(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を横移送する移送機構が収められる真空チャンバにおいて、
前記真空チャンバ本体に着脱される上蓋が、
複数の同一形状の貫通開口が周辺部分に形成された枠部と、
それぞれが窓部を備え、着脱可能に前記貫通開口を覆う複数の小蓋と
を有するものであることを特徴とする真空チャンバ。
【請求項２】
前記移送機構またはその駆動機構が、前記真空チャンバ本体および前記枠部の双方の中央部分に分かれて支持されていることを特徴とする請求項１に記載の真空チャンバ。
【請求項３】
前記小蓋が、前記枠部に取着される厚い外枠部と、この外枠部によって囲まれ、内側に湾曲した薄い内板部とを具備したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空チャンバ。
【請求項４】
前記上蓋の前記枠部が前記チャンバ本体に対してその着脱部で固着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載された真空チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板を大気に曝すことなく移送する空間を確保するための真空チャンバに関し、詳しくは、基板が大形化しても上蓋の開閉等が楽な構造の真空チャンバに関する。
【０００２】
ＩＣ（半導体集積回路）やＴＦＴ（液晶表示装置）などの製造工程においてはウエハ等の基板に対して微細で精密な処理が真空状態の処理チャンバ内で施される。しかも、ウエハ等を複数の処理チャンバ間で移動させて種々の処理が施される。このウエハ移動に際しても塵埃等による汚染の防止や処理効率の向上等の観点から真空状態を維持するために、ウエハ移送用の真空チャンバを設けるとともに、この真空チャンバの周りに上記一連の処理チャンバを配置してクラスタ状に連結させることが行われている。そして、中心に位置する真空チャンバにウエハ移送機構を収め、この機構によってウエハ搬入口や何れかの処理チャンバからウエハを受け取りそのウエハをウエハ搬出口や何れかの処理チャンバへ移送することで、真空内移送がなされる。
【０００３】
具体的には、図９に平面模式図を示したが、真空チャンバとしてのウエハ移送チャンバ１０の周りにウエハ処理チャンバ２１〜２６が連結配置されるとともに、ウエハ移送チャンバ１０の底１１の中央にフロッグレッグ駆動機構３０が立設され（図９（ａ）〜（ｃ）参照）、さらに移送機構としてのフロッグレッグ機構４０がフロッグレッグ駆動機構３０によって駆動可能に支持される（図９（ｄ）参照）。フロッグレッグ駆動機構３０は大気側の電動モータ３７等から回転力が伝達されて従動リング３１，３６が真空内で回転するようになっている。フロッグレッグ機構４０は、一対のアーム４１が回転リング３１，３６に連結され、それぞれのアーム４１の先にはリンク４２が連結され、それらのアーム４１の先にはウエハブレード４３が連結されていて、従動リング３１，３６が同相回転するとウエハブレード４３が水平面内で回転し、従動リング３１，３６が逆相回転するとウエハブレード４３が水平面内で前進又は後退するようになっている。
【０００４】
そして、例えばウエハ処理チャンバ２２内のウエハ２２ａをウエハ処理チャンバ２３へ移動させる場合、フロッグレッグ駆動機構３０を同相回転させてフロッグレッグ機構４０をウエハ処理チャンバ２２のゲート前へ移動させてから、フロッグレッグ駆動機構３０を逆相回転させてフロッグレッグ機構４０のウエハブレード４３をウエハ処理チャンバ２２内へ前進させる（図９（ａ）参照）。このとき、ウエハ処理チャンバ２２ではウエハ２２ａがリフタピン等によって持ち上げられてウエハブレード４３へ移載可能な状態にされている。
【０００５】
それから、ウエハ２２ａの乗ったフロッグレッグ機構４０が後退駆動されると、ウエハ２２ａがウエハ処理チャンバ２２からウエハ移送チャンバ１０内へ取り出される。さらに、フロッグレッグ駆動機構３０によってフロッグレッグ機構４０がウエハ処理チャンバ２３のゲート前まで回転移動させられてから（図９（ｂ）参照）、ウエハブレード４３がウエハ処理チャンバ２３内へ前進させられる（図９（ｃ）参照）。そこでウエハ２２ａをウエハ処理チャンバ２３内のリフタピン等に受け取らせてから、ウエハブレード４３が後退させられる。
【０００６】
こうして、ウエハ２２ａがほとんど上下動することなく或いは僅かな上下動を伴いながら水平面に沿って移送される。すなわち、基板の横移送が行われる。
この発明は、このウエハ移送チャンバのように基板の横移送を真空内で行うのに好適な真空チャンバに関する。
【０００７】
【従来の技術】
図１０に縦断面図を示したウエハ移送チャンバ１０（真空チャンバ）は、チャンバ底１１及びチャンバ側壁１３からなり一体的に形成されたチャンバ本体と、その上に載せられた着脱可能な上蓋１２とを備えたものである。そのチャンバ本体内には、ウエハ（基板）を横移送するために、フロッグレッグ駆動機構３０によって駆動可能に支持された状態で、フロッグレッグ機構４０（移送機構）が収められている。そして、そのチャンバ側壁１３には、ウエハ処理チャンバ２２，２４や図示しないウエハ搬入出ユニットなどが横から連結されており、それらへウエハブレード４３を進退させる連通口のところには、外部からの制御に従って開閉されるゲート１４，１５も付設されている。
