JPH08505268A - 回転可能で水平に伸ばし得るウェーハホルダを備えたウェーハ移送モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ウェーハ移送モジュール（１０）は、水平ウェーハ取扱装置（１１）を垂直ウェーハ処理装置（１２）と相互結合し、かつ、この水平ウェーハ取扱装置（１１）に通じ、ウェーハ（３５）を水平状態で通過できるような大きさの第１口（３６）とこの垂直ウェーハ処理装置（１２）に通じ、ウェーハ（３５）を垂直状態で通過できるようにする大きさの第２口（３８）を備えた排気可能ハウジング（２６）を含む。この移送モジュール（１０）は、ウェーハ（３５）をペデスタル（５２）上に支持するウェーハホルダ（２５）を含み、このペデスタル（５２）とウェーハ（３５）を傾斜軸（２８）周りに、第１口（３６）に近接した水平状態と第２口（３８）に近接し、それと整列した垂直状態の間に回転する。このウェーハホルダ（２５）は、この垂直に向いたプラテン（５２）とウェーハ（３５）を、この第２位置から第２口（３８）を通して垂直処理装置（１２）の装入／取出し部へ水平に伸ばす。処理が終わってから、この順序を反転して、ウェーハ（３５）を水平ウェーハ取扱装置（１１）へ戻す。

Description

【発明の詳細な説明】回転可能で水平に伸ばし得るウェーハホルダを備えたウェーハ移送モジュール 発明の分野 この発明は、半導体ウェーハを製造する際に使用する移送モジュールに関し、 更に詳しくは、ウェーハを水平ウエーハ取扱装置と垂直ウェーハ処理装置の間に 運搬する、ウェーハ移送モジュールに関する。発明の背景 半導体基板またはウェーハの製造には、汚染物質のない真空環境を必要とする 。取扱または処理中に発生する微粒子および／または粉塵は、ウェーハを損傷す ることがある。ウェーハの微粒子汚染に対する感受性を下げるためには、ウェー ハを垂直状態に保持して処理するのが好ましい。 この出願人の米国特許明細書第４，９０９，６９５号は、装入／取出し部と水 平軸周りに等間隔に離間した複数の処理部を含む、垂直ウェーハ処理装置を開示 している。この垂直ウェーハ処理装置の運搬装置には、ウェーハを垂直状態で保 持する、少なくとも一つのウェーハ保持リングがあり、各部に一つのウェーハ保 持リングがあるのが好ましい。ウェーハを処理するために、この運搬装置は、ウ ェーハを、回転コンベヤ式に、連続的に各処理部へ回転する。各部で一つの処理 工程が行われ、この工程は、この装入／取出し部で始まり、装入／取出し部で終 わる。 もう一つの種類のウェーハ処理装置には、複数のウェーハ処理モジュールに結 合された中央水平ウェーハ取扱モジュールまたは装置があり、それらの処理モジ ュールは、このウェーハ取扱モジュールの外側の周りに結合可能である。この水 平ウエーハ取扱装置には、ウェーハに所望の処理を行うために、このウェーハを 他の処理モジュールのどれかの中へ移送するため、その中へ伸び得るロボットア ームがある。この種のウェーハ処理システムでは、このウェーハロボットが、ど れか選択した処理順序に従って、各ウェーハを一つ以上のモジュールに出し入れ できるので、色々な種類のウェーハを処理する多様性が得られ、スループットが 向上する。また、周囲の処理モジュールは、必要な特定の種類のウェーハ処理に 適合させるために、変えることができる。この出願人の米国特許明細書第５，１ ５４，７３０号は、この種の水平ウェーハ取扱装置に結合可能なスパッタリング モジュールを開示している。 残念ながら、あるウェーハ製造の用途には、この手法は、各モジュールで一つ の製造工程しかできないので、スループットを低下する。追加のモジュールをこ の取扱モジュールに結合したり、追加の取扱モジュールを付加したりできるが、 これはこのシステムの全体の複雑さを増し、スペース要件も増す。 この発明の目的は、垂直ウェーハ処理装置の汚染物質のない利点を、水平ウェ ーハ取扱装置が提供する処理能力の多様性の強化と組合わせることである。 この発明のもう一つの目的は、高度のウェーハ処理多様性とウェーハ処理スル ープットを、最少のスペースしか要求しないで、同時に達成することである。 上記の目的は、水平ウェーハ取扱装置を垂直ウェーハ処理装置と相互連結する ウェーハ移送モジュールによって達成される。この発明のウェーハ移送モジュー ルは、ウェーハホルダを収容するハウジングと、この水平ウェーハ取扱装置に通 じ、ウェーハが水平状態で通過できる大きさの第１口を含む。このウェーハ移送 モジュールは、この垂直ウエーハ処理装置に通じる第２口も含み、この第２口は 、このウェーハが、この第２口が作られているこのハウジングの壁と平行な、垂 直状態で通過できる大きさである。 このウェーハホルダは、水平ウェーハ取扱装置のロボットから水平状態のウェ ーハを受け、そのウェーハを水平ペデスタルに固着し、このウェーハとペデスタ ルを傾斜軸周りに垂直状態へ回転し、そして次に、この垂直に保持したウェーハ を、この移送モジュールから垂直ウェーハ処理装置の装入／取出し部へ、水平に 伸ばす。 このウェーハ移送モジュールで使うウェーハホルダは、傾斜軸周りに回転する ので、１回転の運動でこのウェーハを第１口に近接した水平状態から、第２口に 近接し、それと整列した垂直状態へ動かす。次に、このウェーハホルダは、垂直 に保持したウェーハを、垂直ウェーハ処理装置へ移送するために、第２口を通し て装入／取出し部の中へ伸ばす。ウェーハの処理が終わってから、順序を逆にし て、このウェーハを水平ウェーハ取扱装置へ戻す。 この移送モジュールは、最少量のスペースしか占めないで、水平ウェーハ取扱 装置を垂直ウェーハ処理装置と有効に相互連結する。このウェーハ移送モジュー ルは、水平ウェーハ処理および／または取扱システムと垂直ウェーハ処理および ／または取扱システムの間の融合をもたらし、それによてウェーハ製造業者にウ ェーハのスループットを最大にし、所望する工程の順序の選択の多様性を最適化 し、ウェーハの微粒子汚染に対する感受性を最少で操業できるようにもする。 