JP2001210695A - 基板処理装置の基板移載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロボットの動作速度を変えず、キャリア上のホ
ルダへの基板取付け方等を改良することにより単位時間
当たりの基板移載量を増大し、基板処理装置の処理能力
を高める。 【解決手段】基板移載装置は例えばインライン式成膜装
置に適用される。基板移載装置は補助真空室１７と真空
室１６を備える。補助真空室１７は複数の第１基板カセ
ットを備える。真空室１６は搬送路に沿ってキャリアが
移動する真空室１０ｃに通じている。真空室１６は、ロ
ボット２５と、ロボット２６と、これらのロボットの間
に配置され、複数枚の基板が搭載可能でかつ並列に並べ
られた複数の第２基板カセットとが設けられている。基
板１１６はセンタ孔を有する円板状の基板である。基板
のセンタ孔はピックアップの動作の際に引掛け部として
利用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理装置の基
板移載装置に関し、特に、センタ孔を有する磁気ディス
クや光ディスク等のごとき円板状基板を成膜する例えば
インライン式成膜装置に用いられる基板移載装置におい
て、移載動作に基づき基板の搬入または搬出を行うとき
に、搬入・搬出に必要される時間を短縮し、成膜処理等
のスループットを高めた技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連する基板移載装置が開示さ
れた文献として特開平８−２７４１４２号公報が挙げら
れる。この公報はインライン式成膜装置を開示してい
る。当該成膜装置は、成膜室やその他の処理室等として
機能する複数の真空室を含み、複数の真空室を連続して
直列的にかつリング状に接続することによって多角形の
リング形状の搬送路が形成され、この搬送路において角
の部分に回転機構を備える回転真空室を設けたことで特
徴づけられている。この公報の図１に、外部からインラ
イン式成膜装置内へ未処理の基板を搬入する基板仕込
（搬入）装置と、成膜装置内から外部へ処理済みの基板
を搬出する基板回収（搬出）装置が示されている。基板
仕込装置で、成膜装置内に搬入された基板は、キャリア
に搭載され、多角形リング状の搬送路に沿って例えば時
計回りで移動し、各真空室で必要な処理を受ける。そし
てそれらの処理が完了した後、基板回収装置によって外
部へ搬出される。

【０００３】上記の基板仕込装置と基板回収装置は、基
板を移載するための機構（以下「基板移載機構」とい
う）を備え、基板移載装置として機能している。ここで
「基板移載装置」とは、複数枚（例えば２５枚）の基板
を搭載した基板カセットから例えば２枚ずつ基板を取り
出し、この２枚の基板を、インライン式成膜装置の各成
膜処理室内を移動するキャリアに備えられた例えば２つ
の基板取付け用ホルダの各々に取り付ける動作、または
その逆の動作を行う装置である。基板移載装置による基
板の取出し・取付けの動作では、例えば、基板カセット
からの基板のピックアップ（拾い上げ）、移動、ホルダ
への載置という動作が行われる。基板移載装置では、こ
のような動作を行うための機構部分、すなわちアーム機
能を有したロボットが設けられている。さらに上記の場
合に、特に、移載の対象となる基板は、円板状で、かつ
中心部に例えば円形の孔（以下「センタ孔」という）を
有する基板であるという特徴を有する。上記の基板の移
載では、基板のピックアップの際に、このセンタ孔が引
掛け部として利用される。

【０００４】さらに図面を利用して従来の基板移載装置
を具体的に説明する。この説明では図６〜９が参照され
る。

【０００５】図６は前述のインライン式成膜装置におけ
る基板仕込装置および基板回収装置の部分の平面図であ
り、この図では基板仕込装置および搬送路の一部の内部
構造が概略的に示されている。搬送路の一部を形成する
真空室１００には基板仕込装置１０１と基板回収装置１
０２が接続されている。基板仕込装置１０１と基板回収
装置１０２は基本的に同じ構成を有しているので、図で
は基板仕込装置１０１の内部構造のみが示されている。
基板仕込装置１０１における基板仕込動作と基板回収装
置１０２における基板回収動作は逆の動作となってい
る。以下の説明では、基板仕込装置１０１の基板仕込動
作（基板搬入動作）を説明することにより、従来の代表
的な基板移載装置としての移載動作を説明する。

【０００６】搬送路としての真空室１００は、両側に設
けられた真空室１０３に接続され、これらの真空室１０
３を介して多角形のリング形状の搬送路を形成する真空
室１０４につながっている。真空室１００と真空室１０
３の間にはゲートバルブ１０５が設けられている。搬送
路を形成する複数の真空室１０３では成膜に関連する処
理が行われる。１０６は、基板を搭載し、搬送路を移動
して基板を搬送するキャリアである。キャリア１０６は
矢印１０７の方向に移動する。真空室１０３は多角形の
搬送路の角部に位置する真空室である。真空室１０３の
内部には回転機構が内蔵されている。この回転機構によ
って、搬送路を移動するキャリア１０６の移動方向が変
更される。真空室１０３の回転機構および多角形状の搬
送路の具体的な構造例は例えば前述の特開平８−２７４
１４２号公報に開示されており、ここでは詳細な説明を
省略する。