【０００８】
上蓋１２は、フロッグレッグ機構４０の設置や保守などに際してチャンバ上部を開放するために、チャンバ本体に対して着脱可能なものとされる。そして、チャンバ本体への取着時には、その取着面がＯリング１６によって封じられ、図示しない真空ポンプによって真空引きされると、ウエハ移送チャンバ１０内が真空になるようになっている。また、上蓋１２が厚い一枚板のアルミニウム材などで制作されていて重いので、上蓋１２にはエアシリンダ等を組み込んだ空気圧駆動の開閉機構１７も付設されていて、その開閉が楽なようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の真空チャンバでは、基板の横移送に要する空間を確保するために、取り扱う基板サイズが大きくなると、チャンバ本体とともに上蓋もサイズを大きくしなければならない。例えば１２インチ対応のシリコンウエハを移送しようとすると、上蓋は対向辺距離あるいは径が１．４ｍ程度にもなってしまう。しかも、上蓋は、チャンバ内外の圧力差によって曲げられるが、受圧面積が増大することに加えて作用点までの距離も長くなることから、その曲げモーメントが非線形的に増加するので、これに対抗して上蓋の変形を抑制するには上蓋の剛性を十分に高めることが必要とされる。具体的には、１．４ｍ径の上蓋に発生する変形によってもチャンバ本体への取着面におけるＯリング封止が損なわれ無いようにするには、上蓋の厚さを３０ｍｍ以上にする必要が生じる。
【００１０】
このため、スチール等より比重の軽いアルミニウム製であっても上蓋は重さが約１００ｋｇあるはそれ以上のものとなってしまうので、人力で開閉するのは無理であり、機械力による開閉機構を付設することが必須である。
しかしながら、これほど重いと、使用可能なエアシリンダが限られたり複数個を並設することまで必要になったりして機構設計が大きく制約されるうえ、開閉機構が大形化してコストアップや操作性の低下も招来するため、機械力に依ったとしても開閉が楽とは言えなくなってしまいかねない。
そこで、大形化しても上蓋が重くなってもその開閉作業等が困難にならないような構造あるいは大形化しても上蓋がさほど重くならないような構造を案出することが課題となる。その際、真空状態が損なわれ無いようにすることも必要である。
【００１１】
また、このような真空チャンバ内に収容された移送機構やそれを駆動するためのものとして、筒状体内腔が大気側になり筒状体外周が真空側になるように真空チャンバの底に筒状体を立設しておいて、この筒状体の側壁を内外から挟んで磁気結合する回転体によって回転力を伝動する機構等が知られている（特開平３−１３６７７９号公報、特開平６−２４１２３７号公報）。前者は、筒状体が真空チャンバの底から真空チャンバの上蓋に至るようなものであって、磁気結合する回転体が２対設けられ、一方の対が筒状体の上部に配置され、他方の対が筒状体の下部に配置されたものである。これに対し、後者は、筒状体が真空チャンバの上蓋にまでは至らないで途中で閉じており、磁気結合する２対の回転体が筒状体の側壁の内外において上下に重ねて配置されたものである。
【００１２】
もっとも、このような移送機構等では、２対の回転体を具えて一のフロッグレッグ機構を駆動するに過ぎない。このため、処理チャンバの数や処理時間の長短によってウエハ等の移送タイミングが重なった場合など、ウエハ移送の順番待ちが発生して、スループットが低下してしまうことも多々ある。そこで、フロッグレッグ機構等の真空チャンバ内移送機構を複数化して移送処理の並列化・高速化を図るべく、回転体の対を多数にすることも求められる。
そして、真空チャンバ内移送機構を複数化するには、従来のユニットを複数個設けるのが安直な手法である。例えば、特開平６−２４１２３７号公報記載の真空チャンバ用回転伝動機構および移送機構を特開平３−１３６７７９号公報記載の上下配置のように真空チャンバの底ばかりか蓋にも設置することが考えられる。
【００１３】
具体的には、図１１（ａ）に模式図を示したが、従動リング３１（真空内回転体）及び従動リング３６（真空内回転体）を含むフロッグレッグ駆動機構３０（真空チャンバ用回転伝動機構兼支持機構）をウエハ移送チャンバ１０（真空チャンバ）のチャンバ底１１に立設してフロッグレッグ機構４０の駆動を行わせるとともに、同様の従動リング５６（真空内回転体）及び従動リング５１（真空内回転体）を含むフロッグレッグ駆動機構５０（真空チャンバ用回転伝動機構兼支持機構）をウエハ移送チャンバ１０（真空チャンバ）のチャンバ蓋１２に垂設してフロッグレッグ機構６０の駆動を行わせることで、ゲート１３の先のウエハ処理チャンバ２１へのアクセスやゲート１４の先のウエハ処理チャンバ２４へのアクセスなどのウエハ移送動作を並列化することが可能となる。
