KR101947212B1 - 구동 장치 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

구동 장치 및 기판 처리 시스템 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

동축 상에 2개의 회전축(외측 출력축 및 내측 출력축)을 갖는 구동 장치에 있어서, 본체 케이스와 외측 출력축 사이에 진공 시일을 배치하고, 또한, 외측 출력축과 내측 출력축 사이에 진공 시일을 배치함으로써, 구동 장치의 본체 케이스 안의 공간과, 본체 케이스 밖의 공간을 분리한다. 이에 의해, 구동 장치를 감압 환경 하에서 사용하는 경우에도, 구동 장치의 본체 케이스 안의 공간(대기압 환경측)과 감압 환경측의 공간을 분리할 수 있으므로, 구동 장치의 감압 환경 하에서의 사용이 가능해진다.

Description

구동 장치 및 기판 처리 시스템{DRIVE DEVICE AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명의 다양한 측면 및 실시 형태는, 구동 장치 및 구동 장치를 구비한 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
한 쌍의 아암과 같은 2개의 피구동부를 구동하는 구동 장치로서, 동축에 2개의 회전 구동축을 갖는 구동 장치가 있다. 이러한 구동 장치의 일례가, 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 구동 장치는, 공구 매거진에 적용된 것이다. 이 공구 매거진은, 회전하는 주 테이블과, 주 테이블의 주연부에 회전 가능하게 설치된 부 테이블을 구비하고 있다. 부 테이블에는, 공구를 탈착하기 위한 복수의 툴 포트(등록 상표)가 설치되어 있다. 이 공구 매거진은, 주 테이블과 부 테이블을 서로 독립적으로 회전시켜, 목적으로 하는 툴 포트를 취출 위치로 이동시킨다.
또한, 이 공구 매거진은, 주 테이블과 부 테이블을 서로 독립적으로 회전시키기 위하여, 원통 형상의 외축과 외축의 내측 구멍에 통과된 내축을 구비하고 있다. 외축과 내축은, 각각 상이한 모터에 의해 구동된다. 외축에는 주 테이블이 설치된다. 내축에는 부 테이블을 회전 구동시키기 위한 썬 기어가 설치된다. 부 테이블은, 썬 기어의 주위를 회전하는 유성 기어에 의해 구동된다.
일본 특허 공개 제2002-59329호 공보
여기서, 상술한 바와 같은 동축 상에 2개의 회전축을 갖는 구동 장치를, 감압 환경 하에서, 사용하고자 하는 요망이 있다. 이 경우에는, 구동 장치 내에 대기압측의 공간과 감압측의 공간을 분리하는 구성을 마련할 필요가 발생한다.
당해 기술 분야에 있어서는, 고진공 상태에 있어서의 공간을 분리할 때의 시일성 및 메인터넌스성이 우수한 구동 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 일측면에 관한 구동 장치는, 케이스와, 케이스 내에서 제1 축선을 따라 연장되는 출력축을 갖는 제1 모터로서, 상기 출력축은 나선 형상으로 형성된 리브를 갖는 외주면을 포함하는, 상기 제1 모터와, 케이스 내에서 제1 축선과 평행한 제2 축선을 따라 연장되는 출력축을 갖는 제2 모터로서, 상기 출력축은 나선 형상으로 형성된 리브를 갖는 외주면을 포함하는, 상기 제2 모터와, 제1 축선과 제2 축선 사이에 있어서 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선에 대하여 수직인 방향으로 연장되는 제3 축선을 따라 연장되는 원통 형상을 갖고 있으며, 케이스로부터 외부로 연장된 일단부와 케이스 내에 수용된 타단부를 포함하는 제1 축체, 및 타단부의 외주면에 설치된 롤러 폴로워로서 제1 모터의 상기 리브와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합하는 상기 롤러 폴로워를 갖는 제1 출력축과, 제1 축체의 내측 구멍을 통과하도록 상기 제1 축체와 동축에 설치된 제2 축체로서, 케이스로부터 외부로 연장된 일단부와 제1 축체의 내측 구멍으로부터 케이스 내로 연장된 타단부를 포함하는 상기 제2 축체, 및 상기 제2 축체의 상기 타단부에 설치된 롤러 폴로워로서 제2 모터의 리브와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합하는 상기 롤러 폴로워를 갖는 제2 출력축과, 케이스와 제1 축체의 외주면 사이에 배치된 제1 밀봉 부재와, 제1 축체의 내주면과 제2 축체의 외주면 사이에 배치된 제2 밀봉 부재를 구비한다.
상술한 바와 같이, 동축 상에 2개의 회전축을 갖는 구동 장치에 있어서, 케이스와 제1 축체의 외주면 사이에 제1 밀봉 부재를 배치하고, 제1 축체의 내주면과 제2 축체의 외주면 사이에 제2 밀봉 부재를 배치함으로써, 구동 장치의 케이스 안의 공간과 케이스 밖의 공간이 분리된다. 이에 의해, 구동 장치를 고진공 상태에 있어서의 감압 환경 하에서 사용하는 경우라도, 구동 장치의 케이스 내의 대기압측의 공간과 감압측의 공간이 분리되어, 구동 장치의 고진공 상태에 있어서의 감압 환경 하에서의 사용이 가능하게 된다.
또한, 제1 밀봉 부재는, 제1 모터의 출력축의 회전수보다도 적은 회전수로 회전하는 제1 축체에 맞닿는다. 제2 밀봉 부재는, 제1 모터의 출력축의 회전수보다도 적은 회전수로 회전하는 제1 축체 및 제2 모터의 출력축의 회전수보다도 적은 회전수로 회전하는 제2 축체에 맞닿는다. 이에 의해, 제1 밀봉 부재나 제2 밀봉 부재가 제1 모터의 출력축이나 제2 모터의 출력축에 맞닿는 경우에 비하여, 제1 밀봉 부재 및 제2 밀봉 부재의 시일성 및 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제3 축선 방향으로부터 본 경우, 제2 모터의 출력축과 제1 모터의 출력축은 평행하게 되어 있어, 서로의 출력축이 겹치지 않는다. 이에 의해, 제3 축선 방향에 있어서, 제1 모터와 제2 모터가 서로 간섭하지 않아, 제1 모터와 제2 모터를 오버랩시켜 배치할 수 있다. 즉, 제3 축선 방향에 있어서의 제1 모터와 제2 모터의 간섭을 방지하기 위하여, 제1 출력축이나 제2 출력축을 길게 할 필요가 없다. 이와 같이, 제1 출력축 및 제2 출력축을 짧게 하는 것이 가능해져, 구동 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 제1 출력축 및 제2 출력축을 짧게 할 수 있기 때문에, 제1 출력축 및 제2 출력축의 강성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 제2 밀봉 부재가, 제1 축체 또는 제2 축체에 설치되어 있어도 된다. 제2 밀봉 부재가 제1 출력축에 설치되어 있는 경우, 제2 밀봉 부재로부터 보면 미끄럼 이동 가능하게 맞닿는 부위는 제2 출력축과의 접촉 부위만으로 된다. 또한, 제2 밀봉 부재가 제2 출력축에 설치되어 있는 경우, 제2 밀봉 부재로부터 보면 미끄럼 이동 가능하게 맞닿는 부위는 제1 출력축과의 접촉 부위만으로 된다. 이와 같이, 제2 밀봉 부재를, 제1 출력축 또는 제2 출력축에 설치함으로써, 제2 밀봉 부재가 미끄럼 이동 가능하게 맞닿는 부위를, 제2 출력축과의 접촉 부위 또는 제1 출력축과의 접촉 부위만으로 할 수 있어, 제2 밀봉 부재의 시일성이나 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 제2 축체가, 상기 제2 축체의 상기 일단부를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 축체의 타단부를 포함하는 제2 부분으로서 상기 제1 부분과는 별체이면서 또한 상기 제1 부분의 재료와는 상이한 재료에 의해 구성된 상기 제2 부분을 포함하고 있어도 된다. 제2 축체를 구성하는 제1 부분과 제2 부분을 상이한 재료에 의해 형성함으로써, 제1 출력축의 강도에 맞게 제2 축체를 형성하는 것이 가능해져, 제2 출력축의 강도와 제1 출력축의 강도를 대략 동등하게 할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 제1 축체가, 상기 제1 축체의 일단부를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 축체의 타단부를 포함하는 제2 부분으로서 상기 제1 부분과는 별체이면서 또한 상기 제1 부분의 재료와는 상이한 재료에 의해 구성된 상기 제2 부분을 포함하고 있어도 된다. 제1 축체를 구성하는 제1 부분과 제2 부분을 상이한 재료에 의해 형성함으로써, 제2 출력축의 강도에 맞게 제1 축체를 형성하는 것이 가능해져, 제1 출력축의 강도와 제2 출력축의 강도를 대략 동등하게 할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 제1 출력축의 롤러 폴로워의 외경이, 제2 출력축의 롤러 폴로워의 외경과 동등해도 된다. 이에 의해, 제1 모터의 회전에 대한 제1 출력축의 회전 각도와 제2 모터의 회전에 대한 제2 출력축의 회전 각도를 동일하게 할 수 있어, 제1 출력축 및 제2 출력축의 회전 각도의 제어가 용이하게 된다.
