JP2014110375A - 前室アーム配置機構 - Google Patents

Abstract

【課題】アーム昇降用のモータ機構で発生した微粒子による処理基板の汚染を防止する。
【解決手段】小型製造装置１００の装置前室１２０を、仕切り板２０１で気密に分離することにより、クリーン化室２１０と駆動室２２０とを設ける。アーム昇降モータ機構２４５は、搬送アーム１２３を昇降させる。搬送アーム１２３はクリーン化室２１０に配置され、アーム昇降モータ機構２４５は駆動室２２０に配置される。クリーン化室２１０と駆動室２２０とが気密に維持された状態で、アーム昇降モータ機構２４５が昇降軸２４４を昇降させることによって搬送アーム１２３を昇降させるので、モータ機構２３８で発生した微粒子が半導体ウェハ１３１を汚染しない。
【選択図】図６

Description

この発明は、小径の処理基板（例えば半導体ウェハ等）を用いてデバイス（半導体デバイス等）を製造するプロセスで使用される小型製造装置の、前室アーム配置機構に関する。

従来の製造装置について、半導体製造プロセスに使用される装置、すなわち半導体製造装置を例に採って説明する。

従来の半導体製造装置は、少品種の半導体デバイスを大量に製造することを前提としていた。同一種類の半導体デバイスを大量に且つ安価に製造するためには、大口径の半導体ウェハを使用することが望ましい。大口径の半導体ウェハを使用することにより、多数の半導体デバイスを同時に製造することができるため、同じ種類の半導体デバイスを大量に製造することや、１チップ当たりの製造コストを低減することが容易になる。このため、従来の半導体製造プロセスには、非常に大型の製造装置が使用されていた。従って、半導体製造工場も非常に大規模であり、工場の建設や運営には高額の費用が必要であった。

一般的な半導体製造プロセスでは、各処理装置間で半導体ウェハを搬送する際に、密閉型のウェハ搬送容器が使用される。このウェハ搬送容器は、半導体ウェハが収容された状態で、処理装置の前室にセットされる。そして、この半導体ウェハが、半導体製造装置の前室内に搬入される。続いて、この半導体ウェハは、前室から処理室内に搬送され、所望の成膜処理や加工処理、検査処理等が施される。その後、半導体ウェハは、前室を介してウェハ搬送容器に搬送され、再度収容される。

半導体デバイスの十分な歩留まりを確保するためには、前室を介してウェハ搬送容器から処理室に搬送する過程や、処理室からウェハ搬送容器に戻される過程で、半導体ウェハが微粒子に汚染されないようにする必要がある。このような汚染を防止する技術としては、例えば下記特許文献１及び２で開示された技術が知られている。

米国特許第４５３２９７０号明細書 米国特許第４６７４９３９号明細書

近年、半導体デバイスの多品種少量生産に対する要望が高まっている。また、研究開発等において半導体デバイスを試作する場合には、半導体デバイスを１個或いは数個単位で製造することが望まれる。このような需要を満たすためには、小径の半導体ウェハを用いて、安価に半導体デバイスを製造する技術が望まれる。

また、上述のように、大規模な工場で同一品種の製品を大量に製造する場合、市場の需要変動に合わせて生産量を調整することが非常に困難となる。少量の生産では、工場の運営コストに見合う利益を確保できないからである。更に、半導体製造工場は、高額の建設投資や運営費用が必要であるため、中小企業が参入し難いという欠点もある。

以上のような理由から、小規模な製造工場等で、小径の半導体ウェハや小型の製造装置を用いて、半導体デバイスの多品種少量生産を安価に行うための技術が望まれる。

しかしながら、上記特許文献１、２に開示されたような技術を用いた半導体製造装置では、前室の規模が大きくなってしまい、小型の製造装置には適さない。

このような問題は、半導体製造装置だけで無く、例えばサファイア基板やアルミニウム基板等に処理を施して電子デバイスを製造する装置や、光学デバイスを製造する装置等にも生じる。

本発明の課題は、小径の処理基板を用いてデバイスの多品種少量生産を安価に行う小型製造装置の前室アーム配置機構を提供することにある。

本発明に係る小型製造装置は、処理基板に所望の処理を施す処理室と、該処理室との間で前記処理基板の搬入及び搬出を行う装置前室と、前記装置前室内に設けられ、複数段のスライドアームを相対移動させることにより水平方向に伸縮して、前記処理室と前記装置前室との間で前記処理基板を搬送する搬送アームとを備える小型製造装置の、前室アーム配置機構であって、前記搬送アームを昇降させるアーム昇降モータ機構を備え、前記装置前室は、前記処理基板が搬入されるクリーン化室が上側に設けられるとともに、該クリーン化室から気密に分離された駆動室が下側に設けられ、前記搬送アームが前記クリーン化室内に配置され、且つ、前記アーム昇降モータ機構が前記駆動室内に配置されたことを特徴とする。

