JP2553074B2 - ウエ−フア−状材料の運搬方法および装置 - Google Patents

ウエ−フア−状材料の運搬方法および装置

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JP2553074B2 JP62083695A JP8369587A JP2553074B2 JP 2553074 B2 JP2553074 B2 JP 2553074B2 JP 62083695 A JP62083695 A JP 62083695A JP 8369587 A JP8369587 A JP 8369587A JP 2553074 B2 JP2553074 B2 JP 2553074B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はウェーファー状材料の運搬方法および装置に
関する。特に、本発明は、半導体基板のような、薄いウ
ェーファーの取扱いおよび加工の方法および装置に関す
る。本発明による装置は、半導体ウェーファー基板の腐
食、および、該基板上へ金属薄層を付着させるスパッタ
リングを目的とするシステムに使用されることが可能で
ある。
ウェーファー加工機械に関する周知の設計は、ウェー
ファーを眞空環境内で加工しようとするものである。一
般に、一個の基板について、数段階の加工を順次行なう
必要がある場合が多い。例えば、ウェーファーが眞空環
境内に導入された後、次の加工段階にかけるための表面
の準備として、ウェーファーを腐食する必要のあること
が可能である。次の段階としては、基板上への第一金属
層のスパッタリングがあり、更に、金属薄スパッタリン
グ段階が続くことになる。いずれの場合においても、夫
々異なるスパッタリング段階用に夫々異なるガスがチャ
ンバー内に導入され、また基板上に付着される物質に依
って、夫々異った陰極ターゲット物質を使用されること
が可能である。従って、夫々異なった加工段階におい
て、夫々異ったガスおよびプラズマ状況が出現する。一
般に、従来技術による装置においては、一度に、複数個
のウェーファーを、夫々異なったガス体を使用し、夫々
異なった加工方法によって、同時加工することは不可能
である。一旦、ウェーファーが眞空チャンバー内に導入
されたならば、該チャンバー内のウェーファーに対し、
特定のガスを使う、特定の加工のみが実施可能だからで
ある。これ等装置を使用し、各種ウェーファーにつき、
複数種の加工を同時に行なったとすれば、夫々異なる加
工段階からの蒸気およびガスの相互汚染を生ずることが
可能である。従って、もしウェーファーに関し、多様の
加工を、各種のガスを使用して行なわなければならない
とすれば、これ等従来技術による装置によって、同時に
複数個のウェーファーを加工することは不可能である。
そのようにして、例えば、複数の加工ステーションを持
つ従来技術機構において、もし、例えば、第１のウェー
ファーは第１のガスにより、第２のウェーファーは第２
のガスにより加工しようとするならば、それを同時に行
なうことは不可能となる。それどころか、まず眞空チャ
ンバー全体から第１のガスを追い出し、次いで、第２の
ウェーファーを加工する前に第２のガスを導入しなけれ
ばならないのである。更に、もし、眞空チャンバー内の
ウェーファーについて、その全部でなく、一部のみに、
ある一加工段階を行なわなければならないとすれば、す
べてのウェーファーが同一環境にさらされるのであるか
ら、加工されないウェーファーに汚染の生じる可能性が
ある。
更にまた、ウェーファーは、一旦、眞空チャンバー内
に入ったならば、異なった取扱い機構間を移動されるこ
とがないよう加工されることが重要である。一般に、本
発明による装置によって加工されるべきウェーファーは
もろく、粒子状になり、または割れたりするのを避ける
には、ウェーファーを、種々の移送機構間に移送するこ
とは避けるのが好適である。
更に、ウェーファー加工機械、特にスパッタリング装
置を備えている機械においては、例えば、実質的に使用
されたターゲットを取換えるなど、スパッタリング装置
の陰極およびターゲットの交換が必要である。スパッタ
リング装置の陰極は、一般に、特定の方向のターゲット
のまわりに電磁場を生じさせる手段を具備し、スパッタ
ーされるべき物質のターゲットを含有し、該ターゲット
は、その支持構造および、金属薄層が付着されるべき基
板に関して、高電圧においてバイアスされている。これ
によって、ターゲットの物質は蒸発されてプラズマとな
り、基板上に沈着される。夫々異なったガス環境内にお
いて、複数個を基板を同時に加工したい場合は、他の基
板が置かれた他の加工チャンバー内の、制御された環境
を乱すことなく、交換する必要がある特定なターゲット
のみを交換することが可能であれば、好便である。
発明の概要 従って、異なった環境状態下において、複数個のウェ
ーファー状物体の同時加工を可能とするウェーファー加
工機械を提供することが、本発明の目的である。
また、加工されるウェーファー状物体の相互汚染の可
能性を消去する、該ウェーファー状物体の加工装置を提
供することも、本発明の目的とする。
更にまた、眞空環境においてウェーファー状物体の加
工を行なう装置を提供することを、本発明の別の目的と
する。
本発明はまた、各加工段階を遂行する、夫々独立する
ことが可能な、加工チャンバー間に物体を移送するのに
使用される主眞空チャンバーを有する、ウェーファー状
物体加工用装置を提供することを目的とする。
本発明は更にまた、一旦、制御された眞空環境内に入
れば、異なる移送機構間にウェーファー状物体の移送を
不必要とすることにより、該ウェーファー状物体の粒子
化または破壊をなくす、該ウェーファー状物体の加工装
置の提供を目的とする。
本発明はまた、加工される物体の最適な清潔さを保証
するウェーファー状物体の加工装置を提供することを目
的とする。
本発明はまた、ウェーファー状物体の加工装置であっ
て、該装置においては、交換を必要とする装置の部分、
例えば陰極ターゲットなどを交換する必要のあるとき、
機械全体を止める必要はなく、あるいは、特定な部品の
交換を必要としない、装置の他の部分の制御された環境
を乱すことのない、そのような装置の提供を目的とす
る。
更にまた、本発明は、ウェーファー状物体の加工装置
であって、該複数の物体を同時に加工する能力を持ち、
そして、その場合に、該物体の各個が、複数の加工のう
ちの選ばれた加工の対象となることが可能である、その
ような装置の提供を目的とする。
このような目的を達成するために、本発明による、ウ
ェーファー状材料（P,U）を第一位置（Ｄ）と第二位置
との間で運搬する装置は、長手方向に延びたアームは長
手方向の軸を有し、該長手方向の軸と直角な第一軸のま
わりを第一平面内で枢動可能であり、 前記アームの一端に取付けられた係合手段は、前記ア
ームの枢動により、該係合手段が取付けられた前記一端
が円弧状通路を規定するように、前記長手方向の軸に沿
って前記第一軸から隔てて配置されている、前記運搬装
置において、 前記装置は、加工済のウェーファー状材料（Ｐ）と未
加工のウェーファー状材料（Ｕ）とを、前記第一位置
（Ｄ）と該第一位置（Ｄ）の面に直角な面内にある前記
第二位置との間で移送・交換し、 前記係合手段は、前記長手方向の軸のまわりで回転可
能であり、且つ該軸に対して対称的に配置されかつ該軸
に関して外側に吸着面を有する、少なくとも２つの真空
チャックを具備し、 前記アームの前記第一平面内での枢動運動と前記長手
方向の軸の回りでの回転運動との組合せにより、前記未
加工のウェーファー状材料（Ｕ）を第一位置から第二位
置へ移送する動作を行わせ、かつ該動作中に、前記加工
済のウェーファー状材料（Ｐ）を第二位置から第一位置
へ移送する動作も行わせることを特徴とする。
前記少なくとも２つの真空チャックが取付けられてい
る前記アームの前記一端は、前記第一軸から離隔してお
り、該アームの他端は、前記第一軸に近接していること
が望ましい。
前記第一軸は前記第二位置に関して定位置にあること
が望ましい。
また、本発明によれば、ウェーファー状材料（P,U）
の第一位置（Ｄ）と第二位置との間で運搬する装置にお
いて、長手方向に延びたアームは長手方向の軸を有し、
該長手方向の軸と直角な第一軸のまわりを第一平面内で
枢動可能であり、前記アームの一端に取付けられた係合
手段は、前記アームの枢動により、該係合手段が取付け
られた前記一端が円弧状通路を規定するように、前記長
