JPH07221157A - 真空処理装置 - Google Patents

真空処理装置

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JPH07221157A
JPH07221157A JP6009225A JP922594A JPH07221157A JP H07221157 A JPH07221157 A JP H07221157A JP 6009225 A JP6009225 A JP 6009225A JP 922594 A JP922594 A JP 922594A JP H07221157 A JPH07221157 A JP H07221157A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空処理装置において、１つの駆動源により
駆動されるダブルアームおよびウエハ上下駆動機構を提
供し、処理時間の短縮および動作の信頼性を高めること
を目的とする。 【構成】 上アーム３２，下アーム３３の上アーム駆動
円弧ギヤ４７，下アーム駆動円弧ギヤ５０とウエハ上下
駆動機構を同一軸のアーム駆動溝カム板，ウエハ突上げ
用溝カム板で駆動させることにより、処理時間を短縮
し、動作の信頼性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造、薄膜形成等
のために使用される真空処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の真空処理装置は、図１４、図１５
に示すように、ウエハカセット昇降装置１と前後進する
ウエハ移載アームを備え、旋回する搬送アーム２とロー
ドロック室３とロードロック室内にシリンダー２０によ
り昇降するウエハ上下台１９が配設されている。さら
に、ダブルロードロック室４とダブルロードロック室内
にパルスモータ１６，１７にて駆動するダブルアーム
８，９とダブルアーム旋回パルスモータ１８が真空シー
ル１０を介して接続され、その各々にロータリエンコー
ダ１３，１４，１５が配設されている。また、反応室
５，６，７は各々下部電極２３、突上げシリンダー１２
と３本の突上げピン１１が配設されている。各反応室は
ゲートを備えており、ダブルロードロック室４と仕切ら
れいるが、ゲートの構成および動作説明については省略
する。
【０００３】次に動作を説明する。ウエハカセット２１
Ａよりウエハカセット昇降装置１と搬送アーム２により
取り出されたウエハ２２Ａはロードロック室３に移動さ
れ、ウエハ上下台１９に乗り移る。その後、真空引きを
行い、ウエハ上下台１９が上昇しているとき、ダブルロ
ードロック室４内にある上アーム８，下アーム９のうち
どちらか一方のアームがロードロック室３に侵入し、ウ
エハ上下台１９が下降してウエハを受け取った後、ダブ
ルロードロック室４に戻る。そして、上アーム８，下ア
ーム９ともに旋回駆動モータ１８により旋回し、反応室
５の方向を向いて停止する。次にシリンダ１２によりウ
エハ突上げピン１１が上昇し処理済ウエハ２２Ｂを上昇
させる。次にウエハの無いアームが反応室５に侵入し、
ウエハ突上げピン１１が下降して処理済ウエハ２２Ｂを
アームが受取りダブルロードロック室４へ戻る。次にも
う一方のウエハを載せたアームが反応室５に侵入し、ウ
エハ突上げピン１１が上昇して未処理ウエハ２２Ａを受
取り、その後アームはダブルロードロック室４へ戻る。
その際、上アーム８，下アーム９，旋回の各動作はそれ
ぞれロータリエンコーダ１３，１４，１５によって各々
動作ストローク限度を検出し、各動作の終了後次の動作
をさせている。次に上アーム８，下アーム９が反応室６
の方向まで旋回し、反応室５における動作と同様に、反
応室５の処理済ウエハの受け渡しを行う。同様に反応室
７でウエハの受け渡しを終えた後、ダブルアーム８，９
は、ロードロック室３方向に旋回し、ウエハ上下台１９
