JP2000077499A

JP2000077499A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2000077499A
Application number: JP25007298A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hara; 孝志原
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】基板処理装置の占有床面積を削減する。【解決手段】基板を搬送する基板搬送機構として、基板
処理装置の天井部のフレーム３５に懸架支持した基板搬
送ロボットを用いる。この基板搬送ロボットは、フレー
ム３５に懸架支持された基台部１と、この基台部１に対
して、鉛直軸まわりの回動および昇降が可能な状態で支
持された第１アーム１１と、この第１アーム１１の先端
に鉛直軸まわりの回動が自在な状態で連結された第２ア
ーム１２と、この第２アーム１２の先端に鉛直軸まわり
の回動が自在な状態で連結された第３アーム１３とを有
する。第１アーム１１、第２アーム１２および第３アー
ム１３は、モータ２１，２２，２３によって、独立に回
動駆動される。【効果】基板搬送機構を天井部から懸架支持したことに
より、その下方の空間を、基板処理部またはその付帯設
備の配置などに利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板およびプラズマディスプレイ
パネル（ＰＤＰ）用ガラス基板などの各種の被処理基板
に対して、枚葉または複数枚一括で処理を行う基板処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置などの製造工
程では、半導体ウエハやガラス基板などの基板に対して
各種の処理を施すための基板処理装置が用いられる。こ
の種の基板処理装置は、基板に対して一連の処理を施す
ための複数の基板処理ユニットと、この複数の基板処理
ユニットに対して基板を搬入／搬出するための基板搬送
機構とを備えている。たとえば、基板処理ユニットは、
水平方向に沿って整列して配置され、その整列方向に沿
って、直線搬送方式の基板搬送機構の搬送路が配置され
る。この搬送路において基板処理装置の床面には、直線
状のレールが配設され、このレール上に、基板搬送機構
の基台が往復スライド移動自在に配置される。

【０００３】基板処理装置は、複数の基板処理ユニット
を放射状に配置したクラスタ型の形態に構成される場合
もある。この場合には、複数の基板処理ユニットに取り
囲まれた中央位置において、基板処理装置の床面に、基
板搬送機構の基台が配設される。この場合、基板搬送機
構は、基板搬送機構全体を鉛直方向に沿う回転軸まわり
に回転させる回動機構と、その回転軸に対して近接／離
間する方向に沿って基板を進退させる進退機構とを有す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来の装置形態では、基板搬送機構が基板処理装置の
床面に設置されているため、基板処理ユニットの設置ス
ペースの他に、基板搬送機構の設置スペースを確保する
必要がある。すなわち、直線搬送方式の基板搬送機構の
場合には、直線状レールのための大きなスペースが基板
処理ユニットの設置スペースの他に必要であり、クラス
タ型レイアウトの装置においても、基板搬送機構の基台
設置スペースが必要である。したがって、基板処理装置
全体の占有床面積（フットプリント）が大きくなってし
まうという問題があった。

【０００５】また、基板処理装置の床部に、レールや基
板搬送機構の基台が存在しているため、その近傍の基板
処理ユニットなどのメンテナンスを行うための空間が制
限されており、メンテナンス作業が困難であるという問
題もあった。すなわち、レールのために足場が制限され
ていたり、基板搬送機構を回避するために無理な体勢を
とる必要があったりして、メンテナンス作業者に難作業
を強いることになっていた。

【０００６】一方、近年では、基板処理装置のフットプ
リントの削減に対する要求が高まり、これに応えて、基
板処理ユニットを上下方向に積層配置する構造が採用さ
れるようになってきている。そのため、最上方に配置さ
れた基板処理ユニットと最下方に配置された基板処理ユ
ニットとの高低差が大きく、基板搬送機構の上下方向の
搬送ストロークを長くとる必要が生じている。

【０００７】しかし、装置の床部から最下段の基板処理
ユニットまでの制限された空間内に収容可能で、かつ、
上下方向の大きな搬送ストロークを実現できる基板搬送
機構の実現は容易ではないため、上下方向に積層される
基板処理ユニット数には限度があり、基板処理装置のス
ペース効率を高めることができない。他方、クリーンル
ーム内における基板処理装置間の基板の移動には、複数
枚の基板を収容したカセットを保持して床面上を自動走
行する床上自動搬送装置が従来から用いられてきたが、
近年では、クリーンルームの面積削減のために、天井搬
送式カセット搬送装置が注目され始めている。この天井
搬送式カセット搬送装置は、クリーンルームの天井に敷
設されたレールに沿って走行するキャリッジによってカ
セットを搬送するようになっている。

【０００８】このような天井搬送式カセット搬送装置が
採用されると、基板処理装置に対する基板の搬入／搬出
は、クリーンルームの天井面に近い高さで行われるの
で、基板搬送機構は、この高い位置のカセットに対して
基板の搬入／搬出を行わなければならない。ところが、
床面上に基板搬送機構を設置する従来の構成では、基板
搬送機構の基台を相当高くしなければならず、そのよう
な基板搬送機構は、構成が必要以上に大がかりになるう
え、構造上の無駄も多い。

【０００９】そこで、この発明の第１の目的は、占有床
面積を削減することができる基板処理装置を提供するこ
とである。また、この発明の第２の目的は、装置のメン
テナンスが容易な基板処理装置を提供することである。
さらに、この発明の第３の目的は、基板処理ユニットの
上下積層配置の自由度を増した基板処理装置を提供する
ことである。

【００１０】また、この発明の第４の目的は、天井搬送
式カセット搬送装置に容易に対応可能な基板処理装置を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板に処
理を施す基板処理部と、基板処理装置の上部から懸架支
持され、上記基板処理部に対して基板を搬送するための
基板搬送機構とを備えていることを特徴とする基板処理
装置である。

【００１２】上記基板搬送機構は、たとえば、基板処理
装置のフレームの天井部に懸架支持されていてもよい。
この場合に、基板処理装置の基台がフレームの天井部に
直接固定されて取り付けられていてもよいし、その基台
が、フレームの天井部に対してスライド移動可能または
回転可能に取り付けられていてもよい。また、上記基板
搬送機構の基板処理装置のフレームへの取り付け位置
が、基板処理部の基板処理ユニットの上方であることが
好ましい。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、基板搬送機
構が基板処理装置の上部から懸架されているので、この
基板搬送機構の下方の空間が利用可能になる。すなわ
ち、この下方の空間には、基板処理部を配置したり（請
求項５）、基板処理部の付帯設備（処理液キャビネッ
ト、電気機器、制御機器など）を配置したり（請求項
６）することができる。これにより、基板処理装置の占
有床面積を大幅に削減できる。

【００１４】また、この空間を基板処理部その他の装置
各部のメンテナンスを行うためのメンテナンス空間とし
て利用することもできる（請求項７）。これにより、基
板処理部などのメンテナンス作業を容易にすることがで
きる。また、この種の基板処理装置が設置されるクリー
ンルームは、床面から天井面までの高さが高く、そのた
めに、基板処理装置は必要に応じて高く構成することが
できる。したがって、基板処理部が上下方向に積層され
た複数の基板処理ユニットを有する場合であって、基板
搬送機構に、上下方向の大きな搬送ストロークが要求さ
れる場合には、基板処理装置の天井部付近に必要な空間
を確保して、そのような大きな搬送ストロークの基板搬
送機構を容易に構成することができる。これにより、基
板処理部の基板処理ユニットの上下積層配置の自由度が
増大する。

【００１５】請求項２記載の発明は、上記基板搬送機構
は、基板処理装置の上部に懸架支持された基台と、この
基台に対して、ほぼ鉛直方向に沿う第１回転駆動軸を中
心に回転可能に連結された第１回転部材と、この第１回
転部材を回転駆動するための第１駆動源と、上記第１回
転部材に対して、ほぼ鉛直方向に沿う第２回転駆動軸を
中心に回転可能に連結された第２回転部材と、この第２
回転部材を回転駆動するための第２駆動源と、上記第２
回転部材に対して、ほぼ鉛直方向に沿う第３回転駆動軸
を中心に回転可能に連結され、基板を保持することがで
きる基板保持手段と、この基板保持手段を回転駆動する
ための第３駆動源とを備えていることを特徴とする請求
項１記載の基板処理装置である。

【００１６】この構成によれば、基板搬送機構は、直線
摺動を伴うことなく、水平方向への基板の搬送を行うこ
とができる。すなわち、回動動作のみで、水平方向への
基板搬送を実現している。回動動作においては、摺動さ
れる距離が、直線摺動の場合に比べて短いので、摺動の
際に発生するパーティクルが低減され、基板搬送機構の
下方の空間へのパーティクルの落下を低減することがで
きる。より具体的には、たとえば、基板搬送機構の下方
の基板処理部、基板搬送機構、あるいは搬送中の基板自
体等にパーティクルが落下し付着して、基板の品質を低
下させるのを防止することができる。そのうえ、回動部
におけるシールは、一般に、安価にかつ効果的に行える
から、回動部からのパーティクル発生に対する対策も容
易である。