本発明の前室アーム配置機構は、前記装置前室を前記クリーン化室と前記駆動室とに分離する仕切り板と、該仕切り板に設けられた第１の貫通孔と、昇降台の下面に上端が気密に固着され、且つ、前記第１の貫通孔の外縁外側を囲むように前記仕切り板の上面に下端が気密に固着された、昇降方向に伸縮可能な第１のアーム昇降ベローズと、前記第１の貫通孔及び前記第１のアーム昇降ベローズを貫通して前記昇降台の下面に連結固定された昇降軸とを備え、該昇降軸を前記アーム昇降モータ機構が昇降させることにより、前記搬送アームを昇降させることが望ましい。

本発明の前室アーム配置機構において、前記アーム昇降モータ機構は、駆動モータと、該駆動モータに連結されたカムとを備え、該カムの回転によるカム曲線に従って前記昇降軸を昇降させることが望ましい。

本発明の前室アーム配置機構においては、前記搬送アームを略水平方向に伸縮させるアーム伸縮モータ機構を更に備え、該アーム伸縮モータ機構が前記駆動室内に配置されることが望ましい。

本発明の前室アーム配置機構においては、前記仕切り板に設けられた第２の貫通孔と、前記昇降台の下面に上端が気密に固着され、且つ、前記第２の貫通孔の外縁外側を囲むように前記仕切り板の上面に気密に固着された、昇降方向に伸縮可能な第２のアーム昇降ベローズと、前記第２の貫通孔及び前記第２のアーム昇降ベローズを貫通して前記搬送アームに連結された伸縮用駆動軸とを備え、該伸縮用駆動軸を前記アーム伸縮モータ機構が回転させることにより、前記搬送アームを伸縮させることが望ましい。

本発明の前室アーム配置機構において、前記搬送アームは、先端側の該スライドアームほど板厚が薄くなるように構成されることが望ましい。

本発明の前室アーム配置機構において、前記搬送アームは、それぞれの該スライドアームの両端部に設けられた一対のプーリと、該プーリに巻回されたベルトとを備え、それぞれの前記プーリは、アルミニウムで形成され、且つ、それぞれの前記ベルトはポリウレタンで形成されることが望ましい。

本発明の前室アーム配置機構において、前記搬送アームは、いずれか１個以上の該スライドアームが、他の前記スライドアームの側面部を案内するガイド機構を備えることが望ましい。

本発明の前室アーム配置機構は、前記処理基板が、径が２０ｍｍ以下のウェハである場合に適用して好適である。

本発明によれば、クリーン化室と駆動室とが気密に維持されるとともに、該駆動室に配置されたアーム昇降モータ機構が搬送アームを昇降させるので、アーム昇降モータ機構で発生した微粒子による処理基板の汚染を防止することができる。

また、アーム昇降ベローズを用いてクリーン化室と駆動室とを気密に維持するとともに、このアーム昇降ベローズを貫通する昇降軸を用いて搬送アームを昇降させることにより、非常に簡単な構造で、安価に、アーム昇降モータ機構で発生した微粒子による処理基板の汚染を防止することができる。

また、カムを用いて昇降軸を昇降させることにより、簡単な構成で、搬送アームの高さを高精度に調整することができる。

また、アーム伸縮モータ機構を駆動室に配置することにより、このアーム伸縮モータ機構で発生した微粒子による処理基板の汚染を防止することができる。

また、第２のアーム昇降ベローズを貫通する伸縮用駆動軸をアーム伸縮モータ機構で回転させることによって搬送アームを伸縮させることにより、簡単な構造で、アーム伸縮モータ機構で発生した微粒子による処理基板の汚染を防止することができる。

また、スライドアームの板厚を先端側のものほど薄くすることにより、搬送アームが伸延したときの撓みを抑制することができる。

また、プーリをアルミニウムで形成すると共にベルトをポリウレタンで形成することにより、搬送アームでの微粒子の発生を抑制することができる。

また、スライドアームに他の前記スライドアームの側面部を案内するガイド機構を設けることにより、搬送アームの伸縮動作を安定させることができる。

この発明の実施の形態１に係る小型製造装置の全体構成を概念的に示す斜視図である。 同実施の形態１に係る装置前室の構造を概略的に示す外観斜視図である。 同実施の形態１に係る装置前室の全体的内部構造を概略的に示す左側面図である。 同実施の形態１に係る装置前室の全体的内部構造を概略的に示す前面図である。 同実施の形態１に係る図４のＡ−Ａ断面図である。 同実施の形態１に係る図４のＢ−Ｂ断面図である。 同実施の形態１に係る搬送アームの構造を示す側面図である。 同実施の形態１に係る搬送アームの構造を説明するための平面図である。 同実施の形態１に係る搬送アームを分解した状態を示す平面図である。 同実施の形態１に係る図８のＣ−Ｃ断面図である。 同実施の形態１に係る小型製造装置の動作を説明するための概略的断面図である。 同実施の形態１に係る小型製造装置の動作を説明するための概略的断面図である。 同実施の形態１に係る小型製造装置の動作を説明するための概略的断面図である。 同実施の形態１に係る小型製造装置の動作を説明するための概念図である。

