(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室と、
この真空処理室との間に設けられた真空側ゲートバルブと、当該真空側ゲートバルブとは反対の側に設けられた大気側ゲートバルブとを有し、前記真空側ゲートバルブを介して真空処理室と連通する真空予備室と、
この真空予備室内に設けられ、前記真空処理室に対して被処理体を搬入・搬出する搬送アームと、
前記真空予備室内に設けられた、被処理体を一時的に支持するための第１および第２のバッファと
を備え、
前記第１のバッファを前記真空処理室側に、前記第２のバッファを前記大気側ゲートバルブ側に、それぞれ配置し、前記第１および第２のバッファ並びに前記真空処理室を一直線上に配置すると共に、
前記搬送アームは、屈伸自在のアーム部と、被処理体を支持する支持部とを有すると共に、前記アーム部の屈伸運動に伴って、前記支持部が姿勢を保持しつつ旋回することなく前記一直線に対応する直進運動経路に沿ってのみ連続的に直進運動するように構成されている、ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記搬送アームのアーム部は、
旋回駆動軸と、
この旋回駆動軸に固定された基端部と、先端部とを有する駆動側旋回アームと、
この駆動側旋回アームの先端部に旋回従動軸を介して回動自在に連結された基端部と、
前記支持部が関節部を介して回動自在に連結された先端部とを有する従動側旋回アームと、
前記旋回駆動軸と前記旋回従動軸との間、および前記旋回従動軸と前記関節軸との間にそれぞれ設けられた動力伝達部材とを備えた、ことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記第１のバッファの下方にプリアライメント機構が設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記プリアライメント機構は、被処理体を昇降及び回転させる昇降・回転駆動部を有する、ことを特徴とする請求項３記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記第１および第２のバッファのいずれか一方にプリアライメント機構が設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記プリアライメント機構は、被処理体を昇降及び回転させる昇降・回転駆動部を有する、ことを特徴とする請求項５記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記搬送アームの支持部は、開閉可能な一対のピックからなり、その閉時に被処理体の下面を支持し、開時に被処理体を解放するように構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項８】
前記第１および第２のバッファは、各バッファに支持された被処理体同士が垂直方向から見て重なり合うように設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項９】
前記搬送アームの支持部は、それぞれ被処理体を支持可能な上段側支持部と下段側支持部とを有し、
これらの上段側支持部と下段側支持部とは、前記支持部の直進方向で互いに前後にオフセットしている、ことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項１０】
前記搬送アームの支持部が、前記第１および第２のバッファの少なくとも一方として機能する、ことを特徴とする請求項９記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は、例えば、半導体ウェーハ、ＬＣＤ基板等の被処理体の真空処理装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
半導体デバイスを製造するための各工程において、被処理体としての半導体ウェーハをクリーンルーム側から所定の処理を行うプロセス室側へ引き渡すために、あるいは処理済みの半導体ウェーハをプロセス室側からクリーンルーム側へ引き渡すために、ロード・ロック室及びトランスファチャンバが設けられている。そして、ロード・ロック室及びトランスファチャンバに半導体ウェーハを搬送する搬送装置が設けられている。
【０００３】
すなわち、従来の真空処理装置は、処理室、ロード・ロック室及びトランスファチャンバが連設された構造である。そして、スループットを犠牲にしないように考慮すると、ロード・ロック室の真空雰囲気内に処理済み及び処理前の少なくとも２枚の半導体ウェーハを格納する必要がある。
【０００４】
また、従来、搬送装置としての搬送アーム機構には、スカラ（SCARA；Select-ive Compliance Assembly Robot Arm）型ツインピックアップ、スカラ型デュアルアームタイプ、フロッグレッグ型ツインピックタイプ等が知られている。これらは、いずれもアームを回動自在に連結した多関節構造であり、アームの基端側に旋回機構を有し、先端側に半導体ウェーハを支持するピックを有している。そして、アームの旋回運動及び関節部の屈伸運動によって、半導体ウェーハを搬送するようになっている。
【０００５】
しかしながら、前述したスカラ型ツインピックアップ、スカラ型デュアルアームタイプ、フロッグレッグ型ツインピックタイプ等の搬送アームは、構成要素が多くて構造と動作が複雑であり、またアームが旋回するスペースを設けるためにロード・ロック室が大型化し、コストが高くなっている。
【０００６】
