JP3008152B2 - 処理工程でサンプルを逆転するための方法並びに装置 - Google Patents

処理工程でサンプルを逆転するための方法並びに装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハや基板等のサ
ンプルを化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣ
ＶＤ）等の方法で処理するための装置並びに方法に関
し、更に詳しくは、ＣＶＤやＰＥＣＶＤ等のプロセスに
おいて、上記サンプルの取扱い、清浄、露出等の工程を
改善するための装置並びに方法に関する。なお、上記請
求項を含む本明細書で言う「サンプル」はＰＥＣＶＤ等
の蒸着技術に適したガラスパネルやシリコンウェーハ等
の基板を意味する。サンプルには、それぞれ、その表面
に一回あるいは複数回の被覆蒸着を施される表面側と、
サンプルを支持し、操作するための裏側とがある。
【０００２】
【従来の技術】近年、サンプル上に半導体フィルムを蒸
着させるシステムが幅広い技術分野で利用されるように
なっている。例えば、半導体産業においては、多くの複
合ＰＥＣＶＤシステムが開発され、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、平板ディス
プレイ、太陽電池、光検出器、集積回路、等の装置の製
造に利用されている。
【０００３】これらのシステムは、通常、サンプルを反
応性プラズマに曝すために用いられる一つあるいは複数
の減圧プロセスチャンバーを備える。プロセスチャンバ
ーには、無線周波数（ＲＦ）をその間に発生させる電極
対と、シラン等の所定のガスを電極の間に通すためのガ
ス出口と、が備えられる。ガスがＲＦ電場内を通り抜け
ると、反応性プラズマが形成され、サンプルの表面を含
むプラズマと接触する表面上に、プラズマが堆積する。
ＲＦエネルギーの力と周波数、電極間の間隔、サンプル
を反応性プラズマに接触させる露出時間等を制御するこ
とにより、サンプルの表面に所定の薄膜が蒸着する。
【０００４】通常、一つのプロセスチャンバーが、特定
の被膜あるいは薄膜蒸着のために用いられる。サンプル
に一種類以上の薄膜を蒸着させる必要がある場合には、
システムに複数のプロセスチャンバーを用意し、移送ロ
ボット機構により、サンプルを複数の減圧したプロセス
チャンバー間で移動可能なように構成する。このような
システムは、更に、減圧される中間チャンバーを備え、
この中間チャンバーが複数のプロセスチャンバーへの通
り道となり、プロセスチャンバー間を浮遊する気体等の
汚染物質の量を減らす役割を果たす。例えば、第一プロ
セスチャンバーでサンプル上に膜を蒸着させた後、ロボ
ット機構を用いて、サンプルを中間チャンバーを介して
第二プロセスチャンバーに移送する。次に、第二プロセ
スチャンバーを中間チャンバーから密閉して、別の膜を
サンプルに蒸着させる。
【０００５】また、システムへのアクセス部として、シ
ステムに中間チャンバーを備える構成も提案されてい
る。この場合、複数のサンプルをシステムに充填して、
中間チャンバーから個々にそれぞれのプロセスチャンバ
ーに送り、そこで蒸着を行い、仕上がったサンプルを中
間チャンバーから取り出す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のシステムには、汚染という大きな問題があった。蒸
着が行われている間、ＲＦ電場が一定ではなく変化する
ため、プラズマ中に粉末様の浮遊物質が生成され、これ
がサンプル上に落下して、サンプルのフィルム構造の傷
となり、ひいては半導体特性を低下させる原因となる。
更に、反応性プラズマに接触する各チャンバーの面にプ
ラズマに起因する膜が形成され、堆積する。あるプロセ
スチャンバーで数回蒸着を行った後には、このように蓄
積された膜がはがれて微粒子となり、サンプル表面に落
ちて、これを汚染する。
【０００７】汚染は深刻な問題であり、様々な解決法が
提案されたが、何れも費用効果が低い。ある方法は、単
に有効製造率を低下させてしまうだけであり、例えば、
粉末あるいは粒子によりサンプルが汚染され、あるいは
その品質が低下した場合には、そのサンプルを全て廃棄
してしまうという方法である。他に、プロセスチャンバ
ーを頻繁に機械的に掃除することにより、チャンバーの
壁に堆積した不要な膜がはがれて、サンプル上に落下す
るのを防ぐ、という方法も提案されている。これは、例
えば、洗浄ガスをチャンバーに吹き付けて、堆積した微
粒子を取り除く、というものである。あるいは、エッチ
ングガスを用いることもできる。蒸着を行う毎に、エッ
チングガスをプロセスチャンバーに注入して、チャンバ
ーの壁に堆積した膜をエッチングする。これにより、完
全な機械的清掃を必要とする間隔を延ばすことができ
る。
【０００８】前者の解決法は、生産率を下げ、高価な材
料を無駄にして、市場における競争力低下の原因とな
る。例えば、平板ディスプレイ（ＦＰＤ）の製造におい
ては、販売価格の約４０パーセントは材料費である。こ
のような場合、生産率はたいへん重要な問題となる。汚
染によってたった一つのサンプルを損失するだけでもそ
の経済的打撃は大きい。
【０００９】機械的にプロセスチャンバーを掃除すると
いう方法もかなりのコストがかかる。清掃と同時にサン
プルに膜を蒸着させることはできないため、清掃を行っ
ている間、システムを止めざるを得ない。また、チャン
バーを再び減圧状態にし、処理品質を元のレベルに上げ
るまでにも時間がかかる。エッチングガスを用いる自動
清掃の場合でも、システムが一定時間内に処理できる量
が減るため、生産効率は下がる。この方法では、蒸着を
行う毎にエッチングガスを流すため、サンプルの蒸着に
かかる時間がほぼ２倍となる。このように、従来のシス
テムでは、汚染の問題により、生産ラインのスピードと
効率が下がるという大きな問題点があった。
【００１０】本発明は、ＣＶＤ並びにＰＥＣＶＤシステ
ム及びその方法を改良することを目的とする。本発明
は、また、反応性プラズマにサンプルを曝すシステムを
改善する、特に、純粋なサンプルの生産率を改善するこ
とを、目的とする。
【００１１】本発明は、更に、半導体装置に用いられる
サンプルの汚染を減少させるＰＥＣＶＤ装置と方法を提
供することを目的とする。本発明は、また、比較的コス
トが安く、信頼性の高い、反応性プラズマにサンプルを
曝すための装置並びに方法を提供することを目的とす
る。特に、ＰＥＣＶＤシステム内でサンプルを取り扱う
ための装置並びに方法を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】上述の課題を解
決するためになされた本発明の方法並びに装置は、サン
プルを反応性プラズマに曝す処理工程においてサンプル
を逆転させる、ことを特徴とする。
【００１３】即ち、本発明に従う、サンプルを反応性プ
ラズマに曝すためのシステムは、少なくとも一つの中間
チャンバーと、一つあるいは複数のプロセスチャンバー
と、サンプルを複数のチャンバー間で移送するための移
送ロボット機構と、を備える。
【００１４】更に、本発明のシステムは、その主な改良
点として、昇降機構、グリッパー機構、フリッパー機構
を備える。昇降機構は、前記中間チャンバー内で前記ロ
ボット機構に接近した位置まで伸張するアーム部材を備
える。グリッパー機構は、前記アーム部材に連結して、
前記ロボット機構により移送されるサンプルを選択的に
係止、あるいは開放するように構成されている。また、
グリッパー機構は、前記アーム部材に連結して、第一軸
を中心として前記グリッパー機構を選択的に回転させ、
その結果、サンプルを逆転及び再逆転させる。
【００１５】アーム部材が、前記中間チャンバー内で、
前記ロボット機構に近い第一位置と前記ロボット機構か
ら遠い第二位置との間で選択的に移動可能である、よう
に構成してもよい。
【００１６】本発明の装置は、更に、昇降機構、グリッ
パー機構、及びフリッパー機構を駆動するための第一駆
