JP2862956B2 - 基板搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体基板やガラス基板などの電子部品製
造用の各種基板（以下、基板と称する）を多段に収納し
たカセットから１枚ずつ取り出して、その取り出した基
板を所定の基板待機位置へ搬送供給したり、前記基板待
機位置に在る基板をカセット内へ搬送収納する搬送装
置、すなわち、いわゆるインデクサー搬送ユニットに関
する。

〈従来の技術〉 従来の基板処理装置は、大きく分けて、基板を多段に
収納した複数個のカセットを載置した状態で昇降する昇
降台と、この昇降台に沿って水平移動可能で、昇降台上
のカセットに対して進退移動可能な基板取り出しアーム
と、基板に種々の処理を施す複数個の処理ユニットと、
カセットから取り出された基板を各処理ユニットへ搬送
するプロセス搬送ユニットとを備えている。

処理対象となる基板をカセットから取り出す場合に
は、まず基板取り出しアームが所定のカセットに対向す
る位置にまで水平移動する。続いて、そのカセット内に
収納されている処理対象の基板が基板取り出しアームに
対向する高さになるように、昇降台が昇降する。基板と
基板取り出しアームとが対向すると、基板取り出しアー
ムが前進移動して基板の下方に進入する。アームが進入
した後、昇降台が少し下降する。これにより基板が基板
取り出しアーム上に移載される。基板取り出しアーム
は、この基板を吸着保持した後に後退して、カセットか
ら基板を取り出す。取り出された基板は、さらにプロセ
ス搬送ユニットへ受け渡される。プロセス搬送ユニット
は、この基板を各処理ユニットに搬送する。そして、各
処理ユニットにおいて基板に所定の処理が施される。各
処理ユニットで処理された基板は、上記した基板の取り
出し動作とは逆の順序でカセット内に戻される。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような構成を有する従来装置に
は、次のような問題点がある。

すなわち、従来装置によれば、カセットを昇降させる
際にカセットが振動するので、カセット内に付着してい
た塵埃が離脱して基板に付着したり、あるいは基板収納
溝の内壁と基板端部とが擦れあって塵埃が発生するとい
った不都合がある。そのため従来装置によれば、カセッ
トの振動に起因した塵埃の影響で、基板が汚染されやす
いという問題がある。

ところで、上記のような基板処理装置では、プロセス
搬送ユニットによる基板搬送を支障なく行うために、あ
るいは処理された基板を支障なくカセット内に収納する
ために、基板取り出しアームとプロセス搬送ユニットと
の間で基板を受け渡す過程で、基板の位置合わせを行う
ことが要望されている。しかし、基板の位置合わせ機構
を設けると、基板処理装置がその分、大型化する。特
に、装置の設置スペースが限られている半導体製造工程
などでは、装置の小型が強く望まれているので、基板の
位置合わせ機構をできるだけコンパクトに装置内に組み
込むことは重要な課題である。

本発明は、このような事情からなされたものであり、
カセットと所定の基板待機位置との間での基板の搬送に
おいて、待機位置への基板の位置合わせを行うことによ
り搬送精度および搬送安定性を確保するにもかかわら
ず、基板を位置決めする装置を載置するためのスペース
を不要にした基板搬送装置を提供することを目的とす
る。

また、本発明の他の目的は、カセットからの基板の取
り出しや、カセットへの基板の収納の際に、塵埃によっ
て基板が汚染されることを極力少なくした基板搬送装置
を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよ
うな構成をとる。

すなわち、請求項（１）に記載の第１の発明は、静止
した基台上に載置された状態で基板を多段に収納する基
板収納容器と、所定の基板待機位置との間で、基板を搬
送する基板搬送装置において、 前記基板収納容器と前記基板待機位置との間を移動す
る移動手段と、 前記移動手段に搭載され、基板保持機構を備えたアー
ムと、 前記移動手段に搭載され、前記アームを基板収納容器
に対して進退駆動するアーム進退駆動手段と、 前期移動手段に搭載され、上端が基板収納容器の最下
段の基板収納高さよりも低い位置にあって、基板を載置
する基板載置具と、 前記移動手段に搭載され、上端が基板収納容器の最下
段の基板収納高さよりも低い位置にある複数個の当接片
を、前記基板載置具に載置されている基板の外縁に当接
離間させて、基板載置具に対する基板の載置位置を整合
する基板整合手段と、 前記移動手段に搭載され、少なくとも、基板収納容器
の最上段の基板収納高さから、基板載置具が基板を載置
する高さに至る上下方向の範囲内で、前記アームを昇降
駆動するアーム昇降駆動手段と、 を備えたものである。

また、請求項（２）に記載の第２の発明は、前記第１
の発明の各構成のうち、 アーム昇降駆動手段の代わりに、移動手段を昇降可能
に構成し、 アームに保持された基板を基板載置具に載置する手段
として、基板載置具を、基板搬送高さよりも低い退避位
置と、アームの基板搬送高さよりも高い基板載置位置と
の間で昇降させる基板載置具昇降駆動手段を移動手段に
搭載し、 かつ、移動手段に搭載される基板整合手段の複数個の
当接片を、アームによって基板が搬送される領域外であ
る退避位置から、前記基板載置具に載置されている基板
の外縁に当接する位置にまで移動させて、基板載置具に
対する基板の載置位置を整合するようにしたものであ
る。

