JP4207530B2 - Conveyance mechanism for workpieces - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carrying mechanism for workpieces whereby such carrying operations as the replacements of the two workpieces can be performed rapidly without any elevating mechanism. <P>SOLUTION: The carrying mechanism for carrying workpieces W while holding them thereby has three rotational shafts 50, 52, 54, a base member 68 attached to one of the three rotational shafts, guide rails 70A, 70B attached to the base member, moving objects 72A, 72B for moving along the rails, holding members 74A, 74B coupled to the moving objects, arms 78A, 78B coupled to the other respective rotational shafts, and motional-direction converting mechanisms 76A, 76B for converting the rotational motions of the arms into the linear motions of the moving objects. Thereby, the rotational motions of the rotational shafts are so converted into the linear motions of the respective holding members as to move the holding members linearly. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体の搬送機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理室を、共通の搬送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すことなく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラスタ化された処理システムが、すでに知られている。
【0003】
この種の処理システムにあっては、例えば処理システムの前段に設けてある被処理体の導入ポートに設置したカセット容器より搬送機構を用いて半導体ウエハを取り出してこれを処理システムの導入側搬送室内へ取り込み、そして、このウエハを、位置合わせを行うオリエンタにて位置合わせを行った後に、真空引き可能になされたロードロック室内へ搬入し、更にこのウエハを複数の真空になされた処理室が周囲に連結された真空雰囲気の共通搬送室に他の搬送機構を用いて搬入し、この共通搬送室を中心として上記ウエハを各処理室に対して順次導入して処理を連続的に行うようになっている。そして、処理済みのウエハは、例えば元の経路を通って元のカセット容器へ収容される。
【0004】
ところで、上記したように、この種の処理システムにあっては、内部に単数、或いは複数の搬送機構を有しており、ウエハの受け渡し、及び搬送はこれらの搬送機構により自動的に行われる。
この搬送機構は、例えば水平移動、屈伸、旋回及び昇降自在になされた多関節アームよりなり、このアーム先端に設けたピックでウエハを直接的に保持して搬送位置まで水平移動してウエハを所定の位置まで搬送するようになっている。
【0005】
上記した従来の搬送機構としては、以下のようなものが知られている。
特開平3−19252号公報(特許文献1)には、回転軸に連結されたピボットアームを用いて回転運動を直接運動に変換し、スライドレールに沿って直線運動するピボットアームの先端にピックを設け、このピックで半導体ウエハを保持して搬送するようにした搬送機構が開示されている。
特開平4−129685号公報(特許文献2)には、互いに180度反対方向へ進退する、いわゆるフロッグレグタイプになされた2つの多関節アーム機構を旋回可能に設け、各アームの先端にウエハを保持するピックを設けて2つのウエハを搬送できるようにした搬送機構が開示されている。
特開平6−338554号公報(特許文献3)には、並設されて異軸構造になされた2つの回転軸に、それぞれ独立して屈曲する多関節アームを設け、各アームの先端のピックでウエハを搬送するようにした搬送機構が開示されている。この場合、2つのピックは互いに干渉を避けるために、互いに高さを異ならせてそれぞれアームに取り付けられている。
【0006】
【特許文献1】
特開平3−19252号公報(第4−5頁、図1−図4)。
【特許文献2】
特開平4−129685号公報(第2頁、図1)。
【特許文献3】
特開平6−338554号公報(第2−3頁、図1−図3)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献1に示す搬送機構にあっては、ウエハを保持するピックが1つであるため、ウエハの交換作業に時間を要する、といった問題点があった。
また、上記特許文献2に示す搬送機構にあっては、2つのピックが180度異なる方向に進退するような構造になっているため、処理済みのウエハを取り出して搬出し、そこに未処理のウエハを搬入するためには、この搬送機構全体を180度旋回する必要があり、従って、特許文献1に示す搬送機構よりはスループットが改善されているが、この場合にもウエハの交換にかなりの時間を要す、といった問題があった。
【0008】
更に、上記特許文献3に示す搬送機構にあっては、2つのピックの水平レベル位置が異なるので、同一水平レベルの位置に対してウエハの交換を行うためには、この搬送機構自体を昇降させる昇降機構を設けなければならず、装置自体の複雑化を余儀なくされてしまう、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、昇降機構を設けることなく2つの被処理体の交換等の搬送操作を迅速に行うことが可能な被処理体の搬送機構及び処理システムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、回転可能になされた第1から第3の3本の回転軸と、前記第3の回転軸に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられた第1及び第2の案内レールと、前記第1の案内レールに沿って移動する第1の移動体と、前記被処理体を保持するために前記第1の移動体に連結された第1の保持部材と、前記第1の回転軸に連結される第1のアームと、前記第1のアームの回転運動を前記第1の移動体の直線運動に変換する第1の運動方向変換機構と、前記第2の案内レールに沿って移動する第2の移動体と、前記被処理体を保持するために前記第2の移動体に連結された第2の保持部材と、前記第2の回転軸に連結される第2のアームと、前記第2のアームの回転運動を前記第2の移動体の直線運動に変換する第2の運動方向変換機構とを備え、前記ベース部材の上面には前記第1の案内レールが設けられ、下面には前記第2の案内レールが設けられることを特徴とする被処理体の搬送機構である。
【0010】
このように、旋回可能になされたベース部材に、第1及び第2の案内レールをそれぞれ設け、これらの案内レールに沿って移動する第1及び第2の移動体に被処理体を保持する第1及び第2の保持部材をそれぞれ設け、第1及び第2の回転軸の回転運動を直線運動に変換して上記各保持部材を直線移動させるようにしたので、被処理体の交換作業等の搬送操作を迅速に行うことが可能となる。
【0011】
請求項2の発明は、被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、回転可能になされた第1から第3の3本の回転軸と、前記第3の回転軸に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられた第1及び第2の案内レールと、前記第1の案内レールに沿って移動する第1の移動体と、前記被処理体を保持するために前記第1の移動体に連結された第1の保持部材と、前記第1の回転軸に連結される第1のアームと、前記第1のアームの回転運動を前記第1の移動体の直線運動に変換する第1の運動方向変換機構と、前記第2の案内レールに沿って移動する第2の移動体と、前記被処理体を保持するために前記第2の移動体に連結された第2の保持部材と、前記第2の回転軸に連結される第2のアームと、前記第2のアームの回転運動を前記第2の移動体の直線運動に変換する第2の運動方向変換機構とを備え、前記ベース部材の上面または下面のいずれか一方には、前記第1及び第2の案内レールが設けられ、前記第1及び第2の案内レールは互いに異なった高さ位置に配置されることを特徴とする被処理体の搬送機構である。
請求項3の発明は、被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、回転可能になされた第1から第3の3本の回転軸と、前記第3の回転軸に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられた第1及び第2の案内レールと、前記第1の案内レールに沿って移動する第1の移動体と、前記被処理体を保持するために前記第1の移動体に連結された第1の保持部材と、前記第1の回転軸に連結される第1のアームと、前記第1のアームの回転運動を前記第1の移動体の直線運動に変換する第1の運動方向変換機構と、前記第2の案内レールに沿って移動する第2の移動体と、前記被処理体を保持するために前記第2の移動体に連結された第2の保持部材と、前記第2の回転軸に連結される第2のアームと、前記第2のアームの回転運動を前記第2の移動体の直線運動に変換する第2の運動方向変換機構とを備え、前記第1の運動方向変換機構は、前記第1の移動体に設けられた第1の補助案内レールと、前記第1の補助案内レールに沿って移動可能に設けられると共に前記第1のアームの先端に回動自在に取り付けられた第1の補助移動体とよりなり、前記第2の運動方向変換機構は、前記第2の移動体に設けられた第2の補助案内レールと、前記第2の補助案内レールに沿って移動可能に設けられると共に前記第2のアームの先端に回動自在に取り付けられた第2の補助移動体とよりなることを特徴とする被処理体の搬送機構である
この場合、例えば請求項4に規定するように、前記第1及び第2の保持部材の先端には、前記被処理体を直接的に保持する第1及び第2のピックをそれぞれ有し、前記第1及び第2の保持部材の一方には、前記第1及び第2のピックを互いに実質的に同一水平レベルに位置させるための段部が形成されている。
【0012】
また、例えば請求項5に規定するように、前記第1及び第2の案内レールは、互いに所定の角度だけ異なった方向に向けられている。
また、例えば請求項6に規定するように前記第1及び第2の案内レールは、同一平面にあると仮定した場合に互いに交差するように配置される。これによれば、搬送機構の最小旋回半径を大きくすることなく、被処理体を保持する保持部材の移動距離を大きくすることができる。
また、例えば請求項7に規定するように、前記第1と第2の案内レールの開き角度を調整するための調整手段が設けられている
また、例えば請求項8に規定するように、前記第1と第2の補助案内レールは、前記第1と第2の案内レールに対してそれぞれ直交するように配置されている。
【0013】
また、例えば請求項9に規定するように、前記第1から第3の回転軸は、第3の回転軸に中に第1及び第2の回転軸が並列させて異軸構造で設けられている。
請求項10に係る発明は、被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、回転可能になされた第1及び第2の回転軸と、前記第2の回転軸に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられた案内レールと、前記案内レールに沿って移動する移動体と、前記被処理体を保持するために前記移動体に連結された保持部材と、前記第1の回転軸に連結されるアームと、前記アームの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する運動方向変換機構とを備え、前記運動方向変換機構は、前記移動体に設けられ、且つ前記案内レールと略直交するように設けられた補助案内レールと、前記補助案内レールに沿って移動可能に設けられると共に前記アームの先端に回動自在に取り付けられた補助移動体とよりなることを特徴とする被処理体の搬送機構である。
