JPH0828411B2 - 半導体ウェハ製造装置、半導体ウェハ処理装置及びチャック装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体ウェハを処理する装置及び方法に係
り、特に、真空装填ロック機構においてロボットでウェ
ハを取り扱うことによりウェハを素早く然も汚れがない
ように装填及び取外しできるようにする半導体ウェハエ
ッチングシステムに係る。

従来の技術 高密度で複雑で然も汚れに敏感なLSI及びVLIS集積回
路構造体を製造する場合には、処理容量を高めると共に
粒子を制御するために、プラズマエッチング技術を利用
することが望まれる。このプラズマエッチング技術で
は、バッチ式の自動的なカセット対カセットのウェハ取
扱を行ない、カセットから処理チャンバ内のウェハ支持
電極にウェハを装填すると共に、処理後にカセットにウ
ェハを戻す。処理容量及び粒子の制御は、真空装填ロッ
ク機構を用いて真空中でウェハ支持電極にウェハを装填
したり取外したりすることによって促進される。装填ロ
ック機構は、ポンピング及び処理時間を短縮するだけで
なく、LSI/VLSI構造体を汚染物に曝す時間も短くする。

処理容量が高く且つ汚れのないウェハ取扱を最適に行
なうには、それ自体で正確にウェハを取り上げたり放し
たりすることができると共に、ウェハに損傷を与えず且
つウェハ自体から粒子を発生しないようなウェハ取扱シ
ステム（装置）が要求される。更に、処理容量を高める
と共に清潔さを保つためには、粒子の発生源となる機構
を処理チャンバに入れる回数を最小としてウェハ支持電
極に自動的に装填したり取外したりすることのできるウ
ェハ取扱システムが要求される。ウェハ支持電極は、典
型的に、断面が多角形であり、６個又は８個のウェハ支
持面もしくは小面を有している。このような六面又は八
面或いは他の多面電極は、非常に多数のウェハを同時に
処理できるが、電極の種々の面の多数の位置にウェハを
正確に置いたり取り上げたりする点で厳密な要求が課せ
られる。

先ず、ロボットでウェハを取り扱うことについて考え
ると、上記の目的を満足するという点で概念的に最も近
い既存の設計であると思われる２つのロボット型のウェ
ハグリッパが本発明と同時期に開発されており、従っ
て、これは、厳密には公知のものではない。然し乍ら、
これらのシステムは、最も近い公知の既存の設計である
から、ここに取り上げるものとする。これらのウェハチ
ャックの１つは、1984年３月20日に出願された「物品を
取り扱うフィンガチャック及び方法（FINGER CHUCK AND
METHOD FOR HANDLING ARTICLES）」と題するジャコブ
ス（Jacobs）氏等の米国特許出願第591,439号の要旨で
ある。ジャコブス氏等のウェハグリッパ即ちチャック
は、複数のピボット式のフィンガを備え、これらのフィ
ンガは、互いに協働してその縁でウェハを把持したり放
したりする。各々のフィンガは、Ｕ字型の板バネの一方
の脚の弧状ベース付近に取り付けられて、このベースを
越えて延びる。この板バネの第２の脚は、平らな取り付
けプレートに取り付けられる。ウェハ把持フィンガを取
り付けるのに加えて、第１の脚の端は、共通のベースプ
レートにも取り付けられ、バネに取り付けられた他方の
ウェハ把持フィンガとで放射形状を構成する。電磁界に
よるか又はソレノイド作動式もしくは空気作動式のプラ
ンジャによってこのベースプレートが直接往復運動され
ると、ウェハ把持フィンガが取り付けバネに対して開閉
するようにピボット運動し、半導体ウェハを把持したり
放したりする。

第２番目の当該ウェハグリッパは、米国カルフォルニ
ア州サンタクララに所在するアプライド・マテリアルズ
・インク（Applied Materials Inc.）から入手できるウ
ェハ取扱システムの一部分である。このウェハグリッパ
及びこれに関連したウェハ取扱システムは、1984年７月
３日付けのフリント（Flint）氏等の米国特許第4,457,6
61号に開示されている。フリント氏等のウェハ装填／取
外し技術は、ウェハ保持カバー即ちトレイを反応電極か
ら取外して一般的に円柱状のカルーセルに取り付け、こ
のカルーセルの内側から、即ち、トレイの後方からウェ
ハを自動的に装填／取外しするものである。特に、フリ
ント氏等の上記特許には、トレイと、カルーセル及びト
レイの内側に配置された一対の装填及び取外しカセット
との間でウェハを移し変える装置が開示されている。ウ
ェハは、板バネに取り付けられたクリップによってトレ
イに保持される。クリップは、ウェハを挿入及び取り外
すように、ウェハグリッパに取り付けられた押圧ピンに
よってピボット運動して開くようにされる。カルーセル
は、その軸のまわりで回転されて次々のトレイを位置設
定し、グリッパ組立体によってウェハを装填したり取外
したりする。ウェハカセットは、エレベータ組立体に配
置され、トレイ上の種々のウェハ保持位置と整列するよ
うに軸方向（垂直方向）に指示されると共に、一対の関
連したウェハ移送ブレード上に２つのカセットを配置す
るように半径方向（水平方向）に指示される。移送ブレ
ードは、カセットと、一対の真空チャックより成る関連
グリッパ組立体との間で垂直方向にウェハを移送する。
次いで、チャックは、移送ブレードと、トレイ上のウェ
ハ保持位置との間でウェハを水平方向に移送する。

発明が解決しようとする問題点 フリント氏等の前記特許に開示されたウェハクリップ
の例が第4A図に示され、番号１で指示されている。同様
のクリップがディーン（Dean）氏等の米国特許第4,473,
455号に開示されている。フリント氏等の特許で使用さ
れるクリップ押圧器具は、真空チャックに取り付けら
れ、トレイ及びウェハの後方からクリップに係合するよ
うにチャックと共に動く。クリップ押圧器具（第4A図の
押圧器具２を参照されたい）は、クリップ１に係合し
て、これを横方向取り付けバネ３に対し一般的に前方及
び後方にピボット運動させ、クリップアレイを開いて、
ウェハ４を把持したり放したりできるようにする。この
ようなクリップの取付方及び構造では、前方から係合す
ることができない。即ち、前方から押圧ピン２によって
係合する場合には、単にクリップ１を内方にピボット運
動させて互いに接近させるだけである。クリップアレイ
のこのような「閉じ方」では、ウェハ４を空のトレイ位
置に装填することができず、或いは、ウェハがトレイ位
置にある時には、ウェハが非常にぴったりと把持される
ことになる。手短に云えば、フリント氏等の前記特許及
びディーン氏等の前記特許に開示されたクリップ構造及
び作動は、例えば、フリント氏等の特許自体に述べられ
ているように、ウェハトレイを後方からのみ装填／取外
しするもので、これは、当然、反応電極上ではなく、反
応電極から離れたところで装填／取外しを行なわねばな
らないことになる。

次に、ウェハ取扱システムについて一般的に考える
と、ウェハ支持電極にウェハを装填／取外しするために
多数の色々な形式の解決策が用いられている。１つの解
決策は、手動もしくは自動ウェハ取扱によって周囲の雰
囲気中でヘクソードにウェハを装填したり取外したりす
ることである。然し乍ら、雰囲気中で装填及び取外しを
行なう間には、周囲雰囲気中の粒子や蒸気のようなガス
によってウェハ及び処理チャンバが汚れることになる。
更に、この解決策では、ウェハを装填したり取外したり
するために各プロセスシーケンスの後に処理チャンバの
真空が解除されると共に、次の処理シーケンスを開始す
る前にチャンバを真空状態に排気しなければならないの
で、処理容量が低下する。

更に別の解決策は、単一ウェハ処理チャンバを使用
し、装填ロック機構からチャンバにウェハを装填したり
取外したりすることである。この解決策では、汚染が若
干減少されるが、ウェハ処理時間が長くなると共に処理
容量もしくは品質が低下するという欠点がある。

更に別の解決策は、装填ロック機構によって平らな電
極に多数のウェハを装填したり或いはヘクソードのよう
な横向きの電極上に多数のウェハを装填することであ
る。然し乍ら、本出願の知る限り、現在入手できる装填
ロックシステムで、処理時の通常の向きが垂直であるよ
うなウェハ取付電極に装填ロック機構内で自動的にカセ
ット対カセットのウェハ装填及び取外しを行なえるもの
は皆無である。垂直に向けられたカソードにウェハを装
填したり取外したりすることが強く要望される。という
のは、このようにすれば、粒子による汚れが少なくなる
と共に、システムのフロアスペース当りのウェハの数が
増大するからである。このようなシステムが現在入手で
きないのは、厳密なウェハ取扱が要求されるためである
ことは疑いないところである。

問題点を解決するための手段 上記した技術の現状に鑑み、本発明の目的は、真空装
填ロック機構を用いてプラズマエッチング／処理チャン
バに自動的にバッチ式でカセット対カセットのウェハ装
填及び取外しを行なうロボット式のウェハ取扱システム
を提供することである。

本発明の別の目的は、前記した特徴を有していて、垂
直のウェハ取付電極にウェハを装填及び取外しするロボ
ット式のウェハ取扱システムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、上記した特徴を有してい
て、（１）構成部品又は系統による粒子又は他の汚染物
の発生を最小にすると共に、（２）種々の構成部品／系
統間での汚染物の移送を最小にするというシステム設計
概念により、粒子及び汚染に対する非常に厳密な要求を
満足するようなロボット式のウェハ取扱システムを提供
することである。

本発明は、その１つの特徴において、典型的に横断面
が多角形の垂直円柱形のウェハ支持手段を組み込んだ真
空処理チャンバにウェハを装填したり取り出したりする
半導体ウェハ取扱システムを提供する。ウェハ支持手段
の垂直壁もしくは面は、複数のウェハを取外し可能に保
持する。真空装填ロック機構が処理チャンバの付近に取
り付けられる。ウェハ処理チャンバと装填ロック機構と
の間に設けられた引込可能なゲートバルブは、真空処理
チャンバを包囲すると共に、チャンバと装填ロック機構
との間でウェハを移送するように開くことができる。