【発明の開示】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、搬送アームの構造および動作の簡素化により、装置の小型化とコストダウンを図ることのできる真空処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するために、真空処理室と、この真空処理室との間に設けられた真空側ゲートバルブと、当該真空側ゲートバルブとは反対の側に設けられた大気側ゲートバルブとを有し、前記真空側ゲートバルブを介して真空処理室と連通する真空予備室と、この真空予備室内に設けられ、前記真空処理室に対して被処理体を搬入・搬出する搬送アームと、前記真空予備室内に設けられた、被処理体を一時的に支持するための第１および第２のバッファとを備え、前記第１のバッファを前記真空処理室側に、前記第２のバッファを前記大気側ゲートバルブ側に、それぞれ配置し、前記第１および第２のバッファ並びに前記真空処理室を一直線上に配置すると共に、前記搬送アームは、屈伸自在のアーム部と、被処理体を支持する支持部とを有すると共に、前記アーム部の屈伸運動に伴って、前記支持部が姿勢を保持しつつ旋回することなく前記一直線に対応する直進運動経路に沿ってのみ連続的に直進運動するように構成されている、ことを特徴とする真空処理装置を提供するものである。
【０００９】
このような真空処理装置によれば、搬送アームにおいてアーム部を屈伸するだけで支持部で支持した被処理体の搬入・搬出を行うことができるので、搬送アームの構造および動作を簡素化することができる。また、搬送アームを旋回する必要がないので、真空予備室の小型化を図ることができる。従って、従来よりも真空処理装置のコストダウンを図ることができる。
【００１０】
前記搬送アームのアーム部は、旋回駆動軸と、この旋回駆動軸に固定された基端部と、先端部とを有する駆動側旋回アームと、この駆動側旋回アームの先端部に旋回従動軸を介して回動自在に連結された基端部と、前記支持部が関節部を介して回動自在に連結された先端部とを有する従動側旋回アームと、前記旋回駆動軸と前記旋回従動軸との間、および前記旋回従動軸と前記関節軸との間にそれぞれ設けられた動力伝達部材とを備えるように構成することができる。
【００１１】
前記真空予備室内において、前記第１のバッファが前記真空処理室側に、前記第２のバッファが前記真空処理室とは反対の側に、それぞれ配置されると共に、前記第１のバッファの下方にプリアライメント機構が設けられていてもよい。
【００１２】
また、前記第１および第２のバッファのいずれか一方にプリアライメント機構が設けられていてもよい。
【００１３】
これらの真空処理装置によれば、プリアライメント機構によって、被処理体に対して、真空処理室に搬入する前にアライメントを行うことができる。
【００１４】
また、前記搬送アームの支持部は、開閉可能な一対のピックからなり、その閉時に被処理体の下面を支持し、開時に被処理体を解放するように構成するともできる。
【００１５】
このような真空処理装置によれば、搬送アームにおいて、一対のピックを開閉することにより、アーム部の屈伸によらずに被処理体の授受を行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記第１および第２のバッファは、各バッファに支持された被処理体同士が垂直方向から見て重なり合うように設けてもよい。
【００１７】
さらに、前記搬送アームの支持部は、それぞれ被処理体を支持可能な上段側支持部と下段側支持部とを有し、これらの上段側支持部と下段側支持部とは、前記支持部の直進方向で互いに前後にオフセットしているように構成してもよい。その場合、前記搬送アームの支持部が、前記第１および第２のバッファの少なくとも一方として機能するようにすることもできる。
【００１８】
これらの真空処理装置によれば、前後にオフセットした上段側支持部と下段側とで、それぞれ被処理体を支持することで、２つの支持部を独立して動かすものよりも構造を簡素化すると共に、搬送アームの動作の低減を図ることができる。
【００１９】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明による真空処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１ａ〜図３は第１の実施形態を示している。図１ａに示す真空処理装置は、被処理体としての半導体ウェーハ（以下、単にウェーハＷという）をエッチング処理する真空処理室１と、真空予備室２とを備えている。この場合、真空予備室２は、トランスファチャンバとロード・ロック室とを兼ねている。真空処理室１と真空予備室２とは、真空側ゲートバルブ３を介して連通している。真空予備室２の真空側ゲートバルブ３とは反対の側には、大気側ゲートバルブ４が設けられている。
【００２１】
真空予備室２の略中央部には、後述するスカラ型シングルピックタイプの搬送アーム５が設けられている。真空予備室２内には、ウェーハＷを一時的に支持するための第１および第２のバッファ６，７が、それぞれ搬送アーム５を挟むように設けられている。このうち、第１のバッファ６は真空処理室１側に設けられ、第２のバッファ７は大気側ゲートバルブ４側（真空処理室１とは反対の側）に設けられている。
【００２２】
次に、上記搬送アーム５は、屈伸自在のアーム部５ａと、ウェーハＷを支持する二股状の支持部１６とを有している。アーム部５ａについて説明すると、図１ｂに示すように、真空予備室２の底部であるベース１１には、正逆回転可能なモータ等の旋回駆動部１２が鉛直方向に固定されている。この旋回駆動部１２は、真空予備室２の内部に突出した旋回駆動軸１３を有している。この旋回駆動軸１３には、駆動側旋回アーム１４の基端部が固定されている。
