JPS61228648A - 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

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】 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ツ
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、プラズマエツチング技術を
利用することが望まれる゛。

このプラズマエツチング技術では、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、
ボ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１
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必要とされ
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。このような内面又は六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（ＦＩＮＧＥＲＣＨ
ＵＣＫ　　ＡＮＤ　　ＭＥＴＨＯＤ　　ＦＯＲＨＡＮＤ
ＬＩＮＧ　　ＡＲＴＩＣＬＥＳ）Ｊ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
な取り付は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
り付は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、米国カリフォルニア
州すンタクララに所在するアプライド・マテリアルズ・
インク（＾ｐｐｌｉｅｄ　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（Ｆｌｉ
ｎｔ）氏等の米国特許第４，４５７，６６１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−セルに取り付け、このカル−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−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
に取り付けられた抑圧ビンによってピボット運動して開
くようにされる。カル−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０次いで、チャックは、移送
ブレードと、トレイ上のつエバ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抑圧器具は、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、クリップ抑圧器具
（第４Ａ図の抑圧器具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はバネ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。このようなりリップの取付力及び構造では、前方
から係合することができない、即ち、前方から抑圧ビン
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０手短に云えば、プリント氏等の
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１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１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１
周囲雰囲気中の粒子や水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１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ツチング／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電外しするロボッ
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１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）Ｊ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つの移送ステージ１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
容器を装着しく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は取る）
そして各々のカセット取り外し及び再装填ステージ１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ステージ扁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、２位置によって
定められた中心に対する０回転運動と、２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ステージ扁ンと
、ヘクソードの垂直第４ステーシヨンとの間でウェハを
移送し、この第４ステーシヨンではロボットがウェハを
設置したリウエ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叉の
ブレードであり、これは、ブレード端が第１及び第３ス
テーシヨン又は第２及び第３ステージ藁ンに位置設定さ
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１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ステーシヨン）に配置され、カセットがインデック
ス装置によって１位置上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ステーシヨンに配置されて、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は取る。

これに対し、逆の方向（例えば１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
取外しステージ１ン（第２ステーシヨン）にある受は取
りカセットへとビボッ°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。ＣＣＷ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ステーシヨンへ送ら
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ステーシヨンに
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１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２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
ハをヘタソード上に放す、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２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ニハブ、
リッパ即ちヘッドを備え、これらのフィンガは、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ＲｅＺ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）ベースに対しその棗さ
を実質的に横切る方向に回転するようハブに取り付けら
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０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０本発明の別の特徴においては、
プ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名０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抑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
６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１通気入ロラインフィルタと、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及び垂直に向けられたパッチ式のプ
ラズマエツ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
モリマツプを使用して、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、プラズマエツチング装置であり、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０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内のウニへ保持ヘクソード１８を操作できるよう
になっている。ウェハエツチングシステム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　′　び 第１図を更に参照すれば１本発明の要旨である処理チャ
ンバ６は、高周波（ＲＦ）プラズマエツチングチャンバ
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１
２及びカバー１４を含んでいる。このカバー１４は、１
５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０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１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２０の近くに取り付けられ、チャンバ６にエツチング
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
ィールドにエツチングプラズマを発生させるためである
０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１１（図示せず）を含んでいて。

ガス制御系統１８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［２８は、複数の質量流量制
御器で構成される。ＲＦ糸系統よって反応ガスからエツ
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糸系統、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１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３
８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０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０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。番台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６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ツチングする場合は、
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。酸化エツチングのよ
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
、成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５Ｏ−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によって乎スプリング
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。この取り付は構成により
、スプリング５４及びクリップ５０は、スプリング取り
付は点５８又はその付近でピボット運動し、これらのク
リップは１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５
９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１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リウェハを台
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（１２，７ｍ）Ｘ幅０．２インチ（
５，１ｓ）×厚さ０．００４インチ（０，１■）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、ヘタソード１８上にカバ
二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。

ウェハ　　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１
９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！！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
はエツ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１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８２−８
２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軸ロボツト
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−２２
Ｇ　（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１２
Ｂ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λｊシ仁とΔ糸１゜ 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ｉ
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ｌ
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１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１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８８−８８がシリンダ８４によって
ピボット回転されてはゾ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１６７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Ｗ１６８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、装填チャンバのペースプレート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、装填位置６８の間で
約９０６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９０８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９ＱＲ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９ｏ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６
０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１２
０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１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
たポールブッシングハウジング１３２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、２２Ｇ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１
４図）は、水平シャフト１２６−１２６に枢着される。

