JP2020178019A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus.
加熱処理等、平板状の基板を水平位置として多段に載置し複数枚を同時に密閉チャンバ内で処理する装置が知られている(特許文献1)。 There is known an apparatus such as heat treatment in which a flat plate-shaped substrate is placed in multiple stages in a horizontal position and a plurality of sheets are simultaneously processed in a closed chamber (Patent Document 1).
このような装置において、チャンバ内に基板を搬入する場合の手順について説明する。まず、基板をロボットアームによって保持させる。基板は、ロボットアームの上に載せられ、ロボットアームは基板を下から支える。次に、ロボットアームによって、基板を、チャンバの搬出入口からチャンバ内の基板加熱ユニットに挿入させる。このときのロボットアームは水平方向に動かす。ロボットアームを挿入する際の上下方向の位置は、基板加熱ユニットの基板の設置位置よりも高い位置とする。次に、ロボットアームを下降させて、基板を基板加熱ユニットに設けられた基板支持ピンの上に載置させる。これにより、ロボットアームから基板加熱ユニットに基板を受け渡させる。更に、チャンバ内のロボットアームを下降させて、ロボットアームを基板から十分に離間させる。その後、ロボットアームをチャンバから水平に引き出す。このようにして、チャンバ内に基板を搬入する。 In such a device, a procedure for carrying the substrate into the chamber will be described. First, the substrate is held by the robot arm. The board is placed on the robot arm, and the robot arm supports the board from below. Next, the robot arm inserts the substrate into the substrate heating unit in the chamber from the loading / unloading port of the chamber. The robot arm at this time is moved in the horizontal direction. The vertical position when the robot arm is inserted shall be higher than the board installation position of the board heating unit. Next, the robot arm is lowered to place the substrate on the substrate support pins provided in the substrate heating unit. As a result, the substrate is handed over from the robot arm to the substrate heating unit. Further, the robot arm in the chamber is lowered to sufficiently separate the robot arm from the substrate. Then pull the robot arm horizontally out of the chamber. In this way, the substrate is carried into the chamber.
また、チャンバから基板を搬出する手順について説明する。まず、ロボットアームをチャンバの搬出入口から基板加熱ユニットまで挿入する。このときのロボットアームは水平方向に動かす。ロボットアームを挿入する際の上下方向の位置は、基板の設置位置よりも低い位置とする。次に、ロボットアームを上昇させて、ロボットアームを基板に接触させる。更にロボットアームを上昇させることで、基板加熱ユニットの基板支持ピンからロボットアームに基板を受け渡させる。基板が基板支持ピンから十分に離間された後、基板を保持したままロボットアームをチャンバから水平に引き出す。このようにして、チャンバから基板を搬出する。 In addition, the procedure for carrying out the substrate from the chamber will be described. First, the robot arm is inserted from the loading / unloading port of the chamber to the substrate heating unit. The robot arm at this time is moved in the horizontal direction. The vertical position when inserting the robot arm shall be lower than the installation position of the board. Next, the robot arm is raised to bring the robot arm into contact with the substrate. Further, by raising the robot arm, the substrate is handed over to the robot arm from the substrate support pin of the substrate heating unit. After the board is sufficiently separated from the board support pins, the robot arm is pulled out horizontally from the chamber while holding the board. In this way, the substrate is removed from the chamber.
上述のように、チャンバに対して基板を搬入または搬出させる際には、チャンバ内においてロボットアームを上下動させる必要がある。ロボットアームはチャンバの搬送入口に挿入された状態で上下動させるので、搬出入口の高さは、ロボットアームの可動範囲を確保できるように設計する必要がある。すなわち、搬出入口の高さは、ある程度大きくせざるを得ない。 As described above, when the substrate is carried in or out of the chamber, it is necessary to move the robot arm up and down in the chamber. Since the robot arm is moved up and down while being inserted into the transport inlet of the chamber, the height of the carry-out inlet must be designed so that the movable range of the robot arm can be secured. That is, the height of the carry-in / out port must be increased to some extent.
ところで、チャンバの搬送入口はシャッタによって開閉自在とされている。一般に、搬送入口の周囲にはOリングが配設されている。搬送入口の閉鎖時にシャッタがOリングに密接することで、チャンバ内の密閉性が確保されている。 By the way, the transport inlet of the chamber can be opened and closed by a shutter. Generally, an O-ring is arranged around the transport inlet. The shutter is in close contact with the O-ring when the transport inlet is closed, so that the inside of the chamber is hermetically sealed.
チャンバ内で基板が加熱されると輻射熱が発生する。この輻射熱は、シャッタ及びOリングにも放射されるが、搬送入口の開口面積が大きくなるほど放射熱量が大きくなる。すなわち、搬送入口の開口面積が大きいと、シャッタ及びOリングへの熱負荷が高まり、シャッタ及びOリングの劣化が早まり、これらの交換周期が短くなる。従って、チャンバの搬出入口はできるだけ小さくすることが望まれる。 Radiant heat is generated when the substrate is heated in the chamber. This radiant heat is also radiated to the shutter and the O-ring, but the larger the opening area of the transport inlet, the larger the amount of radiant heat. That is, when the opening area of the transport inlet is large, the heat load on the shutter and the O-ring increases, the deterioration of the shutter and the O-ring is accelerated, and the replacement cycle thereof is shortened. Therefore, it is desirable to make the entrance / exit of the chamber as small as possible.
