JPH0430447A - 基板の移し換え装置 - Google Patents

基板の移し換え装置

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JPH0430447A
JPH0430447A JP2135908A JP13590890A JPH0430447A JP H0430447 A JPH0430447 A JP H0430447A JP 2135908 A JP2135908 A JP 2135908A JP 13590890 A JP13590890 A JP 13590890A JP H0430447 A JPH0430447 A JP H0430447A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体ウェハ等の基板の移し換え装置に関
し、詳しくは、集積回路等の半導体素子製造プロセスに
おいて、基板にエツチングその他の加工処理を施す基板
処理装置内で、基板を処理室の所定位置に装入したり取
り出したりするために、基板を移し換える装置に関する
ものである。
［従来の技術〕 半導体ウェハは、通常、シリコン等で形成された薄い円
板状をなし、この半導体ウェハに、ドライエツチングや
ＣＶＤその他の処理技術を利用して、目的とする集積回
路等を作製する。半導体うエバの処理装置内は、通常、
真空もしくは厳密に制御されたガス雰囲気に維持する必
要があるため気密構造になっており、処理装置内のスペ
ースはかなり狭く限られている。そのため、処理装置内
で半導体ウェハを移し換える装置は、出来るだけコンパ
クトであることが要求される。また、半導体ウェハに異
物が付いたり、表面に形成する薄膜に不純物が混入され
ないよう、半導体ウェハの移し換え装置は、塵や摩耗粉
等が出来るだけ発生しないことも要求される。
従来における半導体ウェハの移し換え装置としては、複
数の関節を有する移し換えアームの先端に半導体ウェハ
の保持部を設けておき、移し換えアームの関節を屈曲さ
せて保持部を移動させるようになっている。具体的には
、特開平１−１５７５４７号公報、特開平１−１８３３
８３号公報等に開示された構造のものがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、従来における半導体ウェハの移し換え装置は
、処理装置内に１本の移し換えアームを備えているだけ
なので、移し換え作業に時間がかかり、全体の処理時間
が長くなるという問題かあった。
すなわち、通常の処理装置は、複数の反応室もしくは処
理室を備えていて、半導体ウェハを、各処理室に順番に
移し換えてそれぞれの処理室における処理工程を行う。
ところが、１本の移し換えアームでは、例えば、最終の
処理室から半導体ウェハを取り出した後、移し換えアー
ムを１段階前の処理室まで戻し、この処理室から半導体
ウェハを取り出して最終の処理室に移し換え、さらに前
の段階の処理室に移し換えアームを戻すという動作を繰
り返す必要があり、移し換えアームを各処理室に何度も
往復移動させながら、ひとつづつの半導体ウェハを移し
換えるという、非常に面倒で手間のかかる作業を行って
いた。
そこで、この発明の課題は、処理装置内において、半導
体ウェハ等の基板の移し換え作業を、移し換えアームを
何度も往復移動させることな（能率的に行うことのでき
る移し換え装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するこの発明にかかる基板の移し換え装
置は、それぞれの先端に基板保持部を備えた一対の移し
換えアームが支持台上に並設され、各移し換えアームは
、２組の平行リンク機構が屈伸自在に連結されてなり、
前記基板保持部は、各移し換えアームの伸長により前記
支持台から外方に向けて移動し、各移し換えアームの屈
曲により前記支持台内に戻るようになっているとともに
、左右の各移し換えアームの屈曲は互いに外側に向けて
なされるようになっている。
〔作　　用〕
基板の処理装置内に、一対すなわち２本の移し換えアー
ムを備えておけば、ひとつの処理位置において、基板の
取り出し作業と装入作業を、２本の移し換えアームを交
互に使って順次連続的に１工程で行うことができる。す
なわち、一方の移し換えアームに次ぎに装入する基板を
保持させた状態で、他方の移し換えアームで処理を終え
た基板を取り出し、移し換えアーム全体すなわち支持台
