JP2000068219A - 被処理物搬送装置、半導体製造装置及び被処理物の処理方法 - Google Patents

被処理物搬送装置、半導体製造装置及び被処理物の処理方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空チャンバ内の気密容器の気密が漏れて
も、気密容器内に収容した大気圧対応の被処理物搬送ロ
ボット用の駆動部の破損を回避できるようにする。 【解決手段】 真空チャンバ２１内に被処理物２４を搬
送するロボット３２を設ける。ロボット３２は搬送アー
ム３３と駆動部３４から構成され、搬送アーム３３は気
密容器３５外に、駆動部３４は気密容器３５内に収納さ
れる。チャンバ２１内のロボット３２をチャンバ２１外
に設けた昇降機構３０により昇降させるために、チャン
バ２１内に昇降機構３０により進退するシャフト４２を
気密に挿入する。気密構造はシャフト４２の外周を覆う
ベローズ４３とチャンバ２１及び昇降機構３０の連結部
に設けるＯリング４４によって確保する。チャンバ２１
内に挿入したシャフト４２に、ロボット３２の駆動部３
４を納めた気密容器３５を連結する。気密容器３５はシ
ャフト４２の中空部４５を介して外部と連通して内部を
常に大気圧にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チャンバ内で被処
理物を搬送する被処理物搬送装置、この被処理物搬送装
置を備えた半導体製造装置、及びこの半導体製造装置を
用いた被処理物の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に従来の半導体製造装置の要部を構
成する被処理物を搬送する被処理物搬送装置を示す。真
空チャンバは、縦型の真空チャンバ１と、これの上下に
横に連結される２つの連結チャンバ２、３とから構成さ
れ、半導体ウェハを納めたウェハカセットまたは半導体
ウェハなどの被処理物４を、真空チャンバ１と連結チャ
ンバ２、３との間で搬送できるようになっている。図８
(a) は真空チャンバ１と上部連結チャンバ２間の矢印Ｂ
で示す水平方向の搬送状態を示す正面図、(b) は(a) の
側面図、(c) は真空チャンバ１内での矢印Ａで示す垂直
方向の搬送状態を示す正面図、(d) は真空チャンバ１と
下部連結チャンバ３間の矢印Ｂで示す水平方向の搬送状
態を示す正面図である。
【０００３】被処理物搬送ロボット１２を昇降させる昇
降機構１６は真空チャンバ１内に配置される。この昇降
機構１６の構成を説明すると、真空チャンバ１内の上下
に配設したエレベータ取付ベース５、６間に、直状のガ
イドシャフト７とボールねじ８とが平行に立設される。
このボールねじ８にガイドシャフト７に沿って昇降する
昇降台９を取り付ける。このために昇降台９にボールね
じ８と螺合するねじ孔と、ガイドシャフト７を遊嵌する
ガイド孔とを設け、ボールねじ８に昇降台９を螺合し
て、ボールねじ８を回転させることにより、ガイドシャ
フト７に沿って昇降台９を昇降するようになっている。
ボールねじ８を回転させる駆動源であるモータ１０は大
気対応として真空チャンバ１外の大気中に設置される。
これは真空対応のモータが高価だからである。モータ１
０の回転軸は磁気シール１１を介して真空チャンバ１内
に挿入され、エレベータ取付ベース５を介してボールね
じ８に連結され、モータ回転軸の回転がボールねじ８に
伝達されるようになっている。
【０００４】昇降台９だけでは被処理物４に垂直方向
（矢印Ａ）の昇降動作しか得られないため、昇降台９に
被処理物搬送ロボット１２を連結して、被処理物４の水
平方向（矢印Ｂ）の動作を含めた複合動作を得るように
してある。被処理物搬送ロボット１２は、搬送アーム１
３とモータなどからなる駆動部１４とから構成され、駆
動部１４によって搬送アーム１３を伸縮ないし旋回し
て、ウェハを載せたウェハカセットなどの被処理物４を
水平方向に搬送する。
【０００５】被処理物搬送ロボット１２全体を昇降させ
ないのであれば、被処理物搬送ロボット１２の駆動部１
４を真空チャンバ１の外部に設けることは可能である
が、被処理物搬送ロボット１２全体を昇降させるため、
駆動部１４を外部との連絡を断たれた気密容器１５内に
収容し、駆動部１４の動作に伴って発生する塵が真空チ
ャンバ１内に飛び散らないようにしてある。前述したの
と同じ理由で、駆動部１４を真空対応にすると高価にな
るから、通常気密容器１５内は大気圧として、大気圧対
応の安価な駆動部を使う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の被処理物搬送装置には次のような問題点があった。
【０００７】(1) 真空チャンバ１内に、ガイドシャフト
７、ボールねじ８、昇降台９等の摺動部を有する昇降機
構１６を配置してあるため、摺動部からパーティクル等
が発生し、真空チャンバ１内のクリーン環境を汚す可能
性があるうえ、昇降機構１６が真空チャンバ１内にある
ため真空チャンバ１が大型化する。
【０００８】(2) 昇降台９に連結された気密容器１５内
