JPS6342142A - ウエ−ハ取扱いア−ム - 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、モジューラ半導体ウェーハ処理装置に使用す
るのに適切なロボットアームに関する。

〔発明の背景〕

従来技術で、ウェーハを取扱うだめのロボットアームは
、互いに滑動し或いは互いに噛合する部品を有し、その
ため、ちりを生じていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、互いに滑動する部品を排除する真空中
でウェーハを取扱うためのロボットアームを提供するこ
とである。

本発明の他の目的は、アームの保持端がアームのかなり
の部分のストロークにわたってほぼ直線の経路ヲ通るロ
ボットアームを提供することである。

〔発明の概要〕

ツーピースロボットアームが、特別の形状のカムを使用
する。そのカム上で、アームが動くとき駆動ケーブルは
、巻かれたり解かれたシし、それによって、滑動するベ
ルト及びギアを除去するものである。

ロボットアームは、第１アーム及びその第１アームに回
転可能に取り付けられた第２アームを含む。第２アーム
の保持端は、第１アームが固定カムのまわシで回転する
とき、そのストロークのかなりの部分にわたってほぼ直
線経路を通る。

本発明のこれらの及び他の構成上及び作用上の特徴は、
制限的ではない例によって一好適実増例及び変形例を図
示する図面を参照して以下の好適実施例の説明からより
明らかになるであろう。

〔好適実施例の説明〕

図面を参照すれば、参照符号が１種々の図を通じて部品
を示すだめに用いられている。第１図では１本発明のモ
ジューラ半導体ウェーハ輸送及び処理装置１の一実施例
の部分略平面図全示す。

モジューラウエーハ処理装置　１ｔｒｉ、ウェーハハン
ドラ及ヒロードロックモジュール４００、ケートパルプ
モジュール１００ａ−ｆ、移送モジュール２００ａ及び
２００ｂ、処理モジ：ｘ−−／ｌ／　３００ａ−３００
ｄ並びに移送モジュール２００ａと２００ｂ　との間で
接続した通過モジュール５００を含む。

ウェーハハンドラ及ヒロードロックモジュール４００は
平面図でほぼ長方形であり、ロードロックチェンバ４０
６の外部でモジュール４００の範囲内の領域４０７が大
気圧にある。制御された低い微粒子大気環境が、装置の
この部分でもたらされる。動作上、処理されるべき選択
されたウェーハが、ウェーハハンドラ４０５によってウ
ェーハハンドラ及びロードロックモジュール４００で準
標準又は等価のウェーハカセット４０２−４０３の選択
したものから取り出される。ウェーハハンドラ４０５は
１選択したウェーハをそのカセットからウエーノ・アラ
イナ及び平坦なファインダ４０８へと、さらにウェーハ
アライナ４０８からロードロックチェンバ４０６へと輸
送する。ウェーハはまた、カセット４０４から取り出さ
れてもよい。カセット４０４は、処理検定ウェーハのた
めに取っておかれる。カセット４０１は、ウェーハが処
理後他方のカセットの一方又は薄膜モニタ４０９で配置
される前に冷却されるのを可能にする貯蔵カセットであ
る。ウエーハカセット４０１−４０４が水平に対して小
さい角度１例えば７度傾けられ、そのためカセット４０
１−４０４内のウェーハの平坦面はこの同じ小さい角度
だけ垂直かラスれ、ウエートはこれらのカセット内に配
置されるときカセット内のウェーハ保持スロットに対し
て既知の方向にあるように傾けられる。そのカセットか
らロードロックチェンバ４０６に選択したウェーハを移
送する間に、ウェーハは、最初にウェーハハンドラ４０
５によってウェーハアライナ４０８へ移動されるが、ウ
エーノ・の表面を垂直配向で維持する。次に１選択した
ウェーハは回転して。

ウェーハの平坦な表面は水平となり、ロードロック４０
６内に配置される。次に、ロードロック４０６は、大気
に開放される。次に、ウエーノ・の平坦面は、移送アー
ム２０１ａによってゲートバルブモジュ−／ｌ／　１０
０ａ　ヲ通って移送モジュール２００ａ’ヘウエーハを
輸送する間水平のままである。移送アーム２０１ａば、
移送モジュール２００ａ及びゲートパルプモジュール１
００ａの入口／出口ポート２１０　’！ｚ通ってのび、
ロードロックチェンバ４０６内にウェーハを引き入れる
。

移送モジュール２００ａは、４つのポート２１０゜２１
１．２１２及び２１３を有する。ポート２１０．２１１
及び２１２は、それぞれゲートパルプモジュール１００
ａ、　　１００ｂ及び１００Ｃによって制（財）される
。

ポート２１１及びその対応するゲートパルプモジュール
１００ｂは、移送モジュール２００ａのチェンバ２１５
ヲ処理モジユール３００ａのチェンバ３０１ａ　（！：
接続する。同様に、ポート２１２及び対応するゲートバ
ルブモジュール１００ｃ　Ｈ，移送モジュール２００ａ
のチェンバ２１５を処理モジュール３００ｂのチェンバ
３０１ｂと接続する。移送モジュール２００ａの内部チ
ェンバ２１５ば、在来のボンピング機構（第１図で図示
せず）による大気圧よシ小さい選択された圧力で維持さ
れる。チェンバ２１５が排気される速度を大きくするた
めに、チェンバ２１５は、アーム２０１ａに対してチェ
ンバ２１５の容量を最小にするように寸法づけられる。

ウェーハをロードロックチェンバ４０６から抜き取った
後、移送アーム２０１ａは移送ナンバ２１５内に引込み
、ゲートパルプ１００ａは閉じる。次に、移送アーム２
０１ａは、ウェーハを選択された処理ポート２１１又は
２１２、或いは移送ポート２１３へもたらすために選択
された角度だけ回転する。選択されたウェーハが処理ボ
ート（例えばポート２１工）にもたらされるとき、対応
するゲートバルブモジュール（例えばモジュール１００
ｂ）は、ロードロック４０６カラ移送モジユール２００
ａのチェンバ２１５　内への移送中に閉じ、制御装置（
図示せず）によって開かれる。次に、アーム２０１ａは
、処理ボート（例えばポートｚｕ）及び対応するゲート
バルブモジュール（例えばモジュール１００ｂ　）を通
って対応する処理チェンバ（例えば対応する処理モジュ
ール（例えば３００ａ　）のチェンバ３０１ａ　）へと
のびる。次に、ウェーハは、第１図では図示しない手段
によって抜き取られる。

処理モジュール３０１ａ及び３０１ｂは同一であって、
そのため同一の動作がそこで行なわれてもよく。

或いはこれらのモジュールはそこで行なわれるべき異な
る動作とは異なっていてもよい。いずれかの場合に、移
送モジュール２Ｏｆ）ａ　ｆウェーハハンドラ及びロー
ドロック４００に接続する入ロ／出ロポ〜ト２１０及び
バルブ１００ａとともに、それぞれポート２１１及び２
１２並びにゲートバルブモジュール１００ｂ及び１００
ｃを介して移送モジュール２００ａに接続される２つの
処理モジュール３００ａ及び３００ｂを提供することに
よシ、連続的処理装置に比較して太きな処理量及びウェ
ーハの連続的でない処理が可能になる。ウェーハをウェ
ーハカセットから移送し且つ選択された処理モジュール
内のウェーハを抜き取るのに必要とされる時間は１代表
的に処理モジュール内のウェーハの処理のために必要と
される時間よシかなシ短い。従って、第１のウェーハが
入力カセットから処理モジュール３００ａ及び３００ｂ
の選択されたものに処理チェンバ３００ａでの処理の最
初の期間の間に移送されるとき、第２のウェーハが、ロ
ードロックチェンバ４０６から処理モジュール３００ｂ
に輸送されてもよい。次に。

移送アーム２０１ａが、ポート２１１へ逆回転して処理
モジュール３００ａでウェーハの処理の完成を待っても
よい。従って、かなりの部分の時間の間に、処理が、処
理モジュール３００ａ及び３００ｂで同時に起こってい
る。所望ならば、処理モジュール３００ｂ　は、主な処
理ステーションがスパッタ蒸着のために使用されるとき
、スパッタリング以外の処理１例えば化学蒸着によって
金属薄膜を蒸着するため、或いはスパッタエッチクリー
ニングを行うための前処理モジュールであってもよい。

