JP2003197709A - 被処理体の搬送機構及び処理システム - Google Patents

被処理体の搬送機構及び処理システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 占有スペースを有効利用できるのみならず、
搬送系を簡単化し、且つ小型化できる被処理体の搬送機
構を提供する。 【解決手段】 薄い板状の被処理体Ｗを搬送するための
搬送機構において、途中に移載口が設けられた真空雰囲
気の共通搬送室４４と、前記共通搬送室内の長手方向に
沿って設けられる案内レール部４８と、前記案内レール
部に沿って移動可能になされた移動体５８と、前記移動
体に上下方向へ移動可能に設けられて、前記被処理体を
保持する被処理体保持部６０と、前記共通搬送室の前記
移載口に対応するように所定の間隔を隔てて設けられ
て、前記被処理体保持部を上下移動させる手段７４とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の被処理体の搬送機構及び処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いては、半導体製造装置の真空処理室内に半導体ウエハ
等の被処理体を搬入し、減圧雰囲気下で所定の処理を行
うが、デバイスを完成するまでにはウエハ上への成膜、
エッチング、加熱等の処理が多数回繰り返し行われるの
が一般的である。この場合、個々の真空処理装置を別個
独立に何ら関係なく設けて、処理内容に応じて個々の真
空処理装置間にウエハを搬送し、受け渡すように構成す
ると、ウエハの搬送、受け渡しの都度、処理装置内或い
はこれに連結されるロードロック室内の真空を破ること
になり、真空引き操作に多くの時間を要してスループッ
トが低下してしまう。また、連続成膜を行う場合など、
処理内容によってはウエハ表面に自然酸化膜や水分が付
着することを非常に嫌う処理も存在する。
【０００３】そこで、処理の効率化を図るため及び自然
酸化膜や水分等の付着を防止するために、例えば多角形
状に形成した真空の共通搬送室に複数の真空処理装置を
ゲートバルブを介して連通・密閉可能に連結してなる、
いわゆるクラスタ装置が開発された。このクラスタ装置
によれば、ウエハは処理態様に応じて真空処理装置間を
移動すれば良く、処理装置内の真空を破ることなくプロ
セスを一貫的に行うことができ、効率的な処理が可能と
なる。また、クラスタ装置間は、自動搬送装置（ＡＧＶ
或いはＲＧＶ）等で低速で大量に搬送されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日の
ように半導体デバイスの高密度化、高集積化の要求が高
まり、且つまた処理の更なる効率化及び成膜種類の増加
等の要請により、従来必要とされていた処理装置の数、
例えば３個よりももっと多くの数、例えば５個或いはそ
れ以上の数の処理装置を共通搬送室に連結する必要が生
じている。また、少量多品種の半導体デバイスの要求も
あり、より多くの種類の処理装置が必要とされている。
更には、一旦設置したクラスタ装置に対して、真空処理
装置を更に付け加えて増設したい場合もある。この場
合、従来装置にて用いていた多角形状の真空共通搬送室
の直径を大きくしてその周辺部に必要数の真空処理装置
を連結したり、多角形状の真空共通搬送室を複数接続す
ることも考えられるが、共通搬送室の直径を大きくする
と内部が真空であることからその分、共通搬送室の天井
部や底部の強度を大幅に向上しなければならず、容器天
井部等の厚みがかなり大きくなって現実的ではない。ま
た、多角形状の共通搬送室に対して、いわゆる放射状に
真空処理装置を接続すると、真空処理装置間がデッドス
ペースとなり、スペースの有効利用ができなくなってし
まう。
【０００５】そこで、特開平４−２８８８１２号公報、
特開平６−３４９９３１号公報や特開平８−１１９４０
９号公報、特開２００１−２２４１号公報等に開示され
ているように、横長の共通搬送室を形成してこの側壁全
体にカセット室や多数の真空処理室を配置し、搬送室内
部に旋回、伸縮可能な搬送アームを通常のリニア移動機
構により直線的に移動可能に設けることも提案されてい
る。しかしながら、この場合には、前述したように共通
搬送室に対して放射状に真空処理装置を配置した処理シ
ステムと比較して、確かにスペースの効率的利用を図る
ことができるが、処理装置の増設に対しては、それ程自
由度が大きくなく、設置されている処理システムに対し
て例えば処理装置を１台或は数台増設したくても、これ
に直ちに対応することが困難であった。
【０００６】また、共通搬送室内では、この横長方向へ
搬送アームを移動させてウエハを搬送するが、ウエハの
受け渡しのためにこの搬送アーム自体に上下方向への駆
動機構を設けたり、或は搬送アームの駆動力を供給する
給電ケーブル等を接続したりすることは、パーティクル
発生の見地から好ましくはないし、また、搬送アームの
大型化を招いてしまう。本発明は、以上のような問題点
に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであ
る。本発明の第１の目的は、占有スペースを有効利用で
きるのみならず、搬送系を簡単化し、且つ小型化できる
被処理体の搬送機構及び処理システムを提供することに
ある。本発明の第２の目的は、共通搬送室をモジュール
化して簡単に増設可能とすることにより、占有スペース
を有効利用できるのみならず、処理装置の増減の要請に
対して容易に対応することが可能な被処理体の搬送機構
及び処理システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
薄い板状の被処理体を搬送するための搬送機構におい
て、途中に移載口が設けられた真空雰囲気の共通搬送室
と、前記共通搬送室内の長手方向に沿って設けられる案
内レール部と、前記案内レール部に沿って移動可能にな
された移動体と、前記移動体に上下方向へ移動可能に設
けられて、前記被処理体を保持する被処理体保持部と、
前記共通搬送室の前記移載口に対応するように所定の間