動モーター、第二駆動モーター、第三駆動モーターを備
える。
【００１７】アーム部材を、前記中間チャンバーの壁部
にヒンジ様に取り付け、前記アーム部材が、前記壁部に
形成された第二回転軸を中心として回転可能なように構
成することもできる。
【００１８】また、アーム部材が、前記第二回転軸に対
して横向きに伸張し、サンプルの両側でサンプルを係止
して収容するための平行に間隔をおいた一対の平行伸張
部を有するヨークを形成するようにしてもよい。
【００１９】更に、昇降機構が、複数のピロー形軸受と
自動調心形球軸受とを備え、前記第二回転軸を中心とし
てスムーズに回転するように、前記複数のピロー型軸受
に対して、前記アーム部材を前記複数の球軸受の間に取
り付ける、ように構成することが望ましい。
【００２０】本発明の装置は、望ましくは、更に、前記
ロボット機構に機械的に連結され、前記中間チャンバー
内でサンプルを移送する間、前記サンプルを固定するた
めのエンド・エフェクタを備える。前記エンド・エフェ
クタは、前記移送されるサンプルを中心に位置させるた
めのストップと、前記ストップに対して前記移送される
サンプルをバイアスさせるバネ付きクランプと、前記バ
ネ付きクランプにより前記サンプルに与えられるバイア
スを選択的に制限するための解放アクチュエータと、を
備える。
【００２１】また、前記解放アクチュエータが、空圧プ
ッシュ・ロッドと、前記プッシュ・ロッドに応じて動く
第一連結部とを備えるように構成することが望ましい。
解放アクチュエータは、クランプから距離をおいた第一
位置と、前記クランプに隣接する第二位置との間で、前
記第一連結部を選択的に移動させる。また、解放アクチ
ュエータは、ロボット機構に従って作動する前記エンド
・エフェクタの動きに応じて、サンプルを前記クランプ
から取り外す、ように構成される。
【００２２】昇降機構、グリッパー機構及びフリッパー
機構と物理的に接触するサンプルの一部を除外領域と
し、エンド・エフェクタが、前記除外領域内で排他的に
サンプルを固定する、ような構成も好適である。
【００２３】また、グリッパー機構が、第一軸に沿って
摺動可能にアーム部材に取り付けられる駆動ピンと、ク
ランプ機構と、を備えるようにしてもよい。この場合、
クランプ機構は、駆動ピンの軸方向の動きに応じて働く
一対の対向するジョー部材を備える。ジョー部材は、前
記駆動ピンの第一の軸方向への動きに応じてサンプルを
係止し、前記駆動ピンの前記第一の軸方向とは逆の第二
の軸方向の動きに応じてサンプルを解放する。また、ジ
ョー部材が、サンプルの除外領域内で排他的にサンプル
を固定することが望ましい。
【００２４】本発明の別の望ましい構成において、サン
プルは、前記サンプルを第一部分と第二部分とに分ける
主要軸を有し、前記主要軸から前記第一軸が所定の距離
だけ離れるように、前記グリッパー機構がサンプルを係
合する。この結果、逆転されて、エンド・エフェクタ上
に置かれたサンプルの位置が、前記所定の距離の約２倍
だけ、逆転前の元の位置からずれる。
【００２５】本発明は、また、サンプルを反応性プラズ
マに曝すためのサンプル処理方法を提供する。本発明の
方法は、改良点として、以下のステップを備える。 （１）少なくとも一つのプロセスチャンバーと、少なく
とも一つの中間チャンバーと、前記プロセスチャンバー
及び中間チャンバー間で前記サンプルを移送するための
機械化された移送ロボット機構と、を備える、サンプル
を反応性プラズマに曝すためのシステムを用意するステ
ップと、（２）前記中間チャンバー内を前記ロボット機
構に接近した第一位置と前記ロボット機構から離れた第
二位置との間で選択的に移動可能なアーム部材を有する
第一手段を、前記システム内に形成するステップと、
（３）前記第一手段に連結され、前記ロボット機構によ
り移送されるサンプルを選択的に係止し、あるいは、解
放するための第二手段を、前記システム内に形成するス
テップと、（４）前記第一手段に連結され、前記第二手
段を選択的に逆転するための第三手段を、前記システム
内に形成するステップと、（５）前記アーム部材を前記
第一位置に動かすステップと、（６）前記第二手段を用
いて前記サンプルを係止するステップと、（７）前記ア
ーム部材を前記第二位置に動かすステップと、（８）前
記第三手段を作動させて前記第二手段を逆転することに
より、前記第二手段に係止されたサンプルを逆転させる
ステップと、（９）前記アーム部材を前記第一位置に戻
すステップと、（１０）前記第二手段から前記サンプル
を解放するステップ。
【００２６】本発明は、また、一つあるいは複数のプロ
セスチャンバーと、少なくとも一つの中間チャンバー
と、前記プロセスチャンバー及び前記中間チャンバー間
で前記サンプルを移送するための機械化された移送ロボ
ット手段と、を備える、システムにおいて、反応性プラ
ズマにサンプルを曝すためのサンプル処理方法を提供す
る。この方法は、以下のステップを改良点として備え
る。 （１）前記中間チャンバー内で前記ロボット機構により
移送されるサンプルを係止し、また、前記移送されるサ
ンプルを前記ロボット機構から取り外すための第一手段
を前記システム内に形成するステップと、（２）前記中
間チャンバー内で前記サンプルを逆転させるための第二
手段を、前記システム内に形成するステップと、（３）
前記取り外されたサンプルを前記ロボット機構に再び置
いて、サンプルが前記ロボット機構により移送可能なよ
うに、前記サンプルを解放するための第三手段を、前記
システム内に形成するステップと、（４）前記第一手段
でサンプルを係止することにより、移送されるサンプル
を係合し、前記サンプルを前記ロボット機構から取り外
すステップと、（５）前記係合されたサンプルを前記ロ
ボット機構から遠ざけるように移動させるステップと、
（６）前記第一手段によって係合されたサンプルを前記
第二手段を用いて逆転させるステップと、（７）前記係
合されたサンプルを前記ロボット機構の方に移動させる
ステップと、（８）前記サンプルを前記ロボット機構に
再び置いて、前記第一手段からサンプルを解放するステ
ップ。
【００２７】サンプルを係合し、逆転する前に、前記中
間チャンバーを減圧するステップを更に備える、ように
してもよい。
【００２８】前記システムが減圧室を備え、前記ロボッ
ト機構が、前記減圧室と中間チャンバーあるいはプロセ
スチャンバーとの間でサンプルを移送可能なように構成
されたシステムにおいて、更に、蒸着を行う前に、前記
減圧室にサンプルを移送するステップと、前記減圧室を
前記中間チャンバーから圧力密閉するステップと、前記
減圧室を減圧するステップと、前記サンプルを少なくと
も一つのプロセスチャンバーに移送するステップと、を
備える、ような構成も望ましい。
【００２９】また、更に、プロセスチャンバーで蒸着を
行った後に、前記減圧室にサンプルを移送するステップ
と、前記減圧室に空気を充填するステップと、前記減圧
室と前記中間チャンバーとの間の密閉を解除するステッ
プと、常圧でサンプルを逆転できるように、サンプルを
前記中間チャンバーに移送するステップと、を備えるよ
うにしてもよい。
【００３０】本発明の主な利点としては、サンプル表面
に落下・堆積する汚染量を減らすことができ、その結
果、汚染の少ないサンプルを高い収率で生産することが
できる、ことが挙げられる。また、本発明の構成によ
り、Ｉ／Ｏチャンバーにサンプルを充填する際には、表
面を上向きにした通常の配置で行うことができる。本発
明の構成は、プロセスチャンバー等のように減圧状態で
も作動可能であり、また、Ｉ／Ｏチャンバーのように常
圧でも作動可能である。更に、本発明の構成により、中
間室内におけるロボット機構を用いたサンプルの移動速
度を速くすることが可能になり、生産効率を改善するこ
とができる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。まず、最初に、本発明の装置並びに方法の原理を
説明するために、従来用いられている蒸着システムを図
１に基づいて説明する。
【００３２】図１は、反応性プラズマにサンプルを曝す
