JPH09102526A

JPH09102526A - 真空内基板搬送装置

Info

Publication number: JPH09102526A
Application number: JP25900395A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sato; 敏佐藤
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】スループットを向上し、搬送装置からの発塵
・汚染を防止でき、容器内が大気または真空時、搬送装
置の上下方向の位置がずれることがなく、容器板厚をで
きるだけ薄く、かつ容器重量をできるだけ軽くすること
のできる基板搬送装置を提供する。【解決手段】真空容器１の上面板１ａと底面板１ｂに
は旋回軸３０が支持され、その旋回軸３０に多段関節リ
ンク機構Ａを設け、その多段関節リンク機構Ａの搬送腕
を複数段取付けたことを特徴とする。また、多段関節リ
ンク機構Ａの第１と第２の関節リンク５２，５７を共通
にし、この第１の関節リンク５２を３腕の関節リンク構
造の搬送腕を駆動する基板搬送装置のある軸に固定し、
この１つの第２の関節リンク５７上に櫛歯状の第３腕を
垂直に固定し、複数段の第３の関節リンク６２，６２・
・・は１つの櫛歯状の第３腕に夫々保持してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置，
ＬＣＤ製造装置の様に真空内で処理を行う装置におい
て、真空内をウェーハ等の基板を搬送する為の真空内基
板搬送装置、更に詳細には図１１，１２示のような真空
容器１内においてその内部よりシリコンウェーハのよう
な基板２をその側方に上下複数段に設けた処理室３，３
・・・とロードロック室４，４・・・内に搬入またはそ
れらより搬出する基板搬送装置に関する。図１１は処理
室３，３・・・とロードロック室４，４・・・を４段、
図１２は同じく３段に設けた場合を示す。

【０００２】

【従来の技術】かかる作業を行うため、従来は図１３に
示すように真空容器１の中心においてその上面板１ａと
底面板１ｂ間に一対の縦のガイド軸１０，１０によりガ
イドブロック１１を上下動すべく設け、このガイドブロ
ック１１はネジ軸１２により上下に駆動し、このガイド
ブロック１２上に基板１を水平方向に搬送する第１腕１
３，第２腕１４，第３腕１５を支持していた。なお図中
１６はネジ軸１２を駆動部１７を介して駆動するモー
タ、１８，１８は上下の支持ベアリング、１９は磁気シ
ールである。

【０００３】基板２の垂直搬送はモータ１６の駆動によ
りネジ軸１２を回転させ、ガイド軸１０，１０に沿って
ガイドブロック１１を上下移動させる。ガイドブロック
１１に取付けられた進退・旋回可能な３関節リンク構造
の第１〜３腕１３〜１５の搬送腕をもつ搬送装置によっ
て水平搬送が行なえる。よって垂直方向・水平多方向で
の搬送が可能である。この搬送装置はモータの駆動部１
７以外は真空容器１内に設置され、大気側設置のモータ
駆動部からの駆動伝達のためのシール方法は磁気シール
１９を用いている。これにより、真空内での搬送が可能
となっている。

【０００４】図１４，１５は従来の他の例を示すもの
で、図１３と同じ符号を用いて示すと、その底面板１ｂ
の中心筒状部１ｃに固定した軸受２０内に３腕の関節リ
ンク構造の搬送腕を駆動する基板搬送装置２２のある軸
２１を上下動及び回動すべく設け、基板２を水平方向に
搬送するこの軸２１の上面に上部第１腕１３，第２腕１
４，第３腕１５を設けたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記基板搬送装置は、
１枚ずつ基板２を搬送するもので、垂直方向・水平多方
向の基板搬送が可能であるが、搬送に要する時間は処理
室ないしはロードロック室等の搬送しなければならない
部屋の段数が増えれば増えるほど長くなり、装置性能で
あるスループット（単位時間の処理枚数）の向上はそれ
程望めない。また、図１３示の搬送装置はネジ軸，ガイ
ド軸，支持ベアリング等の摺動部が真空内に存在するた
め、この摺動部からの発塵・汚染が問題視されている。
また、図１４，１５示のものは上下方向の移動ストロー
クが長くなればなる程、搬送腕駆動部が比例的に長くな
り、かつ、上下方向のガイドが難しくなる。この搬送装
置は真空容器の底面板に取り付けられており、通常、組
立・搬送調整は容器内が大気の時に行い、容器内を真空
にし、搬送確認を行うが、底面板１ｂの強度（たわみ）
により上下方向の位置ずれが起こりやすく、容器内真空
時においても搬送調整を行う必要がある。そのため、底
面板１ｂを最適な厚さにするか、補強を施すと厚くなっ
てしまい、真空容器１そのものも重くなってしまう欠点
がある。

