JPH0992709A - ロック機構とロック検出装置を有するインデックス回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常に確実なロックおよびロックの検出を実現
する。 【解決手段】 パルスモータ８によるインデックス回転
により軸１８を９０度回転させ、そして、エアーシリン
ダ６６により軸５８を下方に移動させ、係合部材５６を
図１において反時計方向に揺動させて、係合部材５６先
端のベアリングを、リング部材５４の内周面に形成され
た窪みに係合させる。これにより、次に処理すべきウェ
ハー２４が所定位置に確実に配置され、固定される。ま
た、このとき、軸５８の下降によって遮光板６８は図の
実線で示す位置となり、光検出器７０の発光素子からの
光は遮光板６８によって遮られ、光検出器７０の光セン
サには到達しない。従って、光センサは受光信号を出力
せず、このことにより、ホルダベース４が所定位置に配
置され、固定されたことを確認して、スパッタ処理を開
始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロック機構とロッ
ク検出装置を有するインデックス回転装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば半導体デバイスを製造する
ためのスパッタ装置では、製造効率を高めるため、一度
に複数の半導体ウェハーをスパッタチャンバ内に配置
し、それらを順次切り換えてスパッタ処理を行ってい
る。そして、処理すべきウェハーの切り換えにはインデ
ックス回転装置が用いられ、例えば、４枚のウェハー
を、それぞれの処理面を互いに直交する４方向に向けて
配置し、全体をインデックス回転装置で９０度ずつ回転
させて、１枚ずつ処理位置に配置している。

【０００３】このような従来のインデックス回転装置
は、図４の側面図に示すような構成となっている。この
インデックス回転装置２は、ホルダベース４、ウェハー
ホルダ６、パルスモータ８、ロック機構１０、ロック検
出スイッチ３８などによって構成されている。

【０００４】パルスモータ８はその回転軸８Ａを鉛直上
方に向けてフレーム１４上に配置されている。パルスモ
ータ８の回転軸８Ａには、軸受１６により支持され、鉛
直に延設された軸１８が連結されている。軸１８の上端
部には、円形の回転板２０がその中心において固着さ
れ、回転板２０の下方には、回転板２０に対して平行
に、そして所定の間隔をおいて、リング状のホルダベー
ス４が、その中心を軸１８に一致させて配置されてい
る。このホルダベース４は、周方向に一定の間隔で配置
された４本の支持部材２２により、回転板２０から吊り
下げる形で回転板２０に固定されている。

【０００５】ホルダベース４上には、４つのウェハーホ
ルダ６が周方向に一定の間隔で配置され、各ウェハーホ
ルダ６にはウェハー２４が、それぞれの処理面を、軸１
８に平行に、そして互いに直交する４方向に向けて外向
きに取り付けられている。

【０００６】このインデックス回転装置２は次のような
ロック機構を有している。すなわちホルダベース４の下
面には、各ウェハーホルダ６中心の真下の位置にピン２
６が突設されている。このインデックス回転装置２では
矢印Ａで示す方向からアルミニウムなどのスパッタ粒子
が飛来するので、図４において左方向に向いているウェ
ハー２４が処理対象となる。この処理対象のウェハー２
４のウェハーホルダ６の真下に突設されたピン２６に係
合する位置に、係合部材２８が配設されている。係合部
材２８の先端部は、図５に示すように二股となってお
り、股の部分にピン２６が係合してホルダベース４の回
転を阻止し、固定するようになっている。係合部材２８
の反対側の端部は、図４に示すように、フレーム１４上
に設けられた支持金具３０に軸と孔を介して、ホルダベ
ース４の半径方向に揺動可能に支持されている。

【０００７】この係合部材２８の中程の箇所には、ほぼ
鉛直に延在する軸３２の一端が軸と長孔を介して揺動可
能に取り付けられ、軸３２の他端は、フレーム１４に固
着されたエアーシリンダ３４の駆動軸３６に連結されて
いる。一方、支持金具３０の上面には、係合部材２８の
変位によって作動するロック検出スイッチ３８が配設さ
れている。このロック検出スイッチ３８は、図６に詳し
く示すように、係合部材２８の屈曲部２８Ａが当接して
変形するバネ接片３８Ａと、バネ接片３８Ａに接触する
バネ接片３８Ｂとにより構成されている。バネ接片３８
Ａ、３８Ｂの間には電気的絶縁体のスペーサ４０が介在
され、そして、バネ接片３８Ａ、３８Ｂおよびスペーサ
４０は、電気的絶縁体から成る支持部材４２によって支
持金具３０上に取り付けられている。