［第１の実施の形態］
以下、この発明の実施の形態１について、本発明を半導体製造装置の前室アーム配置機構に適用する場合を例に採って説明する。

図１は、この実施の形態１に係る小型半導体製造装置の全体構成を概念的に示す斜視図である。図２は、装置前室１２０の構造を概略的に示す外観斜視図である。また、図３乃至図６は、装置前室１２０の内部構造を示す概略図であり、図３は左側面図、図４は前面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図４のＢ−Ｂ断面図である。

図１から解るように、この実施の形態１に係る小型半導体製造装置１００は、処理室１１０と、前室としての装置前室１２０とを収容する。処理室１１０と装置前室１２０とは、分離可能に構成されている。これにより、様々な種類の処理室１１０について装置前室１２０を共通化でき、従って、小型半導体製造装置全体としての製造コストを低減できる。

処理室１１０は、図示しないウェハ搬送口を介して装置前室１２０から半導体ウェハ１３１を受け取る。そして、この半導体ウェハ１３１に対して、公知の処理（すなわち、成膜やエッチング、検査処理等）を行う。処理室１１０についての詳細な説明は、省略する。この実施の形態１では、半導体ウェハ１３１として、径が２０ｍｍ以下（例えば１２．５±０．２ｍｍ）の小径のものを使用する。

一方、装置前室１２０は、ウェハ搬送容器１３０に収容された半導体ウェハ１３１を取り出して、処理室１１０に搬送するための部屋である。

装置前室１２０は、金属等で形成された天板１２０ａ、側板１２０ｂ−１２０ｅ等によって構成された筐体を有し、その天板１２０ａの前面側は側板１２０ｂから突出しており、この突出部分の裏側には裏板１２０ｆが設けられている（図４参照）。そして、天板１２０ａと裏板１２０ｆとの隙間部分は、外部から空気を装置前室１２０へ導入するための給気路１２０ｇを形成している（詳細は後述する）。

装置前室１２０の天板１２０ａには、ウェハ搬送容器１３０を載置するための容器載置台１２１（図３参照）と、載置されたウェハ搬送容器１３０を上方から押圧固定する押さえレバー１２２（図２参照）とが設けられている。後述するように、ウェハ搬送容器１３０から装置前室１２０内に搬入された半導体ウェハ１３１は、搬送アーム１２３を用いて、搬送口１２０ｈ（図３参照）を通過して処理室１１０に搬送される。加えて、装置前室１２０の天板１２０ａには、小型半導体製造装置１００の操作を行うための操作釦１２４等が設けられている。

図３乃至図６に示したように、装置前室１２０は、仕切り板２０１により、半導体ウェハ１３１が搬入・搬出されるクリーン化室２１０と、後述のモータ機構２３８，２４５，２４９を収容する駆動室２２０とに、気密に仕切られている。

また、装置前室１２０には、容器載置台１２１にセットされたウェハ搬送容器１３０との間で半導体ウェハ１３１の搬入・搬出を行うウェハ昇降機構２３０や、搬送アーム１２３を用いて処理室１１０に対する半導体ウェハ１３１の搬入・搬出を行う水平搬送機構２４０等が設けられている。

まず、ウェハ昇降機構２３０の構造について、図３乃至図５を用いて説明する。

ウェハ昇降機構２３０は、半導体ウェハ１３１が載置される、略円筒形状の昇降体２３１を有し、この昇降体２３１の上面部には、縮径された載置部２３１ａが形成されている。載置部２３１ａの上面には、突起２３１ｂが例えば３個設けられている。そして、これら突起２３１ｂの上に、ウェハ搬送容器１３０の受渡底部１３２が、半導体ウェハ１３１を載置したままの状態で載置部２３１ａの上面に保持される（詳細は後述する）。この昇降体２３１は、図５に示すように、昇降軸２３２により上下動自在に支持されている。

この昇降軸２３２は、仕切板２０１の開口孔２０１ａ及びウェハ昇降ベローズ２３３（詳細は後述する）を貫通して昇降体２３１の下面中央部に連結固定されており、この昇降体２３１を支持している。

そのウェハ昇降ベローズ２３３は、クリーン化室２１０と駆動室２２０との気密性を維持するために設けられている。ウェハ昇降ベローズ２３３の上端は、昇降体２３１の下面周縁部に、気密に固着されている。また、ウェハ昇降ベローズ２３３の下端は、仕切板２０１の上面に、開口孔２０１ａの外縁外側を囲むように、気密に固着されている。このウェハ昇降ベローズ２３３は、昇降体２３１の昇降に伴って、垂直方向に伸縮する。

