームは管状且つ中空であり、一側で柔軟性管によって真空源に接続され
ており、そして他の側で手の内側に形成された円形座に接続されて、該手の底部
側と該手の下に存在するスライスとの間に真空を加えるようになっている。 好ましくは、関節接合手段（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ）が中空
管状アームと内部ロボットの関節で接合されたアームとの間に配置され、該手段
は中空管状アームを昇降させて、該手を関節で接合されたアームにより規定され
た面より上及び下に運ぶようになっている。 更に、関節接合手段が中空管状アームと内部ロボットの関節で接合されたアー
ムとの間に配置されており、該手段は中空管状アームのその長手方向軸線のまわ
りの回転も可能とする。 好ましくは、関節接合手段は、関節で接合されたアームに固定されている支持
ベアリングを含んでなり、そして関節接合手段がそのまわりに回転する回転ピン
と、関節で接合されたアームの面に対する該手の上昇及び降下の許容された高さ
を固定するための調節ネジを担持し、それにより該手はディスク形状サセプタ上
に半径方向において前部でのみ、後部でのみ又は完全に該サセプタと水平で（ｌ
ｅｖｅｌ）載ることができる。 更に、関節接合手段は、中空管状アームのまわりに、ディスク形状サセプタの
半径に垂直な方向における該手の整合を可能とするための抗摩擦ブッシユも具備
する。 更に好ましくは、該手は取り扱われるべきスライスの直径より大きい直径を有
するディスクの形態にあり、そして該スライスの外周リムとのみ係合する凹んだ
座（ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｓｅａｔ）を備えた、スライスに面している底部部品（
ｂｏｔｔｏｍ ｐａｒｔ）を有する。 好ましくは、座は手の底部部品に存在し、そしてスライスと手との間に真空を
加えるように中空管状アームに接続されている該手の内側の室に接続された複数
の周穴（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｈｏｌｅｓ）を備えている。 最も好ましくは、周穴は主として真空の最も大きい損失が想像されるところに
集中している。 特定の態様では、レーザーテレメーターを使用してレーザーエミッターと問題
の反応室のディスク形状サセプタとの間の距離を測定して、該距離に比例したア
ナログ信号を発生し、該テレメーターはサセプタの水平配列（ｌｅｖｅｌ ａｒ
ｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の欠陥及び反応室に対するサセプタの平行な位置決めの欠
陥を検出する。 更に、サセプタの外側リムに形成されたノッチは角度基準点（ａｎｇｕｌａｒ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ）として使用され、角度基準点はレーザーテ
レメーターにより検出することができ、そしてスライスのための凹んだ座はこの
ノッチから出発しているとみなされる。 本発明に従えば、上記した装置の手によって反応室に存在するディスク形状サ
セプタの凹んだ座にスライスを配置するための方法であって、真空によって該手
に付着させられるスライスは、上昇した位置で反応室に入り、ディスク形状サセ
プタの凹んだ座の１つの上に輸送され、該座上に配置されるように降下させられ
、その際最初はつかみ手段の該アームから最も遠くに位置したスライス縁でのみ 凹んだ座に 接触するように前方に傾斜しており、次いでその全体の表面と接触す
るようにされ、次いでスライスを手に付着させて保つ真空の除去の後、更に降下
させられて手をスライスから取り外し、次いで手は再び上昇させられてスライス
から完全に取り外され、そして最後に後退させられて反応室を去ることを特徴と
する方法も提供される。 別法として、上記した装置の手によって反応室に存在するディスク形状サセプ
タの凹んだ座からスライスを取り出すための方法は、該手が、上昇した位置で反
応室に入り、ディスク形状サセプタの凹んだ座の１つに収容されたスライスの上
に輸送され、最初につかみ手段の該アームから最も遠くに位置した縁で、次いで
スライスの全体の周にわたり、該手がスライスに接触するまで降下させられ、次
いで全周にわたりスライスに接触した後、真空を加えてスライスをその縁で手に
付着させ、次いで再び上向きに移動し初めて、最初はつかみ手段の該アームに最 も近くに位置した縁で 、次いでスライスの全体の表面にわたり、スライスを凹ん
だ座から取り外し、そして最後にスライスがサセプタの凹んだ座から完全に上昇
した後、スライスを反応室の外側に輸送することを特徴とする。 本発明の特徴はその最初の部分の特許請求の範囲に記載されている。しかしな
がら、他の特徴及び利点が非限定的例として与えられる本発明の態様の例の下記
の詳細な説明から明らかになるであろう。 半導体材料のスライス２４a-eを該スライス２４a-eを受け入れるための寸法を
有するキャビテイ２８a-eを備えたディスク形状サセプタ２６上に置くため及び
／又はディスク形状サセプタ２６から取り出すためのいくつかのロボットにより
作動される反応室２２を含んでなるエピタキシャル反応器２０を示すすべての図
１を考察しよう。 スライス２４a-eは手動で操作されることなく反応室２２に存在するディスク
２６のキャビテイ２８a-e内に配置されそしてキャビテイ２８a-eから取り出され
なければならないので、この目的で、いわゆる内部ロボット３０が設けられてお
り、該ロボット３０は本発明の主題を形成するつかみ用具又は手７０で終わる管
状アーム６４を具備し、そしていわゆる外部ロボット３２が設けられている。内
部ロボット３０は反応室２２とパージング室３４との間に位置したままであり、
これらはスライスのための第１ゾーン又は貯蔵ゾーン３６と内部ロボット３０と
の間を進む及び逆に内部ロボット３０から第１貯蔵ゾーン３６へと進むスライス
２４a-eを処理する機能を有する。 貯蔵ゾーン３６は２つのカセット３８及び４０を備えており、該カセットは、
反応室２２において処理を受けるべき半導体材料のスライスを入れる機能又は反
応室２２で処理を受けた半導体材料のスライスを入れる機能を有する。更に、貯
蔵ゾーン３６は真空型のつかみ手段４４で終わる関節で接合されたアーム４２を
含み、該つかみ手段４４はカセット３８からパージング室３４への及び逆にパー
ジング室３４からカセット４０へのスライス２４の輸送を保証する機能を有して
いる。関節で接合されたアーム４２はそれ自体既知である。 パージング室３４はギロチンドアの如き迅速作用型の第１の密封シールされた
（ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｅａｌｅｄ）ドア５０と、ドア５０と同じ型の
第２の密封シールされたドア５２と、該パージング室３４に進むスライス２４を
支持するためのディスク５４を具備する。好ましくは、ディスク５４は良好な耐
摩耗性及び実質的にゼロの汚染を保証するように石英から作られそして、スライ
ス２４を置き又は取り出すためにパージング室３４につかみ手段４４が入るとき
つかみ手段４４を受け入れるための凹部５５を備えている。ディスク５４は、冷
却段階においてスライスの熱をより良好に消散させるために、スライスと比較し
て相対的に大きい質量を有する。パージング室３４は、スライス２４が、空気又
は窒素の如き他の簡単な不活性ガスであることができる貯蔵ゾーン３６の実質的
にダストのない雰囲気から主として水素からなる反応室２２の雰囲気に進むため
及び逆に本質的に水素からなる反応室２２の雰囲気から貯蔵ゾーン２６の雰囲気
に進むための準備をする機能を有する。何故ならば、水素と反応するガスを反応
室に導入すること及び水素及びＣＶＤ操作期間中反応室で形成されそして例えば
ＨＣｌの如き毒性又は刺激性のものでありうるガスを大気に放出することを回避
することが望ましいからである。 内部ロボット３０は、パージング室３４と連通している密封シールされたドア
５２の外に、反応室２２と連通している他の密封シールされたドア５７も備えた
シールされた室５６内に入れられており、そして関節で接合されたアーム５８を
具備し、該アームはその外側端部につかみ及び輸送手段６０を有し、これは図２