従って、被処理体を保持する保持部材が進退動作を開始するとき、または停止するときには、保持部材の速度を小さくすることができ、且つ保持部材が進退動作中においては、その速度を速くすることができる。この結果、搬送のスループットを低下させることなく被処理体を安全確実に搬送することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る被処理体の搬送機構の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明の被処理体の搬送機構を設けた処理システムの一例を示す構成図、図2は本発明の被処理体の搬送機構を示す斜視図、図3は図2に示す搬送機構の上面図、図4は図2に示す搬送機構の下面図、図5は搬送機構の軸受構造を示す概略断面図、図6は搬送機構の動作を示す動作説明図である。
【0015】
まず、上記処理システムについて説明する。
図1に示すように、この処理システム2は、複数、例えば4つの処理室4A、4B、4C、4Dと、略六角形状の真空引き可能になされた共通搬送室6と、ロードロック機能を有する真空引き可能になされた第1及び第2ロードロック室8A、8Bと、細長い導入側搬送室10とを主に有している。
具体的には、略六角形状の上記共通搬送室6の4辺に上記各処理室4A〜4Dが接合され、他側の2つの辺に、上記第1及び第2ロードロック室8A、8Bがそれぞれ接合される。そして、この第1及び第2ロードロック室8A、8Bに、上記導入側搬送室10が共通に接続される。
【0016】
上記共通搬送室6と上記4つの各処理室4A〜4Dとの間及び上記共通搬送室6と上記第1及び第2ロードロック室8A、8Bとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブGが介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて共通搬送室6内と連通可能になされている。また、上記第1及び第2各ロードロック室8A、8Bと上記導入側搬送室10との間にも、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブGが介在されている。
【0017】
上記4つの処理室4A〜4D内には、それぞれ被処理体としての半導体ウエハを載置するサセプタ12A〜12Dが設けられており、被処理体である半導体ウエハWに対して同種の、或いは異種の処理を施すようになっている。そして、この共通搬送室6内においては、上記2つの各ロードロック室8A、8B及び4つの各処理室4A〜4Dにアクセスできる位置に、進退及び旋回可能になされた第2搬送機構14が設けられており、これは2つのピック14A、14Bを有しており、このピック14A、14Bにウエハを保持して一度に2枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、この第2搬送機構14の詳しい構造については後述する。
【0018】
上記導入側搬送室10は、横長の箱体により形成されており、この横長の一側には、被処理体である半導体ウエハを導入するための1つ乃至複数の、図示例では3つの搬入口16が設けられ、各搬入口16には、開閉可能になされた開閉ドア21が設けられる。そして、この各搬入口16に対応させて、導入ポート18A、18B、18Cがそれぞれ設けられ、ここにそれぞれ1つずつカセット容器20を載置できるようになっている。各カセット容器20には、複数枚、例えば25枚のウエハWを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっている。
【0019】
この導入側搬送室10内には、ウエハWをその長手方向に沿って搬送するための導入側搬送機構である第1搬送機構22が設けられる。この第1搬送機構22は、導入側搬送室10内を長さ方向に沿って延びるように設けた案内レール24上にスライド移動可能に支持されている。この案内レール24には、移動機構として例えばエンコーダを有するリニアモータが内蔵されており、このリニアモータを駆動することにより上記第1搬送機構22は案内レール24に沿って移動することになる。
【0020】
また、上記第1搬送機構22は、上下2段に配置された2つの多関節アーム32、34を有している。この各多関節アーム32、34の先端にはそれぞれ2股状になされたピック22A、22Bを取り付けており、このピック22A、22B上にそれぞれウエハWを直接的に保持するようになっている。従って、各多関節アーム32、34は、この中心より半径方向へ屈伸自在及び昇降自在になされており、また、各多関節アーム32、34の屈伸動作は個別に制御可能になされている。上記多関節アーム32、34の各回転軸は、それぞれ基台36に対して同軸状に回転可能に連結されており、例えば基台36に対する旋回方向へ一体的に回転できるようになっている。尚、ここで上記多関節アーム32、34は2つではなく、1つのみ設ける場合もある。
【0021】
また、導入側搬送室10の他端には、ウエハの位置合わせを行なうオリエンタ26が設けられ、更に、導入側搬送室10の長手方向の途中には、前記2つのロードロック室8A、8Bがそれぞれ開閉可能になされた前記ゲートバルブGを介して設けられる。
上記オリエンタ26は、回転台28を有しており、この上にウエハWを載置した状態で回転するようになっている。この回転台28の外周には、ウエハWの周縁部を検出するための光学センサ30が設けられ、これによりウエハWの位置決め切り欠き、例えばノッチやオリエンテーションフラットの位置方向やウエハWの中心の位置ずれ量を検出できるようになっている。
【0022】
また、上記第1及び第2ロードロック室8A、8B内には、ウエハWを一時的に載置するためにウエハ径よりも小さい直径の載置台38A、38Bがそれぞれ設置されている。そして、この処理システム2の動作全体の制御、例えば各搬送機構14、22やオリエンタ26等の動作制御は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御部40により行われる。
【0023】
次に、図2〜図6も参照して、上記共通搬送室6内に設けた第2搬送機構14について説明する。
まず、この第2搬送機構14は、図5に示すように、共通搬送室6の底板6Aに形成した取付孔に気密状態で設けた3つの回転軸50、52、54によって動作される。これらの3つの回転軸50、52、54は、例えば特開平11−198070号公報等にも開示されているように、各回転中心が同一となるように3軸同軸構造になされており、その中心より外側に向けて最内周回転軸(第1の回転軸)50、中間回転軸(第3の回転軸)52、最外周回転軸(第2の回転軸)54として順次同軸状に構成される。そして、同軸状に隣り合う回転軸50、52、54間及び最外周回転軸52と底板6Aの取付孔区画面との間には、それぞれ軸受56が介設されており、各回転軸50、52、54をそれぞれ個別に回転自在としている。
【0024】
また、各回転軸50、52、54の下部は、上記底板6AにOリング等のシール部材58を介して取付られたケーシング60により気密に囲まれている。そして、上記各回転軸50、52、54の下部と、ケーシング60の内壁との間には、ロータとステータとよりなる例えばステップモータのような駆動モータ62、64、66がそれぞれ設けられており、各回転軸50、52、54を正逆回転し得るようになっている。
【0025】
図2乃至図4に戻って、この第2搬送機構14は、前述したようにウエハを直接的に保持する2つのピック14A、14Bを有している。具体的には、まず、この第2搬送機構14は、略V字形状に成形された板状のベース部材68を有しており、このベース部材68は、水平状態になるように中間回転軸(第3の回転軸)52に取り付け固定され、旋回可能になされている(図5参照)。尚、ここで”第1〜第3の回転軸”の用語は、回転軸の配列位置を示すものではなく、単に3つの回転軸を形式的に区別するために用いている。上記ベース部材68のV字形状は、例えばその開き角度が60度程度に設定されている。この開き角度は、第2の搬送機構14の回転中心に対する隣接された処理室4A〜4D同士の取り付け方向及び第1と第2のロードロック室8A、8Bの取り付け方向の開き角度と同一になるように設定されている。
【0026】
そして、図3にも示すようにこのベース部材68の上面の一側には、第1の案内レール70Aが直線状に設けられており、この第1の案内レール70Aにはこのレールに沿って移動可能に第1の移動体72Aが外れないように嵌装されている。
そして、この第1の移動体72Aの上面側には、L字状に成形されて、先端側が上記第1の案内レール70Aと略平行になるようになされた第1の保持部材74Aが取り付け固定されている。そして、この第1の保持部材74Aの先端部に上記一方のピック14Aが取り付けられている。
【0027】
また、上記第1の保持部材74Aの基部側には、第1の運動方向変換機構76Aが設けられている。そして、上記最内周回転軸(第1回転軸)50には、その基部側を連結させて第1のアーム78Aが取り付けられており、この第1のアーム78Aの先端部は上記第1の運動方向変換機構76Aに連結されて、この第1のアーム78Aの回転運動を上記第1の移動体72Aの直線運動に変換するようになっている。具体的には、この第1の運動方向変換機構76Aは、上記第1の保持部材74Aの基端部、すなわち第1の移動体72A側に取り付けた短い第1の補助案内レール80Aと、この第1の補助案内レール80Aに沿って移動可能に外れないように嵌装させて設けられた第1の補助移動体82Aとよりなり、上記第1のアーム78Aの先端部が、上記第1の補助移動体82Aの上部に回転軸84Aを介して回転自在に取り付けられている。この場合、上記第1の補助案内レール80Aは、この下部の第1の案内レール70Aに対して平面的に見て略直交するように配置されている。
【0028】
このように構成することにより、上記最内周回転軸50を回転して第1のアーム78Aを正逆方向へ旋回することにより、上記第1の運動方向変換機構76Aの第1の補助移動体82Aが第1の補助案内レール80A上をスライド移動し、この時、この下部の第1の移動体72Aは第1の案内レール70Aに沿ってスライド移動するので、第1の保持部材74Aの先端に設けたピック14Aは、上記第1の案内レール70Aに沿って前進及び後退することになる。
ここで他方のピック14Bに対しても、ベース部材68の下面側(裏面側)に全く同様な構成で取り付けられている。
【0029】
そして、図4にも示すように上記ベース部材68の下面(裏面)の他側には、第2の案内レール70Bが直線状に設けられており、この第2の案内レール70Bにはこのレールに沿って移動可能に第2の移動体72Bが外れないように嵌装されている。
そして、この第2の移動体72Bの上面側(図2では下面側)には、L字状に成形されて、先端側が上記第2の案内レール70Bと略平行になるようになされた第2の保持部材74Bが取り付け固定されている。そして、この第2の保持部材74Bの先端部に上記他方のピック14Bが取り付けられている。
【0030】
また、上記第2の保持部材74Bの基部側には、第2の運動方向変換機構76Bが設けられている。そして、上記最外周回転軸(第2回転軸)54には、その基部側を連結させて第2のアーム78Bが取り付けられており、この第2のアーム78Bの先端部は上記第2の運動方向変換機構76Bに連結されて、この第2のアーム78Bの回転運動を上記第2の移動体72Bの直線運動に変換するようになっている。具体的には、この第2の運動方向変換機構76Bは、上記第2の保持部74Bの基端部、すなわち第2の移動体72B側に取り付けた短い第2の補助案内レール80Bと、この第2の補助案内レール80Bに沿って移動可能に外れないように嵌装させて設けられた第2の補助移動体82Bとよりなり、上記第2のアーム78Bの先端部が、上記第2の補助移動体82Bの上部(図2では下部)に回転軸84Bを介して回転自在に取り付けられている。この場合、上記第2の補助案内レール80Bは、この下部の第2の案内レール70Bに対して平面的に見て略直交するように配置されている。
【0031】
このように構成することにより、上記最外周回転軸54を回転して第2のアーム78Bを正逆方向へ旋回することにより、上記第2の運動方向変換機構76Bの第2の補助移動体82Bが第2の補助案内レール80B上をスライド移動し、この時、この下部の第2の移動体72Bは第2の案内レール70Bに沿ってスライド移動するので、第2の保持部材74Bの先端に設けたピック14Bは、上記第2の案内レール70Bに沿って前進及び後退することになる。
【0032】
