JPS58213438A - ウエ−ハ移送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は半導体ウエーノ・処理に関するもので、特許、
カセット型つエーノ・ホルダとウエーノ・処理チェンバ
との間に手導体つエーノ・を自動的に移送する装置に関
するものである。

イオン注入は、半導体ウェーハに不純物を制御しながら
急速に導入する標準的な技術である。イオンビームは、
発生源内で生成され、加速度を変えて半導体ウェーハに
向けられる。不純物は、イオンの運動量を利用して、半
導体材料の結晶格子の中にそれを埋め込むようにして、
半導体ウェーハのバルクの中に導入される。

商業的な半導体処理の主な目的の１つは、単位時間当り
処理されるウェーハの枚数に換算して高生産量を達成す
ることである。処理チェンバ（ステーション）からの出
入れによるウェーハの急速な動作は、高生産を達成する
重要な要素の１つである。しかし、このようなウェーハ
は、汚染、摩耗又は損傷等によってデバイス製造として
役にたたなくなるような非常に光沢のある表面、厚さく
　０．０２５４−０．０５０８　ｔＭ（１０−２０ミル
））、及び大きな直径（５，０８−１２，７ｃｒｎ（２
−５インチ））のために非常に本ろく、容易に損傷を受
けやすい。従って、取扱いに非常に注意を必要とし、手
動によるウェーハ取扱いは望ましくない。

多数のウェーハのパッチ処理は、生産量を改良する１つ
の方法である。しかし、このようにする装置は、多数の
パッチを収納し、ウェーハを手動で装着するだめに非常
に大きく且つ高価である。

更に、パッチ処理装置が故障すると、多数の非常に高価
表半導体ウェーハが損傷を受け、破壊される。

一連のイオン注入装置において、一度に１枚のウェーハ
が処理され、イオンビームは、不純物が適量に達するま
で、ウェーハ表面全域にわたって静電的に走査される。

このような装置は、通常比較的小さく、高価でない。し
かし、ウェーハ移送時間は、ウェーハが処理されるごと
に必要なために、生産量に限界を与える。

高生産量の達成を補助するために、自動移送装置が開発
されてきた。これら装置は、典型的には操作者の介在な
しにウェーハをウェーハ運搬器又はカセットからウェー
ハ処理チェンバの中に移送し、次にカセットの中に戻す
。自動装置の１つのタイプにおいて、カセット状垂直に
取り付けられ、ウェーハは水平に向けられている。その
ウェーハは、真空ビック、空気トラック、駆動ベルト及
び重力を組み合わせて処理チェンノクから出し入れされ
る。このような装置が一般に満足のいく動作をおこなう
一方、水平方向に向けられたウエーノ・上には微粒子が
落やすく、汚染が発生しやすい。

自動ウエーノ・移送装置、すなわちウエーノ・がカセッ
トの中で、処理チェンノＺへの出入れの間中垂直な方向
に保たれる装置は、コード（Ｃｏａｄ）等による１９８
２年１月１９日に発行された米国特許第４，３１１，４
２７　　号に開示されている。開示された装置において
、ウエーノ１は昇降ブレードの端によりカセットから持
ち上げられ、処理チェノ・々のドアの所に位置する真空
チャックまで上昇される。

そのカセットは、ステツル４モータによって起動される
チェーンの駆動によりブレードの上に配置される。その
垂直ウエーノ・取扱い装置は、微粒子による汚染を減少
させ、また、ウエーノ）の端でもって取り扱うので、そ
の上の摩耗、損傷を減少させる。このような従来技術に
よる装置が多くの利点や満足のいく動作を与えるが、一
方それらはいくつかの欠点を有している。上昇ブレード
は、一定の垂直速度を与える空気シリンダによって起動
される。接触によるウエーノ・の破壊を避るため、及び
ウエーノ・を下降させる間重力加速度を超えないように
するために、垂直ブレードの速度に限界を与えなければ
ならない。従って、ウェー・・移送速度は限界がある。

更に他の欠点は、カセット搬送機構と整合させるために
特別注文のカセットが必要となることである。

本発明の一般的な目的は、カセットと処理チェンバとの
間にウエーノ・を垂直に移送する新規で改良された装置
を提供することである。

本発明の他の目的は、一般に使用されているグラスチッ
ク製カセットを自動ウエーノ・移送装置内に正確に配置
する装置を提供することである。

更に、本発明の他の目的は、ウエーノ・をカセットから
処理ステーションに急速に上下させる装置を提供するこ
とである。

更に、本発明の他の目的は、いろいろな大きさのウェー
ハを取り扱うことができる自動ウエーノ・移送装置を提
供することである。

更に、本発明の他の目的は、カセットを配置し、ウェー
ハを持ち上げる単純で安価な駆動装置を有する自動ウエ
ーノ・移送装置を提供することである。

発明の概要 本発明に従うと、他の目的及び利点が垂直ウェーハ持上
げ機構によって個々のウエーノ・を下から接近させるた
めの、両側にそって外に伸びたリゾを有するタイプのカ
セットを正確に配置する装置を有する自動ウエーノ・移
送装置において成し遂げられる。その装置は、カセット
ホルダと垂直ウェーハ持上げ機構に関連してカセットホ
ルダを配置する手段とから成る。カセットホルダは、持
上げ機構、カセットアダゲタ手段、カセット保持手段に
よって接近させるために、上部及び底部全体が開放され
ているハウジングから成る。カセットアダゲタ手段はノ
・ウジングの上部に取付は可能なアダゲタ板から成夛、
そのアダゲタ板はカセット及びカセット支持手段に対応
する大きさの穴を有している。その支持手段は、外に伸
びたリゾによってその穴の中でカセットを支持するため
に配置されている。カセット保持手段は、カセットの一
端を支え、カセットをカセットホルダ内の所足の位置に
保持するように働く、ばねが装着された保持パーを有し
ている。