隔を隔てて設けられて、前記被処理体保持部を上下移動
させる手段とを備えたことを特徴とする被処理体の搬送
機構である。
【０００８】これによれば、共通搬送室の所定の位置
に、前記被処理体保持部を上下移動させる手段、すなわ
ち突き上げ手段を設けたことにより、移動体と被処理体
保持手段とよりなる搬送手段に、上下方向駆動機構を設
ける必要がなくなり、搬送手段の構造を簡単化すること
が可能となる。
【０００９】請求項２に係る発明は、薄い板状の被処理
体を搬送するための搬送機構において、途中に移載口が
設けられた真空雰囲気の共通搬送室と、前記共通搬送室
内の長手方向に沿って設けられる案内レール部と、前記
案内レール部に沿って移動可能になされた移動体と、前
記移動体に上下方向へ移動可能に設けられて、前記被処
理体を保持する被処理体保持部と、前記移動体の長手方
向に沿って設けられた位置検出用のリニアスケールと、
前記共通搬送室内の長手方向に沿って所定の間隔を隔て
て配置された複数の位置検出センサと、を備えたことを
特徴とする被処理体の搬送機構である。これによれば、
位置検出センサを共通搬送室側に設けるようにしたの
で、位置検出センサへの配線を移動体に接続する必要が
なくなる。また、位置検出センサから発生した熱が共通
搬送室に熱伝導するので、位置検出センサの過熱を防止
することができる。この場合、例えば請求項３に規定す
るように、前記位置検出センサのピッチは、前記リニア
スケールの長さよりも短く設定されている。
【００１０】また、例えば請求項４に規定するように、
前記移動体を移動させるリニアモータ機構を有してお
り、前記リニアモータ機構の電機子コイル手段は、前記
共通搬送室の長手方向に沿って設けられると共に、前記
リニアモータ機構の界磁磁石手段は前記移動体に設けら
れる。これによれば、リニアモータ機構の界磁磁石手段
を移動体に設け、電機子コイル手段を共通搬送室側に設
けるようにしたので、駆動電力の供給のための給電ケー
ブルを移動体に接続する必要をなくすことが可能とな
る。また、この場合、例えば請求項５に規定するよう
に、前記電機子コイル手段と前記界磁磁石手段とは真空
隔壁によって隔離されている。このように、電機子コイ
ル手段と界磁磁石手段との間に隔壁を挟むことにより、
前記電機子コイル手段を固定するモールド材からの脱ガ
スを防ぐことも可能となる。例えば請求項６に規定する
ように、前記移動体は、磁気浮上手段によって浮上され
ている。
【００１１】または、例えば請求項７に規定するよう
に、前記移動体は、ガス噴出手段によって浮上されてい
る。また、例えば請求項８に規定するように、前記被処
理体保持部は、前記被処理体を実質的に保持する載置部
と、この載置部を支持する支柱部とよりなり、前記共通
搬送室内は、前記支柱部の水平移動を許容する案内溝を
設けた分離区画壁によって上下の空間に分離されてい
る。これによれば、被処理体が保持されている空間エリ
アと、例えば摺動することによって案内される移動体を
収容する空間エリアとを分離区画壁によって区画してい
るので、上記摺動によって発生するパーティクルが被処
理体に付着することを防止することが可能となる。ま
た、例えば請求項９に規定するように、前記分離区画壁
の前記載置部側にはＮ2 ガスまたは不活性ガスを供給す
る手段が設けられ、前記分離区画壁の前記載置部側とは
反対側には前記共通搬送室内を真空排気するための手段
が設けられている。これによれば、前記被処理体を実質
的に保持する載置部側よりＮ2 ガスや不活性ガスを導入
しながら共通搬送室内を所定の圧力に制御することがで
きる。従って、パーティクルが載置部側から排出される
ので、パーティクルが被処理体に付着するのを一層抑制
できる。また、共通搬送室内の不純物の分圧を下げるこ
とができる。
【００１２】請求項１０に係る発明は、途中に移載口が
設けられた真空雰囲気の共通搬送室と、前記共通搬送室
内の長手方向に沿って設けられる案内レール部と、前記
案内レール部に沿って移動可能になされた移動体と、前
記移動体に上下方向へ移動可能に設けられて被処理体を
保持する被処理体保持部と、前記共通搬送室の一端に接
続されて内部に移載機構を有する補助共通搬送室と、前
記補助共通搬送室に連結されて真空引き可能になされた
ロードロック室と、前記ロードロック室に連結されて内
部に入口側搬送機構を有する大気圧雰囲気の入口側共通
搬送室と、前記被処理体を複数枚収容可能なカセット容
器を載置するために前記入口側共通搬送室に設けられた
カセットステーションと、前記搬送機構の移載口に連結
されると共に内部に移載アーム機構を有する個別搬送室
と、前記個別搬送室にゲートバルブを介して連結されて
前記被処理体に対して所定の処理を施す処理装置と、を
備えたことを特徴とする処理システムである。これによ
れば、多数の処理装置を接続してもスペース効率が良
く、搬送室が長くなっても被処理体を高速に搬送するこ
とができ、且つ簡単な構造の移載アーム機構を採用する
ことができる真空処理を行うための処理システムを実現
できる。
【００１３】また、例えば請求項１１に規定するよう
に、前記共通搬送室は、少なくとも１の側壁に被処理体
の移載口が設けられて両端が互いに接続可能になされた
断面形状の１または複数のケーシングからなり、前記案
内レール部は前記ケーシング内に設けられて両端が互い
に接続可能になされた１または複数の案内レールセグメ
ントからなる。これによれば、実質的に共通搬送室を形
成する共通搬送室本体を、互いに接続可能なケーシング
（搬送室ユニット）にモジュール化したので、この搬送
室ユニットを必要個数だけ連結することにより、共通搬
送室を必要に応じた長さに簡単に変更、或は設定するこ
とができる。従って、連結される処理装置も容易に増減
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る被処理体の
搬送機構及び処理システムの一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。図１は本発明に係る処理システムの一例
