JPH07307373A

JPH07307373A - 可変速度ウエハ交換ロボット

Info

Publication number: JPH07307373A
Application number: JP6165341A
Authority: JP
Inventors: Avi Tepman; テップマンアヴィ
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1993-07-16
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1995-11-21
Also published as: EP0634784A1; KR950004482A

Abstract

(57)【要約】【目的】プロセスチャンバや蓄積装置の間でウエハや
その他の基板類を移送するための改良されたロボットを
提供すること。【構成】複数のステーションの近傍に位置する可変速
度ロボットであって、ウエハの保持が可能であり、ある
ときはウエハを保持しながら、あるときはウエハを保持
することなく複数のステーションの間で動けるウエハ支
持体を備えている。ウエハ支持体は、ウエハ支持体自身
を回転軸について回転させると共に、引き込み位置と延
伸位置との間の往復運動をさせる駆動装置に接続されて
いる。ロボットは、ウエハ支持体がウエハを保持してい
るときは第１の速度で駆動装置を動作させ、ウエハ支持
体がウエハを保持していないときは第２の速度で駆動装
置を動作させる制御装置も含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大きくは、統合真空プ
ロセスチャンバに用いられるウエハ交換ロボットに関す
るものであり、特に、ウエハ支持体がウエハを搬送して
いるときにはゆっくりと動作し、その支持体が空のとき
には素早く動作する可変速度ウエハ交換ロボットに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】集積回路のプロセス技術は、常に回路の
大きさを縮小することに配慮している。回路の縮小は、
与えられた大きさの集積回路中に納めることができる回
路の量を増加させるため、および、信号が回路内を伝達
するのに必要な距離を減少させることにより動作速度を
増大させるために行う。もし、粒子が回路の重要な部分
に存在していたとすると、直径が回路要素の大きさの数
分の一以下の小さいものだとしてもその粒子は、集積回
路の作製を失敗させることができる。この問題は、マイ
クロプロセッサや４メガバイト以上のメモリのような大
規模集積回路にとって特に深刻なものとなっている。な
ぜならば、このような回路は重大な欠陥が発生する領域
が増大しているからである。

【０００３】集積回路においてよくある多層構造も、粒
子の影響を増大させている。なぜなら、回路の一つの層
中に入り込んだ粒子が、その層の回路のみならず、他の
層の回路にも影響を与えるからである。ある集積回路の
埋め込まれた層の欠陥は、重複して積層された層を介し
て拡がり、これによって形状が歪められ、さらに回路要
素の動作を崩壊させる。このような理由のために、処理
前あるいは処理中にウエハに付着して入り込む粒子の量
を減少させることが重要となる。したがって、統合真空
プロセスシステムは粒子汚染の制約を受けていた。

【０００４】統合真空プロセスシステムは、一般に中央
に真空ロードロックチャンバを含んでいる。この真空ロ
ードロックチャンバは複数のウエハを抱える蓄積昇降機
を備えると共に、少なくとも一つ望ましくは複数の真空
プロセスチャンバをその外側に備えている。蓄積昇降機
とプロセスチャンバは、閉成可能な入口スリットを介し
てロードロックチャンバと連携している。この入口スリ
ットはロードロックチャンバと蓄積昇降機および複数の
プロセスチャンバとの間にある。各プロセスチャンバ
は、チャンバ内に配置された１または２以上のウエハの
化学的ガスエッチング、化学的気相成長、物理的スパッ
タリングおよび高速熱アニーリングを含む１または２以
上のプロセスを達成するために適している。