の駆動部１４は大気圧対応であるため、気密容器１５の
気密が漏れて真空チャンバ１内と同様に気密容器１５内
が真空になると、真空対応でない駆動部１４が破損して
安定に稼働できなくなる可能性がある。これを防ぐには
駆動部１４を高価な真空対応にしなければならない。
【０００９】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、チャンバ内に設けられる被処理物搬送手
段を安定に稼働させることができる被処理物搬送装置、
半導体製造装置及び被処理物の処理方法を提供すること
にある。また本発明の目的は、チャンバ内での発塵を低
減し、チャンバを小形化できる被処理物搬送装置、半導
体製造装置、及び被処理物の処理方法を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、チャンバ
と、前記チャンバ内に設けられ、搬送部及び前記搬送部
を駆動する駆動部とを有して、前記駆動部で前記搬送部
を駆動して前記搬送部に載置される前記被処理物を搬送
する被処理物搬送手段と、前記被処理物搬送手段の前記
駆動部を前記チャンバ内で気密に格納する気密容器と、
前記チャンバの外側から前記チャンバ内に気密に挿入さ
れて前記気密容器に連結され、前記チャンバに対して前
記気密容器を進退させて前記チャンバ内で前記被処理物
搬送手段全体を移動するシャフトと、前記チャンバ外に
設けられ、前記シャフトを進退させる移動機構と、前記
シャフトに設けられ、前記気密容器を前記チャンバの外
部に通じて前記気密容器内を外部雰囲気とする通気路と
を備えた被処理物搬送装置である。前記チャンバ内の圧
カは、真空であっても大気圧であっても、さらにはその
他の圧力であっても良い。
【００１１】チャンバの外に設けた移動機構を動かす
と、シャフトを介してチャンバ内に収納した気密容器が
移動するため、気密容器に取り付けられた被処理物搬送
手段全体が移動する。気密容器内の駆動部は気密容器が
外部に通じているため、外部雰囲気下で動かすことがで
きる。駆動部を動かすと、被処理物搬送手段自体が動い
て、搬送部上に載せた被処理物がチャンバ内の他の場
所、もしくはチャンバと連結された他の連結チャンバへ
搬送される。
【００１２】チャンバ内に設けられた被処理物搬送手段
のうち、搬送部はチャンバ内で露出しているが、駆動部
は外部と通ずる気密容器で気密に格納された構成であ
る。したがって、被処理物搬送手段をチャンバ内で稼働
させても、チャンバの雰囲気にさらされる搬送部と異な
り、駆動部はチャンバの雰囲気にさらされないため、チ
ャンバ内の圧力に対応させる必要がなく、安価な大気対
応型でよい。また、気密容器は外部と通じているため、
たとえ気密容器の気密が漏れても、チャンバ内が外部雰
囲気となるだけで、気密容器内の雰囲気には変化が生じ
ないので、気密漏れによって駆動部が故障するようなこ
とはない。
【００１３】また、移動機構をチャンバの外部に設けた
ので、移動機構の動作時に生じる発塵がチャンバ内で生
じることはなく、チャンバのクリーン度が向上する。ま
た、チャンバ内に移動機構を収納する必要がないため、
チャンバを小形化でき、装置のコストダウンが図れる。
【００１４】第２の発明は、第１の発明において、前記
通気路に、前記チャンバの外部から前記気密容器に対し
て不活性ガス又は大気雰囲気もしくはそれらの混合ガス
を供給及び排気する給排路を備えた被処理物搬送装置で
ある。
【００１５】気密容器内を単に外部雰囲気とするのでは
なく、通気路に積極的に給排路を設けるようにして、窒
素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスのいづれか又は
大気雰囲気（エアー）、もしくはそれらの混合ガスを気
密容器内に供給すれば、真空容器内に格納されている被
処理物搬送手段を構成する駆動部のモータ等を冷却する
ことができ、駆動部の寿命をより長期化することができ
る。また、気密容器内へ供給したガスは気密容器内を循
環してから排気されるため、駆動部から発生する汚染物
質を気密容器内から排除することができるので、もし気
密容器の気密が漏れた場合でも、チャンバ内への汚染量
を低減することができる。
【００１６】第３の発明は、第２の発明において、前記
シャフトに設けた前記通気路を介して前記チャンバの外
部から前記気密容器内に格納された駆動部に配線を通し
た被処理物搬送装置である。このようにシャフトに設け
た通気路を利用するという簡単な構造で、駆動部に必要
な信号ラインや電源ライン等の接続も可能となる。
【００１７】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、前記シャフトをベローズで覆い、ベローズ始端をＯ
リングなどからなる封止手段でチャンバに固着し、ベロ
ーズ終端をＯリングなどからなる封止手段で移動機構に
固着して、前記シャフトが挿入される前記チャンバを気
密構造とした被処理物搬送装置である。Ｏリングなどか
らなる封止手段によりシャフトとチャンバ、およびシャ