【００１７】また、基板搬送機構は、それ自体が直線走
行しなくとも、回転部材や基板保持手段の回転によっ
て、基板を水平方向に搬送できるから、基板搬送機構に
よって基板が搬送される領域内であっても、基板搬送機
構の回転部材や基板保持手段の動作と干渉しない高さで
あれば、利用可能なスペースとなる。すなわち、このス
ペースには、たとえば、基板の受け渡しのための受け渡
し台、電装品、または別の基板処理部等が配置できる。
これにより、装置内のスペースを有効利用できるので、
装置の省スペース化を図ることができる。

【００１８】さらに、基板搬送機構は、第１回転駆動
軸、第２回転駆動軸および第３回転駆動軸の３つの軸の
まわりで、それぞれ第１回転部材、第２回転部材および
基板保持手段を独立して自由に回転させることができる
ように構成されているので、或る一定範囲内について
は、基板を任意の位置に任意の角度で搬送することがで
きる。また、その一定範囲の外側の範囲であっても、基
板保持手段が届く範囲内であれば、基板の搬送が可能で
ある。したがって、基板処理部のレイアウトの自由度が
高く、これにより、装置の省スペース化が実現される。

【００１９】請求項３記載の発明は、上記基板搬送機構
は、上記基板処理装置の上部に懸架支持された基台と、
互いに回転可能に連結された一組のアーム部を有し、第
１の水平方向に沿ってアーム部間の連結部を関節として
伸縮可能であるように上記基台に取り付けられた第１の
アーム伸縮機構と、この第１のアーム伸縮機構を伸縮さ
せるために、この第１のアーム伸縮機構に回転力を与え
る第１アーム伸縮駆動源と、互いに回転可能に連結され
た一組のアーム部を有し、上記第１の水平方向と直交す
る第２の水平方向に沿ってアーム部間の連結部を関節と
して伸縮可能であるように上記第１のアーム伸縮機構に
連結された第２のアーム伸縮機構と、この第２のアーム
伸縮機構を伸縮させるために、この第２のアーム伸縮機
構に回転力を与える第２アーム伸縮駆動源と、上記第２
アーム伸縮機構に設けられ、基板を保持するための基板
保持手段と備えていることを特徴とする請求項１記載の
基板処理装置である。

【００２０】この構成によれば、第２のアーム伸縮機構
の伸縮により、基板保持手段は、第２の水平方向に沿っ
て搬送される。また、第１のアーム伸縮機構の伸縮によ
り、基板保持手段は、第２のアーム伸縮機構とともに、
第１の水平方向に沿って搬送される。第１の水平方向と
第２の水平方向とは互いに直交しているから、結局、或
る一定範囲内については、自由に基板を搬送することが
できる。

【００２１】しかも、第１のアーム伸縮機構および第２
のアーム伸縮機構をともに収縮しておけば、搬送機構自
体を配置するスペースは極めて小さくなるから、装置内
のスペースに余裕ができ、基板処理装置の省スペース化
を図ることができる。また、水平方向への直線摺動が不
要な点などは、請求項２の発明の場合と同様であり、し
たがって、パーティクルの発生などを効果的に防止で
き、高品質な基板処理を達成できる。また、装置のレイ
アウトも必要以上に制限されることがないので、これに
よっても、装置の省スペース化を図ることが可能であ
る。

【００２２】請求項４記載の発明は、上記基板搬送機構
は、上記基板処理装置の上部に対して、ほぼ鉛直方向に
沿う回転軸を中心に回転可能に支持されていることを特
徴とする請求項１記載の基板処理装置である。この構成
によれば、基板搬送機構が基板処理装置の上部に対して
ほぼ鉛直方向に沿う回転軸を中心に回転可能に支持され
ているので、当該回転軸まわりの基板搬送機構の回転に
よって、基板を搬送することができる。

【００２３】そこで、基板搬送機構を取り囲むように基
板処理ユニットを放射状にレイアウト（クラスタ型配
置）することにより、基板搬送機構が各基板処理ユニッ
トにアクセスすることができる。この場合、上記基板搬
送機構は、基板搬送機構全体を鉛直方向に沿う回転軸ま
わりに回動させるための回転駆動機構と、その回転軸に
対して近接／離反する方向に基板を進退させる基板進退
機構とを含むことが好ましい。これにより、放射状にレ
イアウトされた基板処理ユニットに対する基板の搬入／
搬出を行うことができる。

【００２４】請求項５、請求項６および請求項７の発明
の構成および効果は、請求項１に関連して説明したとお
りである。請求項８記載の発明は、上記基板搬送機構の
下方に、上記基板処理装置の下部に支持された別の基板
搬送機構が設けられていることを特徴とする請求項１な
いし４のいずれかに記載の基板処理装置である。

【００２５】この構成によれば、２つの基板搬送機構を
上下に配置できるので、限られた床面積の空間内に複数
の基板搬送機構を効率的に配設できる。これにより、基
板処理装置全体のフットプリントの削減に寄与できる。
上下に配置される２つの基板搬送機構は、一方または双
方が水平移動可能であってもよい。この場合に、２つの
基板搬送機構の高さが異なるので、特別な工夫を要する
ことなく、互いの干渉を回避できる。このことは、ま
た、各基板搬送機構が、広い範囲に渡って基板の搬送を
行うことができるという利点を提供するから、結果的
に、基板搬送機構によるアクセスが必要な基板処理部の
配置の自由度が増大する。

【００２６】さらに、各基板搬送装置の上下方向のスト
ロークを短く抑えてその構成を簡単にしつつ、複数の基
板処理部の上下積層配置の自由度を増大させることがで
きる。請求項９記載の発明は、上記基板搬送機構は、天
井搬送方式のカセット搬送装置によって搬送されるカセ
ットに対して、基板の受け渡しを行うことができるもの
であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに
記載の基板処理装置である。

【００２７】基板搬送機構は、基板処理装置の上部から
懸架支持されているので、天井搬送方式のカセット搬送
装置によって高い位置に保持されているカセット、また
は高い位置に設けられたカセット載置部に置かれたカセ
ットに対して、基板の搬入／搬出動作を良好に行うこと
ができる。請求項１０記載の発明は、上記基板処理部
は、上下方向に積層された複数の基板処理ユニットを含
むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載
の基板処理装置である。

【００２８】この構成によれば、基板処理部は、上下方
向に積層配置された複数の基板処理ユニットを有する
が、基板搬送機構が、基板処理装置の上部から懸架支持
されているため、高い位置まで基板処理ユニットを積層
することができる。また、基板搬送機構は、制限の少な
い基板処理装置の上部空間に配置されているため、上下
方向の大きな搬送ストロークを実現できる。これらのこ
とより、基板処理ユニットの配置の自由度が増し、上下
方向のユニット数を増やすことができるので、少ない床
面積のスペース内に多くの基板処理ユニットを設置する
ことができる。

【００２９】請求項１１記載の発明は、上記基板搬送機
構の摺動部分の雰囲気を吸引する吸引手段をさらに備え
たことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記
載の基板処理装置である。この構成によれば、基板搬送
機構の摺動部分（直動摺動部または回動摺動部）の雰囲
気を吸引することによって、摺動によって生じたパーテ
ィクルを基板の表面に至る前に捕獲することができる。
また、上記摺動部分を含む基板搬送機構内部はその外部
に対して負圧となるので、摺動によって生じたパーティ
クルが基板搬送機構外部に漏洩することを防止すること
ができる。したがって、基板の汚染を防止できるから、
基板に対する高品質な処理を実現できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。この発明の実
施形態にかかる基板処理装置の説明に先立ち、各実施形
態の装置において共通に適用可能な基板搬送ロボットの
構成について説明する。図１(a) は、基板搬送ロボット
の基本構成を説明するための概念的な断面図であり、図
１(b) はこの基板搬送ロボットの該ロボットを下方から
見上げた概念的な底面図（以下、単に「底面図とい
う。）である。この基板搬送ロボットは、基板処理装置
の天面部のフレーム３５に対して固定されるべき基台１
と、この基台１に対して鉛直方向に沿う第１回転駆動軸
θ１まわりに回転可能に連結された第１回転部材として
の第１アーム１１と、この第１アーム１１を第１回転駆
動軸θ１まわりに回転駆動するための第１駆動源として
の第１モータ２１と、第１アーム１１に対して、鉛直方
向に沿う第２回転駆動軸θ２まわりに回転可能に連結さ
れた第２回転部材としての第２アーム１２と、この第２
アーム１２を第２回転駆動軸θ２まわりに回転駆動する
ための第２駆動源としての第２モータ２２と、第２アー
ム１２に対して、鉛直方向に沿う第３駆動軸θ３まわり
に回転可能に連結された基板保持手段を兼ねる第３アー
ム１３と、この第３アーム１３を第３回転駆動軸θ３ま
わりに回転駆動するための第３駆動源としての第３モー
タ２３とを備えている。第３アーム１３の先端部は、基
板Ｗを保持するためのハンド２０となっている。

