JP4362224B2 - 半導体処理装置用基板移動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（関連出願）
本発明は、１９９７年１１月２１日に提出された米国出願番号第０８／９７６，５３７号の一部継続出願である。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、半導体ウェハ処理作業で使用されるサーマルリアクタに関し、さらに特定すると、ウェハを装填する／取り出す（ｕｎｌｏａｄ）ためのシステムに関する。
【０００３】
（背景技術）
半導体基板、つまりウェハは、典型的には化学的な蒸着によって処理される。半導体処理作業に含まれている構成要素は、所望の温度まで加熱され、熱反応によってウェハ上に付着される物質を含有する反応体ガスの制御された流れを助長するように構成されている反応室を含む。技術において一般的に「サセプタ」と呼ばれているベースは、通常、化学蒸着の間にウェハを支えるために反応室の中に設けられる。自動処理を促進する目的で、サセプタの上にウェハを配置し、その後、処理の後にそれを反応体から取り除くためにロボットアームが利用されてきた。
【０００４】
サセプタは、処理ステーションに対してその物理的なサポートを超えて何も貢献しなかった単純な平らなプラットホームから、処理中にウェハを回転するための機構およびサセプタ表面での局所的な温度差を感知し、それに応えるための精密システムを備えたサセプタへと、過去１０年間に大幅に進化してきた。さらに、処理の後にサセプタからウェハをh変位するための手段が、ロボットアームによるウェハの除去を補助するために提供されてきた。サセプタ設計におけるこのような革新は、半導体の品質と均一性の改善に大きく貢献してきた。
【０００５】
サセプタ表面からのウェハの変位および反応体からの除去のためのロボットアームへの移動を容易にするための手段は、自動半導体処理システムにおいて問題を含んだままである。技術で既知であるウェハ移動作業に対する１つのアプローチは、サセプタ内の穴を通って垂直に移動し、処理後にウェハのサセプタ表面からの変位を達成するウェハサポートピンを含む。
【０００６】
ウェハサポートピンの使用には、複数の重要な欠点がある。サセプタの穴の中でのピンの磨砕は、ピンとサセプタによって示される熱膨張の異なる速度だけではなく、サセプタの回転によっても引き起こされる。磨砕の結果、処理環境を汚染し、処理された半導体ウェハの品質を傷つける粒子が生じる。穴の中での磨砕に加えて、相対的に鋭いピンの上で支えられている間にウェハの裏側に傷を付けることも加熱されたウェハの移動のために観測された。典型的なシステムは、サポートピンの間のウェハの中心セクションの下に延びるロボットアーム上の相対的に大きいパドルを活用する。ウェハより冷たいこのようなパドルは、加熱されているウェハに悪影響を及ぼす可能性もある。このようなウェハの損傷を防ぐために必要とされるウェハのより長い冷却期間は、反応体の処理量を削減する傾向がある。
【０００７】
ウェハサポートピンの使用にまつわる追加問題点は、必ず、ピンとサセプタの中の穴の間に存在する空間を通る処理ガスの浸透である。その結果、処理ガスは、ウェハの裏側に付着することがある。さらに、サセプタの中に穴があることによって、サセプタ内とその上で支えられているウェハの両方で温度の不均一性である。
【０００８】
ピンに基づいたウェハ移動作業を改善するために講じられる１つの方法が、Ｐｅｒｌｏｖに対する米国特許番号第５，４２１，８９３号である。その発明においては、ウェハ変位機構は、サセプタから吊り下げられているウェハサポートピンを利用する。垂直機構と回転駆動機構の両方と結合されていた初期ピンとは対照的に、自由に吊り下げられているピンの使用は、回転中にサセプタの穴の中でのピン磨砕を削減することを目的とする。さらに、Ｐｅｒｌｏｖサポートピンは、サセプタの上部表面に円錐形に広げられている補完的な窪みに嵌る錐台／円錐ヘッドを有し、平らなサポート表面および処理ガスのウェハ裏側への浸透を減少するための密封手段を提供する。
【０００９】
減少した回転摩砕および裏面付着に関連した改善点とは関係なく、Ｐｅｒｌｏｖは、依然として、従来の技術の観点から温度の不均一性を生じさせるらしい複数の穴のあるサセプタを利用する。加えて、依然として、サポートピンがサセプタ穴の中で垂直に摺動するときに汚染粒子が磨砕によって生じるらしい。最終的には、サポートピン上での高圧ウェハの収縮により、依然として裏面のスクラッチが生じることがある。したがって、Ｐｅｒｌｏｖは、処理されたウェハをサセプタから分離する手段としてのサポートピンの使用に固有の最も重要な問題点のいくつかを解決することができない。
【００１０】
ウェハ移動の別の方法は、Ｇｏｏｄｗｉｎらに対する米国特許番号第５，０８０，５４９号に開示されている。その発明は、ウェハのコンタクトレス（ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ）ピックアップを達成するためにベルヌーイの原理を活用するウェハハンドリングシステムに関する。具体的には、ロボットアームは、ピックアップワンドの底部板に複数のガス出口を含むように適応されている。ガス出口は、ウェハの上面全体でガスの外向きの流れを生じさせるようなパターンでワンドの中心部分から外向きに四方に広がる。ガスの流れによい、ウェハの上面とピックアップワンドの底面の間に相対的に低い圧力の領域が生じ、物理的な接触がないウェハのピックアップが行われる。ベルヌーイワンドは、ピンをベースにしたウェハ移動機構の主要な欠点のすべてに取り組み、いくつかのそれ以外の優位点を有するが、それは別の問題も提示する。適切なガスの流れを提供する目的では、ロボットアームとピックアップワンドアセンブリは厚すぎて、標準ウェハ供給カセット内の未処理のウェハの間におさまることができない。また、「汚れた」リアクタ内で不適切に運用されると、ワンドからのガスの流れが、ウェハ表面上に定着する粒子をかき乱す可能性がある。また、既知のシステムの問題を回避するが、高い製品スループットを得るために、ウェハに温度の悪影響を及ぼさずに、加熱されたウェハを下からピックアップできるようにするサセプタおよび端部エフェクタシステムを提供することも望ましい。
【００１１】
したがって、ウェハサポートピンを使用しないでサセプタから取り外すだけではなく、標準カセットからのウェハ装填も容易にし、それによりリアクタ内での粒子の汚染、温度の不均一性、および加熱ピックアップ中の裏面の損傷を削減する機構に対するニーズが存在する。
【００１２】
（発明の開示）
本発明によって開示されているウェハ移動を容易にするためのシステムは、別々のセクションによって形成されているサセプタ装置を含む。セクションは、垂直にかつ回転自在に結合され、ウェハ処理位置またはサセプタ腐食位置で単一の装置として移動する。マルチアームスパイダなどの回転自在のサポートが、回転し、代わりに他方のセクションを回転させ、支持するセクションの一方を回転させ、支持する。また、サセプタセクションは、ウェハ装填／取り出し位置でウェハハンドリングツールと協調するために互いを基準にして垂直に移動可能である。システムは、さらに、サセプタセクション用の第２サポートを含み、該２つのサポートは、互いを基準にして垂直に、かつ回転自在に移動可能である。
【００１３】
