JPH07283285A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の基板位置決めができるとともに高速
基板搬送を行える基板搬送装置を提供する。 【構成】 右ネジ部３３１と左ネジ部３３２とを有し、
直進往復動可能の雄ネジ棒３３と、右ネジ部３３１に嵌
装されて定位置で回動可能のボールネジナット４１及び
左ネジ部３３２に嵌装されて定位置で回動可能のボール
ネジナット４２とを含む開閉ボールネジ機構を備え、一
対の基板支持アーム１、２のうち一方をナット４１に片
持ち支持させ、他方をナット４２に片持ち支持させ、雄
ネジ棒３３の往復動に連動して両ナット４１、４２を互
いに反対方向に回すことで一対のアーム１、２を互いに
反対方向に往復動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空蒸着装置、スパッタ
リング装置等の物理的成膜装置やプラズマＣＶＤ装置等
の各種化学的成膜装置の他、プラズマによるドライエッ
チング装置等の各種エッチング装置、さらにはイオン注
入装置のように、所定真空下で処理対象基板に所定の処
理を施す真空処理装置ついて、処理対象基板をかかる装
置の基板処理空間に配置し、又はそこから搬出する基板
搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の基板搬送装置は種々のタ
イプのものが知られているが、代表的なものの一つに、
それぞれが一端部に基板支持部を有する一対の基板支持
アームと、前記各アームをその他端部で片持ち支持する
とともに一方のアームの基板支持部を基板処理空間に配
置すると同時に他方のアームの基板支持部を基板搬入搬
出位置に配置するように該一対のアームを交互に往復移
動させるアーム支持連動機構を備えた基板搬送装置があ
る。

【０００３】その１例を図２及び図３を参照して説明す
る。図２及び図３はスパッタリングによる成膜装置５
と、それに設けた基板搬送装置６を示している。成膜装
置５は真空容器５１、該容器内に設置したスパッタター
ゲット５２、該ターゲットにイオンを照射するイオン源
５３、ターゲット５２の下方に設けた基板支持ホルダ５
４、真空容器内を所定の成膜真空度にする排気装置５
５、及び容器５１に連接したロードロック室５６を含ん
でいる。基板支持ホルダ５４は駆動装置５４０により昇
降できる。ロードロック室５６は基板の出入り口となる
開閉可能のゲート弁５６１を有し、内底部に基板アダプ
タ支持部５７を備えており、該アダプタ支持部は駆動装
置５７１にて昇降できる。また、ロードロック室５６と
真空容器５１との間にはゲート弁５８を設けてある。な
お、図３ではターゲット５２、イオン源５３、基板支持
ホルダ５４、排気装置５５、ロードロック室の基板アダ
プタ支持部５７等の図示を省略している。

【０００４】基板搬送装置６は真空容器５１内に立設し
たフレーム６１に水平軸６２１にて支持された横歯車６
２、該歯車に噛み合い、フレーム６１に支持された上側
歯車６３、歯車６２に噛み合い、回転モータ６５に支持
されて駆動される歯車６４を有し、歯車６３とともに回
転する歯車軸６３１には基板支持アーム６６がその片側
端部で水平に片持ち支持されているとともに歯車６４と
ともに回転する歯車軸６４１にはもう一つの基板支持ア
ーム６７がその片側端部で水平に片持ち支持されてい
る。一対の支持アーム６６、６７は互いに衝突しないよ
うに上下に離れており、支持アーム６６はその自由端部
に基板支持部６８を、支持アーム６７はその自由端部に
基板支持部６９をそれぞれ有している。各基板支持部６
８、６９は図３に示すようにリングを一部切除した形状
をしており、後述するように処理対象基板Ｓを装着した
基板アダプタ７に下方から嵌脱でき、嵌合して下から支
持できる。