により上昇している新ウエハの下に空アームを伸ばし、
ウエハ上下台１９が下降して新ウエハを受取り、続いて
新ウエハを載せたアームをダブルロードロック室４に移
動し処理済ウエハを載せたアームをロードロック室３の
ウエハ供給部に伸ばし、ウエハ上下台１９が上昇してウ
エハを受取り、アームはダブルロードロック室４に戻
る。つぎにロードロック室３を大気圧に戻し、搬送アー
ム２により処理済ウエハを取り出してカセット２１Ｂに
戻し、一連のウエハ搬送を終了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造ではウエハ搬送動作時に、上アーム８，下ア
ーム９それぞれの往復動作と、ウエハ突上げピン１１ま
たはウエハ上下台１９の上下動作を各動作終点を検出し
てから、次の動作を始めなければならないため、動作時
間が長かった。また、ウエハの突上げ、停止時の衝撃緩
和のためウエハ突上げ用シリンダ１２の動作速度を遅く
する必要があり、装置の処理時間短縮の妨げになってい
た。また、真空処理装置においては、ウエハのハンドリ
ングミスの修復には、真空破壊を必要とし、多大な修復
時間を要するが、シーケンス制御による複数メカニズム
の制御は、停電後の処理や、イレギュラー動作操作時に
動作ミスを起こしやすいものであった。
【０００５】本発明は上記従来の問題に鑑み、ダブルア
ームの動作と、突上げ動作を単一の駆動源を用いて行わ
しめ、処理時間を短縮し、動作の信頼性の高い真空処理
装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の技術的手段は、上記真空処理室に１つの駆動
源により駆動されるダブルアームおよびウエハ上下駆動
機構と同機構の旋回機構と旋回方向における反応室また
は、ウエハ供給部のウエハ上下機構とウエハ上下駆動機
構との選択的係合機構とを有するものである。
【０００７】
【作用】この技術的手段による作用は次のようになる。
【０００８】ダブルアームとウエハ突上げ動作を１機の
モータにて駆動する方式とし、上アーム，下アーム，突
上げピンの各動作をメカニカルに既定することで、上ア
ーム，下アームの動作と突上げピンの動作を連続かつ並
行動作させ、処理時間を短縮できる。さらにメカニズム
の動作曲線の適切な選定によりウエハ突上げ時の衝撃緩
和も可能である。またダブルアームおよびウエハ上下駆
動機構を一体に旋回させてウエハ上下駆動機構と各反応
室のウエハ上下機構とを選択的に係合するのでウエハ搬
送動作の信頼性をさらに高くすることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図１２に
基づいて説明する。まず、図２を用いて、真空処理装置
全体の構成を説明する。図２において、２４はウエハカ
セット、２６はカセット昇降装置、２７は搬送アーム、
２８はロードロック室、２９はダブルロードロック室、
３０，３１は反応室であり、ロードロック室内にウエハ
上下台３４が配設されている。次に図１と図３と図４を
用いて説明する。反応室３０，３１には下部電極３９が
あり、その内部に突上げピン４０がある。その下方には
それに連結された上下軸６１があり、上下軸６１周囲に
はベローズ４１が取り付けてあり、上下軸６１には溝金
具４２が取り付けてある。反応室３０の外部下方には支
柱６３があり、支点６２を介して突上げピン昇降フォー
ク４３が取り付けられ、そのフォーク両端にローラー９
２が取り付けられ、溝金具４２に係合している。ダブル
ロードロック室２９内には上アーム３２，下アーム３３
とこれを運動させる関節機構があり、上アーム３２，下
アーム３３は真空シール６５を貫通したシャフト４５，
４８の上方に取り付けられ、シャフト４５，４８の下方
には、上アーム駆動ギヤ４９，下アーム駆動ギヤ４６が
取り付けられている。図９（ａ），図９（ｂ）に示すご
とく、それぞれのギヤに円弧ギヤ４７，５０が噛み合っ