また、その昇降軸２３２は、略Ｌ字型に形成された支持部材２３４に支持され、この支持部材２３４には、昇降軸２３２の下端が支持固定されている。また、支持部材２３４の側板部２３４ｂは、後述のナット２３６に固定支持されている。このナット２３６に、ねじ軸２３５が螺合されている。

このねじ軸２３５は、駆動室２２０内に、鉛直方向に沿って配設されている。ねじ軸２３５の上端は、仕切板２０１の下面に、回転自在に支持されている。一方、ねじ軸２３５の下端は、ウェハ昇降モータ機構２３８の回転軸に連結された状態で支持されている。

ナット２３６は、ウェハ昇降モータ機構２３８がねじ軸２３５を一方向に回転させることにより案内部材２３７に沿って上昇し、他方向に回転させることにより案内部材２３７に沿って下降するようになっている。

次に、水平搬送機構２４０の構造について、図３、図４及び図６を用いて説明する。

水平搬送機構２４０は、搬送アーム１２３と、この搬送アーム１２３を昇降させるための機構と、この搬送アーム１２３を伸縮させるための機構とを備えている。

搬送アーム１２３を昇降させるための機構は、スライド機構２４１等を備える。

図６に示したように、スライド機構２４１は、ガイド板２４１ａとスライド板２４１ｂとを備えている。ガイド板２４１ａは、仕切板２０１の上面に固定されている。また、スライド板２４１ｂは、ガイド板２４１ａに案内されて、上下動する。このスライド板２４１ｂには、昇降板２４２が固定されており、この昇降板２４２は、略水平に配置されている。

第１、第２のアーム昇降ベローズ２４３ａ，２４３ｂは、クリーン化室２１０と駆動室２２０との気密性を維持するために設けられている。アーム昇降ベローズ２４３ａ，２４３ｂの上端は、昇降板２４２の下面に、気密に固着されている。また、アーム昇降ベローズ２４３ａ，２４３ｂの下端は、仕切板２０１の上面に、第１、第２の貫通孔としての開口孔２０１ｂ，２０１ｃの外縁外側を囲むように、気密に固着されている。これらのアーム昇降ベローズ２４３ａ，２４３ｂは、昇降板２４２の昇降に伴って、上下方向に伸縮する。

昇降軸２４４は、昇降板２４２を昇降させる。昇降軸２４４の上端部分は、昇降板２４２の下面に設けられた圧入孔２４２ａに、圧入されている。一方、昇降軸２４３の下端は、アーム昇降モータ機構２４５に設けられた、プレート２４５ｄ（詳細は後述する）の上面に当接・支持されている。

アーム昇降モータ機構２４５は、モータ２４５ａを備えている。このモータ２４５ａがカム２４５ｂを回転させると、回転板２４５ｃが回転しながら昇降し、これにより、プレート２４５ｄが昇降する。

支持台２４６ａ，２４６ｂは、略円筒形を呈しており、昇降板２４２の上面に載置固定されている。

この支持台２４６ａ，２４６ｂの上面には、搬送アーム１２３のベース板７００（詳細は後述する）が載置固定されている。

搬送アーム２３を伸縮させるための機構は、アーム伸縮モータ機構２４９等を備える。

アーム伸縮モータ機構２４９は、「伸縮用駆動軸」としての駆動軸２４８を回転させ、これにより、搬送アーム１２３を伸縮させる。このアーム伸縮モータ機構２４９は、上下動するプレート２４５ｄに固定されている。このため、プレート２４５ｄの昇降に伴って、アーム伸縮モータ機構２４９及び駆動軸２４８も昇降する。

図７乃至図１０は、搬送アーム１２３の構造を示す概略図であり、図７は側面図、図８は平面図、図９は分解した状態を示す平面図、図１０は図８のＣ−Ｃ断面図である。

図７乃至図１０に示したように、搬送アーム１２３は、ベース板７００の上に、第１スライドアーム７１０、第２スライドアーム７２０、第３スライドアーム７３０及び第４スライドアーム７４０を上下方向に積層してなる構造を有する。これら第１〜第４スライドアーム７１０〜７４０の板厚は、搬送アーム１２３が伸延した時の先端側（この実施の形態１では上端側）に行くほど薄く形成されている。そして、搬送アーム１２３は、装置前室１２０の搬送口１２０ｈと、この装置前室１２０と処理室１１０とを気密に連結する連結部１４０とを介して、処理室１１０内に半導体ウェハ１３１を搬入する（図８参照）。

ベース板７００の両端には、図９に示すように、例えばアルミニウム製のプーリ７０１，７０２が設けられている。そして、これらプーリ７０１，７０２間には、例えばポリウレタン製のベルト７０３が巻回されている。このプーリ７０１は、上述の駆動軸２４８に連結されており、この駆動軸２４８の回転に応じて回転する。

更に、ベース板７００は、スライド部材７０４を備えている。スライド部材７０４は、ガイドレール７０５の案内により、長手方向に移動自在となるように構成されている。更に、このスライド部材７０４は、ベルト７０３を挟持していると共に、上段に設けられた第１スライドアーム７１０の底面に連結固定されている。

