JP2013175670A - 基板搬送装置及び当該基板搬送装置を用いた半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板搬送台を移動させるためのロッドを動作させることにより真空室内に粉塵等が飛散するのを防ぐことができ、また微調整やメンテナンスが容易な基板搬送装置及びそれを用いた半導体製造装置を提供する。
【解決手段】基板搬送台４と、トグルリンク機構１と、真空室９又は真空予備室８を形成する壁体を貫通して、前記基板搬送台４と前記トグルリンク機構１との間を接続する複数のロッド２１とを備え、前記トグルリンク機構１が、前記トグルリンク１１の屈伸により前記ロッド２１を進退させることによって前記基板搬送台４を移動させ、前記トグルリンク１が伸びた状態において前記基板搬送台４を前記閉塞位置に配置させるように構成されており、前記ロッド２１と前記壁体との隙間を気密に密閉するシール構造３を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、内部が真空に保たれている真空室内に設けられた基板搬送台を前記真空室の外部に設けられた駆動機構により移動させる基板搬送装置及びこの基板搬送装置を用いた半導体製造装置に関するものである。

例えば液晶テレビ等に用いられる半導体基板の製造においては、イオン注入により所望の特性を付与するために半導体製造装置の一種であるイオン注入装置が用いられている。

このようなイオン注入装置においてイオンビームが基板に対して照射されるイオン注入室は所定の真空度に保たれている必要がある。このため、大気圧中にある基板を前記イオン注入室に搬入する場合、まず真空予備室に基板を搬入して、大気圧から所定の真空度まで減圧した後に、前記真空予備室から前記イオン注入室へと基板を搬送するようにして、前記イオン注入室の真空度を保つようにしている。

例えば、特許文献１には大気圧中にある基板が搬入され、所定の圧力まで減圧される真空予備室と、常時真空に保たれており、前記真空予備室において減圧が終わったあとに基板が搬送され、前記イオン注入室へ基板を受渡が行われる真空室と、前記真空予備室から前記真空室内へと基板を搬送するための基板搬送台とを備えたイオン注入装置が示されている。

前記基板搬送台は、前記真空予備室に基板が搬入される時には、当該真空予備室と前記真空室との境界開口を気密に閉塞する閉塞位置に配置され、前記真空室と前記真空予備室を完全に隔離するためにも用いられている。そして、前記真空予備室での減圧が完了すると、前記基板搬送台は前記真空室側に設定されている開放位置に移動し、前記境界開口を開放する。

ところで、前記基板搬送台は真空室内の真空度や清浄度を保つために、前記真空室及び前記真空予備室の外部に駆動装置が設けられている。より具体的には、前記基板搬送台は、前記真空室及び前記真空予備室の外部に設けられた駆動装置であるトグルリンク機構と前記真空室を形成する壁体を貫通して設けられたロッドによって接続されており、前記トグルリンク機構が前記ロッドを進退させることにより外部の動力により駆動されるように構成されている。

しかしながら、このようなものでは前記壁体と前記ロッドの隙間から外部の空気が前記真空室内へと流入し、真空度が所定の値に保てないことがある。また、前記ロッドは高い真空度の保たれている真空室と、大気との間を行き来することになるので、大気中でロッドに付着した粉塵等が当該ロッドからイオン注入装置の真空室内に飛散してしまい、前記真空室内の清浄度を保てなくなる恐れがある。

特開２０１１−１８７９９号公報

本発明は、上述したような問題を鑑みてなされたものであり、真空室又は真空予備室の内部に空気や粉塵等が侵入しないように前記ロッドと前記真空室又は真空予備室を形成する壁体との間を気密に密閉できる基板搬送装置及びそれを用いた半導体製造装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の基板搬送装置は、所定の真空度に保たれている真空室と、外部との間で基板の搬出入を行うための真空予備室との境界開口を気密に閉塞する閉塞位置と前記境界開口を開放する前記真空室内の開放位置との間を移動可能に構成された基板搬送台と、前記真空室及び前記真空予備室の外部に設けられたものであって、互いに枢結された複数のリンク要素からなるトグルリンクを具備し、前記トグルリンクを屈伸させることによって出力端を進退させるトグルリンク機構と、前記真空室又は前記真空予備室を形成する壁体を貫通して前記基板搬送台と前記トグルリンク機構の出力端との間に介在し、前記出力端の進退動作を前記基板搬送台に伝達する１又は複数のロッドとを備え、前記ロッドと前記壁体との間を気密に密閉するシール構造が設けられていることを特徴とする。