特に、ウェハ取扱システムは、ウェハのインデックス
装置と、シャトルブレードと、ロボット式のウェハ移送
系統即ちロボットとを備えている。これらの主要部品
は、全て、装填ロック機構内に配置される。インデック
ス装置、シャトル及びロボットは、互いに協働して、カ
セットのような容器からウェハ支持体（以下「ヘクソー
ド（hexode）」と称する）上にウェハを取り出し、そし
てこのヘクソードからウェハを取り上げてカセットに戻
す。

このように互いに協働して往復運動してウェハを移送
する目的で４つの移送ステーション即ち位置が用いられ
る。ウェハインデックス装置は、カセットのような別々
の容器を装着し（１つのカセットは、未処理のウェハを
保持し、他のカセットは、処理済みのウェハを受け取
る）そして各々のカセット取り外し及び再装填ステーシ
ョンを通してカセットを指示する。

シャトルは、取り外し／再装填ステーションと、ロボ
ットによってウェハを取り上げ／配置するところの中間
の第３ステーションとの間でウェハを往復運動式に移送
する。ロボットは、Ｚ方向の並進運動と、Ｚ位置によっ
て定められた中心に対するθ回転運動と、Ｚ位置によっ
て定められた中心からθにより定められた方向に沿った
Ｒ方向の並進運動とを行ない、水平の第３ステーション
と、ヘクソードの垂直第４ステーションとの間でウェハ
を移送し、この第４ステーションではロボットがウェハ
を設置したりウェハを取外したりする。

１つの特定の特徴において、シャトルブレードは二又
のブレードであり、これは、ブレード端が第１及び第３
ステーション又は第２及び第３ステーションに位置設定
されるように一般的に水平にピボット運動するよう取り
付けられている。一方の方向（例えば、時計方向CW）に
ピボット運動すると、一方のブレードが装填カセット
（第１ステーション）に配置され、カセットがインデッ
クス装置によって１位置下に指示された時にカセットか
らウェハを取り出し、他方のブレードは、第３ステーシ
ョンに配置されて、ヘクソードからロボットによって取
り出されたウェハを受け取る。これに対し、逆の方向
（例えば、反時計方向CCW）にピボット運動すると、取
り出された処理済みのウェハが取外しステーション（第
２ステーション）にある受け取りカセットへとピボット
運動され、カセットを１位置上に指示することにより処
理済みのウェハが第２ブレードから持ち上げられる。CC
W運動により、第１ブレードと未処理のウェハとが同時
に第３ステーションへ送られ、ロボットによって取り上
げられる。

上記したように、未処理のウェハが第３ステーション
に送られると、ロボットは、水平のウェハに向かって延
びてこれに係合し、次いで、引っ込んで、ウェハを垂直
にピボット運動させそしてＲ及びＺ方向に移動して、ウ
ェハをヘクソードの選択されたウェハ位置に配置し、ウ
ェハをヘクソード上に放す。その後、ロボットは、処理
済みウェハに係合してウェハホルダから取り外す位置に
向かってＺ方向に垂直に選択的に指示され、ウェハを水
平に向けるようにピボット運動し、Ｒ方向に並進移動し
て、処理済みウェハを第３の位置に配置しそして処理済
みウェハをシャトルの第２ブレード上に放し、取り出し
カセットに挿入する。

本発明は、別の特徴において、第３及び第４の斜めに
向けられた位置間でウェハを三次元的に（ＲθＺ平面）
移送するロボット式のウェハ取扱システムを提供する。
このシステムは、複数の把持フィンガを有するウェハグ
リッパ即ちヘッドを備え、これらのフィンガが、その縁
によってウェハを取外し可能に把持するように作動され
る。第３及び第４の斜めに向いた位置即ちステーション
間でヘッドをピボット運動させると共に、これらの各位
置でウェハを装填したり取外したりするようにヘッドを
向けるための手段が設けられている。更に、第３及び第
４の斜めに向いた位置間でヘッドを動かしてヘクソード
とシャトルとの間でウェハを移送するためにＲθＺヘッ
ド移送装置が設けられている。

本発明は、更に別の特徴において、半導体ウェハのよ
うな物品を取外し可能に取り上げるチャック即ちヘッド
であって、（１）ベースと、（２）このベースに回転可
能に取り付けられたハブと、（３）ベースに対しその長
さを実質的に横切る方向に回転するようにハブに取り付
けられた複数の第１アームと、（４）各々１点がベース
に取り付けられると共に第２の離れた点が第１アームに
取り付けられていて、ハブの往復回転を、第１アームの
実質的に半径方向内方及び外方の並進運動に変換し、互
いに協働して物体を取り上げたり放したりするための複
数の第２アームとを備えたチャックを提供する。

作用 本発明のシステムは、ウェハと垂直に向けられたカソ
ードとを熱結合するように重力による保持とウェハのク
ランプとの間で選択を行なってカソード上でウェハを処
理することができる。重力による保持及びウェハのクラ
ンプは、どちらも、真空中で自動的に粒子の少ない状態
でウェハを取り扱うようにして行なわれる。本発明の別
の特徴においては、フリント氏の前記特許に開示された
クリップを改良することにより上記のウェハクランプ機
能が与えられる。本発明のウェハ保持クリップは、電極
／ヘクソードカバーの前方即ち処理側からクリップ押圧
器具によって作動するように構成され、カバーを電極か
ら取り外さずに電極に取り付けた状態でウェハを装填／
取外しするという目的に合致することができる。

真空中でロボットによりウェハを装填及び取り外すシ
ステム並びにその構成部品の設計により、粒子を発生す
る可動機構を処理チャンバに入れる回数が減少され、こ
れにより、ウェハ及びチャンバ環境の汚染が最小とされ
る。粒子は、装填ロックチャンバフィルタ系統によって
最小とされ、このフィルタ系統は、ロボットとその周り
の装填ロックチャンバとの間の粒子の移送を防止するロ
ボットハウジングフィルタを備えている。又、このフィ
ルタ系統は、通気入口ラインフィルタと、排気出口／排
出ラインフィルタも備えており、これらのフィルタは、
装填ロックチャンバを通気ガス供給源及び排気真空系統
から分離すると共に、一連の通気及び排気手段を使用す
ることにより、通気及び排気中に乱れのない層流状態の
然も粒子のない流体を確立することができる。

ロボットによるウェハの取扱を装填ロックと組み合わ
せることにより、常時真空状態に保たれた処理チャンバ
においてウェハをバッチ処理し、汚染物、粒子及び水蒸
気を含む周囲の雰囲気を処理チャンバから除外すること
ができる。

又、上記のシステムは、装填ロック機構の利点と、自
動ウェハ処理システム（装置）及び垂直に向けられたバ
ッチ式のプラズマエッチングプロセスの利点とを結合す
るものである。

更に別の特徴において、処理チャンバのサブフレーム
に対するロボットの独特の熱絶縁式の取付により、ロボ
ット式のウェハ取扱システムに対する熱応力及び歪が最
小にされ、然も、処理チャンバ及び台に対してシステム
の整列が維持され、これにより、全システムの種々の部
品において熱条件が異なるにも拘らず、ウェハ処理シス
テムが安定に配置される。

本発明のシステムは、ロボット上の光学センサから導
出された電極台の位置及び向きのデータについての電子
メモリマップを使用して、ウェハを台に正確に自動装填
及び取外しすることができる。

以上の特徴が互いに関連し合うことにより、処理容量
が高く細かい形状のVLSIウェハを処理するための技術に
理想的に適した、汚れが少なく、高速で、自動的で、容
量の大きいカセット対カセットのバッチ式のウェハ処理
が提供される。

実施例 本発明の上記及び他の効果は、添付図面に関連した以
下の詳細な説明から明らかとなろう。

第１図は、半導体処理システム５の形態で本発明の好
ましい実施例を示すものである。ここに示されているシ
ステムは、プラズマエッチング装置であり、これは、真
空処理チャンバ６及び真空装填ロックチャンバ７を備
え、この両チャンバはフレーム８に取り付けられてい
る。本発明の自動ウェハ・ローダ（装填及び取外し）シ
ステムは、装填ロックチャンバ７内に含まれている。真
空処理チャンバ６と真空装填ロックチャンバ７との間の
やりとりは、通常のゲートバルブ組立体９を通じて行な
うことができる。このゲートバルブは、２つのチャンバ
間の開口部を形成すると共に、引込めることのできるド
ア（図示せず）を含んでいる。このドアは、延びた位置
にあるときには真空処理チャンバ６と装填ロックチャン
バ７との間の開口を閉じ、引込めた位置にあるときに
は、装填ロックウェハ取扱システムがチャンバ６内のウ
ェハ保持ヘクソード18を操作できるようになっている。
ウェハエッチングシステム５は、マイクロプロセッサ制
御システム、ディスプレイ用スクリーン及びキーボード
を含み、これらは、参照番号10で一括して示されてお
り、色々な系統及び構成部品を制御するのに使用でき
る。

プラズマチャンバの構造及び動作 第１図を更に参照すれば、本発明の要旨である処理チ
ャンバ６は、高周波（RF）プラズマエッチングチャンバ
である。このチャンバ６は、処理チャンバのベースプレ
ート11に取り付けられている。チャンバ６は、カバー組
立体を含んでおり、このカバー組立体は、固定底部12及
びカバー14を含んでいる。このカバー14は、15に枢着さ
れ、空気圧シリンダ16によって開閉される。集積回路ウ
ェハ17は、垂直円柱形電極18において処理されるように
チャンバ６内に支持され、この垂直電極18は、典型的に
多角形の水平断面を有している。図示されている六角形
電極、即ち、“ヘクソード"18は、６つの着脱可能な一
般的に垂直の酸化アルミニューム被覆のアルミニューム
面即ちカバー20-20を含んでいる。このカバー20-20の各
々は、３つのボア21-21を有しており、このボア21-21に
は、ウェハ支持台22-22が取り付けられている。第２図
及び第３図を参照されたい。ヘクソード18は、チャンバ
内で垂直軸を中心として回転するように取り付けられて
いる。電気モータ23は、底部区画８内に取り付けられて
おり、インデックス組立体24を有している。このインデ
ックス組立体24は、通常の真空回転シール（図示せず）
によってチャンバ６に繋がれ、ヘクソードを回転させる
ようにヘクソードの底部に接続される。RFウェハ処理シ
ステム５の処理チャンバの底部及びカバー並びに他の主
要構造部品は、アルミニューム製又はステンレス鋼製で
ある。底部12、カバー14、引込めることのできるドア及
び処理チャンバのベースプレート11は、RF処理システム
のアノードを形成する。