サセプタ装置の１つの形では、内部セクションと外部セクションが、単一のサセプタ装置を形成するために連動する、複数の放射状に向けられているタブおよび凹部を含む。さらに、内部セクションと外部セクションは、外部セクション内の内部セクションに垂直サポートを提供し、それによりウェハを受け取るための実質的に平らな上部表面を生じさせるために、偏位させる（ｏｆｆｓｅｔｔｉｎｇ）周辺部フランジ付きで作られる。サポート装置の１つの形においては、連動構造はこの上部表面の下にあり、上部表面での２つのセクションの接触面は円形である。
【００１４】
本発明の１つの形では、サセプタ装置の下に位置しているマルチアームスパイダは、内部サセプタセクションまたは外部サセプタセクションのどちらかの凹部に係合するための位置に回転して入ることができる。内部セクションが係合されると、サポートスパイダは外部セクションから垂直に内部セクションを持ち上げる。外部セクションが係合されると、スパイダは、サセプタ装置全体を回転するだけではなく、サセプタ装置全体を引き上げる、または引き下げることができる。
【００１５】
ウェハの装填と取り出しを容易にするために、ウェハは、ロボットアームによってサセプタ上をじかに、水平に反応チャンバ内の位置に移動される。ウェハでの温度の不均一性を最小限に抑えると同時に、ウェハの高温ピックアップを可能にする端部エフェクタが活用される。これは、ウェハの下部側面に係合し、標準カセット内におさまるだろう端部エフェクタを活用することによって達成される。１つの実施態様においては、ウェハは、叉状の端部エフェクタによって、ウェハの放射状に外側の部分と係合するだけの３本のピンを有するロボットアーム上で支えられ、このようにしてウェハの温度を最小限にだけ、それから周辺点だけで達成する。
【００１６】
内部サセプタセクションだけと係合するスパイダは、内部セクションを上昇させ、端部エフェクタ内で支えられている（ｃｒａｄｌｅｄ）ウェハに遭遇し、それを端部エフェクタの外に持ち出す。代わりに、内部セクションは一定の距離引き上げられ、端部エフェクタはサセプタセクション上にウェハを配置するために引き下げられるだろう。それから、ロボットアームが引っ込められ、内部サセプタが、ウェハとともに、外部サセプタサポートによって支えられている外部サセプタの中に引き下げられる。サポートスパイダは、完全なサセプタ装置上にウェハを載せたまま下方に移動し続ける。代わりに、外部サポートは、サセプタをスパイダから分離するために引き上げられるだろう。内部セクションから切り離した後、スパイダは、外部サセプタを係合する第２位置へ回転する。スパイダなどのサポートの適切な相対的な垂直移動は、サセプタ装置およびウェハを処理位置に移動することができる。
【００１７】
ウェハを処理した後、サセプタ装置は、外部サセプタサポート上に引き下げられてよく、内部サセプタセクションと再び係合するためにスパイダが回転できるようにし、処理されたウェアはとともに内部セクションが引き上げられる。処理されたウェハの除去を達成するために、ロボットアームはもう一度水平に反応室の中に移動する。端部エフェクタが内部サセプタセクションと外部サセプタセクションの間の位置にあるとき、内部セクションと端部エフェクタの間の相対的な移動が、例えば、内部セクションを、ウェハを受け取ってから、室から退出する開放端部エフェクタを通して引き下げることによって提供される。
【００１８】
ウェハが除去された後、スパイダは、内部セクションを外部セクションの中に引き下げるためにもう一度操作され、さらに下方へ移動され、外部セクションの下の位置に回転されてよい。それから、装置全体は、腐食処理のためのプロセス位置の上に引き上げることができる。これにより、上面だけではなく、サセプタの裏面のエッチングも可能になる。
【００１９】
別個の垂直に移動可能の内部サセプタセクションを、従来のウェハ移動システムでサセプタ装置からウェハを変位するために使用される複数のサポートピンの代わりに使用することによって、本発明は、前記方法で識別された主要な問題のそれぞれに対処する。まず第１に、２つのセクションが物理的に接触している間に移動される垂直距離がサセプタセクションの厚さに等しいだけであるため、内部サセプタセクションを外部セクション内で移動すると、最小の磨砕が生じる。対照的に、サポートピンは、ロボットアームに接近するために必要な垂直上昇全体でサセプタ本体と接触しながら移動している。さらに、両方のサセプタセクションとも同じ材料から構築されているので、内部サセプタセクションと外部サセプタセクションの熱膨張率の差異のために本発明では大きな磨砕はない。第２に、裏面付着物および温度不均一性は、内部セクションに対する垂直サポートに加えて、反応体ガスの浸透に対する効果的な密封およびさらに均一な伝熱を提供する、重なり合うフランジによって最小限に抑えられる。最後に、ウェハは、移動および処理を通して内部サセプタ表面上に載っているため、加熱ピックアップ中に傷つく可能性はほとんどない。したがって、本発明は、サポートピンにより媒介される移動機構に固有な欠点を回避しつつ、半導体基板の自動装填および取り出しを容易にする。
【００２０】
前述された叉状の端部エフェクタは、平坦な部分から上方へ延びる３本のピンまたは突出物のある薄い平らなＵ字形をした部材という形を取る。ピンだけがウェハに係合するので、Ｕ字型部材の残りの部分はウェハの温度均一性に大幅に影響を及ぼさない。別の形では、それはさらに好ましくは半円形であるが、端部エフェクタは依然としていくぶんＵ字形をしている。端部エフェクタは、石英の管材料またはその他の適切な材料から形成され、好ましくは、ロボットアームに繋がれる管状のハンドルまたは心棒を有する。３本の小さいピンまたはサポート要素は、管状サポートの上部表面に固定されている。１つの要素は、サポートの各端に設置され、第３の要素は、曲線部分と心棒の間のジャンクションでサポートの真中に置かれている。好ましくは、要素は、ウェハをそれらの要素の上に置くのを助ける段付きの上部表面を有する。
【００２１】
別の方法では、端部エフェクタは、ウェハサポート要素をその先端部に有する、２つの間隔をあけて置かれている、通常は平行な管の形を取る。第３ウェハサポート要素は、その端部が他のサポート管に接合されている横材の上で支えられている。端部エフェクタ管の前方部分は、ウェハの下に延びる。管先端上のサポート要素は、端部エフェクタを支えているロボットアームから離れた端縁でウェハを係合する。第３サポート要素は、他の２つからウェハの反対側の横材上で利用される。管は、それらが中心に設置されているウェハサポートをまたぐことができるように間隔をあけて配置されている。さらに、管は、Ｐｅｒｌｏｖ特許に関して前述されたように、組が３本のサポートピンを活用するウェハ移動機構の間で広がることができるように互いに十分に近く配置される。管はウェハの下に延びるが、それらはウェハに対する温度の影響を最小限に抑えるようにウェハから間隔をあけて配置されている。さらに、管材料が低い質量を有し、好ましくは石英から作られているという事実が、ウェハ温度に対する管材料の影響を最小限に抑える。
【００２２】
別の方法では、ウェハの下に延びる平らな、通常は矩形のパドルが利用され、パドルはピンサポートシステムとの使用向けである。パドルには、前述された実施態様で使用された要素より背の高い３つのサポート要素が具備されている。その装置を使用すると、パドルのウェハに対する温度影響は、それが背の高い方の要素によってウェハから間隔をあけて配置されるため、最小限に抑えられる。
【００２３】
２つのそれ以外の装置では、ウェハの近くに置かれているが、質量がウェハ表面の大部分に広がるため、ウェハに対する温度影響が相対的に均一であるディスクを含む端部エフェクタが提供される。さらに、このような装置は、ウェハの均一な冷却を生じさせるという優位点も持つ。
