JPH075997Y2 - アーム旋回形搬送機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、スパッタ装置及びCVD装置等の真空成膜装
置における基板搬送機構、特に、アーム旋回形の基板搬
送機構に関する。

〔従来の技術〕

基板に薄膜を生成する際、一般に真空成膜装置が用いら
れている。この真空成膜装置は主に、成膜処理すべき基
板が搬入・搬出される出入口室と、出入口室に隣接して
設けられ成膜処理を行う反応室とから構成されている。
そして、出入口室に搬入した基板を反応室に導入して成
膜処理を行い、所定の成膜処理後、再び出入口室から装
置外部に搬出する。

このような真空成膜装置においては、出入口室と反応室
とを、中間室の周囲に配置したものが提案されている。
このような成膜装置における出入口室と反応室間の基板
の受け渡しは、中間室内に設けられた基板搬送機構によ
り行われている。この基板搬送機構は、例えばそれぞれ
が回動自在に連結された４つの部材からなるパンタグラ
フ状のリンク機構を有しており、基板を載置するための
ホルダを先端部に有している。そして、リンク機構全体
を伸長させることにより、先端部を出入口室又は反応室
内に進入させて基板に搬入を行う。またリンク機構全体
を縮退させることにより、先端部を出入口室又は反応室
から後退させて基板の搬出を行う。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の基板搬送機構は、各リンク部材がピンで連結され
ており、各リンク部材の回動をスムーズに行うために、
その連結部の各リンク部材間には所定の隙間が設けられ
ている。このため、リンク機構全体が伸縮した場合に、
先端部のホルダに保持された基板の重量により、リンク
機構全体が前下がりになる。この結果、従来機構では、
中間室と出入口室又は反応室との間で基板の受け渡しを
スムーズに行うことができない場合があった。

この考案の目的は、成膜処理を行う各室との間で基板の
搬送をスムーズに行うことができるアーム旋回形搬送機
構を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係るアーム旋回形搬送機構は、基板に成膜処理
を行うための各室が中間室の周囲に配設された成膜装置
内に設けられ、前記各室と中間室との間で基板の搬送を
行うための機構であって、アームと、第１の駆動機構
と、基板ホルダ機構と、第２の駆動機構とを備えてい
る。

前記アームは、前記中間室内に旋回自在に設けられた部
材である。前記第１の駆動機構は、前記アームを所定角
度回転させるためのものである。前記基板ホルダ機構
は、基板を載置するためのホルダを先端に有し、前記ア
ーム上にスライド自在に支持されたものである。前記第
２の駆動機構は、前記基板ホルダ機構を各室と中間室と
の間でスライドさせるためのものである。さらに、前記
第１の駆動機構と前記第２の駆動機構は前記中間室の外
部の大気中に設け、真空容器の外部からアームの回転と
基板ホルダのスライドを行うことができる。

〔作用〕

本考案では、中間室内に設けられたアームを旋回させ、
このアーム上を基板ホルダ機構をスライドさせることに
より、基板を搬入すべき室と中間室との間で、基板の受
け渡しを行う。

たとえば、出入口室から反応室へ基板を搬送する際は、
まずアームを出入口室に対応する位置に旋回させる。こ
の状態で、アーム上を、基板ホルダ機構を出入口室内に
スライドさせ、基板をホルダ上に保持させる。この後、
基板ホルダを中間室内に後退させ、アームを反応室に対
応する位置に旋回させる。次に、前記同様に基板ホルダ
機構を反応室内にスライドし、ホルダ上の基板を反応室
内へ引き渡す。

このとき、アームは中間室内に確実に固定され、またア
ームと基板ホルダ機構との間の隙間を容易に小さくでき
るので、基板の受け渡しの際に基板ホルダ機構が前下が
りになるのが防止される。

