JP2004207648A

JP2004207648A - 基板の搬送装置

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Publication number: JP2004207648A
Application number: JP2002377737A
Authority: JP
Inventors: Wataru Machiyama; 弥町山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】パーティクル等の基板への付着を防止できる搬送装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置やウエハ搬出入室等を備えるクラスタ基板処理システムが有する搬送室の内部に配設された基板ハンドリング機構１６は、円柱体でる回転部２０、棒体であるアーム部２１及び基板Ｗを拘持する拘持部２２とから成り、回転部２０は、クラスタ基板処理システムを上方から見たときに、その中心部において回転自在に搬送室の床面に接続され、アーム部２１は、その一端において回転部２０の外縁近傍と回転自在に接続され、拘持部２２はアーム部２１の他端に回転自在に接続され、基板ハンドリング機構において基板Ｗを搬送するとき、回転部２０、アーム部２１及び拘持部２２が協動して基板Ｗを基板処理装置やウエハ搬出入室における所望の位置に搬出入する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、基板の搬送装置、特に半導体ウエハ等の基板の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、イオンドープ、成膜、エッチング等の各種処理を半導体ウエハ等の基板Ｗに施す基板処理システムとして、スループット及び歩留まりの向上を目的とし、同じ処理を行う複数の基板処理装置や、異なる処理を行う複数の基板処理装置が共通の搬送室を介して放射状に配設されたクラスタ基板処理システムが知られている。
【０００３】
このクラスタ基板処理システムでは、各基板処理装置において処理済の基板Ｗと未処理の基板Ｗとを入れ換えるため、基板Ｗを搬送する搬送機構が搬送室に配設される。このような搬送機構の代表例としては、下記に示すスカラアーム式ハンドリング機構及びフロッグレッグ式ハンドリング機構が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１２は、スカラアーム式ハンドリング機構が配設された従来のクラスタ基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【０００５】
図１２において、クラスタ基板処理システム１２０は、その内部において基板Ｗを処理する２つの基板処理装置１２１と、ウエハカセット（不図示）から基板Ｗを搬出入するロードロック室１２２と、ロードロック室１２２から基板Ｗの搬入、又はロードロック室１２２への基板Ｗの搬出を行う２つのウエハ搬出入室１２３と、基板処理装置１２１及びウエハ搬出入室１２３を接続する搬送室１２４とを備え、搬送室１２４はその内部にスカラアーム式ハンドリング機構１２５を有する。
【０００６】
スカラアーム式ハンドリング機構１２５は、図１３に示すように、棒状の第１アーム部１３０、棒状の第２アーム部１３１及び基板Ｗを拘持する拘持部１３２とから成り、第１アーム部１３０は、その一端においてクラスタ基板処理システム１２０を上方から見たときに回転自在となるように、搬送室１２４の床面に接続され、第２アーム部１３１は、その一端において第１アーム部１３０の他端に回転自在に接続され、拘持部１３２は、第２アーム部１３１の他端に接続される。
【０００７】
スカラアーム式ハンドリング機構１２５において基板Ｗを搬送するとき、第１アーム部１３０、第２アーム部１３１及び拘持部１３２が協動して基板Ｗを基板処理装置１２１やウエハ搬出入室１２３における所望の位置に搬出入する。
【０００８】
図１４は、フロッグレッグ式ハンドリング機構が配設された従来のクラスタ基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【０００９】
図１４において、クラスタ基板処理システム１４０は、その内部において基板Ｗを処理する４つの基板処理装置１４１と、ロードロック室（不図示）から基板Ｗの搬入、又はロードロック室への基板Ｗの搬出を行う２つのウエハ搬出入室１４２と、基板処理装置１４１及びウエハ搬出入室１４２を接続する搬送室１４３とを備え、搬送室１４３はその内部にフロッグレッグ式ハンドリング機構１４４を有する。
【００１０】
フロッグレッグ式ハンドリング機構１４４は、搬送室１４３の床面に垂直に立設された柱状の基部１４５と、平行に配設された２本の棒状部材からなる第１アーム部１４６及び棒状の第２アーム部１４７が構成する２つのフロッグレッグ部１４８と、基板Ｗを拘持する拘持部１４９とから成り、第１アーム部１４６は、その一端において基部１４５の側面に周方向に関して移動自在に接続され、第２アーム部１４７は、その一端において第１アーム部１４６の他端に回転自在に接続され、拘持部１４９は、第２アーム部１４７の他端に接続される。
【００１１】
フロッグレッグ式ハンドリング機構１４４において基板Ｗを搬送するとき、第１アーム部１４６、第２アーム部１４７及び拘持部１４９が協動して基板Ｗを基板処理装置１４１やウエハ搬出入室１４２における所望の位置に搬出入する。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−１５４７３９号公報（第１図、第３図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示すように、クラスタ基板処理システム１２０における搬送室１２４内部において、第１アーム部１３０が回転移動する空間１５０には干渉物となるものを配設することができず、搬送室１２４内部の空間容積が大となる傾向がある。また、基板Ｗの基板処理装置１２１への搬入の際、基板処理装置１２１内部の真空度を維持するために、搬送室１２４内部は減圧されるが、搬送室１２４内部を完全に真空にすることは困難であり、多少の気体が残留する。