ており、円弧ギヤのギヤ部と支点８０，８２の中間にカ
ムフォロア７９，８１が固定されており、図１０に示す
ごとく、それが裏表溝カム板５１の溝カム部に係合して
いる。また、この溝カム板５１の回転軸８４にもう一枚
のウエハ突上げ用溝カム５２が接続されており、図１１
に示すごとく、レバー８６端にはカムフォロア８７が溝
カムに係合されており、反対側にはターンバックル式ロ
ッド８５が接続され、図９（ｂ）に示すごとく、その先
は突上げピンプッシャーアーム４４に連結されている。
アーム４４の先端にはローラー８８がある。ローラー８
８はアームの旋回方向の突上げピン昇降フォーク４３の
溝部に係合する。溝カム回転軸８４はウォーム減速機８
３の出力軸穴に取り付けられ、ウォーム減速機入力軸に
はダブルアーム駆動モータ５５が接続されている。また
上記溝カム，ギヤはカムボックス５４内に収められてお
り、カムボックス５４は真空シール６５の旋回軸に接合
されている。さらにカムボックス５４の下方にその旋回
軸と同軸のシャフト５６が接合されており、そのシャフ
ト５６はインデックスユニット５８を介してダブルアー
ム旋回モータ５７に接続されている。ここでインデック
スユニット５８とは立体カムで入力軸の回転に対して出
力軸が予め割り付けられた角度で停留するようなカム機
構になっているもので、ここでは９０°に割り付けてい
る。図５，図６，図７，図８ａ〜図８ｄに上アームＡＳ
Ｓ′Ｙ３２と下アームＡＳＳ′Ｙ３３を示す。上アーム
ＡＳＳ′Ｙ３２において、６８は第１前リンク、７１が
第２前リンク、６７が第１後リンク、７０が第２後リン
ク、３２がウエハ受けであり、各々ヒンジピンにより結
合されている。第１後リンク６７に固定されたギヤ７７
と第２前リンク７１に固定されたギヤ７８が噛み合って
おり、両ギヤの軸間距離を一定に保つためにギヤボック
ス６０が配設されている。第１前リンク６８は真空シー
ル６５上にヒンジピン６９で固定されており、第１後リ
ンク６７は真空シールを介してシャフト４８に固定され
ている。
【００１０】次に以上のように構成された本発明の第１
の実施例について一連の動作を説明する。図２におい
て、まずカセット２４から搬送アーム２７によって取り
出されたウエハ２５はロードロック室２８に移され、真
空引きを開始する。図９（ａ），図９（ｂ）に示すごと
く、ロードロック室の真空引き後、ダブルアーム駆動モ
ータ５５が回転を開始し、２つの溝カム板５１，５２が
回転することでカムフォロア７９，８１，８７に接続さ
れた円弧ギヤ５０，５１とレバー８６が謡動し、ウエハ
突上げ，ダブルアーム駆動が図１２に示すタイミングで
作動することになる。図１に示すごとく、まず溝カム板
５２の回転によりウエハ突上げカムフォロア８７で謡動
されたレバー８６が突上げピンプッシャーアーム４４を
作動させ、先端の突上げローラー８８で突上げピン昇降
フォーク４３を押し下げてウエハ上下台３４が上昇し停
留する。次に溝カム板５１の回転により上アームカムフ
ォロア８１で謡動された上アーム駆動円弧ギヤ４７が支
点８２を中心に謡動し、噛み合っている上アーム駆動ギ
ヤ４９を謡動させ、真空シール６５を介して上アーム駆
動シャフト４８を謡動させる。この動作により、上アー
ム３２はロードロック室中心まで侵入し、ウエハ上下台
３４が下降することでウエハを受け渡されて、上アーム
３２はダブルロードロック室に後退する。連続して同様
に、下アーム３３はロードロック室中心まで侵入し、ウ
エハ上下台が上昇して処理済ウエハを受け渡されて停留
する。下アームがダブルロードロック室まで後退し、ウ
エハ上下台３４が下降してダブルアーム駆動モータ５５
が停止し、１サイクルの動作を終了する。
【００１１】ここで、上アームＡＳＳ′Ｙ３２の動作を
説明する。図５〜図８に示すごとく、ダブルアーム駆動
モータ５５の回転によりシャフト４８に接合された上ア
ーム第１後リンク６７が謡動し、ギヤボックス６０によ