を移動させることなく、ただちに前記一方の移し換えア
ームに保持された基板を処理位置に装入すればよいので
ある。他方の移し換えアームで取り出された基板は、こ
の移し換えアームで保持したまま、支持台を旋回させる
などして、つぎの処理位置に移動させる。そして、前記
した１連の作業を再び繰り返せばよい。
このように、ひとつの処理位置における基板の取り８し
および装入作業が、２本の移し換えアームで順次連続的
に１工程で行え、支持台は、ひとつの処理位置における
基板の取り出し装入作業が終わる毎に、つぎの処理位置
に移動させればよく、支持台すなわち移し換えアーム全
体を何度も複数の処理位置間で往復させる必要がなくな
る。
但し、支持台に、間じ処理位置に出入りする一対の移し
換えアームが並設されていると、作動時に互いに衝突し
たり干渉する可能性がある。そこで、この発明では、各
移し換えアームが、２組の平行リンク機構を屈伸させて
、基板保持部を処理位置に出入りさせるようになってい
るとともに、左右の移し換えアームが互いに外側に向け
て屈曲するようになっており、それぞれの移し換えアー
ムの作動範囲が確実に隔離される。
〔実　施　例〕
ついで、この発明の実施例を、図面を参照しながら以下
に説明する。
第１図は、移し換え装置全体の構造を示しており、移し
換えアームを支持する支持台として、歯車機構１２を介
して駆動モータ１１で旋回する旋回台１０を備えている
。駆動モータ１１としては、旋回台１０を所定の角度だ
け正確に回転できるパルスモータが好ましい。旋回台１
０には、一対の移し換えアーム２０．３０が並べて設け
られている。各移し換えアーム２０．３０は、２組の平
行リンク機構４０．５０が連結されており、先端に半導
体ウェハの保持部、すなわち基板保持部６０ａ、６０ｂ
を備えている。移し換えアーム２０と３０とでは、保持
部６０ａと６０ｂの高さ位置に差がある。
平行リンク機構４０は、一対の長いリンク４１４２が旋
回台１０に旋回可能に支持され、一方のリンク４２の旋
回中心となる駆動軸４３は、支持台部１０の下方に取り
付けられた駆動モータ４４に連結されており、駆動モー
タ４４の回転でリンク４２が旋回する。この駆動モータ
４４も、前記旋回台１０用の駆動モータ１１と同様にパ
ルスモータ等の、旋回角度を正確に設定できるものが好
ましい。リンク４１．４２の先端は、もうひとつの平行
うランク機構５０の一対のリンク５１５２とそれぞれ旋
回可能に連結されている。リンク５１．５２の先端は、
Ｃ字形の基板保持部６０ａ、６０ｂに旋回可能に連結さ
れている。前記リンク４１．４２とリンク５１．５２の
連結個所には、それぞれ歯車７０．７２が取り付けられ
ており、互いにギヤ比ｌ：１で噛み合っている。歯車７
０はリンク４２に固定され、歯車７２はリンク５２に固
定されている。リンク５１．５２は、歯車７０．７２よ
りも先に延長され、短いリンク５４で旋回可能に連結さ
れている。
第３図は、上記のような構造の移し換えアーム２０．３
０の作動機構図を示し、リンク４１，４２を長筒とする
平行リンク機構４０と、リンク５１．５２を長筒とする
平行リンク機構５０が、歯車７０．７２の部分でひとつ
の短節を共有する機構を構成している。そして、この共
有節で、リンク４２に固定された歯車７０と、リンク５
２に固定された歯車７２とが噛み合っている。平行リン
ク機構４０が旋回すると、歯車７０．７２の噛み合いに
より、平行リンク機構５０は平行リンク機構４０と反対
方向に同じ角度だけ旋回する。その結果、左右の移し換
えアーム２０．３０が互いに外側に向けて屈曲するとと
もに、保持部６０ａ。
６０ｂは平行リンク機構の短節に沿う方向に直線的に平
行移動することになる。
この発明は、上記のような作動機構を構成できれば、平
行リンク機構４０．５０を構成する各リンク４１．４２
，５１．５２の形状や配置、連結手段等の具体的構造に
ついては、図示した実施例に限らず、自由に変更するこ
とができる。
例えば、図示した実施例では、歯車７０．７２は全周に
歯部を有しているが、前記した作動機構の説明から判る
ように、歯車７０．７２は平行リンク機構４０．５０の
旋回範囲内で噛み合っていればよいので、噛み合いに関
与しない部分では歯部が無くてもよく、歯車７０．７２
として円形歯車の一部が欠けた構造のものを用いること
もできる。
なお、図示した実施例では、２組の平行リンク機構４０
．５０を屈伸作動させるのに、一対の歯車７０．７２を