次に、ウェーハは、装置１で残る処理チェンバで処理さ
れうる。

移送モジュール２００ａ内に第２の入口／出ロボ−）　
２１３をもたらすことによシ、他の処理モジュール３０
０ｃ及び３００ｄへの接続が可能になる。移送モジュー
ル２００ａが１通過モジュール５００を介して等しい移
送モジュール２００ｂ（対応する部品は同一の符号を有
する）に接続される。通過モジュール５００は、移送モ
ジュール２００ａの入口／出口ボート２１３を移送モジ
ュール２００ｂの入口／出口ポート２１０と接続し、こ
れにより単一の真空チェンバを形成する。アーム２０１
ａ　によって保持されるウェーハを処理チェンバ３００
ｃ及び３００ｄ　の一方に移送することが所望されると
き、ウエーノ・ば１通過モジュール５００内の平坦なア
ライナ５０１に抜き取られる。次に、ウェーハは、移送
モジュール２００ｂのアーム２０１ｂに載せられ、処理
モジュール３００ｃから３００ｅにアーム２０１ｂによ
って対応するゲートバルブモジュール１００ｄから１０
ｏｆ　を介して移送される。ウェーハが完全に処理され
たとき、ウェーハは処理モジュールから選択されたカセ
ット（４０１−４０４）へ移送アーム２０１ａを介して
、或いは移送アーム２０１ｂ、通過チェンバ５０１及び
移送アーム２０１ａを介して戻される。処理モジュール
では、ウェーハは、口〜ドロックチェンバ４０６にある
。処理モジュール３００ｅは、破線で描かれ。

それが任意であることを示し、自由にモジュールを加え
ることができることを示す。

第１図で示す装置は１通過モジュール５００に等しい通
過モジュールによってゲートバルブ１００ｆ及び処理モ
ジュー３００ｅ　　を置き換えることによって直線的に
拡張され、移送モジュール２００ｂを移送モジュール２
００ｂに等しい移送モジュール（図示せず）と接続して
もよい。移送モジュール２００ｂばまた、対応する複数
の処理チェンバに接続される。第１図で示す装置はまた
、通過モジュール５０１に等しい通過モジュールによっ
て処理モジュール３００ｄを置き換えることによって直
線的でない方法で拡張され、移送モジュール２００ｂを
移送モジュール２００ｂに等しい移送モジュール（図示
せず）と接続してもよい。移送モジュール２００ｂは、
対応する複数の処理チェンバに接続される。

所望ならば、任意の処理モジュール３００ｅはまた。

ウェーハハンドラ及ヒロードロックモジュール４００に
等しい第２のウエーノ・／・ンドラ及ヒロードロックモ
ジュールによって置き換えられてもよい。

第１図で示す処理装置の形状は、連続的でない処理を可
能にする。すなわち、すべてのウェーハを入れるロード
ロック４０６が他の如何なる処理チェンバをも通過せず
に選択された処理チェンバへ移送されることができ、す
べてのウェーハが如何なる中間の処理チェンバ金も通過
せずに選択されり処理チェンバカラロードロックチェン
バ４０６へ、或いは他のすべての選択された処理チェン
バへ移送されうる。装置１内の移送アーム、ゲートバル
ブ、平坦なアライナ及びロードロックチェンバの動作は
、主要制御回路（図示せず）によって制御される。主要
制御回路は、代表者に、ゲートバルブが連続的であるよ
うに動作され、そのため特定的でない処理チェンバが他
の処理チェンバと直接連通している。このため、装置は
、完全な動的隔離をもたらす。

装Ｒ１によってもたらされる連続的でない処理は、特定
の処理モジュールが動作していないとき残りの処理モジ
ュールの連続的動作を可能にする。

連続的でない処理ｆｉまた、装置の残シが動作し続ける
間、置き替え処理モジュールの、或いはすべての指定し
た処理モジュールの性能がチエツクされるのを可能にす
る。例えば、モジュール３００ｃの性能をチエツクする
ことが所望されるならば、カセット４０４で収容される
モニタウェーハが、処理チェンバ３００ｃに移送され、
処理されて、カセット４０４に戻されてもよい。チェン
バ３００ｃ内での処理中に、装置１の残りは、ウェーハ
製品を処理し続ける。

第２図は、第１図で示す半導体ウェーハ輸送及び処理装
置の部分斜視図を示す。特に、移送モジュール２００ａ
のハウジングは、はぼ円筒形状であり、円形上部２９８
、円形底部２９６及び最上部２９８と底部２９６とをつ
なぐ円筒壁２９７を含む。ハウジングは、如何なる適切
な真空適合材料（例えば、ステンレス鋼）から成っても
よい。

各移送チェンバのボートは、ハウジングの延長部によっ
て画成される。ハウジングの延長部は、内部チェンバ２
１５からハウジングの外部にのびる水平のスロットを形
成する。例えば、ポート２１０（第１図）が、第２図で
示すハウジング延長部２９９ａによって画成される。

第３図は、本発明のウェーハ輸送及び処理装置の第２実
施例の部分略平面図を示す。ウェーハ輸送及び処理装置
２が、入口ウェーハハンドラ及びロードロックモジュー
ル４０ａ、出口ウェーハハンドラ及びロードロックモジ
ュール４０ｂ　、移送モジュール２０ａ及ヒ２０ｂ１ケ
ートバルブモジユール１０ａ　−１０ｈ　、　Ｍびに処
理チェンバ３Ｑｂ　、　　３０ｃ　５３Ｏｆ及び３０ｇ
を含む。ウェーハハンドラ及びロードロックモジュール
４０ａは、第１図で示すウニーハハンドラ及ヒロードロ
ックモジュール４ｏｏト同一である。移送モジュール２
ｏａｌは、移送モジュール２０ａの内部２３ａをモジュ
ール２０ａの外部と連通ずるためのボー）　２１ａ　−
２１ｄを有する真空チェンバを含む。ボート２１ａ　−
２１ｄは、ゲートパルプモジュール１０ａ　−１０ｄに
よって開いたり閉じたりする。移送モジュール２０ａは
、平坦なアライナ５０ａを介して等しい移送モジュール
２０ｂに接続され、このため単一の真空チェンバを形成
する。そのチェンバは、第３図では図示しない在来のポ
ンピング手段によって排気でれる。平坦なアライナ５０
ａば、所望される回転配向でウェーハを位置づけるため
の如何なる適切な手段によって置き換えられてよい。移
送モジュール２３ｂは４つのポート２１ｅ−２１ｈを有
し、それらはゲートパルプモジュール１０ｅ　−１０ｈ
によってそれぞ′ｉ１．開いたシ閉じたりする。反応性
イオンエッチモジュール３０ｃの内部３１ｃは、移送モ
ジュール２０ａの内部チェンバ２３ａ及び移送モジュー
ル２０ｂの内部チェンバ２３ｂにボー　）　２１ｃ及び
２１ｈを介してそれぞれ接続される。

ポート２１ｃ及び２１ｈは、ゲートパルプモジュール］
、Ｏｃ及び１０ｈによってそれぞれ制御される。同様に
、スパッタモジュール３０ｂの内部チェンバ３１ｂは、
移送モジュール２０ａ及び２０ｂの内部チェンバ２３ａ
及び２３ｂとポート２１ｂ及び２１ｅを介してそれぞれ
連通し、それらはゲートパルプモジュール１０ｂ及び１
０ｅによってそれぞれ制御される。ゲートパルプモジュ
ール１０ｇによって制御されるボー）２１ｇＨ１移送モ
ジール２０ｂの内部チェンバ２３ｂを化学蒸着モジュー
ル３０ｇの内部チェンバ３１ｇと接続する。ゲートパル
プモジュール１０ｆによって制御されるボー）　２１ｆ
は、移送モジュ〜＃　２０ｂ　ｔＤ内部チェンバ２３ｂ
を高速焼きなましモジュール３０ｆの内部チェンバ３１
ｆと連通させる。