第１図及び第５図に概略的に示されているように、ガ
ス取り入れ管25-25は、各ヘクソードの表面即ちカバー2
0の近くに取り付けられ、チャンバ６にエッチングガス
を供給する。その目的は、カソード18とチャンバ壁／ア
ノード12、14との間に加えたチャンバRFフィールドにエ
ッチングプラズマを発生させるためである。反応ガス
は、ガス供給系統から取り入れ管及びチャンバに送られ
る。このガス供給系統は、多数のガス貯蔵タンク即ち貯
蔵器（図示せず）を含んでいて、ガス制御系統28を通し
てガスを取り入れ管25-25にガスを供給する。制御系統2
8は、複数の質量流量制御器で構成される。RF系統によ
って反応ガスからエッチングプラズマを発生するために
電力が供給される。このRF系統は、遠隔RF信号発生器及
び負荷整合回路網30を含んでおり、ヘクソード18に接続
されている。ターボ分子ポンプ31は、処理チャンバ６を
大気圧より低い圧力に排気するように、チャンバ排気口
32を排出ライン33を通して遠隔ポンピング系統（図示せ
ず）に接続する。更に、低温ポンプ34と、排出ライン35
に接続された遠隔粗面化ポンプとによって装填ロックチ
ャンバ７が真空にされる。

排気系統は、通常の排気ライン37にバルブ36を含むと
共に、バイパス／低速排気ライン39にバルブ38を含んで
いる。これら２つのバルブは、ライン37で高流量の通常
排気を行なうか（バルブ36を開き、バルブ38を閉じ
る）、直径のより小さい低速排気ライン39で比較的低い
流量の低速排気を行なう（バルブ38を開き、バルブ36を
閉じる）かを選択するのに使用される。

クランプ手段を用いた個々のヘクソード面、即ち平板
20の拡大図が第２図及び第３図に示されている。個々の
ヘクソード面即ち平板20は、これら面を電気的に相互接
続するようにネジ44-44によってヘクソードフレーム43
に取外し可能に装着されている。色々なサイズ及び／又
は材料の交換可能な台22-22は、ネジ45-45によってボア
21内に取り付けられ、色々な直径のウェハ17（第１図）
を処理するのに使用することができる。各台22は、垂線
から約３°の小さな角度でヘクソードに取り付けられ
る。台のリング46-46は、ネジ47-47により台22-22に取
り付けられる。一対のウェハ支持ボタン48-48は、ウェ
ハが重力で台に保持されるように、各台リングの底部に
取り付けられる。

アルミニュームのような材料をエッチングする場合
は、ウェハ17と傾斜した台22との間の重力による接触の
みで、ウェハを均一に冷却すると共に熱誘起作用を防止
するに充分な熱伝導が与えられる。酸化エッチングのよ
うな処理によって多量の熱が発生する場合には、充分な
熱伝導及びウェハの冷却を得るために、台とウェハとを
更に強力且つ均一に接触させることが必要になる。即
ち、或る種の外部クランプ手段を使用しなければならな
い。この熱伝導用のクランプ機能は、真空中で完全に自
動的にウェハを取り扱うという目的に合致するように行
なわねばならない。

ウェハクリップ 第２図、第4B図及び第4C図を参照すれば、上記の目的
は、ウェハクリップ50-50を使用することによって達成
される。このウェハクリップ50-50は、必要な接触圧力
を与えると共にウェハから自動的に離れることができ、
システムのウェハ取扱ロボットにより粒子の発生を最小
限として台に装填及び取外しを行なうことができる。第
２図に示された好ましい構成では、ロボットがウェハ17
を台上に放す時、或いは台の前方即ちウェハカバー20の
処理側からウェハを取り上げる時に、支持ボタン48-48
を用いてウェハを保持する。第５図も参照されたい。そ
の他の時間中は、ウェハ17は、複数のクリップ50-50
（典型的に台当り４個）によって台に固定される。クリ
ップ50の各々は、ネジ52によって平スプリング54に取り
付けられており、この平スプリング54は、ネジ58によっ
て台上の支持ブロック56に取り付けられている。スプリ
ング54は、一般的に横に（〜90°）カバー20の面まで延
びる。この取り付け構成により、スプリング54及びクリ
ップ50は、スプリング取り付け点58又はその付近でピボ
ット運動し、これらのクリップは、通常、第4B図に概略
的に示すように、ウェハ17を台に均一にクランプするよ
うにスプリングによって偏位される。

ここに示されている実施例では、４つのクリップ50を
使用しており、これらのクリップ50は、第4C図に示すよ
うに、ウェハ取扱ロボット60のアーム64-64によってそ
れぞれ外側にピボット運動され、ロボットは、これらク
リップに係合させるようにウェハを台22に放すことがで
きると共に、ウェハに係合して台からウェハを取外すこ
とができる。アクチュエータアーム62及びクリップ係合
アーム63によって形成される図示された“Z"型のクリッ
プの形状及びクリップの寸法は、ロボットの動作による
粒子の発生を最小とするように選択される。即ち、約45
°の角度にされた平らな前面59がウェハに接触して過度
のストレスを生じることなくウェハを位置保持し、作動
ステップ即ちアーム62は、クリップとロボットのアクチ
ュエータアーム64との間の角度を最小にすると共に、ク
リップを回転させる際にロボット及びクリップステップ
が移動する距離も最小にするように、クリップのピボッ
ト点56に接近して配置される。これらの特徴により、ア
ーム64とステップ62との接触によって発生する粒子が最
小とされる。更に、平スプリング54は、表面接触せずに
ピボット運動し、又、スプリングの降伏点強度の約60〜
65％程度のストレスのみを用いて、ウェハを損傷するこ
となく、ウェハの全面にわたりウェハを台に確実にクラ
ンプするように設計されている。ここに示す実施例にお
いては、望ましいストレスレベルが、およそ長さ0.5イ
ンチ（12.7mm）×幅0.2インチ（5.1mm）×厚さ0.004イ
ンチ（0.1mm）のスプリングによって与えられ、このス
プリングは、装填と取外しの間で最大約30°回転する。
これらの特徴により、ロボットのアクチュエータクリッ
プ50は、ウェハ又はその被膜を損傷することなく、制御
された均一な低いクランプ力で動作し、ヘクソード18上
にカバーを掛けた状態で粒子の発生を最小限としてウェ
ハに係合及び解離するように、ロボットによってカバー
20の前方から動作される。このクリップは、磁界を通す
ので、均一なプラズマの発生を何等妨げるものではな
い。この分野に習熟した技術者であれば、色々な要求事
項に適応させるようにクリップの数及び方向に容易に変
更が加えられよう。

自動ウェハ取扱システム 第５図に示されたシステム５の概略的な左側面図を説
明すれば、ウェハ取扱システム即ち“オートローダ”
は、真空装填ロックチャンバ７内に収容される。このロ
ーダは、インデックス系統66を含んでおり、このインデ
ックス系統は、容量がカセット２個分の取外し用インデ
ックス装置68（第７図）と、容量がカセット２個分の装
填用インデックス装置67（第６図）と、シャトル即ちウ
ェハ移送機構70（第９図〜第11図）と、平面探知機構71
（再装填用インデックス装置内にある）と、４軸のウェ
ハ移送ロボット60（第12図〜第17図、第19図）とを含ん
でいる。インデックス系統のインデックス装置67-68
は、それぞれ各真空ドア82-82の内側に取り付けられて
おり、この真空ドア82-82は、空気圧／液圧シリンダ84-
84によってピボット運動して開閉する。第１図を参照さ
れたい。これらのドアは、閉じた時には、真空チャンバ
７の壁の一部を形成する。

真空ドア82-82が開いている時に、水平インデックス
装置67及び68内の標準ウェハカセット72が取外され、新
しいカセット72が、ウェハを垂直の向きとしてインデッ
クス装置に装填される（取外し用インデックス装置68
（第７図）には空のカセット、装填用インデックス装置
67（第６図）にはエッチングすべきウェハを有するカセ
ットが装填される）。平面探知機構71は、通常のローラ
ー機構74であり、これは、装填用カセットの下に取り付
けられていて、カップリング75によって駆動モータ76に
接続され、平面部が底部のデッドセンタ（BDC）の位置
にくるように通常の底部の開いたカセット内でウェハを
回転させる。

平面部の方向付けが終ると、インデックス装置82-82
のドアは、カセットの中のウェハが装填のために水平方
向に回転されて真空チャンバが密閉されるように、シリ
ンダ組立体84-84によって垂直方向にピボット回転して
閉ざされる。装填用インデックス装置67内のウェハ17
は、ウェハシャトル70によって順次に取り出され、４軸
ロボット60の下の移送ステーション73（第12A図）に個
々に送られる。ロボットは、ステーション73でシャトル
70からウェハを取り上げ、それをロボットに面するヘク
ソード面20上の３つのカソード台位置22A-22C（第５
図）の内の選択された１つに配置する。又、ロボット60
は、カソードからウェハを順次に取外し、シャトルによ
って取外し用インデックス装置68に移送するために、そ
れらウェハをステーション73（第12B図）でシャトルに
配置する。従って、操作開始時、即ち、ヘクソード18が
空のときには、ロボット60は、装填用カセット67からの
ウェハを台22に装填する。前述の処理手順が終ると、ロ
ボットは、各台位置からウェハを取り外し次いで装填し
てから、次の台位置、ひいては、次のヘクソード面に進
むようにする。ウェハは、後述するように、ウェハの縁
の接触力が約８オンスに制限されるようにその背面及び
縁で取り扱われ、ウェハの縁にしばしば現われるレジス
トビードに損傷が及ばないようにされる。又、ウェハ
は、真空中のみで取り扱われる。

インデックス系統 上記したように、インデックス系統66は、容量がカセ
ット２個分の取外し用インデックス装置68と、容量がカ
セット２個分の装填用インデックス装置67とを含んでお
り、これらのインデックス装置は、ウェハによってカセ
ットを取外したり装填したりするために、各々のカセッ
トを、各装填位置（参照番号67で示す）及び取外し位置
（参照番号68で示す）に配置するように指示されるもの
である。

