JPH0574915A - 低振動搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス・モータより発生する振動を減少させ
て、被搬送物が不用な振動による位置ズレを起こさない
で搬送される。 【構成】 パルス・モータ１を振動の少ない高速で回転
させ、減速機構２で被搬送物７が搬送に適した低速度で
搬送される。 【効果】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウェハやカセ
ットの低振動搬送に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体製造工程においては、
半導体ウェハの搬送装置やカセットの搬送装置が用いら
れている。

【０００３】それらの被搬送体の搬送力には、パルス・
モータの回転駆動力が多く用いられ、この回転駆動力を
被搬送体に伝える方法として、カセットを支えるアーム
を、モータが駆動するラックと支えるピニオンの組み合
わせにより移動させる技術が、特公昭６２−２４９４３
号公報に開示されている。

【０００４】また、半導体ウェハを支えるアームを、モ
ータが駆動する伸縮および旋回可能なメカニカル、パン
タグラム機構により移動させる技術が、特開昭６３−３
０８９２８号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記２
つの技術においても、半導体ウェハを支えるアームやカ
セットを支えるアームの駆動には、パルス・モータが用
いられている。

【０００６】このパルス・モータは、モータ駆動装置か
ら１つのパルス電流を印加することにより、モータ軸を
所定の角度、たとえば３．６度回転させるように構成す
るもので、たとえば１００回パルス電流を印加すれば、
３６０度すなわちモータの軸が１回転するように構成し
ている。

【０００７】このパルス・モータは、回転数がたとえば
毎分１００回転と早く回転している場合には、パルス・
モータから発生する振動は非常に少ないが、回転数がた
とえば毎分10回転と遅い場合には、モータ軸の回転と停
止が断続的に行われ、モータ軸の回転と停止に伴って発
生する振動およびモータ軸の回転の停止に伴って発生す
るモータ本体の反作用に起因して発生する振動が非常に
多くなる。

【０００８】したがって、パルス・モータから発生する
振動が搬送装置の、たとえば半導体ウェハを支持するア
ームに伝えられて半導体ウェハがアーム上で微少に移動
して、半導体ウェハを正確に移載することができないと
いう改善点を有する。

【０００９】また、半導体ウェハがアーム上で振動する
と、半導体ウェハのアームと接触する部分が、チッピン
グと呼ばれる膜剥がれやウェハ端部の欠けが発生し、こ
のチッピングにより発生した塵が半導体ウェハに付着し
て、半導体素子の歩留まりを低下させるという改善点を
有する。

【００１０】また、パルス・モータの代わりにＤＣモー
タを使用した場合には一般的に知られている如く、ＤＣ
モータの制御性が悪く高精度な搬送装置を構成すること
が困難であるという改善点を有する。

【００１１】また、パルス・モータの代わりにACサーボ
・モータを使用した場合には、小型で安価なACサーボ・
モータは現在開発されていないため、搬送装置が大型で
高価になってしまうという改善点を有する。

【００１２】本発明は、上記点に鑑みなされたもので、
搬送中の被搬送体が不用な振動を受けない搬送装置を提
供することを目的とするものである。

【００１３】半導体製造装置において、半導体ウェハの
搬送と半導体ウェハを収納するカセットの搬送には、そ
れぞれ専用の搬送装置が従来使われており、同装置内に
大きな空間がこれらの搬送装置に使われており、これを
小型化するという改善点があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、板状体もし
くは板状体を収納するカセットを、アーム上に支持して
パルス・モータの回転駆動により搬送する搬送装置にお
いて、上記モータの回転を回転により生ずる振動の小さ
い回転速度で回転させる手段と、この手段による回転速
度を上記被搬送体の移動速度に変換する手段を備えてな
ることを特徴とする。

【００１５】

【作用】この発明は、パルス・モータの回転によって生
ずる振動が小さいか無い回転速度で回転させ、この回転
を搬送アームの所望する移動速度に変換して、被搬送体
を搬送し、被搬送体への振動の少ない搬送を可能とした
ものである。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を、半導体ウェハ搬送装置に
適用した実施例を図面を参照して具体的に説明する。