【０００６】本発明の目的は、かかる従来技術の搬送時
間が装置性能のスループットに大きな影響を与えてお
り、スループット向上が図れないという問題点と、ま
た、搬送装置からの発塵・汚染の問題を解決し、搬送時
間の短縮によりスループットを向上することができ、搬
送装置からの発塵・汚染を防止できる真空内基板搬送装
置を提供することである。また、従来の真空容器の強度
（たわみ）により、容器内が大気または真空時、搬送装
置の上下方向の位置がずれる問題を解決し、容器板厚を
できるだけ薄く、かつ容器重量をできるだけ軽くするこ
とのできる基板搬送装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器１の
上面板１ａと底面板１ｂには旋回軸３０が支持され、そ
の旋回軸３０に多段関節リンク機構Ａを設け、その多段
関節リンク機構Ａの搬送腕を複数段取付けたことを特徴
とする。また、旋回軸３０内には、進退駆動軸４１を通
し、この進退駆動軸４１の回転駆動により多段関節機構
Ａの搬送腕を一括して同時に動作できるようにしたもの
である。また、真空容器１の上面板１ａと下面板１ｂに
は旋回軸３０を回転及び上下動すべく設け、この旋回軸
３０には上下動機構Ｃを設けると共に旋回軸３０の上部
と下部にはそれを気密に保持するための伸縮可能なベロ
ーズ８９，９０を設けてなる。また、上記旋回軸３０に
は進退駆動軸４１を回動及び上下動すべく設け、この進
退駆動軸４１にはその上下動機構Ｄを設け、旋回軸３０
には多段関節リンク機構Ａの摺動部分を気密に保持する
伸縮可能なベローズ９４を設けてなる。さらに、第１と
第２の関節リンク５２，５７を共通にし、この第１の関
節リンク５２を３腕の関節リンク構造の搬送腕を駆動す
る基板搬送装置２２のある軸９５に固定し、この１つの
第２の関節リンク５７上に櫛歯状の第３腕６２ａを垂直
に固定し、複数段の第３の関節リンク６２，６２・・・
は１つの櫛歯状の第３腕６２ａに夫々保持してなる真空
内基板搬送装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を従来と同じ部分は同じ符号を用いて詳細に説明する。
図１，図２示のように、真空容器１の中心においてその
上面板１ａと下面板１ｂには真空容器１内を垂直方向に
貫通する中空の旋回軸３０の上部と下部とを支持ベアリ
ング３１，３２により回動すべく設け、その支持ベアリ
ング３１，３２の内側には磁気シール３３，３４を設け
る。この旋回軸３０の上部に第１と第２の支持台３５，
３６を介して固定した軸３７は旋回駆動部３８を介して
支持台３９上に固定した旋回用モータ４０に連結する。
上記旋回軸３０内の中心には進退駆動軸４１の上下部を
ベアリング４２とスラストベアリング４３により回動す
べく支持し、この進退駆動軸４１の上端突出部は第１の
支持台３５上に固定した駆動部４４を介して進退用モー
タ４５に連結する。