加えて、ベース板７００は、伝達部材７０６を備えている。この伝達部材７０６は、プーリ７０２の後方（図７乃至図９では右側）に配置されて、ベース板７００に固定されている。そして、この伝達部材７０６は、上段に設けられた第１スライドアーム７１０のベルト７１３を挟持している。更に、この伝達部材７０６は、上段の第１スライドアーム７１０の右側面に当接して、この第１スライドアーム７１０の移動を案内する。

第１スライドアーム７１０の両端には、例えばアルミニウム製のプーリ７１１，７１２が回転自在に設けられ、これらプーリ７１１，７１２間には、例えばポリウレタン製のベルト７１３が巻回されている。

更に、第１スライドアーム７１０は、スライド部材７１４を備えている。スライド部材７１４は、ガイドレール７１５の案内により、長手方向に移動自在となるように構成されている。更に、このスライド部材７１４は、ベルト７１３を挟持しているとともに、上段に設けられた第２スライドアーム７２０の底面に連結固定されている。

加えて、第１スライドアーム７１０は、伝達部材７１６を備えている。この伝達部材７１６は、プーリ７１２の後方（図７乃至図９では右側）に配置されて、第１スライドアーム７１０に固定されている。また、この伝達部材７１６は、上段に設けられた第２スライドアーム７２０のベルト７２３を挟持している。更に、伝達部材７１６は、上段の第２スライドアーム７２０の左側面に当接して、この第２スライドアーム７２０の移動を案内する。

第２スライドアーム７１０は、上述の第１スライドアームと同様、両端に、例えばアルミニウム製のプーリ７２１，７２２が回転自在に設けられており、これらプーリ７２１，７２２間には、例えばポリウレタン製のベルト７２３が巻回されている。

第２スライドアーム７１０のスライド部材７２４は、ガイドレール７２５の案内により、長手方向に移動自在に構成されている。また、このスライド部材７２４は、ベルト７２３を挟持しているとともに、上段の第３スライドアーム７３０の底面に連結固定されている。

更に、第２スライドアーム７２０の伝達部材７２６は、プーリ７２２の後方（図７乃至図９では右側）に配置されて、第２スライドアーム７２０に固定されている。また、この伝達部材７２６は、上段に設けられた第３スライドアーム７３０のベルト７３３を挟持している。更に、伝達部材７２６は、第３スライドアーム７３０の右側面に当接して、この第３スライドアーム７３０の移動を案内する。

第３スライドアーム７３０の両端には、例えばアルミニウム製のプーリ７３１，７３２が設けられている。プーリ７３１，７３２は、回転自在に設けられている。これらプーリ７３１，７３２間には、例えばポリウレタン製のベルト７３３が巻回されている。

更に、第３スライドアーム７３０のスライド部材７３４は、ガイドレール７３５の案内により、長手方向に移動自在となるように構成されている。また、このスライド部材７３４は、ベルト７３３を挟持している。

第４スライドアーム７４０は、搬送アーム１２３の伸縮方向と直角な方向に伸びる水平板７４１を備えている。この水平板７４１は、上述した第３スライドアーム７３０のスライド部材７３４に連結固定されている。

更に、第４スライドアーム７４０は、この水平板７４１の先端に固定されて、搬送アーム１２３の伸縮方向に伸びるハンド部７４２を備えている。

ハンド部７４２の先端部分には、半導体ウェハ１３１（図７乃至図１０には示さず）を真空吸着するための吸着孔７４３が設けられている。この吸着孔７４３は、吸引管７４４を介して、吸引孔７４５に繋がっている（図９参照）。吸引孔７４５は、樹脂製の配管（図示せず）を介して、真空ポンプ（図示せず）に接続されている。

図４及び図５に示したように、装置前室１２０は、給気バルブ２５１及び排気バルブ２５２を備えている。

給気バルブ２５１は、裏板１２０ｆに、設けられている（図４参照）。そして、給気バルブ２５１は、フィルタリング等により微粒子が除去されたクリーンな空気等を、外部から給気路１２０ｇ内に導入する。

排気バルブ２５３は、排気口２０１ｄの下側に固定されている。排気バルブ２５３には、排気管２５７が連結される。

続いて、容器載置台１２１について説明する。

上述のように、容器載置台１２１には、ウェハ搬送容器１３０がセットされる。そして、このウェハ搬送容器１３０の受渡底部１３２を、半導体ウェハ１３１が載置された状態で、クリーン化室２１０内に搬入する。ウェハ搬送容器１３０としては、例えば特願２０１０−１３１４７０等で開示された搬送容器を使用することができる。

