(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハ（１０）を処理する処理装置であって、
直立壁（７１）及び該直立壁（７１）に密封係合し上方開口ボウルの内部を形成する底壁（７２）を有する処理ベース（７０）を含み、内部でウエーハ（１０）が処理される処理チャンバ、
処理流体収容部分、
前記ウエーハの周囲に沿ってウエーハ（１０）を支持する複数の係合フィンガを含むと共に前記底壁上の処理チャンバ内でウエーハが処理流体に曝される間にウエーハを回転させるウエーハ保持手段（４０）、及び
底壁（７１）とウエーハ保持手段（４０）の間の相対運動を少なくとも第１及び第２の相対的位置の間で生じる駆動機構（８４）を含み、
前記底壁は、第１相対位置にあるとき第１の距離だけウエーハ保持手段から離間し、第２相対位置にあるとき第２の距離だけウエーハ保持手段から離間し、第２の距離は第１の距離より大である処理装置。
【請求項２】
前記駆動機構（８４）は底壁（７２）を駆動する請求項１の処理装置。
【請求項３】
請求項１の処理装置であって、ボウル内部をウエーハ処理液体で選択的に満たすためボウル内部と液体連通する液体供給手段を更に含む処理装置。
【請求項４】
請求項１の処理装置であって、
処理ベースに対し閉鎖位置と開放位置との間で運動可能であるように取り付けられる処理ヘッド（１２）を含み、
前記閉鎖位置において処理ベース及び処理ヘッドが互いに隣接して配置され前記処理チャンバを形成し、前記開放位置において処理ヘッドに対するウエーハの取り付け及び処理ヘッドからのウエーハの取り外しが可能であるように処理ベース及び処理ヘッドが互いに離間される処理装置。
【請求項５】
前記ウエーハ保持手段（４０）は処理ヘッド（１２）に取り付けられる請求項４の処理装置。
【請求項６】
前記処理ヘッド（１２）はウエーハを回転させるためウエーハ保持手段（４０）に結合される駆動手段（３４、３５）を担持する請求項４の処理装置。
【請求項７】
前記処理ヘッド（１２）は、該処理ヘッドが処理ベース（７０）に対し上方及び下方へ運動するように制御可能な支持体上に取り付けられ、処理ヘッドにより底壁とウエーハ保持手段（４０）の間の相対運動を生じさせる請求項４の処理装置。
【請求項８】
前記ウエーハ保持手段（４０）はウエーハの処理される面を下方へ向けて支持する請求項４の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、個々の半導体ウエーハを少くとも１つのウエーハ表面の流体処理に関連して保持し、移送し、処理する単一ウエーハ処理装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
半導体ウェファおよび同様な基板の化学的処理はウエーハの比較的に大きいバッチについて行われることが多い。代表的には、ウエーハの２０ないし３０個が同時に流体（液体またはガス）に浸漬され、または流体スプレイを受ける。このことはウエーハの洗浄および乾燥に著しく有効であり、多くの通常の大量生産について同様であるが、高価なウエーハや基板が処理される場合、特に、複雑な重要な処理を受ける場合においては経済的に問題がある。これらウエーハの大量のバッチ処理においては処理工程の不良に基づく損失の危険性が著しく増大する。ウエーハのバッチ処理は正常の個々の処理を妨げるものであり、高価な特殊なウエーハや基板の生産を妨げるものである。
【０００３】
ウエーハを個々に取り扱い処理することは、従来のウエーハに対比して寸法の大きいウエーハが使用されるようになって、広く使用されるようになっている。ウエーハの直径が約５〜８ｃｍ（２〜３インチ）、さらに２０ｃｍ、実験的には３０ｃｍ（１２インチ）に達する。ウエーハの寸法が増加すると各ウエーハに含まれる素子が著しく増加し、これに伴って潜在的価値が増大する。製造業者はバッチ処理作業における多くの予測不能の原因により多数のウエーハを失うという経済的な危険に耐えられない。