このように、シャッタ及びOリングの劣化を抑制するためにはチャンバの搬出入口の開口面積を縮小したい。しかし、ロボットアームの可動範囲を確保する必要性から、搬出入口の開口面積の縮小化には限界があった。 In this way, in order to suppress the deterioration of the shutter and the O-ring, it is desired to reduce the opening area of the inlet / outlet of the chamber. However, due to the need to secure the movable range of the robot arm, there is a limit to reducing the opening area of the carry-in / out port.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ロボットアームによって基板の搬出入を行う場合であっても、チャンバの搬出入口の開口面積を小さくすることが可能な基板処理装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a substrate processing apparatus capable of reducing the opening area of the loading / unloading port of a chamber even when the substrate is loaded / unloaded by a robot arm. Is the subject.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
[1] 複数枚の基板を多段に収納するカセットと、
前記カセットを密閉可能に収納するチャンバと、
前記カセットを前記チャンバ内で昇降させる昇降機構と、
前記基板を前記カセットに対して搬出入する搬送ロボットと、
前記昇降機構及び前記搬送ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、
前記チャンバの側面部には、前記基板を前記カセットに搬出入する際に開口する搬出入口が設けられ、
前記搬送ロボットには、前記基板が載置されるロボットアームが備えられ、
前記ロボットアームは、水平方向に移動して前記搬出入口から前記カセット内に挿入可能とされ、かつ、前記カセット内において上昇または下降が可能とされ、
前記制御部は、前記カセット内において前記ロボットアームを下降させる場合は前記昇降機構によって前記カセットを上昇させ、前記カセット内において前記ロボットアームを上昇させる場合は前記昇降機構によって前記カセットを下降させることを特徴とする基板処理装置。
[2] 前記カセットから前記基板を搬出する動作として、前記制御部は、前記チャンバの前記搬出入口から前記ロボットアームを前記カセット内に挿入させ、次いで、前記ロボットアームを上昇させて前記基板を下から持ち上げるとともに、前記昇降機構によって前記カセットを下降させ、次いで、前記ロボットアームを前記カセットから引き抜かせることを特徴とする[1]に記載の基板処理装置。
[3] 前記カセットに前記基板を搬入する動作として、前記制御部は、前記チャンバの前記搬出入口から、前記基板を保持した前記ロボットアームを前記カセット内に挿入させ、次いで、前記ロボットアームを下降させて前記基板を前記カセット内に載置するとともに、前記昇降機構によって前記カセットを上昇させ、次いで、前記ロボットアームを前記カセットから引き抜かせることを特徴とする[1]に記載の基板処理装置。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
[1] A cassette that stores multiple boards in multiple stages,
A chamber that houses the cassette so that it can be sealed,
An elevating mechanism that elevates and elevates the cassette in the chamber,
A transfer robot that carries in and out the substrate to and from the cassette,
The elevating mechanism and the control unit for controlling the operation of the transfer robot are provided.
The side surface of the chamber is provided with a carry-in / out port that opens when the substrate is carried in / out of the cassette.
The transfer robot is provided with a robot arm on which the substrate is placed.
The robot arm can move in the horizontal direction and can be inserted into the cassette from the carry-in / out port, and can be raised or lowered in the cassette.
When the robot arm is lowered in the cassette, the control unit raises the cassette by the elevating mechanism, and when raising the robot arm in the cassette, the control unit lowers the cassette by the elevating mechanism. A featured substrate processing device.
[2] As an operation of carrying out the substrate from the cassette, the control unit inserts the robot arm into the cassette from the carry-out inlet of the chamber, and then raises the robot arm to lower the substrate. The substrate processing apparatus according to [1], wherein the cassette is lowered by the elevating mechanism, and then the robot arm is pulled out from the cassette.
[3] As an operation of loading the substrate into the cassette, the control unit inserts the robot arm holding the substrate into the cassette from the loading / unloading port of the chamber, and then lowers the robot arm. The substrate processing apparatus according to [1], wherein the substrate is placed in the cassette, the cassette is raised by the elevating mechanism, and then the robot arm is pulled out from the cassette.
本発明の基板処理装置によれば、制御部が、カセット内においてロボットアームを下降させる場合はカセットを上昇させ、カセット内においてロボットアームを上昇させる場合はカセットを下降させるので、従来の基板搬送装置に比べて、基板をチャンバに搬出入する際のロボットアームの上昇時の変位量及び下降時の変位量を小さくすることができ、これにより、搬出入口の開口面積を小さくすることができる。これにより、チャンバの搬出入口の開閉機構に対する熱負荷を軽減することができ、チャンバのメンテナンス頻度を少なくして、基板処理の生産性を向上させることができる。 According to the substrate processing apparatus of the present invention, when the control unit lowers the robot arm in the cassette, the cassette is raised, and when the robot arm is raised in the cassette, the cassette is lowered. Compared with the above, the amount of displacement of the robot arm when the robot arm is carried in and out of the chamber and the amount of displacement when the robot arm is lowered can be reduced, whereby the opening area of the loading / unloading port can be reduced. As a result, the heat load on the opening / closing mechanism of the inlet / outlet of the chamber can be reduced, the maintenance frequency of the chamber can be reduced, and the productivity of substrate processing can be improved.