【０００７】真空室１００に接続された基板仕込装置１
０１は、１つの真空室１０８と２つの補助真空室１０
９，１１０から構成される。真空室１０８は上記の真空
室１００に通じており、かつ基板仕込動作を行うロボッ
ト１１１が内蔵されている。補助真空室１０９，１１０
は、ゲートバルブ１１２，１１３を介して真空室１０８
に接続されている。図６でゲートバルブ１１２は開いた
状態にあり、ゲートバルブ１１３は閉じた状態にある。
補助真空室１０９，１１０にはさらに外側に通じる搬入
用扉のゲートバルブ１１４，１１５が設けられている。
このゲートバルブ１１４，１１５を通して処理前の基板
が補助真空室１０９，１１０に導入される。補助真空室
１０９，１１０には、例えば２５枚の基板１１６を立て
た状態で平行に中心軸を一致させて１列に並べて搭載す
る基板カセット１１７が配置される。基板カセット１１
７は補助真空室内１０９，１１０に固定されている。基
板のみが補助真空室１０９，１１０に導入される。補助
真空室１０９，１１０の各々では、内外の圧力の調整、
ゲートバルブ１１４，１１５を開くことによる大気への
開放、２５枚の未処理基板の導入、ゲートバルブ１１
４，１１５を閉じて真空排気、ゲートバルブ１１２，１
１３を開いてロボット１１１による移載動作等が繰り返
される。補助真空室１０９，１１０は交互に使用され
る。ロボット１１１は、先部アーム１１８の先端に形成
した基板ピックアップ部１１９で、矢印１２０のごとく
移動して２枚の基板１１６を基板カセット１１７から取
り出し、矢印１２１のごとく回転動作を行い、さらに矢
印１２２のごとく先部アーム１１８を移動させてキャリ
ア１０６のホルダの所定の個所に２枚の基板１１６の各
々を別々に取り付ける。

【０００８】上記において、補助真空室１０９，１１０
の各々、搬送路を形成する真空室１００およびロボット
１１１を備えた真空室１０８は、それぞれ、望ましいタ
イミングで、所要の真空レベルまで真空排気される。真
空排気装置は各真空室の下側に設けられている。ここで
は真空排気装置の図示および説明は、良く知られたもの
として省略する。

【０００９】図７に基板カセット１１７の一例を示す。
基板カセット１１７は実質的に平行に配列された４本の
ロッド（棒状部材）１３０で形成されている。４本のロ
ッド１３０は、その両端部が、図７に示された位置関係
を満たすような状態で、端部フレームで連結されてい
る。図７では、説明の便宜上、端部フレームの図示を省
略している。４本のロッド１３０で構成される基板カセ
ット１１７は、図７において少なくとも手前側の端部が
開放された状態にある。４本のロッド１３０の各々の周
面の少なくとも内側の個所には軸方向に２５個の溝（図
示せず）が所定の等間隔（例えばｄ）で形成されてい
る。これらの溝は基板１１６を支持するためのものであ
る。これにより、２５枚の基板１１６が４本のロッド１
３０、すなわち基板カセット１１７によって支持されて
いる。４本のロッド１３０は、基板１１６に対して、そ
の下半分の側で基板を支持するような位置関係に保持さ
れている。このため、基板カセット１１７において、２
５枚の基板１１６は、間隔ｄにて等間隔で、平行に、か
つ一列状に配列されている。なお基板１１６は、センタ
孔１１６ａを有する磁気ディスクや光ディスク等のごと
き円板状基板の基板である。本発明の関係では、センタ
孔１１６ａは引掛け部として利用されるので、基板１１
６がセンタ孔１１６ａを有していることは必須の要件で
ある。上記のごとく基板カセット１１７に搭載された基
板１１６を、ロボット１１１は２枚ずつピックアップす
る。ロボット１１１の先部アーム１１８の先端には間隔
ｄの２本の溝１３１が形成されている。これらの溝１３
１の各々で基板１１６をピックアップする。この溝１３
１が前述のピックアップ部１１９を形成している。

【００１０】ロボット１１１の外観は図８に示される。
ロボット１１１は、基台１４１の上に回転軸１４２を備
え、回転軸１４２の上端に基部アーム１４３が固定され
ている。基部アーム１４３は回転軸１４２の周りに自在
に回転する構造を有する。基部アーム１４３の外側端部
には中間アーム１４４が自在に回転するように取りつけ
られている。さらに中間アーム１４４の外側端部には上
記の先部アーム１１８が自在に回転するように設けられ
ている。先部アーム１１８は、厳密に述べると、その基
の部分は高い強度を有するように大きな形態（１１８
ａ）で形成されており、先の部分は前述の基板１１６の
センタ孔１１６ａに挿入できるように細い形態（１１８
ｂ）で形成されている。先部アーム１１８の先端上面に
は上記ピックアップ部１１９（２つの溝１３１）が形成
されている。先部アーム１１８のピックアップ部１１９
は、ロボット１１１の全体の動作に基づいて、前述した
矢印１２０，１２１のごとく自在に移動させられる。

【００１１】キャリア１０６は図９に示される。キャリ
ア１０６は、基板１１６を搭載するための２つのホルダ
１５１と、これらのホルダを備えたスライダ１５２とか
ら構成される。キャリア１０６は、全体として板状の形
態を有し、かつ縦置きの状態で用いられている。２つの
ホルダ１５１の各々には円形の孔１５１ａが形成されて
いる。基板１１６は立てた状態でこの孔１５１ａに取り
つけられる。孔１５１ａには、通常、基板を押さえるた
めの例えばフィンガ状のバネ部材（図示せず）が付設さ
れている。スライダ１５２の下部にはＮ極とＳ極の磁石
１５３が交互に配置されている。真空室１００の床の下
側に設けられた磁気結合を利用した回転駆動機構によっ
てスライダ１５２は矢印１０７のごとく移動させられ
る。