【００３１】基台１には、上下方向であるＺ方向に沿っ
てねじ軸２が備えられており、このねじ軸２には、モー
タ３からの回転力がタイミングベルトを介して与えられ
るようになっている。ねじ軸２には、第１モータ２１な
どを支持した状態で昇降する昇降ブロック７に備えられ
たボールナットが螺合している。この昇降ブロック７
は、図示しないガイドレール等の案内手段により、Ｚ方
向へ移動可能に案内されている。昇降ブロック７に支持
された第１モータ２１は、連結軸３１を介して、第１回
アーム１１に第１回転駆動軸θ１まわりの回転力を与え
る。

【００３２】モータ３、第１ないし第３モータ２１，２
２，２３は、制御部１００によって、それぞれ独立に駆
動制御される。このような構成により、第１モータ２
１、第２モータ２２および第３モータ２３を独立に駆動
させることによって、第１アーム１１、第２アーム１２
および第３アーム１３を、それぞれ第１回転駆動軸θ
１、第２回転駆動軸θ２および第３回転駆動軸θ３まわ
りに、自由に回転させることができる。また、モータ３
を駆動することによって、第１アーム１１、第２アーム
１２および第３アーム１３の全体をＺ方向に昇降させる
ことができる。これにより、第３アーム１３に保持され
た基板Ｓを一定の範囲内においては、任意の場所に任意
の角度で搬送することができる。

【００３３】具体的には、第１回転駆動軸θ１と第２回
転駆動軸θ２との間の距離をＬ１とし、第２回転駆動軸
θ２と第３回転駆動軸θ３との間の距離をＬ２とし、第
３回転駆動軸θ３と基板Ｓの中心との距離をＬ３とする
と、図２に示すように、第１回転駆動軸θ１を中心とし
た（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３）の半径の円内の領域１０１にお
いては、基板Ｓを任意の角度で任意の場所に搬送でき
る。また、領域１０１の外側であっても、半径（Ｌ１＋
Ｌ２＋Ｌ３）の円内の領域１０２内では、基板Ｓの角度
はある程度限定されるものの、任意の位置に基板Ｓを搬
送することができる。

【００３４】基台１の下面には、連結軸３１の周囲を取
り囲むように、筒部３２が下方に向かって突出して形成
されている。そして、第１アーム１１の上面には、筒部
３２の周囲を取り囲むように、筒部３３が上方に向かっ
て突出して形成されている。これにより、基台１内部の
摺動部分で発生したパーティクルが外部に漏れることが
防止されている。

【００３５】さらに、基台１の側面には、吸引口４０が
形成されており、この吸引口４０は、吸引管４１を介し
て真空ポンプ等の吸引源４２（吸引手段）に接続されて
いる。これにより、基台１の内部は負圧となっており、
筒部３２，３３の間の空間においては、基台１の外部か
ら内部に向かう気流が生じる。そのため、基台１の内部
の摺動部で生じたパーティクルが外部に漏れることはな
く、このようなパーティクルは、吸引口４０を介して吸
引源４１へと導かれることになる。

【００３６】上述の基板搬送ロボットは、第１ないし第
３回転駆動軸θ１，θ２およびθ３まわりに独立して回
転可能な第１ないし第３アーム１１，１２，１３を備え
ているので、以下では、このようなロボットを「３θロ
ボット」と呼ぶことにする。基板を処理するための基板
処理ユニットに対して基板の搬入／搬出を行うには、そ
の処理ユニットに対して独立にアクセスすることができ
る一対のハンドを基板搬送ロボットに備えることが好ま
しい。これは、一方のハンドで処理済みの基板を基板処
理ユニットから搬出できるとともに、他方のハンドで未
処理の基板を基板処理ユニットに搬入することができる
から、基板の交換を短時間で行えるからである。このよ
うに一対のハンドを備えた構成を、以下では「ダブルハ
ンド」と呼ぶことにする。また、１つのハンドのみを備
えた構成を、「シングルハンド」と呼ぶことにする。

【００３７】図３には、ダブルハンドの３θロボットの
１つの構成例が示されている。図３(a) は簡略化した側
面図であり、図３(b) は、簡略化した底面図である。こ
のロボットは、図１に示された構成のロボットを一対備
えたものである。すなわち、図１に示された構成とほぼ
同様の構成の第１ロボット部５１および第２ロボット部
５２を備えている。第１ロボット部５１および第２ロボ
ット部５２の各第３アーム１３は、上下に重なり合った
位置で基板Ｓ１およびＳ２をそれぞれ保持することがで
きるように構成されている。すなわち、下方で基板Ｓ２
を保持する第２ロボット部５２の第３アーム１３は、途
中で下方に垂れ下がり、第１ロボット部５１の方向に向
かって水平に折れ曲がり、さらに前方に向かって折れ曲
がった形状のハンド保持部５３を備えている。

【００３８】第１ロボット部５１と第２ロボット部５２
とが完全に自由に動作すると、この２つのロボット部５
１，５２が互いに干渉し合うおそれがある。そこで、こ
の図６に示された構成を採用するときには、両ロボット
部５１，５２が干渉し合わないように、制御部１００
（図１参照）によって、各ロボット部５１，５２の動作
に対して、ソフトウエア的に制限を加える必要がある。

【００３９】図４には、ダブルハンドの３θロボットの
他の構成例が示されている。図４(a) には簡略化した側
面図を示し、図４(b) には簡略化した底面図を示す。こ
のロボットも、図３に示されたロボットと同様、図１に
示された構成とほぼ同様の構成の第１ロボット部７１お
よび第２ロボット部７２を備えている。ただし、図４
(a) に明らかに示されているように、第１ロボット部７
１と第２ロボット部７２とは、第１アーム１１、第２ア
ーム１２および第３アーム１３の連結の仕方が異なって
いる。すなわち、第１ロボット部７１は、第１アーム１
１の先端の下面側に第２アーム１２が連結され、第２ア
ーム１２の先端の下面側に第３アーム１３が連結されて
構成されている。これに対して、第２ロボット部７２
は、第１アーム１１の先端の上面側に第２アーム１２が
連結され、第２アーム１２の先端の上面側に第３アーム
１３が連結されている。したがって、第１ロボット部７
１および第２ロボット部７２のＺ方向の昇降の範囲に制
限を加えておけば、第１ロボット部７１の第１ないし第
３アーム１１〜１３と、第２ロボット部７２の第１ない
し第３アーム１１〜１３とが、完全に自由に回動したと
しても、両ロボット部７１，７２間での干渉が生じるお
それはない。

【００４０】一般に、ある基板処理ユニットに対する処
理済み基板の搬出および未処理基板の搬入は相次いで行
われるから、一対のハンドが独立して昇降すべきとの要
求は少なく、Ｚ方向に関しては、第１ロボット部７１お
よび第２ロボット部７２が同期して昇降するようにして
もよい。したがって、第１ロボット部７１および第２ロ
ボット部７２は、Ｚ方向の昇降駆動機構を共有すること
もできる。このことは、図３に示された構成のロボット
においても同様である。

【００４１】また、図４に示された構成において、たと
えば、下側に配置された第１ロボット部７１の回転軸３
１を大きな内径の中空軸で構成し、第２ロボット部７２
の回転軸３１を小さな外径の中実軸で構成して、第１ロ
ボット７１側の回転軸３１に第２ロボット７２側の回転
軸３１が挿通するようにしてもよく、このようにすれ
ば、基板搬送ロボットのフットプリントを小さくでき
る。

【００４２】図５は、ダブルハンドの３θロボットのさ
らに他の構成例を示す。図５(a) は簡略化した側面図を
示し、図５(b) は簡略化した底面図を示す。図１に示さ
れたロボットと図５のロボットとの主要な相違は、第２
アーム１２の先端に、一対の第３アーム１３Ａおよび１
３Ｂが連結されていることである。そして、この一対の
第３アーム１３Ａおよび１３Ｂは、それぞれ、アーム伸
縮機構としてのいわゆるスカラーアーム機構をなしてい
る。このスカラーアーム機構とは、たとえば実開公昭６
２−１４４１８６号公報に示されるようなもので、第３
アーム１３Ａまたは１３Ｂをベルトおよびプーリを利用
して屈伸させることで、基板保持ハンド８３の姿勢を保
持したまま、保持された基板を直線状に進退させること
ができるものである。