第６図〜第８図を特に参照すれば、インデックス装置
67-68の各々は、一対のガイドレール83-83を含んでお
り、これらのガイドレールは、それに関連した装填ロッ
クドア82に取り付けられている。これらのドア82-82
は、空気圧／液圧シリンダ84-84（第１図）によって開
閉される。これらのドア82により、装填ロックチャンバ
７に出入りできると共に、各装填／取外し位置を通して
垂直方向に指示を与えるように、カセット72が取り付け
られる。このカセット72は、標準的な多ウェハカセット
で、通常の二重カセット取付具85に支持される。各取付
具は、一対のガイドレール83-83上にスライドできるよ
うに取り付けられており、更に、これらの取付具は、通
常の動力スクリュー駆動機構86（第８図）を取り付けて
いて、これによって指示される。この動力スクリュー駆
動機構は、伝動ベルト88を通じて作動する関連ステップ
モータ87によって駆動される。ドア82-82がシリンダ84
によってピボット回転されてほゞ水平方向に開いた時に
は、そのとき存在するカセットがインデックス装置から
取り外され、装填用インデックス装置67には、処理すべ
きウェハを含むカセットが装填され、一方、取外し用イ
ンデックス装置68には、空のカセットが装填される。装
填ロックドア82-82がシリンダ84-84によって閉じるよう
にピボット回転された時は、ドアが真空密な装填ロック
チャンバの壁７の一部となり、ステップモータ87により
カセットの垂直方向の指示を与えるカセット指示系統を
位置設定し、水平のウェハを順次に装填位置67に配置す
ると共に、水平の受入カセットをカセット装填位置68に
配置する。

シャトル 第９図〜第12A図及び第12B図を参照すれば、ウェハ移
送機構即ちシャトル70は、基部89を含んでおり、これ
は、装填チャンバのベースプレート13（第１図）にボル
ト止めされている。一般的にＴ字型の二重端ブレード90
が基部89に取り付けられていて、装填位置67と、ロボッ
ト移送位置73と、取外し位置68の間で約90°の角度にわ
たって可逆回転を行なうことができる。このＴ字型ブレ
ード90は、第９図に最もはっきりと示されているが、取
外し端90Uと装填端90Lとを含んでいる。アングル状ブレ
ードのアーム90Sは、往復ピボット回転するように、空
気シリンダ作動のシャフト92に取り付けられている。第
9A図も参照されたい。第10図及び第11図に示されている
ように、一対の空気シリンダ94及び96は、97及び98にお
いてフレーム89に枢着されており、99A及び99Bにおいて
クランクアーム99によってシャフト92に各々ピボット運
動するように連結される。シリンダ94は、移動シリンダ
であり、カセット取外し位置67とカセット再装填位置68
の間でシャフト92及びブレード90をピボット運動させ
る。空気シリンダ96は、“ホーム”シリンダであり、移
動シリンダが移送動作と次の移送動作の間に解除された
とき、ブレード90を中間のセンター位置に復帰させる。
カム91は、基部88に固定されている。一対のカムホロワ
101-101は、102-102においてブレード90U、90Rの各々に
１つづつ取り付けられている。各カムホロワには、ロー
ラ104が取り付けられている。カム91は、ブレードのピ
ボット運動中にローラ104がブレード端90U又は90Rに一
般的にカーブした経路をたどらせ、カセットに入るとき
及びカセットから引っ込むときに実質的にまっすぐな経
路へと移行させるような形状とされる。この経路100U、
100Rは、ウェハを損傷することなく、容易に且つ正確に
ウェハをカセットへ入れたり出したりできるようにす
る。

第９図、第12A図及び第12B図を更に参照すれば、特に
第12A図において、移送ブレード90を時計方向にピボッ
ト回転させると、装填端90Lが装填位置67に配置され、
装填カセットから未処理のウェハを取り上げる用意がで
き、一方、第２の空の取外し端90Uが移送位置73に配置
され、ヘクソード18から取り外されたウェハをロボット
から受取ることができる。特に、第12B図に示されたよ
うに、ブレード90を反時計方向にピボット運動させる
と、取外し端90Uが再装填位置68に配置され、取り外さ
れたウェハを“処理済み”即ち取外しカセットに移送す
るようにされると共に、装填端90Lの未処理のウェハが
位置73に配置され、ヘクソード18に装填すべくロボット
60へ移送するようにされる。

ロボットウェハグリッパ60 第13図及び第14図を参照すれば、４軸のロボット60
は、ハウジング即ちエンクロージャ110を含んでおり、
これには、ウェハグリッパヘッド即ちチャック120が取
り付けられる。ハウジングは、エレベータシャフト124
によって垂直方向即ちＺ軸に動くように支持されてお
り、シャフト122による回転によって案内される。これ
らのシャフトは、第15A図及び第15B図に示されている。
ガイドシャフト122は、取扱システムの副フレーム19
（第５図）に固定されている。他のシャフト124は、通
常の動力スクリュー駆動機構126によって固定シャフト
に連結される。この動力スクリュー駆動機構126は、副
フレーム19に取り付けられており、モータ130によって
駆動されるベルト128によりシャフト124を垂直方向上下
に動かすように作動される。可動シャフト124は、副フ
レームに取り付けられたボールブッシングハウジング13
2のボールブッシング対と、装填ロックチャンバ７のベ
ースプレート13とハウジング132との間に取り付けられ
たベローシール134を貫通して延びている。可動シャフ
ト124の制御された垂直往復運動により、取り付けられ
たロボット60とグリッパヘッド120が、各台面20に関連
した３つの取外し／装填位置22A、22B、22Cの間で移動
される。第５図を参照されたい。

タイミングベルトハウジング110（第13図及び第14
図）は、水平シャフト126-126に枢着される。シャフト1
26に対するハウジング110のピボット運動（θ）は、ス
テップモータと調和駆動の減速器128とによって行なわ
れ、この減速器128は、エレベータシャフト124（第15A
図）に固定された取り付けブラケット組立体129に装着
される。可逆のθモータ128の作動により、ハウジング
とウェハグリッパヘッドが反時計方向に約90°回転され
（第５図）、グリッパが垂直の台位置22から水平位置73
と斜めに整列するように動かされ、台からシャトルにウ
ェハが取外される。第５図も参照されたい。時計方向に
回転する場合は、グリッパが移送位置73との整列状態か
ら、台位置22と垂直に整列するように移動され、ブレー
ドから台へとウェハが移送される。

第13図及び第14図を更に参照すれば、ウェハグリッパ
ヘッド120は、一対の支持ロッド142-142の一端に取り付
けられており、これらの支持ロッド142-142は、ハウジ
ング110の一端と、ハウジングフレーム部材145に各々２
個ずつある４個のリニアなボールブッシング144-144に
よってスライドできるように支持されている。支持ロッ
ド組立体は、148において伝動ベルト146に取り付けられ
る。歯付きのベルト146は、アイドラプーリ150、152に
取り付けられ、ピンチローラ154-154の下を通り、モー
タ149により駆動されるコッグホイール158によって可逆
に駆動される。又、ベルト146は、ロッド142-142用とし
て148において支持バー147にも取り付けられる。従っ
て、Ｒモータ149の可逆の回転により、ロッド142及びヘ
ッド120は、選択された台位置22A−Ｃ又は移送位置73で
ウェハ17を取り上げたり取外したりするように進めら
れ、次いで、ヘッドを引っ込めて、移送位置73又は台位
置22A−Ｃへ回転及び移送する用意ができる。

第16図〜第18図並びに第13図及び第14図を参照すれ
ば、ウェハグリッパヘッド120自体は、透明な円形基部1
60を含んでおり、これは、カップリング／カラー161に
よって支持シャフト142-142の前端に取り付けられてい
る。フロントカバー162は、取り付けブロック178-178に
よって基部160に取り付けられており、この取り付けブ
ロック178-178は、基部120にグリッパアーム168を取り
付けている。ギア減速の電気モータ164は、その駆動シ
ャフトが基部160を通って延びるように基部の後部に取
り付けられている。ハブ166はシャフトに取り付けられ
ており、そこから基部に平行に延びる複数のグリッパア
ーム168-168を有している。アーム168の各々は、ウェハ
グリッパフィンガ170を有しており、このフィンガ170
は、基部の前部を通り越してアームに対して典型的に約
90°の角度でアームの端から横に延びる。グリッパアー
ム168はハブ166に接続されており、ハブは、４バーリン
ク構成体の一部としてモータ駆動シャフトに取り付けら
れている。この４バーリンク構成体は、シャフト及びハ
ブ166の回転を、アーム168-168の実質的にリニアな半径
方向運動に変換するものである。アームの可逆な半径方
向運動により、フィンガ170を協働して伸ばしたり引っ
込めたりし、縁の接触によりウェハ17を取り上げたり放
したりする。

第17図及び第18図は主として説明すれば、グリッパフ
ィンガアーム168をリンク180に取り付け、リンク180を
ハブ166の一体部分であるアーム即ちリンク172に接続し
そして第３のアーム即ちリンク174の一端をアーム168に
おいてリンク180に取り付けそしてその他端を175におい
て基部160に取り付けることによってグリッパフィンガ
アーム168をピボットハブ166の軸167に対して離間関係
で取り付けることにより、ほゞ平行なパイプ式の４バー
リンク構成体が設けられる。ここに示すウェハグリッパ
においては、リンク174が実際にはＬ字型のフレキシブ
ルな部材176の一方のアームである。リンク174は、スク
リューによって取付ブロック178に取り付けられ、この
ブロックは、一対のスクリューにより基部160にしっか
りと固定される。（第17図の取付ブロック178は、第19
図の点175を形成することに注意されたい。）Ｌ字型部
材176の他方のアーム180は、ハブ166に取り付けられ、
部分的に重畳するグリッパアーム168のための弾力性の
基部を形成し、このアームは、前記したようにこの基部
に取り付けられる。Ｌ字型の部材176は、実際には、フ
レキシブルなスプリングであって、取付ブロック178、
リンク180/174の交点及びリンク180/172の交点において
若干ピボット運動することができ、ハブ166の可逆回転
をそれと協働するグリッパファンガの半径方向内方／外
方の運動に変換するに必要な運動を行なうことができ
る。第19図に示すように、上記の構造体は、入力リンク
がアーム／リンク172でありそして非可動リンクがグリ
ッパハブ軸167とアーム／リンク174の取付点175との間
に定められるような４バーリンクを構成する。この構成
では、点167及び175で定められた非可動リンクにほゞ平
行なウェハグリッパアーム168とリンク180が動くことが
できる。