しかしながら、この場合、チャンバ蓋１２の開閉に際し、フロッグレッグ駆動機構５０を自由状態にしておくとフロッグレッグ機構６０が自重等により延びてウエハ移送チャンバ１０の側壁等へぶつかってしまう一方、フロッグレッグ駆動機構５０が自由状態にならないような遠隔操作可能なロック機構等を付加するのは装置の複雑化を招くうえに更なる大形化も招いて上蓋開閉を伴う保守作業等が一層困難になってしまう。
【００１４】
これに対し、真空チャンバの底から真空チャンバの上蓋に至る筒状体を真空チャンバの底に立設しておいてこれに沿って回転体の対を総て重ねることで単純に２軸駆動から４軸駆動まで拡張することも考えられる。具体的には、図１１（ｂ）に模式図を示し、同図（ｃ）にそのＺＺ横断面図を示したが、筒状体の円筒側壁３３の外周に対して上下に従動リング３６，３１，５１，５６を重ねて設置するとともに、その円筒側壁３３の内腔に主動リング３５等を４重構造で設置するのである。
しかしながら、この場合、筒状体の内腔に配置される主動リング３５等の機構が独立回転駆動可能な同軸多重構造のために複雑になってしまうばかりか、４対の回転体についての調整等を一括して行わなければならない。このため、組立調整や保守作業等が極めて面倒なものとなってしまう。
そこで、磁気結合する回転体の対についてその多数化を図ったとしても、保守作業等を行うのが容易な構造を案出することも更なる課題となる。
【００１５】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、大形化しても開閉の容易な真空チャンバを実現することを目的とする。
また、この発明は、大形化したり回転伝動軸数が多くなったりしても保守作業等の容易な構造の真空チャンバを実現することをも目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために発明された第１乃至第４の解決手段について、その構成および作用効果を以下に説明する。
【００１７】
［第１の解決手段］
第１の解決手段の真空チャンバは（、出願当初の請求項１に記載の如く）、基板を横移送する移送機構が収められる真空チャンバにおいて、チャンバ本体に着脱される上蓋が、貫通開口の形成された枠部と、前記貫通開口を覆う小蓋とを有するものであることを特徴とする。
【００１８】
このような第１の解決手段の真空チャンバにあっては、上蓋が枠部と小蓋とに分かれ、枠部には貫通開口が形成されてその部分の重量が軽減されるとともに、小蓋はその貫通開口を覆う小形軽量のものとされるので、上蓋が個々の軽い部材に分割されることとなる。そして、上蓋をチャンバ本体に取り付ける際には、先ず上蓋のうち枠部をチャンバ本体に取り付けておいて、それからその枠部の開口に小蓋を取り付けて覆うことで、作業がなされる。上蓋をチャンバ本体から取り外す際には、その逆順で、作業がなされる。
【００１９】
これにより、基板そして移送機構の大形化に伴って上蓋が大きくなっても、分割されて個々には軽くなった枠部や小蓋を単位として上蓋の開閉作業が行われるので、上蓋全体を纏めて開閉する従来のものよりも小さな力で開閉することが可能となる。
したがって、この発明によれば、大形化しても開閉の容易な真空チャンバを実現することができる。
【００２０】
［第２の解決手段］
第２の解決手段の真空チャンバは（、出願当初の請求項２に記載の如く）、上記の第１の解決手段の真空チャンバであって、前記移送機構またはその駆動機構が、前記チャンバ本体および前記枠部の双方に分かれて支持されていることを特徴とする。
【００２１】
このような第２の解決手段の真空チャンバにあっては、大形化・多軸化に際して剛性の低下を回避する等のために移送機構等がチャンバ本体および枠部の双方によって支持されているが、その際、上下に分かれて支持がなされる。これにより、移送機構の駆動用回転体を総て単純に重ねたような場合（図１１（ｂ））に起こる同軸多重構造のための複雑化や保守作業等の煩雑化を回避することができる。
【００２２】
そして、基板破損時の真空チャンバ内の清掃作業や、移送機構の部分的な調整・保守などの作業に際しては、小蓋を外しただけで、枠部の開口から手や用具等を真空チャンバ内へ挿入して作業が行われる。
また、移送機構やその駆動機構などに対する大がかりな保守作業に際しては、先ず、小蓋を外して、そこに現れた開口から手や固定具等を挿入し、上蓋によって支持されている方の移送機構等を固定させておく。それから、上蓋の枠部を移送機構等と共に、チャンバ本体から取り外す。
【００２３】
このように、単板の上蓋でなく枠部と小蓋とに分かれた上蓋によって移送機構等が支持されるようにしたことにより、遠隔操作のロック機構等を付加するまでも無く、簡便に、移送機構やその駆動機構などが自重等により延びて真空チャンバの側壁等へぶつかってしまうのを防止することができる。
したがって、この発明によれば、大形化したり回転伝動軸数が多くなったりしても上蓋開閉の容易な且つ保守作業等も容易な真空チャンバを実現することができる。
【００２４】
［第３の解決手段］
第３の解決手段の真空チャンバは（、出願当初の請求項３に記載の如く）、上記の第１，第２の解決手段の真空チャンバであって、前記小蓋が、前記枠部に取着される厚い外枠部と、この外枠部によって囲まれた薄い内板部とを具備したものであることを特徴とする。
