JPH07142551A - 搬送アーム装置及びこれを用いた処理室集合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 占有面積や構造を複雑化することなく２枚の
被処理体を同時に取り扱うことができる搬送アーム装置
を提供する。 【構成】 旋回可能に支持された第１のアーム部６と、
この先端に屈曲可能に支持された第２のアーム部８と、
この先端にその中央部が回転可能に支持された第３のア
ーム部１０とにより搬送アーム装置２を構成する。そし
て、上記第３のアーム部の両端に被処理体Ｗを載置保持
する被処理体載置部５８Ａ、５８Ｂを形成し、一度に２
枚の被処理体を取り扱い得るようにして搬送効率を向上
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造装置
等に用いられる搬送アーム装置及びこれを用いた処理室
集合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いては、半導体製造装置の真空処理室内に半導体ウエハ
等の被処理体を搬入し、減圧雰囲気下でその処理を行う
工程が多く用いられている。このように減圧雰囲気下で
被処理体に処理を施す半導体製造装置では、半導体ウエ
ハ等の被処理体を真空処理室内に搬入・搬出する毎に、
真空処理室内を常圧に戻すと、再び真空処理室内を減圧
して処理を開始するまでに多くの時間を要し、スループ
ット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ：単位時間内に処理できる
ワーク数量）の低下を招くことになる。このため、真空
処理室に隣接して、その内部の容積が真空処理室よりも
少ない予備真空室いわゆるロードロック室を設けたもの
が多い。

【０００３】例えば、減圧雰囲気下で被処理体の処理を
行う従来の半導体製造装置（例えばエッチング装置等）
では、この装置の真空処理室に隣接してロードロック室
を設け、このロードロック室を介して半導体ウエハ等の
被処理体を真空処理室に対して搬送アームにより搬入・
搬出させる。このようにして真空処理室内を常圧に戻す
ことなく半導体ウエハ等の被処理体を真空処理室に搬入
・搬出するようにして、半導体製造装置全体のスループ
ットの向上を図っている。

【０００４】上記被処理体を搬送する従来の搬送アーム
は、一般的に多関節アーム方式になっており、例えば３
つのアーム部をそれぞれ屈曲可能に直列に接続し、それ
らの間に動力を伝達してアーム部全体を伸縮させるよう
になっている。また、他の形状の搬送アームとしては、
いわゆる蛙の足のように屈曲可能になされたフロッグレ
グ方式の搬送アームも知られている。これら搬送アーム
の動力の伝達は、例えば２つのプーリ間にスチールベル
ト、チェーンベルト或いはベルト内側に多数の凹凸を形
成してこれとプーリに形成した凹凸と噛み合うようにし
たコックベルト等を掛け渡し、これらベルトを回転する
ことにより多関節アームの伸縮を行うようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体製造
工程においては、上記真空処理室内にて処理された半導
体ウエハの搬入・搬出を行うには搬送アームが用いられ
る。この動作を説明すると例えばウエハの処理が終了し
たならは真空処理室内から処理済みのウエハを取り出す
ために搬送アームを伸長してウエハを保持し、次にこれ
を縮退させてロードロック室内に収容する。そして、搬
送アーム全体を旋回させて、これを処理済みウエハを収
容するカセット室或いはクラスタツール装置ならば次に
処理すべき真空処理室に方向付けする。そして、再度搬
送アームを伸長させて処理済みのウエハをカセット内或
いは次の真空処理室内に載置する。次に、空になった搬
送アームを縮退させた後に再度搬送アームを旋回するこ
とによって未処理ウエハを収容するウエハカセット等に
方向付けし、搬送アームを伸長させることによって未処
理のウエハを保持する。そして、搬送アームを縮退させ
た後にこれを再度旋回させて対応する真空処理室に方向
付けし、アームを伸長させることによって未処理のウエ
ハを真空処理室内に載置し、これによって次の処理が可
能となる。

【０００６】このように、従来の搬送アームにあって
は、１枚のウエハの処理が終了してから、真空処理室に
未処理の新たなウエハを載置するまでに搬送アームは多
くの伸縮工程や旋回工程を行わなければならず、その間
は、真空処理装置は停止されたままで稼働してはおら
ず、スループットの低下の原因となっていた。特に、複
数の真空処理室を集合させて連結させた、いわゆるクラ
スタ装置にあってはウエハの搬入・搬出が頻繁に行われ
ることから、上述のような従来の搬送アームにあっては
搬入・搬出の作業効率が十分ではなく、真空処理室の稼
働時間が短くなってしまい、クラスタ装置の利点を十分
に生かしきることができないという問題点があった。