일 실시 형태에 있어서는, 제1 출력축을 지지하는 베어링으로서, 제1 축체의 외주면과 케이스 사이, 또한 제1 밀봉 부재와 제1 축체의 타단부 사이에 설치된 상기 베어링을 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 제1 출력축을 지지하는 베어링을 제1 밀봉 부재에 가까이 하여 배치할 수 있다. 제1 출력축 중, 베어링에 의해 지지된 근방의 부위는 축의 떨림이 적다. 따라서, 제1 밀봉 부재를 베어링의 근방에 배치함으로써, 제1 밀봉 부재는 제1 출력축의 떨림이 적은 부위에 맞닿게 된다. 이에 의해, 제1 밀봉 부재의 시일성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 베어링이, 제1 출력축의 롤러 폴로워의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장되어 있어도 된다. 이 경우에는, 롤러 폴로워의 외경보다도 제1 출력축의 축심측의 위치에 있어서 베어링이 제1 출력축을 지지 하게 된다. 이에 의해, 베어링에 의한 제1 출력축의 지지 강성을 높일 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 제2 출력축을 지지하는 베어링으로서, 제2 축체의 타단부의 외주면과 케이스 사이에 있어서, 제2 출력축의 롤러 폴로워의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장되는 상기 베어링을 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 롤러 폴로워의 외경보다도 제2 출력축의 축심측의 위치에 있어서 베어링이 제2 출력축을 지지하게 된다. 이에 의해, 베어링에 의한 제2 출력축의 지지 강성을 높일 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 대기압 환경 하에서 기판을 반송하는 로더 모듈과, 감압 환경 하에서 기판을 처리하는 프로세스 모듈과, 기판을 반송하기 위한 반송 모듈로서, 로더 모듈과 프로세스 모듈 사이에 설치된 상기 반송 모듈을 구비하고, 반송 모듈은, 감압 가능한 반송 공간을 형성하는 챔버 벽과, 상기 반송 공간 내에 설치된 한 쌍의 아암을 포함하는 반송 아암과, 반송 공간의 기밀을 확보하도록 챔버 벽의 외면에 설치된 상술한 구동 장치를 구비하고, 제1 축체의 일단부에 한 쌍의 아암 중 한쪽이 연결되어 있고, 제2 축체의 일단부에 한 쌍의 아암 중 다른 쪽이 연결되어 있어도 된다. 따라서, 기판 처리 시스템의 반송 모듈에 사용되는 구동 장치의 시일성 및 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 측면 및 실시 형태에 따르면, 시일성 및 메인터넌스성이 우수한 구동 장치 및 이 구동 장치를 구비한 기판 처리 시스템이 제공된다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 구동 장치를 포함하는 진공 반송 로봇을 구비하는 기판 처리 시스템을 로더 모듈측에서 본 사시도이다.
도 2는 일 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템을 프로세스 챔버측에서 본 사시도이다.
도 3은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 평면도이다.
도 4는 일 실시 형태에 관한 제1 로드 록 챔버 및 제1 반송 챔버를 도시하는 사시도이다.
도 5는 일 실시 형태에 관한 반송 기구 및 구동 장치를 도시하는 사시도이다.
도 6은 일 실시 형태에 관한 반송 기구의 동작을 도시하는 사시도이다.
도 7은 일 실시 형태에 관한 반송 기구의 동작을 도시하는 사시도이다.
도 8은 일 실시 형태에 관한 제2 로드 록 챔버 및 제2 반송 챔버를 도시하는 사시도이다.
도 9는 일 실시 형태에 관한 구동 장치를 아암이 설치되는 측에서 본 도면이다.
도 10은 일 실시 형태에 관한 구동 장치를 모터가 설치된 측에서 본 도면이다.
도 11은 도 9에 도시한 구동 장치의 XI-XI 선을 따르는 단면도이다.
도 12는 일 실시 형태에 관한 제1 모터의 리브와 외측 축 구동 전달부의 롤러 폴로워와의 걸림 결합을 도시하는 도면이다.
도 13은 일 실시 형태에 관한 반송 기구와 구동 장치의 장착 구조를 도시하는 단면도이다.
도 14는 일 실시 형태에 관한 제2 반송 챔버의 주위를 기판 처리 시스템의 후방측에서 본 도면이다.
이하에서, 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 구동 장치를 포함하는 진공 반송 로봇을 구비하는 기판 처리 시스템을 로더 모듈측에서 본 사시도이다. 도 2는, 일 실시 형태에 관한 구동 장치를 포함하는 진공 반송 로봇을 구비하는 기판 처리 시스템을 프로세스 챔버측에서 본 사시도이다. 도 2에 있어서, 제1 및 제2 반송 모듈(28, 31)을 알기 쉽게 도시하기 위하여, 제1 프로세스 챔버(23-1) 및 제2 프로세스 챔버(24-1)가 생략되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 방향을 나타내는 용어로서, 로더 모듈(22)에 대하여 포트(21)가 위치하는 방향을 나타내기 위하여 「전」이라는 용어를 사용하고, 그 반대 방향을 나타내는 용어로서 「후」라는 용어를 사용한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 기판 처리 시스템(10)은, 로더 모듈(22)과, 제1 반송 모듈(28)과, 제2 반송 모듈(31)과, 프로세스 챔버(프로세스 모듈)(23-1, 23-2, 24-1, 24-2)를 구비하고 있다.
로더 모듈(22)은, 대기 반송실(25)을 구비한다. 대기 반송실(25)의 전방면에는, 복수의 포트(21)(도 1에 도시하는 예에서는 6개)가 일렬로 배열된다. 포트(21)에는, 복수매의 미처리 기판이 수납된 카세트가 세트된다. 카세트 내의 미처리 기판은, 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇에 의해 1매씩 카세트로부터 취출되어, 프로세스 챔버(23-1, 23-2, 24-1, 24-2)에서 처리가 행해진다. 또한, 프로세스 챔버(23-1, 23-2, 24-1, 24-2)에서 처리가 행해진 기판은, 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇에 의해 1매씩 카세트로 복귀된다.
제1 반송 모듈(28)은, 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)와, 제1 반송 챔버(27)를 구비한다. 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)는, 로더 모듈(22)에 접속되어 있다. 또한, 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)는, 제1 반송 챔버(27)에 접속되어 있다. 제1 반송 챔버(27)는, 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2)에 접속되어 있다.