【０００５】ウエハは、ウエハ交換ロボットによって、
蓄積昇降機からロードロックチャンバへ転送され、さら
にプロセスチャンバに転送される。ウエハ交換ロボット
は、ロードロックチャンバの中に搭載されている。典型
的にはウエハはウエハ支持体上に置かれる。ウエハ支持
体はその遠隔端に配置されたブレードを含んでおり、プ
ロセスチャンバの間でブレードを動かすために回転軸を
中心に回転することができる（θ動作）。また、ウエハ
支持体は、アームがプロセスチャンバの入口スリットを
通って延伸したときの延伸位置と、アームとブレードが
ロードロックチャンバ内に位置するときの引き込み位置
との間でブレードを動かすことにより、往復運動するこ
とができる（Ｒまたは放射方向動作）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のウエハ搬送ロボ
ットは、プロセスチャンバと蓄積昇降機のそれぞれの開
口にウエハ支持体を選択的に位置させるために、さらに
そのウエハ支持体の延伸と引き込みを行うために、デュ
アルモータによって制御される水平ウエハ支持体を含ん
でいた。このようなロボットは、米国特許第４，９５
１，６０１号（メイデン（Ｍａｙｄｅｎ）他に対して付
与されたもの）に示されており、また、欧州特許出願の
公開番号０４２３６０８Ａｌ（これには発明者と
してローランス（Ｌｏｗｒａｎｃｅ）が掲載されてい
る）に開示されている。このようなシステムは、簡易な
ロボット型ロードロックウエハ交換システムを提供する
一方で、そのシステムの集積された真空内のウエハを移
動させる場合に、ウエハ支持構造の速度は、真空内のウ
エハとウエハ支持組立体との間の低い摩擦係数によって
制限される。速度が、そして特に加速度および減速度が
かなり低い値を越えただけで、ウエハ支持体とウエハと
の間の摩擦係数はウエハをウエハ支持体上に保持するの
には十分でなくなる。それは、ウエハがウエハ支持体を
摺動して滑り落ちることになり、明らかに満足できない
事態となる。そこで、ウエハ支持体の速度と加速度は十
分に低い値に保持される。しかし、それは、ウエハ支持
体の移動速度が遅いことを意味しており、ウエハの処理
に要する時間を増加させる。

【０００７】ひとつの解決手段は、ブレード上のウエハ
をよりよく保持するために高摩擦係数を有する弾性高分
子物質パッドを用いることである。しかし、この解決方
法は、プロセスチャンバ内の温度が、ほとんどそのよう
な材料で作られたパッドを溶解してしまうことから、実
用的ではない。静電チャックがときどきウエハの保持に
用いられるが、ほとんどのチャックは、ウエハカセット
とウエハとの間の間隙が小さいときには、それを用いる
には厚すぎる。さらに、静電チャックに用いられる電線
はその扱いが困難である。

【０００８】以上のように、ウエハ交換システムの速度
を上げ、それによって、ウエハがブレードから滑り落ち
ることなくシステムの出力を増大させることが求められ
ている。本発明は、このような要求を満足させるもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】簡潔に且つ一
般的に説明すると、本発明は、ウエハ支持体がウエハを
搬送しているときには第１の速度で動作し、ウエハ支持
体が空のときにはそれよりも速い第２の速度で動作する
可変速度ウエハ交換ロボットに属するものである。さら
に詳しくは、ウエハを掴んだときの始動および停止の際
の加速が、ウエハとウエハ支持体との間の摩擦係数がウ
エハをウエハ支持体上に保持するのには不十分となると
きの値よりも低く保たれている。

【００１０】さらに詳しい用語を用いると、この発明
は、１または２以上のステーションの近傍に配置された
可変速度および可変加速度ロボットに関するものであ
る。このロボットは、ウエハを保持すること、および、
あるときはウエハを保持しながら、また、あるときはウ
エハを保持することなくステーション間を移動すること
に適したウエハ支持体を含んでいる。望ましくは、ウエ
ハ支持体は回転軸の回りを回転し、さらに、引き込み位
置と延伸位置との間の往復運動も行う。制御装置は、ウ
エハ支持体を回転させさらに往復運動させる駆動装置を
制御する。この制御装置は、ウエハ支持体がウエハを保
持しているときには第１の速度または加速度で駆動手段
を動作させ、ウエハ支持体がウエハを保持していないと
きにはそれより高い第２の速度または加速度で駆動装置
を動作させる。