このようなものであれば、前記ロッドと前記壁体との隙間を気密に密閉するシール構造が設けられているので、外部からの空気が真空室内に流入するのを防ぎ真空度を保つことができる。また、前記真空室の内部と外部との間を行き来するロッドを介して、真空室又は真空予備室の内部に粉塵が侵入することがなく、粉塵等が内部において飛散することにより、清浄度が低下する事態も防ぐことができる。

前記ロッドの保守作業や基板搬送時の安定性等を考慮すると、前記ロッドが複数設けられており、前記ロッドの進退方向から視て前記トグルリンク機構が、各ロッドの内側に設けられているものであればよい。

このようなものであれば、各ロッドの間に前記トグルリンク機構が配置されることになるので、各ロッドの離間間隔を広くすることができ、ロッドの保守作業等に必要なスペースを広く取りやすい。また、前記トグルリンク機構が各ロッドの内側に設けられていない従来例の構成に比べて、次に示す格別の効果が得られる。

前記基板搬送台上に寸法の大きな基板や複数枚の基板が搭載されても各ロッドの離間間隔が広いので前記基板搬送台を安定して支持することができる。また、取り付け誤差により各ロッドの長さ方向に差が生じたとしても、各ロッドの離間間隔が広いので前記基板搬送台の姿勢が所定のものから大きく変化しない。このようなことから、基板の搬送を安定して行うことができる。

さらに、各ロッドの離間間隔が広くなるので、設計自由度が飛躍的に向上することが期待できる。

より具体的な構成例としては、前記トグルリンク機構が、その出力端の移動方向を前記ロッドの進退方向に規制する案内部を更に備え、前記ロッドの進退方向から視て前記案内部が各ロッドよりも内側に配置されているものが挙げられる。このようなものであれば、前記ロッドを前記案内部に貫通させた上でさらに壁体を貫通させることがない。つまり、１つの部材に形成された穴にしか前記ロッドが挿入されていないので、ロッドの保守作業時に容易に取り外すことが可能となる。

前記トグルリンク機構を前記真空室又は前記真空予備室を形成する壁体の外表面に取り付けて地面から離している場合において、作業スペースを広くとることができる構成としては、前記案内部が、前記ロッドの進退方向に延びるガイドバーと、前記トグルリンク機構及び前記ロッドの一端が取り付けられ、前記ガイドバーに沿って移動するスライダーと、前記ガイドバーを前記壁体に取り付けるための取り付け部と、を具備し、前記ロッドの進退方向から視て前記取り付け部及びガイドバーが各ロッドの内側に配置されているものであればよい。

前記ロッドの移動の繰り替えしによる前記シール構造の劣化の進行をできるだけ遅くし、当該シール構造を長持ちさせられるようにするには、前記シール構造が、前記壁体の外表面と前記トグルリンク機構との間に設けられて前記ロッドを覆うベローズを有したものであればよい。このようなものであれば、狭い真空室内に比べて前記ロッドにおいて外部に露出している部分は必要に応じて長くすることができるので、ベローズも容易に長くすることができ、前記ロッドの移動時に生じる単位長さ当たりのべローズの変形量を小さくすることができる。したがって、繰り返しロッドが移動することにより、周期的な変形がベローズに生じてもその変形量を小さくすることができるので、ベローズの耐久性を向上させることができる。

前記真空室内の真空度や清浄度を保つための別の構成例としては、前記シール構造が、前記壁体の内表面と前記基板搬送台との間に設けられて前記ロッドを覆うベローズを有したものが挙げられる。

簡単な構成で前記真空室内の真空度を保つことができ、前記ロッドの内外の行き来による粉塵等の飛散を防ぐことができるようにするには、前記シール構造が、前記ロッドが貫通する貫通孔の内面に設けられたシールリングを有したものであればよい。

前記駆動部からの動力を用いずに閉塞位置にある基板搬送台に対して基板搬出入時に外部の気圧による力を支えられるようにするには、前記トグルリンクが、前記基板搬送台が前記閉塞位置にある場合に各リンク要素の少なくとも３つの枢結点が直線上に並ぶ伸びた状態となるように構成されたものであればよい。

具体的には、各リンク要素の少なくとも３つの枢結点が直線上に並んだ状態であれば、その並んでいる方向に沿って力が作用するので、並んでいる各枢結点に回転モーメントは発生しない。したがって、前記トグルリンクが屈曲せずに前記基板搬送台を支持している状態となるので、前記基板搬送台に気圧差により大きな力がかかった状態でもモータ等の動力を使うことなく前記閉塞位置で前記基板搬送台を静止させて気密性を保つことができる。