本発明の他の例に従うと、カセット処理チェンノクとの
間に自動ウェーハ移送装置内に、ウエーノ１の端を下か
ら係合し、そのウェーハをカセットから処理チェンバに
急速に上下さｉる装置を備えている。その装置は、ウェ
ーハの端と整合して係合する溝を備えたアーチ状の先端
を有する垂直に移動可能な昇降ブレード、及び直線経路
にそって昇降ブレードを案内する手段から成る。更に、
その装置は駆動手段及びクランク手段から成り、その駆
動手段はその出力に回転ステッピング運動を与え、その
クランク手段はその駆動手段の出力と昇降手段とを連結
するものである。そのクランク手段の作用は、駆動手段
の回転ステッピング運動を自らの両端近傍で比較的低速
度であるが、中間点で比較的高速度となる往復線形運動
に変換することであり、従ってウェーハが接触したとき
に損傷を受けるリスクが減少し、ウェーハ移送速度が増
加する。

好適実施例 本発明に従う自動ウエーノ・移送装置は、典型的にはイ
オン注入装置に使用される。イオン注入装置の一例が第
１図に示されている。高電圧ターミナルが、電源（図示
されていない）によシ、アースに関して高電位に保たれ
ている。ターミナル２は、所望の種類のイオンビームを
形成するために必要な装置を覆っている。−搬的に、所
望の種類のシス状の原料が採用されている。ガス制御装
置６から生成される発生ガスがイオン発生源８に向けら
れ、そのイオン発生源８は電源１０により付勢され、高
イオンビーム流１８を作る。イオン源に関する技術は一
般的に知られた技術である。イオン発生源８から発散す
るイオンビーム１８は、分析磁石２０によシ質料分析さ
れ、集束される。

分析されたビームは、成分分解口２２、可変スリット２
４を通過し、次に加速管２６を通過する。

その加速管では、ビームは、高電圧ターミナル２からア
ース電位まで注意深く設計された場の傾斜に遭遇する。

四重極レンズ２８のような光学的要素は、ターグツト面
で空間エネルギを集束させるために動作する。Ｙ軸側向
板４０及びＸ軸側向板４２は、ビーム１８をターグツト
面領域全体にわたって方向付けをする静電偏向板となる
ものである。所望の走査ノ母ターンを形成するために各
々の偏向板に印加される波形は、走査装置４４によって
つくられる。

二重ターゲットチェンバ４６は、ビームモニターをおこ
なうためのファラデイ遮蔽５０．５１、ハウジング、ビ
ーム形成マスク４８，４９を含んでいる。自動ウェーハ
移送装置５２．５４は、半導体ウェーハをターダット位
置５６，５８（７）ＪＥ空装置の中に１度に１つ導入し
、ターグツト面に関して同様にそろえ、イオン注入期間
中にウェーＩ・の冷却をおこない、注入の完了後ウェー
ハを真空装置から取り除く。ターグツト位置５６．５８
は典型的にエアーロック内に位置し、偏向されないビー
ム１８の縦軸線６０の両側で水平に配置され、そこで必
要なことは、走査をおこなうためにその縦軸線から約±
７度ビーム偏向をおこなうことである。乞−ムダンｆ　
（ｄｕｍｐ）　６２がターダットチェンパ４６内の縦軸
線６０上に位置し、イオンビームｌＢの中立部分を止め
る。

第１図の装置５２．５４に対応する自動ウェーハ移送装
置が、第２図に略示的に示されている。

その装置は、ｔ１ホ円形半導体ウェーハを１度に１つ、
カセッ）１１０．１１１（各々社多数のウェーハを保持
している）とウェーハ処理チェンバ１１４との間に自動
的に移送する。カセツ）　１１０゜１１１の各々は、上
向きで平行な位置に保持するための多数の平行なスロッ
トを有し、ウェー・・１１２を運び、一時的に貯蔵する
ために使用される。カセツ）１１０，１１１は、典型的
にはグラスチック材でちゃ、第２図の装置において社、
ウェーハ１１２を下から接近させるために底部を開放し
ておかなければならない。ウェーハ処理チェン・々１１
４ｄ真空チェンバで、今の場合、連続したイオン注入に
対して末端ステーションとなっている。