제2 반송 모듈(31)은, 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)와, 제2 반송 챔버(30)를 구비한다. 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)는, 로더 모듈(22)에 접속되어 있다. 또한, 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)는, 제2 반송 챔버(30)에 접속되어 있다. 제2 반송 챔버(30)는, 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2)에 접속되어 있다.
4개의 프로세스 챔버(23-1, 23-2, 24-1, 24-2)는, 로더 모듈(22)의 후방측의 영역에서, 세로 2열, 가로 2열로 되도록 배치되어 있다. 즉, 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2)는 로더 모듈(22)에 가까운 위치에 배치되고, 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2)는 로더 모듈(22)로부터 떨어진 위치에 배치되어 있다.
제1 및 제2 프로세스 챔버(23-1, 23-2, 24-1, 24-2)는, 성막(CVD법, 플라즈마 CVD법, PVD법, ALD법), 에칭, 애싱, 산화, 질화, 도핑, 확산 등의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 프로세스, 또는 이들 군으로부터 선택되어 조합된 복수의 프로세스를 실행하도록 구성된다. 예를 들어, 플라즈마를 사용하여 에칭 처리를 행하는 프로세스 챔버의 상부에는, 각종 제어 장치, 가스 공급계 및 고주파 전력 공급 수단 등이 설치되고, 그 하부에는 챔버 내를 배기하는 배기 수단 등이 설치된다.
제1 반송 모듈(28)의 제1 반송 챔버(27)는, 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2) 사이에 배치되어 있다. 제2 반송 모듈(31)의 제2 반송 챔버(30)는, 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2) 사이에 배치되어 있다. 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2)는 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2)보다도 로더 모듈(22)로부터 떨어진 위치에 있고, 제2 반송 모듈(31)의 길이는 제1 반송 모듈(28)의 길이보다도 길다. 또한, 제1 반송 모듈(28)이 상방에 배치되고, 제2 반송 모듈(31)이 하방에 배치되어 있다.
대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇은, 포트(21)에 세트된 카세트로부터 기판을 취출하여, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)에 기판을 반송한다. 제1 반송 챔버(27) 내의 제1 진공 반송 로봇(56)(도 3의 에리어 (b) 참조)은, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)에 반송된 기판을 제1 프로세스 챔버(23-1 또는 23-2)에 반송한다. 제1 프로세스 챔버(23-1 또는 23-2)에서의 처리가 종료되면, 제1 반송 챔버(27) 내의 제1 진공 반송 로봇(56)이 제1 프로세스 챔버(23-1 또는 23-2)로부터 기판을 취출하여, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)에 반송한다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇은, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)로부터 기판을 취출하여, 포트(21) 위의 카세트에 수납한다.
또한, 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇은, 포트(21)에 배치된 카세트로부터 기판을 취출하여, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)에 기판을 반송한다. 제2 반송 챔버(30) 내의 제2 진공 반송 로봇(58)(도 3의 에리어 (c) 참조)은, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)에 반송된 기판을 제2 프로세스 챔버(24-1 또는 24-2)에 반송한다. 제2 프로세스 챔버(24-1 또는 24-2)에서의 처리가 종료되면, 제2 반송 챔버(30) 내의 제2 진공 반송 로봇(58)이, 처리 완료된 기판을 제2 프로세스 챔버(24-1 또는 24-2)로부터 취출하여, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)에 반송한다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇은, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)로부터 기판을 취출하여, 포트(21) 위의 카세트에 수납한다.
도 3은 기판 처리 시스템의 평면도이다. 도 3의 에리어 (a)는 기판 처리 시스템의 전체도를 나타내고, 도 3의 에리어 (b)는 로더 모듈(22)에 접속되는 상층의 제1 반송 모듈(28) 및 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2)를 나타내고, 도 3의 에리어 (c)는 로더 모듈(22)에 접속되는 하층의 제2 반송 모듈(31) 및 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2)를 나타낸다.
도 3의 에리어 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 반송 모듈(28)의 제1 반송 챔버(27)에는, 2개의 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2)가 연결된다. 대기 반송실(25)과 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2) 사이에는 게이트 밸브(51)가 각각 설치된다. 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)와 제1 반송 챔버(27) 사이에는, 게이트 밸브(52)가 각각 설치된다. 제1 반송 챔버(27)와 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2) 사이에는 게이트 밸브(53)가 각각 설치된다. 제1 반송 챔버(27) 내에는 제1 진공 반송 로봇(56)이 설치된다.
도 3의 에리어 (c)에 도시한 바와 같이, 제2 반송 모듈(31)의 제2 반송 챔버(30)에는, 2개의 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2)가 연결된다. 대기 반송실(25)과 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2) 사이에는 게이트 밸브(73, 74)가 각각 설치된다. 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)와 제2 반송 챔버(30) 사이에는 게이트 밸브(71, 72)가 각각 설치된다. 제2 반송 챔버(30)와 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2) 사이에는 게이트 밸브(57)가 각각 설치된다. 제2 반송 챔버(30) 내에는, 제2 진공 반송 로봇(58)이 설치된다.
도 4는 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2) 및 제1 반송 챔버(27)를 도시하는 사시도이다. 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)는, 감압과 대기압 복귀가 반복하여 행해지는 작은 방을 구비한다. 제1 반송 챔버(27)는, 챔버 벽(27a)에 의해 형성된 반송 공간(27b)을 구비한다. 반송 공간(27b)은 배기 장치에 의해 감압 가능하다.
제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)에는, 기판을 지지하는 리프터 및 이 리프터를 승강시키는 리프터 드라이브가 설치된다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제1 진공 반송 로봇(56)이 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2) 내에 기판을 반입할 때 리프터는 하강한 상태에 있다. 기판의 반입이 종료되면, 리프터가 상승하여, 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제1 진공 반송 로봇(56)으로부터 기판을 수취한다. 이와는 반대로, 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제1 진공 반송 로봇(56)이 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)로부터 기판을 취출할 때, 리프터는 상승한 상태에 있다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제1 진공 반송 로봇(56)이 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2) 내에 들어간 단계에서, 리프터를 하강시켜, 기판을 리프터로부터 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제1 진공 반송 로봇(56)에 전달된다.
도 5는, 제1 진공 반송 로봇(56)을 도시하는 사시도이다. 제1 진공 반송 로봇(56)은, 반송 기구(반송 아암)(12)와, 구동 장치(80)를 구비한다. 반송 기구(12)는, 제1 아암(41)과, 제2 아암(42)과, 제1 링크(43)와, 제2 링크(44)와, 피크(46)를 구비한다. 제1 아암(41)은, 그의 일단이 구동 장치(80)의 중앙 허브(45)에 결합되고, 구동 장치(80)에 구비된 제1 모터(100)에 의해 중앙 허브(45)의 제3 축선 L3의 주위를 회전 구동된다. 제2 아암(42)도, 그의 일단이 구동 장치(80)의 중앙 허브(45)에 결합되고 구동 장치(80)에 구비된 제2 모터(200)에 의해 중앙 허브(45)의 제3 축선 L3의 주위를 회전 구동된다.
보다 상세하게는, 중앙 허브(45)에는, 동축에 배치된 중공의 외측 출력축(150)(도 11 참조) 및 이 외측 출력축(150)의 내측 구멍에 통과된 내측 출력축(250)(도 11 참조)을 구비하는 이중의 축이 설치된다. 외측 출력축(150)이 제1 아암(41)에 결합되고, 내측 출력축(250)이 제2 아암(42)에 결합된다.
