JP2018182157A - ウエハの加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハの加工装置の小型化を実現する。
【解決手段】本発明の一形態に係るウエハの加工装置は、ウエハケースと、加工室と、ウエハケースから加工室にウエハを搬送するロボット１と、を備えるウエハの加工装置である。ロボット１は、駆動軸２と、ウエハが載置される載置台３と、駆動軸２からの駆動力を載置台３に伝達する第１のアーム４と、載置台３が水平方向に直動するように、第１のアーム４とで載置台３の移動を案内する第２のアーム５と、第２のアーム５の一端が連結される固定部６と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウエハの加工装置に関する。

一般的なウエハの加工装置では、ウエハケースから加工室にウエハを搬送するためにロボットが用いられている。例えば、特許文献１のロボットは、アームの先端に連結されたホルダにウエハを搭載し、歯車やワイヤとプーリとを用いた駆動機構によって当該アームを動作させることで、ウエハを搬送する構成とされている。

特開２０００−４２９５２号公報

特許文献１のロボットは、歯車やワイヤとプーリとを用いた駆動機構によってアームを動作させているので、部品点数が多く、結果としてウエハの加工装置全体が大型化する課題を有する。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ウエハの加工装置の小型化を実現する。

本発明の一態様に係るウエハの加工装置は、ウエハケースと、加工室と、前記ウエハケースから前記加工室にウエハを搬送するロボットと、を備えるウエハの加工装置であって、
前記ロボットは、駆動軸と、前記ウエハが載置される載置台と、前記駆動軸からの駆動力を前記載置台に伝達する第１のアームと、前記載置台が水平方向に直動するように、前記第１のアームとで前記載置台の移動を案内する第２のアームと、前記第２のアームの一端が連結される固定部と、を有し、
前記第１のアームは、第１のリンクと第２のリンクとを含み、前記第１のリンクの一端が前記駆動軸に固定され、前記第２のリンクの一端が前記載置台に回転可能に連結され、前記第１のリンクの他端と前記第２のリンクの他端とが回転可能に連結され、
前記第２のアームは、当該第２のアームの動作平面と前記第１のアームの動作平面とが交差するように配置されており、第３のリンクと第４のリンクとを含み、前記第３のリンクの一端が前記固定部に回転可能に連結され、前記第４のリンクの一端が前記載置台に回転可能に連結され、前記第３のリンクの他端と前記第４のリンクの他端とが回転可能に連結されている。
このような構成のロボットは、一般的なロボットのような歯車やプーリとワイヤとを用いた駆動機構によってアームを動作させるのではなく、アームをリンク機構で構成して伸縮動作させることで、載置台の直動動作を実現している。そのため、一般的なロボットに比べて、ロボットを小型化でき、当該ロボットをウエハの加工装置に用いた場合、ウエハの加工装置の小型化を実現することができる。

本発明によれば、ウエハの加工装置の小型化を実現することができる。

実施の形態のロボットを模式的に示す斜視図である。 実施の形態のロボットをｚ軸＋側から見た図である。 実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが収縮時の状態をｚ軸＋側から見た図である。 実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが収縮時の状態をｘ軸−側から見た図である。 実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが収縮時の状態をｙ軸−側から見た図である。 実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが中間時の状態をｚ軸＋側から見た図である。 実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが中間時の状態をｘ軸−側から見た図である。 実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが伸展時の状態をｚ軸＋側から見た図である。 実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが伸展時の状態をｘ軸−側から見た図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

本実施の形態のウエハの加工装置は、ウエハが収容されるウエハケース、ウエハにスパッタリングやエッチング加工などを施す加工室、及びウエハケースから加工室にウエハを搬送するロボットを備えている。なお、ロボットが本発明の本質的部分であるので、以下の説明では、ウエハケースや加工室の説明は省略する。

先ず、本実施の形態のロボットの構成を説明する。図１は、本実施の形態のロボットを模式的に示す斜視図である。図２は、本実施の形態のロボットをｚ軸＋側から見た図である。なお、以下の説明では、説明を明確にするために、図１及び図２の状態でのロボットの構成をｘｙｚ座標系を用いて説明する。ここで、例えば、ｚ軸はウエハの加工装置の上下方向に延在し、ｘｙ平面は、水平面である。