手方向の軸に沿って前記第一軸から隔てて配置されてお
り、 前記運搬装置は、加工済のウェーファー状材料（Ｐ）
と未加工のウェーファー状材料（Ｕ）とを、第一位置
（Ｄ）と該第一位置の平面に直角な面内にある第二位置
との間で移送・交換し、 前記係合手段は、前記長手方向の軸のまわりで回転可
能であり、且つ少なくとも２つの真空チャックを具備
し、 前記アームの前記第一平面内での枢動運動と前記長手
方向の軸の回りでの回転運動との組合せにより、前記未
加工のウェーファー状材料（Ｕ）を第一位置から第二位
置へ移送する動作を行わせ、且つ該動作中に、前記加工
済のウェーファー状材料（Ｐ）を第二位置から第一位置
へ移送する動作も行わせ、 前記運搬装置は、更に、前記ウェーファー状材料（P,
U）を第三位置と前記第一位置（Ｄ）との間で運搬する
手段を具備し、該手段は、 前記第三位置にて複数の前記材料（P,U）を支持する
キャリア手段と、 前記キャリア手段から材料（P,U）を受取り、該材料
（P,U）を可動支持手段上に置くためのピック・プレー
ス・機構と、 前記材料（P,U）を中間位置（Ｂ）へ移送する前記可
動支持手段と、 前記中間位置（Ｂ）にて前記可動支持手段から材料
（P,U）を受け取り且つ該材料（P,U）を前記第一位置
（Ｄ）へ移送するための、前記第一位置の平面に平行に
移動するトランスファアームと、を具備することを特徴
とする。
前記トランスファアーム及び前記アームは外部環境か
ら遮蔽されたチャンバの内部に配置され、前記第三位置
は外部環境内にあり、前記第一位置は前記チャンバ内の
雰囲気に連通していることが望ましい。
前記可動手段は前記材料（P,U）を前記中間位置
（Ｂ）へ垂直方向へ移動するための手段を具備し、更に
前記材料（P,U）を前記可動支持手段の中心軸に対して
中心位置決めをすることが望ましい。
更に、本発明による、ウェーファー状の第一材料
（Ｐ）とウェーファー状の第二材料（Ｕ）とを、第一位
置（Ｄ）と該第一位置の第一平面に対して直角な面にあ
る第二位置との間で移送・交換する方法は、 前記第一平面と平行な長手方向の軸から対称的に一定
距離隔て、かつ該軸に関して外側に吸着面を有する一対
の真空チャックの一方を用いて前記第一位置（Ｄ）にあ
る前記第一材料（Ｕ）を吸着して受け取る工程と、 前記長手方向の軸を該長手方向の軸のまわりに回転さ
せ且つ前記第一平面に直角な第一軸の回りに第一方向に
枢動させて、前記一対の真空チャックの他方を前記第二
位置へもたらす工程と、 前記他方の真空チャックを使用して前記第二位置にあ
る前記第二材料（Ｐ）を吸着して受け取る工程と、 前記第一及び第二材料（U,P）をそれぞれ吸着保持し
た前記一方および他方の真空チャックを前記長手方向の
軸の回りに同時に回転させて、前記一方の真空チャック
を前記第二位置へもたらす工程と、 前記第一材料（Ｕ）を前記一方の真空チャックから前
記第二位置へ受け渡す工程と、 前記長手方向の軸を前記第一軸の回りに前記第一方向
と反対の第二方向へ枢動させ且つ該長手方向の軸まわり
に回転させて、前記他方の真空チャックを前記第一位置
へもたらす工程と、 前記第二材料（Ｐ）を前記他方の真空チャックから前
記第一位置（Ｄ）へ受け渡す工程と、 前記一方および他方の真空チャックを前記長手方向の
軸の回りに同時に回転させ、前記一方の真空チャックを
前記第一位置（Ｄ）へもたらす工程と、 を含んでなることを特徴とする。
前記第一軸は前記第二位置に関して定位置にあること
が望ましい。
前述した本発明の目的、およびその他の目的はまた、
以下に詳述する、ウェーファー状物体を輸送し、物体を
加工段階に当て、ウェーファー状物体を取扱う方法によ
って達成されるものである。
実施例 本発明による装置の透視図を示す第１図を参照する。
図の右側を装置の正面と見なすものとする。装置は、一
般に、フレーム10と、それに取付けられたチャンバー12
を具備し、チャンバーは、二つのほゞ1/2づつのセクシ
ョン14および16から成る。チャンバーは、回動可能な割
出しプレート15を含有する。この割出しプレートは、第
26図に更に詳しく示されているが、モータ18により、密
封部材18aを通して駆動され、密封部材はフェヲフルー
イディックシール部材から成る。各チャンバー半体14お
よび16は強化構造13および13aによってそれぞれ強化さ
れている。第25図を参照のこと。チャンバー12の半体14
および16は、主プリナム域12aを限定するが、この更に
詳細は第26図に示されている。チャンバー12の半体14お
よび16の各々に、チャンバー12の中心のまわりに等角度
間隔に配置され、４個のワークステーション20,21,22お
よび23が取付けられている。ステーション（第二位置）
20は、加工する物体、または加工済み物体の挿入、取出
しを行なうためのロードロックステーションを具備し、
ステーション21,22、および23は加工ステーションを具
備し、そこでは、腐食やスパッタリングといった各種の
加工段階を実行することが可能である。各ワークステー
ションにおいては、回動可能な割出しプレート15によっ
て保持された基板に対し、様々な加工が実行される。別
々のステーションにおいて、相異なる基板に、相異なる
加工が同時に実施されることが可能である。特にステー
ション20は、ロードロックテーブルより成るが、関連す
る扉操作機構19によって作動されるロードロック扉25を
介して、チャンバー12へ基板が挿入され、あるいは、取
出され、これについては後に更に詳しく説明する。ステ
ーション21は１個のステーションより成るが、そこで
は、例えば、基板が清掃され、あるいは、ステーション
22および23における加工準備のため腐食が行なわれ、ス
テーション22および23は、例えば、スパッタリングステ
ーションより成り、そこでは、金属層が基板上にデポジ
ットされる。基板は、一旦、ステーション20から23へ、
矢印17の示す方向に回転されると、回転の１サイクルを
完成するため更にステーション20にまで回され、そこで
加工済み基板はロードロック扉25を通り取出される。こ
の装置の場合、一時に４個の基板を機械内に配置でき、
そのうちステーション21,22、および23で、３個の相い
異なる基板にそれぞれ３種の相い異なる加工を同時に行
なうことが可能である。ここに図示する実施例では、４
個のワークステーションが示されているが、装置を好適
に改造することによって、より少ない、あるいは、より
多いワークステーションを具備させることができる。
装置は更に複数個の眞空ポンプ31,32,33、および40d
を具備し、該眞空ポンプは、例えば、加工ステーション
21,22、および23またはロードロックステーション（第
二位置）20それぞれの容量に応じて適正な最終眞空レベ
ルを備えるために、低温眞空ポンプであることが可能で
ある。後にも説明する通り、本発明の装置では、加工
中、ワークステーションの容積を、主チャンバーの容積
12aから隔離することが可能である。眞空ポンプ31,32,3
3、および40dは、それぞれのマニホルド部材41,42,43、
および40aによって、それぞれのステーションに係合さ
れる。低温眞空ポンプ31,32,33および40dが作動される
前に、適当するフィッティング33a,33b,33c、および33d
に接続された別個の機械眞空ポンプ（図示せず）が作動
され、夫々のチャンバーを、所要の眞空レベルに近いレ
ベルにまで空気抜きする。第25図参照。低温眞空ポンプ
31,32,33、および40dはその後作動されて、眞空度を所
要のレベルに迄下げる。第25図に示す通り、フィッティ
ング33a,33b,33cには適当するバルブ部材33e,33f、およ
び33gそれぞれが付ついおり、夫々対応する加工チャン
バー21,22、および23夫々から、機械眞空源を切り離す
ことができる。
ステーション20,21,22、および23の各個は、チャンバ
ー半体14に取付けられた第一部分、および、チャンバー
半体16に取付けられた第二対向部分を含有する。これは
第14図および第15図の上面図、第２図および第26図の側
面図、また第27図の背面図をあわせて見ると、最も明確
に示される。
第14図および第15図に示す通り、チャンバー半体14
は、ステーション20にロードロック扉25を具備し、第15
図には扉を開いたところ、第14図には扉を閉じたところ
が示されている。チャンバー12のステーション20のとこ
ろの背後部分16にはフロントプレーン装置27が取付けて
あるが、該装置の目的について以下に詳しく説明する。
ステーション21においては、図示した実施例の場合これ