〜４で詳細に説明されそしてスライス２４をパージング室３４から反応室２２に
及びその逆に輸送する機能を有する。 図２〜４を考察すると、本発明に従うつかみ及び輸送手段６０は、関節で接合
されたアーム５８に接続されている関節接合手段６２、真空源として空気圧機械
（示されていない）に接続されている柔軟性管６８（図１で見られる）への接続
のための接続ピース６６を備えた管状アーム６４からなる。管状アーム６４は関
節接合手段６２から遠いその端部でつかみ用具又は手７０に接続されており、該
つかみ用具又は手７０はパージング室３４に存在するスライス支持ディスク５４
からディスク形状サセプタ２６への及び逆にサセプタ２６から支持ディスク２４
へのスライス２４の輸送期間中スライス２４を保持する機能を有する。 手７０は円形リムの形態にありそして互いに結合された２つの部品７２及び７
４により形成される。頂部部品７２は管状アーム６４に接続されたクランプ７８
に取り付ける（ｓｅｃｕｒｅ）ためのテールピース７６を備えており、そして底
部部品７４のテールピース８０と一緒になって管状アーム６４と連通しているダ
クト８２を形成する。底部部品７４は円形キャビテイ８４を備え、円形キャビテ
イ８４はダクト８２と連通しておりそしてスライス２４の方に向けられたその側
を通る小さな穴８６a-mと連通して入る。更に、この底部部品７４は、スライス
に対してなされるべき処理のための有用な機能を有していないとみなされるスラ
イス２４の限定された縁部分２５とのみ接触する。 つかみ手段６０がサセプタディスク２６のキャビテイ２８の内側に半導体スラ
イス２４を置く手順を示す図５〜８を考察しよう。図２及び３に十分に示された
とおり、つかみ手段６０は、作動時に真空源と連通している柔軟性管６８に、管
状アーム６４及び接続ピース６６により接続されている手７０により形成される
。 図５に示されたとおり、つかみ手段６０は反応室７２に入り、手７０に付着し
ている半導体スライス２４を輸送し、そこでスライス２４の手７０への付着は接
続ピース６６に加えられた真空（記号的には矢印９０により示される）により保
証される。反応室２２への入りは関節で接合されたアーム５８の前方移動を示す
第１の肉太矢印９２により記号的に示される。次いで、つかみ手段６０は該関節
で接合されたアーム５８の下向き移動を示す第２の肉太矢印９４により記号的に
示されたように、ディスク形状サセプタ２６の方に向けて下向きに移動し始める
。 関節で接合されたアーム５８が手７０により保持されたスライス２４がディス
ク形状サセプタ２６上のキャビテイ２８に接触しないように持ち上げられている
かぎりは、手７０及びスライス２４の重量は、関節接合手段６２が、ピボットピ
ン９８のまわりに回転しそして調節ねじ１００により許容された点まで降下しな
がら、アーム５８の端部に存在するパッド９６上に載ることを引き起こす。アー
ム５８が、図６に見られるようにスライス２４の端部がサセプタ２６の内側の方
に位置したキャビテイ２８に接触する点まで下向きに移動すると、手７０の下向
き移動は止まり、そして図７に見られるとおり、スライス２４がキャビテイ２８
上に完全に載るまでねじ１００の上昇（ｒａｉｓｉｎｇ）の開始と共につかみ手
段６０はサセプタ２６に次第に平行に配向される。この点で、矢印９０により表
された真空が除去されて、スライス２４を手７０から外させる。その間に、スラ
イス２４が手７０から外される前に、セラミック材料又はテフロンの如き抗摩擦
材料から作られた２つのブッシュ６３及び６５は、図３に示された円形矢印６７
の方向に管状アーム６４を回転させて、キャビテイ２８の内側のスライス２４の
完全な水平化を許容し、それによりつかみ及び輸送手段６０に本発明の一部を形
成する自己水平化の特徴を与える。スライス２４がキャビテイ２８により十分に
支持されそしてキャビテイ２８の内側に水平化し、そして真空９０の不存在が該
スライスからの手７０の分離を引き起こすと、関節で接合されたアーム５８の更
なる下向き移動は、図８に示され得るとおり、スライス２４の内側からの手７０
の上昇をもたらす。 図９〜１２を検討すると、手７０がスライス２４からいかにして取り外されて
、スライス２４をサセプタ２６のキャビテイ２８の内側に完全に放出すること、
ができるかがわかる。実際、図９において、真空９０の該不存在は手７０をスラ
イス２４から実質的に取り外して保ちながら、アーム５８は、手７０が、手に加
えられる真空９０の不存在のためスライスから外れたままで、図１０に見られる
とおりスライス２４上に完全に載るまで、肉太矢印１０４の方向に上向きに移動
し始める。矢印１０４の方向における関節で接合されたアーム５８のその後の上
昇は図１１にみられるとおり外側における手７０の上昇を引き起こす。最後に、
アーム５８の更なる上昇はスライス２４から手７０を完全に取り外しそして上昇
させ、そして矢印１０６の方向のアーム５８の後退移動はつかみ及び輸送手段６
０を反応室２２（図１参照）の外側に運ぶ。 図１３〜１６はつかみ手段６０がサセプタ２６のキャビテイ内に着座したスラ
イス２４上の手７０の位置決めを引き起こす手順を示し、そして図１７〜２０は
サセプタ２６のキャビテイ２８からのスライス２４の上昇及び取り出しを示す。 特に図１３〜１６を参照すると、関節で接合されたアーム５８は、矢印９２に
より示された前方移動により、手７０をスライス２４と整合させ、これに対して
矢印９４により示された降下移動により、手をスライスに向かって移動させるこ
とがわかる。図１４から分かるとおり、アーム５８の更なる降下は手７０を最初
にスライス２４の内側と接触させ、そして最後に、図１５に見られるとおり、ス
ライス全体と接触させる。ブッシュ６３及び６５は、管状アーム６４の軸線のま
わりの回転を許容することにより、手７０のスライス２４との完全な自己整合（
ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）も許容する。アーム５８は図１６に示されたと
おり、更に少し下向きに移動することができ、手７０のスライス２４の内側から
の確実な取り外しを引き起こすが、これは重要ではない。 図１７を参照すると、矢印９０により示された真空を管状アーム６４に加えて
、最初にスライス２４の外側を手７０に付着させながら、矢印１０４により示さ
れたとおり、いかにして関節で接合されたアーム５８が再び上向きに移動し始め
るかをみることができる。次いで、図１８に示されたとおり、関節で接合された
アーム５８の更なる上昇は、真空９０がスライス２４を手７０にくっつけながら
（ａｔｔａｃｈｅｄ）、手７０をスライス２４に完全に付着させる（ａｄｈｅｒ
ｅｄ）。アーム５８のその後の更なる上昇は、ねじ１００がパッド９６上に載る
まで関節接合手段６２のそのピボットピン９８のまわりの回転を引き起こし、図
１９に見られるとおり、スライス２４の外側をサセプタ２６のキャビテイ２８か
ら取り外させ、それによりキャビテイ２８からのスライス２４のいかなる強制の
分離（ｆｏｒｃｅｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）（スライス２４をキャビテイ２８
に平行に保ってスライス２４を取り外すことを試みた場合に起こり得るのだが）
も回避する。これは手７０により加えられた過剰の力によるスライス２４に対し
て起こり得る損傷を回避し、そしてキャビテイ２８からのスライス２４の突然の
放出による該管状アーム６４の起こり得る振動を回避する。最後に、図２０に見
られるとおり、矢印１０４の方向のアーム５８の最終的上昇はスライス２４をキ
ャビテイ２８から完全に取り外し、その間矢印１０６の方向のアーム２８の後退
移動は、手７０を反応室２２（図１参照）の外側にスライス２４と共に運ぶ。 スライス２４の反りから生じる過剰の変形を回避し及び／又は手７０により該
スライスが輸送されるとき小さな整合の誤差を相殺するために、手７０により加
えられる真空を調節するための手段が設けられる。特に、手７０がスライス２４
と係合しはじめる間に真空を最大値に保持しなければならないが、次いで手７０
のスライス２４との係合が完了したとき予め設定された値に調節される。 上記の説明は、本発明をいかなる方法においても限定するものと見なされるべ