【０００９】前記旋回軸３０には３腕の多段関節リンク
機構Ａを設ける。図１，２は図１２に合わせて３段の場
合を示すが、図１１に合わせて４段或いはその他の段数
でよい。この多段関節リンク機構Ａは上記処理室３，３
・・・とロードロック室４，４・・・に対応させて複数
段に搬送腕を有する。すなわち、旋回軸３０には上記処
理室３，３・・・とロードロック室４，４・・・とに対
応する高さの位置に中空のフランジ４６，４６・・・を
一体に設け、これらのフランジ４６，４６・・・内に回
動すべく支持した垂直軸４７に固定した歯車４８は中間
ベルト４９を介して上記進退駆動軸４１に設けた歯車５
０に連結する。上記垂直軸４７は磁気シール５１を介し
て上方に突出させ、この突出端部に中空の第１関節リン
ク５２を固定し、この第１関節リンク５２の端部に回動
すべく支持した垂直軸５３に固定した歯車５４は上記フ
ランジ４６に固定した垂直軸５１と同軸の歯車５５にベ
ルト５６により連結する。上記垂直軸５３の上方突出端
部には中空の第２関節リンク５７を固定し、この第２関
節リンク５７の端部に回動すべく支持した垂直軸５８に
固定した歯車５９は第１の関節リンク５２に固定した垂
直軸５３と同軸の歯車６０にベルト６１を介して連結す
る。上記垂直軸５３の上方突出端部には基板２を載せる
第３の関節リンク６２を固定する。進退駆動軸４１から
搬送腕への回転伝達方法は、タイミングベルトとプー
リ，スチールワイヤとプーリ，歯車組合せ等、自由であ
る。

【００１０】次に上記装置の動作を説明する。旋回用モ
ータ４０が回動すると旋回駆動部３８、軸３７、支持台
３６，３５を介して旋回軸３０が回動し、フランジ４
６，４６・・・の向きが変わる。次に進退用モータ４５
が回動すると進退駆動軸４１とその歯車５０，５０・・
・が回動し、ベルト４９、歯車４８、垂直軸４７を介し
て第１関節リンク５２，５２・・・が回動し、また歯車
５５よりベルト５６、歯車５４、垂直軸５３を介して第
２関節リンク５７，５７・・・が回動し、更に歯車６０
よりベルト６１、歯車５９、垂直軸５８を介して各段の
第３関節リンク６２，６２・・・が回動し、その各段の
搬送腕上に載った複数個の基板２，２・・・は一括して
同時に連動して水平方向に任意の位置に搬送される。ま
た真空容器１とその外界に接する可動部分は磁気シール
３３，３４、５１，５１によりシールされる。

【００１１】上記３腕の関節リンク機構Ａの搬送腕はす
でに公知の事例として真空内での基板搬送用として用い
られ、発塵・汚染対策が施されている。それ以外からの
摺動部は真空容器内に無いため、搬送装置からの発塵・
汚染は基板処理上問題とならないレベルである。また、
搬送腕が複数段取り付けられ、一括動作可能となってい
るため、基板の一括搬送が可能である。この搬送装置は
真空容器の上面板と底面板に支持されているため、容器
内が大気であろうとも真空であろうとも、たわみによる
影響を受けずらく、搬送調整を容器内大気時に行うだけ
で容器内真空時には確認だけでよい。また、板厚をでき
るだけ薄く、かつ容器重量をできるだけ軽くすることが
できる。

【００１２】次に図３につき各処理室３，３・・・とロ
ードロック室４，４・・・における基板１の搬入，搬出
装置を説明する。（イ）示のように上記処理室３，３・
・・或いはロードロック室４，４・・・内には基板受け
渡し機構Ｂを設ける。この基板受け渡し機構Ｂは基板設
置部７０が水平に固定され、その下側には基板２の上下
動用のピン７１，７１を植設した昇降板７２があり、こ
の昇降板７２の中心棒７３は上下移動用のエアシリンダ
７４のピストン７５にフローティングジョイント７６を
介して連結される。上記中心棒７３の下部フランジ７７
はエアシリンダ７４を吊り下げる棒７８，７８に上下動
すべく嵌合したガイド７９により案内し、上記処理室
３，３・・・或いはロードロック室４，４・・・との間
はそれと下部フランジ７７間に挿入したベローズ８０に
より気密に保持する。

