JP2010050497A - 基板搬送システム及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】搬送ロボットのアームにセンサを設けた基板搬送システムであって、基板の載置位置を検出し、信号線や電力導入用配線の摩耗による断線の問題のないの実用的なシステムを提供する。
【解決手段】搬送チャンバー内の搬送ロボットが、アームの先端で基板を保持しながら搬送する際、アームに設けられたセンサ71が、基板が正しい位置で保持されているか監視し、搬送チャンバー外に設けられた信号処理部73が、センサ71からの信号を処理して基板が正しい位置であるかどうか判断する。センサ71からの信号を信号処理部73に送る送信系は、内部の真空と外側の大気とを隔絶するようにして搬送チャンバーに備えられた透光板102を通して光通信する光通信ユニット76を経由して、送信する。
【選択図】図5
【解決手段】搬送チャンバー内の搬送ロボットが、アームの先端で基板を保持しながら搬送する際、アームに設けられたセンサ71が、基板が正しい位置で保持されているか監視し、搬送チャンバー外に設けられた信号処理部73が、センサ71からの信号を処理して基板が正しい位置であるかどうか判断する。センサ71からの信号を信号処理部73に送る送信系は、内部の真空と外側の大気とを隔絶するようにして搬送チャンバーに備えられた透光板102を通して光通信する光通信ユニット76を経由して、送信する。
【選択図】図5
Description
本願の発明は、基板を搬送する基板搬送システム及び該基板搬送システムを備えた半導体製造装置等の基板処理装置に関する。
各種半導体デバイスを製造する際に用いられる半導体製造装置や液晶ディスプレイを製造する際に用いられる液晶基板処理装置等の基板処理装置は、目的とする位置に基板を搬送するため、基板搬送システムを備えている。基板を1枚ずつ処理する枚葉式の装置では、基板搬送システムも基板を1枚ずつ搬送するものが多い。この種の基板搬送システムは、基板を先端に保持する多関節型のアームを備えた搬送ロボットを使用するものが多い。
このような基板搬送システムは、基板を真空中で搬送できることが求められることが多い。例えばクラスターツール型の基板処理システムでは、中央に搬送チャンバーが配置され、その周りにロードロックチャンバーや複数の処理チャンバーが配置されて搬送チャンバーに対して気密に接続される。搬送チャンバー内には、搬送ロボットが設けられる。各チャンバーは真空圧力に排気され、搬送ロボットは、ロードロックチャンバーと処理チャンバーとの間や処理チャンバー間を搬送チャンバーを経由して基板を搬送する。このような搬送ロボットは、発塵が少ない等、真空中での使用に耐え得るものとされる。
一方、基板処理装置においては、基板を処理チャンバー内の所定位置に精度よく搬送することが求められることが多い。この理由は、一般的に言えば、基板を処理チャンバー内の所定位置に常に精度よく配置して処理しないと、処理の均一性や再現性が低下する恐れがあるからである。
このような要請のため、処理チャンバー内には、基板が処理チャンバー内の所定位置に位置しているかを検出する手段が設けられる。たとえば、基板が載置されるステージにセンサを設け、ステージ上の所定位置に基板が位置しているかを監視する。
このような要請のため、処理チャンバー内には、基板が処理チャンバー内の所定位置に位置しているかを検出する手段が設けられる。たとえば、基板が載置されるステージにセンサを設け、ステージ上の所定位置に基板が位置しているかを監視する。
基板を処理チャンバー内の所定位置に配置するためには、基板を搬送する搬送ロボット上で基板が所定位置に位置していることも重要である。周知のように搬送ロボットは、高精度の数値制御によって基板を所定位置まで搬送するが、基板が搬送ロボット上で予定された位置にない場合、どんなに高精度の制御を行っても、正しい位置に基板を配置することはできなくなる。また、アーム上での基板の位置ずれが大きいと、搬送の際に基板が落下したり、チャンバーの壁面に衝突したりする事故が発生することもある。
このような要請のため、従来の基板搬送システムは、搬送ロボット上で基板が正しい位置に位置しているかどうか監視する手段を備えている。この点について、図10を使用して説明する。図10は、従来の基板搬送システムの正面概略図である。図10に示すシステムは、搬送チャンバー1内に搬送ロボット91が配置されており、ロードロックチャンバー3と処理チャンバー4との間で基板Sbを搬送するようになっている。搬送チャンバー1の上壁部と底壁部には、一対の光センサ92,93が設けられている。搬送ロボット91は、基板Sbを保持したアームをある基準位置から別の基準位置に移動させる。基準位置とは、その移動の過程で基板Sbの縁が光センサ92,93の光軸に達する位置である。光軸に達すると光を遮ることになり、光センサの出力はONからOFFに変わる。このONからOFFに変わった位置をアームの位置から求めることで基板Sbが正しい位置に位置しているかどうか判断することができる。
図10に示すシステムによれば、基板の位置の監視はできるものの、そのためには上記のような位置にアームを移動させなければならない。つまり、搬送チャンバーの決められた場所でしか基板の位置の監視はできない。この問題を解決するには、搬送ロボット自体にセンサを設ける必要がある。つまり、アームにセンサを設けて基板の位置を監視する必要がある。
しかしながら、センサからの信号によって基板の位置が正しいかどうか判断する信号処理部は搬送チャンバー外にある。従って、アーム内又はアームに沿って信号線を配した後、搬送チャンバーの壁部を気密に貫通させて信号線を外に出し、信号処理部に接続する必要がある。
しかしながら、センサからの信号によって基板の位置が正しいかどうか判断する信号処理部は搬送チャンバー外にある。従って、アーム内又はアームに沿って信号線を配した後、搬送チャンバーの壁部を気密に貫通させて信号線を外に出し、信号処理部に接続する必要がある。
ここで問題なのは、搬送ロボットのアームは、伸縮運動、回転運動、上下運動等の複雑な動きを頻繁に繰り返す。特に、アームを支持した軸部は、垂直な軸の周りに高速で回転を繰り返す。アームに配した信号線は、搬送チャンバーの壁部の気密貫通部分でしっかりと固定されているため、信号線も高速で頻繁に引き回されてしまい、信号線が短期間のうちに摩耗して断線してしまう。
また、センサには電力導入用の配線も必要であり、センサをロボットのアームに設けた場合、この配線も搬送チャンバーの器壁を気密に貫通した部分でしっかりと固定される。このため、やはり摩耗・断線の問題がある。
また、センサには電力導入用の配線も必要であり、センサをロボットのアームに設けた場合、この配線も搬送チャンバーの器壁を気密に貫通した部分でしっかりと固定される。このため、やはり摩耗・断線の問題がある。
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、搬送ロボットのアームにセンサを設けた基板搬送システム及び基板処理装置であって、信号線や電力導入用配線の摩耗による断線の問題のないの実用的な基板搬送システム及び基板処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の基板搬送システムは、排気系を備えた真空チャンバーである搬送チャンバーと、搬送チャンバー内に設けられているとともに、アームの先端に取り付けられた先端プレートで基板を保持しながら基板を搬送する搬送ロボットと、基板が正しい位置で保持されているか監視するようアームに設けられたセンサと、センサからの信号を処理して前記基板が正しい位置であるかどうか判断するものであって搬送チャンバー外に設けられた信号処理部と、センサからの信号を信号処理部に送る送信系と、センサに電力を供給する電力供給系と、を備え、センサは、レーザ光の光源である発光器と受光した前記レーザ光の光量を電気信号に変換する受光器とから構成され、発光器及び受光器の一方が先端プレートの上側に、他方が先端プレートの下側に固定されていることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明の基板処理装置は、請求項1乃至8いずれかに記載の基板搬送システムを備えた基板処理装置であって、搬送チャンバーが中央に設けられ、周囲にロードロックチャンバー及び処理チャンバーが設けられて搬送チャンバーに気密に接続されている構造であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、本発明の基板処理装置は、請求項1乃至8いずれかに記載の基板搬送システムを備えた基板処理装置であって、搬送チャンバーが中央に設けられ、周囲にロードロックチャンバー及び処理チャンバーが設けられて搬送チャンバーに気密に接続されている構造であるという構成を有する。