きではない本発明の態様の例を例示するものであり、本発明の包含される範囲は
特許請求の範囲により規定されるであろう。従って、上記した説明を読んだ後当
業者が行うことができるすべてのこれらの論理的に均等な解決策は本発明に包含
されるものとみなさなければならない。
の半導体材料の化学蒸着（ＣＶＤ）に使用される装置において取り扱うための装
置及び該装置の操作方法に関する。特に本発明は、エピタキシャル反応器におい
て使用される基板を取り扱うための装置に関するものであり、そして特に、該基
板、好ましくは集積回路用のチップの如き半導体部品の製造に使用されるシリコ
ン基板上への材料の化学蒸着（ＣＶＤ）を行うためのエピタキシャル反応器に関
する。 更に特定的には、本発明は、「平坦なディスク形状サセプタを備えそして基板
に平行なガス流を有するエピタキシャル反応器」というタイトルを有する、１９
９５年９月１４日に出願された国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９により包含さ
れるエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器において使用される装置
に関する。この装置の使用により、上記したエピタキシャル反応器はカセットツ
ーカセット（ｃａｓｓｅｔｔｅ−ｔｏ−ｃａｓｓｅｔｔｅ）型の反応器となる。
何故ならば、まだ未処理の基板を含むカセットが反応器の内側に配置されており
、そして製品供給サイクル中、本発明の一部を形成しない第１の機械化されたア
ーム又はロボットが基板を貯蔵ラック又は「カセット」からパージング室（ｐｕ
ｒｇｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ）に輸送するために使用され、そして本発明の主題
を形成するつかみ及び輸送手段を外部に担持する第２の機械化されたアーム又は
ロボットが基板をパージング室からサセプタに輸送するために使用され、これに
対して、取り出しサイクル（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｃｙｃｌｅ）期間中、第２ロ
ボットは基板をサセプタからパージング室に輸送し、次いで第１ロボットが処理
を受けた該基板をパージング室からカセットの１つに輸送し、このすべては反応
器の操作を監督するオペレーターの手動の介在なしに行われるからである。 本発明は、特に、冷壁ＣＶＤシステム（ｃｏｌｄ−ｗａｌｌ ＣＶＤ ｓｙｓ
ｔｅｍｓ）、好ましくはクロロシラン蒸気熱分解を伴うデポジッションによる半
導体テバイスの製造に使用される基板又はシリコンスライス上のエピタキシャル
成長を与えることができる反応器に適用することができる。 商業的に最も普及しているエピタキシャル反応器は２つの主要な範疇に分ける
ことができる。即ち、 ａ）一度に１つのスライスを処理することができる単一スライス反応器（ｓｉ
ｎｇｌｅ−ｓｌｉｃｅ ｒｅａｃｔｏｒｓ）、及び ｂ）複数の基板又はスライスを同時に処理することができるバッチ型反応器
である。 上記反応器のために使用される加熱システムは２つのタイプとして分類するこ
とができる。即ち、ランプ型加熱システム及び媒体又は高周波誘導加熱システム
である。 工業的レベルで最も普及しているバッチ型反応器は本質的に２つの型である。
即ち、いわゆる「バレルシステム（ｂａｒｒｅｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）」を使用す
る、即ち、プリズム状又は切頭ピラミッドサセプタ（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ ｏｒ
ｔｒｕｎｃａｔｅｄ−ｐｙｒａｍｉｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応器
及び「パンケーキ」システムを使用する、即ち実質的に平坦なディスク形状サセ
プタ（ｆｌａｔ ｄｉｓｋ−ｓｈａｐｅｄ ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）を有する反応
器である。 典型的には、現在、バッチ型反応器は手動供給型であり、これに対して単一ス
ライス反応器は自動供給型である。 自動供給反応器においては、基板又はスライスは利点と欠点の両方を与える種
々の方法で取り扱うことができる。基板の取り扱いは、半導体の分野、特に温度
に関連した問題及び粒子の汚染から生じる問題があるエピタキシャル反応器にお
いて特に決定的に重要である（ｃｒｉｔｉｃａｌ）。 一般に、各基板又はスライスは底部側（背面）、頂部側（前面）及び側壁（縁
）を有する。前面及び背面の寸法は普通は７５〜３００ｍｍであり、そして４０
０ｍｍという大きなものであることすらあるが、縁の寸法は１ｍｍより小さいか
又は１ｍｍに近い。前面はスライスの最も重要な部分である。何故ならばそれは
化学反応プロセス、即ち、デポジッションが起こる部分であるからである。 上記した理由で、前面と取り扱いのために使用されるあらゆる型の用具とのす
べての接触を回避することが重要である。何故ならば、とるにたらない性質のい
かなる接触も結晶格子の欠陥を引き起こすからである。供給期間中に欠陥が形成
されるならば、それらは続く熱プロセスにより拡大される。しかし取り出し期間
中に導入される欠陥も回避されなければならない。 基本的には、スライスの前面との偶然の性質の接触ですらいかなる時点でも決
して許容されないと言える。他方、或る限界内で、該スライスの背面及び縁との
接触は許容される。 従って、スライスを移動させるために、前面を介して（しかしなんらの直接の
接触なしに）、背面又は縁を介して作用させることが可能である。 基本的には、用具とスライスとの接触なしに前面からの取り扱いを許容する唯
一のシステムがあり、それはベルヌーイ効果に基づいたシステムであり、それに
よれば適当なつかみ用具［端部作動体（ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｏｒ）］を与える
ことにより、スライスの前面に向けてろ過された不活性ガスを吹きつけることに
よって、水平位置においてスライスの重量に打ち勝ってスライスを浮遊させて（
ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）保つのに十分なスライスに対する誘因効果を創り出すこと
が可能である。 しかしながら、スライスの縁と用具のいくらかの固定された点との偶然の接触
は必ず起こる。何故ならば、支持体、従って摩擦の不存在下では、つかみ用具の
下にスライスを固定するためのいくらかの固定された点を有することが必要であ
るからである。しかしこのことは特にネガティブではない。 取り出し期間中、その内側にスライスが着座しているキャビテイからスライス
を上昇させるために、それ自身の重量に加えて、キャビテイとスライスとの間に
形成される僅かな真空にも打ち勝つことが必要である。これはベルヌーイ効果だ
けによっては可能ではないので、例えばスライスの下のキャビテイに形成される
小さなチャンネルのネットワークによってこの真空の形成を回避することが必要
である。この技術は優れているが、誘導加熱反応器よりもランプ加熱反応器によ
り良く適している。何故ならば、サセプタのグラファイト塊における非伝導性チ
ャンネルの存在はスライスの加熱の均一性に不利に影響するからである。更に、
この技術はバッチ型の反応器と特に適合性ではない。何故ならば、不活性ガスの
流れは取り扱い期間中スライスの前面を清浄に保つのを助けるけれども、特に取
り扱いがサセプタの付近で行われる場合には、ガスの流れが運動して存在するい
かなるダスト粒子も移動させるので、隣接したスライスにとってそれは多分有害
であるからである。 他のシステムは背面からスライスを取り扱うことにあるが、スライスがカセッ
トの内側にあるときスライスの背面はアクセス可能であるが、スライスがサセプ
タ上に位置しているときはもはやそうではないという問題がある。この欠点を克
服するために、サセプタに貫通穴を形成しそして必要ならば該穴を通る小さな支
持体によってスライスを上昇させることが可能であり、該支持体は上向きに運動
して上昇を行いそして下向きに運動してサセプタにおけるスライスの着座を可能