第２図に示されたウエーノ・移送装置はウエーノ・取扱
い手段１２０を有し、その手段１２０は、ウェーハ１２
２を収納し、そのウェーハを処理チェンバ１１４の中に
移動する、処理チェンバ１１４０入口と関連付けられて
いる。移送装置り更に、カセツ）１１０．１１１とウェ
ーハ取扱い手段１２０との間にウェーハ１２２を運ぶだ
めの移送手段１２４、及びその移送手段１２４に関して
カセット１１０，１１１を配置するだめのカセット搬送
手段１２６を有している。更に、この装置は、カセツ）
１１０，１１１内の多数のウェーハ１１２の各々にある
案内フラット部を予めそろえるための整列手段１２８も
含んでいる。ウェーハ移送装置の要素は、適当な枠１３
０に取り付けられている。

ウェーハ取扱い手段１２０は、チェンバドア１３４、第
２図に示されている開放位置と密閉位置との間にチェン
バドア１３４を移動させる手段１３６、及びウェーハ１
２２と係合し、それを所定の角度回転する手段を有して
いる。その手段１３６は剛直な枠部材１３７に取シ付け
られている。ウェーハ１２２と係合し、それを回転する
手段は、回転可能真空チャック１３８、第２図に示され
ているウェーハ収納位置と第３図に示されている引込み
位置との間に真空チャック１３８を移動するだめの、ハ
ウジング１４０内に囲まれたところの手段、及び真空チ
ャック１３８を所定の角度回転する手段を有する。真空
チャック１３８を回転する手段は、モータ１４２及びグ
ロダラム可能な制御手段１４４を有しており、それぞれ
は真空チャック１３８に連結されている。チェソノ９ド
ア１３４は、ウェーハが処理の間向い合って保持される
ところのウエーノ・収納表面、又はグラテン１４６、及
びグラテン１４６を冷却するだめの手段（図示されてい
ない）を有している。ウエーノ・取扱い手段１２０に関
する他の情報としては、ノ・−チル（Ｔ（ｅｒｔｅｌ）
による１つ予−ハ方向付は装置”と題した、これと連続
出願したものを参照。案内フラット部を予めそろえる整
列手段１２８及び真空チャック１３８を回転する手段が
図示されたウェーハ移送装置の特徴ではあるが、本発明
に従う装置に必要な要素ではない。

移送手段１２４は、昇降ブレード１５０及び昇降ブレー
ド案内手段１５１を含む昇降組立体を有している。移送
手段１２４は更に、駆動手段を昇降組立体に連結するク
ランク手段１５４を有している。昇降グレード１５０は
、第６ａ図及び第６ｂ図に示されているように、非常に
取替え容易なブレードチツ７’１５５を有する縦長で薄
い部材である。ブレードチツｆ１５５は、カセット１１
０．１１１内のウェーハと端と端とで係合し、ウェーハ
をウェーハ取扱い手段１２０へと持ち上げるために調節
された溝１５６を備えたアーチ状の先端を有している。

溝１５６は、傾斜した外周端、及び中心で垂直な両側面
を有するスロットを含んでいる。従って、ウェーハがカ
セット内で僅かにずれたときは、ウェーハは溝１５６の
傾斜した側面によってスロットの方に向けられる。ウェ
ーハが垂直スロットの中に嵌まると、上下動の際中にが
たつき運動が防止される。ブレードチップ１５５は、セ
ットねじのような締付は要素により、昇降ブレード１５
０の主要部に取シ付けるための取付は穴１５８を備えて
いる。ブレードチップ１５５の先端の曲率半径は、処理
されるウエーノ・の大きさに対応している。処理される
ウエーノ・の大きさが変化すると、適切な曲率半径を有
する異なるブレードチップ１５５が昇降ブレードに容易
に取り付けられる。昇降ブレード１５０及びブレードチ
ップ１５５０幅及び厚さは、隣接したウエーノ１と接触
することなくカセット１１０，１１１を通過できるよう
な程度である。

昇降ブレード１５０の下端は、案内手段１５１にしっか
りと取シ付けられておシ、その案内手段１５１は、線形
のベアリング１６６によって一対の垂直で平行なゾール
シャフト１６４に連結した運び台１６２を有する。？−
ルシャフト１６４は枠１３０に上端及び下端で固定され
、運び台１６２及び堺降ブレード１５０に直線的な垂直
運動をさせる。

駆動手段１５２は、タイミングベルト１７２を介して機
械的ステッパ１７６に連結されるモータ１７０を有−シ
ている。その機械的ステツＡ１７６の出力は駆動手段１
７８の出力である。機械的ステラ／１１７６が起動する
と、出力１７８は半回転し、昇降プレード１５０を昇降
させる。機械的ステラ／１１７６は安価な微力モータに
よって駆動できる。

クランク手段１５４は、駆動軸線１８２のまわシに回転
するように駆動手段１５４の出力１７８に連結された第
１クランクアーム１８０を有する。

第２クランクアーム１８４の一端は、第１クランクアー
ム１８０に連結され、駆動軸線１８２と平行で、そこか
ら距離があけられた中間軸線１８６のまわシで枢動する
。第２クランクアーム１８４の他端は運び台１６２に連
結され、中間軸線１８６に平行な外側軸線１８８のまわ
りで枢動する。中間軸線１８６は、その中間軸線１８６
と駆動軸線１８２との間よりも長い距離だけ外側軸線１
８８からはなれ、クランク手段１５４の適切な動作を確
実にする。クランク手段１５４の動作は、第２、第３及
び第５図に記載されている。第５ａ図−第５ｅ図は、ク
ランク手段１５４が昇降グレード１５０の上端位置から
下端位置に動く際における、第１クランクアーム１８０
０４５度ずつ増加していくクランク手段１５４の動作を
図示している。