一方、ウェハ搬送容器１３０がセットされていないときは、容器載置台１２１の開口部は、昇降体２３１の上端部分によって塞がれている（図示せず）。

次に、この実施形態に係る小型半導体製造装置の動作について、図１１乃至図１４を用いて説明する。

上述のように、ウェハ搬送容器１３０がセットされていないとき、昇降体２３１は、最も高い位置まで上昇して、容器載置台１２１の搬入口１２１ａを塞いでいる。この状態で、容器載置台１２１に、ウェハ搬送容器１３０がセットされる（図１１参照）。このとき、ウェハ搬送容器１３０の受渡底部１３２は、例えば電磁石（図示せず）の吸着力等により、昇降体２３１に保持される。

ウェハ搬送容器１３０は、容器載置台１２１にセットされた後、レバー１２２を押し下げることによって、この容器載置台１２１上に押圧固定される。

突起２３１ｂがオンされると、この突起２３１ｂが、受渡底部１３２の嵌合孔１３２ａに設けられた永久磁石１３２ｂに吸着する。ここで、突起２３１ｂの磁力は、ウェハ搬送容器１３０の蓋部１３３に設けられた永久磁石１３３ａの磁力よりも強くなるように、設定されている。

次に、ウェハ昇降モータ機構２３８が駆動することにより、ねじ軸２３５が回転を開始する。これにより、ナット２３６が下降し、その結果、昇降軸２３２の下降と共に昇降体２３１が下降する（図１２参照）。この実施の形態１では、ウェハ昇降ベローズ２３３によってクリーン化室２１０が駆動室２２０から密閉されているので、ウェハ昇降モータ機構２３８やねじ軸２３５の駆動に起因して微粒子が拡散等しても、クリーン化室２１０内が汚染されるおそれは無い。

昇降体２３１を下降させると、ウェハ搬送容器１３０の受渡底部１３２は、昇降体２３１に保持されたままの状態で下降する（図１２参照）。この結果、半導体ウェハ１３１は、受渡底部１３２に載置されたままの状態で、装置前室１２０内に搬入される。受渡底部１３２が下降したとき、蓋部１３３は、そのまま容器載置台１２１を塞いでいる。このため、受渡底部１３２が装置前室１２０内に搬入されても、この装置前室１２０内に微粒子が進入する可能性は小さい。

昇降体２３１が所定位置まで下降して停止すると、次に、ウェハ伸縮モータ機構２４９が駆動することにより、駆動軸２４８が回転を開始し、これにより、ベース板７００のプーリ７０１が回転を開始する（図９及び図１３参照）。

プーリ７０１が回転すると、ベルト７０３が回動する。上述のように、スライド部材７０４はベルト７０３を挟持すると共に、第１スライドアーム７１０の底面に連結固定されている。このため、ベルト７０３が回動すると、スライド部材７０４がレール７０５に案内されて伸延方向（図９の左方向）に移動し、この結果、第１スライドアーム７１０も伸延方向に移動する。

また、上述のように、伝達部材７０６は、ベース板７００に固定されると共に、第１スライドアーム７１０のベルト７１３を挟持している。このため、第１スライドアーム７１０が伸延方向に移動すると、この第１スライドアーム７１０のベルト７１３が回動を開始する。

ベルト７１３が回動すると、第１スライドアーム７１０のスライド部材７１４が、レール７１５に案内されて伸延方向に移動する。従って、第２スライドアーム７２０が、第１スライドアーム７１０に対して相対的に、伸延方向に移動する。そして、第２スライドアーム７２０が相対的に移動すると、第１スライドアーム７１０の伝達部材７１６によって、第２スライドアーム７２０のベルト７２３が回動する。

ベルト７２３が回動すると、第２スライドアーム７２０のスライド部材７２４がレール７２５に案内されて伸延方向に移動する。この結果、第３スライドアーム７３０が、第２スライドアーム７２０に対して相対的に、伸延方向に移動する。そして、第３スライドアーム７３０が相対的に移動すると、第２スライドアーム７２０の伝達部材７２６によって、第３スライドアーム７３０のベルト７３３が回動する。

ベルト７３３が回動すると、第３スライドアーム７３０のスライド部材７３４がレール７３５に案内されて伸延方向に移動する。この結果、第４スライドアーム７４０が、第３スライドアーム７３０に対して相対的に、伸延方向に移動する。

このようにして、駆動軸２４８の回転によって、搬送アーム１２３を伸延させることができる。この実施の形態１では、アーム昇降ベローズ２４３ｂによってクリーン化室２１０が駆動室２２０から密閉されているので、アーム伸縮モータ機構２４９や駆動軸２４８が駆動して微粒子が拡散等しても、クリーン化室２１０内が汚染されるおそれは無い。

搬送アーム１２３は、まず、昇降体２３１の位置まで伸延して、先端部（吸着孔７４３が設けられた部分）が半導体ウェハ１３１と受渡底部１３２との隙間に入り込んだ状態で停止する。そして、ウェハ昇降モータ機構２３８をさらに駆動して昇降体２３１をわずかに再下降させることにより、第４スライドアーム７４０のハンド部７４２（図９参照）に設けられた吸着孔７４３の上に、半導体ウェハ１３１を載置させる。更に、排気穴７４５から排気を行うことにより、ハンド部７４２に半導体ウェハ１３１を真空吸着する。