ここで第2の保持部材74Bは、第1の保持部材74Aとは異なり、この第2の保持部材74Bの長手方向の途中には、これを2つに切断して両者を上下に高さを異ならせて接続した段部86が設けられており、これにより、両ピック14A、14Bを互いに実質的に同一水平レベルになるようにしている。尚、この段部86を第2の保持部材74Bではなく、第1の保持部材74Aに設けるようにしてもよい。尚、図3及び図4から分かるように、第1、第2の案内レール70A、70Bは、それらが同一平面にあると仮定したならば、それらは交差するように配置されている。従って、搬送機構の最小旋回半径を大きくすることなく、被処理体を保持する保持部材の移動距離を大きくすることができる。
【0033】
次に、以上のように構成された本実施例の動作について説明する。
まず、図1に示すように、3つの導入ポート18A〜18Cの内のいずれかの導入ポートに設置されたカセット容器20内からは、第1の搬送機構22を用いて未処理の半導体ウエハWが取り出され、このウエハWはオリエンタ26に搬送されてここで位置合わせが行われる。
この位置合わせ後のウエハWは、再度、第1の搬送機構22に保持されて、第1及び第2のロードロック室8A、8Bの内のいずれか一方のロードロック室へ搬入される。このロードロック室内のウエハWは、共通搬送室6内に設けた本発明に係る第2の搬送機構14を用いて予め真空状態になされている共通搬送室6内に取り込まれ、そして、このウエハWは、4つの処理室4A〜4Dの内の所定の処理室内に搬入されてこのウエハWに対して所定の処理が行われる。このウエハWを処理室内へ搬入する際には、一般的には、先に処理室内に搬入されて処理済みになっている処理済みウエハと未処理ウエハとの置き換えが行われる。このようにして、ウエハWは、上記第2の搬送機構14を用いて必要に応じて順次他の処理室へ搬送され、その都度、所定の処理が行われる。そして、全ての処理が完了したウエハWは2つのロードロック室8A、8Bの内のいずれか一方のロードロック室を介して、元のカセット容器20内に戻されることになる。
【0034】
次に、上記第2の搬送機構14の動作について図2〜図6も参照して詳しく説明する。
また、第2の搬送機構14の特定のピックが特定の方向、例えば特定の処理室やロードロック室に向くように方向付けする場合には、この中間回転軸52を回転することによってベース部材68を旋回させて、特定のピック、例えばピック14Aをその方向に向ける(図6(A)参照)。この際、両ピック14A、14Bを、これらの旋回方向以外の方向に対する静止状態を維持するためには、最内周回転軸50及び最外周回転軸54も上記中間回転軸52と同期させて周方向に回転する。
【0035】
そして、この状態で第1のピック14Aを進退させるには、最内周回転軸50を正逆回転して第1のアーム78Aを正逆方向へ旋回することにより、第1の運動変換機構76Aの第1の補助移動体82Aが第1の補助案内レール80A上をスライド移動し、この時、第1の移動体72Aは第1の案内レール70Aに沿ってスライド移動するので、第1の保持部材74Aの先端に設けたピック14Aは、第1の案内レール70Aに沿って前進及び後退することになる。このようにして、各処理室4A〜4D内や第1及び第2のロードロック室8A、8B内に対してウエハWの搬出入を行うことができる(図6(B)及び図6(C)参照)。
【0036】
また、他方のピック14Bに対しては、最外周回転軸54を正逆回転することにより、上述したと同様にピック14Bを進退させることができる。従って、処理室内のウエハWの置き換えをする場合には、一方の空のピック、例えばピック14Aで処理済みのウエハを受け取り、その後、ベース部材68を60度旋回し、他方のピック14Bに保持している未処理のウエハを処理室内に搬入するように動作する。
ここで、両ピック14A、14Bは略同一水平レベルに設定されているので、第2の搬送機構14の全体を昇降させる昇降機構を設けることなく、ウエハWの搬出入を行うことが可能となる。尚、ここで略同一水平レベルとは、処理室内等に設けられるウエハWを受け渡しするためのリフタピン(図示せず)によって吸収することができる高さの差分は同一水平レベルに含まれるものとする。
【0037】
また、ウエハの置き換え時には、ベース部材68を60度程度だけ旋回すればよいので、従来機構の場合よりもその旋回角度が少なくて済み、その分、置き換え操作を迅速に行うことができる。更には、両ピック14A、14Bの開き角度、すなわち進退方向は、隣り合う2つの処理室同士の設置方向にそれぞれ向けられているので、必要な場合には、同時に2つのピック14A、14Bを進退させて両処理室に対して同時にアクセスすることもできる。
尚、この両ピック14A、14Bの開き角度は60度に限定されず、0〜180度の任意の開き角度で設定してもよいが、いずれにしても両ピック14A、14BのウエハWが互いに干渉しないように設定する。
【0038】
また、ベース部材68に対する上記第1及び第2の案内レール70A、70Bの取り付け位置を調整する調整手段を設けて両ピック14A、14Bの開き角度を調整するようにしてもよく、これによれば取り付ける共通搬送室6の平面形状の角数に対応させて両ピック14A、14Bの開き角度を調整することができる。
また、上記第1及び第2の案内レール70A、70B及び第1及び第2の補助案内レール80A、80Bの各スライド面にはパーティクルが発生し難い、例えばフッ素樹脂等の被膜を形成するのが好ましい。
【0039】
また、上記実施例では、中間回転軸52のベース部材68を取り付け、最内周回転軸50に第1のアーム78Aを取り付け、最外周回転軸54に第2のアーム78Bを取り付けるようにしたが、これに限定されず、例えば図7に示すように構成してもよい。図7は各回転軸と第1及び第2のアーム及びベース部材との取り付け状態の変形例を示す構成図である。すなわち、最外周回転軸54にベース部材68を取り付け、最内周回転軸50に第1のアーム78Aを取り付け、中間回転軸52に第2のアーム78Bを取り付けるようにしてもよい。
【0040】
この場合には、第1の案内レール70Aは、上記ベース部材68の一側から起立させた第1の脚部90Aを介して取り付けられる。また、第2の案内レール70Bは、上記ベース部材68の他側から起立させた第2の脚部90Bを介して取り付けられる。ここでこの第2の脚部の高さ(長さ)は上記第1の脚部の高さ(長さ)とは異ならせてあり、第1及び第2の案内レール70A、70B同士が干渉しないようになっている。他の部分の構成は図2〜図5において説明したと同様である。ここでは、第1の回転軸は最内周回転軸50となり、第2の回転軸は最外周回転軸54となり、第3の回転軸は中間回転軸52となる。
【0041】
この場合には、最も大きな回転トルクが負荷されるベース部材68が取り付けられる回転軸を、3つの回転軸50、52、54の内の直径が最も大きな最外周回転軸54としたので、図5に示す構造の搬送機構よりも、その回転動作の安定性を向上させることができる。この場合、第2の案内レール70Bを第2の脚部90Bに取り付ける代りに、これをベース部材68に取り付けてもよい。
また、上記各実施例の場合には、3つの回転軸50、52、54が3軸同軸構造になされている場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば図8に示すような軸構造に本発明を適用してもよい。
図8は異なる軸構造の一例を示す概略断面図である。すなわち、図8に示すように、共通搬送室6の底板6Aに支持部材90を設け、この底板6Aと支持部材90とで、直径の一番大きな内部が中空状の大口径回転軸92を、軸受94を介して回転自在に設ける。
【0042】
そして、上記大口径の回転軸92内を挿通させるように並列させて2本の回転軸96、98をそれぞれ軸受100、102を介して回転自在に設ける。これにより、2つの回転軸96、98は、異軸構造で並列されることになる。
そして、各回転軸92、96、98の下方は、シール部材58を介して設けたケーシング60により気密に覆われることになる。尚、図示例では駆動モータの記載は省略している。
この場合には、大口径回転軸92が第3の回転軸となって、これにベース部材68(図7参照)が取り付けられる。そして、2つの回転軸96、98が例えば第1及び第2回転軸となって、それらに第1のアーム78A及び第2のアーム78Bがそれぞれ取り付けられることになる。
【0043】
また、上記各実施例では、第2の搬送機構14全体は、水平方向へは移動できない構造となっているが、この第2の搬送機構14に水平移動機構を設けてこの全体を水平方向(X軸方向)へ移動できるようにしてもよい。
また、上記した第2の搬送機構14を、ここでは真空引き可能になされた共通搬送室6内に設けたが、これに限定されず、大気圧雰囲気の搬送室に設けてもよいし、或いは前述した水平移動機構を伴って、導入側搬送室10に設けるようにしてもよい。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、LCD基板等の場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の被処理体の搬送機構によれば次のように優れた作用効果を発揮することができる。
旋回可能になされたベース部材に、第1及び第2の案内レールをそれぞれ設け、これらの案内レールに沿って移動する第1及び第2の移動体に被処理体を保持する第1及び第2の保持部材をそれぞれ設け、第1及び第2の回転軸の回転運動を直線運動に変換して上記各保持部材を直線移動させるようにしたので、被処理体の交換作業等の搬送操作を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の被処理体の搬送機構を設けた処理システムの一例を示す構成図である。
【図2】本発明の被処理体の搬送機構を示す斜視図である。
【図3】図2に示す搬送機構の上面図である。
【図4】図2に示す搬送機構の下面図である。
【図5】搬送機構の軸受構造を示す概略断面図である。
【図6】搬送機構の動作を示す動作説明図である。
【図7】各回転軸と第1及び第2のアーム及びベース部材との取り付け状態の変形例を示す構成図である。
【図8】異なる軸構造の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
2 処理システム
4A〜4D 処理室
6 共通搬送室(搬送室)
8A,8B ロードロック室
10 導入側搬送室(搬送室)
14 第2搬送機構
14A,14B ピック
22 第1搬送機構
50,52,54 回転軸
68 ベース部材
70A 第1の案内レール
70B 第2の案内レール
72A 第1の移動体
72B 第2の移動体
74A 第1の保持部材
74B 第2の保持部材
76A 第1の運動方向変換機構
76B 第2の運動方向変換機構
78A 第1のアーム
78B 第2のアーム
80A 第1の補助レール
80B 第2の補助レール
82A 第1の補助移動体
82B 第2の補助移動体
86 段部
90A 第1の脚部
90B 第2の脚部
W 半導体ウエハ(被処理体)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transport mechanism for an object to be processed such as a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
Generally, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, various processes such as film formation, etching, oxidation, and diffusion are performed on a wafer. In order to improve throughput and yield by miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, a plurality of processing apparatuses performing the same processing or a plurality of processing chambers performing different processing are provided via a common transfer chamber. So-called clustered processing systems are already known that are coupled to each other and allow continuous processing of various processes without exposing the wafer to the atmosphere.
[0003]