主要制御装置６０が、各処理チェンバ制御装置Ｐと、並
びに入口モジュール４０ａ及び出口モジュール４０ｂ及
びオペレータ制御パネルと標準連通バス６１を介して連
通ずる。

動作上１選択されたウェーハが、ウェーハハンドラ（第
３図で図示せず）によって入口モジュール４０ａ内の選
択されたウェーハカセット（第３図では図示せず）から
平坦なファインダ５０ｂへ、そこからロードロックチェ
ンバ４６ａへと輸送される。

ロードロックチェンバ４６ａは、第１図で示すロードロ
ックチェンバ４０ｂと同一である。移送モジュール２０
ａの移送アーム２０１ｃはロードロックチェンバ４６ａ
　内にボー）　２１ｄを介してのび、ポート２１ｄはゲ
ートパルプモジュール１０ｄによって開いたシ閉じだり
する。次に１選択されたウェーハは輸送アーム２０１ｃ
に載せられ、輸送アーム２０１ｃは次に移送モジュール
２０ａの内部チェンバ２３ａ内に引込む。

次に、アーム２０１ｃは１選択された角度だけ回転し。

選択されたウェーハをボー）２１ｃ５１は２１ｂへ、或
いは平坦なファインダ５０ａへもたらす。平坦なファイ
ンダ５０ａに移送されるウェーハが、輸送アーム２０１
ｄ又は輸送アーム２０１ｃのいずれかに載せられてもよ
い。次に、平坦なファインダ５０ａから輸送アーム２０
１ｄに載せられたウェーハは、輸送アーム２０１ｄによ
ってチェンバ２３ｂ内に引込められ、適切な角度だけ回
転され、選択されたボート２１ｇ又は２１ｆへもたらさ
れる。次に、選択されたボートを制御するゲートパルプ
モジュールはボー）ヲ開き、輸送アーム２０１ｄ　　は
選択された処理モジュールの内部チェンバ内にのび、そ
こでウェーハは第３図で図示しない手段によって抜き取
られる。平坦な配向がウェーハ又は円形対称の基板のた
めに必要とされないとき、ウェーハ又は基板は、輸送ア
ーム２０１ｃから処理チェンバ３１ｃ又は処理チェンバ
３ｉｂ内にゲートパルプ１０ｃ及びＪｏｂを介してそれ
ぞれ移送され、さらにそこからゲートバルブ１０ｈ及び
１０ｅを介してそれぞれ、平坦なファインダ５０ａを迂
回する輸送アーム２０１ｄに直接移送され得る。

ウェーハが完全に処理されたとき、ウェーハは、処理モ
ジュールを補助する輸送アヘムヘ載せられる。処理モジ
ュールで、ウェーハは、設置され。

さらに出口ポート２１ａへ逆に移送される。処理モジュ
ール３０ｂ又は３０ｃ内のウェーハの場合、これは、輸
送アーム２０１ｃの処理チェンバからの引込みを通じて
行なわれ、続いて輸送アーム２０１ｃの適切な回転が行
なわれる。次に、輸送アーム２０１ｃはボｈ　２１ａ　
ヲ通ってロードロックチェンバ４６ｂ内へのびる。ボー
ト２１ａは、ゲートバルブモジュール１０ａによって制
御される。処理モジュール３０ｇ又は３０ｆ内のウェー
ハの場合、ウェーハは、最初に輸送アーム２０１ｄへ移
送され、さらにアーム２０１ｄからアーム２０１ｃへ平
坦なファインダ５０ａを介して移送される。

半円形の弧２５が、第３図で示す装置は移送モジュール
２０ｂに類似の第３の移送モジュールを半円形の弧２５
で設置された平坦なファインダに結びつけることによっ
て拡張されてもよいことを示す。

第３図の実施例で示すモジュールは、取シ替えることが
でき、装置が所望され得るあらゆる組合せのモジュール
とともに構成されるのを可能にする。

第３図で示す装置は、第１図で示す装置と同一の連続的
でない処理の利点を有する。第３図で示す装置は、輸送
アーム２０１ｄが４つの処理ボートに役立ち、移送アー
ム２０１ｃが２つの処理ポート並びに入口及び出口モジ
ュールの両方に役立つという点で幾分より適応性がある
。望むならば、入口モジュール４１ａは入口及び出口モ
ジュールの両方に使え、出口モジュール４１ｂは処理モ
ジュールによって置き替えられてもよい。同様に、望む
ならば、如何なる処理モジュールが、出口モジュールに
よって又は入口モジュールによって置き替えられてもよ
い。

第４図及び第５図は、ゲートパルプモジュール１００の
一実施例の、それぞれ部分略断面図及び部分切欠断面図
を示す。ゲートパルプモジュール１００は、ポートＰＩ
　とポートＰ、との間の通路を制御する。ポートＰＩは
、第１チエンバのハウジングの延長部２９９ｘによって
画成される。第１チエンバは処理チェンバ、移送チェン
バ又はロードロックチェンバのいずれかであり、その延
長部はほぼ長方形のスロットを形成する。そのスロット
は、第６図で示すウェーハ輸送アーム２０１のそこを通
る延長部に一致するように寸法づけられている。移送モ
ジュール２００ａのハウジングのそのような延長部（２
９９ａ）を、第２図で斜視図で示す。ポートＰ２は、第
２チエンバ（第４図で図示せず）の７・ウジングの延長
部２９９ｙによって同様に画成される。

ポートＰ　＋及びＰ２を画成するハウジング延長部２９
９ｘ及び２９９ｙ　は、７ランジ２９５及び２９６を通
じてそれぞれ駆動される第１の複数のネジＳＩ及び第２
の複数のネジＳ２によってパルプ本体１０２に取り付け
られている。パルプ本体１０２は、ステンレス鋼又は他
の適切な材料から成ってよい。フランジ２９５及び２９
６のそれぞれと本体１０２との間のエラストマー０リン
グ１０３及び１０５ｉ、真空気密をもたらす。パルプ本
体１０２は、水平スロット１６０を有する。スロツ）　
１６０は、パルプゲート１２５が第４図で破線によって
示す位置まで下げられるとき、ポートＰ１からポートＰ
２へのびる。スロット１６０は、第５図の側面図で示さ
れ、ポートＰ＋からポートＰ２への第６図で示すウェー
ハ輸送アーム２０１の延長部に一致するように寸法づけ
られる。第５Ａ図の破線Ａは、スロット１６０の中央平
面を示す。パルプゲート１２５がその十分に引込んだ位
置にあるとき、それはスロット１６０内にはのびない。

この位置は、第４図で破線によって示される。ゲート１
２５がその十分にのびだ位置にあるとき、エラストマー
０リング１０４は、ノツチ１０４ａ内に設置され、ポー
トＰＩとポートＰ２との間に真空気密を形成する。ノツ
チ１０６ａ及び１０７ａ内にそれぞれ設置されたニジス
トマーストリップ１０６及び１０７は、真空気密機能を
行なわない。反対に、パルプゲート１２５がその十分に
のびだ位置にあるとき、ストリップ１０６及び１０７は
本体１０２とゲート１２５との間に接触をもたらして１
回転モーメントがゲート１２５で生じる。そのモーメン
トは、エラストマーＯリング１０４１本体１０２及びバ
ルブゲ−）　１２５の間の接触によって生じたゲート１
２５に対する回転モーメントと反対である。断面図で。

パルプゲート１２５は、２つの台形１２５ａ及び１２５
ｂの結合体である。台形１２５ａのエツジＢ＋は１点１
０９から点１０８までのび、水平とほぼ４５の鋭角アル
ファを形成する。パルプゲート１２５が十分にのびると
き１本体１０２と気密的に係合することはエラストマー
０リング１０４には困難であるので、かなり大きな角度
は望ましくない。台形１２５ｂのエッジＥ２は、水平と
角ベータを形成する。第４図で示す実施例で、角アルフ
ァは角ベータに等しいが。