【００１４】
このとき、上述したように搬送室１２４内部の空間容積が大となると、第１アーム部１３０が回転移動することによって空間１５０において気流の乱れが発生してパーティクル等が巻上げられ、該巻き上げられたパーティクル等が基板Ｗに付着するという問題があった。
【００１５】
また、第１アーム部１３０は棒状であるため、長手方向において撓み量が大となる傾向がある。このように撓み量が大となると、第２アーム部１３１や拘持部１３２の位置精度が悪化し、基板Ｗの搬送時に搬送室１２４の筐体と干渉するおそれがあるため、搬送室１２４の開口部１５１の面積を大きくする必要があるが、開口部１５１の開口部の面積を大きくすると外部からのパーティクル等の侵入が容易となり、その結果、侵入したパーティクル等が基板Ｗに付着するという問題があった。
【００１６】
これらの問題はフロッグレッグ式ハンドリング機構１４４が配設されたクラスタ基板処理システム１４０でも同様に発生する。
【００１７】
本発明の目的は、パーティクル等の基板への付着を防止できる搬送装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板の搬送装置は、基板を支持する少なくとも２つの腕部材を備えると共に所定の筐体内部に配設され、且つ前記腕部材の一方はその一端において前記腕部材の他方に回転自在に接続される基板の搬送装置において、前記腕部材の一方は、中心部が前記筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、前記円柱体の半径は、前記中心部から前記一端までの距離よりも大きいことを特徴とする。
【００１９】
請求項１記載の搬送装置によれば、少なくとも２つの腕部材を備えると共に筐体内部に配設された基板の搬送装置において、腕部材の一方は、中心部が筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、円柱体の半径は中心部から一端までの距離よりも大きいので、筐体内部の空間容積が小さくなり、腕部材の一方の回転による気流の乱れの発生を防止できると共に、腕部材の一方における剛性の向上によって撓み量が小さくなり、筐体における腕部材用の開口部の面積を小さくできる。その結果、パーティクル等の巻き上げや進入を防止でき、もってパーティクル等の基板への付着を防止できる。また、筐体内部の空間容積が小さくなるため、筐体内部の真空化を迅速に実行することができ、もってスループットを向上できる。
【００２０】
請求項２記載の搬送装置は、請求項１記載の搬送装置において、前記筐体は、円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記円柱体を収容することを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の搬送装置によれば、筐体は円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記円柱体を収容するので、筐体内部の空間容積がより小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着を確実に防止できる。
【００２２】
請求項３記載の搬送装置は、請求項２記載の搬送装置において、前記腕部材収容孔の直径は、前記円柱体の直径とほぼ一致することを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の搬送装置によれば、腕部材収容孔の直径は、円柱体の直径とほぼ一致するので、筐体内部の空間容積がさらに小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着をより確実に防止できる。
【００２４】
請求項４記載の搬送装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、前記筐体は前記貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の搬送装置によれば、腕部材の一方である円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、筐体は貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有するので、当該貫通孔及び他の貫通孔を介して筐体内部の気体排出の効率を向上することができ、もってスループットをさらに向上できる。
【００２６】
請求項５記載の搬送装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記円柱体には、その中心軸に沿った円柱孔が穿孔されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の搬送装置によれば、腕部材の一方である円柱体にはその中心軸に沿った円柱孔が穿孔されているので、腕部材の一方を軽量化でき、もって慣性モーメントを低減できる。その結果、基板の搬送速度を向上でき、よりスループットを向上できる。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項６記載の搬送装置は、基板を支持する少なくとも２つの腕部材を備えると共に筐体内部に配設され、且つ前記腕部材の一方はその一端において前記腕部材の他方の一端と回転自在に接続される屈折構造を少なくとも２つ備える基板の搬送装置において、前記屈折構造の一方における前記腕部材の一方は、中心部が前記筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、前記円柱体の半径は、前記中心部から前記腕部材の他方の一端までの距離よりも小さく、且つ前記屈折構造の他方における前記腕部材の一方は、前記円柱体の中心軸に沿って配設された環状体であることを特徴とする。
【００２９】