【０００７】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、占有面積を増加したり構造を複雑化すること
なく２枚の被処理体を取り扱い得るようにした搬送アー
ム装置及びこれを用いた処理室集合装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、上記問題
点を解決するために、旋回可能に支持された第１のアー
ム部と、この第１のアーム部の先端に屈曲可能に支持さ
れた第２のアーム部と、この第２のアーム部の先端に、
その中央部が回転可能に支持されると共に両端部に被処
理体を載置する被処理体載置部を有する第３のアーム部
とにより搬送アーム装置を構成したものである。

【０００９】第２の発明は、上記問題点を解決するため
に、被処理体を処理する複数の処理室と、これに被処理
体を搬入・搬出すべく共通に接続された共通搬送室を有
する処理室集合装置において、前記共通搬送室内に、前
記各処理室との間で前記被処理体の受け渡しを行うため
に第１の発明による搬送アーム装置を設けるように構成
したものである。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、第１のアーム部と第２の
アーム部は屈曲可能に支持されると共に第３のアーム部
は第２のアーム部に回転可能に支持されている。従っ
て、第３のアーム部は、その両端の被処理体載置部に被
処理体を載置した状態でこれを同時に搬送することがで
き、第３のアーム部を旋回させることにより２つの載置
部の内、所望する載置部を例えば処理室に方向付けする
ことができる。そして、この搬送アームを伸縮させるこ
とにより、被処理体を所望する処理室へ収容したり或い
は処理済みの被処理体を処理室から取り出すことができ
る。

【００１１】第２の発明によれば、上記した第１の発明
の搬送アーム装置を処理室集合装置に適用するようにし
たので、複数の処理室に共通に接続した共通搬送室に上
記搬送アーム装置が設けられる。従って、１つの処理室
にて被処理体の処理が終了すると、第３のアーム部の一
方の被処理体載置部に未処理の被処理体を保持した状態
で他の搬送アームで処理済みの被処理体を保持して取り
出し、この状態で第３のアーム部のみを１８０度回転さ
せて未処理の被処理体を上記空になった処理室に向けて
方向付けする。そして、この搬送アームを再度伸縮させ
ることにより未処理の被処理体を処理室内へロードす
る。このような操作は、同様に各処理室間にても行うこ
とができ、従って、被処理体の搬入・搬出操作を迅速に
行うことができ、真空処理室の休止期間を短くしてスル
ープットを向上させることが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係る搬送アーム装置及びこ
れを用いた処理室集合装置の一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。図１は第１の発明に係る搬送アーム装置
の一例を示す斜視図、図２は図１に示す搬送アーム装置
の概略断面図、図３は図１に示す搬送アーム装置の第３
のアーム部の動力伝達機構示す説明図、図４は第１の発
明に係る搬送アーム装置の動作を説明するための動作説
明図、図５は第１の発明の搬送アーム装置を有する処理
室集合装置を示す構成図、図６は図５に示す処理室集合
装置の断面図である。

【００１３】図１乃至図４に示す搬送アーム装置２は、
後述するように被処理体である半導体ウエハＷを、例え
ばカセット室と真空処理室との間或いは複数の真空処理
室間で受け渡しするものであり、真空引き可能な共通搬
送室であるロードロック室等に設けられる。この搬送ア
ーム装置２は、必要最小限の空間で旋回可能とすると共
に遠方までウエハＷを搬送可能とするために伸縮可能に
なされた搬送アーム４を有している。この搬送アーム４
は、旋回可能に支持された第１のアーム部６と、この先
端に屈曲可能に支持された第２のアーム部８と、この先
端に回転可能に支持された第３のアーム部１０とにより
主に構成されている。

【００１４】具体的には、上記第１のアーム部６の基端
部は、図２にも示すような３軸タイプの気密性を保持す
る磁気シール軸受１２に結合される。磁性流体を使用し
た磁気シール軸受１２は、その内側より内側回転軸１４
Ａ、中間回転軸１４Ｂ及び外側回転軸１４Ｃの順に同心
乃至同軸状に配列された３つの回転軸を有しており、各
回転軸間及び外側回転軸１４Ｃと軸受ケース１６との間
にはそれぞれ軸受１８が介在されて別個独立して回転し
得るようになっている。