【００２５】
このような第３の解決手段の真空チャンバにあっては、真空チャンバの上蓋における小蓋について、その辺縁に位置する外枠部は別にしてもこれによって囲まれる内板部の部分が薄くなったことにより、小蓋の重量が軽くなり、その分だけ上蓋全体の重量も減少して軽くなる。
そして、小蓋が圧力差によって変形しても、薄い内板部においてはその変形によって発生する曲げ力が変形量の割に小さくて済むうえ隣接部位に伝達する程度も少ないことから、その分だけ外枠部へ伝達される曲げ力や曲げモーメントが減るので、厚い外枠部はその傾きが抑制される。
【００２６】
これにより、上蓋が大きいためにその一部である小蓋が或る程度大きくなってもその外枠部の傾きが少なくて、小蓋の辺縁下に配されるＯリング等の封止部材が外枠部によって押下され続けるので、上蓋の枠部に開口が貫通して形成されていても確実に気密を保つことが可能となる。
したがって、この発明によれば、真空状態を損なうこと無く真空チャンバの上蓋を軽くすることができる。
【００２７】
［第４の解決手段］
第４の解決手段の真空チャンバは（、出願当初の請求項４に記載の如く）、上記の第１，第２，第３の解決手段の真空チャンバであって、前記上蓋の前記枠部が前記チャンバ本体に対してその着脱部で固着されていることを特徴とする。
【００２８】
このような第４の解決手段の真空チャンバにあっては、上蓋全体の着脱自在性が失われる代わりに、気密性の向上と、市販のものより径の大きい特殊Ｏリングの不要化という利点を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
このような解決手段で達成された本発明の真空チャンバについて、これを実施するための形態を説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施形態は、上述した解決手段の真空チャンバであって、前記貫通開口および前記小蓋が複数設けられていることを特徴とする。
これにより、個々の小蓋や枠部を人力だけで移動させ得る程度にまで十分な小形化・軽量化を容易に図ることができる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施形態は、上述した第２の解決手段の真空チャンバであって、前記移送機構が、単一の又は複数並設されたものであることを特徴とする。
この場合、単一の移送機構を上下の駆動機構で駆動及び支持する形態や、複数の移送機構を同数の支持機構で支持する形態や、多数の移送機構を上下のグループに分けて支持する形態などが挙げられる。
【００３２】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施形態は、上述した第３の解決手段の真空チャンバであって、前記内板部が前記外枠部から真空側へ傾斜しているものである。
このような構造の真空チャンバにあっては、上蓋の枠部における貫通開口の開閉等に際してなされる小蓋の着脱が、その小蓋の外枠部を上蓋の枠部に取り付けたり取り外したりすることでなされる。そして、取着された厚い外枠部は変形や傾斜などが少ない一方で薄い内板部は曲げ変形し易いのであるが、その内板部が外枠部のところから真空側へ傾斜していることから、チャンバ内外の圧力差によって内板部にかかる力が内板部の面方向における引っ張り応力の分力によって相殺されるように受け止められるので、内板部の曲げ変形が少なくて済む。
このように内板部の変形態様に沿うように内板部が形成されていることにより、柔の内板部と剛の外枠部との接合部に発生しやすい不都合な応力集中についても、その発生を回避・抑制することが可能となる。そこで、真空状態を損なうこと無く真空チャンバの上蓋における小蓋を軽くするために薄い内板部を導入しても小蓋を丈夫に保つことができる。
【００３３】
【実施例】
このような解決手段や実施形態で達成された本発明の真空チャンバについて、その具体的形態を第１実施例〜第４実施例により説明する。
第１実施例は上記の第１解決手段および第１実施形態を具体化したものであり、第２実施例は上記の第２解決手段および第２実施形態を具体化したものであり、第３実施例は上記の第３解決手段および第３実施形態を具体化したものであり、第４実施例は上記の第４解決手段を具体化したものである。何れも、ウエハ移送チャンバ１０（真空チャンバ）内に、フロッグレッグ機構４０（移送機構）及びフロッグレッグ駆動機構３０（支持機構）が収められている。また、第２実施例〜第４実施例にあっては、さらにフロッグレッグ機構６０（移送機構）及びフロッグレッグ駆動機構５０（支持機構）も収められている。以下、このようなウエハ移送チャンバ１０であって、周りにウエハ処理チャンバ２１〜２６が連結されていて、それらのウエハ処理チャンバ２１〜２６間でウエハ（基板）を横移送するものについて、従来との相違点を中心に述べる。
【００３４】
［第１実施例］