【０００８】このような構成において、一枚のウェハー
２４の処理を終了し、次に処理すべきウェハー２４を所
定位置に配置する場合には、まず、エアーシリンダ３４
により、軸３２を上方に移動させ、係合部材２８を図４
において時計方向に揺動させ、係合部材２８先端部とピ
ン２６との係合を解消する。このとき、ロック検出スイ
ッチ３８のバネ接片３８Ａ（図６）は係合部材２８の屈
曲部２８Ａによって押圧されなくなるので、バネ接片３
８Ａはバネ接片３８Ｂから離れ、ロック検出スイッチ３
８はオフ状態となる。

【０００９】次に、パルスモータ８により軸１８をイン
デックス回転により９０度回転させ、その後、エアーシ
リンダ３４により軸３２を今度は下方に移動させ、係合
部材２８を図４において反時計方向に回転させて、係合
部材２８先端部をピン２６に係合させる。これにより、
次に処理すべきウェハー２４が所定位置に配置され、固
定される。また、このとき、ロック検出スイッチ３８
（図６）では、係合部材２８がピン２６に係合し、バネ
接片３８Ａが係合部材２８の屈曲部２８Ａによって押圧
されるので、バネ接片３８Ａはバネ接片３８Ｂに接触
し、ロック検出スイッチ３８はオン状態となる。従っ
て、ロック検出スイッチ３８がオンしたことにより、ホ
ルダベース４が所定位置に配置され、固定されたことを
確認でき、この確認の後、スパッタ処理を開始する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のインデックス回転装置２には次のような欠点があっ
た。すなわち、アルミニウムなどのスパッタ粒子は図４
の矢印Ａの方向から飛来し、その大部分は、ウェハー２
４に入射するが、一部は、周辺部分にも入射する。従っ
て、このような一部のスパッタ粒子はロック検出スイッ
チ３８の箇所にも入射し、例えばスペーサ４０の箇所に
付着して、バネ接片３８Ａ、３８Ｂが接触していないに
もかかわらず、ロック検出スイッチ３８が導通状態にな
ってしまう場合があった。

【００１１】また、ピン２６や係合部材２８にスパッタ
粒子が付着し、ピン２６および係合部材２８の形状が変
化して、それらの係合が正しく行われず、ホルダベース
４の所定位置での固定が不完全になるという動作不良が
発生していた。

【００１２】そこで本発明の目的は、回転対象を取り付
けるベース部材（上記インデックス回転装置２ではホル
ダベース４）を常に確実に固定でき、かつ上記ベース部
材が所定位置で固定されたことを常に正しく検知できる
ようにしたロック機構とロック検出装置を有するインデ
ックス回転装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、インデックス回転させるべき対象を取り付け
るベース部材と、前記ベース部材を駆動してインデック
ス回転させる第１の駆動手段と、前記ベース部材の位置
を固定するロック機構と、前記ベース部材の位置が固定
されたことを検出するロック検出装置と、を備えたイン
デックス回転装置において、前記ロック機構は、前記ベ
ース部材と共に回転するリング部材と、所定部位が前記
リング部材の内周面に当接するよう、前記リング部材の
半径方向に揺動可能に支持された係合部材と、前記係合
部材に連結された伝達部材と、前記伝達部材に付勢し
て、前記係合部材の前記所定部位を前記リング部材の前
記内周面に押圧する第２の駆動手段とを備え、前記リン
グ部材の前記内周面には、前記ベース部材の位置を固定
するとき、前記係合部材の前記所定部位が係合する窪み
が形成されており、前記ロック検出装置は、光が入射し
たとき、所定の信号を出力する光センサと、前記光セン
サに向けて光を発する発光素子と、前記伝達部材に取り
付けられ、前記伝達部材の変位に応じて、前記発光素子
が発し前記光センサに入射する光の光路上および光路外
のいずれかの位置に配置される遮光板とを備えることを
特徴とする。