フトと移動機構とのシールを容易かつ安価に確保でき、
ベローズによりシャフトの軸方向運動に対するシールを
容易かつ安価に確保できる。封止手段にはＯリングの他
にテフロンリングでも、エラストマーガスケットでもよ
い。
【００１８】第５の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記被処理物が半導体ウェハ、ガラス基板またはこ
れらを収容するためのカセットである被処理物搬送装置
である。本発明の被処理物搬送手段は、被処理物が半導
体ウェハ、ガラス基板またはこれらを収容するためのカ
セットである場合に特に好適に使用される。
【００１９】第６の発明は、第１の発明〜第５の発明に
おいて、前記チャンバ内を真空としたことを特徴とす
る。外部と通ずる気密容器内に駆動部を納めた構成であ
るため、被処理物搬送手段を真空のチャンバ内で稼働さ
せても、駆動部については真空対応が不要となる。ま
た、気密容器は外部と通じているため、たとえ気密容器
の気密が漏れても、チャンバ内が外部雰囲気となるだけ
で、気密容器は外部雰囲気のままで変らないので、これ
が原因で駆動部が故障するようなことはない。
【００２０】第７の発明は、第１の発明〜第５の発明に
おいて、前記チャンバ内を大気圧としたことを特徴とす
る。チャンバ内の圧力を大気圧とすると、駆動部からの
発塵によりチャンバ内を汚染することはなく、また外気
と連通していることから駆動部を冷却でき、更には不活
性ガス等を供給すれば駆動部の冷却効果が向上する。
【００２１】第８の発明は、第１の発明〜第７の発明の
被処理物搬送装置を備えた半導体製造装置である。上述
した被処理物搬送装置を半導体製造装置に組込むことに
より、より信頼性の高い半導体製造装置が得られる。
【００２２】第９の発明は、チャンバと、前記チャンバ
に気密に連結された被処理物を処理する処理室と、前記
チャンバ内に設けられ、アーム部と前記アーム部を駆動
する駆動部とを有して、駆動部でアーム部を駆動してア
ーム部に載置された被処理物を搬送する被処理物搬送手
段と、前記被処理物搬送手段の駆動部を前記チャンバ内
で気密に格納する気密容器と、前記気密容器を前記チャ
ンバの外部に通じる通気路と、前記チャンバの外側から
前記チャンバ内に気密に挿入されて前記気密容器に連結
され、前記チャンバに対して前記気密容器を進退させて
前記チャンバ内で前記被処理物搬送手段を移動するシャ
フトとを備えた半導体製造装置を用いる。
【００２３】前記気密容器を前記通気路を介して外部雰
囲気としたうえで、前記シャフトを進退させて前記チャ
ンバ内の前記処理室に対応する位置に前記被処理物搬送
手段を一体に移動させ、前記被処理物搬送手段を移動
後、前記気密容器内に格納された駆動部により前記被処
理物搬送手段のアーム部を動かして、前記アーム部に載
置された前記被処理物を前記チャンバから前記処理室に
搬送し、前記処理室に搬送した被処理物を前記処理室内
の被処理物載置部に載置させ、前記被処理物載置部に載
置された被処理物に所定の処理を施すようにした被処理
物の処理方法である。
【００２４】気密容器を外部と連通させるようにしたの
で、チャンバを真空にする場合、気密容器は外部雰囲気
となるだけだから、駆動部を真空対応とする必要がな
い。また気密容器の気密が漏れることにより駆動部が破
損して被処理物の処理工程が途中で停止されることがな
く、被処理物の生産コストを低減できる。尚、前記気密
容器の気密漏れが生じた場合には、処理工程以外の時に
メンテナンスを行えば良い。更にはチャンバが真空であ
っても、大気圧であっても駆動部を気密容器に格納して
いるので、チャンバ内が発塵により汚染されず、処理さ
れる被処理物を清浄に保つことができる。更にはチャン
バが真空であっても、大気圧であっても気密容器がチャ
ンバ外部と連通しているので、駆動部が冷却されて寿命
が延び、長期的に被処理物搬送手段の運用が図れ、被処
理物の処理工程が途中で停止される回数が減り、被処理
物の生産コストを低減できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の被処理物搬送装
置、半導体製造装置及び被処理物の処理方法の実施の形
態について説明する。
【００２６】図１は移動機構としての昇降機構３０を真
空チャンバ２１の外に設けた第１実施形態を示す。基板
やウェハカセットなどの被処理物２４を扱う真空チャン
バ２１内には被処理物搬送ロボット３２が設けられる。
前記真空チャンバ２１の上下の横に連結チャンバ２２、
２３がそれぞれ連結され、被処理物搬送ロボット３２に
よって真空チャンバ２１とこれらの連結チャンバ２２、
２３間に被処理物２４搬送できるようになっている。被
処理物搬送ロボット３２を昇降する昇降機構３０を構成
するエレベータ取付ベース２５、２６、ガイドシャフト
（図示略）、ボールねじ２８、及びこれに取り付けられ
た昇降台２９は、ボールねじ回転用のモータ２０と同様
に真空チャンバ２１の外に配置する。
【００２７】前記被処理物搬送ロボット３２は、被処理
物２４を搬送する搬送アーム３３と、搬送アーム３３を