請求項６記載の搬送装置によれば、少なくとも２つの腕部材から成る２つの屈折構造を備えると共に筐体内部に配設された基板の搬送装置では、屈折構造の一方における腕部材の一方は、中心部が筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、円柱体の半径は中心部から腕部材の他方の一端までの距離よりも小さく、且つ屈折構造の他方における腕部材の一方は、円柱体の中心軸に沿って配設された環状体であるので、筐体内部の空間容積が小さくなり、腕部材の一方の回転による気流の乱れの発生を防止できると共に、腕部材の一方における剛性の向上によって撓み量が小さくなり、筐体の開口部の面積を小さくできる。その結果、パーティクル等の巻き上げや進入を防止でき、もってパーティクル等の基板への付着を防止できる。また、筐体内部の空間容積が小さくなるため、筐体内部の真空化を迅速に実行することができ、もってスループットを向上できる。
【００３０】
請求項７記載の搬送装置は、請求項６記載の搬送装置において、前記筐体は、円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記環状体を収容することを特徴とする。
【００３１】
請求項７記載の搬送装置によれば、筐体は円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記環状体を収容するので、筐体内部の空間容積がより小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着を確実に防止できる。
【００３２】
請求項８記載の搬送装置は、請求項７記載の搬送装置において、前記腕部材収容孔の直径は、前記環状体の外径とほぼ一致することを特徴とする。
【００３３】
請求項８記載の搬送装置によれば、腕部材収容孔の直径は、環状体の外径とほぼ一致するので、筐体内部の空間容積がさらに小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着をより確実に防止できる。
【００３４】
請求項９記載の搬送装置は、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記屈折構造の一方の前記腕部材の一方における前記腕部材の他方に対する回転軸から前記中心部までの距離は、前記屈折構造の他方の前記腕部材の一方における前記腕部材の他方に対する回転軸から前記中心部までの距離と等しいことを特徴とする。
【００３５】
請求項９記載の搬送装置によれば、屈折構造の一方の腕部材の一方における腕部材の他方に対する回転軸から中心部までの距離は、屈折構造の他方の腕部材の一方における腕部材の他方に対する回転軸から中心部までの距離と等しいので、円柱体と環状体の回転角度を揃えれば、屈折構造の動作を同調させることができ、基板を正確に所望の位置に搬送できる。
【００３６】
請求項１０記載の搬送装置は、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記屈折構造の各々を、前記腕部材の他方の他端において互いに接続する基板拘持部を備えることを特徴とする。
【００３７】
請求項１０記載の搬送装置によれば、屈折構造の各々を、腕部材の他方の他端において互いに接続する基板拘持部を備えるので、屈折構造の動作をより正確に同調させることができ、基板をより正確に所望の位置に搬送できる。
【００３８】
請求項１１記載の搬送装置は、請求項１０記載の搬送装置において、前記基板拘持部は、前記屈折構造の一方における前記腕部材の他方の回転角と、前記屈折構造の他方における前記腕部材の他方の回転角とを整合する整合構造を有することを特徴とする。
【００３９】
請求項１１記載の搬送装置によれば、基板拘持部は、屈折構造の一方における腕部材の他方の回転角と、屈折構造の他方における腕部材の他方の回転角とを整合する整合構造を有するので、屈折構造の動作をさらに正確に同調させることができ、基板をさらに正確に所望の位置に搬送できる。
【００４０】
請求項１２記載の搬送装置は、請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、前記環状体は前記貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有し、且つ前記筐体は前記他の貫通孔に対応する位置に穿孔されたさらに他の貫通孔を有することを特徴とする。
【００４１】
請求項１２記載の搬送装置によれば、円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、環状体は貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有し、且つ筐体は他の貫通孔に対応する位置に穿孔されたさらに他の貫通孔を有するので、当該貫通孔、他の貫通孔及びさらに他の貫通孔を介して筐体内部の気体排出の効率を向上することができ、もってスループットをさらに向上できる。
【００４２】
請求項１３記載の搬送装置は、請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記円柱体には、その中心軸に沿った円柱孔が穿孔されていることを特徴とする。
【００４３】
請求項１３記載の搬送装置によれば、屈折構造の一方における腕部材の一方を軽量化でき、もって慣性モーメントを低減できる。その結果、基板の搬送速度を向上でき、よりスループットを向上できる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置について詳述する。
【００４５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置が配設されたクラスタ基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【００４６】