【００１５】ここで本実施例においては、以下に記すよ
うに上記内側回転軸１４Ａは、搬送アームを伸縮させる
伸縮軸としての機能を有し、中間回転軸１４Ｂは第３の
アーム部１０のみの回転を行う第３アーム部回転軸１４
としての機能を有し、外側回転軸１４Ｃは内側回転軸１
４Ａと同期させて回転させることにより搬送アーム全体
を旋回させて方向付けを行う旋回軸としての機能を有す
ことになる。

【００１６】まず、伸縮軸１４Ａは、伸縮駆動系として
の伸縮用モータ２０の回転軸にベルト等により或いは直
結により連結され、第３アーム部回転軸１４Ｂは、回転
駆動系としての回転用モータ２２の回転軸にベルト等に
より連結され、更に旋回軸１４Ｃも旋回駆動系としての
旋回用モータ２４の回転軸にベルト等により連結されて
おり、個別に制御可能になっている。また、全ての上記
モータは同一のステージ上に配置されている。

【００１７】この搬送アーム４の旋回半径、すなわち旋
回時の占有面積を最小にするには第１のアーム部６、第
２のアーム部８及び第３のアーム部１０の長さの比を
１：１：２に設定するのが良く、搬送アームの最大縮退
時に第１及び第２のアーム部６、８が上下に重なり合う
ような状態とする（図４（Ａ）参照）。

【００１８】この搬送アーム４の動力伝達機構を説明す
ると、第１のアーム部６のケーシング２６は中央の伸縮
軸１４Ａの上端部に連結されて固定され、この外周に軸
受２７を介して設けられる第１の回転用基端プーリ２８
は第３のアーム部回転軸１４Ｂに連結され、この外周に
軸受３０を介して設けられる第１の旋回用基端プーリ３
２は旋回軸１４Ｃに連結されている。

【００１９】第１のアーム部６の先端には、同軸になさ
れた２軸構造の第１の旋回用先端プーリ３４と第１の回
転用先端プーリ３６が設けられている。第１の旋回用基
端プーリ３２と第１の旋回用先端プーリ３４及び第１の
回転用基端プーリ２８と第１の回転用先端プーリ３６と
の間には、それぞれ例えばチェーンベルト３８、４０が
掛け渡されている。

【００２０】上記第１の旋回用先端プーリ３４の回転軸
４２とこの外周の第２の回転用基端プーリ５０との間及
びこれと上記ケーシング２６との間には別々独立に回転
可能とするためにそれぞれ軸受４４が介設されている。
また、第１の回転用先端プーリ３６と第２の回転用基端
プーリ５０は同じ径に設定されて直結されている。この
第１の旋回用先端プーリ３４の回転軸４２の先端は、第
２のアーム部８のケーシング４６の一端に直接連結され
てこの回転軸４２と一体的に回転するようになってい
る。

【００２１】このケーシング４６内の先端には、これに
軸受４８を介して回転可能になされた第２の回転用先端
プーリ５２が設けられており、このプーリ５２と上記第
２の回転用基端プーリ５０との間には例えばチェーンベ
ルト５４が掛け渡されている。そして、この第２の回転
用先端プーリ５２の回転軸５６の先端には薄板状に成形
された第３のアーム部１０の下面中央部に直接に連結さ
れており、このアーム部１０を任意に回転して方向付け
し得るようになっている。そして、この第３のアーム部
１０の両端には被処理体としての半導体ウエハＷを載置
保持するための被処理体載置部５８Ａ、５８Ｂがそれぞ
れ形成されている。尚、ウエハのロード・アンロード時
に処理室内に侵入することになる、第２のアーム部８の
先端の軸受４８部分にはアーム内部からのパーティクル
の流出を阻止するための例えばラビリンスシールや磁性
流体シールよりなる図示しないシール部材が設けられて
いる。

【００２２】このようにして回転可能になされた第３の
アーム部１０の動力伝達機構の概略は図３に示されてお
り、回転用モータ２２からの動力は第１の回転用基端プ
ーリ２８、チェーンベルト４０を介して第１の回転用先
端プーリ３６へ伝達され、更にこれと一体的に回転する
第２の回転用基端プーリ５０からチェーンベルト５４を
介して第２の回転用先端プーリ５２へ伝達され、これと
一体的に第３のアーム部１０を回転することになる。