【００１２】前述した図６〜９を参照して上記構成を有
する従来の基板仕込装置１０１の基板仕込動作を説明す
る。図６は、補助真空室１０９の基板カセット１１７に
２５枚の基板１１６がセットされた状態において、補助
真空室１０９が所要の真空状態に排気され、ゲートバル
ブ１１２が開いて、ロボット１１１によって、補助真空
室１０９内の基板カセット１１７から基板１１６が２枚
ずつ取り出され、真空室１０８内で移動するキャリア１
０６の２つのホルダ１５１の各々に順次に取り付ける様
子が示されている。ロボット１１１は、その先部アーム
１１８の先端に形成されたピックアップ部１１９で２枚
の基板１１６が、センタ孔１１６ａを引掛け部として利
用して、同時に基板カセット１１７から取り出され、キ
ャリア１０６の２つのホルダ１５１のそれぞれに１枚ず
つ取り付けられる。ロボット１１１のピックアップ部１
１９では、２枚の基板１１６を前後の方向に並べて保持
する。こうして、真空室１０８のロボット１１１によっ
て、補助真空室１０９にセットされた基板カセット１１
７における２５枚の基板１１６が、真空室１０６へ次々
に移動してくるキャリア１０６のホルダへ２枚ずつ移載
される。その間に、他方の補助真空室１１０は、いった
ん大気に開放され、搬入用扉であるゲートバルブ１１５
を介して未処理の基板が導入される。補助真空室１０９
の基板カセット１１７に対するロボット１１１の移載動
作が完了した後には、補助真空室１０９のゲートバルブ
１１２が閉じられ、さらに補助真空室１１０のゲートバ
ルブ１１３を開いて、ロボット１１１は、基板カセット
１１７における新たに導入された２５枚の基板１１６に
対して前述と同様な基板の移載を継続する。

【００１３】基板回収装置１０２では、基板仕込装置１
０１での基板移載動作とは反対の動作が行われるだけ
で、構成は実質的に同じである。そこで、基板回収装置
１０２において真空室、２つの補助真空室、ゲートバル
ブ等には同一の符号が付されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の基板仕
込装置１０１による基板の移載動作では、ロボット１１
１によってキャリア１０６のホルダ１５１へ２枚の基板
１１６を１枚ずつ取り付けるので、この取付け動作を２
度行うことが必要である。基板カセット１１７から２枚
の基板１１６を同時にピックアップしたロボット１１１
は、キャリア１０６に対して基板の取付け動作を２度行
わないと、次のキャリアに対して基板を取り付ける動作
を行うことができない。従って、インライン式成膜装置
において、被処理物である基板を搭載したキャリアの搬
送速度がロボット１１１の基板移載の動作速度で律速さ
れ、その結果、成膜装置の全体のスループットが低減さ
れ、装置全体の生産能力が制限されるという問題を有し
ていた。このような問題を解決するためには、従来の基
板移載の構成を利用する限り、ロボット１１１の動作速
度をさらに高めることが必要である。しかしながら、ロ
ボット自体の動作速度をさらに高めることは、現状では
限界に達しており、困難な状況にある。

【００１５】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、ロボットの動作速度を変えることなく、例え
ばキャリア上のホルダへの基板取付け方を改良すること
により、単位時間当たりの基板移載量を増大し、基板処
理装置の処理能力を高めるようにした基板処理装置の基
板移載装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
基板処理装置の基板移載装置は、上記目的を達成するた
めに、次のように構成される。

【００１７】第１の基板移載装置（請求項１に対応）：
この基板移載装置は、前提の構成として、多角形リング
状に配置されかつ直列に接続されると共にそれぞれ真空
環境で基板に対して処理を行う複数の真空室と、これら
の真空室を貫くように設けられ前述の多角形リング状と
同じ形状の搬送路を形成する搬送系と、基板処理面を搬
送方向の側方に向けて少なくとも２枚（好ましくは２
枚）の基板を保持する複数のキャリアとを備えて成り、
さらに搬送系により複数のキャリアが所定間隔で上記搬
送路に沿って移動し、その移動の際に、例えば停止状態
で、複数の真空室のそれぞれでキャリア上の少なくとも
２枚の基板が処理を受けるように構成された基板処理装
置に付設されるものである。基板処理装置としては代表
的にはインライン式成膜装置である。なお本発明に係る
基板移載装置の適用範囲は、これに限定されるものでは
ない。さらに上記基板移載装置は、特徴的構成として、
以下の構造を有する第１真空室（補助真空室１７）と第
２真空室（真空室１６）を備えて構成される。第１真空
室は、外部側に配置され、並列に並べられた複数の第１
基板カセットを備えている。複数の第１基板カセットの
それぞれは複数枚（好ましくは２５枚）の基板が搭載可
能である。また第１基板カセットの並列数は２列が好ま
しい。第２真空室は、搬送路に沿ってキャリアが移動す
る搬送用真空室（真空室１０ｃ）に通じている。この第
２真空室は、第１真空室側に配置された基板搬送用の第
１ロボット（ロボット２５）と、搬送用真空室側に配置
された基板搬送用の第２ロボット（ロボット２６）と、
第１ロボットと第２ロボットの間に配置され、複数枚の
基板が搭載可能でかつ並列に並べられた複数の第２基板
カセットとが設けられている。並列の複数の第２の基板
カセットは、通常、第１基板カセットと実質的に同一の
構造を有している。また基板はセンタ孔を有する円板状
の基板である。基板のセンタ孔は、ピックアップの動作
の際に引掛け部として利用される。

【００１８】上記の構成では、さらに実際のところ、第
１ロボットによって基板カセットに搭載されたすべての
基板を同時に移動できるように構成し、第２ロボットで
例えばキャリアに設けた基板のホルダのすべてに同時に
基板を取り付けることができるように構成される。従っ
て上記構成によれば、第２ロボットを利用して同時に移
載（ホルダへの基板取付けまたはホルダからの基板取外
し）できる基板の枚数を増すように構成することを可能
にし、これにより基板移載装置による単位時間当たりの
基板移載量を増大し、基板の搬送系による基板搬送能力
を向上し、基板処理装置による成膜等の処理能力を高め
ることが可能になる。

【００１９】第２の基板移載装置（請求項２に対応）
は、上記の構成において、基板仕込装置として構成され
る。当該基板移載装置では、第１真空室は外部からの未
処理基板の搬入室として使用され、並列な複数の第１基
板カセットには未処理基板が搭載され、第１ロボットは
複数の第１基板カセットに搭載されたすべての未処理基
板を同時に並列な複数の第２基板カセットに移動して搭
載し、第２ロボットは複数の第２基板カセットのそれぞ
れから手前側の１枚の基板を同時に取出し、搬送用真空
室に存在するキャリアの複数のホルダに同時に取り付け
るように構成される。