【００１１】一つの好適な装置の実施例において、Ｒ−
θウエハ搬送ロボットが、ロードロックチャンバ内に搭
載されている。このロボットは、４杆リンク機構によっ
て同心駆動軸上に取り付けられた水平ウエハ支持体を含
む。一つの可変速度モータが外側駆動軸を回転させ、ウ
エハ支持体をプロセスチャンバと蓄積昇降機の位置に選
択的に位置させるために回転軸の回りを４杆リンク機構
を介してウエハ支持体を回転させる。ウエハ支持体がウ
エハをチャンバ間で転送しているときには、このモータ
は、ウエハがウエハ支持体から滑り落ちないように比較
的ゆっくりした速度で動作する。しかし、ウエハ支持体
が空のときには、このモータは、ウエハ支持体をつぎの
チャンバにより速く位置させるために、速めの速度で動
作する。第２の可変速度モータは、内部駆動軸を回転さ
せ、４杆リンク機構を介してウエハ支持体を回転させ
る。この動作はウエハ支持体を往復運動させ、それを延
伸させたり引き込んだりする。これにより、ウエハ支持
体を蓄積昇降機およびプロセスチャンバの内外で動かす
ことができる。このモータの動作速度も、ウエハ支持体
が空のときは増大し、ウエハを搬送しているときは減少
する。この実施例において、各モータは、他方のモータ
が回転している間は動作しない。

【００１２】もう一つの装置の実施例においては、ウエ
ハ支持体をチャンバ間で回転させたり、ウエハ支持体を
蓄積昇降機あるいはプロセスチャンバの内部に延伸させ
たり、外部に引き出したりするために、２つのモータが
同時に回転する。ウエハ支持体が回転しているときに
は、２つのモータは、時計回りかまたは半時計回りのい
ずれかに同方向に回転する。しかし、ウエハ支持体が延
伸しているか引き込まれているかしているときには、こ
れら２つのモータは互いに反対の方向に回転している。

【００１３】この実施例において、各モータはモータチ
ャンバ壁を介して磁気的にロードロックチャンバ内部の
結合体（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）に接続している。４つの伸
長部材または支柱は、いわゆる「かえる足」型接続体を
形成するために、結合体とウエハ支持体との間に回転可
能に接続されている。このかえる足は、２つのモータが
互いに異なる方向に回転したときに、延伸または引き込
みが行われる。そして、２つのモータが同方向に回転し
たときに、ウエハ支持体は回転する。いずれの動作にお
いても、ウエハ支持体が空のときには速い速度で動作
し、ウエハを搬送しているときには遅い速度で動作す
る。

【００１４】本発明のその他の特徴および利点は、関連
する図面を用いながら行う好適な実施例についての以下
の説明から明らかになるであろう。この好適な実施例
は、例示をすることによって本発明の原理を示すもので
ある。

【００１５】

【実施例】図面、特に、図１および図２をまず引用する
と、そこには、多重チャンバ統合プロセスシステム２０
が示されている。この多重チャンバ統合プロセスシステ
ム２０は、囲まれた概ね五角形の主枠体またはハウジン
グ２２を含み、このハウジング２２は、囲まれた真空ロ
ードロックチャンバ２４を特定する５つの側壁を持って
いる。

【００１６】多数の独立した真空プロセスチャンバ、す
なわち、図示されたチャンバ２６、２８、３０および３
２は、それぞれロードロックチャンバ２４の互いに連な
る側壁上に搭載されている。外付けのカセット昇降機３
４はウエハ３６を順に水平に保持する多数のカセットを
垂直方向に積み込めるようになっている。外付けカセッ
ト昇降機３４は各カセットをロードロックチャンバ入口
スリットまたは開口４０に正反対で整合させて選択的に
位置決めする。

【００１７】真空プロセスチャンバ２６、２８、３０お
よび３２と、互いに連なる主枠体壁とは、ロードロック
入口スリット４０と同等もしくは同じ連絡スリットを持
っている。扉またはスリット栓４２はこれらの入口スリ
ット４０を封止するために設けられている。ロードロッ
クチャンバ２４は、複数の水平支持板５２上に図面では
８枚以上の多数のウエハ３６を保持する内部蓄積昇降機
５０を有する。蓄積昇降機５０は、中央ロボットへの搬
入および中央ロボットからの搬出を行うべくウエハを水
平位置に差し出すために、ウエハに垂直に索引を付す。

【００１８】一般的には、内部蓄積昇降機カセット機構
５０は、従来からの制御装置、たとえば小型の汎用コン
ピュータやパーソナルコンピュータによって制御される
モータによって駆動されるギアセット７２によって上下
することができる。ロボット型ウエハ搬送システム８０
はロードロックチャンバ２４の内部に搭載されており、
外部昇降機３４と内部昇降機５０との間、内部昇降機５
０と独立したプロセスチャンバ２６，２８，３０および
３２との間、ならびに、プロセスチャンバ同士の間にお
いてウエハ３６を搬送する。両昇降機３４および５０と
プロセスチャンバ２６，２８，３０および３２とは、ロ
ボット８０によって奉仕されるステーションである。

