KR100623170B1 - 플랫 디스크형 서스셉터를 구비한 에픽택셜 유도 반응기 내에서 셀프-레벨링 진공 시스템에 의해 기판을 핸들링하는 장치 및 그 작동 방법 - Google Patents

플랫 디스크형 서스셉터를 구비한 에픽택셜 유도 반응기 내에서 셀프-레벨링 진공 시스템에 의해 기판을 핸들링하는 장치 및 그 작동 방법 Download PDF

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Abstract

기판에 화학 증착(CVD)을 위한 에피택셜 장치 또는 반응기(20)에 사용되는 기판 핸들링 장치는 내부 로봇(30)을 포함하며, 내부 로봇(30)은 처리될 반도체 슬라이스(24)들을 수용하는 카세트(38, 40)에서 반도체 슬라이스(24) 형태의 기판을 파지하여 이송하는 수단(60)을 구비하며, 파지 및 이송수단(60)은 퍼징 챔버(34)에 위치하며 상기 슬라이스(24)를 수용하는 카세트(35)에서 공급된 슬라이스(24)를 상기 퍼징챔버(34)에서부터 상기 에피택셜 반응기(20)의 반응 챔버(22)로 이동시키는, 더 자세하게로는, 상기 에피택셜 반응기(20)의 반응 챔버(22)에 있는 디스크형 서스셉터(26) 상에 형성된 시트(28a-e)안으로 이송하거나, 이에 반대되는 순서로 다시 상기 퍼징 챔버(34)를 관통하여 반응 챔버(22)에서 상기 카세트(38, 40)로 이송시키는 것을 정밀하게 수행한다.

Description

플랫 디스크형 서스셉터를 구비한 에픽택셜 유도 반응기 내에서 셀프-레벨링 진공 시스템에 의해 기판을 핸들링하는 장치 및 그 작동 방법 { Device for handling substrates by means of a self-levelling vacuum system in epitaxial induction reactors with flat disk-shaped susceptor and method for operation thereof }
본 발명은, 기판에 반도체 물질의 화학증착(chemical vapor deposition;CVD)을 위하여 사용되는 장치에서, 기판, 특히 반도체 슬라이스(slices)를 핸들링하는 장치 및 이 장치의 작동 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에피택셜 반응기에 사용되는 기판을 핸들링하는 장치에 관한 것이며, 특히 기판, 바람직하게는 집적회로용 칩과 같은 반도체 부품(components)의 생산에 사용되는 실리콘 기판에 물질의 화학 증착(CVD)을 행하는 에피택셜 반응기에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 「평평한 디스크형 서스셉터(susceptor)를 구비하고 기판에 나란한 가스 흐름을 가지는 에피택셜 반응기」라는 제목하에 1995년 9월 14일 출원된 국제 특허 출원 제 WO 96/10659 에 의해 게시된 것과 같은 에피택셜 반응기에 사용되는 장치에 관한 것이다. 상기 장치 덕택에 상술한 에피택셜 반응기는 "카세트 대 카세트(cassette-to-cassette)" 타입의 반응기가 된다. 즉, 미처리된 기판을 담고 있는 카세트가 반응기의 내부에 위치되면, 프로덕트 로딩 사이클동안에는, 본 발명에는 사용되지 않은 제 1 아암 또는 로봇이 상기 기판들을 적재 래크 혹은 "카세트"로부터 본 발명에 따라 퍼징(purging) 챔버에서 서스셉터로 기판을 운반하기 위한 외부 파지 수단 및 운반 수단을 구비하고 있는 퍼징 챔버 및 제 2 아암으로 운반하도록 하고, 프로덕트 언로딩 사이클동안에는 상기 제 2 아암이 서스셉터로부터 상기 퍼징 챔버로 기판을 운반하고 이에 따라 제 1 로봇이 처리과정을 거친 기판을 퍼징 챔버에서 어느 하나의 카세트로 운반하는 과정으로, 모든 과정이 반응기의 동작을 감독하는 오퍼레이터의 수동 조작의 필요없이 이루어진다.
본발명은 특히 냉벽 CVD 시스템(cold wall CVD systems), 바람직하기로는 클로로실레인 증기 열분해(chlorosilane vapour pyrolysis)를 포함하는 디포지션(deposition)에 의한 반도체 디바이스의 대량생산에 사용되는 기판 혹은 실리콘 슬라이스에 에피택셜 성장을 제공할 수 있는 반응기에 적용될 수 있다.
상업적으로 가장 많이 사용되는 에피택셜 반응기는, a) 한번에 하나의 슬라이스를 처리할 수 있는 싱글-슬라이스 반응기(single-slice reactors), b) 동시에 복수의 기판 또는 슬라이스를 처리할 수 있는 배치-타입 반응기(batch-type reactors)의 두 가지 주요 카테고리로 나뉘어질 수 있다.
상기 반응기에 사용되는 가열 시스템은, 램프-타입(lamp-type) 가열 시스템및 중고주파 유도 가열 시스템(medium or high frequency induction heating systems)의 두 가지 타입으로 분류될 수 있다.
관련 산업계에서 가장 많이 사용되는 배치-타입 반응기는 주로, 프리즘형 또는 절두 피라미드형 서스셉터를 가지는 소위 "배럴" 시스템을 사용하는 것과, 실질적으로 평평한 디스크 형상의 서스셉터를 가지는 "팬케이크(pancake)" 시스템을 사용하는 것의 두 가지 타입이다.
전형적으로, 현재 배치-타입 반응기는 수동 로딩 타입인 반면에, 싱글-슬라이드 반응기는 자동 로딩 타입이다.
자동 로딩 반응기에서, 기판, 또는 슬라이스는, 각각 장점과 단점을 가지는 서로 다른 방식으로 다루어질 수 있다. 기판 핸들링은 반도체 분야에서는 특히 중요하며, 특히, 온도 관련 문제 및 입자 오염으로 초래되는 문제가 있는 에픽택셜 반응기에 있어서는 더욱 그렇다.
일반적으로, 각각의 기판 혹은 슬라이스는 바닥면(후면), 상면(전면)및 측벽(모서리)를 구비한다. 전면과 후면의 치수는 보통 75-300mm 사이이며(400mm 까지의 것도 있음), 모서리의 치수는 1mm보다 작거나 이에 근사한다. 슬라이스의 전면은 화학 반응 과정, 즉, 증착(deposition)이 일어나는 부분이기 대문에 슬라이스의 가장 중요한 부분은 전면이다.
이상과 같은 이유로, 슬라이스의 전면은 핸들링을 위하여 사용되는 어떠한 형태의 도구하고도 접촉되지 않는 것이 중요하다. 이는 어떠한 접촉이든, 그 정도가 아주 미약하다 하더라도 결정격자(crystal lattice)에 결함을 야기하기 때문이다. 로딩과정 중 결함이 발생하게 되면, 이 결함은 이에 잇따르는 가열공정에서 더욱 커지게 되며, 언로딩 과정 중에 유도되는 결함 또한 회피되어야 한다.
기본적으로, 슬라이스의 전면과의 접촉은 우연이라도 절대로 허용되지 않는다. 반면에, 슬라이스의 후면 및 모서리와의 접촉은 어느 정도 허용된다.
