(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送装置のロボットアーム先端部に取り付けられて、基板を把持する基板把持ハンド装置において、
ハンド基板と、該ハンド基板の両側端部に設けられた支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板の側面に接する一対のアームと、該各アームの前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートとを有し、
前記各アームと駆動プレートとによる前記基板への押圧接触によって前記基板を把持でき、
前記ハンド基板は、その平面構造が前記支点から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造を有し、且つ、該Ｕ字型構造が前記基板に掛からない構造を有し、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置する
ことを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項２】
請求項１において、前記各アームは、前記駆動プレートに回転可能に接続された第一アームと、該第一アームに回転可能に連結され前記ハンド基板の前記支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板に接する第二アームとを有することを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項３】
基板搬送装置のロボットアーム先端部に取り付けられて、基板を把持する基板把持ハンド装置において、
ハンド基板と、該ハンド基板の両側端部に設けられた一対のハンドアームと、該各ハンドアームの一端に支点を中心に回転可能に連結され前記基板の側面に接するクランプアームと、該各クランプアームを前記回転によって前記基板に接するように駆動させるトーションバネと、前記各クランプアームによる前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートと、一端が前記各クランプアームの前記回転によって前記各クランプアームを前記基板より引き離すように前記各支点に巻回され他端が前記駆動プレート側に固定されたワイヤとを有し、
前記クランプアームと駆動プレートとによる前記基板への押圧接触によって前記基板を把持でき、
前記ハンド基板は、その平面構造が前記ハンドアームとの接続部から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造を有し、且つ、該Ｕ字型構造が前記基板に掛からない構造を有し、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置する
ことを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項４】
請求項２に記載の前記第二アームの前記基板に接する部分又は請求項３に記載の前記クランプアームの前記基板に接する部分は、前記基板の上下面の角部で接するようにＶ字又はＵ字型構造のコマからなることを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項５】
請求項２において、前記駆動プレートは、真空シリンダと、該真空シリンダ内に設けられた押しバネと、該押しバネと前記真空シリンダに接続された真空ポンプによる減圧とによって往復摺動するように設けられたピストンと、該ピストンと前記駆動プレートとを接続するシリンダシャフトとを有する駆動装置によって前記可動することを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項６】
請求項３において、前記駆動プレートは、真空シリンダと、該真空シリンダ内に設けられた押しバネと、該押しバネと前記真空シリンダに接続された真空ポンプによる減圧とによって往復摺動するように設けられたピストンと、該ピストンと前記駆動プレートとを接続するシリンダシャフトとを有する駆動装置によって前記可動することを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項７】
請求項６において、前記ワイヤは、前記ピストンに接続されていることを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項８】
請求項２又は５において、前記第二アームは、前記基板との接触位置が前記基板の中心線位置より前記駆動プレート側に対して反対側に形成されていることを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項９】
請求項３、６及び７のいずれかにおいて、前記クランプアームは、前記基板との接触位置が前記基板の中心線位置より前記駆動プレート側に対して反対側に形成されていることを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項１０】