【００１９】ロボット８０は、同心軸形式の駆動手段で
ある回転駆動システム８２を含んでいる。この回転駆動
システム８２は、リバーシブルＲ−θ（往復および回
転）駆動をウエハ支持体８４に４杆リンク機構８６（図
３）を介して伝達するものであり、カセットと昇降機と
の間、昇降機とチャンバとの間およびチャンバとチャン
バとの間で要求されるウエハの搬送を達成する。Ｒ運動
あるいは往復運動（直線上での延伸および引き込み）は
図１の矢印８８で表示されており、一方、旋回θ運動あ
るいは回転運動は矢印９０に沿っている。この発明にと
って重要なことは、ロボットが、あるときは一つの場所
から他の場所へ動きながらウエハを保持しており、また
あるときはウエハを保持することなく動いているという
ことである。たとえば、ロボット８０はウエハを掴むた
めに昇降機５０まで空の状態で移動し、その昇降機から
プロセスチャンバ２６，２８，３０または３２へウエハ
を持って移動し、そしてウエハをチャンバ内で処理する
ためにチャンバから空の状態で引き出される。

【００２０】さらに図２を引用する。ロボット８０はロ
ードロックチャンバ２４の底壁９４に取り付けられた離
脱可能な基板９２を含む。中空の外軸９６はこの基板９
２に固定され、中空の中間軸９８は移動ベアリングを介
して外軸９６内を回転する。内軸１００は、中間軸９８
の内部に移動ベアリングによって支えられている。同心
中間軸９８と内軸１００は、相互に独立に回転し、代表
的にはステップモータ１０２、１０４によって、ケーブ
ルおよびドラム駆動機構を介して回転する。次に、それ
ぞれのステップモータ１０２および１０４の動作は、制
御装置であるコンピュータ７８によって制御される。内
軸１００の回転と外軸９６の回転は、４杆リンク機構に
よってウエハ支持体８４のそれぞれ正確なＲとθの動作
に変換される。ステップモータ１０２および１０４の回
転速度も、コンピュータ７８によって制御される。コン
ピュータ７８はウエハ支持体が空のときには速い比率で
ステップモータにパルスを供給し、ウエハ支持体がウエ
ハを搬送しているときはゆっくりした比率でパルスを供
給する。

【００２１】図３を参照する。ウエハ支持体８４はアー
ム１０６と置き換え可能な金属ブレード１０８とを含
む。金属ブレード１０８の上には、ウエハの直径よりも
僅かに大きな直径の曲線部を有する２つの部材を備えた
ガードレール１０９が形成されている。ガードレール１
０９は、常にウエハがブレード１０８から落ちないよう
にするものであるが、このガードレール１０９に対する
ウエハの接触でさえ、不要な粒子を発生させ得る。した
がって、ブレード上のウエハの摺動でさえ望ましいこと
ではない。

【００２２】ウエハ支持体は、第１および第２アーム１
１０および１１２を有する４杆リンク機構８６も含む。
第１および第２アーム１１０および１１２は、アーム１
０６に固定された接続リンク１１８に沿って設けられた
２つの開口に回転可能に取り付けられている。これらの
アームの反対側の端部は、第２接続リンク１２０に沿っ
た２つの開口に取り付けられている。４杆リンク機構８
６はさらに第１および第２アーム１１０および１１２に
沿ってリンク１２０に回転自在に取り付けられた第３お
よび第４アーム１２２および１２４を備えている。第３
アーム１２２はその反対側端部において枢軸ピンを介し
てブラケット１２６に取り付けられている。このブラケ
ット自身は、中間軸９８の上端に取り付けられた円盤ま
たは襟１２８に固定されている。

【００２３】このように共通リンク１２０に対して協働
的に取り付けられているので、内軸１００の双方向回転
は第４アーム１２４を回転させ、これによって軸回転を
リンク１１８とウエハ支持体８４の双方向運動に変換す
る。リンク１２０にアームをリンク接続する枢軸点、ブ
ラケット１２６の枢軸点、およびリンク１１８上の枢軸
点の固定された相対位置の結果、４杆リンク機構８６
は、回転中においてもその平行的な形を維持する。内軸
１００と中間軸９８の回転中における４杆リンク機構８
６の動きは、米国特許４，９５１，６０１号にさらに詳
しく開示されている。