また、請求項（３）に記載の第３の発明は、前記第１
の発明の各構成のうち、 基板収納容器への基板の出し入れの際にアームを所望
の基板収納高さにまで昇降させる動作を、移動手段を昇
降可能に構成することによって行い、 前記移動手段に搭載される基板整合手段の複数個の当
接片を、前記アームによって基板が搬送される領域外で
ある退避位置から、前記基板載置具に載置されている基
板の外縁に当接する位置にまで移動させて、基板載置具
に対する基板の載置位置を整合するように構成し、 かつ、アームの保持された基板を、その上端が前記ア
ームによる基板搬送高さよりも低い位置にある基板載置
具に載置する手段として、アームを、基板載置具の基板
載置高さよりも高い位置から、基板載置高さよりも低い
位置の間にわたって昇降駆動するアーム昇降駆動手段を
備え、これを移動手段に搭載したものである。

〈作用〉 第１の発明の作用は次のとおりである。

基板収納容器から基板を取り出す場合は、移動手段が
基板収納容器の近傍にまで移動するとともに、アーム昇
降駆動手段がアームを昇降駆動することにより、基板収
納容器内の取り出し対象となる基板が収納されている高
さにアームをセッティングする。アーム進退駆動手段が
アームを前進駆動することにより、アームが基板収納容
器内に進入し、アーム昇降駆動手段がアームを少々上昇
させることで、アームに基板を保持する。その後、アー
ムが後退駆動されることにより、基板を基板収納容器か
ら取り出す。このとき、基板載置具および基板整合手段
は、その上端が基板収納容器の最下段の基板収納高さよ
りも低い位置にあるので、アームに保持された基板は、
基板載置具や基板整合手段にその進路が邪魔されること
なく取り出されて基板載置具の上方位置にもってこられ
る。

次に、移動手段が移動して基板を待機位置まで搬送
し、この移動の間に、あるいは、その前後に、アーム昇
降駆動手段によって、基板載置具が基板を載置する高さ
以下にアームが下降駆動されることにより、アームに保
持されていた基板が基板載置具に受け渡される。この
後、基板載置具に基板が載置された状態で、基板整合手
段の当接片を基板の外縁に当接離間させることにより、
基板載置具に対する基板の位置合わせが行われる。な
お、基板支持具は移動手段によって基板待機位置へ到着
しているから、基板支持具に対して基板を位置決めする
ことで、基板は基板待機位置へ搬送および位置決めされ
た状態となる。

一方、基板待機位置にある基板を基板収納容器に搬入
する場合、移動手段は基板待機位置にあり、アームは基
板載置具の基板載置高さよりも下方にあり、基板載置具
は基板を載置した状態にある。基板整合手段によって、
基板の位置合わせを行った後、アームが上昇することに
より、基板載置具から位置合わせされた基板をアームが
受け取り、これを保持する。このような位置合わせの後
に、移動手段は基板収納容器の近傍に移動し、この移動
の間に、あるいは、その後に、アームが昇降駆動され
て、基板収納容器の所定の収納位置にセッティングされ
る。続いて、アームが前進駆動されて、基板収納容器内
に基板を搬入して、基板を基板収納容器の所定の収納溝
内に受渡した後、アームを基板収納容器から退出駆動す
る。

第２の発明の作用は次のとおりである。

基板収納容器から基板を取り出す場合は、移動手段が
基板収納容器の近接にまで移動するとともに、昇降する
ことにより、基板収納容器内の取り出し対象となる基板
が収納されている高さにアームをセッティングし、第１
の発明と同様にして基板を基板収納容器外に取り出す。
このとき、基板載置具および基板整合手段の当接片は、
アームにより基板が搬送される領域の外の退避位置にあ
るので、基板載置具や当接片に邪魔されることなく基板
が取り出されて、基板載置具の上方にもってこられる。
基板が取り出されると、移動手段が基板待機位置へ移動
した後、基板載置具は、アームが基板を搬送している高
さよりも低い退避位置から、アームの搬送高さよりも高
い位置にまで上昇駆動され、アーム上の基板が基板載置
具に受渡される。続いて、基板整合手段によって基板載
置具上の基板の位置合わせが行われ、基板は、基板待機
位置へ搬送および位置決めされた状態となる。

基板待機位置にある基板を基板収納容器に搬入する場
合、移動手段は基板待機位置にあり、基板載置具はアー
ムよりも高い位置にある。基板載置具上の基板を基板整
合手段によって位置合わせした後、基板載置具が下降す
ることにより位置合わせされた基板がアームに受渡され
る。このような位置合わせの後に、移動手段は基板収納
容器の近傍に移動するとともに昇降して、アームを基板
収納容器の所定の収納位置にセッティングする。以下、
第１の発明と同様にして基板が基板収納容器内に搬入さ
れる。

第３の発明の作用は次のとおりである。

基板収納容器から基板を取り出す場合は、第２の発明
と同様に移動手段の移動および昇降によって、アームの
位置がセッティングがされて、所定の基板が基板収納容
器外に取り出される。このとき、基板載置具はアームに
よる基板搬送高さよりも低い位置にあり、また、基板整
合手段の当接片は、アームにより基板が搬送される領域
の外の退避位置にあるので、基板載置具や当接片に邪魔
されることなく基板が取り出されて、基板載置具の上方
にもってこられる。基板が取り出されると、移動手段が
基板待機位置へ移動するのは第１の発明と同じである。
この後、アームが基板載置具の上端よりも低い位置に下
降することにより、アーム上の基板が基板載置具に受渡
される。続いて、基板整合手段によって基板載置具上の
基板の位置合わせが行われる。、基板は、基板待機位置
へ搬送および位置決めされた状態となる。

一方、基板待機位置にある基板を基板収納容器に搬入
する場合、移動手段は基板待機位置にあり、アームは基
板載置具よりも下方にある状態にある。基板載置具上の
基板を基板整合手段によって位置合わせした後、アーム
が上昇することにより位置合わせされた基板がアームに
受渡される。このような位置合わせの後に、移動手段は
基板収納容器の近傍に移動するとともに昇降して、アー
ムを基板収納容器の所定の収納位置にセッティングす
る。以下、第１の発明と同様にして基板が基板収納容器
内に搬入される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１実施例 第１図は本実施例に係る基板搬送装置が使用された半
導体製造装置の概略構成を示している。