【００１３】図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は基板２の
搬入の順序を示すもので、（ロ）示のように第３関節リ
ンク６２が基板２を基板設置部７０の上方に搬入すると
（ハ）示のようにエアシリンダ７４によりピン７１，７
１が上昇し、基板２を持ち上げる。次に（ニ）示のよう
に第３関節リンク６２のみが脱出し、（ホ）示のように
ピン７１，７１が下降し、基板２は基板設置部７０上に
設置される。基板２を搬出するときは上記と全く逆の動
作が行われる。上記第１の実施の形態では、旋回軸３０
は上下動しないが、上下動するようにしてもよい。

【００１４】図４，５は本発明の第２の実施の形態を示
すもので、図１，２と同じ部分は同じ符号を用い、異な
る部分のみを説明する。旋回軸３０には上下動機構Ｃを
設ける。すなわち、旋回軸３０は支持ベアリング３１，
３２内に回動および上下動すべく設け、その上面に固定
したリング８１は上下移動用ガイド８２により上下動す
べく案内し、またその下面に固定した断面Ｌ型の筒８３
は底面板１ｂに設けた上下移動用ガイド８４により上下
動すべく案内する。上記リング８１のナットは上下移動
用ネジ軸８５に係合し、そのネジ軸８５は上下駆動部８
６を介して支持台８７上に固定した上下動用モータ８８
に連結する。上記上下移動用ガイド８２の内側には真空
容器１外において磁気シール３３を包囲する伸縮可能な
ベローズ８９を設け、上記上下移動用ガイド８４の外側
には真空容器１内においてそれを包囲する伸縮可能なベ
ローズ９０を設ける。次に上記装置の動作を説明する。
上下動用モータ８８によりネジ軸８５が回動するとその
ねじ溝によりリング８１が上下動され、旋回軸３０及び
それに保持された多段関節機構Ａは上下に作動される。
この際、ベローズ８９と９０は伸縮し、旋回軸３０の上
部と下部の気密を保持する。

【００１５】以上のように旋回軸３０は真空容器１内を
貫通させ、上部・下部を磁気シールを介して支持ベアリ
ングにて、旋回可能にかつ気密にシールし支持する。そ
の旋回軸に必要段数の３関節リンク構造の搬送腕を磁気
シールにより旋回可能にかつ気密にシールし取り付け
る。３腕の多段関節リンク機構Ａの搬送腕の進退駆動は
旋回軸内を上下で支持した進退駆動軸４１の回転により
行われる。旋回軸３０上部，下部の伸縮可能なベローズ
８９，９０と上下移動用ガイドを設け、上下移動用ネジ
軸の回軸により上下移動用ガイドにならってこの搬送装
置が上下できるようになっている。この他に旋回軸・進
退駆動軸に関しても独立のモータ駆動部をもっており、
複数段の搬送腕を一括して旋回・進退また上下移動可能
とし、基板の真空内一括搬送が行なえる。進退駆動軸か
ら搬送腕への回転伝達方法は、タイミングベルトとプー
リ，スチールワイヤとプーリ，歯車組合せ等自由であ
る。

【００１６】この第２の実施の形態の場合、多段関節機
構Ａは上下動できるので処理室３，３・・・とロードロ
ック室４，４・・・には必ずしも基板受け渡し機構Ｂは
必要ではない。図６（イ）（ロ）（ハ）（ニ）はその場
合の各処理室３，３・・・とロードロック室４，４・・
・の基板２の搬入順序を示すもので図３と同じ部分は同
じ符号を用いる。すなわち（ロ）示のように第３関節リ
ンク６２が基板２を基板設置部７０の上方に搬入して
（ハ）示のように下降すると、基板２は基板設置部７０
上に載置され、（ニ）示のように第３関節リンク６２は
脱出する。基板２を搬出するときは上記と全く逆の動作
が行われる。上記実施例では旋回軸３０全体が上下動し
ているが、多段関節機構Ａとそれを作動する進退駆動軸
４１のみが上下動するようにしてもよい。