り平行リンクを形成している第１前リンク６８が従動す
る。第１後リンク６７の公転により、見かけ上回転する
後アームギヤ７７に噛み合っている前アームギヤ７８が
回転するため、それに固定されている第２前リンク７１
が謡動する。ウエハ受け３２によって平行リンクを形成
している第２後リンク７０が従動し、結果としてウエハ
受け３２は直線運動することになる。同様に上下方向に
ある間隔をもって配設された下アームＡＳＳ′Ｙ３３も
シャフト４５の謡動によってウエハ受け３３が直線運動
する。ここでは仮に上アーム３２からの駆動としたが、
カム軸８４は図１２における３６０°位置で停止すると
次はモータ５５の逆回転で３６０°〜１８０°〜０°と
回転するので、必ずウエハの載っていないアームから反
応室に侵入することでトラブルを防止している。
【００１２】次にダブルアームの旋回動作について説明
する。図４に示すごとく、まずダブルアーム旋回モータ
５７が回転し、インデックスユニット５８を介してカム
ボックス５４と共にダブルアーム３２，３３をロードロ
ック室２８方向から旋回させ、反応室３０へ向いて停止
する。旋回してきたカムボックス５４に装着された突上
げピンプッシャーアーム４４の先端のローラー８８は、
向いた先の突上げピン昇降フォーク４３に係合する。こ
こでは反応室３０に向いたことをセンサー８９で確認す
ると、まずゲート６６が開いてダブルアーム駆動モータ
５５がロードロック室におけるのとは逆方向に回転を始
め、図１２に示すタイミングで３６０°から０°方向に
作動することになり、前述の動作を逆に繰り返す。ま
ず、突上げピンプッシャーアーム４４が係合している突
上げピン昇降フォーク４３を作動させ、それに係合して
いる上下軸６１を突き上げる。上下軸６１の軸の上端に
３本の突上げピン４０が固定されており、反応室３０内
のウエハを上昇させる。次に下アーム３３が反応室３０
に侵入し、下部電極３９上で停留すると連続してウエハ
突上げピン４０が下降して下アーム３３にウエハを受け
渡す。下アーム３３がダブルロードロック室２９に後退
するのと同時に未処理ウエハを載せた上アーム３２が反
応室３０に侵入し、下部電極３９上で停留する。次にウ
エハ突上げピン４０が上昇し、ウエハを受け渡して上ア
ーム３２はダブルロードロック室２９へ後退し、ゲート
６６が閉じる。ウエハ突上げピン４０が下降してウエハ
を下部電極３９に載せてウエハ交換を終了する。次にダ
ブルアーム旋回モータ５７が作動すると、前述と同様に
カムボックス５４と共にダブルアーム３２，３３が反応
室３１を向くまで旋回する。突上げピンプッシャーアー
ム４４が向いた先の突上げピン昇降フォーク４３と係合
して反応室３１に向いたことをセンサー９０で確認する
とダブルアーム駆動モータ５５がロードロック室２８に
向いているときと同じ回転を始める。すなわち、ダブル
アームによりウエハの交換を行い、処理済ウエハを上ア
ーム３２が受け渡される。つぎにダブルアーム旋回モー
タ５７は、ロードロック室２８に向くまで旋回する。向
いたことをセンサー９１で確認すると、ダブルアーム駆
動モータ５５が反応室３０に向いているときと同じ方向
に回転して、ウエハの交換を行う。ロードロック室２８
が大気圧に戻されると搬送アーム２７により、処理済ウ
エハがウエハカセット２５に収納されて一連の動作を終
了する。
【００１３】以上のように本実施例によれば、この一連
のウエハ搬送・突上げなどの動作において、従来のウエ
ハ搬送メカニズムに比べて、上アーム３２，下アーム３
３，ウエハ突上げピン４０の動作ストロークの終端を検
出してから次の動作を開始するのではなく、連続かつ、
並行した動作が行えるためウエハ搬送時間を短くでき、
ウエハの突上げ動作でも衝撃緩和のためにカム曲線を最
適に設計することができる。またアームの向いた方向の
反応室のウエハ上下機構のみが機械的に選択されて昇降
動作するので信頼性の高いメカニズムになっている。