【０００４】
本発明は単一ウエーハを処理することによる経済的損失を最小とする処理装置を得ることを目的とする。本発明の技術は半導体技術において通常な従来の単一ウエーハ処理技術に適用可能である。さらに、積重ねて配置された平行ウエーハの大きいバッチを処理するものと異なり、本発明の単一ウエーハ処理技術は一方表面（液体スプレイによる）の処理と両面（浸漬処理による）の処理との双方を可能とする。さらに、この装置は処理ユニット間および自動化取り扱い装置との間のロボット移送を可能とする。各ウエーハの位置決めおよび回転は処理要求に正確に合致するように制御することができる。
【０００５】
単一ウエーハの処理工程を行うために個々のボウルを使用することはウエーハの処理に必要な流体の量を最小とする。流体の量が少ないことは各ウエーハについて新鮮な流体の使用を可能とし、大型の装置において流体を循環させることによる汚染を最小とすることができる。
【０００６】
本発明による単一ウエーハ処理装置は、処理ベースと補完的な処理ヘッドとを含む単一ウエーハ処理ステーションを含む。処理ヘッドは、１つの場所から別の場所にその方向性または位置についての制限を受けることなく搬送可能であってよく、または処理ベースを支持する共通フレームに相対的に運動可能に取り付けてもよい。処理ヘッドと処理ベースとの詳細は、実行される特定のウエーハ処理によって各種に変更することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による単一ウエーハ処理装置は、通常のロボット腕と係合する完全可搬型ユニット（図１ないし図８）として、または機械のベースに取付けられた可動のモデュール（図９ないし図１６）として構成された処理ヘッドを含む。
【０００８】
ロボット腕に対する取付け部として使用される場合に、処理ヘッドはウエーハ受取りステーションおよびウエーハ排出ステーションに運動可能となされる。ウエーハは自動的または手動的に、処理ヘッドに担持される可動のフィンガ間に配置され、またはフィンガ間から除去される。さらに処理ヘッドは、化学的セルを収容しウエーハの特定の処理工程において要求される液体およびガスを供給する処理キャビネット内に水平または垂直な方向に取付けられる１つ以上の受け取りベースに運動せしめられる。
【０００９】
機械のフレームに可動的に取付けられる処理ヘッドは、フレームに相対的な開放位置（第１の位置）においてロボット的に載荷されまたは卸荷され、フレームの処理ベースに対応する１つ以上の処理位置に移動せしめられる。
【００１０】
上述の装置は、本発明のウエーハ処理装置が使用される一般的な環境を図示する目的のみで説明される。支持ロボットおよび処理装置の詳細は本発明の理解に不要であると考えられ、本発明は処理ヘッドと補完的な処理ベースとの構造および作動に関する。
【００１１】
全般的に数字１２として示す処理ヘッドは、単一の半導体のウエーハ１０（図１）を処理するもので、ウエーハ１０は処理流体に接触せしめられる少くとも１つの表面を有する。処理ヘッド１２は係合するウエーハ１０を、自立性可搬のモデュールとして、または共通機械フレーム上の捕捉された可動ユニットとして処理ベース７０に近接離隔するように移送する。いづれの場合にも、処理ヘッドは係合するウエーハ１０を選択的に回転させる能力を有し、ウエーハは下方に懸吊されて処理流体内にあり、またはウエーハの一方または双方表面が流体スプレイまたは流体流を受ける。
【００１２】