【００２３】また、旋回用モータ２４及び回転用モータ
２２を固定した状態において伸縮用モータ２０を正逆回
転駆動することにより、この搬送アーム４全体が伸縮す
ることになる。ここで、第１の旋回用基端プーリ３２と
第１の旋回用先端プーリ３４の直径の比は２：１に設定
されているので、第１のアーム部６と第２のアーム部８
との関節部の角度αは、他の部分の角度よりも２倍の速
さで変化し、しかも第１の回転用基端プーリ２８、第１
の回転用先端プーリ３６、第２の回転用基端プーリ５０
及び第２の回転用先端プーリ５２の各直径は同一に設定
されているので第１のアーム部６と第３のアーム部１０
の回転角の変化が同じになり、その結果、ウエハＷを保
持する第３のアーム部１０は、旋回中心Ｏ１を通る直線
６０上を直線運動するように移動することになる。以上
のように構成された搬送アーム装置２は、例えばウエハ
に対して連続した処理を行う場合にその各処理に対応し
た複数の真空処理室を集合させてクラスタ装置化した処
理室集合装置に適用される。

【００２４】このような処理室集合装置について図５に
基づいて説明する。図中６２は真空引き可能な共通搬送
室としてのロードロック室であり、このロードロック室
６２内には上記多関節の搬送アーム装置２が収容されて
いる。このロードロック室６２の外周はその周方向に８
分割されており、その内の４方向にはウエハに連続的に
施される処理工程に対応した第１〜第４の真空処理室６
４Ａ〜６４ＤがそれぞれゲートベンＧ１〜Ｇ４を介して
連通可能に共通に接続されている。また、他の隣接され
る２方向には内部にウエハカセット６６を収容するため
の真空引き可能なウエハカセット室６８Ａ、６８Ｂがそ
れぞれゲートベンＧ５、Ｇ６を介して連結されており、
ロードロック室６２との間でカセット内のウエハＷの受
け渡しを行うようになっている。

【００２５】また、残りの２方向には、それぞれ真空引
き可能な加熱／冷却室７０Ａ、７０Ｂがそれぞれゲート
ベンＧ７、Ｇ８を介して連結されており、ウエハの処理
前の予備加熱及び処理後の冷却等を行い得るようになっ
ている。また、このロードロック室６２内の一部には、
例えば光学系を用いた、ウエハのオリフラ（オリエンテ
ーションフラット）の位置合わせを行うための位置検出
手段７２が設けられており、ここでオリフラの位置合わ
せを行うようになっている。

【００２６】また、上記各ウエハカセット室６８Ａ、６
８Ｂの反対側にはそれぞれ大気側と連通可能としてカセ
ットを搬出入するためのゲートドアＧ９、Ｇ１０が設け
られると共にその外側には共通に使用される多関節のカ
セット搬送アーム７８が設けられており、カセット載置
台８０との間でカセット６６の受け渡しを行い得るよう
になっている。尚、このカセット載置台８０上には、自
走型搬送車（ＡＧＶ）等によりカセット６６が所定の位
置にセットされることになる。

【００２７】図６は上記集合装置においてウエハカセッ
ト室６８Ａ、ロードロック室６２及び第１の真空処理室
６４Ａに延びるラインに沿って切断した時の断面図を示
し、ウエハカセット室６８Ａは上述のようにゲートドア
Ｇ９を介してカセット６６の搬入・搬出を行うようにな
されており、内部には例えばボールネジ８２により昇降
可能になされたカセット載置台８４が配置されている。
また、このカセット室６８Ａの底部には、図示しない真
空ポンプに接続された真空排気系８６及びこのカセット
室内に不活性ガス等を供給するガス供給系８８が接続さ
れる。

【００２８】そして、このカセット室６８Ａはゲートベ
ンＧ５を介して上記ロードロック室６２に連通され、こ
の内部には前述のような多関節の搬送アーム装置２が収
容されている。このロードロック室６２の底部にも、上
述したと同様な真空排気系９０及び不活性ガスのガス供
給系９２が接続されて真空引き可能になされている。

【００２９】また、このロードロック室６２は、ゲート
ベンＧ１を介して第１の真空処理室６４Ａへ連接されて
いる。この第１の真空処理室６４Ａとしては、一例とし
てプラズマ処理室が配置されており、内部には上部電極
９４とサセプタとしての下部電極９６とが所定の間隔を
隔てて配置されている。そして、この下部電極９６に
は、マッチング回路９８を介して、例えば１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波を付与する高周波電源１００が接続されて
おり、上記両電極間にプラズマを立て得るようになって
いる。また、この処理室６４Ａの天井部には、内部に反
応ガスを供給するための反応ガス供給系１０２が接続さ
れると共に底部には真空排気系１０４が接続されてい
る。