際に用いられる従来システム１０の概略図である。この
従来システム１０には、プロセスチャンバー１２、中間
チャンバー１４、入出力（Ｉ／Ｏ）チャンバー１６、並
びに、プロセスチャンバー１２、中間チャンバー１４、
入出力チャンバー１６への及びチャンバー間におけるサ
ンプルの移送を行うための（図示しない）移送ロボット
機構を備える。中間チャンバー１４は、各チャンバーを
互いに気密状態に密閉する分離バルブ１８を介して、各
プロセスチャンバー１２及びＩ／Ｏチャンバー１６にア
クセス可能である。
【００３３】各プロセスチャンバー１２は、減圧されて
おり、（図示しない）一対の対向するＲＦ電極とガス出
入口とを備える。シラン等のガスをプロセスチャンバー
１２内の無線周波数エネルギーを放出する活性電極間に
注入することにより、反応性プラズマが形成される。サ
ンプルを電極の一つに接触させて、サンプルの表面がプ
ラズマに面するように保持し、サンプルの表面に所望の
膜、例えば、半導体の薄膜、を蒸着させる。一般に、そ
れぞれのプロセスチャンバー１２で異なったプラズマを
形成し、複数のプロセスチャンバー１２間でサンプルを
移動させることにより、複数の異なった膜をサンプルに
蒸着させることができる。
【００３４】中間チャンバー１４も減圧されており、蒸
着工程の前並びに蒸着工程の間サンプルを保持する役割
を果たす。また、複数のプロセスチャンバー１２を互い
に、また、Ｉ／Ｏチャンバー１６からプロセスチャンバ
ー１２を隔離する役割を果たす。
【００３５】このように構成されたシステムの動作を以
下に説明する。まず、移送ロボット機構にアクセス可能
なＩ／Ｏチャンバー１６内に一つあるいは複数のサンプ
ルを充填する。Ｉ／Ｏチャンバー１６を減圧し、Ｉ／Ｏ
チャンバー１６と中間チャンバー１４との間の分離バル
ブ１８を開放する。サンプルの内一つを中間チャンバー
１４内に移送した後、一旦開放された分離バルブ１８を
再び閉じて、中間チャンバー１４をＩ／Ｏチャンバー１
６から隔離する。次に、中間チャンバー１４とプロセス
チャンバー１２との間の分離バルブ１８の内何れか一つ
を開放して、所定の蒸着プロセスチャンバーへのアクセ
スを可能にする。サンプルを所定のプロセスチャンバー
に移動した後、一旦開放した分離バルブ１８を再び閉じ
る。所定のプロセスチャンバーにガスを注入して電極を
活性化し、プラズマを発生させて、そのプラズマによ
り、サンプル上に膜を形成させる。
【００３６】サンプル上に所望の膜を蒸着させた後、Ｒ
Ｆ電極を不活性化し、プロセスチャンバーから残ったガ
スを追い出す。分離バルブ１８を再び開いて、被覆され
たサンプルを中間チャンバー１４に戻し、その後、開い
た分離バルブ１８を再び閉じる。
【００３７】必要に応じて、サンプルを他のプロセスチ
ャンバー１２に送り、サンプル上に別の膜を選択的に蒸
着させる。必要がなければ、サンプルをＩ／Ｏチャンバ
ー１６に移送する。中間チャンバー１４からＩ／Ｏチャ
ンバー１６を隔離して、チャンバー１６の圧力を通常の
大気圧条件まで戻した後、外部からサンプルにアクセス
することができる。
【００３８】以上図１に基づいて説明した装置並びにそ
の作動において、サンプルは、所定の物理的配向条件下
におかれている。即ち、サンプルの裏面を支持すること
により、サンプルを水平に保っている。この結果、各プ
ロセスチャンバーにおいて、サンプルの表面を上向きに
して蒸着が行われる。
【００３９】しかし、この従来行われてきたサンプルの
配向条件には問題がある。プロセスチャンバー１２内に
おいて、反応性プラズマに含まれる粉末物質及び前の蒸
着で生成されプロセスチャンバーの壁に付着したフレー
ク様物質等を含む粒子が、上向きにしたサンプル表面に
重力の作用により落ちてくる。本発明の装置並びに方法
は、システム内でサンプルを選択的に逆転させることに
より、これらの問題を解決する。即ち、本発明に従う装
置は、中間チャンバー内でサンプルを逆転させることに
より、サンプルの裏面を粒子に曝し、サンプルの表面を
プロセス汚染から保護する役割を果たす。
【００４０】図２及び図３は、上述の図１に示すような
減圧システム等の蒸着システムにおいてサンプル２１を
逆転するために用いられる、本発明に従う多軸装置２０
を示す。システム内でサンプルを逆転させることができ
れば、サンプルの表面を下向きにしてサンプル表面の薄
膜蒸着を行うことが可能になる。下向きにしてサンプル
表面に薄膜を蒸着させることにより、上述したように汚
染を防ぐことができ、また、次の洗浄・清掃までの期間
を延ばすことができるため、生産率の上昇につながる。
更に、蒸着システム内でサンプルを逆転する構成を平板
ディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に好適に適用できる。即
ち、本発明の装置により、表面を上向きにして、ＰＥＣ
ＶＤシステム内部に平板ガラスサンプルを充填すること
が可能になるが、ＰＥＣＶＤシステムに表面を上向きに
してサンプルを充填する方法は、費用効果が高く、ま
た、他の処理装置が上向きの配置に合うように設計され
ているため、関連産業にもうまく適合できる。
【００４１】図２及び図３に示すように、装置２０は、
図１に示す中間チャンバー１４等の減圧中間チャンバー
の壁２２に取り付けられる。昇降機構２４は、（図示し
ない）移送ロボット機構上の壁２２にヒンジ様に取り付
けられ、回転軸２８に対して横向きに伸張する分岐アー
ム部材２６を備える。フリッパー機構３０及びグリッパ
ー機構３２は、アーム部材２６の動きに応じて作動する
ように、昇降装置２４に取り付けられる。エンド・エフ
ェクタ３４は、中間チャンバー内部でサンプル２１を保
持し、位置決めし、移送ロボット機構並びに昇降機構２
４、フリッパー機構３０、グリッパー機構３２に従い作
動する。
【００４２】エンド・エフェクタ３４は、それぞれのチ
ャンバー間におけるサンプルの移送効率を上げる。即
ち、エンド・エフェクタがない場合には、サンプルがロ
ボット機構に対して動かないように、サンプルをゆっく
りと移動させる必要がある。チャンバー内における極端
な減圧及び温度条件を考えると、図１に示すようなシス
テムでは、この問題を解決するような高い摩擦係数を有
する材料を用いることができない。が、本実施例のよう
に、エンド・エフェクタを用いることにより、サンプル
を中間チャンバー内でしっかりと所定の位置に固定する
ことができ、ロボットの移送速度を上げることができ
る。このエンド・エフェクタは本発明の必須要件ではな
いが、本実施例に示すように取り付けることが望まし
い。
【００４３】昇降機構２４をチャンバーの壁２２に取り
付けるためのヒンジ３３は、共通の回転軸２８を有す
る。望ましくは、ヒンジ３３が、ピロー形軸受及び自動
調心形球軸受３５から構成される。回転軸２８を中心と
してアーム部材２６がスムーズに回転するように、昇降
機構２４を軸受３５の間に取り付ける。
【００４４】昇降駆動モーター３６は、回転軸２８に対
して同心円上に配置される出力軸３８を備える。昇降駆
動モーター３６は、望ましくは、周知の「オルダム」接
続構造で昇降機構２４に連結され、その出力部に高率遊
星歯車構造を有し、昇降機構２４を直接回転するために
必要なパワーを供給する。昇降駆動モーター３６は、壁
２２の外側に取り付けられ、大気圧に曝される。モータ
ーの出力軸３８は、壁２２を貫通し、中間チャンバーを
昇降駆動モーター３６から気密状態で密閉するように、
出力軸３８の外径に（図示しない）一対のフルオロカー
ボン製のシール材が取り付けられている。
【００４５】昇降機構２４は、装置２０の主要支持構造
部を構成し、フリッパー機構３０並びにグリッパー機構
３２を支持ずる。昇降機構２４の分岐アーム部材２６
は、回転軸２８を横切るように伸張し、サンプル２１を
保持するスペースを確保した剛性ヨークを形成する。
【００４６】図４ないし図１２は、図２及び図３に示し
た本実施例の装置２０の有する特徴を更に詳細に示す図
である。まず、図４ないし図６に示すように、アーム部