とすることができる。実際、供給サイクル期間中、支持体を上昇させそしてスラ
イスをそれらの上に載せる。次いで支持体を降下させそしてスライスをサセプタ
上の対応する座に置かせる。取り出しサイクル期間中、支持体をスライスと共に
上昇させ、次いで適当な材料から作られた舌状体又はつかみ用具（端部作動体）
をスライスの下に導入しそしてスライスを取り出す。より大きな安定性が必要な
らば、スライスとつかみ用具との間に僅かな真空を加えることによりスライスに
ブレーキをかけることが可能である。しかしながら、この技術は、有効ではある
けれども、実際にはランプ加熱型の反応器に正当に適用できるだけであり、誘導
加熱反応器には多分許容できない。何故ならば、サセプタのグラファイトに形成
される穴が不均一な電流、従って不均一な加熱をもたらすからである。 他の知
られているシステムは、機械的つかみ具の如き可動つかみシステムを使用してス
ライスをその外径又は縁に沿って２つ又はそれより多くの点でつかむことを可能
とするシステムである。しかしながら、このシステムは容易に実現することはで
きない。何故ならば、それは誘導加熱システムに全然適合性ではないサセプタの
１つ又は複数のキャビテイの特殊な機械加工を必要とするからである。最後に、
既に述べた如く、スライスの前面とのいかなる直接の接触も許容できない。 しかしながら、その外側リムにおける１つ又はそれより多くの区域に接触を限
定して、前面からのスライスのつかみを行うことができるシステムが存在する。
スライスはスライスとつかみ用具との間に形成された室によって真空システムに
より保持される。しかしながら、この場合に、上昇力はスライスの外側リムとの
接触の表面区域に限定され、そしてスライスとつかみ用具と間の位置決めの最も
僅かな誤差ですらそれぞれ、より小さな又はより大きな接触表面積をもたらし、
これはスライスのつかみの不足又は用具とスライスとの直接の接触による欠陥の
増加の危険を伴う。結論として、このシステムは用具とスライスの前面との間の
過度に大きい接触表面積により最適の性質ではない。 本発明の目的は、平坦なディスク形状サセプタを備えそして基板に平行なガス
流を有するエピタキシャル反応器を包含する国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９
に記載のエピタキシャル反応器の如きエピタキシャル反応器に半導体スライスを
供給しそしてエピタキシャル反応器から半導体スライスを取り出すための改良さ
れた自動化可能な装置を提供することである。 簡単に言うと、反応器及び関連した装置の操作は下記の段階： ＊反応器の内側で成長させるべきスライスを含むラック又はカセットを位置決
めすること、 ＊以下により詳細に記載するとおり、反応室の内側にスライスを移動させる、
製品の供給、 ＊反応室の内側での短い水素パージング、 ＊サセプタ及びスライスを適当な温度とするように加熱すること、 ＊適切な明細により要求される処理サイクル、 ＊取り出し段階に適合性の温度に冷却すること、及び ＊以下に更に詳細に記載するとおり、成長したスライスの取り出し及びカセッ
トへの返送を含んでなる。 供給及び取り出し段階はつかみ用具を形成する材料に適合性の温度で行われる
。 各成長サイクルの後に他の成長サイクル又はいわゆるエッチングサイクルが続
き、それにおいてスライスは供給されずそして下記の操作が行われる。 ＊反応室での水素による短いパージング、 ＊サセプタを適当なエッチング温度に上昇させるように加熱すること、 ＊適切な明細により必要とされるエッチングサイクル及び ＊エッチング段階の後のスライスの供給に適合性の温度への冷却。 上記した国際特許出願ＷＯ９６／１０６５９の主題を形成するエピタキシャル
反応器はいわゆる「パンケーキ型」であり、即ち、誘導加熱されるディスク形状
サセプタを有する型であり、そのため上記したシステムのどれも有効に使用する
ことはできない。 上記した欠点を克服するために、 処理されるべきスライス及び既に処理されたスライスを含むカセットを受け入
れることを意図するいわゆるクリーンルームの近くの第１反応器ゾーンを具備し
、反応器のこの部分は、空気雰囲気中にあることができ、あるいは、処理される
べきスライスのシリコンの少なくとも周囲の温度での不活性ガスによるパージン
グのための室をもくろむことができる（窒素のような低コストの不活性ガスが空
気より望ましいことがある）ようにした解決方法が使用される。特に有効なガス
シールも不活性ガスによる長い洗浄も必要とされない空気雰囲気の最も簡単な場
合を以下に説明する。空気が使用される場合には、固体粒子（ダスト）をできる
かぎり含まない空気雰囲気を保つために、空気に対するいわゆるアブソリュート
フィルター（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｆｉｌｔｅｒ）のみが加えられる。更に、反応
器の同じ第１ゾーンがいつでも開くことができる２つのドアを備えていて、スラ
イスを含むカセットの取り出しを可能とし、その場合にドアの開きは不活性ガス
による特に長いパージング又は洗浄サイクルを必要としない。しかしながら、別
法として、スライスの処理が該スライスの局部的酸化による最も小さい欠陥すら
許容できなくする場合には、空気へのスライスの暴露及びその結果として該欠陥
を最小にするために、反応器の第１ゾーンはシールされたドア、並びにやはり空
気式抜き取りポンプ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）
及び不活性ガスの導入によるパージングのためのシステムを備えることができる
。スライスの取り扱いを制御する外部ロボットと呼ばれる第１ロボットが存在し
、その際スライスは背面から取り扱われる。何故ならば、商業的に入手可能な現
在のカセットはこの型の取り扱いを許容するように正確に構成されているからで
ある。やはり商業的に入手可能な外部ロボットのつかみ用具（ｇｒｉｐｐｉｎｇ
ｔｏｏｌ）は、ロボットにおいて利用可能な小さな真空源によってスライスを
所定の位置に押圧して保ちながら、スライスを輸送する。 上記の解決法の操作原理を以下に説明する。 供給（ｌｏａｄｉｎｇ）期間中、スライスは対応するカセットから取り出され
そして該外部ロボットの内側に構成されていてもよい整合及びセンタリングステ
ーションに配置される。カセット、整合及びセンタリングステーション並びに外
部ロボットは新規ではなくそして本発明の一部を形成しない。ここでは、スライ
スは所望の角度に配向されそしてその幾何学的中心の位置がその後の正確なつか
みを許容するように計算される。次いでスライスは、石英ディスクの頂部のパー
ジング室の内側に配置され、この石英ディスクは支持体として働きそして該外部
ロボットの商業的つかみ用具による取り扱いを許容するような形状である。石英
ディスクは取り出し期間中スライスの熱をより良好に消散させるようにスライス
に比べて相対的に大きな質量を有する。 すべての痕跡量の空気を完全に除去するために、アクセスドアを閉じそしてパ
ージング室を不活性ガスで洗浄し、そして必要ならば、該パージング操作を促進
するために真空抜き取りサイクルにより洗浄を支援することができる。この点で
、本発明に従う内部ロボットが操作する室へのアクセスを与えるドアを開き、そ
の際該室は常に不活性ガス雰囲気中で操作され、そして保守操作中以外は、決し
て空気に暴露されない。 内部ロボットのつかみ用具又は手は本発明の一部を形成し、本発明はスライス
をそれらの縁による極めて限定された接触によって適当に取り扱うことを可能と
する。実際、各スライスは約１ｍｍを越えて延びている面取りされた部分又は縁
を有する。スライスの縁と接触するつかみ用具の部分は約１ｍｍを越えて延びて
いる縁の基部面取り部（ｓｏｌｅ ｃｈａｍｆｅｒ）に接触ゾーンを限定するよ
うな形状であり、そして石英の如き適当な材料から作られる。しかしながら、ス
ライスのこの部分は集積回路の製造には有用ではなく、従ってこの解決法は最終
製品の品質に対して損傷を与えない。更に、つかみ用具又は手は２つの機能、即
ち、 第１は反応室の内側のサセプタの位置に達するようにロボットロアームを延ば
す機能であり、 第２は該スライスの上昇を伴う操作期間中に用具又は手と使用されるスライス