In this type of processing system, for example, a semiconductor wafer is taken out from a cassette container installed at an introduction port of an object to be processed provided in the previous stage of the processing system by using a transfer mechanism, and this is taken into an introduction side transfer chamber of the processing system. After the wafer is aligned by an orienter that performs alignment, the wafer is loaded into a load lock chamber that can be evacuated, and the wafer is surrounded by a plurality of vacuum processing chambers. The wafers are carried into a common transfer chamber in a vacuum atmosphere connected to each other by using another transfer mechanism, and the wafers are sequentially introduced into each processing chamber with the common transfer chamber as a center so that processing is performed continuously. ing. Then, the processed wafer is accommodated in the original cassette container through the original path, for example.
[0004]
By the way, as described above, this type of processing system has one or a plurality of transfer mechanisms therein, and wafer transfer and transfer are automatically performed by these transfer mechanisms.
This transfer mechanism is composed of, for example, an articulated arm that can be horizontally moved, bent, extended, swiveled, and raised and lowered. The wafer is directly held by a pick provided at the tip of the arm and horizontally moved to a transfer position, and the wafer is predetermined. It is designed to be transported to the position.
[0005]
The following is known as the conventional transport mechanism described above.
In Japanese Patent Laid-Open No. 3-19252 (Patent Document 1), a pivot arm connected to a rotating shaft is used to convert rotational motion into direct motion, and a pick is placed at the tip of the pivot arm that linearly moves along the slide rail. A transport mechanism is disclosed which is provided and transports the semiconductor wafer while holding it with this pick.
In Japanese Patent Laid-Open No. 4-129985 (Patent Document 2), two articulated arm mechanisms of a so-called frog leg type that move forward and backward in directions opposite to each other by 180 degrees are provided so as to be able to turn, and a wafer is placed at the tip of each arm. There is disclosed a transfer mechanism provided with a pick for holding so that two wafers can be transferred.
In Japanese Patent Laid-Open No. 6-338554 (Patent Document 3), an articulated arm that is independently bent is provided on two rotary shafts that are arranged in parallel and have different shaft structures, and the tip of each arm is picked. A transfer mechanism for transferring a wafer is disclosed. In this case, the two picks are attached to the arms at different heights in order to avoid interference with each other.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-19252 (page 4-5, FIGS. 1 to 4).
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-129585 (page 2, FIG. 1).
[Patent Document 3]
JP-A-6-338554 (page 2-3, FIG. 1 to FIG. 3).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the transport mechanism shown in Patent Document 1 has a problem that it takes time to replace the wafer because there is one pick for holding the wafer.
Further, the transport mechanism shown in Patent Document 2 has a structure in which two picks move forward and backward in directions different by 180 degrees, so that a processed wafer is taken out and unloaded, and unprocessed there. In order to carry in the wafer, it is necessary to turn the entire transfer mechanism by 180 degrees. Therefore, the throughput is improved as compared with the transfer mechanism shown in Patent Document 1. There was a problem of taking time.
[0008]
Further, in the transfer mechanism shown in Patent Document 3, since the horizontal level positions of the two picks are different, the transfer mechanism itself is moved up and down in order to replace the wafer with respect to the same horizontal level position. There has been a problem that an elevating mechanism has to be provided and the apparatus itself has to be complicated.
The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a transport mechanism and a processing system for a target object that can quickly perform a transport operation such as replacement of two target objects without providing an elevating mechanism.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, in a transport mechanism for holding and transporting an object to be processed, the first to third rotating shafts that are rotatable are attached to the third rotating shaft. A base member, first and second guide rails attached to the base member, a first moving body that moves along the first guide rail, and the object to hold the object to be processed A first holding member connected to the first moving body, a first arm connected to the first rotating shaft, and a rotational motion of the first arm is a linear motion of the first moving body. A first moving direction converting mechanism that converts the first moving direction, a second moving body that moves along the second guide rail, and a second moving body that is coupled to the second moving body to hold the object to be processed. 2 holding members, a second arm connected to the second rotating shaft, and the second arm. Second motion direction converting mechanism for converting the rotational motion of the arm into linear motion of the second moving bodyThe first guide rail is provided on the upper surface of the base member, and the second guide rail is provided on the lower surface.This is a mechanism for transporting an object to be processed.