【００２３】
図１ａ及び図１ｂに示すように、駆動側旋回アーム１４の先端部には従動側旋回アーム１５の基端部が（水平面内で）回動自在に連結されている。この従動側旋回アーム１５の先端部には、上記支持部１６が（水平面内で）回動自在に連結されている。そして、駆動側旋回アーム１４と従動側旋回アーム１５の回動によってアーム部５ａが屈伸し、これに伴って支持部１６が姿勢を維持したまま直進運動するようになっている。
【００２４】
そして、上記の第１及び第２のバッファ６，７は、搬送アーム５における支持部１６の直進運動経路上に配置されている。これら第１のバッファ６と第２のバッファ７とは同一構造であるため、図２に示す第１のバッファ６についてのみ説明する。図２に示すように、真空予備室２の内部にはエアシリンダあるいはモータ等の昇降駆動部１７によって昇降する一対の昇降軸１８が設けられている。各昇降軸  １８の上端部には、支持片１９が固定されている。この支持片１９は上面に段差を有しており、その下段には樹脂、シリコンゴム、あるいはセラミック等からなる複数本（好ましくは３，４本）のバッファピン２０が突設されている。
【００２５】
そして、バッファ６，７は、これらのバッファピン２０によってウェーハＷの周縁部を下方から支持するようになっている。なお、これらのバッファピン２０に代えて着脱式のＯ（オー）リングを用いることもできる。その場合は、清掃時にＯリング自体を交換することで、バッファピン２０回りの清掃の困難性を回避することができる。
【００２６】
さらに、図１ｂに示すように、第１のバッファ６の下方には、ウェーハＷをプリアライメントするプリアライメント機構２１が設けられている。このプリアライメント機構２１は、真空予備室２のベース１１に設けられた昇降・回転駆動部２２によって昇降及び回転する円板２３と、この円板２３から鉛直方向に突出する複数本のピン２４とを有している。そして、プリアライメント機構２１は、複数本のピン２４によってウェーハＷを水平状態に支持してプリアライメントするようになっている。
【００２７】
次に、第１の実施形態の動作について、図３に示す（ａ）〜（ｋ）の各段階毎に説明する。
【００２８】
図３（ａ）は、真空処理室１内でウェーハＷのエッチング処理中を示している。この段階では、真空側ゲートバルブ３（図１ａ）は閉塞され、搬送アーム５は真空予備室２内において待機状態にある。
【００２９】
図３（ｂ）は、ウェーハＷのエッチング処理が終了し、リフターピン（図示しない）によってウェーハＷが上昇し、同時に真空側ゲートバルブ３が開放された状態を示す。
【００３０】
図３（ｃ）は、処理済みのウェーハＷを真空処理室１から搬出する状態を示している。この段階では、まず、搬送アーム５の支持部１６が前進して真空処理室１内のウェーハＷの下方に位置すると、リフターピンが下降してウェーハＷが支持部１６に載置される。また、第２のバッファ７が下降位置で待機し、搬送アーム５の支持部１６が後退する。
【００３１】
図３（ｄ）は、処理済みのウェーハＷを真空処理室１から真空予備室２へ搬出した状態を示している。この段階では、支持部１６に支持されたウェーハＷが第２のバッファ７上に位置すると、第２のバッファ７が上昇して支持部１６からウェーハＷを受け取る。
【００３２】
図３（ｅ）は、搬送アーム５の支持部１６が真空予備室２内において前進した状態を示す。
【００３３】
図３（ｆ）は、搬送アーム５の支持部１６が第１のバッファ６上に位置した状態を示している。この段階では、第１のバッファ６に支持された処理前のウェーハＷが支持部１６に受け渡される。
【００３４】
図３（ｇ）は、処理前のウェーハＷを真空処理室１に搬入する状態を示している。この段階では、搬送アーム５の支持部１６が前進し、支持部１６が真空処理室１内の下部電極（図示しない）上に位置すると、リフターピンが上昇して支持部１６からウェーハＷを受け取る。その後、搬送アーム５の支持部１６は後退し、真空側ゲートバルブ３が閉塞される。
【００３５】
図３（ｈ）は、真空処理室１内でエッチング処理中を示している。この段階では、真空予備室２にＮ２ガスが供給され、大気圧になると、大気側ゲートバルブ４（図１ａ）が開放される。
【００３６】
図３（ｉ）は、大気側ゲートバルブ４が開放した後、処理済みのウェーハＷを真空予備室２から搬出し、処理前のウェーハＷを真空予備室２に搬入する状態を示している。この段階では、処理前のウェーハＷの搬入が終了する。すなわち、処理前のウェーハＷが第２のバッファ７に支持されると、大気側ゲートバルブ４が閉塞される。
【００３７】
図３（ｊ）は、真空予備室２が真空引きされ、搬送アーム５の支持部１６が後退し、第１及び第２のバッファ６，７が下降した状態を示す。
【００３８】
図３（ｋ）は、搬送アーム５の支持部１６が前進し、第２のバッファ７が上昇した状態を示している。この段階で、真空処理室１内でエッチングが終了すると、再び図３（ａ）に戻り、前述した動作を繰り返す。
【００３９】
本実施形態によれば、真空予備室２内にスカラ型シングルピックタイプの搬送アーム５を設けることにより、搬送アーム５においてアーム部５ａを屈伸するだけで支持部１６で支持したウェーハＷの搬入・搬出を行うことができる。このため、搬送アームの構造および動作を簡素化することができる。また、搬送アーム５を旋回する必要がないので、真空予備室２の小型化を図ることができる。従って、従来よりも真空処理装置のコストダウンを図ることができる。
【００４０】
また、真空予備室２内において第１のバッファ６の下方にプリアライメント機構２１を設けているため、真空処理室１に搬入する直前にウェーハＷのプリアライメントを行うことができる。このため、真空処理室１にウェーハＷを精度良く搬入することができる。