【００２０】第３の基板移載装置（請求項３に対応）
は、上記の基板仕込装置の構成において、好ましくは、
第１基板カセットおよび第２基板カセットは２列の並列
状態で配置されると共にキャリアは２台のホルダを有
し、第１ロボットは二股状先部アームに２本の基板支持
ロッドを有すると共に、第２ロボットは二股状先部アー
ムに２つの基板支持ブロックを有するように構成され
る。

【００２１】第４の基板移載装置（請求項４に対応）
は、上記構成において、基板回収装置として構成され
る。当該基板移載装置では、第１真空室は外部へ処理済
み基板を搬出する搬出室として使用され、第２ロボット
は、搬送用真空室に存在するキャリアの複数のホルダか
ら処理済みの基板を同時に取り外し、並列な複数の第２
基板カセットのそれぞれへ載置し、これを繰り返して第
２基板カセットを充填し、第１ロボットは、複数の第２
基板カセットに搭載されたすべての処理済み基板を同時
に並列な複数の第１基板カセットに移動して搭載し、複
数の第１基板カセットに搭載された処理済み基板は外部
へ搬出されるように構成される。

【００２２】第５の基板移載装置（請求項５に対応）
は、上記の基板回収装置の構成において、第１基板カセ
ットおよび第２基板カセットは２列で配置されると共に
キャリアは２台のホルダを有し、第１ロボットは二股状
先部アームに２本の基板支持ロッドを有すると共に、第
２ロボットは二股状先部アームに２つの基板支持ブロッ
クを有するように構成される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２４】図１は、本発明に係る基板移載装置が用い
られる基板処理装置の全体の平面図の一例を示す。この
基板処理装置１０は、例えば、従来技術で述べたところ
のインライン式成膜装置（以下では簡略して「成膜装置
１０」という）である。成膜装置１０は、図１中手前側
に基板仕込装置１１と基板回収装置１２を備えている。
基板仕込装置１１は成膜装置１０に対して矢印１３のご
とく未処理の基板を搬入する装置である。基板回収装置
１２は成膜装置１０から処理済みの基板を矢印１５のご
とく搬出する装置である。基板仕込装置１１と基板回収
装置１２は、接近した個所で並列に設けられ、いずれも
後述するごとき基板を移載する動作を行うものである。
ただし基板仕込装置１１と基板回収装置１２での基板移
載動作は逆になっている。以下の説明では、基板仕込装
置１１の構成と動作を中心に本発明に係る基板移載装置
の構成と移載動作を説明する。

【００２５】成膜装置１０は、複数の真空室１０ａ，１
０ｂ，１０ｃを含んで構成され、全体として多角形のリ
ング形状を形成するように直列的に真空室が並べられた
成膜装置である。これらの複数の真空室によって例えば
４角形の搬送路１０ｄが形成される。点線で描かれた搬
送路１０ｄはキャリアが移動するルートであり、この搬
送路１０ｄに沿ってキャリアは移動する。この実施形態
において、キャリアは、図９で示した縦型のキャリアと
実質的に同じものである。従ってこの実施形態の説明で
も同一の符号を用いて説明を行う。このキャリア１０６
によって、その２つのホルダ１５１の各々の基板取付け
孔１５１ａに基板が縦置きで搭載され、成膜等の処理が
施される基板（前述の基板１１６）の両面が搬送方向の
側方を向くような状態で搬送路１０ｄに沿って搬送され
る。４つの真空室１０ａの各々は、多角形のリング形状
に形成された成膜装置において４つの角部の各々に位置
する回転室であり、その内部にはキャリアの移動方向を
９０°変更するための回転機構が設けられている。また
各辺に相当する部分に位置する複数の真空室１０ｂは成
膜等を行うための処理用真空室であり、例えばカソード
機構やターゲット等のスパッタリング装置を備えてい
る。真空室１０ｃは搬送路の一部を形成し、ここにおい
てキャリア１０６に対して未処理の２枚の基板の搭載、
およびキャリア１０６からの処理済みの２枚の基板の取
出しが行われる。

【００２６】図２は真空室１０ｃと基板仕込装置１１の
内部構造を示した平面図である。基板仕込装置１１と実
質的に同じ内部構造を有する基板回収装置１２の内部は
示されていない。また真空室１０ａ，１０ｂは想像線で
描かれている。基板仕込装置１１はそれぞれ１つの真空
室１６と補助真空室１７を備えている。真空室１６と補
助真空室１７の間の境界部にはゲートバルブ１８が設け
られている。通常、ゲートバルブ１８は閉じ、真空室１
６と補助真空室１７は隔離されている。基板の出し入れ
を行うときにゲートバルブ１８は開かれる。真空室１６
と補助真空室１７はそれぞれ独自にその下部に真空排気
装置を備えている。真空室１６は、搬送路の一部をなす
真空室１０ｃに常に通じている。この実施形態では、一
例として、真空室１６と真空室１０ｃの各空間は同じ空
間となっているので、同じ真空排気装置で排気されるこ
とになる。なお真空室１０ｃについては、基板仕込装置
１１に対応する部分と基板回収装置１２に対応する部分
を区画し、その間にゲートバルブを介してクリーニング
装置の真空室を設けるように構成することもできる。ク
リーニング装置では成膜装置を巡回してきたキャリアや
ホルダの汚れを除去する。補助真空室１７にはさらに他
のゲートバルブ１９が設けられている。このゲートバル
ブ１９は、外部から基板仕込装置１１の中に未処理の基
板を導入するときに使用される。