また、本実施形態の基板処理装置によれば、カセットから基板Kを搬出する動作として、制御部が、ロボットアームをカセット内に挿入させた後に、ロボットアームを上昇させて基板の下から持ち上げるとともに、昇降機構によってカセットを下降させるので、従来の基板搬送装置に比べてロボットアームの上昇時の変位量を小さくすることができる。これにより、搬出入口の開口面積を小さくすることでき、また、基板Kの搬出時間を短縮することもできる。 Further, according to the substrate processing apparatus of the present embodiment, as an operation of carrying out the substrate K from the cassette, the control unit inserts the robot arm into the cassette, then raises the robot arm and lifts it from under the substrate. Since the cassette is lowered by the elevating mechanism, the amount of displacement of the robot arm when ascending can be reduced as compared with the conventional substrate transfer device. As a result, the opening area of the carry-in / out port can be reduced, and the carry-out time of the substrate K can be shortened.
また、本実施形態の基板処理装置によれば、カセットに基板を搬入する動作として、制御部が、基板を保持したロボットアームをカセット内に挿入させた後に、ロボットアームを下降させて基板をカセット内に載置するとともに、昇降機構によってカセットを上昇させるので、従来の基板搬送装置に比べてロボットアームの下降時の変位量を小さくすることができる。これにより、搬出入口の開口面積を小さくすることでき、また、基板の搬入時間を短縮することもできる。 Further, according to the substrate processing apparatus of the present embodiment, as an operation of carrying the substrate into the cassette, the control unit inserts the robot arm holding the substrate into the cassette, and then lowers the robot arm to cassette the substrate. Since the cassette is raised by the elevating mechanism while being placed inside, the amount of displacement of the robot arm when it is lowered can be reduced as compared with the conventional substrate transfer device. As a result, the opening area of the carry-in / out port can be reduced, and the carry-in time of the substrate can be shortened.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態における基板処理装置を示す模式平面図であり、図において、符号1は基板処理装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a substrate processing apparatus according to the present embodiment, in which reference numeral 1 is a substrate processing apparatus.
本実施形態に係る基板処理装置1は、図1に示すように、平面視して多角形状のトランスファチャンバ2と、トランスファチャンバ2の各辺に接続された処理室となるチャンバ10〜10Eと、を有する。
As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment includes a transfer chamber 2 having a polygonal shape in a plan view,
本実施形態に係る基板処理装置1は、複数枚の基板を真空雰囲気等の密閉状態として処理するものとされ、その処理は特に限定されない。チャンバ10〜10Eは、それぞれ、異なる処理を基板に施す処理室とされることができる。
例えば、チャンバ10〜10Eのうち1箇所は、基板を出し入れするロード/アンロード室とすることができる。
The substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment processes a plurality of substrates in a sealed state such as a vacuum atmosphere, and the processing is not particularly limited. The
For example, one of the
トランスファチャンバ2は、図1に示すように、その内部に、搬送ロボット2aを有し、トランスファチャンバ2と各チャンバ10〜10Eとの間で、基板を搬送可能とされている。
なお、トランスファチャンバ2には、搬送ロボット2aを複数設置することもできる。
さらに、トランスファチャンバ2は、多角形であればよく、三角形から八角形程度まで、任意の平面形状とすることができる。
As shown in FIG. 1, the transfer chamber 2 has a
A plurality of
Further, the transfer chamber 2 may be polygonal, and may have an arbitrary planar shape from a triangle to an octagon.