図１において、クラスタ基板処理システム１０は、その内部において基板Ｗを処理する４つの基板処理装置１１と、基板Ｗを格納するウエハカセット１２から基板Ｗを搬出入するロードロック室１３と、ロードロック室１３から基板Ｗの搬入、又はロードロック室１３への基板Ｗの搬出を行う２つのウエハ搬出入室１４と、基板処理装置１１及びウエハ搬出入室１４を接続する搬送室１５とを備える。また、クラスタ基板処理システム１０は、搬送室１５の内部において基板ハンドリング機構１６を有する。基板ハンドリング機構１６は、基板Ｗをウエハ搬出入室１４や基板処理装置１１へ搬出入する。
【００４７】
図２は、図１のクラスタ基板処理システム１０における基板ハンドリング機構１６の概略構成を示す斜視図である。
【００４８】
図２において、基板ハンドリング機構１６は、円柱体である回転部２０、棒体であるアーム部２１及び基板Ｗを拘持する拘持部２２とから成り、回転部２０は、クラスタ基板処理システム１０を上方から見たときに、その中心部において回転自在に搬送室１５の床面に接続され、アーム部２１は、その一端において回転部２０の外縁近傍と回転自在に接続され、拘持部２２はアーム部２１の他端に回転自在に接続される。また、回転部２０の半径は、回転部２０の中心部から回転部２０に対するアーム部２１の回転軸までの距離よりも大きい。そして、基板ハンドリング機構１６において基板Ｗを搬送するとき、回転部２０、アーム部２１及び拘持部２２が協動して基板Ｗを基板処理装置１１やウエハ搬出入室１４における所望の位置に搬出入する。
【００４９】
図３は、図２の基板ハンドリング機構１６を内包する搬送室１５の概略構成を示す断面図である。
【００５０】
図３において、搬送室１５は、その内部の上方にアーム部２１及び拘持部２２が回転移動可能な移動空間３０を有し、該移動空間３０は搬送室１５の側壁部に配設された開口部３１を介して基板処理装置１１やウエハ搬出入室１４の内部空間と接続される。また、搬送室１５は、その内部の下方に回転部２０を収容する収容空間３２を有し、該収容空間３２はクラスタ基板処理システム１０の上下方向に沿った中心軸を有する円柱状の空間である。回転部２０の直径は、収容空間３２の直径より若干小さく設定されるので、回転部２０の中心軸が収容空間３２の中心軸と一致するように、回転部２０が収容空間３２に収容されたとき、回転部２０は収容空間３２の容積をほぼ充填する。このとき、回転部２０は棒状部材でなく、円柱状部材であるため、その半径方向に関する撓み量が小さくなり、開口部３１の面積の設定において当該撓み量を考慮する必要はない。
【００５１】
また、回転部２０は中心軸方向に沿って穿孔された排気ポート３３を有し、搬送室１５は、回転部２０が回転する前のイニシャル状態にあるときにおいて排気ポート３３に対応する位置に穿孔された排気ポート３４を底部に有する。
【００５２】
次に、基板ハンドリング機構１６の基板搬送方法について図面を用いて説明する。
【００５３】
図４は、図２の基板ハンドリング機構１６が実行する基板Ｗの直線方向に関する搬送方法を説明する図である。
【００５４】
まず、基板Ｗを拘持した拘持部２２のアーム部２１に対する位置関係を固定し、且つアーム部２１の回転部２０に対する位置関係を固定したまま、回転部２０をその中心軸回りに所定の角度だけ回転させることにより、拘持部２２を、基板Ｗを搬入すべき基板処理装置１１ａに正対させる（図４（ａ））。
【００５５】
そして、さらに回転部２０を反時計回りに所定の回転速度で回転させるとき、アーム部２１を時計回りに同じ所定の回転速度で回転させることによって、拘持部２２を基板処理装置１１ａへ直線状に移動させ（図４（ｂ））、基板処理装置１１ａの内部へ進入した拘持部２２が所望の位置に到達したとき、回転部２０及びアーム部２１の回転を中止することによって基板Ｗを基板処理装置１１ａにおける所望の位置へ搬送する（図４（ｃ））。
【００５６】
図５は、図２の基板ハンドリング機構１６が実行する基板Ｗの方向変換を伴う搬送方法を説明する図である。
【００５７】
まず、図４の直線方向に関する搬送方法の手順を逆に実行することにより、基板処理装置１１ａにおいて処理の終了した基板Ｗを搬出し（図５（ａ））、その後、基板Ｗを拘持した拘持部２２のアーム部２１に対する位置関係を固定し、且つアーム部２１の回転部２０に対する位置関係を固定したまま、回転部２０をその中心軸回りに所定の角度だけ回転させることにより、基板Ｗを拘持した拘持部２２を、基板Ｗを搬入すべき基板処理装置１１ｂに正対させる（図５（ｂ））。
【００５８】
そして、図４の直線方向に関する搬送方法の手順を実行することによって基板Ｗを基板処理装置１１ｂにおける所望の位置に搬送する（図５（ｃ））。
【００５９】
本発明の第１の実施の形態によれば、回転部２０は、中心部が搬送室１５に回転自在に接続された円柱体から成り、回転部２０の半径は、回転部２０の中心部から回転部２０に対するアーム部２１の回転軸までの距離よりも大きく、回転部２０が収容空間３２に収容されたとき、回転部２０は収容空間３２の容積をほぼ充填するので、搬送室１５内部の空間容積が小さくなり、回転部２０の回転による気流の乱れの発生を防止できると共に、回転部２０の剛性の向上によって半径方向に関する撓み量が小さくなり、搬送室１５の開口部の面積を小さくできる。その結果、パーティクル等の巻き上げや進入を防止でき、もってパーティクル等の基板への付着を防止できる。また、搬送室１５内部の空間容積が小さくなるため、搬送室１５内部の真空化を迅速に実行することができ、もってスループットを向上できる。
【００６０】
また、回転部２０は中心軸方向に沿って穿孔された排気ポート３３を有し、搬送室１５は、回転部２０が回転する前のイニシャル状態にあるとき、排気ポート３３に対応する位置に穿孔された排気ポート３４を底部に有するので、排気ポート３３及び排気ポート３４を介して搬送室１５内部の気体排出の効率を向上することができ、もってスループットをさらに向上できる。
【００６１】
上述した基板ハンドリング機構１６において、回転部２０には、その中心軸に沿った円柱孔が穿孔されていてもよく、これにより、回転部２０を軽量化でき、もって慣性モーメントを低減できる。その結果、基板Ｗの搬送速度を向上でき、よりスループットを向上できる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る搬送装置について詳述する。