を示す概略平面図、図２は図１中の処理システムの搬送
機構の１つのモジュールを示す拡大正面断面図、図３は
図２中のモジュールを示す拡大側断面図、図４はリニア
スケールと位置検出センサとの配列関係を示す図、図５
は被処理体保持手段の一部を示す拡大斜視図、図６は被
処理体保持手段を示す平面図、図７は個別搬送室の取り
付け状態を示す図である。
【００１５】図示するように、この処理システム２は、
被処理体である半導体ウエハＷをこの処理システム２内
へ取り込むための入口側共通搬送室４と、この入口側共
通搬送室４に設けられて、内部に半導体ウエハＷを複数
枚収容できるカセット容器Ｃを載置するための例えば３
つのカセットステーション６Ａ、６Ｂ、６Ｃと、上記入
口側共通搬送室４に連結されて真空引き可能になされた
例えば２つのロードロック室８Ａ、８Ｂと、内部に移載
機構１０が収容されている補助共通搬送室１２と、この
補助共通搬送室１２に対して連結されてウエハＷを搬送
するための搬送機構１４と、この搬送機構１４に連結さ
れて内部に移載アーム機構１６を有する例えば４つの個
別搬送室１８Ａ〜１８Ｄと、各個別搬送室１８Ａ〜１８
Ｄに連結された全体で４つの処理装置２０Ａ〜２０Ｄと
により、主に構成されている。この処理装置２０Ａ〜２
０Ｄとしては、成膜装置、プリヒート装置、洗浄装置、
プラズマエッチング装置、酸化拡散装置、クーリング装
置等を必要に応じて適宜組み合わせて用いることができ
る。
【００１６】具体的には、上記入口側共通搬送室４は、
例えば細長い箱状に形成されており、内部には、例えば
旋回、屈伸及び上下動可能になされた多関節アームより
なる入口側搬送機構２２が設けられている。この入口側
搬送機構２２は、１つの移載ピック２２Ａを有してお
り、これにより半導体ウエハＷを保持し得るようになっ
ている。尚、移載ピック２２Ａを複数、例えば２個独立
制御可能に設けるようにしてもよい。そして、この入口
側搬送機構２２は、リニアモータ機構等の水平移動機構
によって、案内レール２４に沿って長さ方向へ移動可能
になされている。
【００１７】そして、この入口側共通搬送室４の長辺の
一側壁には、複数、図示例では３つの搬出入口２６Ａ〜
２６Ｃが設けられており、この外側に上記カセットステ
ーション６Ａ〜６Ｃがそれぞれ設けられている。尚、図
１においては、カセットステーション６Ａ上にカセット
容器Ｃが設置されている場合を示している。また、上記
各搬出入口２６Ａ〜２６Ｃに、ウエハＷを搬出入する時
に開く開閉ドアを設けてもよい。また、上記入口側共通
搬送室４の長さ方向の一端には、位置合わせ装置２８が
設けられている。この位置合わせ装置２８は、ウエハＷ
を載置した状態で回転させる回転台３０と、ウエハＷの
エッジを検出する光学式ラインセンサ３２とよりなり、
ウエハＷの中心位置と、オリエンテーションフラットや
ノッチを検出してその位置合わせを行うようになってい
る。この位置合わせ装置２８を含む入口側共通搬送室４
内は、空気や窒素ガス等により大気圧雰囲気になされて
いる。
【００１８】そして、上記入口側共通搬送室４の長辺の
他側壁の両端部には、それぞれゲートバルブＧ１、Ｇ２
を介して上記ロードロック室８Ａ、８Ｂが連結されてい
る。このロードロック室８Ａ、８Ｂは、共に真空引き可
能になされており、内部にはウエハＷを一時的に保持す
るために例えば上下動可能になされた載置台３４Ａ、３
４Ｂが設けられている。ここで、ロードロック室８Ａ、
８Ｂ内には、例えば不活性ガスとしてＮ2 ガスが供給可
能になされ、ウエハ取り込みのために真空状態と大気圧
状態が交互に繰り返される。
【００１９】そして、上記両ロードロック室８Ａ、８Ｂ
には、これらに挟み込まれるような配置で、それぞれゲ
ートバルブＧ３、Ｇ４を介して前記補助共通搬送室１２
が共通に連結されている。そして、この補助共通搬送室
１２内には、旋回及び屈伸可能になされた多関節アーム
よりなる上記移載機構１０が設けられており、上記各ロ
ードロック室８Ａ、８Ｂとの間でウエハＷの受け渡しを
行うようになっている。尚、この移載機構１０は複数、
例えば２個独立制御可能な移載ピックを持ってもよい。
また、この補助共通搬送室１２の一側は開口されて、こ
の開口の周辺部には、接合用フランジ３６Ａが形成され
ている。
【００２０】そして、上記補助共通搬送室１２の開口
に、本発明の特徴とする前記搬送機構１４が連結されて
いる。具体的には、この搬送機構１４の主要部は、ボル
ト等により接合分離可能になされた１つ或いは複数の搬
送室ユニットを連結して構成されている。すなわち、搬
送機構１４の主要部は、モジュール化された搬送室ユニ
ットを接合することにより任意の数だけ直列に連結でき
る構造となっている。図示例では２つの搬送室ユニット
３８Ａ、３８Ｂを直列に連結して共通搬送室本体４０を
構成している。この搬送機構１４の外部は、箱状に成形
された共通搬送室４４よりなり、この長手方向に沿って
案内レール部４８が設けられる。この案内レール部４８
に沿って移動可能に共通搬送手段４６が設けられてい
る。また、この共通搬送手段４６は、リニアモータ機構
４９によって移動される。そして、上記各搬送ユニット
３８Ａ、３８Ｂの両側には、それぞれ短い接続管４２
Ａ、４２Ｂ及び４２Ｃ、４２Ｄを介して前記個別搬送室
１８Ａ〜１８Ｄが接続されている。そして、各個別搬送
室１８Ａ〜１８Ｄには、それぞれゲートバルブＧ５〜Ｇ
８を介して前記各処理装置２０Ａ〜２０Ｄが連結されて
いる。
【００２１】次に、図２〜図７を参照して、上記モジュ
ールとなる搬送室ユニット３８Ａ、３８Ｂの構成につい
て説明する。ここでは、各搬送室ユニット３８Ａ、３８
Ｂは全く同様に形成されているので、一方の搬送室ユニ
ット、例えば搬送室ユニット３８Ａを例にとって説明す
る。図２及び図３に示すように、上記搬送室ユニット３
８Ａは、両端が開口されて断面矩形の筒体状になされた
例えばアルミニウム製のケーシング５０を有している。
このケーシング５０の両端の周縁部には接続用フランジ
５０Ａが設けられると共に、この接続用フランジ５０Ａ
には、多数のボルト孔５０Ｂが形成されており、ケーシ