また、例えば直圧式シリンダにより基板搬送台を前記境界開口に力をかけて押し付け続けているのに比べて本発明であれば適切な力で気密性を保ちやすい。したがって、前記基板搬送台が前記閉塞位置にある時に気密性を保つために設けられるパッキンに過剰な力がかかるのを防ぐことができ、必要な気密性を保ちながらパッキンを長持ちさせることができるようになる。

加えて、前記基板搬送台を油圧シリンダで移動させて前記真空予備室と前記真空室との間の隔壁を形成する位置に保持し続けるのと比べると、油圧シリンダであれば、常時作業油を動作させ続けなくてはならず、作業油量が増えてランニングコストが高いものとなっていたところを、本発明であれば伸びた状態の前記トグルリンクが前記基板搬送台を支持するものとなるので、余計なエネルギーを使わずに済みランニングコストも低減できる。

簡単な構成で前記基板搬送台の姿勢を調整でき、前記閉塞位置において前記真空予備室と前記真空室との間における気密隔壁としての機能を十分に発揮できるようにするには、前記トグルリンク機構から前記基板搬送台までの前記ロッドの長さを調整する調整機構が設けられたものであればよい。

本発明の基板搬送装置の好ましい適用例としては、前記基板搬送装置を備えた半導体製造装置が挙げられる。

このように本発明の基板搬送装置及び半導体製造装置によれば、前記シール機構により前記ロッドと当該ロッドが貫通している壁体との間を気密に密閉することができるので、真空室の内外を行き来するロッドによって真空室の内部に設けられた基板搬送台を移動させるように構成していても、外部から真空室内への空気の流入や、前記ロッドを介して外部の粉塵等が真空室内部へと侵入し飛散することを防ぐことができる。従って、前記ロッドを壁体に対して貫通させていても前記真空室内の真空度や清浄度を保つことができる。また、本発明であれば各ロッドの調整作業やメンテナンス作業について作業スペースを取りやすく構成することができ、作業における負担や手間を軽減することができる。

本発明の第１実施形態に係るイオン注入装置の全体構成を示す模式図。 第１実施形態における基板搬送台が閉塞位置にある場合の基板搬送装置の構造を示す模式図。 第１実施形態における基板搬送台が開放位置にある場合の基板搬送装置の構造を示す模式図。 本発明の第２実施形態に係る基板搬送装置の構造を示す模式図。 本発明の第３実施形態に係る基板搬送装置の構造を示す模式図。 本発明の第４実施形態に係る基板搬送装置の調整機構の例を示す模式図。 本発明のその他の実施形態に係る基板搬送装置の構造を示す模式図。 本発明のさらに別の実施形態に係る閉塞位置における密閉構造を示す模式的拡大図。

本発明の第１実施形態について図１乃至３を参照しながら説明する。

第１実施形態のイオン注入装置２００は、内部が所定の真空度に保たれる半導体製造装置の一種であって、例えば液晶パネル用の基板Ｗに所望の特性を付加するために用いられるものである。より具体的には、前記イオン注入装置２００は、基板Ｗに対してイオンビームを照射することにより、イオン注入を行って半導体としての特性を調節するためのものである。

図１に示すように前記イオン注入装置２００は、大気圧中であってロボットによる基板Ｗのピックアップが行われる大気搬送室Ａと、前記ロボットにより基板Ｗが搬入されると大気圧から所定の真空度まで減圧が行われる基板搬入室Ｂと、前記基板搬入室Ｂから基板Ｗを受け取ると水平状態の基板Ｗを起立させてイオンビームを照射する前の前処理が行われる前処理室Ｃと、起立した基板Ｗに対してイオン源からイオンビームが照射されるイオン注入室Ｄと、を備えたものである。なお、イオンビームが照射された後の流れとしては、上述した工程を逆向きに進行するものであってもよいし、別途基板搬出室等を備えた構成であってもよい。

以下では、前記基板搬入室Ｂの構造及びそこで用いられている基板搬送装置１００の詳細について説明する。

前記基板搬入室Ｂは、図２に示すように大気圧から所定の真空度まで減圧される真空予備室８と、所定の真空度に保たれ続ける真空室９とから構成してあり、前記真空予備室８と前記真空室９は、隣接しており各々の境界に境界開口４２が形成してある。そして、ロボットによりピックアップされた基板Ｗが載置される基板搬送台４がこの前記境界開口４２を閉塞して隔壁となることにより、完全に仕切られるようにしてある。この基板搬送台４は、前記真空室９を形成する壁体の下面外表面に取り付けられた前記基板搬送装置１００により上下方向に移動できるように構成してある。

前記真空予備室８は、大気圧中にある基板Ｗを高真空度に保たれている前記イオン注入装置２００の内部に導入するための準備を行うためのチャンバーであり、前記ロボットにより基板Ｗが導入されるときは大気開放され、前記基板Ｗが導入された後は蓋体８１により搬入口が閉じられ、図示しない真空ポンプにより前記真空室９の真空度と同程度となるまで真空引きが行われるように構成してある。