以下に説明する通り、本発明の基板搬送システムによれば、基板の搬送の際、基板が正しい位置で保持されているか監視されるので、搬送後の基板の位置精度が高くなるとともに、搬送の際に基板が落下したり壁面に衝突したりするような事故が未然に防止される。また、このような基板の位置の監視が、搬送ロボットにアームに設けられた基板位置監視用センサによって行われるので、アームが基板を保持している限り、任意の位置で監視が行える。このため、汎用性や生産性の点で優れている。さらに、基板位置監視用センサからの信号を搬送チャンバー外の信号処理部に送る送信系が、透光板を通して光通信する光通信ユニットを経由して送信を行うので、配線の摩耗による断線の問題がなく実用性が高い。また、上記効果に加え、一対の光通信ユニットの光軸がアームの回転軸に一致しているので、送信の安定性や信頼性が高くなり、また構造的に簡略化される。また、上記効果に加え、基板位置監視用のセンサからの信号を信号処理部に送る送信系が、搬送チャンバー内で無線方式を採用しているので、アーム内又はアームに沿って配線を設ける必要がない。このため、アームや送信系の構成が簡略化される。また、上記効果に加え、基板位置監視用のセンサに電力を供給する電力供給系が、搬送チャンバー内の光起電力ユニットに透光板を通して光照射することで生じた起電力により電力供給を行うので、電力供給用の配線の摩耗による断線の問題はない。また、上記効果に加え、光起電力ユニットにおいて、受光パネルがアームの回転軸と同軸である点は、電力供給を安定させさり構造を簡略化させたりする技術的意義を有する。また、上記効果に加え、搬送ロボットのアームに光起電力ユニットが設けられており、この光起電力ユニットからも電力が供給されるので、より電力を必要とするセンサを用いる場合に好適である。また、基板位置監視用のセンサに電力を供給する電力供給系が、搬送チャンバー内に設けられた光起電力ユニットに光照射することで生じた起電力により電力供給を行うので、電力供給用の配線の摩耗による断線の問題はない。また、上記効果に加え、光源が搬送チャンバー内に設けられているので、発電の効率が高く、従って電力供給の効率が高い。
また、本発明の基板処理装置によれば、アーム上で基板が正しい位置に位置しているかを監視する搬送ロボットを使用しているので、各処理チャンバー内での基板の配置位置の精度を高くできる。このため、処理の均一性や再現性の点で優れた装置となるとともに、上記のいずれかの効果が得られる。
また、本発明の基板処理装置によれば、アーム上で基板が正しい位置に位置しているかを監視する搬送ロボットを使用しているので、各処理チャンバー内での基板の配置位置の精度を高くできる。このため、処理の均一性や再現性の点で優れた装置となるとともに、上記のいずれかの効果が得られる。
本願発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態)について説明する。
図1は、本願発明の実施形態の基板搬送システムの正面概略図である。図1に示すシステムは、図10に示すシステムと同様、搬送チャンバー1内に搬送ロボット2が配置されており、ロードロックチャンバー3と処理チャンバー4との間で基板Sbを搬送するようになっている。
図1は、本願発明の実施形態の基板搬送システムの正面概略図である。図1に示すシステムは、図10に示すシステムと同様、搬送チャンバー1内に搬送ロボット2が配置されており、ロードロックチャンバー3と処理チャンバー4との間で基板Sbを搬送するようになっている。
搬送チャンバー1は、ロードロックチャンバー3や処理チャンバー4と同様、不図示の排気系を備えた気密な真空チャンバーである。搬送チャンバー1は、ロードロックチャンバー3及び処理チャンバー4にそれぞれ基板の出し入れのためのバルブ(以下、出し入れバルブ)10を介して気密に接続されている。
搬送チャンバー1内に設けられた搬送ロボット2は、真空中での使用に耐え得るよう設計、製造されたものである。搬送ロボット2は、多関節型のアーム5と、アーム5を駆動する駆動部6等から構成されている。駆動部6は、アーム5の伸縮運動により基板Sbを水平方向に直線移動させる動き、アーム5を垂直な回転軸の周りに全体に回転させて基板Sbを水平な面内で円周方向に移動させる動き、アーム5を全体に上下動させて基板Sbを上下に変位させる動きを行わせるようになっている。
搬送チャンバー1内に設けられた搬送ロボット2は、真空中での使用に耐え得るよう設計、製造されたものである。搬送ロボット2は、多関節型のアーム5と、アーム5を駆動する駆動部6等から構成されている。駆動部6は、アーム5の伸縮運動により基板Sbを水平方向に直線移動させる動き、アーム5を垂直な回転軸の周りに全体に回転させて基板Sbを水平な面内で円周方向に移動させる動き、アーム5を全体に上下動させて基板Sbを上下に変位させる動きを行わせるようになっている。
図2は、図1に示す搬送ロボット2の斜視概略図、図3は、図1に示す搬送ロボット2のアーム5の正面断面概略図である。搬送ロボット2のアーム5は、基板Sbが載置される先端プレート51と、先端プレート51を先端に取り付けた左右一対の第一ロッド52L,52Rと、第一ロッド52L,52Rに先端が連結された左右一対の第二ロッド53L,53Rとから主に構成されている。
先端プレート51は、水平な姿勢のほぼ長方形状又は正方形状の板状の部材である。図2に示すように、先端プレート51には、U字状の開口(以下、U字開口)510が設けられている。載置された基板Sbは、U字開口510を一部塞ぐ状態となる。
以下、説明の都合上、先端プレート51の一辺の方向のうち、第一ロッド52L,52Rが取り付けられた側を「後ろ」とし、これとは反対側を「前」とする。また、先端プレート51の他の一辺の方向の一方の側を「左」、これとは逆側を「右」とする。
以下、説明の都合上、先端プレート51の一辺の方向のうち、第一ロッド52L,52Rが取り付けられた側を「後ろ」とし、これとは反対側を「前」とする。また、先端プレート51の他の一辺の方向の一方の側を「左」、これとは逆側を「右」とする。
図3に示すように、第一ロッド52L,52Rの先端には、小さな円柱状の先端軸棒54L,54Rが垂直上方に突出した状態で固定されている。先端プレート51の後部には、第一ロッド52L,52Rの取付孔が形成されており、先端軸棒54L,54Rは、不図示のベアリングを介在させながら取付孔に嵌め込まれている。
また、第一ロッド52L,52Rの後端には、円柱状の後端軸棒55L,55Rが垂直下方に突出した状態で固定されている。図2に示すように、左第一ロッド52Lに固定された後端軸棒(以下、左後端軸棒)55Lは、ベアリング56Lを介して左第二ロッド53Lの先端の取付孔に挿通されている。左後端軸棒55Lの下端には、左側プーリ57Lが固定されている。左後端軸棒55L、左側プーリ57L及び左第一ロッド52Lは、左第二ロッド53Lにより保持されている。
また、右第一ロッド52Rに固定された後端軸棒(以下、右後端軸棒)55Rの下端には、右側プーリ57Rが固定されている。右側プーリ57Rは、右後端軸棒55Rと同軸のプーリ支持棒58によって支持されている。そして、右第二ロッド53Rの先端には、凹部が設けられている。プーリ支持棒58は、ベアリング56Rを介して下端がこの凹部に嵌め込まれている。従って、プーリ保持体58、右側プーリ57R、右後端軸棒55R及び右第一ロッド52Rは、右第二ロッド53Rによって支持されている。
左第二ロッド53Lの後端は、図3に示すように、左用駆動軸体61に固定されている。左用駆動軸体61は、細長い円管状の部材であり、垂直な姿勢である。左用駆動軸体61の上端に左第二ロッド53Lの後端が固定されている。
また、右第二ロッド53Rの後端は、図3に示すように、右用駆動軸体62に固定されている。右第二ロッド53Rの後端には、上下に貫通した挿通孔が設けられており、この挿通孔に左用駆動軸体61が挿通されている。右用駆動軸体62は、左用駆動軸体61と同軸の円筒形部材であり、右第二ロッド53Rの挿通孔の縁を取り囲むようにして右第二ロッド53Rの後端の下面に上端が固定されている。
また、右第二ロッド53Rの後端は、図3に示すように、右用駆動軸体62に固定されている。右第二ロッド53Rの後端には、上下に貫通した挿通孔が設けられており、この挿通孔に左用駆動軸体61が挿通されている。右用駆動軸体62は、左用駆動軸体61と同軸の円筒形部材であり、右第二ロッド53Rの挿通孔の縁を取り囲むようにして右第二ロッド53Rの後端の下面に上端が固定されている。
左第二ロッド53Lは、後端部分において左後端プーリ59Lを内蔵している。図2及び図3に示すように、左第二ロッド53Lの後端は、上板部と下板部とからなる中空構造となっており、そこに左後端プーリ59Lが設けられている。左後端プーリ59Lは、上板部に上面が固定され、下板部に下面が固定されている。