피크(46)는, U자 형상으로 형성되는 피크 본체(47)와, 피크 본체(47)가 설치되는 기초부 플레이트(48)를 구비한다. 피크 본체(47)는, 볼트 나사 등의 결합 수단에 의해 기초부 플레이트(48)에 설치된다. 피크(46)의 기초부 플레이트(48)는, 제1 링크(43)의 일단 및 제2 링크(44)의 일단을 각각 지지하고 있다. 제1 링크(43)의 타단은 제1 아암(41)의 선단에 지지된다. 제2 링크(44)의 타단은 제2 아암(42)의 선단에 지지된다. 이들 피크(46), 제1 및 제2 링크(43, 44), 제1 및 제2 아암(41, 42)에 의해, 프러그 레그식의 반송 기구(12)가 구성된다.
도 6 및 도 7은, 반송 기구(12)의 동작을 도시하는 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 모터(100, 200)에 의해 아암(41, 42)을 서로 접근하는 방향(아암(41, 42)으로 형성되는 각도가 작아지는 방향)으로 회전 구동함으로써, 반송 기구(12)가 신장된다. 반대로, 모터(100, 200)에 의해, 아암(41, 42)을 서로 떨어지는 방향(아암(41, 42)으로 형성되는 각도가 커지는 방향)으로 회전 구동함으로써, 반송 기구(12)가 수축된다. 또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 모터(100, 200)에 의해 아암(41, 42)을 동일한 방향으로 회전 구동함으로써, 반송 기구(12) 전체가 회전한다.
제1 진공 반송 로봇(56)의 동작은 이하와 같다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이 기판을 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)에 반입하면, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)의 대기 반송실(25)측의 게이트 밸브(51)가 폐쇄되어, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)는 감압된다. 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)가 감압 상태로 되면, 제1 반송 챔버(27)측의 게이트 밸브(52)가 개방되어, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)와 제1 반송 챔버(27)가 연통된다. 제1 진공 반송 로봇(56)은, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)에 반송된 미처리 기판을 수취하여, 제1 반송 챔버(27) 내에 인입한 후, 제1 프로세스 챔버(23-1 또는 23-2)에 기판을 전달한다.
제1 프로세스 챔버(23-1 또는 23-2)에서의 처리가 끝나면, 제1 진공 반송 로봇(56)은, 제1 프로세스 챔버(23-1 또는 23-2)로부터 처리 완료된 기판을 수취하여, 제1 반송 챔버(27) 내에 인입한 후, 다음 처리를 행하는 제1 프로세스 챔버(23-1, 23-2) 또는 제1 로드 록 챔버(26-1, 26-2)에 기판을 전달한다. 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)에 기판이 전달되면, 제1 반송 챔버(27)측의 게이트 밸브(52)가 폐쇄되고, 대기 반송실(25)측의 게이트 밸브(51)가 개방된다. 이에 의해, 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)가 대기압으로 복귀된다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇은, 처리가 종료된 기판을 제1 로드 록 챔버(26-1 또는 26-2)로부터 수취하여, 포트(21)에 세트된 카세트로 복귀시킨다.
도 8은 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2) 및 제2 반송 챔버(30)를 도시하는 사시도이다. 제2 반송 챔버(30)에는, 상하로 2개의 게이트 밸브(71, 72)를 개재하여 상하로 2개의 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)가 각각 연결된다. 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)는, 감압과 대기압 복귀가 반복하여 행해지는 작은 방을 구비한다. 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)와 대기 반송실(25)은 게이트 밸브(73, 74)를 개재하여 각각 연결된다. 제2 반송 챔버(30)는, 챔버 벽(30a)에 의해 형성된 반송 공간(30b)을 구비한다. 반송 공간(30b)은 배기 장치에 의해 감압 가능하다.
상하 2개의 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)에 기판을 반송할 수 있도록, 제2 진공 반송 로봇(58)은, 기판을 상하 방향(2개의 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)의 배열 방향)으로 승강시키는 이동 기구를 구비한다. 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)에는, 기판을 지지하는 리프터 및 이 리프터를 승강시키는 리프터 드라이브가 설치된다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제2 진공 반송 로봇(58)이 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2) 내에 기판을 반입할 때, 리프터는 하강한 상태에 있다. 기판의 반입이 종료되면, 리프터가 상승하여, 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제2 진공 반송 로봇(58)으로부터 기판을 수취한다. 이와는 반대로, 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제2 진공 반송 로봇(58)이 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)로부터 기판을 취출할 때, 리프터는 상승한 상태에 있다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제2 진공 반송 로봇(58)이 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2) 내에 들어간 단계에서, 리프터를 하강시켜, 기판을 리프터로부터 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이나 제2 진공 반송 로봇(58)에 전달한다.
제2 진공 반송 로봇(58)도, 제1 진공 반송 로봇(56)과 마찬가지로, 도 5 등을 사용하여 설명한 한 쌍의 아암에 의해 구성된 반송 기구(12) 및 이 반송 기구(12)를 구동하는 구동 장치(80)를 구비한다.
제2 진공 반송 로봇(58)의 동작은 이하와 같다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇이 기판을 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)에 반입하면, 제2 로드 록 챔버(29-1)의 대기 반송실(25)측의 게이트 밸브(73) 또는 제2 로드 록 챔버(29-2)의 대기 반송실(25)측의 게이트 밸브(74)가 폐쇄되어, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)는 감압된다. 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)가 감압 상태로 되면, 제2 반송 챔버(30)측의 게이트 밸브(71 또는 72)가 개방되어, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)와 제2 반송 챔버(30)가 연통된다. 제2 진공 반송 로봇(58)은, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)에 반송된 미처리 기판을 수취하여, 제2 반송 챔버(30 내에 인입한 후, 제2 프로세스 챔버(24-1 또는 24-2)에 전달한다.
제2 프로세스 챔버(24-1 또는 24-2)에서의 처리가 끝나면, 제2 진공 반송 로봇(58)은, 제2 프로세스 챔버(24-1 또는 24-2)로부터 처리 완료된 기판을 수취하여, 제2 반송 챔버(30) 내에 인입한 후, 다음 처리를 행하는 제2 프로세스 챔버(24-1, 24-2) 또는 제2 로드 록 챔버(29-1, 29-2)에 기판을 전달한다. 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)에 기판이 전달되면, 제2 반송 챔버(30)측의 게이트 밸브(71 또는 72)가 폐쇄되고, 대기 반송실(25)측의 게이트 밸브(73 또는 74)가 개방된다. 이에 의해, 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)가 대기압으로 복귀된다. 대기 반송실(25) 내의 대기 반송 로봇은, 처리가 종료된 기판을 제2 로드 록 챔버(29-1 또는 29-2)로부터 취출하여, 포트(21)에 세트된 카세트로 복귀시킨다.
이어서, 제1 진공 반송 로봇(56) 및 제2 진공 반송 로봇(58)에 각각 구비된 구동 장치(80)의 상세에 대하여 설명한다. 도 9는, 구동 장치(80)를 아암이 설치되는 측에서 본 도면이다. 도 10은, 구동 장치(80)를 모터가 설치된 측에서 본 도면이다. 도 11은, 도 9에 있어서의 XI-XI선을 따르는 단면도이다. 구동 장치(80)는, 제1 모터(100)와, 제2 모터(200)와, 제1 및 제2 아암(41, 42)에 연결되는 외측 출력축(제1 출력축)(150) 및 내측 출력축(제2 출력축)(250)과, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)을 수용하는 본체 케이스(300)를 포함하여 구성된다.
제1 모터(100)는 외측 출력축(150)을 구동하고, 제2 모터(200)는 내측 출력축(250)을 구동한다. 제1 모터(100) 및 제2 모터(200)는, 본체 케이스(300)의 측면에 고정된다. 제1 모터(100)의 출력축(101)의 선단 부분 및 제2 모터(200)의 출력축(201)의 선단 부분이 본체 케이스(300) 내에 끼워 넣어진다.