【００１７】第１図において、図示しない駆動装置から
のパルス電流により駆動されるパルス・モータ１の駆動
軸１００とプーリ３の回転軸１０２との間には、減速機
構たとえばバックラッシュ防止機構の付いた減速ギヤ２
が設けられている。すなわち、パルス・モータ１の高速
回転を上記減速ギヤ２により減速して、上記プーリ３に
回転力を伝達することができるように構成されている。

【００１８】また、上記プーリ３と相対する位置にプー
リ４が設けられ、プーリ３、４の間に弾性部材、たとえ
ばシリコンゴムよりなる搬送ベルト５が設けられてい
る。

【００１９】また、被搬送体である板状体の、たとえば
半導体ウェハを支持して搬送するアーム、たとえばアル
ミニウム一体成型のアーム８は、上記搬送体ベルト５の
固定部６に固定取着され、上記搬送ベルト５の移動に伴
ってスライド・レール９の上を、アーム８が直線移動可
能な如く構成されている。

【００２０】上記スライド・レール９は、搬送長さ内機
械的に耐える材質、たとえばアルミニウム一体成型の基
台１０によって支えられ、また、この基台１０は図２に
示す搬送装置の筐体２０と一体になるごとく構成されて
いる。

【００２１】以上の如く駆動力伝達系１１は、パルス・
モータ１、減速機構２、相対したプーリ３、４、搬送ベ
ル５および固定部６より構成されている。

【００２２】図２は、図１で示した半導体ウェハ７を支
持して搬送するアーム８に加えて、板状体のたとえば半
導体ウェハ７を収納するカセット１２を支持して搬送す
るアーム１３とを持つ搬送装置２１の縦断面を示してい
る図１と同様の部分に関しては、図面に同一番号を付し
てその説明を省略する。

【００２３】被搬送体であるカセット１２を支持、たと
えば載置して搬送する支持体、たとえばアルミニウム一
体成型のアーム１３は、上記搬送ベルト１０５の固定部
１０６に取着固定され、上記搬送ベルト１０５の移動に
伴って左右のスライド・レール１１６を、直線移動可能
な如く構成されている。

【００２４】この実施例では、ウェハと同一直線方向を
移動する上記スライド・レール１１６は、機械的に耐え
る構成、たとえばアルミニウム一体成型の基台１７によ
って支えられている。また、この基台１７は、ウェハ７
を支えるアーム８を載せる基台１０と一体に構成され、
さらに搬送装置の筐体２０と一体に構成されている。搬
送装置の基台１７と筐体２０とをアルミニウムの一体成
型で構成することにより、これらを複数の板金の組み合
わせで構成した場合に比べ、振動が発生しにくくなるよ
うに構成することができる。

【００２５】また、減速ギヤ２には、バックラッシュ防
止機構の付いたものを採用することにより、さらに振動
を小さくすることができるように構成される。

【００２６】図３には、図２に示した半導体ウェハを支
持するアーム８とカセットを支持するアーム１３を駆動
する搬送装置２１を縦型熱処理装置に用いた実施例が示
されている。

【００２７】縦型熱処理装置において、本発明を適用し
た搬送装置２１は、回転軸３１を中心として図示しない
移動機構により、たとえば回転（θ）および上下（Ｚ
軸）の移動が可能であるように構成されている。もちろ
ん、必要に応じてＸ軸、Ｙ軸方向への移動を可能にして
もよい。そして、たとえば半導体ウェハ７を収納したカ
セット１２には、搬送装置２１が、回転軸３１を中心に
回転し、搬送装置２１の搬送アーム１３に支持されて、
カセット搬入部３２とカセット載置部３３との間で移載
することができるように構成されている。

【００２８】カセット載置部３３の予め定められた位置
には、未処理半導体ウェハが多数、たとえば25枚収納さ
れたウェハ・カセット１２が載置され、このカセット１
２からウェハ７は一枚づづ搬送装置２１の搬送アーム８
により自動的に抜き取られて、ウェハボード３５に移載
する如く構成されている。このウェハボード３５は、耐
熱性材料たとえば石英からなるウェハボード３５で、ウ
ェハボード載置台３６上に設けられている。