また、基板処理装置1には、トランスファチャンバ2と、チャンバ10〜10Eと、搬送ロボット2aとを制御する制御部100が備えられている。
Further, the substrate processing apparatus 1 is provided with a
搬送ロボット2aには、水平方向、垂直方向に移動可能に構成されたロボットアーム2bが備えられている。搬送ロボット2aは、回転軸と、この回転軸に取り付けられたロボットアーム2bと、上下動装置とを有している。ロボットアーム2bの先端には、ロボットハンド2cが取り付けられている。
The
ロボットアーム2bは、互いに屈曲可能な第一、第二の能動アームと、第一、第二の従動アームとから構成されている。搬送ロボット2aは、被搬送物である基板を、チャンバ10〜10E間で移動させることができる。
The
ロボットアーム2bは、基板を載置できるように形成されており、複数本、例えば、平面視して2本、あるいは、4本形成されることができる。また、ロボットアーム2bにおける、基板の搬出入方向に沿う方向の長さは、基板をロボットアーム2b上に確実に載置して搬送することができるように基板より長く形成される。
The
ロボットアーム2bの垂直方向における厚みは、後述するチャンバ10のカセット20に設けられた基板支持ピンの高さよりも薄く形成されている。このようにすることで、基板をロボットアーム2b上に載置して、チャンバ10へと搬送し、基板をチャンバ10内のカセット20における基板支持ピン上に移設する際に、基板を落下させることなくスムーズにロボットアーム2b上から基板支持ピン上に移設することができる。
The thickness of the
つまり、基板に集中荷重などがかかることなく確実に移設することができる。また、基板の処理が完了した後、チャンバ10から搬出する際に基板支持ピンにより形成される基板と後述する支持部21との間の隙間にロボットアーム2bを挿通することができるため、基板をロボットアーム2b上に確実に移設することができる。
That is, the substrate can be reliably relocated without applying a concentrated load or the like. Further, after the processing of the substrate is completed, the
トランスファチャンバ2および各チャンバ10〜10Eには、真空状態に保持できるように、図示しない真空ポンプが接続されている。また、トランスファチャンバ2および各チャンバ10〜10Eには、所定の雰囲気ガスを供給するガス供給部を接続することができる。
A vacuum pump (not shown) is connected to the transfer chamber 2 and each of the
特に、チャンバ10には、図示しない窒素ガス供給部が設けられてもよい。窒素ガス供給部より窒素ガスをチャンバ10内に供給すると、例えば、加熱処理をする際に、基板の昇温速度を速めることができる。また、このときチャンバ10内の圧力は100Pa程度に保持できるように構成されることができる。
In particular, the
また、トランスファチャンバ2には、排気口が形成されてもよい。排気口は、トランスファチャンバ2におけるチャンバ10との境界部近傍に形成さる。排気口により、トランスファチャンバ2内の排気をすることができるとともに、後述するシャッタ15a,16aが開状態に保持されているときには、チャンバ10内の排気をすることが可能となる。
この場合、チャンバ10に排気手段を設ける必要がなくなりコスト低減できる。また、チャンバ10からトランスファチャンバ2に流出した高温の窒素ガスは、搬送ロボット2aに到達する前に排気口から排出されるので、高温の窒素ガスによる搬送ロボットへの悪影響を防止することができる。
Further, an exhaust port may be formed in the transfer chamber 2. The exhaust port is formed in the vicinity of the boundary portion of the transfer chamber 2 with the
In this case, it is not necessary to provide the exhaust means in the
本実施形態に係る基板処理装置1としては、チャンバ10が複数枚の基板に対して同時に加熱処理を施すものとして説明する。
チャンバ10における処理は熱処理に限定されない。また、チャンバ10A〜10Eは、チャンバ10と同じ処理を施す同じ構成としてもよいし、異なる処理を施す処理室として異なる構成とすることもできる。チャンバ10と異なる処理としては、成膜、エッチング、洗浄等を挙げることができる。
The substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment will be described assuming that the
The treatment in the
図2は、本実施形態の基板処理装置におけるチャンバを示す側断面図である。
チャンバ10は、図1及び図2に示すように、平面視して略矩形断面を有するとともに、鉛直方向の断面形状が略矩形とされている。チャンバ10は、密閉可能とされている。
FIG. 2 is a side sectional view showing a chamber in the substrate processing apparatus of this embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
チャンバ10は、図2に示すように、天井部11aと、天井部11aと平行な底部12aと、平面視して天井部11aと底部12aとの輪郭に沿って立設された側部11b、12eとを有する。また、図2には示されないが、平面視して天井部11aと底部12aとの輪郭に沿って立設された別の側部がある。
As shown in FIG. 2, the
チャンバ10の側部12eには、図2に示すように、後述するように基板を出し入れする搬出入口15,16が設けられる。搬出入口15,16は、上下方向に離間して、例えば2箇所設けられる。なお、搬出入口15,16の設置数はこれに限定されるものではなく、1箇所でもよく、3箇所以上でもよい。
As shown in FIG. 2, the
搬出入口15,16には、それぞれ開閉可能なシャッタ15a,16aが設けられる。
シャッタ15a,16aは、いずれもシャッタ駆動部15b,16bによって開閉可能とされている。
The
シャッタ駆動部15bが、シャッタ15aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2bを搬出入口15に対応する高さ位置まで移動して、ロボットアーム2bに支持された基板を搬出入口15からチャンバ10内に搬出入可能とされる。