【００２４】
１つのこのような形では、端部エフェクタは、直径が持ち上げられるウェハの直径よりわずかに大きいディスク形状の上部を有する。３つのウェハサポート要素は、ディスクの下部表面から垂れ下がる。これらの要素の２つはディスクの側面上に設置され、第３要素は、端部エフェクタへの結合のための円形要素とサポート心棒の間のジャンクションにある２つの側面要素の中心に設置されている。側面要素は、端部エフェクタがウェハの状面を水平に移動することができるほど十分に間隔をあけて配置され、側面サポート要素はウェハまたいでいる。各サポート要素は、ウェハの下面に係合する内向きに延びる足または横桟を有する。したがって、ウェハは、それらの場所にあるウェハの温度に最小限の影響を及ぼすように、その周縁部での３つの場所だけで支えられているが、ウェハ全体はディスクによって均一に影響を及ぼされている。この端部エフェクタは、本出願に説明されているツーピースサセプタとともに、あるいは前述された３ピン装置のようなサセプタの上にウェハを持ち上げるためのそれ以外の装置を活用するワンピースサセプタとともに使用されてよい。
【００２５】
ウェハをサセプタの上に引き上げるための３ピン持ち上げ装置とともに使用するために特に設計されている別の形のディスクタイプの端部エフェクタでは、円形ディスクに、ディスクの前方端縁に対して開いている、２つの間隔をあけて配置されている細長い長穴が具備される。これが、３本のピンによって支えられているウェハの下でパドルが移動できるように、長穴が間隔をあけて配置されている３叉のパドルを生じさせる。ピンの内の２本は、長穴の内の１つで受け入れられるが、第３ピンはそれ以外の長穴で受け入れられ、端部エフェクタパドルの中心部は、ウェハ持ち上げ装置ピンの間で延びる。２つまたは３つ以上のウェハサポート要素が、ウェハを支えるためにパドルの周辺部に配置される。したがって、ウェハより冷たいパドルが、ウェハの相対的に均一な冷却を生じさせる。
【００２６】
別の装置では、３叉パドルを、パドルの上に間隔をあけて配置されているディスクと結合することができる。これが、ピックアップ中に、有利に均一にウェハを冷却するポケットを形成する。
【００２７】
端部エフェクタの変形のすべてが、ウェハに対する多大な温度の悪影響を引き起こさずに、例えば、７００°から１０００°の相対的に高温でウェハをピックアップできるという優位点を提供する。
【００２８】
図１を参照すると、サセプタ装置１５０内で垂直移動を生じさせるためのサセプタリフトアセンブリ１００を有する本発明の全体的なシステムが示されている。サセプタ装置は、内部１５２セクションと外部１５４セクションを備える。サセプタリフトアセンブリ１００の中で生じる垂直移動は、取り付けプレートおよび図示されていないその他の構成部品に取り付けられている結合アセンブリ１０４を介して駆動軸１３０と連絡する取り付けプレート１０２に伝えられる。垂直に移動可能な駆動軸は、サセプタ装置の回転移動も可能にする。駆動軸１３０の上端に結合されているサポートスパイダ１２０は、それぞれ内部セクションまたは外部セクション１５２と１５４のどちらかを選択的に係合することができる。したがって、サポートスパイダ１２０は、直接的に、サセプタ装置の回転移動のためだけではなく、垂直サポートも提供する。ロボットアーム端部エフェクタ２００は、反応室５０にウェハを装填し、そこからウェハを取り出すために利用される。ウェハ２１０は、端部エフェクタ上に載せられて示されている。サセプタ装置１５０およびサポートスパイダ１２０は、さらに詳細にいかに説明される。
【００２９】
全体的なシステムは、図１にも示されている半導体リアクタの分野で既知である多くの要素を取り入れる。これらは、石英室のそれぞれ上部壁および下部壁１０と２０、上部放射熱ランプ３０、およびロボットアームアクセスポート４０を示す。一群の間隔をあけて配置されているランプ３０が、石英室の下に配置され、一群のこのようなランプは、室の下のランプに垂直に延びる石英室の上に配置される。処理中、ランプはサセプタ装置の温度を、実質的には装置上に装着されている基板の温度と同じに維持するために制御される。反応体ガスは、ガス注入器システム９０を介して反応室の中に入れられる。既知であるように、（図１に示されているような）水平反応室と軸に沿った反応室の両方が、多様な形状構成で利用されてよい。図示されている水平形状構成は、このような室の典型的な概略図としてだけ意図されている。
【００３０】
図２は、反応室５０をさらに詳細に示している。この断面図から、サセプタ装置１５０が２つのセクション、つまり内部セクション１５２と、内部セクションのための垂直サポートを取り囲み、提供する環状の外部セクション１５４を備えていることが分かる。この垂直サポートは、偏位する補足フランジから成り立っている。外部セクションは、支えとなるフランジ１５６を提供するためにその下部内部縁に沿って内向きに放射状に突出するが、内部セクションは、外部セクションフランジ１５６の上に張り出す補足内部セクションフランジ１５８を提供するためにその上部周方向縁に沿って放射状に外向きに突出する。サセプタ装置が図２に示されているように、その最も低い位置にあるとき、外部サセプタセクションは複数のサポート１６０に載っている。
【００３１】
駆動軸１３０は、室の低部の開口部１３２を通って反応室に入り、室の壁は駆動軸を取り囲むスリーブ１３４と連続している。駆動軸の上端は、反応チャンバ内のサセプタ装置の下に位置するサポートスパイダ１２０と関着する。スパイダは複数のサポート要素、つまり、中心ハブ１２４から外向きに四方に広がるアーム１２２を有する。アーム１２２の末端は、それぞれ内部サセプタセクションまたは外部サセプタセクションの下部表面の埋め込まれているシート１２６と１２７内に嵌るサポートピンまたは合いくぎで終わる。スパイダアーム１２２と埋め込みシート１２６の間の関着は、サセプタの回転移動を達成し、熱膨張の間のスパイダとサセプタの同心性を維持するための確動（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）結合手段を提供する。
【００３２】
サセプタを取り囲んでいるのは、室の底部壁２０上に載っている脚部１４１を有するサポートリング１４０から上方へ延びる合いくぎ１６１上に支えられている温度補正リング１５９である。リング１４０は、図４でさらに明確に見られ、サセプタサポート１６０がリングに取り付けられているのが分かる。熱電対１６５が、その領域でのリングおよびサセプタの温度を感知するためにリング１５９の中に示されている。
【００３３】
図２は、ウェハ２１０を運ぶ端部エフェクタ２００にコネクタ１９０によって接合されているロボットアーム１８８も概略で示している。ロボットアームは、（左に設置されている）アクセスポート４０から反応室に入る。図３に示されている反応室の平面図は、ウェハ２１０、ロボットアーム端部エフェクタ２００、内部１５２サセプタセクションと外部１５４サセプタセクション、およびサポートスパイダ１２０の別の態様を示す。分かるように、端部エフェクタ２００は、ウェハを、１組の間隔をあけて配置されているサポートアーム２０２の上で支えている叉状の端部を有し、ウェハの周縁部の下に伸び、アームの間、つまり内部サセプタセクション１５２を収容するほど十分に大きい開放領域を離れる。その結果、内部サセプタセクションは、端部エフェクタの開放アーム２０２の間で垂直に移動することができ、それによって未処理ウェハをピックアップし、処理されたウェハを取り出す。サポートアームの自由端部は開放端部を画定するが、反対側の端部は閉じられている端部分２０１によって接合されている。見られるように、アームは相対的に狭く、閉じられている端部２０１が延びるように、ウェハ２１０の周縁部に隣接して延びる。アーム２０２の背部および閉じられている端部２０１は、通常半円形の内縁を有するが、アームの自由端部は散開する。