【００２９】この載置台３６は、たとえば上記ウェハボ
ード３５を熱処理用反応炉内にローディングするボード
ローダ（図示せず）の支持台上に保温筒（図示せず）を
設けた構成である。

【００３０】ウェハボード載置台３６に載置されたウェ
ハボード３５は、上記ボートローダにより上記反応炉内
へ上昇案内されてローディングされる。その後、半導体
ウェハ７は、高温雰囲気中で反応ガスにより成膜処理が
行われる。このような所定の熱処理を行う炉３７の予め
定められた均熱領域に搬入するように構成されている。
以上の如く、縦型熱処理装置は構成されている。

【００３１】次に、本発明の実施例である半導体ウェハ
の搬送装置の動作を図１により説明する。

【００３２】すなわち、図１において、被搬送対象とな
る板状体は重量の軽い半導体ウェハ７であり、アーム８
上にこのウェハ７を載置する。

【００３３】したがって、このウェハ７の上記移載操作
でのアーム８の進退等の移動に際してアーム８に振動が
発生すると、アーム８の上でウェハ７が位置ズレや振動
によるチッピングを起こす。そこで、これらの現象を少
なくするために、ウェハを支えるアーム８を低速度で移
動させ正確な移載動作を行う。

【００３４】この動作の駆動源であるパルス・モータ１
は、振動が比較的小さいか無い回転速度の高速回転させ
ることにより、パルス・モータ１から発生する振動を小
さくしている。さらに、パルス・モータ１の高速回転は
減速機構、たとえば減速ギャ２でウェハ７の搬送に最適
な速度にまで低速化している。その上、パルス・モータ
１の回転は、プーリ３、４間の搬送ベルト５を介してア
ーム８を同速度で移動されている。したがって、上記ベ
ルト５によりアーム８の振動を抑制している。減速機構
として、この実施例では減速ギヤ２について述べたが、
減速手段であればいずれでもよく、たとえば径の異なる
プーリ間に張設せられた搬送ベルトを構成することもで
きる。

【００３５】また、ウォームとギヤの組み合わせによる
減速機構を用いても良いのは当然である。

【００３６】また、減速ギヤ２は、バック・ラッシュ防
止の機構の付いたものを用いることにより、パルス・モ
ータ１の振動の影響をさらに小さくすることができる。

【００３７】また、減速ベルトには、弾性部材たとえば
シリコンゴムよりなるベルトを用いることにより、パル
ス・モータ１で発生した微振動はベルト５でさらにより
多く吸収し、搬送アーム８、１３への振動の伝達を減少
させることができる。

【００３８】また、減速ギヤ２を介して、パルス・モー
タ１の回転をプーリ３、４に伝えるため、搬送アーム
８、１３に力が加えられても、パルス・モータ１の軸に
力が加えられることがなく、パルス・モータ１が停止時
にその停止状態を維持する停止電流を流す必要がない。

【００３９】また、被搬送物を支えるアーム８、１３の
大部分の重量が、スライド・レール９、１６によって支
えられているため、搬送ベルト５の進退移動に伴って、
スライド・レール９、１６上での円滑な進退移動が可能
である。

【００４０】上記実施例では、縦型熱処理装置のウェハ
移載装置に適用した例について説明したが、ウェハの移
載であればいずれでもよい。

【００４１】ウェハの移載に限らず、搬送アームの移載
であれば、真空容器内でのウェハの搬送や、搬送ロボッ
トアームなどいずれに適用してもよいことは説明するま
でもない。