When the
シャッタ駆動部16bが、シャッタ16aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2bを搬出入口16に対応する高さ位置まで移動して、ロボットアーム2bに支持された基板を搬出入口16からチャンバ10内に搬出入可能とされる。
When the
チャンバ10の内部には、図2に示すように、処理する基板を複数支持するカセット20が設けられる。
カセット20は、図2に示すように、略矩形の支持部21が上下方向に複数設けられる。複数の支持部21は、ほぼ等しい輪郭形状を有する。複数の支持部21は、互いに上下方向に離間して配置される。
As shown in FIG. 2, a
As shown in FIG. 2, the
複数の支持部21は、ほぼ等しい上下方向の離間距離を有する。複数の支持部21は、例えばその四隅に立設された支持柱22によって、互いの上下間隔を維持される。
支持柱22は、上下方向における複数の支持部21間の離間を維持可能であれば、この構成に限るものではない。
The plurality of
The
本実施形態のカセット20においては、支持部21が6段配置される。したがって、本実施形態のカセット20においては、6枚の基板を支持して同時に処理することが可能とされる。なお、支持部21の段数はこれに限定されるものではない。
In the
複数の支持部21は、それぞれの上に基板を載置可能とされている。複数の支持部21は、いずれも、載置する基板よりもやや大きい輪郭形状とされる。
A substrate can be placed on each of the plurality of
また、複数の支持部21は、それぞれの上に載置された基板を加熱する図示略のヒータを備えている。支持部21に備えられたヒータは、いずれも、基板の全面で等しい加熱状態となるように配置される。具体的には、支持部に備えられたヒータは、支持部の全面に対応した配置とされることができる。
Further, the plurality of
ヒータは、例えば、カーボンからなる板状部材を2枚重ね合わせ、その板状部材どうしの間にシースヒータが挟持された構成としたものを用いることができる。ヒータは、チャンバ10の外部に設けられた図示しないヒータ電源よりシースヒータに電圧を印加することで、加熱されるように構成されている。加熱されたヒータからの輻射熱により基板を加熱できるように構成されている。
As the heater, for example, a heater in which two plate-shaped members made of carbon are laminated and a sheath heater is sandwiched between the plate-shaped members can be used. The heater is configured to be heated by applying a voltage to the sheath heater from a heater power supply (not shown) provided outside the
なお、カセット20は、最上部の支持部21の上側に、支持部21とほぼ同じ輪郭形状のヒータ21aを有する。ヒータ21aは、支持柱22によって最上部の支持部21との上下間隔を維持される。ヒータ21aと最上部の支持部21との上下間隔は、上下方向に隣り合う支持部21と支持部21との上下間隔と等しく設定される。ヒータ21aは、ヒータと略同等の構成を有する。
The
カセット20の最上部のヒータ21a、および、各段の支持部21に備えられたヒータは、図示しないヒータ線を介して、チャンバ10の外部に設けられたヒータ電源から加熱電力を供給される。
The
支持部21の上面位置には、載置された基板を支持する基板支持ピンを有していてもよい。基板支持ピンは、ヒータの上面に複数取り付けられており、基板を載置したときに、基板の自重による撓みを最小限に抑制すべく適正な位置に取り付けられている。また、基板支持ピンは、平面視して搬送ロボット2aのロボットアーム2bと干渉しない位置に設けられている。
A substrate support pin that supports the mounted substrate may be provided at the upper surface position of the
基板支持ピンは、支持部21上に取り付けられた支柱と、支柱の上部に設けられたローラとを備えている。ローラは、その中心軸を中心に回転可能に構成されている。ローラの中心軸は水平方向に延在する。このローラに基板が載置されることにより、基板が加熱により熱伸びする際に、基板に傷が発生することを防止することができる。
The board support pin includes a support column mounted on the
それぞれの基板支持ピンは、ローラの回転方向が基板の中心からそれぞれの基板支持ピンへ指向する方向に沿うように配置されている。つまり、基板が加熱されたときに、基板の熱伸び方向に対応するように基板支持ピンを配置する。なお、基板の中心に対応する位置の基板支持ピンはローラを設けず、固定されたピンとしてもよい。このように構成することで、基板を加熱しても基板の中心位置がずれなくなり、加熱が完了した基板を搬出入する際に、位置合わせをすることなく、確実に基板を搬出することができる。 Each substrate support pin is arranged so that the rotation direction of the roller is directed from the center of the substrate to each substrate support pin. That is, when the substrate is heated, the substrate support pins are arranged so as to correspond to the thermal expansion direction of the substrate. The substrate support pin at a position corresponding to the center of the substrate may be a fixed pin without providing a roller. With this configuration, the center position of the substrate does not shift even when the substrate is heated, and when the heated substrate is carried in and out, the substrate can be reliably carried out without alignment. ..