用いているが、２組の連結された平行リンク機構４０．
５０を屈伸作動できれば、プーリベルトやワイヤ等を利
用した既知の各種作動構造に変更することもできる。但
し、一対の歯車７０．７２を用いる構造であれば、極め
て簡単な構造でしかも確実に作動させることができ、し
かも、摩耗が少ないので、処理装置内に摩耗粉による塵
を発生させることが少ない。
一対の移し換えアーム２０．３０は、旋回台１０の直径
方向を中心にして、同し平面上で左右に並らんでいるが
、それぞれが外側に向けて屈曲するので、移し換えアー
ム２０．３０同士がぶつかったり干渉したりすることは
ない。両方の移し換えアーム２０．３０の基板保持部６
０ａ、６０ｂは、高さ位置が異なるので、上下にすれ違
って直線運動を行う。すなわち、第１図に示すように、
一方の基板保持部６０ａは、コ字形の枠部６２を介して
平行リンク機構５０よりも少し高い位置に設けられてい
るのに対し、他方の基板保持部６０ｂは、平行リンク機
構５０の直く上に取り付けられており、基板保持部６０
ｂが基板保持部６０ａのコ字形枠部６２の内側を通過し
て上下にすれ違うことができる。
第２図は、上記のような移し換え装置が取り付けられた
半導体ウェハの処理装置の構造を示している。
処理装置８０は、移し換え装置を取り付けた移載室８２
の四方に、予備室８４および複数の処理室８６．８７．
８’８を備えている。各室は、ゲート８１で密閉自在に
仕切られており、さらに、予備室８４には外部につなが
るゲート８１が設けられている。各処理室８６〜８８お
よび予備室８４には、半導体ウェハを載置する上下動自
在な移載ピン８３が設けられている。
半導体ウェハは、まず、予備室８４に搬入された後、移
載室８２の移し換え装置で各処理室８６〜８８に順番に
送りこまれて、所定の処理を施され、その後、再び予備
室８４に戻されて搬出される。
移し換え作業を詳しく説明する。まず、移し換えアーム
２０．３０が予備室８４を向くように旋回台１０を旋回
させ、一方の移し換えアーム２０（または３０）で、予
備室８２の半導体ウェハを受は取る。つぎに、旋回台１
０を一定角度旋回させて、最初の処理室、例えば処理室
８６に向ける。空の移し換えアーム３０　（または２０
）で処理室８６の処理済み半導体ウェハを受は取った後
、残りの移し換えアーム２０　（または３０）に保持さ
れた半導体ウェハを空になった処理室８６に移す。なお
、処理室８６のゲート８１は、半導体ウェハの取り出し
および装入が行われている間だけ開けておけばよい。す
なわち、従来のように、１本の移し換えアームでは、移
し換えアームが処理室間を往復する間ずっとゲートを開
けておくと、各処理室の真空度やガス雰囲気が変わって
しまう。また、半導体ウェハの取り出し時および装入時
の２回ゲートの開閉を行うのは大変に面倒である。しか
し、この発明のように、半導体ウエノ＼の取り出し装入
が連続して短時間で行えれば、その間ゲートを開けてお
いても、処理室内の雰囲気を損なう可能性は少ない。
上記のような旋回台１０の旋回移動、空の移し換えアー
ム２０．３０による半導体ウェハの受取り、移し換えア
ーム２０．３０に保持された半導体ウェハの処理室８６
への装入を、順次繰り返すことによって、半導体ウェハ
は、予備室８４から各処理室８６を経て移動するうちに
必要な処理を施され、再び予備室８４に戻ってくる。
処理装置の構成は、図示した構造に限らず、処理室８６
〜８８の数および配置などを自由に変更できる。例えば
、移載室８２の周囲に２部屋以下もしくは４部屋以上の
処理室を設けたり、複数の処理室を直線的に並設してお
き、全ての処理室につながる移載室で、移し換えアーム
を取り付けた支持台が直線的に移動するようになってい
てもよい。半導体ウェハの移し換えは、処理室から処理
室への移し換えだけでなく、同じ処理室内でも、場所の
異なる処理部へ半導体ウェハを移し換える場合もある。
つぎに、移し換え装置の細部構造を説明する。
第４図は、旋回台１０付近の構造を示しており、移載室
８２の構造部分９０に軸受９１を介して旋回台１０が支
持されている。軸受９１の室内側には磁性流体シール９
２が取り付けられていて、軸受９１部分から真空漏れ等
を起こさないように密封している。但し、磁性流体シー
ル９２の代わりに、通常のオイルシールやＯリング等の
密封手段を設けておいてもよい。旋回台１０の下部には
歯車機構１２．１２を介して駆動モータ１１が連結され
ている。駆動モータ１１は構造部分９０に固定されてい