[0010]
As described above, the first and second guide rails are provided on the base member that is turnable, and the first and second moving bodies that move along these guide rails hold the object to be processed. Since the first and second holding members are respectively provided and the rotary motions of the first and second rotary shafts are converted into linear motions so that the respective holding members are moved linearly. The conveyance operation can be performed quickly.
[0011]
  According to a second aspect of the present invention, in the transport mechanism for holding and transporting the object to be processed, the first to third rotating shafts that are rotatable are attached to the third rotating shaft. A base member; first and second guide rails attached to the base member; a first moving body that moves along the first guide rail; and the first member for holding the object to be processed. A first holding member coupled to one movable body, a first arm coupled to the first rotating shaft, and a rotational motion of the first arm to a linear motion of the first movable body. A first moving direction converting mechanism for converting, a second moving body moving along the second guide rail, and a second connected to the second moving body to hold the object to be processed. Holding member, a second arm connected to the second rotating shaft, and the second arm A second movement direction conversion mechanism that converts rotational movement into linear movement of the second movable body, and the first and second guide rails are provided on either the upper surface or the lower surface of the base member. The transport mechanism for the object to be processed is provided, wherein the first and second guide rails are arranged at different height positions.
According to a third aspect of the present invention, in a transport mechanism for holding and transporting an object to be processed, the first to third rotating shafts that are rotatable are attached to the third rotating shaft. A base member; first and second guide rails attached to the base member; a first moving body that moves along the first guide rail; and the first member for holding the object to be processed. A first holding member coupled to one movable body, a first arm coupled to the first rotating shaft, and a rotational motion of the first arm to a linear motion of the first movable body. A first moving direction converting mechanism for converting, a second moving body moving along the second guide rail, and a second connected to the second moving body to hold the object to be processed. Holding member, a second arm connected to the second rotating shaft, and the second arm A second movement direction conversion mechanism that converts a rotational movement into a linear movement of the second moving body, and the first movement direction conversion mechanism is a first auxiliary provided in the first moving body. The second motion is composed of a guide rail and a first auxiliary moving body which is provided so as to be movable along the first auxiliary guide rail and which is rotatably attached to a tip end of the first arm. The direction changing mechanism is provided so as to be movable along the second auxiliary guide rail provided on the second movable body and the second auxiliary guide rail, and is rotatable at the tip of the second arm. And a second auxiliary moving body attached to the object..
  In this case, for example, billingItem 4As defined, the first and second holding members have first and second picks for holding the object to be processed directly at the tips of the first and second holding members, respectively. One of the two is formed with a step for positioning the first and second picks at substantially the same horizontal level.ing.
[0012]
  For example, as defined in claim 5, the first and second guide rails are directed in directions different from each other by a predetermined angle.
  For example, as defined in claim 6, the first and second guide rails are:Assuming they are in the same planeThey are arranged to cross each other. Accordingly, the moving distance of the holding member that holds the object to be processed can be increased without increasing the minimum turning radius of the transport mechanism.
  For example, as defined in claim 7,Adjustment means for adjusting the opening angle of the first and second guide rails is provided..
  For example, as defined in claim 8,The first and second auxiliary guide rails are disposed so as to be orthogonal to the first and second guide rails, respectively.Has been.
[0013]
Further, for example, as defined in claim 9, the first to third rotating shafts are provided with a different shaft structure in which the first and second rotating shafts are arranged in parallel with the third rotating shaft. Yes.
According to a tenth aspect of the present invention, in a transport mechanism for holding and transporting an object to be processed, the first and second rotating shafts that are rotatable and a base member that is attached to the second rotating shaft. A guide rail attached to the base member, a moving body that moves along the guide rail, a holding member connected to the moving body to hold the object to be processed, and the first rotation An arm connected to a shaft, and a movement direction conversion mechanism that converts the rotational movement of the arm into a linear movement of the moving body, the movement direction conversion mechanism being provided on the moving body, and the guide rail An auxiliary guide rail provided so as to be substantially orthogonal, and an auxiliary moving body provided so as to be movable along the auxiliary guide rail and rotatably attached to the tip of the arm. It is a transport mechanism of the physical body.
Accordingly, when the holding member that holds the object to be processed starts or stops moving, the speed of the holding member can be reduced, and when the holding member is moving forward and backward, the speed is increased. Can do. As a result, the object to be processed can be safely and reliably transported without reducing the transport throughput.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a conveyance mechanism for an object to be processed according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a processing system provided with a transport mechanism for a target object of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a transport mechanism for a target object of the present invention, and FIG. 3 is a transport mechanism shown in FIG. FIG. 4 is a bottom view of the transport mechanism shown in FIG. 2, FIG. 5 is a schematic sectional view showing a bearing structure of the transport mechanism, and FIG. 6 is an operation explanatory view showing the operation of the transport mechanism.
[0015]
First, the processing system will be described.
As shown in FIG. 1, the processing system 2 has a plurality of, for example, four processing chambers 4A, 4B, 4C, and 4D, a common transfer chamber 6 that can be evacuated in a substantially hexagonal shape, and a load lock function. It mainly includes first and second load lock chambers 8A and 8B that can be evacuated and an elongated introduction-side transfer chamber 10.
Specifically, the processing chambers 4A to 4D are joined to four sides of the substantially hexagonal common transfer chamber 6, and the first and second load lock chambers 8A and 8B are joined to the other two sides. Each is joined. The introduction-side transfer chamber 10 is connected in common to the first and second load lock chambers 8A and 8B.
[0016]
Between the common transfer chamber 6 and the four processing chambers 4A to 4D and between the common transfer chamber 6 and the first and second load lock chambers 8A and 8B, each can be opened and closed in an airtight manner. The gate valve G is joined and formed into a cluster tool, and can communicate with the common transfer chamber 6 as necessary. Further, between the first and second load lock chambers 8A and 8B and the introduction-side transfer chamber 10, a gate valve G that can be opened and closed in an airtight manner is interposed.
[0017]
In the four processing chambers 4A to 4D, susceptors 12A to 12D for placing semiconductor wafers as objects to be processed are provided, respectively, and the same kind or different kinds of semiconductor wafers W as objects to be processed are provided. The processing of. In the common transfer chamber 6, a second transfer mechanism 14 that can be moved back and forth and turned is provided at a position where the two load lock chambers 8 </ b> A and 8 </ b> B and the four process chambers 4 </ b> A to 4 </ b> D can be accessed. This has two picks 14A and 14B, and the picks 14A and 14B hold a wafer so that two wafers can be handled at a time. The detailed structure of the second transport mechanism 14 will be described later.
[0018]
The introduction-side transfer chamber 10 is formed by a horizontally long box, and one or a plurality of, in the illustrated example, three carry-in portions for introducing a semiconductor wafer as an object to be processed are formed on one side of the horizontally long. A mouth 16 is provided, and each carry-in entrance 16 is provided with an open / close door 21 that can be opened and closed. Corresponding to each carry-in port 16, introduction ports 18A, 18B, and 18C are respectively provided, and one cassette container 20 can be placed on each of them. In each cassette container 20, a plurality of, for example, 25 wafers W can be placed and accommodated in multiple stages at an equal pitch.
[0019]
In the introduction-side transfer chamber 10, a first transfer mechanism 22 that is an introduction-side transfer mechanism for transferring the wafer W along its longitudinal direction is provided. The first transport mechanism 22 is slidably supported on a guide rail 24 provided so as to extend in the introduction-side transport chamber 10 along the length direction. The guide rail 24 incorporates, for example, a linear motor having an encoder as a moving mechanism, and the first transport mechanism 22 moves along the guide rail 24 by driving the linear motor.
[0020]
The first transport mechanism 22 has two articulated arms 32 and 34 arranged in two upper and lower stages. Bifurcated picks 22A and 22B are attached to the tips of the articulated arms 32 and 34, respectively, and the wafer W is directly held on the picks 22A and 22B. Accordingly, the articulated arms 32 and 34 can be bent and extended in the radial direction from the center and can be raised and lowered, and the bending and extending operations of the articulated arms 32 and 34 can be individually controlled. The rotation axes of the articulated arms 32 and 34 are coupled to the base 36 so as to be rotatable coaxially, and can rotate integrally in a turning direction with respect to the base 36, for example. Here, there are cases where only one articulated arm 32, 34 is provided instead of two.
[0021]
Further, an orienter 26 for aligning the wafer is provided at the other end of the introduction side transfer chamber 10, and the two load lock chambers 8 </ b> A and 8 </ b> B are provided in the middle of the introduction side transfer chamber 10 in the longitudinal direction. Each is provided through the gate valve G which can be opened and closed.