【００１７】図７，８はその第３の実施の形態を示すも
ので、前記実施の形態と同じ部分は同じ符号を用い、異
なる部分のみを説明する。進退駆動軸４１は旋回軸３０
の中心にベアリング４２，４３により回動及び上下動す
べく嵌合し、この進退駆動軸４１には上下動機構Ｄを設
ける。すなわち、その駆動部４４と進退用モータ４５を
支持する支持台３５のナットは上下移動用のネジ軸８５
ａに係合し、このネジ軸８５ａは上下駆動部８６ａを介
して支持台８７ａ上に固定した上下動用モータ８８ａに
連結する。この進退駆動軸４１の歯車５０の上側には搬
送腕取付けベース９１をベアリング９２により回動すべ
く支持し、この搬送腕取付けベース９１の先端にはフラ
ンジ４６に固定した回転防止ガイド９３を係合する。垂
直軸４７及び歯車５５は回転防止ガイド９３によってフ
ランジ４６に上下動すべく嵌合され、回転防止ガイド９
３とフランジ４６との間にはその多段関節リンク機構Ａ
の摺動部分を包囲する伸縮可能なベローズ９４を設け
る。

【００１８】次にこの装置の動作を説明する。上下動用
モータ８８ａによりネジ軸８５ａが回動すると、そのね
じ溝により支持台３５が上下に作動され、進退用モータ
４５と駆動部４４を介して進退駆動軸４１は上下に作動
し、また回転防止ガイド９３を介して垂直軸４７，歯車
５５及び第１，第２，第３関節リンク５２，５７，６２
等の多段関節リンク機構Ａは上下に作動し、この際ベロ
ーズ９４は多段関節機構Ａの摺動部を気密に保持する。

【００１９】以上のように旋回軸３０を真空容器１の上
面１ａと底面板１ｂに磁気シールを介して支持ベアリン
グにて、旋回可能にかつ気密にシールし支持する。その
旋回軸３０内を進退駆動軸４１が回転と上下移動可能に
上部・下部で支持し、進退駆動軸４１に回転可能に支持
された複数段の搬送腕取付ベースを取り付ける。搬送腕
取付けベースに各々伸縮可能なベローズ９４を介して３
関節リンク機構Ａの搬送腕を、磁気シールにより回転と
上下移動可能にかつ気密にシールしながら取り付ける。
旋回軸３０の回転により複数段の搬送腕が旋回軸３０を
中心に旋回し、旋回軸内の進退駆動軸４１の回転・上下
移動により複数段の搬送腕が進退・上下移動する。これ
らにより、基板２の真空内一括搬送が行なえる。進退駆
動軸４１から搬送腕への回転伝達方法は、タイミングベ
ルトとプーリ，スチールワイヤとプーリ，歯車の組合せ
等自由である。上記多段関節リンク機構Ａにおいて、第
１，２，３の関節リンク５２，５７，６２は同じ動きを
する。したがって基板２を載せる第３の関節リンク６２
以外は１つにまとめることができる。

【００２０】図９，１０は本発明の第４の実施の形態を
示すもので、３関節リンク構造の搬送腕を駆動する基板
搬送装置２２のある軸９５を回動すべく設ける。第１と
第２の関節リンク５２，５７を共通にし、この第１の関
節リンク５２を軸９５の上面に固定する。この１つの第
２の関節リンク５７上に櫛歯状の第３腕を垂直に固定
し、第３の関節リンク６２，６２・・・は１つの櫛歯状
の第３腕６２ａに夫々保持する。したがって、この第３
腕６２ａは１つの共通の第１，２の関節リンク５２，５
７上に支持しているので、多段関節リンク機構Ａの構造
を簡素化しうるものである。以上のように、３関節リン
ク機構Ａの搬送腕をもつ真空内基板搬送装置の第３腕６
２ａを櫛歯状にして複数枚の基板２を一括搬送できる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明では、真空容器１の
上面板１ａと底面板１ｂに旋回軸３０が支持されている
ので、容器内が大気または真空時、搬送装置の上下方向
の位置がずれる問題が解決され、容器板厚をできるだけ
薄く、かつ容器重量をできるだけ軽くすることができ
る。また、その旋回軸３０に多段関節リンク機構Ａを設
け、その搬送腕を複数段取付けているので、従来のよう
にネジ軸，ガイド軸，支持ベアリング等の摺動部が真空
内に存在せず、したがって搬送装置の摺動部からの発塵
・汚染が少なく、また進退駆動軸４１の回転駆動により
多段関節機構Ａの搬送腕を一括して同時に動作できるの
で、スループットの性能が向上するものである。また請
求項３のように旋回軸３０に上下動機構Ｃを設けると、
或いは請求項４のように旋回軸３０に進退駆動軸４１を
回動及び上下動すべく設け、この進退駆動軸４１にはそ
の上下動機構Ｄを設けると、処理室３とロードロック室
４には基板受渡し機構Ｂが不要となり、効果的である。
更に請求項５のように第１と第２の関節リンク５２，５
７を共通にすれば、多段関節機構Ａの構造を簡素化しう
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略を示す斜視図
である。