ング５０同士をボルトにより互いに連結できるようにな
っている。尚、連結の際には、シール性を確保するため
にＯリング等のシール部材を介在させる。
【００２２】そして、このケーシング５０の両側に、長
方形状になされたウエハＷの移載口５２Ａ、５２Ｂが開
口されており、この移載口５２Ａ、５２Ｂにそれぞれ上
記接続管４２Ａ、４２Ｂ及び個別搬送室１８Ａ、１８Ｂ
を介して処理装置２０Ａ、２０Ｂが接続される（図１参
照）。上記ケーシング５０の側壁の下部には、上記案内
レール部４８の一部を構成する案内レールセグメント４
８Ａがその長手方向に沿って取り付け固定されており、
この案内レールセグメント４８Ａ同士を直列に接続する
ことにより、１本の案内レール部４８（図１参照）を形
成できるようになっている。
【００２３】また、このケーシング５０の側壁の中央部
には、上記リニアモータ機構４９（図１参照）の一部を
形成する電機子コイルセグメント５４Ａが、取付部材５
５を介してその長手方向に沿って取り付け固定されてお
り、この電機子コイルセグメント５４Ａ同士を、構造的
に及び電気的に接続することにより、１本の電機子コイ
ル手段５４（図１参照）を形成できるようになってい
る。また、このケーシング５０の側壁には、その長手方
向に沿って所定の間隔（ピッチ）Ｐ１を隔てて位置検出
センサ５６が設けられている。この位置検出センサ５６
は、後述するリニアスケールとの関係でその検出手法は
決定され、光学的手法或いは磁気的手法等を採用するこ
とができる。この場合、ケーシング５０の両端に位置す
る位置検出センサ５６は、隣に接続される他のケーシン
グの位置検出センサとのピッチを考慮して、ケーシング
端部より上記ピッチＰ１の１／２の距離となる位置に設
けられる。
【００２４】そして、上記案内レール部４８に沿って移
動する共通搬送手段４６は、上記案内レール部４８に実
質的に摺動可能に嵌め込まれている移動体５８と、この
移動体５８に上下方向へスライド移動可能に設けられる
と共に、上記ウエハＷを実質的に保持する被処理体保持
部６０とにより主に構成されている。具体的には、上記
移動体５８には、上記案内レール部４８に係合されるス
ライド爪５８Ａが取り付けられており、このスライド爪
５８Ａによって移動体５８は摺動可能になっている。そ
して、この移動体５８の一側には、上記電機子コイルセ
グメント５４Ａと磁気的に作用を及ぼし合う界磁磁石手
段６２が設けられる。この界磁磁石手段６２は、上記電
機子コイルセグメント５４Ａをその上下方向から僅かな
間隙を隔てて挟み込むようにして設けた一対の永久磁石
６２Ａにより構成される。この界磁磁石手段６２もリニ
アモータ機構４９の一部を構成するものである。また、
この電機子コイルセグメント５４Ａは、これと上記界磁
磁石手段６２との間を区画するようにして屈曲成形され
た真空隔壁５７によって被われており、この真空隔壁５
７の基部は、ケーシング５０の内側壁にＯリング等のシ
ール部材５９を介して図示しないボルトにより気密に固
定されている。この真空隔壁５７は、非磁性材料、例え
ばステンレス等よりなり、ケーシング５０の長手方向に
沿って配設されている。そして、上記電機子コイルセグ
メント５４Ａ側が大気雰囲気になされている。
【００２５】そして、この移動体５８の一側には、上記
ケーシング側壁の位置検出センサ５６の位置に対応させ
て、リニアスケール６３が設けられており、この移動体
５８の位置検出を行い得るようになっている。この場
合、図４にも示すように、上記位置検出センサ５６のピ
ッチＰ１は、上記リニアスケール６３の長さＬ１よりも
短く設定されており、この移動体５８がどの場所に停止
しても、その位置検出を可能ならしめている。
【００２６】一方、上記移動体５８に上下方向へ移動可
能に設けられる上記被処理体保持部６４は、上記ウエハ
Ｗを実質的に保持する載置部６４とこの載置部６４を支
持する支柱部６６とよりなる。具体的には、この支柱部
６６には、上記移動体５８の他側に設けた垂直案内レー
ル６８に係合する爪部６６Ａが取り付けられており、こ
の支柱部６６を上下方向へスライド移動可能としてい
る。そして、上記垂直案内レール６８の下端部にはスト
ップ突部７０が設けられており、上記支柱部６６が下方
へ脱落することを防止している。また、この支柱部６６
の下端部には、これを突き上げる時に当接される突き上
げ片７２が設けられる。そして、このケーシング５０の
底部には、上記ケーシング５０の移載口５２Ａ、５２Ｂ
（図２参照）の位置に対応させて、上記被処理体保持部
６０を上下方向へ移動させる手段７５（以下、突き上げ
手段とも称す）が設けられており、上記突き上げ片７２
と当接して被処理体保持部６０の全体を所定の位置まで
上昇させ得るようになっている。具体的には、この突き
上げ手段７４は、押し上げ棒７６を有するアクチュエー
タ７８よりなり、この押し上げ棒７６を底部に設けた貫
通孔８０を介してケーシング５０内に挿入し、この先端
で、上記突き上げ片７２を突き上げるようになってい
る。この場合、この押し上げ棒７６の突き上げストロー
クは、後述する載置部６４に２枚のウエハを保持できる
ことから、この２枚のウエハを移載可能とするために４
段階で制御可能になされている。また、上記押し上げ棒
７６の貫通部には、ケーシング５０内の真空を保持する
ために伸縮可能になされた金属ベローズ８２が介設され
ている。
【００２７】また、上記支柱部６６の上端に設けられる
載置部６４は、例えば図５及び図６に示すように形成さ
れる。すなわち、この載置部６４は、載置板８４の上
に、複数本の支持支柱８６を設けて構成されている。具
体的には、本実施例では上記支持支柱８６は載置板８４
の上部に等間隔で正方形状に４本起立させて設けてお
り、この４本の支持支柱８６でウエハＷの周縁部を支持
してこれを搬送し得るようになっている。すなわち、上
記４本の支持支柱８６は、全て同じ形状に構成されてお
り、その内の１本の支持支柱８６を図５に拡大して示し
ている。この各支持支柱８６の内側には、上下に複数
段、図示例では上下２段に所定の間隔を隔てて断面Ｌ字
状の係合段部８８、９０が形成されている。この係合段