一方、右第二ロッド53Rの後端も、後端部分において右後端プーリ59Rを内蔵している。図2及び図3に示すように、右第二ロッド53Rの後端も、上板部と下板部とからなる中空構造となっており、そこに左後端プーリ59Rが設けられている。右後端プーリ59Rも、上板部に上面が固定され、下板部に下面が固定されている。
一方、右第二ロッド53Rの後端も、後端部分において右後端プーリ59Rを内蔵している。図2及び図3に示すように、右第二ロッド53Rの後端も、上板部と下板部とからなる中空構造となっており、そこに左後端プーリ59Rが設けられている。右後端プーリ59Rも、上板部に上面が固定され、下板部に下面が固定されている。
また、左側プーリ57Lと右後端プーリ59Rとをつなぐようにして第一弾性体601が架設され、右側プーリ57Rと左後端プーリ59Lとをつなぐようにして第二弾性体602が架設されている。第一第二弾性体601,602は、いずれも輪状のものであって、本実施形態ではゴム等で形成されたベルトとなっている。第一弾性体601は、左側プーリ57Lと右後端プーリ59Rとを取り囲むように架設されているものの、それぞれ周面の一箇所で固定されている。第二弾性体602も、右側プーリ57Rと左後端プーリ59Lとを取り囲むように架設されているものの、それぞれの周面の一箇所で固定されている。従って、第一第二弾性体601,602は、それぞれ左側プーリ57Lと右後端プーリ59R、右側プーリ57Rと左後端プーリ59Lを取り囲む輪状であるものの、駆動ベルトのように回るものではない。なお、固定はねじ止め等により行われている。
次に、図4を使用して駆動部6の構造について説明する。図4は、図1に示す搬送ロボット2の駆動部6の詳細構造を示す正面断面図である。
図4に示すように、左用駆動軸体61は、駆動部6全体の垂直な中心軸Aと同軸に、下方に延びている。また、右用駆動軸体62も、中心軸Aと同軸の円筒形であり、左用駆動軸体61を取り囲みながら下方に延びている。
図4に示すように、左用駆動軸体61は、駆動部6全体の垂直な中心軸Aと同軸に、下方に延びている。また、右用駆動軸体62も、中心軸Aと同軸の円筒形であり、左用駆動軸体61を取り囲みながら下方に延びている。
左用駆動軸体61には、左用駆動軸体61を中心軸Aの周りに回転させる左用駆動源63が設けられている。左用駆動源63は、モータを構成する左用回転子631及び左用固定子632より成る構成となっている。左用駆動軸体61の下端部分には、左用回転子631が設けられており、左用回転子631を取り囲むようにして左用固定子632が設けられている。左用固定子632は、固定軸体60に取り付けられている。
左用固定子632には、不図示の左用駆動回路が接続されている。左用駆動回路が動作すると、左用固定子632が通電されて励滋され、左用回転子631を回転させるようになっている。左用回転子631の回転とともに、左用駆動軸体61も一体に回転する。左用固定子632及び左用回転子631の構成は、DCモータ、ACモータ、DC又はACサーボモータ、ステッピングモータ等、各種のモータの構成を同様のものを任意に選んで採用することができる。
また、右用駆動軸体62には、右用駆動軸体62を中心軸Aの周りに回転させる右用駆動源64が設けられている。右用駆動源64は、左用駆動源63と同様に、モータを構成する右用回転子641及び右用固定子642より成る構成となっている。右用駆動軸体62の下端部分には、右用回転子641が設けられ、右用回転子641を取り囲むようにして右用固定子642が設けられている。右用固定子642も、固定軸体60に取り付けられている。
右用固定子642には、不図示の右用駆動回路が接続されており、右用固定子642を通電して右用回転子641を回転させ、これにより右用駆動軸体62を回転させるようになっている。右用固定子642及び右用回転子641の構成も、同様に、DCモータ、ACモータ、DC又はACサーボモータ、ステッピングモータ等、各種のモータの構成を同様のものを任意に選んで採用することができる。
次に、上記搬送ロボット2において、先端プレート51を直線移動させる動作について図4を使用して説明する。
先端プレート51を直線移動させる場合、図4に示す左用駆動源63と右用駆動源64を逆向きに同時に動作させ、左用駆動軸体61と右用駆動軸体62とを逆向きに同じ角度だけ同時に回転させる。例えば先端プレート51を前進させる場合、左用駆動軸体61を時計回りに回転させて左第二ロッド53Lを時計回りに所定角度(θ)回転させる。と同時に、右用駆動軸体62を反時計回りに回転させて右第二ロッド53Rと反時計回りに同じ角度だけ(−θ)回転させる。この際、左プーリ57Lと右後端プーリ59Rとをつなぐようにして架設された第一弾性体601の作用により、左第一ロッド53Lが時計回りに回転する。この回転角度は、左第一ロッド53Lの元の姿勢に対しては−θであり、θだけ回転した左第二ロッド54Lに対しては−2θである。
先端プレート51を直線移動させる場合、図4に示す左用駆動源63と右用駆動源64を逆向きに同時に動作させ、左用駆動軸体61と右用駆動軸体62とを逆向きに同じ角度だけ同時に回転させる。例えば先端プレート51を前進させる場合、左用駆動軸体61を時計回りに回転させて左第二ロッド53Lを時計回りに所定角度(θ)回転させる。と同時に、右用駆動軸体62を反時計回りに回転させて右第二ロッド53Rと反時計回りに同じ角度だけ(−θ)回転させる。この際、左プーリ57Lと右後端プーリ59Rとをつなぐようにして架設された第一弾性体601の作用により、左第一ロッド53Lが時計回りに回転する。この回転角度は、左第一ロッド53Lの元の姿勢に対しては−θであり、θだけ回転した左第二ロッド54Lに対しては−2θである。
また、右プーリ57Rと左後端プーリ59Lとをつなぐようにして架設された第二弾性体602の作用により、右第一ロッド53Rが反時計回りに回転する。この回転角度は、右第一ロッド53Rの元の姿勢に対してはθであり、−θだけ回転した右第二ロッド54Rに対しては2θである。このような各ロッド53L,53R,54L,54Rの回転に伴い、先端プレート51が前方に直線移動する。また、先端プレート51を後退させる場合には、これとは全く逆になり、左用駆動軸体61を反時計回りに回転させ、右用駆動軸体62を時計回りに同じ角度だけ回転させる。
上述した左用駆動源63及び右用駆動源64は、アーム5の回転駆動にも兼用されている。即ち、アーム5を全体に垂直な軸の周りに一体に回転させる場合、左用駆動源63及び右用駆動源64を同時にそして同じ向きに同じ角度だけ回転するよう動作させる。この結果、中心軸Aを中心にして、左用駆動軸体61及び右用駆動軸体62も同じ向きに同じ角度だけ回転し、左右の第一第二ロッド52L,52R,53L,53Rもその向きにその角度だけ回転する。これに伴い、先端プレート51もその向きにその角度だけ回転する。
次に、アーム5を一体に上下動させる機構について、図4を使用して説明する。
図4に示すように、固定軸体60の下端は第一ベース板65が固定されて閉じられており、固定軸体60は第一ベース板65によって支持されている。固定軸体60と右用駆動軸体62の間、及び、右用固定軸体5Rと左用駆動軸体61との間には、軸受を含む不図示の保持具が設けられている。従って、右用固定軸体5R及び左用固定軸体60は、最終的には第一ベース板65によって支持されており、上方のロッド群52L,52R,53L,53Rや先端プレート51も、第一ベース板65によって支持されている。
図4に示すように、固定軸体60の下端は第一ベース板65が固定されて閉じられており、固定軸体60は第一ベース板65によって支持されている。固定軸体60と右用駆動軸体62の間、及び、右用固定軸体5Rと左用駆動軸体61との間には、軸受を含む不図示の保持具が設けられている。従って、右用固定軸体5R及び左用固定軸体60は、最終的には第一ベース板65によって支持されており、上方のロッド群52L,52R,53L,53Rや先端プレート51も、第一ベース板65によって支持されている。
第一ベース板65の下方には、第二ベース板661が設けられている。第二ベース板661上には、複数の支柱651が設けられており、第一ベース板65を支えている。従って、第二ベース板661は、支柱661及び第一ベース板65を介して、前述した駆動部6を全体に支持している。上下移動機構66は、第二ベース板661を上下移動させる機構となっている。具体的には、上下移動機構66は、第二ベース板661に固定された被駆動ボールねじ662と、被駆動ボールねじ662に噛み合う駆動ボールねじ663と、駆動ボールねじ663を回転させる上下用駆動源664とから主に構成されている。