【００２４】ロボット８０のＲ−θ動作は、入口スリッ
ト４０を介してブレード１０８を選択されたプロセスチ
ャンバ内に挿入し、チャンバ内のウエハ支持サセプタま
たは電極の上に位置させる。チャンバ内では、指または
環のようなウエハ持ち上げ機構がウエハをブレードから
持ち上げ、関連するチャンバ電極またはサセプタに処理
をするために移す。制御装置７８は、ロボット８０とウ
エハ持ち上げ機構の両方を制御するので、ブレード１０
８が空であることをすぐに認識することができ、その場
合、中間軸９８と内軸１００を逆転において速い速度と
なるように制御すべくパルスをモータ１０２および１０
４に供給する。これはウエハがブレードから滑り落ちる
という危険がないために行うことができるのであり、次
の地点までさらに速くブレードを動かすことも許され
る。ウエハがチャンバから引き離されるときには、空の
ブレードが高速でチャンバ内に移動し、ウエハを搭載し
たブレードが低速でチャンバから退去する。

【００２５】ウエハがブレード１０８上で摺動する潜在
的な原因である遠心力は、そのθ動作中のブレード１０
８の回転速度に比例するが、ブレード１０８のＲおよび
θの両動作中の関連する慣性力はブレードの加速度に比
例する。したがって、速度および加速度のいずれも、ブ
レード１０８がウエハを持っているときに制限を受ける
必要がある。そして、ウエハを保持しているあいだのロ
ボット８０とそのブレード１０８の複合動作に対する速
度および加速度の制限という一つの状態と、ウエハを保
持していないときのもう一つの状態とがある。すなわ
ち、放射方向および円周方向（Ｒおよびθ）運動中に、
その形状に応じて、あるいはウエハとウエハ支持体との
摩擦係数に応じて異なる速度および加速度の制限が与え
られる。

【００２６】この好適な実施例において、ブレードは、
ウエハを搬送しているときには、約８インチ（２０．３
ｃｍ）／ｓｅｃ²の放射方向速度で移動し、４インチ
（１０．２ｃｍ）／ｓｅｃ²の割合で加速される。これ
らの値は、ステップモータにより生成される６０，００
０ステップ／ｓｅｃおよび３０，０００ステップ／ｓｅ
ｃ²に対応する。この好適な実施例においては、ブレー
ドは、ウエハの回転半径においては、放射方向の速度お
よび加速度に等しい正接方向の速度および加速度で移動
する。回転半径における遠心力は、慣性力に比較すると
さほど重要ではない。もちろん、定常速度は、初期加速
期間の後で最終減速期間の前においてのみ与えられる。
加速度の値は、加速と減速の両方に当てはまる。これら
の比較的ゆっくりした速度および加速度は、ロードロッ
クチャンバとプロセスチャンバの真空雰囲気におけるブ
レードとウエハの間の低い摩擦係数に支配される。しか
し、この好適実施例においてブレードが空のときは、制
御装置７８はモータの回転をさらに高速に回転するよう
に制御する。これは、ブレードを３２インチ（８１．３
ｃｍ）／ｓｅｃの速い速度および１６インチ（４０．６
ｃｍ）／ｓｅｃ²の速い加速度で動かすためである。も
ちろん、この速度の増加は、ブレードをその到着点によ
り速く到達させ、それに応じてウエハ処理時間を減少さ
せる。もちろん、本発明はこれらの速度および加速度の
組み合わせに限定されるものではなく、速度と加速度は
比例させることなく異なる値をとることができ、ある条
件のもとでは、唯一つの、またはそれ以外の速度と加速
度が異なる値をとる必要がある。

【００２７】ウエハ支持体の動作を制御する１または２
以上のモータの可変速度動作は様々なロボットシステム
に組み込まれることができる。第２実施例が図４に示さ
れており、そこでは、ウエハ支持体を回転させたり往復
運動させたりする駆動装置は、円筒形モータチャンバ１
３４の中に搭載されたモータ１３０および１３２から構
成されている。また、ロボットチャンバ１３６はモータ
チャンバを放射方向に取り囲み、ロボットを収納する。