続いて、駆動軸２４８の回転を再開して、搬送アーム１２３を、処理室１１０内まで伸延させる。そして、処理室１１０内のウェハ載置台１１１の上まで、半導体ウェハ１３１を搬送する（図１４参照）。

そして、駆動軸２４８の回転を停止することによって搬送アームの伸延を停止し、続いて、排気穴７４５からの排気を停止することによって半導体ウェハ１３１の吸着を停止する。

次に、アーム昇降モータ機構２４５を駆動して、カム２４５ｂをわずかに回転させる。これにより、回転板２４５ｃが下降して、プレート２４５ｄも下降する。これにより、搬送アーム１２３や水平搬送機構２４０の全体が、わずかに下降する。この結果、半導体ウェハ１３１が、ウェハ載置台１１１の上に載置される。このように、アーム昇降モータ機構２４５を用いて搬送アーム１２３を昇降させるので、ウェハ載置台１１１に昇降機構を設ける必要は無い。

続いて、搬送アーム１２３が縮んで、クリーン化室２１０内に戻る。これにより、ウェハ搬送容器１３０から処理室１１０への、半導体ウェハ１３１の搬送が終了する。その後、処理室１１０内で、半導体ウェハ１３１に対する所望の処理が行われる。

処理室１１０内からウェハ搬送容器１３０までの半導体ウェハ１３１の搬送は、以上の説明と逆の操作によって行われる。

以上説明したように、この実施の形態１では、クリーン化室２１０と駆動室２２０とが気密に維持されている。そして、駆動室２２０に配置されたアーム昇降モータ機構２４５が、搬送アーム１３１を昇降させる。従って、この実施の形態１によれば、アーム昇降モータ機構２４５で発生した微粒子による半導体ウェハ１３１の汚染を防止することができる。

また、この実施の形態１では、アーム昇降ベローズ２３３を用いてクリーン化室２１０と駆動室２２０とを気密に維持するとともに、このアーム昇降ベローズ２３３を貫通する昇降軸２３２を用いて搬送アーム１２３を昇降させる。従って、この実施の形態１によれば、非常に簡単な構造で、安価に、アーム昇降モータ機構２４５で発生した微粒子による半導体ウェハ１３１の汚染を防止することができる。

また、この実施の形態１では、カム２４５ｂを用いて昇降軸２４４を昇降させることにより、簡単な構成で、搬送アーム１２３の高さを高精度に調整することができる。

また、この実施の形態１では、アーム伸縮モータ機構２４９を駆動室２２０に配置したので、このアーム伸縮モータ機構２４９で発生した微粒子による半導体ウェハ１３１の汚染を防止することができる。

また、この実施の形態１によれば、アーム昇降ベローズ２４３ｂを貫通する伸縮用駆動軸２４８をアーム伸縮モータ機構２４９で回転させることによって搬送アーム１２３を伸縮させることとしたので、簡単な構造で、アーム伸縮モータ機構２４９で発生した微粒子による半導体ウェハの汚染を防止することができる。

また、この実施の形態１によれば、第１〜第４スライドアーム７１０〜７４０の板厚を上段ほど（すなわち、搬送アーム１２３が伸延した時の先端側ほど）薄くしたので、搬送アーム１２３が伸延したときの撓みを抑制することができる。

また、この実施の形態１によれば、プーリ７０１，７０２，７１１，７１２，７２１，７２２，７３１，７３をアルミニウムで形成すると共に、ベルト７０３，７１３，７２３，７３３をポリウレタンで形成したので、搬送アーム１２３での微粒子の発生を抑制することができる。

また、ベース板７００及び第１、第２スライドアーム７１０、７２０の伝達部材７０６，７１６，７２６を、上側のスライドアーム７１０、７２０、７３０の側面部を案内するガイド機構として使用するので、搬送アーム１３１の伸縮動作を安定させることができる。

なお、この実施の形態１では、半導体ウェハを用いる半導体製造装置を例に採って説明したが、本発明は、他の種類の基板（例えばサファイア基板等の絶縁性基板や、アルミニウム基板等の導電性基板）からデバイスを製造する製造装置にも適用することができる。

また、この実施の形態１では「デバイス」として半導体デバイスを例に採ったが、本発明は他の種類のデバイス（例えば、光学素子や光集積回路等の光デバイス）を製造する製造装置にも適用することができる。

更に、本発明は、基板の処理を行う装置だけで無く、製造プロセスにおける他の工程（例えばデバイスの検査工程）を行う装置にも適用することができる。本発明の「処理室」は、これら他の工程を行うものをも含むこととする。

この実施の形態では、搬送アーム１２３の第１〜第４スライドアーム７１０〜７４０を上下方向に積層させる構成としたが、複数のスライドアームを水平方向に積層させる構成としても良く、また、他の構成であっても良い。