材２６は、中間室内で回転軸２８を中心として選択的に
回転し、移送ロボット機構、特にエンド・エフェクタ３
４と協働する。図５に示すように、アーム部材２６をエ
ンド・エフェクタ３４に接近した位置まで移動させるこ
とにより、グリッパー機構３２が、エンド・エフェクタ
３４上に支持されているサンプル２１を係止することが
できる。また、図４及び図６に示すように、アーム部材
２６をエンド・エフェクタ３４から離れた位置に移動さ
せることにより、壁２２あるいは中間チャンバー内の他
の構成部分に妨害されることなく、フリッパー機構３０
が、サンプル２１を逆転することができる。
【００４７】アーム部材２６は、図４及び図５に示す経
路４０に沿って回転移動し、フリッパー機構３０は、図
６に示す経路４２に沿って移動し、サンプル２１及びグ
リッパー機構３２を逆転させる。
【００４８】更に、図２及び図３に示すように、フリッ
パー機構３０とグリッパー機構３２は協力して働き、サ
ンプル２１を把持し、回転軸２８とほぼ平行なフリッパ
ー軸４６の回りに回転させる。グリッパー機構３２は、
同一平面上で、且つ、対向して配置される一対の同期ク
ランプ４４，４４を備える。同期クランプ４４，４４
は、（図９に示す）交差ころ軸受４８，４８によって分
岐アーム部材２６に取り付けられ、フリッパー軸４６を
中心として自由に回転することができる。クランプ４
４，４４は、アーム部材２６により形成されるヨーク上
にフリッパー軸４６に沿ってスペースをおいて対向する
ように配置され、その間にサンプル２１を収容する。
【００４９】図７に、クランプ４４，４４がサンプル２
１を係止した状態及び解放した状態を示す。クランプ４
４，４４は、フリッパー軸４６に沿った駆動ピン５０，
５０の軸方向への動きに応じて、開いたり閉じたりす
る。図７（ａ）では、駆動ピン５０がフリッパー時４６
に沿ってサンプル２１から離れる方向に摺動することに
より、クランプ４４が解放状態になる。また、図７
（ｂ）では、駆動ピン５０がフリッパー軸４６に沿って
逆の方向、即ち、サンプル２１の方向に摺動し、その結
果、クランプ４４が係止状態になる。駆動ピン５０，５
０は、アーム部材２６及び交差ころ軸受４８，４８を貫
通する（図示しない）直線軸受を介して、フリッパー軸
４６に沿って摺動可能に伸張する。
【００５０】図７において、各ピン５０は、対向して配
置され、協力して作用するクランプ４４のジョー部材５
２を結合させる連結機構５１に取り付けられる。クラン
プ４４は、各々、４つのジョー部材５２を備える（図２
参照）。ジョー部材５２は、サンプル２１を緩やかに把
持する連結指から構成され、クランプ４４，４４が係止
位置まで移動すると、サンプルの対向する表面及び裏面
を係止する。
【００５１】また、図２、図３及び図８、図９に示され
るように、各ピン５０は、球形軸受を介して、ロッカー
アーム（揺れ腕）５５の一端に接続される。各ロッカー
アーム５５は、ショート・リンク５６によりアーム部材
２６に取り付けられた継ぎ手５７を中心として、ピボッ
ト様に回転する（回動する）。また、ロッカーアーム５
５の他端は、プッシュ・ロッド（押し棒）５８に接続さ
れている。プッシュ・ロッド５８は、駆動ピン５０と平
行に伸張し、共通駆動部材６２により、グリッパー駆動
モーター６０に取り付けられる。
【００５２】グリッパー駆動モーター６０は、ハウジン
グを備え、大気圧条件に保たれたハウジング内部のモー
ター構成部品を減圧された中間室から気密隔離する。グ
リッパー駆動モーター６０の出力は、直接、共通駆動部
材６２に接続されている。共通駆動部材６２は、クラン
ク様に働く回転可能な剛性ディスクであり、フリッパー
軸４６及び回転軸２８にほぼ垂直な軸６４を中心として
回転する。
【００５３】共通駆動部材６２を回転することにより、
プッシュ・ロッド５６，５６が出たり引っ込んだりし、
その結果、ロッカーアーム５５が、支点５７を中心に回
動する。ロッカーアーム５５の回動により、グリッパー
機構３２の駆動ピン５０がフリッパー軸４６に沿って
（本実施例では、１７ミリメートルのストローク長で）
移動し、グリッパー機構３２のクランプ４４を開いたり
閉じたりする。
【００５４】例えば図５に示すように、昇降機構２４が
下向きに回転し、エンド・エフェクタ３４によりサンプ
ル２１を係止すると、グリッパー機構３２のクランプ４
４が開いて、解放状態になる。フリッパー軸４６と一致
するクランプ４４の中心軸は、実施例では、エンド・エ
フェクタ３４に支持されるサンプル２１よりも２ミリメ
ートルほど高い位置にある。このため、クランプ４４が
閉じて、駆動ピン５０を駆動してサンプル２１を係止す
ると、サンプル２１は、エンド・エフェクタ３４から約
２ミリメートル持ち上げられる。エンド・エフェクタ３
４から鉛直方向に持ち上げることにより、昇降機構２４
を上向きに回転させている間、サンプル２１がエンド・
エフェクタ３４の他の部分に引っかからないようにする
ことができる。また、エンド・エフェクタ３４からサン
プル２１を鉛直方向に持ち上げることにより、逆転した
サンプルをエンド・エフェクタ３４に戻す際に、係止さ
れたサンプル２１がエンド・エフェクタ３４を押し下げ
ないようにすることができる。
【００５５】図６に示すようにフリッパー機構３０を動
作させることにより、グリッパー機構３２並びにグリッ
パー機構３２に係止されたサンプル２１が、フリッパー
軸４６を中心として回転する。例えば、フリッパー機構
３０により、グリッパー機構３２を１８０度回転させ
て、グリッパー機構３２に係止されたサンプル２１を逆
転させることができる。フリッパー機構３０は、サンプ
ルを逆転させるのみではなく、昇降機構２４とそれに連
結するアーム部材２６が中間チャンバー内で回転する際
に、グリッパー機構３２をほぼ平行に保つ役割も果た
す。アーム部材２６が、図５に示す下の回転位置から図
６に示す水平位置まで約３０度の角度で回転する場合で
も、フリッパー機構３０がグリッパー機構３２をフリッ
パー軸４６を中心として回転させることにより、アーム
部材２６の回転を相殺して、グリッパー機構３２を水平
に保つ。グリッパー機構３２のクランプ４４は、この結
果、エンド・エフェクタ３４上に水平に置かれているサ
ンプル２１を効果的に係止することができる。
【００５６】図２並びに図３に示すように、フリッパー
機構３０は、剛性従属連結部材７０と、金属製の駆動ベ
ルト７２と、フリッパー駆動モーター７４と、を備え
る。従属連結部材７０は、対向する対のクランプ４４，
４４を連結する。金属製駆動ベルト７２は、クランプ４
４の一つであるマスタークランプ及びフリッパー駆動モ
ーター７４に接続され、マスタークランプをフリッパー
軸４６を中心として回転させる。マスタークランプを回
転させることにより、もう一つのクランプ４４も従属連
結部材７０を介して回転する。
【００５７】上述の昇降駆動モーター３６及びその出力
軸３８と同様に、フリッパー駆動モーター７４及びモー
ターの出力軸７５はチャンバーの壁２２を貫通するよう
に設置される。
【００５８】図１０は、金属製駆動ベルト７２のフリッ
パー駆動モーター７４への接続機構の一例を示す。金属
製駆動ベルト７２は、グリッパー機構３２上のプーリー
７６と、フリッパー駆動モーター７４の出力軸７５上の
同径プーリー７８とに連結されている。プーリー７６
は、フリッパー軸４６の同心円上に配置され、一方、プ
ーリー７８は、回転軸２８の同心円上に配置される。こ
のような配置により、駆動ベルト７２に一定の引っ張り
力を与え、グリッパー機構３２の水平配置を昇降機構２
４の回転中も維持することができる。
【００５９】サンプル２１を中間室内で１８０度回転さ
せた後、昇降機構２４をエンド・エフェクタ３４に近い
位置まで下向きに回転させ、サンプル２１を移送ロボッ
ト機構に戻す。ここで、グリッパー機構３２のクランプ
４４が開いて、サンプル２１をゆっくりとエンド・エフ
ェクタ３４の位置まで下げる。本実施例では、サンプル
２１を約２ミリメートルの距離だけ下げる。
【００６０】エンド・エフェクタ３４は、移送ロボット