請求項５において、前記シリンダシャフトの動作により前記第一アーム及び第二アームが連動して動作し、前記シリンダシャフトの上方への動作により前記基板が把持され、前記シリンダシャフトの下方への動作により前記基板の把持が解除されることを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項１１】
請求項６又は７において、前記シリンダシャフトの動作により前記クランプアームが連動して動作し、前記シリンダシャフトの上方への動作により前記基板が把持され、前記シリンダシャフトの下方への動作により前記基板の把持が解除されることを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記駆動プレートの変位を検出するセンサを有することを特徴とする基板把持ハンド装置。
【請求項１３】
基板搬送装置のロボットアーム先端部に取り付けて、基板を把持する基板把持方法において、
ハンド基板の両側端部に設けられた支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板の側面に接する一対のアームと、該各アームの前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートとを有し、
前記各アームと駆動プレートとによる前記基板への押圧接触によって前記基板を把持すると共に、
前記ハンド基板を、その平面構造を前記支点から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造とし、且つ、該Ｕ字型構造を前記基板に掛からない構造とし、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置する
ことを特徴とする基板把持方法。
【請求項１４】
基板搬送装置のロボットアーム先端部に取り付けて、基板を把持する基板把持方法において、
ハンド基板の両側端部に設けられた一対のハンドアームと、該各ハンドアームに設けられた支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板の側面に接するクランプアームと、該各クランクアームの前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートとを有し、
前記各クランクアームと駆動プレートとによる前記基板への押圧接触によって前記基板を把持すると共に、
前記ハンド基板を、その平面構造を前記ハンドアームとの接続部から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造とし、且つ、該Ｕ字型構造を前記基板に掛からない構造とし、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置する
ことを特徴とする基板把持方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４おいて、前記駆動プレートの前記基板との接触を複数箇所にすることを特徴とする基板把持方法。
【請求項１６】
関節を介して接続された複数のアームと、該アームの先端に回動可能に接続された基板把持ハンド装置を有する基板搬送装置において、前記基板把持ハンド装置が請求項１〜１２のいずれかに記載の基板把持ハンド装置からなることを特徴とする基板搬送装置。
【請求項１７】
搬送室と、該搬送室にゲートバルブを介して接続され基板に対して各種処理を行う複数の処理室と、前記搬送室にゲートバルブを介して接続され前記基板を保管する基板保管室と、前記搬送室に設置され前記基板を前記処理室と基板保管室とに対して搬送する基板搬送装置とを有し、該基板搬送装置が請求項１６に記載の基板搬送装置からなることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、電子部品関連製品、光ディスク等の製造プロセスにおいて、装置内及びクリーンルーム内のロボットエンドエフェクターとして設置され、半導体ウェーハなどの基板を、処理装置との間で授受を行うための新規な基板把持ハンド装置と基板把持方法及びそれを用いた基板搬送装置並びに基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の製造装置又は検査装置において、処理を行う基板を搬送するには次のように行っていた。基板は専用のカセットに収納された状態で各工程間を搬送され、各工程において搬送ロボットに取り付けられた基板把持ハンド装置によってカセットより取り出され、処理が終わると再びカセットに収納される。
【０００３】
図４は裏面吸着方式の基板搬送ハンド装置の平面図、図５はエッジクランプ方式の基板搬送ハンド装置の平面図、図６はエッジクランプ方式の基板搬送ハンド装置の平面図で、基板ハンドの代表的な従来例を示す図である。
【０００４】
図４の基板把持ハンド装置は、ハンド基板１１０の表面にはウェーハ１００を真空吸着するための吸着口１１１が設けられている。基板搬送時にはハンド基板１１０の上にウェーハ１００を載せ吸着口１１１から真空引きすることにより基板とハンドを密着させ基板が動くことなく目的搬送場所まで搬送可能となる。