【００３４】
端部エフェクタは、それが、カセットからウェハを引っ込めるまたは交換するために標準カセット内に便利に嵌合することができ、ウェハがサセプタから移動されなければならないときにウェハの下方に嵌合することもできるように相対的に薄い。
【００３５】
端部エフェクタは、好ましくは、ウェハを係合するために端部エフェクタの上部表面の上に延びる３本のピンまたは突出部で形成されている。突出部２０３は、図３と図４に示されているように、サポートアームのそれぞれの外部端部または自由端部上に配置されている。第３の突出部２０５は、端部エフェクタの閉じられている端部の上で中心に配置されている。突出部のすべての３つは、それらがウェハの外部周縁部近くにウェハの下部表面を係合するように設置されている。３つの突出部だけが、加熱されたウェハを、それが処理室から除去されなければならないときに係合することが望ましい。また、突出部が、端部エフェクタおよび突出部のウェハに対する影響が最小限に抑えられるように、その外部周縁部近くでウェハを係合することも望ましい。好ましくは、ピンはウェハの外部周縁部の２インチ以内、さらに好ましくは１インチ以内、および最も好ましくはウェハ周縁部の１／２インチ以内にあり、ウェハから作られる最終製品またはデバイスと関係して活用されてはならない、ウェハの周縁部のいわゆる排除ゾーン内にあるか、それの近くにある。
【００３６】
図３Ａは、穴が端部エフェクタを通して形成され、埋め込まれた領域が穴の上端にある端部エフェクタ内に形成されていることが分かる突出部２０３と２０５の好まれている形式を示す。突出部は、端部エフェクタ内の穴の主要部分内に融合されている軸部分２０３ａを有し、凹部の中に嵌入するヘッド２０３ｂを有するピンの形を取る。製品の試作品形式では、ヘッドが約１／２インチという円形半径で丸められている上部表面で形成されている。しかしながら、ヘッドだけが、１インチの約．０１０から．０２０の端部エフェクタの隣接する表面の上に突出する。端部エフェクタ自体は、１インチの約．１という厚さを有する。ピンの丸められた上部表面は、それがウェハを係合している間、ウェハの表面のスクラッチまたはそれ以外の場合は損傷のリスクを最小限に抑える。さらに、上部表面は、再びウェハにスクラッチを付けるリスクを最小限に抑えるために、非常に滑らかに作られている。端部エフェクタは、好ましくは、石英または処理チャンバ内で遭遇される高温に耐えることのできるそれ以外の適切な材料から作られる。石英ピンは、円滑さのために火炎研磨することができる。
【００３７】
今度は、図１０と図１０Ａを参照すると、別の形の叉状の端部エフェクタまたはパドル３００、および端部エフェクタをロボットアーム１８８に接合するコネクタ１９０の追加詳細が示されている。分かるように、パドルは、通常、１組の間隔をおいて配置されているサポートアーム３０２が開放端部を画定し、閉じられている端部分３０４によって接合されている、叉状つまりＵ字形を有している。アームのそれぞれには、パドルの上面の上に延びるピン３０３があり、第３ピン３０５は、パドルの閉じられている端部にある。叉状のアームの先端は、カセット内のウェハの下方へパドルを挿入するのを容易にするために薄い方の端縁に対して斜めに切られている。パドル３００の内部端縁は半円形の形状をしており、前方端部は載せられているウェハ２６０から分かるようにわずかに散開し、パドルだけがウェハの外側部分の下方に伸び、ピンはウェハの外側周縁部に隣接したウェハに係合する。
【００３８】
各アームの背部には、上方に延びるフランジ３０７が配置され、その目的はカセットの取り扱い中にカセット長穴から部分的に移動した可能性のあるウェハに押しつけることである。
【００３９】
図１０は、パドル３０の後方に延びる部分に取り付けられているコネクタ１９０を示す。図１０Ａは、そのコネクタの側面立面部分断面図を示す。それは、パドルの後方に延びる部分を受け入れるための空間１９０ａを含む。１組の相対的に平らなばね要素１９１は、パドルの後方に延びる部分を弾力的に係合するために、空間１９０ａに隣接する上部壁と下部壁に隣接して置かれる。図１０の破線で示されているロボットアーム１８８の端部にある取り付け金具が、コネクタ１９０の上方に延びる部分２０７の背部に固定される。取り付け金具１９０およびコネクタ１９６は金属製でよく、それらを冷たく保つために、冷却剤が、取り付け金具１９３を通してロボットアーム１８８の１本の枝を通って伝えられてから、ロボットアームの第２枝で戻される。ある程度の冷却効果も、コネクタおよび取り付け金具が当接関係にあるために、パドル上に取り付けられているコネクタ１９０に伝えられる。これも、ウェハの加熱ピックアップを容易にする。
【００４０】
内部サセプタセクションと外部サセプタセクションの関係も図３に示されている。内部セクション１５２は、環状の外部セクション１５４に囲まれて示されている。内部セクションと外部セクションの両方とも、複数の周方向に間隔をあけて配置されている補足的な偏位するセグメントまたはタブおよび凹部１６４を有し、その結果内部セクションのタブは外部セクションの凹部の中に、またその逆もぴったり当て嵌る。結果的に、２つのサセプタセクションはともに嵌合し、実質的に平らなサセプタ装置を形成する。さらに、２つのサセプタセクションが同じ平面にともに、垂直に置かれているとき、連動するように結合されたタブおよび凹部が回転トルクの確動移動を可能にし、サセプタセクションが単一装置として回転できるようにする。外部サセプタサポート１６０は、サポートリング１４０から内向きに延びる。サポート１６０と１６１は、それらはサセプタおよびリング１５９によて上部から隠されているが、見やすくするために実線で図示されている。
【００４１】
サポートスパイダ１２０は内部セクション１５２の下にあるが、それは理解を容易にするために１つの位置で実線で、その第２位置で破線で示されている。スパイダは、中心ハブ１２４および複数のサポート要素、つまりアーウ１２２を備える。図から理解できるように、（このケースでは６０度）スパイダを回転することによって、アームは内部サセプタタブ１６２または外部サセプタタブ１６４のどちらかを選択的に係合するだろう。
【００４２】
図４Ａに示されている展開図は、ウェハ移動機構の主要な構成部品の垂直関係性を示す上で有効である。ウェハ２１０は、端部エフェクタのアーム２０２によってウェハの縁に沿ってロボットアーム端部エフェクタ２００によって支えられる。内部サセプタセクション１５２タブ１６２は、その外側縁から外向きに四方に延びると見られてよい。各タブ１６２の間には凹部１６６がある。内部セクションの下部表面は、サポートスパイダ１２０の軸１３０とハブ１４２を通って延びる熱電対１２９の先端を入れるように適応されている中心に置かれている凹部１２５である。各タブの下部表面は、各スパイダアーム１２２の末端上のサポート合いくぎ１２８を受け入れるための埋め込まれているシート１２６を有する。
【００４３】