処理ヘッド１２は第１の基準軸線、図１の軸線Ｘ−Ｘを中心線として有する。処理ヘッドを可動の支持部に取付ける取付け手段が設けられる。図１ないし図８に示す処理ヘッド１２はロボット支持部（図示しない）に取付けられるに適した取付け部１４を有する。ロボット支持部はウエーハの取扱い時に処理ヘッド１２を各種の位置および方向に運動せしめ得る関節運動腕などとなされる。取付け部１４は使用されるロボット装置に補完的な通常の設計のものである。この詳細は本発明の理解に不必要である。
【００１３】
処理ヘッド１２は、取外し可能のカバー１３と、構造的モータベース１５と、取付け部１４をモータベース１５に固定する剛性の支持スペーサ１６とを含む。さらに処理ヘッド１２は軸線Ｘ−Ｘに沿って外方に開いた半径方向に大径の円形のシュラウド１８を含む。皿形のシュラウド１８は処理ヘッド１２の軸方向一端に固定される。シュラウドは基準軸線Ｘ−Ｘを中心とする周縁リムを有して、処理ヘッド１２をその一方の軸方向端を下方に面して垂直に支持する。
【００１４】
固体のウエーハ板３０が処理ヘッド１２の一方の軸方向端に、軸線Ｘ−Ｘの回りに同軸に中心決めされる。ウエーハ板３０は剛性の円形のディスクであって、対抗する内側および外側表面３１、３２と、内方に突出する周縁フランジ３３とを有する。円形のウエーハ板３０の回りに形成される外側周縁隅角部は比較的に鋭く、外側表面３２に沿って流れる流体の半径方向脱出を容易とする。
【００１５】
フランジ３３は、シュラウド１８の内側の回りの補完的な円筒形フランジ２０を覆っており、シュラウド１８のリムの回りの周縁水平フランジ１９に密接し、当接している。フランジ１９、２０、３３はバッフル装置を形成し、液体が回転するウエーハ板３０と非回転のシュラウド１８との間の開いた室に入ることを防止する。さらに、水平のフランジ１９は、処理ヘッド１２のための支持部として作用し、図１に示すように倒立位置の処理ベース７０上に休止する。
【００１６】
シュラウド１８の周縁には、補完的な処理ベース７０上の電気的受け部２３に接続されるに適した半径方向に突出する電気的接続部２２が取付けられている。処理ヘッド１２内のこの装置のための電気的動力および制御回路は、この接続によって完成される。電気的接続部および受け部２２、２３は通常の設計のものであってよい。これらの詳細は本発明の理解に対して不要である。
【００１７】
処理ヘッド内に駆動手段が設けられている。駆動手段はグリッパ手段に作動的に連結されて、グリッパ手段を処理ヘッド１２とシュラウド１８とに相対的に、基準軸線Ｘ−Ｘの回りに選択的に回転させる。
【００１８】
ウエーハ板３０はカバー１３内に配置されたモータ３４によって選択的に回転せしめられる。モータ３４は被駆動軸３５を回転駆動し、この軸３５はウエーハ板３０の内側表面３１に固定された大径部３６を有している。被駆動軸３５は管状のモータ駆動軸３８に囲まれ、動力を受ける。被駆動軸３５と駆動軸３８とは処理ヘッド１２の基準軸線Ｘ−Ｘの回りに同軸に配置される。
【００１９】
被駆動軸３５と駆動軸３８とは互いに軸方向スプラインで結合される。両者は被駆動軸３５にねじ係合し駆動軸３８の内方端に半径方向に重なる大径のナット３９によって組立状態に保持される。
【００２０】
上述した軸組立体は、異なる形状または寸法のウエーハ１０を支持するために必要なウエーハ板３０の容易な交換を可能とする。ウエーハ板３０の交換または修理は可搬型処理ヘッドの外方端のナット３９を除去することにより容易に達成することができる。そこで被駆動軸３５とウエーハ板３０とを処理ヘッド１２の残りの部分から軸方向に運動させることができる。組立ておよび分解時に内側から近接することは不必要である。
【００２１】
処理ヘッド１２には、ウエーハ１０を基準軸線Ｘ−Ｘに垂直な同軸位置に保持するためのグリッパ手段が設けられ、グリッパ手段はシュラウド１８によって軸方向および半径方向に覆われている。グリッパ手段は、ウエーハ１０をウエーハ板３０の外側表面３２に隣接する位置に選択的に保持する複数の可動のグリッパフィンガ４０を含む。フィンガ４０はウエーハ板３０の両側に軸方向に突出している。各フィンガの外方端に隣接して切欠き４１が設けられて、ウエーハ１０の縁部を受入れ係合する。