この半導体製造装置は、半導体基板にフォトレジスト
等をコーティングして熱処理するための装置であり、大
きく分けて、未処理基板を保管したり処理ずみ基板を保
管する部分（以下、インデクサーモジュールと称する）
10と、基板処理に係るプロセスモジュール20とから構成
されている。

インデクサーモジュール10の静止した基台11の上に
は、シリコンウエハ等の半導体基板（以下、単に基板と
いう）Ｗを多段に収納した基板収納容器としての複数個
（ここでは４個）のカセットＣが一列状態に載置されて
いる。インデクサーモジュール10には、各カセットＣ
と、所定の基板受渡し位置Ｐとの間で、基板Ｗを搬送す
るインデクサー搬送ユニット30が設けられている。な
お、前記受渡し位置Ｐは、プロセスモジュール20におけ
る各処理ユニット23₁、23₂、24₂、24₂、24₃へ所定の順
番で基板Ｗを搬送するプロセス搬送ユニット21とインデ
クサー搬送ユニット30との間で基板Ｗの受渡しをする位
置である。

第２図を参照する。第２図はインデクサーモジュール
10の平面図を示している。

後に詳しく説明するように、インデクサー搬送ユニッ
ト30は、各カセットＣと前記基板受渡し位置Ｐとの間を
移動可能に構成されており、基板の下面を吸着すること
によって基板を保持するアーム31や、第２図には現れて
いないが、アーム31をカセットＣに対して進退駆動する
ためのアーム進退駆動機構およびアーム31を昇降させる
ためのアーム昇降機構が搭載されているとともに、基板
Ｗを載置するための基板載置具としての昇降自在な３本
の支持ピン32や、これらの支持ピン32に載置された基板
Ｗの位置合わせをするための基板整合機構などが搭載さ
れている。基板整合機構は、後に詳しく説明するが、支
持ピン32の両側にそれぞれ摺動自在に配設された整合板
34a,34bに、凸状の複数個の当接片33を基板Ｗと略同じ
曲率になるように円弧状に配置しており、前記当接片33
が支持ピン32上の基板Ｗの外縁に当接離間するように整
合板34a,34bを往復駆動することにより、支持ピン32に
対して基板Ｗの位置合わせを行う。

基台11に載置されたカセットＣの前後を挟むよよう
に、昇降自在のコの字状のブラケット35が配備されてお
り、このブラケット35の両先端部に投光素子36と受光素
子37とからなる光センサが取り付けられている。本実施
例では、アーム31による基板Ｗの取り出しの前に、ブラ
ケット35をカセットＣに沿って昇降することにより、前
記光センサで各カセットＣの各収納溝に基板Ｗが収納さ
れているかどうかを検出し、それによって得られた各カ
セットＣの収納溝ごとの基板有り無しの情報を、図示し
ない制御装置のメモリ内に記憶しておき、アーム31によ
る基板の取り出し時には、前記メモリ内の情報に基づい
てアーム31の位置をセッティングするように構成されて
いる。

第１図に戻って、インデクサー搬送ユニット30によっ
て、カセットＣから取り出されて、基板受渡し位置Ｐへ
移動してから、後述するようにして、基板Ｗの位置決め
を行い、プロセス搬送ユニット21への基板Ｗの受け渡し
がなされる。

プロセス搬送ユニット21は、旋回可能なＵの字状の基
板支持アーム22に基板Ｗを載置した状態で基板Ｗを移送
し、プロセスモジュール20に備えられたスピンナーユニ
ット23₁、23₂や、熱処理ユニット24₁〜24₃に基板Ｗを順
にセッティングしていく。プロセスモジュール20で処理
された基板Ｗは、前記基板受渡し位置Ｐにおいて、プロ
セス搬送ユニット21からインデクサー搬送ユニット30へ
受け渡された後、インデクサー搬送ユニット30によって
カセットＣ内に戻される。

以下、第３図〜第７図を参照して、インデクサー搬送
ユニット30の詳細な構成を説明する。

第３図は、インデクサー搬送ユニット30に備えられた
移動機構40、アーム昇降機構50、およびアーム進退駆動
機構60を示した分解斜視図である。なお、第３図では、
理解の容易のために、インデクサー搬送ユニット30に備
えられた支持ピン32、当接片33、およびこれらを駆動す
るための機構については、図示を省略している。

移動機構40の可動ベース部材41は、第１図に示したカ
セット設置用の基台11に並設された一対のガイドレール
42に摺動自在に嵌め付けられている。可動ベース部材41
は、ガイドレール42に並設された螺軸43に螺合され、こ
の螺軸43の一端に連結された図示しないモータで螺軸43
が正逆方向に回転駆動されることにより、基台11に沿っ
て水平移動するようになっている。なお、移動機構40が
第１の発明の構成に言う「移動手段」に対応する。

移動機構40には、次のような構成のアーム昇降機構50
が搭載されている。

すなわち、可動ベース部材41には門形フレーム51が立
設されており、この門形フレーム51に上下方向にわたっ
て架設された一対のガイド軸52に、昇降部材53が摺動自
在に嵌入されている。昇降部材53は、ガイド軸52に並設
された螺軸54に螺合されており、この螺軸54を梁部材51
aに取り付けられたモータ55で正逆方向にベルト駆動す
ることにより、昇降するようになっている。昇降部材53
には、一対のブラケット56が設けられており、このブラ
ケット56の上にアーム進退駆動機構60が配設されてい
る。なお、アーム昇降機構50が第１の発明の構成に言う
「アーム昇降駆動手段」に対応する。