機構と一緒に働き、加熱された長方形のサンプルを支持
する。即ち、２つの対向する下向き面の周囲でサンプル
を係止し、中間室内でサンプル２１をフリッパー軸４６
の場所に位置させる。
【００６１】図４ないし図６に示すように、エンド・エ
フェクタ３４は、ストップ８０と、バネ付きクランプ８
２と、解放アクチュエータ機構と、を備える。解放アク
チュエータ機構は、空圧アクチュエータ８４と、プッシ
ュ・ロッド（押し棒）８５と、解放リンク部８６と、を
備える。バネ付きクランプ８２は、エンド・エフェクタ
３４の内側端上で直線的に摺動し、エンド・エフェクタ
３４の外側端上に位置する固定ストップ８０に対して、
例えば、約０．７５ポンドの力で、サンプル２１をバイ
アスさせる。バネ付きクランプ８２は、固定ストップ８
０に対してサンプル２１を保持し、その結果、中間チャ
ンバー内で、エンド・エフェクタ３４の中心にサンプル
２１を位置させる。
【００６２】バネ付きクランプ８２は、サンプル２１が
上述のフリッパー機構３０、グリッパー機構３２、及び
昇降機構２４によって操作される前に、サンプル２１か
ら離脱される受動機構であり、プッシュ・ロッド８５及
び解放リンク部８６が、移送ロボット機構と共に働き、
バネ付きクランプ８２からサンプル２１を外す。エンド
・エフェクタ３４がサンプル２１をフリッパー機構３
０、グリッパー機構３２、昇降機構２４の下に位置させ
ると、空圧アクチュエータ８４がそれに連結するプッシ
ュ・ロッド８５を押し出して、ヒンジ８７を中心とし
て、解放リンク部８６を「係合」位置まで回転させる。
解放リンク部８６が「係合」位置にある場合には、バネ
付きクランプ８２は、エンド・エフェクタ３４と共に前
進移動することができない。次に、移送ロボット機構を
わずかな距離だけ前方に動かして、サンプル２１を正確
にグリッパー機構３２の下に位置させる。この動きによ
り、解放リンク部８６がバネ付きクランプ８２をサンプ
ル２１の端部から引き離し、バネ付きクランプ８２がサ
ンプル２１から外される。バネ付きクランプ８２がサン
プル２１からはずれた後、サンプル２１を昇降機構２
４、グリッパー機構３２、及びフリッパー機構３０を用
いて係止し、逆転させる。
【００６３】エンド・エフェクタ３４上に逆転したサン
プル２１を再び固定する場合には、まず、移送ロボット
機構を後方に移動させて解放リンク部８６を解放する。
この結果、バネ付きクランプ８２がサンプル２１をスト
ップ８０に対してバイアスさせ、エンド・エフェクタ３
４内でサンプル２１を位置決めする。
【００６４】逆転したサンプル２１が機械的な公差等の
理由でストップ８０の真上、即ち、所定の範囲外に置か
れることがないように、所定のオフセット値、例えば１
ミリメートルのオフセット値だけサンプルの対称軸から
離れた軸を中心としてサンプル２１を逆転させる。この
結果、逆転されたサンプル２１は、エンド・エフェクタ
３４上におけるサンプル２１の逆転前の位置から２ミリ
メートル離れた位置に置かれる。図１１にこの作用を示
す。
【００６５】図１１において、バネ付きクランプ８２の
作用によりサンプル２１がストップ８０に対してバイア
スされている。対称軸から所定の距離Ｘだけ離してサン
プル２１を逆転させることにより、図１１（ｂ）に示す
ように、逆転したサンプル２１は、エンド・エフェクタ
３４上で、逆転前の位置から２Ｘだけ離れた位置に置か
れる。
【００６６】更に、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示す
ように、エンド・エフェクタ３４は、サンプル２１の外
周に設けられた通常１０ミリメートル以下の幅の除外領
域７９に排他的に接触する。この除外領域７９は、物理
的な接触により損傷を受けるサンプルの表面積を規定す
る製造要件に応じて設定される。また、図７（ａ）、図
７（ｂ）に示すジョー部材５２も、同様の製造要件に従
って、サンプル２１の除外領域７９を排他的に把持す
る。
【００６７】本発明の構成はサンプルを反応性プラズマ
に曝す様々なシステムに好適に適用でき、図１に示すよ
うなシステム１０にその適用を限定されるものではな
い。例えば、本発明の構成を、図１２に示すシステム８
８に適用することができる。システム８８は、Ｉ／Ｏチ
ャンバー９０と、中間チャンバー９２と、減圧室９４
と、（図示しない）移送ロボット機構と、複数のプロセ
スチャンバー９６と、を備える。本発明に従って構成さ
れる装置、例えば、図２及び図３に示すような装置２０
を中間チャンバー９２内において、移送ロボット機構と
共に作動させる。
【００６８】システム８８と図１に示すシステム１０と
の相違点は、中間チャンバー９２が減圧されないことで
ある。このため、フリッパー機構、グリッパー機構、昇
降機構を駆動するそれぞれのモーターを中間チャンバー
９２から圧力密閉する必要がなく、フルオロカーボン性
のシール材等の部品を省くことができ、コストの削減に
つながる。
【００６９】図１のシステムと同様に、移送ロボット機
構にアクセス可能な、図１２のシステム８８のＩ／Ｏチ
ャンバー９０内に、一つあるいは複数のサンプルを充填
する。サンプルを中間チャンバー９２に送り、そこでサ
ンプルを逆転させる。次に、中間チャンバー９２から密
閉されている減圧室９４にサンプルを移送した後、減圧
室９４を減圧する。その後、サンプルに所望の蒸着を施
すために、サンプルを一つあるいは複数のプロセスチャ
ンバー９６に移送する。
【００７０】システム８８からサンプルを取り出す場合
には、ロボット機構を作動させて、サンプルを減圧室９
４に移送した後、減圧室９４を常圧に戻す。次に、サン
プルを中間チャンバー９２に送り、表面が上を向くよう
に逆転し、外からアクセス可能なＩ／Ｏチャンバー９０
にサンプルを移動する。
【００７１】本発明の構成をシステム８８に適用するこ
とにより、汚染を防ぐことができる。プロセスチャンバ
ー９６内で形成された粉末状の粒子が減圧室９４内に広
がり、減圧室９４を減圧する際に、プロセスチャンバー
９６及び減圧室９４内を漂っている。また、減圧室９４
を常圧に戻すと、重力の働きによりこれらの粒子は下に
落ちる。このため、減圧室９４を常圧に戻す場合には、
サンプルを下向きにしておくことが望ましい。サンプル
を下向きにしておけば、減圧室９４を常圧に戻しても、
残った粒子がサンプルの裏面にのみ落ちてくることにな
る。即ち、減圧室９４内でサンプルを下向きにし、サン
プルが常圧の中間チャンバー９２に送られた後、サンプ
ルの表面が上向きになるように再逆転する。
【００７２】以上図に基づいて説明した本発明の実施例
は、単に本発明を例示するものであり、何等本発明を限
定するものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲において種々の態様において実施することが可能で
あり、例えば、フリッパー機構、グリッパー機構、昇降
機構をワンパネル・バッファーとして作用させ、処理効
率を上げ、ＰＥＣＶＤシステムの時間当たりの処理量を
増加させるようにしてもよい。この場合、あるサンプル
を、一つあるいは複数のプロセスチャンバーにおいて必
要に応じて表面を上向きあるいは下向きにして処理して
いる間、処理フリッパー機構、グリッパー機構、昇降機
構により、別のサンプルを移送ロボット機構から離れた
位置に保持する。
【００７３】
【発明の効果】従来の蒸着システムにおいては、反応性
プラズマに含まれる微粒子物質及び前の蒸着で生成され
プロセスチャンバーの壁に付着したフレーク様物質等を
含む粒子が、プロセスチャンバー内部で上向きに配置さ
れているサンプル表面に落ちてくる。本発明の装置並び
に方法は、システム内でサンプルを選択的に逆転させる
ことにより、これらの問題を解決する。即ち、本発明に
従う装置は、中間チャンバー内でサンプルを逆転させる
ことにより、サンプルの裏面を粒子に曝し、サンプルの
表面をプロセス汚染から保護する役割を果たす。サンプ
ルを逆転させて、下向きにした配置でサンプル表面に薄
膜を蒸着させることにより、上述したように汚染を防ぐ
