JP2004343140A

JP2004343140A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2004343140A
Application number: JP2004215902A
Authority: JP
Inventors: Joichi Nishimura; 讓一西村; Masami Otani; 正美大谷; Yasuhiko Hashimoto; 康彦橋本
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】高さ寸法が高い基板処理装置であっても、各処理部に基板を搬出入することが可能であるとともに装置の輸送時に基板搬送手段の再組立・調整の必要が生じないこと。
【解決手段】搬送ロボットＴＲ１は、いわゆるテレスコピック型の多段入れ子構造の伸縮昇降機構を形成している。駆動機構Ｄ１の駆動により、支持部材４８が上昇し、同時に、昇降部材４２ｄが上昇する。昇降部材４２ｄが上昇するとプーリ４７ｃも同時に上昇する。プーリ４７ｃが上昇するとベルトＬ１に引き上げられるようにして昇降部材４２ｃが上昇する。以下同様の作用によって昇降部材４２ａの上側に設置されている搬送アーム３１ａ，３１ｂが上昇する。そして、多段入れ子構造の数を多くすれば、搬送ロボットＴＲ１の収納時の高さが高くならず、装置の輸送時にも搬送ロボットＴＲ１の再組立・調整が不必要となる。
【選択図】図４

Description

この発明は、半導体基板や液晶用ガラス基板などの薄板状基板（以下、単に「基板」と称する）に対して熱処理、薬液処理などの一連の処理を行う基板処理装置およびこれに適用される基板搬入搬出装置に関する。

従来より、基板に対して所定の熱処理、薬液処理などの一連の処理を行う基板処理装置においては、加熱処理を行う加熱処理部、冷却処理を行う冷却処理部および薬液処理を行う薬液処理部間で搬送ロボットにより基板の搬送を行い、所定の順序で一連の基板処理を行っている。そして、このような基板処理装置は、温度、湿度およびパーティクルが管理されたクリーンルーム中に通常設置されている。

ところで、近年においては、基板の大口径化がますます進み、直径が３００ｍｍ以上の基板も取り扱われるようになりつつある。基板のサイズが大きくなると、その基板を処理する各処理部も大きくなり、それにつれて基板処理装置全体が大型化する。

一方、クリーンルームの管理の都合上、基板処理装置が大型化するのは好ましくない。これは、クリーンルームを維持するのに温湿調ユニットやフィルタなどの特別な設備を必要とし、特に最近は化学増幅型レジストに対応するための化学吸着フィルタなどが必要となる場合もあるため、基板処理装置が平面的に占有する面積（以下、「フットプリント」と称する）が大きくなると環境維持費のコストアップに結びつくからである。

そこで、基板処理装置のフットプリントの増大を抑制するために、上記の薬液処理部、加熱処理部、冷却処理部などの各処理部を多段に積層した基板処理装置が提案され、使用されつつある。

各処理部を多段に積層した基板処理装置では、フットプリントの増大は抑制できるものの、その高さは積層の程度に応じて高くなる。そして、基板処理装置の高さが高くなるにつれて、各処理部に基板の搬送を行う搬送ロボットの高さも高くなる。

このような基板処理装置を製造し半導体製造工場などに輸送する際には、輸送手段における荷物高さ制限（例えば、航空機による輸送の場合は２２００ｍｍが上限）の関係上、装置を上下方向で分割した状態で輸送せざるを得ない。このときには、上記搬送ロボットも上下方向で分割するか、または搬送ロボットを取り外した状態で輸送する必要があるが、いずれにしても輸送先の工場内において搬送ロボットの再組立・調整を行う必要があるため、輸送工数・納入工数の増大が避けられない。

このような問題を解決するため、搬送ロボットの上下移動機構をパンタグラフ構造などの伸縮機構で構成し、当該搬送ロボットの収縮時の高さを上記荷物高さ制限以内とすることが考えられる。このようにすれば、分割後の基板処理装置のうちの一方に搬送ロボットを付設したまま輸送することができるため、再組立・調整の必要はなくなる。

しかしながら、パンタグラフ構造は複数のパンタグラフリンクで構成されており、当該パンタグラフ構造が最も収縮した状態であっても、複数のパンタグラフリンクからなる厚さに相当する高さより下の高さ位置には搬送ロボットが移動できなくなり、下段に配置された処理部にアクセスできなくなることもある。このようなことを防ぐためには、パンタグラフリンクの長さを長くして、少ない数のパンタグラフリンクで上下移動機構を実現すれば良いが、そうすると、収縮時に要するスペースを考慮して搬送ロボットを配置する領域を確保する必要があり、基板処理装置のフットプリントが増大するという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高さ寸法が高い基板処理装置であっても、各処理部に基板を搬出入することが可能であるとともに装置のフットプリントを抑制することができ、さらに装置の輸送時にも基板搬送手段の再組立・調整の必要のない基板処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板処理装置であって、基板に対して所定の処理を施す処理ユニットと、前記処理ユニットに前記基板を受け渡す第１の基板搬送ロボットと、を有するユニット配置部と、第２の基板搬送ロボットを有し、カセットとの間で前記基板の受渡しを行うとともに、前記ユニット配置部内の基板受渡しポジションにて前記第１の基板搬送ロボットとの間で前記基板の受渡しを行う基板搬入搬出部と、を備え、前記第１および第２の基板搬送ロボットのそれぞれは、基板を保持する搬送アームと、前記搬送アームを昇降させる昇降機構と、前記搬送アームを鉛直軸周りに回転させる回転駆動機構と、を有し、前記搬送アームは、互いに連結された複数のアームセグメントを屈伸動作することによって前記基板を水平方向に移動させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記処理ユニットは、高さ方向に積層されており、前記第１の基板搬送ロボットの周囲を囲むように配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、前記第１の基板搬送ロボットの昇降機構は、収納部材と当該収納部材に収納される被収納部材とを含み、前記収納部材と前記被収納部材との相対的な伸縮昇降動作により前記搬送アームを昇降させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第２の基板搬送ロボットの昇降機構は、収納部材と当該収納部材に収納される被収納部材とを含み、前記収納部材と前記被収納部材との相対的な伸縮昇降動作により前記搬送アームを昇降させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の基板処理装置において、前記第１および第２の基板搬送ロボットのうち、前記収納部材と前期被収納部材との相対的な伸縮昇降動作により前記搬送アームを昇降させるものは、収納カバー部材と当該収納カバー部材に収納される被収納カバー部材とを含み、前記昇降機構の昇降動作に連動して収納カバー部材と被収納カバー部材との収納状態が変動して伸縮するとともに、前記昇降機構の周囲を覆う状態に設けられたカバー、をさらに備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記回転駆動機構は、前記昇降機構の上部に設けられていることを特徴とする。

