特許 7174770 支持ピンを受け取り、解放するための連結部を有するピンリフティング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-09

(45)【発行日】2022-11-17

(54)【発明の名称】支持ピンを受け取り、解放するための連結部を有するピンリフティング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20221110BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020551940

(86)(22)【出願日】2018-03-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-10

(86)【国際出願番号】 EP2018057798

(87)【国際公開番号】W WO2019185124

(87)【国際公開日】2019-10-03

【審査請求日】2021-02-04

(73)【特許権者】

【識別番号】593030945

【氏名又は名称】バット ホールディング アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】弁理士法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】デュンサー，ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】キューネ，クレメンス

(72)【発明者】

【氏名】ドゥア，ミハエル

(72)【発明者】

【氏名】ビライター，ルネ

【審査官】鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２７０７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１４１４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２４７６８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空プロセスチャンバによって提供され得るプロセス雰囲気領域（Ｐ）で、処理されるべき基板（１）、とりわけ、ウェーハを移動させ位置決めするように設計されたピンリフティング装置（１０）、とりわけ、ピンリフターであって、前記ピンリフティング装置が、
‐基板（１）と接触し支持するように構成された支持ピン（７）を受け取るように設計された連結部（２０）と、
‐連結部（２０）と協働し、連結部（２０）が、
‐装填状態の支持ピン（７）がその意図した効果に関して実質的に効果を有しない状態にある下げられた平常位置から、
‐装填状態の支持ピン（７）が基板を受け取るおよび／または提供するというその意図した効果を提供する伸ばされた支持位置まで、
および前記支持位置から前記平常位置まで移動可能であるように設計され、連結部（２０）が移動軸に沿って直線的に移動可能である駆動ユニット（６）と、
‐駆動ユニット（６）が少なくとも部分的に外部雰囲気領域（Ａ）に割り当てられ、連結部（２０）が、とりわけ、プロセス雰囲気領域（Ｐ）に割り当てられ、外部雰囲気領域（Ａ）からプロセス雰囲気領域（Ｐ）を分離するための分離手段と
を含み、
連結部（２０）が、支持ピン（７）を受け取るために、中心受け取り軸（２２）を画定する直線的に伸びるリセス（２１）、とりわけ、円筒状リセスを有し、前記リセスが、
‐受け取り軸（２２）に実質的に直交して画定されるリセス幅（２１ａ）と、
‐受け取り軸（２２）に関して軸方向に区切られ且つ締め付け要素（３０、４０、５０、６０、７０）を有する締め付けセクション（２５）とを有し、非装填受け取り中状態の締め付け要素（３０、４０、５０、６０、７０）がリセス幅（２１ａ）よりもより小さい締め付け幅（２５ａ）を画定し、締め付け幅（２５ａ）が締め付け要素（３０、４０、５０、６０、７０）に半径方向にかかる力の関数として可変である、
ピンリフティング装置。

【請求項2】

‐連結部が締め付けセクション（２５）の領域にリセス（２１）の内部の溝（２４）を有し、前記溝が、とりわけ、外周の周囲に円筒状に広がり、
‐溝（２４）に配置されたバネ要素（３０）が締め付け要素を形成し、非装填受け取り中状態のバネ要素（３０）がリセス幅（２１ａ）よりもより小さい締め付け幅として第一のバネ内側幅（２５ａ）を画定し、第一のバネ内側幅（２５ａ）がバネ要素（３０）に半径方向にかかる力の関数として可変であることを特徴とする、請求項１記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項3】

支持ピン（７）が所望の位置で連結部（２０）に保持されている装填受け取り中状態のバネ要素（３０）が溝（２４）の領域にリセス幅（２１ａ）よりもより小さい第二のバネ内側幅を画定することを特徴とする、請求項２記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項4】

バネ要素（３０）がプレテンショニングされた様式で溝（２４）に配置され、プレテンショニングの結果として溝（２４）に保持されていることを特徴とする、請求項２または３記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項5】

受け取り軸に直交する平面（２２）に関してリセス（２１）および／または溝（２４）の断面が円形であることを特徴とする、請求項２～４のいずれか１項記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項6】

バネ要素（３０）が環状コイルバネとして具体化され、受け取り軸に直交する平面上のバネ要素（３０）の突出が環の形状、とりわけ、円形環の形状であることを特徴とする、請求項２～５のいずれか１項記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項7】

コイルバネの巻きによって画定されたバネ径が溝（２４）の半径方向くぼみ幅よりもより大きいことを特徴とする、請求項６記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項8】

バネ要素（３０）の外被が輪環体の形状を有し、トロイダル中心線（３１）が楕円形、とりわけ、実質的に円形であることを特徴とする、請求項２～７のいずれか１項記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項9】