第５ａ図は、第２図に示されているように・、上昇した
昇降グレード１５０を伴なったクランク手段の形状を図
示するが、第５ｅ図は、第３図に示されているように下
降した昇降ブレード１５０を伴なったクランク手段１５
４の形状を図示している。

開示されたクランクの形状は、ウェーハ移送において特
に利点がある。昇降ブレード１５０が上昇すると、それ
は低い初期速度を有し、その移動の中間部で高速度まで
急速に加速され、次にそれがチェンバドア１３４の近傍
に達すると低速度まで急速に減速される。低速度になる
ことで、ブレードチツゾ１５５がウェーハと接触する際
にウェーハを傷付ける可能性が減少する。移動の中間に
おいて比較的高速になることは、ウェーハ移送の速度を
増加する。下降している間、昇降グレード１５０の加速
度は、重力加速度以下に保たれなければならない。昇降
ブレード１５０が下降中に重力加速度を超えると、ウェ
ーハ１２２は空中に残されることになる。

本発明に従う移動手段１２４の一例において、第１クラ
ンクアーム１８ｏの有効な長さは１３．３４ｃｍ　（５
，２５インチ）で、第２クランクアーム１８４の有効な
長さは１５．８８ｃｍ　（６，２５インチ）である。機
械的ステラ）！１７６はモーション・コントロール（Ｍ
ｏｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　）社製のＬ１００５Ｂ　
−２５２３９型であり、モータ１７０はゲーデイン・エ
レクトリック・コーポレイション（ＢｏｄｉｎｅＥｌｅ
ｃｔｒｉｃ、　Ｃｏ、　）社製のＭＣｌ−１３Ｄ３　１
／３０　　ノ！ワーホースギアモータ型のものである。

これらを配置すると、昇降ブレード１５０は十秒当ｊＤ
２６．６７ｍ（１０，５インチ）の垂直ストロークを重
力加速度以下の加速度に保ったままおこなえる。

カセット搬送手段１２６はカセットホルダ２００を有し
、そのホルダ２００は、片側でゾール反転ナツトを介し
て？−ル反転シャフト２０４に連結され、向い合った片
側では線形−アリング２０６を介してゾールシャフト２
０８に連結されている。

ゾール反転シャフト２０４は、カセットホルダ２００に
ステツブを刻む運動をおこなわせる駆動手段２１０によ
って起動される。ゾール反転シャフト２０４及びゾール
シャフト２０８ｉ！：枠１３０上にブロック２１２及び
２１４をそれぞれ取り付けることによシ支持されている
。

カセットホルダ２００は第７図−第９図に示され、ハウ
ジング２２０、カセットアダゲタ２２２及びカセット保
持手段２２４を含んでいる。ハウジング２２０は、２つ
の幅の狭い端部材２２８によって端で相互を連結された
２つの平行な側方部材２２６を含んでいる。ハウジング
２２０は、昇降グレード１５０によってウェーハを昇降
させるために、上部及び下部で開放されている。ハウジ
ング２２００両端の下端部もまた、最下位にある昇降プ
レード１５０全体がホルダ２２０を通過できるように開
放されている。

第７図−第９図の例において、カセットホルダ２００は
２つのカセットを収納するように設計されている。ホル
ダの縮尺にょシいくっでもカセットを収納できることは
わかるだろう。カセットアダゲタ２２２は、ハウジング
２２０の上部に取り付けられ、カセットの外部寸法よシ
僅かに大きくて通過できる穴を有している。その穴のま
わりで７／７’夕板２３０の上部には、カセッ）　１１
０゜１１１を支持する２組の支持ブロック２３２．２３
３．２３４．２３５が取）付けられている。

向い合った組の支持ブロック２３２及び２３３．２３４
及び２３５はクロスパー２３６により安定にされている
。カセッ）１１０，１１１は、上方に伸びたリブ２３８
（第９図によく示されている）を有するタイプの標準的
なグラスチックカセットでよい。このようなカセットは
セミコンダクタ・エクイツゾメント噂マニファクチャー
・インダス）　＋７　（ＳＥＭＩ　）社製の標準的なも
のであシ、半導体産業に・おいて広く使用されている。

支持ブロック２３２，２３３．２３４，２３５は、リプ
２３８を受は入れ、ホルダｚｏｏ内、にカセッ）　１１
０゜１１１を横方向に位置付けるためのノツチ２４０を
備えている。更に、支持ブロック２３２，２３３．２３
４．２３５の１つは他のノツチ（図示されていない）を
備えておシ、そのノツチはカセットのキーイング突起と
整合し、カセットがホルダ２００の中に誤って挿入され
るのを防止する。カセットアダゲタ２２２は、素早く取
り外せる締付は具２４２によシハウジング２２０に取り
付けられている。締付は具２４２を取シ外すと、カセッ
トアダゲタ２２２は、ハウジング２２０から容易に取シ
除け、異なる大きさのカセットのためにカセットアダゲ
タと容易に変換できる。従って、カセットホルダ２００
はどんな大きさのカセットも容易に受は入れることがで
きる。