とのある程度の自己水平化（ｓｅｌｆ−ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ）を、関節接合（ａ
ｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）により又はアームの柔軟性を利用することにより達成
する機能である、 有する構造的管によって内部ロボットのアームに接続されている。 スライスの上昇は専用の空気式機械により得られる或る真空により保証される
。真空は一連の穴によってスライスに伝達され、該一連の穴はつかみ用具の周に
沿って分布しておりそしてスライスの周囲のゾーン（ｒｏｕｎｄ ｚｏｎｅ）に
集中しており、そして、各スライスの同定又は配向のために使用される平坦なゾ
ーン又は凹んだノッチゾーンには存在せず、その場合に１５０ｍｍまでの直径を
有するスライスでは平坦なゾーンが好ましく、これに対してより大きい直径のス
ライスの場合には、凹んだノッチゾーンが好ましい。スライスの形状におけるす
べての不規則性は真空の効果の局部的減少を引き起こすので、本発明に従えば、
つかみ用具における適当に計算された濃度の吸引穴によりこの減少を相殺するこ
とが必要である。 供給期間中、サセプタは回転しそしてそれ自体知られている基準システムによ
って供給されるべきキャビテイを正確に位置決めする。この位置決めはそれ自体
既知の光学システムによって行うことができる。次いで、スライスは反応室に導
入されそしてサセプタの適当なキャビテイの上に位置づけられる。内部ロボット
は僅かに下向きに移動し、スライスをキャビテイと接触させ、そして真空が除去
されるとき、該キャビテイ上に供給されるスライスを放出する。供給段階はサセ
プタに存在するすべてのキャビテイが占拠されるまで繰り返される。次いでスラ
イスのスケジュール化された処理が開始される。 すべての光学システムの中から、レーザーエミッターと問題のサセプタとの間
の距離を測定して、該距離に比例したアナログ信号を発生するレーザーテレメー
ターシステムを使用することが可能である。例えば、レーザーテレメーターは、
走査アルゴリズムによるサセプタの平行な位置決め及びそれ自体知られている機
械的手段（例えばマイクロメーターねじ）によるその後の訂正における欠陥を排
除するのを助ける。この平行な位置決めはスライス上へのエピタキシャルデポジ
ッションの均一性を保証するのに必須である。 スライスのスケジュール化された処理が終わると、サセプタからスライスを取
り出すことが必要である。これを行うために、サセプタが反応室からのスライス
の損傷なしの抜き出しを許容する適当な温度に達するのを待った後、該内部ロボ
ットを再び使用することが必要であり、該内部ロボットは各スライスをサセプタ
の対応するキャビテイから取り出し、そしてそれをパージング室の内側に輸送し
、そこでスライスは石英ディスク上に置かれ、石英ディスクはその大きな質量に
よりスライスを冷却する。十分な冷却の後、スライスは反応器の第１ゾーンに配
置されたカセットの１つの座に外部ロボットにより移送される。 上記した方法を実施する本発明は、 反応室と、 半導体材料の基板又はスライスを取り扱うための内部ロボットと、 スライスを清浄化雰囲気に通すためのパージング室と、 半導体材料のスライスを積み重ねられた配列で収容するカセットを含む貯蔵ゾ
ーンと、 スライスを該貯蔵ゾーンからパージング室に移送するための外部ロボット、 を具備し、 該内部ロボットはつかみ手段をその外側端部に有する関節で接合されたアーム を収容するシールされた室を含んでなる、 半導体材料のスライスの如きエピタキシャル装置又は反応器において製造される
材料の基板を取り扱うための装置であって、 内部ロボットのつかみ手段は少なくとも１つのアームを具備し、該アームは、
反応室に挿入することができ、そしてパージング室から半導体材料のスライスを
取り出しそしてそれをシールされた室に通した後反応室のディスク形状サセプタ
の凹んだ座に置かれるように輸送しそして逆に凹んだ座からパージング室に輸送
するためのつかみ用具又は手（ｈａｎｄ）で終わっており、該手はスライスに周
ゾーン又は面取りされた縁に沿ってその最上部表面において接触するように設計 されており 、そして該手は真空効果によりスライスをつかむようになっており、
そして、つかみ手段は、凹んだ座に基板を置く場合には、基板は凹んだ座の面に 対して傾斜して保たれて、最初につかみ手段の 該アームから最も遠くに位置した スライス縁でのみ凹んだ座に接触し、その後該座に接触している該縁のまわりに 回動して該座と完全に接触し 、そして逆にスライスを反応室からパージング室に
輸送する場合には、該手の真空効果によりつかまれたスライスは、最初につかみ 手段の 該アームに最も近いスライスの側を上昇させ、次いで基板を完全に取り外 し、そして凹んだ座の面に対して傾斜して保持されながら基板を更に上昇させる ことによって、凹んだ座から取り外されるような方式で、つかみ手段を該関節で 接合されたアームに回動自在に取り付けるための手段を含む ことを特徴とする装
置にある。 特にアームは管状且つ中空であり、一側で柔軟性管によって真空源に接続され
ており、そして他の側で手の内側に形成された円形座に接続されて、該手の底部
側と該手の下に存在するスライスとの間に真空を加えるようになっている。 好ましくは、関節接合手段（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ）が中空
管状アームと内部ロボットの関節で接合されたアームとの間に配置され、該手段
は中空管状アームを昇降させて、該手を関節で接合されたアームにより規定され
た面より上及び下に運ぶようになっている。 更に、関節接合手段が中空管状アームと内部ロボットの関節で接合されたアー
ムとの間に配置されており、該手段は中空管状アームのその長手方向軸線のまわ
りの回転も可能とする。 好ましくは、関節接合手段は、関節で接合されたアームに固定されている支持
ベアリングを含んでなり、そして関節接合手段がそのまわりに回転する回転ピン
と、関節で接合されたアームの面に対する該手の上昇及び降下の許容された高さ
を固定するための調節ネジを担持し、それにより該手はディスク形状サセプタ上
に半径方向において前部でのみ、後部でのみ又は完全に該サセプタと水平で（ｌ
ｅｖｅｌ）載ることができる。 更に、関節接合手段は、中空管状アームのまわりに、ディスク形状サセプタの
半径に垂直な方向における該手の整合を可能とするための抗摩擦ブッシユも具備
する。 更に好ましくは、該手は取り扱われるべきスライスの直径より大きい直径を有
するディスクの形態にあり、そして該スライスの外周リムとのみ係合する凹んだ
座（ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｓｅａｔ）を備えた、スライスに面している底部部品（
ｂｏｔｔｏｍ ｐａｒｔ）を有する。 好ましくは、座は手の底部部品に存在し、そしてスライスと手との間に真空を
加えるように中空管状アームに接続されている該手の内側の室に接続された複数
の周穴（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｈｏｌｅｓ）を備えている。 最も好ましくは、周穴は主として真空の最も大きい損失が想像されるところに
集中している。 特定の態様では、レーザーテレメーターを使用してレーザーエミッターと問題
の反応室のディスク形状サセプタとの間の距離を測定して、該距離に比例したア
ナログ信号を発生し、該テレメーターはサセプタの水平配列（ｌｅｖｅｌ ａｒ
ｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の欠陥及び反応室に対するサセプタの平行な位置決めの欠
陥を検出する。 更に、サセプタの外側リムに形成されたノッチは角度基準点（ａｎｇｕｌａｒ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ）として使用され、角度基準点はレーザーテ
レメーターにより検出することができ、そしてスライスのための凹んだ座はこの
ノッチから出発しているとみなされる。 本発明に従えば、上記した装置の手によって反応室に存在するディスク形状サ