The orienter 26 has a turntable 28 and is rotated with the wafer W placed thereon. An optical sensor 30 for detecting the peripheral edge of the wafer W is provided on the outer periphery of the turntable 28, whereby the positioning notch of the wafer W, for example, the position direction of the notch or the orientation flat or the position of the center of the wafer W is provided. The amount of deviation can be detected.
[0022]
In addition, in the first and second load lock chambers 8A and 8B, mounting tables 38A and 38B having a diameter smaller than the wafer diameter are installed for temporarily mounting the wafer W, respectively. Control of the entire operation of the processing system 2, for example, operation control of each of the transport mechanisms 14, 22 and the orienter 26 is performed by a control unit 40 including, for example, a microcomputer.
[0023]
Next, the second transfer mechanism 14 provided in the common transfer chamber 6 will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 5, the second transport mechanism 14 is operated by three rotary shafts 50, 52, and 54 provided in an airtight state in mounting holes formed in the bottom plate 6 </ b> A of the common transport chamber 6. These three rotation shafts 50, 52, 54 are formed in a three-axis coaxial structure so that the respective rotation centers are the same, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-198070. The innermost rotation shaft (first rotation shaft) 50, the intermediate rotation shaft (third rotation shaft) 52, and the outermost rotation shaft (second rotation shaft) 54 are sequentially arranged coaxially from the center toward the outside. Is done. Bearings 56 are interposed between the coaxially adjacent rotary shafts 50, 52, 54 and between the outermost peripheral rotary shaft 52 and the mounting hole area screen of the bottom plate 6A. 52 and 54 are individually rotatable.
[0024]
The lower portions of the rotary shafts 50, 52 and 54 are airtightly surrounded by a casing 60 attached to the bottom plate 6A via a seal member 58 such as an O-ring. Drive motors 62, 64, 66, such as step motors, each including a rotor and a stator are provided between the lower portions of the rotary shafts 50, 52, 54 and the inner wall of the casing 60. The rotary shafts 50, 52, and 54 can be rotated forward and backward.
[0025]
2 to 4, the second transport mechanism 14 has two picks 14 </ b> A and 14 </ b> B that directly hold the wafer as described above. Specifically, first, the second transport mechanism 14 has a plate-like base member 68 formed in a substantially V shape, and the base member 68 is placed in an intermediate rotation shaft so as to be in a horizontal state. It is attached and fixed to (third rotating shaft) 52 so that it can turn (see FIG. 5). Here, the term “first to third rotating shafts” does not indicate the arrangement position of the rotating shafts, but is merely used to formally distinguish the three rotating shafts. The V-shape of the base member 68 is set, for example, to an opening angle of about 60 degrees. This opening angle is the same as the opening direction of the adjacent processing chambers 4A to 4D with respect to the rotation center of the second transfer mechanism 14 and the opening direction of the first and second load lock chambers 8A and 8B. Is set to
[0026]
As shown in FIG. 3, a first guide rail 70A is linearly provided on one side of the upper surface of the base member 68, and the first guide rail 70A extends along this rail. The first moving body 72A is fitted so as to be movable so as not to come off.
A first holding member 74A, which is formed in an L shape and has a tip end substantially parallel to the first guide rail 70A, is attached and fixed to the upper surface side of the first moving body 72A. Has been. The one pick 14A is attached to the tip of the first holding member 74A.
[0027]
Further, a first motion direction conversion mechanism 76A is provided on the base side of the first holding member 74A. A first arm 78A is attached to the innermost peripheral rotation shaft (first rotation shaft) 50 by connecting the base side thereof, and the distal end portion of the first arm 78A is connected to the first arm 78A. It is connected to the movement direction conversion mechanism 76A, and converts the rotational movement of the first arm 78A into the linear movement of the first moving body 72A. Specifically, the first motion direction conversion mechanism 76A includes a short first auxiliary guide rail 80A attached to the proximal end portion of the first holding member 74A, that is, the first moving body 72A, and the first auxiliary guide rail 80A. The first auxiliary moving body 82A is provided so as not to be disengageable along the first auxiliary guide rail 80A, and the tip end portion of the first arm 78A is the first auxiliary moving body 82A. It is rotatably attached to the upper part of the auxiliary moving body 82A via a rotating shaft 84A. In this case, the first auxiliary guide rail 80A is arranged so as to be substantially orthogonal to the lower first guide rail 70A when viewed in plan.
[0028]
With this configuration, the first auxiliary moving body of the first movement direction conversion mechanism 76A is obtained by rotating the innermost peripheral rotation shaft 50 and turning the first arm 78A in the forward and reverse directions. 82A slides on the first auxiliary guide rail 80A. At this time, the lower first moving body 72A slides along the first guide rail 70A, so that the tip of the first holding member 74A The pick 14 </ b> A provided in the forward and backward movements moves forward and backward along the first guide rail 70 </ b> A.
Here, the other pick 14B is also attached to the lower surface side (back surface side) of the base member 68 with the same configuration.
[0029]
As shown in FIG. 4, a second guide rail 70B is provided in a straight line on the other side of the lower surface (back surface) of the base member 68, and the second guide rail 70B is provided with this rail. The second moving body 72B is fitted so as not to be disengaged.
The second moving body 72B is formed in an L-shape on the upper surface side (the lower surface side in FIG. 2), and the tip end side is substantially parallel to the second guide rail 70B. The holding member 74B is attached and fixed. The other pick 14B is attached to the tip of the second holding member 74B.
[0030]
A second motion direction conversion mechanism 76B is provided on the base side of the second holding member 74B. A second arm 78B is attached to the outermost peripheral rotation shaft (second rotation shaft) 54 by connecting the base side thereof, and the distal end portion of the second arm 78B is in the second motion. Coupled to the direction changing mechanism 76B, the rotational movement of the second arm 78B is converted into the linear movement of the second moving body 72B. Specifically, the second movement direction conversion mechanism 76B includes a short second auxiliary guide rail 80B attached to the base end portion of the second holding portion 74B, that is, the second moving body 72B side, The second auxiliary moving body 82B is provided so as not to be disengageable along the second auxiliary guide rail 80B. The tip of the second arm 78B is connected to the second auxiliary guide rail 80B. The auxiliary moving body 82B is rotatably attached to the upper part (lower part in FIG. 2) via a rotating shaft 84B. In this case, the second auxiliary guide rail 80B is arranged so as to be substantially orthogonal to the lower second guide rail 70B when viewed in plan.
[0031]
With this configuration, the second auxiliary moving body 82B of the second movement direction conversion mechanism 76B is rotated by rotating the outermost peripheral rotation shaft 54 and turning the second arm 78B in the forward and reverse directions. Slides on the second auxiliary guide rail 80B. At this time, the lower second moving body 72B slides along the second guide rail 70B, so that the tip of the second holding member 74B is moved. The provided pick 14B moves forward and backward along the second guide rail 70B.
[0032]
Here, unlike the first holding member 74A, the second holding member 74B is cut in two in the middle of the longitudinal direction of the second holding member 74B so that the heights of the two holding members 74B are increased. Differently connected stepped portions 86 are provided so that both picks 14A, 14B are at substantially the same horizontal level. In addition, you may make it provide this step part 86 not in the 2nd holding member 74B but in the 1st holding member 74A. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the first and second guide rails 70 </ b> A and 70 </ b> B are arranged so as to intersect if they are assumed to be in the same plane. Therefore, the moving distance of the holding member that holds the object to be processed can be increased without increasing the minimum turning radius of the transport mechanism.
[0033]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
First, as shown in FIG. 1, an unprocessed semiconductor wafer W is used from the inside of the cassette container 20 installed in any one of the three introduction ports 18 </ b> A to 18 </ b> C using a first transfer mechanism 22. The wafer W is transferred to the orienter 26 where it is aligned.
The wafer W after the alignment is again held by the first transfer mechanism 22 and is carried into one of the first and second load lock chambers 8A and 8B. The wafer W in the load lock chamber is taken into the common transfer chamber 6 which has been in a vacuum state in advance using the second transfer mechanism 14 according to the present invention provided in the common transfer chamber 6, and this wafer W is carried into a predetermined processing chamber among the four processing chambers 4A to 4D, and predetermined processing is performed on the wafer W. When the wafer W is loaded into the processing chamber, generally, the processed wafer that has been previously loaded into the processing chamber and has been processed is replaced with an unprocessed wafer. In this way, the wafers W are sequentially transferred to other processing chambers as necessary using the second transfer mechanism 14, and a predetermined process is performed each time. The wafer W for which all the processes are completed is returned to the original cassette container 20 through one of the two load lock chambers 8A and 8B.
[0034]
Next, the operation of the second transport mechanism 14 will be described in detail with reference to FIGS.