【００６３】
本発明の第２の実施の形態に係る搬送装置も、上述した基板ハンドリング機構１６と同様に、クラスタ基板処理システム１０における搬送室１５の内部に配設される。
【００６４】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る搬送装置の概略構成を示す斜視図である。
【００６５】
図６において、基板ハンドリング機構６０は、円柱体である回転部６１、板状体である延伸部６２、及び棒状体である第１アーム部６３から成る第１レッグ部６４と、環状体である環状回転部６５、及び棒状体である第２アーム部６６から成る第２レッグ部６７と、基板Ｗを拘持する拘持部６８とを備える。
【００６６】
回転部６１は、クラスタ基板処理システム１０を上方から見たときに、その中心部において回転自在に搬送室１５の床面に接続され、環状回転部６５は回転部６１の中心軸に沿って配設される。第１レッグ部６４において、延伸部６２は、その一端において回転部６１の外縁近傍に固定され、第１アーム部６３は、その一端において延伸部６２の他端と回転自在に接続される。また、第２レッグ部６７において、環状回転部６５は、回転部６１の中心軸の廻りを回転自在に配設され、第２アーム部６６は、その一端において環状回転部６５に回転自在に接続される。さらに、拘持部６８は、第１アーム部６３及び第２アーム部６６の各々と、その他端において接続される。
【００６７】
また、回転部６１の半径は、その中心部から延伸部６２の他端までの距離よりも小さいが、第１レッグ部６４における第１アーム部６３の一端の回転軸から回転部６１の中心部までの距離は、第２レッグ部６７における第２アーム部６６の一端の回転軸から環状回転部６５の中心部までの距離と等しい。
【００６８】
このハンドリング機構６０において基板Ｗを搬送するとき、第１レッグ部６４、第２レッグ部６７、及び拘持部６８が協動して基板Ｗを基板処理装置１１やウエハ搬出入室１４における所望の位置に搬出入する。
【００６９】
図７は、図６の基板ハンドリング機構６０を内包する搬送室１５の概略構成を示す断面図である。
【００７０】
図７において、搬送室１５は、その内部の上方に第１アーム部６３、第２アーム部６６及び拘持部６８が回転移動可能な移動空間７０を有し、該移動空間７０は搬送室１５の側壁部に配設された開口部（不図示）を介して基板処理装置１１やウエハ搬出入室１４の内部空間と接続される。また、搬送室１５は、その内部の下方に回転部６１及び環状回転部６５を収容する収容空間７１を有し、該収容空間７１はクラスタ基板処理システム１０の上下方向に沿った中心軸を有する円柱状の空間である。環状回転部６５の外径は、収容空間７１の直径より若干小さく設定されるので、環状回転部６５の中心軸が収容空間７１の中心軸と一致するように、環状回転部６５が収容空間７１に収容され、且つ回転部６１が環状回転部６５に収容されたとき、回転部６１及び環状回転部６５は収容空間７１の容積をほぼ充填する。このとき、回転部６１は円柱状部材であり、環状回転部６５は環状部材であるため、それらの半径方向に関する撓み量が小さくなり、上述した開口部の面積の設定において当該撓み量を考慮する必要はない。
【００７１】
また、回転部６１は中心軸方向に沿って穿孔された排気ポート７２を有し、環状回転部６５は、回転部６１が回転する前のイニシャル状態にあるときにおいて排気ポート７２に対応する位置に穿孔された排気ポート７３を底部に有し、搬送室１５は、環状回転部６５が回転する前のイニシャル状態にあるときにおいて排気ポート７３に対応する位置に穿孔された排気ポート７４を底部に有する。
【００７２】
次に、基板ハンドリング機構６０の基板搬送方法について図面を用いて説明する。
【００７３】
図８は、図７の基板ハンドリング機構６０が実行する基板Ｗの直線方向に関する搬送方法を説明する図である。
【００７４】
まず、基板Ｗを拘持した拘持部６８の第１アーム部６３及び第２アーム部６６に対する位置関係を固定し、第１アーム部６３の回転部６１に対する位置関係を固定し、さらに、第２アーム部６６の環状回転部６５に対する位置関係を固定したまま、回転部６１及び環状回転部６５を同調させて、それらの中心軸回りに所定の角度だけ回転させることにより、基板Ｗを拘持した拘持部６８を、基板Ｗを搬入すべき基板処理装置１１ａに正対させる（図８（ａ））。
【００７５】
そして、さらに環状回転部６５を反時計回りに所定の回転速度で回転させるとき、第２アーム部６６を時計回りに同じ所定の回転速度で回転させると共に、回転部６１も時計回りに同じ所定の回転速度で回転させる。このとき、拘持部６８は第１アーム部６３の拘持部６８に対する回転角と、第２アーム部６６の拘持部６８に対する回転角とを整合する後述の整合構造１００を有するため、拘持部６８は基板処理装置１１ａへ直線状に移動する（図８（ｂ））。そして、基板処理装置１１ａの内部へ進入した拘持部６８が所望の位置に到達したとき、環状回転部６５、第２アーム部６６及び回転部６１の回転を中止することによって基板Ｗを基板処理装置１１ａにおける所望の位置へ搬送する（図８（ｃ））。
【００７６】
図９は、図７の基板ハンドリング機構６０が実行する基板Ｗの方向変換を伴う搬送方法を説明する図である。
【００７７】
まず、図８の直線方向に関する搬送方法の手順を逆に実行することにより、基板処理装置１１ａにおいて処理の終了した基板Ｗを搬出し（図９（ａ））、その後、基板Ｗを拘持した拘持部６８の第１アーム部６３及び第２アーム部６６に対する位置関係を固定し、第１アーム部６３の回転部６１に対する位置関係を固定し、さらに、第２アーム部６６の環状回転部６５に対する位置関係を固定したまま、回転部６１及び環状回転部６５を同調させて、それらの中心軸回りに所定の角度だけ回転させることにより、基板Ｗを拘持した拘持部６８を、基板Ｗを搬入すべき基板処理装置１１ｂに正対させる（図９（ｂ））。
【００７８】
そして、図８の直線方向に関する搬送方法の手順を実行することによって基板Ｗを基板処理装置１１ｂにおける所望の位置に搬送する（図９（ｃ））。
【００７９】