図１及び図２に示すように、ロボット１は、駆動軸２、載置台３、第１のアーム４、第２のアーム５及び固定部６を備えている。駆動軸２は、ｚ軸方向に延在しており、第１のモータ７の駆動力が伝達され、ｚ軸方向に延在する回転軸を中心に回転する。

載置台３の上面には、ウエハが載置される。そして、載置台３の上面は、ｘｙ平面と略平行に配置されている。第１のアーム４は、駆動軸２の回転駆動力を載置台３に伝達する。第１のアーム４は、第１のリンク４ａ及び第２のリンク４ｂを備えており、例えば、第１のアーム４の動作平面がｘｙ平面と略平行に配置されている。

第１のリンク４ａの一端は、駆動軸２に固定されている。第２のリンク４ｂの一端は、ｚ軸方向に延在する回転軸を中心に回転可能に、連結部材８を介して載置台３に連結されている。第１のリンク４ａの他端と第２のリンク４ｂの他端とは、ｚ軸方向に延在する回転軸を中心に回転可能に連結されている。

第２のアーム５は、載置台３がｘｙ平面上でｙ軸方向に直動するように当該載置台３の移動を第１のアーム４とで案内する。第２のアーム５は、第３のリンク５ａ及び第４のリンク５ｂを備えており、例えば、第２のアーム５の動作平面がｙｚ平面と略平行に配置されている。第３のリンク５ａの一端は、ｘ軸方向に延在する回転軸を中心に回転可能に、固定部６に連結されている。

但し、本実施の形態の第１のアーム４は、第１のアーム４の動作平面がｘｙ平面と略平行に配置されているが、この限りでない。また、本実施の形態の第２のアーム５は、第２のアーム５の動作平面が第１のアーム４の動作平面に対して直交するように配置されているが、この限りでない。第１のアーム４及び第２のアーム５は、載置台３を直動動作させることができるように、第１のアーム４の動作平面と第２のアーム５の動作平面とが交差するように配置されていればよい。

ここで、固定部６は、駆動軸２の回転軸を中心に回転可能に、治具９の筒状部９ａ内に配置されており、治具９からｚ軸＋側に突出している。例えば、固定部６は、治具９の筒状部９ａ内に配置される円柱部６ａ、及び円柱部６ａからｚ軸＋側に突出する突出部６ｂを備えており、第２のモータ１０の駆動力によって回転する。

突出部６ｂは、ｘ軸方向から見て、門型に形成されている。このような円柱部６ａ及び突出部６ｂの中央には、駆動軸２が貫通しており、駆動軸２の先端部が突出部６ｂからｚ軸＋側に突出している。この駆動軸２の先端部には、第１のアーム４における第１のリンク４ａの一端が固定されている。また、突出部６ｂの側面には、第２のアーム５における第３のリンク５ａの一端が連結されている。

第４のリンク５ｂの一端は、ｘ軸方向に延在する回転軸を中心に回転可能に、連結部材８を介して載置台３に連結されている。第３のリンク５ａの他端と第４のリンク５ｂの他端とは、ｘ軸方向に延在する回転軸を中心に回転可能に連結されている。

このようなロボット１は、例えば、治具９のフランジ部９ｂがウエハの加工装置における前室（即ち、ウエハケースと加工室との間の真空搬送室）に固定される。

次に、本実施の形態のロボット１の動作を説明する。図３は、本実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが収縮時の状態をｚ軸＋側から見た図である。図４は、本実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが収縮時の状態をｘ軸−側から見た図である。図５は、本実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが収縮時の状態をｙ軸−側から見た図である。図６は、本実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが中間時の状態をｚ軸＋側から見た図である。図７は、本実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが中間時の状態をｘ軸−側から見た図である。図８は、本実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが伸展時の状態をｚ軸＋側から見た図である。図９は、本実施の形態のロボットにおける第１のアーム及び第２のアームが伸展時の状態をｘ軸−側から見た図である。