ことができるばかりでなく、次の洗浄・清掃までの期間
を延ばすことができるため、生産率の上昇につながる。
更に、蒸着システム内でサンプルを逆転する構成を平板
ディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に適用することもでき
る。この場合、表面を上向きにして、ＰＥＣＶＤシステ
ム内部に平板ガラスサンプルを充填することが可能にな
るが、ＰＥＣＶＤシステムに表面を上向きにしてサンプ
ルを充填する方法は、費用効果が高く、また、他の処理
装置が上向きの配置に合うように設計されているため、
関連産業にもうまく適合できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反応性プラズマにサンプルを曝す際に用いられ
る従来システムの概略図。
【図２】反応性プラズマにサンプルを曝すためのシステ
ムにおける中間チャンバー並びにシステム内でサンプル
を逆向きにするための本発明の装置を示す部分破断斜視
図。
【図３】図２に示す装置並びに中間チャンバーの平面
図。
【図４】移送ロボット機構から遠い第一位置にあり、サ
ンプルを係止する前の状態にある図２の装置を示す作用
断面図。
【図５】移送ロボット機構から近い第二位置にあり、サ
ンプルを係止した後の状態にある図２の装置を示す作用
断面図。
【図６】移送ロボット機構から遠い第一位置にあり、係
止したサンプルを逆向きにした後の状態にある図２の装
置を示す作用断面図。
【図７】図２に示すグリッパー機構の一部として本発明
に従い組み立てられたクランプを、その解放位置並びに
係止位置で示す作用断面図。
【図８】図２に示す昇降機構の一部を、昇降機構に取り
付けられたフリッパー及びグリッパー機構を除いて示す
平面図。
【図９】図２に示す昇降、グリッパー、フリッパー機構
を示す平面図。
【図１０】本発明に従うフリッパー駆動機構を示す断面
図。
【図１１】サンプルを支持するための本発明に従うエン
ド・エフェクタを、サンプルを逆転させる前の状態並び
に逆転させた後の状態で示す部分破断断面図。
【図１２】本発明の方法並びに装置を利用して反応性プ
ラズマにサンプルを曝すためのシステムを示す平面図。
【符号の説明】
１０．．．システム １２．．．プロセスチャンバー １４．．．中間チャンバー １６．．．Ｉ／Ｏチャンバー ２０．．．多軸装置 ２１．．．サンプル ２２．．．壁 ２４．．．昇降機構 ２６．．．分岐アーム部材 ２８．．．回転軸 ３０．．．フリッパー機構 ３２．．．グリッパー機構 ３３．．．ヒンジ ３４．．．エンド・エフェクタ ３６．．．昇降駆動モーター ４４．．．クランプ ４６．．．フリッパー軸 ５０．．．駆動ピン ５２．．．ジョー部材 ５５．．．ロッカーアーム ５８．．．プッシュ．ロッド ６０．．．グリッパー駆動モーター ７０．．．従属連結部材 ７２．．．駆動ベルト ７４．．．フリッパー駆動モーター ７９．．．除外部 ８０．．．ストップ ８２．．．バネ付きクランプ ８４．．．空圧アクチュエータ ８５．．．プッシュ・ロッド ８６．．．解放リンク部 ８８．．．システム ９０．．．Ｉ／Ｏチャンバー ９２．．．中間チャンバー ９４．．．減圧室 ９６．．．プロセスチャンバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−36811（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−136140（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−55429（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/68

Claims (32)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応性プラズマにサンプルを曝すための
    処理システムで、一つあるいは複数のプロセスチャンバ
    ーにサンプルを移送し、また、前記プロセスチャンバー
    間でサンプルを移動させる機械化された移送ロボット手
    段と、前記プロセスチャンバーにアクセス可能な少なく
    とも一つの中間チャンバーを備える処理システムで、 前記ロボット手段に接近するように、前記中間チャンバ
    ー内に伸張するアーム部材を有する昇降手段と、 前記アーム部材に連結され、前記ロボット手段により移
    送されるサンプルを選択的に係止し、あるいは離すため
    のグリッパー手段と、 前記アーム部材に連結され、第一軸を中心として、前記
    グリッパー手段を選択的に回転させ、その結果、前記移
    送されるサンプルを逆転及び再逆転させるためのフリッ
    パー手段と、 を備えることを特徴とする処理システム。
  2. 【請求項２】 前記アーム部材が、前記中間チャンバー
    内で、前記ロボット手段に近い第一位置と前記ロボット
    手段から遠い第二位置との間で選択的に移動可能であ
    る、ことを特徴とする請求項１記載の処理システム。
  3. 【請求項３】 前記昇降手段に連結され、前記第一位置
    と前記第二位置との間で前記アーム部材を駆動するため
    の第一駆動手段を更に備える、ことを特徴とする請求項
    ２記載の処理システム。
  4. 【請求項４】 前記グリッパー手段に連結され、サンプ
    ル係止位置とサンプル解放位置との間で前記グリッパー
    手段を駆動するための第二駆動手段を更に備える、こと
    を特徴とする請求項１記載の処理システム。
  5. 【請求項５】 前記フリッパー手段に連結され、前記第
    一軸を中心として、逆転位置と再逆転位置との間で前記
    グリッパー手段を回転駆動するための第三駆動手段を更
    に備える、ことを特徴とする請求項１記載の処理システ
    ム。
  6. 【請求項６】 前記アーム部材が、前記中間チャンバー
    の壁部にヒンジ様に取り付けられ、前記昇降手段が、前
    記第一軸とほぼ平行な第二軸を中心として、前記アーム
    部材を回転させる、ことを特徴とする請求項１記載の処
    理システム。
  7. 【請求項７】 前記アーム部材が、前記アーム部材にし
    っかりと固定されたヨーク手段で、前記第二軸に対して
    横向きに伸張し、サンプルの両側でサンプルを係止して
    収容するための平行に間隔をおいた一対の平行伸張部を
    有するヨーク手段を備える、ことを特徴とする請求項６
    記載の処理システム。
  8. 【請求項８】 前記昇降手段が、複数のピロー形軸受と
    自動調心形球軸受とを備え、前記アーム部材を前記中間
    チャンバーの壁部及び前記複数の球軸受の間に取り付け
    る、ことを特徴とする請求項６記載の処理システム。
  9. 【請求項９】 前記ロボット手段に機械的に連結され、
    前記中間チャンバー内でサンプルを移送する間前記サン
    プルを固定するためのエンド・エフェクタ手段で、前記
    移送されるサンプルを中心に位置させるためのストップ
    と、前記ストップに対して前記移送されるサンプルをバ
    イアスさせるバネ付きクランプとを有する、エンド・エ
    フェクタ手段と、 前記バネ付きクランプにより前記サンプルに与えられる
    バイアスを選択的に制限するための解放アクチュエータ
    手段と、 を更に備える、ことを特徴とする請求項１記載の処理シ
    ステム。
  10. 【請求項１０】 前記解放アクチュエータ手段が、選択
    的に制御される空圧プッシュ・ロッドと、前記プッシュ
    ・ロッドに応じて動く第一連結部とを備え、前記空圧プ
    ッシュ・ロッドの働きにより、前記クランプから距離を
    おいた第一位置と、前記クランプに隣接する第二位置と
    の間で、前記第一連結部を選択的に移動させ、 前記エンド・エフェクタ手段が、前記ロボット手段に従