この発明の好ましい実施例によれば、水平ウェーハ取扱装置を垂直ウェーハ処 理装置と相互連結するためのウェーハ移送モジュールは、排気可能なハウジング を含み、そのハウジングは、その隣接する側壁に第１口および第２口が作られて いる。この第１口は、水平ウェーハ取扱装置に通じ、ウェーハが水平状態で通過 できる大きさである。この第２口は、垂直ウェーハ処理装置の装入／取出し部に 通じ、ウェーハが、この第２口が作られているこのハウジングの壁と平行な、垂 直状態で通過できる大きさである。 このウェーハ移送モジュールは、更に、ウェーハ保持ペデスタルを備えたウェ ーハホルダを含む。このウェーハホルダは、傾斜タレットに取付けられ、このウ ェーハホルダおよびペデスタルを水平状態と垂直状態の間、およびその逆に動か すために、このタレットに関して回転可能である。このウェーハ移送モジュール は、この第２口と対向して位置するこのハウジングの側壁に取付けられたピスト ンも含む。このウェーハホルダとペデスタルが垂直状態にあり、この第２口と整 列しているとき、このピストンは、このウェーハホルダとペデスタルを、この第 ２口を通して、垂直ウェーハ処理装置の装入／取出し部の中へ伸ばしおよびそれ から引っ込める。 このウェーハホルダは、更に、このペデスタルから外に伸びられ、かつその中 に引っ込める複数のピンを含む。これらのピンは、このウェーハホルダ内のペデ スタルの下に位置する板に支持されている。このペデスタル水平であって、ピン が伸びているとき、この水平ウェーハ取扱装置から第１口を通して伸びたロボッ トアームを介して、この第１口からウェーハをこれらのピンの上に受けることが できる。ピンが引っ込むと、ウェーハは、その裏面がペデスタルで支持されるま で、このペデスタルまで下がる。 このペデスタルの半径方向に外側に、複数のクランプがある。これらのクラン プは、半径方向に外方の開位置と、半径方向に内方の閉位置の間を動く。この閉 位置にあるとき、これらのクランプは、このウェーハの前面とその外周付近で係 合する。これらのピンが伸びたとき、これらのクランプは、この開位置にある。 このウェーハがこれらのクランプによってペデスタル上に保持され、このペデ スタルおよびウェーハが、この第１口に近接して水平状態にあるとき、このウェ ーハホルダは、傾斜軸周りに回転して、ペデスタルとウェーハを垂直状態に、こ の第２口と整列して動かすことができる。その後、このピストンは、ペデスタル とその上に保持されたウェーハを含めてウェーハホルダを水平に伸ばす。 この第２口を通して水平に伸びると、このウェーハの前面は、この垂直ウェー ハ処理装置が備えるウェーハ保持リングに支持された、ばねで片寄せられたタブ と接触する。このウェーハがその前面でこれらのタブと係合すると、このウェー ハホルダが備え、このペデスタルの半径方向に外側に位置する複数のアクチュエ ータが、この垂直ウェーハ処理装置のウェーハ保持リングと相互作用して、この リングが保持するローラを回転し、このウェーハの裏面と係合させる。これらの ローラは、このペデスタルの脇の切欠き領域の中へ回転して、ペデスタルそれ自 身と干渉することなく、このウェーハの後ろへ動く。このウェーハをローラとウ ェーハ保持リングの間で垂直状態に保持して、これらのクランプは、半径方向に 外方に、それらの開位置へ動く。このウェーハホルダには、半径方向に内方に向 いた切欠きが作られていて、クランプが、ウェーハ保持リングそれ自身と干渉す ることなく、半径方向に外方に動けるようにする。次に、このウェーハホルダは 、このモジュールの中へ引っ込む。そこで、ゲート弁と閉じて、この移送モジュ ールを垂直ウェーハ処理装置から分離してもよい。 この最初のウェーハを垂直ウェーハ処理装置に移送してから、この水平ウェー ハ取扱装置からもう一つのウェーハを得て、垂直ウェーハ処理装置の次のウェー ハ保持リングへ移送してもよい。この垂直ウェーハ処理装置の全てのウェーハ保 持リングがウェーハを保持するまで、この工程を続ける。 この垂直処理装置によるウェーハの処理が終わってから、上記の順序を逆転す る。最初に、既に処理したウェーハをこの垂直ウェーハ処理装置の装入／取出し 部に置いて、ゲート弁を開く。次に、ウェーハホルダが第２口を通ってウェーハ の裏側付近の位置へ水平に伸びる。次に、クランプが半径方向に内方に閉じて、 ウェーハの前面と接触する。次に、このウェーハホルダが備えるアクチュエータ が、ローラを回転して、このウェーハの裏面との接触を外し、このウェーハがク ランプによってペデスタルに対して垂直に保持されるようにする。次に、このウ ェーハホルダが、第２口を通ってハウジングの中へ水平に引っ込む。引っ込んだ 後に、このウェーハホルダは、このウェーハとペデスタルを、傾斜軸周りに垂直 状態から、第１口に近接した水平状態へ回転する。次に、クランプがこのウェー ハから半径方向に外方に動く。次に、この板が上方に動いてピンを伸ばし、ウェ ーハをペデスタルから上方に挙げ、それによってロボットアームがウェーハを回 収して水平ウェーハ処理装置へ戻せるようにする。 これらのピン、クランプ、アクチュエータ、ウェーハホルダの回転およびウェ ーハホルダの伸縮の動作のタイミングおよび順序は、単一のプログラム可能制御 装置で制御するのが好ましい。この制御装置は、この垂直ウェーハ処理装置、ウ ェーハ移送モジュールおよび水平ウェーハ取扱装置、並びにそれらと相互連結さ れたその他のウェーハ取扱および／若しくは処理装置またはモジュールが行うウ ェーハ処理および取扱作業の全体の順序を調整する主制御装置と作用するように 接続されているのが好ましい。 本発明のこれらおよびその他の特徴は、以下の詳細な説明および図面を参照す ればより容易に理解できるだろう。