セプタの凹んだ座にスライスを配置するための方法であって、真空によって該手
に付着させられるスライスは、上昇した位置で反応室に入り、ディスク形状サセ
プタの凹んだ座の１つの上に輸送され、該座上に配置されるように降下させられ
、その際最初はつかみ手段の該アームから最も遠くに位置したスライス縁でのみ 凹んだ座に 接触するように前方に傾斜しており、次いでその全体の表面と接触す
るようにされ、次いでスライスを手に付着させて保つ真空の除去の後、更に降下
させられて手をスライスから取り外し、次いで手は再び上昇させられてスライス
から完全に取り外され、そして最後に後退させられて反応室を去ることを特徴と
する方法も提供される。 別法として、上記した装置の手によって反応室に存在するディスク形状サセプ
タの凹んだ座からスライスを取り出すための方法は、該手が、上昇した位置で反
応室に入り、ディスク形状サセプタの凹んだ座の１つに収容されたスライスの上
に輸送され、最初につかみ手段の該アームから最も遠くに位置した縁で、次いで
スライスの全体の周にわたり、該手がスライスに接触するまで降下させられ、次
いで全周にわたりスライスに接触した後、真空を加えてスライスをその縁で手に
付着させ、次いで再び上向きに移動し初めて、最初はつかみ手段の該アームに最 も近くに位置した縁で 、次いでスライスの全体の表面にわたり、スライスを凹ん
だ座から取り外し、そして最後にスライスがサセプタの凹んだ座から完全に上昇
した後、スライスを反応室の外側に輸送することを特徴とする。 本発明の特徴はその最初の部分の特許請求の範囲に記載されている。しかしな
がら、他の特徴及び利点が非限定的例として与えられる本発明の態様の例の下記
の詳細な説明から明らかになるであろう。 半導体材料のスライス２４a-eを該スライス２４a-eを受け入れるための寸法を
有するキャビテイ２８a-eを備えたディスク形状サセプタ２６上に置くため及び
／又はディスク形状サセプタ２６から取り出すためのいくつかのロボットにより
作動される反応室２２を含んでなるエピタキシャル反応器２０を示すすべての図
１を考察しよう。 スライス２４a-eは手動で操作されることなく反応室２２に存在するディスク
２６のキャビテイ２８a-e内に配置されそしてキャビテイ２８a-eから取り出され
なければならないので、この目的で、いわゆる内部ロボット３０が設けられてお
り、該ロボット３０は本発明の主題を形成するつかみ用具又は手７０で終わる管
状アーム６４を具備し、そしていわゆる外部ロボット３２が設けられている。内
部ロボット３０は反応室２２とパージング室３４との間に位置したままであり、
これらはスライスのための第１ゾーン又は貯蔵ゾーン３６と内部ロボット３０と
の間を進む及び逆に内部ロボット３０から第１貯蔵ゾーン３６へと進むスライス
２４a-eを処理する機能を有する。 貯蔵ゾーン３６は２つのカセット３８及び４０を備えており、該カセットは、
反応室２２において処理を受けるべき半導体材料のスライスを入れる機能又は反
応室２２で処理を受けた半導体材料のスライスを入れる機能を有する。更に、貯
蔵ゾーン３６は真空型のつかみ手段４４で終わる関節で接合されたアーム４２を
含み、該つかみ手段４４はカセット３８からパージング室３４への及び逆にパー
ジング室３４からカセット４０へのスライス２４の輸送を保証する機能を有して
いる。関節で接合されたアーム４２はそれ自体既知である。 パージング室３４はギロチンドアの如き迅速作用型の第１の密封シールされた
（ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｅａｌｅｄ）ドア５０と、ドア５０と同じ型の
第２の密封シールされたドア５２と、該パージング室３４に進むスライス２４を
支持するためのディスク５４を具備する。好ましくは、ディスク５４は良好な耐
摩耗性及び実質的にゼロの汚染を保証するように石英から作られそして、スライ
ス２４を置き又は取り出すためにパージング室３４につかみ手段４４が入るとき
つかみ手段４４を受け入れるための凹部５５を備えている。ディスク５４は、冷
却段階においてスライスの熱をより良好に消散させるために、スライスと比較し
て相対的に大きい質量を有する。パージング室３４は、スライス２４が、空気又
は窒素の如き他の簡単な不活性ガスであることができる貯蔵ゾーン３６の実質的
にダストのない雰囲気から主として水素からなる反応室２２の雰囲気に進むため
及び逆に本質的に水素からなる反応室２２の雰囲気から貯蔵ゾーン２６の雰囲気
に進むための準備をする機能を有する。何故ならば、水素と反応するガスを反応
室に導入すること及び水素及びＣＶＤ操作期間中反応室で形成されそして例えば
ＨＣｌの如き毒性又は刺激性のものでありうるガスを大気に放出することを回避
することが望ましいからである。 内部ロボット３０は、パージング室３４と連通している密封シールされたドア
５２の外に、反応室２２と連通している他の密封シールされたドア５７も備えた
シールされた室５６内に入れられており、そして関節で接合されたアーム５８を
具備し、該アームはその外側端部につかみ及び輸送手段６０を有し、これは図２
〜４で詳細に説明されそしてスライス２４をパージング室３４から反応室２２に
及びその逆に輸送する機能を有する。 図２〜４を考察すると、本発明に従うつかみ及び輸送手段６０は、関節で接合
されたアーム５８に接続されている関節接合手段６２、真空源として空気圧機械
（示されていない）に接続されている柔軟性管６８（図１で見られる）への接続
のための接続ピース６６を備えた管状アーム６４からなる。管状アーム６４は関
節接合手段６２から遠いその端部でつかみ用具又は手７０に接続されており、該
つかみ用具又は手７０はパージング室３４に存在するスライス支持ディスク５４
からディスク形状サセプタ２６への及び逆にサセプタ２６から支持ディスク２４
へのスライス２４の輸送期間中スライス２４を保持する機能を有する。 手７０は円形リムの形態にありそして互いに結合された２つの部品７２及び７
４により形成される。頂部部品７２は管状アーム６４に接続されたクランプ７８
に取り付ける（ｓｅｃｕｒｅ）ためのテールピース７６を備えており、そして底
部部品７４のテールピース８０と一緒になって管状アーム６４と連通しているダ
クト８２を形成する。底部部品７４は円形キャビテイ８４を備え、円形キャビテ
イ８４はダクト８２と連通しておりそしてスライス２４の方に向けられたその側
を通る小さな穴８６a-mと連通して入る。更に、この底部部品７４は、スライス
に対してなされるべき処理のための有用な機能を有していないとみなされるスラ
イス２４の限定された縁部分２５とのみ接触する。 つかみ手段６０がサセプタディスク２６のキャビテイ２８の内側に半導体スラ
イス２４を置く手順を示す図５〜８を考察しよう。図２及び３に十分に示された
とおり、つかみ手段６０は、作動時に真空源と連通している柔軟性管６８に、管
状アーム６４及び接続ピース６６により接続されている手７０により形成される
。 図５に示されたとおり、つかみ手段６０は反応室７２に入り、手７０に付着し
ている半導体スライス２４を輸送し、そこでスライス２４の手７０への付着は接
続ピース６６に加えられた真空（記号的には矢印９０により示される）により保
証される。反応室２２への入りは関節で接合されたアーム５８の前方移動を示す
第１の肉太矢印９２により記号的に示される。次いで、つかみ手段６０は該関節
で接合されたアーム５８の下向き移動を示す第２の肉太矢印９４により記号的に
示されたように、ディスク形状サセプタ２６の方に向けて下向きに移動し始める
。 関節で接合されたアーム５８が手７０により保持されたスライス２４がディス
ク形状サセプタ２６上のキャビテイ２８に接触しないように持ち上げられている
かぎりは、手７０及びスライス２４の重量は、関節接合手段６２が、ピボットピ
ン９８のまわりに回転しそして調節ねじ１００により許容された点まで降下しな
がら、アーム５８の端部に存在するパッド９６上に載ることを引き起こす。アー
ム５８が、図６に見られるようにスライス２４の端部がサセプタ２６の内側の方
に位置したキャビテイ２８に接触する点まで下向きに移動すると、手７０の下向
き移動は止まり、そして図７に見られるとおり、スライス２４がキャビテイ２８