前記真空室９は、前記基板搬送装置１００の前記基板搬送台４が下方へと下ろされた後、前記基板搬送台４上に載置されている基板Ｗが前記前処理室Ｃへと受け渡されるための部屋である。

次に、前記基板搬送装置１００の詳細について説明する。

前記基板搬送装置１００は、前記イオン注入装置２００の内部、すなわち、主として前記真空室９内に設けられた前記基板搬送台４と、前記真空室９の外部であって当該真空室９を形成する壁体下側に設けられた駆動装置たるトグルリンク機構１と、前記真空室９の内外にある前記基板搬送台４と前記トグルリンク機構１との間を２本のロッド２１で接続したものである。より具体的には、前記トグルリンク機構１により前記ロッド２１を上下方向に進退させることにより、前記基板搬送台４を上下に移動させるものである。さらに、当該基板搬送装置１００は、前記ロッド２１を介して基板搬入室Ｂ内に大気中の粉塵等が侵入するのを防ぐシール構造や、前記基板搬送台４の傾き等を調整するための調整機構２２を備えたものである。

各部について説明する。

前記基板搬送台４は、図２に示すように概略平円盤状のものであり、外周部に円環状の弾性変形可能なパッキン４１が取り付けられている。そして、この基板搬送台４は、前記真空予備室８と前記真空室９との間にある境界開口４２を気密に閉塞する閉塞位置と、前記閉塞位置から前記真空室９側へ所定距離下方に離間しており、前記境界開口４２を開放する開放位置との間を移動可能に構成したものである。ここで、前記閉塞位置は、前記基板搬送台４が最も上方にある状態であり、前記開放位置は前記基板搬送台４が最も下方にあり、前記真空室９において前記前処理室Ｃへの基板Ｗの受渡が行われる位置である。

より具体的には図２に示すように前記基板搬送台４は、前記閉塞位置において前記境界開口４２の周辺の壁と前記パッキン４１を当該パッキン４１が所定量変形して接触するように構成してあり、基板Ｗの導入時に外部大気からの空気が前記真空室９及びそれ以降の高真空度に保たれている部屋内に流入しないようにシールするものである。つまり、弾性体である前記パッキン４１を押し潰して所定量変形させて前記境界開口４２を密閉する。この際、その変形量からどの程度の力が前記基板搬送台４と壁体との間で生じているのかが分かるので、適切な押圧力で前記パッキン４１を押し潰すことができる。したがって、過剰な押圧力がかかることによりパッキン４１が劣化するのを防ぎ、その寿命を長くすることができる。

また、前記基板搬送台４は、前記閉塞位置において外部から基板Ｗが載置され、前記真空予備室８内が所定の真空度まで減圧された後は前記開放位置まで移動し、前記真空室９内に基板Ｗを搬送する。

前記ロッド２１は、前記トグルリンク機構１の出力端の進退移動を前記基板搬送台４へと伝達する概略丸棒形状のものであり、前記真空室９の下部壁体に形成された貫通孔をスライド移動可能に貫通するものである。各ロッド２１は、前記基板搬送台４の下面の外周部において線対称となるように一端を取り付けてある。なお、前記ロッド２１の他端については前記トグルリンク機構１に取り付けてある。

前記トグルリンク機構１は、前記トグルリンク１１の屈伸により前記ロッド２１を進退させることによって前記基板搬送台４を移動させるものであって、上下方向に屈伸可能に取り付けられたトグルリンク１１と、前記トグルリンク１１を屈伸させる駆動部１２と、前記駆動部１２からの動力を前記トグルリンク１１へと伝達するとともに、前記トグルリンク機構１の出力端の進退方向を前記ロッド２１の進退方向に規制する案内部１３とから構成してある。なお、本実施形態ではトグルリンク機構１の出力端は、トグルリンク１１の先端部又は後述する案内部１３のスライダー１３３に相当する。

前記トグルリンク１１は、３つのリンク要素を互いに枢結した（すなわち、互いに回転可能に取り付けた）ものであり、一端が前記案内部１３に枢結された第１リンク要素１１ａと、一端が前記案内部１３の可動部に枢結され、他端が第１リンク要素１１ａに枢結されたた第２リンク要素１１ｂと、一端が前記駆動部１２に枢結され、他端が前記第１リンク要素１１ａに対して、前記第２リンク要素１１ｂが枢結されている点から若干ずらして枢結された第３リンク要素１１ｃとから構成してある。そして、前記第１リンク要素１１ａと前記第２リンク要素１１ｂの枢結点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３によって第１トグルリンクＴ１を形成するとともに、前記第１リンク要素１１ａと前記第３リンク要素１１ｃによりＰ４、Ｐ５、Ｐ２により第２トグルリンクＴ２を形成するようにダブルトグルリンクが形成してある。つまり、前記第１リンク要素１１ａは、第１トグルリンクＴ１及び第２トグルリンクＴ２を構成する共通のリンク要素となっている。