カセット20の最下層(底部)となる支持部21の下側位置には、図2に示すように、昇降軸23が下向きに延在するように接続される。昇降軸23は、平面視した支持部21の中央位置に接続される。
As shown in FIG. 2, the elevating
昇降軸23は、チャンバ10の底部12aに設けられた貫通部12gを貫通する。昇降軸23は、貫通部12gを上下方向に摺動可能とされる。貫通部12gは、昇降軸23の外周面との間で摺動可能にシールされている。
昇降軸23は中空状とされる。昇降軸23の内部には、支持部21に備えられたヒータと、チャンバ10外部に設けられたヒータ電源とを接続する複数本のヒータ線が全て通される。
The elevating
The elevating
昇降軸23の内部は、チャンバ10内部と連通している。昇降軸23の内部における下端部には図示略のシールフランジが設けられる。シールフランジは、昇降軸23における下端部で、昇降軸23の内部を密閉可能にシールしている。
The inside of the elevating
昇降軸23は、図2に示すように、昇降駆動部30に接続されている。
昇降駆動部30は、カセット20をチャンバ10内で昇降させる。昇降駆動部30は、昇降軸23の下端を支持する昇降支持部31と、昇降支持部31を上下方向に位置規制して昇降するボールネジ32,32と、ボールネジ32を回転駆動する昇降回転部33と、を有する。
As shown in FIG. 2, the elevating
The elevating
ボールネジ32は、鉛直方向に立設される。ボールネジ32は、昇降支持部31を上下方向に貫通する貫通孔31aに螺合されている。
昇降回転部33によってボールネジ32を回転することで、昇降支持部31が上下方向に位置規制した状態で昇降する。これにより、昇降駆動部30が昇降軸23を昇降する。
昇降駆動部30と昇降軸23とは、昇降機構を構成している。
The ball screw 32 is erected in the vertical direction. The ball screw 32 is screwed into a through
By rotating the
The elevating
昇降駆動部30によって昇降軸23を昇降することで、チャンバ10内でカセット20が上下方向に移動される。昇降機構の動作は、制御部100によって制御される。
The
カセット20が、チャンバ10内で最も上側位置に移動された場合を考える。
この場合、図2に示すように、最下段となる支持部21は、搬出入口16に対応する高さ位置となる。同時に、下から4段目、上から3段目となる支持部21は、搬出入口15に対応する高さ位置となる。
Consider the case where the
In this case, as shown in FIG. 2, the
この状態で、シャッタ駆動部15bが、シャッタ15aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2bを搬出入口15に対応する高さ位置まで移動する。そして、ロボットアーム2bに支持された基板を搬出入口15から上から3段目となる支持部21に搬出入可能である。
In this state, when the
同様に、シャッタ駆動部16bが、シャッタ16aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2bを搬出入口16に対応する高さ位置まで移動する。そして、ロボットアーム2bに支持された基板を搬出入口16から最下段となる支持部21に搬出入可能である。
Similarly, when the
さらに、多段とされた支持部21における一段分だけ、カセット20がチャンバ10内で下側に移動された場合を考える。
この場合、上から5段目、下から2段目となる支持部21は、搬出入口16に対応する高さ位置となる。同時に、下から5段目、上から2段目となる支持部21は、搬出入口15に対応する高さ位置となる。
Further, consider a case where the
In this case, the
この状態で、シャッタ駆動部15bが、シャッタ15aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2bを搬出入口15に対応する高さ位置まで移動する。そして、ロボットアーム2bに支持された基板を搬出入口15から上から2段目となる支持部21に搬出入可能である。
In this state, when the
同様に、シャッタ駆動部16bが、シャッタ16aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2bを搬出入口16に対応する高さ位置まで移動する。そして、ロボットアーム2bに支持された基板を搬出入口16から下から2段目となる支持部21に搬出入可能である。
Similarly, when the
さらに、多段とされた支持部21における一段分だけ、カセット20がチャンバ10内で下側に移動された場合を考える。
この場合、上から4段目、下から3段目となる支持部21は、搬出入口16に対応する高さ位置となる。同時に、最上段となる支持部21は、搬出入口15に対応する高さ位置となる。
Further, consider a case where the
In this case, the
この状態で、シャッタ駆動部15bが、シャッタ15aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2b及びロボットハンド2cを搬出入口15に対応する高さ位置まで移動する。そして、ロボットハンド2cに支持された基板を搬出入口15から最上段となる支持部21に搬出入可能である。
In this state, when the
同様に、シャッタ駆動部16bが、シャッタ16aを開放した際には、搬送ロボット2aが、上下動装置によってロボットアーム2bを搬出入口16に対応する高さ位置まで移動する。そして、ロボットアーム2bに支持された基板を搬出入口16から下から3段目となる支持部21に搬出入可能である。
Similarly, when the
昇降駆動部30によって昇降軸23を昇降する際には、チャンバ10内でカセット20が上下方向に移動可能な空間が形成されていることが必要である。
したがって、チャンバ10の高さ寸法は、チャンバ10内でカセット20を上下方向に移動可能とする空間高さに規定される。
本実施形態では、複数の搬出入口15,16において、その高さ位置を上述するように設定したことで、チャンバ10の高さ寸法を小さくできる。
When the elevating
Therefore, the height dimension of the
In the present embodiment, the height dimension of the
次に、基板をチャンバ10に対して搬出入する動作について詳細に説明する。