とｉ′Ｌは重要ではない。

ゲートパルプモジュール１００の新規な特徴は、パルプ
ゲートの断面の非対称性である。Ｏリング１０４のみが
真空気密機能をもたらすので１台形１２５ｂは、台形１
２５ａよりかなシ狭く作られる。すなわち、線分１２６
の長さは、線分１２７の長さよシ短い。一実施例で、線
分１２６と線分１２７との間の長さの差は、はぼ１イン
チ（２，５４ｃｍ　）である。このため、ポートＰ　＋
　とポートＰｔとの間の距離は、従来技術のパルプモジ
ュールに比較してかなシ縮められる。従来技術のパルプ
モジュールは、２つのＯリングを使用し、台形１２５ｂ
は台形１２５ａと合同である。

ベアリング１１０及び１１１は、パルプゲート１２５が
本体１０２のスロット１４４内で垂直に並進運動すると
き、パルプゲート１２５を案内するのに役立つ。

パルプゲート１２５はシャフト１３２に取シ付けられて
おり、シャフト１３２はシャフト１３２のネジの延長部
１３３によってパルプゲート１２５に螺合される。

パルプ本体１０２は、ネジ（図示せず）によってハウジ
ング１３８に取シ付けられている。金属ベローズ１３０
が、ネジ５５によって本体１０２にフランジ１３４によ
り取り付けられる。ステンレス鋼シャフト１４０が、ス
テンレス鋼シャフト１３２より大きな直径を有する。フ
ランジ１３４とパルプゲート本体１０２との間のエラヌ
トマーＯリング１３４ａは、ポートＰｔ及びＰ２に接続
したチェンバ（図示せず）とパルプモジュール１００の
外部の大気との開に真　　。

空気密をもたらす。シャフト１３２は、シャフト１４０
と同軸であり、シャン）　１４０に剛に取り付けられて
いる。シャフト１４０は、ハウジング１３８によって形
成される円筒空胴１４１内で垂直に並進運動し、そのた
めパルプゲート１２５にスロット１４４内で垂直に並進
運動せしめる。第５図で示すように、シャフト１３２は
、シャフト１３２の縦軸１２８が長さＬを有するパルプ
ゲート１２５の縦の中間点で設置されるように位置づけ
られる。シャフト１３２はまだ。

第４図で示す断面に垂直な軸並びにパルプ本体恋の下方
面及び通過軸１２８のまわりのモーメントの合計がゼロ
となるように位置づけられる。これらのモーメントは、
パルプ本体１０２が十分にのびるとき、０リング１０４
及びエラストマーストリップ１０６及び１０７に作用す
る力によって生じる。ハウジング１３８は、ネジ５６に
よって空気シリンダ１５０に取り付けられる。シャフト
１４０は、在来の空気駆動ピストン機構１５０によって
垂直に並進運動する。

第６図はウェーハ輸送アーム機構２０１の平面図を示し
、第７図は部分切欠側面図を示す。アーム機構２０１は
、第１図の移送モジュール２００ａで使用される移送ア
ーム２０１ａの、或いは第３図のモジュール２０のアー
ム２０１の一実施例である。アーム機構２０１は、カム
２４ζ　第１剛体アーム２５２、プユーリ２５４、第２
剛体アーム２５６及びウェーハホルダ２８０を含む。

第６図で略示するウェーハホルダ２８０は、アーム２５
６の一端に固定して取シ付けられる。アーム２５６の他
端は、シャフト２７２によってアーム２５２の一端に回
転可能に取り付けられている。シャフト２７２は、アー
ム２５２の一端（２５２ｂ）を通過するものであり、ア
ーム２５６に固着された一端及びプユ−ＩＪ　２５４の
中心に固着された他端を有する。シャフト２７２ｉ、第
７図で示すように、ベアリング２７５に抗して軸２７３
のまわシで回転する。このため。

アーム２５６は、プユーリ２５４とともに回転する。

アーム２５２の他端（２５２ａ）　Ｆｉシャフト２３２
に固定して取シ付けられており、シャフト２３２はデュ
アルシャフト同軸フィードスルー２２４（第７図）の内
方軸である。真空フィードスルー２２４は１例えばフェ
ロフルイブイック・フィードスルー（ｆｅｒｒｏｆｌｕ
ｉｄｉｃｆｅｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ）であり、ウェーハ
アーム機構２０１のハウジング２２０の内部とハウジン
グ２２０の外部との間に真空気密をもたらす。真空フィ
ードスルー２２４は、フランジ２２２によってハウジン
グ２２０に取り付けられる。そのようなフェロフルイブ
イック・フィードスルーは当業者間で周知であり、例え
ば、フェロフルイブイック・インコーホレイテッドによ
って製造されたフェロフルイブイック・フィードスルー
が明細書中で記載した。駆動機構を実行するために使用
されてもよい。フェロフルイブイック・フィードスルー
２２４の外部シャフト２３８が、カム２４２に固着され
る。内部シャフト２３２及び外部シャフト２３８の双方
が、１対のモータ２３０及び２３１（図示せず）によっ
てシャフト２３２及び７ヤフト２３８の縦軸２５０のま
わりで独立して回転可能である。軸２５０は、アーム２
０１を含む真空チェンバ２１５の床部に垂直であり、真
空チェンバ２１５の中心を通過する。

ベルト２４３は、カム２４２の周囲の一部及びプユ−Ｉ
Ｊ　２５４の周囲の一部と接触している。ベルト２４３
は、カム２４２にカム２４２の周囲上の点２４２ｆで固
定され、プユーリ２５４にプユーリの周囲上の点２５４
ｆで固定されている。ベルト２４３は、例えばステンレ
ス鋼非歯形ベルト又は金属ケーブルであってもよい。

第６図は、ボートＰＬを通って十分にのびた輸送アーム
機構２０１を示す。この実施例で、アーム２０１がボー
トＰＬを通って十分にのびているとき。

軸Ｍ、すなわち、軸２５０及び軸２７３を通過するアー
ム２５２の中間線と、軸２５０を通過するボートＰ＋の
中間線Ａとの間の角θば、はぼ３０である。他の実施例
で、他の角は、３０の位置で選択されてもよい。動作上
、アーム２０１は、カム２４２を固定したままで軸２５
０のまわりでアーム２５２を反時計回りに回転させるこ
とによってポー）Ｐ＋　を通って引込められる。これは
、外部シャフト２３８が固定したままのときフェロフル
イブイック・フィードスルーの内部シャフト２３２を回
転させることによって行なわれる。カム２４２はアーム
２５２が反時計回シ方向で回転するように形状づけられ
、ステンレス鋼ケーブル２４３はカム２４２のまわりで
巻かれたり解かれたりして、プユ＝ＩＪ　２５４を回転
させ。

このため、ウェーハホルダ２８０　ｉ中間線Ａに沿って
ほぼ直線経路でその十分にのびた位置から真空チェンバ
２１５内の引込み位置へ破線位置２８０′によって示す
ように移動する。

一部ウエーハ移送アーム２０１　カチェンパ２１５　内
に引込められると、アーム２５２とカム２４２の両方が
同一の選択された角度だけ、それぞれ内部シャフト２３
２及び外部シャフト２３８の両方を回転させることによ
って選択された角度だけ回転し、このため、アーム機構
２０１は第２の選択されたボートを通ってのびるように
適切に位置づけられる。第６図で示すボートＰＩ−Ｐ４
は９０離れており。

このためこの実施例の場合、シャフト２３２及び２３８
は９０の倍数だけ回転して他のボートを通ってのびるよ
うにウェーハ輸送アーム２０１を位置づける。

その延長部は、カム２４２に関して時計回り方向にシャ
フト２３２の軸のまわりでアーム２５２を回転させるこ
とによって行なわれる。

重要なのは、ウェーハ輸送アーム２０１が選択されたボ
ートを通してのばされ或いは引込められるときステンレ
ス鋼ケーブル２４３はカム２４２を巻いたりそこから解
かれたりするので、カム２４２とケーブル２４３との間
にはすべり又は回転摩擦がないということである。この
ため、この設計は、真空チェンバ２１５内で清潔な環境
を維持するのに特に適切である。