アーム進退駆動機構60のベース板61には、可動ベース
部材41の移動方向と直交する方向にガイドレール62が設
けられており、このガイドレール62にアーム基台63が摺
動自在に嵌め付けられている。このアーム基台63に立設
された支持棒64の上部に、基板Ｗを吸着保持するための
薄板状のアーム31が水平状態に片持ち支持されている。
このアーム31の先端部に、基板Ｗを真空吸着するための
吸着孔31aがある。

アーム進退駆動機構60のベース板61には、ガイドレー
ル62に平行して、無端状のベルト65が一対の従動プーリ
66a,66b間に張設されており、このベルト65の一部がア
ーム基台63と連結されている。また、従動プーリ66bと
主動プーリ67との間に無端状のベルト68が張設され、前
記主動プーリ67をステッピングモータ69で正逆方向に駆
動することにより、アーム基台63がガイドレール62に沿
って往復動するようになっている。なお、アーム進退駆
動機構60が第１の発明の構成に言う「アーム進退駆動手
段」に対応する。

ベース板61には、アーム基台63の原点位置を検出する
ために光センサ70が取り付けられており、この光センサ
70がアーム基台63から水平に延び出たＬ型の遮光板71を
検出することにより、アーム31の原点検出が行われる。

次に、第４図〜第６図を参照して、インデクサー搬送
ユニット30に備えられた支持ピン32、当接片33、および
これら駆動するための機構について説明する。なお、支
持ピン32が第１の発明の構成に言う「基板載置具」に対
応する。

第４図は、支持ピン32、当接片33、およびこれらの駆
動機構を搭載した状態のインデクサー搬送ユニット30
を、第３図のＡ矢印方向からみた一部破断図、第５図は
インデクサー搬送ユニットを第４図のＢ矢印方向からみ
た図、第６図はインデクサー搬送ユニット30に搭載され
た基板整合機構の一部破断平面図である。

門形フレーム51の上面には、第２図で説明した整合板
34a,34bを摺動可能に支持するためのベース板80が、片
持ち状に取り付けられている。このベース板80の中央部
には、第３図に示したアーム31の支持棒64を導出すると
ともに、基板出し入れ時の支持棒64の進退駆動を許容す
る長孔80a（第２図および第６図参照）が形成されてい
る。この長孔80aに直交する方向に、第４図に示すよう
に、一対のガイドレール81aが設けられ、このガイドレ
ール81aに摺動板82aが摺動自在に架設されている。この
摺動板82aに一方の整合板34aが支持板83aを介して支持
されている。長孔80aを挟んでガイドレール81aと対向す
る位置に同様の一対のガイドレール81bがあり（第５図
参照）、このガイドレール81bに摺動自在に架設された
摺動板82bに、他方の整合板34bが支持板83bを介して支
持されている。

第４図に示すように、各摺動板82a,82bの下方には、
支軸84を介してベース板80に揺動自在に取り付けられた
リンク部材85がそれぞれ設けられている。各リンク部材
85は、連結ピン86を介して摺動板82a,82bにそれぞれ緩
く連結されている。また、各リンク部材85の下方には、
ベース板80上に設けられたガイドレール87に摺動自在に
嵌め付けられたＵの字形状のプッシャー板88があり（第
６図、第７図参照）、このプッシャー板88が連結ピン89
を介して、各リンク部材85に緩く結合されている。第７
図に示すように、前記プッシャー板88が、後述するカム
機構によって同図の矢印Ｃ方向に押し出されると、その
作用力が連結ピン89を介して各リンク部材85に伝えら
れ、各リンク部材85は支軸84を中心にして矢印Ｄ方向に
揺動する。その結果、各リンク部材85の連結ピン86に連
結された整合板34a,34bが互いに近づく方向（矢印Ｅ方
向）に動き、整合板34a,34bに設けられた各当接片33が
基板Ｗの外縁に当接する。

第６図に示すように、整合板34a,34bの間にある３本
の支持ピン32は、Ｕの字状の支持板90に支持されてい
る。支持板90の基部は昇降部材91に連結さており、この
昇降部材91が門形フレーム51に上下方向に取り付けられ
たガイドレール92に摺動自在に嵌め付けられている。第
５図に示すように、昇降部材91はコイルバネ93によって
下方向に付勢されており、アーム31がカセットＣに対し
て基板Ｗの出し入れを行っているときには、同図に示し
たような下限位置にある。なお、同図に鎖線で示したア
ーム31は、下限位置にあるときのアーム位置を示してい
る。

なお、整合板34a,34bに設けられた当接片33の上端、
および下限位置にある支持ピン32の上端を、第４図およ
び第５図に示したように、カセットＣの最下段にある基
板Ｗ′の収納高さよりも低い位置になるように設定する
ことにより、アーム31がカセットＣに対して基板Ｗを出
し入れする際に、当接片33や支持ピン32が基板搬送の障
害にならないようにしている。

次に、上述した当接片33や支持ピン32を駆動するため
の機構について説明する。

第４図および第６図に示すように、門形フレーム51の
一方の側壁にガイドレール94が上下方向に設けられてお
り、このガイドレール94に、部材97cが摺動自在に嵌め
付けられており、この部材97cが部材97bを介してカム部
材95に連結されている。カム部材95が設けられた門形フ
レーム51の側壁の内側にエアーシリンダ96が取り付けら
れており、このエアーシリンダ96のロッド96aと前記カ
ム部材95とが、連結部材97a,97bを介して連結されてい
る。カム部材95に形成されたカム溝95aの作動曲面は、
その上方がプッシャー板88のスライド方向（第４図の左
方向）に凸状態になるような湾曲部分95bをもち、湾曲
部分95bの下方は鉛直に延びている。このカム部材95
に、Ｌの字状の従動部材98の下方に取り付けられたカム
ホロア99が嵌入されており、この従動部材98の他端がプ
ッシャー板88に連結されている。