この第１トグルリンクＴ１と前記第２トグルリンクＴ２は、水平方向から視た場合に図２に示すように伸びた状態で概略人の字状となり、図３に示すように屈曲した状態で概略Ｎ字状をなすように形成したものである。すなわち、前記トグルリンク１１は変形が生じたとしても常に内側に突出するように構成してあり、前記基板搬送台４の位置にかかわらず、各ロッド２１よりも内側にあるように構成してある。従って、前記トグルリンク１１が変形しても各ロッド２１と干渉することがないので、干渉を考慮して各部材の離間距離を大きく取る必要がなく、前記基板搬送装置１００自体をコンパクトに形成することができる。

また、前記基板搬送台４が前記閉塞位置にある場合に、前記第１トグルリンクＴ１の枢結点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３又は前記第２トグルリンクＴ２の枢結点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ２が直線上に並ぶようにしてある。図２に示すように本実施形態では、第２トグルリンクＴ２を構成する枢結点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ２が直線上に並ぶようにしてあるが、第１トグルリンクＴ１を構成する３つの枢結点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が直線上に並ぶようにしてもよい。

このように各枢結点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ２が直線上に並ぶ部分を構成することにより、基板Ｗの搬入時において大気圧による力がかかっている基板搬送台４を前記トグルリンク機構１により支持した場合に、直線上に並んでいる枢結点Ｐにはその直線の延びる方向に沿ってしか力が発生しないため、枢結点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ２の周りに回転モーメントが発生せず、トグルリンク１１が屈曲しないようにすることができる。つまり、前記基板搬送台４が閉塞位置にある場合には、前記トグルリンク１１は変節点が実質的に存在しないことになり、１つのリジッドな構造体として前記基板搬送台４を支持しつづけることができる。

前記駆動部１２は、前記基板搬送台４と同じ方向に移動する駆動体１２５を有するものであり、モータ１２１、プーリー１２３、ベルト１２２、ボールネジ１２４、駆動体１２５から構成してある。より具体的には、前記ボールネジ１２４は前記基板搬送装置１００の中央において上下方向に延びるように取り付けられており、このボールネジ１２４の回転をナットに相当する前記駆動体１２５により直線運動に変換するように構成してある。また、前記駆動体１２５には前記第３リンク要素１１ｃが回転可能に取り付けられており、当該駆動体１２５が上方向に移動することで、前記トグルリンク１１を伸ばしていき、その出力端を上方向へと移動させる。

前記案内部１３は、前記ロッド２１の進退方向である上下方向に延びる２本のガイドバー１３２と、前記トグルリンク１１の出力端と前記ロッド２１の一端が取り付けられ、前記ガイドバー１３２に沿って移動するスライダー１３３と、前記ガイドバー１３２を前記壁体に取り付けるための取り付け部１３１と、前記トグルリンク１１において位置が変化しない固定端が回転可能に取り付けられる固定端接続部１３４とを具備し、前記ロッド２１の進退方向及び進退方向に垂直な方向から視た場合に前記各ロッド２１の内側に配置されるようにしてある。より具体的には、前記ロッド２１の進退方向から視て前記取り付け部１３１及びガイドバー１３２が各ロッド２１の内側に配置してある。

このように構成されたトグルリンク１１により前記スライダー１３３及び前記ロッド２１がどのように上下方向に移動するかについて説明する。図３に示すように前記駆動体１２５が最下点にある場合、前記トグルリンク１１は屈曲した状態となっている。この状態から前記駆動体１２５が上方へと移動していくと、前記第３リンク要素１１ｃにより前記第１リンク要素１１ａが水平方向に押されることになる。すると、前記第１リンク要素１１ａの一端は固定されているので、前記第２リンク要素１１ｂの前記スライダー１３３側へと力がかかり、前記スライダー１３３及び前記ロッド２１が上方へと押し上げられることになる。

言い換えると、前記駆動体１２５が上方に移動するにしたがって、屈曲していた第１リンク要素１１ａと第２リンク要素１１ｂが押し広げられていき、最終的に図２に示すように前記第１リンク要素１１ａと第２リンク要素１１ｂが略直線状の伸びた状態となってスライダー１３３の位置が固定されることになる。この状態が、前記トグルリンク１１が伸びた状態に相当し、前記基板搬送台４を最も高い位置である閉塞位置に配置させるとともに、前記基板搬送台４により適切な力で前記境界開口４２を閉塞させるようにしてある。