【００１４】次に本発明の他の実施例について説明す
る。第２の実施例では図９（ｂ）において、ダブルアー
ム駆動モータはレバーシブルモータであるが、このモー
タをスピードコントロールモータとすることにより、カ
ムでは一定であったウエハ突上げ速度を任意にスロー突
上げ、スロー停止を実施してウエハ搬送を行い、ウエハ
の跳ねなどを防ぐことができる。
【００１５】なお、第３の実施例として図１３に示すと
おり、ロードロック室３７と反応室３８が各１つのチャ
ンバー構成をとり、ロードロック室３７内にダブルアー
ムＡＳＳ′Ｙ５９を配設し、ロードロック室外にウエハ
供給部３６を設けたものでも同様の効果が得られる。
【００１６】また、以上第１の実施例では反応室を２室
として説明したが、移載室の形状を多角形とし、インデ
ックスユニットの割り付け角度を変えることにより、そ
れ以上の反応室にも対応でき同様の効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、真空処理装置におい
て、ウエハ搬送によるダブルアームの動作とウエハの上
下動作が単一の駆動源を用いて行わしめているため、誤
動作がなく、ウエハ搬送の動作時間の短縮が期待でき
る。また、複数の処理室を持つ装置においてもダブルア
ームとウエハの上下動作の機構を共に旋回させて係合す
ることで誤動作がなく、ウエハ搬送の動作時間の短縮が
期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における真空処理装置の
ウエハ搬送機構の構成図
【図２】本発明の第１の実施例における真空処理装置の
全体構成図
【図３】本発明の第１の実施例におけるウエハ搬送機構
の部分平面図
【図４】本発明の第１の実施例におけるウエハ上下機構
の縦断面図
【図５】本発明の第１の実施例における上アームの平面
図
【図６】本発明の第１の実施例における下アームの平面
図
【図７】本発明の第１の実施例におけるダブルアームの
側面図
【図８】本発明の第１の実施例におけるアームギヤボッ
クスの断面図
【図９】（ａ）は本発明の第１の実施例におけるカムボ
ックスの下面から見た平面図 （ｂ）は本発明の第１の実施例におけるカムボックスの
縦断面図
【図１０】本発明の第１の実施例におけるカムボックス
内ダブルアーム溝カム部の縦断面図
【図１１】本発明の第１の実施例におけるカムボックス
内突上げピン溝カム部の断面図
【図１２】本発明の第１の実施例における３つのカムの
タイミング線図
【図１３】本発明の第３の実施例における全体模式図
【図１４】従来の実施例における真空処理装置の全体模
式図
【図１５】従来の実施例における真空処理装置のウエハ
搬送メカニズムの構成図
【符号の説明】
３２ 上アーム ３３ 下アーム ４６ 下アーム駆動ギヤ ４７ 上アーム駆動円弧ギヤ ４９ 上アーム駆動ギヤ ５０ 下アーム円弧駆動ギヤ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応室と、ロードロック室またはダブル
    ロードロック室と、ロードロック室またはダブルロード
    ロック室内にあって、処理済ウエハを反応室より取り出
    す一つのアームと未処理ウエハを反応室に供給するもう
    一つのアームよりなるダブルアームと、反応室内のウエ
    ハ上下機構とウエハ供給機構と、ウエハ供給部のウエハ
    上下機構とを備えた真空処理装置において、一つの駆動
    源により駆動されるダブルアームおよびウエハ上下駆動
    機構と、同機構の旋回機構と、旋回方向における反応室
    または、ウエハ供給部のウエハ上下機構とウエハ上下駆
    動機構との選択的係合機構とを有する真空処理装置。
  2. 【請求項２】 複数の反応室を有する請求項１記載の真
    空処理装置。
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