図面の簡単な説明 第１図は、本発明の好ましい実施例に従って、水平ウェーハ取扱装置と垂直ウ ェーハ処理装置の間に相互結合されたウェーハ移送モジュールを含むウェーハ処 理システムの概略平面図である。 第２図は、第１図の線２−２に沿って取られた断面図で、ウェーハ移送モジュ ールのウェーハホルダが、このモジュールの第１口に近接して水平状態に回転さ れ、それによってウェーハが水平状態でそこを通過してこのモジュールと水平ウ ェーハ取扱装置の間を移動できるようにすることを示す。 第３図は、第２図に類似する断面図で、ウェーハホルダが垂直状態に回転され 、モジュールの第２口と整列したことを示す。 第４図は、第３図に類似する断面図で、ウェーハホルダが第２口を通って、垂 直ウェーハ処理装置の装入／取出し部の中へ伸びたことを示す。 第５図は、第２、３および４図に示すウェーハホルダの部分断面立面図である 。 第６図は、第５図の線６−６に沿って取られたウェーハホルダの断面図である 。 第７図は、この装入／取出し部で協同して移送するウェーハをずらす、移送モ ジュールと垂直ウェーハ処理装置の一組の部品の拡大断面概略図である。図面の詳細な説明 第１図は、この発明の好ましい実施例に従って、水平ウェーハ取扱装置１１と 垂直ウェーハ処理装置１２の間に相互連結されたウェーハ移送モジュール１０を 示す。この水平ウェーハ取扱装置１１には、中心軸１５の周りに回転でき、この 中心軸１５から半径方向に外方に伸縮できて、一つのウェーハを、そこに連結さ れた種々の他のウェーハ取扱装置の間に動かす、中央に位置するロボットアーム １４がある。 第１図は、この発明のモジュール１０を使うウェーハ処理システムの特定の構 成を示す。第１図では、このウェーハ取扱装置１１に二つの装填／固定モジュー ル１８および１９が結合されている。これらの装填／固定モジュール１８および １９の各には、複数の水平に積み重ねたウェーハ（図示せず）を保持するカセッ トがある。この水平ウェーハ取扱装置１１には、更にウェーハ処理モジュール２ １および２２が結合されている。上記のように、もし望むなら、ウェーハ処理能 力と多用性を最適にするために、ウェーハ処理システムにこの種のモジュールを 追加して結合してもよい。これらのモジュールの構成と動作順序は、処理すべき ウェーハの種類によって決まるだろう。 この発明のウェーハ移送モジュール１０は、垂直、回転コンベヤ型ウェーハ処 理装置１２が提供する汚染物質のない環境の利点と組合わさった、この種のウェ ーハシステムの利点を与える。この発明のウェーハ移送モジュール１０は、第１ 図に示すように、特に回転コンベヤ型垂直ウェーハ処理装置１２を水平ウェーハ 取扱装置１１と相互連結するとき有利であるが、このウェーハ移送モジュール１ ０は、どんな水平ウェーハ処理または取扱モジュール／装置を、もう一つの垂直 ウェーハ取扱または処理モジュール／装置と連結するためにでも使うことができ ることも理解すべきである。 第２図に示すように、このウェーハ移送モジュール１０には、排気可能ハウジ ング２６の内部に取付けたウェーハホルダ２５がある。このウェーハホルダ２５ は、好ましくは水平から約４５°に向いた傾斜軸線２８に合わせて配置された軸 またはタレット２７によって支持されている。主回転フィードスルー２９がこの タレット２７を軸線２８の周りに回転する。このウェーハホルダ２５とタレット ２７は、ベース３０に取付けられている。ピストン３２がこのベース３０を排気 可能ハウジング２６の側壁３１に結合する。ハウジング２６には、更に上蓋３３ と底開口部３４があり、その開口部を通して真空ポンプ（図示せず）がこのハウ ジング２６を排気することができる。 この排気可能ハウジング２６には、第１側壁３７に作られた第１口３６がある 。この第１口３６は、ウェーハ３５が水平状態で通過できる大きさになっている 。更に詳しくは、この第１口３６は、ロボットアーム１４が、ウェーハ３５を保 持しながら、水平ウェーハ取扱装置１１から外へ、およびウェーハ移送モジュー ル１０の中へ伸びることができる。ハウジング２６には、第２側壁３９に作られ た第２口３８もある。この第２側壁３９は、ピストン側の壁３１と対向する位置 にある。第２口３８は、ウェーハ３５が第２側壁３９と平行に置かれた、垂直状 態で通過できる大きさになっている。 ウェーハ３５は、第１口３６および第２口３８を通して、このウェーハ移送モ ジュール１０に出入りする。ゲート弁４１（第１図）が第１口３６を閉じてウェ ーハ移送モジュール１０を水平ウェーハ取扱装置１１から分離でき、ゲート弁４ ２が第２口３８を閉じてウェーハ移送モジュール１０を垂直ウェーハ処理装置１ ２から分離できるのが好ましい。第１口３６から受けたウェーハ３５を、第２口 ３８を通して垂直ウェーハ処理装置１２へ動かすために、ウェーハホルダ２５は 、第３図に示すように、ウェーハ３５を傾斜軸線２８の周りに垂直状態へ回転し て、第２口３８と整列させる。次に、ピストン３２が、第４図に示すように、ベ ース３０、タレット２７およびウェーハホルダ２５を水平に伸ばし、ウェーハホ ルダ ２５を第２口３８を通して垂直ウェーハ処理装置１２の装入／取出し部４６の中 へ入れる。この垂直ウェーハ処理装置１２には、更なるウェーハ処理部４７、４ ８および４９があり、それらを通してこのウェーハ３５を、回転コンベヤ方式で 軸線５０の周りに連続的に動かしてウェーハ処理工程を実施することができる。 この垂直ウェーハ処理装置１２によって行われるウェーハ処理工程は、このウェ ーハ３５が装入／取出し部４６に戻ったときに終わる。 第５図および第６図に示すように、ウェーハホルダ２５には、運搬中にウェー ハ３５の裏側と接触するペデスタル５２がある。複数、好ましくは三つのピン５ ３がこのペデスタル５２内に収容されている。これらのピン５３は、このぺデス タル５２から出入りするようにされている。