【０００５】
図５の基板把持ハンド装置においては、ハンド基板１２３の表面に把持爪１２１と可動爪１２０が設置されている。基板搬送時には可動部１２２を伸ばし、可動爪１２０がウェーハ１００を側面より押すことにより把持爪１２１までウェーハ１００を押し付けることができ、基板が動くことなく搬送することが出来る。基板把持を解除する動作のリリースは可動部１２２を縮めることにより可動爪１２０と把持爪１２１の側面からの基板の拘束が外れることにより可能となる。この構造に関する基板把持ハンド装置は特許文献１及び２に示されている。
【０００６】
図６の基板搬送ハンド装置は、ウェーハ１００より下に設けられた支点３０３を中心として左右に開閉する可動アーム３０１により基板の把持、リリースが可能となる。この構造に関する基板把持ハンド装置は特許文献３に示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２２５０２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４５８６号公報
【特許文献３】特開平７−１４２５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上、従来例においては、図４の吸着パットにより真空吸着搬送する方式のものと、図５、６の把持爪にて基板側面を把持し搬送を行うものが一般的に使用されている。吸着パットにより吸着搬送を行うハンドは、真空吸着口を設け真空引きをすることにより基板固定ができるためハンド本体に駆動部を設ける必要がない。従ってハンド本体を薄くかつ軽く製作することが可能であるが、基板の裏面に直接ハンドが接触し吸着を行うため、基板裏面に吸着部の痕やハンドが摺れることによりキズが付いたり、異物が付着すること、更に、吸着不良時の基板の位置のズレや落下が問題であった。
【０００９】
このキズの発生と、異物の付着の問題を解決する方法として、図５のような基板外周部を把持爪により把持し搬送する方法が使用されるようになった。把持爪により基板を側面から把持する方式の場合、ハンド本体をカセットに進入可能な厚さとするために駆動部をハンドの根元に近い場所に設け、カセットに進入する基板及び把持爪を薄く構成し、そのハンド先端部に配置した把持爪に駆動部によって動作する可動爪により基板側面を押しつけ基板の固定を行う構造になっているものが一般的である。
【００１０】
図７は基板搬送を目的としたチャンバの平面図及び図８は基板搬送を目的としたチャンバに実装されたゲートバルブの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。前述の図６のサイドクランプ方式である基板把持ハンド装置において、基板把持及び基板リリースの際、左右に可動アーム３０１が開く構造のため、図７に示すようにチャンバ開口部４０１の幅をその分大きくする必要があった。そのため図８に示すゲートバルブの閉止部品４０３の幅も大きくする必要があった。又、この基板把持ハンド装置をロボットに搭載した際、基板把持ハンド装置の大きさに比例して動作領域も大きくなってしまい、ロボットを搭載する装置の内容積もそれに伴い大きくなり装置全体の大型化につながってしまう。更に、サイドクランプ方式の基板把持ハンド装置は、基板表面裏面には異物が付きにくいが、ハンド基板やその他の部品が必ず基板表面あるいは裏面に存在するため異物付着の問題は避けられなかった。
【００１１】
以上のように、従来技術である真空吸着ハンドの問題点は基板搬送の際、基板裏面をハンドが直接接触してしまうため、接触部に異物が付着してしまう点であった。また、異物の付着を抑えるサイドクランプ方式は基板表面又は裏面にハンドの要素が配置されているため基板に異物が付着する問題が解決されていない。又、装置自体が基板をサイドクランプするために、基板をクランプするための部材や駆動源をハンドに実装することが必要となりハンドの大型化に繋がってしまい、ハンドを含めたロボットの動作領域が大きく、限定された領域へのハンドの侵入が不可能となっていた。
【００１２】
本発明の目的は、基板搬送の際、基板への異物の付着を最小限にし、動作領域が小さく、最小限の外形寸法に抑えた軽量でコンパクトな構造を有する基板把持ハンド装置と基板把持方法及びそれを用いた基板搬送装置並びに基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基板把持ハンド装置において、アーム部の幅を基板左右に近接させて設置し、基板中心部よりハンド先端に基板をクランプするクランプアームを設置し、基板の把持及びリリースの際にはハンドの幅を変化させない構造とすることによりハンド自体を最小限の大きさに留めることができる。さらにハンドを含めたロボットの動作領域を小さくすることが出来る。また基板を完全に側面から把持することにより基板把持、リリース時に基板上下面に存在するのは基板把持用のコマのみとなり基板に付着する異物を少なくすることが可能である。
【００１４】