【００２７】搬送路の一部をなす真空室１０ｃは、その
両側で、前述の通り、回転機構を内蔵する真空室１０ａ
とゲートバルブ２０，２１を介して接続されている。ゲ
ートバルブ２１が開くことによりキャリア１０６が真空
室１０ｃに移動してくる。前述の通りキャリア１０６の
移動は各真空室の床の下側に設けられた磁気結合を利用
した駆動機構に基づいて行われる。搬送路では、複数台
のキャリア１０６が所定の間隔で一列に並んで移動す
る。図２では真空室１０ｃの中に２台のキャリア１０６
が入ってきている。矢印２２はキャリア１０６の移動方
向を示している。真空室１０ｃからキャリア１０６が出
ていくときにはゲートバルブ２０が開くことになる。

【００２８】補助真空室１７には、平行な状態で２台の
基板カセット２３，２４が設置されている。基板カセッ
ト２３，２４の各々は前述の基板カセット１１７と実質
的に同じものである。基板カセット２３，２４は所定の
間隔に保持されるように、その両端部が端部フレーム等
（図示せず）で固定されている。端部フレームは任意の
ものを用いることができる。基板カセット２３，２４と
端部フレームによってカセットユニットが構成される。
各基板カセット２３，２４には例えば２５枚の基板が並
べられている。基板は従来技術で説明された基板１１６
と同じであるので、この実施形態の説明でも同一の符号
を用いて説明する。並列な２つの基板カセット２３，２
４の各々における基板１１６の並べ方は、実質的に図７
などに示されたものと同じである。また基板１１６は、
従来の技術で説明した通り、形態的にはセンタ孔１１６
ａを有する円板状の基板である。補助真空室１７は、従
来装置では２つ用意されたが、本実施形態では１つしか
設けられない。その代わりに、１つの補助真空室内に基
板カセット（２３，２４）が２つ並列に設けられてい
る。

【００２９】真空室１６の内部には、基板移動（基板搬
送）に用いられる２台のロボット２５，２６と、２つの
基板カセット２７，２８からなるカセットユニットとが
設けられている。このカセットユニットは構造の点で前
述のカセットユニット（基板カセット２３，２４からな
る）と同じものであり、ロボット２５，２６の間の中間
位置に設けられている。基板カセット２７，２８のそれ
ぞれは前述の基板カセット２３，２４と同じ構造を有し
ている。またロボット２５は補助真空室１７に近づけて
設置されている。ロボット２５は、補助真空室１７内の
基板カセット２３，２４に配置された基板１１６を、２
５枚ずつまとめて５０枚、同時に、真空室１６内の基板
カセット２７，２８に移動させるための基板移動用ロボ
ットである。またロボット２６は真空室１０ｃに近づけ
て設置されている。ロボット２６は、真空室１６内に設
けられた基板カセット２７，２８に配置された基板１１
６において手前側の基板を１枚ずつ、全部で２枚同時に
取出し、これらの２枚の基板１１６をキャリア１０６上
の２つのホルダ１５１に同時に取り付けるための基板移
動用ロボットである。ロボット２５，２６は、機構に関
して基本的に同じ構成を有し、それぞれ３つのアームで
構成されている。ロボット２５，２６で異なる部分は、
先端アームの構成、それによって運ばれる基板の数およ
び運び方である。ロボット２５，２６の各々の構成は後
で詳細に説明される。

【００３０】図３に基板カセット２３，２４，２７，２
８の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）を示す。図３では、基
板カセットに符号３０を付し、並列に並べられた２つの
基板カセット３０で作られるカセットユニットに符号３
１を付している。基板カセット３０は、従来技術でも説
明した通り、平行な４本のロッド３２，３３，３４，３
５で構成される。ロッド３２〜３５は、基板１１６の中
心軸を表す線１１６ｂよりも下側の位置に配置されてお
り、下側に位置するロッド３２，３３と上側に位置する
ロッド３４，３５に設定されている。ロッド３２〜３５
はすべて丸棒状であり、かつその表面の円周方向に例え
ば断面がＶ字形の溝３７が例えば２５個分形成されてい
る。このＶ字溝によって各基板１１６は支持され、基板
カセット３０に２５枚の基板１１６が搭載される。図３
で、基板１１６は想像線で２５枚が並べられた状態が示
されている。４本のロッドの図３中左右の端部は端部プ
レート３８，３９に固定されている。図３で、さらに４
０は端部プレート３８，３９を固定するベース材であ
り、ベース材４０はネジ等で真空室の床部４１に固定さ
れている。端部プレート３８，３９は、基板１１６のセ
ンタ孔１１６ａの周辺部分から基板上方部分が開放され
るように形成されている。基板カセット３０は、例えば
２５枚の基板１１６をその中心軸の方向に平行に一列に
並べることができれば足り、その構成は図示のものに限
定されず、任意の構成を採用することができる。この実
施形態では、４本のロッド３２〜３５を平行に配置する
ことで基板カセット３０を実現し、さらに基板カセット
３０を並列に並べることによりカセットユニット３１を
実現している。

【００３１】次に図４を参照してロボット２５について
説明する。図４で（Ａ）はロボット２５の平面図、
（Ｂ）はその側面図を示す。ロボット２５は多関節アー
ムの構造を有し、先端部で所定枚数（この例では左右の
合計で５０枚）の基板１１６を移動させる機能を有して
いる。多関節アームの構造部分は、基部アーム５１と中
間アーム５２と先部アーム５３とから構成されている。
ロボット２５では、真空室１６の床部に固定されたベー
ス５４の上に基部アーム５１がその軸５１ａの周りに自
在に回転できるように設けられ、基部アーム５１に対し
て中間アーム５２がその軸５２ａの周りに自在に回転で
きるように設けられ、中間アーム５２に対して先部アー
ム５３がその軸５３ａの周りに自在に回転できるように
設けられている。中間アーム５２と先部アーム５３の間
には仲介部材５４が設けられている。先部アーム５３は
仲介部材５４にネジ５５で固定されている。また上記多
関節アームはその高さも変えることができるように構成
されている。基部アーム５１と中間アームは５２は所要
の長さを有するアーム部材として形成されている。先部
アーム５３は、その平面形状において、Ｖ字形に類似し
た二股形状に形成されている。先部アーム５３の二股部
の各先部にはボルト５６で基板支持ロッド５７が固定さ
れている。二股状の先部アーム５３において、基板支持
ロッド５７は左右位置で平行に２本設けられる。また２
本の基板支持ロッド５７の中心線の間隔は、前述のカセ
ットユニット３１において、並列に配置された２つの基
板カセット３０の各々における基板の中心線の間隔とほ
ぼ等しい。基板支持ロッド５７の上面には、２５個の溝
が形成されるよう複数の凸部５７ａが形成されている。
凸部５７ａは好ましくはその頂部が湾曲になるように形
成されている。１本の基板支持ロッド５７には、２６個
の凸部５７ａで形成された２５個の溝で２５枚の基板１
１６が同時に支持されることになる。説明の便宜上、図
４（Ａ）では先端と後端に位置する２枚の基板１１６の
みが示され、図４（Ｂ）では先端に位置する１枚の基板
１１６のみが示されている。従って２本の基板支持ロッ
ド５７を備える先部アーム５３によれば、５０枚の基板
を同時に移動させることができる。