【００１４】本発明はまた、前記窪みが、前記リング部
材の前記内周面の複数の箇所に形成されていることを特
徴とする。本発明はまた、前記第２の駆動手段がエアー
シリンダにより構成されていることを特徴とする。本発
明はまた、前記第２の駆動手段が油圧シリンダにより構
成されていることを特徴とする。本発明はまた、前記イ
ンデックス回転装置が、半導体デバイスを製造するため
のスパッタ装置を構成し、前記回転対象は半導体ウェハ
ーであり、前記ベース部材はスパッタチャンバ内に配置
され、前記ロック検出装置は前記スパッタチャンバの外
に配置されていることを特徴とする。

【００１５】本発明のロック機構とロック検出装置を有
するインデックス回転装置では、第１の駆動手段により
ベース部材を、その固定位置までインデックス回転さ
せ、次に、係合部材の所定部位を、第２の駆動手段によ
って、伝達部材を介してリング部材の内周面に押圧す
る。その結果、係合部材の所定部位は、リング部材の内
周面に形成された窪みに係合し、ベース部材は固定位置
に確実に固定される。

【００１６】一方、係合部材の所定部位がリング部材内
周面の窪みに係合したとき、発光素子が発した光の光路
上に配置されるように遮光板を取り付けた場合、係合部
材の所定部位がリング部材内周面の窪みに係合したと
き、光センサに入射する発光素子からの光は遮光板によ
って遮られるので、光センサは上記所定信号の出力を停
止する。従って、光センサの出力信号により、ベース部
材が固定位置に固定されたか否かを知ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て説明する。図１は本発明によるロック機構とロック検
出装置を有するインデックス回転装置の一例を示す側面
図である。このロック機構とロック検出装置を有するイ
ンデックス回転装置５２も図４に示したインデックス回
転装置２と同様、スパッタチャンバ内に組み込んで半導
体ウェハーを取り付け、インデックス回転させるための
ものであが、インデックス回転装置２とはロック機構お
よびロック検出スイッチの点で異なっている。従って以
下ではインデックス回転装置２と異なる要素について説
明し、同一の要素については説明を省略する。なお、同
一要素には同一符号を付した。

【００１８】まず、ロック機構５３の構成について説明
する。図１に示すように、ホルダベース（ベース部材）
４の下面には、リング部材５４が固着されている。この
リング部材５４はホルダベース４と概ね同じ形状である
が、図２の斜視図に詳しく示すように、内周面の４箇所
に大きい窪み５４Ａが形成されている。そして、各窪み
５４Ａの中心には小さい窪み５４Ｂが形成されている。
各窪み５４Ｂの位置は、ホルダベース４上のウェハーホ
ルダ６中心の真下となっている。

【００１９】図１に戻って、係合部材５６はその先端
が、上記窪み５４Ｂに係合するよう配置されている。係
合部材５６の先端には、図２に示すように、先端にベア
リング５６Ａが装着されている。係合部材５６の反対側
の端部は、フレーム１４上に設けられた支持金具３１に
軸と孔を介して揺動可能に支持されている。

【００２０】係合部材５６の中程の箇所には、ほぼ鉛直
に延在する軸５８（本発明に係わる伝達部材）の一端が
軸と長孔を介して揺動可能に取り付けられている。軸５
８はスパッタチャンバのハウジング６０に形成された孔
６２を貫通して延在しており、従って、軸５８の他端は
スパッタチャンバのハウジング６０の外に在る。ハウジ
ング６０の孔６２の近傍には取り付け金具６４がハウジ
ング６０に固着されており、この取り付け金具６４にエ
アーシリンダ６６（本発明に係わる第２の駆動手段）が
取り付けられ、軸５８の他端は、このエアーシリンダ６
６の駆動軸６６Ａに連結されている。

【００２１】次に、ロック検出装置６１の構成について
説明する。係合部材５６に取り付けられた軸５８の、ハ
ウジング６０の外、駆動軸６６Ａ寄りの箇所には遮光板
６８が取り付けられている。遮光板６８は、その主要面
が軸５８の長手方向と平行であり、取り付け金具６４の
方向に突出している。そして、この遮光板６８の先端部
を収容するよう、光検出器７０が配置され、取り付け金
具６４に固定されている。

【００２２】この光検出器７０周辺の平面図を図３に示
す。光検出器７０は所定の間隔をおいて配置された発光
素子部７０Ａと光センサ部７０Ｂと有し、それぞれにフ
ォトダイオードから成る発光素子７２およびフォトトラ
ンジスタから成る光センサ７４が内蔵されている。そし
て、発光素子７２は光センサ７４の受光面に向けて光Ｌ
を発する。