【００２２】
フィンガ４０は、処理ヘッド１２の基準軸線の回りに幾何学的に配置されて、ウエーハ１０を軸線Ｘ−Ｘに垂直で同軸の位置に、切欠き４１内に受入れ、保持する。３つのフィンガ４０が図示の装置に設けられているが、フィンガを４つ以上とすることも所望により可能である。
【００２３】
図８に示すように、各フィンガ４０はウエーハ板３０内に個別的に、可撓性の支持ダイアフラム４２内に取付けられる。各ダイアフラム４２の周縁にはシール４３があって、ウエーハ板３０を貫通して形成された補完的な開口の周縁と係合する。シールの内側周縁はスナップリング４４によって解放可能に、所定位置に保持される。各ダイアフラム４２は１つのフィンガ４０を有してモールド成型などによって一体的に形成される。個々のフィンガ４０と支持部とを一体成型することはウエーハ板３０を横切る継ぎ目または開口の発生を除去し、ウエーハ１０と係合し離脱するために必要なフィンガ４０の限定された運動を可能とする。各フィンガ４０の作動的にウエーハと係合する部分のみがウエーハ板３０の外方の処理流体およびガスと接触する。
【００２４】
処理ヘッド１２内のウエーハ板３０の内方にフィンガ制御手段が配置されて、フィンガ４０を一斉に、ウエーハと係合する閉鎖位置とウエーハの受入れおよび排出を可能とする開放位置との間に運動させる。フィンガ制御手段はウエーハ板３０の内面３１の回りに取付けられた各レバー組立体と、モータベース１５内に取付けられた共通のアクチュエータ組立体との組合わせを含む。
【００２５】
共通のアクチュエータ組立体は個々のレバー組立体と作動的に係合して、それぞれのフィンガを一斉に閉鎖位置から開放位置に選択的に運動させる。正常の作動時でウエーハ１０の処理に関連してウエーハ板３０が回転しているときにはアクチュエータ組立体は個々のレバー組立体と物理的に係合しない。
【００２６】
個々のレバー組立体はそれぞれ個々のフィンガ４０に連結されている。レバー組立体はフィンガ４０を弾性的に閉鎖位置に押付け、選択的に開放位置に運動させる。フィンガ４０のためのそれぞれのレバー組立体は、ウエーハ板３０から内方に間隔をおかれた半径方向リンクバー４５を含む。各リンクバー４５の外方端はフィンガ４０の内方端にピボット的に連結されて、フィンガを制御する。内方端は平行なピボット軸４７に取付けられたピボット腕４６にピボット的に連結される。各ピボット軸４７の回りに巻き付けられた捩りばね５３が関連ピボット腕４６を図１に示す直立、すなわち内方に突出する位置に弾性的に押付け、この位置でフィンガ４０は基準軸線Ｘ−Ｘに平行な閉鎖位置にある。
【００２７】
環状の押しリング５０がモータベース１５に隣接するリンクバー４５の内方端を覆う位置にある。モータベース１５は基準軸線Ｘ−Ｘに対して直径的に離れて形成された２つのシリンダを有する。各シリンダには押しリング５０に固定された突出するピストン軸５２を有する軸方向に可動の空気圧ピストン５１が設けられている。
【００２８】
ピストン５１は圧縮ばね５３によって内方に押し付けられている。ピストンばね５３は正常時には押しリング５０を下方のリンクバー４５と係合しない位置に維持する。圧縮空気がピストン５１の内方側に指向されると、ピストン軸５２と押しリング５０とは軸方向に伸長してピボット腕４６をピボット軸４７の回りに押付け、これによってフィンガ４０の内方端を半径方向内方に引張り、ウエーハ１０をその後にフィンガ４０により把持されるために位置決めすることを可能とする。この把持運動はピボット腕４６に作用する屈撓可能のばね力によって行われ、これはピストン５１に作用する空気圧力が終わることにより押しリング５０の圧力が解放されたときに生ずる。