る。旋回台１０の内部にはリンク４２．４２を旋回させ
る駆動軸４３．４３が通っている。駆動軸４３は、軸受
９３を介して旋回台ＩＯに支持されており、軸受９３の
室内側には磁性流体シール９２が設けられている。駆動
軸４３は旋回台１０の下部に固定された駆動モータ４４
に連結されている。これらの、旋回台１０および駆動軸
４３の支持構造や駆動機構は、図示した実施例に限らず
、通常の機械装置における各種構造に変更することがで
きる。
第５図および第６図は、平行リンク機構４０と５０の連
結部分の構造を示している。
第５図に示すように、リンク４２と歯車７０は一体的に
固定され、リンク４２および歯車７０の中心を貫通する
軸７６に軸受７４を介してリンク５１が旋回可能に連結
されている。また、リンク５２と歯車７２が一体的に固
定され、リンク５２および歯車７２の中心を貫通する軸
７６に軸受７４を介してリンク４１が旋回可能に連結さ
れている。したがって、リンク４２が旋回すると、歯車
７０も歯車７２に対して相対的に回転することになり、
歯車７０とギヤ比１：１で噛み合う歯車７２は逆方向に
回転させられ、歯車７２が固定されたリンク５２は、リ
ンク４２と逆方向に旋回して、保持部６０ａまたは６０
ｂを直線的に平行移動させるのである。
第６図は、リンク５１と５２の連結部分を示し、短いリ
ンク５４の両端がリンク５１．５２とともに連結軸５６
で旋回可能に連結されている。この短いリンク５４は、
歯車７０．７２よりも外側でリンク５１．５２を連結し
ているが、短いリンク５４の連結軸５６を、歯車７０．
７２の軸７６で兼用すれば、歯車７０．７２の中心を結
ぶ位置に短いリンク５４を配置することもできる。
なお、以上の説明では、移し換える基板を半導体ウェハ
としたが、その他にも、ガラス、セラミック、金運等か
らなる基板でもよく、また、その形状も円形、角形など
任意の形状でよい。要するに、基板としては、前記移し
換えアームに載せて移し換えできるものであればよいの
である。
〔発明の効果〕
以上に述べた、この発明にかかる基板の移し換え装置は
、一対の移し換えアームを交互に使用することによって
、ひとつの処理位置への基板の装入と取り出しを順次連
続してｌ工程で行うことができる。したがって、従来の
ように、１本の移し換えアームで、前後の処理位置を交
互に移動させながら、基板の装入と取り出しを２段階に
分けて行うのに比べ、はるかに能率的に基板の移し換え
ができる。
その結果、基板の処理作業において、能率向上を阻害す
るひとつの要因であった基板の移し換え作業に要する時
間を大幅に短縮させることができ、基板の処理作業全体
の能率化および作業時間の短縮に大きく貢献することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明にかかる移し換え装置の全体構造を示
す斜視図、第２図は移し換え装置を取り付けた処理装置
全体の水平断面構造図、第３図は移し換え装置の作動状
態を示す機構説明図、第４図は旋回台部分の詳細構造を
示す断面図、第５図は歯車部分の詳細構造を示す断面図
、第６図は平行リンク機構の連結部分の詳細構造を示す
断面図である。 １０・・・旋回台　２０．３０・・・移し換えアーム４
０．５０・・・平行リンク機構　６０ａ、６０ｂ・・・
基板保持部　７０．７２・・・歯車 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第２ 図 第 図 ＼６０ｂ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １　それぞれの先端に基板保持部を備えた一対の移し換
    えアームが支持台上に並設され、各移し換えアームは、
    ２組の平行リンク機構が屈伸自在に連結されてなり、前
    記基板保持部は、各移し換えアームの伸長により前記支
    持台から外方に向けて移動し、各移し換えアームの屈曲
    により前記支持台内に戻るようになっているとともに、
    左右の各移し換えアームの屈曲は互いに外側に向けてな
    されるようになっている基板の移し換え装置。
JP13590890A 1990-05-25 1990-05-25 基板の移し換え装置 Expired - Lifetime JP2808826B2 (ja)

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