제1 모터(100)의 출력축(101)의 제1 축선 L1과, 제2 모터(200)의 출력축(201)의 제2 축선 L2가 서로 평행해지도록, 제1 모터(100) 및 제2 모터(200)가 배치되어 있다(도 9 참조). 제1 모터(100)의 출력축(101)의 제1 축선 L1 및 제2 모터(200)의 출력축(201)의 제2 축선 L2와, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)의 제3 축선 L3은 서로 직교하고 있다. 즉, 제1 모터(100) 및 제2 모터(200)의 회전의 축선 방향이 본체 케이스(300) 내에서 바뀐다. 또한, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)의 축선 방향(제3 축선 L3 방향)에서 볼 때, 제1 모터(100)의 출력축(101)의 제1 축선 L1과 제2 모터(200)의 출력축(201)의 제2 축선 L2에 의해, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)의 제3 축선 L3이 끼워져 있다(도 9 및 도 10 참조).
도 10에 도시한 바와 같이, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)의 제3 축선 L3 방향에 있어서, 제1 모터(100) 및 제2 모터(200)의 하우징이 서로 오버랩되어 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 외측 출력축(150)은, 제3 축선 L3을 따라 연장되는 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 외측 출력축(150)은, 외측 축체(제1 축체)(150a)와, 롤러 폴로워(150c)를 갖고 있다. 외측 축체(150a)는, 본체 케이스(300)로부터 외부로 연장된 일단부(150aa)와, 본체 케이스(300) 내에 수용된 타단부(150ab)를 포함한다. 롤러 폴로워(150c)는, 외측 축체(150a)의 타단부(150ab)의 외주면에 설치되고, 제1 모터(100)의 출력축(101)에 설치된 리브(110)와 걸리어 결합한다. 복수의 롤러 폴로워(150c)는, 외측 축체(150a)의 외주면에 등간격으로 배치되어 있다.
도 12는 리브(110)와 롤러 폴로워(150c)와의 걸림 결합을 도시하는 도면이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 리브(110)는, 제1 모터(100)의 출력축(101)의 외주면에 나선 형상으로 설치되어 있다. 롤러 폴로워(150c)는, 리브(110)와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합하고 있다. 출력축(101)이 회전하면, 리브(110)에 의해 롤러 폴로워(150c)가 출력축(101)의 축선 방향으로 보내지고, 이에 의해 외측 출력축(150)이 회전한다. 외측 출력축(150)에는, 제1 모터(100)의 출력축(101)의 회전수가 감속되어 전달된다. 또한, 제1 모터(100)의 출력축(101)의 회전력보다도 외측 출력축(150)의 회전력이 더 커진다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본체 케이스(300)의 케이스 내주면(300a)과 외측 축체(150a)의 외주면 사이에는, 진공 시일(제1 밀봉 부재)(170)이 배치되어 있다. 진공 시일(170)은, 본체 케이스(300)의 케이스 내주면(300a)과 외측 축체(150a)의 외주면 사이에 있어서, 본체 케이스(300)의 내외를 분리하고 있다. 진공 시일(170)로서, 예를 들어 자성 유체 시일을 사용할 수 있다.
케이스 내주면(300a)에는, 외측 출력축(150)의 축선 방향에 평행한 당해 케이스 내주면(300a)의 단면을 계단 형상으로 함으로써, 본체 케이스(300)의 외측의 공간에 면하는 시일 누름면(300b)이 형성되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 진공 시일(170)의 외주 부분을 시일 누름면(300b)과 누름 부재(180) 사이에 끼워 넣음으로써, 진공 시일(170)을 본체 케이스(300)에 대하여 고정해도 된다. 진공 시일(170)의 내주면은, 외측 축체(150a)의 외주면에 미끄럼 이동 가능하게 맞닿아 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 본체 케이스(300)의 케이스 내주면(300a)과 외측 축체(150a)의 외주면 사이, 또한, 진공 시일(170)과 외측 축체(150a)의 타단부(150ab) 사이에, 외측 출력축(150)을 지지하는 외측 축 베어링(160)을 설치해도 된다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 외측 축 베어링(160)을, 외측 출력축(150)의 롤러 폴로워(150c)의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장시키는 구성으로 해도 된다. 즉, 제1 모터(100)의 리브(110)로부터 롤러 폴로워(150c)에 구동력이 전달되는 위치보다도 외측 출력축(150)의 축심측의 위치에 있어서, 외측 축 베어링(160)이 외측 출력축(150)을 지지하고 있어도 된다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 외측 축체(150a)를, 상기 외측 축체(150a)의 일단부(150aa)를 포함하는 제1 부분(151)과, 상기 외측 축체(150a)의 타단부(150ab)를 포함하는 제2 부분(152)에 의해 구성해도 된다. 또한, 제2 부분(152)을, 제1 부분(151)과 별체이며, 또한, 상기 제1 부분(151)의 재료와는 상이한 재료에 의해 형성해도 된다.
외측 축체(150a)의 제1 부분(151)은, 본체 케이스(300)로부터 노출되는 부위에 제1 아암(41)의 장착부(150m)가 형성된다. 제2 부분(152)에는, 롤러 폴로워(150c)가 설치된다. 제1 부분(151)과 제2 부분(152)은, 볼트 등에 의해 연결된다.
도 11에 도시한 바와 같이, 내측 출력축(250)은, 외측 축체(150a)의 내측 구멍을 통과하도록 외측 출력축(150)과 동축에 설치되어 있다. 또한, 내측 출력축(250)은, 내측 축체(제2 축체)(250a)와, 롤러 폴로워(250c)를 갖고 있다. 내측 축체(250a)는, 본체 케이스(300)로부터 외부로 연장된 일단부(250aa)와, 외측 축체(150a)의 내측 구멍으로부터 본체 케이스(300) 내로 연장된 타단부(250ab)를 포함한다. 롤러 폴로워(250c)는, 내측 축체(250a)의 타단부(250ab)의 외주면에 설치되고, 제2 모터(200)의 출력축(201)에 설치된 리브(210)와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합한다. 복수의 롤러 폴로워(250c)는, 내측 축체(250a)의 외주면에 등간격으로 배치되어 있다.
리브(210)는 제2 모터(200)의 출력축(201)의 외주면에 나선 형상으로 형성되어 있다. 제1 모터(100)의 리브(110)가 외측 출력축(150)을 회전시키는 구성과 마찬가지로, 제2 모터(200)의 출력축(201)의 회전에 수반하여 내측 출력축(250)이 회전한다. 내측 출력축(250)에는, 제2 모터(200)의 출력축(201)의 회전수가 감속되어 전달된다. 또한, 제2 모터(200)의 출력축(201)의 회전력보다도, 외측 출력축(250)의 회전력이 더 커진다.
외측 출력축(150)과 내측 출력축(250) 사이에는, 진공 시일(제2 밀봉 부재) (270)이 배치되어 있다. 진공 시일(270)은, 외측 출력축(150)의 내주면과 내측 출력축(250)의 외주면 사이에 있어서, 본체 케이스(300)의 내외를 분리하여 고진공 상태를 유지할 수 있다. 진공 시일(270)로서, 예를 들어 자성 유체 시일을 사용할 수 있다.
제2 부분(152)의 내주면에는, 제2 부분(152)의 축심측을 향하여 돌출됨으로써, 본체 케이스(300)의 외측의 공간에 면하는 시일 누름면(151a)이 형성되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 진공 시일(270)의 외주 부분을 시일 누름면(151a)과 누름부재(280) 사이에 끼워 넣음으로써, 진공 시일(270)을 내측 출력축(250)에 대하여 고정해도 된다. 진공 시일(270)의 내주면은, 내측 축체(250a)의 외주면에 미끄럼 이동 가능하게 맞닿아 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 내측 축체(250a)의 타단부(250ab)의 외주면과 본체 케이스(300)의 케이스 내주면(300c) 사이에 내측 축 베어링(260)을 설치해도 된다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 내측 축 베어링(260)을, 내측 출력축(250)의 롤러 폴로워(250c)의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장시키는 구성으로 해도 된다. 즉, 제2 모터(200)의 리브(210)로부터 롤러 폴로워(250c)에 구동력이 전달되는 위치보다도 내측 출력축(250)의 축심측의 위치에 있어서, 내측 축 베어링(260)이 내측 출력축(250)을 지지하고 있다.