バネ要素（３０）の巻きがバネ要素（３０）の半径に関して傾斜し、とりわけ、トロイダル中心線（３１）とバネ巻きの中心線との間の角度（α）が巻きの傾斜角度を画定することを特徴とする、請求項２～８のいずれか１項記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項10】

バネ要素（３０）が円形の様式で半径方向に傾いたコイルバネとして設計されていることを特徴とする、請求項２～９のいずれか１項記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項11】

締め付け要素が弾性的に変形可能なＯリング（４０）として具体化され、受け取り軸にある平面の断面におけるＯリング（４０）を形成する材料の径が溝（２４）の半径方向くぼみ幅よりもより大きいことを特徴とする、請求項１または２記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項12】

締め付け要素が溝（２４）に配置されたエラストマー（５０）として、とりわけ、溝上に加硫処理されたエラストマーとして設計され、エラストマー（５０）の半径方向材料厚さが溝（２４）の半径方向くぼみ幅よりもより大きいことを特徴とする、請求項１または２記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項13】

締め付け要素が締め付けバネ（６０）として設計され、非装填受け取り中状態の締め付けバネ（６０）の提供された内側幅がリセス幅（２１ａ）よりもより小さいことを特徴とする、請求項１または２記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項14】

締め付け要素（３０、４０、５０、６０、７０）が受け取り軸（２２）の周囲の角度の関数として変動する内側幅を有する波板バネとして設計され、非装填受け取り中状態の最小の内側幅がリセス幅（２１ａ）よりもより小さいことを特徴とする、請求項１または２記載のピンリフティング装置（１０）。

【請求項15】

締め付け要素が、リセス（２１）の円周方向壁と一体に形成される軸方向に区切られるリセスの窄まり（７０）として設計され、とりわけ、締め付け幅（２５ａ）の可変性が円周方向壁の弾力性によって提供されることを特徴とする、請求項１または２記載のピンリフティング装置（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プロセスチャンバ内で基板を移動させ、位置決めするためのピンリフティング装置の支持ピンを締結するための手段に関する。

【0002】

ピンリフティング装置、ピンリフターとも呼ぶは、通常、プロセスチャンバ内で処理されるべき基板を定義した様式で受け取り、位置決めするように設計され、意図されている。それらは、とりわけ、汚染パーティクルが存在しない可能な限り保護された雰囲気中で行われる必要がある、ＩＣ、半導体、フラットパネルまたは基板製造の分野における真空チャンバ装置内で使用される。

【0003】

そのような真空チャンバ装置は、とりわけ、真空排気されることができ且つ、処理または製造されるべき半導体素子または基板を受け取るよう意図した少なくとも一つの真空チャンバを含み、前記真空チャンバが、それを通して半導体素子または他の基板が真空チャンバへおよびその外へ導かれ得る、少なくとも一つの真空チャンバ開口部を有する。例として、半導体ウェーハまたは液晶基板のための製造設備では、高感度半導体素子または液晶素子は、プロセス真空チャンバの内側に位置する部分がそれぞれの処理装置を手段とすることによって処理される複数のプロセス真空チャンバを順次通過する。

【0004】

そのようなプロセスチャンバは、多くの場合、その断面が基板およびロボットに適応し且つそれを通して基板が真空チャンバに導入され、意図した処理後に場合により取り出され得る、少なくとも一つの搬送弁を有する。あるいは、例として、処理された基板がそれを通してチャンバの外へ出される第二の搬送弁が提供され得る。

【0005】

基板、例として、ウェーハは、例として、搬送弁が提供され得るプロセスチャンバの開口部を通して導かれ得る適宜に設計され制御されたロボットアームによって導かれる。プロセスチャンバの積み込みは、次に、ロボットアームで基板をつかみ、基板をプロセスチャンバに持ち込み、チャンバ内で基板を定義した様式で載置することによって行われる。プロセスチャンバを空にすることは、対応する様式で行われる。

【0006】

チャンバ内で基板を載置するためおよび基板の正確な位置決めのために、基板の比較的高い精度および移動性が確保されなければならない。このために、基板に対する複数の支持点を提供し、したがって、基板全体にわたる（基板の固有重量に起因する）荷重分散を確保するピンリフティングシステムの使用がなされる。

【0007】

基板は、例として、ロボットを手段とすることによってリフティング装置の支持ピンの上方の適切な位置に置かれ、ピンによって持ち上げられる。一旦ロボットが遠ざかると、基板は、ピンを下げることによって、支持、例として、ポテンシャルプレート上に載置され、通常、基板を運ぶロボットアームは、例として、基板が載置されると同時にチャンバの外へ移動される。一旦基板が載置されると、ピンはさらに下げられ得、次に、そこから離される、換言すれば、ピンと基板との間に接触がない。一旦ロボットアームが取り出され、チャンバが閉じられる（そしてプロセスガスが導入されるまたは真空排気が行われる）と、処理工程が実行される。