上に完全に載るまでねじ１００の上昇（ｒａｉｓｉｎｇ）の開始と共につかみ手
段６０はサセプタ２６に次第に平行に配向される。この点で、矢印９０により表
された真空が除去されて、スライス２４を手７０から外させる。その間に、スラ
イス２４が手７０から外される前に、セラミック材料又はテフロンの如き抗摩擦
材料から作られた２つのブッシュ６３及び６５は、図３に示された円形矢印６７
の方向に管状アーム６４を回転させて、キャビテイ２８の内側のスライス２４の
完全な水平化を許容し、それによりつかみ及び輸送手段６０に本発明の一部を形
成する自己水平化の特徴を与える。スライス２４がキャビテイ２８により十分に
支持されそしてキャビテイ２８の内側に水平化し、そして真空９０の不存在が該
スライスからの手７０の分離を引き起こすと、関節で接合されたアーム５８の更
なる下向き移動は、図８に示され得るとおり、スライス２４の内側からの手７０
の上昇をもたらす。 図９〜１２を検討すると、手７０がスライス２４からいかにして取り外されて
、スライス２４をサセプタ２６のキャビテイ２８の内側に完全に放出すること、
ができるかがわかる。実際、図９において、真空９０の該不存在は手７０をスラ
イス２４から実質的に取り外して保ちながら、アーム５８は、手７０が、手に加
えられる真空９０の不存在のためスライスから外れたままで、図１０に見られる
とおりスライス２４上に完全に載るまで、肉太矢印１０４の方向に上向きに移動
し始める。矢印１０４の方向における関節で接合されたアーム５８のその後の上
昇は図１１にみられるとおり外側における手７０の上昇を引き起こす。最後に、
アーム５８の更なる上昇はスライス２４から手７０を完全に取り外しそして上昇
させ、そして矢印１０６の方向のアーム５８の後退移動はつかみ及び輸送手段６
０を反応室２２（図１参照）の外側に運ぶ。 図１３〜１６はつかみ手段６０がサセプタ２６のキャビテイ内に着座したスラ
イス２４上の手７０の位置決めを引き起こす手順を示し、そして図１７〜２０は
サセプタ２６のキャビテイ２８からのスライス２４の上昇及び取り出しを示す。 特に図１３〜１６を参照すると、関節で接合されたアーム５８は、矢印９２に
より示された前方移動により、手７０をスライス２４と整合させ、これに対して
矢印９４により示された降下移動により、手をスライスに向かって移動させるこ
とがわかる。図１４から分かるとおり、アーム５８の更なる降下は手７０を最初
にスライス２４の内側と接触させ、そして最後に、図１５に見られるとおり、ス
ライス全体と接触させる。ブッシュ６３及び６５は、管状アーム６４の軸線のま
わりの回転を許容することにより、手７０のスライス２４との完全な自己整合（
ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）も許容する。アーム５８は図１６に示されたと
おり、更に少し下向きに移動することができ、手７０のスライス２４の内側から
の確実な取り外しを引き起こすが、これは重要ではない。 図１７を参照すると、矢印９０により示された真空を管状アーム６４に加えて
、最初にスライス２４の外側を手７０に付着させながら、矢印１０４により示さ
れたとおり、いかにして関節で接合されたアーム５８が再び上向きに移動し始め
るかをみることができる。次いで、図１８に示されたとおり、関節で接合された
アーム５８の更なる上昇は、真空９０がスライス２４を手７０にくっつけながら
（ａｔｔａｃｈｅｄ）、手７０をスライス２４に完全に付着させる（ａｄｈｅｒ
ｅｄ）。アーム５８のその後の更なる上昇は、ねじ１００がパッド９６上に載る
まで関節接合手段６２のそのピボットピン９８のまわりの回転を引き起こし、図
１９に見られるとおり、スライス２４の外側をサセプタ２６のキャビテイ２８か
ら取り外させ、それによりキャビテイ２８からのスライス２４のいかなる強制の
分離（ｆｏｒｃｅｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）（スライス２４をキャビテイ２８
に平行に保ってスライス２４を取り外すことを試みた場合に起こり得るのだが）
も回避する。これは手７０により加えられた過剰の力によるスライス２４に対し
て起こり得る損傷を回避し、そしてキャビテイ２８からのスライス２４の突然の
放出による該管状アーム６４の起こり得る振動を回避する。最後に、図２０に見
られるとおり、矢印１０４の方向のアーム５８の最終的上昇はスライス２４をキ
ャビテイ２８から完全に取り外し、その間矢印１０６の方向のアーム２８の後退
移動は、手７０を反応室２２（図１参照）の外側にスライス２４と共に運ぶ。 スライス２４の反りから生じる過剰の変形を回避し及び／又は手７０により該
スライスが輸送されるとき小さな整合の誤差を相殺するために、手７０により加
えられる真空を調節するための手段が設けられる。特に、手７０がスライス２４
と係合しはじめる間に真空を最大値に保持しなければならないが、次いで手７０
のスライス２４との係合が完了したとき予め設定された値に調節される。 上記の説明は、本発明をいかなる方法においても限定するものと見なされるべ
きではない本発明の態様の例を例示するものであり、本発明の包含される範囲は
特許請求の範囲により規定されるであろう。従って、上記した説明を読んだ後当
業者が行うことができるすべてのこれらの論理的に均等な解決策は本発明に包含
されるものとみなさなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 外部ロボットと本発明に従う内部ロボットにより作用されるディスク形状エピ
タキシャル反応器の断面平面図である。
タキシャル反応器の断面平面図である。
【図２】 本発明に従う内部ロボットの延びることができるアームの端部に位置したつか
み用具又は手の断面切頭側面図である。
み用具又は手の断面切頭側面図である。
【図３】 該つかみ用具又は手の断面切頭平面図である。
【図４】 手が輸送されるべき半導体材料のスライスといかに係合するかを示すことを意
図した図２の円で囲まれた手の詳細の部分断面拡大図である。
図した図２の円で囲まれた手の詳細の部分断面拡大図である。
【図５〜８】 サセプタのキャビテイにスライスを供給するように半導体スライスを担持する
内部ロボットのつかみ手段の、サセプタのキャビテイの方に向けてのアプローチ
シーケンスを示す断面切頭側面図である。
内部ロボットのつかみ手段の、サセプタのキャビテイの方に向けてのアプローチ
シーケンスを示す断面切頭側面図である。
【図９〜１２】 サセプタのキャビテイに供給されたスライスからつかみ手段が取り外されるシ
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
【図１３〜１６】 半導体スライスを取り出すために、サセプタのキャビテイに存在する該半導体
スライスの方に向けてのロボットのつかみ手段のアプローチシーケンスを示す断
面切頭側面図である。
スライスの方に向けてのロボットのつかみ手段のアプローチシーケンスを示す断
面切頭側面図である。
【図１７〜２０】 半導体スライスがサセプタのキャビテイから取り外されそして取り出されるシ
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
ーケンスを示す断面切頭側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｂ Ｆターム(参考） 3C007 AS03 AS24 BS15 BT05 DS01 FS01 FT12 KS20 KS36 KV11 LT06 LT11 NS09 NS13 4G077 AA03 DB01 EG13 5F031 CA02 FA01 FA07 FA12 FA18 GA02 GA08 GA15 GA45 GA47 GA48 GA49 HA01 KA10 MA28 PA04 5F045 AA03 AC03 BB10 DP15 EB02 EB08 EN04 EN06
Claims (15)
- 【請求項１】 反応室（２２）と、 半導体材料の基板又はスライス（２４）を取り扱うための内部ロボット（３０
）と、 スライス（２４）を清浄化雰囲気に通すためのパージング室（３４）と、 半導体材料のスライス（２４）を積み重ねられた配列で収容するカセット（３
