JPS6379969A - ウェ−ハの貯蔵および移送方法および装置 - 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】 本発明は、概していえばウェーハ加工機械に関し、より
詳細には、スパッタコーティング機械のような大気圧で
作動する機械であって減圧型のつ工−ハ移送および貯蔵
ボックス（コンテナ）を備えたウェーハ加工機械に関す
る。

従来、スパッタコーティング機械には、減圧可能なチャ
ンバの一端を閉鎖するためのロードロックドアが設けら
れている。コーティングされるべきウェーハはカセット
内に支持され、ロードロックドアの内側面に支持された
ウェーハチャックまで移動できるエレベータブレードに
よってカセットへの装入およびカセットからの取出しが
行なわれる。また、ウェーハはクランプリングによって
チャックにクランプされ、該チャックによって、仕切弁
の開放したのど部を通されて、チャンバの第２の端部に
設けたドアにより支持されたマグネトロンスパッタガン
と向かい合っているコーティングステーションまで前進
される。チャンバの第２の端部ドアはガイドレール上で
チャンバから離れる方向に移動でき、スパッタガンのメ
インテナンスを容易に行なえるようにするため、所定の
軸線のまわりで枢動できるようになっている。かような
ウェーハ加工機械は、１９８５年６月１１日付米国特許
第４，５２２，６９７号明細書および１９８５年６月１
８日付米国特許第４，５２３．９８５号明細書に開示さ
れている。

半導体のウェーハ加工技術の進歩に伴ない、微細塵埃に
よるウェーハの汚染を低減し、ウェーハから作られるチ
ップの欠陥密度を低減することが要望されている。また
、より高速の演算速度をもつ装置を作るために、半導体
のウェーハ材料としてガリウム砒素に移行することが要
望されている。

ガリウム砒素半導体のウェーハは、同じ寸法のシリコン
ウェーハよりもきわめて繊細であり、従って、製品の損
壊やロスを避けるためにはガリウム砒素ウェーハの取扱
いおよび加工に際しては厳格な注意が必要とされる。

従って、微細塵埃によるウェーハの汚染を低減できかつ
ウェーハ加工時の取扱い中にウェーハに与える損傷を最
小にできるウェーハ加工機械および該加工機械と組合わ
せるウェーハ移送および貯蔵システムが望まれている。

本発明の主目的は、微細塵埃によるウェーハの汚染を低
減させるため、大気圧以下の圧力で作動しかつ改良され
たウェーハ移送および貯蔵システムを備えた形式の改良
されたウェーハ加工機械を提供することにある。

本発明の１つの特徴においては、加工すべきウェーハ又
は加工されたウェーハが、減圧されたコンテナ（ボック
ス）内に容れられて貯蔵および移送されるようになって
いる。このコンテナ内にはウェーハアクセスポートが設
けてあって、該ウェーハアクセスポートは大気圧によっ
て所定位置に保持されるカバーによって閉鎖される。こ
のため、ウェーハは大気圧以下の圧力下で貯蔵および移
送され、微細塵埃による汚染および酸化が低減される。

本発明の他の特徴においては、減圧されたウェーハ移送
および貯蔵ボックスがロードロックチャンバ内に導入さ
れ、次いで該ロードロックチャンバが減圧され、カバー
が取外されて、ウェーハ移送部材によってウェーハに近
づき得る状態になる。

ウェーハ移送部材は、減圧された前記ボックスと加工チ
ャンバの他の領域との間でウェーハを移送すべく、アク
セスポートを通して操作できるようになっている。この
ため、ウェーハは大気圧にさらされることなくして、ウ
ェーハ貯蔵ボックスがら加工チャンバの加工領域まで移
送される。

本発明の他の特徴においては、減圧可能なウェーハ移送
および貯蔵ボックスが１対の整合したアクセスポートを
備えている。各アクセスポートがそれぞれのカバーと、
アクセスポートを通ってアクセスポート内に入るウェー
ハ移送部材とを備えていて、減圧されたボックスと大気
圧以下の圧力にある他の領域との間でウェーハを移送で
きるようになっている。

本発明の他の特徴においては、ウェーハ加工機械がロー
ドロックステーションを備えていて、該ロードロックス
テーション内に減圧されたウェーＵ ハ貯蔵および移送ボックスが装入される。次にロードロ
ックが減圧され、ロードロックチャンバと関連作動する
手段によって前記減圧されたウェーハ貯蔵ボックスから
カバーが取外される。次に、開放された前記減圧ウェー
ハ貯蔵ボックスは、大気圧以下の圧力下でウェーハ移送
ステーションに移送され、該ウェーハ移送ステーション
において、１つずつのウェーハが貯蔵ボックスとコーテ
ィングステーションとの間で連続的に移送される。ウェ
ーハ貯蔵ボックス内のすべてのウェーハの加工が完了し
た後、ウェーハ貯蔵ボックスがロードロックに戻され、
カバーを元の位置に置き、ロードロックを大気圧にする
ことによって、加工済みのウェーハを収容している貯蔵
ボックスをシールする。シールされたウェーハ貯蔵ボッ
クスは、次に、移送および貯蔵を行なうためにロードロ
ックから取出される。

本発明の他の特徴においては、減圧されたつ工−ハ加工
機械内で作動することのできるウェーハ移送機構にウェ
ーハ持上げ部分が設けてあって、該ウェーハ持上げ部分
によりウェーハの縁部と係合させ、ウェーハを貯蔵ボッ
クスから持上げるように構成しである。このウェーハ持
上げ部材はまた、ウェーハの背部を受止めるための背も
たれ部分を備えている。このウェーハ持上げ部材は垂直
に対して傾斜した軸線に沿って移動し、ウェーハを減圧
された貯蔵ボックスから出し入れする際に、ウェーハが
重力によって背もたれ部分にもたれかかることができる
ように構成されている。

本発明の他の特徴においては、ウェーハ移送機構が、減
圧されたウェーハ加工機械の真空壁で作られた中空状の
長いフィンガ部分を備えている。

このフィンガ部分は強磁性体部材を収容しており、該強
磁性体部材はフィンガの壁を介してスライダと磁気的に
連結されている。このスライダは、真空壁を介してウェ
ーハ移送機構に運動を伝達すべ（、減圧されたチャンバ
内においてフィンガ上で作動できるようになっている。