외측 출력축(150)에 있어서의 본체 케이스(300)로부터 노출되어 있는 측의 단부에 있어서, 외측 축체(150a)와 내측 축체(250a) 사이에는 베어링(290)이 설치되어 있다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 내측 축체(250a)를, 상기 내측 축체(250a)의 일단부(250aa)를 포함하는 제1 부분(251)과, 상기 내측 축체(250a)의 타단부(250ab)를 포함하는 제2 부분(252)에 의해 구성해도 된다. 또한, 제2 부분(252)을, 제1 부분(251)과 별체이며, 또한, 상기 제1 부분(251)의 재료와는 상이한 재료에 의해 형성해도 된다.
내측 축체(250a)의 제1 부분(251)에는, 본체 케이스(300)로부터 노출되는 부위에 제2 아암(42)의 장착부(250m)가 형성된다. 제2 부분(252)에는, 롤러 폴로워(250c)가 설치된다. 제1 부분(251)과 제2 부분(252)은, 볼트 등에 의해 연결된다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 롤러 폴로워(150c)의 외경과, 롤러 폴로워(250c)의 외경을 동일한 직경으로 형성해도 된다. 즉, 제1 모터(100)의 리브(110)로부터 외측 축체(150a)으로 구동력이 전달되는 위치부터 외측 출력축(150)의 축심까지의 길이와, 제2 모터(200)의 리브(210)로부터 내측 축체(250a)으로 구동력이 전달되는 위치부터 내측 출력축(250)의 축심까지의 길이를 동일하게 해도 된다.
도 13은, 반송 기구(12)의 장착 구조를 도시하는 개략 단면도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 내측 출력축(250)은, 외측 출력축(150)보다도 본체 케이스(300)의 외측을 향하여 돌출되어 있다. 제1 및 제2 반송 챔버(27, 30)의 챔버 벽(27a, 30a)의 외면으로부터, 본체 케이스(300)로부터 돌출된 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)의 선단 부분이 끼워 넣어진다. 제1 및 제2 반송 챔버(27, 30) 내에서, 외측 출력축(150)의 장착부(150m) 및 내측 출력축(250)의 장착부(250m)에 아암(41, 42)이 각각 장착된다.
구동 장치(80)의 본체 케이스(300)는, 제1 및 제2 반송 챔버(27, 30)의 챔버 벽(27a, 30a)의 외면에, 반송 공간(27b, 30b) 내의 기밀을 확보하도록 하여 장착된다. 본체 케이스(300)와 내측 출력축(250) 사이 및 외측 출력축(150)과 내측 출력축(250) 사이가, 각각 진공 시일(170, 270)에 의해 시일되어 있다. 이들에 의해, 제1 및 제2 반송 챔버(27, 30)의 반송 공간(27b, 30b) 내의 감압 상태를 유지할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 반송 챔버(27, 30) 내를 고진공의 감압 상태로 유지할 필요가 있는 경우에도 구동 장치(80)를 사용할 수 있다.
이하, 상술한 구동 장치(80)를 사용한 경우의 일 실시예에 대하여 설명한다. 이 실시예에 있어서는 상술한 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 웨이퍼를 반송하는 경우, 즉,
(공정 1): 구동 장치(80)에 장착된 반송 기구(12)를 신장한다,
(공정 2): 웨이퍼가 재치된 리프터를 내려, 웨이퍼를 반송 기구(12)의 피크(46)에 재치한다,
(공정 3): 웨이퍼가 재치된 상태에서 반송 기구(12)를 수축시킨다,
(공정 4): 웨이퍼가 재치된 상태에서, 소정의 위치까지 반송 기구(12) 전체를 선회시킨다,
(공정 5): 다시 반송 기구(12)를 신장한다,
(공정 6): 리프터를 상승시켜, 리프터 위에 웨이퍼를 재치한다,
(공정 7): 반송 기구(12)를 수축시킨다,
까지의 공정을 실시했다. 이 실시예에 있어서의 각 공정에 필요로 한 시간은, 이하에 기재한 바와 같이 되었다. 또한, 비교예로서, 다이렉트 드라이브 모터(예를 들어, 일본 특허 공개평3-136779호 공보에 기재된 구동 방식)를 사용하여 아암(41, 42)을 구동한 경우에 있어서의 각 공정에 필요로 한 시간을 측정했다. 비교예에 있어서의 각 공정은, 실시예에 있어서의 대응하는 공정과 동일하다.
(구동 장치(80)를 사용한 실시예의 측정 결과)
공정 1(아암 신장): 0.3초
공정 2(리프터 상승): 0.8초
공정 3(아암 수축): 1.3초(동작 한계)
공정 4(아암을 선회): 1.2초(동작 한계)
공정 5(아암 신장): 1.3초(동작 한계)
공정 6(리프터 강하): 0.8초
공정 7(아암 수축): 0.3초
이와 같이, 실시예에 있어서 공정 1 내지 공정 7을 행한 경우의 합계 시간은 6.0초로 되었다. 또한, 공정 3 내지 공정 5의 동작은, 반송 기구(12)의 피크(46)에서 웨이퍼를 보유 지지하는 보유 지지 방법에 있어서의 동작 한계이며, 구동 장치(80)의 성능에 의한 것이 아니다.
(다이렉트 드라이브 모터를 사용한 비교예)
공정 1(아암 신장): 1.0초
공정 2(리프터 상승): 0.8초
공정 3(아암 수축): 1.3초(동작 한계)
공정 4(아암을 선회): 1.2초(동작 한계)
공정 5(아암 신장): 1.3초(동작 한계)
공정 6(리프터 강하): 0.8초
공정 7(아암 수축): 1.0초
이와 같이, 비교예에 있어서 공정 1 내지 공정 7을 행한 경우의 합계 시간은 7.4초로 되었다. 또한, 공정 3 내지 공정 5의 동작은, 반송 기구(12)의 피크(46)에서 웨이퍼를 보유 지지하는 보유 지지 방법에 있어서의 동작에 한계가 있었다.
이상과 같이, 구동 장치(80)를 사용한 실시예에서는, 다이렉트 드라이브 모터를 사용한 비교예의 경우에 비하여, 특히, 공정 1 및 공정 7의 동작 스피드가 향상되어, 웨이퍼를 반송하는 작업에 필요한 시간을 단축할 수 있었다.
본 실시 형태는 이상과 같이 구성되고, 동축 상에 2개의 회전축(외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250))을 갖는 구동 장치(80)에 있어서, 본체 케이스(300)와 외측 출력축(150) 사이에 진공 시일(170)을 배치하고, 또한, 외측 출력축(150)과 내측 출력축(250) 사이에 진공 시일(270)을 배치함으로써, 구동 장치(80)의 본체 케이스(300) 안의 공간과, 본체 케이스(300) 밖의 공간이 고진공 상태에서 분리된다. 이에 의해, 구동 장치(80)를 고진공 상태의 감압 환경 하에서 사용하는 경우라도, 구동 장치(80)의 본체 케이스(300) 내의 공간(대기압 환경측)과 감압 환경측의 공간이 고진공 상태에서 분리되어, 구동 장치(80)의 고진공 상태의 감압 환경 하에서의 사용이 가능해진다.