【０００５】前記の歯車６２、６３、６４及びアームを
支持している歯車軸６３１、６４１等は一対の基板支持
アーム６６、６７の支持連動機構を構成している。すな
わち、一対のアーム６６、６７はこの支持連動機構に支
持され、上側のアーム６６の基板支持部６８がロードロ
ック室５６に配置されるとき下側のアーム６７の基板支
持部６９は真空容器５１内の基板支持ホルダ５４の上方
に配置され、この状態からモータ６５の駆動にて歯車６
４及び下側アーム６７を図３に示す矢印ａ方向に回すと
アーム６７の基板支持部６９がロードロック室５６へ移
動し、また、これと同時に横歯車６２及び上歯車６３が
歯車６４に連動回転して上側アーム６６の基板支持部６
８が図３に示す矢印ｂ方向に回り、基板支持ホルダ５４
の上方に位置する。また、この状態からモータ６５を逆
転運転すると基板支持部６８がロードロック室５６に、
基板支持部６９が基板支持ホルダ５４の上方に位置す
る。このように、一対のアーム６６、６７が交互に連動
往復移動する。

【０００６】基板アダプタ７は図４に示すように、基板
Ｓを受け入れ支持する凹所７１を上面に有する円板７２
とその下面に同心に連設した短円柱部７３とからなって
いる。円柱部７３の下面には真空容器５１の基板支持ホ
ルダ５４上面の位置決め円錐形突起５４１が嵌まる円錐
形凹所７３１が形成されている。また、ロードロック室
５６内の基板アダプタ支持部５７は、図４に示すよう
に、アダプタ７の基板支持円板７２を受入れ支持する段
部５７２、該段部に同心に連続し、それより下へ入り込
んだ円柱形空所５７３を有し、該空所５７３の内径は基
板支持アームの基板支持部６８、６９の外径よりやや大
きく、深さは、アダプタ７における短円柱部７３の高さ
に基板支持アームの基板支持部６８（６９）の高さ（厚
さ）を加えた深さよりさらに若干深く形成されている。
そしてこれら段部５７２及び空所５７３を囲む周側壁５
７４の一部が除去されて基板支持部６８、６９の出入り
口５７５とされている。

【０００７】当初、両アーム６６、６７は図３に２点鎖
線で示すように真空容器５１内の成膜位置から離れた位
置Ｐに置かれ、ロードロック室５６ではゲート弁５６１
が開けられ、予め基板Ｓをセットされたアダプタ７が該
室内に搬入され、アダプタ支持部５７に設置され、ゲー
ト５６１が密閉される。この状態で基板Ｓはアダプタ７
の円板上面凹所７１にセットされており、アダプタ７の
円板７２がアダプタ支持部５７の段部５７２に支持さ
れ、アダプタ７の短円柱部７３が支持部５７の空所５７
３に遊嵌している。

【０００８】次に例えばアーム６６の基板支持部６８に
アダプタ７を支持させるときは、アダプタ支持部５７を
その駆動装置５７１にて基板支持部６８を受入れる位置
へ移動させておき、ゲート弁５８を開け、次いでモータ
６５の運転にてアーム６６をロードロック室５６の方へ
回動させ、基板支持部６８をアダプタ支持部５７内へ、
アダプタ７より下位置で進入させる。次いでアダプタ支
持部５７を駆動装置５７１で下降させ、それによってア
ダプタ７の短円柱部７３を基板支持部６８に嵌め、基板
セット円板７２を基板支持部６８に載置する。

【０００９】かくしてアダプタ７が基板支持部６８にて
支持されると、モータ６５の運転にて基板支持アーム６
６を前とは反対方向に回動させ、該アダプタを真空容器
５１内の基板支持ホルダ５４の上方に配置する。ホルダ
５４の上方に配置されたアダプタ７は、ホルダ５４がそ
の駆動装置５４０により上昇し、ホルダ円錐突起５４１
がアダプタ下面の円錐凹所７３１に嵌入することで位置
決めされつつ該ホルダ５４に支持され、基板支持部６８
から外される。その後、空になった支持アーム６６はモ
ータ６５の運転にて後退回動され、当初の待機位置Ｐま
で戻る。また、アダプタ７上の基板Ｓが所定の成膜位置
に配置される。