【００３２】次に図５を参照してロボット２６について
説明する。図５で（Ａ）はロボット２６の平面図、
（Ｂ）はその側面図を示す。ロボット２６は、ロボット
２５と同様に、多関節アームの構造を有し、先端部で所
定枚数（この例では左右の合計で２枚）の基板１１６を
移動させる機能を有している。図５に示されたロボット
２６において、ロボット２５で説明した要素と実質的に
同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する
と共に、その特徴的な構成を主に説明する。ロボット２
６も、基部アーム５１と中間アーム５２と先部アーム５
３とからなる多関節アームを有する。二股形状を有する
先部アーム５３の二股部の各先部にはボルト５６で基板
支持ブロック６１が固定されている。各基板支持ブロッ
ク６１は、その上面に１つのＶ溝を有する形状を備えて
いる。このＶ溝によって１枚の基板１１６が保持され
る。従って先部アーム５３にはその左右の部分に２枚の
基板が同時に支持され、これらを移動させることができ
る。２つの基板支持ブロック６１の各中心線の間隔は、
前述のカセットユニット３１（この場合、基板カセット
２７，２８からなるカセットユニット）において、並列
に配置された２つの基板カセット３０の各々における基
板の中心線の間隔とほぼ等しい。先部アーム５３の２つ
の基板支持ブロック６１は、基板カセット２７，２８か
ら２枚の基板１１６を取り出すときに、ピックアップ部
として機能する。上記のごとく２つの基板支持ブロック
６１を備える先部アーム５３によれば、２枚の基板を同
時に移動させることができる。また基板支持ブロック６
１には例えばコイルスプリング等を利用した緩衝材６２
が設けられている。緩衝材６２は２枚の基板１１６をキ
ャリア１０６の２つのホルダ１５１の各孔１５１ａに取
り付けるときに、基板１１６等にダメージが生じないよ
うにするための手段である。なお緩衝材６２は必須のも
のではなく、省略することもできる。

【００３３】以上の構成を有する基板仕込装置１１に基
づいて基板の仕込動作（基板カセットからキャリアのホ
ルダへの移載動作）を説明する。基板仕込装置１１の動
作は、ゲートバルブの開閉動作、各真空室の真空排気動
作、外部からの基板の搬入、ロボット２５，２６による
基板の移動動作などからなる。これらの動作は、シーケ
ンス制御を行うコントローラの制御に基づいて一定の同
期関係の下で行われる。以下の説明では、コントローラ
との関係は良く知られたものとして説明せず、一連の動
作の内容を説明する。

【００３４】基板仕込装置１６では、最初、補助真空室
１７に付設されたベントバルブ（図示せず）から例えば
窒素（Ｎ₂ ）ガスを導入して大気圧と等しくし、次に
ゲートバルブ１９を開いて補助真空室１７を大気に開放
し、この状態で外部から５０枚の未処理の基板１１６を
導入し、補助真空室１７に常設された基板カセット２
３，２４に搭載する。基板カセット２３，３４のそれぞ
れには２５枚ずつ基板１１６が搭載されている。次にゲ
ートバルブ１９が閉じられ、補助真空室１７は所要レベ
ルまで真空排気される。

【００３５】次に境界部のゲートバルブ１８が開かれ
る。ゲートバルブ１８が開かれると、ロボット２５は、
全体として動作し、先部アーム５３が基板カセット２
３，２４上の基板１１６に向かうようにする。二股形状
の先部アーム５３に固定された２本の基板支持ロッド５
７が基板カセット２３，２４の各々に搭載された基板１
１６のセンタ孔１１６ａに位置合わせされ、各基板支持
ロッド５７が対応する基板カセットの２５枚分の基板１
１６のセンタ孔１１６ａに挿入されるように先部アーム
５３を基板側に向かって移動させ、基板支持ロッド５７
に形成された２５個のＶ溝と２５枚の基板１１６との位
置合わせを行って停止させる。その後、ロボット２５
は、基板支持ロッド５７が上の方へ動くように動作し、
左右の２５枚の基板１１６、すなわち全部で５０枚の基
板１１６を同時に基板カセット２３，２４から持ち上
げ、移動の上で周辺の部材に接触しないような状態で回
転動作を行い、５０枚の基板１１６を中間の場所に位置
する基板カセット２７，２８のところまで運び、基板カ
セット２７，２８に位置合わせを行って搭載する。ロボ
ット２５はその後、元の待機位置に戻り、待機姿勢の状
態に保持される。