シャフト１２６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はブ
ラケット組立体１２９に装着される。可逆のθモータ１
２８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０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１２２
２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個のリニアなポ
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１
４８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１選択された台位＠２２Ａ−Ｃ又は
移送位１ｉ７３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１ｉ７３又は台位１ｉ２２Ａ−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１６０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
付はブロック１７８−１７８によって基部１６０に取り
付けられており、この取り付はブロック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バ一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バ一リンク構成
体は、シャフト及びハブ１６６の回転を、アーム１６６
−１６６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図を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においてリンク上８０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、はゾ平行なパイプ式の４バ一リンク構成体
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１
７６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１７
８、リンク１８０／１７４の交点及びリンク１８０／１
７２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アーム
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はゾ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。

１ｊ」Ｊム七設遁１゜ 本発明のウェハエツチングシステムの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１次いで、成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１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。

装填口ツク機構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１８１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１
８４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が層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０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１層
流に関連して速度がゼロの場合には１粒子を取り上げる
ような粘性力が与えられない、従って１通常の通気／排
気サイクルの前に低速通気ｌ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。

７　（／を弓−１級 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１８７内に取り付けられ（第１４図
）、第２及び第３のフィルタは１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
１１０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１
８６は。

直径０．０００００４インチ（４Ｘ１０−”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
す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１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１８
６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０手短に云えば、ロボットフィルタ１
８６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オヤンバを装填ロッ
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１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１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１
８１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・ヤニ
ファクチャリングカンパニー（Ｎｉｎｎａｓｏｔａ　Ｍ
ｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃ
ｏｍｐａｎｙ）から入手できる型式６フイルトレイト（
Ｆｉｌｔｒｅｔｅ）１１ｈ４１４３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（Ｍｉｌｌｉｐｏｒ
ｅ）円筒フィルタである。排気フィルタ１８８は、直径
４インチ×棗さ１２インチのミリボア（Ｍｉｌｌｉｐｏ
ｒｅ）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 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、位置メモリマツピングに
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１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、１０５−１０５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。

Ｖ　Ｅ　Ｍ　（Ｖｅｒｓａ　Ｍｏｄｕｌａｒ　Ｅｕｒｏ
ｐｅａｎ）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ビツトの６８０００マイク
ロプロセツサ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１９４ヘインター
フエイスされる。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ＣＹ５
２５というＩＣチップである。エレコーダ／カウンタ１
９４は、標準のアップ・ダウンカウンタである。又、制
御量は、典型的に、ダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリ（ＤＲＡＭ）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（ＲＯ
Ｍ）。

スタティックＲＡＭ　（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ツピングに
使用する不揮発性の電子的に変更可能なＥ　Ｅ　Ｐ　Ｒ
ＯＭ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相モータクロツク及び方
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、Ｒ２Ｏ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１９
７が使用される。市販のデジタルシャフトエンコーダ１
９８（特に、光学式の直角位相エンコーダ）は、方向及
びク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１９
４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１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
量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。１０
２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
にあるかないかにっ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１０４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ツ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８
４−８４によって水平の開位置に保持された状態で１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
ック装置６７の場合にはエツ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１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
インデックス位置ヘビポット回転する。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０．１■Ｔｏｒｒの圧力に最終的にボンピングされる
。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１１６７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ヘビ
ポツト回転され、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４８−４８　（第２図）にのせられる、アーム１
６８−１８８　（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、ロボットが半時針方向に移送位置７３へとピボッ
ト回転し１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９
０Ｕ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７ｏ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０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に向がって回転し、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２
０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、力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半時針方向に回転され、ゲートバル
ブ９は閉じられ１次のエツ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。

亘１１１ａ五五籐 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に対する番台２
２の位置が測定され、制御器１０のメモリに記憶される
。このメモリマツピングは、ウェハ１７をヘクソード１
８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２
１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６
０を備え。

このロボットは、センサ１０４を取り付けるグリッパ１
２０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−では、このセンサは、Ｈ
Ｐ　　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　、
５　ｍ　ｍ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、番台
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１０
３（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１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４
１１１　（Ｕｌ、　Ｖｌ）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、■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＝ａｔａｎ　（（Ｕ２−Ｕｌ）／（Ｖ２−Ｖｌ））
となり、これは１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くＵ３．
Ｖ３）が決定される０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、（Ｒ２Ｏ，２）の台位置を定めるもの
で、これは、ＥＥＦＲＯＭに記憶される。