以上説明したように、請求項１ないし請求項６に記載の発明によれば、第１および第２の基板搬送ロボットは、搬送アームを鉛直軸周りに回転させる回転駆動機構を備えるため、搬送アームは周方向にも移動することができ、複数の処理部に対して基板を有効に搬送することができる。

また、請求項１ないし請求項６に記載の発明によれば、第１および第２の基板搬送ロボットは、一般的に、基板搬入搬出部より清浄度が高く、かつ、基板搬入搬出部より陽圧に設定されたユニット配置部の基板受渡しポジションで基板の受渡しを行うことができる。そのため、基板受渡しの際に、基板にパーティクルが付着することを抑制することができる。

さらに、請求項１ないし請求項６に記載の発明によれば、基板受渡しポジションがユニット配置部内に設けられることにより、第１の基板搬送ロボットの搬送アームのストロークを長くすることなく、第１および第２の基板搬送ロボットの間で基板の受渡しを行うことができる。そのため、ユニット配置部のフットプリントの増大を抑制することができる。

すなわち、基板搬入搬出部内で基板の受渡しを場合、第１の基板搬送ロボットの搬送アームのストロークを長くする必要が生じ、その結果、当該搬送アームのストロークの増大に応じて第１の基板搬送ロボットから各処理ユニットまでの距離を増大させる必要が生じ、ユニット配置部のフットプリントが増大するという問題が生ずる。これに対して、請求項１ないし請求項６に記載の発明のように基板受渡しポジションをユニット配置部内に設ける場合、このような問題は生じない。

特に、請求項３および請求項４に記載の発明によれば、高さ寸法が高い基板処理装置であっても、処理ユニットに基板を搬出入することが可能であるとともに、収納部材に被収納部材を収納することにより高さ寸法を抑えることができるので、装置の輸送時にも第１および第２の基板搬送ロボットの再組立・調整が不必要である。また、昇降機構による収縮時の第１および第２の基板搬送ロボットの占めるスペースを抑制することができ基板処理装置の占めるフットプリントを低減することができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、カバーの内部に設けられている昇降機構が動作する際に発生する粉塵を第１および第２の基板搬送ロボットの外部に出さず、基板へのパーティクルの付着を抑制することができる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、回転駆動機構は、伸縮昇降機構の上部に設けられているため、伸縮昇降機構は回転しないので、回転に伴う振れが生じる可能性が非常に小さくなるとともに、回転駆動機構の消費する電力も小さくなり、さらに、基板搬送手段の付近の気流の乱れを抑えることができる。また、ケーブル配置やメンテナンスも容易となる。

＜１．基板処理装置の全体構成＞
まず、本発明に係る基板処理装置の全体構成について説明する。図１は、実施形態の装置を説明する図である。図１（ａ）は、装置の平面図であり、図１（ｂ）は、装置の正面図である。なお、図１には、その方向関係を明確にするためＸＹＺ直交座標系を付している。ここでは、床面に平行な水平面をＸＹ面とし、鉛直方向をＺ方向としている。

図１に示すように、本実施の形態においては、基板処理装置は、基板の搬出入を行うインデクサＩＤと、基板に処理を行う複数の処理ユニットおよび各処理ユニットに基板を搬送する基板搬送手段が配置されるユニット配置部ＭＰと、図示しない露光装置とユニット配置部ＭＰとの間で基板の搬入／搬出を行うために設けられているインターフェイスＩＦとから構成されている。

ユニット配置部ＭＰは、最下部に、薬剤を貯留するタンクや配管等を収納するケミカルキャビネット１１を備え、この上側であってその４隅には、基板に処理液による処理を施す液処理ユニットとして、基板を回転させつつレジスト塗布処理を行う塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２（スピンコータ）と、露光後の基板の現像処理を行う現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２（スピンデベロッパ）とが配置されている。さらに、これらの液処理ユニットの上側には、基板に熱処理を行う多段熱処理ユニット２０が装置の前部及び後部に配置されている。なお、装置の前側（Ｙ方向の負の向き側）であって両塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２の間には、基板処理ユニットとして、基板に純水等の洗浄液を供給して基板を回転洗浄する洗浄処理ユニットＳＳ（スピンスクラバ）が配置されている。

塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２や現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２に挟まれた装置中央部には、周囲の全処理ユニットにアクセスしてこれらとの間で基板の受け渡しを行うための基板搬送手段として、搬送ロボットＴＲ１が配置されている。この搬送ロボットＴＲ１は、鉛直方向に移動可能であるとともに中心の鉛直軸回りに回転可能となっている。この搬送ロボットＴＲ１についてはさらに後述する。

なお、ユニット配置部ＭＰの最上部には、クリーンエアのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設置されている。多段熱処理ユニット２０の直下にも、液処理ユニット側にクリーンエアのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設置されている。

次に、図２は、図１の処理ユニットの配置構成を説明する図である。塗布処理ユニットＳＣ１の上方には、多段熱処理ユニット２０として、６段構成の熱処理ユニットが配置されている。これらのうち、最下段より数えて１段目の位置には基板の冷却処理を行うクールプレート部ＣＰ１が設けられており、２段目，３段目についても同様にクールプレート部ＣＰ２，ＣＰ３が設けられている。そして、４段目には、基板に対して密着強化処理を行う密着強化部ＡＨが設けられ、５段目と６段目の位置には、基板の加熱処理を行うホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２が設けられている。

塗布処理ユニットＳＣ２の上方にも、多段熱処理ユニット２０として、６段構成の熱処理ユニットが配置されている。これらのうち、最下段より１段目から３段目の位置にはクールプレート部ＣＰ４〜ＣＰ６が設けられており、４段目から６段目の位置にはホットプレート部ＨＰ３〜ＨＰ５が設けられている。

現像処理ユニットＳＤ１の上方にも、多段熱処理ユニット２０として、４段構成の熱処理ユニットが配置されている。このうち、最下段より１段目，２段目の位置にはクールプレート部ＣＰ７，ＣＰ８が設けられており、３段目，４段目の位置にはホットプレート部ＨＰ６，ＨＰ７が設けられている。なお、最上段側の２段は、本実施形態の装置の場合、空状態となっているが、用途及び目的に応じてホットプレート部やクールプレート部、又はその他の熱処理ユニットを組み込むことができる。

現像処理ユニットＳＤ２の上方にも、多段熱処理ユニット２０として、２段構成の熱処理ユニットが配置されている。このうち、最下段より１段目の位置には、クールプレート部ＣＰ４が設けられており、２段目の位置には、基板に対して露光後のベーキング処理を行う露光後ベークプレート部ＰＥＢが設けられている。この場合も、露光後ベークプレート部ＰＥＢより上段側は空状態となっているが、用途及び目的に応じてホットプレート部やクールプレート部、又はその他の熱処理ユニットを組み込むことができる。

そして、上記の液処理ユニットや熱処理ユニット間をユニット配置部ＭＰの中央部に設けられた搬送ロボットＴＲ１が順次に搬送することによって基板に対して所定の処理を施すことができる。

なお、インターフェイスＩＦは、ユニット配置部ＭＰにおいてレジストの塗布が終了した基板を露光装置側に渡したり露光後の基板を露光装置側から受け取るべく、かかる基板を一時的にストックする機能を有し、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲ１との間で基板を受け渡すロボットと、基板を載置するバッファカセットとを備えている。

＜２．搬送ロボットの構成１＞
次に、搬送ロボットＴＲ１について説明する。図３は、搬送ロボットＴＲ１の外観斜視図である。この搬送ロボットＴＲ１は、基板Ｗを保持する一対の搬送アーム３１ａ，３１ｂを水平方向に移動させる水平移動機構と、伸縮しつつ鉛直方向に移動させる伸縮昇降機構と、鉛直軸周りに回転させる回転駆動機構とを備えている。そして、これらの機構によって搬送アーム３１ａ，３１ｂは３次元的に移動することが可能である。

本発明にかかる基板処理装置の搬送ロボットＴＲ１の伸縮昇降機構は、後述するいわゆるテレスコピック型の伸縮機構であり、カバー４１ｄをカバー４１ｃに収納可能であり、カバー４１ｃをカバー４１ｂに収納可能であり、カバー４１ｂをカバー４１ａに収納可能である。そして、搬送アーム３１ａ，３１ｂを降下させる際には、カバーを順次に収納していくことができ、逆に、搬送アーム３１ａ，３１ｂを上昇させる際には収納した状態のカバーが順次に引き出されるように実現されている。これらのカバー４１ａ〜４１ｄは内部に設けられている伸縮昇降機構が、動作する際に発生する粉塵を搬送ロボットＴＲ１の外部に出さないために設けられており、これにより基板へのパーティクルの付着を抑制することができる。

また、この搬送ロボットＴＲ１は基台４４上に設置されており、基台４４の中心を軸として回転することができるように回転駆動機構が構成されている。なお、基台４４に固定された状態で、固定カバー４３が取り付けられている。

図４，図５は、搬送ロボットＴＲ１の動作を説明するための側面断面図であり、図４は、伸縮昇降機構が伸長した状態を示しており、図５は、伸縮昇降機構が収縮した状態を示している。図に示すように、この搬送ロボットＴＲ１の内部は、上記のようにテレスコピック型の多段入れ子構造となっている。そして、収縮時において、昇降部材４２ａは昇降部材４２ｂに収納され、昇降部材４２ｂは昇降部材４２ｃに収納され、昇降部材４２ｃは昇降部材４２ｄに収納され、昇降部材４２ｄは固定部材４２ｅに収納されるように構成されている。