かような構成により、使用時においてウェーハ移送機構
の作動寿命を長くすることができる。

本発明の他の特徴においては、ウェーハ貯蔵および移送
ボックスの端部に、貯蔵ボックス移送部材を受入れかつ
該部材と協働する手段が設けてあり、ロードロックステ
ーションに対してウェーハ貯蔵ボックスを移動できるよ
うにしである。

本発明の他の特徴においては、ウェーハ貯蔵ボックス内
のウェーハの位置を決定するため、ウェーハ貯蔵ボック
スに、該ボックスと関連作動する割出し手段が設けであ
る。

本発明の他の特徴においては、ウェーハ貯蔵ボックスの
１つ以上のカバーに、磁気カバー駆動手段と係合する強
磁性構造体が設けてあって、大気圧以下の圧力下でウェ
ーハ貯蔵ボックスを開閉できるようになっている。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照しての
本発明の実施例について以下に述べる詳細な説明から明
らかになるであろう。

第１図および第２図は、本発明の特徴を備えたウェーハ
加工機械１１を示すものである。このウェーハ加工機械
１１は減圧可能なチャンバ１２を備えており、該チャン
バ１２はロードロツタ部分１３を有し、該ロードロック
部分１３を通して加工されるべきうニームが減圧加工チ
ャンバ１２内に導入されかつ該チャンバ１２から取出さ
れる。

チャンバ１２は更にウェーハ移送ステーション１４を備
えており、以下に詳細に説明するように、該ステーショ
ン１４内においてウェーハがコンテナからコーティング
ステーション１５に運ばれ、該コーティングステーショ
ン１５においてウェーハはスパッタ蒸着によりコーティ
ングされる。コーティングの後、ウェーハはウェーハ移
送ステーション１４に戻され、更にロードロック１３に
戻されて、該ロードロック１３を通して大気圧にさらさ
れる。

減圧チャンバ１２はターボ分子ポンプ１６とガス連通状
態に連結されていて、チャンバ１２内に真空が維持され
るようになっている。更に減圧チャンバ１２は液体窒素
トラップ１７とガス連通状態に連結されており、ポンプ
機構中の凝縮物、特に水蒸気を除去できるようになって
いる。また、コーティングステーション１５（第３図）
の近くにおいて、チャンバ１２には更に機械式ポンプ（
図示せず）が連結されている。また、ロードロック部分
１３にも、ターボ分子ポンプ、液体窒素トラップおよび
機械式ポンプ１８がガス連通状態に連結されていて、ロ
ードロック部分１３を独立して減圧できるようになって
いる。

ロードロックステーション１３とウェーハ移送ステーシ
ョン１４との間には仕切弁１９が設けてあり、真空チャ
ンバ１２の残部に対してロードロック１３を遮断するこ
とができる。これにより、ポンプによってメインチャン
バ１２を１０−３〜１０−ｅトル程度の比較的低圧に減
圧することができ、かつ、ウェーハをメインチャンバ１
２に装入および取出しを行なう間にロードロックステー
ション１３内が大気圧にさらされても、メインチャンバ
１２を大気圧にさらすことなくして上記のごとき比較的
低圧の状態に維持することができる。

作動に際し、減圧されたウェーハ移送および貯蔵ボック
ス内に収容されたウェーハは、以下により詳細に説明す
るように、引出し部分２１を開いて該引出し部分２１内
に前記ボックス（コンテナ）を入れることによってロー
ドロックステーション１３内に装入される。次に引出し
部分２１を閉じてチャンバ１２をシールする。次いでポ
ンプ１６゜１８および液体窒素トラップ１７によって、
メインチャンバ１２およびロードロックチャンバ１３が
上記のごとき圧力範囲の比較的低圧に減圧される。ロー
ドロック１３内では１対のエアシリンダ２３．２４が作
動して、ウェーハ貯蔵ボックスからカバーが取外される
。次に仕切弁１９が開かれ、これにより、ウェーハボッ
クス移送部材がチャンバ１２の長い部分２２の軸線方向
に沿って、ウェーハ移送ステーション１４および仕切弁
１９を通り、ロードロック１３内に移動できるようにな
り、ウェーハ貯蔵ボックスを拾い上げて該貯蔵ボックス
をウェーハ移送ステーション１４内に戻すべく移動する
。

ウェーハ移送ステーション１４内では、開放されたウェ
ーハ貯蔵ボックスからコーティングを行なうためのコー
ティングステーション１５内へと、ウェーハが持上げブ
レードによって連続的に移送され、次いでウェーハ貯蔵
ボックスに戻される。

ウェーハ貯蔵ボックス内のすべてのウェーハのコーティ
ングが完了したとき、ウェーハ貯蔵ボックス移送機構が
作動され、ウェーハ貯蔵ボックス内に入れられた加工完
了のウェーハがロードロック１３に戻される。次いで仕
切弁１９が閉じられ、プランジャすなわちエアシリンダ
２３．２４によってカバーがウェーハ貯蔵ボックスに戻
された後、ロードロック１３が大気圧にさらされる。こ
れにより、カバーに作用する大気圧によってウェーハ貯
蔵ボックスが閉じられる。

減圧可能なウェーハ加工チャンバ１２は、１対の１−ラ
ニオン２５により床に支持されている。トラニオン２５
はチャンバ１２の中空円筒状部分からなり、該中空円筒
状部分は、床に支持れれた矩形のベース構造体２８に固
定された１対の脚２７の上端部に取付けたベアリング２
６により支持されている。脚２７とベース構造体２８と
の間には、ｔ 支板２９が設けである。

第３図〜第８図には、減圧型のウェーハ貯蔵および移送
ボックスと、該ボックスに関連するロードロックチャン
バ１３とがより詳細に示されている。ロードロックの引
出し２１は端部閉鎖壁３１を備えており、該端部閉鎖壁
３１にはその内面の周囲に弾力性のある０リング３２が
設けてあって、該０リング３２は、ロードロックステー
ション１３の外端部に配置されたチャンバ１２の真空壁
のフランジ部分３３と係合できるようになっている。０
リング３２は、端部閉鎖壁すなわちドア３１がフランジ
３３に対して押し付けられるときに、該フランジ３３と
係合してガス気密シールを得ることができる。ドア３１
は、該ドア３１から外方に向って延びておりかつ該ドア
３１に固定されたブラケット組立体３４を備えている。