【００２９】
フィンガ４０の基準軸線Ｘ−Ｘの回りの角度位置の制御を与えて、ウエーハの積載および卸下の自動化装置の要求に適合させることが重要である。この目的のための割出し手段が処理ヘッド１２内に設けられる。割出し手段はウエーハ板３０がモータ３４によって回転せしめられていないとき、フィンガ４０を基準軸線の回りの予め選択された角度位置に選択的に位置決めする。
【００３０】
割出し作業は使用される特定のウエーハ板３０のフィンガ４０の数に等しい数の複数の側面を有する多面ロータ板５９により達成される。ロータ板５９の各面は弓形の縁部形状（図５参照）を有し、内方に押し付けられたローラ６０と組合わされる爪（デテント）として作用する。モータ３４が不作動で駆動軸３８が自由に回転可能であるときに、ローラ６０の内方に押し付ける力がロータ板５９を所要の角度だけピボット運動せしめて、図５に示すロータ板５９の中心決め位置にローラ６０が位置するようにする。
【００３１】
ローラ６０は取付け部１４から垂下する支持軸６３にピボット的に支持されたクランク腕６２の一端に取付けられる。クランク腕６２の反対側の端部は２つの平行な空気圧シリンダ組立体６６の部品である２つの平行なピストンロッド６５の外方端にピボット的に連結されるＵ字型部６４となっている。シリンダ組立体６６の他方端はモータベース１５と取付け部１４とを結合するスペーサ６７上の平行な軸の回りにピボット的に取付けられる。
【００３２】
シリンダ組立体６６は正常時には後退位置にばね偏倚せしめられてローラ６０が半径方向にロータ板５９から離れるようにする。ロータ板５９は駆動軸３８と一体的に回転している。駆動軸３８の回転が終結してウエーハ板３０の割り出し作業が要求されると、シリンダ組立体６６が伸長せしめられる。これによって、ローラ６０は半径方向内方にロータ板５９の縁部に向って押付けられ、ロータ板は図示のように適切に位置決めされる。爪はフィンガ４０が静止時に角度的に割出されることを保証し、これによって関連するロボット的ウエーハ取扱い装置の作動的要求条件は満足せしめられる。
【００３３】
処理ヘッド１２内にはウエーハ板３０の基準軸線Ｘ−Ｘの回りの回転の速度および方向を測定するための、運動監視組立体が設けられる。図示実施例では駆動軸３８に固定された光学的ディスク５４として示され、ディスク５４には複数の間隔をおかれた大きい切欠き５６が設けられている。ディスク５４の上方に１つ以上の光学的センサ５７があって、２組の切欠きを読取る。大きい切欠き５６の位置はロータ板５９の角度位置を確認するために使用され、爪ローラ６０により静止位置に保持される。付加的なセンサを使用し小さい切欠き５５の運動を監視することによりディスクの運動の速度と方向とを測定してもよい。光学的な監視装置の詳細は公知であり、本発明の理解には不要である。
【００３４】
処理ベース７０の詳細は図１の断面図に示される。これは基本的には、静止の円周方向直立壁面７１と軸方向に可動の底壁７２との組合わせにより形成される上方に開いたボウルを含む。底壁７２は軸方向に移動して、直立壁７１の底縁と封止的に係合する。下方に下げられると底壁７２はボウル内の液体がその全周縁の回りに排出されることを可能とする。
【００３５】
直立壁表面７３と底壁７２の外側表面とは、上方に開いたボウルの内面を形成して、第２の基準軸線を中心とする。処理ベース７０の第２の基準軸線は、図１において同じく軸線Ｘ−Ｘとして示されるが、可搬型処理ヘッドと支持処理ベース７０との第１および第２の基準軸線は互いに関連して使用されるとき同軸となることによる。
【００３６】
ボウル内の軸線Ｘ−Ｘに相対的な円筒形表面７３の内径は、該軸線に相対的なフィンガ４０の外側直径より大である。これは上方に開いたボウル内にウエーハ１０を位置させるためのグリッパフィンガ４０を受入れるための遊隙を与えるものである。