これらのピン５３は、ペデスタル５ ２の後ろにあってそれとほぼ平行な板５６に取付けられているのが好ましい。板 ５６は、ペデスタル５２の底にブラケット付けされた内部直線アクチュエータ５ ７に取付いている。板５６は、アクチュエータ５７によって、ペデスタル５２に 接近および離隔して動き、それによってこれらのピン５３をペデスタル５２に関 して、それぞれ、出入りするようにされている。ピン５３は、ペデスタル５２が 第１口３６に近接して、水平状態にあるとき、出入りする。ピン５３は、上がり 、または伸びたとき、ロボットアーム１４がウェーハ３５を口３６を通してこれ らのピン５２の上の位置へ動かせるようにする。次に、ロボットアーム１４（第 １図）は、このウェーハ１５をピン５３の上に降ろす。板５６が下方に動くこと によりピン５３が引っ込むと、このウェーハ３５を直接ペデスタル５２上に置く 。 ウェーハホルダ２５には、半径方向にペデスタル５２の外側にある、複数、好 ましくは三つのクランプ５４もある。これらのクランプ５４は、外の、開いた位 置と内の、閉じた位置の間を半径方向に動く。この閉位置にあるとき、クランプ ５４は、ウェーハ３５の前面にその外周で接触して、このウェーハ３５をペデス タル５２上に保持する。 各クランプ５４は、ウェーハホルダ２５内でペデスタル５２の下に伸びるレバ ー５８に結合されている。各レバー５８は、ばね５９によって上方に片寄せられ 、それぞれのレバー５８の下端にあるカムローラ６０を、中央の回転アクチュエ ータ、またはカム装置６３の弧状のカム面６２と係合させる。このカム装置６３ は、 ブラケット５７に取付けられ、ペデスタル５２を通る中心軸６４の周りに回転で きる。これが回転すると、弧状カム面６２を上げ下げして、レバー５８を、それ ぞれ、ペデスタル５２の方へまたは離して上げ下げし、それによってそれぞれの クランプ５４を開閉する。クランプ５４によってウェーハ３５をペデスタル５２ にしっかりと保持して、ウェーハホルダ２５を傾斜軸線２８周りに１８０゜回転 して、ウェーハ３５を水平状態と垂直状態の間に動かしてもよい。 ウェーハホルダ２５には、半径方向にペデスタル５２の外側に位置する複数の アクチュエータ６５もある。これらのアクチュエータ６５は、垂直ウェーハ処理 装置１２のウェーハ取扱リング６６（第４図）と装入／取出し部４６で協同し、 ウェーハ３５をこの発明のウェーハ移送モジュール１０と垂直ウェーハ処理装置 １２の間に移送する。 更に詳しくは、これらのアクチュエータ６５には、アクチュエータヘッド６９ に結合された１対の角６８がある。第６図に示すように、このアクチュエータヘ ッド６９は、回転フィードスルー７０に結合し、そのフィードスルーは、回転ア クチュエータ７１によって駆動される。このアクチュエータ７１は、ケーブル７ ３を通して供給される電気信号によって電気的に駆動される。ケーブル７３並び に、それぞれ、直線アクチュエータ５７および中央カム装置６３に電力信号を伝 える、他のケーブル７４および７５は、タレット２７を通り、ベース３０を通っ て、ピストン３２からハウジング２６の外へ出る経路を採るのが好ましい。 第７図に示すように、ウェーハホルダ２５を装入／取出し部４６の中へ動かし たとき、角６８は、支持部材７８の中空くぼみ７６に嵌まり、その支持部材は、 ボルト７９によってウェーハ保持リング６６に保持され、そのボルトは、スリー ブ８０を貫通し、ねじ孔８２によってこのリング６６とねじ結合する。このスリ ーブ８０は、支持部材７８をリング６６に関して回転できるようにする。この支 持部材７８は、ローラ８４を支持し、そのローラは、角６８が回転すると、回転 してウェーハ３５の裏面８５と接触するようになる。ウェーハ３５の前面８６は 、このローラ８６に抗して、ばねの掛かったタブ８８によって保持される。この 工程は、ペデスタル５２の周囲の離間した三つの位置の各々で起こる。 第５図は、これら３本のピン５３に関する三つの垂直回転フィードスルー７０ の相対位置を示す。３組の回転フィードスルー７０とピン５３を図示するが、も し必要なら、この発明は、ピン５３とフィードスルー７０を追加することも意図 することを理解すべきである。クランプ５４の一つが、各組のピン５３および回 転フィードスルー７０と関連する。再び、第５図に示すように、三つのクランプ ５４を図示するが、必要ならこの数を増すことができる。クランプ５４は、軸線 ６４に関して半径方向に内方に、閉位置（第６図）へ動いて、ウェーハ３５と接 触する。ウェーハ３５の縁が占める位置を、参照番号９０で示す。開位置（第２ 図）では、このクランプ５４は、ウェーハ３５の縁９０の半径方向に外側に位置 する。 前記のように、各クランプ５４は、レバー５８、ばね５９、および中央回転ア クチュエータ６３のカム面６２上にあるカムローラ６０に連結している。更に、 レバー５８をそれぞれのクランプ５４と相互連結するために、複数の回転フィー ドスルー９２が設けられている。これらの回転フィードスルー９２は、ウェーハ ホルダ２５内にあるが、ペデスタル５２および軸線６４に関して外方に接線方向 に伸び、各回転フィードスルー９２は、それぞれのクランプ５４がある切欠き領 域９４の中へ伸びる。ウェーハ処理の技術分野で知られるように、回転フィード スルーは、真空環境で動かなければならない可動部に対する適切なインタフェー スとなる。三つの切欠き領域９４の各々は、回転フィードスルー９２が、ウェー ハホルダ２５の外部にあるクランプ５４を、ウェーハホルダ２５の内部にあるそ れぞれのレバー５４と連結できるようにする。 弧状隙間切欠き９５も、ウェーハ３５の縁９０を越えて半径方向に内方に、装入 ／取出し部４６にあるとき、アクチュエータ回転フィードスルー７０がウェーハ ３５の後ろのウェーハ保持リング６６のローラ８４を回転できるに十分な距離だ け伸びる。 