第５図に示すように、カム部材95に連結された部材97
bの下方には、押し上げ部材100が、昇降部材91の下端と
離間した状態で取り付けられており、カム部材95が上昇
駆動されている途中で、この押し上げ部材100が昇降部
材91の下端に当接することにより、その後のカム部材95
の上昇に伴って押し上げ部材100がコイルバネ93の付勢
力に抗して昇降部材91を押し上げて支持ピン32が上昇す
るように構成されている。なお、第５図に示した符号10
1は押し上げ部材100の下端に当接して、カム部材95の下
方への動きを規制するストッパである。

次に、上述した構成を備えたインデクサー搬送ユニッ
ト30の動作を、第８図を参照して説明する。

カセットＣから所定の基板Ｗを取り出す場合の動作
は、次のとおりである。

まず、第３図に示した移動機構40の螺軸43が回転駆動
することによって、可動ベース部材41が水平移動して、
所定のカセットＣに対向する位置にまでくる。上述の移
動途中、あるいは移動後にアーム昇降機構50のモータ55
が駆動して、アーム31を昇降させることにより、アーム
31を前記カセットＣの取り出し対象となっている基板Ｗ
の収納溝位置に対応する高さにセッティングする。次
に、アーム進退駆動機構60のステッピングモータ69が正
転駆動することにより、アーム31をカセットＣ内の取り
出し対象となる基板Ｗの下方に進入させる。そして、ア
ーム31を少し上昇させることにより、基板Ｗをアーム31
上に移載し、アーム31が基板Ｗを吸着保持する。基板Ｗ
の吸着後、ステッピングモータ69が逆転駆動して、アー
ム31を原点位置（第２図示の位置）にまで後退させる。
このような基板取り出し動作のとき、支持ピン32は下限
位置にまで下降している。

基板Ｗを吸着保持した状態でアーム31が原点位置に戻
ると、移動機構40の可動ベース部材41が水平移動して、
基板Ｗを第１図に示した基板受渡し位置Ｐまで搬送す
る。この水平移動の間に、あるいは、その後に、アーム
昇降機構50のモータ55を駆動して、アーム31を下限位置
にまで下降させる。アーム31の下限位置は退避位置にあ
る支持ピン32の上端よりも下方に設定されているので、
アーム31の下降の際に吸着が解除されることにより、ア
ーム31上の基板Ｗが、第８図（A1），（B1）に示すよう
に、待機位置にある支持ピン32の上に受渡される。この
とき、第４図に示したエアーシリンダ96のロッド96aは
縮退している（第４図示の状態）ので、カム部材95は下
限位置にある。したがって、第９図に示すように、従動
部材98に設けられたカムホロア99はカム溝95aの上限位
置にあるので、整合板34a,34bは開いた状態になってい
る。

アーム31が下限位置に達すると、エアーシリンダ96が
駆動されて、ロッド96aが伸長し、カム部材95が上方に
移動する。カム部材95の上昇に伴い、第９図に示すよう
に、カムホロア99がカム溝95aの湾曲部分95bに沿って、
同図における左方向に変位するので、従動部材98が同方
向に変位し、その結果として、整合板34a,34bが互いに
近づくように移動する。カムホロア99が湾曲部分95bの
頂点P₁にきたとき、すなわち、整合板34a,34bが相互に
最も近づいたとき、各当接片33に対する内接円が基板径
と同程度になるように整合板34a,34bの位置関係が予め
調整されているので、仮に基板Ｗが位置ズレを起こした
状態で支持ピン32に載置されていても、上述の整合板34
a,34bの移動途中に、当接片33が基板Ｗの外縁に接触し
て基板Ｗを水平変移させることで、基板Ｗは支持ピン32
に対して常に一定の位置関係になるように位置合わせさ
れる（第８図（A2）、（B2）参照）。

カム部材95がさらに上昇すると、カムホロア99は第９
図のP₁位置から次第に右方向に戻り、P₂位置にまで進ん
だところで、元の位置に戻る。これにより整合板34a,34
bは元の開放状態に復帰する。カムホロア99がP₂位置に
くるまで、カム部材95が上昇したときに、カム部材95に
連結された押し上げ部材100が、昇降部材91の下端に当
接し、それ以後、カム部材95の上昇に伴って、昇降部材
91が上昇する。これにより、位置合わせ済みの基板Ｗを
載置した状態で支持ピン32が上昇し、インデクサー搬送
ユニット30とプロセス搬送ユニット21とで基板Ｗの受渡
しをするように予め設定しておいた高さ（以下、「基板
受渡し高さ」と称する）まで基板Ｗが持ち上げられる
（第８図（A3），（B3）参照）。この基板受け渡し高さ
は、第９図に示すカムホロア99のP₃位置に対応してい
る。

移動機構40が基板受渡し位置Ｐに達し、基板の位置決
めが完了すると、この位置に来たプロセス搬送ユニット
21の基板支持アーム22が、第８図（A4），（B4）に示す
ように、支持ピン32に載置された基板Ｗの下方に進入す
る。その後、基板支持アーム22が上昇することにより、
基板Ｗが基板支持アーム22上に受渡され、基板支持アー
ム22は、この基板Ｗを上述したように、プロセスモジュ
ール20の各処理ユニットに移送する。