【００４２】上記実施例である縦型熱処理装置のウェハ
移載装置においては、パルス・モータは高速回転させ減
速ギヤでウェハの移載速度に変換する場合が振動が少な
かったが、この発明を広く特許請求の範囲の搬送装置に
適用して、低振動搬送装置を実現するためには、パルス
・モータの回転数とその回転より生ずる振動の関係を知
る方法が開示されねばならない。その結果、パルス・モ
ータの回転数は、ある場合には２００ＲＰＭ〜３００Ｒ
ＰＭであったり、ある場合は２０００ＲＰＭ〜３０００
ＲＰＭであったり、その低振動を実現する帯域として理
解され、アームの移動速度への具体的変換比率が、パル
ス・モータの回転数と、その回転より生じる振動の関係
について、メーカーはデータとして公表しておらず、ま
た、パルス・モータの回転力により、搬送する被搬送体
の形状と重量に、モータより発生する振動が依存した関
係にあるため、振動が少ないパルス・モータの最適回転
数は実際の装置において、被搬送体をアームで支えた状
態において搬送装置を動かして決定しなければならな
い。

【００４３】その最適回転数を求める具体的方法は、対
象とする搬送装置において被搬送体をアームで支えた条
件の下で、パルス・モータの異なる回転速度で駆動した
時に、上記被搬送体の移動速度に変換して、上記アーム
が進退移動を多数回、たとえば１０００回繰り返す時
に、被搬送体を支えたアーム上で発生する振動を測るこ
とにより、まず、パルス・モータの上記異なる回転速度
に対するアームの振動量の関係を知ることができる。

【００４４】アームの信号の簡便な測定方法は、よく知
られたレーザー光の反射光の分布を測る方法がある。レ
ーザー光の微小光束を、アームの進行方向からアーム上
にアームの進行方向に対し垂直に置かれた微小鏡により
反射して、この鏡による反射光の投影スポットの分布
を、搬送装置の静止時の投影スポットを中心とする同心
円の中で、投影スポットの分布が広がる最大の同心円の
半径ｒを調べることにより、アームの振動量が分かる。
これにより、パルス・モータの異なる回転数に対するア
ームの振動量の関係をグラフ化することができる。

【００４５】こうして求められたグラフより、実際の半
導体製造装置の搬送装置において許される振動の一定の
基準値以下の振動を発生する搬送装置に用いることので
きる回転速度の帯域が決められ、この帯域の中の一速度
を選ぶことにより、被搬送体の移動速度に変換する手
段、たとえば減速ギヤのギヤ化を決めることができ、装
置化できる。

【００４６】こうして求められたパルス・モータの最適
回転数の例として、半導体ウェハを支えるアームの搬送
装置においては、パルス・モータの２００ＲＰＭの高速
回転を１０：１の減速ギヤで低速化して、ウェハを支え
るアームを駆動する場合の方が、パルス・モータの２０
ＲＰＭの回転を１：１の等速ギヤで駆動する場合に対し
て、アーム上の振動が３０分の１に減少することができ
る。

【００４７】ここで言う搬送装置において許される振動
の一定の基準値とは被搬送体によって異なるが、たとえ
ば半導体ウェハの場合、多数回たとえば１０万回あたり
のウェハを支えるアーム上でのウェハの位置ズレが０．
１mm以下で、チッピング等によりウェハのキズ、ホコリ
の発生がクリーン度 1クラス・レベル以下である等の判
定をもって作る。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、被支持体を支持するアームが、移動中に振
動や不用な位置ズレを起こすことなく、正確に搬送する
ことができる。

【００４９】また、チッピングによる塵の発生を防止す
ることができ、製造工程に適用した場合、歩留まりを低
下させることのない搬送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体ウェハの搬送装置の実施例を示す図。

【図２】半導体ウェハおよびカセットの搬送装置の実施
例を示す縦断面図。

【図３】縦型熱処理装置における図２で示した搬送装置
の動きを示す図。

【符号の説明】

１………パルス・モータ ２………減速ギヤ ３、４…プーリ ５………搬送ベルト ６………固定部 ７………半導体ウェハ ８、１３…搬送アーム ９、１６…スライド・レール １０、１７…基台 ２０………筐体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状体もしくは板状体を収納するカセッ
   トを、アーム上に支持してパルス・モータの回転駆動に
   より搬送する搬送装置において、上記モータの回転を回
   転により生ずる振動の小さい回転速度で回転させる手段
   と、この手段による回転速度を上記被搬送体の移動速度
   に変換する手段を備えてなることを特徴とする低振動搬
   送装置。