그러므로, 슬라이스를 운반하기 위해서 전면(그러나 어떠한 직접접촉도 없이), 후면 혹은 모서리를 통해 작업이 이루어질 가능성이 있다.
도구와 슬라이스가 접촉하지 않고 슬라이스의 전면으로부터 핸들링을 할 수 있는 시스템으로 유일하게 베루누이 효과를 활용하는 시스템이 있다. 상기 시스템은 적절한 파지 도구 (end effector)를 제공함으로써 슬라이스의 전면으로 필터링된 불활성가스를 불어 보내어 슬라이스에 대해 수평방향 끌림효과를 생성, 슬라이스가 자중을 극복하고 부유될 수 있도록 한다.
그러나 특별히 부정적이라고 할 수는 없지만, 지지 기구가 없으므로 마찰이 없이 파지 도구 바로 밑에 슬라이스를 고정해야 하므로 슬라이스에 몇 군데 고정점을 마련해야 하고, 이로 인해 슬라이스의 모서리와 도구의 고정부분간에 우발적 접촉이 발생하곤 한다.
언로딩 과정 중에 슬라이스가 안착되어 있는 캐비티에서 상기 슬라이스를 상승시키기 위해서는 슬라이스의 자중뿐 아니라 캐비티와 상기 슬라이스간에 발생하는 약간의 진공 또한 극복해야 한다. 그러나 이는 베루누이 효과만으로는 극복할 수 없는 문제이기 때문에, 예를 들면 슬라이스 아래의 캐비티 내에 형성된 가느다란 채널의 네트워크에 의하여 진공 형성을 방지할 필요가 있다. 이 기술은 아주 효율적이기는 하나 서스셉터의 흑연체 내의 비전도체 채널이 형성됨에 따라 슬라이스에 대해 균일한 가열이 저해될 수 있으므로 유도-가열 반응기보다는 램프-가열 반응기에 훨씬 적합하다. 상기 방법은 또한 배치형 반응기에도 적절히 호환된다고 말하기는 힘들다. 즉, 분명 불활성 가스로 인해 슬라이스의 전면부분이 슬라이스 처리도중에 깨끗이 유지될 수는 있지만, 가스는 그 흐름방향에 존재하는 먼지 입자들도 함께 쓸어버리기 때문에, 특히 서스셉터와 근접한 부분에서 처리작업이 수행되 고 있다면, 인접한 슬라이스들에게는 유해할 수 있다.
다른 방법으로는 슬라이스를 후면에서 다루는 방법이 있지만 슬라이스의 후면은 카세트 내부에서만 접근이 가능하고 슬라이스가 서스셉터 위에 위치되었을 경우에는 접근이 불가능하다는 문제가 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 서스셉터에 관통공을 형성하여 필요한 경우 상승 및 서스셉터 안에 슬라이스의 안착을 위한 하강 움직임이 가능하게 상기 관통공을 관통하도록 형성된 소형 지지대들을 사용하여 슬라이스를 상승시킬 수 있다. 즉, 로딩 사이클 동안에는, 상기 지지대들이 상승되어 지지대 위에 안착된 슬라이스들을 상승시킨다. 그런 다음 상기 지지대들을 하강시킴으로써 슬라이스들이 서스셉터의 해당 안착위치에 안착된다. 언로딩 사이클 동안에는 상기 지지대들 및 슬라이스들을 상승시킨다. 그런 다음 적절한 재질로 만들어진 설부(tongue) 또는 파지 도구(엔드 이펙터)를 슬라이스 밑에 대고 슬라이스를 제거한다. 안정성을 더욱 높여야 할 경우에는 슬라이스와 파지도구 사이에 약간의 진공을 적용시킴으로써 슬라이스를 제동하는 방법도 있다. 그러나, 이러한 방법은 효과적일지는 몰라도 사실상 램프-가열형 반응기에만 적절하다. 즉 이 방법은 유도-가열 반응기에는 대개 부적절한데, 이는 서스셉터의 흑연에 형성된 관통공으로 인해 균일하지 못한 공기흐름을 유발하여 균일하지 못한 가열을 유발하기 때문이다.
기타 알려진 방법으로는 미케니칼 그리퍼(mechanical gripper) 등과 같이 움직임이 가능한 파지 시스템을 사용하여 슬라이스의 외경, 혹은 모서리를 따라 두,세지점을 파지하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 구현이 쉽지가 않다. 즉, 서스 셉터 안에 유도 가열 시스템과 호환이 완전히 되지 않는 한개 또는 그 이상의 캐비티 형성을 위한 특별한 가공 과정이 필요하기 때문이다. 마지막으로, 위에 언급한 바와 같이, 슬라이스의 전면부에 대한 직접 접촉은 허용되지 않는다.
한편, 슬라이스의 테두리부에 하나 또는 그 이상의 접촉부에만 한정되도록 하여 전면부를 파지하도록 하는 시스템들도 있다. 슬라이스는 슬라이스와 파지도구 사이에 형성된 챔버를 사용하는 진공 시스템에 의해 그 위치가 유지된다. 그러나, 이런 경우 슬라이스 상승력은 슬라이스의 테두리의 접촉면적으로 한정되며, 슬라이스와 파지도구 사이에 약간의 위치상의 에러만으로도 면적이 좁거나 넓거나에 관계없이 접촉부분은 슬라이스 파지력 부족 또는 파지도구와 슬라이스간의 직접적인 접촉으로 인한 불량 증가 등의 위험을 겪게 된다. 결론적으로, 이 방법은 파지도구와 슬라이스 전면부간의 접촉면이 지나치게 넓기 대문에 최적이라 볼 수 없다.
본 발명의 목적은, 국제 특허 출원 WO 96/10659에서 설명된 평평한 디스크형 서스셉터를 구비하고, 기판에 대해 평행한 가스의 흐름을 가지는 에픽택셜 반응기에 반도체 슬라이스들을 공급 및 제거하는 개선된 자동화 장치를 제공하는데 있다.
간략히, 반응기 및 관련 장치의 동작은, 반응기 내부에서 성장되는 슬라이스들을 수용하는 랙들 또는 카세트들의 위치 결정단계; 슬라이스들이 이송되는 반응 챔버의 내부에 제품을 로딩하는 단계(상세한 설명은 후술됨); 반응 챔버 내부를 대략 수소 퍼징(hydrogen purging)하는 단계; 적당한 온도에 이르기까지 서스셉터와 슬라이스들을 가열하는 단계; 해당 스펙(relevant specification)이 필요로 하는 사이클을 처리하는 단계; 언로딩 단계에 적합한 온도까지 냉각하는 단계; 성장된 슬라이스들을 언로딩하고 카세트 내부로 다시 귀송시키는 단계(상세한 설명은 후술됨)를 포함한다.
로딩 및 언로딩 단계들은 파지 도구를 형성하는 재질에 적합한 온도에서 수행된다.