動作する際は、ゲート弁４１が開いた状態で、ウェーハ３５の載せたロボット アーム１４が、水平ウェーハ取扱装置１１から口３６を通って、ウェーハホルダ ２５の上に伸びたピン５３の上の位置へ伸びる。このロボットアーム１４は、下 方に動いてウェーハ３５をピン５３の上に置く。次に、ロボットアーム１４が口 ３６から引っ込んで、ゲート弁４1が閉じる。 ピン５３が引っ込んでウェーハ３５を直接ペデスタル５２上に置く。その後、 カム装置６３が軸線６４の周りに回転し、カム面６２がカムローラ６０に作用し てレバー５８をペデスタル５２から離し、それによってクランプ５４を半径方向 に内方に動かしてウェーハ３５の上面と接触させる。次に、ウェーハホルダ２５ が軸線２８周りに回転して、ペデスタル５２とこの保持されたウェーハ３５を垂 直状態に位置づけ、第２口３８と整列させる。その後、ゲート弁４２が開き、ピ ストン３２がベース３０、タレット２７およびウェーハホルダ２５を水平に伸ば して、このウェーハホルダ２５、ペデスタル５２およびウェーハ３５が口３８を 通って水平に動き、垂直ウェーハ処理装置１２の装入／取出し部４６の中へ入る ようにする。この位置で、ウェーハ３５の前面は、ウェーハ保持リング６６に取 付けられた、少なくとも三つのばね掛けタブ８８に近接し、または接触している 。 ウェーハホルダ２５が水平に動くと、アクチュエータヘッド６９の角６８も、 ウェーハ保持リング６６に回転可能に固着された支持部材７８の中空領域７６の 中に入る。アクチュエータ７０が回転すると、角６８とそれぞれの支持部材７８ を回転して、ローラ８４を、ペデスタル５２の弧状隙間切欠き９５を通して動か し、ウェーハ３５の裏面８５と接触させる。ウェーハ３５がローラ８４とばね掛 けタブ８８の間に係合すると、カム装置６３が再び軸線６４の周りに回転して、 カムローラ６０とそれぞれのレバー５８をペデスタル５２の方に動かし、それに よってクランプ５４を、外縁９０を越えて半径方向に外方に動かす。次に、ピス トン３２がウェーハホルダ２５を第２口３８から水平に引っ込めてハウジング2 ６に戻し、ゲート弁４２が閉じてこのウェーハ移送モジュール１０を垂直ウェー ハ処理装置１２から分離する。 次に、別のウェーハ３５を水平ウェーハ取扱装置１１から受けるために、ウェ ーハホルダ２５を回転して水平状態に戻してもよい。この次のウェーハ３５も、 垂直状態に回転し、それから、垂直ウェーハ処理装置１２の回転コンベヤ（図示 せず）に取付けられた次のウェーハ保持リング６６に移送するために、同様に、 口３８を通して伸ばす。４枚のウェーハ３５を垂直ウェーハ処理装置１２に移し てしまうまで、この工程を同様な方法で続けてもよい。もし、この垂直ウェーハ 処理装置１２に、装入／取出し部４６を含めて五つ以上の部分があるならば、こ の方法で５枚以上のウェーハ３５をこの垂直ウェーハ処理装置１２に移送しても よい。 この垂直ウェーハ処理装置１２を、これらの各部分に１枚ずつのウェーハ３５ で完全に装填した後に、処理されたウェーハは、この回転コンベヤの次の回転で 、この装入／取出し部４６に戻るだろう。すると、ウェーハホルダ２５は、ウェ ーハ３５を回収してハウジング２６に戻し、このウェーハ３５を回転して水平状 態に戻し、このウェーハ３５を水平状態で垂直に上方に伸ばしてロボットアーム １４が回収できるようにする。次に、このウェーハホルダは、装入／取出し部４ ６で空のウェーハ保持リング６６に移送すべき別のウェーハ３５を待ってもよい し、軸線２８の周りに回転して、第２口３８を通して装入／取出し部４６の中へ 水平に伸ばし、次のウェーハ保持リング６６が保持する次のウェーハ３５を回収 してもよい。そこで、この垂直ウェーハ処理装置が処理したウェーハ３５を全て 一つずつ水平ウェーハ取扱装置１１に戻し、この垂直ウェーハ処理装置１１を空 にするまで、この工程を続けてもよい。 ウェーハ３５を水平ウェーハ取扱装置１１と垂直ウェーハ処理装置１２の間に 動かす特定の順序は、処理すべきウェーハ３５の種類とこれら全てのウェーハ取 扱および処理モジュールの特定の組織および順序に依って変わってもよい。 この発明を、図示した好ましい実施例で説明したが、当業者は、この発明の概 念から逸脱することなく、種々の変更ができることが分かるだろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年１２月５日 【補正内容】 向上する。また、周囲の処理モジュールは、必要な特定の種類のウェーハ処理に 適合させるために、変えることができる。この出願人の米国特許明細書第５，１ ５４，７３０号は、この種の水平ウェーハ取扱装置に結合可能なスパッタリング モジュールを開示している。 残念ながら、あるウェーハ製造の用途には、この手法は、各モジュールで一つ の製造工程しかできないので、スループットを低下する。追加のモジュールをこ の取扱モジュールに結合したり、追加の取扱モジュールを付加したりできるが、 これはこのシステムの全体の複雑さを増し、スペース要件も増す。 この発明の目的は、垂直ウェーハ処理装置の汚染物質のない利点を、水平ウェ ーハ取扱装置が提供する処理能力の多様性の強化と組合わせることである。 この発明のもう一つの目的は、高度のウェーハ処理多様性とウェーハ処理スル ープットを、最少のスペースしか要求しないで、同時に達成することである。 この発明によれば、ウェーハを水平ウェーハ取扱装置から垂直ウェーハ処理装 置へ運搬するためのウェーハ移送装置であって、この水平ウェーハ取扱装置に通 じ、ウェーハを水平状態で通過できるようにする大きさの第１口を有する排気可 能ハウジング、このハウジング内にあり、ウェーハをこの第１口に近接して水平 状態で受けかつ保持するようにされたウェーハホルダ、このウェーハホルダを傾 斜軸周りに回転して、この保持したウェーハを垂直状態に配置するための手段を 含む装置において、この装置がウェーハをこの水平ウェーハ取扱装置とこの垂直 ウェーハ処理装置の間に運搬するためのウェーハ移送モジュールであること、こ のハウジングが、この垂直ウェーハ処理装置に通じ、ウェーハを垂直状態で通過 できるようにする大きさの第２口を含むこと、この回転手段が、この保持したウ ェーハを垂直状態に、およびこの第２口と整列して配置すること、並びにこのモ ジュールが、このウェーハホルダをこの第２口を通して、この垂直ウェーハ処理 装置の装入／取出し部の中へ伸ばし、それによってこの垂直ウェーハ処理装置へ の移送を容易にすることを特徴とする。 