駆動する駆動部３４とから構成され、駆動部３４は気密
容器３５内に格納されている。この被処理物搬送ロボッ
ト３２と昇降台２９に取り付けた支持部４１とは、真空
チャンバ２１内に進退自在に挿入したシャフト４２で連
結され、モータ２０と連動したボールねじ２８の回転に
よる昇降台２９の昇降動作を真空チャンバ２１内の被処
理物搬送ロボット３２に伝える。シャフト４２は真空チ
ャンバ２１に対して気密に設ける。気密は、封止手段例
えばＯリング４４とベローズ４３により確保する。ベロ
ーズ４３はシャフト４２の外周に被せて、その上端をＯ
リング４４を介して真空チャンバ２１に取り付け、その
下端をＯリング４４を介して昇降台２９の支持部４１に
取付ける。Ｏリング４４はシャフト４２と支持部４１と
の連結部にも設ける。
【００２８】シャフト４２の倒れを防止するために、シ
ャフト４２と支持部４１とはネジ４０で連結する。また
溶接で連結しても良い。その場合、支持部４１とシャフ
ト４２間に介在させた気密保持用のＯリング４４は不要
である。前記ベローズ４３は高耐圧、高耐熱とするため
に、その材質にステンレス鋼を使用する。
【００２９】上記のように構成すると、真空チャンバ２
１内に、ガイドシャフト、ボールねじ２８、昇降台２９
等の摺動部が存在しないので、摺動部に起因するパーテ
ィクル等が発生せず、真空チャンバ２１内のクリーン環
境を保つことができる。また、昇降機構３０がチャンバ
２１の外部にあるため真空チャンバ２１を小形化でき
る。
【００３０】さて、前記真空チャンバ２１内に設けられ
た被処理物搬送ロボット３２は、搬送アーム３３を駆動
したり、制御したりするために、外部から真空チャンバ
２１内に配線を導入して駆動部３４に接続する必要があ
る。配線導入は、真空チャンバ２１に配線用取出し口を
気密に設けることにより行える。しかし、このようにす
ると構造が複雑になる。そのために図２に示す第２の実
施形態のように、シャフト４２を中空構造とし、通気路
としての中空部４５に駆動部３４の制御に必要な電源ラ
イン、信号ライン、センサライン（図示略）等を通し
て、駆動部３４と外部機器等とを接続する。なおセンサ
ラインは被処理物検知センサなどのセンサに接続される
配線である。
【００３１】上述した第１及び第２の実施の形態ではシ
ャフト４２の軸方向運動に対する気密を確保するために
ベローズ４３を使用したが、図３の第３の実施形態のよ
うにベローズを使用せず、例えば軸方向の動きを許容す
るが軸回り方向の動きを規制するボールスプラインのよ
うな倒れ防止のガイド４７を、真空チャンバ２１のシャ
フト挿入部に気密に取り付け、倒れ防止ガイド４７の挿
通孔にスプラインシャフト６２を挿通し、さらに倒れ防
止ガイド４７とスプラインシャフト６２との間にＯリン
グ４６を固着して、スプラインシャフト６２の軸方向運
動に対する気密性を確保するようにしても良い。このよ
うに倒れ防止ガイド４７とＯリング４６とで気密構造を
構成すると、ベローズを必要としない簡単な構造で気密
を確保でき、被処理物搬送ロボット１２のスムーズな昇
降が可能となる。
【００３２】前記真空チャンバ２１に対するシャフト４
２の支持は、図１、図２に関しては非接触支持となり、
図３に関してはスプラインシャフト６２による接触支持
となる。
【００３３】ところで、上述した３つの実施形態では、
真空チャンバ２１内に設けた気密容器３５の問題に言及
しなかったが、従来のように気密容器３５を外部と分断
して、気密容器３５内を大気圧とした場合には、気密容
器３５の気密が漏れると、気密容器３５内の雰囲気が真
空チャンバ２１へ流出して、気密容器３５内が真空にな
るので、真空対応でない駆動部３４が破損するという問
題がある。そこで、第４の実施の形態では、気密容器３
５内を外部と連通させることによって、上述した問題を
解消している。これを図４を用いて具体的に説明する。
【００３４】ガラス基板や半導体ウェハなどの被処理物
２４を扱う真空チャンバ２１内には気密容器３５が設け
られる。気密容器３５の外側に駆動により回転、伸縮す
る搬送アーム３３が取り付けられ、内側には搬送アーム
３３を駆動するモータなどから構成される駆動部３４が
取り付けられる。
【００３５】被処理物２４を扱う真空チャンバ２１の外
部に、気密容器３５を昇降させて被処理物搬送ロボット
３２全体を昇降させる昇降機構３０を配置する。この昇
降機構３０は既述したようにモータ２０、エレベータ取
付ベース２５、２６、ガイドシャフト、ボールねじ２８
及び昇降台２９及び支持部４１で構成される。
【００３６】前記昇降機構３０の動きを真空チャンバ２
１内の気密容器３５に伝えるシャフト４２は、下端を昇
降台２９の支持部４１に気密に連結し、真空チャンバ２
１の底部から気密に内部に挿通されて上端を気密容器３
５に気密に連結する。気密容器３５とシャフト４２とは
Ｏリング４４または溶接などによって気密を確保する。
またシャフト４２が進退する真空チャンバ２１を気密に
保持するために、シャフト４２を取り巻くように耐圧性
ベローズ４３を配置するとともに、ベローズ始端側を真