本実施形態の基板処理装置1では、上述のように、ロボットアーム2bが、水平方向に移動して搬出入口15、16からチャンバ10内に挿入可能とされ、かつ、カセット20内において上昇または下降が可能とされている。また、制御部100は、搬送ロボット2a及び昇降駆動部30の動作を制御することができるようになっている。具体的には、制御部100は、カセット20内においてロボットアーム2bを下降させる場合は昇降機構によってカセット20を上昇させ、カセット20内においてロボットアーム2bを上昇させる場合は昇降機構によってカセット20を下降させる。
Next, the operation of loading and unloading the substrate to and from the
In the substrate processing device 1 of the present embodiment, as described above, the
カセット20内においてロボットアーム2bを下降させる場合とは、基板をカセット20内に設置する場合である。この場合は、昇降機構によってカセット20を上昇させることで、ロボットアーム2bに保持された基板と、カセット20内に設置された支持部21とを相互に接近させる。これにより、ロボットアーム2bの下降時の変位量を少なくする。
The case where the
また、カセット20内においてロボットアーム2bを上昇させる場合とは、基板をカセット20から取り出す場合である。この場合は、昇降機構によってカセット20を下降させることで、ロボットアーム2bに保持された基板と、カセット20内に設置された支持部21とを相互に離間させる接近させる。これにより、ロボットアーム2bの上昇時の変位量を少なくする。
The case where the
以下、図3及び図4を参照して、基板処理装置1の動作をより詳細に説明する。図3及び図4では、搬出入口15に対する搬出入動作を説明するが、搬出入口16に対する搬出入動作も同様である。
Hereinafter, the operation of the substrate processing apparatus 1 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. Although the loading / unloading operation with respect to the loading / unloading
まず、図3に基づき、カセット20から基板を搬出する動作を説明する。図3(a)は、チャンバ10内のカセット20の支持部21に基板Kが載置されている状態を示す。基板Kは、チャンバ10内において各種の処理が施された状態にある。支持部21の上面には複数の基板支持ピン21bが備えられており、基板支持ピン21bの上に基板Kが載せられている。基板Kと支持部21とは基板支持ピン21bによって離間されており、基板Kと支持部21との間にロボットアーム2bが挿入可能な空間が設けられている。なお、図3(a)には、上段側の支持部21も図示している。チャンバ10の側部12eに設けられた搬出入口15は開口されている。
First, the operation of carrying out the substrate from the
次に、図3(b)に示すように、制御部100の指令に基づき、搬出入口15からロボットアーム2bをチャンバ10内のカセット20に挿入させる。ロボットアーム2bは、カセット20内の支持部21と基板Kとの間の空間、すなわち基板Kよりも低い位置に向けて水平方向から挿入させる。
Next, as shown in FIG. 3B, the
次に、図3(c)に示すように、制御部100の指令に基づき、ロボットアーム2bをカセット20内で上昇させる。また、制御部100の指令に基づき、昇降機構によりカセット20を下降させる。ロボットアーム2bが上昇し、また、カセット20が下降する間に、ロボットアーム2bと基板Kとが相互に接近して接触し、基板支持ピン21bからロボットアーム2bに基板Kが受け渡される。そして、ロボットアーム2bに保持された基板Kは、基板保持ピン21aから離間される。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3(d)に示すように、制御部100の指令に基づき、ロボットアーム2bを基板Kとともにチャンバ10及びカセット20から引き出す。ロボットアーム2bは、水平方向に引き出される。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図4に基づき、カセット21に基板を搬入する動作を説明する。
まず、図4(a)に示すように、制御部100の指令に基づき、搬出入口15からロボットアーム2bを基板Kとともにチャンバ10のカセット20内に挿入させる。ロボットアーム2bは、カセット20内の支持部21の上方の空間であって、基板Kの設置予定位置よりも上側の位置に向けて水平方向から挿入させる。
Next, the operation of carrying the substrate into the
First, as shown in FIG. 4A, the
次に、図4(b)に示すように、制御部100の指令に基づき、ロボットアーム2bを基板Kとともにカセット20内で下降させる。また、制御部100の指令に基づき、昇降機構によりカセット20を上昇させる。ロボットアーム2bとともに基板Kが下降し、また、カセット20が上昇する間に、基板Kと支持部21が相互に接近して基板Kと基板保持ピン21aとが接触し、ロボットアーム2bから基板支持ピン21bに基板Kが受け渡される。そして、ロボットアーム2bは基板Kから離間される。
Next, as shown in FIG. 4B, the
次に、図4(c)に示すように、制御部100の指令に基づき、チャンバ10の搬出入口15からロボットアーム2bを引き出す。ロボットアーム2bは、水平方向に引き出される。そして、図4(d)に示すように、支持部21の基板支持ピン21bに載せられた基板Kに対して、各種の処理が開始される。
Next, as shown in FIG. 4C, the
次に、比較のため、従来の基板処理装置における動作について図5を参照して説明する。従来の基板処理装置では、ロボットアームのみがカセット内において上下動し、カセット自体は上下動しない構成とされている。従来の基板処理装置の動作は、基板をチャンバから取り出す動作のみについて説明する。 Next, for comparison, the operation in the conventional substrate processing apparatus will be described with reference to FIG. In the conventional substrate processing apparatus, only the robot arm moves up and down in the cassette, and the cassette itself does not move up and down. The operation of the conventional substrate processing apparatus describes only the operation of removing the substrate from the chamber.