このウェーハ移送モジュールは、水平ウェーハ取扱装置を垂直ウェーハ処理装 置と相互連結する。このェエーハ移送モジュールは、ウェーハホルダを収容する ハウジングと、この水平ウェーハ取扱装置に通じ、ウェーハが水平状態で通過で きる大きさの第１口を含む。このウェーハ移送モジュールは、この垂直ウェーハ 処理装置に通じる第２口も含み、この第２口は、このウェーハが、この第２口の 作られているこのハウジングの壁と平行な、垂直状態で通過できる大きさである 。 このウェーハホルダは、水平ウェーハ取扱装置のロボットから水平状態のウェ ーハを受け、そのウェーハを水平ぺデスタルに固着し、このウェーハとペデスタ ルを傾斜軸周りに垂直状態へ回転し、そして次に、この垂直に保持したウェーハ を、この移送モジュールから垂直ウェーハ処理装置の装入／取出し部へ、水平に 伸ばす。 このウェーハ移送モジュールで使うウェーハホルダは、傾斜軸周りに回転する ので、１回転の運動でこのウェーハを第１口に近接した水平状態から、第２口に 近接し、それと整列した垂直状態へ動かす。次に、このウェーハホルダは、垂直 に保持したウェーハを、垂直ウェーハ処理装置へ移送するために、第２口を通し て装入／取出し部の中へ伸ばす。ウェーハの処理が終わってから、順序を逆にし て、このウェーハを水平ウェーハ取扱装置へ戻す。 この移送モジュールは、最少量のスペースしか占めないで、水平ウェーハ取扱 装置を垂直ウェーハ処理装置と有効に相互連結する。このウェーハ移送モジュー ルは、水平ウェーハ処理および／または取扱システムと垂直ウェーハ処理および ／または取扱システムの間の融合をもたらし、それによてウェーハ製造業者にウ ェーハのスループットを最大にし、所望する工程の順序の選択の多様性を最適化 し、ウェーハの微粒子汚染に対する感受性を最少で操業できるようにもする。 好ましい実施例においては、第１口および第２口がハウジングの隣接する側壁 に作られている。このウェーハ移送モジュールは、更に、ウェーハ保持ペデスタ ルを備えたウェーハホルダを含む。このウェーハホルダは、傾斜タレットに取付 けられ、このウェーハホルダおよびペデスタルを水平状態と垂直状態の間、およ びその逆に動かすために、このタレットに関して回転可能である。このウェーハ 移送モジュールは、この第２口と対向して位置するこのハウジングの側壁に取付 けられたピストンも含む。このウェーハホルダとペデスタルが垂直状態にあり、 この第２口と整列しているとき、このピストンは、このウェーハホルダとペデス タルを、この第２口を通して、垂直ウェーハ処理装置の装入/取出し部の中へ伸 ばしおよびそれから引っ込める。 このウェーハホルダは、更に、このペデスタルから外に伸びられ、かつその中 に引っ込める複数のピンを含む。これらのピンは、このウェーハホルダ内のペデ スタルの下に位置する板に支持されている。このペデスタル水平であって、ピン が伸びているとき、この水平ウェーハ取扱装置から第１口を通して伸びたロボッ トアームを介して、この第１口からウェーハをこれらのピンの上に受けることが できる。ピンが引っ込むと、ウェーハは、その裏面がペデスタルで支持されるま の方法で５枚以上のウェーハ３５をこの垂直ウェーハ処理装置１２に移送しても よい。 この垂直ウェーハ処理装置１２を、これらの各部分に１枚ずつのウェーハ３５ で完全に装填した後に、処理されたウェーハは、この回転コンベヤの次の回転で 、この装入／取出し部４６に戻るだろう。すると、ウェーハホルダ２５は、ウェ ーハ３５を回収してハウジング２６に戻し、このウェーハ３５を回転して水平状 態に戻し、このウェーハ３５を水平状態で垂直に上方に伸ばしてロボットアーム １４が回収できるようにする。次に、このウェーハホルダは、装入／取出し部４ ６で空のウェーハ保持リング６６に移送すべき別のウェーハ３５を待ってもよい し、10 軸線２８の周りに回転して、第２口３８を通して装入／取出し部４６の 中へ水平に伸ばし、次のウェーハ保持リング６６が保持する次のウェーハ３５を 回収してもよい。そこで、この垂直ウェーハ処理装置が処理したウェーハ３５を 全て一つずつ水平ウェーハ取扱装置１１に戻し、この垂直ウェーハ処理装置１１ を空にするまで、この工程を続けてもよい。 ウェーハ３５を水平ウェーハ取扱装置１１と垂直ウェーハ処理装置１２の間に 動かす特定の順序は、処理すべきウェーハ３５の種類とこれら全てのウェーハ取 扱および処理モジュールの特定の組織および順序に依って変わってもよい。請求の範囲 １． ウェーハ（３５）を水平ウェーハ取扱装置（１１）から垂直ウェーハ処理 装置（１２）へ運搬するためのウェーハ移送装置であって、この水平ウェーハ取 扱装置（１１）に通じ、ウェーハ（３５）を水平状態で通過できるようにする大 きさの第１口（３６）を有する排気可能ハウジング（２６）、このハウジング（ ２６）内にあり、ウェーハ（３５）をこの第１口（３６）に近接して水平状態で 受けかつ保持するようにされたウェーハホルダ（２５）、このウェーハホルダ（ ２５）を傾斜軸（２８）周りに回転して、この保持したウェーハ（３５）を垂直 状態に配置するための手段（２７）を含む装置において、この装置がウェーハ（ ３５）をこの水平ウェーハ取扱装置（１１）とこの垂直ウェーハ処理装置（１２ ）の間に運搬するためのウェーハ移送モジュール（１０）であること、このハウ ジング（２６）が、この垂直ウェーハ処理装置（１２）に通じ、ウェーハ（３５ ）を垂直状態で通過できるようにする大きさの第２口（３８）を含むこと、この 回転手段（２７）が、この保持したウェーハ（３５）を垂直状態に、およびこの 第２口（３８）と整列して配置すること、並びにこのモジュール（１０）が、こ のウェーハホルダ（２５）をこの第２口（３８）を通して、この垂直ウェーハ処 理装置（１２）の装入／取出し部の中へ伸ばし、それによってこの垂直ウェーハ 処理装置（１２）への移送を容易にすることを特徴とするウェーハ移送モジュー ル。 ２． 請求項１に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このウェーハホル ダ（２５）を水平に伸ばすための手段が、この第２口（３８）に対向して、それ と整列して位置するピストン（３２）を含むウェーハ移送モジュール。 ３． 請求項２に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このピストン（３ ２）と第２口（３８）がこのハウジング（２６）の対向する側壁（３１，３９） に位置し、この第１口（３６）が、これらの対向する側壁（３１，３９）の間に ある側壁（３７）に作られているウェーハ移送モジュール。 ４． 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載するウェーハ移送モジュ ールにおいて、この傾斜軸（２８）が、水平に関して約４５°の角度に向き、こ のウェーハホルダ（２５）が１８０°回転してこのウェーハ（３５）を水平状態 と垂直状態の間に動かすウェーハ移送モジュール。 ５． 請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載するウェーハ移送モジュ ールにおいて、このウェーハホルダ（２５）が、更に、上にこのウェーハ（３５ ）を受け、保持する支持面を有するペデスタル（５２）を含むウェーハ移送モジ ュール。 ６． 請求項５に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このウェーハ保持 手段（２５）が、更に、このペデスタル（５２）の半径方向に外側に位置し、こ の垂直ウェーハ処理装置（１２）と協同して、このウェーハ（３５）をこの移送 モジュール（１０）とこの垂直ウェーハ処理装置（１２）の間に移送するように された、アクチュエータ手段（６５）を含むウェーハ移送モジュール。 ７． 請求項５または請求項６のどちらかに記載するウェーハ移送モジュールに おいて、このウェーハ保持手段（２５）が、更に、引っ込み可能からこのペデス タル（５２）の中へ外方に伸び得る複数のピン（５３）、および、複数のクラン プ（５４）を含み、これらのクランプ（５４）は、これらのピン（５３）が引っ 込んでいるときに、このウェーハ（３５）をこのペデスタル（５２）上に保持す るために、このウェーハ（３５）の前面と係合する閉位置へ動き得るウェーハ移 送モジュール。 ８． 請求項７に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このウェーハ保持 手段（２５）が、更に、このペデスタル（５２）のウェーハ支持面とほぼ平行に 、それと対向して位置し、これらのピン（５３）を支持する板（５６）、および 、この板（５６）をこのペデスタル（５２）の方に、および離れるように動かし て、それぞれ、これらのピン（５３）を伸ばし、および引っ込めるための手段（ ５７）を含むウェーハ移送モジュール。 ９． 請求項８に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このウェーハ保持 手段（２５）が、更に、各々これらのクランプ（５４）の一つにしっかりと結合 された複数のレバー（５８）、各々それぞれのクランプ（５４）を、このペデス タル（５２）の半径方向に外側の開位置へ片寄せるようにされた複数のばね手段 （５９）、このウェーハ保持装置の中に、この板（５６）のペデスタル（５２） と対向する側に位置し、各々これらのレバー（５８）の一つと係合する複数のカ ム面（６２）を含む中央アクチュエータ（６３）、並びに、この中央アクチュエ ータを回転し、それによって、これらのカム面（６２）がこれらのレバー（５８ ）をこのペデスタル（５２）の方に、およびそれから離れるように動かして、そ れぞれ、これらのクランプ（５４）を開きまたは閉じるようにするための手段を 含むウェーハ移送モジュール。 １０． ウェーハ（３５）を垂直状態で受けかつ処理するための、回転コンベヤ 型垂直ウェーハ処理装置（１２）であって、複数の処理部（４７，４８，４９） 並びにこの垂直装置（１２）へおよび垂直装置（１２）からの移送に対応するた めの装入／取出し部（４６）を有する垂直ウェーハ処理装置（１２）、ウェーハ （３５）を水平状態で動かすようにされた水平ウェーハ取扱装置（１１）であっ て、ウェーハ（３５）を水平状態で通過できる大きさの、少なくとも一つの口、 およびこの口を通って伸びるように動いててウェーハ（３５）を回収するための ウェーハ支持手段（１４）を有する水平ウェーハ取扱装置（１１）、並びに、請 求項１から請求項９までのいずれか一つに記載されたウェーハ移送モジュール（ １０）であって、この垂直装置（１２）と水平装置（１１）の間に相互連結され 、このモジュールの第１口（３６）がこの水平ウェーハ取扱装置（１１）の上記 少なくとも一つの口に通じ、およびこのモジュールの第２口（３８）がこの垂直 ウェーハ処理装置（１２）の装入／取出し部（４６）に通じるウェーハ移送モジ ュール（１０）の組合せ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ウェーハを水平ウェーハ取扱装置と垂直ウェーハ処理装置の間に運搬する ためのウェーハ移送モジュール。 