【0008】

基板が、例として、支持に癒着し得るため、小さい量の力を基板に加えることは、とりわけ、プロセス工程がチャンバ内で実行された後および基板の次のリフティング中でさえも、非常に重要である。支持からの基板の押し出しが速すぎる場合、少なくともある支持点における癒着力が克服または解消され得ないため、基板は、破損し得る。加えて、支持ピンと基板との間に接触が確立されたときも、基板上に発生する衝撃は、望ましくない応力（または破損）をもたらし得る。

【0009】

同時に、処理されるべき基板の可能な限り最も丁寧な取り扱い以外にも、可能な限り短い処理時間を可能にすることも意図する。これは、基板が可能な限り速くチャンバ内で定義した状態、換言すれば、積み込みおよび積み下ろし位置ならびに処理位置に持ち込まれ得ることを意味する。

【0010】

例として、半導体ウェーハの処理中の、望まれない衝撃を回避するために、米国特許第６，４８１，７２３ Ｂ１号は、ピンリフターにおいて、硬い移動止め具の代わりに特別な止め装置の使用を提案している。前記文献では、任意の硬いプラスチック止め具は、より柔軟な止め具部分と硬い止め具の組み合わせに置き換えられ、移動を制限するために、まず柔軟な止め具部分との接触がなされ、次に、硬い止め具が相応に減衰した様式で接触する。

【0011】

米国特許第６，６４６，８５７ Ｂ２号は、検出された発生している力を手段とすることによってリフティング運動を制御することを提案している。前記文献では、支持ピンは、受け取った力信号の関数として移動され得、支持ピン上のリフティング力が常にウェーハに好適に調量され制御された様式でかかるようにする。

【0012】

各処理サイクルのたびに、支持ピンは、受け取られるべき基板と接触し、そこから切り離される。これは、当然、ピンへの対応する機械的応力をもたらす。処理サイクルは、多くの場合、互いに比較的近く、比較的短い処理時間を必要とする。このプロセス実施は、比較的短い期間の時間内の多数の繰り返しをもたらし得る。支持ピンは、それ故に、通常、摩耗を受ける部品とみなされ、定期的な交換を必要とする、換言すれば、それらは、通例、一定数のサイクル後または一定の稼働時間後、交換される必要がある。

【0013】

当然ながら、ピンリフティング装置と移動する構成要素の部品、特にピンは、プロセスボリュームに配置され、したがって、処理手順の影響にもさらされる。結果として、これらの部品は、増大した摩耗を受け得、したがって、メンテナンスも必要とするおよび／または定期的にもしくは必要とされる都度交換される必要がある。

【0014】

そのような能動要素のメンテナンスまたは交換は、一般的に、生産手順を止めるもしくは中断することを必要とし、システム全般に多かれ少なかれ厳格な介入を必要とする。支持ピンを交換するためには、多くの場合、当該要素のための締結装置を切り離すことが必要であり、それは面倒な手順である。これは、多くの場合、比較的長いダウンタイムをもたらし、メンテナンス手順のための特別なツールを必要とする。加えて、設計に起因して、プロセス内で能動要素の固定配置を確保する締結手段は、多くの場合、困難を伴う場合にのみ、アクセスされ得る。

【0015】

これは、システム内で予想外に発生し、短い通告で迅速な介入を必要とする問題（例として、支持ピンの破損）の際にも不都合である。

【0016】

それ故に、先の不都合が低減または回避された、改善された真空移動装置を提供することが、本発明の目的である。

【0017】

具体的には、装置の最適化された、換言すれば、とりわけ、より速い、より簡単なメンテナンスを可能にする、改善されたピンリフティング装置を提供することが、本発明の目的である。

【0018】

摩耗を受ける部品の最適化された交換のために相応に改善された設計のピンリフティング装置を提供することも本発明の目的である。

【0019】

これらの目的は、独立請求項の特徴付けフィーチャを具現化することによって達成される。代替または有利な様式で本発明を発展させるフィーチャは、従属請求項で見つけられ得る。

【0020】

本発明は、真空プロセスチャンバによって提供され得るプロセス雰囲気領域内で処理されるべき基板、とりわけ、ウェーハを移動させ位置決めするように設計されたピンリフティング装置、とりわけ、ピンリフターに関する。ピンリフティング装置は、基板と接触し支持するように構成されている支持ピンを受け取るように設計された連結部を含む。連結部と協働し、連結部が、装填状態の支持ピンがその意図した効果（例として、ワークピースまたは基板を移動させる、支持するおよび位置決めする）に関して実質的に効果を有しない（基板と接触しない）状態にある下げられた平常位置から、装填状態の支持ピンが基板を受け取るおよび／または提供するというその意図した効果を提供する伸ばされた支持位置まで、およびまた元へと移動可能であるように設計された駆動ユニットも提供され、連結部が移動軸に沿って直線的に移動可能である。