カム２４２は、ウェーハホルダ２８０が軸Ａに沿ってほ
ぼ直線の方法で引込む（また、のびる）ことを保証する
ように特に形状づけられなければならない。動作が直線
的であるならば、単一の平面幾何が、ポート軸Ａと軸Ｍ
との間の角θ並びにウェーハホルダ２８０の中心と第６
図の平面の通過軸２７３とをつなぐアーム軸Ｎと軸Ｍと
の間の角ファイは。

以下の式によって関係づけられることをもたらす。

ファイ＝９０−θ＋ｃｏｓ　　　（（ｄ／ｆ）ｓｉｎ　
　θ〕但し、ｄは軸２５０から軸２７３までのアーム２
５２の長さであり、ｆは軸２７３からウェーハホルダ２
８０の中心までの軸Ｎの長さである。

表工は、θ、ファイ、３の角θでの一定の増分について
の角度ファイでの差（減分）デルタファイ、θでの対応
する増分によって分けられだファイでの減分の比、軸２
７３のｘ、ｙ座標、並びにストローク（ｄ＝１０インチ
（２５，４ｃｍ　）でｆ＝１４インチ（３５，５６ｃｍ
　）の場合、ウェーハハンドラ２８０の中心のＸ座標）
のプリントアウトを示す。

カム２４２１″ｉ、　２段階で設計される。最初に、角
θでの対応する増分デルタθによって分けられた角ファ
イでの減分デルタファイの間の比は、各θについて計算
される。次にこれらの比は、理論的カム外形を設計する
ために用いられる。ｒがプユ−ＩＪ　２５４の半径を表
わすならば、各色θ（但し、０くθ＜１８０）について
、（デルタファイ／デルタθ）ｒの長さを有する線分が
原点で一端とともに配置され、線分は原点からθ−９０
の角でのびる。これらの線分（半径）の端部を通過する
なめらかな曲線が、理論的カム外形の一部を画成する。

理論的カム外形（１８０＜θ＜３６０）の残る部分は。

ケーブル２４２が固定した長さからなり、ケーブル２４
２が他方の側から解けるときカム２４２の一方の側で巻
きつかなければならないので、カム外形は原点に関して
対称であることを必要とすることによって画成される。

次に、カム２４２はプユーリ２４２に巻きついたりそこ
から解かれるなめらかなステンレスベルトによってプユ
ーリ２５４を駆動するので、前記外形への変形は、この
物理的駆動装置をもたらすべぐ行なわれなければならな
い。反復フィードフォワード変形処理が、第７Ａ図でフ
ローチャートによって記載されるように使用される。発
見的手法で。

プログラムは選択された角θ。及び対応する理論的カム
半径Ｒ６で開始し１次に最初の半径Ｒ０と、選択された
正の整数Ｎ、及び選択されたデルタθについての角θ。

＋デルタθ、θｏ＋２デルタθ。

１１．、θｏ十Ｎ（デルタθ）に対応する引続く理論的
半径Ｒ１、Ｒ，、、、、ＲＮとの間の「干渉」のために
チエツクする。「干渉」は、フローチャートであられれ
る不均衡によって定義される。干渉が見つかるたびに、
理論的半径はｏ、ｏｏｉｚけ縮められ、最初の半径が「
干渉」しないように縮められるまで処理は繰り返される
。次に、この縮小した値Ｒ６は、実際のカムの最初の半
径（角θ。のための）である。次に、処理全体は１次の
理論的半径Ｒ＋等のために繰り返される。縮小した半径
Ｒｏ、Ｒ，，，，，は、これらの半径の端部の点を通し
てなめらかな曲線を通過させることによって実際のカム
外形の対応する部分を画成する。

半径がそれだけ縮められる定数０．００１並びに第７Ａ
図のフローチャートでのテストの不公平での０．００２
及び最大許容誤差は求められる確度の程度に依存する他
の小さい定数によって置き換えられもよい。第７Ｂ図は
、カム外形２４２（但し、Ｎ＝７で、デルタθ＝３）の
有効部分を画成するために前記処理を用いて、　　ｒ＝
１　、　ｄ＝１０　、　　ｆ　＝１４の場合について経
路Ｐに沿ってウェーハホルダの中心部での点の動作並び
に実際のカム外形を示す。

その図で、カム外形の実際の部分は、２５から１２５の
θの値について生じる。カム外形の有効部分は、ステン
レス鋼ベルト２４３が巻きついたり解いたシする外形の
一部である。有効カムはまた、原点のまわりでの対称性
によって画成されるが。

左半分平面で巻きついたり解いたシするのは明快さのた
め図示しない。カムの有効でない部分は、例えば、一定
の率で縮尺して描かれる第７Ｂ図で図示するとおり、カ
ム３４２の有効な外形と干渉しないすべての方法で画成
されてもよい。固定点２４２ｆば、ベルトが接触するカ
ム外形の有効でない部分での如何なる点として選択され
てもよい。固定点２５４ｆは、プユーリ２５４の引き起
こされた回転がベルト２４３上の固定点２５４ｆをプユ
ーリ２５４からはずれて回転させないように選択される
。望むならば。

ベルトは、カム２４２の外形の有効でない領域での第１
の固定点から、プユーリ２５４のまわシで、カム２４２
の外形の有効でない領域での第２の固定点へと逆にのば
されてもよい。

前述の実施例では、プユーリ２５４は円形である。

しかしながら、直線運動をもたらすべくカム２４２の外
形を画成するための同様の処理が、非円形カム（プユー
リ）によって取り替えられるべき円形プユーリ２５４と
ともに使用されてもよい。

特に好適なウェーハハンドラ及びロードロックモジュー
ル４００（第１図）の他の実施例で、ウェーハの３又は
それ以上のカセットが、高速処理及びウェーハのガス放
出を容易にするために分離ロードロックで真空内に供給
される。第８図で示すように、カセット４０２．４０４
及び４０６が、それぞれロードロックチェンバ４０８．
４１０及び４１２内で図示される。カセットは、ドア４
１４．４１６及び４１８を通して清潔な室から供給され
る。これらのロードロックチェンバは、適切なポンピン
グ手段（図示せず）によって下方から排気される。適切
なレベルの真空が達成されるとき、パルプ４２０，４２
２又は４２４（略示でのみ示す）はカセットからウェー
ハロードロック取扱いチェンバ内へのウェーハの移動を
可能にするべく開かれうる。チェンバ４２６内で、取扱
いアーム駆動機構４２８は、トラック４３０上に取り付
けられる。取扱いアーム駆動機構４２８は、トラック４
３０に沿って移動されて、ロードロックチェンバ４０８
．４１０．４１２の各々と整合してもよい。ツーピース
アーム４３２が、上方に取り付けられて、取り扱いアー
ム駆動機構４２８によって、駆動される。アーム４３２
は、パルプ４２０．４２２　。

４２２の何れか一つを通ってのびてカセットからつ・エ
ーハ金持ち上げ、或いはカセットヘラニー・・を戻すた
めに用いられる。カセットが配置されるテーブルより下
方のエレベータ（図示せず）が、カセットを上昇させ、
或いは下降させて、アームが各カセット内の異なるウェ
ーハに達するのを可能にするために用いられる。アーム
４３２は、ウェーハを配置テーブル４３４へ移動させる
ために用いることができ、テーブル４３４からアームは
装置の他のウェーハ取扱い装置によって持ち上げられる
。

アーム４３２によって持ち上げられる熱いウェーハは、
カセット４３６又は４３８に収容するために移動されて
、ウェーハをカセットへと戻して移動する前にウェーハ
を冷却するのを可能にする。

本発明の重要な特徴が、取扱いアーム１駆動機構４２８
内に組み入れられる同心ウェーハ配向装置である。テー
ブル４３６がシャフト（図示せず）上に配置される。シ
ャフトは、取扱いアーム駆動機構４２８を取扱いアーム
４３２に接続するシャフトと同心である。この配列は、
第９図で図示される。ウェーハが、アーム４３２によっ
てテーブル４３６上に配置される。テール４３６は、ウ
ェーハのエツジが光エミッタ４３８と光検知器４４０と
の間を通過するように回転する。光ビームを通るウェー
ハのエッジの回転は、中央コンピュータがウエーノ・の
セントロイド及び平坦部の位置を計算するのを可能にす
る回転角の関数として光強度変化情報をもたらす。次に
、コンピュータは、平坦部と整合し、ウェーハをテーブ
ル４３４上に設置するだめの真の中心についての情報を
記憶する。ロードロックモジールのこの実施例のからな
る詳細が、リチャード・ジエー・バーチル等の同日付の
米国特許出願、発明の名称「ウェーハ輸送装置」で記載
されており。