その上蓋の斜視図を図１（ａ）に示すとともに全体構造の縦断面図を同図（ｂ）に示した本発明の第１実施例の真空チャンバは、従来の上蓋１２に代わって新たに導入された上蓋が上蓋枠部１２０と小蓋１２１，１２２，１２３とに分割されている点で、図１０の従来形真空チャンバと相違する。なお、図示に際して、ボルト等の締結具・取着具や真空ポンプ・圧力計等の付属装置などは割愛した。また、（ａ）の斜視図では開閉機構１７の図示も割愛した。ただし、フロッグレッグ駆動機構３０の駆動源である電動モータ３７がチャンバ底１１を貫いて大気側に設けられているのは図示した。
【００３５】
上蓋枠部１２０は、大きな３つの開口１２０ａ，１２０ｂ，…が貫通形成されて、チャンバ側壁１３の上端に対応した辺縁部分と、この辺縁部分から中央部分へ延びて繋がる３本の梁条部分とからなっている。そして、図示しないボルトでその辺縁部分がチャンバ側壁１３の上端に対して取着されるとそれらの間にＯリング１６を挟んでシールするようになっている。これにより、この上蓋は、複数の貫通開口が形成された枠部を有するとともに、この枠部のところでチャンバ本体に着脱されるものとなっている。
【００３６】
小蓋１２１は、上蓋枠部１２０の一つの開口１２０ａよりも少し大きく形成されていて、図示しないボルトで上蓋枠部１２０に取着されると、そこの開口１２０ａを覆うとともに、やはりＯリング１２１ａを挟んでシールするようになっている。小蓋１２２，小蓋１２３も同様である。これにより、この上蓋は、複数形成された貫通開口を覆う小蓋も複数設けられたものとなっている。なお、小蓋１２１には、ウエハ処理チャンバ２１等へのゲート手前のところを覗くための石英製窓部１２１ｂや、手で持ったりクレーンのフックを掛けたりするための把手１２１ｃも設けられている。小蓋１２２，１２３も同様のものである。
【００３７】
このような構造のウエハ移送チャンバ１０では、その内部が真空にされると、上蓋には上から大気圧がかかり上蓋の中央が下方へ押されるが、上蓋を構成する枠部１２０や小蓋１２１，１２２，１２３が厚くて十分な剛性が確保されているので、上蓋はあまり変形しない。
こうして、上蓋の枠部１２０における辺縁部の下面がチャンバ側壁１３の上面に密着し続けるので、Ｏリング１６によってウエハ移送チャンバ１０内の気密が確実に保たれる。
【００３８】
一方、ウエハ移送チャンバ１０内でウエハがフロッグレッグ機構４０から落下しそうになった場合や、フロッグレッグ機構４０の一部を修理するような場合には、チャンバ内圧力を大気圧に戻すとともにフロッグレッグ機構４０の動作を停止させ、その停止位置の上方に有る小蓋１２１等を取り外す（図２（ａ）参照）。そして、そこの開口１２０ａからその下方のウエハやフロッグレッグ機構４０を処置する。処置後は小蓋１２１等を戻して開口１２０ａを塞ぐ。
こうして、小蓋を外しただけで部分的な保守作業などが行われるが、個々の小蓋は２０〜３０ｋｇ程度のものなので、容易に開閉することができる。
【００３９】
他方、フロッグレッグ機構４０を支持するフロッグレッグ駆動機構３０を修理・交換するような場合には、チャンバ内圧力を大気圧に戻すとともにフロッグレッグ機構４０の動作を停止させ、さらに小蓋１２１，１２２，１２３の総てを順に上蓋枠部１２０から取り外す。それから、開閉機構１７等を用いて上蓋枠部１２０も開ける（図２（ｂ）参照）。そして、大きく開いた上方からチャンバ本体内のフロッグレッグ駆動機構３０等を処置する。処置後は逆順に上蓋枠部１２０や小蓋１２１等を戻して蓋をする。
こうして、上蓋全体を外しての全体的な保守作業などが行われるが、各小蓋の開閉が容易なことに加えて、上蓋枠部１２０も４０〜５０ｋｇ程度のものなので、開閉機構１７が小形で簡易なものであっても容易に開閉がなされる。
【００４０】
［第２実施例］
図３（ａ）の縦断面図に構造を示した本発明の第３実施例の真空チャンバは、移送機構としてフロッグレッグ機構４０だけでなくこれに加えてフロッグレッグ機構６０も導入されている点で、上述した第１実施例の真空チャンバと相違する。なお、図３（ｂ）はそれらのフロッグレッグ機構４０，６０を重ねて見た平面図である。
【００４１】
フロッグレッグ機構６０は、フロッグレッグ機構４０とほぼ同様のものであり、図示に際しその構成要素にはフロッグレッグ機構４０の対応構成要素の符号に“２０”を足した符号を付して示したが、フロッグレッグ機構４０との干渉を避けるためにフロッグレッグ機構４０の上方に配置されている。また、狭いゲート１４，１５のところを通過し易いようにフロッグレッグ機構６０のウエハブレード６３はフロッグレッグ機構４０のウエハブレード４３の直ぐ上の高さに位置するようになっている。これにより、この真空チャンバは、移送機構が複数並設されたものとなっている。
【００４２】
フロッグレッグ駆動機構５０は、フロッグレッグ駆動機構３０とほぼ同様のものであり、やはり図示に際しその構成要素にはフロッグレッグ駆動機構３０の対応構成要素の符号に“２０”を足した符号を付して示したが、フロッグレッグ駆動機構３０とは上下逆さにされた状態でフロッグレッグ駆動機構３０の直上において上蓋枠部１２０に垂設されている。また、その電動モータ５７は、配線や保守等の作業性を考慮して、上蓋枠部１２０の中央に穿孔された貫通口から大気側に突き出るように設置される。これにより、この真空チャンバは、移送機構の駆動機構も複数並設されたものとなっている。