本発明は、具体的には、基板搬送装置のロボットアーム先端部に取り付けられて、基板を把持する基板把持ハンド装置において、ハンド基板と、該ハンド基板の両側端部に設けられた支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板の側面に接する一対のアームと、該アームによる前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートとを有し、
前記アームと駆動プレートとの前記基板への押圧接触によって前記基板を把持でき、
前記ハンド基板は、その平面構造が前記支点から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造を有し、且つ、該Ｕ字型構造が前記基板に掛からない構造を有し、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置することを特徴とする。
対側に有することを特徴とする。
【００１５】
前記ハンド基板は、前記支点から前記駆動プレート部がＵ字型構造を有し、前記支点の幅が前記基板の直径より大きく、前記駆動プレート部が前記Ｕ字型部分より狭幅構造を有することが好ましい。
【００１６】
前記アームは、前記駆動プレート側に回転可能に接続された第一アームと、該第一アームに回転可能に連結され前記ハンド基板の前記支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板に接する第二アームとを有すること、又、前記第二アームは、前記基板との接触位置が前記基板の中心線位置より前記駆動プレート側に対して反対側に形成されていること、前記シリンダシャフトの動作により前記第一アーム及び第二アームが連動して動作し、前記シリンダシャフトの上方への動作により前記基板が把持され、前記シリンダシャフトの下方への動作により前記基板の把持が解除されること、が好ましい。
【００１７】
本発明は、基板搬送装置のロボットアーム先端部に取り付けられて、基板を把持する基板把持ハンド装置において、
ハンド基板と、該ハンド基板の両側端部に設けられた一対のハンドアームと、該各ハンドアームの一端に支点を中心に回転可能に連結され前記基板の側面に接するクランプアームと、該各クランプアームを前記回転によって前記基板に接するように駆動させるトーションバネと、前記各クランプアームによる前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートと、一端が前記各クランプアームの前記回転によって前記各クランプアームを前記基板より引き離すように前記各支点に巻回され他端が前記駆動プレート側に固定されたワイヤとを有し、
前記クランプアームと駆動プレートとによる前記基板への押圧接触によって前記基板を把持でき、
前記ハンド基板は、その平面構造が前記ハンドアームとの接続部から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造を有し、且つ、該Ｕ字型構造が前記基板に掛からない構造を有し、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置することを特徴とする。
又、前記ワイヤは前記ピストンに接続されていること、又、前記クランプアームは前記基板との接触位置が前記基板の中心線位置より前記駆動プレート側に対して反対側に形成されていること、又、前記シリンダシャフトの動作により前記クランプアームが連動して動作し、前記シリンダシャフトの上方への動作により前記基板が把持され、前記シリンダシャフトの下方への動作により前記基板の把持が解除されることが好ましい。
【００１８】
前記第二アームの前記基板に接する部分又は前記クランプアームの前記基板に接する部分は、前記基板の上下面の角部で接する部分がＶ字又はＵ字型構造のコマからなること、又、前記駆動プレートは、真空シリンダと、該真空シリンダ内に設けられた押しバネと、前記押しバネと前記真空シリンダに接続された真空ポンプによる減圧とによって往復摺動するように設けられたピストンと、該ピストンと前記駆動プレートとを接続するシリンダシャフトとを備えた駆動装置を有することが好ましい
【００１９】
前記駆動プレートの変位を検出するセンサを有することが好ましい。
【００２０】
本発明は、基板搬送装置のロボットアーム先端部に基板を把持する基板把持方法において、ハンド基板の両側端部に設けられた支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板の側面に接する一対のアームと、該各アームの前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートとを有し、
前記各アームと駆動プレートとによる前記基板への押圧接触によって前記基板を把持すると共に、
前記ハンド基板を、その平面構造を前記支点から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造とし、且つ、該Ｕ字型構造を前記基板に掛からない構造とし、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置することを特徴とし、
前記アームの前記基板への接触位置を前記基板の中心線より前記駆動プレート側に対して反対側にすること、又、前記駆動プレートの前記基板との接触を複数箇所にすることが好ましい。