【0021】

支持ピンの意図した効果は、実質的に、ワークピースまたは基板を受け取る、接触させる、移動させる、支持するおよび／または位置決めすることなどのそれであると理解される。支持ピンの無効果状態は、この文脈では、接触されるよう意図した基板との接触をピンが有しない（まだ接触していない、またはもはや接触していない）、とりわけ、当面は意図した目的を提供していない、換言すれば、例として、下げられた待機位置にある状態を意味するものと理解されるべきである。これは、とりわけ、処理手順が基板上で実行されている間の場合である。しかしながら、意図した効果を提供することは、ただ支持ピンと基板との間に接触があることだけを意味するのではなく、代わりに、この状態のピンは、伸ばされ得、すぐにでもウェーハを受け取ること（ピン上へのウェーハの載置）ができるようにとどめられ得る。一旦接触がなされると続いて行われるプロセスまたは移動（ウェーハの搬送）は、意図した効果を提供するものとして理解されるべきである。

【0022】

装置は、また、外部雰囲気領域からプロセス雰囲気領域を分離するための分離手段を含み、駆動ユニットが少なくとも部分的に、とりわけ、全体的に外部雰囲気領域に割り当てられ、連結部が、とりわけ、少なくとも部分的にプロセス雰囲気領域に割り当てられる。

【0023】

連結部は、支持ピンを受け取るために、中心受け取り軸を画定する直線的に伸びるリセスを有する。リセスは、とりわけ、円形底領域を持つ円筒形状のものである。加えて、リセスは、受け取り軸に実質的に直交して画定されるリセス幅と、受け取り軸に関して軸方向に区切られ且つ締め付け要素を有する締め付けセクションとを有し、非装填受け取り中状態の、換言すれば、連結部が支持ピンを受け取っておらず、そのような支持ピンと接触していない状態の締め付け要素がリセス幅よりもより小さい締め付け幅を画定し、締め付け幅が締め付け要素に半径方向にかかる力の関数として可変である。

【0024】

非装填受け取り中状態は、受け取られるべき支持ピンが連結部に対して保持された所望の位置にない状態を表す。装填状態は、支持ピンが連結部によって受け取られた所望の位置に保持されている状態として理解されるべきである。

【0025】

締め付け要素は、一般的に、受け取り軸に関して、半径方向に（受け取り軸に直交して）かかる力の大きさの関数として可変である幅および復元力を提供する要素として理解されるべきである。結果として、締め付け要素は、リセスの内径の領域に外径を有する支持ピンのための締め付け機能を提供し得る。

【0026】

とりわけ、締め付け幅は、半径方向に外向きの方向にかかる力を手段とすることによって拡大され得、半径方向に内向きの方向の復元力が締め付け要素によって引き起こされる。

【0027】

一つの態様では、締め付けセクションは、リセスの内部の溝であり得、前記溝が、とりわけ、外周の周囲に円筒状に広がる。加えて、溝に配置されたバネ要素は、締め付け要素を形成し、非装填受け取り中状態のバネ要素がリセス幅よりもより小さい第一のバネ内側幅（締め付け幅）を画定し、第一のバネ内側幅がバネ要素に半径方向にかかる力の関数として可変である。

【0028】

バネの配置および溝の形状寸法に起因して、支持ピンを受け取るとき、軸方向の力の成分も存在し得ることが理解される。

【0029】

とりわけ、支持ピンが所望の位置で連結部に保持されている装填受け取り中状態のバネ要素は、溝の領域にリセス幅よりもより小さい第二のバネ内側幅を画定する。とりわけ、第二のバネ内側幅は、第一のバネ内側幅よりもより大きいか等しい。

【0030】

リセス内への支持ピンの可能な保持は、ここでは、テンショニングされたバネ要素によって提供され且つ、とりわけ、受け取り軸の方向に半径方向に作用する復元力を手段とすることによって達成され得る。バネ要素は、例として、支持ピンの周囲に円周方向に広がるくぼみに係合し得、したがって、リセス内の画定された軸方向位置にピンを保持し得る。それ故に、（第一のおよび第二の）バネ幅よりもより大きい外径を有する支持ピンがリセスに導入されるとき、これは、バネの（半径方向）圧縮をもたらし、バネの空間的半径方向拡張が可能になる、例として、バネが支持ピンの前記くぼみと協働するとき、まで維持される。一旦バネがそれ以前のその圧縮に対してくぼみ内で拡張すると（第二のバネ幅）、この接続を解放するためには、一定量の力が必要である。