部８８、９０は、半導体ウエハＷの周縁部と略同じ曲率
で円弧形状になされており、図６にも示すようにウエハ
Ｗの周縁部の下側角部を、上記断面Ｌ字状の係合段部８
８、９０に係合させて、これを４点支持で保持し得るよ
うになっている。
【００２８】そして、上下の各係合段部８８、９０の上
部には、半導体ウエハＷを滑らせて落とし込めるため
に、上方外側方向へすり鉢状に拡径されてテーパ状にな
されたテーパ滑落面９２、９４がそれぞれ形成されてお
り、ウエハをこのテーパ滑落面９２、９４上を滑落させ
てそれぞれ各係合段部８８、９０にて適正に支持させる
ようになっている。また、上側の係合段部８８と下側の
係合段部９０のテーパ滑落面９４との間には、ウエハＷ
の周縁部を支持支柱８６に対して干渉乃至衝突させるこ
となく通過させるためのウエハ挿通切れ込み９６が支持
支柱８６の両端側に形成されている。また、下側の係合
段部９０の下方には、後述する移載アーム機構のピック
を抜くための遊び空間９８が形成されている。このよう
に、重い搬送アームではなく、軽量の被処理体保持部６
０を案内レール部４８に沿って摺動させているので、そ
の起動及び停止は容易となる。
【００２９】図２及び図３へ戻って、上記共通搬送室４
４内は、この中を水平方向に延びる分離区画壁１００に
よって上下の空間Ｓ１、Ｓ２に２分割されている。そし
て、この分離区画壁１００の略中央部に、上記共通搬送
手段４６の支柱部６６の水平移動を許容するための案内
溝１０２が共通搬送室４４の長手方向に沿って形成され
ている。すなわち、この案内溝１０２内に上記支柱部６
６が遊嵌状態で挿入されており、支柱部６６は水平移動
可能になっている。尚、上記分離区画壁１００もセグメ
ント化されており、互いに水平方向へ連結可能になって
延長できるようになっている。これにより、載置部６４
は分離区画壁１００の上方の空間Ｓ１内に位置され、ま
た、支柱部６６は下方の空間内に位置されることにな
り、下方の空間Ｓ２内に位置するリニアモータ機構４９
等にて発生したパーティクル等が上方の空間Ｓ１へ侵入
することを防止している。
【００３０】また、このケーシング５０の天井部には、
ガス導入口１０４が設けられており、ガス導入手段１０
６より上記上方の空間Ｓ１へＮ2 ガスまたは不活性ガス
等を選択的に供給できるようになっている。また、この
ケーシング５０の底部には、ガス排気口１０８が設けら
れており、図示しない真空ポンプ等の真空排気手段によ
りケーシング５０内の雰囲気を真空排気するようになっ
ている。尚、これらのガス導入口１０４、ガス排気口１
０８は、基本的には搬送室ユニット毎に設けられる。ま
た、共通搬送手段４６は、基本的には、搬送室ユニット
毎ではなく、共通搬送室４４の全体で１基設けられる。
以上のように構成された各搬送室ユニット３８Ａ、３８
Ｂが、図１に示すように、それぞれの接続用フランジ５
０Ａ同士を接合し、両者をボルト１１０で締め付け固定
する。この場合、基端部側の搬送室ユニット３８Ａの他
端は、補助共通搬送室１２に接続される。他方、先端側
の搬送室ユニット３８Ｂの他端には、蓋体１１２がボル
トにより同じく気密に取り付け固定されている。
【００３１】一方、前記個別搬送室１８Ａ〜１８Ｄ内に
は、前述したように、それぞれ移載アーム機構１６が設
けられる。各移載アーム機構１６は全て同じ構成なの
で、図７においては、代表として個別搬送室１８Ａにつ
いて記載している。この移載アーム機構１６は、屈伸及
び旋回可能になされた多関節アームよりなるが、前述し
たように、共通搬送手段４６が上下方向への移動機能を
有しているので、この移載アーム機構１６に対しては上
下方向への移動機能を持たせる必要がなく、従って、そ
の分、簡単な構造となっている。
【００３２】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、図１に示すように、カセ
ットステーション、例えば６Ａ上に載置されているカセ
ット容器Ｃ内より、入口側共通搬送室４内の入口側搬送
機構２２を用いて、未処理の半導体ウエハＷを取り出
し、これを位置合わせ装置２８へ搬送して所定の手順に
従って位置合わせを行う。次に、位置合わせ後のウエハ
Ｗを、いずれか一方のロードロック室、例えば８Ａの前
まで搬送し、ここでロードロック室８Ａ内の圧力調整を
した後、すなわち大気圧復帰した後、ゲートバルブＧ１
を開いてこのロードロック室８Ａ内にウエハＷを移載す
る。次に、ゲートバルブＧ１を閉じた後にこのロードロ
ック室８Ａ内を真空引きし、その後、ゲートバルブＧ３
を開いてこのロードロック室８Ａ内と予め真空状態にな
されている補助器用通搬送室１２内とを連通する。そし
て、この補助共通搬送室１２内の移載機構１０を用い
て、上記ロードロック室８Ａ内のウエハＷを、共通通搬
送室４４内の共通搬送手段４６に移載する。この場合、
未処理のウエハＷは、図３に示すように共通搬送手段４
６の載置部６４に載置保持されるが、この載置部６４の
上側の係合段部８８（図５参照）に載置するのが、パー
ティクル対策上好ましい。すなわち、成膜等の処理済み
のウエハを上側の係合段部８８に載置すると、これより
パーティクルが下方へ落下する恐れがあるためである。
【００３３】このように、未処理のウエハを載置部６４
に保持させたならば、この搬送機構１４のリニアモータ
機構４９を駆動することにより、この共通搬送手段４６
を所望の処理装置に対応する場所まで移動させる。例え
ば処理装置２０Ａで処理を行う場合には、共通搬送手段
４６を搬送室ユニット３８Ａの略中央部の対応する位置
まで移動させ、そして、処理装置２０Ａに対応する個別
搬送室１８Ａ内の移載アーム機構１６を屈伸及び旋回さ
せて、処理済みのウエハを処理装置２０Ａから取り出し
てこれを上記載置部６４の下段の係合段部９０（図５参
照）へ移載し、次に、上段の係合段部８８のウエハを取
り出してこれを上記処理装置２０Ａ内へ移載する。すな
わち、処理済みのウエハと未処理のウエハとの移し替え
を行う。この際、前述したように、個別搬送室１８Ａ内
の移載アーム機構１６は、昇降機能を有していないの