次に、基板ＷをカセットＣに搬入する場合の動作につ
いて説明する。

基板Ｗの搬入は、上述した基板Ｗの搬出動作と略逆の
順序で行われる。すなわち、インデクサー搬送ユニット
30は、基板受渡し位置Ｐで、アーム31は下降した状態で
支持ピン32は上昇した状態で待機している。その後、プ
ロセスモジュール20で処理された基板Ｗは、基板支持ア
ーム22に載置された状態で、基板受渡し位置Ｐに移送さ
れる。その後、プロセス搬送ユニット21の基板支持アー
ム22が下降することによって、基板Ｗが支持ピン32に受
渡される。

この状態で、カムホロア99は第９図に示したように、
カム部材95のP₃位置にある。基板Ｗが受渡されると、エ
アーシリンダ96のロッド96aが縮退することにより、カ
ム部材95が下降し、カムホロア99はP₃位置からP₂位置に
向けて移動する。この間、カム部材95の下降に伴って、
昇降部材91が下降することにより、支持ピン32が下降し
て、基板Ｗを下限位置にセッティングする。カム部材95
が更に下降して、カムホロア99がP₂位置からP₁位置に移
動することにより、当接片33が上述の同様に、前記基板
Ｗの外縁に当接するように駆動されて、基板Ｗの位置合
わせが行われる。カム部材95が原点位置にまで下降する
と、カムホロア99がP₀位置に戻る。これにより、当接片
33は基板Ｗから離れた初期状態に復帰する。

上述の位置合わせの後、アーム31が上昇し、支持ピン
32上で位置合わせされた基板Ｗがアーム31上に載置さ
れ、吸着保持される。つづいて、移動機構40は元のカセ
ットＣに対向する位置にまで水平駆動されるとともに、
その基板Ｗが収納されていた収納溝の高さにまで昇降さ
れる。

移動機構40の移動およびアーム31の高さセッティング
が完了すると、アーム進退駆動機構60が駆動されて、ア
ーム31がカセットＣ内に進入し、基板Ｗが所定の収納溝
内に搬入される。その後、アーム31が基板Ｗの吸着を解
除した状態で、若干下降することにより、基板Ｗが収納
溝に受け渡される。基板Ｗの受渡しが終わると、アーム
31が退出駆動され、原点位置に戻る。

以上のように、基板Ｗの搬入が終わると、インデクサ
ー搬送ユニット30は、次の基板Ｗの取り出し動作に備え
て待機する。

第２実施例 第１実施例では、移動機構40に搭載されたアーム昇降
機構50によって、アーム31をカセットＣの所定の収納溝
に対向する高さにまで昇降させて基板Ｗの搬出・搬入を
行うように構成したが、水平移動可能な移動機構（第１
実施例の移動機構40に相当する）を昇降機構に搭載して
移動機構を昇降可能に構成し、移動機構自体を昇降させ
ることによってアームを所定の収納溝高さにセッティン
グするように構成してもよい。

前記移動機構に搭載されたアームは吸着などによる基
板保持機構を備え、第１実施例と同様のアーム進退駆動
機構によってカセットに対して進退駆動される。

第２実施例では、移動機構自体を昇降させるように構
成し、第１実施例のようにアーム自体は独立して昇降し
ないので、アームと基板載置具（第１実施例での支持ピ
ン32に相当する）の間の基板受渡しのために、次のよう
な基板載置具昇降駆動機構を備える。すなわち、第２実
施例の基板載置具昇降駆動機構は、基板載置具の上端
が、アームによる基板搬送高さよりも低い退避位置と、
前記基板搬送高さよりも高い基板載置との間で移動する
ように、基板載置具を昇降駆動するように構成する。

また、第２実施例では、アームが独立して昇降しない
ように構成した関係上、アームによってカセットに基板
を出し入れする際、基板位置合わせ用の当接片が前記基
板の出し入れに障害とならないような位置に退避させて
いる。すなわち、本実施例の基板整合手段（例えば、第
１実施例での整合板34a,34b等）は、これに設けられた
複数個の当接片が、アームによって基板が搬送される際
に、基板が搬送される領域よりも外側にある退避位置に
退避させておく（すなわち、第１実施例で言えば、基板
搬出・搬入時に、当接片33が基板に接触しないように、
整合板34a,34bの間が基板Ｗの外径よりも広い状態にな
る位置にまで退避させておく）ように構成している。そ
して、基板載置具に載置された基板を位置合わせする際
には、前記退避位置から、基板の外縁に当接する位置に
まで当接片を移動させて、基板の位置合わせを行うよう
にしている。

第２実施例によれば、移動手段による水平方向の移動
と昇降移動によって、アームがカセットの所定の収納溝
に対向する高さにセッティングされた後、アームはアー
ム進退駆動機構によってカセット内に進入駆動され、カ
セット内の基板を受け取り、この基板を保持する。その
後、アームはカセットから退出して、基板載置具の上方
に基板を取り出す。次に、前記移動機構が水平移動し
て、基板を基板受渡し位置へ搬送するのは第１実施例の
場合と同様である。その後、基板載置具がアームによる
基板搬送高さよりも高い位置にまで上昇することによ
り、アーム上の基板が基板載置具に受渡される。そして
基板整合機構が駆動されて基板の位置合わせが行われ
る。

基板をカセットに搬入する場合には、基板載置具をア
ームによる基板搬送高さよりも高い位置にまで上昇させ
た状態で、本発明に係る基板搬送装置を基板受渡し位置
に待機させておき、第１図に示したプロセス搬送ユニッ
ト21などから基板載置具上に基板が受渡される。次に、
基板整合手段が駆動されて基板の位置合わせが行われた
後に、基板載置具が下降することにより、基板載置具上
の基板がアーム上に載置されて、保持される。上述の基
板位置合わせの後に、移動機構が水平移動とともに昇降
移動して、基板をカセットの元の収納溝に対向する位置
にまで搬送し、アームを前記カセット内に進入駆動され
ることによって、基板をカセット内の所定の溝に収納す
る。