図4に示すように、第二ベース板661の隅の部分には、挿通用開口が形成されている。被駆動ボールねじ662は、短い円筒ロッド状であり、その内面がねじ切りされている。被駆動ボールねじ662は、その端面が挿通用開口の縁を取り囲むようにして第二ベース板661に固定されている。
駆動ボールねじ663は、垂直に延びる長い棒状であり、第二ベース板661の挿通用開口に挿通されるとともに第二被駆動ボールねじ662に噛み合っている。駆動ボールねじ663の上端は、軸受を介してフレーム665に取り付けられている。駆動ボールねじ663の下端は、第二ベース板661の下方に位置し、ギア667を介して上下用駆動源664に連結されている。
駆動ボールねじ663は、垂直に延びる長い棒状であり、第二ベース板661の挿通用開口に挿通されるとともに第二被駆動ボールねじ662に噛み合っている。駆動ボールねじ663の上端は、軸受を介してフレーム665に取り付けられている。駆動ボールねじ663の下端は、第二ベース板661の下方に位置し、ギア667を介して上下用駆動源664に連結されている。
上下用駆動源664は、ACサーボモータ等のモータである。上下用駆動源664が駆動されると、ギア667を介して駆動ボールねじ663が回転する。被駆動ボールねじ662や第二ベース板661は不図示の回転規制部によって回転しないようになっているので、駆動ボールねじ663の回転により上下移動する。この結果、第一ベース板65も上下移動し、二つの先端プレート51も一体に上下移動する。
尚、第二ベース板661には、駆動ボールねじ663と平行に延びるリニアガイド666が設けられている。リニアガイド666は、均等な位置に2〜3本程度設けられており、第二ベース板661の上下移動が安定するようガイドする。
尚、第二ベース板661には、駆動ボールねじ663と平行に延びるリニアガイド666が設けられている。リニアガイド666は、均等な位置に2〜3本程度設けられており、第二ベース板661の上下移動が安定するようガイドする。
また、本実施形態の装置は、上記各機構の動作により生じ易い塵埃の基板Sbへの付着を効果的に防止した構成となっている。この点を以下に説明する。
まず、搬送チャンバー1の底部器壁100には、搬送ロボット2を取り付けるための開口が設けられている。開口は、中心軸Aと同軸の円形である。左用駆動軸体61、右用駆動軸体62及び固定軸体60は、この開口に挿通されている。図4に示すように、固定軸体60は、搬送チャンバー1の底部器壁100よりも下方の位置に段差を有し、少し径が大きくなっている。そして、この固定軸体60の段差の部分と搬送チャンバー1の底部器壁100とを気密に繋ぐようにして、真空ベローズ101が設けられている。
まず、搬送チャンバー1の底部器壁100には、搬送ロボット2を取り付けるための開口が設けられている。開口は、中心軸Aと同軸の円形である。左用駆動軸体61、右用駆動軸体62及び固定軸体60は、この開口に挿通されている。図4に示すように、固定軸体60は、搬送チャンバー1の底部器壁100よりも下方の位置に段差を有し、少し径が大きくなっている。そして、この固定軸体60の段差の部分と搬送チャンバー1の底部器壁100とを気密に繋ぐようにして、真空ベローズ101が設けられている。
また、搬送チャンバー1の底部器壁100に上端を固定するようにしてフレーム665が設けられている。左用駆動源63や右用駆動源64等は、このフレーム665内に納められている。駆動ボールねじ663やリニアガイド666は、フレーム665の下端に取り付けられている。
本実施形態のような装置において塵埃が発生し易いのは、ねじやギアの噛み合い構造を採用している部分である。上記説明から解るように、本実施形態では、被駆動ボールねじ662と駆動ボールねじ663の噛み合い部分、ギア667の噛み合い部分である。上述した真空ベローズ101は、これらの部分が配置された空間(大気)と、基板Sbが位置する空間(真空)とを隔絶し、塵埃が内部に進入しないようにする技術的意義がある。尚、固定軸体60の下端と第一ベース板65との接続箇所等の必要箇所には、Oリング等の不図示の真空シールが介在されている。
また、左用駆動源63の構成において、左用回転子631と左用固定子632との間には、真空隔壁600が設けられている。真空隔壁600は、透磁率が高く且つ薄い部材で構成されている。左用固定子632が作る磁場は、真空隔壁600を通して作用し、左用回転子632を回転させるようになっている。また、右用駆動源64についても、右用回転子641と右用固定子642との間には、同様の真空隔壁600が設けられている。
このような真空隔壁600を採用する点は、搬送ロボット2が真空中に配置される点と密接な関連を有する。基板Sbの搬送のための駆動系として回転駆動を使用すると、通常はモータ等の回転系の駆動源を真空中に配置することになり易い。モータはねじやギア等と同様に塵埃を発生させ易い部品であり、基板Sbの汚損原因を作り易い。本実施形態装置は、モータを構成する回転子631,641及び固定子632,642を真空隔壁600によって空間的に分離して配置している。つまり、必要最小限の部分のみが真空中に配置されるようにしている。このため、真空中の塵埃の発生が抑制されている。
本実施形態の装置は、先端プレート51の移動を監視する手段を備えている。以下、この点について説明する。
まず、一番内側に位置する左用駆動軸体61には、左用回転モニタ67が設けられている。左用回転モニタ67は、左用駆動軸体61の回転角度を検出する磁気センサであり、左用検出板671と、左用磁気検出ヘッド672とから成っている。
まず、一番内側に位置する左用駆動軸体61には、左用回転モニタ67が設けられている。左用回転モニタ67は、左用駆動軸体61の回転角度を検出する磁気センサであり、左用検出板671と、左用磁気検出ヘッド672とから成っている。
左用検出板671は円盤状であり、左用駆動軸体61の下端部分に水平に取り付けられている。左用検出板671の周縁には、同じ形の凹凸が等間隔に形成されている。凸部の先端には、不図示の磁石が設けられている。磁気検出ヘッド672は、凸部の先端から所定の短い距離離れた位置に設けられている。
左用駆動軸体61が回転すると、左用検出板671も回転する。この際、磁気検出ヘッド672に対して、各凸部が順次接近する状態となる。磁気検出ヘッド672は、各凸部の接近を磁束密度の変化から読み取り、その回数によって左用検出板671の回転角度をモニタするようになっている。このモニタの結果、左用駆動軸体61の回転角度、最終的には、先端プレート51の直線移動の距離が監視されるようになっている。
左用駆動軸体61が回転すると、左用検出板671も回転する。この際、磁気検出ヘッド672に対して、各凸部が順次接近する状態となる。磁気検出ヘッド672は、各凸部の接近を磁束密度の変化から読み取り、その回数によって左用検出板671の回転角度をモニタするようになっている。このモニタの結果、左用駆動軸体61の回転角度、最終的には、先端プレート51の直線移動の距離が監視されるようになっている。
また、図4に示すように、右用駆動軸体62についても、同様に回転モニタ68が設けられている。この回転モニタ68の構成は、上記左用回転モニタ67と同様である。これらの回転モニタ67,68により、先端プレート51の直線移動の距離、回転移動の角度が監視されるようになっている。
そして、搬送ロボット2は、不図示のマイクロコンピュータからなる制御ユニットを備えており、各回転用モニタ67,68の検出信号は、この制御ユニットに入力されるようになっている。制御ユニットは、先端プレート51の原点位置を記憶するメモリを有しており、原点位置の情報と、入力された各回転モニタ67,68の検出信号とから、先端プレート51の現在位置を監視できるようになっている。
さて、本実施形態の搬送ロボット2の大きな特徴点の一つは、基板Sbが正しい位置で保持されているかどうかを監視するセンサ(以下、基板位置監視用センサ)71,72がアーム5に設けられている点である。以下、この点について図5を使用して説明する。図5は、基板位置監視用センサ71,72について示した斜視概略図である。
図5に示すように、基板位置監視用センサ71,72は、先端プレート51に取り付けられている。本実施形態では、二つの基板位置監視用センサ71,72が取り付けられている。一方のセンサ71は、前後方向における基板Sbの位置の監視のためのもの(前後用センサということがある)であり、もう一方のセンサ72は左右方向における基板Sbの位置の監視のためのもの(左右用センサということがある)である。
各基板位置監視用センサ71,72は、それぞれ発光器711,721と受光器712,722とから構成されている。発光器711,721としては、半導体レーザなどのレーザ光源である。発光器711,721は、ビームエクスパンダ等の光学系を備えており、レーザ光を長方形の照射パターンで照射するよう構成されている。受光器712、722は、発光器711,721からの光を受光してその量を電気信号に変換するようになっている。