【0031】

バネ要素は、プレテンショニングされた様式で溝に配置され得、プレテンショニングの結果として溝に保持され得る。

【0032】

形状に関しては、受け取り軸に直交する平面に関してリセスおよび／または溝の断面は、円形または楕円形であり得る。代替断面、例として、多角形の断面も可能であることが理解される。

【0033】

一つの態様では、バネ要素は、環状コイルバネとして具体化され得、受け取り軸に直交する平面上のバネ要素の突出が環の形状、とりわけ、円形環の形状であるように見てとれる。コイルバネの環形状は、直線的なコイルバネの二つの端を接合することによって達成され得る。そのようなソリューションの締め付け特性は、例として、巻き（例として、巻きの径および／またはピッチ）、材料厚さまたは材料の種類によって画定され得る。

【0034】

とりわけ、コイルバネの巻きによって画定されたバネ径は、溝の半径方向くぼみ幅よりもより大きいことができる。ここで、バネ径は、とりわけ、一つの単一の巻きによって作成される巻き径を指す。溝の軸方向幅は、とりわけ、バネ径よりもより大きくして、溝内へのバネの軸方向に画定された支持を提供できるようにする。

【0035】

バネ要素の外被は、さらに、輪環体の形状を有し得、トロイダル中心線が楕円形、とりわけ、少なくとも実質的に円形であり得る。バネ要素は、それ故に、円形ドーナッツのまたは圧縮された（例として、長円形）ドーナッツの形状を有し得る。

【0036】

バネの設計に関しては、バネ要素の巻きは、バネ要素の半径に関して傾斜し得る。とりわけ、トロイダル中心線とバネ巻きの中心線との間の角度は、巻きの傾斜角度を画定し得る。

【0037】

具体的には、バネ要素は、円形の様式で半径方向に傾いたコイルバネとして設計され得る。

【0038】

さらなる態様では、締め付け要素は、弾性的に変形可能なＯリングとして具体化され得、受け取り軸にある平面の断面におけるＯリングを形成する材料の径が溝の半径方向くぼみ幅よりもより大きい。

【0039】

さらなる態様では、締め付け要素は、溝に配置されたエラストマーとして、とりわけ、溝上に加硫処理されたエラストマーとして設計され得、エラストマーの半径方向材料厚さが溝の半径方向くぼみ幅よりもより大きい。

【0040】

さらなる態様では、締め付け要素は、締め付けバネとして設計され得、非装填受け取り中状態のそれの提供された内側幅がリセス幅よりもより小さい。

【0041】

さらなる態様では、締め付け要素は、受け取り軸の周囲の角度の関数として変動する内側幅を有する波板バネとして設計され得、非装填受け取り中状態の最小の内側幅がリセス幅よりもより小さい。

【0042】

さらなる態様では、締め付け要素は、リセスの円周方向壁と一体に形成されるリセスの軸方向に区切られる窄まりとして設計され得、とりわけ、締め付け幅の可変性が円周方向壁の少なくとも部分的な弾力性によって提供される。

【0043】

ピンリフティング装置の分離手段は、駆動ユニットのハウジングもしくはベローズによって、または連結装置もしくは連結部自体によって形成され得る。

【0044】

駆動ユニットは、空圧駆動シリンダとして設計され得る。

【0045】

一つの態様では、ピンリフティング装置は、駆動ユニットを作動させるための制御ユニットを有し、制御ユニットが、これが実施されるとき、連結部の軸方向位置が切り替え状態を提供するために変動され得、例として、強化され伸ばされた状態に移動されるように構成されているメンテナンス機能を有する。

【0046】

本発明による装置は、単に例として、図面に概略的に示された具体的な例示的態様を参照しながら、以下により大いに詳述され、本発明のさらなる利点も論じられる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】本発明によるリフティング装置と共にウェーハ用真空処理装置の態様の模式図を示す。