【００４３】
このように、チャンバ底１１によって支持されたフロッグレッグ駆動機構３０によってフロッグレッグ機構４０が支持されることに加えて、上蓋枠部１２０によって支持されたフロッグレッグ駆動機構５０によってフロッグレッグ機構６０が支持されることにより、この真空チャンバは、移送機構およびその駆動機構がチャンバ本体および上蓋枠部の双方に分かれて支持されたものとなっている。
【００４４】
この第２実施例の真空チャンバ及びその移送機構について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図４は、処理チャンバ間のウエハ移送を並列に行うときの動作説明図であり、図５は、処理チャンバ間でウエハを一度に交換するときの動作説明図であり、図６は、真空チャンバ内の清掃や移送機構の修理・交換等のために上蓋を開けるときの動作説明図である。以下、装置の設置作業、ウエハの並列移送動作、ウエハの交換動作、上蓋の取り外し作業の順に述べる。
【００４５】
ウエハ移送チャンバ１０の周りには、各ウエハ処理チャンバ２１〜２６が連結されるが、通常何れかのチャンバはウエハの搬入搬出用とされる。また、フロッグレッグ駆動機構３０及びフロッグレッグ機構４０には、それだけでの単体テストが済んで単独動作の確認されたユニットが用いられる。フロッグレッグ駆動機構５０及びフロッグレッグ機構６０も同じである。そして、フロッグレッグ駆動機構３０をチャンバ底１１に固定し、これにフロッグレッグ機構４０を取り付け、電動モータ３７への給電線をドライバ及びコントローラに接続する。
【００４６】
また。チャンバ本体から外されていて而も小蓋１２１，１２２，１２３も外されている上蓋枠部１２０に対してフロッグレッグ駆動機構５０を固定し、これにフロッグレッグ機構６０も取り付ける。このとき、フロッグレッグ機構６０が勝手に延びたり変形しなりしないように鎖やロックピンなどの用具を用いてフロッグレッグ機構６０を仮に固定しておく。それから、フロッグレッグ機構６０及びフロッグレッグ駆動機構５０と共に上蓋枠部１２０をチャンバ本体に載せて図示しないボルトで固定する。
【００４７】
この状態で上蓋枠部１２０の開口１２０ａを介してフロッグレッグ機構６０から仮止めの用具を取り外す。それから、上蓋枠部１２０の上に、小蓋１２１，１２２，１２３を載せて開口１２０ａ等を塞ぐ。
最後に、電動モータ５７への給電線をドライバ及びコントローラに接続して、また真空ポンプ等の付属装置も適宜連結して、装置の設置作業を終える。
【００４８】
こうして設置が済むと、真空チャンバ内の機構を磁気結合によって大気側から駆動することができるようになる。すなわち、電動モータ３７を作動させると、主動リング３５が大気状態の円筒側壁３３内で回転し、これに随伴して従動リング３１が真空状態の円筒側壁３３外周で回転し、これによってフロッグレッグ機構４０の一方のアーム４１が駆動される。同様にして、図示しない他の電動モータの作動によりフロッグレッグ駆動機構３０の従動リング３６が回転して、フロッグレッグ機構４０の他方のアーム４１が駆動される。さらに、電動モータ５７等によりフロッグレッグ駆動機構５０の従動リング５１，５６を介してフロッグレッグ機構６０の一対のアーム６１が駆動される。
【００４９】
次に、処理チャンバ間でのウエハ移送を並列に行うには、例えばウエハ処理チャンバ２２内のウエハ２２ａをウエハ処理チャンバ２３へ移動させると同時にウエハ処理チャンバ２３内のウエハ２３ａをウエハ処理チャンバ２５へ移動させる場合、フロッグレッグ駆動機構５０を同相回転させてフロッグレッグ機構６０をウエハ処理チャンバ２２のゲート前へ移動させ、フロッグレッグ駆動機構３０も同相回転させてフロッグレッグ機構４０をウエハ処理チャンバ２３のゲート前へ移動させてから、フロッグレッグ駆動機構３０，５０を何れも逆相回転させてフロッグレッグ機構４０，６０のウエハブレード４３，６３をウエハ処理チャンバ２３，２２内へ前進させる（図４（ａ）参照）。このとき、ウエハ処理チャンバ２２，２３ではウエハ２２ａ，２３ａがリフタピン等によって持ち上げられてウエハブレード６３，４３へ移載可能な状態にされている。
【００５０】
そして、ウエハ２２ａの乗ったフロッグレッグ機構６０及びウエハ２３ａの乗ったフロッグレッグ機構４０が後退駆動されると、ウエハ２２ａ，２３ａがウエハ処理チャンバ２２，２３からウエハ移送チャンバ１０内へ取り出される。さらに、フロッグレッグ駆動機構５０によってフロッグレッグ機構６０がウエハ処理チャンバ２３のゲート前まで回転移動させられ、同時に、フロッグレッグ駆動機構３０によってフロッグレッグ機構４０がウエハ処理チャンバ２５のゲート前まで回転移動させられる（図４（ｂ）参照）。
【００５１】
それから、ウエハブレード４３，６３をウエハ処理チャンバ２５，２３内へ前進させ（図４（ｃ）参照）、ウエハ処理チャンバ２５，２３内のリフタピン等に受け取らせてから、ウエハブレード４３，６３を後退させる。そのようにフロッグレッグ機構４０，６０がフロッグレッグ駆動機構３０，５０によって駆動されるように電動モータ３７等，５７等の同期制御を行う。
