JPH0556953U - 基板処理装置 - Google Patents
基板処理装置Info
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- JPH0556953U JPH0556953U JP568992U JP568992U JPH0556953U JP H0556953 U JPH0556953 U JP H0556953U JP 568992 U JP568992 U JP 568992U JP 568992 U JP568992 U JP 568992U JP H0556953 U JPH0556953 U JP H0556953U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長方形の大きい基板の上に真空中でイオン注
入などの処理を連続的自動的に行うために好適な搬送装
置を提供することが目的である。 【構成】 基板Wを大気中で搬送する大気ロボットと、
真空中で搬送する真空ロボットを用いる。これらによっ
て連続的に基板Wを運ぶ。真空中で搬送するための真空
ロボットは基板Wの短辺の方向に短い距離だけ搬送す
る。大気中の大気ロボットは長辺に沿う長い距離搬送す
るようにする。
入などの処理を連続的自動的に行うために好適な搬送装
置を提供することが目的である。 【構成】 基板Wを大気中で搬送する大気ロボットと、
真空中で搬送する真空ロボットを用いる。これらによっ
て連続的に基板Wを運ぶ。真空中で搬送するための真空
ロボットは基板Wの短辺の方向に短い距離だけ搬送す
る。大気中の大気ロボットは長辺に沿う長い距離搬送す
るようにする。
Description
【0001】
この考案は、長方形で大きい例えばガラスの基板を真空中で処理するための搬 送機構を含んだ装置の改良に関する。例えば液晶パネル用のガラスの基板は30 0mm×400mmの大きいものである。これにスパッタや、蒸着により薄膜を 形成したり、この薄膜にイオンをド−プしたりすることがある。そして薄膜にダ イオ−ドやトランジスタを形成するのである。このような処理は真空中でなされ る。能率を上げるためには人手によらず、搬送装置によって自動的に搬送するよ うにする。大気中と真空中とを往復するのであるから、基板を搬送するための機 構は、大気中で運動するものと、真空中で作用するものの両方が必要である。
【0002】
従来は液晶パネルを自動的に真空中で処理するため、これを搬送する特別の装 置は存在しない。半導体ウエハを搬送する装置は幾つも知られている。半導体ウ エハの場合は先端が2股に分岐したフォ−クに乗せて直線方向に搬送するフォ− クが良く用いられる。真空中であるので直線導入機によって操作される。あるい は2本のア−ムと台とを組み合わせた搬送装置も用いられる。これは台とア−ム とを枢結しておき枢結点に於いて相互の回転角にある制限を課すことによって、 台を直線運動させるものである。回転運動だけで直線搬送を実現できる。
【0003】 液晶パネルなどの基板の処理にもこのような搬送装置を利用できるはずである が、半導体ウエハの場合と異なる事情がある。半導体ウエハは円形である。どち らむきに搬送しても同じ事である。従って真空中と大気中での搬送距離の配分に ついて考察する必要がない。だから考察されたことはない。しかし基板は半導体 ウエハに比較してずっと大きいし厚みもあり重い。基板と半導体ウエハの使用さ れる状況からしてこれは当然のことである。半導体ウエハは直径が大きくても2 00mmである。化合物半導体の場合はもっと小さい。厚みは500μm以下で ある。
【0004】 しかし基板は厚みが1000μmを越えることがあり大きさも300mm×4 00mmなどであることもある。ウエハよりもずっと重い。重いだけでなく異方 性がある。円形でなく、長方形であることが多い。基板はパネルとして利用され るので長方形であるのが最も望ましいのである。このように基板と半導体ウエハ では同じ搬送装置といっても技術的な問題が異なるのである。 真空中で基板を処理して薄膜ダイオ−ド、トランジスタを形成するということ は最近になって行われるようになってきた。
【0005】