カセット保持手段２２４は保持パー２５０゜２５２を有
し、そのパーは各々のカセツ）１１０゜１１１の一端を
それぞれ支え、カセットホルダ２００内の所定の位置に
それらを保持する。カセット１１０，１１１及びカセッ
トホルダ２００の大きさが変化しても、保持パー２５０
，２５２によって補整される。更に、カセツ）　保持手
段２２４は、側方部材２２６の各々の上部に摺動可能に
取付けられた、縦長のリリース（ｒｅｌｅａｓｅ　）ノ
々−２５４を含んでいる。リリースノ４−２５４は、そ
のリリースパー２５４内の細長い孔２５８を貫通する締
付け２５６により側方部材２５６に取付けられている。

従って、ＩＪ　ＩＪ−ス／４−２５４は、細長い孔２５
８の長さによって決定される量だけカセットホルダ２０
０の両側にそって縦に自由に摺動する。第７及び第８図
を参照にして、ＩＪ　ＩＪ−スパー２５４は、リリース
ノ４−２５４と側方部材２２６との間に取り付けられた
引張シばね２６０によって右方に正常に引っ張られてい
る。保持／４−２５０は側方部材２２６内の細長い孔を
貫通し、リリースパー２５４にしつかυと取シ付けられ
ている。従って、保持パ、＝２５０は、カセット１１０
の一端に対してばね２６０によシ独立に力が加えられて
いる。保゛持／＃−２５２は、側方部材２２６内の細長
い孔を貫通し、リリース／”−２５４内の細長い孔２６
２を貫通する。保持１４−２５２の両端は、側方部材２
２６に一対の引張りばね２６４に連結されている。ばね
２６４は保持”−２５２にのみ作用し、カセット１１１
の一端に対してそれに力を加える。上述した配置では、
ばね２６０．２６４が保持パー２５０，２５２のそれぞ
れに装着されているリリース／＃−２５４は、カセット
１１０．１１１を挿入し、取り除くために左方へ押し付
けられる。このようにすることによシ、保持パー２５０
は直接左方へ動き、保持パー２５２は、細°長い孔２６
２の末端に達するまで定常的に保たれる。この地点から
、保持パー２５２はリリース１４−２５４によって左へ
動き、カセット１１０．１１１の両方とも張力から開放
される。

再び、第２図−第４図を参照にして、駆動手段２１０は
、スリツノクラッチ２７１及び機械的ステラ／４２７２
を介してゾール反転シャフト２０４に連結されたモータ
２７０を有している。機械的ステツ１！　２７２の起動
に依存するこの配置によって、カセットホルダ２００を
連続的に又はステツブを刻む運動をおこなわせることが
できる。機械的ステツノタ２７２がステッピングモード
で作動すると、それをカセットホルダ２００をカセット
１１０．１１１内のウェーハ１１２の間の距離と等しい
距離だけ進める。従って、ウェーハ１１２のどれもが昇
降ブレード１５０の上方に直接に配置できる。機械的ス
テラ／４２７２を使用することによって、比較的安価な
微小力の連続モータ２７０を使用することができる。ス
リツノクラッチ２７１の使用により、操作者は安全にな
シ装置の動作が不注意に停止されることから機構は保護
される。

？−ル反転シャフト２０４及びゾール反転ナツト２０２
を使用することで、回転運動を線形運動に正確に変換し
、ゾール反転シャフト２０４の末端にゾール反転ナツト
２０２が達したときに、その移動方向を自動的に逆転す
る。従って、可逆的な駆動機構を必要としない。一定力
のばね２７６が枠１３０上に取り付けられ、柔軟なケー
ブル２７８によってカセットホルダ２００に取り付けら
れている。一定力のばね２′７６はカセットホルダ２０
０を常に一方向に押し、ゾール反転機構内のあそびに対
して補整をおこなう。このことは更に、昇降ブレードｆ
′□５０上にウェーハを正確に配置することを保証する
。機械的ステップ２８０がカセットホルダ２００の移動
の１つの先端に設けられている。カセットホルダ２００
が先端位置に達すると、リリースパー２５４は機械的ス
テップ２８０によって左方に押しつけられ、カセットは
カセットホル／２００に脱着可能となる。カセットホル
ダ２００の移動と等しい長さを有するストリッツ抵抗器
が、？−反転シャフト２０４の近傍に位置する。カセッ
トホルダ２００と共に移動するように取シ付けられた接
点２８４が、カセットホルダ２００の位置を示す電気信
号を制御回路に与える。

ウェーハ１１２の各々の案内フラット部を予めそろえる
ための整列手段は、カセツ）１１０゜１１１の１つの中
ですべてのウェーハ１１２の端と同時に接触するように
カセット１１０，１１１の下に配置されたローラ２８８
を有している。ロー２２８８は、それに連結されるモー
タ２９０によって回転できるシリンダ形をし、空気シリ
ンダ２９２によって整列位置に向って上方に、そして引
込み位置に向って下方に移動可能である。整夕１ｊ手段
１２８は更に、カセット１１０．１１１の下方に位置す
る、平な面２９６を有する要素２９４を有することもで
きる。その要素２９４は、平表面２９６がウェー、−１
１２と接触する整列位置に向って上方に、そして引込み
位置へと下方に移動可能である。要素２９４は、空気シ
リンダ２９８によって上下に移動する。