又、本発明は、基板搬送装置のロボットアーム先端部に取り付けて、基板を把持する基板把持方法において、
ハンド基板の両側端部に設けられた一対のハンドアームと、該各ハンドアームに設けられた支点を中心に回転可能で該回転によって前記基板の側面に接するクランプアームと、該各クランクアームの前記基板への接触側に対して対向側で前記基板の側面に接するように前記ハンド基板上に可動可能に設けられた駆動プレートとを有し、
前記各クランクアームと駆動プレートとによる前記基板への押圧接触によって前記基板を把持すると共に、
前記ハンド基板を、その平面構造を前記ハンドアームとの接続部から前記駆動プレートに掛けてＵ字型構造とし、且つ、該Ｕ字型構造を前記基板に掛からない構造とし、
２つの前記支点を結ぶ線が、前記基板の中心の位置を通るか又は前記基板の中心の位置より前記駆動プレートに対して反対側に位置することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、関節を介して接続された複数のアームと、該アームの先端に回動可能に接続されたハンドを有する基板搬送装置において、前記ハンドが前述に記載の基板把持ハンド装置からなることを特徴とする基板搬送装置にある。
【００２２】
更に、本発明は、搬送室と、該搬送室にゲートバルブを介して接続され基板に対して各種処理を行う複数の処理室と、前記搬送室にゲートバルブを介して接続され前記基板を保管する基板保管室と、前記搬送室に設置され前記基板を前記処理室と基板保管室とに対して搬送する基板搬送装置とを有し、該基板搬送装置が前述に記載の基板搬送装置からなることを特徴とする基板処理装置にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板への異物の付着を最小限にし、ハンドの動作領域が小さく、最小限の外形寸法に抑えた構造によりより軽量でコンパクトな構造を有する基板把持ハンド装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的な実施例によって説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る基板把持ハンド装置の平面図である。図１に示すように、ハンド基板２００には真空ポンプ（図示省略）に接続された真空シリンダ２０１が設置されており、真空シリンダ２０１の内部には押しバネ２０３及び押しばね２０３に接して真空シリンダ２０１内を摺動可能なピストンに固定されたシリンダシャフト２０２が装着された駆動装置を有する。シリンダシャフト２０２先端には駆動プレート２０４が連結されている。駆動プレート２０４は、ハンド基板２００に固定された直進用リニアガイド（図示省略）を通して２点差線に示すように、上方向に直進運動が出来るようになっている。ハンドアームとなる第一アーム２０５は、駆動プレート２０４に固定されたベアリング２０６を介して取り付けられており、第一アーム２０５はベアリング２０６を中心に旋回運動が可能になっている。
【００２６】
又、図１に示すように、ハンド基板２００は、ベアリング２０９が固定される２つのアーム型構造を有するＵ字型の平面構造を有し、Ｕ字型部分のアーム部上にはウェーハ１００が掛からないように広がっている。
【００２７】
第一アーム２０５の他端にはクランプアームとなる第二アーム２０８がベアリング２０７を介して互いに連結されており、同様にベアリング２０７を中心に旋回可能となっている。第二アーム２０８はハンド基板２００に設置されているベアリング２０９を介して互いに連結されており、ベアリング２０９は第二アーム２０８の旋回中心を有している。第二アーム２０８の先端には基板となるウェーハ１００の上半分においてその側面から把持するための部品である基板サイドクランプ用コマ２１１及び駆動プレート２０４には２個のサイドクランプ用コマ２１０を配置している。基板サイドクランプ用コマ２１１及びサイドクランプ用コマ２１０の断面形状は後述する実施例２の図２（ｃ）と同様である。駆動プレート２０４のウェーハ１００側にはウェーハ１００をサイドクランプできるように基板サイドクランプ用コマ２１１と同様の断面構造を有するコマ２１０が配置されている。これらのコマに構造によって基板を把持できる。
【００２８】
次に、図１に基づきウェーハ１００の把持、リリース動作について説明する。先ず、ウェーハ１００を把持する場合、駆動源である真空シリンダ２０１への真空の動作を止め、空気の供給により、シリンダ２０１内部の押しバネ２０３の復元力によってシリンダシャフト２０２がウェーハ１００方向に移動し、駆動プレート２０４は直進用リニアガイドに沿って動作することによって駆動プレート２０４に設置されたサイドクランプ用コマ２１０がウェーハ１００のエッジに押し当てられる。それと同時に、駆動プレート２０４に連結された第一アーム２０５は駆動プレート２０４の動きに応じてウェーハ１００から離れる方向にベアリング２０６を旋回中心とし動作することにより第二アーム２０８との連結部である両側のベアリング２０７を左右方向へと押し、第二アーム２０８はベアリング２０９を旋回中心とし回転運動を行う。その動作により第二アーム２０８の先端はウェーハ１００に近づく方向へと動作し、第二アーム２０８先端に設置された基板サイドクランプ用コマ２１１がウェーハ１００のエッジに押し当てられ、把持されることになる。