図5(a)は、チャンバ内のカセット220の支持部221に基板Kが載置されている状態を示す。従来の基板処理装置では、図5(b)に示すように、搬出入口215からロボットアーム202bをカセット内に挿入させる。ロボットアーム202bは、カセット220内の支持部221と基板Kとの間の空間、すなわち基板Kよりも低い位置に向けて水平方向から挿入させる。
FIG. 5A shows a state in which the substrate K is placed on the
次に、図5(c)に示すように、ロボットアーム202bを上昇させて、ロボットアーム202bを基板Kに接触させる。更にロボットアーム202bを上昇させることで、支持部221の基板支持ピン221bからロボットアーム202bに基板を受け渡す。
Next, as shown in FIG. 5C, the
次いで、図5(d)に示すように、基板Kが基板支持ピン221bから十分に離間された後、基板Kを保持したままのロボットアーム202bを、チャンバの搬出入口215から水平方向に引き出す。このようにして、カセット220から基板Kを搬出する。
Then, as shown in FIG. 5D, after the substrate K is sufficiently separated from the substrate support pin 221b, the
本実施形態の基板処理装置1のカセット20内におけるロボットアーム2bの上昇時の変位または下降時の変位量(以下、変位量という)をΔL1とし、従来の基板処理装置におけるロボットアーム202aの上昇時の変位量または下降時の変位量(変位量)をΔL2とすると、本実施形態の変位量ΔL1は、従来の変位量ΔL2に比べて小さくなる。これは、ロボットアーム2bが上昇または下降する際に、カセット21がロボットアーム2bの動く方向とは逆方向に動くためである。このように、本実施形態では、ロボットアーム2bの変位量ΔL1が従来の変位量ΔL2よりも小さくなるため、搬出入口15、16の高さ方向の寸法を小さくすることができ、これにより、搬出入口15、16の開口面積を小さくすることができる。
The displacement of the
以上説明したように、本実施形態の基板処理装置1によれば、制御部100が、カセット20内においてロボットアーム2bを下降させる場合はカセット20を上昇させ、カセット20内においてロボットアーム2bを上昇させる場合はカセット20を下降させるので、従来の基板搬送装置に比べて、基板Kをチャンバ10に搬出入する際のロボットアーム2bの上昇時の変位量及び下降時の変位量を小さくすることができ、これにより、搬出入口15、16の開口面積を小さくすることができる。これにより、チャンバ10の搬出入口15、16の開閉機構に対する熱負荷を軽減することができ、チャンバ10のメンテナンス頻度を少なくして、基板処理の生産性を向上させることができる。
As described above, according to the substrate processing device 1 of the present embodiment, when the
また、本実施形態の基板処理装置1によれば、カセット21から基板Kを搬出する動作として、制御部100が、ロボットアーム2bをカセット20内に挿入させた後に、ロボットアーム2bを上昇させて基板Kの下から持ち上げるとともに、昇降機構によってカセット20を下降させるので、従来の基板搬送装置に比べてロボットアーム2bの上昇時の変位量を小さくすることができる。これにより、搬出入口15、16の開口面積を小さくすることでき、また、基板Kの搬出時間を短縮することもできる。
Further, according to the substrate processing device 1 of the present embodiment, as an operation of carrying out the substrate K from the
また、本実施形態の基板処理装置1によれば、カセット21に基板Kを搬入する動作として、制御部100が、基板Kを保持したロボットアーム2bをカセット20内に挿入させた後に、ロボットアーム2bを下降させて基板Kをカセット20内に載置するとともに、昇降機構によってカセット20を上昇させるので、従来の基板搬送装置に比べてロボットアーム2bの下降時の変位量を小さくすることができる。これにより、搬出入口15、16の開口面積を小さくすることでき、また、基板Kの搬入時間を短縮することもできる。
Further, according to the substrate processing device 1 of the present embodiment, as an operation of carrying the substrate K into the
1…基板処理装置、2a…搬送ロボット、2b…ロボットアーム、12e…側面部、15、16…搬出入口、10…チャンバ、20…カセット、100…制御部、K…基板。 1 ... Substrate processing device, 2a ... Transfer robot, 2b ... Robot arm, 12e ... Side surface, 15, 16 ... Carry-in / out port, 10 ... Chamber, 20 ... Cassette, 100 ... Control unit, K ... Substrate.
Claims (3)
前記カセットを密閉可能に収納するチャンバと、
前記カセットを前記チャンバ内で昇降させる昇降機構と、
前記基板を前記カセットに対して搬出入する搬送ロボットと、
前記昇降機構及び前記搬送ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、
前記チャンバの側面部には、前記基板を前記カセットに搬出入する際に開口する搬出入口が設けられ、
前記搬送ロボットには、前記基板が載置されるロボットアームが備えられ、
前記ロボットアームは、水平方向に移動して前記搬出入口から前記カセット内に挿入可能とされ、かつ、前記カセット内において上昇または下降が可能とされ、
前記制御部は、前記カセット内において前記ロボットアームを下降させる場合は前記昇降機構によって前記カセットを上昇させ、前記カセット内において前記ロボットアームを上昇させる場合は前記昇降機構によって前記カセットを下降させることを特徴とする基板処理装置。 A cassette that stores multiple boards in multiple stages,
A chamber that houses the cassette so that it can be sealed,
An elevating mechanism that elevates and elevates the cassette in the chamber,
A transfer robot that carries in and out the substrate to and from the cassette,
The elevating mechanism and the control unit for controlling the operation of the transfer robot are provided.
The side surface of the chamber is provided with a carry-in / out port that opens when the substrate is carried in / out of the cassette.
The transfer robot is provided with a robot arm on which the substrate is placed.
The robot arm can move in the horizontal direction and can be inserted into the cassette from the carry-in / out port, and can be raised or lowered in the cassette.
When the robot arm is lowered in the cassette, the control unit raises the cassette by the elevating mechanism, and when raising the robot arm in the cassette, the control unit lowers the cassette by the elevating mechanism. A featured substrate processing device.
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