上述したウエーノ・移送装置の操作は、第２図−第４図
を参照にして説明する。ここで説明するウェーハ移送装
置の自動操作が、指定時刻に指定期間に各機構を起動す
る装置制御装置（図示されていない）によって制御され
ることはわかるであろう。その制御装置は専用（ｄｓｄ
ｌｅａｔｅｄ　）電子制御装置でもよく、また適当なイ
ンターフェイスを介して動作するコンピュータでもよい
。

まず、操作者は、カセット搬送手段１２６の右端に位置
したカセットホルダ２００内にカセット１１０．１１１
を置き、装置の動作を開始する。

ホルダ２００は、ゼール反転シャフト２０４及び駆動手
段２１０によってローラ２８８の上方の位置まで移動さ
れる。ロー２２８８は整列位置に向って上方に移動し、
回転する。ローラ２８８の回転によって、ウェーハの案
内フラット部がカセット１１０の底でロー２２８８と接
するまでオウエーハ１１２の各々を回転する。次にロー
ラ２８Ｂは引き込み、ホルダ２００は、カセット１１０
が要素２９４上に位置するように移動され、次にその要
素２９４は整列位置に向って移動する。平な面２９６は
ウェーハ１１２の各々を僅かにもち上げ、次に下げ、従
ってウェーハの各々の案内フラット部をカセット１１０
の底部に正確に配置させる。要素２９４の動作は、ロー
ラ２８８の動作後における微小な変化を取り除き、案内
フラット部の整列を保つ。

カセット１１０は次に、ウェーハ１１２の１つが昇降プ
レーＦ１５０の真上の位置にくるまで、カセット搬送手
段１２６によって移動される。そのブレード１５０は、
それがウェーハ１２２と下から接し、溝１５６内でウェ
ーハ１２２の端と係合するまで、上述したように、駆動
手段１５２及びクランク手段１５４の動作で上昇する。

ブレード１５０はカセット１１０を貫通して移動し、第
２図に示すように開いたチェンバドアの近傍の位置まで
ウェーハ１２２をもち上げる。真空チャック１３８は、
チェンバドア＋１３４からウェーハ収納位置まで外に向
って伸び、ウェーハ１２２の裏面を真空吸引動作によシ
ウェーハ１２，２を保持する。次に、昇降ブレード１５
０は下降する。第２図は、ウェーハ１２２が真空チャッ
ク１３８へと移されるところの動作を図示している。

真空チャック１３８が引き込む前、又はチェンバドア１
３４が密閉位置まで動く前に、ウェーハ１２２は所望の
方向に回転する。ウェーハがカセツ）１１０内で予めそ
ろえられているので、所定の角度変位まで真空チャック
１３８を回転することでどの方向にも望み通シおこな得
る。真空チャック１３８の回転の方向は、これとともに
した一連の出願に詳細に記載されている。真空チャック
１３８の回転によるウェーハの方向付のあと、真空チャ
ック１３８はチェンバドア１３４の中に引き込み、ウェ
ーハ１２２は引込んだ真空チャック１３８の吸引によっ
て！ラテン１４６に向って保持されている。次に、空気
シリンダ１３６は、チェンバドア１３４を密閉位置に移
動させるべく起動される。チェンバドア１３４が開放さ
れたときに、チェンバドア１３４の近傍の空気ロックが
真２１”−）弁３００によって処理チェンバの主要容積
から典型的に隔離される。空気ロックは、チェンバドア
１３４が密閉された後に真空にするのに必要な吸込み容
積を最小にする。チェンバドア１３４が密閉された後、
空気ロックが抜かれ、真空ダート弁３００が開けられ、
ウェーハの処理がおこなわれる。ウェーハ１２２は、ば
ね力が装着されたウェーハ締めリング３０２によってグ
ラテン１４６に向ってその周囲にそってしっかりと締め
付けられる。この実施例において、ウェーハ１２２の処
理は、半導体ウェーハ１２２の材料に所定の一様な不純
物の量を与えるために一様な繰返しノ４ターンでもって
ウェーハ表面全体にわたって集束ビームを走査すること
を含む。

ウェーハ１２２の処理が完了したときに、真空デート弁
３００は閉じ、チェンバドア１３４は空気シリンダ１３
６の起動によシ開放される。次に、回転して元の位置に
戻った真空チャックが伸び、昇降ブレード１５０は、溝
１５６がウェーハと係合するまで上昇する。そのときに
、真空チャック１３８はウェーハ１２２を放し、チェン
バドア１３４の中に引き込む。ウェーハ１２２は、それ
が元に戻ってカセット内の同じ位置へと昇降ブレード１
５０によって下降する。昇降プレー）”１５０はカセッ
ト１１０の下の低端位置に移動し、カセット１１０は、
カセット搬送手段１２６によって次のウェーハ位置へと
割シ出される。昇降ブレード１５０は次のウェーハをチ
ェンバドア１３４までもち上げ、上述した処理が繰シ返
される。カセット１１０．１１１内のウェーハ１１２の
各々がこの手順に従って進められたとき、カセットホル
ダ２００は、カセット搬送手段によって右方に戻され、
カセツ）１１０，１１１は操作者によって取シ除かれる
。