【００１０】かくしてゲート弁５８が密閉され、成膜が
開始されるが、それに先立って真空容器５１内が排気装
置５５により所定の成膜真空度とされ、その後イオン源
５３からスパッタターゲット５２へイオン照射され、該
ターゲットから出るスパッタ粒子が基板Ｓに飛来して所
定の膜が形成される。この成膜の間に、ロードロック室
５６に、次の基板Ｓをセットしたアダプタ７を搬入し、
アダプタ支持部５７に設置し、さらに該支持部５７を次
の基板支持部６９を受け入れる位置に配置しておく。

【００１１】最初の基板Ｓへの成膜が終了すると、ゲー
ト弁５８を開け、支持アーム６６に成膜終了基板支持ア
ダプタ７を取りに行かせると同時に、支持アーム６７に
ロードロック室５６内の次のアダプタ７を取りに行かせ
る。このとき、成膜終了アダプタ７についてはホルダ５
４を駆動装置により適宜移動してアーム６６の基板支持
部６８が到来する位置に配置し、該基板支持部６８がア
ダプタ７の短円柱部７３の下方に到来すると、ホルダ５
４を下降させ、アダプタ７を基板支持部６８に支持させ
る。一方、次のアダプタは最初のアダプタの場合と同様
にしてアーム６７の基板支持部６９に支持させる。次い
で各アームを互いに反対方向に回動させ、アーム６６を
ロードロック室５６へ、アーム６７をホルダ５４の方へ
移動させる。かくしてホルダ５４の上方に位置した次の
アダプタは最初のアダプタのときと同様にしてホルダ５
４に支持させる。ロードロック室へ戻された成膜終了ア
ダプタ７は、これをアーム基板支持部６８に支持させた
操作と略逆の操作によりアダプタ支持部５７に支持させ
る。その後アーム６６、６７を待機位置Ｐに戻し、ゲー
ト弁５８を閉じて次の成膜を行う。そしてこの成膜の間
に成膜終了アダプタ７を室５６から取り出し、さらに次
の基板をセットしたアダプタ７をアダプタ支持部５７に
設置し、ゲート弁５６１を閉じる。

【００１２】以上のようにして基板搬送、及び成膜が行
われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した従来基板搬送装置では、一対の基板支持アーム６
６、６７の支持連動機構が３個の歯車６２、６３、６４
を使用しており、これら歯車のバックラッシュのために
基板Ｓの位置決め精度が十分でなく、また、振動が生じ
るので基板搬送速度をあまり上げられない。さらに、ア
ーム６６、６７を支持している歯車軸６３１、６４１の
回転角度だけ該アームが回動するので、アーム回動速度
を高めて基板搬送速度を上げようとすると、歯車駆動モ
ータ６５を高出力のものにしなければならず、それだけ
高価につくという問題がある。