【００４１】
次に、図４〜図８は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、真空予備室２の内部にスカラ型シングルクワガタピックタイプの搬送アーム３０を配置したものである。
【００４２】
図４に示すように、前記搬送アーム３０は、屈伸駆動用アーム３１とピック駆動用アーム３２とが対をなすように構成されている。各駆動用アーム３１，３２は、それぞれ屈伸自在のアーム部３１ａ，３２ａと、支持部を構成するピック５３，７３とを有している。
【００４３】
まず、屈伸駆動用アーム３１について説明すると、図５に示すように構成されている。真空予備室２の底板からなるベース３３に、第１のモータ３４が回転軸（旋回駆動軸）３５を鉛直方向に向けて取り付けられている。回転軸３５には駆動側旋回アーム３６の基端部がボルト３７によって固定されている。駆動側旋回アーム３６内の空洞部３６ａには、回転軸３５に対して回転自在な第１のプーリ３８が嵌合されている。この第１のプーリ３８は、ボルト３９によってベース３３に固定されている。
【００４４】
駆動側旋回アーム３６の先端部には、第１の枢支軸（旋回従動軸）４０が固定されている。この第１の枢支軸４０は駆動側旋回アーム３６の上面より上方に突出している。また、第１の枢支軸４０には第２のプーリ４１が回転自在に嵌合されている。第１のプーリ３８と第２のプーリ４１は回転比が１：２の関係にあり、両プーリ３８，４１間には、動力伝達部材としての第１のベルト４２が掛け渡されている。
【００４５】
第２のプーリ４１の上端面には、従動側旋回アーム４３の基端部がボルト４４によって固定されている。従動側旋回アーム４３の空洞部４３ａの内部において、第３のプーリ４５がボルト４６によって第１の枢支軸４０に固定されている。さらに、従動側旋回アーム４３の先端部には、第２の枢支軸（関節軸）４７が固定されている。この第２の枢支軸４７には、第４のプーリ４８が回転自在に嵌合されている。第３のプーリ４５と第４のプーリ４８は回転比が２：１の関係にあり、両プーリ４５，４８間には、動力伝達部材としての第２のベルト４９が掛け渡されている。
【００４６】
第４のプーリ４８の端面には、従動側旋回アーム４３の上面から突出するベース５０が設けられている。第２の枢支軸４７には、第５のプーリ５１がボルト５２によって回転自在に嵌合されている。さらに、第５のプーリ５１の上面には第１ピック５３が固定されている。
【００４７】
次に、ピック駆動用アーム３２について説明すると、図６に示すように構成されている。真空予備室２の底板からなるベース３３には第２のモータ５４が回転軸５５を鉛直方向に向けて取り付けられている。回転軸５５には駆動側旋回アーム５６の基端部が旋回自在に設けられている。駆動側旋回アーム５６内の空洞部５６ａには、回転軸５５に対して第１のプーリ５８がボルト５９によって固定されている。
【００４８】
駆動側旋回アーム５６の先端部には、第１の枢支軸（旋回従動軸）６０が回転自在に設けられている。この第１の枢支軸６０は駆動側旋回アーム５６の上面より上方に突出している。また、第１の枢支軸６０には第２のプーリ６１が嵌着されている。第１のプーリ５８と第２のプーリ６１は回転比が１：１の関係にあり、両プーリ５８，６１間には動力伝達部材としての第１のベルト６２が掛け渡されている。
【００４９】
第１の枢支軸６０には従動側旋回アーム６３の基端部がボルト６６によって回転自在に嵌合されている。従動側旋回アーム６３内の空洞部６３ａにおいて、第３のプーリ６５が第２のプーリ６１に固定されている。さらに、従動側旋回アーム６３の先端部には、第２の枢支軸（関節軸）６７が固定されている。この第２の枢支軸６７には、第４のプーリ６８が嵌着されている。第３のプーリ６５と第４のプーリ６８は回転比が１：１の関係にあり、両プーリ６５，６８間には動力伝達部材としての第２のベルト６９が掛け渡されている。
【００５０】
第２の枢支軸６７には、従動側旋回アーム６３の上面から突出するベース５０が回転自在に設けられている。第２の枢支軸６７の上端部には、第４のプーリ６８に固定された第５のプーリ７１が、ボルト７２によって回転自在に嵌合されている。さらに、第５のプーリ７１の上面には第２ピック７３が固定されている。
【００５１】
ここで図７ａに示すように、屈伸駆動用アーム３１の第５のプーリ５１と、ピック駆動用アーム３２の第５のプーリ７１とは、クロスベルト７４が掛け渡されている。
【００５２】
以上のように構成された屈伸駆動用アーム３１及びピック駆動用アーム３２は次のように作動する。
【００５３】
まず、第１のモータ３８のプーリ径を２ｒ、第１のプーリ４１のプーリ径をｒ、第３のプーリ４５のプーリ径をｒ、第４のプーリ４８のプーリ径を２ｒとそれぞれ設定する。
【００５４】
第１のモータ３４の回転軸３５のθ度回転によって駆動側旋回アーム３６がθ度回動したとする。すると、第１のプーリ３８はベース３３に固定されているため、駆動側旋回アーム３６に対して相対的に−θ度回転する。また、第１のプーリ３８のプーリ径は２ｒであるので、第１ベルトの変位量Ｌ１は、Ｌ１＝−２θｒで表される。このとき、プーリ径ｒの第２のプーリ４１は−２θ回転する。
【００５５】
また、従動側旋回アーム４３は、第２のプーリ４１に固定されているので、−２θ度回動する。第３のプーリ４５は、従動側旋回アーム４３に固定されていないため、従動側旋回アーム４３に対して相対的に２θ回転する。このときの第２ベルト４９の変位量Ｌ２は、第３のプーリ４５のプーリ径がｒなので、Ｌ２＝２θｒとなる。このとき、従動側旋回アーム４３に対する第４のプーリ４８の回転角は、プーリ径２ｒよりθとなり、ベース５０の姿勢は保持される。