【００２８】この実施例において、上述した実施例と共
に説明したように、モータ１３０と１３２は電気モータ
であるが、それに代わる実施例として、これらのモータ
は空気モータ、ガスパワーモータあるいはその他の回転
力を与えることができる駆動手段に置き換えることがで
きる。側壁１３８はモータチャンバ１３４の放射方向の
延伸を限定し、モータチャンバとロボットチャンバ１３
６との間に存在するために圧力差を与える。

【００２９】下部モータ１３０は、側壁１３８の肩１４
２の上に載っているモータ固定台１４０にボルト締めさ
れている。位置合わせピンはモータ固定台１４０から肩
１４２へ延び、側壁１３８に関連するモータ固定台１４
０の回転を防ぐ。同様に、上部モータ１３２は側壁１３
８の上端に載る肩１４６を有するモータ固定台１４４に
ボルト締めされている。付加的な位置合わせピンは側壁
に関連する上部固定台の回転を防ぐ。

【００３０】下部モータ１３０は減速ギア１４８に結合
し、一般的なモータの回転速度を、ロボットに力を与え
るためにより適切なギア出力軸１５０の回転に減速す
る。減速ギア出力軸は、ベアリング１５４に対して圧力
をかけると共に一組の下部モータ磁石１５６を保持する
下部モータ磁石クランプ１５２に固定されている。下部
モータ磁石１５６のそれぞれは、側壁１３８に対して僅
かな間隙を介して配置されている。同様に、上部モータ
１３２は減速ギア１６８とギア出力軸１７０に結合され
ている。ギア出力軸１７０はベアリング１７４に対して
圧力を掛けると共に一組の上部モータ磁石１７６を保持
する上部モータ磁石クランプ１７２に固定されている。

【００３１】ロボット真空チャンバ１３６は筒状の内側
壁１３８、外壁１７８（図５参照）、上壁１８０および
底壁１８２に囲まれており、これらは互いにボルトで締
め付け固定されている。ロボットチャンバの内部には、
上部ロボット磁石クランプ１８６によって保持された一
組の上部ロボット磁石１８４が設けられている。上部ロ
ボット磁石クランプ１８６は、モータ磁石クランプ１５
２および１７２に類似している。同様の下部ロボット磁
石クランプ１８８は一組の下部ロボット磁石１９０を保
持している。一組のベアリングは、ロボット磁石クラン
プをモータ軸Ａについて回転させる。

【００３２】図５は第２実施例に関するロボットの上面
図である。この実施例において、駆動装置の回転を、回
転軸についてのウエハ支持体の回転と、引き込み位置と
延伸位置の間の往復運動とに変換するための延長手段
は、４支柱構造体からなる。第１支柱１９２は上部ロボ
ット磁石クランプ１８６にしっかりと固定され、第２支
柱１９４は下部ロボット磁石クランプ１８８にしっかり
と固定されている。第３支柱１９６は、枢軸１９８によ
って第１支柱に取り付けられ、枢軸２００によってウエ
ハブレード２０２に取り付けられている。第４支柱２０
４は枢軸２０６によって第２支柱に取り付けられ、もう
一つの枢軸２０８によってウエハブレード２０２に取り
付けられている。この支柱と枢軸による構造は、ウエハ
ブレードをロボット磁石クランプ１８６および１８８に
接続する「かえる足」型を形成している。

【００３３】下部モータ１３０と上部モータ１３２、そ
してさらに下部ロボット磁石クランプ１８８と上部ロボ
ット磁石クランプ１８６が同一方向に回転したとき、ウ
エハブレード２０２も同じ方向に回転し、プロセスチャ
ンバや蓄積昇降機の前にウエハブレードを位置させる。
２つのモータとこれに対応する２つのロボット磁石クラ
ンプが互いに反対方向に回転したとき、ウエハブレード
は回転しない。その代わり、図５に示すように、ウエハ
ブレードの要素１９２から２０８までによる２点鎖線で
示された位置への直線的な放射方向の動きが生じる。こ
の直線放射運動はプロセスチャンバ入口スリット２１０
を通過するようにウエハブレードを延伸させたり引き込
んだりするために用いられることができる。