【００１４】そこで本発明は、それぞれが一端部に基板
支持部を有する一対の基板支持アームと、前記各アーム
をその他端部で片持ち支持するとともに一方のアームの
基板支持部を基板処理空間に配置すると同時に他方のア
ームの基板支持部を基板搬入搬出位置に配置するように
該一対のアームを互いに反対方向に往復移動させるアー
ム支持連動機構を備えたタイプの基板搬送装置であっ
て、従来のものより高精度の基板位置決めができるとと
もに高速基板搬送を行えるものを提供することを課題と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の基板搬送装置は、それぞれが一端部に基板支持部を
有する一対の基板支持アームと、前記各アームをその他
端部で片持ち支持するとともに一方のアームの基板支持
部を基板処理空間に配置すると同時に他方のアームの基
板支持部を基板搬入搬出位置に配置するように該一対の
アームを互いに反対方向に往復移動させるアーム支持連
動機構を備えた基板搬送装置において、前記アーム支持
連動機構が、右ネジ部と左ネジ部とを有していて直進往
復動可能の雄ネジ棒と、前記右ネジ部に嵌装されて定位
置で回動可能のボールネジナット及び前記左ネジ部に嵌
装されて定位置で回動可能のボールネジナットを含む開
閉ボールネジ機構を備え、前記一対のアームのうち一方
のアーム他端部が一方のボールネジナットに片持ち支持
されるとともに他方のアーム他端部が他方のボールネジ
ナットに片持ち支持されており、前記雄ネジ棒の往復動
に連動して前記両ボールネジナットが互いに反対方向に
回動することで該一対のアームが互いに反対方向に往復
動することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明基板搬送装置によると、一対の基板支持
アームはアーム支持連動機構におけるネジ棒を１方向に
動かすことにより互いに反対方向に移動し、ネジ棒を反
対方向に移動させると、それぞれが前とは反対の方向
に、且つ、互いに反対の方向に移動する。このような動
作により、各基板支持アームは、基板搬入搬出位置にお
けるアダプタ支持部に設置された基板支持アダプタを該
アームの基板支持部に受け取ったり、逆に該基板支持部
からアダプタ支持部に渡したりでき、また、基板処理空
間における基板支持ホルダに基板支持アダプタを渡した
り、逆に該ホルダからアダプタを受け取ることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図１を参照して説明す
る。図１は本発明に係る基板搬送装置の１例の断面図で
ある。この基板搬送装置１０は、ここでは図２及び図３
に示す成膜装置５に設けられており、一対の基板支持ア
ーム１、２と、アーム支持連動機構３とを備えている。

【００１８】各アーム１、２は実質上、図２及び図３に
示す従来装置６の基板支持アーム６６、６７と同構造の
ものである。各アーム１、２はその自由端部に図２から
図４に示すと同じ基板支持部６８、６９を備えている。
アーム支持連動機構３は、成膜装置５の真空容器５１の
底壁５１ａに立設されたフレーム３１を含み、このフレ
ームには上端部にスライド軸受け部３２１が、下部にス
ライド軸受け部３２２が設けられ、これら軸受け部にネ
ジ棒３３の上部軸３３ａ、下部軸３３ｂが直線昇降可能
に支持されている。

【００１９】また、ネジ棒３３は上側の右ネジ部３３１
と下側の左ネジ部３３２とを有し、右ネジ部３３１には
右ネジのボールネジナット４１が、左ネジ部３３２には
左ネジのボールネジナット４２が嵌装されている。これ
らネジ棒３３、ナット４１、４２は開閉ボールネジ機構
を構成している。ナット４１は一方の基板支持アーム１
の端部１１にネジ留めされており、アーム端部１１はナ
ット４１を囲むケース５１にネジ留めされている。そし
て該ケース５１は軸受け５１ａにてフレーム３１に回転
可能に支持されている。かくしてナット４１及びアーム
１は共に定位置で回転できる。

【００２０】ナット４２は他方の基板支持アーム２の端
部２１にネジ留めされており、アーム端部２１はナット
４２を囲むケース５２にネジ留めされている。そして該
ケース５２は軸受け５２ａにてフレーム３１に回転可能
に支持されている。かくしてナット４２及びアーム２は
共に定位置で回転できる。ネジ棒３３はその下端部が真
空容器５１の下面に設けた直進往復駆動装置３０に連結
され、これによって直進往復駆動される。装置３０はこ
こでは空気圧作動のピストン・シリンダ装置であるが、
この他、マグネチックフィードスルーとかエレファント
ノーズとか通称されているタイプのもの、すなわち、磁
力にて往復駆動されるピストン部材をシリンダ内に嵌装
し、該シリンダ外周にそって往復動可能にピストン部材
駆動用の磁界付与部材（永久磁石など）を設けた駆動機
などを採用してもよい。