環状の外部サセプタセクション１５４タブ１６４は、その内側縁から中心の穴１６９の中に内向きに四方に延びると見られてよい。各タブ１６４の間には凹部１６８がある。内部サセプタ上のタブおよび凹部は、外部サセプタ上のタブに補完的であり、その結果、内部セクションタブ１６２は、外部セクション凹部１６８内で嵌合し、外部セクションタブ１６４は、内部セクション凹部１６６内で嵌合し、２つのサセプタセクションがともに嵌合できるようにする。内部セクションは、偏位フランジ１５６と１５８によって、外部セクション内で垂直に支えられる。内部セクションの上にかぶさるフランジ１５８は、外部セクション上の下側で延びる（ｕｎｄｅｒ−ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ）フランジ１５６の上に載る。フランジがサセプタを通る光の経路がないように放射状に、かつ周方向に延びることに注意する。また、フランジの結合された厚さは、サセプタセクションの厚さに等しいため、サセプタ全体に、ウェハが置かれる領域内で一定の厚さを与える。
【００４４】
前記からわかるように、内部セクションと外部セクションの接触面は、内部セクションの周縁部の形状を取る。すなわち、周方向に、および放射状に延びる。接触面の長さを短縮するための装置は図４Ｃに示されており、そこでは内部セクション２５２が、外部セクション２５４内の対応する円形凹部２５５内で嵌合する円形の上部を有するとして示されている。内部セクション２５２の直径は、図４Ａのセクション１５２の直径と同じであるが、セクション１５２の凹部１６６は、代替内部セクション２５２の上部には形成されていない。しかしながら、凹部２６６は、内部セクション２５２の下部に形成されている。したがって、凹部２６６の上にあるセクション２５２の上部は、実際には、セクション上で対応するフランジの上に適合するフランジである。すなわち、図４Ｃから分かるように、中心開口部２６９を取り囲む外部セクション２５４の上部は完全に円形であるが、外部セクション２５４の下部は外部セクション１５４の下部部分内と同じである。したがって、セクション２５４は、内部セクション２５２の対応する凹部２６６内で嵌合する、３つの内向きに延びるタブまたはセグメント２６４を含む。同様に、内部のセグメント２２６は、外部セクションの凹部２６８内で嵌合する。前記に注記したように、この装置の優位点とは、ウェハが図４Ａの装置の線の内側線と外側線でさらに長く放射状によりむしろ２つのサセプタセクションの間で円形の線に向かい、間隙をより小さくすることができるというという点である。
【００４５】
サポートスパイダ１２０は、駆動軸１３０の端部に配置されより明確に示されてよい。熱電対１２９はハブ１２４の中心を通って延びる。複数のサポート要素、つまりアーム１２２は、ハブから放射状に外向きに伸び、各アームはサポート合いくぎ１２８で終わる。サポート合いくぎは、それぞれ内部サセプタセクションと外部サセプタセクションの埋め込まれているシート１２６と１２７で嵌合うように適応されている。
【００４６】
（作用）
システムの作用は、図５から図８を参照するとさらに明確に理解することができる。第１に、未処理のウェハを反応室に装填するために、ロボットアーム１９０が、アクセスポート４０を介してチャンバ内に入り、端部エフェクタ２００が未処理ウェハまたは基板２１０を支えている。端部エフェクタおよびウェハは、サセプタ装置１５０のすぐ上に置かれる。それから、内部サセプタセクション１５２が、サポートスパイダ１２０によって引き上げられる。内部サセプタセクションは、端部エフェクタの開放アームの間を垂直に通り、図５に見られるように、ウェハ２１０を端部エフェクタから持ち上げる。内部サセプタセクション１５２のこの最も高い位置が、「装填／取り出し−腐食」位置と呼ばれてよい。この位置で、ロボットアームが反応チェンバーから引っ込められる。それから、内部セクション１５２およびウェハは、内部セクションが外部セクション１５４の中に載るようになるまで引き下げられる。内部セクションと外部セクション上の偏位フランジは、それぞれ、外部セクション内で内部セクションを支えるために協調する。２つのサセプタセクションがいっしょになるときに形成されるサセプタ装置は、サポートリング１４０に取り付けられている外部サセプタサポート１６０によって支えられる。図６で分かるように、サセプタ装置は、ウェハ処理位置のわずかに下にある。
【００４７】
次に、ウェハを処理するために、サポートスパイダは回転し、それがサセプタ装置１５０全体をウェハとともに高められた処理位置まで引き上げることができるように、外部サセプタセクションを係合しなければならない。特に、スパイダ１２０がいったんその最も低い「切り離し／回転」位置まで下がってしまうと、スパイダアームの端部のサポート合いくぎ１２８は、内部サセプタセクションの下部表面の埋め込まれているシートから完全に離脱する。それから、スパイダ１２０は第２位置へ自由に回転し、そこではサポート合いくぎ１２８は現在外部サセプタセクションの下部表面内の埋め込まれているシートのすぐ下に位置している。スパイダが引き上げられるにつれて、それは図６に示されているように外部セクションを係合し、サセプタ装置１５０を上昇させる。ウェハが化学蒸着に最適な「処理」位置にあるとき、その結果ウェハの上部表面は、図７に示されているように温度補正リング１５９の上部表面とほぼ同じ面内にあるため、サポートスパイダは上方への移動を停止する。処理中、サポートスパイダは、サセプタ装置およびウェハを回転させ、このようにしてさらに均一な付着を容易にする。
【００４８】
処理されたウェハを反応室から取り出すために、スパイダ１２０が引き下げられる。サセプタ装置およびウェハは、外部サセプタセクション１５４が外部サセプタサポート１６０の上に載るようになるまで下方に移動する。もう一度、スパイダ１２０は「切り離し／か移転」位置まで下がり続け、サセプタ装置から離脱する。それから、スパイダは、その第１位置に回転して戻り、そこではスパイダアーム上のサポート合いくぎが再び内部サセプタセクション１５２上の埋め込まれたシートのすぐ下で位置合わせされる。それから、スパイダは上昇し、ウェハとともに内部サセプタを、外部サセプタサポートの上に載ったままになっている外部サセプタセクションから持ち上げる。内部セクションおよびウェハは、ロボットアーム端部エフェクタが、高められた内部サセプタセクションと低い方のサセプタセクションの間で反応室に入ることができるほど十分に高い最も高い装填／取り出しまで引き上げられる。端部エフェクタのアームはスパイダをまたいでいる。その結果、スパイダが下がると、内部サセプタセクションは、端部エフェクタの叉状のアームの間で下方に移動する。内部セクションが下方へ続くと、実質的には内部セクションの上にかぶさるウェハが端部エフェクタの叉状のアームに乗るようになる。それから、ロボットアームが、処理されたウェハとともに引っ込められる。
【００４９】
最後に、サセプタ装置の化学エッチングによる清掃は、図８に示されている最も高い装填／取り出し−腐食垂直止め子で処理サイクルの間で達成できる。塩化水素などの技術で既知の気体がエッチングに使用されてよい。引き上げられた位置が、サセプタ装置の上部表面と下部表面の両方の清掃を容易にする。
【００５０】