【００２９】
以上の一連の動作により第二アーム２０８先端の基板サイドクランプ用コマ２１１と駆動プレート２０４に設置されたサイドクランプ用コマ２１０がウェーハ１００に同時に接触しウェーハ１００のエッジクランプが可能となる。一方、ウェーハ１００のリリースについては、真空シリンダ２０１内を押しバネ２０３の復元力以上の力で吸引することによりシリンダシャフト２０２がウェーハ１００から離れる方向に動作し、シリンダシャフト２０２に連結された駆動プレート２０４がウェーハ１００から離れる。それと同時に駆動プレート２０４に連結された第一アーム２０５の先端がウェーハ１００から離れる方向に旋回し、第一アーム２０５に連結された第二アーム２０８がウェーハ１００に遠ざかる方向に動作することによりいずれのコマもウェーハ１００から離れる方向に動き、ウェーハ１００のリリースが可能になる。
【００３０】
本実施例によれば、基板となるウェーハ１００の把持の際、基板への異物の付着を最小限にし、把持の動作領域が小さく、最小限の外形寸法に抑えた構造によりより軽量でコンパクトな構造を有する基板把持ハンド装置が得られる。
【実施例２】
【００３１】
図２は、本発明に係る基板把持ハンド装置の平面図（ａ）、クランプアーム部の拡大図（ｂ）及び基板サイドクランプ用コマの側面図である。図２に示すように、ハンド基板１３１、駆動プレート１４３、駆動源である真空シリンダ１３８を有する。この駆動部である真空シリンダ１３８は、真空ポンプ（図示省略）に接続され、ハンド基板１３１に固定される。ハンドアーム１３３は中空部材によって構成され、ハンド基板１３１に固定されている。ハンドアーム１３３の先端にはクランプアーム１３２が装着されており、クランプアーム１３２はベアリングにより旋回可能となっている。クランプアーム１３２の先端には基板サイドクランプ用コマ１３４が先端に設置している。クランプアーム１３２とハンドアーム１３３の連結部にはトーションバネ１３６が装着されており、クランプアーム１３２とハンドアーム１３３それぞれの固定ピン１３７によってトーションバネ１３６の力がクランプアーム１３２に加わる構造になっており、クランプアーム１３２はこのトーションバネ１３９の復元力によってウェーハ１００を把持する。駆動プレート１４３は、上方向に直進運動が出来るようにハンド基板１３１に固定された直進用リニアガイドを通して移動できる。
【００３２】
又、図２（ａ）に示すように、ハンド基板２００は、プーリ１４２が固定される２つのアームからなるＵ字型アーム構造の平面構造を有し、Ｕ字型部分のアーム部上にはウェーハ１００が掛からないように広がっている。
【００３３】
ハンドアーム１３３とクランプアーム１３２の連結部にはベアリング構造を有するプーリー１４２が装着されており、ワイヤー１３５が巻かれている。ワイヤー１３５の他端はハンドアーム１３３の中空部を通り、プーリ１４１、１４２を介してシリンダシャフト１４０に連結されている。真空シリンダ１３８の内部には押しバネ１３９を装着し、リリース時の動力源としている。
【００３４】
次に、基板把持ハンド装置による把持動作について説明する。真空ポンプの減圧を解除することによって押しバネ１３９の動作による駆動プレート１４３の上方向への駆動とトーションバネ１３６の復元力によって両側の基板サイドクランプ用コマ１３４がウェーハ１００をサイドから把持する機構となっている。このとき駆動部であるクランプアーム１３２と真空シリンダ１３８内を摺動移動するピストンに固定されたシリンダシャフト１４０とはワイヤー１３５によって連結されているため全て同時に動作しウェーハ１００が把持される。
【００３５】
図２（ｃ）に示すように、ウェーハ１００を把持するクランプアーム１３２に設けられた基板サイドクランプ用コマ１３４はウェーハ１００を把持し、落下しないように、溝が形成されている。又、駆動プレート１４３においても、ウェーハ１００の把持部には、ウェーハ１００を把持し、落下しないように、溝が形成されている。基板サイドクランプ用コマ１３４はクランプアーム１３２に固定又は回転可能に設けられ、サイドクランプ用コマ１３４は駆動プレート１４３に同様に設けられ、それらの溝はＶ字、Ｕ字のいずれでも良い。
【００３６】
ウェーハ１００のリリース時には、真空シリンダ１３８を減圧動作させることによりシリンダシャフト１４０に固定された駆動プレート１４３の下降とシリンダシャフト１４０に連結されたワイヤー１３５が引かれることによりクランプアーム１３２がウェーハ１００から離れる方向に旋回し、駆動プレート１４３がウェーハ１００から離れる方向に動作することによってウェーハ１００のリリースを可能にしている。ここでクランプアーム１３２の動作範囲はウェーハ１００のリリース時にハンドアーム１３３と直線状の位置まで旋回し、クランプアーム１３２側面はハンドアーム１３３外側を越えない位置で停止するようなワイヤー１３５の長さで調整されている。
【００３７】