〔実施例〕

本考案の一実施例が適用された真空成膜装置の一例を第
３図平面図に示す。図において、中間室１は概ね八角形
状に形成されている。中間室１の周囲には、図示してい
ないが、八角形の各面に対応して出入口室（加熱室，冷
却室）及び反応室等が配設されている。

中間室１内には、アーム旋回形搬送機構２が設けられて
いる。アーム旋回形搬送機構２は、中間室１中央部の鉛
直軸回りに旋回自在に設けられたアーム３と、アーム３
と同程度の長さを有しアーム３の長手方向に延在すると
ともに、アーム３上をスライド自在に設けられた基板ホ
ルダ機構４とを有している。基板ホルダ機構４の先端部
分には、基板５を載置するためのホルダ６が設けられて
いる。また基板ホルダ機構４には、回転自在なガイドロ
ーラ７が装着されている。ガイドローラ７は、アーム３
を挟んで対向する位置に配設された一対のローラ7a及び
7bから構成されている。ローラ7aは基板ホルダ機構３の
後端部分に設けられている。ローラ7bは、ローラ7aから
所定の距離を隔てて、基板ホルダ機構３の中央寄りに設
けられている。

アーム旋回形搬送機構２の詳細を第１図及び第２図に示
す。第１図は、第３図において基板ホルダ機構３が前方
（図上方向）に移動し、ローラ7bがアーム３の中央部に
位置した状態における縦断面図である。また第３図は、
第１図を右方向から見た図、即ちアーム旋回形搬送機構
２の底面図である。

まず、アーム３の旋回駆動機構について説明する。第１
図において、中間室１の隔壁1aには、フランジ部10aを
有するベアリングサポータ10が固定されており、このフ
ランジ部10aに、アーム旋回用のモータ20が固定されて
いる。モータ20の回転軸にはギヤ21が装着されており、
このギヤ21にギヤ22が噛合している。ギヤ22は、ボルト
23により円板24に固定されている。また、ベアリングサ
ポータ10の内部には、ベアリングサポータ25が回転自在
に保持されており、前記円板24は、ベアリングサポータ
25の下部（第１図では右方）にキー止め固定されてい
る。ベアリングサポータ25の上端（第１図では左方）に
は、プレート26がねじ止め固定されている。このプレー
ト26にアーム３が溶接にて固定されている（溶接部分は
図示せず）。このような構成により、モータ20が回転す
れば、アーム３が旋回するようになっている。

一方、円板24の先端部分には、周囲の各室に対応する切
欠き部を有する円板27が固定されている。そして、ベア
リングサポータ10のフランジ部10aに固定されたフォト
インタラプタ28により、円板27の回転位置、すなわちア
ーム３の回転位置を検出するようになっている。また円
板27の取り付け部分には、周囲の各室に対応して孔29が
形成されている。一方、ベアリングサポータ10のフラン
ジ部10aには、シリンダ30が固定されている。シリンダ3
0のロッドには、テーパ状の先端部を有する部材31が装
着されている。部材31は、シリンダ30のロッドが突出し
たときに、円板27の孔29に係合するようになっている。

次に、基板ホルダ機構４のスライド駆動機構について説
明する。アーム旋回用モータ20と並列にホルダスライド
用のモータ40か設けられている。このホルダスライド用
モータ40は、第２図で示すブラケット80によりギヤ22に
固定されている。ホルダスライド用モータ40の回転軸に
は、カップリング41が装着されている。カップリング41
の他端には、鉛直方向（図左右方向）に延びる軸42が設
けられている。軸42の中央部分はベアリングサポータ25
に保持されている。そして、軸42のカップリング41と逆
側部分、すなわち上端部分は、アーム３の中央部分に形
成された孔に挿通しており、その先端部分にピニオン51
が固定されている。一方、基板ホルダ機構４には、水平
方向（紙面垂直方向）に延びるラック61が装着されてお
り、このラック61はピニオン51に噛合している（第３図
参照）。このようにして、モータ40が回転すれば、基板
ホルダ機構４がアーム３上を移動するようになってい
る。