空チャンバ２１にＯリング４４を介して固着し、ベロー
ズ終端側を昇降台２９の支持部４１にＯリング４４を介
して固着する。
【００３７】前記シャフト４２は中空構造にし、その中
空部４５を介して気密容器３５を真空チャンバ２１の外
部と連通させて気密容器３５内を常に外部雰囲気に開放
する。また、中空のシャフト４２内に、気密容器３５内
に収納された駆動部３４に真空チャンバ２１の外部か
ら、被処理物搬送ロボット３２を制御するに際して必要
となるセンサ配線を始めとした複数本の配線４８を通し
てロボットの制御を確保する。
【００３８】このように気密容器３５をシャフト４２を
介して外部に開放して、気密容器３５内の駆動部３４を
常に外部雰囲気下にさらす構成としたので、気密容器３
５の気密が漏れても駆動部３４が破損することがなく、
駆動部３４の真空対応は不要となる。したがって真空チ
ャンバ２１内に設けられる被処理物搬送ロボット３２を
安定に稼働させることができる。また、シャフト４２を
中空構造にして、ここに被処理物搬送ロボット３２を制
御するうえに必要な配線４８を走らせるようにしたの
で、真空チャンバ２１に別個に配線用取出し口を気密に
設ける必要がなく、真空チャンバ２１の構造の簡素化が
図れる。また、シャフト４２の中空部４５を利用して気
密容器３５を外部に連通する通気路を構成したので、通
気路を確保するための部材を別途用意する必要がなく、
構成の簡素化を図ることができる。
【００３９】また被処理物搬送ロボット３２を駆動する
発塵源となる駆動部３４を真空チャンバ２１内に気密容
器３５で覆って気密に設けるようにしたので、駆動部３
４を真空チャンバ２１内に裸で設けるものと異なり、発
塵源となる駆動部３４から真空チャンバ２１内への塵の
侵入を遮断することができ、クリーン度が向上し、搬送
装置の信頼性を向上することができる。また、真空チャ
ンバ２１内に昇降機構用のスペースを設ける必要がない
ので、真空チャンバ２１を小さくでき、真空チャンバ２
１のコストダウンを図ることができる。
【００４０】次に図５を用いて駆動部３４の冷却構造を
説明する。ここでは、駆動部３４を格納している気密容
器３５が外気と連通するばかりでなく、窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性ガスのいづれか又はエアー、も
しくはそれらの混合ガスを気密容器３５内に供給し、気
密容器３５から排気させるようにしてある。ガスを供給
するガス供給管４９は、シャフト４２内の中空部４５を
通し、気密容器３５内に引き出して、その開口となるガ
ス供給孔５０を気密容器３５内の空間に配設し、気密容
器３５内にガスを供給するようにする。またはガス供給
管４９をさらに駆動部３４まで引き延ばして駆動部３４
に接続し、駆動部３４内の空間にガス供給孔５０を配設
して、ガスを駆動部３４内に直接供給するようにする。
ガス供給管４９を駆動部３４に接続する場合には、駆動
部３４内に供給されたガスを駆動部３４外に排出するた
めの通気孔３９を駆動部３４に設ける。気密容器３内に
供給されたガスの排気は、ガス供給管４９で占められ部
分を除いた中空部４５の残りの空隙部分で行う。本発明
の給排路は、上記ガス供給管４９及び中空部４５の残り
の空隙部分で構成される。
【００４１】気密容器３５に対してガスを給排するよう
にすると、気密容器３５を単に外気と連通する場合に比
べて、気密容器３５内に格納されている被処理物搬送ロ
ボット３２の駆動部３４のモータ等を有効に冷却するこ
とができる。この場合、駆動部３４内にまでガスを供給
すると、ガス供給を気密容器３５内に止めている場合に
比べて、より有効に駆動部３４を冷却でき、駆動部３４
の寿命を一層長期化することができる。また、駆動部３
４から発生する汚染物質を有効に排除することができる
ので、もし気密容器３５の気密が漏れた場合において
も、チャンバ２１内への汚染量を低減することができ
る。またこの場合、排気は外気へそのまま放出するよう
にしても、あるいは工場側排気ガス処理システム等に接
続して排気するようにしても良い。
【００４２】さて、これまでは被処理物搬送ロボット３
２を動かすための駆動部３４の詳細について言及しなか
ったが、その詳細を、図６に示す２軸回転駆動装置を例
に取って説明する。
【００４３】２軸回転駆動装置７０は、２つのモータ７
１、７２と、２つのモータ７１、７２を別々に収納する
１個の容器８０とから主に構成される。２つのモータ７
１、７２をともに外気と連通させるために、一方のモー
タ７２を覆っている円筒形の第１の回転出力軸７３の外
壁と、２つのモータ７１、７２を別々に収容するために
容器８０内を２つに仕切っている内壁８２と、他方のモ
ータ７１を収納している部分の容器８０の外壁とに、そ
れぞれ通気孔８３、８４、８５をそれぞれ開けてある。
なお、モータ７１、７２を収納する容器８０が直接、図
４に記載されている気密容器３５であっても良い。
【００４４】第１駆動用モータ７１及び第２駆動用モー
タ７２はともに汎用モータから構成される。第１駆動用
モータ７１のモータ回転軸７１ａにカップリング７７を