【００３０】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、半導体ウエハＷの全体的
流れについて説明する。図５及び図６に示すように、未
処理のウエハＷが例えば２５枚収容されたウエハカセッ
ト６６は、カセット載置台８０の所定の位置にセットさ
れ、これはカセット搬送アーム７８によっていずれか一
方のカセット室、例えばカセット室６８Ａ内にゲートド
アＧ９を介して収容される。その後、このカセット室６
８Ａ内は、真空排気系８６により真空引きされ、所定の
減圧雰囲気になったならば次に、ゲートベンＧ５を開い
て予め真空雰囲気になされているロードロック室６２内
とを連通する。そして、この状態でゲートベンＧ５を介
してロードロック室６２内の搬送アーム４を伸長させて
カセット６６内のウエハ一枚をその第３のアーム部１０
の一方の被処理体載置部で保持し、アームを縮退させて
ロードロック室６２内に取り込む。そして、この状態で
搬送アーム装置４を所定の角度だけ旋回させることによ
り第１の真空処理室６４Ａの方向に向ける。

【００３１】そして、第３のアーム部１０のみを１８０
度回転させて空の被処理体載置部を処理室６４Ａに向け
る。尚、搬送アームの旋回時に空の被処理体載置部を処
理室６４Ａに直接向けるようにしてもよい。

【００３２】次に、ゲートベンＧ１を開くことによりロ
ードロック室６２内と予め真空状態に維持されている第
１の真空処理室６４Ａ内を連通し搬送アームを伸長する
ことによりゲートベンＧ１を介して第２のアーム部８の
先端部及び第３のアーム部１０の一端を処理室６４Ａへ
侵入させ、処理済みのウエハＷを保持して搬送アーム４
を縮退させる。そして、第３のアーム部１０のみを１８
０度回転することにより未処理のウエハＷを処理室６４
Ａに向ける。そして、再度、搬送アーム４を伸長させ
て、未処理のウエハＷを下部電極９６等のサセプタ上に
載置保持させる。

【００３３】次に、搬送アームを再度縮退させることに
より搬送アームを処理室６４Ａ内から退避させ、ゲート
ベンＧ１を閉じる。このようにゲートベンＧ１を閉じて
処理室６４Ａ内を密閉したならば、第１の処理としてウ
エハに対して所定のプラズマ処理を施すことになる。

【００３４】この間、他の真空処理室にて所定の処理が
終了したウエハＷが存在するならば、上述のように搬送
アームをその処理室の方向に旋回させて、対応するゲー
トベンを開いて搬送アームを伸縮することにより処理済
みのウエハＷを取り出し、次に処理すべき真空処理室に
再度ロードさせる。このようにして、ウエハＷに対して
一連の連続処理が施されたならば、完全処理済のウエハ
を収容するウエハカセット６６を設置する他方のカセッ
ト室６８ＢのゲートベンＧ６を開き、前述と同様に搬送
アームを伸縮することにより処理済みウエハをカセット
６６に収容することになる。

【００３５】このようにして、処理済みウエハによりカ
セット６６内が満たされたならば、このカセット６６
は、カセット搬送アーム７８によってゲートドアＧ１０
を介してカセット室外へ運び出されてカセット載置台８
０に載置され、自走型搬送車により、次の処理工程へ搬
送されることになる。

【００３６】次に、ロードロック室６２内に設けた搬送
アーム４の伸縮動作、第３のアーム部の回転動作及び旋
回動作について図１乃至図４も参照して説明する。ま
ず、旋回動作について説明する。搬送アーム装置２全体
の旋回動作を行う場合には、図４（Ａ）に示すように搬
送アーム４の各関節を折り曲げて全体をＴ字状にするこ
とによりアーム全体の回転半径が最小となるようにし、
この状態で所定の角度の旋回を行う。この場合には、第
１のアーム部６のケーシング２６に連結される伸縮軸１
４Ａの伸縮用モータ２０と、第１の旋回用基端プーリ３
２に連結される旋回軸１４Ｃの旋回用モータ２４と、第
１の回転用基端プーリ２８に連結される第３アーム部回
転軸１４Ｂの回転用モータ２２とをそれぞれ同期駆動さ
せて各軸が同じ回転角度になるように同期回転させる。
すると、上記ケーシング２６、上記第１の旋回用基端プ
ーリ３２及び上記第１の回転用基端プーリ２８は相対変
化することなしに相互に所定の角度だけ旋回し、搬送ア
ーム４自体を伸縮させることなく旋回中心Ｏ１を中心と
して旋回させ、そのままの状態で任意の方向へ方向付け
することができる。