【００３７】
ボウルの回りに取付け手段が配置されて、処理ヘッドを第１および第２の基準軸線を図１に軸線Ｘ−Ｘとして示すように固定的同軸関係として選択的に保持し且つフィンガ４０がウエーハをボウルの内部に把持するようにする。取付け手段は直立壁７１の回りに半径方向外方に延長する上方に面した周縁フランジ７５を含む。フランジ７５はシュラウド１８の回りに形成されたフランジ１９に補完的であり、フランジ１９はフランジ７５上に自由に位置して処理ヘッド１２を処理ベース７０上に適切に位置決めさせる。
【００３８】
環状溝７８が直立する壁面７３と支持フランジ７５との間に、処理ベース７０の回りに設けられる。溝７８はウエーハ板３０と関連するウエーハ１０との回転時に直立壁面７３を越えて半径方向外方に脱出する液体を集める。さらに、浸漬処理技術が内部で実施されるとき上方に開いたボウル、すなわち槽からのオーバフローを受ける。
【００３９】
処理ベース７０の部品は取囲む円筒形の壁７９と下方の水平壁８２とによって形成されるベース閉鎖体内に配置される。壁７９、８２は所望により、ホース、ドレン、パイプなど閉鎖体内部への供給のための開口を設ける。ベース閉鎖体は取囲むフレーム支持部８８内に処理ベース７０が取付けられる。
【００４０】
処理ボウルの底壁７２は、その全周縁が下方壁８２まで延長する環状のベロー８０によって支持される。ベロー８０は下方壁８０とボウルの底壁７２との間に延長し、直立壁７１に相対的に軸方向に運動するとき底壁７２を運動可能に支持している。
【００４１】
処理ベース７０内にリニアアクチュエータが設けられ、底壁７２を軸線Ｘ−Ｘに平行に図１に示す閉鎖位置と下降した開位置との間に運動させる。図１にはリニアアクチュエータとして空気圧シリンダ組立体８４が示される。実際には、複数のシリンダ組立体８４を設けて比較的大きい底壁７２を所望の軸方向経路に沿って運動させる。下方壁８２にはベロー８０の外部にドレン８５が設けられてボウル内部および前述した溝７８から受取った液体を排出する。
【００４２】
任意適当な数の液体またはガスのジェット、すなわちノズルをボウルの内部に指向せしめてよい。例示的なジェット８６が可動の底壁７２を貫通延長しているが、複数の同様なジェットまたはノズルを任意所望の幾何学的形状に配置して、流体またはガスをウエーハ１０の対面する表面に所望の模様で指向してもよい。別法として、底壁７２を貫通延長するノズルを使用して処理時にボウルを充満せしめ、所望により処理流体を循環させる。周縁の液体またはガス供給ノズルおよびジェットを円筒形表面７３の回りに設けてもよく、図１の左側には例示として単一のジェット８７を示す。
【００４３】
処理ベース７０は液体またはガスの噴射による、または液体に浸漬する各種の半導体（半導体）ウエーハ処理技術に適用可能である。図示するボウル組立体はボウル内部からの液体の急速な排出を可能とする。このことは底壁７２を下方に運動させることにより達成され、液体は全周縁から流出する。
【００４４】
図９ないし図１１は前述した処理装置を内蔵する機械を示す。処理ヘッド１２と処理ベース７０とは図１に示すものと実質的に同等である。処理ベース７０は静止でフレーム支持部８８により支持されており、フレーム支持部８８は水平の上方キャビネット表面として示され、この表面には１つ以上の開口９０が設けられている。各開口９０の開口周縁はベース閉鎖体と隣接する直線作動機構との外部形状と補完的であり、直線作動機構（リニアアクチュエータ機構）は後述するが処理ヘッド１２のためのものである。各処理ヘッド１２と関連する処理ベース７０との間の連結は図１２ないし図１６に示す。
【００４５】
図９ないし図１１に示す機械は半導体ウエーハの処理機械である。これは４つの処理場所（ステーション）を含む。図において、３つの処理場所では処理ベース７０と処理ヘッド１２とは機械のキャビネットの上方表面上で閉鎖位置にある。これらの部品は第４の処理場所では示されておらず、開口９０の全体形状を示している。