図１０は、図６における拘持部６８が有する第１アーム部６３の回転角及び第２アーム部６６の回転角を整合する整合構造１００の概略構成を示す平面図である。
【００８０】
図１０（ａ）において、拘持部６８は、第１アーム部６３の他端に固定され、拘持部６８に遊合される第１のギヤ１０１と、第２アーム部６６の他端に固定され、拘持部６８に遊合される第２のギヤ１０２と、第１のギヤ１０１及び第２のギヤ１０２にたすき掛け状に掛けられた駆動チェーン１０３とを備える。
【００８１】
第２アーム部６６の回転に応じて第２のギヤ１０２が所定の角度だけ回転するとき、当該所定の角度に対応した移動量だけ駆動チェーン１０３は移動し、当該移動量に対応して第１のギヤ１０１は回転する。このとき、第２のギヤ１０２と第１のギヤ１０１の有効径は同じであるので、第１のギヤ１０１は、第２のギヤ１０２と同じ所定の角度だけ回転する。これにより、拘持部６８は第１アーム部６３の回転角及び第２アーム部６６の回転角を整合する。
【００８２】
整合構造１００の構成は上述したものに限られず、図１０（ｂ）に示すように、第１アーム部６３の他端に固定され、拘持部６８に遊合される円筒形磁石１０４と、第２アーム部６６の他端に固定され、拘持部６８に遊合される円筒形磁石１０５とを備えてもよく、このとき、円筒形磁石１０４及び円筒形磁石１０５の各々は、Ｎ極とＳ極が周方向に同じピッチで交互に配列され、円筒形磁石１０４における磁極と、当該極に対向する円筒形磁石１０５における磁極が反対極であるように配設される。
【００８３】
ここで、第２アーム部６６の回転に応じて円筒形磁石１０５が所定の角度だけ回転するとき、反対極同士の磁力によって円筒形磁石１０４は所定の角度だけ回転する。これにより、拘持部６８は第１アーム部６３の回転角及び第２アーム部６６の回転角を整合する。
【００８４】
本発明の第２の実施の形態によれば、第１レッグ部６４における回転部６１は、中心部が搬送室１５に回転自在に接続された円柱体から成り、回転部６１の半径は、その中心部から延伸部６２の他端までの距離よりも小さく、且つ第２レッグ部６７における環状回転部６５は、回転部６１の中心軸に沿って配設された環状体であり、環状回転部６５が収容空間７１に収容され、且つ回転部６１が環状回転部６５に収容されたとき、回転部６１及び環状回転部６５は収容空間７１の容積をほぼ充填するので、搬送室１５内部の空間容積が小さくなり、回転部６１及び環状回転部６５の回転による気流の乱れの発生を防止できると共に、回転部６１及び環状回転部６５における剛性の向上によって撓み量が小さくなり、搬送室１５の開口部の面積を小さくできる。その結果、パーティクル等の巻き上げや進入を防止でき、もってパーティクル等の基板への付着を防止できる。また、搬送室１５内部の空間容積が小さくなるため、搬送室１５内部の真空化を迅速に実行することができ、もってスループットを向上できる。
【００８５】
また、第１レッグ部６４における第１アーム部６３の一端の回転軸から回転部６１の中心部までの距離は、第２レッグ部６７における第２アーム部６６の一端の回転軸から環状回転部６５の中心部までの距離と等しいので、回転部６１と環状回転部６５の回転角度を揃えれば、第１レッグ部６４及び第２レッグ部６７の動作を同調させることができ、基板Ｗを正確に所望の位置に搬送できる。
【００８６】
さらに、第１レッグ部６４及び第２レッグ部６７の各々を、第１アーム部６３及び第２アーム部６６の他端において互いに接続する拘持部６８を備えるので、第１レッグ部６４及び第２レッグ部６７の動作をより正確に同調させることができ、基板Ｗをより正確に所望の位置に搬送できる。
【００８７】
拘持部６８は、第１アーム部６３の他端に固定され、拘持部６８に遊合される第１のギヤ１０１と、第２アーム部６６の他端に固定され、拘持部６８に遊合される第２のギヤ１０２と、第１のギヤ１０１及び第２のギヤ１０２にたすき掛け状に掛けられた駆動チェーン１０３とを備える整合構造１００を有するので、第１レッグ部６４及び第２レッグ部６７の動作をさらに正確に同調させることができ、基板Ｗをさらに正確に所望の位置に搬送できる。
【００８８】
また、回転部６１は中心軸方向に沿って穿孔された排気ポート７２を有し、環状回転部６５は、回転部６１が回転する前のイニシャル状態にあるときにおいて排気ポート７２に対応する位置に穿孔された排気ポート７３を底部に有し、搬送室１５は、環状回転部６５が回転する前のイニシャル状態にあるときにおいて排気ポート７３に対応する位置に穿孔された排気ポート７４を底部に有するので、排気ポート７２、排気ポート７３及び排気ポート７４を介して搬送室１５内部の気体排出の効率を向上することができ、もってスループットをさらに向上できる。
【００８９】
上述した基板ハンドリング機構６０において、回転部６１には、その中心軸に沿った円柱孔が穿孔されていてもよく、これにより、回転部６１を軽量化でき、もって慣性モーメントを低減できる。その結果、基板Ｗの搬送速度を向上でき、よりスループットを向上できる。
【００９０】
上述した基板ハンドリング機構１６や基板ハンドリング機構６０を使用する基板処理システムは、クラスタ基板処理システム１０に限られず、例えば、図１１に示すような基板処理装置１１及び該基板処理装置１１に基板Ｗを受け渡しするロードロック室１１０から構成される２つのプロセスモジュール１１１と、３つのウエハカセット１１２と、矩形状の共通搬送路であるトランスファチャンバ１１３とを備え、２つのプロセスモジュール１１１が互いに平行に配設され、２つのプロセスモジュール１１１の各々はロードロック室１１０を介して接続する基板処理システム１１４であってもよく、この基板処理システム１１４では、ロードロック室１１０の各々が基板ハンドリング機構１６等をその内部に有する。
【００９１】