は腐食加工ステーションになっているが、例えばスパッ
タリングステーションであることも可能であり、バック
プレーン装置37がチャンバー半体14に取付けてあり、チ
ャンバー半体16はそれへマニフォルド41およびポンプ３
を取付けおり、該マニフォルドおよびポンプはチャンバ
ー12の頂部に重なっている。バックプレーン装置37はフ
ロットプレーン装置21に類似した装置である。スパッタ
リングステーションを具備することが可能なステーショ
ン22には、別のバックプレーン装置47が取付けられてお
り、該バックプレーン装置47は、バックフレーン装置37
の直接下に配置することが可能である。これは第１図お
よび第２図に最も明確に示されている。チャンバー部分
16は、第１図および第25図に示す通り、そこにマニフォ
ルド42およびポンプ32が取付けてあるが、それ等はチャ
ンバー12の下にのびており、第14図には示されていな
い、ステーション22と同様に、スパッタリングステーシ
ョンであることが可能なステーション23においては、チ
ャンバー半体14が別のバックプレーン装置57を具備して
おり、チャンバー部分16は、そこにマニフォルド43と、
関連眞空ポンプ33を取付けており、これは第１図および
第25図に示されている。再び、眞空ポンプ33はマニフォ
ルド43を経て、チャンバー12の下に配置されている。二
つのチャンバー半体14および16は共に425のところに蝶
番どめされており、ロック機構、例えばスクリューファ
スナー、が427のところに装着されている。第25図参
照。少くとも１個のシール426が、二つのチャンバー半
体を共に密封するため装着されているが、このシール
は、例えば第26図に示すように、Ｏ−リングシールであ
ってよい。第16図は、二つのチャンバー半体が開かれた
位置にある場合を示す。
図示する通り、各種眞空ポンプおよびマニフォルドが
チャンバー半体16と共に開かれている。また、第18図お
よび第27図に示す通り、マニフォルドの各個が扉をきめ
ており、該扉は380に蝶番どめされ、主チャンバー12を
開く必要なく、ワークステーションの内部に接近するこ
とを可能にしている。
マニフォルド40aはチャンバー半体14に取付けられて
いる。マニフォルド40aは主低温眞空ポンプ40dからの眞
空を主チャンバーの容積または空間12aに供給し、また
必要ならばロードロックステーションにも供給する。低
温眞空ポンプ40dが作動される前に、チャンバー空間12
a、またはロードロック（第二位置）20内の圧力を、所
要の最終レベルに近い指定眞空レベルに迄下げるのに、
機械眞空ポンプ（図示されていない）が使われる。フィ
ッティング33dがこの目的のため装着されている。第25
図参照。ポンプ40dはその後、最終所要眞空レベルにす
るために使用される。後に説明すり通り、マニフォルド
40aはバルブ40bを含有し、主チャンバー空間12aとの連
通を可能にしており、そして、バルブ40cは、ロードロ
ックステーション20によって限定される空間との連通を
可能にする。
図面には示されていないが、加工ステーションの陰極
アセンブリーおよび基板にバイアスをかけるため、適切
な電源が用意されている。更に、バックプレーン装置3
7,47、および57の背後には、基板上のステップ被覆デポ
ジットを良くするため、ラジオ周波数電源を備えること
も可能である。
以上の説明から、ウェーファーが、受渡しを行うロー
ドロックステーション20から加工ステーション21,22,23
に順次送られ、これらの加工ステーションでエッチング
やスパッタリング等の作業が行われ、加工済のウェーフ
ァーが再びロードロックステーション20に戻るまでの工
程が理解されよう。
図面に示す通り、装置は、共通して70として示される
ウェーファー受け部、ウェーファーの心だし、センタリ
ングおよび吊上げ手段90、共通して120で示される中間
ロードロックを有する制御環境チャンバー110、中間ロ
ードロック120からウェーファーの出し入れを行なうた
め、またロードロックアーム160にウェーファーを出し
入れするため、チャンバー110内に配置されたトランス
ファーアーム140を具備し、該トランスファーアーム140
は、加工済み、加工前にかかわらず、ウェーファーをチ
ャンバー12の主ロードロックステーション20に送り込
み、あるいは取出しを行なう。受取りステーション70
は、複数の加工前ウェーファーおよび／または本発明の
装置により既に加工されたウェーファーを保持するカセ
ット75を具備する。ピックプレース機構80は、カセット
75および心だしセンタリング吊上げ手段90間にウェーフ
ァーを移送する。第2,3,4図参照。２個のカセット75お
よび76を使うことも可能である。第４図参照。図示する
通り、機構80,90,120,140、および160は両方向的であ
り、すなわち、セクション70からの未加工ウェーファー
は、これ等機構によってチャンバー12に移送され、ま
た、加工済みウェーファーは同じ機構によってセクショ
ン70に戻される。
以上の説明から、ウェーファーがロードロックステー
ション20に受け渡されるまでに、ウェーファーを所定位
置とするための心だしが行われることが理解されよう。
第3A図は、本発明による装置の全体的な動きを示す図
式図である。加工される基板は、２個のカセット75また
は76のいずれかから、中間ロードロック120を経て、制
御環境110へ供給される。基板は次いでロードロック20
内へ移送される。シール部材、例えばロードロック扉
は、ロードロック20を制御環境110から隔離する。バル
ブ20aはロードロックを制御環境に通気するため使用さ
れ、それによって、ロードロック扉25が制御環境に対し
て開けられることが可能となり、基板がロードロック20
内に取入れられるのを可能にする。機械ポンプ（図示さ
れていない）および低温眞空ポンプ40dは、バルブ40cを
含む適切なバルブを経てロードロック扉25が閉じられた
後ロードロックの空気抜きに使用される。シール部材Ａ
は、以下に詳しく説明するが、ロードロック20をプリナ
ム12aから密封し、また、ロードロックがプリナム12a内
の眞空レベルに迄空気抜きされたとき、プリナム12aを
ロードロックに対して開く。
以下に詳しく説明する通り、プリナム12aは、チャン
バー12によって限定され、加工されるべき物体を加工チ
ャンバーのひとつから他の加工チャンバーに移送するの
に使用される。加工チャンバーは、21,22、および23で
示される。しかし、プリナム12a自体は加工段階の実
施、例えばスパッタリングやエッチングには使用されな
い。むしろ、基板はプリナムを通って運搬され、かつ、
少くともひとつの加工チャンバーに移送され、そこで加
工段階は実行される。本発明によれば、加工されるべき
物体は、順次に加工される必要はなく、本発明による装
置では物体が、例えばある特定な加工チャンバーにスキ
ップすることが可能である。しかし、物体はすべての加
工チャンバー内で加工されるものと仮定すると、物体は
シール部材Ｂによってプリナム12aから隔離され、次い
で加工チャンバー21に供給される。ポンプ31（および関
連する機械眞空ポンプ）は、加工チャンバー21の空気抜
きに使用され、バルブ21aは、プロセスガスを加工チャ
ンバー21に供給する。もし物体が加工チャンバー21で加
工された後、更に加工される必要が生じたならば、物体
は、図示されている通り、シール部材Ｃを通り、加工チ
ャンバー22に移送されることが可能である。ポンプ32
（および関連する機械眞空ポンプ）は加工チャンバー22
の空気抜きに使用され、そして、プロセスガスは、バル
ブ22aを経て加工チャンバー22に供給される。もし更に
加工する必要が生じたならば、物体はシール部材Ｄを通
り、加工チャンバー23に移送されることが可能である。
ポンプ33（および関連する機械眞空ポンプ）は加工チャ
ンバー23の空気抜きに使用され、プロセスガスはバルブ
23aを経て加工チャンバー23へ供給される。図に示す実
施例では、３個の加工チャンバーが示されているが、そ
れよりも多い、あるいは少ない加工チャンバーを備える
ことは可能である。
物体は、加工チャンバー23で加工された後、再びシー
ル部材Ａを通ってロードロック20に送り返される。物体
は次いでシール部材25を通り、制御環境110に戻され、
そして更に、カセット75および76に戻される。
従って、第3A図に図式的に示されている装置は、加工
チャンバー21,22、および23の各個を、他の加工チャン