１００ 小型半導体製造装置
１１０ 処理室
１２０ 装置前室
１２１ 容器載置台
１２３ 搬送アーム
１３０ ウェハ搬送容器
１３１ 半導体ウェハ
１３２ 受渡底部
１３３ 蓋部
２０１ 仕切り板
２１０ クリーン化室
２２０ 駆動室
２３０ ウェハ昇降機構
２３１ 昇降体
２３１ａ 載置部
２３１ｂ 突起
２３１ｃ 突起の先端
２３１ｄ Ｏリング
２３２ 昇降軸
２３３ ウェハ昇降ベローズ
２３４ 支持部材
２３５ ねじ軸
２３６ ナット
２３７ 案内部材
２３８ ウェハ昇降モータ機構
２４０ 水平搬送機構
２４１ スライド機構
２４２ 昇降板
２４３ａ，２４３ｂ アーム昇降ベローズ
２４４ 昇降軸
２４５ アーム昇降モータ機構
２４６ａ，２４６ｂ 支持台
２４８ 駆動軸
２４９ アーム伸縮モータ機構
２５１ 給気バルブ
２５２ 排気バルブ
２５３ 排気管
７００ ベース板
７０１，７０２，７１１，７１２，７２１，７２２，７３１，７３２ プーリ
７０３，７１３，７２３，７３３ ベルト
７０４，７１４，７２４，７３４ スライド部材
７０５，７１５，７２５，７３５ ガイドレール
７０６，７１６，７２６，７３６ 伝達部材
７１０ 第１スライドアーム
７２０ 第２スライドアーム
７３０ 第３スライドアーム
７４０ 第４スライドアーム

Claims (9)

1. 処理基板に所望の処理を施す処理室と、
   該処理室との間で前記処理基板の搬入及び搬出を行う装置前室と、
   前記装置前室内に設けられ、複数段のスライドアームを相対移動させることにより水平方向に伸縮して、前記処理室と前記装置前室との間で前記処理基板を搬送する搬送アームとを備える小型製造装置の、前室アーム配置機構であって、
   前記搬送アームを昇降させるアーム昇降モータ機構を備え、
   前記装置前室は、前記処理基板が搬入されるクリーン化室が上側に設けられるとともに、該クリーン化室から気密に分離された駆動室が下側に設けられ、
   前記搬送アームが前記クリーン化室内に配置され、且つ、前記アーム昇降モータ機構が前記駆動室内に配置された、
   ことを特徴とする前室アーム配置機構。
2. 前記装置前室を前記クリーン化室と前記駆動室とに分離する仕切り板と、
   該仕切り板に設けられた第１の貫通孔と、
   昇降台の下面に上端が気密に固着され、且つ、前記第１の貫通孔の外縁外側を囲むように前記仕切り板の上面に下端が気密に固着された、昇降方向に伸縮可能な第１のアーム昇降ベローズと、
   前記第１の貫通孔及び前記第１のアーム昇降ベローズを貫通して前記昇降台の下面に連結固定された昇降軸とを備え、
   該昇降軸を前記アーム昇降モータ機構が昇降させることにより、前記搬送アームを昇降させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の前室アーム配置機構。
3. 前記アーム昇降モータ機構は、駆動モータと、該駆動モータに連結されたカムとを備え、該カムの回転によるカム曲線に従って前記昇降軸を昇降させることを特徴とする請求項１又は２に記載の前室アーム配置機構。
4. 前記搬送アームを略水平方向に伸縮させるアーム伸縮モータ機構を更に備え、
   該アーム伸縮モータ機構が前記駆動室内に配置された、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の前室アーム配置機構。
5. 前記仕切り板に設けられた第２の貫通孔と、
   前記昇降台の下面に上端が気密に固着され、且つ、前記第２の貫通孔の外縁外側を囲むように前記仕切り板の上面に気密に固着された、昇降方向に伸縮可能な第２のアーム昇降ベローズと、
   前記第２の貫通孔及び前記第２のアーム昇降ベローズを貫通して前記搬送アームに連結された伸縮用駆動軸とを備え、
   該伸縮用駆動軸を前記アーム伸縮モータ機構が回転させることにより、前記搬送アームを伸縮させる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の前室アーム配置機構。
6. 前記搬送アームは、先端側の該スライドアームほど板厚が薄くなるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の前室アーム配置機構。
7. 前記搬送アームは、それぞれの該スライドアームの両端部に設けられた一対のプーリと、該プーリに巻回されたベルトとを備え、
   それぞれの前記プーリは、アルミニウムで形成され、且つ、
   それぞれの前記ベルトはポリウレタンで形成された、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の前室アーム配置機構。
8. 前記搬送アームは、いずれか１個以上の該スライドアームが、他の前記スライドアームの側面部を案内するガイド機構を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の前室アーム配置機構。
9. 前記処理基板が、径が２０ｍｍ以下のウェハであることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の前室アーム配置機構。

Images