介して第１回転出力軸７３が同軸的に取り付けられる。
第１回転出力軸７３は中空に形成されており、第１駆動
用モータ側に近い軸方向の後部７３ｂが閉じ、モータ７
１側から遠い前部７３ａが開放した円筒形をしている。
第１回転出力軸７３は、その中間部よりも小径に形成さ
れた前部７３ａ及び後部７３ｂの突起軸７３ｅが、回転
負荷保持用ベアリング７５ａ、７５ｂを介して外壁８
１、内壁８２にそれぞれ回転自在に支承されている。
【００４５】中空円筒状の第１回転出力軸７３内に上記
第２駆動用モータ７２が、そのモータ回転軸７２ａが第
１回転出力軸７３と同軸上になるように一体的に取り付
けられる。この第２駆動用モータ７２のモータ回転軸７
２ａにカップリング７８を介して同軸的に第２回転出力
軸７４が取り付けられる。この第２回転出力軸７４は、
中空円筒状の第１回転出力軸７３の開放した前部７３ａ
から軸方向に突出して第１回転出力軸７３と同軸的に配
設される。第２回転出力軸７４は、ベアリング７５ｃを
介して開放した前部７３ａの内壁に回転自在に支承され
ている。
【００４６】上記構成において、第２駆動用モータ７２
を停止保持し、第１駆動用モータ７１を駆動した場合、
中空円筒状の第１回転出力軸７３が回転する。中空円筒
状の第１回転出力軸７３内に第２駆動用モータ７２が一
体的に取り付けられているので、第１回転出力軸７３の
回転に伴って第２駆動用モータ７２自身も回転する。こ
のため第２駆動用モータ７２のモータ回転軸７２ａに取
り付けられた内部の第２回転出力軸７４も回転する。こ
のように第１駆動用モータ７１のみを駆動させることに
よって、第２回転出力軸７４を第１回転出力軸７３と同
期回転させることができる。
【００４７】また、第２駆動用モータ７２を駆動して、
第１駆動用モータ７１を停止保持した場合、外部の第１
回転出力軸７３は回転せず、その内部の第２回転出力軸
７４のみが回転する。したがって、第２回転出力軸７４
のみの回転も確保できる。
【００４８】つぎに図５を加えて上記２軸回転駆動装置
７０を被処理物搬送ロボット３２の駆動部３４として採
用したときの搬送アーム３３の作動を説明する。
【００４９】(1) 第１駆動用モータ７１停止保持、第２
駆動用モータ７２のみ駆動 第２駆動用モータ７２を作動してその回転出力軸７４を
反時計方向に回動させると、図５の第１アーム３３ａも
反時計方向に回転し、この回転に伴って第２アーム３３
ｂは時計方向に回動する。第２アーム３３ｂが第１アー
ム３３ａに対して回動することで被処理物載置部３３ｃ
が反時計方向に回転する。その結果、搬送アーム３３
は、被処理物２４の一方向直線搬送を行う。
【００５０】(2) 第２駆動用モータ７２停止保持、第１
駆動用モータ７１のみ駆動 第１駆動用モータ７１により第１回転出力軸７３が回転
すると、その内部に保持されている第２駆動用モータ７
２も一緒に回転する。よって、搬送アーム３３は、第１
アーム３３ａ、第２アーム３３ｂを重ねたままの姿勢保
持状態で被処理物２４の回転搬送を行う。
【００５１】このように、第１駆動用モータ７１停止保
持、第２駆動用モータ７２のみ駆動した場合には一方向
の搬送を行うことができる。また、単に第２駆動用モー
タ７２を停止保持とし、第１駆動用モータ７１のみ駆動
する状態とすることで、２つの駆動用モータの同期調整
なしに、搬送アーム３３に姿勢保持の状態で被処理物２
４の回転搬送を行わせることができる。
【００５２】ところで、図４では、ベローズ４３が真空
チャンバ２１の外側に配置される構成としている。この
ように構成すると、真空チャンバ２１内を真空にして用
いる場合に、ベローズ４３の内側が真空になるけれど
も、構造上ベローズの変形が起きずらい。したがって、
ベローズ４３は真空チャンバ２１の外側に配置すること
が好ましい。これに対して、ベローズ４３を真空チャン
バ２１の内側に設けることも原理的には可能である。す
なわち、真空チャンバ２１内に挿入されているシャフト
４２の挿入部分に当該部分の周囲を覆うようにベローズ
４３を設け、両ベローズ端を気密容器３５と真空チャン
バ２１とに気密に接続する。このようにベローズ４３を
真空チャンバ２１の内側に配置する場合には、真空チャ
ンバ２１内を真空にして用いると、ベローズ４３の外側
が真空になるので、構造上ベローズ４３が変形し易くな
り、強度が保てなくなる。強度を保つためには、ベロー
ズ４３の伸縮方向に沿ってガイドレールを設ける等の補
強が必要になる。その結果、部品点数が多くなり、製造
コストが高くなる。したがってベローズ４３を真空チャ
ンバ２１の内側に配置することは好ましくない。
【００５３】なお、前記した第１〜第４実施の形態で
は、昇降台２９の昇降をモータ２０、ボールねじ２８に
よる駆動としたが、リニア駆動が可能な構成であれば何
れでも良い。例えば各種シリンダ、リニアモータ等で構
成することができる。
【００５４】また、上述した被処理物搬送装置を用いて
図７に示すような半導体製造装置を構成することができ
る。この半導体製造装置は、縦型反応室５１の下方に真
空チャンバとしてのロードロック室５２が設けられ、ロ