各発光器711,721及び各受光器712,722は、先端プレート51に固定されたブラケット83の先端に取り付けられている。図5に示すように、各発光器711,721は、先端プレート51の前端部の上側に取り付けられ、各受光器712,722は、先端プレート51の後端部の下側に取り付けられている。図5に示すように、前後用センサ71の発光器711及び受光器712の光軸は、先端プレート51のU字開口510のその「U」の字の底の部分を通過するよう設定されている。また、左右用センサ72の発光器721及び受光器722の光軸は、U字開口510の「U」の字の側部を通過するよう設定されている。
図6は、各基板位置監視用センサ71,72による基板位置の監視について示した平面概略図である。図6において、前後用センサ71のレーザ光の水平面で見たビームパターンP1は前後方向に長く、左右用センサ72のレーザ光の水平面で見た照射パターンP2は左右方向に長い。
先端プレート51上で基板Sbが正しい位置にあるとき、基板Sbの後部の縁は、前後用センサ71の照射パターンP1を半分程度遮蔽する状態となる。同様に、基板Sbが正しい位置にあるとき、基板Sbの側部の縁は左右用センサ72の照射パターンP2を半分程度遮蔽する状態となる。
先端プレート51上で基板Sbが正しい位置にあるとき、基板Sbの後部の縁は、前後用センサ71の照射パターンP1を半分程度遮蔽する状態となる。同様に、基板Sbが正しい位置にあるとき、基板Sbの側部の縁は左右用センサ72の照射パターンP2を半分程度遮蔽する状態となる。
いま、基板Sbが正しい位置から前後方向にずれた場合、前後用センサ71の受光器712に入射する光量が変化する。例えば、基板Sbが正しい位置から前方にずれた場合、基板Sbにより遮蔽される量が少なくなるので、受光器712に入射する光量が増加する。逆に、基板Sbが正しい位置から基板Sbが後方にずれた場合、受光器712に入射する光量が減少する。従って、基板Sbが正しい位置にある際の光量を予め求めて設定しておくことで、基板Sbが前後方向で正しい位置にあるかどうか監視できる。尚、この際に左右用センサ72の受光器722に入射する光量は、図6から理解されるように殆ど変化しない。
また、基板Sbが正しい位置から左右方向にずれた場合、左右用センサ72の受光器722に入射する光量が変化する。例えば、基板Sbが正しい位置から左にずれた場合、左右用センサ72の受光器722に入射する光量が増加し、基板Sbが正しい位置から右にずれた場合、受光器722に入射する光量が減少する。従って、同様に正しい位置にある際の光量を予め求めて設定しておくことで、基板Sbが左右方向で正しい位置にあるかどうか監視できる。尚、この際に左右用センサ72の受光器722に入射する光量は、図6から理解されるように殆ど変化しない。
図4に示すように、上記各基板位置監視用センサ71,72からの信号を処理する信号処理部73が、搬送チャンバー1外に設けられている。信号処理部73は、上述したように、各受光器712,722からの信号を必要に応じて増幅し、上述したように基準値(正しい位置にある場合の光量)と比較する処理を行うものである。信号処理部73は、前述した不図示の制御ユニット内に設けられる場合もある。
尚、先端プレート51上で基板Sbが位置すべき正しい位置は、先端プレート51上のある点Oに基板Sbの中心が一致する(正確には同一鉛直線上になる)位置として設定される。このような先端プレート51上の点Oを基板位置原点と呼ぶと、前後用センサ71の光軸が先端プレート51上の面に交差する点と基板位置原点Oとを結んだ方向(前後方向)と、左右用センサ72が先端プレート51上の面と交差する点とによるが基板位置原点Oとを結ぶ方向(左右方向)は、互いに垂直である。つまり、前後方向と左右方向は、基板位置原点Oに対して直交座標を構成している。従って、前述した基板位置の監視動作において、各基板位置監視用センサ71,72からの信号により、基板Sbがどの程度がどの程度ずれているか(基板Sbがどの位置にあるか)を求めることも可能である。
本実施形態の搬送ロボット2の別の大きな特徴点は、各基板位置監視用センサ71,72からの信号を信号処理部73に送る送信系が、光通信方式を採用している点である。以下、この点について図3、図4及び図7を使用して説明する。図7は、駆動部6の下端部分及びその付近の構造について示した正面断面概略図である。
上述した搬送チャンバー1は、内部の真空と外部の大気とを隔絶するようにして透光板102を備えている。本実施形態では、透光板102は、第一ベース板65に設けられている。第一ベース板65が支える固定軸体60の内側は、搬送チャンバー1内の真空と連通しており同じ真空雰囲気である。第一ベース板65の下側の空間は、大気である。第一ベース板65は、左用駆動軸体61の直下の位置に開口を有し、この開口を気密に塞ぐようにして透光板102が設けられている。透光板102は、例えば石英ガラスより成る。
送信系は、搬送チャンバー1内に配置されたチャンバー内配線741と、搬送チャンバー1外に配置されたチャンバー外配線742と、透光板102を通して光通信する一対の光通信ユニット75,76とより成っている。一対の光通信ユニットのうち、真空側に位置するユニット75を、以下、真空側ユニットと呼び、大気側に位置するユニット76を大気側ユニットと呼ぶ。
チャンバー内配線741は、各基板位置監視用センサ71,72と真空側ユニット75とをつなぐものであり、本実施形態では、搬送ロボット2のアーム5の内部に配してある。具体的には、チャンバー内配線741は、各基板位置監視用センサ71,72から、左第一ロッド52L内、左第二ロッド53L内を通り、左用駆動軸体61内に達する。そして、左用駆動軸体61内を通り、真空側ユニット75に接続されている。
図7に示すように、真空側ユニット75は、左用駆動軸体61の下端に固定されたホルダー751によって保持されている。従って、真空側ユニット75は、左用駆動軸体61とともに回転する。真空側ユニット75は、各基板位置監視用センサ71,72からの信号をエンコードするエンコーダ752と、エンコードされた信号を光のオンオフを形式で送信する送信器753とを含んでいる。
また、大気側ユニット76は、送信器753から送られた光信号を受信する受信器761と、受信器761で受信された光信号をデコードするデコーダ762とを含んでいる。デコードされた信号は、チャンバー外配線742により信号処理部73に送られ、前述したように処理されるようになっている。尚、大気側ユニット761は、支柱651に架設された取付ベース652上に取り付けられている。
尚、真空側ユニット75の送信器753は半導体レーザを備え、レーザ光を大気側ユニット76の受信器761に向けて出射させるが、送信器752と受信器761とを結ぶ光軸は、アーム5の回転運動の軸(即ち、中心軸A)に一致している。
尚、真空側ユニット75の送信器753は半導体レーザを備え、レーザ光を大気側ユニット76の受信器761に向けて出射させるが、送信器752と受信器761とを結ぶ光軸は、アーム5の回転運動の軸(即ち、中心軸A)に一致している。
また、本実施形態の搬送ロボット2は、各基板位置監視用センサ71,72に電力を導入する電力導入系を備えている。一対の発光器711,721及び受光器712,722から成る基板位置監視用センサ71,72は、消費電力はそれほど大きくはないが、それでもある程度の電力が必要である。図10に示すような従来の基板搬送システムでは、一対の光センサ92,93は、搬送チャンバー1の壁面に取り付けられるので、搬送チャンバー1の壁を気密に貫通させて電力ケーブルを設けることで容易に電力導入が可能である。しかしながら、本実施形態のように、基板位置監視用センサ71,72がアーム5に取り付けられる場合、信号用の配線と同様、アーム5が複雑な動きをするため、短期間に電力ケーブルが摩耗して断線する。
本実施形態では、このような点を考慮し、電力導入系は、太陽電池方式で電力を導入する構成となっている。この点について、図4及び図7を使用して説明する。電力導入系は、光起電力ユニット77と、光起電力ユニット77と各基板位置監視用センサ71,72とを接続するチャンバー内ケーブル771と、光起電力ユニットに光照射する光源ユニット78などから構成されている。図4及び図7に示すように、光起電力ユニット77と光源ユニット78とは、透光板102を挟んで設けられており、光源ユニット78は透光板102を通して光照射するようになっている。
光起電力ユニット77は、全体としては円環状のケース772内に納められており、ホルダー773により左用駆動軸体61に固定されている。従って、真空側ユニット75と同様、左用駆動軸体61と一緒に回転する。尚、真空側ユニット75は、光起電力ユニット77の内側に位置する。