【００３６】次に、ロボット２５が所定動作を完了した
ことの信号を受け取って、ロボット２６が基板移動の動
作を開始する。ロボット２６は、基板カセット２７，２
８に搭載された基板１１６に対して、先部アーム５３の
二股部の各先端に設けられた基板支持ブロック６１が、
基板のセンタ孔１１６ａに対向するように動作する。各
基板支持ブロック６１は、基板カセット２７，２８の各
々においてもっとも手前に位置する基板１１６のセンタ
孔１１６ａに挿入され、そのＶ溝で基板１１６を引掛
け、それぞれ基板カセット２７，２８の手前側の１枚の
基板（全部で２枚の基板）を同時に取り出す。その後、
ロボット２６はアーム機構全体で回転動作を行い、先部
アーム５３がキャリア１０６の方に向くように例えば１
８０°回転して姿勢を変える。そして先部アームの二股
部先端の２つの基板支持ブロック６１の各々がキャリア
１０６の２つのホルダ１５１の各々の孔１５１ａに対向
するように動作する。２つのホルダ１５１のセンタ孔１
５１ａと、２枚の基板１１６の位置が合わされた状態
で、ロボット２６は先部アーム５３を前進させ、２枚の
基板１１６を、２つのホルダ１５１の孔１５１ａに取り
付ける。その後、ロボット２６は、反転動作を行い、基
板カセット２７，２８の各々における残りの２４枚の基
板１１６に対して、前述と同様に２枚の基板を取出しの
ために動作する。この間、２枚の基板が搭載されたキャ
リア１０６は、開かれたゲートバルブ２０を通して矢印
２２に示される方向に移動する。その後には、空の状態
のホルダを備えた次のキャリア１０６が真空室１０ｃの
所定個所に到来している。この次のキャリアに対して、
ロボット２６は、次にピックアップした２枚の基板１１
６を、前述と同様な動作で取り付ける。ロボット２６
は、基板カセット２７，２８の各々に搭載された基板に
対して上記の動作を繰返し、次々に移動してくるキャリ
ア１０６のホルダに２枚ずつ基板を取り付ける動作を行
う。

【００３７】ロボット２６が上記の基板移動の動作を行
っている間、適宜なタイミングで、補助真空室１７は、
前述した通り大気開放用バルブを開いて窒素ガスを導入
した後にゲートバルブ１９を開いて大気に開放され、未
処理の５０枚の基板が導入されて常設の基板カセットに
搭載され、さらに真空排気される。補助真空室１７の側
での準備が完了した段階で、ゲートバルブ１８が開い
て、ロボット２５が、基板カセット２３，２４に搭載さ
れた未処理の５０枚の基板を、基板カセット２７，２８
に移動できる態勢が作られる。ロボット２６の側が、基
板カセット２７，２８から最後の２枚の基板１１６を取
り出した段階で、その状態の信号を受けたロボット２５
は、基板カセット２７，２８が空になった状態を確認
し、前述した通り、基板カセット２３，２４から５０枚
の基板を同時に基板カセット２７，２８に移動させ、そ
の後、再び待機姿勢の状態に保持される。さらに詳しく
説明すると、ロボット２５が基板カセット２３，２４か
ら５０枚の基板をとって旋回動作を行うと、ゲートバル
ブ１８が閉まり、その後、補助真空室１７では上記のご
とき大気への開放が行われ、次の５０枚の未処理基板を
導入する準備が行われる。なお補助真空室１７の外側に
は５０枚の未処理基板を搬入されるためのロボット機構
が設けられている。またロボット２５は、基板カセット
２７，２８に基板を配置するタイミングがくるまで５０
枚の基板を持ったまま待機しており、そして最後の取出
し信号を受けてから、５０枚の基板を基板カセット２
７，２８に搭載する。以上のように構成することによっ
て、補助真空室１７は、基板１１６の受渡しタイミング
に関係なく、真空排気・ベントなどの仕事を行うことが
できる。

【００３８】以上のごとく、外部からの未処理の基板１
１６の搬入、ロボット２５，２６による基板の移動を行
うことによって成膜装置１０の各キャリア１０６への基
板の仕込動作（移載動作）が継続される。本実施形態に
よれば、補助真空室が一室であっても、これが律速せ
ず、仕込動作の能力を２倍に高めることができる。すな
わち、ロボット２６によってキャリア１０６の２つのホ
ルダ１５１に２枚の基板を同時に取りつけられるように
構成し、ロボット２６の動作能力で律速するようにした
ため、仕込動作の能力を２倍に高めることができ、基板
の搬送能力を２倍に高め、成膜装置１０としての処理能
力を２倍に高めることができる。

【００３９】なお当然のことながら、成膜装置１０での
各真空室１０ｂでの成膜処理のプロセスに関しても、処
理能力向上の制限にならないように、成膜処理の効率が
改善されている。

【００４０】他方、基板回収装置１２に関しても真空室
１６と１つの補助真空室１７を備え、前述の基板仕込装
置１１と同じ構造で構成されている。ただし、基板回収
装置１２での基板１１６の回収動作は、成膜装置１０で
成膜処理が完了した基板１１６がキャリア１０６で真空
室１０ｃへ搬送され、ロボット２６がキャリアのホルダ
から中間に位置する基板カセット２７，２８に２枚の基
板を移動する。ロボット２６がこれを繰返し、基板カセ
ット２７，２８に５０枚の基板が搭載された時点で、ロ
ボット２５が基板カセット２７，２８の５０枚の基板を
同時に補助真空室１７の基板カセット２３，２４に移
す。その間、ロボット２６は、キャリア１０６から基板
カセット２７，２８への基板の移動を繰り返している。
補助真空室１７の基板カセットに移動された成膜済みの
基板は、補助真空室１７を前述の通り大気に開放し、搬
出用扉であるゲートバルブ１９から外部へ搬出され、回
収される。その後補助真空室１７は閉じられ、所定レベ
ルまで真空排気される。このように、基板回収装置１２
による基板回収動作も同様に補助真空室で律速されず、
成膜装置１０の生産能力の向上に寄与する。