    って動くことにより、前記ロボット手段の動きに応じ
    て、前記サンプルを前記クランプから取り外す、 ことを特徴とする請求項９記載の処理システム。
  11. 【請求項１１】 前記システムと物理的に接触する前記
    サンプルの一部を除外領域とし、前記エンド・エフェク
    タ手段が、前記除外領域内で排他的にサンプルを固定す
    る、ことを特徴とする請求項９記載の処理システム。
  12. 【請求項１２】 前記グリッパー手段が、駆動ピンと、
    前記アーム部材から前記駆動ピンにより懸架されるクラ
    ンプ手段と、を備え、 前記駆動ピンが、前記第一軸に沿って前記アーム部材に
    摺動可能に接続され、前記クランプ手段が、前記第一軸
    に沿った前記駆動ピンの軸方向の動きに応じて働く一対
    の対向するジョーを備え、前記ジョーが、前記駆動ピン
    の第一の軸方向への動きに応じてサンプルを係止し、前
    記駆動ピンの前記第一の軸方向とは逆の第二の軸方向の
    動きに応じてサンプルを解放する、ことを特徴とする請
    求項１記載の処理システム。
  13. 【請求項１３】 前記グリッパー手段に連結され、前記
    駆動ピンを前記第一の軸方向と前記第二の軸方向に駆動
    することにより、前記ジョーを係止位置と解放位置との
    間で動かす第二駆動手段を更に備える、ことを特徴とす
    る請求項１２記載の処理システム。
  14. 【請求項１４】 更に、前記アーム部材に連結される回
    転可能な軸受を備え、前記駆動ピンが摺動可能に前記回
    転可能な軸受に接続される、ことを特徴とする請求項１
    ２記載の処理システム。
  15. 【請求項１５】 前記昇降手段が、前記アーム部材にし
    っかりと固定され、且つ、前記第一軸を横切るように伸
    張する分岐した間隔保持部材を有するヨーク手段を備
    え、 前記グリッパー手段が、対向して配置される一対のクラ
    ンプで、それぞれ、前記間隔保持部材の何れか一つに摺
    動可能に取り付けられ、前記第一軸に沿って伸張する駆
    動ピンにより、前記何れか一つの間隔保持部材から懸架
    され、且つ、前記何れか一つの間隔保持部材に回転可能
    に固定される一対のクランプを備え、 各クランプが、前記第一軸に沿った前記駆動ピンの軸方
    向の動きに応じて、協力して働く複数の対向して配置さ
    れるジョー部材を備え、 前記ジョー部材が、前記駆動ピンの第一の軸方向への動
    きに応じてサンプルを係止し、また、前記駆動ピンの前
    記第一の軸方向とは逆の第二の軸方向への動きに応じて
    サンプルを解放し、 前記対向して配置されるジョー部材の各々がサンプルを
    厚さ方向に係止及び解放し、それにより、前記第一軸と
    平行に間隔をあけて対向して配置された前記クランプの
    間にサンプルを収容する、 ことを特徴とする請求項１記載の処理システム。
  16. 【請求項１６】前記グリッパー手段が、更に、対向して
    配置される複数のリンク部材と、対向して配置される複
    数のモーター部とを備え、 前記リンク部材の各々が、前記間隔保持部材の一つにピ
    ボット様に取り付けられ、前記駆動ピンに対してヒンジ
    様に固定される第一端と、前記モーター部材の一つにヒ
    ンジ様に固定される第二端とを有し、 前記グリッパー手段が、更に、前記複数のモーター部に
    ヒンジ様に固定され、前記一対の対向するクランプを係
    合あるいは解放する共通駆動手段を備える、 ことを特徴とする請求項１５記載の処理システム。
  17. 【請求項１７】前記共通駆動手段が、剛性ディスクと、
    前記ディスクを第三軸を中心として選択的に回転させる
    ためのグリッパー駆動部とを備え、 前記モーター部が、前記第三軸に対して、前記ディスク
    のそれぞれ反対側に取り付けられることにより、前記複
    数のモーター部と前記複数のリンク部材とを前記第三軸
    を中心として、ほぼ対称に動かす、 ことを特徴とする請求項１６記載の処理システム。
  18. 【請求項１８】前記フリッパー手段が、 前記第一軸を中心として一致して動くように、前記一対
    の対向するクランプをしっかりと連結させる従属連結部
    材と、 前記駆動ピンの一つに連結されるフリッパーベルトと、 前記フリッパーベルトを選択的に回転させることによ
    り、前記駆動ピンと前記一対の対向するクランプを前記
    第一軸を中心として回転させるためのフリッパー駆動手
    段と、 を備えることを特徴とする請求項１５記載の処理装置。
  19. 【請求項１９】 前記フリッパー手段が、前記対向する
    クランプの一つに連結するフリッパーベルトを更に備え
    る、ことを特徴とする請求項１８記載の処理システム。
  20. 【請求項２０】 前記フリッパー手段が、更に、前記フ
    リッパーベルトを選択的に回転させることにより、前記
    一対の対向するクランプを前記第一軸を中心として回転
    させるためのフリッパー駆動手段を備える、ことを特徴
    とする請求項１９記載の処理システム。
  21. 【請求項２１】 前記中間チャンバーが壁部を備え、前
    記アーム部材が前記壁部にヒンジ様に取り付けられ、前
    記中間チャンバー内で前記アーム部材を回転させる、こ
    とを特徴とする請求項１５記載の処理システム。
  22. 【請求項２２】 前記システムと物理的に接触する前記
    サンプルの一部を除外領域とし、前記ジョー部材が、前
    記除外領域内で排他的にサンプルを係合する、ことを特
    徴とする請求項１５記載の処理システム。
  23. 【請求項２３】 前記サンプルが、前記サンプルを第一
    部分と第二部分とに分ける主要軸を有し、 前記主要軸から前記第一軸が所定の距離だけ離れるよう
    に、前記グリッパー手段がサンプルを係合し、この結
    果、逆転されて、エンド・エフェクタ上に置かれた前記
    サンプルの位置が、前記所定の距離の約２倍だけ、逆転
    前の元の位置からずれる、 ことを特徴とする請求項１記載の処理システム。
  24. 【請求項２４】 反応性プラズマにサンプルを曝すため
    の処理システムで、一つあるいは複数のプロセスチャン
    バーにサンプルを移送し、また、前記プロセスチャンバ
    ー間でサンプルを移動させる機械化された移送ロボット
    手段と、前記プロセスチャンバーにアクセス可能な、壁
    部を有する少なくとも一つの中間チャンバーを備える処
    理システムで、 前記壁部にヒンジ様に取り付けられる剛性ヨークと、前
    記ヨークを回転軸を中心として選択的に回転させる昇降
    駆動装置とを備える昇降手段で、前記ヨークが、前記回
    転軸に対して横向きに伸張する分岐・対向した第一アー
    ムと第二アームとを形成し、前記アームの端部が、前記
    回転軸にほぼ平行な第二軸を形成するような昇降手段
    と、 前記ヨークに支持され、それぞれ、第一及び第二駆動ピ
    ンにより懸架され、対向して配置される第一クランプと
    第二クランプとを有するグリッパー手段で、前記ピンの
    各々が、前記アームの対応する一つと軸方向に摺動可能
    に前記第二軸に沿って、且つ、前記第二軸を中心として
    回転可能に接続され、前記クランプが、前記ピンの軸方
    向の動きに対応して働くジョーを有し、前記ジョーが、
    第一の軸方向の動きに応じてサンプルを把持し、前記第
    一の軸方向の動きとは逆の第二の軸方向の動きに応じて
    サンプルを解放し、前記ピンを前記第一の軸方向あるい
    は前記第二の軸方向に選択的に動かすためのグリッパー
    駆動部を備えるグリッパー手段と、 前記クランプをしっかりと接続する支持部と、前記第二
    軸を中心として、前記クランプの内少なくとも一つを選
    択的に回転するフリッパー駆動部とを備えるフリッパー