次に、前記シール構造について説明する。

前記シール構造は、前記壁体の外表面と前記トグルリンク機構１との間に設けられて前記ロッド２１を覆うベローズ３を有したものである。より具体的には前記ベローズ３は、一端が前記スライダー１３３において前記ロッド２１が取り付けられている箇所に取り付けられ、他端が当該ロッド２１の挿入されている貫通孔の外側開口を覆うように取り付けられたものである。すなわち、前記基板搬入室Ｂの外部において前記ロッド２１が大気に露出する部分を全て覆うようにベローズ３を設けてある。

つまり、前記ベローズ３により前記ロッド２１は実質的に大気と接触する部分が存在せず、前記ロッド２１と前記壁体との間を気密に密閉している。従って、外部からの空気が基板搬入室Ｂ内に流入することがなく、前記ロッド２１が存在することにより真空度が低下するのを防ぐことができる。また、外気に存在する粉塵等が基板搬入室Ｂの内部においてロッド２１が露出する部分に付着することはなく、内部に粉塵等が飛散することはない。このため、基板搬入室Ｂ内あるいは以降の部屋について清浄度を保つことができる。

さらに、図２及び図３に示すように本第１実施形態のロッド２１は、前記取り付け部１３１等を貫通して設けられていないことや、前記ロッド２１が前記トグルリンク機構１よりも外側に配置されていることから、前記ロッド２１の外部に露出している部分の長さを自由に設定しやすい。したがって、ベローズ３の自然長をできるだけ長くとることができ、単位長さ当たりの変形量を小さくすることができる。したがって、前記イオン注入装置２００において非常に多数の基板Ｗが処理され、ベローズ３の変形が繰り返されても、その劣化の進行を遅くすることができ、耐久性を大きく向上させることができる。

次に、前記調整機構２２について説明する。

前記調整機構２２は、前記トグルリンク機構１から前記基板搬送台４までの前記ロッド２１の長さを調整する機構である。より具体的には、前記ロッド２１はスライダー１３３に設けられたねじ穴に対して他端に形成されたねじを螺合させることで取り付けるようにしてあるので、この螺合の程度を微調整することにより、前記基板搬送台４と前記スライダー１３３間の前記ロッド２１の長さを変更できるようにしてある。すなわち、左右のロッド２１の前記スライダー１３３からの突出量を変更することで、前記基板搬送台４の傾きを補正し、水平等の好ましい状態として前記境界開口４２を気密に封鎖できるようにしてある。より具体的には、前記スライダー１３３に対する前記ロッド２１の突出量は、前記トグルリンク１１が伸びた状態において前記基板搬送台４が前記境界開口４２の周辺壁体に対して所定の押圧力で接触するように調整してある。

このように第１実施形態の基板搬送装置１００及びイオン注入装置２００によれば、前記ロッド２１と前記壁体との間を密閉するシール構造が設けられているので、外部から内部へ空気が流入することがなく、イオン注入装置２００の内部と外部との間を行き来するロッド２１を介して、真空度の保たれている内部に粉塵が侵入することがない。従って、前記真空室９の真空度を好適に保つことができるとともに、粉塵等が内部において飛散することにより清浄度が低下する事態も防ぐことができる。

また、トグルリンク１１の枢結点Ｐが直線上に並んだ状態で前記基板搬送台４が閉塞位置にあり、前記境界開口４２を気密に閉塞するように構成してあるので、基板Ｗの搬入時に大気圧側から真空側へと大きな力がかかることになる基板搬送台４を所定の位置に維持し続けるのに大量にエネルギーを消費したり、圧力に対して対抗するのに必要以上に大きな力を基板搬送台４にかけて、パッキン４１などの耐久性を落としたりすることもない。

さらに、ロッド２１の進退方向から視た場合に前記各ロッド２１に対して、前記トグルリンク機構１が内側に配置されるように構成してあるので、各ロッド２１間の離間距離を大きくとることができ、調節作業やメンテナンス時における作業スペースを大きくとることができる。また、前記ロッド２１が外側にあることにより、前記基板搬入室Ｂの壁体外面から前記ロッド２１の一端が取り付けられているスライダー１３３までの離間距離を大きくすることができ、ベローズ３の自然長の長いものを適用することができる。つまり、メンテナンス性を向上させられるだけでなく、シール構造の耐久性を向上させるのにも本構造は寄与することになる。