基板は重いので搬送装置に大きな負担がかかる。それに異方性がある。真空中 で自動搬送して連続処理をする場合は、基板用の最適の搬送装置を考案すべきで ある。従来このような問題が認識されなかったので、特に基板に適した真空中で の搬送装置は本考案者の知る限り存在しなかったと思う。 連続的自動的に基板を処理したい。大気中に未処理の基板を積み上げたカセッ トがあり、これを真空中の予備室へ搬入する必要がある。これは大気中で行うの で搬送装置をここでは大気ロボットと呼ぶことにする。予備室から処理室へ搬送 するのは真空中で行われるので真空ロボットということにする。処理室から予備 室へ搬送するのも真空ロボットによってなされなければならない。予備室から大 気中へはやはり大気ロボットによって搬送される。
【0006】 搬送の距離は、装置のサイズによって決まるというのではなく、基板のように 大きいものであると、装置の形状そのものが基板の縦横の配向によって決まる。 もしも長辺に沿って搬送するものとすれば、搬送の始点と終点の位置が離れなけ ればならないから、搬送の距離が長くなる。短辺に沿って搬送するものとすれば 搬送の距離が短くなる。大気中で動作する大気ロボットは点検補修も簡単である 。異常があっても直ちに分かるし異常を修繕するのも簡単である。しかし真空中 で動作する真空ロボットは点検が容易でないし、異常の発見も遅れがちである。 真空ロボットは十分な余裕を持って設計されるべきである。 また大型の基板を処理するのであるから、真空処理装置の全体が大型化するの はやむを得ない。しかしそれでもできるだけ小型にするのが望ましい。真空装置 が大型化すると周辺の装置も大きくなるし真空排気装置も強力な大きいものにし なければならないからである。真空ロボットの搬送距離を短くすることにより強 度、機構の負担を軽減し故障の確率を減らすとともに、真空処理装置の小型化を 図るのが本考案の目的である。
【0007】
本考案の基板処理装置は、長方形で大型の基板を真空中で処理するための装置 であって、真空に引くことができ適当な処理を基板に施すための処理室と、真空 に引くことができ基板を導入するための予備室と、真空に引くことができ基板を 真空中から取り出すための予備室と、大気中と予備室の間において基板を搬送す るための大気ロボットと、予備室と処理室の間の真空中において基板を搬送する ための真空ロボットとを含み、真空中では真空ロボットによって短い距離を搬送 するようにし、大気中では長い距離を大気ロボットによって搬送するようにした ことを特徴とする。
【0008】
本考案は、真空中では短い距離を真空ロボットによって搬送するようにしてい る。全搬送距離が短いからア−ムを最長に延ばしたときでも真空ロボットの基部 及びア−ムに掛かるモ−メントは小さい。このため長い距離を搬送しなければな らないものに比較して機構学的な余裕がより多い。また搬送の距離が小さいから その間で故障が起こる確率も少ない。真空中で働く真空ロボットは、設計、製造 、保守につき特別な配慮が必要である。真空中では摩擦が大きくなるから材質が 制限される。また真空中でガスを放出しないものでなければならない。さらに大 気中で操作するから導入機構のシ−ルにも十分の注意を払わなければならない。 また真空ロボットが故障するとその修理は難しい。これらは大気ロボットとは違 う特別な条件である。本考案は真空ロボットのストロ−クを短くし真空ロボット の力学的な負担を軽くしている。このために真空ロボットをより安価に製造でき るし故障の確率も少ないので保守も簡単である。
【0009】 もう一つの利点がある。基板は長方形であり異方性があるが、これの短辺の方 向に搬送するようにして真空中での搬送距離を短くするのが良いが、そうすると 隣接する真空室間で、基板の長辺に該当する辺が相合することになる。すると真 空室の全体としての体積を少なくすることができる。基板の処理装置がより小さ くなるという長所がある。
【0010】
図3は基板処理装置の真空室の全体平面図である。真空室は、ロ−ド側の予備 室1、フォ−ク室2、処理室3、アンロ−ド側の予備室4、イオン源5よりなる 。予備室1は基板を大気中から真空中へ導入するための空間である。フォ−ク室 2は真空中に導入された基板を搬送するための中枢的な空間である。処理室3は 基板になんらかの処理をする空間である。ここではイオン源5が処理室3の前方 にあり基板にイオン注入するようになっている。本考案に於いて処理の内容は任 意であり、スパッタや蒸着あるいはイオンエッチングなどでも差し支えない。予 備室4は、処理の終わった基板を大気中へ搬出するための空間である。