該ブラケット３４には１対の案内レール３５が支持され
ており、該案内レール３５は、フランジ３３に固定され
たベアリングハウジング３７内に支持されたリニアボー
ルベアリング組立体３６を通って延在している。

ドア３１は垂直方向に間隔をへたてた１対のピン３８（
第３図）を備えており、該ピン３８は、電磁石３９の上
下においてドア３１の面に対し垂直に設けられていて、
チャンバ１２内に延入している。これらのピン３８は、
減圧可能なウェーハ貯蔵および移送ボックス４３の端部
に支持されたブロック構造体４２（第４図）に形成した
ボア４１内に進入することができる。ブロック構造体４
２には、磁性ステンレス鋼等で作られた透磁性インサー
ト４４が支持されている。

ウェーハ貯蔵および移送ボックス４３は、例えば手作業
によりピン３８に装填され、該ボックス４３をドア３１
およびピン３８に保持させるべく電磁石３９が付勢され
、強磁性インサート４４と磁気的に相互作用させる。案
内レール３５上でドア３１をその最大伸長位置まで引出
すことにより、ボックス４３が完全に装填される。ボッ
クス４３の装填後にドア３１が閉じられ、ロードロック
ステーション１３を減圧するために真空ポンプ１８が付
勢される。このロードロックステーション１３の減圧作
業と同時又は減圧作業開始前に、１対のプランジャ４５
．４６を駆動するためにエアシリンダ２３．２４が付勢
される。これにより、１対のプランジャ４５．４６がロ
ードロックステーション１３の内方に移動し、ボックス
４３のそれぞれ頂部カバー板および底部カバー板として
作用する、例えば磁性ステンレス鋼で作られた矩形の強
磁性板４７．４８と係合する。各々のプランジャ４５．
４６は、強磁性カバー板４７．４８を磁気的に引付ける
作用をなす１対の永久磁石４９゜５１を備えており、こ
れらのプランジャ４５゜４６は、ロードロックステーシ
ョン１３の減圧作業を行なう間カバー板４７．４８を所
定位置に保持してお（。

ロードロックステーション１３が減圧された後、エアシ
リンダ２３．２４が互に反対方向に駆動され、ウェーハ
貯蔵および移送ボックス４３の頂部および底部を開放す
るためにカバー板４７．４８がボックス４３から引き離
される。両力バー板４７．４８は、それぞれのカバー板
４．７．４８の周縁部近くに形成された溝内に設けた１
対の弾性０リング５３．５４によって、ボックス４３の
側壁５２に対してシールされる。ボックス４３の側壁５
２は、全体的に長方形の環状をなすフランジ部材　５５
．５６（これらの環状部材５５．５６は○リング５３．
５４によりシールされるアクセスポートを形成している
）によって形成された上下のリップで終端している。エ
アシリンダ２３゜２４の駆動シャフトは、これらのシャ
フトの外表面を拭きとる４つ組リングにより、慣用的な
手法でガス気密シールされている。

カバー板４７．４８がボックス４３から引き離された後
、ウェーハ貯蔵ボックス移送プランジャ５７を前進させ
てウェーハ貯蔵ボックス４３の他端に支持されたブロッ
ク構造体５８と係合させ、ロードロックチャンバ１３の
ドア３１に支持された電磁石３９の付勢を解除する。移
送プランジャ５７は、ブロック構造体５８に設けたボア
６１（第５図）内に受入れられる１対のピン５９（第４
図）を備えている。またプランジャ５７は、ブロック構
造体５８に設けた強磁性インサート４４を磁気的に引付
けて係合するための永久磁石６２を備えている。次いで
プランジャ５７は、ウェーハ貯蔵ボックス４３をウェー
ハ移送ステーション１４に移送するために引込められる
。

ウェーハ移送および貯蔵ボックス４３は、第８図に示す
形式の慣用的な金属製のカセット構造体６３を収容して
いる。かようなカセット構造体６３は、Ｈ，５ｑｕａｒ
ｅ社から発売されているＭｏｄｅ＋２８５−６．５，４
．３として入手することができる。カセット６３は溝が
形成された１対の垂直側壁部６４を備えている。溝は垂
直方向に延在して形成されており、対向する側壁部６４
に形成された各溝が互に整合する位置に配置されている
。

このため、加工されるべきウェーハ６５の両側縁部が、
対向する側壁部６４に形成した各溝内に支持されるよう
になっている。両側壁６４は、横向きに延在しているピ
ン６６によって互に保持されている。また、両側壁６４
の溝の隆起部を横切るようにして、１対のピン６７がカ
セット６３の長手方向に延在しており、ウェーハ６５が
カセット６３から落ちてしまうことを防止している。

カセット６３の各側壁６４の底面には、長手方向に延在
する溝６９が形成してあり、これらの溝６９はウェーハ
貯蔵ボックス４３の対向する端壁に支持された軸線方向
に向くピン７１　（第５図）を受入れて該ピン７１上に
支持されるようになっている。ピン７１よりも内方に配
置された第２の組のピン７２は、両対向側壁６４の内面
に形成した前記溝の隆起部と係合して、カセット６３を
ウェーハ貯蔵ボックス４３内で適正な位置に位置決めす
るためのものである。

ウェーハ貯蔵ボックス４３の両側壁の基部に沿って、ウ
ェーハインデックスブラケットすなわちウェーハ割出し
ブラケット７３がボックス４３に固定されている。この
割出しブラケット７３には、鋸歯状に形成された外向き
フランジ部分７４が設けである。フランジ７４のセレー
ションすなわち鋸歯の溝間隔は、カセット６３の両側壁
６４の内側に設けた溝の間隔と等しく、貯蔵ボックス４
３内の各ウェーハ６５の位置を割出すためのインデック
ス手段として用いられる。前述の米国特許第４．５２２
，６９７号明細書に開示されているように、フランジ７
４の両側には、発光ダイオードおよびフォトダイオード
からなる光学式検出器が設けてあり、ウェーハの移送時
において貯蔵ボックス４３内の各ウェーハ６５の位置に
対応する電気的信号を発生することができるようになっ
ている。