【００５６】
ここで、屈伸駆動用アーム３１の回動は、ベース３３付近に掛けられたクロスベルト（図示しない）によってピック駆動用アーム３２に伝達されるようになっている。
【００５７】
このことにより、屈伸駆動用アーム３１のθ度回転によって、ピック駆動用アーム３２の駆動側旋回アーム５６が−θ度回転する。このとき、第１のプーリ５８は相対的にθ度回転し、第１のベルト６２を介して第２のプーリ６１はθ度回転する。従動側旋回アーム６３は、駆動側旋回アーム５６の回転と、上記のように姿勢保持されたベース５０との関係で、２θ度旋回することになる。
【００５８】
また、第２のプーリ６１に直付けされた第３のプーリ６５は、駆動側旋回アーム５６に対してθ度回転し、従動側旋回アーム６３に対しては−θ度回転する。また、第４のプーリ６８も、従動側旋回アーム６３に対して−θ度回転することになる。以上により、第４のプーリ６８の回転は見掛け上は止まっているため、従動側旋回アーム６３の屈伸によっては、第１及び第２ピック５３，７３の開閉は起こらない。
【００５９】
第１及び第２ピック５３，７３を開閉するためには、駆動側旋回アーム５６の第１のプーリ５８をθ度回転させる。第２のモータ５４は第１のプーリ５８に対して直結され、駆動側旋回アーム５６から独立しているため、第１のプーリ５８の回転にかかわらず駆動側旋回アーム５６は停止している。
【００６０】
第１のプーリ５８のθ度回転により、第２のプーリ６１、第３のプーリ６５、第４のプーリ６８は、それぞれθ度回転し、第５のプーリ７１もθ度回転する。この間、第４のプーリ６８と従動側旋回アーム６３は独立しているため、従動側旋回アーム６３は停止している。
【００６１】
第５のプーリ７１，５１同士はクロスベルト７４で繋がれているため、一方の第５のプーリ７１のθ度回転により、他方の第５のプーリ５１は−θ度回転する。従って、従動側旋回アーム６３は静止したままで、第１及び第２ピック５３，７３が開閉動作する。
【００６２】
次に図７ｂは、本実施形態のバッファ構成を示している。図７ｂにおいて、一対の第１のバッファ６ａ，６ａの間に、第２のバッファ７ａが設けられている。第１のバッファ６ａ，６ａは、第１の実施形態のバッファ６，７と基本的に同一構造であるので、説明を省略する。第２のバッファ７ａは、昇降軸１８ｂの上部に円板状の支持片１９ｂが設けられ、この支持片１９ｂの上面に複数本のバッファピン２０ｂが鉛直方向に突出して設けられた構造を有している。
【００６３】
次に、第２の実施形態の動作について、図８に示す（ａ）〜（ｋ）の各段階毎に説明する。
【００６４】
図８（ａ）は、真空処理室１内でウェーハＷのエッチング処理中を示している。この段階では、真空側ゲートバルブ３は閉塞され、搬送アーム３０は真空予備室２内において待機状態にある。
【００６５】
図８（ｂ）は、ウェーハＷのエッチング処理が終了した状態を示している。この段階では、リフターピン（図示しない）によってウェーハＷが上昇し、同時に真空側ゲートバルブ３（図４）が開放される。
【００６６】
図８（ｃ）は、処理済みのウェーハＷを真空処理室１から搬出する状態を示している。この段階では、まず、搬送アーム３０が（図４に示す駆動側旋回アーム３６，５６と従動側旋回アーム４３，６３の回動により）第１及び第２ピック５３，７３の閉じた状態で伸長する。そして、第１及び第２ピック５３，７３が真空処理室１内のウェーハＷの下方に位置すると、リフターピンが下降してウェーハＷが第１及び第２ピック５３，７３に載置される。また、第１及び第２のバッファ６ａ，７ａが上昇位置で待機し、搬送アーム３０の第１及び第２ピック５３，７３が後退する。
【００６７】
図８（ｄ）は、処理済みのウェーハＷを真空処理室１から真空予備室２へ搬出した状態を示している。この段階では、第１及び第２のピック５３，７３に支持されたウェーハＷが第２のバッファ７ａ上に位置すると、第２のバッファ７ａが上昇して第１及び第２ピック５３，７３からウェーハＷを受け取って支持する。
【００６８】
図８（ｅ）は、搬送アーム３０の第１及び第２ピック５３，７３が開いた状態を示している。この段階では、第２のバッファ７ａと共に処理済みのウェーハＷが下降する。
【００６９】
図８（ｆ）は、搬送アーム３０の第１及び第２ピック５３，７３が開いた状態を示している。この段階では、第１のバッファ６ａが下降して処理前のウェーハＷが第１及び第２ピック５３，７３に支持される。
【００７０】
図８（ｇ）は、処理前のウェーハＷを真空処理室１に搬入する状態を示している。この段階では、搬送アーム３０の第１及び第２ピック５３，７３が前進し、真空処理室１の下部電極の上方に位置する。すると、リフターピンが上昇して第１及び第２ピック５３，７３からウェーハＷが受け取る。そして、搬送アーム３０の第１及び第２ピック５３，７３が後退し、真空側ゲートバルブ３が閉塞される。
【００７１】
図８（ｈ）は、リフターピンが下降してウェーハＷが真空処理室１内の下部電極（図示しない）上にセットされ、真空側ゲートバルブ３が閉じた状態を示す。
【００７２】
図８（ｉ）は、真空処理室１内でのエッチング処理中を示している。この段階では、真空予備室２にＮ２ガスが供給され、大気圧になると、大気側ゲートバルブ４が開放される。また、第１及び第２ピック５３，７３が開き、第２のバッファ７ａが上昇して、第２のバッファ７ａ上の処理済みのウェーハＷを真空予備室２から搬出する準備をする。
【００７３】
図８（ｊ）は、第１及び第２ピック５３，７３が閉じ、処理済みのウェーハＷを真空予備室２から搬出し、第２のバッファ７ａが下降して、処理前のウェーハＷを真空予備室２内の第１のバッファ６ａ上に搬入する状態を示す。
【００７４】