【００４３】すなわち、第３アーム１３Ａおよび１３Ｂ
は、それぞれ、第２アーム１２の先端において第３回転
駆動軸θ３Ａ，θ３Ｂまわりに回転可能に取り付けられ
た第１アーム部８１と、この第１アーム部８１の先端に
鉛直軸まわりの回動が可能であるように取り付けられた
第２アーム部８２と、この第２アーム部８２の先端に鉛
直軸まわりの回動が可能であるように取り付けられた基
板保持ハンド８３とを有している。

【００４４】第１アーム部８１に関連して、この第１ア
ーム部８１を第３回転駆動軸θ３Ａ，θ３Ｂまわりに回
動するための第３駆動源としての進退用モータ８５が設
けられている。この進退用モータ８５を正転／逆転する
ことにより、基板保持ハンド８３を、第３回転駆動軸θ
３Ａ，θ３Ｂに対して近接／離反する方向に進退させる
ことができる。すなわち、進退用モータ８５を正転／逆
転駆動すると、基板保持ハンド８３はその姿勢を保持し
たままで、第１アーム部８１と第２アーム部８２とがそ
の連結部を関節として屈伸し、これにより、基板保持ハ
ンド８３は、第３回転駆動軸θ３Ａ，θ３Ｂに対して近
接／離反する方向に進退する。第３アーム１３Ａ側の進
退用モータ８５と、第３アーム部１３Ｂ側の進退用モー
タ８５とは独立に駆動制御され、これにより、第３アー
ム１３Ａ，１３Ｂは、独立に基板保持ハンド８３を進退
させることができる。

【００４５】第３アーム１３Ｂは、第３アーム１３Ａに
保持された基板Ｓ１の下方において互いに重なり合った
位置で基板Ｓ２を保持するために、第３アーム１３Ａの
基板保持ハンド８３とは異なった形状の基板保持ハンド
８３を有している。すなわち、第３アーム１３Ｂの基板
保持ハンド８３は、第２アーム部８２との連結部におい
て下方に垂れ下がる垂れ下がり部と、この垂れ下がり部
の下端において水平方向に直角に折れ曲がり、さらに、
水平面内において前方（第３回転駆動軸θ３から離反す
る方向）に向かって直角に折れ曲がった形状を有してい
る。

【００４６】上記の構成により、第２アーム１２の先端
部において、第３アーム１３Ａおよび１３Ｂを進退させ
ることができるから、基板処理ユニットに対する基板の
搬入／搬出を行えるうえ、ロボット部を一対備えた上述
の図３および図４の構成に比較して、構成を単純化でき
る。なお、図５の構成において、進退モータ８５のほか
に、第３アーム１３Ａ，１３Ｂの全体を第３回転駆動軸
θ３まわりに回動させるための回動用モータを、第３ア
ーム１３Ａおよび１３Ｂのそれぞれについて設けてもよ
い。このようにすれば、第３アーム１３Ａ，１３Ｂは、
第２アーム１２に対して任意の角度で進退動作を行うこ
とができる。

【００４７】図６は、３θロボットの他の構成例を示す
簡略化した底面図である。この３θロボットは、基板処
理装置のフレームの天井部から懸架支持される基台１に
取り付けられ、鉛直軸まわりの回動が可能で、かつ昇降
可能に設けられた第１回転部材としてのコラム９０と、
このコラム９０に連結された第２回転部材としての第１
スカラーアーム機構９１と、この第１スカラーアーム機
構９１に連結された基板保持手段としての第２スカラー
アーム機構９２とを有している。コラム９０は、第１駆
動源としてのモータＭ１によって、第１回転駆動軸θ１
１まわりに回転される。第１スカラーアーム機構９１
は、コラム９０に回転可能に連結された第１アーム部９
１ａと、この第１アーム部９１ａの先端に回転可能に連
結された第２アーム部９２ｂと、第１アーム部９１ａを
第１回転駆動軸θ１１と共通の第２回転駆動軸θ１２ま
わりに回転駆動するための第２駆動源としてのモータＭ
２とを備えている。そして、モータＭ２を駆動すること
によって、第１アーム部９１ａと第２アーム部９１ｂと
がその連結部を関節として屈伸するように構成されてい
る。具体的には、ベルトおよびプーリーを用いて構成さ
れた駆動力伝達機構によって、第１アーム部９１ａと第
２アーム部９１ｂとは、アーム伸縮機構としてのスカラ
ーアーム方式の機構を形成している。

【００４８】第２スカラーアーム機構９２は、第１スカ
ラーアーム機構９１の第２アーム部９１ｂの先端に第３
回転駆動軸θ１３まわりに回転可能であるように連結さ
れた第１アーム部９２ａと、この第１アーム部９２ａの
先端部に、鉛直軸まわりの回転が可能であるように連結
された第２アーム部９２ｂと、第２アーム部９２ｂの先
端部において鉛直軸まわりの回動が可能であるように連
結された基板保持ハンド９２ｃと、第１アーム部９２ａ
を、第２回転駆動軸θ１３まわりに回転駆動するための
第３駆動源としてのモータＭ３とを備えている。第１ア
ーム部９２ａ、第２アーム部９２ｂおよび基板保持ハン
ド９２ｃは、たとえば、ベルトおよびプーリーによって
構成された駆動力伝達機構によって、アーム伸縮機構と
してのスカラーアーム方式の機構を形成している。これ
により、モータＭ３を正転／逆転させることで、基板保
持ハンド９２ｃは、その姿勢を保持したままで、第３回
転駆動軸θ１３に対して近接／離反するように進退す
る。

【００４９】この構成により、たとえば、第１スカラー
アーム機構９１を図６の上下方向に相当する第１水平方
向ｙに沿って進退させ、第２スカラーアーム機構９２を
第１水平方向ｙと直交する第２水平方向ｘ方向に沿って
進退させるとすれば、第２スカラーアーム機構９２は、
第１スカラーアーム機構９１の進退範囲ＲＹ内において
任意のｙ方向位置をとることができる。また、第２スカ
ラーアーム機構９２の先端の基板保持ハンド９２ｃは、
この第２スカラーアーム機構９２の進退範囲ＲＸ内にお
いて、任意のＸ方向位置をとることができる。したがっ
て、結果として、範囲ＲＹおよびＲＸにより規定される
矩形領域内の任意の位置に基板を搬送することができ
る。しかも、コラム９０を回転させることによって、上
記の矩形領域を回転させることができるから、結果とし
て、上記矩形領域の対角線を直径とする円内の範囲の任
意の位置に基板を搬送することが可能である。

【００５０】なお、図６には、基板保持ハンドを１つの
み備えた構成を示したが、図１に示した基板搬送ロボッ
トが図３ないし図５のようにダブルハンドのロボットに
変形することができるのと同様、図６に示された構成の
ロボットについても、ダブルハンド化が可能である。ま
た、第２スカラーアーム機構９２全体が、第１スカラー
アーム機構９１に対して、第３回転駆動軸θ１３まわり
に回動できるように構成して、さらに、基板搬送の自由
度を高めてもよい。

【００５１】図７は、基板搬送ロボットとして適用可能
な３θロボットのさらに他の例を示す簡略化した側面図
である。この基板搬送ロボットは、Ｚ方向の昇降を、た
とえばベルトおよびプーリーで構成した上述のスカラー
アーム方式のスカラー昇降機構９８で実現した点に主要
な特徴を有している。すなわち、スカラー昇降機構９８
は、基板処理装置の天井部のフレームに固定されるべき
基台１０５に、水平な回転駆動軸θ０まわりの回転が可
能であるように連結された第１アーム部９８ａと、この
第１アーム部９８ａの先端において回転駆動軸θ０と平
行な水平軸まわりの回動が可能であるように連結された
第２アーム部９８ｂとを有している。そして、第２アー
ム部９８ｂに、図１に示されたロボットの場合と同様な
第１ないし第３アーム１１，１２，１３が連結されてお
り、第１アーム１１は、第２アーム部９８ｂの先端に固
定された取り付け台９９に、鉛直方向に沿う第１回転駆
動軸θ１まわりの回転が可能であるように連結されてい
る。取り付け台９９は、スカラー昇降機構９８が屈伸し
ても、その姿勢が不変に保持されるように、スカラー昇
降機構９８と連動するようになっている。

【００５２】第１アーム部９８ａと第２アーム部９２ｂ
をその連結部を関節として屈伸駆動するために、第１ア
ーム部９８ａを回転駆動軸θ０まわりに駆動するための
昇降用駆動源としてのモータＭ０が設けられている。こ
のモータＭ０を正転／逆転駆動することによって、第１
アーム部９８ａと第２アーム部９８ｂとが屈伸し、第２
アーム部９２ｂの先端部が、Ｚ方向に沿って上下する。
また、第１ないし第３アーム１１，１２，１３等の取り
付け台９９上に保持されている部分の重量が重い場合
は、このスカラー昇降機構９８をもう一つ設け、２本足
構造としたほうが良い。