このように構成することによっても、第１実施例と同
様に、カセットに対する基板の搬出・搬入および基板の
位置合わせを、同じ基板搬送装置内で行うことができ
る。

第３実施例 第３実施例も、前記第２実施例と同様に、アームをカ
セットの所定の収納溝に対向する高さにまで昇降させる
ための機構として、移動機構を昇降可能に構成し、移動
機構自体を昇降させることによってアームを所定の収納
溝高さにセッティングするように構成する。

前記移動機構に搭載されたアームは吸着などによる基
板保持機構を備え、第１実施例と同様のアーム進退駆動
機構によってカセットに対して進退駆動される。

基板を載置するために移動機構に搭載される基板載置
具は、アームによる基板の搬送の際に障害にならないよ
うに、基板搬送高さよりも低い位置に設けられている。

また、基板載置具に載置された基板を位置合わせする
ための基板整合手段に備えられた複数個の当接片は、第
２実施例の場合と同様に構成されている。

さらに、アームと基板載置具との間で基板を受渡しす
る手段として、第１実施例のアーム昇降機構50と同様の
アーム昇降駆動機構を前記移動機構に搭載する。ただ
し、本実施例のアーム昇降駆動機構は、アームと基板載
置具との間で基板を受渡しするために設けられたもので
あるので、アームの駆動範囲は、基板載置具の基板載置
高さよりも高い位置から、基板載置高さよりも低い位置
の間である。

本実施例によれば、第２実施例と同様に、移動機構が
駆動された後、アームによってカセット内の基板が取り
出される。アームがカセットから退出した後、移動機構
が水平に移動して、基板を基板受渡し位置へ搬送するの
は第１実施例の場合と同様である。次に、アーム昇降駆
動機構によってアームが下降することにより、基板が基
板載置具に受渡され、基板整合機構が駆動されて基板の
位置合わせが行われる。

基板をカセットに搬入する場合には、アームを基板載
置具よりも低い位置に退避させた状態で、本発明に係る
基板搬送装置を基板受渡し位置に待機させておき、第１
図に示したプロセス搬送ユニット21などから基板が基板
載置具上に受渡される。次に、基板整合手段が駆動さ
れ、基板の位置合わせが行われた後に、アームが基板載
置高さよりも高い位置にまで上昇駆動されることによ
り、基板載置具上の基板がアーム上に載置されて、保持
される。上述の基板位置合わせの後に、移動機構が水平
および昇降移動して、基板をカセットの元の収納溝に対
向する位置にまで搬送し、アームが前記カセット内に進
入駆動されることによって、基板をカセット内の所定の
溝に収納する。

また、第１〜第３いずれの発明も、以下のように構成
することが可能である。

（１）第１実施例で、４個のカセットを静止した基台上
に載置したが、カセットの数は１個、あるいは５個以上
であってもよい。

（２）第１実施例において、支持ピン32を昇降させたの
は、ウエハ移送機構21のウエハ支持アーム22が、支持ピ
ン32の外側から基板Ｗを支えるＵの字形状のアームで構
成されているため、支持ピン32の下限位置で基板Ｗの受
渡しを行うと、整合板34a,34bが邪魔になって、基板Ｗ
の下方にウエハ支持アーム22を進入させることができな
いからである。したがって、整合板34a,34bと干渉し合
わないような構造のウエハ支持アーム（例えば、基板Ｗ
を上から吸着保持するようなアーム）にすれば、基板Ｗ
の受渡しのために必ずしも支持ピン32を昇降させる必要
はない。

（３）本発明に係る基板搬送装置が使用される基板処理
装置の一例として、基板にフォトレジストなどをコーテ
ィング処理する半導体製造装置を例に採って説明した
が、本発明は、例えば現像、エッチング、拡散処理装置
などの、種々の基板処理装置にも適用することが可能で
ある。特に、拡散炉や酸化炉等のような熱処理装置に適
用する場合の基板収納容器として、実施例のカセットの
代わりに、半導体基板を一定間隔に多数枚配列させた状
態で半導体熱処理炉の石英管内に挿抜されるボートを用
いてもよい。

（４）また、搬送対象となる基板は、実施例のような半
導体基板に限らず、例えば、液晶表示器用のガラス基板
や、金属板など、種々の基板を対象とすることができ
る。

（５）アームに備えられる基板保持機構は、吸着による
ものに限らず、基板を載置するような支持ピンなどで構
成してもよい。

（６）また、基板載置具は必ずしもピン構造に限らず、
板状部材であってもよく、また、基板整合手段の当接片
もピン構造のものに限らず、端辺が基板の外径と同様な
曲率の凹状に形成された板状部材を基板の外縁に当接離
間させて、基板の位置合わせを行うようにしてもよい。
また、基板が矩形状である場合には、その形状に合わせ
て当接片が配置形成されることはいうまでもない。

（７）本発明に係る基板搬送装置は、前記プロセスモジ
ュール20のような基板に対して処理を施す装置に組み付
けられるのに限定されるものではなく、例えば、各種測
定装置に組付けられてもよい。また、前記各実施例にお
ける基板受渡し位置Ｐは、第１から第３の発明の構成に
言う「基板待機位置」に対応する。基板待機位置は、前
記プロセス搬送ユニット21のような基板搬送手段との基
板受渡し位置Ｐに限定されるものではなく、例えば、基
板に対する各種測定装置の測定ステージであってもよ
い。