ウェーハ貯蔵ボックス４３の両側に設けた割出しブラケ
ット７３および端壁に設けたブロック構造体４２．５８
は、それぞれ同一形状で対称的に配置されているため、
ウェーハ貯蔵ボックス４３の前・後の方向性に特別な注
意を払うことなく貯蔵ボックス４３を取扱うことができ
る。

第３図には、ウェーハ移送ステーション１４がより詳細
に示されている。ウェーハ貯蔵ボックス移送プランジャ
５７は駆動ナツト８１を備えており、該駆動ナツト８１
は、真空包囲体すなわちチャンバ１２の長手方向に沿っ
て延在する駆動ねじ８２と螺合している。駆動ねじ８２
は、該駆動ねじ８２の両端部に設けた１対のベアリング
ブロック８３により、チャンバ１２の内壁面に取付けら
れている。駆動ねじ８２は、慣用的な磁気回転式フィー
ドスルー組立体８５を介して駆動ねじ８２に連結された
モータ８４により回転駆動される。

モータ８４は、クラッチ８６を介して駆動ねじ８２に連
結されている。

駆動ねじ８２に対して横方向に間隔をへだててかつ平行
に案内ロッド８７が配置されており、該案内ロッド８７
の両端はベアリングブロック８３に固定されている。ウ
ェーハ貯蔵ボックス移送プランジャ５７はまた、案内ロ
ッド８７上で摺動するリニアボールベアリング組立体を
備えていて、移送プランジャ５７の横安定性および荷重
支持能力を向上させている。

Ｔｅｍｐｏｓｏｎ　ｉｃｓ社からＭｏｄｅｌＤＣＴＭ−
１２，２４として発売されているような磁気歪み形の直
線変位トランスデユーサシステム８８が設けられていて
、該トランスデユーサシステム８８は、駆動シヤフト８
２上でのウェーハ貯蔵ボックス移送プランジャ５７の位
置を定める出力信号を発生する。

この直線変位トランスデユーサシステム８８は、トラン
スデユーサビーム８９と、プランジャ５７に固定されて
おりかつ固定のトランスデユーサビーム８９上で摺動自
在に取付けられた位置決めヘッドマグネット９１とを備
えている。位置決めヘッドマグネット９１およびトラン
スデユーサビーム８９は案内レール８７に対して垂直方
向上方にかつ該案内レール８７に平行に取付けられてい
て、後述のウェーハ持上げブレード構造体が駆動ねじ８
２、案内ロッド８７およびトランスデユーサビーム８９
の間を通るときに邪魔にならない横方向の空間を形成し
ている。

作動に際し、モータ８４を作動して駆動ねじ８２を回転
させ、これにより、駆動ナツト８１が駆動ねじ８２に沿
って移動される。ウェーハ貯蔵ボックス移送プランジャ
５７がウェーハ貯蔵および移送ボックス４３と係合して
該ボックスを拾い上げた後モータ８４が付勢され、第３
図に点線９２で示すように、ボックス４３およびプラン
ジャ５７がウェーハ移送ステーション１４に後退される
。プランジャ５７が直線変位トランスデユーサシステム
８８の出力により決定された所望のウェーハ移送ステー
ション１４に到達したとき、ウェーハ移送ステーション
１４に設けた光学式割出しシステムにより、ウェーハ貯
蔵ボックス４３内に支持されたカセット６３内の最初に
加工されるウェーハの位置が決定される。

ウェーハをウェーハ持上げブレード９４のところに位置
決めするため、モータ８４が付勢される。

ウェーハ貯蔵ボックス９４の垂直下方に配置されたウェ
ーハ持上げブレード９４は、ウェーハ６５を連続的に拾
い上げて、第３図に実線９５で示すようにウェーハコー
ティングステーション１５までウェーハを垂直に移送す
るため、開放されたウェーハ貯蔵ボックス４３およびカ
セット６３を通ってほぼ垂直方向に直線的に移動される
。

第９図および第１０図には、ウェーハ持上げブレード９
４がより詳細に示されている。各ウェーハロ５と係合す
るブレード９４の上端部には１対のビン９６が設けてあ
り、該ピン９６はウェーハ６５の下縁部と係合し、カセ
ット６３を通してウェーハ６５を持上げる。持上げブレ
ード９４の上端部には更に、リング状の背もたれ部分９
７が設けられている。この背もたれ部分９７は、カセッ
ト６３を容易に通り得るようにするため、第１０図に示
すように、リングの両側縁部９８が切除された形状にな
っている。

ウェーハ持上げブレード９４は、垂直に対して約５′〜
２０°の比較的小さな角度で傾斜したほぼ垂直な経路に
沿って移動するようになっている。

このため、ウェーハ６５がビン９６に載せられてウェー
ハ移送ステーション１４からコーティングステーション
１５まで持上げられるときに、つニーハロ５に作用する
重力によってウェーハ６５を背もたれ部分９７にもたれ
掛らせて支持することができる。垂直に対する持上げブ
レード９４の傾斜に適応させるため、ピン９６も背もた
れ部分９７の面に対して８０°の角度で傾斜している。

ｑ 第３図に示すように、コーティングステーション１５の
上方の加工チャンバ１２の上端部には電気的フィードス
ルー９９が配置されており、このフィードスルー９９は
弾力性のあるワイパーリーフスプリング部材１０１を備
えている。このリーフスプリング部材１０１は背もたれ
部分９７の上端部と電気的に接触し、必要に応じてスパ
ッタコーティングの能力を高めることができるようにウ
ェーハ６５に電気的なバイアスを付与するためのもので
ある。また、持上げブレード９４の下方には電気絶縁部
分が設けてあり、持上げブレード９４の電気絶縁を図っ
ている。ウェーハに近接した位置においてウェーハに対
して同心状にヒータ組立体１Ω２が設けてあり、ウェー
ハを所望の蒸着温度に加熱できるようになっている。