バー、および主プリナム12aから隔離することを可能に
する。これは、異なる加工チャンバー内で行なわれる加
工間の相互汚染を防止する。更に、図示した装置は、相
い異なる加工チャンバーへの任意の進入を許容する。従
って、加工されるべき物体が、各加工チャンバーに入る
必要はない。むしろ、加工されるべき物体は、もし特定
な加工がその物体に不必要なときは、その特定な加工を
行なう加工チャンバーをスキップすることができる。更
にまた、特定な加工チャンバー内で行なわれる加工は、
他の加工チャンバーに影響を与えることなく、変更され
ることが可能である。これは、各加工チャンバーを、互
に他の加工チャンバーおよびプリナム12aから隔離する
シールB,C、およびＤによって、隔離が行なわれるから
である。
更に、各加工チャンバーが21,22、および23は、夫々
自身のポンプ、バルブ、ガス吸入口および加工手段を持
っていて、他の加工チャンバーから独立しており、それ
によって、もし、何等かの理由により一つの加工チャン
バーが機能を停止しても、他のチャンバーには何等影響
がない。各加工チャンバーへのガス吸入口は、第25図に
21a,22a、および23aを示されている。
シール部材A,B,C、およびＤの構造については、以下
に詳しく説明する。図に示された実施例では、シール部
材A,B,C、およびＤは、シールリング部材および弾力性
ばね手段を具備し、該ばね手段は、加工中物体を然るべ
き位置に保持し、また、必要な動きを与え、加工チャン
バーとプリナム12a間に密封行為を提供する。第3A図に
は、別個のシール部材A,B,C、およびＤが示されている
が、この装置の実際の実施例においては、基板がプリナ
ム12aに入ると、同一のシール部材が相い異なる加工チ
ャンバーを密封するのに使用されるが、シール部材は単
に密封機構を実行するのみならず、基板を、プリナム12
a内で動いている間、然るべき位置に保持することも行
なう。勿論、１個以上の基板が、チャンバー12内で一度
に加工されることが可能であり、従って、複数のシール
部材を、そのうちの一つが、特定の点で、然るべき時
に、対応する加工チャンバーに関連するというように、
備えることが可能である。これについては以下に詳しく
説明する。
以上の説明から、ロードロックステーション20を含む
各ステーショ20,21,22,23等びにプリナム12aにおける減
圧、及びこれらの相互間のシールの状況が概略的に理解
されるよう。
本発明の働きについて更に詳しく記述する。特に第３
図および第４図を参照し、本発明の装置は、複数の、積
み重ねたウェーファー72を保持する、１個のカセット
（キャリア）75、または２個のカセット（キャリア）75
および76を具備することができる。図ではカセットが実
質的に水平に示されているが、水平に対してわずかに傾
斜するようにし、それによって、第１図および第３図に
照合番号71で示すようにカセットのオープン側が、クロ
ーズ側73よりわずかに高くなるようにできる。このよう
にすれば、カセット75または76内のウェーファーがすべ
って、カセットのオープン側71から落下することを防ぐ
ことができる。カセット（第三位置）75および76はフレ
ーム77および88それぞれに取付けられている。ピック・
プレース機構80は、第３図と、更に明瞭に第４図に示さ
れ、ＸおよびＹ軸について移動可能であり、未加工ウェ
ーファーをカセットから取上げ、加工済みカセットをカ
セットに挿入するため、備えられている。ピック・プレ
ース機構80はモータ81により、適当なリンケージ、例え
ばトラック82に沿って駆動される。ピック・プレース機
構80は適当な把握機構、例えば眞空チャック84および86
を有する可動アーム83を具備し、該眞空チャックはアー
ムの端部に配置されている。これは第４図および第５図
に明確に示されている。第５図に示す通り、アーム83
は、第二クロスアーム87に取りつけられ、該第二クロス
アーム87は部材88に取りつけられており、部材88はトラ
ック82に沿い、Ｘ方向に摺動自在である。アーム87は、
部材88のトラック85に、Ｙ方向に摺動自在である。モー
タ81は、第一ねじ91を経て部材88を、更にはアーム87を
Ｘ方向に、そしてまた第二ねじ91aあるいはその他適当
なリンケージを経てＹ方向に駆動する。
ピック・プレース機構80の稼働順序は、第４図から第
７図までに示されている。第４図は、心だし吊り上げ機
構（可動手段）90上にあるウェーファー72を示す。ウェ
ーファーは、例えば、６インチまたは８インチのシリコ
ン半導体基板から成ることが可能である。心だし吊上げ
機構90は、眞空チャック94を具備する。加工済みウェー
ファー72は、機械のチャンバー12から取外されている。
ピック・プレース機構アーム83は、第４図において92の
破線で示す、以前の位置から駆動され、それによって、
眞空チャック84が、眞空チャック94上の基板の下面の眞
下にくるようにする。眞空チャック94はこの地点におい
て働きを停止し、そして眞空チャックが作動し、それに
よって、ウェーファー72は眞空チャック84により取上げ
られる。アーム83は今や水平に左方に、次いで上方から
右方へ、カセット75に隣接する位置へ駆動され、その場
所で、加工済みウェーファーは挿入されることになる。
これは第４図のカセット75近く、破線で示されるアーム
83の位置によって示される。アーム83は次いで更にＸ方
向に駆動され、基板はカセットの溝に収容される。例と
して、カセット75の最終の、または最上の溝が、第４図
および第６図において選択されている。第６図に示すよ
うに、加工済みウェーファーが、カセット75の最後の位
置に挿入されると、アーム83は、矢印83aによって示さ
れる通り、Ｘ方向内で左方に駆動され、次いで立てに下
方に、カセット76に隣接する位置にまで駆動され、それ
によって、未加工ウェーファーは眞空チャック86により
取上げられることが可能である。もし、カセット75の最
終位置が到達されていなければ、アーム87は上方に動
き、カセット75内の、次のウェーファー（未加工）を取
上げる。しかし加工済みウェーファーのみがカセット75
に残ると想定すると、アーム87はカセット76へ横行し、
未加工ウェーファーを取出す。各カセット75および76
は、常に、加工済みおよび未加工双方のウェーファーを
収納することが可能である。一方のカセットが加工済み
ウェーファーのみを、他のカセットが未加工ウェーファ
ーのみを収容するということは必要でない。
加工済みウェーファーがカセット75の最上位置にある
ものと想定すると、アーム83は、図示するように、第６
図の左方に動き、次いで立てに下方に降り、カセット76
の下から６番目の位置に隣接する位置にまでくる。（５
個のウェーファーは既にカセット76から取り出され、現
在はチャンバー12内、ロードロックアーム160上にある
ものと仮定する。…後に更に詳しく説明する）。それに
よって、アーム83は動き、眞空チャック86がカセット76
に入り、そこから未加工ウェーファーを取出すようにす
る。アーム83は次いでＸ方向に、矢印83bが示すように
右へ移動し、次いで立て方向に下向きに、眞空チャック
（可動手段）94の右側に隣接する位置にまで移動する。
眞空チャック94は作動し、眞空チャック86は働きを停止
する。次いで、ウェーファー72は、眞空チャック94の上
の点線で示す位置に残される。アーム83は次いで右に、
第７図に示す原位置83cへ移動し、そうして、眞空チャ
ック94の道から外れる。
第８図に示す通り、ウェーファー72は眞空チャック94
上に、眞空チャック94の中心95からわずかに心外れに置
かれることが可能である。基板の中心を、眞空チャック
94の中心に対し心だしする必要がある。よって、吊上げ
テーブル90は、サポート98に放射状に配置し取付けた４
個の可動部材102を具備する心だし手段を含有する。放
射状に配置された可動部材102は、心だしピン102を具備
する。基板72の心だしを行なう必要のあるときは、眞空
チャック94は、第７図に示すように、立てに下方に移動
する。同時に、眞空チャック94から眞空が除かれ、そし
て、放射状に配置された部材102が、第９図に示すよう
に、放射状に内向きに動き、次いで、ピン109をウェー
ファー72に対してバイアスさせ、ウェーファー72を眞空
チャック94の中心軸に関して、心だしさせる。可動部材
102は、ガイドロッド114上を半径方向に案内されるか、
あるいは、他の適当な操作機構によって、半径方向に案