【００３４】下部モータ１３０と上部モータ１３２の両
方の回転の速度、方向および量は、制御装置またはコン
ピュータ２１２（図４参照）により制御される。この制
御装置は、ウエハブレード２０２が位置決めされ、製造
工程における次のプロセスチャンバまたは蓄積昇降機
（図１参照）と共にウエハ交換を行うべき次の場所を決
定する。制御装置はつぎに両モータを回転させ、これに
よってロボット磁石クランプ１８６および１８８を適切
な距離で正確かつ同一の方向に回転させる。ウエハを交
換するために、制御装置はモータを上述したように反対
方向に回転させる。

【００３５】第１実施例と共に説明したように、制御装
置２１２はロボットの全ての要素を制御する。したがっ
て、制御装置は、ウエハブレードが空であるときにセン
サを用いることなく製造処理の時間を認識することがで
きる。処理中のそのようなときに、制御装置は、モータ
にパルスを送出する比率を増加させ、これにより、ウエ
ハ支持体が目的位置に早く到達し、プロセスチャンバへ
の出入りを素早く行う。２つのモータが、空のウエハブ
レードを回転させるために同一方向に回転しているの
か、空のウエハブレードを延ばしたり引っ込めたりする
ために互いに異なる方向に回転しているのかにかかわら
ず、モータの速い回転は、ウエハブレードがプロセスチ
ャンバや蓄積昇降機の間を移動する時間を減少させ、そ
の結果製造時間を減少させる。

【００３６】

【発明の効果】本発明がプロセスチャンバや蓄積装置の
間でウエハやその他の基板類を移送するための改良され
たロボットを提供するものであることは、すでに述べた
説明から認識できるであろう。ウエハ支持ブレードが空
のときのＲおよびθの両動作における増加した速度およ
び加速度は、ウエハ搬送制御を犠牲にすることなく製造
時間を減少させる。本発明は、現在のところの好適な実
施例のみを引用して詳細に説明されてきたが、一般的な
技術者は、この発明から逸脱することなく種々の変形が
可能であることを認めるであろう。したがって、本発明
は、特許請求の範囲のみによって限定されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロードロックチャンバおよびプロセスチャンバ
を除いて描いた多重チャンバ統合処理システムを部分的
に示す概略平面図。

【図２】図１に示す処理システムの部分的構成を示す垂
直断面図。

【図３】図１に示すウエハ支持体の拡大部分平面図。

【図４】本発明の２つのモータからウエハ支持体への磁
気的回転結合動作として第２実施例に適用した磁気結合
機構を示す垂直断面図。

【図５】２つのモータの回転運動をウエハ支持体ブレー
ドの中心軸についての別の回転と、このブレードの直線
放射方向の延伸および引き込み運動とに変換する変換装
置の平面図。