光起電力ユニット77は、光源ユニット78からの光の照射を受ける受光パネル774と、受光パネル774で生じた起電力を蓄積して各基板位置監視用センサ71,72に送るコンデンサ等を含む蓄電回路775とを備えている。受光パネル774は、円盤の中央に同心の円形の開口を設けた形状である。特に、本実施形態では、受光パネル774は、水平な姿勢であり、アーム5の回転運動の軸(即ち、中心軸A)と同軸に設けられている。
光起電力ユニット77は、光源ユニット78からの光の照射を受ける受光パネル774と、受光パネル774で生じた起電力を蓄積して各基板位置監視用センサ71,72に送るコンデンサ等を含む蓄電回路775とを備えている。受光パネル774は、円盤の中央に同心の円形の開口を設けた形状である。特に、本実施形態では、受光パネル774は、水平な姿勢であり、アーム5の回転運動の軸(即ち、中心軸A)と同軸に設けられている。
一方、光源ユニット78は、ベースプレート781と、ベースプレート781上に取り付けた複数の光源782とから主に構成されている。ベースプレート781は、受光パネル774と同様に、円盤の中央に同心の円形の開口を設けた形状であり、左用駆動軸体61と同軸に設けられている。大気側ユニット76は、ベースプレート781の内側に設けられている。光源782は、ベースプレート781上に等間隔で複数(2〜8個程度)設けられている。本実施形態では、光源782としてハロゲンランプのような高輝度点光源が用いられている。このような複数の点光源に代え、円環状の放電ランプや蛍光ランプが使用されることもある。
また、本実施形態の搬送ロボット2は、各基板位置監視用センサ71,72への電力供給のため、図2に示すようにアーム5にも複数の光起電力ユニット791,792,793を設けている。本実施形態ではアーム5上に三つの光起電力ユニット791,792,793が設けられており、以下、これらの光起電力ユニット791,792,793を第一第二第三オンアームユニットと呼ぶ。
第一オンアームユニット791は、先端プレート51に取り付けられている。取付位置は、基板Sbの載置位置の後方である。第二オンアームユニット792は、左第一ロッド52Lに取り付けられている。また、第三オンアームユニット793は、左第二ロッド53L上に取り付けられている。各オンアームユニット791,792,793は、同様に受光パネル774と、受光パネル774で生じた起電力を蓄積して各基板位置監視用センサ71,72に送るコンデンサ等を含む蓄電回路とを備えており、受光パネル774が上方に露出するよう取り付けられている。各オンアームユニット791,792,793と各基板位置監視用センサ71,72をつなぐようにして電力導入用配線が各ロッド52L,52R,53L,53R内に設けられている。
一方、図1に示すように、搬送チャンバー1の上側の内壁面には、光源(以下、チャンバー内光源)794が設けられている。チャンバー内光源794は、各オンアームユニット791,792,793に光を照射して起電力を生じさせるためのものである。チャンバー内光源794としては、前述したハロゲンランプ、放電ランプ、蛍光ランプ、点光源、リング状光源、棒状光源等、任意のものを採用し得る。尚、基板Sb上にレジストが塗布されており、レジストの感光を防止する必要がある場合には、チャンバー内光源794には、レジストの感光波長の光をカットするフィルタが設けられる。
尚、左用駆動軸体61の下方に設けられた光起電力ユニット77(以下、メインユニット)と三つのオンアームユニット791,792,793とを全体の電源として考えると、この電源に対しては、二つの基板位置監視用センサ71,72は並列に接続される。メインユニット77と三つのオンアームユニット791,792,793は、直列に接続されて各基板位置監視用センサ71,72に電力を供給する場合と、並列に接続されて電力を供給する場合とがある。ある程度の高い電圧が必要な場合には直列になるが、電圧が低くて足りる場合には並列に接続して光源の消費電力を低く抑える場合がある。
次に、上記構成に係る本実施形態の搬送ロボット2の全体の動作について説明する。
搬送ロボット2のスタンバイ状態では、先端プレート51の重心のような基準点(以下、プレート基準点)が中心軸A上に位置した状態で搬送ロボット2は待機している。尚、前述した先端プレート51における前後方向を、説明の都合上、プレート基準方向と呼ぶ。
搬送ロボット2のスタンバイ状態では、先端プレート51の重心のような基準点(以下、プレート基準点)が中心軸A上に位置した状態で搬送ロボット2は待機している。尚、前述した先端プレート51における前後方向を、説明の都合上、プレート基準方向と呼ぶ。
まず、先端プレート51が、別の場所にある基板Sbを受け取って保持する動作について説明する。基板Sbのある場所の高さの位置に、先端プレート51を位置させるため、上下移動機構66を駆動させる。先端プレート51が基板Sbの高さの位置したら、中心軸Aとその基板Sbの中心とを結ぶ水平な線の方向にプレート基準方向が向くよう、駆動部6はアーム5を全体に回転させて先端プレート51を円周方向に移動させる。
中心軸Aとその基板Sbの中心とを結ぶ水平な線の方向にプレート基準方向が向いたら、先端プレート51が前進するよう駆動部6はアーム5を伸ばす。先端プレート51の前進距離は、先端プレート51が基板Sbの下側に進入し、プレート基準点が基板Sbの中心と一致する(又は同一鉛直線上になる)よう設定される。そして、上下移動機構66を動作させ、所定の短い距離だけ先端プレート51を上昇させる。この結果、基板Sbは先端プレート51の上に載った状態となる。
次に、このようにして保持した基板Sbを、別の場所に搬送する動作について説明する。まず、駆動部6は、アーム5を収縮させ、先端プレート51を上記基板Sbを受け取った位置から後退させる。後退の距離は、基板Sbの中心が中心軸Aに一致した位置となるよう設定される。基板Sbの中心が中心軸Aに一致するまで先端プレート51が後退すると、次に、上下移動機構66を動作させ、基板Sbを搬送して最終的に位置させるべき場所(以下、搬送場所)と同じ高さの位置に先端プレート51を位置させる。
そして、搬送場所と中心軸Aとを結ぶ水平な線の方向に先端プレート51のプレート基準方向が向くように、駆動部6はアーム5を前端に回転させる。搬送場所と中心軸Aとを結ぶ水平な線の方向にプレート基準方向が向いたら、駆動部6は、アーム5を伸ばして先端プレート51を前進させ、基板Sbを搬送場所まで搬送する。尚、上記動作において、高さを合わせる上下移動と方向を合わせる回転移動とは順序が逆であっても良いことは、勿論である。
上記搬送動作において、光源ユニット78及びチャンバー内光源794が常時動作して各基板位置監視用センサ71,72に電力を供給しており、先端プレート51に基板Sbを載せた後、各基板位置監視用センサ71,72により基板Sbの位置の監視動作が行われる。前述したように、各基板位置監視用センサ71,72からの信号が、チャンバー内配線741、一対の光通信ユニット75,76及びチャンバー外配線742を介して信号処理部73に送られる。信号処理部73では、各基板位置監視用センサ71,72からの信号の大きさを基準値と比較し、基準値との差異が所定の範囲内であるか判断する。所定の範囲内であれば、基板Sbの位置は正しいとして、搬送動作を続行する。所定の範囲外であれば、搬送動作を中止し、基板Sbを元の場所に戻す等した後、エラーの原因を調査する。
上記実施形態の基板搬送システムによれば、基板Sbの搬送の際、基板Sbが正しい位置で保持されているか監視されるので、搬送後の基板Sbの位置精度が高くなり、搬送の際に基板Sbが落下したり壁面に衝突したりするような事故が未然に防止される。
また、このような基板Sbの位置の監視が、搬送ロボット2にアーム5に設けられた基板位置監視用センサ71,72によって行われるので、アーム5が基板Sbを保持している限り、任意の位置で監視が行える。このため、汎用性や生産性の点で優れている。図10に示す例のように、搬送チャンバー1内の特定の場所に基板Sbを持っていかなければ基板位置の監視ができない場合、搬送に余分な動作が加わって全体の搬送時間が余計にかかってしまうことが多い。また、搬送チャンバー1の構成上、光センサを設けることができない場合もある。本実施形態では、搬送ロボット2のアーム5上に基板位置監視用センサ71,72を設けているので、搬送チャンバー1の構成によらず基板位置の監視ができ、搬送動作に余分な時間がかかることもない。
また、搬送チャンバー1は、内部の真空と外側の大気とを隔絶するようにして透光板102を備えており、各基板位置監視用センサ71,72からの信号を搬送チャンバー1外の信号処理部73に送る送信系が、透光板102を通して光通信する光通信ユニット75,76を備えている。つまり、信号線がチャンバーの器壁の気密貫通部分で固定されるような構造ではない。このため、配線の摩耗による断線の問題はない。