その開示は１本願明細書で参照される。

ウェーハ通過モジュール５００もまた。平坦部アライナ
５０１で前述の同一の回転平坦部整合を用いることがで
きる。回転可能なテーブル４３６が、モジュール５００
内にウェーハを収容する。光エミッタ４３８及び光検知
器４４０が、前述のとおり光強度情報をもたらすために
用いられてウエーノ・の整合を可能にする。

第１０図が、スパッタモジュール３５０の一実施例の略
図を示す。スパッタモジュール３５０は、前処理真’２
　ｆエンハ３０１．ウェーハハンドラアーム３４０、処
理チェンバ３０１トスバツタチエンバ３０２との間に真
空気密をもたらすパルプ３３８、スパッタ源３０４、加
熱器３１５．並びにマツチボックス３１６を含む。動作
上、ウェーハが、ゲートパルプモジュール１１００ｔ　
への移送チェンバ２００内（７）　ウ！　−／・輸送ア
ーム機構（第１０図では図示しないが、第６図及び第７
図で図示する）からウエーノ・ノ・ンドラアーム３４０
へ移送される。そのアーム３４０ば、第１１−１４図及
び第１６図でより詳細に図示される。ゲートパルプモジ
ュール１１００ｔは、第４図及び第５図で示すゲートパ
ルプモジュールｘｏｏト同一である。チェンバ２００内
の輸送アーム機構からウェーハハンドラアーム３４０へ
のウエーハノ移送が完了するとき、パルプ１１００ｔは
制御機構（図示せず）を介して閉じる。この方法で、処
理チェンバ３０２内の大気は、移送チェンバ２００内の
大気から隔離される。次に、ウェーハハンドラアーム３
４０は、そこに留められる水平なウェーハＷを処理チェ
ンバ３０１内で９５だけ回転して、ウエーノ・Ｗの平面
は垂直と５の角をなす。この回転は、第１２図で斜視図
で示される。次に、ウエーノ・ノ・ンドラアーム３４０
は、そこに留められるウェーハＷとともにパルプ開口３
３８を通って処理チェンバ３０２内に回転して１次にウ
ェーハＷとともに５だけ回転し、このため、ウェーハの
平面は垂直であり、ウェーハＷの裏面の一部が加熱器３
１５上に配置される。加熱器３１５は、当業者間で周知
であり、例えばパリアン・アソシエイツ・インコーホレ
イテッドによって製造される米国特許第６８２５３０号
であってもよい。マツチボックス３１６は、ＲＦ加熱源
（図示せず）と加熱器グロー放電との間にインピーダン
ス移送をもたらす。ウェーハを選択された温度にして２
次にスパッタ源３１４は、制御機構（第１０図で図示せ
ず）を介して始動される。ガス線３０９ば１選択された
圧力でアルゴンガスをパルプ３１０へもたらす。ニード
ルパルプ３１１ハ、パルプ３１０からスパッタチェンバ
３０２へのアルゴンの流れを制御する。ニードルパルプ
３１２は、ウェーハＷの裏面と加熱器３１５との間に形
成された空胴へのアルゴンの流；ｈを制御する。スイッ
チ３０８は、圧力始動スイッチであり、チェンバ３０２
内の圧力が大気圧以下又はそれに等しい選択されたレベ
ルよシ上に上昇するとき、スパッタ源３０４及びスパッ
タモジュールと結合した他のすべての電気装置への電力
を切るための予備安全スイッチとして作動する。インタ
ーロックスイッチ３０６は、第１０図のアクセスドア（
図示せず）が開いているとき源３０４への電力を切る安
全スイッチである。

同様に、インターロックスイッチ３１４ｉｉ’、冷却水
流が故障するとき加熱器３１５への電力を切る安全スイ
ッチである。ゲージ３１８及び３１９は、チェンバ３０
１内の圧力を測定する。ラフイングゲージ（ｒｏｕｇｈ
ｉｎｇ　ｇａｕｇｅ）　　３１８は、大気圧と１０　ト
ルとの間の範囲で圧力を測定する。イオンゲージ３１９
は、はぼ１０　トル以下の圧力を測定する。

インターロックスイッチ３１７は、チェンバ３０１が大
気圧にあるときパルプ３３８が開くのを妨げるだめに電
力を切る安全スイッチである。

靜電容景マノメータゲージ３２０が、チェンバ３０１内
の圧力を感知する圧力測定装置であり、パルプ３１３に
よってチェンバ３０１から隔離されてもよい。

チェンバ３０１を排気するために用いられるボンピング
機構は１周知であり、ラフイングポンプ３２３を含む。

ポンプ３２３は、チェンバ３０１及び３０２内の圧力を
バルブ３３６を介して選択された圧力、はぼ１０　トル
まで減少させる。次に、高真空ポンプ３２２、例えば低
温ポンプ（ｃｒｙｏｐｕｍｐ）が、バルブ３３６が閉じ
られるときチェンバ３０１及び３０２をバルブ３２４を
介してさらに排気する。バルブ３２４は、チェンバ３０
１が大気に通じられるときポンプ３２２を保護するため
に閉じられる。チェンバ３０１及び３０２は、ポンプ装
置フォーライン（ｆｏｒｅｌｉｎｅ）でトラップ（ｔｒ
ａｐ）（図示せず）によって保護される。バルブ３２５
は、ポンプを開示するためポンプ３２２を排気するのに
用いられる。

第１６図は、第６図及び第７図で示すウエーノ・輸送ア
ーム機構２０１からスパッタモジュール前処理チェンバ
３０１内ノウエーハアーム３４０ヘウエーハを移送する
機構の断面図を示す。ウエーノ・が。

ボー）Ｐを通してのばされるべきアーム機構２０１（第
１６図では図示しないが、第６図で図示する）によって
チェンバ３０１内に輸送され、このためアーム２０１の
ウェーハホルダ２８０によって保持されるウェーハＷは
第１テーブル５００より上方に位置する。テーブル５０
０はシャフト５０１項に固定して取り付けられ、シャフ
ト５０１は空気シリンダ５０２によって駆動されて両端
矢印５１８によって示すように垂直に直線的に並進運動
可能である。シャフト５０１は、フランジ３９７を通っ
て真空チェンバ３０１内へと進む。ベローズ５２２はフ
ランジ３９８に溶接され、フランジ３９８ハハウジング
３９６の７ランジ３９７に取り付けられている。ベロー
ズ５２２とシャフト５２０との間のエラストマー０リン
グ５２０及びベローズ５２２は、チェンバ３０１と外部
大気との間に真空気密をもたらす。テーブル５００は、
ウェーハホルダ２８０（第６図参照）内の円形開口を通
して上昇して、ウェーハホルダ２８０からウェーハを移
動させるように寸法づけられている。ウェーハホルダ２
８０は１次に第６図及び第７図と関係して説明するよう
に、チェンバ３０１から引込められる。

この点でウェーハＷは、第１６図で示すようにテーブル
５００上に配置される。ウエーノ・Ｗのエツジは、テー
ブル５００の波形領域（図示せず）でテーブル５００の
周囲を越えてのびる。波形領域は、ウェーハのエツジと
結局的に係合するであろう。ウェーハアーム機構３４０
は回転しく以下で説明するように）、ウェーハホルダプ
レート３４１内の円形開口３４２（第１１図）はウェー
ハＷの上方で中心づけられる。円形セラミックリング５
１１は、ウェーハプレー１−３４１の下方リム５１０に
取り付けられる。複数の可撓性ウェーハクリップが、は
ぼ等しい間隔でセラミックリング５１１に固着されてい
る。