ードロック室５２の内部において縦型反応室５１の下方
にウェハＷを多段に保持するウェハ載置手段としてのボ
ート５３を縦型反応室５１内に挿入し、取り出しする。
ロードロック室５２内には、ウェハＷを移載する被処理
物搬送ロボットとしてのウェハ移載機５４が設けられ
る。このウェハ移載機５４は、ロードロック室５２の外
部に設けられた昇降機構５５、および外部と連通して大
気圧下となっている気密容器５７内に格納された駆動部
５６により複合動作をしてウェハＷを搬送する。
【００５５】以下動作説明をする。ウェハ駆動部５６と
昇降機構５５との協働によりウェハの保持されているウ
ェハ移載機５４を、ボート５３へのウェハ挿入高さ位置
に合せる。ウェハ移載機５４の駆動部５６を駆動して搬
送アームをボート５３側へ伸ばし、ウェハをボート５３
の載置位置まで搬送する。昇降機構５５でシャフトを一
定量降下させることによりウェハ移載機５４を降下し
て、ウェハ移載機５４からボート５３のウェハ載置部に
ウェハＷを移載する。ウェハ移載機５４の駆動部５６を
動かして搬送アームを縮めて元の位置に戻す。再度、駆
動部５６と昇降機構５５とを協働してウェハ移載機５４
を動かし、ロードロック室５２に隣接したウェハを積層
収納しているカセット（図中省略）からウェハを取り出
す。
【００５６】カセットからウェハを取り出すには、駆動
部５６と昇降機構５５との協働により前記ウェハ移載機
５４をカセットのウェハ取り出し高さに合せる。駆動部
５６を駆動して、ウェハ移載機５４の搬送アームをカセ
ットへ伸ばして、ウェハの下側に入れる。昇降機構５５
によりシャフトを一定量上昇させることにより前記ウェ
ハ移載機５４を上昇して、カセットから搬送アーム上に
ウェハを移載する。移載後、ウェハ移載機５４の搬送ア
ームを縮めて搬送アームを元の位置に戻す。
【００５７】上述した動作を繰り返すことによりボート
５３へウェハＷを所要枚数装填する。装填後、ボートエ
レベータ（図中省略）によりボート５３を上昇させ反応
室５１内に挿入して、反応室５１内でウェハＷに所定の
基板処理を行う。処理としては、ＣＶＤ法による処理、
不純物を拡散する処理、アニール処理、プラズマＣＶＤ
法による処理、エッチング処理、アッシング処理、スパ
ッタ処理等がある。ウェハＷへの所定の基板処理が終了
すると、先程のボート５３に対するウェハ装填手順と逆
の手順によりウェハＷを搬出する。このように被処理物
搬送装置を用いて図７に示すような半導体製造装置を構
成すれば、より信頼性の高い装置を作ることができる。
【００５８】上記実施の形態では、ウェハ載置手段が複
数枚のウェハを載置するボート５３で構成されている場
合について説明した。しかしウェハ載置手段は、載置さ
れるウェハが複数枚ではなく、枚葉式（一枚保持用のも
の）であってもよい。また上記実施の形態では、基板を
ボートに装填してからボートを反応室５１内に挿入する
ようにしたものを用いたが、反応室５１内にボート等の
ウェハ載置手段を常時設置し、反応室５１側方にゲート
バルブを設けて、ゲートバルブを介して反応室５１内に
直接ウェハＷを載置するようにしたものでも良い。
【００５９】また上述した実施の形態で説明した連結チ
ャンバ２２、２３は、カセット棚を収納したカセット室
であっても、前記したロードロック室などであっても良
い。またチャンバは何も真空に限る必要はなく、任意の
雰囲気になっていてもよく、例えばＮ2 置換されている
場合でも良い。
【００６０】更にチャンバ内の圧力は大気圧でも良く、
その場合でも、駆動部からの発塵によりチャンバ内を汚
染することはない。また駆動部を気密に格納している気
密容器が外気と連通していることから駆動部を冷却でき
る。更には気密容器内に不活性ガス等を供給すれば駆動
部の冷却効果が向上する。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、駆動部を気密容器に格
納して、チャンバ内の雰囲気を駆動部から断つようにし
たので、チャンバ内に設けられる被処理物搬送手段を安
定に稼働させることができる。また、駆動部を格納した
気密容器はチャンバの外部と通じているため、チャンバ
内の雰囲気に関わらず、気密容器内を外部雰囲気とする
ことができ、駆動部を外部雰囲気圧対応とすることがで
きる。また、昇降機構をチャンバの外部に設けているた
め、チャンバ内での発塵を低減し、チャンバを小形化で
きる。特にチャンバが真空の場合には、被処理物搬送手
段の駆動部をチャンバ内に裸で格納していたものと比べ
て、駆動部を真空対応とする必要がなく、大気圧対応と
することができるため、装置を安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態による被処理物搬送装置の概略
構成図である。
【図２】第２の実施形態による被処理物搬送装置の概略
構成図である。
【図３】第３の実施形態による被処理物搬送装置の概略
構成図である。
【図４】第４の実施形態による被処理物搬送装置の概略
構成図である。
【図５】第４の実施形態による被処理物搬送装置の駆動