尚、一対の光通信ユニット75,76の光軸が、アーム5の回転軸に一致している点は、送信の安定性や信頼性を高いものにするとともに、構造を簡略化させる技術的意義を有する。光軸が回転軸に一致していない場合、即ち、送信器752が回転軸からずれて配置されている場合、その送信器752も回転軸の周りに回転するので、送信器752からの光を常に入射させるよう受信器761も同期して回転しなければならない。この同期回転のための構造や機構は複雑になり易く、また同期が取れないと安定した送信が行えないことになる。本実施形態では、光軸が回転軸に一致しているので、このような問題はない。
さらに、各基板位置監視用センサ71,72に電力を導入する電力導入系は、搬送チャンバー1の器壁に気密に設けた透光板102を通して光照射することで光起電力を生じさせる太陽電池方式を採用している。つまり、電力導入用配線が搬送チャンバー1の器壁の気密貫通部分で固定される構造ではない。このため、やはり配線の摩耗による断線の問題はない。尚、上記実施形態では、電力供給系は、送信系の一対の光通信ユニット75,76が光を通す透光板102を兼用してこれに光を通して起電力を発生させたが、別の透光板を設けてこれに光を通しても良い。
またさらに、搬送ロボット2のアーム5に光起電力ユニット791,792,793が設けられており、この光起電力ユニット791,792,793からも電力が供給されるので、より電力を必要とするセンサを基板位置監視用センサ71,72に用いる場合に好適である。オンアームユニット791,792,793に光照射する光源794は、搬送チャンバー1内に設けられていればよく、必ずしも搬送チャンバー1の内壁面に取り付けられる必要はない。また、搬送チャンバー1の器壁に透光性の窓を気密に設けてこれを通して光照射する場合、光源は搬送チャンバー1外に設けられる。但し、搬送チャンバー1内に光源があった方が発電の効率は一般的に良い。
尚、駆動部6の下方に配置された光起電力ユニット77が無くオンアームユニット791,792,793のみで各基板位置監視用センサ71,72に電力供給する場合もある。この場合、配線の断線の問題が無い等の効果が得られる。
尚、駆動部6の下方に配置された光起電力ユニット77が無くオンアームユニット791,792,793のみで各基板位置監視用センサ71,72に電力供給する場合もある。この場合、配線の断線の問題が無い等の効果が得られる。
また、光起電力ユニット77において、受光パネル774がアーム5の回転軸と同軸である点は、電力供給を安定させさり構造を簡略化させたりする技術的意義を有する。即ち、受光パネル774がアーム5の回転軸と同軸であるため、光起電力ユニット77がアーム5と一体に回転するにもかかわらず受光パネル774は変位しない。従って、適切な位置に光源ユニット78を固定して配置するだけで、安定して電力供給が行える。受光パネル774が同軸でないと、回転により変位するため、光源ユニット78も同期して回転させる必要が生じ、構造的に複雑になる。
また、光起電力ユニット77が円環状で内側に真空側ユニット75が配置される構成は、透光板102の真空側の構造物を簡略化させる技術的意義がある。場合によっては、真空側ユニット75と光起電力ユニット77とを一つのケーシング内に収めた一つのユニットとしてもよい。
また、光起電力ユニット77が円環状で内側に真空側ユニット75が配置される構成は、透光板102の真空側の構造物を簡略化させる技術的意義がある。場合によっては、真空側ユニット75と光起電力ユニット77とを一つのケーシング内に収めた一つのユニットとしてもよい。
上述した搬送ロボット2の動作において、アーム5が回転運動を行う際には、基板Sbの中心が回転運動の軸(即ち、中心軸A)上に位置する。従って、回転の際に基板Sbに加わる遠心力はほぼゼロである。従って、遠心力によって基板Sbが先端プレート51上でずれたり、先端プレート51から落下したりすることは皆無である。
また、回転運動の際、基板Sbの中心が回転軸に一致する位置までアーム5が収縮する点は、回転運動の際に要する水平面内のスペースを小さくするため、搬送チャンバー1内の省スペース化の点で顕著な技術的意義を有する。
また、回転運動の際、基板Sbの中心が回転軸に一致する位置までアーム5が収縮する点は、回転運動の際に要する水平面内のスペースを小さくするため、搬送チャンバー1内の省スペース化の点で顕著な技術的意義を有する。
次に、基板搬送システムの別の実施形態について説明する。図8は、別の実施形態に係る基板搬送システムの正面概略図である。
この実施形態のシステムも、搬送チャンバー1と、搬送チャンバー1内に配置された搬送ロボット2とを備えている。そして、搬送ロボット2は、アーム5の先端で基板Sbを保持して搬送するようになっており、基板Sbが正しい位置で保持されているかを監視する二つの基板位置監視用センサ71,72がアーム5に設けられている。
この実施形態のシステムも、搬送チャンバー1と、搬送チャンバー1内に配置された搬送ロボット2とを備えている。そして、搬送ロボット2は、アーム5の先端で基板Sbを保持して搬送するようになっており、基板Sbが正しい位置で保持されているかを監視する二つの基板位置監視用センサ71,72がアーム5に設けられている。
各基板位置監視用センサ71,72からの信号を信号処理部73に送る送信系は、本実施形態では、搬送チャンバー1で無線方式を採用している。即ち、送信系は、各基板位置監視用センサ71,72の付近に設けられた送信器81と、真空側ユニット75の付近に設けられた受信器82とを備えている。送信器81は、図8に示すように、先端プレート51の下側に取り付けられており、各受光器712,722に近い位置となっている。また、受信器82は、真空側ユニット75を保持したホルダー751上に取り付けられている。受信器82と真空側ユニット75は、ホルダー751内に設けた配線によってつながっている。
各基板位置監視用センサ71,72と送信器各基板位置監視用センサ71,72からの信号は、送信器81から無線送信され、受信器82で受信される。そして、受信器81から真空側ユニット75に送られ、同様に大気側ユニット76を介して信号処理部73に送られる。送信器81及び受信器82の構成は、例えば無線LANで使用されている規格を使用することが可能である。この実施形態によれば、アーム5内又はアーム5に沿ってチャンバー内配線741を設ける必要がないので、アーム5や送信系の構成が簡略化される。尚、処理チャンバー4が高周波を使用して処理するものである場合、受信器82には、その処理チャンバー4内の高周波を十分に遮断するフィルタが設けられる。
次に、上記基板搬送システムを備えた基板処理装置の実施形態について説明する。図9は、実施形態に係る基板処理装置の平面概略図である。図9に示す装置は、クラスターツール型の装置である。即ち、中央に搬送チャンバー1が設けられ、その周囲に処理チャンバー3やロードロックチャンバー4が気密に接続されている。また、大気側には、未処理の基板Sb又は処理済みの基板Sbを収容したカセット31が設けられており、カセット31とロードロックチャンバー3との間で基板Sbを搬送するオートローダ32が設けられている。
搬送チャンバー1における構成は、前述した基板搬送システムにおけるものと同様である。処理チャンバー3は、処理の内容に応じて最適化されたものが採用される。例えば多層膜を作成する装置の場合、それぞれの処理チャンバー3において各層の膜を作成するための構成が採用される。
搬送チャンバー1における構成は、前述した基板搬送システムにおけるものと同様である。処理チャンバー3は、処理の内容に応じて最適化されたものが採用される。例えば多層膜を作成する装置の場合、それぞれの処理チャンバー3において各層の膜を作成するための構成が採用される。
この実施形態の装置では、基板Sbは大気側のカセット31からオートローダ32によりロードロックチャンバー4に搬入される。ロードロックチャンバー4内が搬送チャンバー1内と同程度の真空圧力に排気された後、出し入れバルブ10が開き、搬送ロボット2により基板Sbがロードロックチャンバー4から取り出される。そして、処理チャンバー3の出し入れバルブ10が開き、搬送ロボット2により処理チャンバー3に搬送される。処理チャンバー3での処理の後、基板Sbは次の処理を行う処理チャンバー3に搬送ロボット2により搬送される。このようにして、搬送ロボット2により順次処理チャンバー4に搬送されて処理された後、ロードロックチャンバー3に戻される。そして、ロードロックチャンバー3からオートローダ32により大気のカセット31に搬出される。
この基板処理装置によれば、前述したようにアーム5上で基板Sbが正しい位置に位置しているかを監視する搬送ロボット2を使用しているので、各処理チャンバー4内での基板Sbの配置位置の精度を高くできる。このため、処理の均一性や再現性の点で優れた装置となる。