【００５３】この構成を採用することによる利益は、Ｚ
方向の昇降に関しても、直線摺動部を排除することがで
きる点にある。すなわち、直線摺動部が少なければ、そ
の分、パーティクルの発生が少なく、また、パーティク
ル対策も容易になる。これは、直線摺動部のシールに比
較して、回動部のシールは比較的安価にかつ効果的に行
えるからである。たとえば、図１に示す構成では、筒状
の基台１によって、直線摺動部を覆っているが、図７の
構成を採用した場合には、その必要はなく、関節部分の
回動部のみをシールしておけばよい。

【００５４】関節部分のシールには、磁性流体シールを
適用することが好ましい。磁性流体シールとは、固定部
と回転部との間に磁性流体を満たし、固定部と磁性流体
とを通る磁気回路を形成することによって磁性流体の流
動を阻止し、結果として、流動が阻止された磁性流体に
よってシールを達成するものである。このような磁性流
体シールは、上述のいずれの構成の基板搬送ロボットに
おいても、第１回転駆動軸、第２回転駆動軸および第３
回転駆動軸の軸シールのために適用することが好まし
い。むろん、その他の関節部などの任意の回動部にも、
磁性流体シールによる軸シールを施すことが好ましく、
これにより、回動部からの発塵を防止できる。

【００５５】図８は、適用可能な基板保持ハンドを例示
するための平面図である。図８(a) に示すハンドはフォ
ーク形のものであり、真空吸着孔１１０が適所に設けら
れている。すなわち、このハンドは、基板Ｗの裏面を真
空吸着により保持する。このハンドは、半導体ウエハの
ような円形基板や液晶表示装置用ガラス基板のような角
形基板を保持することができる。

【００５６】図８(b) に示すハンドは、半導体ウエハの
ような円形基板Ｗを保持するためのハンドである。この
ハンドは、板状のビーム１１１と、ビーム１１１の基端
部側に設けられた円弧形状の後端ガイド部１１２と、ビ
ーム１１１の先端部に設けられた円弧形状の先端ガイド
部１１３とを有している。そして、後端ガイド部１１２
の両端からは、円弧の内方に基板保持部材１１４が突出
しており、各基板保持部材１１４には、上方に向かって
円形基板Ｗの裏面を点接触で保持するためのピン１１５
が立設されている。さらに、ビーム１１１において先端
ガイド部１１３よりもやや基端部寄りの位置および後端
ガイド部１１２よりもやや先端部寄りの位置には、上方
に向かって円形基板Ｗの裏面をその頂点において点接触
で保持するためのピン１１６が立設されている。

【００５７】なお、後端ガイド部１１２および先端ガイ
ド部１１３の上面は、ピン１１６の先端よりも高く形成
されている。これにより円形基板Ｗが基板保持ハンド上
で水平方向にずれることを防止している。図８(c) に示
すハンドも、半導体ウエハのような円形基板Ｗを保持す
るためのハンドである。このハンドは、円形基板Ｗの周
囲の２／３程度の領域にわたる円弧形状の基板ガイド部
１２０と、この基板ガイド部１２０の５箇所において円
弧の内方に向かって突出して設けられた基板保持部材１
２１とを有している。各基板保持部材１２１には、円形
基板Ｗの下面を点接触で保持するための５本のピン１２
２が、基板ガイド部１２０に沿ってほぼ等間隔に、上方
に向かって立設されている。

【００５８】なお図８(b) のハンドと同様に、基板ガイ
ド部１２０の上面は、ピン１２２の先端よりも高く形成
されている。これにより円形基板Ｗが基板保持ハンド上
で水平方向にずれることを防止している。また、円形基
板Ｗが所定の長さのオリエンテーションフラットやノッ
チ等の切欠き部を有する場合には、５本のピン１２２の
すべての間隔が互いに切欠き部の長さよりも長い間隔で
ほぼ等間隔に配置しているので、円形基板Ｗがどの向き
で保持される場合であっても、円形基板Ｗの下面の少な
くとも４点で点接触し、かつ、その４点を結んでできる
４角形の内部に円形基板Ｗの重心（ほぼ円形基板Ｗの中
心に位置する）を含むので、円形基板Ｗを正確に水平保
持できる。

【００５９】図８(d) に示すハンドは、液晶用ガラス基
板のような角形基板Ｓを保持するためのハンドである。
このハンドは、角形基板Ｓの周囲の３／４程度の領域に
わたる矩形の基板ガイド部１３０と、この基板ガイド部
１３０の角形基板Ｓの四隅および中央部に対応する周縁
部の６箇所において内方に向かって突出して設けられた
基板保持部材１３１とを有している。各基板保持部材１
３１には、角形基板Ｓの下面を点接触で保持するための
ピン１３２が上方に向かって立設されている。

【００６０】なお図８(c) のハンドと同様に、基板ガイ
ド部１３０の上面は、ピン１３２の先端よりも高く形成
されている。これにより角形基板Ｓが基板保持ハンド上
で水平方向にずれることを防止している。次に、上記の
ような基板搬送ロボットが適用された基板処理装置の形
態について説明する。

【００６１】図９は、この発明の第１の実施形態にかか
る基板処理装置の全体の構成を示す簡略化した平面図で
ある。この基板処理装置は、主に、半導体ウエハなどの
基板上にレジスト膜を形成する機能と、露光機によって
露光されたレジスト膜を現像液で現像する機能とを有す
るものであり、これらの各機能を実現すべく複数の基板
処理ユニットが設けられた基板処理モジュール２０１を
備えている。基板処理モジュール２０１は、天井搬送式
カセット搬送装置３００の軌道に一端を対向させて配置
されており、他端には、インタフェースモジュールＩＦ
Ｂを介して露光機ＥＸＰが結合されている。

【００６２】基板処理モジュール２０１は、ほぼ中央
に、装置フレームの天井部から懸架支持された第１の主
搬送ロボットＭＴＲ１および第２の主搬送ロボットＭＴ
Ｒ２を備えている。これらの第１および第２の主搬送ロ
ボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２は、３θロボットであり、図
１ないし図８を参照して説明したいずれかのダブルハン
ドまたはシングルハンドの基板搬送ロボットを、これら
の主搬送ロボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２として適用するこ
とができる。

【００６３】第１および第２の主搬送ロボットＭＴＲ
１，ＭＴＲ２は、カセット搬送装置３００の軌道に隣接
して配置されたクールプレート室２４０内において、天
井部から懸架されている。クールプレート室２４０に
は、第１の処理ユニット群２５１（基板処理部）をなす
４つのクールプレートＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４
が正方形の４つの頂点にほぼ整合するように配置されて
いる。そして、一対のクールプレートＣＰ１，ＣＰ２の
間の上方位置に第１の主搬送ロボットＭＴＲ１が配置さ
れており、他の一対のクールプレートＣＰ３，ＣＰ４の
間の上方位置に第２の主搬送ロボットＭＴＲ２が配置さ
れている。そして、これらの第１および第２の主搬送ロ
ボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２は、カセット搬送装置３００
の軌道にほぼ直交する水平方向に整列している。

【００６４】クールプレート室２４０の両側には、それ
ぞれ、第２の処理ユニット群２５２（基板処理部）およ
び第３の処理ユニット群２５３（基板処理部）が配置さ
れている。第２の処理ユニット群２５２は、スピンコー
タＳＣおよびスピンデベロッパＳＤを第１および第２の
主搬送ロボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２の配列方向に沿って
配列して構成されている。第３の処理ユニット群２５３
は、複数の基板処理ユニットがそれぞれ多段に積層され
た２つのグループＧ１およびＧ２を第１および第２の主
搬送ロボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２の配列方向に沿って配
列して構成されている。そのうち、第１グループＧ１
は、密着強化ユニットＡＨ、ソフトベーク部ＳＢ２，Ｓ
Ｂ１を、この順に下から積層して構成されている。第２
グループＧ２は、ハードベーク部ＨＢ３，ＨＢ２，ＨＢ
１を、この順に下から積層して構成されている。

【００６５】各処理ユニットの働きは次のとおりであ
る。スピンデベロッパ（ＳＤ）は、基板を回転しつつ、
基板の表面に現像液を供給し、基板の表面に形成された
露光後のレジスト膜を現像する。スピンコータ（ＳＣ）
は、基板を回転しつつ、基板の表面にレジスト液を供給
し、レジストを基板に塗布して、レジスト膜を基板表面
に形成する。

【００６６】クールプレート（ＣＰ）は、基板を冷却し
て、次工程に熱影響を与えないようにするためのユニッ
トである。密着強化ユニット（ＡＨ）は、フォトレジス
トの塗布前に、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等
の薬液蒸気により、フォトレジストの基板への密着強化
性を向上させるためのユニットである。