一方、ガイドローラ7b（以下、ガイドローラ7aについて
も同様）は、基板ホルダ機構４側に固定された軸63に回
転自在に装着されている。ガイドローラ7bには、断面Ｖ
字状の溝62が形成されており、この溝62にアーム３の外
周面が当接している。なお、ガイドローラ7bの取り付け
軸63の一方は、偏心軸になっており、適当な位置でナッ
ト64を締め付け固定することにより、ガイドローラ7bが
アーム３に対して所定圧で押圧されるようになってい
る。

軸42には、所定数の歯が形成された円板43が固定されて
いる。この円板43の回転数、すなわちモータ40の回転数
は、フォトインタラプラ81を介してエンコーダにより検
出されるようになっている。また軸42には、ギヤ44が回
転自在に設けられている。ギヤ44の先端部分には、切欠
き部を有する円板45が装着されている。そして、ギヤ22
側に固定されたフォトインタラプタ46により、円板45の
回転位置を検出し、この回転位置の検出により、基板ホ
ルダ機構４の前進及び後退位置を制御するようになって
いる。なお、フォトインタラプタ46は、第２図に示すよ
うに、円周上に配列された３つのフォトインタラプタ46
a,46b及び46cから構成されている。フォトインタラプタ
46a,46bは、それぞれ基板ホルダ機構４の前進位置及び
後退位置を検出するためのものである。またフォトイン
タラプタ46cは基板ホルダ機構４のオーバーランを検出
するためのものである。

また軸42には、ギヤ44に隣接してギヤ47が固定して設け
られている。ギヤ47にはギヤ48が噛合しており、このギ
ヤ48にはピニオン49が固定されている。このピニオン49
はギヤ44と噛合している。また、ピニオン49にはボルト
50が挿通して設けられており、ピニオン49はボルト50の
回りに回転自在となっている。

次に、動作について説明する。

中間室１に対向するたとえば反応室に基板の搬入を行う
場合には、まずアーム旋回用モータ20を駆動し、このモ
ータ20の回転軸に連結されたギヤ21を介してギヤ22を回
転させる。ギヤ22には円板24が固定されているので、ギ
ヤ22の回転とともに円板24が回転し、この円板24にキー
止め固定されたベアリングサポータ25が回転する。この
とき、ベアリングサポータ25に固定されたプレート26に
はアーム３が溶接されているので、ベアリングサポータ
25の回転につれてアーム３が旋回する。

一方、アーム３の旋回中の位置は、円板24に装着された
円板27及びフォトインタラプタ28により検出される。し
たがって、アーム３が所定の位置、すなわち基板の搬送
を行うべき反応室に対向した時点で、フォトインタラプ
タ28が検出信号を出力する。この出力信号を受けて、ア
ーム旋回用モータ20の回転を停止するとともに、シリン
ダ30が作動し、ロッドを突出させる。このロッドの突出
にともなって部材31も突出し、その結果、部材31の先端
部が円板24に形成された孔29に係合する。これにより、
円板24は回転を停止して、アーム３は旋回を停止し、基
板を搬入すべき室にアーム３先端が対向する。

なお、前記ギヤ22には、ブラケット80を介してホルダス
ライド用モータ40が固定されており、また、ボルト50を
介してピニオン49及びギヤ48が装着されているので、ア
ーム３の旋回につれて、軸42,モータ40,ピニオン49,ギ
ヤ48及びギヤ44が一体となって回転する。

次に、ホルダスライド用モータ40を駆動し、カップリン
グ41を介してピニオン51を回転させる。このときのモー
タ40の回転数は、円板43、フォトインタラプタ81及びエ
ンコーダにより検出され、その結果がモータ40側にフィ
ードバックされて所定の回転数に制御される。ピニオン
51の回転により、ピニオン51に噛合するラック61、すな
わち基板ホルダ機構４がアーム３に沿って紙面垂直方向
に移動する。このとき、基板ホルダ機構４に装着された
ガイドローラ7a及び7bはアーム３に密着しており、これ
により、基板ホルダ機構４の移動はスムーズに行われ、
またアーム先端に位置した場合においても基板ホルダ機
構４が前下がりになることはない。