サセプタを引き上げ、引き下げるためには、多様な機構が利用されてよい。図１および図９に示されている持ち上げ装置アセンブリ１００は、ピン１０７の上に枢止されているレバーを含む。レバーの一端に取り付けられているアクチュエータ１０６は、代わりに、取り付けプレート１０２に結合されている部材１０９を上下に移動するレバー１０８を枢動するために使用できる。レバーの垂直移動を調節するための３つの調整可能な止め子がある。これらは、サポートスパイダの３つの垂直位置（下部１０８ａ、切り離し／回転、中間１０８ｂ、処理、および上部１０８ｃ、装填／取り出し−腐食）に対応する。下部位置は、下部位置止め子１１０を調整することによって調整することができる。（２つの位置で示されている）中間、処理位置止め子１１２は、空気アクチュエータ１１３の動作によって係合する、または切り離すことができる。止め子が１１２ａによって示されている実線の位置にまで引っ込められると、レバーはこの中間位置で停止しないが、上部止め子と下部止め子の間で自由に移動する。対照的に、止め子１１２が１１２ｂによって示されている仮想位置に移動すると、レバーが中間位置１０８ｂでテイしされる。上部、装填／取り出し−腐食位置１０８ｃは、止め子１１４の調整によって調節可能である。駆動軸を垂直に移動するためのエレベータ機構１００に加えて、軸１３０を回転するための適切な駆動装置も提供される。
【００５１】
本発明は、図解のために詳細に説明されてきたが、以下のクレームによって定められる発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって変形を加えることができる。例えば、サセプタの一部がウェハを装填するまたは取り出すために引き上げられると、ウェハを端部エフェクタとサセプタの間で移動するための垂直移動が、サセプタセクションよりむしろ、端部エフェクタを垂直に移動することによって提供できる。すなわち、サセプタセクションがウェハを受け入れるために高められているとき、端部エフェクタは、ウェハをサセプタセクションに移動するために引き下げられるだろう。同様に、ウェハがサセプタから取り出されなければならず、端部エフェクタがウェハの下に挿入されるとき、端部エフェクタは、ウェハをサセプタセクションから持ち上げるために引き上げられるだろう。
【００５２】
同様に、システムが処理位置にある状態では、スパイダがサセプタ装置を基準にして回転できるようにする相対的な垂直移動は、スパイダよりむしろ外部サポート１６０を垂直に移動することによって提供できるだろう。すなわち、いったんサセプタが図６の切り離し／回転位置に匹敵する引き離し／回転位置まで引き下げられるが、スパイダが依然として内部セクションを係合している場合、サポート１６０は、サセプタ装置をスパイダから分離し、スパイダが、それが内部セクションを係合するために移動できる位置まで回転できるようにするために、わずかに持ち上げられるだろう。代わりに、別個のアクチュエータが、サポート１６０を通してよりむしろ直接的に外部セクションを係合できるだろう。
【００５３】
図４Ｂに概略して示されているまだ別の実施態様においては、スパイダ１２０は、つねに外部セクションと接触したままとなり、スパイダ１２０と同心で、回転可能である別個のアクチュエータスパイダ２２０は、内部セクションを引き上げたり、引き下げて、ウェハを装填し、取り出すために、スパイダ１２０を基準にして垂直に移動することができる。その装置を使用する場合、サポート１６０は必要なく、スパイダを６０°割り出し、切り離し／回転位置を有する必要は排除できるだろう。
【００５４】
また、多様な装置が、内部サセプタセクションと外部サセプタセクションの間の分離可能な接続部を形成するために活用されてよいことにも注意すべきである。すなわち、図４Ａと図４Ｃに示されている浅裂の形状構成またはセグメント化された形状構成以外の形状構成が活用され、本発明の範囲に該当してよい。
【００５５】
ツーピースサセプタおよび叉状端部エフェクタの主要な優位点の１つとは、ウェハを、約７００℃から１０００℃の範囲の高温で取り出すことができるという点である。これがウェハの下面に接触する端部エフェクタによる処理室でのスループットの増加を可能にする。これまで、このような加熱ピックアップ性能は、ウェハが、減圧を生じさせる気体の流れおよびウェハと実質的に接触しない持ち上げ効果によって上から持ち上げられ前述されたベルヌーイのワンドシステムだけで得られた。
【００５６】
パドルが、ウェハを支えているピンの間のウェハの中心部分の下方に延びる従来のシステムは、典型的には５００℃から８００度の温度範囲でウェハを持ち上げるだけであった。この確実な理由とは、ウェハが高温でピンによって持ち上げられる場合、ウェハの中心部分が一時的に捻れる、あるいはそれが冷却するにつれていくぶん移動するということである。したがって、サポートピンがこの領域にある場合、ウェハがピンに関して移動する傾向があり、それがウェハ表面のスクラッチまたは損傷を引き起こすことがある。さらに、端部エフェクタがピンからウェハを移動するためにウェハの中心部分の下方に置かれると、特にパドルがウェハより冷たいために、再び、ウェハが、ウェハが冷却するにつれてパドルに関して移動する傾向がある可能性がある。その結果、パドルはウェハ表面を傷物にする可能性がある。結果的に、ウェハを移動するためのこのようなシステムは、典型的には前述されたさらに低温で伝えられる。
【００５７】
これは、サセプタ内部セクションがウェハから引き下げられている間に、ウェハがサセプタの相対的に大きな内部セクションによって引き上げられてから、サセプタの外側周縁部を係合するパドルに移動される本発明に対照的である。サセプタの中心セクションはウェハと同じ温度であり、サセプタの内部セクションがウェハの領域に関して相対的に大きいので、ウェハが引き上げられている間にウェハが内部セクションに関して移動する傾向はない。内部セクションが引っ込められ、ウェハがその後に、その外側周縁部に隣接するウェハを係合するパドル上の３本のピンによって支えられてからは、ウェハを、それが収縮し、冷却するにつれて傷物にする可能性のあるウェハの中心部分に接触するものは何もない。さらに、ウェハと端部エフェクタのピンの間に相対的な移動がある場合には、ウェハ表面の損傷はウェハ上の実行ゾーン内またはそれに近くだろう。その結果、システムは、約９００℃で過熱されたウェハを移動し、このようにしてシステムの生産性を引き上げるするのに効果的である。
【００５８】
サセプタの内部セクションと外部セクションは、サセプタの上部表面で相対的に緊密に嵌合する。それにも関わらず、２つのセクションの間の合わせ線では、サセプタと基板の間に接触がないわずかな線空間がある。結晶の滑りやその線に沿った付着物厚さの変動を生じさせるだろうその領域内での温度の不連続性がないことを確実にするために、サセプタの温度とウェハの温度は、付着プロセスの間に同じに保たれる。これは、図１に示されているような室の壁の上下の前記の放射熱源によって提供される熱を適切に制御することにより達成される。適切な加熱システムの追加詳細は、参照してここに組み込まれている米国特許第４，８３６，１８６号に述べられる。
【００５９】
図１１から図１５を参照すると、ウェハに対する不均一な温度の悪影響を最小限に抑える一方で、ウェハの高温ピックアップを可能にする共通特徴を共用する端部エフェクタの５つの追加の変形が示されている。図１１と図１１ｂは、前方部分に中心で結合され、なんらかの適切な様式でロボットアームに結合されるように適応されている取り付け金具４０６にも結合されている心棒４０４によって片持ち梁のように支えられている、実質的には半円形またはＵ字形をした前方部分４０２を有する端部エフェクタを示している。心棒４０４だけではなく前方部分も、好ましくは、石英または高温に耐えることができ、端部エフェクタにより支えられているウェハ２６０を汚染しないそれ以外の適切な材料から作られる薄い管材料から形成されている。分かるように、サポート要素４０３は、弧の形をした部分４０２の先端の上部表面に置かれ、第３要素４０３は、心棒４０４との交差点にある部分４０２の上部表面に置かれている。各サポート要素４０３は、ウェハを係合し、支えるために下方に延びるように設置され、寸法に作られているその放射状の内側側面上の切り欠きまたは段４０３ａを有する。さらに、要素４０３の上部は、暗部エフェクタ上でのウェハの位置決めを誘導する。図１０に示されている装置での場合のように、端部エフェクタ４０２だけが３つの周辺部分でウェハに接触し、ウェハからのその間隔だけではなく前方部分４０２の形状もウェハに対する温度の影響を最小限に抑える。好ましくは、ウェハが載っている表面は、図１１ｃに示されているように放射状に内向きの方向で下方にわずかに傾斜している。傾斜は、図解の目的のために図１１ｃでは誇張されている。端部エフェクタ４０２は、前述されたツーピースサセプタとともに、および参照してここに組み込まれている前記に識別されたＰｅｒｌｏｖ特許で記述されているような３品ウェハ持ち上げシステムとともに使用することができる。