内される。ウェーファー72はまた、割出しマークあるい
はフラットスポット、例えばフラットスポット111を具
備する。フラットスポットを正しく眞空チャック94に合
わせることが必要であり、それによって、ウェーファー
は正しくチャンバー12内に挿入される。そこでウェーフ
ァー72を保持する眞空チャック94は矢印112によって示
されるように回動される。割出しマーク111の正しい方
向づけは、光源および光センサによって測定できる。例
えば、中間ロードロック120の近隣に配置された光源113
（第13図参照）および、サポート98上に配置された光セ
ンサ113aによる測定である。フラットスポットのかわり
に、他の割出しマーク、例えば、基板72につける小さい
切込みを使うことが可能である。基板が心だし、心合せ
されると、サポート98はガイドレール130および131に沿
い、第７図に破線で示される通り、適当な作動手段132
によって立てに駆動される。基板72は、ハウジング124
内に配置されたリセス122内に持ち上げられ、そこの制
御環境を維持するためにチャンバー110を決定する。ハ
ウジング124は、直立円筒ウォール126によって定められ
る開口を具備する。トップシールカバー128は立て方向
に移動可能であり、直立ウォール126に接したとき、制
御環境チャンバー110を外界から、Ｏ−リングシール129
を経て密封する。吊上げテーブルサポート98は密封表面
133を具備し、該密封表面は、それがハウジング124に係
合したときＯ−リングシール131aを経て、ハウジング12
4を密封する。それによって形成されるロードロックの
働きは、第10図および第11図により明確に示される。
第10図に示す通り、中間ロードロック120は、制御環
境110内の空気の清浄さを維持するために備えられ、該
制御環境は実質的、に乾燥した窒素ガスから成っている
が、これはでき得る限り、水蒸気やその他の汚染物が主
チャンバー12内に入りこむのを防ぐ意図からである。そ
こで、図示する通り、立て方向に移動可能なトップシー
ル128を取外す前に、窒素ガスが、バルブ134を経て、空
間122内に導入される。同時に、バルブ135が開かれ、チ
ャンバー122内に現存する空気が除去される。乾燥した
窒素ガスだけがチャンバー122内に、充分時間をかけて
導入され、それによって現存する空気は追い出されるの
であるが、チャンバー122内の圧力を、制御環境（チャ
ンバ）110内の圧力に近似するよう調整する必要があ
る。そこで、ブリードバルブ137が作動され、制御環境1
10内の圧力を、実質的にチャンバー122内の圧力に等し
いものとする。一旦圧力が同等化されると、第10図に示
すように、トップシール128が開かれ、そして、第12図
に詳しく示されているトランスファアーム140は開かれ
たチャンバー122に入り、トランスファーアーム140の端
部145に配置された眞空チャック142がウェーファー72を
把持し、該ウェーファーをチャンバー122から取りだ
す。第11図および第12図参照。第11図および第12図に
は、トランスファーアーム140がウェーファー72を把持
しているところが示されている。トランスファーアーム
140は、チャンバー122に入り、ウェーファー72のレベル
よりわずか下にくる。そしてその位置につくと立てに上
方に動き、それによって、眞空チャック142はウェーフ
ァー72を把持し、それを眞空チャック94から取外す。か
わって、眞空チャック94は下降し、ウェーファー72をト
ランスファーアーム140上にのせる。
以上の説明から、未加工又は加工済みのウェーファー
を貯蔵するカセット75,76からトランスファーアーム140
までの、或いはその逆方向のウェーファーの受渡し並び
に移動について理解されよう。
第12図はトランスファーアーム140の動きをより詳し
く示す。第12図はトランスファーアーム140およびロー
ドロックアーム（長手方向に延びたアーム）160の上面
図である。トランスファーアーム140は、147として示さ
れているように、枢動自在に取付けられ、モータ143に
よって駆動される。第13図参照。トップシールカバー12
8、およびトップシールカバーを操作する機構133が示さ
入れ、該機構は油圧シリンダ、または他の作動装置を具
備することが可能である。第1,2、および３図も参照の
こと。
トランスファーアーム140は、ストレートセクション1
44および眞空チャック142がその上に配置されている三
日月形セクション145を具備する。眞空チャック142は、
図示するように、眞空源につながら方形に凹んだ溝を具
備する。トランスファーアーム140の目的は、眞空チャ
ック140から未加工ウェーファーを受け取り、それをロ
ードロックアーム160に送達し、また反対に、加工済み
ウェーファーをロードロックアーム160から受け取り、
それを眞空チャック94に送達する。ロードロックアーム
160の目的は、加工されるウェーファーをチャンバー12
のロードロックステーション20に供給し、加工済みウェ
ーファーをロードロックステーション20から取上げ、そ
れをある位置（中間位置Ｂ）に送達する。その位置では
トランスファーアーム140がウェーファーを取り上げ、
それを眞空チャック94に戻すと、該眞空チャックは最後
にそれをカセット75および76に戻す。ロードロックアー
ム160は、第14図および第15図の平面内にある枢動点16
3、および、図示されている軸167のまわりに回動可能で
ある。
第15A図および第15B図を参照し、トランスファーアー
ム140およびロードロックアーム160の動きを説明する。
第15A図および第15B図は、ロードロックアーム（第二位
置）20、ロードロックアーム160、トランスファーアー
ム140および中間ロードロックトップシール128の、完全
機械サイクル中の位置を図式的に示したものである。第
15A図および第15B図において「Ｏ」は「開」を、「Ｃ」
は「閉」を、「Ｕ」は「未加工」を、そして「Ｐ」は
「加工済み」を表わす。第12図、第14図、第15A図、お
よび第15B図を参照し、動きは次の通りである。トラン
スファーアーム140は、第14図にＡで示す位置から、第1
4図にＢで示す位置へ移動し、そこで眞空チャック94か
ら新らしいウェーファーを受け取る。トップシール128
がこの時点で、第15A（ａ）図に示すように、開かれ
る。トランスファーアーム140は、矢印141で示す円弧通
路に沿って第14図に示すＣ位置にまで動き、最後には、
未加工ウェーファーを、Ｄ点（第一位置）のロードロッ
クアーム（長手方向に延びたアーム）160の上部眞空チ
ャック上に置く。これは第15A（ａ）図に示されてい
る。この点においてロードロック20は閉ざされ、トラン
スファーアーム140は、第14図のＣ点にまで動く。ロー
ドロックアーム160は、第15A（ｄ）図に示すように、軸
167のまわりに180゜回動し、そこで、未加工ウェーファ
ーを下部に、そして既にロードロック20より取外した加
工済みウェーファーを上部に置く。トランスファーアー
ム140は第14済に示すＤ点に戻り、加工済みウェーファ
ーは、第15A（ｃ）図に示す通り、トランスファーアー
ム140によって取外され、第15A（ｄ）図に示すように、
中間ロードロック120に戻り、そこで、加工済みウェー
ファーは、カセット75か76のいずれかに戻される。次の
段階は、第15A（ｅ）図に示す通り、ロードロックアー
ム160の、軸167のまわりに90゜の回動で、それによって
未加工ウェーファーは、ロードロック20から面をそむけ
る形となる。ロードロック20は今や第15A（ｆ）図に示
すように開かれ、ロードロックアーム160は、ピボット
（長手方向に延びたアーム、即ちロードロックアーム16
0が枢動する平面と直角な第一軸）163のまわりに、右ま
わりに90゜回動し、それによってロードロック20に面す
るロードロックアーム160の空の眞空チャックは、加工
済みウェーファーをロードロック20から取上げることが
可能である。一旦、加工済みウェーファーがロードロッ
クアームによって把持されると、ロードロックアーム16
0は、第15A（ｇ）図に示すように、左廻り90゜枢動す
る。そこで、加工済みウェーファーおよび未加工ウェー
ファーは、第15A（ｇ）図に示すように、ロードロック
アーム160の２つの眞空チャック上に配置される。ロー
ドロックアーム160は今や、第15B（ｈ）図に示すように
軸167のまわりに180゜回動し、それによって、未加工ウ
ェーファーがロードロック20に面するようになる。ロー