また、上述した基板ハンドリング機構１６の各構成部品や基板ハンドリング機構６０の各構成部品の材料は、アルミ合金であってもよく、これにより、基板ハンドリング機構１６及び基板ハンドリング機構６０の重量を削減することができ、もって慣性モーメントを低減できる。その結果、基板Ｗの搬送速度を向上でき、よりスループットを向上できる。さらに、アルミ合金が有する耐腐食性により、基板ハンドリング機構１６及び基板ハンドリング機構６０のメンテナンスサイクル、ひいてはクラスタ基板処理システム１０のメンテナンスサイクルを長期化できる。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の搬送装置によれば、少なくとも２つの腕部材を備えると共に筐体内部に配設された基板の搬送装置において、腕部材の一方は、中心部が筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、円柱体の半径は中心部から一端までの距離よりも大きいので、筐体内部の空間容積が小さくなり、腕部材の一方の回転による気流の乱れの発生を防止できると共に、腕部材の一方における剛性の向上によって撓み量が小さくなり、筐体における腕部材用の開口部の面積を小さくできる。その結果、パーティクル等の巻き上げや進入を防止でき、もってパーティクル等の基板への付着を防止できる。また、筐体内部の空間容積が小さくなるため、筐体内部の真空化を迅速に実行することができ、もってスループットを向上できる。
【００９３】
請求項２記載の搬送装置によれば、筐体は円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記円柱体を収容するので、筐体内部の空間容積がより小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着を確実に防止できる。
【００９４】
請求項３記載の搬送装置によれば、腕部材収容孔の直径は、円柱体の直径とほぼ一致するので、筐体内部の空間容積がさらに小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着をより確実に防止できる。
【００９５】
請求項４記載の搬送装置によれば、腕部材の一方である円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、筐体は貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有するので、当該貫通孔及び他の貫通孔を介して筐体内部の気体排出の効率を向上することができ、もってスループットをさらに向上できる。
【００９６】
請求項５記載の搬送装置によれば、腕部材の一方である円柱体にはその中心軸に沿った円柱孔が穿孔されているので、腕部材の一方を軽量化でき、もって慣性モーメントを低減できる。その結果、基板の搬送速度を向上でき、よりスループットを向上できる。
【００９７】
請求項６記載の搬送装置によれば、少なくとも２つの腕部材から成る２つの屈折構造を備えると共に筐体内部に配設された基板の搬送装置では、屈折構造の一方における腕部材の一方は、中心部が筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、円柱体の半径は中心部から腕部材の他方の一端までの距離よりも小さく、且つ屈折構造の他方における腕部材の一方は、円柱体の中心軸に沿って配設された環状体であるので、筐体内部の空間容積が小さくなり、腕部材の一方の回転による気流の乱れの発生を防止できると共に、腕部材の一方における剛性の向上によって撓み量が小さくなり、筐体の開口部の面積を小さくできる。その結果、パーティクル等の巻き上げや進入を防止でき、もってパーティクル等の基板への付着を防止できる。また、筐体内部の空間容積が小さくなるため、筐体内部の真空化を迅速に実行することができ、もってスループットを向上できる。
【００９８】
請求項７記載の搬送装置によれば、筐体は円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記環状体を収容するので、筐体内部の空間容積がより小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着を確実に防止できる。
【００９９】
請求項８記載の搬送装置によれば、腕部材収容孔の直径は、環状体の外径とほぼ一致するので、筐体内部の空間容積がさらに小さくなり、もってパーティクル等の基板への付着をより確実に防止できる。
【０１００】
請求項９記載の搬送装置によれば、屈折構造の一方の腕部材の一方における腕部材の他方に対する回転軸から中心部までの距離は、屈折構造の他方の腕部材の一方における腕部材の他方に対する回転軸から中心部までの距離と等しいので、円柱体と環状体の回転角度を揃えれば、屈折構造の動作を同調させることができ、基板を正確に所望の位置に搬送できる。
【０１０１】
請求項１０記載の搬送装置によれば、屈折構造の各々を、腕部材の他方の他端において互いに接続する基板拘持部を備えるので、屈折構造の動作をより正確に同調させることができ、基板をより正確に所望の位置に搬送できる。
【０１０２】
請求項１１記載の搬送装置によれば、基板拘持部は、屈折構造の一方における腕部材の他方の回転角と、屈折構造の他方における腕部材の他方の回転角とを整合する整合構造を有するので、屈折構造の動作をさらに正確に同調させることができ、基板をさらに正確に所望の位置に搬送できる。
【０１０３】
請求項１２記載の搬送装置によれば、円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、環状体は貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有し、且つ筐体は他の貫通孔に対応する位置に穿孔されたさらに他の貫通孔を有するので、当該貫通孔、他の貫通孔及びさらに他の貫通孔を介して筐体内部の気体排出の効率を向上することができ、もってスループットをさらに向上できる。
【０１０４】
請求項１３記載の搬送装置によれば、屈折構造の一方における腕部材の一方を軽量化でき、もって慣性モーメントを低減できる。その結果、基板の搬送速度を向上でき、よりスループットを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る搬送装置が配設されたクラスタ基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のクラスタ基板処理システム１０における基板ハンドリング機構１６の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２の基板ハンドリング機構１６を内包する搬送室１５の概略構成を示す断面図である。