例えば、昇降部材４２ａと昇降部材４２ｂとの関係をみると、昇降部材４２ａは昇降部材４２ｂに収納されるため、昇降部材４２ｂが収納部材となり、昇降部材４２ａが被収納部材となっている。また、昇降部材４２ｂと昇降部材４２ｃとの関係をみると、昇降部材４２ｂは昇降部材４２ｃに収納されるため、昇降部材４２ｃが収納部材となり、昇降部材４２ｂが被収納部材となっている。

そして、昇降部材４２ｂ，４２ｃ，４２ｄには、それぞれプーリ４７ａ，４７ｂ，４７ｃが取り付けられている。これらプーリ４７ａ，４７ｂ，４７ｃには、ベルトＬ３，Ｌ２，Ｌ１が掛架されている。そして、ベルトＬ１の一端は固定部材４２ｅの上部に固定されており、他端は昇降部材４２ｃの下部に固定されている。同様に、ベルトＬ２は昇降部材４２ｄの上部と昇降部材４２ｂの下部に固定されており、ベルトＬ３は昇降部材４２ｃの上部と昇降部材４２ａの下部に固定されている。

そして、回転台４５上に設置されたモータ等の駆動機構Ｄ１を駆動することにより、支持部材４８が昇降し、この支持部材４８に固着された昇降部材４２ｄが昇降する。ここで、伸縮昇降機構を伸長することにより搬送アーム３１ａ，３１ｂを上昇させる場合について説明する。まず、駆動機構Ｄ１の駆動により、支持部材４８が上昇し、同時に、昇降部材４２ｄが上昇する。昇降部材４２ｄが上昇するとそれに取り付けられていたプーリ４７ｃも同時に上昇する。上記のようにベルトＬ１の一端が固定部材４２ｅに固定されているとともにベルトＬ１の長さは一定であるため、プーリ４７ｃが上昇するとベルトＬ１に引き上げられるようにして昇降部材４２ｃが上昇する。昇降部材４２ｃが上昇するとそれに取り付けられていたプーリ４７ｂが上昇し、ベルトＬ２に引き上げられるようにして昇降部材４２ｂが上昇する。昇降部材４２ｂが上昇するとそれに取り付けられていたプーリ４７ａが上昇し、ベルトＬ３に引き上げられるようにして昇降部材４２ａが上昇する。このようにして、昇降部材４２ａの上側に設置されている搬送アーム３１ａ，３１ｂを上昇させることができる。

また、伸縮昇降機構を収縮することにより搬送アーム３１ａ，３１ｂを下降させる場合については、上記と逆に、駆動機構Ｄ１の駆動により、支持部材４８を下降させるようにすれば、各昇降部材が順次に連動して下降し、収納部材となる昇降部材は、その内側に被収納部材となる昇降部材を収納する。

なお、カバー４１ａ〜４１ｄは、それぞれ昇降部材４２ａ〜４２ｄに取り付けられており、これらカバー４１ａ〜４１ｄの昇降動作は、昇降部材４２ａ〜４２ｄの動作に連動している。また、カバー４１ａは、伸縮昇降機構の上面も覆うように形成されているが、その他のカバー４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは、伸縮昇降機構の側面のみを覆うように形成されており、昇降部材４２ａ〜４２ｄとはプーリやベルト等の可動部の動作を妨げないような状態で接続されている。

また、モータ等の駆動機構Ｄ１を駆動することにより、支持部材４８を昇降させる機構は、例えばラックとピニオンを用いてモータの回転動作を昇降動作に変換するようにしても良いし、その他の方法を用いても良い。

そして、駆動機構Ｄ２は、回転台４５を基台４４の軸Ｇを中心に回転させるための駆動機構であり、モータ等によって構成されている。従って、回転台４５が軸Ｇを中心に回転することによって、搬送アーム３１ａ，３１ｂが軸Ｇを中心として回転することが可能となっている。

このように搬送ロボットＴＲ１は、テレスコピック型の多段入れ子構造の伸縮昇降機構を有しているため、各処理ユニットに基板の搬送を行うための高さが高くなったとしても、多段入れ子構造の数を多くすれば、搬送ロボットＴＲ１の収納時の高さや収納時における幅方向のスペースを抑制することができ、ひいては基板処理装置のフットプリントの増大を抑えることができる。また、高さ寸法が高い基板処理装置であっても、各処理部に基板を搬出入することが可能であり、装置の輸送時にも搬送ロボットＴＲ１の再組立・調整が不必要となる。

次に、搬送ロボットＴＲ１の搬送アーム３１ａ，３１ｂについて説明する。図６は、搬送アーム３１ａ，３１ｂの構造を示す図である。

ステージ３５上には、ほぼ同一構造の２個の搬送アーム３１ａ，３１ｂが取り付けられている。各搬送アーム３１ａ，３１ｂは屈伸動作を行い、各搬送アーム３１ａ，３１ｂの先端側に連結された第１アームセグメント３４ａ，３４ｂは、それぞれステージ３５に対する姿勢を維持しつつ水平方向に直進する。なお、第１アームセグメント３４ａ，３４ｂは第２アームセグメント３３ａ，３３ｂに連結されており、第２アームセグメント３３ａ，３３ｂは第３アームセグメント３２ａ，３２ｂに連結されている。各アームセグメントは、搬送アーム３１ａ，３１ｂの動作において互いに干渉しないように構成されている。そして、各搬送アーム３１ａ，３１ｂを互い違いに屈伸させれば、正面にある処理ユニット中の処理済み基板Ｗを取り出して、未処理の基板Ｗをこの処理ユニット中に搬入することができる。