ドロックアーム160は今度はピボット163のまわりに90゜
回転し、そして、段階15A（ａ）において、ロードロッ
クアーム160上に置かれていた未加工ウェーファーは、
今度は、ロードロックアーム160がピボット163のまわり
に、右まわりに90゜枢動したとき、ロードロック20内に
押入される。これは段階15B（ｉ）に示される。ロード
ロックアーム160は、段階15B（ｊ）に示すように、ピボ
ット163のまわりに、左廻り90゜枢動し、次いで15B
（ｋ）に示すように、ピボット167のまわりに90゜回転
し、それによって加工済みウェーファーは今度は下を向
く。その時点でロードロック20は閉ざされ、段階15B
（ｉ）で、チャンバー12内に挿入されたウェーファーの
加工が開始される。一方、トランスファーアーム140
は、段階15B（ｋ）に示される通り、新らしい未加工ウ
ェーファーを把持し、該未加工ウェーファーは、15B
（ｌ）に示すように、ロードロックアーム160の上部眞
空チャック上に置かれ、装置は、第15A（ａ）図に示す
ものと同様なサイクルのはじめに戻る。
そこで、ロードロックアーム160は、トランスファー
アーム140とロードロック120間にウェーファーを移動す
る。効果的で有益な方法を提供する。軸163および167の
まわりの、アーム160の回動、および二つの眞空チャッ
ク162の装着が、一つの機構で、最小の時間および空間
量で、加工済みおよび未加工ウェーファーを取扱うこと
を可能にする。
以上の説明から、本発明の本質的な部分である、トラ
ンスファーアーム140からロードロックステーション20
までの、或いはその逆方向のウェーファーの受渡し、方
向転換、移動について理解されよう。
第17図は、第２図の断面線17−17による、装置の上面
断面図である。図示されている通り、断面は、ロードロ
ックステーション20と、スパッタリングステーション22
の両方を通してとられている。ロードロックステーショ
ン20は、共通して27と示されるフロントプレーン装置、
を具備し、スパッタリングステーション22は、フロント
プレーン装置27と同様の、共通して47と示されるバック
プレーン装置を具備する。チャンバー12はチャンバー半
体14および16によって決定され、第26図により詳しく示
されている、共通して15と示される割出しプレートを具
備する。第26図に示す割出しプレート15は、モータ18で
駆動され、四つのポジションを有し、その各々が、第24
図に詳しく示す。基板保持装置を具備している。
第17図から第23図までを参照して装置の働きを説明す
る前に、第24図の基板保持装置について記す。基板保持
装置は、第3A図を参照して説明したシール部材A,B,C、
およびＤの一部を形成し、その働きについては以下に詳
述する。割出しプレートの一部分15を第24図に示す。割
出しプレート24は、４個の円形カットアウト200を有し
（第26図参照）、そのひとつを第24図に示す。複数のタ
ブ202、図には３個かかれている、がカットアウト200内
に伸びている。複数の円弧状薄板ばね208が、これも図
には３個かかれているが、タブ202の夫々に取付けられ
ている。ばね208のタブ202から最も遠い端は、輪形の外
部シール部材220から突き出ているタブ214に取付けられ
ている。更に、内部輪形部材222は、外側輪形部材220と
同心的に配置されている。輪形部材222は輪形部材220
に、取外し自在に押入されることが可能であり、別にス
ペースをとった複数の円弧薄板ばね224を具備し、該薄
板ばね224は、例えば230で示すようなねじによって、輪
形部材222に取付けてある。ばね224の他端にはばね止め
部材234が配置されており、ブロック235に取付けられて
いる。ばね止め部材は、外側輪形部材220のリセス244に
係合し、内側の輪形部材222は、外側輪形部材220から外
すことができる。ばね止め部材234は、セラミックある
いは耐熱プラスチック材のような絶縁材からできてお
り、輪形部材222および基板72が、装置の残りの部分か
ら絶縁されることが可能である。
これで、例えばスパッタリングやエッチング加工をす
るとき、基板72に正しくバイヤスをかけることができ
る。
外側輪形部材220は、割出しプレート15に関し、割出
しプレート15の平面に垂直に動くことができ、そして、
内側輪形部材222は、ばね208および224により、外側輪
形部材220に関して垂直に動くことが可能である。ばね2
08および224の動きについては、以下に詳しく説明す
る。輪形部材222は、その後側にタブ240が取付けてあ
り、該タブは、輪形部材222に保持された、基板72のた
めのバックレストを具備する。輪形部材222はまた、複
数の基板保持装置238を有し、ロードロックアーム160に
取付けられた、回動可能なロック／アンロック装置によ
って係合されている。
第20図および第21図に詳しく示すように、基板保持装
置238は、荒い溝形をした、スロット241aを有する部材2
41、および、ねじその他のファスナー242を受けるため
の中央開口を具備する。溝形部材241にはリテーナー部
材245が取付けられており、該リテーナー部材は回動可
能であり、それによって、基板72が内側リング222の内
側に位置されたとき、基板72の周縁によって占められる
領域内に突出るようになっている。溝形部材241はスロ
ット247に締め付けられ、スロットは部材241の位置を調
整するために備えられている。溝形部材241の溝241aに
は、ロック／アンロック装置166から伸びる、縦方向伸
長ロッド168の１対が係合される。ロック／アンロック
装置166は、例えば小型サーボモータ170、あるいは空圧
または油圧で作動される部材を具備することが可能であ
る。図示の通り、ロック／アンロック装置166はその両
端にロット部材168を具備する。これはロードロックア
ーム160が二つの対向する眞空チャック162を具備してい
るからである。第20図および第24図に示すように、溝形
部材241は、そのスロット241aが、基板72が所定の場所
にクランプされたとき、内側リング222と共通して接線
方向になるよう配置されている。それによって、部材24
5は、基板72の縁部に重なって突出し、そして、基板は
しっかり、リング222のタブ240と部材245の間に保持さ
れる。同時にアンロック装置166は溝形部材241に接近
し、ロッド168は溝形部材241のスロット241aに心だしさ
れる。眞空チャック162が基板72を把持したとき、ロッ
ク／アンロックの装置166のロッド168は、溝形部材241
のスロット241aに係合する。眞空チャック162がウェー
ファー72を把持し、ロッド168が溝形部材241のスロット
241aに係合すると、第21図に示す通り、サーボ機構170
が作動してロッド168を90゜回転させる。図示した実施
例においては、３個の保持部材238がリング部材222のま
わりに等距離に設けられ、従って、３個のロック／アン
ロック装置166が具備されている。
基板72がチャンバー12内に置かれると、ロック／アン
ロック部材166が部材245を互いに反対方向に回動させ、
それによってウェーファーは輪形部材222にしっかり保
持される。
真空チャック162は、本発明の装置に全体にわたって
使用される共通の真空チャックとして画かれている。真
空チャックの面は、管状の凹み262と、中央開口266から
該凹み262までの、少くとも１本のリードインライン264
を有する。第21図に示すように、ロードロックアーム16
0は、シャフト268上に回動自在に配置されており、第15
A図および第15B図に関して説明した通り、真空チャック
162はロードロックステーション20に入ることが可能で
ある。
好適に、真空チャック162は、基板72を把持する第一
部材162aと、第二部材162bを具備している。部材162aお
よび162bは薄板ばね部材162cによって係合されており、
部材162cは部材162bに対して横行的に動くことができ、
そのゆえに、部材162aは、把持すべき基板の平面に一致
することが可能になる。
第17図および第18図は、チャンバー半体14および16に
よって定められるチャンバー12に、回動自在に取りつけ
られる割出しプレート15を示す。第17図および第18図に
示す通り、ロードロックステーション20において、フロ
ントプレーン装置27はサポート308に取付け、モータ
ー、または、油圧もしくは空圧作動部材300を具備する