図８（ｋ）は、処理前のウェーハＷの搬入が終了した状態を示している。この段階では、大気側ゲートバルブ４（図４）が閉塞され、真空予備室２の真空引きが行われる。この間に真空処理室１内でエッチングが終了すると、再び図８（ａ）に戻り、前述した動作を繰り返す。
【００７５】
本実施形態によれば、真空予備室２内にスカラ型シングルクワガタピックアップタイプの搬送アーム３０を設けることにより、搬送アームの構造及び動作の簡素化を図ることができる。また、搬送アーム３０を旋回することなく、第１及び第２ピック５３，７３の開閉とアーム部３１ａ，３２ａの屈伸だけで、搬送アーム３０とバッファ６ａ，７ａとの間でウェーハＷの受け渡しを行うことができ、真空予備室２の小型化を図ることができる。従って、従来よりも真空処理装置のコストダウンを図ることができる。
【００７６】
なお、第２のバッファ７ａに旋回機能を追加することで、第２のバッファ７ａにプリアライメント機能を持たせるようにすれば、真空処理装置１に搬入する直前にウェーハＷのプリアライメントを行うことができる。
【００７７】
次に、図９〜図１１は第３の実施形態を示し、第１及び２の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、真空予備室２の内部にスカラ型シングルクワガタピックタイプの片持ち搬送アーム８０を配置したものである。
【００７８】
図９に示すように、前記搬送アーム８０は、屈伸自在のアーム部８０ａと、支持部を構成する一対のピック１１１，１１２とを有している。アーム部８０ａは、駆動側旋回アーム８１、従動側旋回アーム８２、並びに両アーム８１，８２の内部に設けられた屈伸駆動系およびピック駆動系を有している。
【００７９】
まず、屈伸駆動系について説明する。図１０に示すように、真空予備室２の底板からなるベース８３に、アーム駆動用モータ８４が回転軸（旋回駆動軸）８５を鉛直方向に向けて取り付けられている。回転軸８５には駆動側旋回アーム８１の基端部が固定されている。駆動側旋回アーム８１内の空洞部８１ａには、回転軸８５に対して回転自在な第１のプーリ８６が嵌合されている。この第１のプーリ８６はベース８３に固定されている。
【００８０】
駆動側旋回アーム８１の先端部には、枢支軸８７ａが固定されている。この枢支軸８７ａには、第１の枢支軸（旋回従動軸）８７を有する第２のプーリ８８が嵌着されている。第１のプーリ８６と第２のプーリ８８は回転比が１：２の関係にあり、両プーリ８６，８８間には動力伝達部材としての第１のベルト８９が掛け渡されている。
【００８１】
第１の枢支軸８７の上端面には、従動側旋回アーム８２の基端部がボルト９０によって固定されている。従動側旋回アーム８２の空洞部８２ａ内において、第３のプーリ９１が、第１の枢支軸８７に回転自在に嵌合されると共に、駆動側旋回アーム８１に対して固定されている。
【００８２】
さらに、従動側旋回アーム８１の先端部には第２の枢支軸（関節軸）９２が回転自在に設けられている。この第２の枢支軸９２には第４のプーリ９３が固定されている。第３のプーリ９１と第４のプーリ９３は回転比が２：１の関係にあり、両プーリ９１，９３間には、動力伝達部材としての第２のベルト９４が掛け渡されている。第２の枢支軸９２は従動側旋回アーム８２の上面から突出しており、その上端部にボックス形状のユニット９５が固定されている。
【００８３】
次に、ピック駆動系について説明する。図１０に示すように、上記ピック駆動用モータ９６の回転軸９７は、アーム駆動用モータ８４及び回転軸８５を貫通して駆動側旋回アーム８１の空洞部８１ａ内まで突出している。この回転軸９７の先端部には第５のプーリ９８が固定されている。
【００８４】
駆動側旋回アーム８１の第１の枢支軸８７には、第６のプーリ９９が回転自在に嵌合されている。第５のプーリ９８と第６のプーリ９９は回転比が１：２の関係にあり、両プーリ９８，９９間には動力伝達部材として第３のベルト１００が掛け渡されている。第６のプーリ９９は、第１の枢支軸８７に嵌合する連結管１０１を介して、従動側旋回アーム８２の空洞部８２ａ内に設けられた第７のプーリ１０２と連結されている。
【００８５】
従動側旋回アーム８２の第２の枢支軸９２には、第８のプーリ１０３が嵌合されている。第７のプーリ１０２と第８のプーリ１０３は回転比が２：１の関係にあり、両プーリ１０２，１０３間には動力伝達部材として第４のベルト１０４が掛け渡されている。第８のプーリ１０３は、第２の枢支軸９２に嵌合する連結管１０５を介して、ユニット９５の内部に設けられた第９のプーリ１０６と連結されている。
【００８６】
図１１に示すように、ユニット９５の内部には、第９のプーリ１０６に隣接して第１０のプーリ１０７と第１１のプーリ１０８が三角形に配置されている。第９のプーリ１０６と第１０のプーリ１０７との間には第５のベルト１０９が掛け渡され、同一方向に回転するようになっている。また、第９のプーリ１０６と第１１のプーリ１０８との間には第６のベルト１１０が十字掛けされ、互いに逆方向に回転するようになっている。
【００８７】
さらに、第１０のプーリ１０７には第１ピック１１１が一体的に設けられ、第１１のプーリ１０８には第２ピック１１２が一体的に設けられている。このことにより、一対のピック１１１，１１２が開閉するようになっている。
【００８８】
以上のように構成された第３の実施形態の動作は、第２の実施形態の動作と基本的に同じであるため、説明を省略する。
【００８９】
図１２は第３の実施形態の変形例を示している。図１２に示す変形例は、第１ピック１１１と一体に回転する第１０のプーリ１０７と、第２ピック１１２と一体に回転する第１１のプーリ１０８との間に、ベルト１１３を十字掛けしたものである。この場合は、第１０のプーリ１０７を直接回動させることで、一対のピック１１１，１１２が開閉される。