【図2】本発明によるピンリフティング装置の態様を側面図で示す。

【図3a】異なる状態の支持ピンと共に本発明によるピンリフティング装置の連結部の態様を示す。

【図3b】異なる状態の支持ピンと共に本発明によるピンリフティング装置の連結部の態様を示す。

【図4a】異なる受け取り中状態の本発明による連結部の拡大図を示す。

【図4b】異なる受け取り中状態の本発明による連結部の拡大図を示す。

【図4c】異なる受け取り中状態の本発明による連結部の拡大図を示す。

【図4d】異なる受け取り中状態の本発明による連結部の拡大図を示す。

【図4e】異なる受け取り中状態の本発明による連結部の拡大図を示す。

【図5】本発明による連結部の一つの態様に提供された傾斜したコイルバネを示す。

【図6a】本発明によるピンリフティング装置の連結部の異なる態様を示す。

【図6b】本発明によるピンリフティング装置の連結部の異なる態様を示す。

【図6c】本発明によるピンリフティング装置の連結部の異なる態様を示す。

【図6d】本発明によるピンリフティング装置の連結部の異なる態様を示す。

【0048】

図１は、半導体ウェーハ１を真空条件下で処理するためのプロセス装備を概略的に示す。ウェーハ１は、第一のロボットアーム２を手段とすることによって第一の真空搬送弁５ａを通して真空チャンバ４（プロセス雰囲気領域Ｐ）に導入され、ピンリフティング装置の支持ピン７（ここでは、三つのピンが示される）を介して適切な位置に置かれる。ウェーハ１は、次に、ピン７を手段とすることによって持ち上げられ、ロボットアーム２は、遠ざかる。ウェーハ１は、通常、示されたように、ロボットアームによってまたはロボットアーム２、３上に提供された支持装置によって支持される。ウェーハ１がピン７によって持ち上げられた後、ロボットアームはチャンバ４の外へ導かれ、搬送弁５ａは閉じられ、ピン７は下げられる。これは、三つのピン７に連結され、したがって、ピン７を一緒に移動させる駆動シリンダまたはリフティングシリンダ６を手段とすることによって行われる。ウェーハ１は、したがって、示された四つの支持要素８上に載置される。駆動シリンダまたはリフティングシリンダ６は、支持ピン７を受け取るように設計されたそれぞれの連結部と共に、本発明によるピンリフティング装置を形成する。そのような連結部の、とりわけ、構造および機能は、次の図によって詳述される。

【0049】

この状態では、ウェーハ１の予定された処理（例として、コーティング）は、真空条件下で且つ、とりわけ、定義された雰囲気で（換言すれば、特定のプロセスガスを使用して且つ定義した圧力下で）行われる。このために、チャンバ４は、真空ポンプにおよび好ましくはチャンバ圧力を制御するための真空制御バルブに連結される（図示せず）。

【0050】

処理後、ウェーハ１は、もう一度ピンリフティング装置を手段とすることによって、取り出し位置に持ち上げられる。ウェーハ１は、次に、第二の搬送弁５ｂを通して第二のロボットアーム３によって取り出される。あるいは、プロセスは、ただ一つのロボットアームで設計され得、積み込みおよび取り出しが、次に、単一の搬送弁を通して行われ得る。

【0051】

図２は、本発明によるピンリフティング装置１０を側面図で示す。ピンリフティング装置１０は、好適な連結部２０（視点の理由から、図２では二つのそのような連結部配置９のみが見える）を手段とすることによってもう一度それぞれの支持ピン７に接続された駆動ユニット６を有する。

【0052】

この態様では、連結部配置９は各々、外部雰囲気領域Ａからプロセス雰囲気領域Ｐを分離するための分離手段を有する。そのような分離手段は、例として、連結部配置９の内部にベローズの形態で提供され得、ベローズが、例として、ガイドロッドに接続される。ベローズは、配置９におけるガイドロッドの軸方向移動を可能にし、一方で同時に二つの領域ＰとＡを気密の様式で分離する。ガイドロッドに留め付けられた連結部２０は、プロセス雰囲気領域Ｐに位置する。

【0053】

図３ａおよび３ｂは、例として、図２の連結部配置９における連結部２０との支持ピン７の協働を例示する。本発明が連結部配置９における連結部２０および支持ピン７の配置に限定されず、しかし、むしろ連結部２０および、とりわけ、支持ピン７が連結部配置９から独立して提供され得ることが理解される。

【0054】

図３ａは、非装填状態の、換言すれば、支持ピン７が、連結部２０から離れており、後者によって受け取られていない連結部２０を示す。支持ピン７は、ここでは、断面が丸く且つ上側支持領域７ａおよび下側連結領域７ｂを有する軸方向に伸びるボディである。上側支持領域７ａと下側連結領域７ｂとの間の移行部において、支持ピン７は、その外径が接している連結領域７ｂの径よりもより小さいくぼみを有する。くぼみは、連結された状態の保持要素（締め付け要素）の係合のために提供されて、連結部２０を手段とすることによって、駆動ユニットへの支持ピン７の解放可能な連結を提供するようにする。支持ピンが、あるいは、少なくともその軸方向伸長の部分にわたり、丸くない断面、例として、多角形または楕円形断面を有し得ることが理解される。

【0055】

連結部２０は、リセス２１の伸長に沿って受け取り軸２２を画定するリセス２１を有する。リセス２１は、また、少なくともほとんどの部分にわたり、画定された幅２１ａを有する。例示された例では、リセス２１は、円形底領域を持つ円筒の形状である。幅２１ａは、したがって、リセス２１の径と一致する。代替態様では、リセス２１は、非円形断面を有し得、幅２１ａは、リセスの表面上の二つの向かい合った点の間の距離と一致する。