図３乃至図５に示すように、駆動軸２が最も＋方向に回転して第１のアーム４及び第２のアーム５が最も収縮した状態、つまり、折り畳まれた状態では、載置台３は最もｙ軸−側に配置される。そして、駆動軸２が−方向に回転すると、図６及び図７に示すように、第１のアーム４及び第２のアーム５が伸展しつつ、載置台３は水平状態を維持してｙ軸＋方向に直動する。さらに、駆動軸２が−方向に回転すると、第１のアーム４及び第２のアーム５が伸展しつつ、載置台３が水平状態を維持してｙ軸＋方向に直動し、最終的に、図８及び図９に示すように、第１のアーム４及び第２のアーム５が最も伸展した状態で、載置台３は最もｙ軸＋側に配置される。ここで、第２のモータ１０を駆動させることで、ロボット１をｚ軸回りに旋回させることができる。

このように本実施の形態のロボット１は、一般的なロボットのような歯車やプーリとワイヤとを用いた駆動機構によってアームを動作させるのではなく、アームをリンク機構で構成して伸縮動作させることで、載置台３の直動動作を実現している。そのため、一般的なロボットに比べて、ロボットを小型化でき、当該ロボットをウエハの加工装置に用いた場合、ウエハの加工装置の小型化を実現することができる。しかも、本実施の形態のロボット１は、部品点数を低減することができ、安価に構成することができる。

また、アームをリンク機構で構成して伸縮動作させる場合、歯車やプーリとワイヤとを用いた駆動機構によってアームを動作させる場合に比べて、発塵を抑制することができる。

そして、一般的なロボットの場合、駆動機構からの発塵を抑制するために、駆動機構をカバーで覆う必要があり、ロボットが大型化する。このような一般的なロボットを真空搬送室に設置するためには、内部容積が広い真空搬送室が必要になり、真空搬送室内を真空状態にするために時間が掛かる。一方、本実施の形態のロボット１は、発塵を抑制することができるため、カバーを省略でき、一般的なロボットが設置される真空搬送室に比べて内部容積が狭い真空搬送室に設置でき、ウエハの加工装置の小型化を実現できるだけでなく、一般的なロボットが設置される真空搬送室に比べて早く真空搬送室内を真空状態にすることができる。これにより、ウエハの加工効率を向上させることができる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ ロボット
２ 駆動軸
３ 載置台
４ 第１のアーム、４ａ 第１のリンク、４ｂ 第２のリンク
５ 第２のアーム、５ａ 第３のリンク、５ｂ 第４のリンク
６ 固定部、６ａ 円柱部、６ｂ 突出部
７ 第１のモータ
８ 連結部材
９ 治具、９ａ 筒状部、９ｂ フランジ部
１０ 第２のモータ

Claims (1)

1. ウエハケースと、加工室と、前記ウエハケースから前記加工室にウエハを搬送するロボットと、を備えるウエハの加工装置であって、
   前記ロボットは、駆動軸と、前記ウエハが載置される載置台と、前記駆動軸からの駆動力を前記載置台に伝達する第１のアームと、前記載置台が水平方向に直動するように、前記第１のアームとで前記載置台の移動を案内する第２のアームと、前記第２のアームの一端が連結される固定部と、を有し、
   前記第１のアームは、第１のリンクと第２のリンクとを含み、前記第１のリンクの一端が前記駆動軸に固定され、前記第２のリンクの一端が前記載置台に回転可能に連結され、前記第１のリンクの他端と前記第２のリンクの他端とが回転可能に連結され、
   前記第２のアームは、当該第２のアームの動作平面と前記第１のアームの動作平面とが交差するように配置されており、第３のリンクと第４のリンクとを含み、前記第３のリンクの一端が前記固定部に回転可能に連結され、前記第４のリンクの一端が前記載置台に回転可能に連結され、前記第３のリンクの他端と前記第４のリンクの他端とが回転可能に連結されている、ウエハの加工装置。

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