각각의 성장 사이클 다음에 다른 성장 사이클, 또는 슬라이스들이 로드되지 않는 소위 에칭 사이클이 이어지는데, 다음의 동작이 실행된다:
반응 챔버 내를 수소로 대략 퍼징하는 단계; 서스셉터가 적당한 에칭 온도에 도달할 때까지 가열하는 단계; 해당 스펙이 필요로 하는 에칭 사이클; 및 에칭 단계 후에 슬라이스의 로딩과 호환되는 온도까지 냉각시키는 단계를 포함한다.
상술한 국제 특허 출원 WO 96/10659에 형성된 에피택셜 반응기는 유도가열되는 디스크형 서스셉터를 구비하는 것으로 명명된 소위 "팬케이크"형으로써, 상술된 시스템들보다 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.
상술한 결점을 극복하기 위해 사용되는 해결책은 다음과 같다.
소위 청정실측의 제 1 반응 구역은 처리될 혹은 기처리된 슬라이스들을 적재하는 카세트를 수용하고, 이 반응 구역은 대기내에 있을 수 있거나, 처리될 슬라이스의 실리콘을, 적어도 주위 온도에서, 불활성 가스로 세척하는 챔버로 구현될 수 있다(니트로젠 등의 저렴한 불활성가스가 공기 보다 바람직하다). 보다 간단한 예인 대기의 경우를 아래에서 설명하며, 특별한 효과를 가지는 가스 밀봉이나 불활성 가스들로 세척하는 것으로 연장시킬 필요가 없다. 공기를 사용하는 이런 경우에는, 케이스 내에는 고체 입자(먼지)가 제거된 대기를 유지하기 위해서 소위 공기용의 완전 필터만이 추가된다.
그리고, 반응기의 상기 제 1 구역은 슬라이스들을 수용하는 카세트들의 제거를 허용하기 위해 언제든지 개방될 수 있는 두 개의 도어를 구비하며, 도어들의 개방을 위해 특별히 불활성가스에 의한 퍼징이나 세척 사이클을 오래하지 않아도 된다. 그러나, 처리공정상, 상기 슬라이스의 국부적인 산화에 의한 아무리 적은 흠조차도 용인되지 않는 경우, 대안으로써 불활성 가스를 유도하여 대기에 슬라이스가 노출되는 것을 최소화하여 결과적으로 상기 흠에 노출되는 것을 최소화하기 위해 반응기의 제 1 구역은 밀폐 도어들과 유체 추출 펌프에 의한 퍼징 방법이 제공될 것이다. 제 1 로봇, 슬라이스들의 처리를 제어하는 외부 로봇이라 불리는 외부 로봇이 구비되며, 이런 형식의 핸들링을 허용하도록 정밀하게 구성된 통상적인 카세트들에 의해 뒤로부터 슬라이스들이 처리된다. 외부 로봇의 파지 도구는, 통상적으로 사용되는, 로봇 내에 설치된 작은 진공원에 의해 압축된 상태로 유지되는 슬라이스들을 이송시킨다.
이하 상기한 해결책의 동작 원리를 설명한다.
로딩되는 동안, 슬라이스는 해당 카세트로부터 이탈되고, 상기 외부 로봇의 내부에 형성된 배치 및 안내 위치로 이동된다. 카세트들과, 배치 및 안내 위치와, 외부 로봇들은 신규하지 않으며 본 발명에서 사용되지 않는다. 여기서 슬라이스는 소정 각도로 지향되고, 후속의 정확한 파지를 허용하도록 슬라이스의 기하학적 중심 위치가 계산된다. 슬라이스는 지지부로 작용하는 수정 디스크(quartz disk) 상의 퍼징 챔버 내부에 배치되며, 수정 디스크는 상기 외부 로봇의 통상적인 파지부에 의해 핸들링 될 수 있도록 형성된다. 수정 디스크는 언로딩되는 동안 열을 잘 분산시키도록 슬라이스에 비해 비교적 큰 질량을 가진다.
공기의 자취를 완전히 제거하기 위해 접근 도어가 닫히고, 퍼징 챔버는 불활성 가스로 세척되며, 필요하다면, 상기 퍼징 동작을 신속하게 하기 위해서 진공 추출 사이클을 사용하여 세척할 수 있다. 이때에는, 본 발명에 따른 내부 로봇이 작동되는 챔버에 접근을 제공하는 도어가 열린다. 한편, 보수 관리 작업 동안을 제외하고는 상기 챔버는 공기에 노출되지 않고 항상 불활성 가스 대기 내에서 작동된다.
내부 로봇의 파지 도구, 또는 핸드는 모서리들과의 매우 한정된 접촉에 의해 슬라이스들이 적합하게 핸들링되도록 허용하는 본 발명의 한 부분으로 형성된다. 사실상, 각 슬라이스는 대략 1mm 이상 돌출 형성된 모따기부 또는 모서리부를 가진다. 슬라이스의 모서리와 접촉하는 파지 도구의 일부는, 접촉구역이 모서리부에서 대략 1mm 이상 연장된 유일한 모따기부에 한정되도록 형성되며 수정 등의 적당한 재료로 형성된다. 그러나, 슬라이스의 이런 부분은 집적회로를 제조하는데 용이하지 못하고, 이런 해결은 생산된 제품의 품질을 손상시키지 않는 것이다. 더욱, 파지 도구 또는 핸드는 다음의 두가지 기능을 가지는 구조적인 파이프에 의해 내부 로봇의 아암과 연결된다.
첫째, 로봇 아암을 연장하여 반응 챔버 내부에 서스셉터의 위치까지 도달하 는 기능;
둘째, 관절부에 의해 또는 아암의 가요성을 이용하여, 상기 슬라이스의 상승을 포함하는 동작 동안 사용되는 슬라이스에서 파지 도구 혹은 핸드까지의 사이에 소정의 자가 승강 각도를 얻어내는 기능;
슬라이스의 상승은 설치된 유압기계에 의해 얻어지는 소정의 진공에 의해 된다. 진공은, 파지 도구의 외면을 따라 분포되는 일련의 홀에 의해 슬라이스에 전달되어, 슬라이스의 주변구역에 집중되며, 평평한 구역 또는 각각의 슬라이스의 방위와 식별에 이용되는 오목한 노치 구역에는 없다. 평평한 구역은 대략 150 mm에 이르는 직경을 갖는 슬라이스에 바람직하며, 보다 큰 직경의 슬라이스들의 경우에는 오목 노치부가 바람직하다. 진공 효과의 국부적 변형을 유발하는 모든 슬라이스 형상의 불일치 때문에, 본 발명에 따르면, 파지 도구 내의 흡입공의 집중을 적절하게 계산함으로써 이러한 변형을 오프셋시키는 것이 필요하다.
로딩하는 동안, 본질적으로 알려진 참조 방법에 의해 서스셉터는 적재될 캐비티를 회전시켜 정확하게 위치시킨다. 이러한 위치결정은 잘 알려진 광학 시스템에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 슬라이스는 반응 챔버에 삽입되고 서스셉터의 적절한 캐비티의 상부에 위치된다. 내부 로봇은 조금씩 하강하고 슬라이스를 캐비티에 접촉시키며, 진공이 제거되면 상기 캐비티 상에 적재될 슬라이스를 해제시킨다. 로딩 단계들은 서스셉터 상에 존재하는 모든 캐비티들이 다 채워질 때까지 반복되며, 슬라이스들의 예정된 작업이 시작된다.