【００３７】次に、搬送アーム４を伸縮する場合につい
て説明する。この伸縮操作を行う場合には常に旋回用モ
ータ２４と回転用モータ２２を停止状態として、すなわ
ち第１の先端用基端プーリ３２と第１の回転用基端プー
リ２８を停止状態として、伸縮用モータ２０Ａの正逆回
転のみで伸縮を行う。

【００３８】すなわち、旋回用モータ２４と回転用モー
タ２２を固定状態として伸縮用モータ２０Ａを回転駆動
すると、図４に示すように伸長時には例えば第１のアー
ム部６が矢印Ａ１方向に回転するとその先端に設けた第
２のアーム部８は矢印Ａ１方向とは反対方向である矢印
Ａ２方向に２倍の回転角の速さで回転し、この先端に設
けた第３のアーム部１０は１倍の回転角の速さで矢印Ａ
１と同じ方向である矢印Ａ３方向へ回転する。なぜな
ら、第１の旋回用基端プーリ３２、第１の旋回用先端プ
ーリ３４の直径比は２：１に設定されていると共に第１
の回転用基端プーリ２８、第１の回転用先端プーリ３
６、第２の回転用基端プーリ５０及び第２の回転用先端
プーリ５２の各直径がそれぞれ同一に設定されているか
らである。結果的に第３のアーム部１０は、旋回中心Ｏ
１を通る直線６０上を矢印Ａ４方向に示すように直線状
に移動することになる。尚、縮退時には上記した矢印と
反対方向に動くことになる。

【００３９】この動きを図２に基づいてより具体的に説
明すると、まず、第１の旋回用基端プーリ３２と第１の
回転用基端プーリ２８を固定した状態で伸縮用モータ２
０Ａを駆動すると伸縮軸１４Ａに連結された、第１のア
ーム部６のケーシング２６が旋回中心Ｏ１を中心として
回動する。尚、この時、旋回軸１４Ｃ及び第３アーム部
回転軸１４Ｂが停止しているのは上述の通りである。す
ると、ケーシング２６と第１の旋回用基端プーリ３２が
相対的に回転してチェーンベルト３８を介して第１の旋
回用先端プーリ３４に駆動力が伝達されて第１の旋回用
先端プーリ３４がケーシング２６の回動方向とは逆方向
へ回転される。そして、第１の旋回用先端プーリ３４は
回転軸４２を介して第２のアーム部８のケーシング４６
へ直結されているので、このケーシング４６も先のケー
シング２６とは反対方向へ回動することになる（図４
（Ｂ）中の矢印Ａ１、Ａ２を参照）。ここで基端プーリ
３２と先端プーリ３４の直径比は上述のように２：１な
ので、第２のアーム部８は２倍の回転速度で回転する。

【００４０】また、これと同時にケーシング２６と第１
の回転用基端プーリ２８が相対的に回転してチェーンベ
ルト４０を介して第１の回転用先端プーリ３６に駆動力
が伝達されて、これがケーシング２６の回転方向とは逆
方向へ回転される。この点は先の第１の旋回用先端プー
リ３４と同じである。すると、上記第１の回転用先端プ
ーリ３６に対して直結されている第２のアーム部８の第
２の回転用基端プーリ５０も同方向に回転することにな
る。このプーリ５０の回転はチェーンベルト５４を介し
て第２の回転用先端プーリ５２に伝達され、これを同方
向に回転する。そして、このプーリ５２は回転軸５６を
介して第３のアーム部１０の中央部に直結されているの
で、この第３のアーム部１０は上記プーリ５２と同方向
に回転することになる。

【００４１】ここで、各回転用のプーリ２８、３６、５
０、５２の直径は上述のように同一に設定されているの
で、結果的には、第３のアーム部１０自体は旋回中心Ｏ
１に対しては何ら回転することなく、この旋回中心Ｏ１
を通る直線６０上を直線移動することになる。図４
（Ｃ）は搬送アーム４が最大限に伸長された状態を示
す。尚、上記各プーリの直径は同一でなくても、プーリ
２８の回転角とプーリ５２の回転角を等しく設定すれ
ば、上述のように第３のアーム部１０は直線運動するこ
とになる。