一方、軸42の回転によりギヤ47が回転する。ギヤ47には
ギヤ48が噛合しており、このギヤ48はボルト50の回りに
回転自在になっているので、軸42の回転につれてギヤ48
及びピニオン49が回転する。すると、ピニオン49に噛合
するギヤ44及び円板45が軸42の回りに回転する。この円
板45の回転位置はフォトインタラプタ46によって検出さ
れる。所定の回転位置のところで、フォトインタラプタ
46は検出信号を出力し、この検出信号によりホルダスラ
イド用モータ40は停止する。この結果、基板ホルダ機構
４はアーム先端の所定の位置で移動を停止し、基板ホル
ダ機構４先端のホルダ６に載置された基板が反応室内に
搬入される。

このような状態で、反応室内の基板ホルダとの間で基板
の受け渡しを行う。次に、ホルダスライド用モータ40を
前記搬入時とは逆方向に回転し、基板ホルダ機構４を後
退させる。基板ホルダ機構４の後退位置は、フォトイン
タラプタ46bによって検出される。

また、処理後の基板を反応室から搬出させる場合には、
反応室にアーム３を対向させた状態で、前記と同様にし
て、基板ホルダ機構４をアーム３上をスライドさせ、反
応室内に基板ホルダ機構４先端のホルダ６を進入させ
る。そして、ホルダ６上に処理後の基板を載置した後、
基板ホルダ機構４を後退させる。

このような本実施例によれば、基板ホルダ機構４は、中
間室１内に旋回自在に設けられたアーム３上をスライド
するので、基板の搬送時に基板ホルダ機構４が前下がり
になることはなくなり、これにより、中間室と各室との
間の基板の受け渡しをスムーズに行うことができる。

〔他の実施例〕

（ａ）中間室の形状は八角形状に限定されず、中間室の
周囲に複数の室が配列されたものであれば、本考案を同
様に適用できる。

（ｂ）アーム旋回機構及びホルダのスライド機構やその
ための駆動手段は前記実施例に限定されるものではな
く、たとえば、スライド駆動手段としてシリンダ等を用
いてもよい。

〔考案の効果〕

本考案に係るアーム旋回形搬送機構では、中間室内に旋
回自在に設けられたアーム上にスライド自在に基板ホル
ダ機構を設けたので、基板の搬送時に基板ホルダ機構が
前下がりになることはなくなり、これにより、中間室と
各室との間の基板の受け渡しをスムーズに行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるアーム旋回形搬送機構
の縦断面図、第２図は本機構の底面図、第３図は本機構
の平面図である。 １……中間室、２……アーム旋回形搬送機構、３……ア
ーム、４……基板ホルダ機構、６……ホルダ、７……ガ
イドローラ、20……アーム旋回用モータ、30……シリン
ダ、40……ホルダスライド用モータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に真空成膜処理を行うための各室が中
   間室の周囲に配設された真空成膜装置内に設けられ、前
   記各室と中間室との間で基板の搬送を行うための機構で
   あって、前記中間室内に旋回自在に設けられたアーム
   と、前記アームを所定角度回転させるための第１の駆動
   機構と、基板を載置するためのホルダを先端に有し、前
   記アーム上にスライド自在に支持された基板ホルダ機構
   と、前記基板ホルダ機構を前記各室と中間室との間でス
   ライドさせるための第２の駆動機構とを備えると共に、
   前記第１の駆動機構と前記第２の駆動機構を隔壁を介し
   て前記中間室外の大気中に設けたことを特徴とするアー
   ム旋回形搬送機構。