本実施例においては、クランプアーム１３２の開閉センサをシリンダ１３８に設置することによりクランプアーム１３２の開閉及びウェーハ１００の把持、リリース動作の異常を検知することができる。又、駆動源をソレノイドやモータなど真空中で動作できるものに変えることにより真空中でも駆動可能となる。大気中にて使用する場合、基板把持ハンド装置の駆動部及び機構部をカバーし密閉することにより摺動部からの異物が外に漏れ出さない構造とする。
【００３８】
本実施例においても、基板となるウェーハ１００の把持の際、基板への異物の付着を最小限にし、把持の動作領域が小さく、最小限の外形寸法に抑えた構造によりより軽量でコンパクトな構造を有する基板把持ハンド装置が得られる。
【実施例３】
【００３９】
図３は、本発明に係るマルチチャンバ方式の基板処理装置の平面図である。図３に示すように、搬送室２１のほぼ中央に基板搬送装置１を設置し、その周囲に、複数の処理室２３、及び、２個のカセット室２２を配置して、基板としてのウェーハを１枚ごとに連続処理するマルチチャンバ方式の処理装置である。水平多関節形の基板搬送装置１は、実施例１及び２に記載の基板把持ハンド装置が設置される。基板処理装置には、他に、ウェーハを収納するウェーハカセット室２２、処理室２３を有し、搬送室２１、ウェーハカセット室２２、各処理室２３が、ゲートバルブ２４によって開閉される接続口２１ａ、２２ａ、２３ａを介して、気密に接続されている。ウェーハカセット室２２内のウェーハカセットＣには等間隔に支持棚が設けてあり、処理前後のウェーハ１００が収納されている。
【００４０】
基板搬送装置１には、ロボットアーム３の先端に回動可能にハンド４が取り付けてあり、ハンド４は実施例１及び２に記載のウェーハ１００を把持して搬送する基板把持ハンド装置によって構成される。また、基板搬送装置１は、ウェーハカセット室２２、処理室２３のゲートバルブ２４が開口した後、ロボットアーム２、３を伸長し、ハンド４を、接続口２１ａ、２２ａ、２３ａを通して、ウェーハカセット室２２内、処理室２３内に進入させて、ウェーハ１００の搬出、搬入を行うようになっている。又、基板搬送装置１は、ウェーハカセットＣに対して、ハンド４をウェーハの間隙に進入させて、その搬出、搬入を行う。
【００４１】
ウェーハはカセット単位でカセット室２２内に運び込まれる。そこで、ウェーハカセット室２２内の真空引き又は不活性ガスとの置換などが行なわれた後、搬送室２１とウェーハカセット室２２間のゲートバルブ２４が開き、基板搬送装置１がウェーハカセットＣからウェーハを１枚取り出し、搬送室２１内に取り込む。次に、所定の処理室２３内の真空引き又は不活性ガスとの置換などが行われた後、搬送室２１と処理室２３間のゲートバルブ２４が開き、ウェーハが処理室２３内に搬人される。そこで、成膜やエッチング等の処理が行われる。このようにして、順次、各処理が行われ、最終的に処理が終わったウェーハは再び基板搬送装置１により搬送室２１内に取り出された後、ウェーハカセット室２２内のウェーハカセットＣに戻される。このようにして、ウェーハを外気に晒すことなく、所定の雰囲気中で一連の処理が行われる。
【００４２】
以上のように、本実施例においても本発明の基板把持ハンド装置によってウェーハを各処理室に搬入、搬送が的確に行われ、又、基板搬送の際、基板への異物の付着を最小限に止め、把持の動作領域を小さくするために最小限の外形寸法に抑えた構造により基板処理装置として軽量でコンパクトなものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る基板把持ハンド装置の平面図である。
【図２】本発明に係る基板把持ハンド装置の平面図（ａ）、クランプアーム部の拡大図（Ｂ）及び基板サイドクランプ用コマの側面図（ｃ）である。
【図３】本発明に係るマルチチャンバ方式のウェーハ処理装置の平面図である。
【図４】従来の裏面吸着方式の基板把持ハンド装置の平面図である。
【図５】従来のエッジクランプ方式の基板把持ハンド装置の平面図である。
【図６】従来のエッジクランプ方式の基板把持ハンド装置の平面図である。
【図７】従来の基板搬送を目的としたチャンバの平面図である。
【図８】従来の基板搬送を目的としたチャンバに実装されたゲートバルブの平面図（ａ）及びその側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４４】
１…ウェーハ搬送ロボット、２、３…ロボットアーム、４…ハンド、２１…搬送室、２１ａ、２２ａ、２３ａ…接続口、２２…ウェーハカセット室、２３…処理室、２４…ゲートバルブ、１００…ウェーハ、１１０、１３１、２００…ハンド基板、１３２…クランプアーム、１３３…ハンドアーム、１３４、２１０…コマ、１３５…ワイヤー、１３８、２０１…シリンダ、１３６…トーションバネ、１３９、２０３…バネ、１４０、２０２…シリンダシャフト、１４３、２０４…駆動プレート、１４４、２１２…ピストン、２０５…第一アーム、２０８…第二アーム、３０１…可動アーム、４００…チャンバ、４０１…チャンバ開口部、４０２…ゲートバルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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