ユ胤 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３
０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ミリトー
ル未渦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ミリトールに減
圧され、１０−１ミリトールで作動する。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かであろう。

エツチングシステムについて説明したが１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１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１本発明のウェハ把持グリップを含
むヘクソード力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１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、クリップ抑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ツピングシ
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 手続補正書（方式） ６１．４．２４ 昭和　　年　　月　　日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿　　　　　　　°橿１
１、事件の表示　　　昭和６１年特許願第１１７９７号
２、発明の名称　　ロボット式のオートローダ及び装填
ロック機構を備えた半導体想理システム ３、補正をする者 事件・との関係　　出願人 ４、代理人

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１及び第２の斜めに向いた位置間でウェハを両
   方向に移送するためのロボット式のウェハ取扱システム
   において、 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
   の把持フィンガを有したウェハグリッパと、 各々の上記第１及び第２の位置でウェハを装填及び取外
   しするために、上記把持フィンガと上記第１及び第２の
   位置とを整列させるように上記把持フィンガを上記第１
   及び第２の斜めに向いた位置間でピボット運動させる手
   段と、 上記把持フィンガ手段を取り付けていて、これを上記第
   １及び第２の位置間で移動し、ウェハを装填及び取外し
   するようにこの把持フィンガ手段を位置設定するような
   ウェハ移送装置とを具備したことを特徴とするウェハ取
   扱システム。
2. （２）上記第１の位置は、ウェハ処理チャンバ内のウェ
   ハ処理装置上に定められた実質的に垂直の向きのウェハ
   支持位置であり、上記第２の位置は、別々のウェハ装填
   及び取外し位置より成る実質的に水平の向きのウェハ支
   持位置であり、上記ウェハ取扱システムは、更に、ウェ
   ハ装填及び取外し系統を具備し、この系統は、 ウェハの主面を水平に向けるようにしてカセットのよう
   な少なくとも一対のウェハ保持容器を支持すると共に、
   各々の水平の装填及び取外し位置を通してカセットを垂
   直方向に選択的に指示するためのインデックス手段と、 ２つの平らな水平のウェハ保持端区分を有するウェハ移
   送ブレードであって、上記第２の位置と、上記装填及び
   取外し位置の関連する一方との間で上記２つのウェハ保
   持区分を水平に往復ピボット運動させるように枢着され
   ていて、該ブレードの一端がそれに関連した装填又は取
   外し位置にある時にブレードの他端を上記把持フィンガ
   手段により上記第２の位置に配置させるようにされたウ
   ェハ移送ブレードとを備え、水平の装填又は取外し位置
   を通して上記のようにカセットを選択的に垂直方向にに
   指示する移動により、上記移送ブレードの上記水平なウ
   ェハ保持区分とカセットとの間で自動的にウェハの移送
   が行なわれる特許請求の範囲第（１）項に記載のロボッ
   ト式のウェハ取扱システム。
3. （３）ウェハ支持位置は、処理系統内の電極上であり、
   上記ウェハ取扱システムは、ウェハの背面が電極に隣接
   するようにしてウェハをウェハ支持位置に保持するため
   のクリップを備え、ウェハグリッパは、上記クリップを
   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位置の前方からクリップに係
   合する手段を備えている特許請求の範囲第（１）項に記
   載のロボット式のウェハ取扱システム。
4. （４）上記グリッパに取り付けられていて、グリッパと
   第１位置との間の距離を表わす電気信号を発生する光学
   センサと、 上記電気信号に応答して、上記第１位置の斜めの向きと
   、第１及び第２の位置間の距離とを決定する手段と、 上記斜めの向き及び距離の情報を記憶する電子メモリと
   、 記憶された情報に応答し、グリッパを第１位置に正確に
   移動してウェハの装填及び取外しを行なうようにウェハ
   移送装置を制御する電子駆動手段とを更に備えた特許請
   求の範囲第（１）項に記載のロボット式のウェハ取扱シ
   ステム。
5. （５）上記第１位置は、ウェハ処理チャンバ内のウェハ
   処理装置上に定められた実質的に垂直の向きのウェハ支