모든 광학 시스템들 중에서 레이저 에미터와 해당 서스셉터 사이의 거리를 측정하고 상기 거리에 비례하는 아날로그 신호를 생성시키는 레이저 텔레미터 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들어, 레이저 텔레미터는 통상적인 기계적인 수단(마이크로 스크류)들에 의한 스캐닝 알고리즘 및 뒤이은 보정에 의해 서스셉터의 평행 위치 결정 내의 결함을 제거한다. 이러한 평행 위치 결정은 슬라이스들 상의 에피텍셜 디포지션의 균일성을 보장하는데 필수적이다.
슬라이스들의 예정된 처리가 완료되면, 상기 슬라이스들을 서스셉터로부터 언로딩할 필요가 있다. 이를 위해, 손상 없이 반응 챔버로부터 슬라이스들의 추출을 허용하는 적절한 온도에 서스셉터가 도달할 때까지 기다린 후에, 상기 내부 로봇을 다시 사용하여 각각의 슬라이스들을 서스셉터의 해당 캐비티들로부터 분리시키고, 비교적 큰 질량을 가지며 상기 슬라이스를 냉각시키는 수정 디스크 상에 위치한 퍼징 챔버 내부로 이송시킬 필요가 있다. 충분한 냉각후에, 슬라이스는 외부로봇에 의해 반응기의 제 1 구역내에 위치한 카세트들 중 어느 하나의 시트로 이송된다.
상기 방법을 구현한 본 발명은,
반응 챔버;
반도체 재료의 기판 또는 슬라이스들을 핸들링하기 위한 내부 로봇;
상기 슬라이스들을 청정 환경을 통하여 통과시키는 퍼징 챔버;
상기 반도체 재료의 슬라이스를 적층하여 수용하는 카세트들을 포함하는 저장구역; 및
상기 저장구역으로부터 상기 퍼징 챔버로 상기 슬라이스를 이송시키는 외부 로봇을 포함하되,
상기 내부 로봇은 외측단에 파지 수단을 가지는 관절식 아암을 수용하는 밀폐 챔버를 포함하는
반도체 재료의 슬라이스들과 같은 에픽택셜 장치들 또는 반응기에서 제조된 재료의 기판 핸들링 장치에 있어서,
상기 내부 로봇의 파지수단은, 상기 퍼징챔버로부터 반도체 재료를 제거한 후 이송시켜 상기 밀폐 챔버를 관통시킨 후 상기 반응 챔버의 디스크형 서스셉터의 리세스드 시이트(recessed seat)에 재치하기 위한, 또한 역으로 상기 리세스드 시이트로부터 상기 퍼징 챔버로 이동시키기 위한, 상기 반응 챔버(22)에 삽입될 수 있고 파지부 또는 핸드를 그 단부에 구비하는 적어도 하나의 아암을 포함하며,
상기 핸드는, 상기 슬라이스의 주변 구역 또는 모따기된 모서리를 따라서 상기 슬라이스의 상면과 접촉하도록 설계되고, 또한 진공효과에 의해 상기 슬라이스를 파지하도록 구성되며,
상기 파지 수단은,
상기 리세스드 시이트내에 상기 기판을 배치할 때는, 상기 파지 수단의 상기 아암으로부터 먼쪽의 슬라이스 모서리가 상기 리세스드 시이트와 먼저 접촉되며 이후에 상기 시트에 접촉되는 상기 모서리가 회전되어 완전히 접촉되도록, 상기 기판이 리세스드 시이트의 평면에 경사지게 유지되며, 또한 역으로,
상기 반응 챔버로부터 상기 퍼징 챔버로 슬라이스를 이송 시킬 때는, 상기 파지 수단의 상기 아암과 가까운 슬라이스 측면부터 먼저 상승된 후 상기 기판이 완전히 분리되고, 상기 기판이 상기 리세스드 시트의 평면에 경사지게 유지된 상태로 더 상승됨으로써, 상기 핸드의 진공 효과에 의해 파지된 상기 슬라이스가 상기 리세스드 시이트로부터 분리되는 방식으로 상기 슬라이스를 회전가능하게 관절식 아암에 부착시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치이다.
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특히, 아암은 중공의 관형으로 형성되고, 일측이 플렉시블 관을 통해 진공원에 연결되고, 타측이 핸드의 내부에 형성된 원형 시이트에 연결되어, 상기 핸드의 하측과 핸드의 하면에 위치한 슬라이스 사이에 진공을 형성시킨다.
바람직하게는, 중공의 관형 아암과 내부 로봇의 관절식 아암 사이에는 관절수단이 배치되며, 상기 관절수단은 중공식 관형 아암의 승강을 허용하여, 관절식 아암에 의해 한정되는 평면의 상하로 핸드를 이동시키게 된다.
그리고, 관절수단은 중공식 관형 아암과 내부 로봇의 관절식 아암 사이에 배치되며, 또한 중공식 관형 아암이 길이방향 축에 대해 회전하는 것을 허용한다.
바람직하게는, 관절수단은 관절 아암에 고정된 지지 베어링과, 관절 수단이 회전되기 위한 회전핀과, 관절식 아암의 평면에 대한 핸드의 승강을 위한 허용 높 이를 고정시키기 위한 조정 스크류를 포함하며, 핸드는 디스크형 서스셉터에 원주방향으로 전방부만이나 후방부만, 또는 완전히 상기 서스셉터와 평행하게 안착된다.
그리고, 관절수단은 중공의 관형 아암의 주위에, 디스크형 서스셉터의 반경과 직교하는 방향으로 핸드가 정렬되도록 하기 위한 마찰방지 부쉬들을 더 포함한다.
더욱 바람직하게는, 핸드는 핸들링되는 슬라이스의 직경보다 큰 직경을 가지는 디스크 형상으로 형성되고, 슬라이스에 대향하며 슬라이스의 외측 테두리와 맞물리는 오목 시트가 형성된 바닥부를 구비한다.
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바람직하게는, 시트는 핸드의 바닥부에 위치하며, 핸드와 슬라이스 사이에 진공을 형성시킬 수 있도록 중공의 관형 아암에 연통된 상기 핸드 내부의 챔버와 연통된 복수의 주변공을 구비한다.
가장 바람직하게는, 주변공들은 진공 손실이 가장 클 것으로 예상되는 부분에 주로 집중 형성된다.
특정 실시예에서는, 레이저 에미터와 반응 챔버의 디스크형 서스셉터 사이의 간격을 측정하며 해당 간격에 비례하는 아날로그 시그날을 발생하는 레이저 텔레미터가 사용되며, 텔레미터는 서스셉터의 레벨-어레인지먼트(level arrangement)의 결함을 감지하고, 반응 챔버에 대한 서스셉터의 페라렐-포지셔닝(parallel-positioning)의 결함을 감지한다.
또한, 서스셉터의 상기 외곽 테두리에는 상기 레이저 텔레메터에 의해 감지될수 있는 각도 기준점으로 사용되는 노치부가 형성되며, 슬라이스용 리세스드 시이트(또는 오목 시트: recessed seat)들은 노치부로부터 시작하여 카운트된다.