【0056】

図３ｂは、支持ピン７の連結領域７ｂが連結部２０に受け取られ、バネ要素３０の形態の保持要素が支持ピン７のくぼみと協働し、支持ピン７が、したがって、連結部２０に保持されている、装填状態の連結部２０を示す。

【0057】

バネ要素３０は、リセス２１の溝に取り付けられる。溝は、受け取り軸２２に関して、リセス２１よりもより大きい幅（ここでは、径）を有する。これの詳細な図および記載は、次の図に見つけられ得る。

【0058】

図４ａ～ｅは、本発明によるピンリフティング装置の連結メカニズムを拡大図および異なる状態で示す。

【0059】

図４ａは、非装填状態の連結部２０の端を示し、支持ピン７のまたは連結領域７ｂの下側自由端がリセス２１の開口部２３の領域に、それと接触することなく配置される。

【0060】

連結部２０のリセス２１は、また、軸方向締め付け領域またはバネ領域２５内に溝２４を有する。溝２４は、軸方向に区切られた領域（受け取り軸２２に関して）において、リセス２１の他の部分と比較すると拡大された幅を提供する。リセス２１と溝２４の両方が、ここの場合と同様に、丸い、とりわけ、円形の断面を有する場合、ひいては、溝２４は、リセス２１の内径よりもより大きい径を画定する。

【0061】

溝２４は、また、溝２４によって形成されたくぼみ内へのバネ要素３０の受け取りおよび軸方向支持を可能にし、前記バネ要素が締め付け要素を具体化する。バネ要素３０は、環状コイルバネとして構成されており、溝２４にある。それは、原則として直線的なコイルバネであり、その端が接合される。バネ３０の巻きは、巻きによって画定された軸方向バネ径が溝２４の軸方向幅よりもより小さく、しかし、半径方向バネ径が溝２４の半径方向奥行きよりもより大きいように構成されている。このために、溝２４は、溝２４の軸方向幅よりもより小さい半径方向奥行きを有し得る。この状態では、それ故に、バネ３０は、リセス２１の大きい部分の内径よりもより小さい内径（締め付け幅２５ａ）を画定する。

【0062】

一つの具体的な態様では、バネ３０は、傾斜した巻きを有し得る。ここで、巻きの中心線は、バネによって画定された輪環体の（トロイダル）中心線３１と、角度αを囲う。この角度αは、巻きの傾斜角度を指し示す。換言すると、巻きによって画定された平面３３は、平面３３がこの角度αで中心線３１と交差する点において、トロイダル中心線に対する直角３２と交差する。図５は、例として、バネ内側幅３５を有するそのような傾斜したバネ３０の態様を示す。

【0063】

傾斜したバネ３０は、例として、外れ止めおよび保持のために少なくとも０．５mmのコイル径で設計され得る。それは、多くの材料および表面仕上げ、例として、ステンレススチールからニッケル基合金で形成され得る。バネ３０は、とりわけ、連結部と支持ピンとの間の特定の張力の印加下で永久固着または定義した保持機能が提供されるように設計され得る。

【0064】

傾斜したバネ３０は、それ故に、既定の力要求による解放可能な様式で、二つの構成要素を互いに接続するために使用され得る（外れ止めバネの適用）。バネ３０は、また、高い耐圧縮永久歪性を有し得る。バネ３０は、また、最小の力要求で二つの部分を接続し得る。結果として、さらなるツールは、不必要であり得る。

【0065】

本発明によると、バネ３０の保持機能は、外れ止め機能と組み合わされ得る。バネ３０は、この場合、外れ止め点（支持ピン表面７ｃの窄まり）に達するまで、表面（支持ピン７の表面）上を滑り得る。そのような手順は、以下に記載した図によって示される。張力ならびにバネの挿入および取り出し力は、適切に設定され得る。

【0066】

例として、約０．８mmの線径を有する線材料としてニッケル基合金から製造され、約２５mmの巻き径を有するバネは、少なくとも９００kgの初期分離力および、幾回か（例として、五回）の切り替えサイクル後もいまだに少なくとも７７０kgの分離力を有し得る。連結部２０からの支持ピン７の解放が実用的且つ簡単であり続け、一人の者によって実行され得るように、バネ３０が本発明によるピンリフティング装置における使用のために相応により低い分離力要求によって構成され得ることが理解される。

【0067】

図４ｂは、進行した受け取り位置の支持ピン７、換言すれば、図４ａと比較すると支持ピンが幾分さらにリセス２１内に押されたことを示す。バネ３０は、支持ピン７の下側部分（連結領域）の好適に選択された外径に起因して、より大きい度合いで圧縮されるまたはテンショニングされる。ピン７の外径は、リセス２１の内径と実質的に一致する。結果として、バネの対応するバネ力が支持ピン７の表面にかかる。例示された例におけるバネ３０が溝２４内に半径方向に円周の様式で配置されるため、バネ力は、円周方向から半径方向にも作用する。