Further, when the specific pick of the second transport mechanism 14 is oriented in a specific direction, for example, a specific processing chamber or a load lock chamber, the base member 68 is rotated by rotating the intermediate rotation shaft 52. Is turned and a specific pick, for example, the pick 14A is directed in that direction (see FIG. 6A). At this time, in order to maintain both the picks 14A and 14B in a stationary state with respect to directions other than the turning direction, the innermost peripheral rotation shaft 50 and the outermost outer periphery rotation shaft 54 are also synchronized with the intermediate rotation shaft 52 and rotated. Rotate in the direction.
[0035]
In order to move the first pick 14A forward and backward in this state, the innermost rotation shaft 50 is rotated forward and backward to turn the first arm 78A in the forward and backward direction, thereby moving the first motion conversion mechanism 76A. The first auxiliary moving body 82A slides on the first auxiliary guide rail 80A. At this time, the first moving body 72A slides along the first guide rail 70A. The pick 14A provided at the tip of the member 74A advances and retreats along the first guide rail 70A. In this manner, the wafer W can be carried in and out of the processing chambers 4A to 4D and the first and second load lock chambers 8A and 8B (FIGS. 6B and 6C). )reference).
[0036]
Also, with respect to the other pick 14B, the pick 14B can be advanced and retracted in the same manner as described above by rotating the outermost peripheral rotation shaft 54 forward and backward. Therefore, when replacing the wafer W in the processing chamber, the wafer processed by one empty pick, for example, the pick 14A is received, and then the base member 68 is rotated by 60 degrees and held by the other pick 14B. The unprocessed wafer is operated so as to be carried into the processing chamber.
Here, since both the picks 14A and 14B are set at substantially the same horizontal level, the wafer W can be loaded and unloaded without providing an elevating mechanism for elevating and lowering the entire second transfer mechanism 14. . Here, the substantially same horizontal level means that the difference in height that can be absorbed by lifter pins (not shown) for delivering the wafer W provided in the processing chamber or the like is included in the same horizontal level. .
[0037]
Further, when replacing the wafer, the base member 68 only needs to be rotated by about 60 degrees, so that the rotation angle is smaller than that in the case of the conventional mechanism, and the replacement operation can be performed quickly. Furthermore, the opening angles of the two picks 14A and 14B, that is, the advance and retreat directions are respectively directed to the installation directions of the two adjacent processing chambers. Thus, both processing chambers can be accessed simultaneously.
Note that the opening angle of both the picks 14A and 14B is not limited to 60 degrees, and may be set at an arbitrary opening angle of 0 to 180 degrees. In any case, the wafers W of both the picks 14A and 14B are mutually connected. Set to avoid interference.
[0038]
Further, an adjusting means for adjusting the mounting position of the first and second guide rails 70A and 70B with respect to the base member 68 may be provided to adjust the opening angle of both the picks 14A and 14B. The opening angle of both the picks 14A and 14B can be adjusted in accordance with the number of corners of the planar shape of the common transfer chamber 6 to be attached.
Further, particles are unlikely to be generated on the slide surfaces of the first and second guide rails 70A and 70B and the first and second auxiliary guide rails 80A and 80B, and a film such as a fluororesin is formed. preferable.
[0039]
In the above embodiment, the base member 68 of the intermediate rotation shaft 52 is attached, the first arm 78A is attached to the innermost periphery rotation shaft 50, and the second arm 78B is attached to the outermost periphery rotation shaft 54. However, the present invention is not limited to this, and may be configured as shown in FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing a modified example of the attachment state of each rotary shaft, the first and second arms, and the base member. That is, the base member 68 may be attached to the outermost periphery rotation shaft 54, the first arm 78A may be attached to the innermost periphery rotation shaft 50, and the second arm 78B may be attached to the intermediate rotation shaft 52.
[0040]
In this case, the first guide rail 70A is attached via the first leg 90A raised from one side of the base member 68. The second guide rail 70 </ b> B is attached via a second leg 90 </ b> B raised from the other side of the base member 68. Here, the height (length) of the second leg portion is different from the height (length) of the first leg portion, and the first and second guide rails 70A and 70B interfere with each other. It is supposed not to. The structure of other parts is the same as that described with reference to FIGS. Here, the first rotation shaft is the innermost rotation shaft 50, the second rotation shaft is the outermost rotation shaft 54, and the third rotation shaft is the intermediate rotation shaft 52.
[0041]
In this case, the rotation shaft to which the base member 68 to which the largest rotation torque is applied is attached is the outermost rotation shaft 54 having the largest diameter among the three rotation shafts 50, 52, 54. The stability of the rotational operation can be improved as compared with the transport mechanism having the structure shown in FIG. In this case, instead of attaching the second guide rail 70B to the second leg 90B, it may be attached to the base member 68.
In each of the above embodiments, the case where the three rotating shafts 50, 52, and 54 have a three-axis coaxial structure has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. The present invention may be applied to a shaft structure.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing an example of a different shaft structure. That is, as shown in FIG. 8, a support member 90 is provided on the bottom plate 6A of the common transfer chamber 6, and the bottom plate 6A and the support member 90 provide a large-diameter rotating shaft 92 having a hollow interior with the largest diameter. It is provided to be rotatable through a bearing 94.
[0042]
Then, the two rotary shafts 96 and 98 are rotatably provided through the bearings 100 and 102, respectively, so as to be inserted through the rotary shaft 92 having the large diameter. Thereby, the two rotating shafts 96 and 98 are arranged in parallel with different shaft structures.
And the lower part of each rotating shaft 92,96,98 is airtightly covered with the casing 60 provided via the sealing member 58. FIG. In the illustrated example, the description of the drive motor is omitted.
In this case, the large-diameter rotating shaft 92 becomes the third rotating shaft, and the base member 68 (see FIG. 7) is attached thereto. The two rotation shafts 96 and 98 are, for example, first and second rotation shafts, and the first arm 78A and the second arm 78B are attached to them.
[0043]
In each of the above embodiments, the entire second transport mechanism 14 cannot move in the horizontal direction. However, the second transport mechanism 14 is provided with a horizontal movement mechanism so that the entire second transport mechanism 14 can be moved horizontally ( It may be possible to move in the X-axis direction).
Moreover, although the above-mentioned 2nd conveyance mechanism 14 was provided in the common conveyance chamber 6 made evacuable here, it is not limited to this, You may provide in the conveyance chamber of atmospheric pressure atmosphere, or You may make it provide in the introduction side conveyance chamber 10 with the horizontal movement mechanism mentioned above.
Although a semiconductor wafer has been described as an example of an object to be processed here, the present invention is not limited to this, and the present invention can of course be applied to a glass substrate, an LCD substrate, or the like.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the conveyance mechanism of the object to be processed of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
First and second guide rails are respectively provided on the base member that can be turned, and the first and second moving bodies that move along these guide rails hold the object to be processed. The holding members are provided, and the rotary motions of the first and second rotating shafts are converted into linear motions to move the holding members linearly. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a processing system provided with a transport mechanism for an object to be processed according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a conveyance mechanism for an object to be processed according to the present invention.
FIG. 3 is a top view of the transport mechanism shown in FIG.
4 is a bottom view of the transport mechanism shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a bearing structure of a transport mechanism.
FIG. 6 is an operation explanatory view showing the operation of the transport mechanism.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a modified example of an attachment state of each rotation shaft, first and second arms, and a base member.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of a different shaft structure.
[Explanation of symbols]
2 Processing system
4A-4D processing chamber
6 Common transfer room (transfer room)
8A, 8B Load lock room
10 Introduction-side transfer chamber (transfer chamber)
14 Second transport mechanism
14A, 14B pick
22 First transport mechanism
50, 52, 54 rotation axis
68 Base member
70A First guide rail
70B Second guide rail
72A First moving body
72B Second moving body
74A First holding member
74B Second holding member
76A First motion direction conversion mechanism
76B Second motion direction conversion mechanism
78A first arm
78B Second arm
80A first auxiliary rail
80B second auxiliary rail
82A First auxiliary moving body
82B Second auxiliary moving body
86 steps
90A first leg
90B second leg
W Semiconductor wafer (object to be processed)

Claims (10)

被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、
回転可能になされた第1から第3の3本の回転軸と、
前記第3の回転軸に取り付けられたベース部材と、
前記ベース部材に取り付けられた第1及び第2の案内レールと、
前記第1の案内レールに沿って移動する第1の移動体と、
前記被処理体を保持するために前記第1の移動体に連結された第1の保持部材と、
前記第1の回転軸に連結される第1のアームと、
前記第1のアームの回転運動を前記第1の移動体の直線運動に変換する第1の運動方向変換機構と、
前記第2の案内レールに沿って移動する第2の移動体と、
前記被処理体を保持するために前記第2の移動体に連結された第2の保持部材と、
前記第2の回転軸に連結される第2のアームと、
前記第2のアームの回転運動を前記第2の移動体の直線運動に変換する第2の運動方向変換機構とを備え、
前記ベース部材の上面には前記第1の案内レールが設けられ、下面には前記第2の案内レールが設けられることを特徴とする被処理体の搬送機構。
In a transport mechanism for holding and transporting a workpiece,
First to third rotating shafts made rotatable, and
A base member attached to the third rotating shaft;
First and second guide rails attached to the base member;
A first moving body that moves along the first guide rail;
A first holding member coupled to the first moving body to hold the object to be processed;
A first arm connected to the first rotating shaft;
A first motion direction conversion mechanism that converts the rotational motion of the first arm into the linear motion of the first moving body;
A second moving body that moves along the second guide rail;
A second holding member coupled to the second moving body to hold the object to be processed;
A second arm connected to the second rotating shaft;
A second movement direction conversion mechanism that converts the rotational movement of the second arm into the linear movement of the second moving body ;
A transport mechanism for an object to be processed, wherein the first guide rail is provided on an upper surface of the base member, and the second guide rail is provided on a lower surface .