部の冷却構造を示す概略構成図である。
【図６】第４の実施形態による駆動部の具体的な構造を
示す断面図である。
【図７】実施形態の被処理物搬送装置を組込んだ半導体
製造装置の概略構成図である。
【図８】従来の被処理物搬送装置の概略構成図で、(a)
は真空チャンバから上部連結チャンバに被処理物を移載
するときの正面図、(b) は(a) の側面図、(c) は被処理
物を真空チャンバ内で昇降するときの正面図、(d) は真
空チャンバから下部連結チャンバに被処理物を移載する
ときの正面図である。
【符号の説明】
２１ 真空チャンバ ２４ 被処理物 ３０ 昇降機構 ３２ 被処理物搬送ロボット ３４ 駆動部 ３５ 気密容器 ４２ シャフト ４５ 中空部（通気路）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 久志 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 油谷 幸則 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】チャンバと、 前記チャンバ内に設けられ、搬送部及び前記搬送部を駆
    動する駆動部とを有して、前記駆動部で前記搬送部を駆
    動して前記搬送部に載置される前記被処理物を搬送する
    被処理物搬送手段と、 前記被処理物搬送手段の前記駆動部を前記チャンバ内で
    気密に格納する気密容器と、 前記チャンバの外側から前記チャンバ内に気密に挿入さ
    れて前記気密容器に連結され、前記チャンバに対して前
    記気密容器を進退させて前記チャンバ内で前記被処理物
    搬送手段を移動するシャフトと、 前記チャンバ外に設けられ、前記シャフトを進退させる
    移動機構と、 前記シャフトに設けられ、前記気密容器を前記チャンバ
    の外部に通じて前記気密容器内を外部雰囲気とする通気
    路とを備えた被処理物搬送装置。
  2. 【請求項２】前記通気路に、前記チャンバの外部から前
    記気密容器に対して不活性ガス又は大気雰囲気もしくは
    それらの混合ガスを供給及び排気する給排路を備えた請
    求項１記載の被処理物搬送装置。
  3. 【請求項３】前記チャンバの外部から前記シャフトに設
    けた前記通気路を介して前記気密容器内に格納された駆
    動部に配線を通した請求項２に記載の被処理物搬送装
    置。
  4. 【請求項４】前記シャフトをベローズで覆い、ベローズ
    始端を封止手段でチャンバに固着し、ベローズ終端を封
    止手段で前記移動機構に固着して、前記シャフトが挿入
    される前記チャンバを気密構造とした請求項１〜３のい
    ずれかに記載の被処理物搬送装置。
  5. 【請求項５】前記被処理物が半導体ウェハ、ガラス基板
    またはこれらを収納するためのカセットである請求項１
    〜４のいずれかに記載の被処理物搬送装置。
  6. 【請求項６】前記チャンバ内を真空としたことを特徴と
    する請求項１ないし５のいずれかに記載の被処理物搬送
    装置。
  7. 【請求項７】前記チャンバ内を大気圧としたことを特徴
    とした請求項１ないし５のいずれかに記載の被処理物搬
    送装置。
  8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の被処理物
    搬送装置を備えた半導体製造装置。
  9. 【請求項９】チャンバと、 前記チャンバに気密に連結された被処理物を処理する処
    理室と、 前記チャンバ内に設けられ、アーム部と前記アーム部を
    駆動する駆動部とを有して、駆動部でアーム部を駆動し
    てアーム部に載置された被処理物を搬送する被処理物搬
    送手段と、 前記被処理物搬送手段の駆動部を前記チャンバ内で気密
    に格納する気密容器と、 前記気密容器を前記チャンバの外部に通じる通気路と、 前記チャンバの外側から前記チャンバ内に気密に挿入さ
    れて前記気密容器に連結され、前記チャンバに対して前
    記気密容器を進退させて前記チャンバ内で前記被処理物
    搬送手段を移動するシャフトとを備えた半導体製造装置
    を用いて、 前記気密容器を前記通気路を介して外部雰囲気としたう
    えで、 前記シャフトを進退させて前記チャンバ内の前記処理室
    に対応する位置に前記被処理物搬送手段を一体に移動さ
    せ、 前記被処理物搬送手段を移動後、前記気密容器内に格納
    された駆動部により前記被処理物搬送手段のアーム部を
    動かして、前記アーム部に載置された前記被処理物を前
    記チャンバから前記処理室に搬送し、 前記処理室に搬送した被処理物を前記処理室内の被処理
    物載置部に載置させ、 前記被処理物載置部に載置された被処理物に所定の処理
    を施すことを特徴とする被処理物の処理方法。
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