【００２１】以上説明した基板搬送装置１０によると、
一対の基板支持アーム１、２は、アーム支持連動機構３
におけるネジ棒３３を駆動装置３０で一方向に動かすこ
とにより互いに反対方向に回動し、ネジ棒３３を駆動装
置３０で反対方向に移動させると、それぞれが前とは反
対の方向に、且つ、互いに反対の方向に回動する。この
ような動作により、各基板支持アーム１、２は、図２か
ら図４に示す従来基板搬送装置と同様にロードロック室
５６におけるアダプタ支持部５７に設置された基板支持
アダプタ７を該アームの基板支持部６８、６９に受け取
ったり、逆に該基板支持部からアダプタ支持部５７に渡
したりでき、また、真空容器５１内の基板支持ホルダ５
４に基板支持アダプタ７を渡したり、逆に該ホルダから
アダプタ７を受け取ることができる。

【００２２】この基板搬送装置によると、従来装置のよ
うな歯車のバックラッシュが無いため基板位置決めを従
来より高精度で行うことができ、また、振動が少ないた
め従来装置より高速で基板搬送できる。しかもそれほど
高価にはつかない。高速搬送の点では、リードの短い開
閉ボールネジ機構を採用することで、ネジ棒の僅かのス
ライド量で基板支持アームの大きい回転角を得ることが
でき、それによって高速基板搬送が可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、そ
れぞれが一端部に基板支持部を有する一対の基板支持ア
ームと、前記各アームをその他端部で片持ち支持すると
ともに一方のアームの基板支持部を基板処理空間に配置
すると同時に他方のアームの基板支持部を基板搬入搬出
位置に配置するように該一対のアームを互いに反対方向
に往復移動させるアーム支持連動機構を備えたタイプの
基板搬送装置であって、従来のものより高精度の基板位
置決めができるとともに高速基板搬送を行えるものを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の断面図である。

【図２】成膜装置に採用した従来基板搬送装置例の側面
図である。

【図３】図２に示す従来例の平面図である。

【図４】基板、基板アダプタ及びアダプタ支持部の斜視
図である。

【符号の説明】

１、２ 基板支持アーム １１、２１ アーム端部 ６８、６９ 基板支持アームの基板支持部 ３ アーム支持連動機構 ３１ フレーム ３２１、３２２ スライド軸受け部 ３３ ネジ棒 ３３１ 右ネジ部 ３３２ 左ネジ部 ３３ａ ネジ棒３３の上部軸 ３３ｂ ネジ棒３３の下部軸 ３０ 直進往復駆動装置 ４１、４２ ボールネジナット ５１、５２ ナットを囲むケース ５１ａ ケース５１の軸受け ５２ａ ケース５２の軸受け ５ 成膜装置 ５１ 真空容器 ５１ａ 容器５１の底壁 ５４ 基板支持ホルダ ５６ ロードロック室 ５７ アダプタ支持部 ７ 基板アダプタ Ｓ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが一端部に基板支持部を有する
   一対の基板支持アームと、前記各アームをその他端部で
   片持ち支持するとともに一方のアームの基板支持部を基
   板処理空間に配置すると同時に他方のアームの基板支持
   部を基板搬入搬出位置に配置するように該一対のアーム
   を互いに反対方向に往復移動させるアーム支持連動機構
   を備えた基板搬送装置において、前記アーム支持連動機
   構が、右ネジ部と左ネジ部とを有していて直進往復動可
   能の雄ネジ棒と、前記右ネジ部に嵌装されて定位置で回
   動可能のボールネジナット及び前記左ネジ部に嵌装され
   て定位置で回動可能のボールネジナットを含む開閉ボー
   ルネジ機構を備え、前記一対のアームのうち一方のアー
   ム他端部が一方のボールネジナットに片持ち支持される
   とともに他方のアーム他端部が他方のボールネジナット
   に片持ち支持されており、前記雄ネジ棒の往復動に連動
   して前記両ボールネジナットが互いに反対方向に回動す
   ることで該一対のアームが互いに反対方向に往復動する
   ことを特徴とする基板搬送装置。