これら各搬送アーム３１ａ，３１ｂのそれぞれは、図７に示すような構成となっている。図７は、搬送アーム３１ｂの内部構造を示す側方断面図である。なお、搬送アーム３１ａについても同様の構成であることは言うまでもない。搬送アーム３１ｂは、基板Ｗを載置する先端側の第１アームセグメント３４ｂと、この第１アームセグメント３４ｂを水平面内で回動自在に支持する第２アームセグメント３３ｂと、この第２アームセグメント３３ｂを水平面内で回動自在に支持する第３アームセグメント３２ｂと、この第３アームセグメント３２ｂを水平面内で回動させる回転駆動装置５９と、この回転駆動装置５９によって第３アームセグメント３２ｂを回動させたときに第２アームセグメント３３ｂ及び第１アームセグメント３４ｂに動力を伝達してこれらの姿勢および移動方向を制御する屈伸機構である動力伝達手段４６とが設けられている。

第１アームセグメント３４ｂの基端部には、第１回動軸５１が下方に垂設固定されている。また、第２アームセグメント３３ｂの先端部には、第１回動軸５１を回動自在に軸受けする第１軸受け孔５２が穿設されている。また、第２アームセグメント３３ｂの基端部には、第２回動軸５３が下方に垂設固定されている。第３アームセグメント３２ｂは、第２アームセグメント３３ｂと同じ長さ寸法に設定されており、その先端部には、第２回動軸５３を回動自在に軸受けする第２軸受け孔５４が穿設されている。また、第３アームセグメント３２ｂの基端部には、回転駆動装置５９の回転力が伝達される第３回動軸５５が、下方に向けて垂設固定されている。

動力伝達手段４６は、第１回動軸５１の下端に固定された第１プーリ６１と、第２軸受け孔５４の上面側において第２回動軸５３に固定された第２プーリ６２と、第１プーリ６１と第２プーリ６２との間に掛架された第１ベルト６３と、第２回転軸５３の下端に固定された第３プーリ６４と、第３アームセグメント３２ｂに固定されて第３回動軸５５を遊嵌する第４プーリ６５と、第３プーリ６４と第４プーリ６５との間に掛架された第２ベルト６６とを備えている。

ここで、第１プーリ６１の径と第２プーリ６２の径とは２対１に設定され、また、第３プーリ６４の径と第４プーリ６５の径とは１対２に設定されている。また、第１回動軸５１から第２回動軸５３までの距離と、第２回動軸５３から第３回動軸５５までの距離は、同一の長さＲに設定されている。

図８は、搬送アーム３１ｂの動作を概念的に説明する図である。図７，図８により動作について説明すると、回転駆動装置５９が第３回動軸５５を介して第３アームセグメント３２ｂを角度αだけ反時計回りに回動させると、第３アームセグメント３２ｂの先端部に軸受された第２回動軸５３は、第２ベルト６６及び第３プーリ６４を通じて第３回動軸５５の２倍の角度β＝２αだけ時計回りに回動する。これによって、第２アームセグメント３３ｂの先端部に軸受けされた第１回動軸５１は、水平方向に直進する。この際、第１回動軸５１は、第２プーリ６２及び第１ベルト６３を通じて回動角を制御されている。ここで、第２アームセグメント３３ｂを基準とすると、第１回動軸５１は、第２回動軸５３の１／２倍の角度γ＝αだけ反時計回りに回動することになるが、第２アームセグメント３３ｂ自体が回動しており、結果的に、第１アームセグメント３４ｂは、回転駆動装置５９に対する姿勢を維持しながら直進する。

このように、この搬送ロボットＴＲ１は、基板Ｗを保持する一対の搬送アーム３１ａ，３１ｂを水平方向に移動させる水平移動機構と、伸縮しつつ鉛直方向に移動させる伸縮昇降機構と、鉛直軸周りに回転させる回転駆動機構とを備えており、これらの機構によって搬送アーム３１ａ，３１ｂは３次元的に移動することができ、基板Ｗを任意の処理ユニットに搬送することが可能である。

＜３．搬送ロボットの構成２＞
図４および図５に示した搬送ロボットＴＲ１の側面断面図では、回転駆動機構が最下段に設置され、回転駆動機構によって回転する回転台４５上に伸縮昇降機構が設けられ、さらに伸縮昇降機構の上部に水平移動機構が設けられている。すなわち、搬送ロボットＴＲ１の下部から上部にかけて回転駆動機構，伸縮昇降機構，水平移動機構の順序で設置されている。

しかし、この実施の形態の搬送ロボットＴＲ１の構成は、上記のようなものに限定するものではなく、図９に示すような構成としても良い。図９は、搬送ロボットＴＲ１の側面断面図であり、図４とは異なる構成を示している。