ウェーハ６５のスパッタコーティングを行なうため、コ
ーティングステーション１５内でウェーハ６５に対して
同心状に、前述の米国特許第４．５２２，６９７号明細
書に詳しく開示されているものと同じ形式のスパッタ蒸
着ガン１０３が配置されている。

ウェーハ６５がコーティングされた後、コーティングさ
れたウェーハ６５をカセット６３内に堆積させるため、
ウェーハ持上げブレード９４がカセット６３を通して後
退される。次いで、駆動ねじ８２および駆動モータ８４
と協働する光学的割出し手段７４が作動され、ウェーハ
貯蔵ボックス４３をカセット６３内の次のウェーハ６５
まで前進させる。これにより、次のウェーハ６５がウェ
ーハ持上げブレード９４と垂直方向に整合し、コーティ
ング加工が繰返して行なわれる。ウェーハ貯蔵ボックス
４３およびカセット６３内のすべてのウェーハのコーテ
ィングが完了した後、駆動モータ８４が付勢され、ウェ
ーハ貯蔵ボックス４３およびプランジャ５７がロードロ
ックステーション１３に戻される。

ウェーハがロードロックステーション１３に戻されたと
き、エアシリンダ２３．２４が付勢されてカバー板４７
．４８がウェーハ貯蔵ボックス４３のアクセスポートの
上に置かれ、これらの力４　υ バー板４７．４８はエアシリンダ２３．２４によってア
クセスポートと確実に保合するように保持される。次に
ロードロックドア３１に支持された電磁石３９が付勢さ
れ、ウェーハ貯蔵ボックス４３がロードロックドア３１
に保持される。次いでウェーハ貯蔵ボックス移送プラン
ジャ５７が、第３図に点線９２で示すようにウェーハ移
送ステーション１４に引込められ、その後、前述の米国
特許第４．５２３．９８５号明細書に開示されているよ
うに、仕切弁が閉じられる。

次にロードロックチャンバ１３が大気圧にさらされ、こ
のため大気圧によって閉鎖板４７，４．８が押圧されて
、ウェーハ貯蔵ボックス４３の側壁およびフランジ５５
．５６に対してガス気密シール係合する。これによりウ
ェーハ貯蔵ボックス４３のアクセスポートが閉じられる
。次にエアシリンダ２３．２４が作動されてプランジャ
４５゜４６が引込められ、その後ロードロックドア３１
が開かれて減圧されたウェーハ貯蔵ボックス４３が取出
される。

第３図および第１１図には、ウェーハ持上げブレード９
４の駆動機構が詳細に示されている。ウェーハ持上げブ
レード９４は、加工チャンバ１２の長くてほぼ垂直方向
に向いた矩形の囲い部分の中で作動する。ウェーハ持上
げブレード９４は、中空円筒状のフィンガ１０６上で摺
動できるスライダ組立体１０５により支持されている。

フィンガ１０６は、チャンバ１２の垂直方向に配置され
た囲いの長手方向に沿って延在しておりかつチャンバ１
２の囲いの両端部に設けた取付はブラケソ）１０７，１
０８を介してチャンバ１２の囲い内に固定されている。

スライダ組立体１０５は互に横方向に変位できる１対の
スライダ部材を備えていて、一方のスライダ部材は中空
円筒状のフィンガ１０６上に載っており、他方のスライ
ダ部材はフィンガ１０６に対して横方向に間隔をへだて
て平行に配置された案内コンド１０９上に載っている。

フィンガ１０６および案内ロンド１０９は、それぞれ取
付はブラケット１０７，１０８を介してチャンバ゛１２
の内壁に支持されている。案内コンド１０９上を摺動す
るスライダ１０５の部分は案内ロンド１０９に同心状に
取付けられたリニアボールベアリング組立体を備えてお
り、フィンガ１０６上を摺動するスライダ１０５の部分
は、第１Ｆ図に詳細に示すように、フィンガ１０６の外
側に載っている永久磁石ヨーク組立体１１０を備えてい
る。

中空円筒状のフィンガ１０６はチャンバ１２の壁の一部
を形成しかつピストン１１１を収容している。ピストン
１１１は、フィンガ１０６の端部を閉鎖している端閉鎖
部材１１４，１１５に形成されたガスポート１１２，１
１３を介してフィンガ１０６の内部に導入されるガス圧
力に応答して、フィンガ１０６の軸線方向に沿って直線
的に摺動できるようになっている。ガスポート１１２゜
１１３にはチューブ（図示せず）を介してガス圧力源か
らのガス圧力が供給され、フィンガ１０６内でピストン
１１１を一方向又は他方向に駆動できるようになってい
る。

ピストン１１１は軸線方向に並べて配置された４、５ 永久磁石部材１１６を備えている。これらの永久磁石部
材１１６は強い磁場を発生し、その磁気ループがフィン
ガ１０６の薄壁を通過して、スライダ１０５の内周に設
けたヨーク組立体１１０を形成する同様な環状磁石の列
に対して磁気的に引付ける作用をなす。従って、ガスポ
ート１１２゜１１３に連結されたガス圧力によってピス
トン１１１に作用する力により、ピストン１１１はフィ
ンガ１０６内で前後に移動し、一方、スライダ１０５は
協働する磁石列１１６，１１０によりピストン１１１の
運動と磁気的に連結されていて、ピストン１１１の運動
に連動して移動する。この形式のアクチュエータはロッ
ドレスリニア駆動シリンダと呼ばれており、Ｆｅ５ｔｏ
　Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ社から市販されている。