【００２３】軸５８に取り付けられた遮光板６８はその
先端部が発光素子部７０Ａと光センサ部７０Ｂとの間に
配置されるようになっている。ただし、軸５８が上下す
ることにより、遮光板６８の先端部は、上記光Ｌを通過
させる位置または阻止する位置に移動する。

【００２４】次に、このように構成されたインデックス
回転装置５２の動作について説明する。一枚のウェハー
２４（図１）の処理を終了し、次に処理すべきウェハー
２４を所定位置に配置する場合には、まず、エアーシリ
ンダ６６により、軸５８を上方に移動させ、係合部材５
６を、図１において時計方向に揺動させ、係合部材５６
のベアリング５６Ａと窪み５４Ｂ（図２）との係合を解
消する。このとき、遮光板６８は、図１の点線の位置に
移動するため、発光素子７２（図３参照）が発した光Ｌ
は遮光板６８によって遮られることなく光センサ７４に
到達し、光センサ７４は受光信号を出力する。

【００２５】次に、パルスモータ８により軸１８をイン
デックス回転により９０度回転させ、そして、エアーシ
リンダ６６により軸５８を今度は下方に移動させ、係合
部材５６を図１において反時計方向に回転させて、係合
部材５６のベアリング５６Ａを窪み５４Ｂに係合させ
る。これにより、次に処理すべきウェハー２４が所定位
置に確実に配置され、固定される。また、このとき、軸
５８の下降によって遮光板６８は図１の実線で示す位置
となり、発光素子７２からの光Ｌは遮光板によって遮ら
れ、光センサ７４には到達しない。従って、光センサ７
４は受光信号を出力せず、このことにより、ホルダベー
ス４が所定位置に配置され、固定されたことを確認して
スパッタ処理を開始する。

【００２６】このように本実施の形態例では、ロック検
出装置６１は、電気接点の接触による検出ではなく、光
が遮断されるか否かによりホルダベース４の所定位置で
の固定を検出しているので、電気的接触の異常に伴う誤
動作などは発生しない。また、ロック検出装置６１が、
スパッタチャンバのハウジング６０の外に配置されてい
るので、ロック検出装置６１を構成する発光素子７２、
光センサ７４、遮光板６８などの箇所にスパッタ粒子が
付着することはなく、スパッタ粒子の付着による誤動作
は発生しない。

【００２７】さらに、ロック機構５３の窪み５４Ｂと係
合部材５６のベアリング５６Ａとの係合箇所は、リング
部材５４の内側となっているので、矢印Ａの方向から飛
来したスパッタ粒子はリング部材５４の外周面によって
阻止され、上記係合箇所に直接飛来して窪み５４Ｂやベ
アリング５６Ａなどに付着することはない。従って、こ
れらの箇所に付着するスパッタ粒子は極めてわずかであ
り、スパッタ粒子の付着により形状が変化し、動作不良
が生じるといったことがない。

【００２８】なお、上記実施の形態例では、発光素子７
２はフォトダイオードから成り、光センサ７４はフォト
トランジスタから成るとしたが、これらに限定されるも
のではなく、発光素子７２は電気信号を光に変換する手
段、光センサ７４は光を電気に変換する手段であればど
のようなものであってもかまわない。

【００２９】また、軸５８を駆動する手段として本実施
の形態例ではエアーシリンダ６６を用いたが、これ以外
にも、油圧シリンダなどを用いることも可能である。さ
らに、窪み５４Ｂはリング部材５４内周面の４箇所に形
成されているとしたが、一度に回転させる角度が９０度
以外の場合には、窪み５４Ｂの数は変化する。一度に回
転させる角度が９０度より小さいときは窪み５４Ｂの数
は上述の場合より多くなり、一方、９０度より大きいと
きは少なくなる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のロック機構
とロック検出装置を有するインデックス回転装置では、
第１の駆動手段によりベース部材を、その固定位置まで
インデックス回転させ、次に、係合部材の所定部位を、
第２の駆動手段によって、伝達部材を介してリング部材
の内周面に押圧する。その結果、係合部材の所定部位
は、リング部材の内周面に形成された窪みに係合し、ベ
ース部材は固定位置に確実に固定される。一方、係合部
材の所定部位がリング部材内周面の窪みに係合したと
き、発光素子が発した光の光路上に配置されるように遮
光板を取り付けた場合、係合部材の所定部位がリング部
材内周面の窪みに係合したとき、光センサに入射する発
光素子からの光は遮光板によって遮られるので、光セン
サは上記所定信号の出力を停止する。従って、光センサ
の出力信号により、ベース部材が固定位置に固定された
か否かを知ることができる。