こうして、２枚のウエハ２２ａ，２３ａが速やかに移動する。
【００５２】
これに対し、処理チャンバ間でウエハを一度に交換するには、例えばウエハ処理チャンバ２２内のウエハ２２ａとウエハ処理チャンバ２３内のウエハ２３ａとを入れ替える場合、ウエハ処理チャンバ２２，２３それぞれの前にフロッグレッグ機構４０，６０を回転移動させてから前進させ（図５（ａ）参照）、ウエハ２２ａ，２３ａを受け取ってから後退させ（図５（ｂ）参照）、さらに、フロッグレッグ機構４０，６０を相手方のところへ回転移動させて（図５（ｃ）参照）前進させ（図５（ｄ）参照）、ウエハ２２ａ，２３ａを渡してから後退させる（図５（ｅ）参照）。こうして、２枚のウエハ２２ａ，２３ａがウエハ移送チャンバ１０から外へ一度も出されること無く速やかに入れ替わる。
【００５３】
保守等のために上蓋をチャンバ本体から取り外すには、設置のときと逆の手順で作業がなされる。例えばフロッグレッグ機構６０が故障したような場合には、先ず、電動モータ５７への給電線を外し、上蓋枠部１２０から小蓋１２１，１２２，１２３を外す（図６（ａ）参照）。次に、上蓋枠部１２０の開口１２０ａを介してフロッグレッグ機構６０の仮止めを行う。その後、フロッグレッグ機構６０及びフロッグレッグ駆動機構５０と共に上蓋枠部１２０をチャンバ本体から上方へ揚げて外す（図６（ｂ）参照）。
【００５４】
こうして上蓋と一緒にフロッグレッグ機構６０を外しても、フロッグレッグ機構６０が仮止めされているので、フロッグレッグ機構６０がチャンバ側壁１３等に衝突するようなことも無く、容易に上蓋がチャンバ本体から取り外される。
そして、フロッグレッグ機構６０を交換した後は、上述した設置作業と同様にして動作可能状態に復元する。
【００５５】
［第３実施例］
図７に縦断面構造図を示した本発明の第３実施例の真空チャンバは、小蓋１２１等が以下のようになっている点で上述の第２実施例のものと相違する。
【００５６】
小蓋１２１は、厚い外枠部１２１ｄと、薄い内板部１２１ｅと、窓部１２１ｆとが気密を保つために溶接されて一体となったものである。
外枠部１２１ｄは、第２実施例のものとほぼ同じ外周のアルミニウム厚板から内側をくり貫いて製造され、内周が上蓋枠部１２０の開口１２０ａより少し小さくなるよう形成される。そして、図示は割愛したが、上蓋枠部１２０へ着脱可能とするためのボルト挿通穴の穿孔や、Ｏリング接触面の平滑仕上げ等も行われたものとなっている。
【００５７】
内板部１２１ｅは、製造個数に応じて選ばれる鍛造・絞り・プレス等の何れかの加工方法によってアルミニウム製の薄い平板から製造され、その中央部を延ばして椀状・部分球面状に湾曲させられる。その湾曲形状についての曲率等は、剛性のほとんどない柔らかな布状物や鎖状物等を自然に垂らしたときの形状に基づいて、あるいはコンピュータシミュレーションでの算出値に基づいて、チャンバ内外の圧力差によって板部にかかる力が板部の面方向における引っ張り応力の分力と釣り合うような曲率等にされる。
【００５８】
そして、内板部１２１ｅは、外周が外枠部１２１ｄの内周に一致するようにその余分な縁が切り落とされてから、その縁端が外枠部１２１ｄにおける下面と内周面との角に対して溶接によって接合される。これにより、小蓋１２１は、内板部１２１ｅが外枠部１２１ｄで囲まれるとともに、内板部１２１ｅが外枠部１２１ｄとの接合部からチャンバ本体内へ向けて下るようにして外枠部１２１ｄから真空側へ傾斜したものとなっている。
【００５９】
フロッグレッグ機構４０によるウエハ移送状態を目視確認するために各ウエハ処理チャンバ２１のゲート前に当たるところに配置される窓部１２１ｆも、内板部１２１ｅの該当部位に溶接されるが、このような窓等が付いていても、小蓋１２１の重量は高々１０ｋｇで済むようになる。他の小蓋１２２，１２３も同様である。
【００６０】
このような構造のウエハ移送チャンバ１０では、その内部が真空にされると、小蓋１２１にも上から大気圧がかかり内板部１２１ｅが下方へ押されるが、もともと変形の向きに傾斜及び湾曲している内板部１２１ｅはほとんど変形せず曲がっても僅かであり、発生する応力もほとんどが面内での引っ張り力となる。外枠部１２１ｄとの接合部に対し内板部１２１ｅから伝えられる力も同様のものに限られる。そして、この力に基づく外枠部１２１ｄに対するモーメントは、小さいので、ボルト等の締結力によって簡単に打ち消される。
こうして、外枠部１２１ｄの下面が上蓋枠部１２０の上面に密着し続けるので、そこに挟まれたＯリングによって上蓋枠部１２０の開口１２０ａ周りが密封され、同様にして開口１２０ｂ周りも密封されるので、ウエハ移送チャンバ１０内の気密が確実に保たれる。
【００６１】
［第４実施例］
図８に縦断面構造図を示した本発明の第４実施例の真空チャンバは、上蓋の枠部１２０がチャンバ本体の側壁１３に対してその着脱部で接合によって固着されている点で上述の第３実施例のものと相違する。
【００６２】
その接合部１２０ｄは、銀鑞・金鑞の如き金属製の接合材や、熱可塑性・弾性など所要の特性を持った樹脂製の接着剤などによって気密に接合される。Ｏリングは用いられ無い。