본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 구성된 장치의 핸드에 의해서 반응 챔버내에 배치된 디스크형 서스셉터의 리세스드 시이트에 슬라이스를 배치하는 방법은,
슬라이스는, 진공에 의해 핸드에 부착되고, 상승위치에서 반응 챔버로 들어가고, 디스크형 서스셉터의 리세스드 시이트들 중의 어느 하나의 상부로 이송되고, 초기에는 파지 수단의 아암으로부터 먼 쪽에 위치한 슬라이스의 모서리에만 접촉되고 다음에 전면이 접촉되도록 전방으로 기울어진 상태로 리세스드 시이트 위에 위치하도록 하강되고, 슬라이스들이 핸드에 부착되는 것을 유지시키는 진공이 제거된 후에는, 더 하강되어 핸드로부터 분리되며, 다음으로 핸드가 다시 상승하여서 슬라이스로부터 완전히 분리되고, 마지막으로 핸드가 반응 챔버를 떠나 후퇴하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
반대로, 상기한 바와 같이 구성된 장치의 핸드에 의해 반응 챔버에 위치하는 디스크형 서스셉터의 리세스드 시이트로부터 슬라이스를 제거하는 방법은,
핸드가, 상승 위치 상태에서 반응 챔버로 들어가고, 디스크형 서스셉터의 리세스드 시이트들 중 어느 하나에 수용된 슬라이스의 상부로 이송되고, 초기에는 파지 수단의 아암으로부터 먼 쪽에 위치하는 모서리에 접촉된 후 전 외주와 접촉되도록, 핸드가 슬라이스와 접촉될 때 까지 하강되고, 슬라이스 상의 전체 외주와 접촉된 후에, 슬라이스의 모서리부가 핸드에 부착되도록 진공을 적용시키고, 다시 상승을 시작하여, 슬라이스를 초기에는 아암으로부터 가장 가까운 측의 슬라이스의 모서리에서 다음에는 슬라이스의 전 표면을 리세스드 시이트로부터 분리시키고, 마지막으로, 서스셉터의 리세스드 시이트으로부터 슬라이스가 완전히 상승된 후에, 슬라이스를 반응 챔버의 외부로 이송시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 외부 로봇과 내부 로봇을 구비하는 평판형 에픽택셜 반응기의 평단면도;
도 2는 본 발명에 따른 내부 로봇의 연장 아암의 끝단에 위치한 파지 도구 혹은 핸드의 일부 절단 측단면도;
도 3은 상기 파지 도구 혹은 핸드의 일부 절단 평단면도;
도 4는 이송되는 반도체 재질의 슬라이스와 핸드의 맞물림을 보여주기 위해 도 2의 핸드를 상세하게 일부를 확대하여 도시한 단면도;
도 5는 내지 도 8은 서스셉터의 캐비티 내에 슬라이스를 로드하기 위해 반도체를 서스셉터의 캐비티으로 운반하는 파지수단을 순차적으로 도시한 일부 절단 측단면도;
도 9 내지 도 12는 서스셉터의 캐비티 내에 로딩된 슬라이스로부터 파지수단을 분리시키는 것을 순차적으로 보여주는 일부 절단 측단면도;
도 13 내지 도 16은 상기 슬라이스를 이탈시키기 위해, 서스셉터의 캐비티 내에 위치된 반도체 슬라이스 쪽으로 향하는 로봇의 파지수단을 순차적으로 도시한 일부 절단 측단면도; 및
도 17 내지 도 20은 서스셉터의 캐비티로부터 분리되어 이탈되는 반도체 슬라이스를 순차적으로 도시한 일부절단 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 에픽택셜 반응기(20)는 반응 챔버(22)를 포함한다. 반응 챔버(22)는 슬라이스들(24a-e)를 수용하기 위한 치수를 가지는 캐비티(28a-e)가 구비된 디스크형 서스셉터(26) 상에/로부터 반도체 재질의 상기 슬라이스(24a-e)들을 재치 및 제거하기 위한 다수의 로봇들을 구비한다.
슬라이스(24a-e)가 반응 챔버(22) 내에 위치한 디스크(26)의 캐비티(28a-e)에 수동으로 조종되지 않고도 재치 및 제거되야 하기 때문에, 이 목적을 위해 소위 내부 로봇(30)과 외부 로봇(32)이 구비된다. 내부 로봇(30)은 끝단에 파지 도구 또는 핸드(70)를 구비한 관형 아암(64)을 포함하여 본 발명의 주제를 형성한다. 내부 로봇(30)은 반응 챔버(22)와 퍼징 챔버(34) 사이에 배치되며, 퍼징 챔버(34)는 슬라이스들용 제 1 구역 혹은 저장 구역(36)과 내부 로봇(30) 사이, 또는 반대로 내부 로봇(30)으로부터 제 1 저장고(36)로 지나가는 슬라이스(24a-e)들을 처리하는 기능을 가진다.
저장 구역(36)은 복수의 카세트(38)(40)를 구비하며, 카세트(38)(40)들은 반응 챔버(22)내에서 처리될 혹은 처리된 반도체 재질의 슬라이스들을 수용하는 기능을 가진다. 그리고, 저장 구역(36)은 관절식 아암(42)을 수용하며, 관절식 아암(42)은 카세트(38)로부터 퍼징 챔버(34)로, 또는 반대로 퍼징 챔버(34)로부터 카세트(40)로의 슬라이스(24)들의 운반을 보장하는 기능을 가지는 진공형 파지수단(44)이 끝단에 구비된다. 관절식 아암(42)은 이미 잘 알려져 있다.
퍼징 챔버(34)는 길로틴 도어(guillotine door)와 같이 신속하게 작동하는 형식의 밀폐 밀봉(hermetically sealed)되는 제 1 도어(50)와, 제 1 밀폐 도어(50)와 같은 형식의 밀폐 밀봉된 제 2 도어(52), 및 상기 퍼징 챔버(34)를 관통하여 지나가는 슬라이스(24)를 지지하기 위한 디스크(54)를 포함한다. 바람직하게, 디스크(54)는 적당한 내마모성과 실질적으로 제로의 오염도를 확보하도록 석영으로 형성되고, 슬라이스(24)를 재치하거나 제거하기 위해 퍼징 챔버(34)로 들어가는 파지 수단(44)을 수용하기 위한 리세스(recess)(55)가 구비된다. 디스크(54)는 냉각 단계동안 열을 보다 잘 버릴 수 있도록 슬라이스와 비교하여 상대적으로 큰 질량을 가진다. 수소에 반응하는 기체의 반응 챔버 내로의 유입, 및 화학증기증착(CVD) 공정 중에 반응 챔버 내에서 형성되는 HCI와 같이 자극성이 있거나 독성을 가질 수 있는 가스와 수소의 대기로의 유출을 피하는 것이 바람직하기 때문에, 퍼징 챔버(34)는 질소와 같은 하나의 원소로 이루어진 불활성 기체나 또는 공기일 수 있는 저장 구역(36)의 무진(dust-free;無塵) 환경으로부터 주로 수소로 구성된 반응 챔버의 환경으로, 역으로, 필수적으로 수소로 구성된 반응 챔버(22)의 환경으로부터 저장 구역(26)의 환경으로, 슬라이스(24)가 통과하도록 준비하는 기능을 가진다.