【００３１】すなわち、本発明では、ロック検出装置
は、電気接点の接触による検出ではなく、光が遮断され
るか否かによりベース部材の所定位置での固定を検出す
るので、電気的接触の異常に伴う誤動作などは発生しな
い。また、ロック機構の窪みと係合部材の所定部位との
係合箇所は、リング部材の内側となっているので、例え
ば、スパッタ装置に組み込んだ場合、飛来したスパッタ
粒子はリング部材の外周面によって阻止され、上記係合
箇所に直接飛来して窪みや上記所定部位などに付着する
ことはない。従って、これらの箇所に付着するスパッタ
粒子は極めてわずかであり、スパッタ粒子の付着により
形状が変化し、動作不良が生じるといったことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロック機構とロック検出装置を有
するインデックス回転装置の一例を示す側面図である。

【図２】図１のインデックス回転装置のロック機構を詳
しく示す斜視図である。

【図３】図１のインデックス回転装置のロック検出装置
を詳しく示す平面図である。

【図４】従来のインデックス回転装置の一例を示す側面
図である。

【図５】図４のインデックス回転装置のロック機構を詳
しく示す斜視図である。

【図６】図４のインデックス回転装置のロック検出スイ
ッチを詳しく示す斜視図である。

【符号の説明】

２、５２ インデックス回転装置 ４ ホルダベース ６ ウェハーホルダ ８ パルスモータ １０、５３ ロック機構 １４ フレーム ２０ 回転板 ２４ ウェハー ５６ 係合部材 ６６ エアーシリンダ ５４ リング部材 ５４Ａ、５４Ｂ 窪み ６１ ロック検出装置 ６８ 遮光板 ７０ 光検出器 ７４ 光センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インデックス回転させるべき対象を取り
   付けるベース部材と、 前記ベース部材を駆動してインデックス回転させる第１
   の駆動手段と、 前記ベース部材の位置を固定するロック機構と、 前記ベース部材の位置が固定されたことを検出するロッ
   ク検出装置と、 を備えたインデックス回転装置において、 前記ロック機構は、 前記ベース部材と共に回転するリング部材と、 所定部位が前記リング部材の内周面に当接するよう、前
   記リング部材の半径方向に揺動可能に支持された係合部
   材と、 前記係合部材に連結された伝達部材と、 前記伝達部材に付勢して、前記係合部材の前記所定部位
   を前記リング部材の前記内周面に押圧する第２の駆動手
   段とを備え、 前記リング部材の前記内周面には、前記ベース部材の位
   置を固定するとき、前記係合部材の前記所定部位が係合
   する窪みが形成されており、 前記ロック検出装置は、 光が入射したとき、所定の信号を出力する光センサと、 前記光センサに向けて光を発する発光素子と、 前記伝達部材に取り付けられ、前記伝達部材の変位に応
   じて、前記発光素子が発し前記光センサに入射する光の
   光路上および光路外のいずれかの位置に配置される遮光
   板とを備える、 ことを特徴とするロック機構とロック検出装置を有する
   インデックス回転装置。
2. 【請求項２】 前記窪みは、前記リング部材の前記内周
   面の複数の箇所に形成されている請求項１記載のロック
   機構とロック検出装置を有するインデックス回転装置。
3. 【請求項３】 前記第２の駆動手段はエアーシリンダに
   より構成されている請求項１記載のロック機構とロック
   検出装置を有するインデックス回転装置。
4. 【請求項４】 前記第２の駆動手段は油圧シリンダによ
   り構成されている請求項１記載のロック機構とロック検
   出装置を有するインデックス回転装置。
5. 【請求項５】 前記インデックス回転装置は、半導体デ
   バイスを製造するためのスパッタ装置を構成し、 前記回転対象は半導体ウェハーであり、 前記ベース部材はスパッタチャンバ内に配置され、 前記ロック検出装置は前記スパッタチャンバの外に配置
   されている、 請求項１記載のロック機構とロック検出装置を有するイ
   ンデックス回転装置。