【００４２】次に、第３のアーム部１０の回転について
説明する。この操作を行うには、旋回用モータ２４と伸
縮用モータ２０をそれぞれ停止して旋回軸１４Ｃと伸縮
軸１４Ａを固定しておく。この状態で回転用モータ２２
を駆動して正道回転させることにより、その駆動力は第
１の回転用基端プーリ２８、チェーンベルト４０、第１
の旋回用先端プーリ３４、第２のアーム部８の第２の回
転用基端プーリ５０、チェーンベルト５４及び第２の回
転用先端プーリ５２を介して第３のアーム部１０へ伝達
されてこれを回転中心Ｏ２を中心として例えば１８０度
回転させることになる。この場合、搬送アーム４の伸縮
方向と第３のアーム部１０の停止時における長さ方向は
常に同一方向となり、旋回中心Ｏ１を通る直線上に位置
することになる。

【００４３】このような搬送アーム装置２を用いてある
１つの室から処理済みのウエハを他の室へ搬送する場合
について図５も参照して説明する。尚、処理済みのウエ
ハを取り出した室には未処理のウエハＷを載置する。こ
こでは、例えば第１の真空処理室６４Ａにて処理済みの
ウエハＷを未処理のウエハと交換し、これを次の処理の
ために第２の真空処理室６４Ｂに搬送する場合について
説明する。ここで考慮すべき点は、第２の真空処理室６
４Ｂ内にもここでの処理済みのウエハＷが存在するとい
うことである。

【００４４】まず、第３のアーム部１０の２つある被処
理体載置部５８Ａ、５８Ｂの内の一方の載置部、例えば
載置部５８Ｂに、例えば加熱／冷却室７０Ａにて予備加
熱した未処理のウエハＷを保持し、他方の載置部５８Ａ
を空とし、搬送アーム４を図（Ａ）に示すような縮退状
態にする。

【００４５】この状態で、まず、搬送アーム装置４全体
を旋回中心Ｏ１を中心として旋回させることにより空の
載置部５８Ａを第１の真空処理室６４Ａに方向付けす
る。そして、ゲートベンＧ１を開いてこの搬送アーム４
を図４（Ｃ）に示すように伸長することにより、空の載
置部５８Ａを第１の真空処理室６４Ａ内に侵入させ、こ
の中の処理済みのウエハＷを保持する。ウエハＷを保持
したならば、この搬送アーム４を完全に縮退し、処理済
みのウエハＷを第１の真空処理室６４Ａから取り出す。

【００４６】次に、第１のアーム部６及び第２のアーム
部８を動かすことなく第３のアーム部１０のみを回転中
心Ｏ２を中心として１８０度旋回することにより、未処
理のウエハＷを保持する載置部５８Ｂを空になった上記
第１の真空処理室６４Ａに方向付けする。そして、この
搬送アーム４を伸長させることにより未処理のウエハＷ
を第１の真空処理室６４Ａ内にロードし、これを内部に
載置する。未処理のウエハのロードが完了したら、この
搬送アーム４を縮退させ、ゲートベンＧ１を閉じて第１
の真空処理室６４Ａ内での処理を開始する。

【００４７】次に、搬送アーム４全体を旋回させること
により空になった載置部５８Ｂを第２の真空処理室６４
Ｂに方向付けする。そして、ゲートベンＧ２を開いてこ
の搬送アーム４を伸長することによって、空の載置部５
８Ｂを第２の真空処理室６４Ｂ内へ侵入させ、この中の
処理済みウエハＷを保持する。このように、ウエハの保
持が完了したならばこの搬送アーム４を縮退し、この状
態で第３のアーム部１０のみを回転中心Ｏ２を中心とし
て１８０度回転させることにより、第１の真空処理室６
４Ａにて処理済みのウエハを保持する載置部５８Ａを第
２の真空処理室６４Ｂに方向付けする。

【００４８】次に、この搬送アーム４を伸長することに
より、上記処理済みのウエハを第２の真空処理室６４Ｂ
内にロードして載置する。そして、ウエハ載置が完了し
たならば、搬送アーム４を縮退してアンロードすると共
にゲートベンＧ２を閉じて、第２の処理を開始する。以
下、同様にして処理済みのウエハを空の載置部で取り出
し、これに他方の載置部にて保持していたウエハをロー
ドして直ちに処理を開始する。このようなウエハの搬送
工程は、カセット室６８Ａ、６８Ｂと加熱／冷却室７０
Ａ、７０Ｂとの間及び加熱／冷却室７０Ａ、７０Ｂと各
真空処理室６４Ａ〜６４Ｄとの間においても同様に行わ
れる。