【００９０】
次に、図１３ａ〜図１５は第４の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００９１】
図１３ａ及び図１３ｂにおいて、真空予備室２の略中央部には後述するスカラ型２段ピックタイプの搬送アーム１２１が設けられている。また、真空予備室２内において、真空処理室１側にウェーハＷを一時的に支持するバッファ１２２が設けられ、大気側ゲートバルブ４側（真空処理室１とは反対の側）に受け渡しステージ１２３が設けられている。
【００９２】
上記搬送アーム１２１は、屈伸自在のアーム部１２１ａと、ウェーハＷを支持する上下二段の支持部１２４ａ，１２４ｂとを有している。図１３ｂにおいて、真空予備室２のベース１１には旋回駆動部１２が鉛直方向に固定され、この旋回駆動部１２の旋回駆動軸１３は真空予備室２の内部に突出している。
【００９３】
この旋回駆動軸１３には、駆動側旋回アーム１４の基端部が固定されている。さらに、駆動側旋回アーム１４の先端部には、従動側旋回アーム１５の基端部が回動自在に連結されている。この従動側旋回アーム１５の先端部には、上記支持部１２４ａ，１２４ｂが連結されている。そして、駆動側旋回アーム１４と従動側旋回アーム１５の回動によってアーム部１２１ａが屈伸し、これに伴って支持部１２４ａ，１２４ｂが姿勢を維持したまま直進運動するようになっている。
【００９４】
上記支持部１２４ａ，１２４ｂは、図１４ａ及び図１４ｂに示すように、下段側支持部１２４ａと上段側支持部１２４ｂとから構成されている。これらの支持部１２４ａ，１２４ｂは、下段側支持部１２４ａより上段側支持部１２４ｂの方が前方に突出するように、前後方向（当該支持部１２４ａ，１２４ｂの直進方向）で互いに前後にオフセットして設けられている。両支持部１２４ａ，１２４ｂは略同一の二股形状である。そして、上段側支持部１２４ｂが処理前のウェーハＷを支持し、下段側支持部１２４ａが処理済みのウェーハＷを支持するようになっている。
【００９５】
また、上記バッファ１２２は、図１３ｂに示すように、エアシリンダやモータ等の昇降駆動部１２５によって昇降する一対の昇降軸１２６で支持された支持片１２７を有している。また、上記受け渡しステージ１２３は、モータ等の旋回駆動部１２８によって旋回する旋回軸１２９で支持された支持台１３０を有している。
【００９６】
次に、第４の実施形態の動作について、図１５に示す（ａ）〜（ｊ）の各段階毎に説明する。
【００９７】
図１５（ａ）は、真空処理室１内でウェーハＷのエッチング処理中を示している。この段階では、真空側ゲートバルブ３（図１３ａ）は閉塞され、搬送アーム１２１は真空予備室２内において待機状態にある。
【００９８】
図１５（ｂ）は、ウェーハＷのエッチング処理が終了した状態を示している。この段階では、リフターピン（図示しない）によってウェーハＷが上昇し、同時に真空側ゲートバルブ３が開放される。
【００９９】
図１５（ｃ）は、処理済みのウェーハＷを真空処理室１から搬出する状態を示している。この段階では、処理前のウェーハＷは、搬送アーム１２１の上段側支持部１２４ｂに支持されている。
【０１００】
まず、搬送アーム１２１の支持部１２４ａ，１２４ｂが前進し、下段側支持部１２４ａが真空処理室１内のウェーハＷの下方に位置する。すると、リフターピンが下降して、ウェーハＷが下段側支持部１２４ａに載置される。この状態において上段側支持部１２４ｂは、ウェーハＷを一時的に支持するバッファ機能を果たしている。
【０１０１】
図１５（ｄ）は、処理前のウェーハＷを真空処理室１へ搬入する状態を示している。この段階では、搬送アーム１２１が後退して上段側支持部１２４ｂが下部電極（図示しない）に対向すると、リフターピンが上昇して上段側支持部１２４ｂに支持された処理前のウェーハＷを受け取る。
【０１０２】
図１５（ｅ）は、搬送アーム１２１が後退して処理済みのウェーハＷを真空処理室１から真空予備室２へ搬出した状態を示している。この段階では、下段側支持部１２４ａに支持された処理済みのウェーハＷがバッファ１２２上に位置すると、バッファ１２２が上昇して上段側支持部１２４ｂから当該ウェーハＷを受け取って支持する。
【０１０３】
図１５（ｆ）は、搬送アーム１２１がさらに後退して真空側ゲートバルブ３が閉塞され、真空処理室１がスロー排気開始した状態を示す。この間にバッファ１２２が上昇し、処理済みのウェーハＷを上段側支持部１２４ｂより高い位置で保持する。
【０１０４】
図１５（ｇ）は、バッファ１２２上の処理済みのウェーハＷを、受取りステージ１２３で受け取る状態を示している。この段階では、バッファ１２２が上昇した後、受取りステージ１２３の支持台１３０（図１３ａ）がバッファ１２２に対向する位置まで旋回する。次に、バッファ１２６が下降して、処理済みのウェーハＷが受取りステージ１２３の支持台１３０に載置される。そして、受取りステージ１２３が元の位置まで旋回する。
【０１０５】
図１５（ｈ）は、処理済みのウェーハＷを搬出する状態を示している。この段階では、大気側ゲートバルブ４（図１３ａ）が開放して、受取りステージ１２３で支持された処理済みのウェーハＷが真空予備室２から搬出される。次に、処理前のウェーハＷが受取りステージ１２３の支持台１３０に載置される。
【０１０６】
図１５（ｉ）は、処理前のウェーハＷを真空処理室１に搬入する準備の状態を示している。この段階では、大気側ゲートバルブ４が閉塞され、真空予備室２がスロー排気された後、本排気を開始する。このとき、受取りステージ１２３が旋回してバッファ１２２が上昇し、処理前のウェーハＷがバッファ１２２で支持される。その後、受取りステージ１２３は元の位まで旋回する。次に、バッファ１２２が下降すると、搬送アーム１２１の上段側支持部１２４ｂに処理前のウェーハＷが支持される。