通気及び排気系統 本発明のウェハエッチングシステムの１つの非常に厳
密な目的は、汚染を最小とすることである。汚染物や粒
子の存在しない所望の環境は、先ず、ウェハ取扱システ
ムの個々のステップ又はステーションへの汚染物の影響
（個々のステーションの作動中の粒子の発生を含む）を
最小とし、次いで、或るステーションから次のステーシ
ョンへの汚染物の移送を最小とすることによって得られ
る。

上記の最初の観点、即ち、汚染物の導入又は発生を最
小にすることは、個々のシステム部品又はステーション
についての前記設計及び動作から達成される。この点に
ついては、ロボット60、インデックス組立体66及びシャ
トル70は、それらの機械的な動作自体によるか（例え
ば、内部の可動部品間の摩擦接触による）或いはウェハ
との接触によって汚染物がシステムに導入しないよう
に、個々のウェハ取扱機能を実行するよう設計される。
又、カセット対カセットの全装填及び取外し操作を装填
ロック系統７において実行することによりウェハ処理工
程中の汚染物の導入が相当に減少される。

装填ロック機構７自体は、第２の観点、即ち、１つの
系統もしくはステーションを別の系統又はシーケンスも
しくはステーションにより発生される汚染物から隔離す
るという観点で重要である。上記した全排気系統及び真
空が切られた時に装填ロックチャンバに窒素を通す系統
は、粒子を取り上げたり移送したりすることのない層流
状態の流体の流れを確立するように設計される。再び第
１図を説明すれば、窒素の通気系統は、バルブ183と一
定直径のベンチュリ185とを組み込んだ窒素供給ライン1
81を備えている。ライン182は、ベンチュリ185及びこれ
に関連したバルブ183をバイパスするバルブ184を含んで
いる。

窒素通気系統を作動する場合には、バルブ183及び184
を各々開放及び閉じた状態で、窒素流をベンチュリ制流
部に比較的低流量で通すようにする（低速通気）。バル
ブ184を開け、バルブ183を閉じた状態では、バイパスラ
イン182が制流されない高流量で流体を通す（通常の通
気）。

同様に、前記したように、排気バルブ36及び38も、低
速及び高速の排気動作を与える。

低速通気／排気動作中には（一部分は、以下に述べる
システムフィルタにより）、装填ロックチャンバに向か
ってもしくは該チャンバから乱流ではなくて層流が確立
される。というのは、低速排気及び低速通気ラインによ
ってゆっくりとした流速が与えられるからである。層流
の間には、面に沿った流体の速度がゼロであるが、乱流
の場合には、流体の速度がゼロでないことに関連した粘
性力により粒子が取り上げられたり移送されたりする。
層流に関連して速度がゼロの場合には、粒子を取り上げ
るような粘性力が与えられない。従って、通常の通気／
排気サイクルの前に低速通気／排気サイクルを最初に用
いることにより、装填ロック系統内でウェハの面に移送
される粒子が実質的になくされる。

フィルタ系統 装填ロック機構７及びロボット60は、独特なフィルタ
系統を備えており、このフィルタ系統は、多数の特徴の
中でも、（１）ロボットハウジング110内に発生した粒
子をそのハウジングに閉じ込めることにより、装填ロッ
クチャンバから真空シールしなければならない大気圧ハ
ウジングの使用を回避し、（２）装填ロックチャンバ自
体から粒子を除去し、そして（３）低速通気及び低速排
気動作とあいまって、装填ロック機構内に、乱れのない
周囲ガスの層流を発生するという特徴を有する。

第１図及び第14図を参照すれば、フィルタ系統は、３
つの交換可能なフィルタを備えている。第１のフィルタ
186は、ロボットハウジング110の底面側でオリフィス18
7内に取り付けられ（第14図）、第２及び第３のフィル
タは、円筒状フィルタ188及び189であって、これらは、
各々、装填ロック通気系統の入口ライン181と真空排気
ライン37とに取り付けられる。

第１のロボットフィルタ186は、ロボットハウジング1
10を装填ロックチャンバ自体と同じ圧力に維持でき、然
も、これら２つの包囲体（ハウジング及び装填ロック機
構）を、汚染物の移送を防ぐという意味で互いに隔離す
ることができる。ロボットハウジングのフィルタ186
は、直径0.000004インチ（４×10^-6インチ）までの粒子
を濾過し、それ故、ハウジング包囲体と内部の装填ロッ
クチャンバ自体との間でガスを通過させることができ
る。従って、ロボットハウジング110内に発生した粒子
は、包囲体に閉じ込められる。これは、装填ロックチャ
ンバを大気圧へ通気する間及び装填ロックチャンバを真
空状態へとポンピングする間に特に重要である。という
のは、このようにしないと、ハウジングに出入りするガ
スによってハウジング内に発生した粒子が装填ロックチ
ャンバ自体へと移送されることになるからである。ロボ
ットフィルタ186は、静電フィルタ材料を備えており、
この材料は、通常の濾過作用に加えて、周囲からの粒子
を捕獲して保持する。従って、フィルタ186は、ハウジ
ング内に発生した粒子もしくは汚染物をハウジング110
に閉じ込めるのに加えて、ハウジングの雰囲気からの汚
染物を捕獲及び除去し、装填ロックチャンバの雰囲気か
らの粒子を捕獲して除去するという付加的な効果を有す
る。手短に云えば、ロボットフィルタ186は、ロボット
ハウジングから装填ロックチャンバへの粒子の進入を防
止すると共に、ランダムな循環中や、通気及び真空によ
って誘起されるガス流がロボットハウジング110に出入
りする間に、フィルタに接触する粒子を捕獲することに
より、装填ロックチャンバ内に存在する粒子のレベルを
下げる。

汚染を生じることなく真空ロボットチャンバを装填ロ
ックチャンバに連通できるようにする場合、このフィル
タによる解決策では、シールされた大気圧のロボット包
囲体を装填ロックチャンバ内に配置する必要性をなくす
ものである。このようなシステムでは、例えば、各々の
ロボット支持シャフト142-142ごとに真空密なスライド
式のシールが要求される。又、このようなシステムで
は、シールが劣化したり故障したりするおそれがあり、
比較的高圧のロボットハウジングから低圧力の装填ロッ
クチャンバへと空気が漏れることによって装填ロックチ
ャンバに粒子が入り込むことがある。

円筒状の通気フィルタ188は、加圧ガス（窒素）の入
口181に取り付けられ、この入口は、チャンバを大気圧
にもっていくのに使用される。このフィルタは、導入ガ
ス流からの粒子を取り去るものである。同様に、円筒状
の排気フィルタ189が「排気」用の真空排出ライン37に
取り付けられていて、装填ロックチャンバを排気系統か
ら隔離する。更に、これら２つのフィルタは、導入及び
排出空気／ガス流を低速化すると共に制御し、流れの乱
れを少なくし、より層流状態にする。これにより、ガス
の乱流が装填ロックチャンバ自体に粒子を発生し及び／
又はこれら粒子をかき混ぜてウェハ処理装置及びウェハ
自体へ移送するという本来の傾向が低減される。

２つのフィルタ188及び189は、次のように動作して、
乱れのない層流の発生に寄与する。導入ライン181及び
導入フィルタ188を通る流れの流量は、互いに等しい。
同様に、排気フィルタ189及び真空排気出口ライン37に
流れる流体の流量も互いに等しい。然し乍ら、直径約１
インチの入口37の面積（0.8平方インチ）は、直径３イ
ンチ×長さ８インチの円筒状入口フィルタ186の全面積
（75平方インチ）よりも相当に小さい。同様に、直径２
インチの排気出口ライン37の面積（3.14平方インチ）
は、直径４インチ×高さ12インチの円筒状排気フィルタ
の全面積（150平方インチ）よりも相当に小さい。等し
い流量を得るために、パイプ及び各フィルタを通る速度
は、面積に反比例するようにされる。従って、入口の速
度は、入口フィルタ188を横切る際の大きな係数によっ
て低速化され、真空排気速度も、同様に、排気フィルタ
189を横切る際の大きな係数によって低速化される。
又、フィルタ媒体も、これらを通るガスの流れを低速化
する。その結果、パイプ37及び181において乱流が減少
され、装填ロックチャンバ内で粒子をかき乱したり振り
落したりする傾向も減少される。

ここに示す好ましい実施例では、ロボットハウジング
のフィルタ186が、ミネソタマイニング・アンド・マニ
ファクチャリングカンパニー（Minnesota Mining and M
anufacturing Company）から入手できる型式６フィルト
レイト（Filtrete）No.4143のような直径２インチの静
電フィルタである。入口フィルタ186は、直径３インチ
×長さ８インチのミリポア（Millipore）円筒フィルタ
である。排気フィルタ188は、直径４インチ×長さ12イ
ンチのミリポア（Millipore）円筒フィルタである。こ
のシステムをテストしたところ、平均で、直径0.000040
インチより大きな粒子は各サイクル中にウェハに発生し
なかった。

オートローダの動作 さて、第１図及び第５図を参照すれば、システムのベ
ースプレート11、13及び処理用の副フレーム19は、ロボ
ットによる装填／取外し操作に対しウェハ取扱システム
とヘクソードとの間に正確な寸法関係を維持するように
互いに協働する。これは、位置メモリマッピングによる
自動装填（オートローディング）を用いる時に特に効果
的である。熱や圧力で発生される相互作用及び歪を最小
とするため、個々のベースプレート11及び13が使用され
る。これらのベースプレートは、結合プレート190（第
１図）により、自由度の数を１つの回転のみに制限し且
つこれらベースプレートを動かないように保持するよう
結合される。処理チャンバの副フレーム19は、第５図に
示した形態の標準構造の管又はバーで構成され、105-10
5において処理チャンバのベースプレートに取り付けら
れ、装填チャンバのＺ軸の下に延びて、ロボット60を支
持する。副フレーム19は、ロボットをカソード18から延
ばせるようにすると共に、ロボットとカソードとの間の
寸法変化もしくは歪を最小にする。これらの寸法変化や
歪は、処理チャンバと装填チャンバとの圧力及び温度の
差によって生じるものである。