밀폐 챔버(56)은 내부 로봇(30)을 수용하고, 퍼징 챔버(34)와 연통하는 밀폐 밀봉되는 도어(52)와, 반응 챔버(22)와 연통되는 다른 밀폐 밀봉되는 도어(57)를 구비한다. 내부 로봇(30)은 끝단에 파지 및 이송 수단(60)을 구비하는 관절식 아암(58)을 포함하며, 도 2 내지 도 4에서 상세하게 설명될 파지 및 이송 수단(60)은 퍼징 챔버(34)로부터 반응 챔버(22) 또는 그 반대로 슬라이스(24)들을 이송시키는 기능을 가진다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파지 및 이송 수단(60) 은 관절 수단(62)와 관형 아암(64)을 구비하고, 관절수단(62)는 관절식 아암(58)과 연결되며, 관형 아암(64)은 플렉시블 파이프(68: 도 1 참조)와 진공원 등의 공압 장치(미도시)에 차례로 연결되는 연결부(66)를 구비한다. 관형 아암(64)은 관절수단(62)로부터 먼 쪽 단에서 파지 도구 또는 "핸드"(70)에 연결된다. 파지 도구 또는 핸드(70)는 퍼징 챔버(34) 내에 위치하는 슬라이스 지지 디스크(54)로부터 디스크형 서스셉터(26)으로의 슬라이스(24)의 이송 및, 역으로, 서스셉터(26)로부터 지지 디스크(24)로 이송 중에 슬라이스(24)를 보유하는 기능을 가진다.
핸드(70)는 환형 림(rim)의 형상의 두 부재(72)(74)가 접합됨으로써 형성된다. 상부 부재(72)는, 관형 아암(64)에 연결된 클램프(78)에 고정되는 꼬리부(76)를 구비하며, 바닥 부재(74)의 꼬리부(80)와 함께 관형 아암(64)과 연통되는 덕트(82)를 형성한다. 바닥 부재(74)는 덕트(82)와 연통되는 환형 캐비티(84)와, 슬라이스(24) 방향으로 관통 형성된 작은 홀(86a-m)을 구비한다. 그리고 이 바닥 부재(74)는 슬라이스 상에서 수행되는 공정을 위하여 아무런 유용한 기능을 갖지 않는 것으로 예상되는 슬라이스(24)의 한정된 모서리부(25)와 만 접촉된다.
도 5 내지 도 8은 파지 수단(60)이 서스셉터 디스크(26)의 캐비티(28)의 내부에 반도체 슬라이스(24)를 안착시키는 방법을 설명한 것이다. 도 2 및 도 3에 상세히 설명된 바와 같이, 파지 수단(60)은 핸드(70)에 의해 형성되며, 핸드(70)는 관형 아암(64)과 연결부(66)에 의해, 작동시 진공원과 연통되는 플렉시블 파이프(68)에 연결된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파지수단(60)은, 핸드(70)에 부착된 반도체 슬라 이스(24)를 이송하면서, 반응 챔버(72)로 진입된다. 핸드(70)에의 슬라이스(24)의 부착은, 화살표 90으로 표시된 연결부(66)에 적용된 진공에 의하여 확보된다. 반응 챔버(22)로의 진입은 관절식 아암(58)의 전방 움직임을 나타내는 제 1 굵은 화살표(92)에 의해 표시된다. 그 후, 관절식 아암(58)의 아래방향으로의 움직임을 나타내는 제 2 굵은 화살표(94)에 의하여 보여지는 바와 같이, 파지 수단(60)은 디스크형 서스셉터(26) 쪽으로 하강되기 시작한다.
핸드(70)에 의하여 파지된 슬라이스(24)가 디스크형 서스셉터(26) 상의 캐비티(28)에 접촉되지 않도록 관절식 아암(58)이 올려져 있는 상태에서, 핸드(70)와 슬라이스(24)의 무게에 의해 관절 수단(62)이, 피봇 핀(98)을 중심으로 회전하면서 그리고 조정 스크류(100)에 의해 허용되는 지점까지 하강하면서, 아암(58)의 끝단에 마련된 패드(96)에 놓여진다.
도 6에 도시된 바와 같이, 슬라이스(24)의 끝단이 서스셉터(26)의 내측으로 배치된 캐비티(28)와 접촉하는 지점까지 아암(58)이 하강되면, 핸드(70)의 하강이 중지되고, 파지 수단(60)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 슬라이스(24)가 캐비티(28)에 완전히 놓여질 때까지, 스크류(100)가 상승하기 시작함에 따라, 서스셉터(26)와의 평행을 점진적으로 맞춘다. 이때, 화살표 90으로 표시된 진공이 제거되어 슬라이스(24)는 핸드(70)와 분리된다. 여기서, 핸드(70)로부터 슬라이스(24)가 분리되기 전에, 세라믹 재료 또는 테프론과 같은 감마재로 형성된 2개의 부쉬(63)(65)들은 도 3의 원형 화살표 67의 방향으로의 관형 아암(64)의 회전을 허용함으로써, 캐비티(28) 내의 슬라이스(24)의 완전한 레벨링(leveling)을 가능케 하며, 이에 의해 본 발명의 일부를 형성하는 셀프-레벨링 특징을 가지는 파지 및 이송 수단(60)이 제공된다. 슬라이스(24)가 캐비티(28) 내에 완전히 지지되어 레벨링되고, 진공(90)의 부재로 인하여 핸드(70)가 슬라이스(24)로부터 분리되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 관절식 아암(58)이 보다 더 하강하여 슬라이스(24)의 내측면으로부터 핸드(70)를 상승시킨다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 서스셉터(26)의 캐비티(28) 내에 슬라이스(24)를 완전히 해제(release) 하면서 핸드(70)가 슬라이스(24)로부터 분리될 수 있는 방법을 알 수 있다. 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 진공(90)의 부재로 인하여 핸드(70)가 슬라이스(24)로부터 실질적으로 분리된 상태가 유지되는 동안, 아암(58)은 핸드(70)가 슬라이스(24)에 완전히 놓여질 때까지 굵은 화살표 104의 방향으로 상승하기 시작하고, 도 10에 도시된 바와 같이, 핸드(70)에 적용되던 진공(90)이 없기 때문에 핸드(70)는 슬라이스(24)로부터 분리된 상태로 유지된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 화살표 104의 방향으로 관절식 아암(58)의 계속하여 상승하면, 외측에서 핸드(70)의 상승이 유발된다. 마지막으로, 아암(58)이 더 상승하면, 핸드(70)가 슬라이스(24)로부터 완전히 분리되어 들어올려지고, 화살표 106의 방향으로 아암(58)이 후퇴되어 파지 및 이송 수단(60)이 반응 챔버(22;도 1참조)의 외부로 이동된다.