ことが可能である。部材300のシャフト302は、第一シー
ル部材304に取付けられる。カップ状部材304は、それの
リムのまわりに環状に配置された第一シール表面を有
し、例えば、Ｏ−リングシール311を具備することも可
能である。以下に更にくわしく説明するが、Ｏ−リング
シール311および321は、ロードロックステーション20、
領域330、その他加工ステーション21,22、または23のチ
ャンバーなど、主チャンバー空間に12aから隔離された
環境を維持するため備えられている。部材326は、基板
に接触するよう配列することが可能であるが、好適な実
施例においては、部材326は単に基板72に近傍接近する
だけである。ロードロックアーム160の真空チャック162
は、ロードロック扉25が開いたときに動くことが可能で
ある。
第１図および第２図に関し、ロードロック扉25は、19
bにおいて扉25に枢動可能に取付けられたシャフト19aを
通し、適切な機構19によって作動される。該機構19は、
例えばモータ駆動のギアラック、あるいは適当な空圧、
または油圧シリンダーなどを具備することが可能であ
る。
第18図に示すように、チャンバー330が主チャンバー1
2から隔離されると、チャンバー330内の空気は、バルブ
部材（図示されていない）を通して追い出され、チャン
バー330内の圧力は、ロードロック扉の反対側にある制
御環境110の圧力に同等化される。第18図に示す通り、
割出しプレート15に係合するばね208、および外側リン
グ220によって、輪形部材220と内側リング222、および
基板自体はロードロック扉に向って移動し、それによっ
て、カップ形部材304、輪形部材220、およびチャンバー
半体14の突出部材320によって決定される領域330の、上
記した密封は達成される。第17図および第18図に示す通
り、ステーション22は、フロントプレーン装置27と同様
なバックプレーン装置47を具備する。ステーション21お
よび23は、同様な装置37および57を具備する。ステーシ
ョン22はスパッタリングステーションであること可能な
ので、ステーション22は、取外し可能な陰極支持部材、
およびモニフォルド42に取付けられたカバー370、を具
備し、また例えば、マニフォルド42にターゲットブロッ
ク372がボルト374で取付けられる。ターゲットブロック
372は、使い捨ての、消耗材製で、例えば、もし基板72
にアルミニウムを沈澱させるのであれば、ターゲットブ
ロック372はアルミニウムのブロックとする。第18図に
示す通り、陰極支持部材370は扉431に取付けられ、380
において支持構造373に蝶番どめされ、チャンバー半体1
6に係合されている。
適切な電圧が、チャンバー12との関連においてターゲ
ット372にかけられ、そしてターゲット372は、絶縁材37
2aにより、適切にチャンバー12から絶縁されている。更
に、既に述べた通り、基板72は、ある適切な電圧におい
てバイアスされることが可能であり、支持リング222ま
たは222′は、絶縁用ディテント234により、装置の残余
の部分から絶縁されている。アセンブリ371aの目的は、
72の近傍に実質的に均等なイオン電流密度をつくり出す
ことである。
第18図に示す通り、バックプレーン装置47は部材32
6′を転置し、それによって、支持リング222′に取付け
られた基板72に係合するよう働く。Ｏ−リングシール31
1′および321′は、正しい密封状態を維持するために備
えられている、そこで、スパッタリング加工が、チャン
バー空間350内にある基板72に対し、主プリナム12aを汚
染することなく、また、他のステーション20,21、また
は23を汚染することなく、実施されるのである。
第19図は、ステーション22の、第２図の線19−19に沿
ってとった横断面のより詳細な図である。低温置眞空ポ
ンプ32およびマニフォルド42が、図面の下部に示されて
いる。バックプレーン装置47と、それに含まれているア
クチュエータ300′も示されている。
第22図および第23図はステーション22の更に詳細を示
した図である。第22図および第23図はまた、スパッタリ
ングステーションの各個に具備された冷却手段の詳細を
示す。例えば、液体冷却管銘410は、基板72の領域内の
支持構造冷却のため、具備させることが可能である。各
種冷却管銘を第25図の437に示す。
図示した実施例においては、ステーション21はエッチ
ングステーションであり、従って陰極および関連するカ
バーは備えられていない。また、ステーション20は第25
図に示すようにロードロックなので、このステーション
に扉を設ける必要はない。
以上の説明から、ロードロックステーション20を含む
各ステーション20,21,22,23間における、割り出しプレ
ート15によるウェーファーの移動、並びに各ステーショ
ンでのウェーファーの固定、減圧及びシール、各ステー
ションとプリナム12aとの関係等の具体的な構成、作用
について理解されよう。
前述の仕様において、本発明は、それの特定な実施例
に関して説明した。しかし、添付した特許請求の範囲に
記した本発明の広範な精神および範囲から逸脱すること
なく、各種の改造および変更が加えられ得ることは明白
であろう。従って、仕様および図面は、制限的意図より
もむしろ説明的なものと見なされるべきものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置の一部を取外して内部が見
えるようにした全体透視図、 第２図は第１図に示した装置の左側一部断面図、 第３図は第１図の装置の正面断面図、 第3A図は本発明による装置の図式、構成図、 第４図は第１図の装置の一部分、特に未加工ウェーファ
ーを保持カセットからあるいは加工済ウェーファーを保
持カセットへ移送する装置部分の詳細正面断面図、 第５図は第４図に示した装置の部分の上面断面図、 第６図はウェーファーが装置の制御された環境内に導入
される前のウェーファー運搬のある段階を示す第４図と
同様の図、 第７図はウェーファー運搬の付加的段階および本発明に
よる装置の制御された環境へのウェーファー挿入を示す
第６図と同様の図、 第８図および第９図は第4,5,6および７図に示された装
置の部分、特に、吊上げテーブル上のウェーファーの中
心合せ、および吊上げテーブル上のウェーファーの周囲
に配置された割出し目盛りの目盛り合せを行なう段階を
それぞれ示す上面断面図、 第10図および第11図はウェーファーを制御された環境チ
ャンバーから出し入れする装置の部分のそれぞれ各種段
階を示す断面図、 第12図は主チャンバーボリューム内におけるウェーファ
ーの加工前または加工後の制御された環境内におけるウ
ェーファー運搬装置の部分の上面図、 第13図は第１図に示す装置の部分図であって、特に、本
発明による装置の制御された環境内におけるウェーファ
ーの運搬に関係する装置の部分の側面断面図、 第14図および第15図はそれぞれ主加工装置内における加
工前または加工後の制御された環境におけるウェーファ
ーの取扱い段階を示す上面部分断面図、 第15Aおよび第15B図はそれぞれウェーファー加工装置か
ら出し入れ輸送する段階を図式的に示す図、 第16図は主加工装置を開かれた状態において示す本発明
による装置の上面図、 第17図は本発明による主加工装置の第２図の断面線17−
17に沿った水平断面を示す断面図、 第18図はウェーファー加工の別の段階にある装置を示す
第17図と同様の図、 第19図は第18図に示す装置の一部をさらに詳細に示す図
であって第２図の断面線19−19に沿った垂直断面図、 第20図および第21図はそれぞれウェーファーを装置の主
加工部分に出し入れ搬送する装置部分の一部断面図、 第22図は本発明による装置の一加工ステーションを第17
図の断面線22−22に沿った断面で示す詳細断面図、 第23図はウェーファー加工の別段階を示す第22図と同様
の断面図、 第24図は本発明による主加工装置の回動可能な割出しプ
レートにおけるウェーファー保持手段の正面図、 第25図は本発明による装置の右側面図、 第26図は本発明による主加工装置の内部を示すため一部