オートローダの制御器によって制御される動作を以下
に述べる。インデックス装置66、シャトル70及びロボッ
ト60の動作については、上記で詳細に述べた。ここで
は、制御器10、特に、VEM（Versa Modular European）
システム制御器の使用について述べる。制御器20（第20
図）は、16ビットの68000マイクロプロセッサ191を含
み、これは、VMEアドレス及びデータバス192-192を経て
ステップモータ制御回路193及びエンコーダ／カウンタ1
94へインターフェイスされる。ステップモータ制御回路
193は、米国カリフォルニア州サングレゴリオのサイバ
ネチックス社（Cybernetics）から入手できるCY525とい
うICチップである。エンコーダ／カウンタ194は、標準
のアップ・ダウンカウンタである。又、制御器は、典型
的に、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（DR
AM）の形態の高速メモリ、システムプログラム用の消去
可能なリード・オンリ・メモリ（ROM）、スタティックR
AM（SRAM）バッテリ・バックアップ・メモリ及び以下で
述べる位置メモリマッピングに使用する不揮発性の電子
的に変更可能なEEPROMメモリ195を含むことができる。

ASCIIモータ制御コマンドに応答して、ステップモー
タ制御器193は、一連の４相モータクロック及び方向駆
動信号をバイポーラチョッパ駆動装置196に発生し、こ
の駆動装置は、可逆ステップモータ197の巻線に電力信
号を与えて、該モータの方向を含む作動を制御する。シ
ステム５のここに示す実施例では、Ｒ、θ及びＺ方向の
ロボット動作と装填及び取外しのインデックス動作とを
各々制御するために５つのステップモータ197が使用さ
れる。市販のデジタルシャフトエンコーダ198（特に、
光学式の直角位相エンコーダ）は、方向及びロック信号
をエンコーダバッファボード199へ供給するのに用いら
れ、このボードは、エンコーダからの信号の波形を「方
形化」して、エンコーダカウンタ194へ入力し、これ
は、ステップモータの動作を制御するのに使用される。
通常そうであるように、方向信号は、エンコーダカウン
タにより、カウント値を増加又は減少するのに用いられ
る。

101に示されたように、オートローダ制御系統の制御
器10は、ソレノイドバルブの作動を制御するためのデジ
タル信号も発生し、これらのソレノイドバルブは、前記
の移動シリンダ（取外し及び装填側）及びホームシリン
ダを制御し、シャトルブレードを作動し、装填ロックチ
ャンバのドア82-82を制御する。その他のデジタル信号
ラインは、グリッパモータの開閉作動を制御するトラン
ジスタスイッチング回路107を制御する。102で概略的に
示されたように、シャトルブレード90に関連した冗長度
のための赤外線ブレードセンサからのデジタル入力信号
は、ウェハが装填及び取外しブレード上にあるかないか
についてのフェイルセーフ監視を行ない、オードローダ
の作動を停止できるようにする。更に、以下で詳細に述
べるように、自動整列系統103のグリッパ120のセンサ10
4からの増幅されたアナログ信号は、ロボット60及びヘ
クソードウェハ（台）位置の自動整列及びメモリマッピ
ングを行なうためにA/Dコンバータ106によってデジタル
信号に変換される。

先ず、オートローダの作動中には、第１図及び第５図
から明らかなように、ドア82-82が各々のシリンダ84-84
によって水平の開位置に保持された状態で、手前の処理
作動に用いたカセットがインデックス装置67、68から取
り外され、これに代わって、装填用インデックス装置67
の場合にはエッチングされるべきウェハを含むカセット
がそして装填用インデックス装置68の場合には空のカセ
ットが取り付けられる。ウェハは、平坦部が下部の中央
位置にくるように平坦部探知機構71によって向き付けさ
れるのが便利である。次いで、シリンダ84-84が作動さ
れて、ドア82-82を閉じるようにピボット回転し、装填
ロックチャンバ７をシールすると共に、ウェハを水平に
向けた状態でインデックス装置66、67を垂直のインデッ
クス位置へピボット回転する。このとき、処理チャンバ
６は、真空状態にある。装填チャンバ７は、先ず、遠隔
排気ポンプによりフィルタ189及び真空排気ライン37を
通して排気され、次いで、低温ポンプにより0.1m Torr
の圧力に最終的にポンピングされる。この圧力に達した
時には、ゲートバルブ９が開けられ、チャンバ６と７を
完全に連通することができる。

又、第12A図及び第12B図を説明すれば、先ず、シャト
ル70の移動シリンダがブレード90を時計方向にピボット
回転し、装填用ブレード90Lが位置67に配置され、取外
し用ブレードが移送位置73に配置される。この位置にお
いては、装填用カセット67が未処理のウェハをブレード
の端90Lに装填するように下向きに指示を与える。ロボ
ット60は、処理チャンバ６へピボット回転され、Ｚ軸に
沿って取り外されるべき第１の台へ指示され、次いで、
グリッパヘッド120が延ばされて、アーム64-64がクリッ
プ50-50（第５図）を放す。これで、ウェハは、支持体4
8-48（第２図）にのせられる。アーム168-168（第13
図）は、ウェハに係合するように作動され、次いで、グ
リッパヘッド120が引っ込められ、ロボットが半時計方
向に移送位置73へとピボット回転し、次いで、グリッパ
ヘッドが延ばされ、アーム68-68が作動されて、ウェハ
を取外しブレード端90Uに放す。次いで、グリッパヘッ
ド120を引っ込めた後、第12B図に示すように、シャトル
70がブレードを反時計方向にピボット回転し、未処理の
ウェハを移送位置73に配置すると共に、取り外されたウ
ェハを取り出し位置68に配置する。次いで、取外し用カ
セット68は、処理済みのウェハをブレード90Uから取り
上げるように上方に指示される。これと同時に、ロボッ
ト60は、その手前の動作を逆に行ない、未処理のウェハ
を移送位置73に取り上げ、処理チャンバ６に向かって回
転し、ウェハを（ａ）空の台22に装填する。その後、ロ
ボット60は、各ヘクソード面20の３つの台位置のうちの
次の位置に向かってエレベータ上を上方又は下方に指示
され、取外し及び装填シーケンスを繰り返し、次いで、
３つの台位置のうちの最後の位置に指示され、そのヘク
ソード面についての最後の取外し及び装填シーケンスを
完了する。これに続いて、ヘクソードは、そのモータに
よって60°回転されて、取外し及び装填のための次の面
20を呈し、この第２の面について上記のシーケンスが繰
り返される。ヘクソードの指示動作並びに３回の取外し
及び装填シーケンスが更に４回直列に行なわれ、六面ヘ
クソードの取外し及び装填が完了する。制御器に組み込
まれたソフトウェア機能により、必要に応じて、直列以
外の取外し及び装填作動を行なうこともできる。

取外し及び装填が完了した後、ロボット60は処理チャ
ンバから出るように反時計方向に回転され、ゲートバル
ブ９は閉じられ、次のエッチングシーケンスが開始され
る。この時、又は、これに続いて、装填ロックチャンバ
７から真空状態を解除することができ、インデックス装
置のドア82-82が開けられ、次のカセット取外し及び装
填シーケンスが開始される。

自動整列系統 システム５を用いてウェハを処理する前に、且つ又、
使用中定期的に、ロボット60に対する各台22の位置が測
定され、制御器10のメモリに記憶される。このメモリマ
ッピングは、ウェハ17をヘクソード18に装填／取外しす
るためにロボットのグリッパヘッド120を正確に位置設
定する際に使用される。目標物（台）の位置をこのよう
に自動的に感知することは、目標物が動いたり或いは時
間的に予想できない位置変化をする場合にロボットシス
テムにとって非常に有用である。多数の精巧なロボット
は、視覚系統を用いてこれらの作業を実行する。然し乍
ら、視覚系統の欠点は、コストが高く、信頼性が低く、
多くの場合に、スペース、重量及び環境条件によって用
途が限定されることである。第21図に示された適応シス
テム115は、信頼性の高い位置感知機能を発揮する。シ
ステム115は、ロボット60を備え、このロボットは、セ
ンサ104を取り付けるグリッパ120を含んでいる。センサ
104は、システム115の中心部である。好ましい実施例で
は、このセンサは、HP HEDS-1000高分解能光学反射セン
サである。光スポット（波長700nm）が検出窓から4.5mm
のところに直径0.19mmに収束される。第22図を参照され
たい。この検出器は、収束スポットサイズが小さいこと
からBARコードスキャナリーダ用として最初に設計され
たものである。然し乍ら、このセンサは、軸方向距離に
対する感度が高いので、理想的に適していると分かっ
た。更に第21図を説明すれば、市販のIRセンサユニット
104は、透明なグリッパ基板160の後方に調整可能に取り
付けられ、収束したIRビームが台22に伝達され、ユニッ
ト194と台22との間の距離を表わす情報を含む信号が制
御器10に供給される。例えば、１つの台上の２点でセン
サから台までの距離を測定しそして三角測量の技術を用
いることにより、各台22ごとに正確な傾斜角及び移動距
離を計算することができる。

特に、センサ116からの出力は、デジタル化回路103
（第20図）を経て制御器10へ送られ、３つの（Ｒ、θ、
Ｚ）ロボットステップモータを制御するのに用いられ
る。制御器10は、第21図に示されたアルゴリズムを用い
て台の位置及び角度方向を決定するようにプログラムさ
れる。横方向走査（Ｒ距離）と、台の面に沿った軸方向
走査とに対して走査データが導出され、Ｚ軸に沿った台
スロット116の位置が決定される。

台22の正確な位置を決定するために、次のようなステ
ップが実行される。先ず、当該台22の底部付近で座標
（U1,V1）に収束がなされる。ここで、Ｕは、水平グリ
ッパ（端末作用体）の座標であり、Ｖは、垂直グリッパ
の座標である（垂直に対するグリッパ面の角度をThとす
る）。

第２の収束点は、台の上部付近とする（U2,V2）。点
１と２を結ぶ線の傾斜から Th＝a tan〔（U2−U1）／（V2−V1）〕となり、これ
は、台の角度、即ち、グリッパについての適切な整列を
与える。その後、スロット付近の点が収束されて走査さ
れ、適切なスロット即ち台の高さ（U3,V3）が決定され
る。次いで、グリッパが最後のステップで決定された角
度においてロボットの中心高さに移動され、この点で、
別の再収束が行なわれて最終的な焦点距離が求められ、
グリッパが再びその位置へ移動される。これにより得ら
れる座標情報は、（Ｒ、θ、Ｚ）の台位置を定めるもの
で、これは、EEPROMに記憶される。