加えて、従来に比べてモータ１２１等を用いていない簡素な調整機構２２により前記基板搬送台４の姿勢等を調節することができ、製造コストの低減も実現できる。

次に本発明の第２実施形態について図４を参照しながら説明する。なお、第１実施形態で説明した部材に対応する部材には同じ符号を付すこととする。

前記第１実施形態では、シール構造としてのベローズ３は前記ロッド２１において外部に露出している部分を全て覆うように設けていたが、図４に示される第２実施形態のようにベローズ３を基板搬入室Ｂの内部においてロッド２１を挿入するための貫通孔の開口から、基板搬送台４の下面までを覆うように取り付けてもよい。要するにロッド２１において外部に露出する部分があったとしても、内部においてロッド２１が直接真空雰囲気中にさらされないようにすれば、内部に粉塵等が飛散する事を防ぐことができる。

次に本発明の第３実施形態について図５を参照しながら説明する。なお、第１実施形態で説明した部材に対応する部材には同じ符号を付すこととする。

第３実施形態では、前記第１及び第２実施形態のようにベローズ３を用いるのでは無くシールリングを用いている。より具体的には、シールリングとして、基板搬入室Ｂ内において前記貫通孔の開口周辺にＯリング３を設けてある。

このように第３実施形態であれば、より簡易な構造により基板搬入室Ｂ内等の真空度や清浄度を保つことができる。

次に本発明の第４実施形態について図６を参照しながら説明する。なお、第１実施形態で説明した部材に対応する部材には同じ符号を付すこととする。

前記基板搬送台４の姿勢等を調節するための調整機構２２は、第１実施形態に示したものに限られず、例えば、スライダー１３３と、前記ロッド２１との間に高さ調整用のシムを挟めるようにしても構わない。このようなものであっても、従来よりも調整機構２２を簡素化しつつ、簡単に基板搬送台４の姿勢調節を行うことができ、真空予備室８におけるシール機能を高精度に保つことができる。

その他の実施形態について説明する。

前記各実施形態では、前記トグルリンク機構１は前記壁体に吊り下げられるように取り付けてあったが、図７に示すように地面に設けられて、地面から前記基板搬送台４を移動させるように構成してもよい。また、前記ロッドは前記真空室を形成する壁体を貫通して設けられていたが、前記真空予備室を形成する壁体を貫通して前記基板搬送台と前記トグルリンク機構とを接続するものであってもよい。前記トグルリンク機構については、前記トグルリンクを伸びた状態と屈曲した状態に変形させることができればよい、場合によっては前記案内部を省略してもよい。

前記各実施形態では、イオン注入装置における基板搬送装置の適用例に基づいて説明を行ったが、本発明の基板搬送装置はイオン注入装置に限られるものではなく、その他の半導体製造装置について適用可能である。例えば、スパッタリング装置、真空蒸着装置、イオンビーム配向装置への適用が考えられる。また、基板搬送台の移動方向は上下方向に限られるものではなく、例えば左右方向等であってもよい。

さらに、前記基板搬送装置は基板搬入室にのみ適用されるものではなく、例えば、真空中での処理が終了した基板を再び大気圧中に導出するための基板搬出室にも適用することができる。

また、図８に示すようなパッキン４１であれば、前記基板搬送台４が閉塞位置にある場合において、前記境界開口４２をより好適に気密に閉塞することができる。具体的には、前記パッキン４１は基板搬送台４の周辺部に形成された凹部において取り外し可能に設けられているものであり、前記基板搬送台４に取り付けられた概略円環状のテフロン（登録商標）製のものである。なお、この実施形態では、パッキン４１は、樹脂であるテフロンを用いているが、メタル製のパッキン４１を用いても構わない。

このパッキン４１の上面内側の一部は、前記基板搬送台４１に取り付けねじ４１２により固定される概略円環状の押さえ部４１１により基板搬送台４に押さえつけて取り付けてある。すなわち、前記取り付けねじ４１２を外し、前記押さえ部４１１を取り外すことにより、例えば、前記パッキン４１の交換等も容易に行うことができる。

また、閉塞位置において前記真空予備室８から前記真空室９への空気の流入を防ぐために、前記パッキン４１の下面と、前記基板搬送台４との間には、Ｏリング４１３を設けてあり、前記真空予備室８を形成する壁体と、前記パッキン４１の上面が接触する部分の間にもＯリング４１４を設けてある。

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、様々な変形や、実施形態の組み合わせを行っても構わない。

１ ：トグルリンク機構
１１ ：トグルリンク
１２ ：駆動部
１３ ：案内部
２１ ：ロッド
２２ ：調整機構
３ ：ベローズ、Ｏリング（シール機構）
４ ：基板搬送台
４２ ：境界開口
１００ ：基板搬送装置
２００ ：イオン注入装置
Ｗ ：基板