その２つのクリップ５１２ａ及び５１２ｂは、第１６図
で示される。各可撓性ウエーノ・クリップに対応するプ
ロング（ｐｒｏｎｇ）　が、第２テーブル５１４に剛に
取シ付けられている。クリップ５１２ａ及び５１２ｂに
対応するプロング５１４ａ及び５１４ｂは、第１６図で
示される。テーブル５１４は、シャフト５０３に剛に取
シ付けられ、シャフト５０３は空気シリンダ５０４によ
って駆動されて両端矢印５１６によって示すように垂直
的に直線的に並進運動可能である。シャフト５０３はま
た。チェンバ３０１のハウジング３９６を通過する。ハ
ウジング３９６の７ランジ３９８に取り付ケラれたベロ
ーズ５２３及びベローズ５２３とシャフト５０３との間
のエラストマー０リング５２１は。

チェンバ３０１と外部大気との間に真空気密をもたらす
。ウェーハＷがテーブル５００に移送されたとき、テー
ブル５１４は次に上昇して、テーブル５１４に取り付け
られた各プロングはその対応する可撓性ウェーハクリッ
プと係合し、それによってクリップを開く。次に、テー
ブル５００は上昇し、ウェーハＷは開いたクリップと一
列をなす。次に、テーブル５１４は、下降されてクリッ
プを閉じさせてウェーハＷのエツジと係合せしめる。第
１６図は、破線位置層でウェーハＷのエツジと係合する
クリップ５１２ａ　　及び５１２ｂを示す。テーブル５
００は、次にまた下降される。これは、アーム２０１か
らアーム３４０へのウェーハＷの移送を完了させる。

ウェーハプレート３４］のアーム延長部３４５及び３４
６（第１１図）は、ンヤフト３６５に剛に取り付けられ
ている。・／ギフト３６５は、アーム延長部３４５と３
４６との間でのびる。これは、第１３図で拡大して図示
される。シャフト３６５は、ギアボックス３６０を通過
する。ギアボックス３６０ハ、シャフト３６５に駆動シ
ャフト３６７の回転を連結するだめの在来の直角ギア機
構３６１を含む。駆動シャフト３６７は、それに剛に取
り付けられ、適切な機構（例えば、ハウジング３７０内
で第１モータＭ＋に取り付けられたベルト）によって駆
動されるプユーリ３６８を回転させることによって回転
される。モータＭｌは／ギフト３６フを駆動し、シャフ
ト３６７はまた直角ギア機構３６１を介して、シャフト
３６５についてのウェーハアーム３４０を水平（第１２
図で示す）からウェーハＷとともに９５回転せしめる。

ウェーハＷは、ウェーハアームプレート３４１のリム５
１０に取り付けられたセラミックリング５１１に留めら
れている。

シャフト３６７は、デュアルシャフト同軸フィードスル
ー３８８（フェロフルイブイック気密を有してもよい）
の内部シャフトである。シャフト３６７は、真空チェン
バ３１１からノ・ウジング３９６を通って外部プユーリ
３６８へ通過する。エラストマー０リング３７３は、真
空チェンバ３０１とチェンバ３１１の外部大気との間に
真空気密をもたらす。フェロフルイブイックフィードス
ル−３８８の外部シャフト３７８は、内部シャ７　ト３
６７と同軸であり、さらにハウジング３９６を通ってプ
ユーリ３６９へとのびる。プユーリ３６９は、それに剛
に取シ付けられているものである。外部シャフト３７８
は、ノ１ウジング３７０内でモータＭ、に取り付けられ
た例えばベルトの適切な手段によってプユーリ３６９を
回転させることによって回転される。フェロフルイブイ
ックハウジング３７４と外部シャフト３７８との間のエ
ラストマーＯリング３フ２ハ、チエンバ３０１トチエン
バ３０１の外部の大気との間に真空気密をもたらす。ハ
ウジング３７４は、フランジ３７５に溶接されている。

フランジ３９６ａは、７ランジ３７５にボルトで固定さ
れている。フランジ３９６ａは、チェンバ壁３９６に溶
接されている。０リング３７１は、チェンバ３０１（フ
ランジ３９６ａを介して）とフィードスルー３８８との
間に真空気密をもたらす。

ウェーハアーム３４０が第１２図で示すように水平から
ほぼ９５だけ回転されたとき、それは次に長方形開口３
３８を通ってスパッタチェンバ３０２内に回転される。

この回転は、モータＭ、によって外部シャフト３７８を
回転させることによって行なわれる。チェンバ３０１の
内部のシャフト３７８の端部は、ギアボックス・・ウジ
ング３６０に剛に取り付けられている。シャフト３７８
が反時計回り方向で回転するとき、ギアボックス３６０
．シャフト３６５及びウェーハアーム３４０は、第１２
図で示す反時計回り方向で全て回転する。はぼ９０の角
の回転が、加熱器３１５の前でウエーノ・Ｗを配置する
。再び内部シャフト３６７を回転させることによって。

セラミックリング５１１に取り付けられたウエーノ・Ｗ
は、ウエーノ・アームプレート３４１に取り付けられ、
はぼ５の角だけ回転し、そのためその裏面は加熱器３１
５と接触する。ウエーノ・アーム３４０が加熱器３１５
に関して適切に位置づけられるとき、加熱器３１５に隣
接したピン（図示せず）は、第１１図で示すウェーハホ
ルダプレート３４１からの突出部３４４内の整合開口３
４４ａと係合する。

ウェーハホルダプレート３４１は、第１５図で断面図で
示すように１枚の可動プレート／シールド又は２つのス
テンレス鋼層３４１ａ及び３４１ｂから成ってもよい。

上層３４１ａＦｉ、２つのネジ（図示せず）によって下
層３４１ｂに移動可能に取シ付けられている。上層３４
１ａは、スパッタ蒸着から下層３４１ｂを遮蔽し、セラ
ミックリング５１１を囲むエツジシールド５３０の上に
減少したスパッタ蒸着を形成するのを助ける。層３４１
ａは１層３４１ａの上のスパッタ蒸着が望ましくないレ
ベルまで形成するたびに取り替えられる。スパッタ源３
０４は皇業界で周知であり、例、ｔはスパッタ源３０４
はバ１Ｆアンコンマッグ（米国登録商標）であってもよ
く、従ってここでは説明しない。スパッタ源３０４は、
ヒンジ３０４ａ　（第１１図）項で開いて枢動し、源タ
ーゲット及びシールドへのアクセスを可能にする。

ウェーハハンドラアーム３４０カ前処理チエンバ３０１
内にあるとき、前処理チェンバ３０１は長方形）’　７
３５１　Ｋよってスバツタチェンノ＜３０２から真空隔
離されてもよい。長方形ドア３５１ば、ブレイス（ｂｒ
ａｃｅ）３５３によってシャフト３９１に取り付けられ
ている。シャフト３９１ば、クランクアームを通じて始
動機３８０によって回転され、そのためドア３５１は前
部で長方形開口３３８からスノくツタチェンバ３０２へ
わずかにずらされる。第１５図で示すように、ドア３５
１ハ、開口３３８よシ大きく寸法づけられている。ドア
３５１は、シャン）　３９１　、！：滑動可能であり、
直線的に並進運動されて、そのためＯリング３５２は開
口３３８を囲むチェンノ（））クランクと気密的に係合
する。この終りまで、シャフト３５５は軸Ｃに沿って並
進運動され、そのため端部３５５ａはドア３５１と係合
し、軸Ｃに沿って開口３３８に向かってドア３５１を並
進運動させる。ノ・ウジフグ３８１内に含まれる駆動シ
ャフト３５５のための機構は、第１４図でより詳細に図
示される。シャフト３５５は、シャフト３５５に取シ付
けられた在来の空気駆動ピストンによって軸Ｃに沿って
いずれかの方向に並進運動される。シャフト３５５が開
口３３８に向かつて一部でのみのびるとき、０リング３
８３はチェンバ３０１と大気との間に動的な真空気密を
もたらす。しかしながら、シャフト３５５が十分にのび
るときに、ドア３５１がその気密位置から離れて回転さ
れて第１５図で示すようにその休止位置にあるとき、ン
ヤフト３５５の環状延長部３５５ヒエラストマー〇リン
グ３８５と係合し、そのため静的な真空気密がハウジン
グ３８１と環状延長部３５５ｂとの間に形成される。こ
の新規な静的気密は、チェンバ３０】と大気との間によ
り信頼性の高い真空隔離をもたらす。