【0011】 各真空室の間と、大気と真空の境界にはゲ−トバルブが設けられる。大気中と 予備室1の間にはゲ−トバルブ7、予備室1とフォ−ク室2の間にはゲ−トバル ブ8がある。フォ−ク室2と処理室3の間にはゲ−トバルブ9、フォ−ク室2と アン予備室4の間にはゲ−トバルブ10が設けられる。さらに予備室4と大気中 の間にはゲ−トバルブ11がある。これらのバルブを閉じるとそれぞれの真空室 は独立の真空となる。バルブを開けば相互に基板を搬送できるようになる。
【0012】 搬送の経路の一例を予備室1をロ−ド側に、予備室4をアンロ−ド側とした場 合について、図にA〜Fで示した。Aは大気中からロ−ド側の予備室1へ搬送す る経路、Bはロ−ド側の予備室1からフォ−ク室2へ搬送する経路、Cはフォ− ク室2から処理室3へ搬送する経路、Dは処理室3からフォ−ク室2へ戻す経路 、Eはフォ−ク室2からアンロ−ド側の予備室4へ搬送する経路、Fはアンロ− ド側の予備室4から大気中へ搬出する経路を示している。これら全ての搬送が大 気ロボット、真空ロボットによって自動的連続的に行われる。それぞれの真空室 は独立の真空排気装置を備え真空計を持っている。真空排気装置は例えばロ−タ リポンプとタ−ボ分子ポンプを組み合わせたものである。真空計は例えば、電離 真空計とサ−モカップル真空計とを併用する。予備室1の配管12、フォ−ク室 2の配管13、処理室3の配管14、予備室4の配管15が真空排気装置につな がれ真空に引けるようになっている。それぞれの真空室には、真空計20、21 、22、23が設けられる。また処理が終了した時に大気圧を導入するための窒 素の導入用の配管16、17、18、19がそれぞれの真空室に設けられる。イ オン源5にはイオンに励起すべき原料ガスを導入するための配管24が設けられ る。
【0013】 図1はこれらの真空室間で基板Wを搬送するためのロボットの配置を示す平面 図である。図2は正面図である。キャリヤエレベ−タ30に支持されたロ−ド側 のカセット31には多数枚の基板Wが上下方向に収納されている。キャリヤエレ ベ−タ30はこれを上下に動かすことができる。ロ−ド側のカセット31の長辺 の延長上にロ−ド側の予備室1の長辺があるように配置している。この方向に長 辺が平行になるように基板Wがロ−ド側のカセット31に積み上げられている。 予備室1でもその長辺に基板Wの長辺が平行になるようになっている。カセット 31と予備室1の中間にロ−ド用の大気ロボット32が設置される。これはカセ ット31から、予備室1へ、基板Wをその長辺に平行な経路Aに沿って搬送する ものである。
【0014】 予備室1内部にはセット台33がある。これは基板Wを水平に保持し上下に変 位させることができる。フォ−ク室2には真空ロボット34が設けられる。予備 室1とフォ−ク室2の間では基板が短辺に平行な経路Bに沿って搬送される。基 板はフォ−ク室2から処理室3へも搬送されるがこの際も短辺に平行な経路Cに 沿って搬送される。処理室3ではタ−ゲット35に固定される。これはタ−ゲッ ト機構部36によって支持される。これが90度回転してイオン源の方に基板W が向くようになっている。この状態でイオン源5からのイオンの照射処理を受け る。
【0015】 処理を終わると処理室3から逆に搬送されるが、逆の経路Dも当然短辺に平行 である。フォ−ク室2とアンロ−ド側の予備室4の間でも短辺に平行な経路Eに 沿っている。アンロ−ド側の予備室4にはセット台37がある。これも基板Wを 保持して上下に動くことができる。フォ−ク室2を中心として予備室1と予備室 4が反対側にあり、処理室3がこれらに対して直角の方向にある。両予備室1、 4、処理室3は基板Wの長方形であることを反映して長方形になっているが、フ ォ−ク室2とはその短辺を介して接している。従ってフォ−ク室の中心から各真 空室の反対側の外壁までの距離が短くなり、真空室の全体の体積が少なくて済む 。これは真空処理装置の据付面積を節減できるので極めて有利な性質である。 予備室4から基板を大気中に取り出すためにアンロ−ド用の大気ロボット38 が設けられる。これは予備室4の長辺に平行な中心線の延長上に設けられる。大 気ロボット38のさらに延長上にはアンロ−ド側のカセット39がある。これは キャリヤエレベ−タ40の上に戴置される。アンロ−ド用の大気ロボット38も 基板Wを長辺に平行な経路Fに沿って搬送するものである。