で、図３に示されるよう、ケーシング５０の底部に設け
た突き上げ手段７４を駆動して押し上げ棒７６を昇降さ
せることにより、この載置部６４を所定のストロークだ
け、昇降させることになる。
【００３４】このように、１つの処理装置、例えば２０
Ａでの処理が終了したならば、前述のように次の処理の
ための処理装置までウエハを搬送し、次の処理を行う。
このようにして、必要とされる処理が全て施されたなら
ば、完全処理済みのウエハは、例えば前述したと逆の経
路をたどって元のカセット容器Ｃに戻されることにな
る。上述のように、ケーシング５０の底部に突き上げ手
段７４を設けて、ウエハの入れ替え時には共通搬送手段
４６の載置部６４を昇降させるようにしたので、各個別
搬送室１８Ａ〜１８Ｄ内に設けられる移載アーム機構１
６は昇降機能を備える必要がなく、その分、この移載ア
ーム機構１６の構造を簡単化することができる。また、
案内レール部４８上をスライドする被処理体保持部６０
が昇降駆動部を持たないので、被処理体保持部６０を軽
量化でき、被処理体保持部６０の起動・停止が容易化さ
れる。
【００３５】また、共通搬送手段４６の移動体５８に永
久磁石の界磁磁石手段６２を設け、ケーシング５０側に
電機子コイル手段５４を設けて駆動力を供給するように
したので、上記移動体５８に給電用のケーブルを接続す
る必要がなく、また、これを引き回す必要もない。ま
た、ケーシング５０の天井部に設けたガス導入口１０４
からＮ2 ガス乃至不活性ガスを供給し、ケーシング５０
の底部に設けたガス排気口１０８からケーシング５０内
の雰囲気を真空引きするので、上側の空間Ｓ１の雰囲気
は、分離区画壁１００の案内溝１０２を介して下側の空
間Ｓ２内に流れ込むように流れるので、駆動系や摺動部
が存在してパーティクルの発生する確率が高い下側の空
間Ｓ２の雰囲気が上側の空間Ｓ１へ流入することなくそ
のままガス排気口１０８から排出されることになり、そ
の分、ウエハＷにパーティクルが付着することを防止す
ることが可能となる。
【００３６】また、このように完成された処理システム
に対して、更なる処理装置を付加して、多くの連続処理
を行いたい場合が生ずる。この場合には、共通搬送室４
４の端部に取り付けてある蓋体１１２を取り外し、ここ
に新たな搬送室ユニットを取り付ければよい。図８は、
このような本発明の処理システムの第１の変形例を示す
図である。尚、図８において、図１中と同一構成部分に
ついては同一符号を付してある。ここでは、処理ユニッ
ト３８Ｂに対して第３番目の処理ユニット３８Ｃを連結
し、これに２つの個別搬送室１８Ｅ、１８Ｆ及び２つの
処理装置２０Ｅ、２０Ｆをそれぞれ連結して設けてい
る。この場合、電機子コイルセグメント５４Ａ（図３参
照）や案内レールセグメント４８Ａ（図３参照）等もそ
れぞれ互いに連結して延長している。このように、同様
にして任意の数の処理ユニットを連結して行けば、必要
な数の処理装置を簡単に増設することができる。また、
このような構造とすることにより、処理システム出荷前
の工場段階においても、受注に応じて必要な数の処理装
置を容易に且つ簡単に組み立てることができる。
【００３７】また、必要な場合には、図９の第２の変形
例に示すように、第３番目の処理ユニット３８Ｃに個別
搬送室１８Ｅ、１８Ｆを連結する際に、接続管ではなく
ゲートバルブＧ９、Ｇ１０を設けるようにしてもよい。
この場合には、個別搬送室１８Ｅ、１８ＦにＮ2 ガス導
入手段と真空排気手段をそれぞれ設けるのが好ましい。
このように、ゲートバルブＧ９、Ｇ１０を設けて各個別
搬送室１８Ｅ、１８Ｆを共通搬送室４４内から分離区画
する構成は、特に処理装置２０Ｅ、２０Ｆ内のパーティ
クル等で汚れた雰囲気が共通搬送室４４側へ逆流するこ
とをできるだけ抑制したい場合に有用である。また、各
個別搬送室１８Ｅ、１８Ｆをロードロック室として機能
させることにより、処理装置２０Ｅ、２０Ｆとして常圧
処理装置を用いることもできる。また、上記各例では、
処理ユニットを複数個直列に連結した場合を例にとって
説明したが、図１０に示す第３の変形例に示すように、
処理ユニット１基のみの場合でも処理システムを構成す
ることができる。
【００３８】また、各実施例では、移動体５８は、案内
レール部４８上を摺動する構造としたが、これに限定さ
れず、移動体５８を浮上させる構造としてもよい。図１
１は、移動体を磁気浮上させる構造を示す図である。こ
の図示例では、案内レール部１１４は、基端部がくびれ
て断面が比較的大きな略矩形状になされたレール本体１
１６を有しており、移動体５８は上記レール本体１１６
の周囲を遊嵌状態で略覆うように成形されている。そし
て、上記レール本体１１６の上面中央部に溝部１１８を
設け、この溝部１１８の両側に一対の電機子コイルセグ
メント５４Ａを設けている。そして、上記移動体５８か
らは、上記溝部１１８内に延びるようにして永久磁石６
２Ａよりなる界磁磁石手段６２を設けており、この界磁
磁石手段６２を上記一対の電機子コイルセグメント５４
Ａ間に位置されている。これにより、ここにリニアモー
タ機構を形成して移動体５８に駆動力を付与するように
なっている。そして、上記レール本体１１６と移動体５
８とに磁気浮上手段１１３が設けられる。
【００３９】具体的には、上記レール本体１１６の外周
面であって、上下左右の全面には、上記磁気浮上手段１
１３の一部を構成する、例えば永久磁石よりなる磁気浮
上用の固定側磁石１２０が取り付けられている。また、
上記移動体５８の内周面であって、上記固定側磁石１２
０に対向する部分には、例えば永久磁石よりなる移動側
磁石１２２が取り付けられており、上記固定側磁石１２
０との間で互いに反発力を発生するような極性に設定さ
れている。尚、固定側磁石１２０を電機子コイルセグメ
ントにより形成してもよいし、この固定側磁石１２０を
電磁石により形成してもよい。これにより、固定側磁石
１２０と移動側磁石１２２との間の反発力により上記移
動体５８は常時磁気浮上された状態となる。これによれ
ば、摺動部分が存在しないので、パーティクルの発生を
大幅に抑制することができる。このような案内レール部