또한, 외측 출력축(150)과 본체 케이스(300) 사이에 배치된 진공 시일(170)은, 제1 모터(100)의 출력축(101)의 회전수보다도 적은 회전수로 회전하는 외측 축체(150a)에 맞닿는다. 외측 출력축(150)과 내측 출력축(250) 사이에 배치된 진공 시일(270)은, 제1 모터(100)의 출력축(101)의 회전수보다도 적은 회전수로 회전하는 외측 축체(150a) 및 제2 모터(200)의 출력축(201)의 회전수보다도 적은 회전수로 회전하는 내측 축체(250a)에 맞닿는다. 이 경우, 진공 시일(170, 270)이 제1 모터(100)의 출력축(101)이나 제2 모터(200)의 출력축(201)에 맞닿는 경우와 비교하여, 진공 시일(170, 270)의 시일성 및 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 모터(100) 및 제2 모터(200)를, 외측 출력축(150)의 축선 방향에서 볼 때, 제1 모터(100)의 출력축(101)의 제1 축선 L1과 제2 모터(200)의 출력축(201)의 제2 축선 L2 사이에, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)의 제3 축선 L3을 끼우는 위치에 배치한다. 이에 의해, 외측 출력축(150)의 축선 방향(제3 축선 L3 방향)에 있어서, 제1 모터(100)와 제2 모터(200)를 오버랩시켜 배치할 수 있다(도 10 참조). 즉, 외측 출력축(150)의 축선 방향에 있어서 제1 모터(100)와 제2 모터(200)와의 간섭을 방지하기 위하여, 외측 출력축(150)이나 내측 출력축(250)을 길게 할 필요가 없다. 이와 같이, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)을 짧게 하는 것이 가능하게 되어, 구동 장치(80)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)을 짧게 할 수 있기 때문에, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250)의 강성을 향상시킬 수 있다.
도 14는 제2 반송 챔버(30)의 주위를 기판 처리 시스템(10)의 후방측에서 본 도면이다. 상술한 바와 같이 구동 장치(80)는, 소형화가 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 도 14에 도시한 바와 같이 구동 장치(80)에 있어서의 제2 반송 챔버(30)의 챔버 벽(30a)으로부터의 튀어나옴 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 기판 처리 시스템(10)은 제2 반송 챔버(30)의 하방에 넓은 스페이스를 확보할 수 있다. 마찬가지로, 제1 반송 챔버(27)의 챔버 벽(27a)에 장착된 구동 장치(80)에 대해서도, 챔버 벽(27a)으로부터의 튀어나옴 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 기판 처리 시스템(10)은, 제1 반송 챔버(27)의 하방에 넓은 스페이스를 확보할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 반송 챔버(27, 30)의 하방에 넓은 작업 스페이스를 확보할 수 있어, 기판 처리 시스템(10)의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 외측 출력축(150)과 내측 출력축(250) 사이에 배치된 진공 시일(270)이 외측 출력축(150)에 고정되어 있으므로, 진공 시일(270)로부터 보면 미끄럼 이동 가능하게 맞닿는 부위는 내측 출력축(250)과의 접촉 부위만으로 된다. 이와 같이, 진공 시일(270)이 미끄럼 이동 가능하게 맞닿는 부위를 내측 출력축(250)과의 접촉 부위만으로 할 수 있어, 진공 시일(270)의 시일성이나 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 내측 출력축(250)을, 제1 부분(251)과 제2 부분(252)의 2개의 부재에 의해 구성함으로써, 제1 부분(251)과 제2 부분(252)을 서로 다른 재료로 형성할 수 있다. 이에 의해, 외측 출력축(150)의 강도에 맞게 내측 출력축(250)을 형성하는 것이 가능하게 되어, 내측 출력축(250)의 강도와 외측 출력축(150)의 강도를 대략 동등하게 할 수 있다. 예를 들어, 내측 출력축(250)의 제1 부분(251)의 재료로서, 강성이 높은 SiC를 사용하여, 외측 출력축(150)의 강도와 내측 출력축(250)의 강도를 대략 동등하게 할 수 있다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 외측 출력축(150)을, 제1 부분(151)과 제2 부분(152)의 2개의 부재에 의해 구성함으로써, 제1 부분(151)과 제2 부분(152)을 서로 다른 재료로 형성할 수 있다. 이에 의해, 내측 출력축(250)의 강도에 맞게 외측 출력축(150)을 형성하는 것이 가능해져, 외측 출력축(150)의 강도와 내측 출력축(250)의 강도를 대략 동등하게 할 수 있다.
또한, 제1 모터(100)의 회전에 대한 외측 출력축(150)의 회전 각도와, 제2 모터(200)의 회전에 대한 내측 출력축(250)의 회전 각도를 동일하게 함으로써, 아암(41, 42)의 회동 각도의 제어, 즉, 제1 모터(100) 및 제2 모터(200)의 제어가 용이해진다. 따라서, 일 실시 형태에 있어서는, 외측 출력축(150)의 롤러 폴로워(150c)의 외경과 내측 출력축(250)의 롤러 폴로워(250c)의 외경을 동일하게 형성함으로써, 제1 모터(100)의 회전수에 대한 외측 출력축(150)의 회전 각도와, 제2 모터(200)의 회전수에 대한 내측 출력축(250)의 회전 각도를 동일하게 할 수 있다. 이에 의해, 아암(41, 42)의 회전 각도의 제어가 용이하게 된다.
또한, 외측 출력축(150) 중, 외측 축 베어링(160)에 의해 지지된 근방의 부위는 축의 떨림이 적다. 따라서, 일 실시 형태에 있어서는, 외측 축 베어링(160)을, 진공 시일(170)과 외측 축체(150a)의 타단부(150ab) 사이에 배치함으로써, 외측 축 베어링(160)과 진공 시일(170)을 가까이 하여 배치할 수 있다. 이에 의해, 진공 시일(170)이 외측 출력축(150)의 떨림이 적은 부위에 맞닿게 되어, 진공 시일(170)의 시일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 외측 축 베어링(160)을 외측 출력축(150)의 롤러 폴로워(150c)의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장시켜도 된다. 이 경우에는, 롤러 폴로워(150c)의 외경보다도 외측 출력축(150)의 축심측의 위치에 있어서 외측 축 베어링(160)이 외측 출력축(150)을 지지하게 된다. 이에 의해, 외측 축 베어링(160)에 의한 외측 출력축(150)의 지지 강성을 높일 수 있다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 내측 축 베어링(260)을 내측 출력축(250)의 롤러 폴로워(250c)의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장시켜도 된다. 이 경우에는, 롤러 폴로워(250c)의 외경보다도 내측 출력축(250)의 축심측의 위치에 있어서 내측 축 베어링(260)이 내측 출력축(250)을 지지하게 된다. 이에 의해, 내측 축 베어링(260)에 의한 내측 출력축(250)의 지지 강성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태는 상기 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 외측 출력축(150)과 내측 출력축(250) 사이에 배치된 진공 시일(270)을, 외측 출력축(150)이 아니고 내측 출력축(250)에 고정해도 된다. 이 경우, 진공 시일(270)로부터 보면 미끄럼 이동 가능하게 맞닿는 부위는 외측 출력축(150)과의 접촉 부위만으로 된다. 이와 같이, 진공 시일(270)이 미끄럼 이동 가능하게 맞닿는 부위를 외측 출력축(150)과의 접촉 부위만으로 할 수 있어, 진공 시일(270)의 시일성이나 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 진공 시일(170)도 본체 케이스(300)측이 아니고, 외측 출력축(150)측에 고정해도 된다.
또한, 외측 출력축(150) 및 내측 출력축(250) 중 어느 한쪽만을 2개의 부재에 의해 구성해도 된다.
또한, 구동 장치(80)를, 기판 처리 시스템의 반송 모듈 이외의 장치에 사용해도 된다.