本発明による減圧型のウェーハ移送および貯蔵ボ・ック
ス４３を用いたウェーハ加工機械の利点は、ウェーハを
大気にさらすことな（して、ウェーハのコーティング、
移送および貯蔵を行なうことができることである。大気
圧以下の圧力でウェーハを貯蔵することによって微細塵
埃によるウェーハの汚染および酸化が大幅に低減され、
このため、半導体製品の歩止まりを向上させかつ欠陥密
度を低減することができる。垂直に対してウェーハ移送
機構が傾斜されていることによって、ウェーハを単に重
力のみによって持上げブレード上に支持させることがで
き、これにより、減圧型チャンバ内でのウェーハの取扱
いを簡素化することができる。ウェーハの取扱いが簡素
化されると、ガリウム砒素ウェーへのように壊れ易いウ
ェーハの損壊を無くすことができる。中空状の長いフィ
ンガ１０６に磁石連結機構を設けたロンドレスリニア駆
動シリンダを用いることによって、従来のへローズによ
るシール機構のように疲労し易くかつ短寿命のものに比
べ、繰返し作動サイクルを大幅に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を備えたウェーハ加工機械を示
す側面図である。 第２図は、第１図の２−２線方向から見た側面図である
。 第３図は、第２図の３−３線に沿って断面した縦断面図
である。 第４図は、第１図の４−４線で囲まれた部分の拡大分解
斜視図である。 第５図は、第４図の構造の一部を第４図の５−５線方向
から見た平面図である。 第６図は、第５図の６−６線方向から見た側面図である
。 第７図は、第６図の７−７線方向から見た側面図である
。 第８図は、第５図〜第７図に示したウェーハ貯蔵ボック
ス内に嵌入されるカセットを示す斜視図である。 第９図は、第３図の９−９線で囲まれた部分の拡大断面
図である。 第１０図は、第９図の１０−１０線方向から見た正面図
である。 第１１図は、第３図の１１１１線で囲まれた部分を示す
拡大断面図である。 １１・・・・・・ウェーハ加工機械、 １２・・・・・・チャンバ、 １３・・・・・・ロードロック部分、 １４・・・・・・ウェーハ移送ステーション、１５・・
・・・・コーティングステーション、４３・・・・・・
ウェーハ貯蔵ボックス、５７・・・・・・ウェーハ貯蔵
ボックス移送プランジャ、９４・・・・・・ウェーハ持
上げブレード、１０５・・・・・・スライダ組立体。 図面のご°書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　　ｉ し−−２ 図面の冷害（内容に変更なし） ＦＩＧ、２ 一 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第１７４５８５
号２、発明の名称　　　ウェーハの貯蔵および移送方法
および装置 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェーハの貯蔵および移送方法において、ウェーハ
   を並べて収容する移動可能なハウジングおよびその包囲
   体を大気圧以下の圧力に減圧する工程と、 大気圧以下の圧力に減圧されたハウジング内のアクセス
   ポート上に閉鎖体を置いてシールすることによりハウジ
   ングを閉鎖する工程と、前記ハウジング内の大気圧以下
   の圧力に対し前記閉鎖およびシールされたハウジングの
   包囲体の圧力を大気圧まで上昇させて、前記閉鎖体を前
   記減圧されたハウジングに対し大気圧により押付けてガ
   スシール係合させる工程とを有し、ウェーハを減圧され
   た移動可能なハウジング内に収容して、大気圧下で移送
   および貯蔵を行なうことを特徴とするウェーハの貯蔵お
   よび移送方法。 ２、ウェーハを減圧されたハウジングと大気圧以下の圧
   力にある他の領域との間で移送すべく、ウェーハ移送部
   材を大気圧以下でウェーハアクセスポートを通して減圧
   されたハウジング内に導入する工程を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のウェーハの貯蔵お
   よび移送方法。 ３、ウェーハを収容する前記減圧されたハウジングが、
   該ハウジングの両側においてハウジング内に設けた１対
   の互に整合したアクセスポートを備えていて、減圧され
   たハウジング内の前記アクセスポートにウェーハ移送部
   材を通して、減圧されたハウジングと大気圧以下の他の
   領域との間でウェーハを移送することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のウェーハの貯蔵および移送方
   法。 ４、大気圧以下の圧力下でウェーハを移送および加工す
   る方法において、 大気圧によって包囲されている減圧されたハウジング内
   に並べられたウェーハを収容して移送する工程を有し、
   前記ハウジングが、包囲する大気圧によって少くとも部
   分的にシール係合された状態に保たれた閉鎖体によって
   閉鎖されたウェーハアクセスポートを備えており、 前記減圧されたハウジングをウェーハ加工チャンバ内に
   導入する工程と、 大気圧以下の圧力にある前記ウェーハ加工チャンバ内で
   前記ウェーハアクセスポートから前記閉鎖体を取外して
   、前記加工チャンバ内でウェーハを大気圧以下の圧力に
   さらす工程と、前記ハウジングと大気圧以下の圧力にあ
   る前記加工チャンバの領域との間でウェーハを移送する
   工程と、 閉鎖体を前記ウェーハアクセスポート上に置く工程と、 前記減圧されたハウジングを包囲している雰囲気の圧力
   を大気圧まで上昇させて、この大気圧によって、前記閉
   鎖体を前記ウェーハアクセスポートに対して少くとも部
   分的にガス気密シール係合させる工程とを更に有するこ
   とを特徴とする大気圧以下の圧力下でウェーハを移送お
   よび加工する方法。 ５、ウェーハの貯蔵および移送装置において、ウェーハ
   を並べて収容するための減圧可能で移動可能なハウジン
   グを有し、 該ハウジング内には、ハウジング内に収容されたウェー
   ハに近づけるようにしたアクセスポートが設けてあり、 前記ハウジング内の前記アクセスポートを閉鎖しかつシ
   ールするための閉鎖手段と、 前記ハウジングの包囲体の圧力とハウジング内の大気圧
   以下の圧力との間に圧力差を生じさせて、前記減圧され
   たハウジングに対して前記閉鎖手段を大気圧によって押
   付けてガスシール係合させる手段とを更に有し、ウェー
   ハを減圧された移動可能なハウジング内に収容して、大
   気圧下で移送および貯蔵を行なうことを特徴とするウェ