【0016】 つまり大気ロボット32、38は大気中で基板をその長辺に沿う方向に搬送す る。搬送距離はより長い。真空ロボット34は真空中で基板Wをその短辺に沿う 方向に搬送する。搬送距離はより短い。 基板Wの長辺と短辺について搬送距離が直接の関係はないように思われるがそ うではない。基板Wの滞留点の間の距離は当然できるだけ短くなるように設計さ れるが、長辺に沿う方向はより多くの余裕を取らなければならないし短辺に沿う 方向はそうでない。このようなわけで、長辺に沿う方向には長く、短辺に沿う方 向には短くなる傾向にある。
【0017】 大気ロボット32、38はいずれも1直線上に基板Wを搬送することができる 。真空ロボット34も同様である。これらは基台の上に回転できる2本のア−ム を枢結しさらにこの上に戴置台を設けたものである。 ロ−ド用の大気ロボット32は、基台42の上に下ア−ム43の一端が枢結さ れる。下ア−ム43の他端に上ア−ム44の一端が枢結される。また上ア−ム4 4の他端には戴置台45の一端が枢支される。真空ロボット34も同様の構造で 基台46、下ア−ム47、上ア−ム48、戴置台49をそれぞれ端点に於いて枢 結したものである。アンロ−ド用の大気ロボット38も基台51、下ア−ム52 、上ア−ム53、戴置台54よりなる。ある条件のもとでア−ムを相互に連携し て回転させるから、戴置台を一定方向に保ちながら直線方向にある一定のストロ −ク間で送ることができる。ストロ−クをQとして中心からの距離Rが0≦R≦ Qとなる。
【0018】 このようなリンク式の搬送機構は公知であるが念のため図4によって説明する 。原点Oが基台の中心である。下ア−ムが線分OM、上ア−ムが線分MN、戴置 台が直線NPで表されている。ただし点Pは戴置台の中心である。上ア−ム、下 ア−ムの枢結点間の長さは等しくてOM=MN=aである。またNP=bである 。下ア−ムのX軸からの回転角をΘとする。下ア−ムと上ア−ムの枢結点に於け る相対回転角をΨとする。また上ア−ムと戴置台の間の相対回転角をΦとする。 これらの回転角は独立に変化するのではなく、 2Θ+Ψ=180° (1) Φ=Θ+Ψ (2) という拘束条件を満たすように変化させる。これはタイミングベルトの組合わせ によって実現できる。あるいはステップモ−タを駆動源とした独立の駆動機構を 枢結点に備えてステップモ−タのパルス数を上記の関係を満足するように制御し てもよい。
【0019】 上記の拘束条件が満たされていると、戴置台のX軸に関する回転角は、点Aの 回転−Θ、点Mの回転(180−Ψ)、点Nの回転(Φ−180)を加えたもの になるので、これは丁度0°となる。つまり戴置台はX軸に常に平行である。そ してN点、P点は常にX軸上を動く。P点の位置は x=b+2acos Θ (3) となる。Θが最大値Θ2 をとればxは最小になる。この時丁度x=0にしようと すれば、 0=b+2acos Θ2 (4) である。最大値つまりストロ−クをQとすると、これはΘが最小Θ1 の時の値で あるが、 Q=b+2acos Θ1 (5) となる。 ロ−ド用、アンロ−ド用大気ロボット32、38は中心から互いに反対方向に 等距離だけ基板を運ぶので、途中で全体が180度回転するようになっている。
【0020】 例えば、大気ロボット32であれば、まず戴置台をX方向に向けてから運動さ せカセット31に至りここから基板Wを取り出す。この時キャリヤエレベ−タが 昇降して基板Wをカセット31の棚から、戴置台の上に載せるようになっている 。ア−ムを回転させ戴置台を引き戻し戴置台の中心が基台の中心に重なるように する。この状態で基台の上の部分を半回転させる。戴置台が−X方向を向く。こ の位置でア−ムを延ばしてゆく。そしてゲ−トバルブの開いている予備室1の内 部へ戴置台が入り、基板Wをセット台の上に載せる。途中に於ける半回転によっ て基板Wの方向が逆転するがこれは差し支えないことである。一方向への運動の ストロ−クをL(Q=L)とすると、途中で半回転するので、−L≦X≦Lの領 域で戴置台が運動する。 真空中の真空ロボット34は少し事情が異なる。これはフォ−ク室2の中心に ある。予備室1からフォ−ク室2へ経路Bに沿って基板Wを搬送する事もある。 またフォ−ク室2から予備室4へ基板Wを搬送することもある。これらは図1に 想定したXY座標系でY方向への搬送である。さらにこの他にフォ−ク室2から 処理室3へ向けて経路Cに沿う−X方向の搬送もある。逆に処理室3からフォ− ク室2へ戻す+X方向の搬送もある。