【０１０７】
図１５（ｊ）は、真空処理室１内でのエッチング処理が終了した状態を示している。この段階では、真空側ゲートバルブ３が開放する。そして、再び図１５（ａ）に戻り、前述した動作を繰り返す。
【０１０８】
本実施形態によれば、真空予備室２内にスカラ型２段ピックアップタイプの搬送アーム１２１を設ける、すなわち、搬送アーム１２１の支持部にバッファ機能を持たせることにより、搬送アームの構造及び動作の簡素化を図ることができる。また、搬送アーム１２１を旋回することなく、アーム部１２１ａの屈伸だけで、ウェーハＷの搬入・搬出を行うことができ、真空予備室２の小型化を図ることができる。従って、従来よりも真空処理装置のコストダウンを図ることができる。また、搬送アーム１２１におけるアーム部１２１ａの一度の屈伸で、処理済みと処理前のウェーハＷの入れ替えができるので、処理速度の向上も実現できる。
【０１０９】
次に、図１６には、各実施形態におけるバッファの変形例が示されている。図１６に示すバッファ１６０は、昇降軸１８’の上端部に固定された支持片１９’を有している。この支持片１９’は、複数の上記バッファピン２０が上面に配置された平板状の支持部１９０を有している。そして、これらのバッファピン２０（若しくは上記Ｏリング）によってウェーハＷの中央部を下方から支持するようになっている。また、支持片１９’は、支持部１９０と昇降軸１８’の上端部との間を水平に連結する連結部１９２を有している。この連結部１９２は、垂直方向から見て略Ｌ字形状をなしている。
【０１１０】
なお、以上の各実施形態においては、ウェーハのエッチング処理を行うために適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、ＣＶＤ処理を行う処理装置においても適用できることはいうまでもない。
【０１１１】
また、図１ａ〜図３に示した第１の実施形態では、垂直方向から見て、第１及び第２のバッファを前後にずらして配置したが、図７ｂに示した第２の実施形態のように、両バッファに被処理体を支持させた状態において、垂直方向から見て、被処理体が重なり合うように、第１及び第２のバッファを配置することも可能である。そうすることにより、真空予備室の平面寸法を小さくすることができる。ただし、第１の実施形態のように、処理済みと未処理の被処理体を共に高い位置のバッファで支持するようにすれば、被処理体上に塵埃が付着する可能性を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  本発明による真空処理装置の第１の実施形態を示す概略的水平断面図。
【図１ｂ】  図１ａに示す実施形態の概略的縦断面図。
【図２】  図１ａに示す実施形態におけるバッファの斜視図。
【図３】  図１ａに示す実施形態の動作を段階毎に示した図。
【図４】  本発明による真空処理装置の第２の実施形態を示す図で、（ａ）は概略的水平断面、（ｂ）は（ａ）の屈伸駆動用アーム部分、（ｃ）は（ａ）のピック駆動用アーム部分を示す図。
【図５】  図４に示す実施形態における屈伸駆動用アームの縦断面図。
【図６】  図４に示す実施形態におけるピック駆動用アームの縦断面図。
【図７ａ】  図４に示す実施形態における関節部の縦断面図。
【図７ｂ】  図４に示す実施形態におけるバッファを示す斜視図。
【図８】  図４に示す実施形態の動作を段階毎に示した図。
【図９】  本発明による真空処理装置の第３の実施形態を示す概略的水平断面図。
【図１０】  図９に示す実施形態における搬送アームの縦断面図。
【図１１】  図９に示す実施形態における関節部の概略的平面図。
【図１２】  図９に示す実施形態の変形例を示す概略的水平断面図。
【図１３ａ】  本発明による真空処理装置第４の実施形態を示す概略的水平断面図。
【図１３ｂ】  図１３ａに示す実施形態の概略的縦断面図。
【図１４ａ】  図１３ａに示す実施形態における支持部を示す平面図。
【図１４ｂ】  図１４ａに示す支持部の斜視図。
【図１５】  図１３ａに示す実施形態の動作を段階毎に示した図。
【図１６】  各実施形態におけるバッファの変形例を示す斜視図。
【図１ａ】
0004312965.tif 000002
【図１ｂ】
0004312965.tif 000003
【図２】
0004312965.tif 000004
【図３】
0004312965.tif 000005
【図４】
0004312965.tif 000006
【図５】
0004312965.tif 000007
【図６】
0004312965.tif 000008
【図７ａ】
0004312965.tif 000009
【図７ｂ】
0004312965.tif 000010
【図８】
0004312965.tif 000011
【図９】
0004312965.tif 000012
【図１０】
0004312965.tif 000013
【図１１】
0004312965.tif 000014
【図１２】
0004312965.tif 000015
【図１３ａ】
0004312965.tif 000016
【図１３ｂ】
0004312965.tif 000017
【図１４ａ】
0004312965.tif 000018
【図１４ｂ】
0004312965.tif 000019
【図１５】
0004312965.tif 000020
【図１６】
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