【００４６】
機械のキャビネットはさらに、１対の通常の可搬型ウエーハ搬送体９１を支持しており、これは平行な半導体ウエーハの積重ねを取扱いおよび移送時に支持するために一般的に使用される形式のものである。入力されるウエーハのために１つの搬送体が使用され、別の搬送体によって処理されたウエーハは搬送される。
【００４７】
万能的に運動可能でプログラム可能のロボット移送腕組立体９２が機械のフレーム８８に中心決めされて配置され、個々のウエーハを搬送体９１と４つの処理場所との間に移送する。所定のキャビネット上の処理場所は共通の処理方法のために使用され、この方法は、１つ以上の流体を処理場所に位置するウエーハの表面に処理ヘッド１２により適用することを含み、または一連の処理工程として１つの処理ヘッド１２から次の処理ヘッドにロボット移送腕９２の操作により移送する工程を含む。  図１２ないし図１６に示す処理ヘッドの実施例において、処理ヘッド１２は半径方向腕９３によって片持ち支持されている。腕９３は前述のシュラウド１８に水平方向および上方に隣接して位置している。腕９３の外方端は処理ヘッドに設けられて可動の支持部に処理ヘッドを取付ける前述の取付け手段として作用する支持ブラケット９５にピン止めされている。この実施例においてブラケット９５は垂直に運動可能の支持軸１００の上方端に固着されている。
【００４８】
軸１００は中空円筒形である。軸１００はブラケット１１０によって関連するベース閉鎖体の下方壁８２に固定された支持管９４によって滑動可能に囲まれている。ベース閉鎖体上の案内軸受け１１１が軸１００を滑動可能に取囲んで、管９４に相対的な軸方向を安定化させる。
【００４９】
管９４の上方および下方端は支持軸の外部の回りに滑動的に封止されている。中間ピストン９６が管９４内の支持軸１００の外部の固定され、管９４の内側壁と封止的に係合する。これにより、軸方向に可動な部材として軸１００を有する復動空気圧シリンダが形成される。支持軸１００は圧力空気を管９４の下方端を通して圧力空気を導入することにより、上方に偏倚せしめられる。また、管９４の上方端を通して圧力空気を導入することにより、下方に偏倚せしめられる。
【００５０】
図１２ないし図１５に示す処理場所において、管９４に相対的な軸１００の、同軸の垂直中心軸線の回りの回転は案内ロッド９７によって防止され、該ロッドは管９４の下方端から下方に垂下する。案内ロッド９７は支持軸１００の下方端に固定された穴あきの案内カラー９８と滑動可能に嵌合する。案内ロッド９７とカラー９８との相互作用によって、処理ヘッド１２の支持軸１００の垂直軸線の回りの適切な角度的位置決めが保証され、処理ヘッド１２と関連する処理ベース７０との適切な組合わせが保証される。
【００５１】
空気圧シリンダ組立体の作動によって処理ヘッド１２に与えられる限定された垂直運動以外に、処理ヘッド１２は垂直に運動可能の水平軸線の回りにピボット運動して図１５に示す位置をとる。これは手動的に行われ、最初に半径方向支持腕９３の外方端と支持ブラケットとを連結する内方ピン１０１を除去する。ピン１０１の除去により処理ヘッド１２は残っているピン１０２の中心水平軸線の回りにピボット運動可能となる。処理ヘッド１２を図１５に示す位置に上昇させると、前述のようにウエーハ板３０および関連する部品の交換または修理を可能とする。  第２のピン１０２を除去すると軸１００の上端の処理ヘッド１２全体の交換が可能となり、必要の場合に実施される。往復運動する処理ヘッド１２とこの機械のフレーム８８との間に必要な電気的連結は中空の支持軸１００を貫通延長して半径方向支持腕９３の一部を形成する取外し可能のカバー１０３内に収容された着脱可能の電気的連結部１０４に達する可撓性ケーブルにより行われる。