【００４９】このように、第３のアーム部１０のみを回
転可能としてその両端に被処理体載置部５８Ａ、５８Ｂ
を設けるようにしたので１度に２つのウエハを取り扱う
ことができ、１つのウエハしか搬送し得なかった。従来
の搬送アームと比較してウエハのロード・アンロード等
の搬送効率を向上させることができる。従って、処理室
の稼働率を全体的に上げることができ、スループットを
大幅に向上させることができる。特に、本発明を複数の
処理室を集合させた集合装置に適用した場合には、各処
理室の全体的な稼働率を大幅に向上させることができ、
スループットの改善に寄与することができる。

【００５０】ところで、２つの搬送アームを設けて２つ
のウエハを同時に搬送できるように構成することも考え
られるが、この場合には搬送アーム自体が２つ存在する
ことから可動軸が増えてしまうのみならず装置も複雑化
してパーティクルの発生要因も増加し、好ましくない。

【００５１】特に、複数の処理室を結合したクラスタツ
ール装置の共通搬送室に用いられる搬送アーム装置は、
万一このアーム装置がダウンすると装置全体が使用でき
なくなるので高い信頼性が要求される。この点、上述の
ように装置が複雑化するということは、この信頼性の維
持という点においても好ましくない。尚、上記実施例に
あっては、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、他の被処理体、例えばＬ
ＣＤ（液晶表示）基板にも適用し得るのは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の搬送アー
ム装置及びこれを用いた処理室集合装置によれば次のよ
うに優れた作用効果を発揮することができる。第１の発
明によれば、両端に被処理体載置部を有する第３のアー
ム部を回転可能に設けるようにしたので、装置自体を大
幅に複雑化させたり或いは重量化させることなく一度に
２つの被処理体を取り扱うことができる。従って、被処
理体の搬送効率を向上させることができることから、処
理室の稼働率が上昇し、スループットを向上させること
ができる。第２の発明によれば、第１の発明の搬送アー
ム装置を用いるようにしたので、処理室集合装置におけ
る被処理体のロード・アンロードを効率的に行うことが
できることから、クラスタ装置の利点を十分に生かして
スループットを大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る搬送アーム装置の一例を示す
斜視図である。

【図２】図１に示す搬送アーム装置の概略断面図であ
る。

【図３】図１に示す搬送アーム装置の第３のアーム部の
動力伝達機構を示す説明図である。

【図４】第１の発明に係る搬送アーム装置の動作を説明
するための動作説明図である。

【図５】第１の発明の搬送アーム装置を有する処理室集
合装置を示す構成図である。

【図６】図５に示す処理室集合装置の断面図である。

【符号の説明】

２ 搬送アーム装置 ４ 搬送アーム ６ 第１のアーム部 ８ 第２のアーム部 １０ 第３のアーム部 １４Ａ 内側回転軸（伸縮軸） １４Ｂ 中間回転軸（第３アーム部回転軸） １４Ｃ 外側回転軸（旋回軸） ２０ 伸縮用モータ ２２ 回転用モータ ２４ 旋回用モータ ２８ 第１の回転用基端プーリ ３６ 第１の回転用先端プーリ ５０ 第２の回転用基端プーリ ５２ 第２の回転用先端プーリ ５８Ａ，５８Ｂ 被処理体載置部 ６２ ロードロック室（共通搬送室） ６４Ａ〜６４Ｄ 真空処理室 Ｏ１ 旋回中心 Ｏ２ 回転中心 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回可能に支持された第１のアーム部
   と、この第１のアーム部の先端に屈曲可能に支持された
   第２のアーム部と、この第２のアーム部の先端に、その
   中央部が回転可能に支持されると共に両端部に被処理体
   を載置する被処理体載置部を有する第３のアーム部とよ
   りなることを特徴とする搬送アーム装置。
2. 【請求項２】 被処理体を処理する複数の処理室と、こ
   れに被処理体を搬入・搬出すべく共通に接続された共通
   搬送室を有する処理室集合装置において、前記共通搬送
   室内に、前記各処理室との間で前記被処理体の受け渡し
   を行うために請求項１に規定される搬送アーム装置を設
   けるように構成したことを特徴とする処理室集合装置。