図９に示す搬送ロボットＴＲ１では、伸縮昇降を行うための駆動機構Ｄ１および固定部材４２ｅは、基台４４上に固定された状態で設置されている。そして、伸縮昇降機構の上部に固定台３６が設置されている。さらに固定台３６の上側には固定台３６に対して回動可能なステージ３５が設けられている。ステージ３５の内部には、固定台３６の内側に形成されたガイド部分に沿ってステージ３５を回動させる駆動機構Ｄ２が設けられている。従って、駆動機構Ｄ２の駆動によって、ステージ３５から上側部分が鉛直方向の回転軸Ｇを中心に回転する。そして、ステージ３５が回転することによって搬送アーム３１ａ，３１ｂも回転軸Ｇを中心に回転する。

なお、図９には、搬送アーム３１ａ，３１ｂを駆動する回転駆動装置５９を示しているが、この回転駆動装置５９はそれぞれの搬送アーム３１ａ，３１ｂについて１個ずつ設けられる。また、回転駆動機構以外の機構部（伸縮昇降機構，水平移動機構）は、上述した内容と同様であるため、その説明を省略する。

このように、図９に示す搬送ロボットＴＲ１は、図６に示したステージ３５の内部にステージ３５を回動させる駆動機構Ｄ２が設けられ、伸縮昇降機構の上部に回転駆動機構が設けられた構成である。従って、回転駆動機構が動作しても伸縮昇降機構は回転動作を行わない。

ここで、図４，図５に示した構成のように搬送ロボットＴＲ１の下部から上部にかけて回転駆動機構，伸縮昇降機構，水平移動機構の順序で設置されていると、伸縮昇降機構が最大に伸長した状態で回転駆動機構が動作する場合は、搬送ロボットＴＲ１のほぼ全体が回転するため、搬送ロボットＴＲ１の鉛直軸に対する振れが問題となる可能性がある。

しかし、搬送ロボットＴＲ１を図９に示すように回転駆動機構を伸縮昇降機構の上部に設けて実現すると、伸縮昇降機構が最大に伸長した状態で回転駆動機構が動作する場合であっても伸縮昇降機構は回転しないため、回転に伴う振れが生じる可能性が非常に小さくなる。また、ステージ３５の安定した回転を実現することができるので、回転角の精度や回転速度をさらに向上させることができる。また、駆動機構Ｄ２として必要な動力が小さいので、回転駆動機構の消費する電力も小さくなるという効果も生じる。

また、図９のような構成の搬送ロボットＴＲ１とすると、搬送アーム３１ａ，３１ｂを軸Ｇ周りに回転させる際に、固定台３６から下側部分については回転しないので、搬送ロボットＴＲ１のほぼ全体が回転する場合と比べてユニット配置部ＭＰ内の気流の乱れを抑えることができる。

また、一般に、回転動作を伴う回転駆動部から外部にケーブルを引き出す場合には、回転動作を考慮した複雑なケーブル配置となるが、図９のような搬送ロボットＴＲ１の構成とすることにより、そのような複雑なケーブル配置を伸縮昇降機構の昇降部材４２ａ〜４２ｄの内側に納めることができるため、搬送ロボットＴＲ１の外部に導き出されるケーブルについては回転動作等を考慮する必要がなく、そのケーブル配置を簡単にすることができる。

さらに、駆動機構Ｄ２等が故障した場合には、固定台３６より上側部分を搬送ロボットＴＲ１から取り外して修理することが可能となり、メンテナンス性能も向上する。

このように搬送ロボットＴＲ１を構成するにあたって回転駆動機構を伸縮昇降機構の上部に設けることにより、上記のような特有の効果を生ずるので、さらに好ましい実施形態となる。

＜４．搬送ロボットの動作＞
図１０および図１１は搬送ロボットＴＲ１の昇降動作を説明する図であり、図１０は当該搬送ロボットＴＲ１が液処理ユニットにアクセスするとき、また図１１は多段熱処理ユニット２０にアクセスする様子を示す。

まず、図１０に示すように、搬送ロボットＴＲ１が液処理ユニットにアクセスするときは、テレスコピック型の伸縮昇降機構４０が縮んだ状態となり、搬送アーム３１ａ，３１ｂが液処理ユニットと所定の高さ位置Ｐ１で基板の受け渡しを行うことができるように高さ調整される。そして、搬送アーム３１ａまたは搬送アーム３１ｂを液処理ユニットに差し入れて基板の受け渡しを行う。

一方、図１１に示すように、搬送ロボットＴＲ１が多段熱処理ユニット２０にアクセスするときは、テレスコピック型の伸縮昇降機構４０が伸長した状態となる。そして、多段熱処理ユニット２０の最上段に設けられた熱処理ユニットにアクセスする場合は、搬送アーム３１ａ，３１ｂが熱処理ユニットと所定の高さ位置Ｐ２で基板の受け渡しを行うことができるように高さ調整される。

液処理ユニットまたは熱処理ユニットのいずれにアクセスする場合であっても、搬送ロボットＴＲ１の回転駆動機構によって搬送アーム３１ａ，３１ｂを鉛直軸回りに回転させて対象となる処理ユニットに対向させ、水平移動機構によって搬送アーム３１ａ，３１ｂを前後に移動させて基板の受け渡しを行う。なお、回転駆動機構は、図４，図５のように搬送ロボットのほぼ全体を回転させるものであっても良いし、また、図９のように搬送アーム３１ａ，３１ｂが設けられたステージを含むそれより上側部分を回転させるものであっても良い。