도 13 내지 도 16은 서스셉터(26)의 캐비티내에 안착된 슬라이스(24) 상에 핸드(70)의 위치 결정 과정을 도시하며, 도 17 내지 도 20은 서스셉터(26)의 캐비티(28)로부터 슬라이스(24)의 상승 및 제거 과정을 도시한다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 관절식 아암(58)이 화살표 92의 방향으로 이 동하여 핸드(70)가 슬라이스(24)와 정렬되고, 화살표 94 방향으로 하강하여 핸드(70)가 슬라이스(24) 쪽으로 이동됨을 알 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 아암(58)이 더욱 더 하강하면 핸드(70)는 슬라이스(24)의 내측과 먼저 접촉되며, 도 15에 도시된 바와 같이, 결국 전 슬라이스(24)와 접촉된다. 부쉬(63)(65)는, 관형 아암(64)의 축에 대한 회전을 허용함으로써, 슬라이스(24)에 대한 핸드의 완전한 셀프-얼라인먼트(self-alignment)를 가능케 한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 아암(58)이 조금 더 하강되면, 슬라이스(24)의 내측으로부터 핸드(70)가 분리될 수 있으나, 이는 중요하지 않다.
도 17을 참조하면, 어떻게 관절식 아암(58)이, 화살표 90으로 표시된 진공이 관형 아암(64)에 인가된 상태로, 화살표 104에 의하여 표시된 바와 같이, 다시 상승하기 시작하여, 슬라이스(24)의 외측이 먼저 핸드(70)에 부착되는지를 알 수 있다. 그 후, 도 18에 도시된 바와 같이, 관절식 아암(58)이 보다 더 상승하면, 핸드(70)가 슬라이스(24)에 완전하게 부착되며, 그 동안 진공(90)이 슬라이스(24)를 핸드(70)에 부착시킨다. 계속해서 아암(58)이 더욱 더 상승하면, 스크류(100)가 패드(96) 위에 놓여질 때까지 그 피봇 핀(98)을 중심으로 관절 수단(62))이 회전되며, 서스셉터(26)의 캐비티(28)로부터 슬라이스(24)의 외측이 분리되고, 도 19에 도시된 바와 같이, 이에 의거하여, 슬라이스(24)를 캐비티와 평행하게 유지시키면서 분리하는 경우에 발생될 수 있는, 캐비티(28)로부터 슬라이스(24)의 강제적인 분리가 회피된다. 이에 의하여, 핸드(70)에 의하여 작용되는 과도한 힘으로 인하여 슬라이스(24)에 발생될 수 있는 손상과 캐비티(28)로부터 슬라이스(24)의 갑작스런 해제로 인하여 관형 아암(64)에 발생될 수 있는 진동을 피할 수 있다. 마지막으로, 도 20에 도시된 바와 같이, 화살표 104 방향으로의 아암(58)의 최후의 상승은 캐비티(28)로부터 슬라이스(24)를 완전히 분리시키고, 화살표 106의 방향으로 아암(58)의 후퇴는 슬라이스(24)와 함께 핸드(70)를 반응 챔버(22;도 1 참조)의 외부로 이동시킨다.
슬라이스(24)의 뒤틀림으로부터 야기되는 과도한 변형을 피하고 및/또는 상기 슬라이스(24)가 핸드(70)에 의해 운반될 때 얼라인먼트(alignment)에 있어서의 작은 오차를 상쇄시키기 위하여, 핸드(70)에 의하여 적용되는 진공을 조절하는 수단이 제공된다. 특히, 진공은 핸드(70)가 슬라이스(24)들과 맞물리기 시작할 때 최대치로 유지되어야 하며, 핸드(70)의 슬라이스(24)와의 맞물림이 완전 종료되면 설정된 값으로 조정된다.
이상에서는 어떠한 방식으로든 본 발명을 한정하는 것으로 간주되지 않는 본 발명의 하나의 실시예를 설명하였으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정하여질 수 있다. 그러므로, 이상의 설명을 읽음에 따라 당업자에게 생길 수 있는 모든 논리적으로 균등한 해결책은 여기에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (16)

  1. 반응 챔버(22);
    반도체 재료의 기판 또는 슬라이스(24)들을 핸들링하기 위한 내부 로봇(30);
    상기 슬라이스(24)들을 청정 환경을 통하여 통과시키는 퍼징 챔버(34);
    상기 반도체 재료의 슬라이스(24)를 적층하여 수용하는 카세트(38, 40)들을 포함하는 저장구역(36); 및
    상기 저장구역(36)으로부터 상기 퍼징 챔버(34)로 상기 슬라이스(24)를 이송시키는 외부 로봇(32)을 포함하되,
    상기 내부 로봇(30)은 외측단에 파지 수단(60)을 가지는 관절식 아암(58)을 수용하는 밀폐 챔버(56)를 포함하는
    반도체 재료의 슬라이스들과 같은 에픽택셜 장치들 또는 반응기에서 제조된 재료의 기판 핸들링 장치에 있어서,
    상기 내부 로봇(30)의 파지수단(60)은
    상기 퍼징챔버(34)로부터 반도체 재료를 제거한 후 이송시켜 상기 밀폐 챔버(56)를 관통시킨 후 상기 반응 챔버(22)의 디스크형 서스셉터(26)의 리세스드 시이트(28)에 재치하기 위한, 또한 역으로 상기 리세스드 시이트(28)로부터 상기 퍼징 챔버(34)로 이동시키기 위한 상기 반응 챔버(22)에 삽입될 수 있고 파지부 또는 핸드(70)를
    그 단부에 구비하는 하나의 아암(64)을 포함하며,
    상기 핸드(70)는, 상기 슬라이스(24)의 주변 구역 또는 모따기된 모서리(25)를 따라서 상기 슬라이스(24)의 상면과 접촉하도록 설계되고, 또한 진공효과에 의해 상기 슬라이스(24)를 파지하도록 구성되며,
    상기 파지 수단(60)은
    상기 리세스드 시이트(28)내에 상기 기판을 배치할 때는, 상기 파지 수단(60)의 상기 아암(64)으로부터 먼쪽의 슬라이스 모서리가 상기 리세스드 시이트(28)와 먼저 접촉되며 이후에 상기 시트에 접촉되는 상기 모서리가 회전되어 완전히 접촉되도록, 상기 기판이 리세스드 시이트(28)의 평면에 경사지게 유지되며, 또한 역으로,
    상기 반응 챔버(22)로부터 상기 퍼징 챔버(34)로 슬라이스(24)를 이송 시킬 때는, 상기 파지 수단(60)의 상기 아암(64)과 가까운 슬라이스 측면부터 먼저 상승된 후 상기 기판이 완전히 분리되고, 상기 기판이 상기 리세스드 시이트의 평면에 경사지게 유지된 상태로 더 상승됨으로써, 상기 핸드의 진공 효과에 의해 파지된 상기 슬라이스가 상기 리세스드 시이트(28)로부터 분리되는 방식으로 상기 슬라이스를 회전가능하게 관절식 아암에 부착시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아암(64)은,