本発明のモジニーラウエー・・移送及び処理装置は半導
体ウェーハ又は基板の処理への応用に関して主に記載し
ているが１発明装置は他の多くのウェーハ又は円形状加
工物の処理で同様に利用できることがわかるであろう。

そのような他の加工物はそのエツジで平坦部を有する必
要はなく、外形が十分に円形の加工物が同様に取り扱わ
れうる。

より特定的に１発明装置は、ウェーハ状又は円形状の形
態のあらゆる磁性又は光学式記憶媒体を処理するために
特に役に立つ。

本発明は、好適実施例及びその変形例に制限されるもの
ではなく、特許請求の範囲で要約される本発明の特徴、
真意、保護範囲を逸脱することなく、構成部品への機械
的及び電気的に等価の変更を含んで変形及び改良が行な
われうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う装置の一実施例の部分略平面図
である。 第２図は、第１図で示す装置の部分斜視図を示す。 第３図は、本発明に従う装置の第２実施例の部分略平面
図を示す。 第４図は１本発明に従うゲートバルブモジュールの部分
切欠側面図を示す。 第５図は、第４図のゲートパルプモジュールの部分切欠
平面図を示す。 第６図は、第２位置でアームを破線で示すとともに、本
発明に従うつニー／・輸送アームの略平面図を示す。 第７図は、第６図のアームの部分断面図を示す。 第７Ａ図は、理論上のカム外形から実際のカム外形を得
るためのフローチャートを示す。 第７Ｂ図は、ウェー／・ホルダの中心によってトレース
される経路とともに実際のカムの一実施例を示す。 第８図は１本発明に従うロードロックモジュールの特定
の好適実施例の略平面図を示す。 第９図は、第８図のウエーノ・取扱いアーム及びアライ
ナの斜視図を示す。 第１０図は１本発明に従うスパッタモジュールの実施例
の略図を示す。 第１１図は、本発明に従うスパッタモジュールの部分断
面平面図である。 第１２図は、第１１図のモジュールの部分断面斜視図で
ある。 第１３図は、第１５図で示す１３−１３線に沿った第１
１図及び第１２図のモジュールの駆動機構の断面図であ
る。 第１４図は、１４−１４線に沿った第１１図のモジュー
ルの、駆動機溝の断面図である。 第１５図は、１５−１５線に沿った第１１図のモジュー
ルを通る断面図である。 第１６図は、第１２図で示す１６−１６線に沿った輸送
アームからウエーノ・を受は取るための機構の断面図で
ある。 〔主要符号〕 ２０１・・・ウェーハ輸送アーム機構 ２１５・・・真空チェンバ ２３２・・・内部シャフト ２３８・・・外部シャフト ２４２・・・カム ２４３・・・ステンレス鋼ケーブル（ベルト）２５０・
・・軸 ２５２・・・第１剛体アーム ２５４・・・プユーリ ２５６・・・第２剛体アーム ２７２・・・シャフト ２７３・・・軸 ２７５・・・ベアリング ２８０・・・ウエーノ飄ホルダ 特許出願人　　パリアン・アソシエイツ゛インコーポレ
イテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板輸送アームであつて：第１カム；第２カ
   ム；前記第１カムの周囲上の第１固定点から前記第２カ
   ムの周囲の一部をまわつて前記第１カムの周囲上の第２
   固定点へと戻つてのびる滑らかなベルトであつて、前記
   第２カム上に第３固定点を有するベルト；第１端及び第
   ２端を有する第１アーム部材であつて、該第１アーム部
   材の前記第１端で前記第１カム上に回転可能に取り付け
   られている第１アーム部材；第１端及び第２端を有する
   第２アーム部材であつて、前記第２端は半導体基板を保
   持するようにされている第２アーム部材；前記第２アー
   ム部材の前記第１端と前記第２カムとを剛に接続するシ
   ャフトであつて、前記第１アーム部材の前記第２端を通
   過しているシャフト；並びに前記第１カムに対して前記
   第１アーム部材を回転させるための手段であつて、前記
   第１カムが固定されており、前記第１カムに対して第１
   方向での前記第１アーム部材の回転が前記ベルトを前記
   第１カムに巻き付けたりそこから解いたりし、それによ
   つて前記第２カム及びそこに剛に取り付けられた前記第
   ２アームを回転させ、そのため前記第２アーム部材の前
   記第２端はそのかなりの部分に亘つてほぼ直線的な経路
   に沿つて前記第１カムに向かつて移動し、前記第１カム
   に対しての第２方向での前記第１アーム部材の回転が前
   記ベルトを前記第１カムに巻き付けたりそこから解いた
   りし、それによつて前記第２カム及びそこに剛に取り付
   けられた前記第２アーム部材を回転させ、そのため前記
   第２アーム部材の前記第２端はそのかなりの部分に亘つ
   てほぼ直線的な経路に沿つて前記第１カムから離れて移
   動する手段；から成る半導体基板輸送アーム。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された半導体基板輸送
   アームであつて、前記回転させるための手段は、前記第
   ２アーム部材の前記第２端を少なくともＤ／２の長さを
   有する経路に沿つて移動せしめる（但し、Ｄは前記第１
   カムに対して前記第１アーム部材の回転軸と前記シャフ
   トの回転軸との間の距離である）半導体基板輸送アーム
   。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された半導体基板輸送
   アームであつて、前記かなりの部分は少なくともＤ／２
   である半導体基板輸送アーム。 ４、特許請求の範囲第１項に記載された半導体基板輸送
   アームであつて、前記第２カムは円形であり、前記第１
   カムは前記第２カムに対して前記第１方向での前記第１
   アームの前記回転が前記第２アームの前記第２端を、そ
   のかなりの最初の部分に亘つてほぼ直線的な前記経路に
   沿つて前記第１カムに向かつて移動せしめる半導体基板
   輸送アーム。 ５、特許請求の範囲第１項に記載された半導体輸送アー
   ムであつて、さらに、前記第１カム及び前記第１アーム
   の前記第１端を通過する軸のまわりで同一の選択された
   角だけ前記第１カム及び前記第１アーム部材の両方を回
   転させるための手段を含む半導体輸送アーム。 ６、特許請求の範囲第５項に記載された半導体基板輸送
   アームであつて、前記選択された角だけ回転させるため
   の前記手段は９０°、１８０°、２７０°及び３６０°
   、−９０°、−１８０°、−２７０°、及び−３６０°
   だけ回転させるための手段を含む半導体基板輸送アーム
   。 ７、特許請求の範囲第１項に記載された半導体基板輸送
   アームであつて、前記かなりの部分は前記第２アーム部
   材の前記第２端によつて横断可能な最大経路長さの少な
   くとも１／２の長さである半導体基板輸送アーム。 ８、特許請求の範囲第１項に記載された半導体基板輸送
   アームであつて、前記第１固定点は前記第２固定点と一
   致する半導体基板輸送アーム。 ９、既定経路に亘つてウエーハを移動させるためのウェ
   ーハ輸送装置であつて：ウエーハ保持端を有する細長い
   第１アーム手段：その第１端で前記第１アーム手段の他
   端に回転可能に接合した細長い第２アーム手段であつて
   、前記第２アーム手段の第２端は支持手段に回転可能に
   固定されている第２アーム手段；前記第１及び第２アー
   ム手段のための可変 比率制御手段であつて、すべり又は回転摩擦なしに、前
   記支持部材に隣接した第１位置と第１既定経路に亘つて
   前記支持部材から移動される第２位置との間で前記ウェ
   ーハ保持端をのばし、前記第１位置と前記第２位置との
   間の距離は前記ウェーハの直径の少なくとも数倍である
   制御手段；から成る輸送装置。 １０、特許請求の範囲第９項に記載された輸送装置であ
   つて、前記制御手段は少なくとも１つの他の既定経路に
   亘つて前記ウェーハ保持端を移動し、前記他の経路は前
   記第１経路と同一平面内にある輸送装置。