従って、カセットと処理ステーションとの間にウェーハ
を自動的に垂直移送するための新規で改良された装置が
、本発明によシ提供される。その装置は、標準的なグラ
スチックＳＥＭＩカセット及びいろいろな標準的なおお
きさのウェーハの位置決めが正確におこなえる。工業的
標準カセットを使用することで、゛特別に設計されたカ
セットの中にウェーハを移送するといった工程を削除で
き、移送に伴う損傷のリスクを除去できる。本発明は、
ウェーハの損傷というリスクを増加させることなくウェ
ーハを急速に昇降させる垂直持上げ機構を備えている。

本装置は、カセットを位置付けるため、及びウェーハを
もち上げるための単純で安価な駆動装置を利用している
。本装置はウェーハに所定の角度の向きを与えることが
できる。更に、駆動機構はスリップクラッチを利用する
ことで操作者を安全にし、機構の保饅を保証している。

目下考えられたいろいろな好適実施例が示されているけ
れども、当業者であれば、特許請求の範囲に基づ〈発明
の思想から逸脱することなくいろいろな変形及び贅更が
おこなえることは明らかである。　　　　　゛

【図面の簡単な説明】

第１図は、イオン注入装置の上から見た略示図である。 第２図は、昇降ブレードが上昇している自動ウェーハ移
送装置の簡易側面図である。 第３図は、昇降グレードが下降している自動ウェーハ移
送装置の簡易側面図である。 第４図は、自動ウェーハ装置の簡易平面図である。 第５ａ図−第５ｅ図は、第２図−第４図のウェーハ移送
装置に使用されたクランク動作の説明図である。 第６ａ図及び第６ｂ図は、第２図−第４図のウェーハ移
送装置に使用された昇降グレードの説明図である。 第７図は、第２図−第４図のウェーハ移送装置に使用さ
れたカセットホルダの平面図である。 第８図は、第７図のカセットホルダの側面図である。 第９図は、最下位にある昇降ブレードを説明する第７図
のカセットホルダの端面図である。 〔主要符号の説明〕 ８・・・イオン発生源　　　　　　１８・・・イオンビ
ーム２０・・・磁石　　　　　　　　４０．４２・・・
偏向板４４・・・走査装置　　　　　　　５０．５１・
・・ファラデイ遮蔽５２．５４・・１動つエーノ・移送
装置６２・・・ダンプ　　　　　　　　１１０，１１１
・・・カセット１１４・・・チェノＡ　　　　　　　１
２８・・・整列手段１３４・・・チェンバドア　　　　
１３８・・・真空チャック１４０・・・ハウジング　　
　　　１４２・・・モータ１４６・・・グラテン　　　
　　　１５０・・・昇降ブレード１５５・・・チッグ　
　　　　　　１５６・・・溝１６４・・・シャフト　　
　　　　１６６・・・ベアリング１６２・・・運び台　
　　　　　　１７６・・・ステッパ１８０・・・第１ク
ランクアーム　１８４・・・第２クランクアーム２００
・・・カセットホルダ　　　２０２・・・ゲール反転ナ
ツト２０４・・・ぎ−ル反転シャフト　２２０・・・ハ
ウジング２２２・・・カセットアダシタ　　２２４・・
・カセット保持手段２３０・・・アダプタ板 ２３２．２３４．２３５・・・支持グロック２３８・・
リグ　　　　　　　２４０・・・ノツチ２５０．２５２
・・・保持バー　　２５４・・・リリースパー２５８・
・・孔　　　　　　　　　２７１・・・クラッチ２７２
・・・機械的ステツノ９ 特許出願人　　パリアン・アソシエイッ拳インコーポレ
イテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、垂直ウエーノ・持上げ機構によって個々のウェーハ
   を下から接近可能にするための、両側にそって外に伸び
   るリプを有するタイプのカセットを正確に配置する自動
   ウエーノ・移送装置であって、 （４）ａ）前記持上げ機構によって接近可能にするため
   に上部及び底部が全体に開放され九ノ・ウジングと、 ｂ）咳ハウジングの上部に取付は可能で、前記カセット
   と対応した大きさの穴を有するアダゲタ板を含むカセッ
   トアダプタ、及び前記外に伸びるリプによって前記カセ
   ットを前記穴の中に支持するために配置されたカセット
   支持手段を含むカセットアダゲタ手段と、 Ｃ）カセットの一端を支え、前記カセットホルダ内の所
   定の位置にカセットを保持する、ばねが装着された保持
   パーを有するカセット保持手段と、 から成るカセットホルダと。 （Ｂ）＃記カセットホルダを前記垂直持上げ機構に関し
   て配置する手段°と、 から成る装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、 前記保持パーは、前記ハウジングの両側に摺動可能に連
   結された一対のＩＪ　ｊＪ−スパーに連結され、そのリ
   リースパーは力を加えることで前記ハウジングにそって
   縦方向に摺動し、カセットの挿入又は除去のために前記
   保持パーを解放するところの装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された装置であって、 前記アダシタ手段を前記ハウジングから容易に着脱可能