性能 上記したシステム５は、平均ウェハ移送時間が約7.5
秒の場合、18のウェハヘクソード18に対し４分30秒でウ
ェハの取外し及び再装填を完了するように設計されてい
る。この装填プロセスによって追加される粒子の数は、
平均で、１枚のウェハを１回移送するごとに１未満であ
る。粒子のサイズは、直径が１ミクロン以上である。ロ
ーダは、装填チャンバ内の圧力が毎分0.5ミリメートル
未満の割合で増加するような率で真空チャンバにガスを
送り込む。装填チャンバは10^-1ミリメートルに減圧さ
れ、10^-1ミリメートルで作動する。更に、オートローダ
は、調整を行なわずに100,000個のウェハを移送するよ
うに設計されている。これは、１サイクル当り36回のウ
ェハ移送を１日当り40プロセスサイクル繰り返しこれを
60日間続けることに等しい。

以上の説明から、半導体処理システムにおいてウェハ
を装填及び取り外すための新規で且つ改良された装置が
提供されたことが明らであろう。エッチングシステムに
ついて説明したが、本発明は、蒸着システムやイオンイ
ンプランテーションシステムのような別々のシステムに
も適用できる。好ましい実施例について詳細に述べた
が、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲か
ら逸脱せずに変更及び修正がなされ得ることが当業者に
理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の半導体取扱システムの部分断面概略
側面図、 第２図及び第３図は、本発明のウェハ把持グリップを含
むヘクソードカバーの各々前面図及び縦断面図、 第4A図は、公知のウェハ保持クリップの拡大部分断面
図、 第4B図及び第4C図は、第２図の４−４線に沿った拡大部
分断面図であって、本発明のウェハ保持クリップの構造
及び動作を示す図、 第５図は、第１図と同様の全半導体取扱システムの若干
拡大した図であって、システムの種々の特徴を強調した
図、 第６図及び第７図は、装填用カセットのインデックス機
構及び取外し用カセットのインデックス機構を示す各々
右側面図及び左側面図、 第８図は、第７図の装填用インデックス装置の端面図、 第9A図は、シャトルブレード機構の上面図、 第9B図は、第9A図の9B-9B線に沿った断面図、 第10図及び第11図は、第９図のシャトルブレード機構の
各々底面図及び端面図、 第12A図及び第12B図は、シャトルブレードの作動を示す
概略図、 第13図は、ハウジングカバーを取り外して示したロボッ
トの上面図、 第14図は、第12図の14-14線に沿った断面図、 第15A図及び第15B図は、ロボットエレベータ組立体の正
面図、 第16図は、ウェハグリッパの後面図、 第17図は、ウェハグリッパの前面図、 第18図は、クリップ押圧器を示すウェハグリッパの側面
図、 第19図は、ウェハグリッパの４バーリンク構造を示す
図、 第20図は、オートローダ制御系統のブロック図、 第21図は、グリッパの制御器及びメモリマッピングシス
テム（自動整列装置）を示すブロック図、そして 第22図は、第21図のセンサに関連した反射光電流特性を
示すグラフである。 ５……半導体処理システム ６……真空処理チャンバ ７……真空装填ロックチャンバ ８……フレーム ９……ゲートバルブ組立体 11……ベースプレート、12……固定基部 14……カバー、16……空気シリンダ 17……集積回路ウェハ 18……電極（ヘクソード） 21……ボア、22……ウェハ支持台 23……モータ 24……インデックス組立体 25……ガス取り入れ管 31……ターボ分子ポンプ 32……排気口、33……排出ライン 34……低温ポンプ 36、38……バルブ 37……通常の排気ライン 39……バイパス／低速排気ライン 50……ウェハクリップ 54……平らなスプリング 56……支持ブロック 60……ウェハ処理ロボット 63、64……アーム 66……インデックス系統 67……装填用インデックス装置 68……取外し用インデックス装置 70……シャトル（ウェハ移送機構） 71……平坦部探索機構、72……カセット 74……ローラ機構、76……モータ 82……真空ドア 83……ガイドレール 84……空気／液圧シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チヤールズ ライアン ハリス アメリカ合衆国 カリフオルニア州 94020 ラ ホンダ ピーオーボツクス 328 (72)発明者 リチヤード エイ セイルハイマー アメリカ合衆国 カリフオルニア州 94566 プリーズントン パイン ヒル レーン 420 (72)発明者 デビツド チエン アメリカ合衆国 カリフオルニア州 95128 サン ホセ シヤーマン オーク ス ドライブ 974 (72)発明者 エドワード エム アボルコニフ アメリカ合衆国 カリフオルニア州 94121 サン フランシスコ 201 カリフ オルニア ストリート 7025 (72)発明者 ランス エス ラインク アメリカ合衆国 カリフオルニア州 サン ホセ パーク シヤロン ドライブ 77 (72)発明者 ジエイ クリストフアー モーラン アメリカ合衆国 カリフオルニア州 94041 マウンテン ヴユー 307 ラザム 211 (72)発明者 リチヤード エム キヤトリン ジユニア アメリカ合衆国 カリフオルニア州 94404 フオスター シテイ ギヤローン レーン 717 (72)発明者 ロバート ビー ローレンス アメリカ合衆国 カリフオルニア州 95051 サンタ クララ ベネツト アベ ニユー 3499 (72)発明者 ジヨージ ダヴリユー リツジウエイ アメリカ合衆国 カリフオルニア州 95132 サン ホセ シーラ ヴイレツジ ウエイ 1209 (56)参考文献 特開 昭58−43522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−39846（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−22679（ＪＰ，Ｕ)