１１４は、図３に示すようにケーシング５０の側壁に設
けてもよいし、ケーシング５０の底部に設けてもよい。
【００４０】図１２は移動体をガス浮上させる構造を示
す図、図１３はガス噴射手段の一側を示す図である。こ
の図示例では、ケーシング５０の底部５０Ｃに、図１に
示すと同じ構造の電機子コイルセグメント５４Ａを設け
ており、移動体５８の下面の略中央部に上記電機子コイ
ルセグメント５４Ａを挟み込むようにして一対の永久磁
石６２Ａよりなる界磁磁石手段６２を設けてリニアモー
タ機構を構成している。そして、この移動体５８の底部
には、例えば角度θ１が９０度程度になされた一対のガ
ス受け面１２４を有する突起部１２６が形成されてい
る。この突起部１２６は、上記移動体５８の底部の両側
近傍に、その長手方向に沿って一対設けられている。
【００４１】これに対して、上記ケーシング５０の底部
５０Ｃには、上記ガス受け面１２４にガス噴射を行っ
て、移動体５８を浮上させるガス噴出手段１２９が設け
られる。具体的には、上記ケーシング５０の底部５０Ｃ
には、上記突起部１２６が嵌め込まれるように断面三角
形状のガス溝１２８がその長手方向に沿って形成されて
おり、このガス溝１２８の区画面に、上記ガス受け面１
２４に対して対向するように上記ガス噴出手段１２９の
一部を構成するガスノズル１３０が形成されている。上
記一対のガス溝１２８は案内レール部の機能を有するも
のである。そして、各ガスノズル１３０は所定の圧力の
ガス、例えばＮ2 ガスを噴射できるようにガス供給手段
１３２に接続されている。従って、上記ガス溝１２８の
断面方向において、上記ガスノズル１３０は４個で１つ
のユニットを形成していることになる。そして、このガ
スノズル１３０が４個で１つのユニットは、図１３に示
すように、底部５０Ｃの長手方向に沿って、所定のピッ
チで多数ユニット配列されており、各ガス供給手段１３
２に介設されている開閉弁１３３を、ガス噴射制御部１
３４からの制御により、上記移動体５８が位置する部分
と移動体５８が進行する方向の直前の部分のガスノズル
１３０のみから選択的にＮ2 ガスを噴射し、上記移動体
５８を常時浮上させるようになっている。
【００４２】これによれば、図１１に示す場合と同様
に、摺動部分が存在しないので、パーティクルの発生を
大幅に抑制することができる。尚、以上の各実施例にお
いては、被処理体として半導体ウエハを処理する場合に
ついて説明したがこれに限定されず、例えばＬＣＤ基
板、ガラス基板等を処理する場合にも適用し得るのは勿
論である。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の被処理体の
搬送機構及び処理システムによれば、次のように優れた
作用効果を発揮することができる。請求項１に係る発明
によれば、共通搬送室の所定の位置に、被処理体保持部
を上下移動させる手段、すなわち突き上げ手段を設けた
ことにより、移動体と被処理体保持手段とよりなる搬送
手段に、上下方向駆動機構を設ける必要がなくなり、搬
送手段の構造を簡単化することができる。請求項２、
３、６、７に係る発明によれば、位置検出センサを共通
搬送室側に設けるようにしたので、位置検出センサへの
配線を移動体に接続する必要がなくなる。また、位置検
出センサから発生した熱が共通搬送室に熱伝導するの
で、位置検出センサの過熱を防止することができる。請
求項４に係る発明によれば、リニアモータ機構の界磁磁
石手段を移動体に設け、電機子コイル手段を共通搬送室
側に設けるようにしたので、駆動電力の供給のための給
電ケーブルを移動体に接続する必要をなくすことができ
る。請求項５に係る発明によれば、電機子コイル手段と
界磁磁石手段との間に隔壁を挟むことにより、前記電機
子コイル手段を固定するモールド材からの脱ガスを防ぐ
こともできる。請求項８に係る発明によれば、被処理体
が保持されている空間エリアと、例えば摺動することに
よって案内される移動体を収容する空間エリアとを分離
区画壁によって区画しているので、上記摺動によって発
生するパーティクルが被処理体に付着することを防止す
ることができる。請求項９に係る発明によれば、前記被
処理体を実質的に保持する載置部側よりＮ2 ガスや不活
性ガスを導入しながら共通搬送室内を所定の圧力に制御
することができる。従って、パーティクルが載置部側か
ら排出されるので、パーティクルが被処理体に付着する
のを一層抑制できる。また、共通搬送室内の不純物の分
圧を下げることができる。請求項１０に係る発明によれ
ば、多数の処理装置を接続してもスペース効率が良く、
搬送室が長くなっても被処理体を高速に搬送することが
でき、且つ簡単な構造の移載アーム機構を採用すること
ができる真空処理を行うための処理システムを実現でき
る。請求項１１に係る発明によれば、実質的に共通搬送
室を形成する共通搬送室本体を、互いに接続可能なケー
シング（搬送室ユニット）にモジュール化したので、こ
の搬送室ユニットを必要個数だけ連結することにより、
共通搬送室を必要に応じた長さに簡単に変更、或は設定
することができる。従って、連結される処理装置も容易
に増減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理システムの一例を示す概略平
面図である。
【図２】図１中の処理システムの搬送機構の１つのモジ
ュールを示す拡大正面断面図である。
【図３】図２中のモジュールを示す拡大側断面図であ
る。
【図４】リニアスケールと位置検出センサとの配列関係
を示す図である。
【図５】被処理体保持手段の一部を示す拡大斜視図であ
る。
【図６】被処理体保持手段を示す平面図である。
【図７】個別搬送室の取り付け状態を示す図である。
【図８】本発明の処理システムの第１の変形例を示す図
である。
【図９】第２の変形例を示す図である。
【図１０】第３の変形例を示す図である。
【図１１】移動体を磁気浮上させる構造を示す図であ
る。
【図１２】移動体をガス浮上させる構造を示す図であ
る。
【図１３】ガス噴射手段の一側を示す図である。
【符号の説明】