以上説明したような基板処理装置は、処理ユニットを多段に配置し高さが高いため、これを輸送する際には装置を上下方向で２分割（例えば、フィルタファンユニットＦＦＵと多段熱処理ユニット２０との間で分割）し、それぞれの部分を別個に輸送する。そして、このときにテレスコピック型の伸縮昇降機構４０を最も収縮した状態にしておけば、搬送ロボットＴＲ１の高さは最小となる。従って、その高さが輸送手段における荷物の高さ制限以下であれば、搬送ロボットＴＲ１を分割後の装置の下側部分に設置した状態のまま輸送することができ、再組立・調整の必要はなくなる。

また、パンタグラフ構造を採用した場合のように、鉛直方向のストロークを大きくしようとする際のパンタグラフリンクの厚さや、収縮時のフットプリントが問題となることはない。

従って、この実施の形態の搬送ロボットを適用した基板処理装置では、高さ寸法が高い基板処理装置であっても、各処理部に基板を搬出入することが可能であるとともに装置のフットプリントを抑制することができ、さらに装置の輸送時にも搬送ロボットの再組立・調整の必要のない基板処理装置を実現することができる。

＜５．変形例＞
上記のように伸縮昇降機構を有する構造の搬送ロボットは、ユニット配置部ＭＰ内の搬送ロボットに限らず、その他の基板の搬送を行うロボットに適用することができる。

図１２および図１３は、図１のインデクサＩＤにおいてカセットから基板を取り出してユニット配置部ＭＰとの所定の受渡位置に基板を搬送したり、ユニット配置部ＭＰで所定の処理が終了した基板を上記受渡位置で受け取ってカセットへの収容を行う移載ロボットＴＲ２の概要を示す斜視図である。図１２，図１３に示すように、移載ロボットＴＲ２の搬送アーム７５は、雄ねじ７７，ガイドレール７６等からなるＹ軸方向の駆動機構であるＹ駆動機構によって±Ｙ方向に移動することが可能となっている。

また、基台７４に設けられたＺ軸方向の駆動機構である伸縮昇降機構により、±Ｚ方向に昇降可能になっている。この伸縮昇降機構は、ユニット配置部ＭＰ内の搬送ロボットＴＲ１と同様の構造となっている。すなわち、いわゆるテレスコピック型の伸縮機構であり、カバー７１ａがカバー７１ｂを収納し、カバー７１ｂがカバー７１ｃを収納し、カバー７１ｃがカバー７１ｄを収納するように構成されている。そして、搬送アーム７５を降下させる際には、カバーを順次に収納していき、逆に、搬送アーム７５を上昇させる際には収納した状態のカバーが順次に引き出されるような構成となっている。そして、図１２に示す移載ロボットＴＲ２では、伸縮昇降機構も含むそれより上部が回転駆動機構により鉛直方向の回転軸を中心として回転することが可能なように実現されており、図１３に示す移載ロボットＴＲ２では、搬送アーム７５が設けられたステージ７８を含むそれより上部がステージ７８内部に設けられた駆動機構により鉛直方向の回転軸Ｇを中心として回転することが可能なように実現されている。なお、この伸縮昇降機構や回転駆動機構の詳細は、図４，図５，図９で説明したものと同様であるため、その説明を省略する。このように、インデクサＩＤの移載ロボットＴＲ２においてもテレスコピック型の多段入れ子構造として伸縮昇降機構を実現することができる。

さらに、搬送アーム７５は、屈伸動作を行うことによって水平方向に基板を搬送することが可能となっている。この搬送アーム７５の動作についても、図７，図８で説明したものと同様である。

このような移載ロボットＴＲ２を搭載したインデクサＩＤと、上述の搬送ロボットＴＲ１を搭載したユニット配置部ＭＰとにおける基板の受け渡し動作について説明する。図１４は、ユニット配置部ＭＰ内における基板Ｗの搬送、インデクサＩＤ内における基板の搬送、ユニット配置部ＭＰ及びインデクサＩＤ間における基板の受け渡しを説明する図である。

インデクサＩＤに設けた移載ロボットＴＲ２は、ユニット配置部ＭＰ側の搬送ロボットＴＲ１との間で基板の受け渡しを行う。この移載ロボットＴＲ２は、ユニット配置部ＭＰ側の搬送ロボットＴＲ１によって受け渡しポジションＰ３まで搬送されてきた基板Ｗを受け取ってカセットＣＡ中に収納するとともに、カセットＣＡ中の基板ＷをカセットＣＡ外に取り出し、受け渡しポジションＰ３まで移動させて搬送ロボットＴＲ１に渡す。すなわち、移載ロボットＴＲ２は、全体として、インデクサＩＤに設けた通路上をＹ方向に往復移動可能となっている。そして、図示の位置では、基板を保持する移載アームをＺ軸及びＸ軸方向に沿って移動させて正面の搬送ロボットＴＲ１との間で基板Ｗの受け渡しを行う。一方、移載ロボットＴＲ２が図示の位置から±Ｙ方向に移動するとともに回転し、いずれかのカセットＣＡの正面に対向する状態となると、搬送アームが±Ｚ方向及び−Ｘ方向に移動してカセットＣＡとの間で基板Ｗの受け渡しを行う。