   ーハの貯蔵および移送装置。 ６、前記減圧されたハウジングと大気圧以下の圧力にあ
   る他の領域との間でウェーハを移送するため、大気圧以
   下の圧力下で前記ウェーハアクセスポートを通って前記
   減圧されたハウジング内に移動できるウェーハ移送手段
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
   記載のウェーハの貯蔵および移送装置。 ７、ウェーハを収容する前記減圧されたハウジングが、
   該ハウジングの両側においてハウジング内に設けた１対
   の互に整合したアクセスポートを備えており、 前記減圧されたハウジングと大気圧以下の圧力にある他
   の領域との間でウェーハを移送するため、減圧されたハ
   ウジング内の前記１対の整合したアクセスポートを通っ
   て作動することができるウェーハ移送手段を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のウェーハの
   貯蔵および移送装置。 ８、前記ウェーハ移送手段が、 前記減圧されたハウジングを包囲している大気圧以下の
   圧力にある領域内に延入している中空状の長いフィンガ
   と、 該フィンガ内で軸線方向に移動することができかつ大気
   圧以下の圧力にあるウェーハ包囲領域からフィンガの壁
   によって仕切られている強磁性体手段と、 前記フィンガの外側でフィンガの軸線方向に移動するこ
   とができかつ前記強磁性体手段と共に移動できるように
   前記フィンガ内で前記強磁性体手段に磁気的に連結され
   ているスライダ手段と、 前記減圧されたハウジングと大気圧以下の圧力にある他
   の領域との間で前記ウェーハを移送するため、前記スラ
   イダ手段と共に移動できるようにスライダ手段に連結さ
   れたウェーハ支持手段と、 前記スライダ手段とウェーハ支持手段に同じ軸線方向の
   運動を生じさせるべく前記フィンガ内で前記強磁性体手
   段を駆動させるため、前記フィンガ内で作動することの
   できる駆動手段とを備えており、使用時に前記ウェーハ
   移送手段の作動寿命を延ばすことができることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項に記載のウェーハの貯蔵およ
   び移送装置。 ９、大気圧以下の圧力下でウェーハを加工する機械にお
   いて、 ウェーハ収容手段であって、該ウェーハ収容手段が大気
   圧によって包囲されるときに大気圧以下の圧力でウェー
   ハの列を収容しかつ移送するためのウェーハ収容手段を
   有し、 該ウェーハ収容手段内には、ウェーハ収容手段内に収容
   されたウェーハに近づくことができるようにしたウェー
   ハアクセスポートが設けてあり、 閉鎖手段であって、該閉鎖手段に閉鎖力を作用させる大
   気圧によって前記アクセスポートを少くとも部分的にガ
   ス気密状態に閉鎖しかつシールするための閉鎖手段と、 ウェーハを大気圧以下の圧力で加工するためのウェーハ
   加工チャンバ手段と、 加工されるべきウェーハを前記ウェーハ加工チャンバ手
   段内に導入するための手段と、 前記ウェーハアクセスポートから前記閉鎖手段を取外し
   てウェーハを前記ウェーハ加工チャンバ手段内の大気圧
   以下の圧力にさらすべく、前記ウェーハ加工チャンバ手
   段内で大気圧以下の圧力で作動できる手段と、 前記ウェーハ収容手段と大気圧以下の圧力にある前記ウ
   ェーハ加工チャンバ手段の領域との間でウェーハを移送
   すべく、前記ウェーハ加工チャンバ手段内で大気圧以下
   の圧力で作動できるウェーハ移送手段と、 前記閉鎖手段を前記ウェーハアクセスポートの上に置く
   べく、前記ウェーハ加工チャンバ手段内で作動できる手
   段と、 包囲する大気圧によって前記ウェーハアクセスポートに
   対して前記閉鎖手段を少くとも部分的にガス気密係合す
   る状態に保持すべく、前記減圧されたウェーハ収容手段
   を包囲する雰囲気の圧力を大気圧まで上昇させる手段と
   を更に有することを特徴とする大気圧以下の圧力下でウ
   ェーハを加工する機械。 １０、前記ウェーハ移送手段が、 前記ウェーハ加工チャンバ手段内に延入している中空状
   の長いフィンガと、 該フィンガ内で軸線方向に移動することができかつ前記
   ウェーハ加工チャンバ手段内の大気圧以下にあるウェー
   ハ包囲領域から前記フィンガの壁によって仕切られてい
   る強磁性体手段と、前記フィンガの外側でフィンガの軸
   線方向に移動することができかつ前記強磁性体手段と共
   に移動できるように前記フィンガ内で前記強磁性体手段
   に磁気的に連結されているスライダ手段と、 前記減圧されたウェーハ収容手段と大気圧以下の圧力に
   ある他の領域との間でウェーハを移送するため、前記ス
   ライダ手段と連動するように連結されたウェーハ支持手
   段と、 前記スライダ手段とウェーハ支持手段に同じ軸線方向の
   運動を生じさせるべく前記フィンガ内で前記強磁性体手
   段を駆動させるため、前記フィンガ内で作動することの
   できる駆動手段とを備えており、使用時に前記ウェーハ
   移送手段の作動寿命を延ばすことができることを特徴と
   する特許請求の範囲第９項に記載の大気圧以下の圧力下
   でウェーハを加工する機械。 １１、減圧可能なウェーハ加工チャンバ内で大気圧以下
   の圧力下でウェーハをコーティングする形式のウェーハ
   加工機械において、 前記ウェーハ加工チャンバが、該チャンバの内部に近づ
   くことができるようにするためチャンバの壁に設けたア
   クセスポートを備えており、前記ウェーハ加工チャンバ
   の前記アクセスポートの開放および閉鎖を行なうための
   チャンバ閉鎖手段と、 加工すべきウェーハを収容するための減圧されたウェー
   ハ貯蔵ボックスであって、収容されたウェーハへのアク
   セスを制御するための取外し自在なカバーを備えたウェ
   ーハ貯蔵ボックスと、 前記ウェーハ貯蔵ボックスを支持すべく前記チャンバ閉
   鎖手段に支持された支持手段と、前記チャンバの包囲体
   とチャンバの内部との間で前記チャンバアクセスポート
   を通して前記ウェーハ貯蔵ボックスを移動させるべく、
   前記チャンバアクセスポートに対して前記チャンバ閉鎖
   手段および支持されたウェーハ貯蔵ボックスを移動させ
   るためのチャンバ閉鎖手段駆動手段と、 前記減圧可能なウェーハ加工チャンバを大気圧以下の圧
   力に減圧するためのポンプ手段と、前記減圧可能なウェ