【００４１】上記の実施形態では、ロボット２６による
基板移動の動作は２枚を同時に移動するように構成した
が、これに限定されない。例えば先部アームの形状を三
股、四つ股等にすることにより、３枚あるいは４枚の基
板を同時に取り出し、取り付けるように構成することも
できる。かかる構成によれば、搬送能率、生産能率をさ
らに向上させることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、例えば成膜装置のような基板処理装置に付設され
る基板仕込装置や基板回収装置等の基板移載装置におい
て、真空室と補助真空室をそれぞれ一室設け、補助真空
室には例えば２列の並列な基板カセットを設け各基板カ
セットにはセンタ孔を有する例えば２５枚の円形基板が
配置され、真空室には、例えば、すべての基板を第２の
基板カセットへ移動する第１のロボットと、第２の基板
カセットと、第２の基板カセットから複数枚の基板を同
時にピックアップしキャリアの複数のホルダに同時に取
り付ける第２のロボットを設け、所定の同期関係の下で
動作させるように構成したため、基板の搬入あるいは搬
出の搬送動作の処理能力を高めることができ、基板処理
装置の生産能力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板移載装置が適用されるインラ
イン式成膜装置の平面図である。

【図２】基板仕込装置および基板回収装置の部分と、関
連するその周辺部分とを詳細に示した平面図である。

【図３】基板カセットの平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）を
示す図である。

【図４】第１の基板移動用ロボット（２５）の平面図
（Ａ）と側面図（Ｂ）を示す図である。

【図５】第２の基板移動用ロボット（２６）の平面図
（Ａ）と側面図（Ｂ）を示す図である。

【図６】従来の代表的な基板仕込装置および基板回収装
置の部分と、関連するその周辺部分を詳細に示した平面
図である。

【図７】前側の側方から見た基板カセットの斜視図であ
る。

【図８】従来の基板仕込装置に設けられたロボットの斜
視図である。

【図９】キャリアの斜視図である。

【符号の説明】

１０ 基板処理装置 １１ 基板仕込装置 １２ 基板回収装置 １６ 真空室 １７ 補助真空室 ２３，２４ 基板カセット ２５，２６ ロボット ２７，２８ 基板カセット １０６ キャリア １１６ 基板 １５１ ホルダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴 高志 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 CA11 GA12 GA14 KA08 LA20 4K050 AA02 BA17 CA01 CA13 CC02 CC03 CF05 CF15 CG12 5D112 AA02 KK02 5D121 AA02 JJ03 5F031 CA01 CA02 DA01 FA01 FA09 FA11 FA15 FA18 GA05 GA43 GA47 MA09 MA28 NA05 NA09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多角形リング状に配置されかつ直列に接
   続されると共にそれぞれ真空環境で基板に対して処理を
   行う複数の真空室と、これらの真空室を貫くように設け
   られ前記多角形リング状の搬送路を形成する搬送系と、
   基板処理面を搬送方向の側方に向けて少なくとも２枚の
   前記基板を保持する複数のキャリアとを備えて成り、前
   記搬送系により複数の前記キャリアが所定間隔で前記搬
   送路に沿って移動し、その移動の際に複数の前記真空室
   のそれぞれで前記基板が処理を受けるように構成された
   基板処理装置に付設される基板移載装置であり、 外部側に配置され、それぞれ複数枚の前記基板が搭載可
   能で、並列に並べられた複数の第１基板カセットを設け
   る第１真空室と、 前記搬送路に沿って前記キャリアが移動する搬送用真空
   室に通じると共に、前記第１真空室側に配置された基板
   搬送用の第１ロボットと、前記搬送用真空室側に配置さ
   れた基板搬送用の第２ロボットと、前記第１ロボットと
   前記第２ロボットの間に配置され、複数枚の前記基板が
   搭載可能で並列に並べられた複数の第２基板カセットと
   を設ける第２真空室と、 を備えることを特徴とする基板処理装置の基板移載装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１真空室は外部からの未処理基板
   の搬入室として使用され、並列な複数の前記第１基板カ
   セットには未処理基板が搭載され、前記第１ロボットは
   複数の前記第１基板カセットに搭載されたすべての前記
   未処理基板を同時に並列な複数の前記第２基板カセット
   に移動して搭載し、前記第２ロボットは複数の前記第２
   基板カセットのそれぞれから手前側の１枚の基板を同時
   に取出し、前記搬送用真空室に存在する前記キャリアの
   複数のホルダに同時に取り付けることを特徴とする請求
   項１記載の基板処理装置の基板移載装置。
3. 【請求項３】 前記第１基板カセットおよび前記第２基
   板カセットは２列で配置されると共に前記キャリアは２
   台の前記ホルダを有し、前記第１ロボットは二股状先部
   アームに２本の基板支持ロッドを有すると共に、前記第
   ２ロボットは二股状先部アームに２つの基板支持ブロッ
   クを有することを特徴とする請求項２記載の基板処理装
   置の基板移載装置。
4. 【請求項４】 前記第１真空室は外部へ処理済み基板を
   搬出する搬出室として使用され、前記第２ロボットは、
   前記搬送用真空室に存在する前記キャリアの複数のホル
   ダから処理済みの基板を同時に取り外し、並列な複数の
   前記第２基板カセットのそれぞれへ載置し、これを繰返
   して前記第２基板カセットを充填し、前記第１ロボット
   は、複数の前記第２基板カセットに搭載されたすべての
   前記処理済み基板を同時に並列な複数の前記第１基板カ
   セットに移動して搭載し、複数の前記第１基板カセット
   に搭載された処理済み基板は外部へ搬出されることを特
   徴とする請求項１記載の基板処理装置の基板移載装置。
5. 【請求項５】 前記第１基板カセットおよび前記第２基
   板カセットは２列で配置されると共に前記キャリアは２
   台の前記ホルダを有し、前記第１ロボットは二股状先部
   アームに２本の基板支持ロッドを有すると共に、前記第
   ２ロボットは二股状先部アームに２つの基板支持ブロッ
   クを有することを特徴とする請求項３記載の基板処理装
   置の基板移載装置。