なお、その接合を剥がすときのことも勘案して、気密性を損なわない範囲であれば、着脱部全面を接合する代わりに、着脱部の最外周部分に浅い溝を形成しておいてそこに接合材等を埋め込むようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の解決手段の真空チャンバにあっては、軽くなった分割単位で上蓋の開閉作業が行われるようにしたことにより、基板そして移送機構の大形化に伴って上蓋が大きくなっても上蓋開閉の容易な真空チャンバを実現することができたという有利な効果が有る。
【００６４】
また、本発明の第２の解決手段の真空チャンバにあっては、上蓋の枠部及び小蓋への分割と、移送機構等の支持機構の分割とを組み合わせたことにより、同軸多重構造のための複雑化や保守作業等の煩雑化を回避するとともに、移送機構等の真空チャンバ側壁等への干渉をも簡便に回避して、大形化したり回転伝動軸数が多くなったりしても上蓋開閉の容易な且つ保守作業等も容易な真空チャンバを実現することができたという有利な効果を奏する。
【００６５】
さらに、本発明の第３の解決手段の真空チャンバにあっては、上蓋の開口を覆う小蓋について封止部材を押さえる外枠部を残して薄い内板部を導入して内板部変形の外枠部傾きに与える影響が減るようにしたことにより、上蓋と共に小蓋が大きくなってもその外枠部の傾きが抑えられ、その結果、真空状態を損なうこと無く真空チャンバの上蓋を軽くすることができたという有利な効果が有る。
【００６６】
また、本発明の第４の解決手段の真空チャンバにあっては、気密性が向上するとともに、市販のものより径の大きい特殊Ｏリングを使用しないでも済むという有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空チャンバの第１実施例について、斜視図及び縦断面図である。
【図２】その上蓋を開けたときの状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の真空チャンバの第２実施例について、縦断面図等である。
【図４】その内部のウエハ移送ロボット等の動作説明図である。
【図５】その内部のウエハ移送ロボット等の他の動作説明図である。
【図６】その上蓋を開けたときの状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の真空チャンバの第３実施例について、その縦断面図である。
【図８】本発明の真空チャンバの第４実施例について、その縦断面図である。
【図９】一般的な真空チャンバの利用例である。
【図１０】従来の真空チャンバについて、その縦断面図である。
【図１１】その回転伝動機構を直截的に拡張したときに想定される模式図である。
【符号の説明】
１０    ウエハ移送チャンバ（真空チャンバ）
１１          チャンバ底（チャンバ本体）
１２          上蓋
１３          チャンバ側壁（チャンバ本体）
１４，１５    ゲート
１６          Ｏリング（封止部材）
１７          開閉機構
２１，〜２６  ウエハ処理チャンバ
２２ａ，２３ａ  ウエハ（基板）
３０    フロッグレッグ駆動機構（移送機構の支持機構）
３１          従動リング（真空内回転リング、回転体）
３２          磁石（磁気結合手段）
３３          円筒側壁（支持筒）
３４          磁石（磁気結合手段）
３５          主動リング（大気側回転リング、回転体）
３６          従動リング（真空内回転リング、回転体）
３７          電動モータ
４０    フロッグレッグ機構（移送機構）
４１          アーム
４２          リンク
４３          ウエハブレード
５０    フロッグレッグ駆動機構（移送機構の支持機構）
５１          従動リング（真空内回転リング、回転体）
５６          従動リング（真空内回転リング、回転体）
５７          電動モータ
６０    フロッグレッグ機構（移送機構）
６１          アーム
６２          リンク
６３          ウエハブレード
１２０  上蓋枠部（真空チャンバの上蓋における枠部）
１２０ａ，１２０ｂ  開口（真空チャンバの上蓋における貫通開口）
１２０ｄ      接合部（上蓋枠部とチャンバ本体との接合部）
１２１  小蓋（真空チャンバの上蓋における小蓋）
１２１ａ      Ｏリング（封止部材）
１２１ｂ      窓部
１２１ｃ      把手
１２１ｄ      外枠部
１２１ｅ      内板部
１２１ｆ      窓部
１２２，１２３  小蓋（真空チャンバの上蓋における小蓋）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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