12: 반송 기구(반송 아암)
22: 로더 모듈
23-1, 23-2, 24-1, 24-2: 프로세스 챔버(프로세스 모듈)
27a, 30a: 챔버 벽
27b, 30b: 반송 공간
28: 제1 반송 모듈
31: 제2 반송 모듈
41: 제1 아암(한 쌍의 아암 중 한쪽)
42: 제2 아암(한 쌍의 아암 중 다른 쪽)
80: 구동 장치
100: 제1 모터
101, 201: 출력축
110, 210: 리브
150: 외측 출력축(제1 출력축)
150a: 외측 축체(제1 축체)
150c, 250c: 롤러 폴로워
150aa, 250aa: 일단부
150ab, 250ab: 타단부
151, 251: 제1 부분
152, 252: 제2 부분
160: 외측 축 베어링(제1 출력축을 지지하는 베어링)
170: 진공 시일(제1 밀봉 부재)
200: 제2 모터
250: 내측 출력축(제2 출력축)
250a: 내측 축체(제2 축체)
260: 내측 축 베어링(제2 출력축을 지지하는 베어링)
270: 진공 시일(제2 밀봉 부재)
300: 본체 케이스(케이스)

Claims (9)

  1. 케이스와,
    상기 케이스 내에서 제1 축선을 따라 연장되는 출력축을 갖는 제1 모터로서, 상기 출력축은 나선 형상으로 형성된 리브를 갖는 외주면을 포함하는, 상기 제1 모터와,
    상기 케이스 내에서 제1 축선과 평행한 제2 축선을 따라 연장되는 출력축을 갖는 제2 모터로서, 상기 출력축은 나선 형상으로 형성된 리브를 갖는 외주면을 포함하는, 상기 제2 모터와,
    상기 제1 축선과 상기 제2 축선 사이에 있어서 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선에 대하여 수직인 방향으로 연장되는 제3 축선을 따라 연장되는 원통 형상을 갖고 있으며, 상기 케이스로부터 외부로 연장된 일단부와 상기 케이스 내에 수용된 타단부를 포함하는 제1 축체, 및 상기 타단부의 외주면에 설치된 롤러 폴로워로서 상기 제1 모터의 상기 리브와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합하는 상기 롤러 폴로워를 갖는 제1 출력축과,
    상기 제1 축체의 내측 구멍을 통과하도록 상기 제1 축체와 동축에 설치된 제2 축체로서, 상기 케이스로부터 외부로 연장된 일단부와 상기 제1 축체의 내측 구멍으로부터 상기 케이스 내로 연장된 타단부를 포함하는 상기 제2 축체, 및 상기 제2 축체의 상기 타단부에 설치된 롤러 폴로워로서 상기 제2 모터의 상기 리브와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합하는 상기 롤러 폴로워를 갖는 제2 출력축과,
    상기 케이스와 상기 제1 축체의 상기 외주면 사이에 배치된 제1 밀봉 부재와,
    상기 제1 축체의 내주면과 상기 제2 축체의 외주면 사이에 배치된 제2 밀봉 부재를 구비하며,
    상기 제2 축체는, 상기 제2 축체의 상기 일단부를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 축체의 상기 타단부를 포함하는 제2 부분으로서 상기 제1 부분과는 별체이면서 또한 상기 제1 부분의 재료와는 상이한 재료에 의해 구성된 상기 제2 부분을 포함하는 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 축체는, 상기 제1 축체의 상기 일단부를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 축체의 상기 타단부를 포함하는 제2 부분으로서 상기 제1 부분과는 별체이면서 또한 상기 제1 부분의 재료와는 상이한 재료에 의해 구성된 상기 제2 부분을 포함하는 구동 장치.
  3. 케이스와,
    상기 케이스 내에서 제1 축선을 따라 연장되는 출력축을 갖는 제1 모터로서, 상기 출력축은 나선 형상으로 형성된 리브를 갖는 외주면을 포함하는, 상기 제1 모터와,
    상기 케이스 내에서 제1 축선과 평행한 제2 축선을 따라 연장되는 출력축을 갖는 제2 모터로서, 상기 출력축은 나선 형상으로 형성된 리브를 갖는 외주면을 포함하는, 상기 제2 모터와,
    상기 제1 축선과 상기 제2 축선 사이에 있어서 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선에 대하여 수직인 방향으로 연장되는 제3 축선을 따라 연장되는 원통 형상을 갖고 있으며, 상기 케이스로부터 외부로 연장된 일단부와 상기 케이스 내에 수용된 타단부를 포함하는 제1 축체, 및 상기 타단부의 외주면에 설치된 롤러 폴로워로서 상기 제1 모터의 상기 리브와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합하는 상기 롤러 폴로워를 갖는 제1 출력축과,
    상기 제1 축체의 내측 구멍을 통과하도록 상기 제1 축체와 동축에 설치된 제2 축체로서, 상기 케이스로부터 외부로 연장된 일단부와 상기 제1 축체의 내측 구멍으로부터 상기 케이스 내로 연장된 타단부를 포함하는 상기 제2 축체, 및 상기 제2 축체의 상기 타단부에 설치된 롤러 폴로워로서 상기 제2 모터의 상기 리브와 소정의 감속비를 갖고 걸리어 결합하는 상기 롤러 폴로워를 갖는 제2 출력축과,
    상기 케이스와 상기 제1 축체의 상기 외주면 사이에 배치된 제1 밀봉 부재와,
    상기 제1 축체의 내주면과 상기 제2 축체의 외주면 사이에 배치된 제2 밀봉 부재를 구비하며,
    상기 제1 축체는, 상기 제1 축체의 상기 일단부를 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 축체의 상기 타단부를 포함하는 제2 부분으로서 상기 제1 부분과는 별체이면서 또한 상기 제1 부분의 재료와는 상이한 재료에 의해 구성된 상기 제2 부분을 포함하는 구동 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 밀봉 부재는, 상기 제1 축체 또는 상기 제2 축체에 설치되어 있는 구동 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 출력축의 상기 롤러 폴로워의 외경은, 상기 제2 출력축의 상기 롤러 폴로워의 외경과 동등한 구동 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 출력축을 지지하는 베어링으로서, 상기 제1 축체의 외주면과 상기 케이스 사이, 또한 상기 제1 밀봉 부재와 상기 제1 축체의 상기 타단부 사이에 설치된 상기 베어링을 더 구비하는 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베어링은, 상기 제1 출력축의 상기 롤러 폴로워의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장되어 있는 구동 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 출력축을 지지하는 베어링으로서, 상기 제2 축체의 상기 타단부의 외주면과 상기 케이스 사이에 있어서, 상기 제2 출력축의 상기 롤러 폴로워의 외경보다도 작은 직경의 폐곡선을 따라 연장되는 상기 베어링을 더 구비하는 구동 장치.
  9. 대기압 환경 하에서 기판을 반송하는 로더 모듈과,
    감압 환경 하에서 상기 기판을 처리하는 프로세스 모듈과,
    상기 기판을 반송하기 위한 반송 모듈로서, 상기 로더 모듈과 상기 프로세스 모듈 사이에 설치된 상기 반송 모듈을 구비하고,
    상기 반송 모듈은,
    감압 가능한 반송 공간을 형성하는 챔버 벽과,
    상기 반송 공간 내에 설치된 한 쌍의 아암을 포함하는 반송 아암과,
    상기 반송 공간의 기밀을 확보하도록 상기 챔버 벽의 외면에 장착된 제1항 또는 제2항에 기재된 구동 장치를 구비하고,
    상기 제1 축체의 상기 일단부에 상기 한 쌍의 아암 중 한쪽이 연결되어 있고,
    상기 제2 축체의 상기 일단부에 상기 한 쌍의 아암 중 다른 쪽이 연결되어 있는 기판 처리 시스템.
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