【００６０】
図１２ａと図１２ｂは、好ましくは薄い石英管材料を活用する別の端部エフェクタ形状構成を示す。見られるように、１組の管５０２が、実質的に平行な関係で伸び、背部端部はロボットアームに結合されるように適応される構成部品５０６に接合されている。アーム５０２も、アーム５０２にサポートを提供する横材５０４によって接合され、それらのアームの前方部分５０２ａが片持ち梁的に延びることができるようにする。サポートピン５０３は、各アーム部分５０２ａの自由な端部に置かれている。類似したサポートピン５０３は、横材５０４の中心に置かれている。要素５０３は、図１１の要素４０３に類似し、それぞれが、図１２ｂに見られるように、ウェハ２６０の下部側面を係合するための表面を形成する段５０３ａを有する。分かるように、望ましい３点サポート装置が提供され、２つのピンがウェハの前方端縁に設置され、３番目が横材の中心に置かれる。
【００６１】
前方部分５０２ａの間隔は、それらのアームが中心サポートにまたがり、前述されたスパイダサポートによって提供されるような、３つの間隔をあけて配置されているサポートの間で嵌合できるほどである。さらに、２叉パドルも、前記に参照されたＰｅｒｌｏｖ特許で説明された種類の持ち上げ装置ピンの間で嵌合するだろう。このようなピンは、図１２ａの５１０で概略で示され、パドルとの関係性を図解する。叉５０２ａはウェハの下方に延びるが、それらはウェハから間隔をあけて配置されているため、およびそれらは実質的には大部分の放射物に対し透明である薄い石英の管材料から形成されているため、ウエアはに対する大きな熱の影響を及ぼさない。
【００６２】
図１３ａと図１３ｂは、サセプタの上にウェハを持ち上げるための３ピン型システムとともに使用するために構築されるパドル片の端部エフェクタを開示する。パドルは、その背端部が、ロボットアームに結合されるように適応されている取り付け金具６０６によって支えられている、通常は矩形のプレート６０２を含む。２つのウェハサポート要素６０３は、プレート６０２の前方角に配置され、３番目はウェハの背部端縁と協調するためにプレート上で中心に配置される。図１３ａと図１３Ｂから分かるように、３本のピンは、ウェハ２６０に３点サポートを提供するように設置されている。ピン６０３は、プレート６０２の上にウェハを間隔をあけて配置するために図１１と図１２の装置で使用されているピンより背が高い。好ましくは、ピンは、ウェハをパドルより少なくとも約２ミリメートル、さらに好ましくは少なくとも約５ミリメートル上に置く。このようにして、ウェハはその周縁部の３点だけで係合され、パドルの大部分は、パドルがたとえ中心部分だけに設置されているとしてもパドルがウェハに対して最小限の不均一な熱影響を及ぼすようにウェハの下方に間隔をあけて配置されている。パドルは、持ち上げ装置ピン６１０の間で嵌合するような大きさで作られている。
【００６３】
図４と図１５は、温度均一性を維持するためにウェハに対する熱影響の最小値を有する端部エフェクタを利用する代わりに、図１４と図１５の装置がさらに大きい熱影響を提供するという点で、図１１から図１３の端部エフェクタの代替方法を活用するおｙ。しかしながら、熱影響は、反対に作用する温度不均一性が最小限に抑えられるように相対的に均一である。
【００６４】
図１４ａと図１４ｂの装置は、その上に支えられるウェハ２６０の直径よりわずかに大きい直径となる大型の、通常は円形のパドルを示す。円形部分は、ロボットアームに接合される取り付け金具７０６に結合されている、通常は矩形の心棒７０４によって片持ち梁のように支えられる。パドルは、長穴７０８の間の中心セクション７０２ａを有する３叉パドルを生じさせる１組の間隔をあけて配置されている細長い長穴７０８、および１組の側部叉７０２ｂを含む。長穴７０８は、前述されたＰｅｒｌｏｖ特許に開示されている型のウェハ持ち上げシステムの３本の概略で示されている持ち上げ装置ピン７１０が、適切に向けられているピンで長穴の中に嵌合するように設置される。すなわち、示されているように持ち上げ装置ピン７１０の２本は長穴の内の１つで嵌り、ピン７１０の１本は他の長穴で嵌るだろう。１組の曲線状のウェハサポートピンまたは要素７０３は、２つの側部叉７０２ｂの外側周縁部に設置されている。サポート要素７０３は、要素７０３ｂの上部がウェハを側面方向で位置決めする間に、ウェハ２６０が載っているわずかに傾斜している段７０３ａを含む。代わりに３本のピンが図１１の装置に示されている方法に類似した方法で設置されてよい。すなわち、ピンは図１１に示されているように小さく、３点を提供するために間隔をあけて配置されるだろう。パドルは石英、炭化珪素、または高温に耐えることができるその他の適切な材料から作られてよい。長穴７０８もあるパドルはウェハ２６０の面積の約８０％を超えて広がっているため、パドルはウェハに対し相対的に均一な熱影響を及ぼす。
【００６５】
図１５ａ、図１５ｂ、および図１５ｃは、持ち上げられるウェハ２６０よりわずかに大きい直径の前方円形ディスク８０２を備える端部エフェクタ８０２を示す。ディスクは、通常は矩形形状をした、ディスクの背面に接合されている心棒８０４によって片持ち梁のように支えられている。図１５ｂと図１５ｃで分かるように、１組のサポート要素８０３が、パドル８０２の側面方向の側部の下部表面から垂れ下がっている。第３サポート要素８０３は、ディスク８０２の背面端縁の中央に設置されている。各要素８０３は、図１５ｂに見られるように、ウェハ２６０の周辺部分に対するサポートを形成する垂直部分８０３ａおよび放射状に内向きに延びる横桟または足部８０３ｂを含む。ウェハは図１５ａと図１５ｃには図示されていない。
【００６６】
図１５の端部エフェクタは、本出願に開示されている型の、あるいは前述された３持ち上げ装置ピン型のサセプタウェハ持ち上げシステムで有効である。ディスク８０２は、ウェハに熱影響を及ぼすことを意図しているが、それはウェハの上部表面全体に広がるので、熱影響は実質的には均一である。ウェハを係合する内向きに延びる足部８０３ｂは、最小熱影響を３点専用サポートに提供する。
【００６７】
図１１から図１５の端部エフェクタの一定の態様を修正できることが理解される必要がある。例えば、図１５の装置のサポート要素は、図１１から図１３で使用されている要素と一貫して周方向でさらに小さくすることができる。さらに、所望の特徴と影響に応じて、多様な材料を利用することができる。
【００６８】
使用中、ウェハ２６０は、図１５ｂに示されているように運ばれるだろう。ウェハを移動するためには、パドルはウェハ持ち上げ装置上で移動され、わずかな相対的な垂直移動がウェハを持ち上げ装置まで移動するだろう。それから、パドルが引っ込められる。持ち上げ装置からパドルへ移動するには、逆の手順が利用される。
【００６９】