を取外した右側面図、 第27図は、本発明による装置の背面図である。 10……フレーム、12……チャンバ、 18……モータ、 20,21,22,23……ステーション、 25……ロードロック扉、 31,32,33,40d……ポンプ、 27……フロントプレーン装置、 37,47,57……バックプレーン装置、 75,76……カセット、 80……ピックプレース機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード イー．ビール アメリカ合衆国，ニューヨーク 10965, パール リバー，ピント ロード 60 (56)参考文献 特開 昭53−119483（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−132454（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−668（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウェーファー状材料（P,U）を第一位置
    （Ｄ）と第二位置（20）との間で運搬する装置であっ
    て、 長手方向に延びたアーム（160）は長手方向の軸（167）
    を有し、該長手方向の軸（167）と直角な第一軸（163）
    のまわりを第一平面内で枢動可能であり、 前記アーム（160）の一端に取付けられた係合手段（16
    2）は、前記アーム（160）の枢動により、該係合手段
    （162）が取付けられた前記一端が円弧状通路を規定す
    るように、前記長手方向の軸（167）に沿って前記第一
    軸（163）から隔てて配置されている、前記運搬装置に
    おいて、 前記装置は、加工済のウェーファー状材料（Ｐ）と未加
    工のウェーファー状材料（Ｕ）とを、前記第一位置
    （Ｄ）と該第一位置（Ｄ）の面に直角な面内にある前記
    第二位置（20）との間で移送・交換し、 前記係合手段（162）は、前記長手方向の軸（167）のま
    わりで回転可能であり、且つ該軸（167）に対して対称
    的に配置されかつ該軸に関して外側に吸着面を有する、
    少なくとも２つの真空チャック（162）を具備し、 前記アーム（160）の前記第一平面内での枢動運動と前
    記長手方向の軸（167）の回りでの回転運動との組合せ
    により、前記未加工のウェーファー状材料（Ｕ）を第一
    位置から第二位置へ移送する動作を行わせ、かつ該動作
    中に、前記加工済のウェーファー状材料（Ｐ）を第二位
    置から第一位置へ移送する動作も行わせることを特徴と
    するウェーファー状材料の運搬装置。
  2. 【請求項２】前記少なくとも２つの真空チャック（16
    2）が取付けられている前記アーム（160）の前記一端
    は、前記第一軸（163）から離隔しており、該アーム（1
    60）の他端は、前記第一軸（163）に近接していること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の運搬装置。
  3. 【請求項３】前記第一軸（163）は前記第二位置（20）
    に関して定位置にあることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項又は第２項の運搬装置。
  4. 【請求項４】ウェーファー状材料（P,U）の第一位置
    （Ｄ）と第二位置（20）との間で運搬する装置におい
    て、長手方向に延びたアーム（160）は長手方向の軸（1
    67）を有し、該長手方向の軸（167）と直角な第一軸（1
    63）のまわりを第一平面内で枢動可能であり、前記アー
    ム（160）の一端に取付けられた係合手段（162）は、前
    記アーム（160）の枢動により、該係合手段（162）が取
    付けられた前記一端が円弧状通路を規定するように、前
    記長手方向の軸（167）に沿って前記第一軸（163）から
    隔てて配置されており、 前記運搬装置は、加工済のウェーファー状材料（Ｐ）と
    未加工のウェーファー状材料（Ｕ）とを、第一位置
    （Ｄ）と該第一位置の平面に直角な面内にある第二位置
    （20）との間で移送・交換し、 前記係合手段（162）は、前記長手方向の軸（167）のま
    わりで回転可能であり、且つ少なくとも２つの真空チャ
    ック（162）を具備し、 前記アーム（160）の前記第一平面内での枢動運動と前
    記長手方向の軸（167）の回りでの回転運動との組合せ
    により、前記未加工のウェーファー状材料（Ｕ）を第一
    位置から第二位置へ移送する動作を行わせ、且つ該動作
    中に、前記加工済のウェーファー状材料（Ｐ）を第二位
    置から第一位置へ移送する動作も行わせ、 前記運搬装置は、更に、前記ウェーファー状材料（P,
    U）を第三位置と前記第一位置（Ｄ）との間で運搬する
    手段を具備し、該手段は、 前記第三位置にて複数の前記材料（P,U）を支持するキ
    ャリア手段（75,76）と、 前記キャリア手段（75,76）から材料（P,U）を受取り、
    該材料（P,U）を可動支持手段（90）上に置くためのピ
    ック・プレース・機構（80,83）と、 前記材料（P,U）を中間位置（Ｂ）へ移送する前記可動
    支持手段（90）と、 前記中間位置（Ｂ）にて前記可動支持手段（90）から材
    料（P,U）を受け取り且つ該材料（P,U）を前記第一位置
    （Ｄ）へ移送するための、前記第一位置の平面に平行に
    移動するトランスファアーム（140）と、 を具備することを特徴とするウェーファー状材料の運搬
    装置。
  5. 【請求項５】前記トランスファアーム（140）及び前記
    アーム（160）は外部環境から遮蔽されたチャンバ（11
    0）の内部に配置され、前記第三位置（75,76）は外部環
    境内にあり、前記第一位置は前記チャンバ（110）内の
    雰囲気に連通していることを特徴とする特許請求の範囲
    第４項記載の運搬装置。
  6. 【請求項６】前記可動支持手段（90）は前記材料（P,
    U）を前記中間位置（Ｂ）へ垂直方向へ移動するための
    手段を具備し、更に前記材料（P,U）を前記可動支持手
    段（90）の中心軸（95）に対して中心位置決めをするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の運搬装置。
  7. 【請求項７】ウェーファー状の第一材料（Ｕ）とウェー
    ファー状の第二材料（Ｐ）とを、第一位置（Ｄ）と該第
    一位置の第一平面に対して直角な面にある第二位置（20
    0）との間で移送・交換する方法において、 前記第一平面と平行な長手方向の軸（167）から対称的
    に一定距離隔て、かつ該軸（167）に関して外側に吸着
    面を有する一対の真空チャック（162）の一方を用いて
    前記第一位置（Ｄ）にある前記第一材料（Ｕ）を吸着し
    て受け取る工程と、 前記長手方向の軸（167）を該長手方向の軸のまわりに
    回転させ且つ前記第一平面に直角な第一軸（163）の回
    りに第一方向に枢動させて、前記一対の真空チャックの
    他方を前記第二位置へもたらす工程と、 前記他方の真空チャックを使用して前記第二位置（20）
    にある前記第二材料（Ｐ）を吸着して受け取る工程と、 前記第一及び第二材料（U,P）をそれぞれ吸着保持した
    前記一方および他方の真空チャックを前記長手方向の軸
    （167）の回りに同時に回転させて、前記一方の真空チ
    ャックを前記第二位置へもたらす工程と、 前記第一材料（Ｕ）を前記一方の真空チャックから前記
    第二位置（20）へ受け渡す工程と、 前記長手方向の軸（167）を前記第一軸の回りに前記第
    一方向と反対の第二方向へ枢動させ且つ該長手方向の軸
    （167）まわりに回転させて、前記他方の真空チャック
    を前記第一位置へもたらす工程と、 前記第二材料（Ｐ）を前記他方の真空チャックから前記
    第一位置（Ｄ）へ受け渡す工程と、 前記一方および他方の真空チャックを前記長手方向の軸
    （167）の回りに同時に回転させ、前記一方の真空チャ
    ックを前記第一位置（Ｄ）へもたらす工程と、 を含んでなることを特徴とするウェーファー状材料の運
    搬方法。
  8. 【請求項８】前記第一軸（163）は前記第二位置（20）
    に関して定位置にあることを特徴とする特許請求の範囲
    第７項記載の運搬方法。
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