   ーハ加工チャンバ内の大気圧以下の圧力下において開放
   状態と閉鎖状態との間で前記減圧されたウェーハ貯蔵ボ
   ックスの前記カバーを移動させるべく、前記減圧可能な
   ウェーハ加工チャンバに作動連結されたカバー駆動手段
   とを有することを特徴とするウェーハ加工機械。 １２、前記支持手段に対して開放されたウェーハ貯蔵ボ
   ックスを移動させるべく前記減圧可能なウェーハ加工チ
   ャンバ内で作動できるウェーハ貯蔵ボックス駆動手段を
   備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に
   記載のウェーハ加工機械。 １３、大気圧以下の圧力下でウェーハをコーティングす
   るためのウェーハ加工機械において、 ロードロックステーション、ウェーハ移送ステーション
   およびウェーハコーティングステーションを内部に備え
   ている減圧可能なチャンバと、 減圧されたウェーハ貯蔵ボックスを前記ロードロックス
   テーション内に装入するための装入手段と、 前記ウェーハ移送ステーションに対して前記ロードロッ
   クステーション内に独立したガス圧力が得られるように
   すべく前記ウェーハ移送ステーションに対して前記ロー
   ドロックステーションを遮断するため、前記ロードロッ
   クステーションとウェーハ移送ステーションとの間に配
   置された弁手段と、 前記ウェーハ貯蔵ボックスを前記ロードロックステーシ
   ョンとウェーハ移送ステーションとの間で前記弁手段を
   通して移動させるためのウェーハ貯蔵ボックス駆動手段
   と、 前記ウェーハ貯蔵ボックスと前記減圧されたウェーハコ
   ーティングステーションとの間でウェーハを移動させる
   ため前記ウェーハ移送ステーションにおいて大気圧以下
   の圧力で作動できるウェーハ移送手段とを有することを
   特徴とするウェーハ加工機械。 １４、前記減圧されたウェーハ貯蔵ボックスが前記ロー
   ドロックステーション内に配置されたとき、ウェーハ貯
   蔵ボックスに対して該ボックスのカバーを移動させるた
   め前記ロードロックステーション内で作動できるカバー
   駆動手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１３項に記載のウェーハ加工機械。 １５、前記ウェーハ移送手段が、持ち上げ部分と背もた
   れ部分とを備えたウェーハ持上げブレード手段を有し、
   該ウェーハ持上げブレード手段は前記ウェーハ移送ステ
   ーションとウェーハコーティングステーションとの間に
   延在していて、垂直から傾斜した軸線に沿ってウェーハ
   貯蔵ボックスを通るほぼ垂直な方向に直線的に移動し、
   移送されるウェーハは前記持上げ部分をウェーハのリッ
   プに係合させることによって拾い上げられかつ重力によ
   って前記持上げブレード手段の前記背もたれ部分にもた
   れ掛ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載
   のウェーハ加工機械。 １６、前記ウェーハ移送手段が、 前記減圧可能なチャンバ内に延入している中空状の長い
   フィンガと、 該フィンガ内で軸線方向に移動することができかつ前記
   フィンガの壁によって前記減圧可能なチャンバ内の大気
   圧以下の圧力の領域から仕切られている強磁性体手段と
   、 前記フィンガの外側でフィンガの軸線方向に移動するこ
   とがてきかつ前記強磁性体手段と共に移動できるように
   前記フィンガ内で前記強磁性体手段に磁気的に連結され
   ているスライダ手段と、 前記ウェーハ貯蔵ボックスと前記減圧されたウェーハコ
   ーティングステーションとの間でウェーハを移送するた
   め前記スライダ手段と共に移動できるようにスライダ手
   段に連結されたウェーハ支持手段と、 前記スライダ手段とウェーハ支持手段に同じ軸線方向の
   運動を生じさせるべく前記フィンガ内で前記強磁性体手
   段を駆動させるため、前記フィンガ内で作動することの
   できる駆動手段とを備えており、使用時に前記ウェーハ
   移送手段の作動寿命を延ばすことができることを特徴と
   する特許請求の範囲第１３項に記載のウェーハ加工機械
   。 １７、減圧可能なウェーハ移送および貯蔵ボックスにお
   いて、 ウェーハを軸線方向に並べて収容するための全体として
   矩形の側壁フレーム構造体と、 前記矩形の側壁フレーム構造体の第１の側を覆うための
   全体として矩形のカバー板と、 前記側壁フレーム構造体に対して前記カバー板をガス気
   密シールするため、前記側壁フレーム構造体のリップに
   おいて前記カバー板と側壁フレーム構造体との間に配置
   された弾性シールリングとを有することを特徴とする減
   圧可能なウェーハ移送および貯蔵ボックス。１８、前記
   矩形の側壁フレーム構造体の第２の側を覆うための全体
   として矩形の第２のカバー板を備えており、 前記矩形の側壁フレーム構造体の覆われた前記第２の側
   は、前記フレーム構造体の前記第１の側に対向しており
   、 前記側壁フレーム構造体に対して前記第２のカバー板を
   ガス気密シールするため、前記側壁フレーム構造体のリ
   ップにおいて前記第２のカバー板と前記側壁フレーム構
   造体との間に配置された第２の弾性シールリングを備え
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載
   の減圧可能なウェーハ移送および貯蔵ボックス。 １９、前記ウェーハ移送および貯蔵ボックス内に収容さ
   れ軸線方向に並べられたウェーハの個々のウェーハの位
   置を決定するため、前記矩形の側壁構造体に支持されて
   おりかつ該側壁構造体と機械的に作動すべく関連してい
   るウェーハ割出し手段を備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１７項に記載のウェーハ移送および貯蔵
   ボックス。 ２０、前記減圧されたウェーハ加工チャンバ内でウェー
   ハ貯蔵ボックスを移送すべくウェーハ貯蔵ボックス移送
   手段と機械的に作動係合して該ウェーハ貯蔵ボックス移
   送手段を受入れるため、前記矩形の側壁構造体の端壁に
   配置されておりかつ該端壁と機械的に作動するように関
   連しているボックス拾い上げ手段を備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１７項に記載のウェーハ移送
   および貯蔵ボックス。