このように、本発明の各部は種々変形実施可能であ
り、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、それらの変形態
様も本発明に含まれるものである。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、請求項第（１）項か
ら第（３）項のいづれの発明に係る基板搬送装置も、基
板収納容器と基板待機位置との間を移動する移動手段
に、基板搬出・搬入用のアームとともに、基板を載置す
る基板載置具、および前記基板載置具に載置された基板
を位置合わせする基板整合手段などを搭載したから、従
来装置のように、基板搬送装置とは別体の基板位置合わ
せ機構を設置する必要がなくなり、その分だけ、この種
の基板搬送装置が使用される基板処理装置を小型化する
ことができる。

また、請求項第（１）項から第（３）項の各発明は、
カセットからの基板の取り出しや、カセットへの基板の
収納の際に、カセットが昇降しないので、カセットの振
動に起因した塵埃の発生がなくなり、基板搬送の過程で
基板が汚染されるという不都合を極力少なくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は実施例に係る基板搬送装置が使用される基板処理装
置の外観斜視図、第２図はインデクサー搬送ユニットの
平面図、第３図はインデクサー搬送ユニットに備えられ
た移動機構，アーム昇降機構，アーム進退駆動機構を示
した分解斜視図、第４図はインデクサー搬送ユニットに
備えられた基板載置機構および基板整合機構の構成を示
した第３図のＡ方向矢視図、第５図は第４図のＢ方向矢
視図、第６図は基板載置機構および基板整合機構を平面
視した一部破断図、第７図は基板整合機構の説明図、第
８図は実施例装置の動作説明図、第９図はカム部材の昇
降に伴うカムホロアの位置の説明図である。 Ｗ…半導体基板（基板） Ｃ…カセット（基板収納容器）、11…基台 30…インデクサー搬送ユニット 32…支持ピン（基板載置具） 40…移動機構（移動手段） 60…アーム進退駆動機構（アーム進退駆動手段） 33…当接片（基板整合手段） 34a,34b…整合板（基板整合手段） 95…カム部材、99…カムホロア 96…エアーシリンダ

フロントページの続き (72)発明者 岡本 健男 京都府京都市伏見区羽束師古川町322番 地 大日本スクリーン製造株式会社洛西 工場内 (72)発明者 岡 義二 京都府京都市伏見区羽束師古川町322番 地 大日本スクリーン製造株式会社洛西 工場内 (56)参考文献 特開 平２−211650（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−211749（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−290946（ＪＰ，Ａ) 特許2552017（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/68 B65G 49/07

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静止した基台上に載置された状態で基板を
   多段に収納する基板収納容器と、所定の基板待機位置と
   の間で、基板を搬送する基板搬送装置において、 前記基板収納容器と前記基板待機位置との間を移動する
   移動手段と、 前記移動手段に搭載され、基板保持機構を備えたアーム
   と、 前記移動手段に搭載され、前記アームを基板収納容器に
   対して進退駆動するアーム進退駆動手段と、 前記移動手段に搭載され、上端が基板収納容器の最下段
   の基板収納高さよりも低い位置にあって、基板を載置す
   る基板載置具と、 前記移動手段に搭載され、上端が基板収納容器の最下段
   の基板収納高さよりも低い位置にある複数個の当接片
   を、前記基板載置具に載置されている基板の外縁に当接
   離間させて、基板載置具に対する基板の載置位置を整合
   する基板整合手段と、 前記移動手段に搭載され、少なくとも、基板収納容器の
   最上段の基板収納高さから、基板載置具が基板を載置す
   る高さに至る上下方向の範囲内で、前記アームを昇降駆
   動するアーム昇降駆動手段と、 を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 【請求項２】静止した基台上に載置された状態で基板を
   多段に収納する基板収納容器と、所定の基板待機位置と
   の間で、基板を搬送する基板搬送装置において、 前記基板収納容器と前記基板待機位置との間を移動し、
   かつ昇降可能な移動手段と、 前記移動手段に搭載され、基板保持機構を備えたアーム
   と、 前記移動手段に搭載され、前記アームを基板収納容器に
   対して進退駆動するアーム進退駆動手段と、 前記移動手段に搭載され、基板載置する基板載置具と、 前記移動手段に搭載され、前記基板載置具の上端が、前
   記アームの基板搬送高さよりも低い退避位置と、アーム
   の基板搬送高さよりも高い基板載置位置との間で移動す
   るように、基板載置具を昇降駆動する基板載置具昇降駆
   動手段と、 前記移動手段に搭載され、複数個の当接片を、前記アー
   ムによって基板が搬送される領域外である退避位置か
   ら、前記基板載置具に載置されている基板の外縁に当接
   する位置にまで移動させて、基板載置具に対する基板の
   載置位置を整合する基板整合手段と、 を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
3. 【請求項３】静止した基台上に載置された状態で基板を
   多段に収納する基板収納容器と、所定の基板待機位置と
   の間で、基板を搬送する基板搬送装置において、 前記基板収納容器と前記基板待機位置との間を移動し、
   かつ昇降可能な移動手段と、 前記移動手段に搭載され、基板保持機構を備えたアーム
   と、 前記移動手段に搭載され、前記アームを基板収納容器に
   対して進退駆動するアーム進退駆動手段と、 前記移動手段に搭載され、その上端が前記アームによる
   基板搬送高さよりも低い位置にあって、基板を載置する
   基板載置具と、 前記移動手段に搭載され、複数個の当接片を、前記アー
   ムによって基板が搬送される領域外である退避位置か
   ら、前記基板載置具に載置されている基板の外縁に当接
   する位置にまで移動させて、基板載置具に対する基板の
   載置位置を整合する基板整合手段と、 前記移動手段に搭載され、前記アームを、基板載置具の
   基板載置高さよりも高い位置から、基板載置高さよりも
   低い位置の間にわたって昇降駆動するアーム昇降駆動手
   段と、 を備えたことを特徴とする基板搬送装置。