また、人は、図１４と図１５の概念を組み合わせ、ポケット内でウェハを受け入れる端部エフェクタを構築できるだろう。これは、図１６に概略して示され、下部長穴付きパドル７０２および上部ディスク８０２が段付きのウェハサポート要素９０３によって接合されている。この構造は、ピックアップ中に量側面から実質的に均一にウェハを冷却し、歪みは最小だろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、全体的な組立てられたシステムを示す断面図である。
【図２】 図２は、サセプタ装置、サポートスパイダ、および端部エフェクタにより支えられているウェハを備える内部セクションと外部セクションを示す、図１の線２で記述されている反応室の拡大断面図である。
【図３】 図３は、反応チャンバ内のウェハ移動サポート機構を示す図２の３−３−からの平面図である。
【図３Ａ】 図３Ａは、好まれているウェハサポートの詳細を示す図３の線３Ａ−３Ａでの断面図である。
【図４Ａ】 図４Ａは、サポートスパイダ、固定サポートリング、サセプタセクション、ロボットアーム端部エフェクタおよびウェハの配置を示す展開透視図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、代替垂直持ち上げ装置の透視図である。
【図４Ｃ】 図４Ｃは、２つのサセプタセクションの間の接触面の代わりの形状構成の展開透視図である。
【図５】 図５は、ウェハ移動機構を示す反応室の断面図であり、内部サセプタ部は、ロボットアーム端部エフェクタからウェハを持ち上げると示されている。
【図６】 図６は、ウェハ移動機構を示す反応室の断面図であり、そこでは内部セクションが外部セクションまで引き下げられ、ウェハがその上で支えられている完全なサセプタ装置を形成する。
【図７】 図７は、ウェハ移動機構の反応室の断面図であり、そこではサセプタ装置が、ウェハ処理のための位置まで引き上げられている。
【図８】 図８は、清掃のために上部位置の中に引き上げられたサセプタ装置を示す断面図である。
【図９】 図９は、レバーと垂直止め子を示すリフトアセンブリの側面からの断面図である。
【図１０】 図１０は、端部エフェクタの代わりの形式の平面図である。
【図１０Ａ】 図１０Ａは、図１０の端部エフェクタコネクタの拡大側面立面部分断面図である。
【図１１】 図１１は、６つの代替端部エフェクタの平面図および側面立面図である。
【図１２】 図１２は、６つの代替端部エフェクタの平面図および側面立面図である。
【図１３】 図１３は、６つの代替端部エフェクタの平面図および側面立面図である。
【図１４】 図１４は、６つの代替端部エフェクタの平面図および側面立面図である。
【図１５】 図１５は、６つの代替端部エフェクタの平面図および側面立面図である。
【図１６】 図１６は、６つの代替端部エフェクタの平面図および側面立面図である。

Claims (14)

1. 基板を支えるためのサセプタ装置を一緒に形成する第１セクション及び第２セクションを有するサセプタであって、前記第１セクションは、環状形状を有し、周方向に間隔をあけて配置されている複数の第１セグメントと前記環状形状の内側縁から内向きに四方に広がる第１フランジとを含み、前記第２セクションは、周方向に間隔をあけて配置されている複数の第２セグメントと外向きに四方に広がる第２フランジとを有する内部セクションを構成し、前記複数の第２セグメントは前記複数の第１セグメントの間に挟まり、前記第１及び第２フランジは互いに四方に広がり重なり合うサセプタと、
   互いを基準にして前記第１及び第２セクションを垂直に分離するのに適した第１サセプタサポートであって、前記第１セクションは、前記第１サセプタサポートが、前記第２セクションの厚みに等しい距離まで、前記第１セクションを基準として上方へ前記第２セクションを垂直に移動した後は、前記第２セクションに接触しない第１サセプタサポートとを備え、
   前記第１サセプタサポートは、前記第１セクションの周方向に間隔をあけて配置されている前記複数の第１セグメントを支える第１位置と、前記第１及び第２セクションに対して回転され前記第２セクションの周方向に間隔をあけて配置されている前記複数の第２セグメントを支える第２位置とを有し、
   前記第２セクションは、基板の移動及び処理の間、基板を支えるように形成されている装置。
2. 前記第１セクションと前記第２セクションとは、互いに一体となって垂直軸を中心に回転可能に結合されている請求項１に記載の装置。
3. 前記第１セクションは、前記第２セクションを取り囲み、
   前記複数の第１セグメントは、前記第１セクションと前記第２セクションとが一体となって垂直軸を中心に回転可能に、前記複数の第２セグメントと相互に係合する請求項１に記載の装置。
4. 前記第１フランジは、前記第２セクションが前記第１セクションに載っている時に前記第２フランジを支えるように形成されている請求項３に記載の装置。
5. 前記第１セクションが、前記第２セクションを垂直に支えるように構成され、
   前記第１及び第２セクションは、前記第１サセプタサポートが前記第１セクションと係合し、前記第１サセプタサポート及び前記第１及び第２セクションが前記第１サセプタサポートの回転により前記サセプタ装置を回転させるように回転自在に結合される基板処理位置を有する請求項１に記載の装置。
6. 前記第１セクション及び前記第２セクションは、前記第１サセプタサポートが前記第２セクションを係合する装填／取り出し位置を有し、
   前記第２セクションは、前記装填／取り出し位置において、前記基板を前記第２セクションへおよび前記第２セクションから移動するために前記基板を運ぶツールと協働可能となるよう前記第１セクションの上に間隔をあけて配置されている請求項５に記載の装置。
7. 前記第１サセプタサポートが前記第２セクションを支えている時に前記第１セクションを支えるための第２サセプタサポートを含む請求項１に記載の装置。
8. 前記第１及び第２サセプタサポートが互いに垂直に移動可能である請求項７に記載の装置。
9. 前記サセプタ装置は、前記第１サセプタサポートが前記第２セクションを交代で支える前記第１セクションと係合する処理位置を有し、
   前記第１サセプタサポートが、前記処理位置から、前記処理位置の上に間隔をあけて配置されているエッチング位置へ前記サセプタ装置を移動するために垂直に移動可能である請求項１に記載の装置。
10. 前記第１サセプタサポートが前記第１位置における前記第１セクション上の前記複数の第１セグメントを係合し、前記第２位置における前記第２セクション上の前記複数の第２セグメントを係合するマルチアームスパイダの形態をとる請求項１に記載の装置。
11. 基板を支えるために叉状の端部を有するツールを含み、
    前記第２セクションは、前記叉状端部と第２セクションの間の相対的に垂直移動中に前記叉状端部分の間に嵌合するような寸法に作られている請求項１０に記載の装置。
12. 前記第１セクションが、同心状に配置された円形凹部を有し、
    前記第２セクションが前記凹部内で嵌合する円形の外側上部を有する請求項１０に記載の装置。
13. 前記第１フランジが、前記凹部の下方に配置され、
    前記第２フランジが前記第１フランジの上に広がり、その結果、前記第１セクションが前記第２セクションを支える請求項１２に記載の装置。
14. 前記第１サセプタサポートは前記第２位置で前記第１セクションを支えない請求項１に記載の装置。

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