【0068】

図４ｃは、連結部２０内にさらに押されたピン７を示す。バネ３０は、いまだに圧縮された状態にある。支持ピン７の上側支持領域７ａと下側連結領域７ｂとの間の移行部領域にくぼみまたはテーパリング７ｃが提供され、その外径は、下方方向にそれと接している連結領域７ｂの径よりもより小さい。

【0069】

図４ｄは、テーパリング７ｃにおける連結領域７ｂの面取りした移行部との圧縮されたバネ３０の協働を示す。この領域における傾斜したピン表面に起因して、バネ３０は、半径方向に作用する復元力に加えて、ピン７に軸方向張力をリセスの方向に及ぼす。

【0070】

図４ｅは、装填状態の連結部２０、換言すれば、支持ピン７が支持ピン止め具（所望の位置）に至る最大の度合いまでリセス２１内に導入されたことを示す。この状態では、バネ３０は、図４ａと比較すると、いまだに圧縮されている、しかし、同時に、図４ｄとは対照的にさらに拡張しており、バネ３０によって軸方向に及ぼされる力が支持ピン７に対する保持力を意味する。

【0071】

支持ピン７は、それ故に、解放可能な保持位置にある。支持ピン７をこの保持位置から解放するためには、くぼみ７ｃの面取りした移行部に起因する増大した量の力を加えることが必要である。結果として、これは、ピン７を解放するために必要とされる第二の力よりもより小さい第一の力で支持ピン７が連結部２０に導入され得ることを意味する。第一の力は、ピン７の下側自由端における表面の面取りの程度によって決定される。支持ピン７は、また、したがって、少なくとも通常の処理手順のために必要な保持力で保持されている。

【0072】

有効な保持力は、バネ要素３０の具体的な設計によって設定され得る。トロイダルコイルバネを使用するとき、力は、例として、バネ材料の種類および強度によって、巻き密度および／または傾斜角度によって、またはバネ径によって定義され得る。

【0073】

保持力は、とりわけ、載置プロセス中に支持ピンと支持された基板との間に場合により発生する保持力の関数として決定される。増大した保持力は、局所的な真空状況の発生からの結果として生じ得る。

【0074】

連結部２０、バネ３０および支持ピン７の設計の先に記載した協働のおかげで、ピンリフターの解放可能な保持および切り替えシステムは、したがって、支持ピン７のために提供される。

【0075】

記載したように連結部にバネ要素を含む本発明によるピンリフティング装置は、したがって、支持ピン７が比較的簡単に且つ速く交換され得るという利点を与える。このために、先行技術とは対照的に、保持または締め付け装置の追加的な機械的解放を必要とせず、したがって、追加的な特別なツールを必要としない。支持ピンは、単純に連結部の外へ引き出され、後者に導入される。そのようなメンテナンスは、もはや特別に訓練された人材を必要としない。もう一つの利点は、支持ピンを取り換えるときの結果として生じるパーティクル形成の回避または少なくとも減少である。

【0076】

図６ａ～ｄは、本発明によるピンリフティング装置の連結部／支持ピン組み合わせのさらなる態様を示す。態様は各々、装填状態の支持ピン７と共に連結部２０を示すが、しかし、締め付け領域２５のまたは締め付け要素のそれぞれの設計によって異なる。それぞれの締め付け要素が、外周全体の周囲に半径方向におよび／または円形の様式で広がるように設計され得る、または内円筒表面に関して部分的にのみもしくは溝２４に部分的にのみ存在し得ることが理解される。

【0077】

図６ａは、締め付け要素としての弾性Ｏリング４０を持つ本発明による態様を示す。

【0078】

図６ｂは、溝２４に提供されたエラストマー材料５０を持つ本発明によるソリューションを示す。エラストマー５０は、弾性的に変形可能であり、とりわけ、溝２４に加硫処理され得る。

【0079】

図６ｃは、半径方向復元力を提供するテンショニングされた締め付けバネ６０を持つ本発明による態様を示す。

【0080】

図６ｄは、リセス幅の対応する窄まりを提供する締め付け領域２５に提供された締め付け突起７０を持つ本発明によるソリューションを示す。締め付け突起７０は、好ましくは、リセス２１とまたは連結部壁と一体に形成される。窄まりの違いは、ここでは、連結部壁の対応する弾力性を手段として、換言すれば、半径方向に外向きにかかる力が締め付け突起７０に加えられるとき、リセス２１を囲う壁の弾性屈曲が行われることによって達成される。

【0081】

例示された図が可能な例示的態様の模式図を提供するにすぎないことが理解される。本発明によると、様々な手法も互いに、および真空プロセスチャンバ内で基板を処理するための先行技術装置、とりわけ、ピンリフターとも組み合わされ得る。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図4e】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】