【符号の説明】

２０…多重チャンバ統合プロセスシステム、２４…ロー
ドロックチャンバ、２６，２８，３０，３２…プロセス
チャンバ、３４…外部昇降機、３６…ウエハ、４０…入
口スリット、５０…内部昇降機、７８，２１２…制御装
置、８０…ロボット型ウエハ搬送システム、８４…ウエ
ハ支持体、８６…４杆リンク機構、外軸…９６、中間軸
…９８、内軸…１００、１０２，１０４…ステップモー
タ、１０８…ウエハブレード、１３０，１３２…モー
タ、１５２，１５７…モータ磁石クランプ、１８６，１
８８…ロボット磁石クランプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のステーションの近傍に配置された
可変速度ロボットにおいて、ウエハを保持することができ、あるときはウエハを保持
しながらまたあるときはウエハを保持することなく前記
複数のステーションの間を移動することができ、さらに
第１の方向と第２の方向に移動できるウエハ支持体と、前記ウエハ支持体を回転および往復運動させるためにこ
のウエハ支持体に接続する駆動装置と、前記ウエハ支持体がウエハを保持しているときの速度お
よび加速度に関する第１の組と、前記ウエハ支持体がウ
エハを保持していないときの速度および加速度に関する
第２の組とにおいて前記駆動装置を制御する制御装置
と、を備えた可変速度ウエハ交換ロボット。
【請求項２】請求項１に記載のロボットにおいて、前記第２の組の速度が前記第１の組の速度よりも速い可
変速度ウエハ交換ロボット。
【請求項３】請求項２に記載のロボットにおいて、前記第１の組の速度が約８インチ／ｓｅｃであり、前記
第２の組の速度が約３２インチ／ｓｅｃである可変速度
ウエハ交換ロボット。
【請求項４】請求項１に記載のロボットにおいて、前記第２の組の加速度が前記第１の組の加速度よりも速
い可変速度ウエハ交換ロボット。
【請求項５】請求項４に記載のロボットにおいて、前記第１の組の加速度が約４インチ／ｓｅｃ²であり、
前記第２の組の加速度が約１６インチ／ｓｅｃ²である
可変速度ウエハ交換ロボット。
【請求項６】請求項１に記載のロボットにおいて、前記第２の組の速度および加速度は、それぞれ前記第１
の組の速度および加速度よりも速い可変速度ウエハ交換
ロボット。
【請求項７】請求項１に記載のロボットにおいて、前記ウエハ支持体は、ウエハ支持ブレードと、前記駆動装置の回転を回転軸についての前記ウエハ支持
体の回転運動と引き込み位置および延伸位置の間の往復
運動とに変換するための少なくとも一つの付属体とを備
えている可変速度ウエハ交換ロボット。
【請求項８】請求項１に記載のロボットにおいて、前記駆動装置は、第１のモータと、前記第１のモータから前記ウエハ支持体へ回転運動を伝
達する第１の結合機構と、第２のモータと、前記第２のモータから前記ウエハ支持体への回転運動を
伝達する第２の結合機構と、を備えている可変速度ウエハ交換ロボット。
【請求項９】請求項８に記載のロボットにおいて、前記第１および第２のモータがステップモータである可
変速度ウエハ交換ロボット。
【請求項１０】表面上でウエハを選択的に保持するた
めの可動基板支持体と、前記基板支持体を複数の方向に選択的に駆動する駆動装
置と、前記基板支持体が基板を保持している間は１または２以
上の速度および加速度に関する第１の組で前記基板支持
体を動かし、前記基板支持体が基板を保持していない間
は１または２以上の速度および加速度に関する第２の組
で前記基板支持体を動かすために前記駆動装置を制御す
る制御装置と、を備えた基板搬送機構。
【請求項１１】請求項１０に記載の基板搬送機構にお
いて、前記第１の組の速度および加速度は、基板支持体により
保持される基板に対して前記第２の組の速度および加速
度が与える力よりも小さい力を与えるものである基板搬
送機構。
【請求項１２】請求項１１に記載の基板搬送機構にお
いて、前記１または２以上の速度のみが前記第１および第２の
組の間で変化する基板搬送機構。
【請求項１３】請求項１１に記載の基板搬送機構にお
いて、前記１または２以上の加速度のみが前記第１および第２
の組の間で変化する基板搬送機構。
【請求項１４】請求項１１に記載の基板搬送機構にお
いて、前記１または２以上の速度と前記１または２以上の加速
度の両方が前記第１および第２の組の間で変化する基板
搬送機構。
【請求項１５】複数のステーションの間で移動しなが
ら基板を保持するのに適したロボットの駆動方法におい
て、前記ロボットが基板を保持しているときに、第１の加速
度と共に第１の速度で前記ロボットを駆動する第１の過
程と、前記ロボットが基板を保持していないときに、第２の加
速度と共に第２の速度で前記ロボットを駆動する第２の
過程と、を有し、第１の速度および第１の加速度の少なくとも一つが、前
記第２の速度および第２の加速度の対応する一つと実質
的に異なっているロボットの駆動方法。
【請求項１６】請求項１５に記載の駆動方法におい
て、前記第２の速度が前記第１の速度よりも速いロボットの
駆動方法。
【請求項１７】請求項１５に記載の駆動方法におい
て、前記第２の加速度が前記第１の加速度よりも速いロボッ
トの駆動方法。
【請求項１８】請求項１７に記載の駆動方法におい
て、前記第２の速度が前記第１の速度よりも速いロボットの
駆動方法。
【請求項１９】請求項１８に記載の駆動方法におい
て、前記第１の速度が約８インチ／ｓｅｃであり、前記第２
の速度が約３２インチ／ｓｅｃであり、前記第１の加速
度が約４インチ／ｓｅｃ²であり、前記第２の加速度が
約１６インチ／ｓｅｃ²であるロボットの駆動方法。
【請求項２０】請求項１５に記載の駆動方法におい
て、前記第１および第２の動作過程は、ロボットの回転軸に
ついての回転と、このロボットの前記回転軸に関連する
放射方向の運動とを含むロボットの駆動方法。