【００６７】ソフトベーク部（ＳＢ）は、スピンコータ
にて処理が施された基板を加熱することにより、フォト
レジスト中の溶媒を蒸発させるためのユニットである。
ハードベーク部（ＨＢ）は、現像後の残ったフォトレジ
スト膜を高温で処理してパターンを焼き締め、耐エッチ
ング性の向上を図ったりするためのユニットである。

【００６８】第１の主搬送ロボットＭＴＲ１は、クール
プレート室２４０内において、第１ないし第３アームを
回動させ、第１および第２の処理ユニット群２５１，２
５２の任意の基板処理ユニット、スピンコータＳＣ、な
らびに、カセット搬送装置３００によって搬送されてい
るカセットＣ１ないしＣ４に、任意の順序でアクセスす
ることができる。一方、第２の主搬送ロボットＭＴＲ２
は、第１および第２の処理ユニット群２５１，２５２の
任意の基板処理ユニット、スピンデベロッパＳＤ、なら
びに、インタフェース部ＩＦＢに対して、任意の順序で
アクセスすることができる。

【００６９】インタフェースモジュールＩＦＢは、第２
の主搬送ロボットＭＴＲ２との間で基板の受け渡しを行
うための受渡台２５０と、この基板受渡台２５０を介し
て受け取った基板を露光機ＥＸＰに搬入したり、露光機
ＥＸＰでの露光処理が終了した基板を基板受渡台２５０
に載置したりするためのロボット２４７とを備えてい
る。

【００７０】この基板処理装置における処理フローの一
例を示せば次のとおりである。すなわち、まず、カセッ
トＣ１〜Ｃ４のうちのいずれかから未処理の１枚の基板
が第１の主搬送ロボットＭＴＲ１によって搬出され、密
着強化ユニットＡＨに搬入される。密着強化ユニットＡ
Ｈにおける処理が施された後の基板は、第１の主搬送ロ
ボットＭＴＲ１によって搬出され、次に、クールプレー
トＣＰ１またはＣＰ２に載置される。クールプレートＣ
Ｐ１またはＣＰ２での処理が終了すると、第１の主搬送
ロボットＭＴＲ１は、次に、その基板をスピンコータＳ
Ｃに搬入する。スピンコータＳＣでレジストが塗布され
た後の基板は、第１の主搬送ロボットＭＴＲ１によって
搬出され、さらに、クールプレートＣＰ３に搬入されて
冷却される。冷却後の基板は、第２の主搬送ロボットＭ
ＴＲ２によって搬出され、次に、インタフェースモジュ
ールＩＦＢを介して、露光機ＥＸＰに受け渡される。

【００７１】露光機ＥＸＰによる処理後の基板は、イン
タフェースモジュールＩＦＢを介して第２の主搬送ロボ
ットＭＴＲ２に受け渡され、スピンデベロッパＳＤに搬
入される。スピンデベロッパＳＤによる現像処理後の基
板は、第２の主搬送ロボットＭＴＲ２によって搬出さ
れ、次いで、ハードベーク部ＨＢ１，ＨＢ２，ＨＢ３の
いずれかに搬入されて、加熱処理が施される。この加熱
処理後の基板は、第２の主搬送ロボットＭＴＲ２によっ
て搬出され、さらに、第２の主搬送ロボットＭＴＲ２に
よって、クールプレートＣＰ４に載置されて冷却され
る。そして、冷却後の基板は、第１の主搬送ロボットＭ
ＴＲ１に受け取られ、カセットＣ１〜Ｃ４のいずれかに
収容される。

【００７２】第１および第２の主搬送ロボットＭＴＲ
１，ＭＴＲ２にダブルハンドタイプのものを適用した場
合には、これらは、各基板処理ユニットにおいて、一方
のハンドで処理済みの基板を取り出し、他方のハンドで
未処理の基板を搬入する動作を行う。このような基板交
換動作を各処理ユニットを巡回して行うことにより、各
基板に対して、上述の処理フローに従う一連の処理が施
されていくことになる。

【００７３】図１０は、カセット搬送装置３００の構成
を簡略化して示す断面図である。カセット搬送装置３０
０は、クリーンルームの天井３５１に敷設されたカセッ
ト搬送レール３０１と、このカセット搬送レール３０１
に係合して懸架支持されたキャリッジ３０２とを備えて
いる。キャリッジ３０２は、カセット搬送レール３０１
上を走行する走行機構（図示せず）と、カセットＣを保
持するカセット保持機構３０３とを備えている。

【００７４】上記第１の主搬送ロボットＭＴＲ１は、キ
ャリッジ３０２に保持されたカセットＣに対向できる位
置において、基板処理装置のフレームＦの天井部から懸
架支持されている。図１１は、図９の切断面線XI−XIに
おける簡略化した断面図である。第１および第２の主搬
送ロボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２が、フレームＦの天井部
から懸架支持されており、その下方にクールプレートＣ
Ｐ１ないしＣＰ４が配置された構成となっている。すな
わち、第１および第２の主搬送ロボットＭＴＲ１，ＭＴ
Ｒ２を天井部から懸架支持して設けたことにより、これ
らの設置スペースにも、クールプレートＣＰ１ないしＣ
Ｐ４を設置することが可能とされており、これにより、
基板処理装置の占有床面積の大幅な削減が実現されてい
る。

【００７５】図１２は、上記第１の実施形態の変形例に
係る構成を説明するための断面図であり、図１１と同様
な断面構成が図解的に示されている。この変形例では、
主搬送ロボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２の下方の空間は、作
業者３８０が基板処理ユニットなどのメンテナンスのた
めに立ち入ることができるメンテナンス空間３８５とさ
れている。この場合、クールプレートＣＰ１ないしＣＰ
４は、第２の処理ユニット群２５２などの各基板処理ユ
ニットとともに積層配置するようにすればよい。ただ
し、ハードベーク部（ＨＢ）、ソフトベーク部（Ｓ
Ｂ）、密着強化ユニット（ＡＨ）はいずれも熱処理ユニ
ットであるので、これらの熱処理ユニットからの熱の影
響を最小限に抑えるために、クールプレート（ＣＰ）
は、最下段に配置されることが好ましい。

【００７６】この変形例によれば、装置のフレームＦの
天井部から懸架支持された主搬送ロボットＭＴＲ１，Ｍ
ＴＲ２の下方にメンテナンス空間３８５が確保されてい
るので、基板処理ユニットなどに対するメンテナンス作
業を良好な作業性で行える。なお、メンテナンス空間３
８５を設ける代わりに、基板処理ユニットの付帯設備を
配置するようにして、基板処理装置の占有面積の縮小を
図ってもよい。この場合、付帯設備としては、処理液キ
ャビネット、電気機器、制御機器などを例示することが
できる。

【００７７】図１３は、この発明の第２の実施形態に係
る基板処理装置において基板搬送機構として用いられる
主搬送ロボットＭＴＲの構成を説明するための断面図で
ある。この主搬送ロボットＭＴＲの特徴は、基台４０１
が直動機構４１０を介して装置のフレーム４２０の天井
部に懸架支持されていることである。直動機構４１０
は、フレーム４２０の天井部に固定されたレールボック
ス４１１と、このレールボックス４１１の内底面に平行
に設けられた一対のガイドレール４１２と、このガイド
レール４１２上を往復動するキャリッジ４１３とを有し
ている。キャリッジ４１３の下面には、ガイドレール４
１２上を摺動するスライドブロック４１４が固定されて
おり、また、キャリッジ４１３の上面側には、ボールね
じ４１５と螺合するボールブロック４１４が固定されて
いる。

【００７８】キャリッジ４１３には、下方に延びた取り
付け軸部４１６が一体的に形成されており、この取り付
け軸部４１６の下端に、基台４０１が固定されている。
取り付け軸部４１６は、レールボックス４１１の底面板
を貫通して形成されたガイド孔４１７を挿通している。
ガイド孔４１７は、レールボックス４１１の長手方向に
沿って長く形成されている。

【００７９】さらに、レールボックス４１１の側壁に
は、吸引口４１９が形成されており、この吸引口４１９
には、吸引管４２０を介して吸引源４２１が接続されて
いる。これにより、レールボックス４１１の内部では、
ガイド孔４１７から取り込まれ、吸引孔４１９へと向か
う気流が生成されるから、スライドブロック４１４とガ
イドレール４１２との摺動に起因するパーティクルは、
吸引管４２０を介してすみやかに取り除かれる。したが
って、レールボックス４１１の下方で搬送される基板に
パーティクルが付着することがない。