【0021】 まず真空ロボットのア−ムを回転させ経路Bに沿う搬送を行う。これにより基 板Wがフォ−ク室2に入る。この時短辺に沿う方向に搬送しているので長辺がX 軸に平行である。これを45度回転させると、図1に二点鎖線で示すようにフォ −ク室2内で、長辺がY軸に平行な配置になる。これをア−ムを延ばすことによ り処理室3へ送り、タ−ゲット35の上に戴置する。タ−ゲット35はこれを真 空チャックなどの手段で固定する。このときは図2に実線でしめす搬送位置にあ り基板Wは水平である。真空ロボット34はフォ−ク室2に後退させゲ−トバル ブ9を閉じる。タ−ゲット35はタ−ゲット機構部36の作用によって、Y軸方 向を向いた主軸の廻りに90°回転できるようになっている。これは鎖線で示す 注入位置である。イオン源からのイオンビ−ムは水平に進行しているので基板W に直角に当たる。基板Wを鉛直方向にしてイオン注入するのはごみなどが付着す るのを防ぐためである。
【0022】 イオン注入が終了すると、タ−ゲット機構部36を駆動して基板Wを45°回 転し水平の搬送位置に戻す。ゲ−トバルブを開き、真空ロボット34のア−ムを 延ばして基板Wを掬い、戴置台49の上に再び保持する。ア−ムを縮退させてフ ォ−ク室2へ処理済みの基板Wを戻す。これは短辺に平行な運動であるから経路 Dは短い。真空ロボット34の基台より上の部分を45°回転させる。そして今 度はアンロ−ド側の予備室4の方へX方向にア−ムを延ばしてゆく。これも短辺 に沿う移動である。予備室4のセット台37の上に基板Wを載せる。真空ロボッ ト34のア−ムを縮退させる。ゲ−トバルブ10を閉じる。フォ−ク室2に於い て真空ロボット34を180°回転させて予備室1に向けておく。 予備室4の ゲ−トバルブ11を開き、アンロ−ド用の大気ロボット38のア−ムを−X方向 に延ばしてセット台37にあった基板Wを戴置台の上に載せる。ア−ム52,5 3を縮退させる。戴置台の中心が基台の中心に一致する位置まで引き戻す。ここ で大気ロボット38を180°回転させる。戴置台がアンロ−ド側のカセット3 9の方を向く。ア−ムを延ばして基板Wをアンロ−ド側のカセット39の中に差 し入れる。キャリヤエレベ−タ40を少し上げることによって基板Wをカセット の棚に置くことができる。
【0023】 注意すべきことは、真空ロボットが搬送しているのは短辺に平行な方向でスト ロ−クが短いということである。真空ロボットの各部分に掛かる負担が軽く搬送 の距離も短いので故障が少ない。この例では大気中では長辺の方向に搬送してい る。短辺の方向に搬送するようにできるが、そうすると、カセット31、39、 予備室1、4がY軸方向に1直線にならぶことになる。すると全体の体積が増え てしまって好ましくない。 なお、上述の実施例では、予備室1をロ−ド側に、予備室4をアンロ−ド側と したが、それぞれの予備室1、4のそれぞれをロ−ド及びアンロ−ドとし、基板 をロ−ドした同一の予備室から当該基板をアンロ−ドするようにしてもよいのは 勿論である。
【0024】
真空中では長方形の基板Wの短辺に沿う方向に移動させることにより真空ロボ ットによる搬送の距離を短くしている。真空ロボットのア−ムを短くできるしス トロ−クも短縮できる。移動距離が短いからこの間での故障の確率は低い。また 伸び切ったときのモ−メントも小さいから過大な力が各部位にかからない。強度 的にも余裕がでる。真空ロボットに対して無理をさせない構造となっているから 故障の惧れが少なく保守点検が容易である。 また真空室も4つあり中央のフォ−ク室に対して2つの予備室と処理室がその 長辺において接しているから、短辺を介して接する場合に比較して、全体の体積 をより小さくできる。
【図1】本考案の実施例に係る基板処理装置の搬送機構
を中心として描いた全体平面図
を中心として描いた全体平面図
【図2】同じものの正面図。
【図3】基板処理装置の真空室の配置を示す平面図。
【図4】搬送機構の搬送の原理を示すための線図。