【図４】図２の基板ハンドリング機構１６が実行する基板Ｗの直線方向に関する搬送方法を説明する図である。
【図５】図２の基板ハンドリング機構１６が実行する基板Ｗの方向変換を伴う搬送方法を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る搬送装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６の基板ハンドリング機構６０を内包する搬送室１５の概略構成を示す断面図である。
【図８】図７の基板ハンドリング機構６０が実行する基板Ｗの直線方向に関する搬送方法を説明する図である。
【図９】図７の基板ハンドリング機構６０が実行する基板Ｗの方向変換を伴う搬送方法を説明する図である。
【図１０】図６における拘持部６８が有する第１アーム部６３の回転角及び第２アーム部６６の回転角を整合する整合構造１００の概略構成を示す平面図である。
【図１１】基板ハンドリング機構１６を使用する他の基板処理システム１１４の概略構成を示す平面図である。
【図１２】スカラアーム式ハンドリング機構が配設された従来のクラスタ基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【図１３】図１２におけるスカラアーム式ハンドリング機構１２５の概略構成を示す斜視図である。
【図１４】フロッグレッグ式ハンドリング機構が配設された従来のクラスタ基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【図１５】図１３のスカラアーム式ハンドリング機構１２５を内包する搬送室１２４の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０クラスタ基板処理システム
１１基板処理装置
１４ウエハ搬出入室
１５搬送室
１６，６０基板ハンドリング機構
２０，６１回転部
２１アーム部
２２拘持部
３１開口部
３２，７１収容空間
６３第１アーム部
６４第１レッグ部
６５環状回転部
６６第２アーム部
６７第２レッグ部
６８拘持部
３３，３４，７２，７３，７４排気ポート
１００整合構造

Claims

基板を支持する少なくとも２つの腕部材を備えると共に筐体内部に配設され、且つ前記腕部材の一方はその一端において前記腕部材の他方に回転自在に接続される基板の搬送装置において、
前記腕部材の一方は、中心部が前記筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、前記円柱体の半径は、前記中心部から前記一端までの距離よりも大きいことを特徴とする搬送装置。
前記筐体は、円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記円柱体を収容することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
前記腕部材収容孔の直径は、前記円柱体の直径とほぼ一致することを特徴とする請求項２記載の搬送装置。
前記円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、前記筐体は前記貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記円柱体には、その中心軸に沿った円柱孔が穿孔されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の搬送装置。
基板を支持する少なくとも２つの腕部材を備えると共に筐体内部に配設され、且つ前記腕部材の一方はその一端において前記腕部材の他方の一端と回転自在に接続される屈折構造を少なくとも２つ備える基板の搬送装置において、
前記屈折構造の一方における前記腕部材の一方は、中心部が前記筐体に回転自在に接続された円柱体から成り、前記円柱体の半径は、前記中心部から前記腕部材の他方の一端までの距離よりも小さく、且つ前記屈折構造の他方における前記腕部材の一方は、前記円柱体の中心軸に沿って配設された環状体であることを特徴とする搬送装置。
前記筐体は、円柱状の腕部材収容孔を備え、該腕部材収容孔は前記環状体を収容することを特徴とする請求項６記載の搬送装置。
前記腕部材収容孔の直径は、前記環状体の外径とほぼ一致することを特徴とする請求項７記載の搬送装置。
前記屈折構造の一方の前記腕部材の一方における前記腕部材の他方に対する回転軸から前記中心部までの距離は、前記屈折構造の他方の前記腕部材の一方における前記腕部材の他方に対する回転軸から前記中心部までの距離と等しいことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記屈折構造の各々を、前記腕部材の他方の他端において互いに接続する基板拘持部を備えることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記基板拘持部は、前記屈折構造の一方における前記腕部材の他方の回転角と、前記屈折構造の他方における前記腕部材の他方の回転角とを整合する整合構造を有することを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。
前記円柱体は中心軸方向に沿って穿孔された貫通孔を有し、前記環状体は前記貫通孔に対応する位置に穿孔された他の貫通孔を有し、且つ前記筐体は前記他の貫通孔に対応する位置に穿孔されたさらに他の貫通孔を有することを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記円柱体には、その中心軸に沿った円柱孔が穿孔されていることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の搬送装置。