また、ユニット配置部ＭＰの中央に設けた搬送ロボットＴＲ１は、受け渡しポジションＰ３で移載ロボットＴＲ２から受け取った基板Ｗを周囲の処理ユニットに渡す。

なお、インデクサＩＤやインターフェイスＩＦに関しては、受け渡しポジションＰ３，Ｐ４において基板の交換が行われる。すなわち、搬送ロボットＴＲ１は、ユニット配置部ＭＰにおいて所定の処理を終了した基板Ｗを受け渡しポジションＰ４まで移動させてここでインターフェイスＩＦとの間の基板交換を行う。また、搬送ロボットＴＲ１は、全ての処理を終了した基板Ｗを受け渡しポジションＰ３まで移動させてここでインデクサＩＤとの間の基板交換を行う。

また、インターフェイスＩＦは既述のように露光装置とユニット配置部ＭＰとの間で基板の搬入／搬出を行うために設けられているため、露光装置から基板を受け取ってユニット配置部ＭＰの受け渡しポジションＰ４に搬送したり、受け渡しポジションＰ４から基板を受け取って露光装置に搬送したりするための基板の搬送ロボットがインターフェイスＩＦ内にも設けられる。このインターフェイスＩＦ内の搬送ロボットも図１２又は図１３に示すようなインデクサＩＤの移載ロボットＴＲ２と同様の構成を適用することができる。

つまり、インデクサＩＤやインターフェイスＩＦのようにユニット配置部ＭＰに対して基板を搬入したり、搬出したりする基板搬入搬出装置においても、この実施の形態で示した伸縮昇降機構を有する搬送ロボットを適用することができ、この場合は、さらに、図１２又は図１３に示すように、雄ねじ７７，ガイドレール７６等からなるＹ軸方向の駆動機構を備えることが好ましい。

この発明の実施の形態である基板処理装置を説明する平面図及び正面図である。図１の装置を構成する処理ユニットの配置を説明する図である。図１の装置のユニット配置部における搬送ロボットを示す外観斜視図である。図１の装置のユニット配置部における搬送ロボットの内部構造を示す側面断面図である。図１の装置のユニット配置部における搬送ロボットの内部構造を示す側面断面図である。図１の装置のユニット配置部における搬送ロボットの搬送アームを示す斜視図である。図６の搬送アームの伸縮機構を説明する図である。図７の搬送アームの動作を説明する図である。図４，図５とは異なる構成の搬送ロボットの内部構造を示す側面断面図である。図３の搬送ロボットが液処理ユニットにアクセスするときの昇降動作を説明する図である。図３の搬送ロボットが多段熱処理ユニットにアクセスするときの昇降動作を説明する図である。インデクサやインターフェイス等の基板搬入搬出装置における搬送ロボットを示す外観斜視図である。インデクサやインターフェイス等の基板搬入搬出装置における搬送ロボットを示す外観斜視図である。インデクサとユニット配置部との間の基板の受け渡し等を説明する図である。

符号の説明

３１ａ，３１ｂ，７５搬送アーム
４１ａ〜４１ｄ，７１ａ〜７１ｄカバー
４４，７４基台
４２ａ〜４２ｄ昇降部材
４２ｅ固定部材
４５回転台
４７ａ〜４７ｃプーリ
７６ガイドレール
７７雄ねじ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ベルト
Ｄ１，Ｄ２駆動機構
ＴＲ１搬送ロボット
ＴＲ２移載ロボット
ＩＤインデクサ
ＭＰユニット配置部
ＩＦインターフェイス
Ｗ基板

Claims

基板処理装置であって、
(a) 基板に対して所定の処理を施す処理ユニットと、前記処理ユニットに前記基板を受け渡す第１の基板搬送ロボットと、を有するユニット配置部と、
(b) 第２の基板搬送ロボットを有し、カセットとの間で前記基板の受渡しを行うとともに、前記ユニット配置部内の基板受渡しポジションにて前記第１の基板搬送ロボットとの間で前記基板の受渡しを行う基板搬入搬出部と、
を備え、
前記第１および第２の基板搬送ロボットのそれぞれは、
基板を保持する搬送アームと、
前記搬送アームを昇降させる昇降機構と、
前記搬送アームを鉛直軸周りに回転させる回転駆動機構と、
を有し、
前記搬送アームは、互いに連結された複数のアームセグメントを屈伸動作することによって前記基板を水平方向に移動させることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記処理ユニットは、高さ方向に積層されており、前記第１の基板搬送ロボットの周囲を囲むように配置されていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記第１の基板搬送ロボットの昇降機構は、収納部材と当該収納部材に収納される被収納部材とを含み、前記収納部材と前記被収納部材との相対的な伸縮昇降動作により前記搬送アームを昇降させることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記第２の基板搬送ロボットの昇降機構は、収納部材と当該収納部材に収納される被収納部材とを含み、前記収納部材と前記被収納部材との相対的な伸縮昇降動作により前記搬送アームを昇降させることを特徴とする基板処理装置。
請求項３または請求項４に記載の基板処理装置において、
前記第１および第２の基板搬送ロボットのうち、前記収納部材と前期被収納部材との相対的な伸縮昇降動作により前記搬送アームを昇降させるものは、
収納カバー部材と当該収納カバー部材に収納される被収納カバー部材とを含み、前記昇降機構の昇降動作に連動して収納カバー部材と被収納カバー部材との収納状態が変動して伸縮するとともに、前記昇降機構の周囲を覆う状態に設けられたカバー、
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記回転駆動機構は、前記昇降機構の上部に設けられていることを特徴とする基板処理装置。