    중공의 관형으로 형성되고, 일측이 플렉시블 관(68)을 통해 진공원에 연결되고, 타측이 상기 핸드(70)의 내부에 형성된 원형 시이트(84)에 연결되어, 상기 핸드(70)의 하측과 상기 핸드(70)의 하면에 위치한 슬라이스(24) 사이에 진공을 형성시키는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 중공의 관형 아암(64)과 상기 내부 로봇(30)의 상기 관절식 아암(58) 사이에는 관절수단(62)이 배치되며, 상기 관절수단은 상기 중공식 관형 아암(64)의 승강을 허용하여, 상기 관절식 아암(58)에 의해 한정되는 평면의 상하로 상기 핸드(70)를 이동시키도록 된 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 관절수단(62)은 상기 중공식 관형 아암(64)과 상기 내부 로봇(30)의 상기 관절식 아암(58) 사이에 배치되며, 중공식 관형 아암(64)이 길이방향 축에 대해 회전하는 것을 더 허용하는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 관절수단(62)은, 상기 관절 아암(58)에 고정된 지지 베어링(96)과, 관절 수단(62)이 회전되기 위한 회전핀(98)과, 상기 관절식 아암(58)의 상기 평면에 대한 상기 핸드(70)의 승강을 위한 허용 높이를 고정시키기 위한 조정 스크류(100)를 포함하며, 상기 핸드는 상기 디스크형 서스셉터(26)에 원주방향으로 전방부만이나 후방부만, 또는 완전히 상기 서스셉터(26)와 평행하게 안착될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 관절수단(62)은, 상기 중공의 관형 아암(64)의 주위에, 상기 디스크형 서스셉터(26)의 반경과 직교하는 방향으로 상기 핸드(70)가 정렬되도록 하기 위한 마찰방지 부쉬(63,65)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 핸드(70)는 핸들링되는 상기 슬라이스(24)의 직경보다 큰 직경을 가지는 디스크 형상으로 형성되고, 상기 슬라이스(24)에 대향하며 상기 슬라이스(24)의 외측 테두리(25)와 맞물리는 리세스드 시트가 형성된 바닥부(74)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 시트는 핸드(70)의 바닥부(74)에 위치하며, 상기 핸드(70)와 상기 슬라이스(24) 사이에 진공을 형성시킬 수 있도록 상기 중공의 관형 아암(64)에 연통된 상기 핸드(70) 내부의 챔버(84)와 연통된 복수의 주변공(86)을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제7항 또는 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    레이저 에미터와 상기 반응 챔버(22)의 상기 디스크형 서스셉터(26) 간격을 측정하며 상기 간격에 비례하는 아날로그 시그날을 발생하는 레이저 텔레미터가 사용되며, 상기 텔레미터는 상기 서스셉터(26)의 레벨-어레인지먼트(level arrangement)의 결함을 감지하고, 상기 반응 챔버(22)에 대한 상기 서스셉터(26)의 패라렐-포지셔닝(parallel-positioning)의 결함을 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 서스셉터(26)의 상기 외곽 테두리에는 상기 레이저 텔레메터에 의해 감지되는 각도 기준점으로 사용되는 노치가 형성되며, 상기 슬라이스(24)용의 리세스드 시이트(28)들은 상기 노치로부터 시작하여 카운트되는 것을 특징으로 하는 기판 핸들링 장치.
  13. 슬라이스(24)는,
    진공에 의해 핸드(70)에 부착되고,
    상승위치에서 반응 챔버(22)로 들어가고,
    디스크형 서스셉터(26)의 리세스드 시이트(28)들 중의 어느 하나의 상부로 이송되고,
    초기에는 상기 파지 수단(60)의 아암(64)으로부터 가장 멀리 떨어진 곳에 위치하는 상기 슬라이스의 모서리와 접촉되고 다음에 전면이 접촉되도록 전방으로 기울어진 상태로 상기 리세스드 시이트(28) 위에 위치하도록 하강되고,
    슬라이스(24)들이 핸드(70)에 부착되는 것을 유지시키는 진공이 제거된 후에는,
    더 하강하여 핸드(70)로부터 분리되며,
    다음으로 핸드(70)가 다시 상승하여서 슬라이스(24)로부터 완전히 분리되고,
    마지막으로 상기 핸드(70)가 반응 챔버(22)를 떠나 후퇴하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제7항 또는 제9항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 장치의 핸드(70)에 의해 반응 챔버(22)에 위치하는 디스크형 서스셉터(26)의 리세스드 시트(28)에 슬라이스(24)를 위치시키는 방법.
  14. 핸드(70)가,
    상승 위치 상태에서 반응 챔버(22)로 들어가고,
    상기 디스크형 서스셉터(26)의 리세스드 시이트(28)들 중 어느 하나에 수용된 슬라이스(24)의 상부로 이송되고,
    초기에는 파지 수단(60)의 아암(64)로부터 가장 먼 쪽의 모서리가 접촉된 후 전 표면과 접촉되도록, 상기 핸드(70)가 상기 슬라이스(24)와 접촉될 때 까지 하강되고,
    상기 슬라이스 상의 전 외주와 접촉된 후에,
    상기 슬라이스(24)의 모서리부(25)가 상기 핸드(70)에 부착되도록 진공을 적용시키고,
    다시 상승을 시작하여, 상기 슬라이스(24)를 초기에는 상기 파지 수단(60)의 아암(64)에 가장 가까운 측에 위치하는 모서리로부터 다음에는 전 표면을 상기 리세스드 시이트(28)로부터 분리시키고,
    마지막으로, 상기 서스셉터(26)의 상기 리세스드 시이트(28)로부터 상기 슬라이스(24)가 완전히 상승된 후에, 슬라이스를 반응 챔버(22)의 외부로 이송시키는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제7항 또는 제9항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 장치의 핸드(70)에 의해 반응 챔버(22)에 위치하는 디스크형 서스셉터(26)의 리세스드 시이트(28)로부터 슬라이스(24)를 제거하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    뒤틀림에 의한 상기 슬라이스(24)의 과도한 변형을 억제하기 위하여, 상기 핸드(70)에 진공이 적용되며, 상기 슬라이스(24)들이 완전히 상기 핸드(70)에 접촉되지 않은 상태에서 상기 핸드(70)에 의한 상기 슬라이스(24)들의 체결이 시작될 때 상기 진공이 최대로 되며, 계속해서 진공을 조절하는 수단이 상기 진공을 실질적인 슬라이스(24)의 변형의 유발 없이 슬라이스(24)들과 핸드(70)의 부착이 충분히 유지될 수 있는 최소값으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제7항 또는 제9항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 장치의 핸드(70)에 의해 반응 챔버(22)에 위치하는 디스크형 서스셉터(26)의 리세스드 시트(28)에 슬라이스(24)를 위치시키는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    뒤틀림에 의한 상기 슬라이스(24)의 과도한 변형을 억제하기 위하여, 상기 핸드(70)에 진공이 적용되며, 상기 슬라이스(24)들이 완전히 상기 핸드(70)에 접촉되지 않은 상태에서 상기 핸드(70)에 의한 상기 슬라이스(24)들의 체결이 시작될 때 상기 진공이 최대로 되며, 계속해서 진공을 조절하는 수단이 상기 진공을 실질적인 슬라이스(24)의 변형의 유발 없이 슬라이스(24)들과 핸드(70)의 부착이 충분히 유지될 수 있는 최소값으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제7항 또는 제9항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 장치의 핸드(70)에 의해 반응 챔버(22)에 위치하는 디스크형 서스셉터(26)의 리세스드 시트(28)로부터 슬라이스(24)를 제거하는 방법.
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