【００５２】
図９ないし図１５に示す処理ヘッド１２は機械のフレーム８８に相対的に限定された垂直運動可能である。ヘッド１２はそれぞれの支持空気圧シリンダ組立体に作用する空気圧に応答して上昇、下降する。上昇位置では、露出したフィンガ４０を拡げて離すことによりロボット移送腕９２の作動によるウエーハの移送が容易である。下降させるとフィンガ４０はウエーハ１０と係合し上方に開いた処理ボウル内に位置決めして処理流体に露出させるようにする。
【００５３】
ある場合には処理ヘッド１２に軸１００の垂直中心軸線１００に相対的な回転運動を与えることが望ましい。例えば、この回転運動は上昇した処理ヘッド１２を支持軸１００の垂直軸線の回りに角度的に位置決めされた２つ以上の処理ベース７０間に移動させることを可能とし、処理ヘッド１２に把持されたウエーハに２つ以上の処理工程を順次的に与えることができる。
【００５４】
このピボット運動は図１５に示すようにして達成される。前述実施例の垂直な案内ロッド９７と案内カラー９８とは回転アクチュエータ１０６により代替されている。回転アクチュエータ１０６は流体圧モータまたは電気モータとなされ、処理ヘッド１２を軸１００の軸線の回りに任意所望の角度だけ回転せしめ得るものとなされる。
【００５５】
回転アクチュエータ１０６は選択的に作動せしめられ軸１００の下方端をその中心垂直軸線の回りに互いに連結するスプライン１０５を介してピボット運動させる。スプライン１０５は前述し図１３に示した空気圧シリンダ組立体の応答する軸１００と処理ヘッド１２との垂直運動にも適応している。
【００５６】
図９ないし図１６に示す装置は各ウエーハ１０を処理ヘッド１２の下方に維持し、ウエーハは落下する粒子による汚染に対して保護されている。補完的な処理ヘッド１２と処理ベース７０とが閉鎖体を形成するから各ウエーハの処理が実施される空間の汚染が最小となる。所望により圧縮中性ガスを導入してこの空間を加圧することにより処理ヘッド１２と処理ベース７０とにより形成される閉鎖体への汚染の侵入を確実に防止することができる。
【００５７】
上述処理場所は各種変形が可能である。これは処理キャビネット又はフレームに可動的に支持されたヘッドに対してウエーハが搬入、搬出される装置にも、また、ヘッドが多数のウエーハ移送、処理場所間に運動せしめられる装置にも適用可能である。各形式の装置において、ウエーハは支持フィンガ４０により確実、正確に把持され、隣接するシュラウド１８はウエーハを覆い、処理ヘッド１２の運動時におけるウエーハ表面の汚染を最小とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の望ましい実施例の装置の中央断面図。
【図２】ウエーハ支持部の上面図。
【図３】図３は側面図。
【図４】図４は底面図。
【図５】図１の線５−５に沿う拡大断面図。
【図６】図１の線６−６に沿う拡大断面図。
【図７】図１の線７−７に沿う、割出しおよび運動監視組立体の側面図。
【図８】図４の線８−８に沿う拡大部分断面図。
【図９】ステーション処理装置の上面図。
【図１０】図１０は前面図。
【図１１】図１１は端面図。
【図１２】閉鎖位置において示す処理ステーション部品の側面図。
【図１３】処理ヘッド支持部の拡大部分断面図。
【図１４】図１４は図１２と同様であるが、開位置として示す処理ステーションの図。
【図１５】開位置の処理ヘッドが垂直位置にピボット運動した状態を示す処理ステーションの部分側面図。
【図１６】図１６は図１２と同様であるが、処理ヘッドのための回転アクチュエータをも示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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