    手段と、 を備え、 前記昇降手段が、前記ロボット手段によって移送される
    前記サンプルをクランプが把持しあるいは解放する第一
    位置と、前記ロボット手段から前記サンプルを離して、
    前記フリッパー駆動部が前記サンプルを逆転あるいは再
    逆転させる第二位置との間で、選択的に回転可能であ
    る、 ことを特徴とする処理システム。
  25. 【請求項２５】 前記対向アームの各々に連結される軸
    受手段を更に備え、 前記ピンの各々が、前記第二軸に沿って、前記軸受手段
    に摺動可能に接続され、前記各ピンが、前記クランプの
    それぞれ対応するものに連結され、前記クランプに協調
    して、前記第二軸を中心として回転可能である、ことを
    特徴とする請求項２４記載の処理システム。
  26. 【請求項２６】 サンプルを反応性プラズマに曝すため
    のサンプル処理方法で、 Ａ．一つあるいは複数のプロセスチャンバーと、前記プ
    ロセスチャンバーにアクセス可能な少なくとも一つの中
    間チャンバーと、前記プロセスチャンバー及び中間チャ
    ンバー間で前記サンプルを移送するための機械化された
    移送ロボット手段と、を備えるシステムを用意するステ
    ップと、 Ｂ．前記中間チャンバー内を前記ロボット手段に接近し
    た第一位置と前記ロボット手段から離れた第二位置との
    間で選択的に移動可能なアーム部材を有する第一手段
    を、前記システム内に形成するステップと、 Ｃ．前記第一手段に連結され、前記ロボット手段により
    移送されるサンプルを選択的に係止し、あるいは、解放
    するための第二手段を、前記システム内に形成するステ
    ップと、 Ｄ．前記第一手段に連結され、前記第二手段を選択的に
    逆転するための第三手段を、前記システム内に形成する
    ステップと、 Ｅ．前記アーム部材を前記第一位置に動かすステップ
    と、 Ｆ．前記第二手段を用いて前記サンプルを係止するステ
    ップと、 Ｇ．前記アーム部材を前記第二位置に動かすステップ
    と、 Ｈ．前記第二手段を逆転することにより、前記第二手段
    に係止されたサンプルを逆転させるステップと、 Ｉ．前記アーム部材を前記第一位置に接近させて、サン
    プルを前記ロボット手段に戻すステップと、 Ｊ．前記第二手段から前記サンプルを解放するステップ
    と、 を備えることを特徴とするサンプル処理方法。
  27. 【請求項２７】 一つあるいは複数のプロセスチャンバ
    ーと、前記プロセスチャンバーにアクセス可能な少なく
    とも一つの中間チャンバーと、前記プロセスチャンバー
    及び前記中間チャンバー間で前記サンプルを移送するた
    めの機械化された移送ロボット手段と、を備える、プラ
    ズマ化学蒸着システムにおいて、反応性プラズマにサン
    プルを曝すためのサンプル処理方法で、 Ａ．前記中間チャンバー内を前記ロボット手段に接近し
    た第一位置と前記ロボット手段から離れた第二位置との
    間で選択的に移動可能なアーム部材を有する第一手段
    を、前記システム内に形成するステップと、 Ｂ．前記第一手段に連結され、前記ロボット手段により
    移送されるサンプルを選択的に係止し、あるいは、解放
    するための第二手段を、前記システム内に形成するステ
    ップと、 Ｃ．前記第一手段に連結され、前記第二手段を選択的に
    逆転するための第三手段を、前記システム内に形成する
    ステップと、 Ｄ．前記アーム部材を前記第一位置の方に動かすステッ
    プと、 Ｅ．前記第二手段を用いて前記サンプルを係止するステ
    ップと、 Ｆ．前記アーム部材を前記第二位置に動かすステップ
    と、 Ｇ．前記第二手段を逆転することにより、前記第二手段
    に係止されたサンプルを逆転させるステップと、 Ｈ．前記アーム部材を前記第一位置に接近させて、サン
    プルを前記ロボット手段に戻すステップと、 Ｉ．前記第二手段から前記サンプルを解放するステップ
    と、 を備えることを特徴とするサンプル処理方法。
  28. 【請求項２８】 一つあるいは複数のプロセスチャンバ
    ーと、前記プロセスチャンバーにアクセス可能で壁部を
    有する少なくとも一つの中間チャンバーと、前記プロセ
    スチャンバー及び前記中間チャンバー間で前記サンプル
    を移送するための機械化された移送ロボット手段と、を
    備える、システムにおいて、反応性プラズマにサンプル
    を曝すためのサンプル処理方法で、 Ａ．前記中間チャンバー内で移送されるサンプルを係止
    し、また、前記移送されるサンプルを前記ロボット手段
    から取り外すための第一手段を前記システム内に形成す
    るステップと、 Ｂ．前記中間チャンバー内で前記サンプルを逆転させる
    ための第二手段を、前記システム内に形成するステップ
    と、 Ｃ．前記取り外されたサンプルを前記ロボット手段に再
    び置いて、サンプルが前記ロボット手段により移送可能
    なように、前記サンプルを解放するための第三手段を、
    前記システム内に形成するステップと、 Ｄ．前記第一手段でサンプルを係止することにより、移
    送されるサンプルを係合し、前記サンプルを前記ロボッ
    ト手段から取り外すステップと、 Ｅ．前記係合されたサンプルを前記ロボット手段から遠
    ざけるように移動させるステップと、 Ｆ．前記第一手段によって係合されたサンプルを前記第
    二手段を用いて逆転させるステップと、 Ｇ．前記係合されたサンプルを前記ロボット手段の方に
    移動させるステップと、 Ｈ．前記サンプルを前記ロボット手段に再び置いて、前
    記第一手段からサンプルを解放するステップと、 を備えることを特徴とするサンプル処理方法。
  29. 【請求項２９】 前記サンプルを第一部分と第二部分と
    に分ける主要軸を前記サンプルが有し、前記ステップＤ
    が、更に、 Ｄ−１．前記主要軸から所定の距離だけ離れた位置で前
    記サンプルを係止するステップを備え、 この結果、ステップＦで逆転させたサンプルが、前記所
    定の距離の約２倍だけ逆転前の元の位置からずれる、こ
    とを特徴とする請求項２８記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記ステップＤの前に、前記中間チャ
    ンバーを減圧するステップを、更に備えることを特徴と
    する請求項２８記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記システムが減圧室を備え、前記中
    間チャンバーが前記減圧室にアクセス可能であり、前記
    ロボット手段が、前記減圧室と他のチャンバーとの間で
    サンプルを移送可能なように構成されたシステムにおい
    て、 更に、 前記減圧室にサンプルを移送するステップと、 前記減圧室を前記中間チャンバーから圧力密閉するステ
    ップと、 前記減圧室を減圧するステップと、を備え、また、 前記サンプルを前記ロボット手段に再び置いて、前記サ
    ンプルを解放するステップＨの後に、前記サンプルを少
    なくとも一つのプロセスチャンバーに移送するステップ
    を備える、 ことを特徴とする請求項２８記載の方法。
  32. 【請求項３２】 更に、 前記減圧室にサンプルを移送するステップと、 前記減圧室に空気を充填するステップと、 前記減圧室と前記中間チャンバーとの間の密閉を解除す
    るステップと、 前記サンプルを少なくとも一つのプロセスチャンバーに
    移送した後、前記サンプルを前記中間チャンバーに移送
    するステップと、 を備えることを特徴とする請求項３１記載の方法。
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