1 予備室 2 フォ−ク室 3 処理室 4 予備室 5 イオン源 7〜11 ゲ−トバルブ 30 キャリヤエレベ−タ 31 カセット 32 大気ロボット 33 セット台 34 真空ロボット 35 タ−ゲット 37 セット台 38 大気ロボット 39 カセット 40 キャリヤエレベ−タ
Claims (2)
- 【請求項1】 長方形の基板を真空中で処理するための
装置であって、真空に引くことができ適当な処理を基板
に施すための処理室と、真空に引くことができ基板を導
入するための予備室と、真空に引くことができ基板を真
空中から取り出すための予備室と、大気中と予備室の間
において基板を搬送するための大気ロボットと、予備室
と処理室の間の真空中において基板を搬送するための真
空ロボットとを含み、真空中では真空ロボットによって
短い距離を搬送するようにし、大気中では長い距離を大
気ロボットによって搬送するようにしたことを特徴とす
る基板処理装置。 - 【請求項2】 長方形の基板を真空中で処理するための
装置であって、真空に引くことができ適当な処理を基板
に施すための処理室と、真空に引くことができ基板を導
入するための予備室と、真空に引くことができ基板を真
空中から取り出すための予備室と、処理室、予備室に隣
接し真空に引くことのできるフォ−ク室と、大気中と予
備室の間において基板を搬送するための大気ロボット
と、フォ−ク室に設置され予備室と処理室の間の真空中
において基板を搬送するための真空ロボットとを含み、
予備室、処理室は基板Wの短辺長辺の形状にしたがって
長方形状であり、フォ−ク室と、予備室及び処理室はそ
の長辺を介して隣接した構造となっており、真空中では
真空ロボットによって短い距離を搬送するようにし、大
気中では長い距離を大気ロボットによって搬送するよう
にしたことを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1992005689U JP2587864Y2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1992005689U JP2587864Y2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 基板処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0556953U true JPH0556953U (ja) | 1993-07-30 |
JP2587864Y2 JP2587864Y2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=11618073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1992005689U Expired - Lifetime JP2587864Y2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 基板処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2587864Y2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62162257U (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-15 |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP1992005689U patent/JP2587864Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62162257U (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-15 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2587864Y2 (ja) | 1998-12-24 |
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---|---|---|---|
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