８、４０）を含む貯蔵ゾーン（３６）と、 スライス（２４）を貯蔵ゾーン（３６）から内部ロボット（３０）に輸送する
ための外部ロボット（３２）とを具備し、 内部ロボット（３０）はつかみ手段（６０）をその外側端部に有する関節で接
合されたアーム（５８）を収容するシールされた室（５６）を含んでなる、 半導体材料のスライスの如きエピタキシャル装置又は反応器において製造される
材料の基板を取り扱うための装置において、 内部ロボット（３０）のつかみ手段（６０）は少なくとも１つのアーム（６４
）を具備し、該アームは反応室（２２）に挿入することができ、そして半導体材
料のスライス（２４）をパージング室（３４）から取り出しそしてそれをシール
された室（５６）に通した後反応室（２２）のディスク形状サセプタ（２６）の
キャビテイ（２８）内に置かれるように輸送しそして逆にキャビテイ（２８）か
らパージング室（３４）に輸送するためのつかみ用具又は手（７０）で終わって
おり、手（７０）は周ゾーン又は面取りされた縁（２５）に沿ってスライス（２
４）に接触し、そして該手は真空効果によりスライス（２４）をつかみそしてそ
れをディスク形状サセプタ（２６）上に置き、その際最初は一側で対応するキャ
ビテイ（２８）に接触し、次いでそれと完全に接触し、そして逆にスライス（２
４）を反応室（２２）からパージング室（３４）に輸送する場合には、スライス
（２４）を真空効果によってつかみ、それをサセプタ（２６）のキャビテイ（２
８）から取り外し、その際最初に一側でそれを上昇させ次いでそれを完全に取り
外し、そして最後にそれをパージング室（３４）に入れられた支持ディスク（５
４）の上に置くようになっている、 ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】 アーム（６４）は管状で且つ中空であり、一側で柔軟性管（
６８）によって真空源に接続されており、そして他の側で手（７０）の内側に形
成された円形キャビテイ（８４）に接続されて、手（７０）の底部側と手（７０
）の下に存在するスライス（２４）との間に真空を加えるようになっていること
を特徴とする請求項１に記載の基板を取り扱うための装置。 - 【請求項３】 関節接合手段（６２）が中空管状アーム（６４）と内部ロボ
ット（３０）の関節で接合されたアーム（５８）との間に配置され、該手段は中
空管状アーム（６４）を昇降させて、手（７０）を関節で接合されたアーム（５
８）により規定された面より上及び下に運ぶようになっていることを特徴とする
請求項２に記載の基板を取り扱うための装置。 - 【請求項４】 関節接合手段（６２）が中空管状アーム（６４）と内部ロボ
ット（３０）の関節で接合されたアーム（５８）との間に配置されており、該手
段は中空管状アーム（６４）のその長手方向軸線のまわりの回転も可能とするこ
とを特徴とする請求項３に記載の基板を取り扱うための装置。 - 【請求項５】 関節接合手段（６２）は関節で接合されたアーム（５８）に
固定されている支持ベアリング（９６）を含んでなり、そして関節接合手段（６
２）がそのまわりに回転する回転ピン（９８）と、関節で接合されたアーム（５
８）の面に対して手（７０）の上昇及び降下のための許容された高さを固定する
ための調節ネジ（１００）を担持し、それにより該手はディスク形状サセプタ（
２６）上に半径方向において前部でのみ、後部でのみ又は該サセプタ（２６）と
完全に水平で載ることができることを特徴とする請求項４に記載の基板を取り扱
うための装置。 - 【請求項６】 関節接合手段（６２）は、中空管状アーム（６４）のまわり
に、ディスク形状サセプタ（２６）の半径に垂直な方向における該手（７０）の
整合を可能とするための抗摩擦ブッシユ（６３、６５）も具備することを特徴と
する請求項５に記載の基板を取り扱うための装置。 - 【請求項７】 手（７０）は取り扱われるべきスライス（２４）の直径より
大きい直径を有するディスクの形態にあり、そして該スライス（２４）の外周リ
ム（２５）とのみ係合する凹んだ座を備えた、スライス（２４）に面している底
部部品（７４）を有することを特徴とする請求項６に記載の基板を取り扱うため
の装置。 - 【請求項８】 スライス（２４）の周リム（２５）は上部表面を該スライス
の側部表面に接続する面取りされた領域として形成されていることを特徴とする
請求項７に記載の基板を取り扱うための装置。 - 【請求項９】 該座は手（７０）の底部部品（７４）に存在し、そしてスラ
イス（２４）と手（７０）との間に真空を加えるように中空管状アーム（６４）
に接続されている手（７０）の内側の室（８４）に接続された複数の周穴（８６
）を備えていることを特徴とする請求項７に記載の基板を取り扱うための装置。 - 【請求項１０】 周穴（８６）は主として真空の最も大きい損失が想像され
るところに集中していることを特徴とする請求項９に記載の基板を取り扱うため
の装置。 - 【請求項１１】 レーザーテレメーターを使用してレーザーエミッターと問
題の反応室（２２）のディスク形状サセプタ（２６）との間の距離を測定して、
該距離に比例したアナログ信号を発生させ、該テレメーターはサセプタ（２６）
の水平配列の欠陥及び反応室（２２）に対するサセプタ（２６）の平行な位置決
めの欠陥を検出することを特徴とする前記請求項に記載の基板を取り扱うための
装置。 - 【請求項１２】 サセプタ（２６）の外側リムに形成されたノッチは角度基
準点として使用され、角度基準点はレーザーテレメーターにより検出することが
でき、そしてスライス（２４）のためのキャビテイ（２８）はこのノッチから出
発しているとみなされることを特徴とする請求項１１に記載の基板を取り扱うた
めの装置。 - 【請求項１３】 前記請求項に記載の装置の手（７０）によって反応室（２
２）に存在するディスク形状サセプタ（２６）の座（２８）にスライス（２４）
を配置するための方法であって、真空によって手（７０）に付着させられるスラ
イス（２４）は、上昇した位置で反応室（２２）に入り、ディスク形状サセプタ
（２６）のキャビテイ（２８）の１つの上に輸送され、該キャビテイ（２８）上
に配置されるように降下させられ、その際キャビテイ（２８）と最初に半径方向
内側の点で接触するように前方に傾斜しており次いでその全体の表面と接触し、
次いでスライス（２４）を手（７０）に付着させて保つ真空の除去の後、再び降
下させられて手（７０）をスライス（２４）から取り外し、次いで手（７０）は
再び上昇させられてスライス（２４）から完全に取り外され、そして最後に後退
させられて反応室（２２）を去ることを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 手（７０）が、上昇した位置で反応室（２２）に入り、デ
ィスク形状サセプタ（２６）のキャビテイ（２８）の１つに収容されたスライス
（２４）の上に輸送され、最初に半径方向内側の点で次いでスライス（２４）の
全周にわたり手がスライス（２４）に接触するまで降下させられ、次いで全周に
わたりスライスに接触した後、真空を加えてスライス（２４）をその縁（２５）
で手（７０）に付着させ、次いで再び上向きに移動し初めて、最初に半径方向外
側の点で、次いでスライス（２４）の全表面にわたりスライス（２４）をキャビ
テイ（２８）から取り外し、そして最後にスライス（２４）がサセプタ（２６）
のキャビテイ（２８）から完全に上昇した後、スライスを反応室（２２）の外側
に輸送することを特徴とする請求項１〜１２に記載の装置の手（７０）によって
反応室に存在するディスク形状サセプタ（２６）の座（２８）からスライス（２
４）を取り出すための方法。 - 【請求項１５】 反りによるスライス（２４）の過度の変形を回避するため
に、手（７０）に真空を加え、該真空は、スライス（２４）が手（７０）と完全
に接触していない時、該手（７０）によるスライス（２４）の係合の開始時に最
大であるが、その後真空を調節するための手段が該真空を、スライス（２４）の
実質的な変形を引き起こすことなくスライス（２４）と手（７０）との付着を維
持するのに十分な最小値に減少させることを特徴とする請求項１３及び１４に記
載の方法。
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