尚、上述したような搬送ロボット2において、先端プレート51は、「ハンド」、「エンドエフェクタ」、「フォーク」等の名称で呼ばれる場合もある。また、先端プレート51は、アーム5の一部(アーム5を構成するもの)であったが、アーム5とは別の部材として理解される場合もある。
尚、上述したような搬送ロボット2において、先端プレート51は、「ハンド」、「エンドエフェクタ」、「フォーク」等の名称で呼ばれる場合もある。また、先端プレート51は、アーム5の一部(アーム5を構成するもの)であったが、アーム5とは別の部材として理解される場合もある。
1 搬送チャンバー
2 搬送ロボット
3 ロードロックチャンバー
4 処理チャンバー
5 アーム
6 駆動部
71 基板位置監視用センサ
72 基板位置監視用センサ
75 光通信ユニット
76 光通信ユニット
77 光起電力ユニット
78 光源ユニット
83 ブラケット
791 光起電力ユニット
792 光起電力ユニット
793 光起電力ユニット
794 光源
2 搬送ロボット
3 ロードロックチャンバー
4 処理チャンバー
5 アーム
6 駆動部
71 基板位置監視用センサ
72 基板位置監視用センサ
75 光通信ユニット
76 光通信ユニット
77 光起電力ユニット
78 光源ユニット
83 ブラケット
791 光起電力ユニット
792 光起電力ユニット
793 光起電力ユニット
794 光源
Claims (9)
- 排気系を備えた真空チャンバーである搬送チャンバーと、
該搬送チャンバー内に設けられているとともに、アームの先端に取り付けられた先端プレートで基板を保持しながら前記基板を搬送する搬送ロボットと、
前記基板が正しい位置で保持されているか監視するよう前記アームに設けられたセンサと、
該センサからの信号を処理して前記基板が正しい位置であるかどうか判断するものであって前記搬送チャンバー外に設けられた信号処理部と、
前記センサからの信号を前記信号処理部に送る送信系と、
前記センサに電力を供給する電力供給系と、を備えた基板搬送システムであって、
前記センサは、レーザ光の光源である発光器と受光した前記レーザ光の光量を電気信号に変換する受光器とから構成され、
前記発光器及び前記受光器の一方が前記先端プレートの上側に、他方が前記先端プレートの下側に固定されていることを特徴とする基板搬送システム。 - 前記センサは、前記発光器と前記受光器とをそれぞれ2つずつ有して構成され、
一方の前記発光器からの前記レーザ光の光軸と他方の前記発光器からの前記レーザ光の光軸は略平行であり、
一方の前記発光器からの前記レーザ光が前記先端プレートに保持された前記基板に照射される位置と、他方の前記発光器からの前記レーザ光が前記先端プレートに保持された前記基板に照射される照射位置とは、前記基板の中心に対して略90°の角度を有することを特徴とする請求項1に記載の基板搬送システム。 - 前記先端プレートは、開口が形成され、前記レーザ光は前記開口を通過することを特徴とする請求項1又は2に記載の基板搬送システム。
- 前記開口は、開口形状が略U字状に形成されたU字開口であり、一方の前記発光器からの前記レーザ光は前記U字開口のUの字の底の部分を通過し、他の前記発光器からの前記レーザ光は前記U字開口のUの字の側部を通過することを特徴とする請求項3に記載の基板搬送システム。
- 前記先端プレートの上側又は下側に配設された突起状のブラケットを有し、
前記発光器と前記受光器の少なくとも1つは、前記ブラケットの先端に取り付けら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項に記載の基板搬送システム。 - 前記搬送チャンバーは、内部の真空と外側の大気とを隔絶するようにして透光板を備えており、
該透光板を通して光通信する一対の光通信ユニットが設けられており、前記送信系は、前記センサからの信号を、この光通信ユニットを経由して信号処理部に送るものであり、
前記一対の光通信ユニットのうちの真空側に位置する一方は、前記アームと一体に回転するよう取り付けられており、前記一対の光通信ユニットの光軸は、前記アームの回転軸に一致し、
前記電力供給系は、搬送チャンバー内又は前記搬送チャンバー内の真空が連通する空間に設けられた光起電力ユニットと、前記透光板又は搬送チャンバー内の真空と外側の大気とを隔絶する別の透光板を通して搬送チャンバー外から光起電力ユニットに光照射する光源ユニットとを備え、
前記光起電力ユニットは、前記アームの回転軸と一体に回転するよう取り付けられ、中央に同心の円形の開口を有する円盤状の受光パネルを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の基板搬送システム。 - 前記光源ユニットは、前記受光パネルの回転軌道と対向して円環状に配置されることを特徴とする請求項6に記載の基板搬送システム。
- 前記センサの付近に設けられたものであって、前記一対の光通信ユニットのうち真空側に位置する一方である真空側ユニットに対して前記センサからの信号を無線送信する送信器と、前記真空側ユニットの付近に設けられたものであって、送信器からの無線送信を受信して真空側ユニットに送る受信器とを備えていることを特徴とする請求項6または7に記載の基板搬送システム。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の基板搬送システムを備えた基板処理装置であって、
前記搬送チャンバーが中央に設けられ、周囲にロードロックチャンバー及び処理チャンバーが設けられて搬送チャンバーに気密に接続されている構造であることを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009275768A JP2010050497A (ja) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 基板搬送システム及び基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009275768A JP2010050497A (ja) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 基板搬送システム及び基板処理装置 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003391494A Division JP2005158827A (ja) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | 基板搬送システム及び基板処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010050497A true JP2010050497A (ja) | 2010-03-04 |
Family
ID=42067274
Family Applications (1)
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JP2009275768A Withdrawn JP2010050497A (ja) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | 基板搬送システム及び基板処理装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010050497A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013120906A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Daihen Corp | ワーク検出機構 |
JP2018019105A (ja) * | 2017-10-23 | 2018-02-01 | 株式会社ダイヘン | ワーク検出機構 |
-
2009
- 2009-12-03 JP JP2009275768A patent/JP2010050497A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013120906A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Daihen Corp | ワーク検出機構 |
US9142988B2 (en) | 2011-12-08 | 2015-09-22 | Daihen Corporation | Workpiece detection mechanism |
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