被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、
回転可能になされた第1から第3の3本の回転軸と、
前記第3の回転軸に取り付けられたベース部材と、
前記ベース部材に取り付けられた第1及び第2の案内レールと、
前記第1の案内レールに沿って移動する第1の移動体と、
前記被処理体を保持するために前記第1の移動体に連結された第1の保持部材と、
前記第1の回転軸に連結される第1のアームと、
前記第1のアームの回転運動を前記第1の移動体の直線運動に変換する第1の運動方向変換機構と、
前記第2の案内レールに沿って移動する第2の移動体と、
前記被処理体を保持するために前記第2の移動体に連結された第2の保持部材と、
前記第2の回転軸に連結される第2のアームと、
前記第2のアームの回転運動を前記第2の移動体の直線運動に変換する第2の運動方向変換機構とを備え、
前記ベース部材の上面または下面のいずれか一方には、前記第1及び第2の案内レールが設けられ、前記第1及び第2の案内レールは互いに異なった高さ位置に配置されることを特徴とする被処理体の搬送機構。
In a transport mechanism for holding and transporting a workpiece,
First to third rotating shafts made rotatable, and
A base member attached to the third rotating shaft;
First and second guide rails attached to the base member;
A first moving body that moves along the first guide rail;
A first holding member coupled to the first moving body to hold the object to be processed;
A first arm connected to the first rotating shaft;
A first motion direction conversion mechanism that converts the rotational motion of the first arm into the linear motion of the first moving body;
A second moving body that moves along the second guide rail;
A second holding member coupled to the second moving body to hold the object to be processed;
A second arm connected to the second rotating shaft;
A second movement direction conversion mechanism that converts the rotational movement of the second arm into the linear movement of the second moving body ;
The first and second guide rails are provided on either the upper surface or the lower surface of the base member, and the first and second guide rails are arranged at different height positions. A mechanism for conveying the object to be processed.
被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、
回転可能になされた第1から第3の3本の回転軸と、
前記第3の回転軸に取り付けられたベース部材と、
前記ベース部材に取り付けられた第1及び第2の案内レールと、
前記第1の案内レールに沿って移動する第1の移動体と、
前記被処理体を保持するために前記第1の移動体に連結された第1の保持部材と、
前記第1の回転軸に連結される第1のアームと、
前記第1のアームの回転運動を前記第1の移動体の直線運動に変換する第1の運動方向変換機構と、
前記第2の案内レールに沿って移動する第2の移動体と、
前記被処理体を保持するために前記第2の移動体に連結された第2の保持部材と、
前記第2の回転軸に連結される第2のアームと、
前記第2のアームの回転運動を前記第2の移動体の直線運動に変換する第2の運動方向変換機構とを備え、
前記第1の運動方向変換機構は、
前記第1の移動体に設けられた第1の補助案内レールと、
前記第1の補助案内レールに沿って移動可能に設けられると共に前記第1のアームの先端に回動自在に取り付けられた第1の補助移動体とよりなり、
前記第2の運動方向変換機構は、
前記第2の移動体に設けられた第2の補助案内レールと、
前記第2の補助案内レールに沿って移動可能に設けられると共に前記第2のアームの先端に回動自在に取り付けられた第2の補助移動体とよりなることを特徴とする被処理体の搬送機構。
In a transport mechanism for holding and transporting a workpiece,
First to third rotating shafts made rotatable, and
A base member attached to the third rotating shaft;
First and second guide rails attached to the base member;
A first moving body that moves along the first guide rail;
A first holding member coupled to the first moving body to hold the object to be processed;
A first arm connected to the first rotating shaft;
A first motion direction conversion mechanism that converts the rotational motion of the first arm into the linear motion of the first moving body;
A second moving body that moves along the second guide rail;
A second holding member coupled to the second moving body to hold the object to be processed;
A second arm connected to the second rotating shaft;
A second movement direction conversion mechanism that converts the rotational movement of the second arm into the linear movement of the second moving body ;
The first movement direction conversion mechanism is:
A first auxiliary guide rail provided on the first moving body;
A first auxiliary moving body that is movably provided along the first auxiliary guide rail and that is rotatably attached to the tip of the first arm;
The second movement direction conversion mechanism is:
A second auxiliary guide rail provided on the second moving body;
Conveying the object to be processed, comprising: a second auxiliary moving body which is provided so as to be movable along the second auxiliary guide rail and which is rotatably attached to the tip of the second arm. mechanism.
前記第1及び第2の保持部材の先端には、前記被処理体を直接的に保持する第1及び第2のピックをそれぞれ有し、前記第1及び第2の保持部材の一方には、前記第1及び第2のピックを互いに実質的に同一水平レベルに位置させるための段部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の被処理体の搬送機構。At the front ends of the first and second holding members, there are first and second picks for directly holding the object to be processed, respectively, and one of the first and second holding members has workpiece mounting serial to any one of claims 1 to 3, characterized in that stepped portions for positioning the first and second pick substantially same horizontal level with each other is formed Transport mechanism. 前記第1及び第2の案内レールは、互いに所定の角度だけ異なった方向に向けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の被処理体の搬送機構。  5. The transport mechanism for an object to be processed according to claim 1, wherein the first and second guide rails are directed in directions different from each other by a predetermined angle. 6. 前記第1及び第2の案内レールは、同一平面にあると仮定した場合に互いに交差するように配置されることを特徴とする請求項5記載の被処理体の搬送機構。It said first and second guide rails, the transport mechanism of the target object according to claim 5, characterized in that it is arranged so as to cross each other physician when it is assumed to be in the same plane. 前記第1と第2の案内レールの開き角度を調整するための調整手段が設けられていることを特徴とする請求項5又は6記載の被処理体の搬送機構。7. The conveyance mechanism for an object to be processed according to claim 5, further comprising an adjusting means for adjusting an opening angle of the first and second guide rails. 前記第1と第2の補助案内レールは、前記第1と第2の案内レールに対してそれぞれ直交するように配置されていることを特徴とする請求項3記載の被処理体の搬送機構。The said 1st and 2nd auxiliary guide rail is arrange | positioned so that it may respectively orthogonally cross with respect to the said 1st and 2nd guide rail, The conveyance mechanism of the to-be-processed object of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記第1から第3の回転軸は、第3の回転軸に中に第1及び第2の回転軸が並列させて異軸構造で設けられていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の被処理体の搬送機構。  8. The first to third rotating shafts according to claim 1, wherein the first and second rotating shafts are provided with a different shaft structure in which the first and second rotating shafts are arranged in parallel to the third rotating shaft. The conveyance mechanism of the to-be-processed object as described in any one of Claims. 被処理体を保持して搬送するための搬送機構において、
回転可能になされた第1及び第2の回転軸と、
前記第2の回転軸に取り付けられたベース部材と、
前記ベース部材に取り付けられた案内レールと、
前記案内レールに沿って移動する移動体と、
前記被処理体を保持するために前記移動体に連結された保持部材と、
前記第1の回転軸に連結されるアームと、
前記アームの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する運動方向変換機構とを備え、
前記運動方向変換機構は、
前記移動体に設けられ、且つ前記案内レールと略直交するように設けられた補助案内レールと、
前記補助案内レールに沿って移動可能に設けられると共に前記アームの先端に回動自在に取り付けられた補助移動体とよりなることを特徴とする被処理体の搬送機構。
In a transport mechanism for holding and transporting a workpiece,
First and second rotating shafts made rotatable;
A base member attached to the second rotating shaft;
A guide rail attached to the base member;
A moving body that moves along the guide rail;
A holding member coupled to the moving body to hold the object to be processed;
An arm connected to the first rotating shaft;
A movement direction conversion mechanism for converting the rotational movement of the arm into the linear movement of the movable body,
The movement direction conversion mechanism is
An auxiliary guide rail provided on the movable body and provided substantially orthogonal to the guide rail;
A conveyance mechanism for an object to be processed, comprising: an auxiliary moving body which is provided so as to be movable along the auxiliary guide rail and which is rotatably attached to the tip of the arm.
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