   にすることで、いろいろな大きさのカセット用アダプタ
   手段が前記カセットホルダに容易に取り付けられるとこ
   ろの装置。 ４．特許請求の範囲第２項に記載された装置であって、 前記カセット支持手段が、前記外に伸びたリグを収納す
   るため、及び前記ホルダ内にカセットを配置するための
   ノツチを各々に有する多数のブロックを含んでいるとこ
   ろの装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載された装置であって、 前記カセットホルダが少なくとも２つのカセットを収納
   するように作られ、前記カセット保持手段が各カセット
   と組み合う個々にばねが装着された保持・ぐ−を含んで
   いるところの装置。 ６、特許請求の範囲第５項に記載された装置であって、 前記リリースパーがそこに力を加えることで前記各保持
   バーを開放するところの装置。 ７、特許請求の範囲第２項に記載された装置であって、 前記カセットホルダを配置する前記手段が、前記カセッ
   トホルダに連結されたボール反転手段及び該ゴール反転
   手段に連結された駆動手段を有し、 前記駆動手段及び前記ゴール反転手段が前記′カセット
   ホルダを線形経路にそって移動させるところの装置。 ８、特許請求の範囲第７項に記載された装置であって、 前記駆動手段が機械的ステツノ４を介して前記ゴール反
   転手段に連結される連続動作モータを有することから、
   前記カセットホルダが前記機械的ステツノ９の起動でス
   テッピングモードで、又は連続的に移動することができ
   る装置。 ９、特許請求の範囲第８項に記載された装置であって、 前記配置する手段による配置の不正確さを減少させるた
   めに、前記装置内で前記カセットホルダと枠部材との間
   を連結する一定カのばねを更に含むところの装置。 １０、特許請求の範囲第９項に記載された装置であって
   、 前記線形経路の移動の一端に組み合わされ、前記カセッ
   トホルダがその近傍に位置したときに前記リリースパー
   に力を加える機械的ストラグを更に含むところの装置。 １１、特許請求の範囲第１θ項に記載された装置であっ
   て、 前記モータがスリラグクラッチを介して餉記機械的ステ
   ツ・ぐに連結されることで、前記装置の動作は、その運
   転が妨げられるときに停止するところの装置。 １２、多数のウェーハを保持するカセットと処理ステー
   ションとの間でウェーハを自動的に移送する装置におい
   て、 ａ−）　　前記ウェーハの端と整合して係合する溝を備
   えたアーチ状の先端を有する垂直に移動可能な昇降ブレ
   ードと、該昇降ゾレードを案内する手段とを有する昇降
   手段と、ｂ）駆動軸線のまわりに回転ステッピング運動
   を′出力に与える駆動手段と、 Ｃ）核駆動手段の出力と前記昇降手段とめ間に連結され
   るクランク手段であって、 前記回転ステッピング運動を、前記ウェーハが接触を受
   けたときに損傷のリスクを減少させるためにその両端で
   比較的低速で、ウェーハ移送速度を増加させるためにそ
   の中央で比較的高速となる線形往復運動に変換するクラ
   ンク手段と、 から成る、ウェーハの端を下から係合し、つ′エーハを
   前記カセットから前記処理ステーションへと急速に昇降
   させるための装置。 １３、％許請求の範囲第１２項に記載された装置であっ
   て、 前記クランク手段が、 イ）前記駆動軸線のまわシに回転するために、前記駆動
   手段の前記出力に連結される第１クランクアームと、 口）一端が前記駆動手段と平行で、そこから一定の間隔
   がおかれた中間軸線のまわりに駆動するように前記第１
   クランクアームと連結し、 他端が、前記中間軸線と平行で、前記中間軸線と前記駆
   動軸線との距離よシも長い距離だけはなれている外側軸
   線のまわりに枢動するように前記昇降手段に連結されて
   いるところの第２クランクと、 から成る装置。 １４、％許請求の範囲第１３項に記載された装置であっ
   て、 前記昇降ブレードを案内する前記手段が、垂直に取り付
   けられたビールシャフトと、線形ベアリングを介して前
   記ポールシャフトに連結され、前記昇降ブレードに連結
   される、垂直に移動可能な搬送手段とを有することで、
   前記搬送手段及び前記昇降ブレードが前記ビールシャフ
   トによって前記線形経路にそって案内されるところの装
   置。 １５、特許請求の範囲第１３項に記載された装置であっ
   て、 前記昇降ブレードが前記溝を備えた前記アーチ状の先端
   を有する容易に着脱可能なブレードを含むことから、い
   ろいろな大きさのウエーノ・を持ち上げるのに適したブ
   レードチッグが前記昇降ブレードに容易に取り付けられ
   るところの装置。 １６、特許請求の範囲第１５項に記載された装置であっ
   て、 前記駆動手段が機械的ステツ・母を介して前記クランク
   手段に連結される連続動作モータを有することで、前記
   昇降ブレードが前記ステツＡの起動で昇降できるところ
   の装置。