２ 処理システム ４ 入口側共通搬送室 ８Ａ、８Ｂ ロードロック室 １２ 補助共通搬送室 １８Ａ〜１８Ｄ 個別搬送室 ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ 搬送室ユニット ４４ 共通搬送室 ４６ 共通搬送手段 ４８ 案内レール部 ４９ リニアモータ機構 ５０ ケーシング ５４ 電機子コイル手段 ５４Ａ 電機子コイルセグメント ５６ 位置検出センサ ５８ 移動体 ６０ 被処理体保持部 ６２ 界磁磁石手段 ６３ リニアスケール ７４ 突き上げ手段 １１３ 磁気浮上手段 １２９ ガス噴出手段 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA17 FA01 FA11 FA12 FA15 GA43 GA57 GA64 JA03 JA17 JA22 JA45 LA08 MA03 MA06 MA28 MA29 MA32 NA04 NA05 NA09 NA14

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄い板状の被処理体を搬送するための搬
    送機構において、 途中に移載口が設けられた真空雰囲気の共通搬送室と、 前記共通搬送室内の長手方向に沿って設けられる案内レ
    ール部と、 前記案内レール部に沿って移動可能になされた移動体
    と、 前記移動体に上下方向へ移動可能に設けられて、前記被
    処理体を保持する被処理体保持部と、 前記共通搬送室の前記移載口に対応するように所定の間
    隔を隔てて設けられて、前記被処理体保持部を上下移動
    させる手段とを備えたことを特徴とする被処理体の搬送
    機構。
  2. 【請求項２】 薄い板状の被処理体を搬送するための搬
    送機構において、 途中に移載口が設けられた真空雰囲気の共通搬送室と、 前記共通搬送室内の長手方向に沿って設けられる案内レ
    ール部と、 前記案内レール部に沿って移動可能になされた移動体
    と、 前記移動体に上下方向へ移動可能に設けられて、前記被
    処理体を保持する被処理体保持部と、 前記移動体の長手方向に沿って設けられた位置検出用の
    リニアスケールと、 前記共通搬送室内の長手方向に沿って所定の間隔を隔て
    て配置された複数の位置検出センサと、 を備えたことを特徴とする被処理体の搬送機構。
  3. 【請求項３】 前記位置検出センサのピッチは、前記リ
    ニアスケールの長さよりも短く設定されていることを特
    徴とする請求項２記載の被処理体の搬送機構。
  4. 【請求項４】 前記移動体を移動させるリニアモータ機
    構を有しており、 前記リニアモータ機構の電機子コイル手段は、前記共通
    搬送室の長手方向に沿って設けられると共に、前記リニ
    アモータ機構の界磁磁石手段は前記移動体に設けられる
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の被
    処理体の搬送機構。
  5. 【請求項５】 前記電機子コイル手段と前記界磁磁石手
    段とは真空隔壁によって隔離されていることを特徴とす
    る請求項４記載の被処理体の搬送機構。
  6. 【請求項６】 前記移動体は、磁気浮上手段によって前
    記案内レール部から浮上されていることを特徴とする請
    求項１乃至５のいずれかに記載の被処理体の搬送機構。
  7. 【請求項７】 前記移動体は、ガス噴出手段によって前
    記案内レール部から浮上されていることを特徴とする請
    求項１乃至５のいずれかに記載の被処理体の搬送機構。
  8. 【請求項８】 前記被処理体保持部は、前記被処理体を
    実質的に保持する載置部と、この載置部を支持する支柱
    部とよりなり、 前記共通搬送室内は、前記支柱部の水平移動を許容する
    案内溝を設けた分離区画壁によって上下の空間に分離さ
    れていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに
    記載の被処理体の搬送機構。
  9. 【請求項９】 前記分離区画壁の前記載置部側にはＮ2
    ガスまたは不活性ガスを供給する手段が設けられ、前記
    分離区画壁の前記載置部側とは反対側には前記共通搬送
    室内を真空排気するための手段が設けられていることを
    特徴とする請求項８記載の被処理体の搬送機構。
  10. 【請求項１０】 途中に移載口が設けられた真空雰囲気
    の共通搬送室と、 前記共通搬送室内の長手方向に沿って設けられる案内レ
    ール部と、 前記案内レール部に沿って移動可能になされた移動体
    と、 前記移動体に上下方向へ移動可能に設けられて被処理体
    を保持する被処理体保持部と、 前記共通搬送室の一端に接続されて内部に移載機構を有
    する補助共通搬送室と、 前記補助共通搬送室に連結さ
    れて真空引き可能になされたロードロック室と、 前記ロードロック室に連結されて内部に入口側搬送機構
    を有する大気圧雰囲気の入口側共通搬送室と、 前記被処理体を複数枚収容可能なカセット容器を載置す
    るために前記入口側共通搬送室に設けられたカセットス
    テーションと、 前記搬送機構の移載口に連結されると共に内部に移載ア
    ーム機構を有する個別搬送室と、 前記個別搬送室にゲートバルブを介して連結されて前記
    被処理体に対して所定の処理を施す処理装置と、 を備えたことを特徴とする処理システム。
  11. 【請求項１１】 前記共通搬送室は、少なくとも１の側
    壁に被処理体の移載口が設けられて両端が互いに接続可
    能になされた断面形状の１または複数のケーシングから
    なり、 前記案内レール部は前記ケーシング内に設けられて両端
    が互いに接続可能になされた１または複数の案内レール
    セグメントからなることを特徴とする請求項１０記載の
    処理システム。
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