【００８０】主搬送ロボットＭＴＲをスライド移動させ
るための駆動機構の構成は、図１４に示されている。す
なわち、ボールブロック４１４に螺合している上述のボ
ールねじ４１５と、このボールねじ４１５の両端を支持
する一対の軸受け４３１と、ボールねじ４１５の一端に
回転力を与えるモータ４１６とにより、ボールねじ機構
が構成されている。この構成により、モータ４１６を正
転／逆転することによって、キャリッジ４１３をガイド
レール４１２に沿って走行させることができ、これによ
り、主搬送ロボットＭＴＲの直線移動が可能となる。

【００８１】そこで、たとえば、図９に示されたレイア
ウトの基板処理装置において、第１および第２の主搬送
ロボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２に代えて、上記１つの主搬
送ロボットＭＴＲを用いることができる。すなわち、ガ
イドレール４１２が第１および第２の主搬送ロボットＭ
ＴＲ１，ＭＴＲ２の配列方向に沿うように、主搬送ロボ
ットＭＴＲをクールプレート室２４０の天井部から懸架
して配置すれば、この主搬送ロボットＭＴＲは、全ての
基板処理ユニットに任意の順序でアクセスすることがで
きる。

【００８２】主搬送ロボットＭＴＲにおいて、基台４０
１から下方の構成には、図１ないし図８を参照して説明
したシングルハンドまたはダブルハンドの基板搬送ロボ
ットを適用することができる。ただし、基台４０１が水
平方向に沿うスライド移動をすることができるものであ
るので、基板処理ユニットの配置によっては、主搬送ロ
ボットＭＴＲのアーム部４４０は、鉛直軸まわりの回動
が可能なものである必要はない。すなわち、たとえば、
アーム部４４０は、基板Ｗを保持する基板保持ハンド４
４３と、この基板保持ハンド４４３を、その姿勢を保持
した状態でｘ方向に進退させるアーム伸縮機構４４５と
を有するものであってもよい。

【００８３】この場合、アーム伸縮機構４４５は、第１
アーム４４１と、第１アーム４４１の先端に鉛直軸まわ
りの回動が自在であるように連結された第２アーム４４
２とを含むスカラーアーム機構により構成することがで
きる。そして、基台４０１内に、第１アーム４４１を鉛
直軸まわりに回動させるモータ４５０を配置し、このモ
ータ４５０を正転／逆転させることによって、第１およ
び第２アーム４４１，４４２を屈伸させ、基板保持ハン
ド４４３をｘ方向に沿って進退させることができる。さ
らに、基台４０１内に、アーム伸縮機構４４５全体をｚ
方向に沿って昇降させるための昇降機構を設け、この昇
降機構にモータ４５１からの駆動力を与えることによ
り、基板保持ハンド４４３を上下動させることができ
る。

【００８４】このような構成のアーム部４４０を有する
主搬送ロボットＭＴＲは、ガイドレール４１２の一方側
に関してのみ基板処理ユニットへのアクセスが可能であ
るので、基板処理ユニットを、ガイドレール４１２の一
方側に沿って配列しておく必要がある。ガイドレール４
１２の両側に基板処理ユニットを配置したい場合には、
モータ４５０，４５１および上述の昇降機構を、一括し
て鉛直軸まわりに回動させる回動機構を設ければよい。
この構成の場合、アーム部４４０の基板保持ハンド４４
３を任意の方向に向けて進退させることができる。

【００８５】図１５は、この発明の第３の実施形態に係
る基板処理装置の断面構成を示す図解的な断面図であ
る。この基板処理装置は、搬送室５００を挟んで対向配
置された第１の処理ユニット群Ｔ１および第２の処理ユ
ニット群Ｔ２を備えている。搬送室５００には、基板処
理装置のフレームの天面部５０１に懸架支持された第１
の主搬送ロボットＭＴＲＡと、上記フレームの底面部５
０２に支持された第２の主搬送ロボットＭＴＲＢとが、
上下方向に高さをずらして配置されている。

【００８６】第１の処理ユニット群Ｔ１は、上下方向に
積層された複数個（たとえば６個）の基板処理ユニット
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を有してお
り、第２処理ユニット群Ｔ２は、上下方向に積層された
複数個（たとえば６個）の基板処理ユニットＡ４，Ａ
５，Ａ６，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６を有している。ただし、図
１５には、一断面において現れる処理ユニットのみが示
されているのであり、図１５の紙面に垂直な方向に沿っ
て、図示されている以外の基板処理ユニットが配置され
ていてもよく、それらの基板処理ユニットも上下方向に
多段に積層されて配置されていてもよい。

【００８７】天面部５０１から懸架支持された第１の主
搬送ロボットＭＴＲＡには、図１ないし図８に示された
シングルハンドもしくはダブルハンドの３θロボット、
または図１３に示されたスカラーアーム式のロボットが
適用可能である。一方、底面部５０２に支持された第２
の主搬送ロボットＭＴＲＢには、図１ないし図８に示さ
れたシングルハンドもしくはダブルハンドの３θロボッ
ト、または図１３に示されたスカラーアーム式のロボッ
トの天地を反転させた構成のロボットを適用することが
できる。

【００８８】第１の主搬送ロボットＭＴＲＡは、たとえ
ば、上側３段の基板処理ユニットＡ１，Ａ２，Ａ３；Ａ
４，Ａ５，Ａ６にアクセスして、基板の搬入／搬出を行
うことができる。また、第２の主搬送ロボットＭＴＲＢ
は、たとえば、下側３段の基板処理ユニットＢ１，Ｂ
２，Ｂ３；Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６にアクセスして、基板の搬
入／搬出を行うことができる。ただし、第１および第２
の主搬送ロボットＭＴＲＡ，ＭＴＲＢの間の基板の受渡
を可能にするために、たとえば、第１の主搬送ロボット
ＭＴＲＡが上側４段の基板処理ユニットＡ１，Ａ２，Ａ
３，Ｂ１；Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ｂ４にアクセス可能とさ
れていたり、第２の主搬送ロボットＭＴＲＢが下側４段
の基板処理ユニットＡ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３；Ａ６，Ｂ
４，Ｂ５，Ｂ６にアクセス可能とされていたりしてもよ
い。

【００８９】このようにこの実施形態の基板処理装置に
よれば、一対の主搬送ロボットＭＴＲＡ，ＭＴＲＢを、
上下に配置しているので、少ない面積のスペースに２台
の主搬送ロボットＭＴＲＡ，ＭＴＲＢの配置が可能とな
っている。これにより、基板処理装置全体の占有面積の
縮小に寄与することができる。また、上方に配置された
第１の主搬送ロボットＭＴＲＡは上側の処理ユニットの
みにアクセスし、下方に配置された第２の主搬送ロボッ
トＭＴＲＢは、下側の処理ユニットのみにアクセスする
構成であるので、これらの主搬送ロボットＭＴＲＡ，Ｍ
ＴＲＢは、長い上下ストローク長を有する必要がない。
そのため、これらの主搬送ロボットＭＴＲＡ，ＭＴＲＢ
の構成を簡単にすることができる。

【００９０】なお、この実施形態を変形して、第１の主
搬送ロボットＭＴＲＡもしくは第２の主搬送ロボットＭ
ＴＲＢ、またはこれらの両方を、水平方向に沿って直動
可能な構成としてもよい。第１の主搬送ロボットＭＴＲ
Ａを直動可能な構成とするには、図１３に示された構成
を適用すればよい。また、第２の主搬送ロボットＭＴＲ
Ｂを直動可能な構成とするには、床面部５０２にレール
を配置し、このレール上に第２の主搬送ロボットＭＴＲ
Ｂの基台をスライド移動自在に配置すればよい。

【００９１】この場合に、第１および第２の主搬送ロボ
ットＭＴＲＡ，ＭＴＲＢは、上下にずれて配置されてい
るため、水平移動時における互いの干渉を回避するため
に、特別な構成上の工夫が必要となることがない。以
上、この発明のいくつかの実施形態について説明した
が、この発明は上記の実施形態に限定されるものではな
い。たとえば、図４ないし図７および図１３に示された
構成において、アーム伸縮機構としてスカラーアーム機
構（図７のスカラー昇降機構９８を含む。）を例にとっ
て説明したが、スカラーアーム機構に代えて、下に説明
するようなリンク機構を利用したパンタグラフ機構をア
ーム伸長機構として採用することもできる。