このように本発明の基板搬送装置及び半導体製造装置によれば、前記シール構造により前記ロッドと当該ロッドが貫通している壁体との間を気密に密閉することができるので、真空室の内外を行き来するロッドによって真空室の内部に設けられた基板搬送台を移動させるように構成していても、外部から真空室内への空気の流入や、前記ロッドを介して外部の粉塵等が真空室内部へと侵入し飛散することを防ぐことができる。従って、前記ロッドを壁体に対して貫通させていても前記真空室内の真空度や清浄度を保つことができる。また、本発明であれば各ロッドの調整作業やメンテナンス作業について作業スペースを取りやすく構成することができ、作業における負担や手間を軽減することができる。

第３実施形態では、前記第１及び第２実施形態のようにベローズ３を用いるのでは無くシールリングを用いている。より具体的には、シールリングとして、基板搬入室Ｂ内において前記貫通孔の開口周辺にＯリング３１を設けてある。

このパッキン４１の上面内側の一部は、前記基板搬送台４に取り付けねじ４１２により固定される概略円環状の押さえ部４１１により基板搬送台４に押さえつけて取り付けてある。すなわち、前記取り付けねじ４１２を外し、前記押さえ部４１１を取り外すことにより、例えば、前記パッキン４１の交換等も容易に行うことができる。

１ ：トグルリンク機構
１１ ：トグルリンク
１２ ：駆動部
１３ ：案内部
２１ ：ロッド
２２ ：調整機構
３ ：ベローズ（シール構造）
３１ ：Ｏリング（シール構造）
４ ：基板搬送台
４２ ：境界開口
１００ ：基板搬送装置
２００ ：イオン注入装置
Ｗ ：基板

Claims (10)

1. 所定の真空度に保たれている真空室と、外部との間で基板の搬出入を行うための真空予備室との境界開口を気密に閉塞する閉塞位置と前記境界開口を開放する前記真空室内の開放位置との間を移動可能に構成された基板搬送台と、
   前記真空室及び前記真空予備室の外部に設けられたものであって、互いに枢結された複数のリンク要素からなるトグルリンクを具備し、前記トグルリンクを屈伸させることによって出力端を進退させるトグルリンク機構と、
   前記真空室又は前記真空予備室を形成する壁体を貫通して前記基板搬送台と前記トグルリンク機構の出力端との間に介在し、前記出力端の進退動作を前記基板搬送台に伝達する１又は複数のロッドとを備え、
   前記ロッドと前記壁体との間を気密に密閉するシール構造が設けられていることを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記ロッドが複数設けられており、
   前記ロッドの進退方向から視て前記トグルリンク機構が、各ロッドの内側に設けられている請求項１記載の基板搬送装置。
3. 前記トグルリンク機構が、その出力端の移動方向を前記ロッドの進退方向に規制する案内部を更に備え、
   前記ロッドの進退方向から視て前記案内部が各ロッドよりも内側に配置されている請求項１又は２記載の基板搬送装置。
4. 前記案内部が、前記ロッドの進退方向に延びるガイドバーと、前記トグルリンク及び前記ロッドの一端が取り付けられ、前記ガイドバーに沿って移動するスライダーと、前記ガイドバーを前記壁体の外側に取り付けるための取り付け部とを具備し、
   前記ロッドの進退方向から視て前記取り付け部及びガイドバーが各ロッドの内側に配置されている請求項１乃至３いずれかに記載の基板搬送装置。
5. 前記シール構造が、前記壁体の外表面と前記トグルリンク機構との間に設けられて前記ロッドを覆うベローズを有したものである請求項１乃至４いずれかに記載の基板搬送装置。
6. 前記シール構造が、前記壁体の内表面と前記基板搬送台との間に設けられて前記ロッドを覆うベローズを有したものである請求項１乃至５いずれかに記載の基板搬送装置。
7. 前記シール構造が、前記ロッドが貫通する貫通孔の内面に設けられたシールリングを有したものである請求項１乃至６いずれかに記載の基板搬送装置。
8. 前記トグルリンクが、前記基板搬送台が前記閉塞位置にある場合に各リンク要素の少なくとも３つの枢結点が直線上に並ぶ伸びた状態となるように構成された請求項１乃至７いずれかに記載の基板搬送装置。
9. 前記トグルリンク機構から前記基板搬送台までの前記ロッドの長さを調整する調整機構が設けられた請求項１乃至８いずれかに記載の基板搬送装置。
10. 請求項１乃至９いずれかに記載の基板搬送装置を備えた半導体製造装置。