【図２】その縦断面図である。

【図３】（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）は処理室３或
いはロードロック室４における基板の搬入搬出状態を順
次示す説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の概略を示す斜視図
である。

【図５】その縦断面図である。

【図６】（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は処理室３或いはロ
ードロック室４における基板の搬入搬出状態を順次示す
説明図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態の概略を示す斜視図
である。

【図８】その縦断面図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態の概略を示す斜視図
である。

【図１０】その縦断面図である。

【図１１】（イ）は本発明を適用する真空搬送室の平面
図、（ロ）はその縦断面図である。

【図１２】（イ）はその他の例を示す平面図、（ロ）は
その縦断面図である。

【図１３】従来の装置の斜視図である。

【図１４】従来の装置の更に他の例を示す斜視図であ
る。

【図１５】その縦断面図である。

【符号の説明】

１真空容器１ａ上面板１ｂ底面板２２基板搬送装置３０旋回軸４１進退駆動軸５２第１の関節リンク５７第２の関節リンク６２第３の関節リンク６２ａ櫛歯状の第３腕８９，９０ベローズ９４ベローズ９５軸Ａ多段関節リンク機構Ｃ上下動機構Ｄ上下動機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器（１）の上面板（１ａ）と底面
板（１ｂ）には旋回軸（３０）が支持され、その旋回軸
（３０）に多段関節リンク機構（Ａ）を設け、その多段
関節リンク機構（Ａ）の搬送腕を複数段取付けたことを
特徴とする真空内基板搬送装置。
【請求項２】旋回軸（３０）内には、進退駆動軸（４
１）を通し、この進退駆動軸（４１）の回転駆動により
多段関節機構（Ａ）の複数段の搬送腕を一括して同時に
動作できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
の真空内基板搬送装置。
【請求項３】真空容器（１）の上面板（１ａ）と下面
板（１ｂ）には旋回軸（３０）を回転及び上下動すべく
設け、この旋回軸（３０）には上下動機構（Ｃ）を設け
ると共に旋回軸（３０）の上部と下部にはそれを気密に
保持するための伸縮可能なベローズ（８９，９０）を設
けてなる請求項１に記載の真空内基板搬送装置。
【請求項４】上記旋回軸（３０）には進退駆動軸（４
１）を回動及び上下動すべく設け、この進退駆動軸（４
１）にはその上下動機構（Ｄ）を設け、旋回軸（３０）
には多段関節リンク機構（Ａ）の摺動部分を気密に保持
する伸縮可能なベローズ（９４）を設けてなる請求項１
に記載の真空内基板搬送装置。
【請求項５】多段関節リンク機構（Ａ）において、第
１と第２の関節リンク（５２，５７）を共通にし、この
第１の関節リンク（５２）を３腕の関節リンク構造の搬
送腕を駆動する基板搬送装置（２２）のある軸（９５）
に固定し、この１つの第２の関節リンク（５７）上に櫛
歯状の第３腕（６２ａ）を垂直に固定し、複数段の第３
の関節リンク（６２，６２・・・）は上記１つの櫛歯状
の第３腕（６２ａ）に夫々保持してなる真空内基板搬送
装置。