この水平ウェーハ取扱装置に通じる第１口とこの垂直ウェーハ処理装置に通じ る第２口を有し、この第１口は、ウェーハが水平状態で通過できる大きさであり 、第２口は、ウェーハが垂直状態で通過できる大きさである、排気可能ハウジン グ； このハウジング内にあり、この第１口に近接してウェーハを水平状態で受け、 かつ保持するようにされたウェーハホルダ； このウェーハホルダを傾斜軸周りに回転して、保持したウェーハを垂直状態で 、この第２口と整列して位置付けるための手段；および このウェーハホルダをこの第２口を通して、垂直ウェーハ処理装置の装入/取 出し部の中へ伸ばし、それによってこの垂直ウェーハ処理装置への移送を容易に するための手段。 ２． 請求項１に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このウェーハホル ダが、更に： 上にこのウェーハを受け、保持するペデスタル； このペデスタル内に位置し、このペデスタルから外に伸びられ、かつその中に 引っ込める複数のピン；および このウェーハの裏面がこのペデスタルと接触し、これらのピンが引っ込んでい るとき、ウェーハの前面と接触および離脱するように動き得る複数のクランプを 含むウェーハ移送モジュール。 ３． 請求項２に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このウェーハホル ダが、更に： このペデスタルの半径方向に外側に位置し、この装入／取出し部でこの垂直処 理装置と協同して、このウェーハの裏面と係合し、このウェーハをこの垂直処理 装置へおよびこの装置から移送することを容易にするようにされた、複数のアク チュエータを含むウェーハ移送モジュール。 ４． 請求項１に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、この水平に伸ばす ための手段が、この第２口に対向して、それと整列して位置するピストンを含む ウェーハ移送モジュール。 ５． 請求項４に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、このハウジングが 四つの側壁を有し、このピストンと第２口が対向する側壁に位置し、この第１口 が、上記対向する側壁の間の側壁に作られているウェーハ移送モジュール。 ６． 請求項１に記載するウェーハ移送モジュールにおいて、この傾斜軸が、水 平に関して約４５°の角度に向き、このウェーハホルダが１８０°回転してこの ペデスタルを水平状態と垂直状態の間に動かすウェーハ移送モジュール。 ７． ウェーハを垂直状態で受けかつ処理するための、回転コンベヤ型垂直ウェ ーハ処理装置であって、複数の処理部並びにこの垂直装置へおよび垂直装置から の移送に対応するための装入／取出し部を有する垂直ウェーハ処理装置； ウェーハを水平状態で動かすようにされた水平ウェーハ取扱装置であって、ウ ェーハを水平状態で通過できる大きさの、少なくとも一つの口、およびこの口を 通って伸びてウェーハを受けかつ回収するためのウェーハ支持手段を有する水平 ウェーハ取扱装置； この垂直装置と水平装置の間に相互連結され、この水平ウェーハ取扱装置の上 記少なくとも一つの口に通じる第１口およびこの垂直ウェーハ処理装置の装入／ 取出し部に通じる第２口を有するウェーハ移送モジュール；および このウェーハ移送モジュール内にあり、この第１口に近接してウェーハを水平 状態で支持しかつ保持し、この保持したウェーハを傾斜軸によって垂直状態にこ の第２口と整列して回転し、およびこの保持した、垂直状態のウェーハをこの第 ２口を通してこの装入／取出し部の中へ水平に伸ばし、それによってこの垂直ウ ェーハ処理装置とこの水平ウェーハ取扱装置の間の移送を容易にするようにされ た、ウェーハ保持手段、を組合わせて含む発明。 ８． 請求項７に記載する発明において、このウェーハ保持手段が、更に： このモジュール内にあるときに、このウェーハの裏側を支持するためのウェー ハ支持面を有するペデスタル；および このペデスタルの半径方向に外側でこのウェーハ保持手段に取付けられ、この 垂直ウェーハ処理装置と協力してこのウェーハをこの移送モジュールとこの垂直 ウェーハ処理装置の間に移送するようにされたアクチュエータ手段、を含む発明 。 ９． 請求項８に記載する発明において、このウェーハ保持手段が、更に： このペデスタルから外方に伸びかつその中に引っ込める複数のピン；および このペデスタルの半径方向に外側に取付けられ、これらのピンが引っ込んでい るとき、半径方向に閉位置へ動いて、このウェーハの前面と係合し、このウェー ハをこのペデスタル上に保持できる複数のクランプ、を含む発明。 １０． 請求項９に記載する発明において、このウェーハ保持手段が、更に： このペデスタルのウェーハ支持面とほぼ平行に、それと対向して位置し、これ らのピンを支持する板；並びに この板をこのペデスタルの方に、および離れるように動かして、それぞれ、こ れらのピン伸ばし、および引っ込めるための手段、を含む発明。 １１． 請求項１０に記載する発明において、このウェーハ保持手段が、更に： 各々これらのクランプの一つにしっかりと結合された複数のレバー； 各々それぞれのクランプを、このペデスタルの半径方向に外側の開位置へ片寄 せるようにされた複数のばね手段； このウェーハ保持装置の中に、この板のペデスタルと対向する側に位置する中 央アクチュエータ； この中央アクチュエータを回転するための手段；並びに この中央アクチュエータの第２端にある複数のカム面であって、これらのカム 面の各々は、これらのレバーの一つと係合し、それによって、この中央アクチュ エータが回転すると、これらのカム面がこれらのレバーをこのペデスタルの方に 、および離れるように動かして、それぞれ、これらのクランプを開きまたは閉じ るカム面、を含む発明。