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハ処理真空チャンバ内の実質的に垂直
   の向きにウェハを支持する第１の位置と真空装填ロック
   チャンバ内の実質的に水平の向きにウェハを支持する第
   ２の位置の間で、ウェハを移送するためのロボット式ウ
   ェハ移送装置を有する半導体ウェハ製造装置において、 前記ウェハ移送装置は、 ウェハグリッパと、このウェハグリッパを載せ、伸縮可
   能な少なくとも一つのアームを有するハウジングとを含
   むウェハグリッパ手段と、 前記ハウジングを載せ、このハウジングを、垂直方向に
   移動させるエレベータ手段と、 前記ハウジングとウェハグリッパは、前記第１及び第２
   の位置でウェハを装填したり、取外したりするためのウ
   ェハグリッパの向きを定めるように、第１及び第２の位
   置に対応した状態の間でピボット運動可能であり、且つ 上記第１及び第２の位置でウェハを装填したり、取外し
   たりするためのウェハグリッパを第１及び第２の位置に
   位置させるために前記アームを伸縮する手段を備えるこ
   とを特徴とする装置。
2. 【請求項２】前記真空装填ロックチャンバが、ウェハを
   供給したり、搬出したりするための、前記第２の位置か
   ら水平方向に離れた第３と第４の位置を更に有し、 前記半導体ウェハ製造装置は、更に前記第３と第４の位
   置の少なくとも１つに、少なくとも一対のウェハ保持容
   器のいずれかを位置させ、ウェハを供給したり、搬出し
   たりするために前記ウェハ保持容器を移動させる指示を
   与えるためのインデックス手段を有することを特徴とす
   る請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記半導体ウェハ製造装置は、更にウェハ
   移送ブレード手段を有し、前記ウェハ移送ブレード手段
   は、第１と第２の平らなウェハ保持用端部を有し、ブレ
   ードの第２の端部が第４の位置にある時、ウェハグリッ
   パ手段によってウェハ移送を行うために前記ブレードの
   第１の端部を第２の位置に位置し、ブレードの第１の端
   部が第３の位置にある時、前記ブレードの第２の端部を
   第２の位置に位置するように、水平方向に同心状に往復
   ピボット運動して、前記第１の端部を前記第２と第３の
   位置間で、また前記第２の端部を第２と第４の位置間で
   移動し、且つ関連する第３と第４の位置に位置するウェ
   ハ保持容器の移動により、前記ウェハ保持容器と前記ブ
   レードとの間でウェハの移送が達成されることを特徴と
   する請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】前記第１の位置が、ウェハ処理真空チャン
   バ内の電極上のウェハ支持ホルダーの位置であり、且つ 前記ウェハ移送装置は、ウェハの背面が電極に接するよ
   うにしてウェハをウェハ支持ホルダーに支持するための
   クリップを更に備え、ウェハグリッパは、前記クリップ
   を開位置へ移動してウェハを電極に装填したり、取り外
   したりできるようにウェハ支持ホルダーの前方からクリ
   ップに係合する手段を備えていることを特徴とする請求
   項１に記載の装置。
5. 【請求項５】前記グリッパに取り付けられていて、グリ
   ッパと少なくとも第１の位置との間の距離を表す電気信
   号を発生するための光学センサと、 前記電気信号に応答して、第１の位置の方向と、前記グ
   リッパ手段と第１の位置間の距離とを決定するための手
   段と、 前記第１の位置の方向と距離の情報を記憶するための電
   子メモリと、 記憶された情報に応答して、グリッパを第１の位置に正
   確に移動してウェハの装填及び取外しを行うようにウェ
   ハ移送装置を制御するための電子駆動手段とを更に備え
   た請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】前記第１の位置は、ウェハホルダーに関連
   しており、 ウェハホルダーは、複数の実質的に垂直な面を有するウ
   ェハ保持電極を含み、第１の位置に各面を選択的に位置
   するように実質的に垂直な軸のまわりで回転でき、また
   各面は少なくとも１つのウェハを支持するウェハ支持ホ
   ルダーを含み、且つ ウェハ支持ホルダーが電極の各面に複数ある場合に、複
   数の垂直方向のウェハ支持位置間でハウジングの移動の
   ためにエレベータ手段を駆動させるための駆動手段とを
   備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 【請求項７】半導体ウェハ処理装置であって、 複数のウェハを取外し可能に保持するための少なくとも
   ２つの垂直な面を含むウェハホルダーを有するウェハ処
   理真空チャンバと、 前記ウェハ処置真空チャンバの付近にある真空装填ロッ
   クチャンバと、 前記ウェハ処理真空チャンバと前記真空装填ロックチャ
   ンバとの間にあって、閉じた時に一方のチャンバを他方
   のチャンバから隔離し、開いた時にチャンバ間でのウェ
   ハの移送を可能にするバルブゲートとを備え、 前記装填ロックチャンバは、ロボット式のウェハ移送装
   置を含み、この移送装置は、 ウェハを縁で取外し可能に把持するように作動する複数
   の把持フィンガーを少なくとも含むウェハグリッパと； ウェハを縁で取外し可能に把持するように作動する複数
   の把持フィンガーをピボット運動させる手段と； ウェハ処理真空チャンバ内のウェハホルダーに関連する
   第１の位置及び装填ロックチャンバ内のウェハ装填及び
   取外し位置である第２の位置に対応した状態の間でウェ
   ハグリッパをピボット運動させ、前記第１と第２の位置
   で装填及び取外しを行うようにウェハグリッパを方向付
   けする手段と； 装填ロックチャンバ内に取り付けられており、ウェハグ
   リッパの位置を垂直方向に移動可能なハウジングとを備
   え、 前記装填ロックチャンバが、ウェハを供給及び搬出する
   ための離間したウェハの第３と第４の位置を含み、 更に、前記ウェハ処理装置は、ウェハ取扱装置を有して
   おり、このウェハ取扱装置は、 供給及び搬出の各位置の少なくとも１つに、少なくとも
   一対のウェハ保持容器のいずれかを位置させ、ウェハを
   供給したり、搬出したりするために前記ウェハ保持容器
   を移動させる指示を与えるためのインデックス手段と、 第１と第２のウェハ保持端部を有するウェハ移送ブレー
   ドであり、第２の端部が、第２の位置から水平方向に離
   れ、ウェハを供給もしくは搬出するための第３と第４の
   位置の一方にある時、前記ブレードの第１の端部を、把
   持フィンガによってウェハ移送を行うために第２の位置
   に位置し、第１の端部が第３と第４の位置の他方にある
   時、前記ブレードの第２の端部を第２の位置に位置する
   ように水平方向に同心状に往復ピボット運動するために
   取付けられているウェハ移送ブレードを備え、 第３と第４の位置に位置するウェハ保持容器の移動によ
   り、容器とウェハ移送ブレードとの間でウェハの移送が
   達成される、 ことを特徴とする半導体ウェハの処理装置。
8. 【請求項８】前記ハウジングは、ハウジングとチャンバ
   との間で粒子を移送することなく周囲ガスを移送できる
   ように第１のフィルタによって覆われる開口を有し、前
   記半導体ウェハ処理装置は、更に、 装填ロックチャンバに対するガス入口に取り付けられ、
   導入ガス流から粒子を実質的に排除すると共に、入口の
   断面積と比較して広い面積を有し、入口よりもガス流速
   度を減少し、装填ロックチャンバに乱れのない層流を形
   成する第２のフィルタと、 装填ロックチャンバからの真空排気出口ラインに取り付
   けられ、装填ロックチャンバを真空排気出口から隔離す
   ると共に、真空排気出口の断面積と比較して広い面積を
   有し、真空排気出口よりもガス流速度を減少し、乱れの
   ない層流を形成する第３のフィルタ を備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェ
   ハ処理装置。
9. 【請求項９】前記ウェハグリッパは、更に、 基部と、 前記基部に取り付けられ、回転シャフトを有するモータ
   と、 ウェハグリッパのフィンガを前記基部とモータの回転シ
   ャフトに取付ける可動の４バーリンクをフィンガ毎に備
   え、 ウェハを把持したり放したりするために、ウェハグリッ
   パのフィンガに半径方向の往復運動を与えることを特徴
   とする請求項７に記載の半導体ウェハ処理装置。
10. 【請求項１０】物品を取外し可能に取り上げるチャック
    装置において、 基部と、 回転可能なピボット軸と、 前記ピボット軸に固定されたハブと、 複数のフレキシブルアームであって、前記フレキシブル
    アームの各々の一方の端部はハブに取付けられ、また前
    記フレキシブルアームの各々の他方の端部は前記基部に
    取付けられており、且つ ハブを回転するための手段と、 を備え、これによりハブの可逆回転が、物品を協動して
    把持したり、放したりするため、各フレキシブルアーム
    の一部において実質的に半径方向の内方と外方の運動に
    変換されることを特徴とするチャック装置。
11. 【請求項１１】半導体ウェハ処理装置であって、 多面電極を有するウェハホルダーと、 各電極の面は、少なくとも１つのウェハ支持ホルダーが
    取り付けられ、処理のため前記ウェハ支持ホルダーに支
    持された各ウェハの一方の面を露出させ、 前記ウェハ支持ホルダーは、各ウェハを取外し可能に支
    持するためのスプリング取付けクリップの円形状配列体
    を有し、且つ これらのクリップは、前記ウェハの露出側から係合する
    ようにされて、前記ウェハを装填及び取外すための開位
    置とウェハを支持するための閉位置間でクリップをピボ
    ット運動させることを特徴とする半導体ウェハ処理装
    置。
12. 【請求項１２】前記各クリップは、主としてスプリング
    によって支持されていることを特徴とする請求項11に記
    載の半導体ウェハ処理装置。
13. 【請求項１３】スプリングはクリップに固定され、前記
    スプリングは前記ウェハ支持ホルダーの１つの面から横
    方向に延びており、前記クリップは定められた場所にウ
    ェハを接触保持するための角度のある面を有しており、
    且つウェハが定められた場所にあるとき、クリップ配列
    体の各クリップは、前記ウェハ支持ホルダーに対してウ
    ェハを均一にとるために、スプリングによって通常は一
    方に片寄らせていることを特徴とする請求項11に記載の
    半導体ウェハ処理装置。
14. 【請求項１４】前記スプリングは真直なスプリングであ
    ることを特徴とする請求項11に記載の装置。
15. 【請求項１５】前記クリップはＺ形状であることを特徴
    とする請求項11に記載の装置。
16. 【請求項１６】ウェハを支持する第１の位置とウェハを
    支持する第２の位置の間でウェハを移送するためのロボ
    ット式ウェハ移送装置を有する半導体ウェハ製造装置に
    おいて、 前記ウェハ移送装置は、 ウェハグリッパと、このウェハグリッパを載せ、伸縮可
    能な少なくとも一つのアームを有するハウジングとを含
    むウェハグリッパ手段と、 前記ハウジングを載せ、このハウジングを、垂直方向に
    移動させるエレベータ手段と、 前記ハウジングとウェハグリッパは、前記第１及び第２
    の位置でウェハを装填したり、取外したりするためのウ
    ェハグリッパの向きを定めるように、第１及び第２の位
    置に対応した状態の間でピボット運動可能であり、且つ 前記第１及び第２の位置でウェハを装填したり、取外し
    たりするためのウェハグリッパを第１及び第２の位置に
    位置させるために前記アームを伸縮する手段を備え、 前記第１の位置と第２の位置のそれぞれが、ウェハ処理
    真空チャンバ内または真空装填ロックチャンバ内のいず
    れかにあることを特徴とする装置。
17. 【請求項１７】前記第１の位置が、ウェハ処理真空チャ
    ンバ内の実質的に垂直の向きにウェハを支持する位置で
    あり、前記第２の位置が、真空装填ロックチャンバ内の
    実質的に水平の向きにウェハを支持する位置であること
    を特徴とする請求項16に記載の装置。
18. 【請求項１８】前記真空装填ロックチャンバが、ウェハ
    を供給したり、搬出したりするための、前記第２の位置
    から水平方向に離れた第３と第４の位置を更に有し、 前記半導体ウェハ製造装置は、更に前記第３と第４の位
    置の少なくとも１つに、少なくとも一対のウェハ保持容
    器のいずれかを位置させ、ウェハを供給したり、搬出し
    たりするために前記ウェハ保持容器を移動させる指示を
    与えるためのインデックス手段を有することを特徴とす
    る請求項16に記載の装置。
19. 【請求項１９】前記半導体ウェハ製造装置は、更にウェ
    ハ移送ブレード手段を有し、前記ウェハ移送ブレード手
    段は、第１と第２の平らなウェハ保持用端部を有し、ブ
    レードの第２の端部が第４の位置にある時、ウェハグリ
    ッパ手段によってウェハ移送を行うために前記ブレード
    の第１の端部を第２の位置に位置し、ブレードの第１の
    端部が第３の位置にある時、前記ブレードの第２の端部
    を第２の位置に位置するように、水平方向に同心状に往
    復ピボット運動して、前記第１の端部を前記第２と第３
    の位置間で、また前記第２の端部を第２と第４の位置間
    で移動し、且つ関連する第３と第４の位置に位置するウ
    ェハ保持容器の移動により、前記ウェハ保持容器と前記
    ブレードとの間でウェハの移送が達成されることを特徴
    とする請求項18に記載の装置。
20. 【請求項２０】前記第１の位置が、ウェハ処理真空チャ
    ンバ内の電極上のウェハ支持ホルダーの位置であり、且
    つ 前記ウェハ移送装置は、ウェハの背面が電極に接するよ
    うにしてウェハをウェハ支持ホルダーに支持するための
    クリップを更に備え、ウェハグリッパは、前記クリップ
    を開位置へ移動してウェハを電極に装填したり、取り外
    したりできるようにウェハ支持ホルダーの前方からクリ
    ップに係合する手段を備えていることを特徴とする請求
    項16に記載の装置。
21. 【請求項２１】前記グリッパに取り付けられていて、グ
    リッパと少なくとも第１の位置との間の距離を表す電気
    信号を発生するための光学センサと、 前記電気信号に応答して、第１の位置の方向と、前記グ
    リッパ手段と第１の位置間の距離とを決定するための手
    段と、 前記第１の位置の方向と距離の情報を記憶するための電
    子メモリと、 記憶された情報に応答して、グリッパを第１の位置に正
    確に移動してウェハの装填及び取外しを行うようにウェ
    ハ移送装置を制御するための電子駆動手段とを更に備え
    た請求項16に記載の装置。
22. 【請求項２２】前記第１の位置は、ウェハホルダーに関
    連しており、 ウェハホルダーは、複数の実質的に垂直な面を有するウ
    ェハ保持電極を含み、第１の位置に各面を選択的に位置
    するように実質的に垂直な軸のまわりで回転でき、また
    各面は少なくとも１つのウェハを支持するウェハ支持ホ
    ルダーを含み、且つ ウェハ支持ホルダーが電極の各面に複数ある場合に、複
    数の垂直方向のウェハ支持位置間でハウジングの移動の
    ためにエレベータ手段を駆動させるための駆動手段とを
    備えていることを特徴とする請求項16に記載の装置。