   持位置であり、上記第２の位置は、多ウェハホルダ容器
   に関連した実質的に水平の向きのウェハ支持位置であり
   、 第１のウェハホルダは、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、各面は少なくとも１つのウェ
   ハを支持するようにされ、上記電極は、その面を第１位
   置に選択的に配置するように実質的に垂直な軸のまわり
   で回転でき、上記電極の各面は、複数のウェハを取り付
   けるためのホルダを含み、上記ロボット式のウェハ取扱
   システムは、更に、 上記把持フィンガ手段を垂直に移動するように取り付け
   るエレベータと、 複数の垂直のウェハ取付位置間で上記エレベータに沿っ
   て上記把持フィンガ手段を移動するモータ手段とを備え
   ている特許請求の範囲第（１）項に記載のロボット式の
   ウェハ取扱システム。
6. （６）複数のウェハを取外し可能に保持するための垂直
   面を少なくとも２つ含むウェハ支持手段を有したウェハ
   処理真空チャンバと、 上記処理チャンバの付近にある真空装填ロックチャンバ
   と、 上記ウェハ処理チャンバと装填ロックチャンバとの間に
   あって、これらの間でウェハを移送できるようにするバ
   ルブゲートとを具備し、 上記装填ロックチャンバは、ロボット式のウェハ移送系
   統を含み、この移送系統は、 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
   の把持フィンガを有したウェハグリッパと、 上記把持フィンガを第１及び第２の斜めに向いた位置間
   でピボット運動させる手段であって、第１の位置は、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り
   そして第２の位置は、上記処理チャンバ内のウェハ支持
   体にあるウェハ装填及び取外し位置であり、上記第１及
   び第２の位置で装填及び取外しを行なうように把持フィ
   ンガ手段を方向付けするような手段と、 上記ピボット運動を行なう手段を取り付けるハウジング
   を含んでいると共に、上記は次フィンガ手段を取り付け
   る駆動手段を上記ハウジング内に含み、上記第１及び第
   ２の位置にウェハを装填したりそこから取外したりする
   ように上記把持フィンガ手段を伸ばしたり引っ込めたり
   するようなウェハ移送装置とを備えたことを特徴とする
   半導体ウェハの処理システム。
7. （７）上記ハウジングは、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
   フィルタによって閉ざされる穴を含み、上記システムは
   、更に、 チャンバの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、乱れのない層流を形成す
   るような比較的大容積を包囲するフィルタと、 装填ロックチャンバからの真空排気ラインに取り付けら
   れ、装填ロックチャンバをそれに関連した真空から隔離
   すると共に、乱れのない層流の排出流を形成するような
   比較的大きな容積を包囲するフィルタと、 真空装填ロックチャンバに接続され、真空状態を解除す
   る間に上記装填ロックチャンバにガスを供給する導入ガ
   ス系統であって、乱れのない層流状態の導入ガス流を形
   成する選択可能な比較的低流量の系統に対して比較的流
   量の高い系統を構成する導入ガス系統と、 真空装填ロックチャンバに接続された真空排気系統であ
   って、比較的流量の高い系統と、乱れのない層流状態の
   真空排気流を形成する選択可能な比較的低流量な系統と
   を備えているような真空排気形容とを備えた特許請求の
   範囲第（６）項に記載の半導体ウェハ処理システム。
8. （８）上記ウェハグリッパは、更に、基部と、この基部
   に取り付けられたモータと、ウェハを把持したり放した
   りするようにウェハグリッパのフィンガに半径方向の往
   復運動を与えるためウェハグリッパのフィンガを上記基
   部及びモータの回転シャフトに取り付ける可動の４バー
   リンクとを備えている特許請求の範囲第（６）項に記載
   の半導体ウェハ処理システム。
9. （９）半導体ウェハのような物品を取外し可能に取り上
   げるチャックにおいて、基部と、この基部に回転可能に
   取り付けられたハブと、上記基部上で長さに対して実質
   的に横方向に回転するように上記ハブに取り付けられた
   複数の第１アームと、第１及び第２の離間された点を有
   する第２アームであって、上記第１の点が基部に取り付
   けられそして上記第２の点が上記アームに取り付けられ
   、上記第１アームの横方向の往復回転を実質的に半径方
   向内方及び外方の並進運動に変換し、上記物品を互いに
   協働して取り上げたり放したりするような第２アームと
   、上記ハブを回転する手段とを具備することを特徴とす
   るチャック。
10. （１０）多面電極を含む反応装置を具備し、各電極面は
    、ウェハ支持トレイを取り付けるようにされ、このトレ
    イに支持された各ウェハの一方の面を処理のために露出
    させ、各トレイは、各ウェハを取外し可能に支持するた
    めのバネ取付クリップの一般的に円形の配列体を含み、
    これらのクリップは、上記面及びウェハの露出側から係
    合するようにされて、ウェハを挿入及び除去するための
    開位置へと上記配列体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システム。