【００９２】図１６に示すように、パンタグラフ機構７
００は、駆動源７０１を備える駆動部７０２と、被駆動
部７０３との間を連結し、被駆動部７０３の姿勢を保持
したまま、被駆動部７０３を駆動部７０２に対して接近
または離間するように移動させることができる。具体的
に説明すると、パンタグラフ機構７００は、互いにその
端部で回転可能に連結された一対のアーム７０４ａ，７
０４ｂを有する第１アーム部７０４と、これと同様に構
成されてこの第１アーム部に対向し、一対のアーム７０
５ａ，７０５ｂを有する第２アーム部７０５とからな
る。さらに、第１アーム部７０４および第２アーム部７
０５の先端側には被駆動部７０３が回転可能に連結さ
れ、これらの後端側には駆動部７０２が駆動可能に連結
されている。さらにこの後端側の連結について詳しく説
明すると、第１アーム部７０４の後端側に固定された第
１ギア７１１と、第２アーム部７０５の後端側に固定さ
れた第２ギア７１２とが噛合するようになっており、第
１ギア１１１には、駆動源７０１に接続された第３ギア
７１３が噛合されている。

【００９３】これにより、図１６において、たとえば、
駆動源７０１が第３ギア７１３を時計方向に回転させる
と、アーム７０４ｂとアーム７０５ｂとが互いに開く方
向に回転し、アーム７０４ａとアーム７０５ａとが互い
に閉じる方向に回転し、結果的に、被駆動部７０３は駆
動部７０２の方向に直線移動し、接近する。ここで、第
３ギア７１３を反時計方向に回転させた場合は、被駆動
部７０３は駆動部７０２から離間する。また、これらの
アームの長さや、第１ギア７１１と第２ギア７１２との
ギア比を同一にしているので、たとえ移動しても、被駆
動部７０３の姿勢は保持されたままである。

【００９４】ここで、駆動部７０２および被駆動部７０
３は、図４ないし図７の基板搬送機構を構成する部分の
うち、互いに接近または離間する任意の２つの部分をあ
らわす。換言すれば、パンタグラフ機構７００は、スカ
ラーアーム機構と同様に、図４ないし図７のいずれの基
板搬送機構においても適用することが可能で、基台から
基板保持手段までのどの位置においても備えることがで
きる。

【００９５】このパンタグラフ機構７００は、スカラー
アーム機構と比較すると、搬送する基板等の重量が大き
い場合でも搬送可能であり、また、スカラーアーム機構
のようにベルトやプーリを必要としないので、パーティ
クルの発生がより少なくて耐久性のある構造とすること
ができる。さらには、図６に示された構成において、コ
ラム９０が昇降のみを行い、回転駆動軸θ１１まわりの
回転を行わない構成の搬送ロボットを用いることもでき
る。ただし、この場合には、図６のｘ方向に関してのみ
基板の搬入／搬出を行えることになるから、搬送ロボッ
トの片側（図６の右側）に複数の処理ユニットをほぼ直
線状に配置した、いわゆる片側配置のレイアウトを採用
する必要がある。

【００９６】さらにまた、図７の構成のロボットを変形
して、昇降用スカラーアーム機構を、たとえば、第１ア
ーム１１と第２アーム１２との間、または第２アーム１
２と第３アーム１３との間に配置するようにしてもよ
く、このような構成であっても、直線摺動機構を用いる
ことなく基板を昇降することができる。また、上記の図
９に示された実施形態においては、第１の主搬送ロボッ
トＭＴＲ１がカセット搬送装置３００により搬送されて
いるカセットＣ１〜Ｃ４に直接アクセスする構成を説明
したが、図９において二点鎖線で示すインデクサ部ＩＮ
Ｄ（カセット載置部）を設け、カセット搬送装置３００
のカセットＣ１〜Ｃ４とインデクサ部ＩＮＤに載置され
たカセットとの間で基板を移し替えるようにしてもよ
い。この場合、第１の主搬送ロボットＭＴＲ１は、イン
デクサ部ＩＮＤに載置されたカセットに対して、基板を
搬入／搬出することになる。

【００９７】さらに、図９および図１０に示された構成
において、第１および第２の主搬送ロボットＭＴＲ１，
ＭＴＲ２の下方に配置された基板処理部の基板処理ユニ
ットとして、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ４が例示され
ているが、当該基板処理ユニットとしては、第１および
第２の主搬送ロボットＭＴＲ１，ＭＴＲ２間で基板を受
け渡す際に一時的に基板を載置する基板載置台、あるい
はスピンコータＳＣやスピンデベロッパＳＤ等のスピン
処理ユニット等の基板処理ユニットが適宜採用されても
よい。

【００９８】また、上述の実施形態では、基板を一枚ず
つ処理する枚葉型の基板処理装置を例にとって説明した
が、この発明は、複数枚（たとえば、２５枚）の基板に
対して一括して処理を施すいわゆるバッチ型の基板処理
装置に対しても適用可能である。この場合、基板搬送機
構は、複数枚の基板を一括して保持して搬送することに
なる。基板搬送機構は、基板を直接保持するものであっ
てもよく、また、複数枚の基板を収容したキャリアを保
持するものであってもよい。

【００９９】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板搬送ロボットの基本構成を示す概念図であ
り、(a) は概念的な断面図であり、(b) は概念的な底面
図である。

【図２】基板を搬送することができる範囲を説明するた
めの図である。

【図３】ダブルハンドの３θロボットの１つの構成例を
示す図であり、(a) は簡略化した側面図、(b) は簡略化
した底面図である。

【図４】ダブルハンドの３θロボットの他の構成例を示
す図であり、(a) は簡略化した側面図、(b) は簡略化し
た底面図である。

【図５】ダブルアームの３θロボットのさらに他の構成
例を示す図であり、(a) は簡略化した側面図、(b) は簡
略化した底面図である。

【図６】３θロボットの他の構成例を示す簡略化した底
面図である。

【図７】適用可能な基板搬送ロボットのさらに他の例を
示す簡略化した側面図である。

【図８】適用可能な基板保持ハンドを例示するための平
面図である。

【図９】この発明の第１の実施形態にかかる基板処理装
置の全体の構成を示す簡略化した平面図である。

【図１０】カセット搬送装置の構成を簡略化して示す断
面図である。

【図１１】図９の切断面線XI−XIにおける簡略化した断
面図である。

【図１２】第１の実施形態の変形例に係る構成を説明す
るための断面図である。

【図１３】この発明の第２の実施形態に係る基板処理装
置において基板搬送機構として用いられる主搬送ロボッ
トの構成を説明するための断面図である。

【図１４】主搬送ロボットをスライド移動させるための
駆動機構の構成を示す断面図である。

【図１５】この発明の第３の実施形態に係る基板処理装
置の断面構成を示す図解的な断面図である。

【図１６】アーム伸縮機構として適用可能なパンタグラ
フ機構の構成を説明するための概念図である。

【符号の説明】

１１第１アーム１２第２アーム１３第３アーム１３Ａ，１３Ｂスカラーアーム機構２１第１モータ２２第２モータ２３第３モータ４２吸引源（吸引手段）９１，９２スカラーアーム機構９８スカラー昇降機構Ｍ０モータＭＴＲ１第１の主搬送ロボット（基板搬送機構）ＭＴＲ２第２の主搬送ロボット（基板搬送機構）ＩＮＤインデクサ部Ｃ１〜Ｃ４カセット２０１基板処理モジュール２５１第１の処理ユニット群（基板処理部）２５２第２の処理ユニット群（基板処理部）２５３第３の処理ユニット群（基板処理部）ＣＰ１〜ＣＰ４クールプレート（基板処理ユニット）ＳＣスピンコータ（基板処理ユニット）ＳＤスピンデベロッパ（基板処理ユニット）ＳＢ１，ＳＢ２ソフトベーク部（基板処理ユニット）ＡＨ密着強化ユニット（基板処理ユニット）ＨＢ１〜ＨＢ３ハードベーク部（基板処理ユニット）３００カセット搬送装置（天井搬送式のカセット搬
送装置）３８５メンテナンス空間ＭＴＲ主搬送ロボット（基板搬送機構）４１０直動機構４２１吸引源（吸引手段）Ｔ１第１の処理ユニット群（基板処理部）Ｔ２第２の処理ユニット群（基板処理部）Ａ１〜Ａ６基板処理ユニットＢ１〜Ｂ６基板処理ユニットＭＴＲＡ第１の主搬送ロボット（基板搬送機構）ＭＴＲＢ第２の主搬送ロボット（基板搬送機構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｚ 21/66 21/66 ＧＦターム(参考） 3F060 AA01 BA10 CA21 DA09 DA10 EB12 EC12 FA01 GA13 GB02 GB19 HA29 4G075 AA22 EC13 EC15 EC30 ED06 ED08 4M106 AA01 DG05 DG08 DG28 5F031 AA10 CC12 CC13 CC22 CC43 CC45 EE03 EE04 EE12 KK04 LL01 LL05 LL07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に処理を施す基板処理部と、基板処理装置の上部から懸架支持され、上記基板処理部
に対して基板を搬送するための基板搬送機構とを備えて
いることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】上記基板搬送機構は、基板処理装置の上部に懸架支持された基台と、この基台に対して、ほぼ鉛直方向に沿う第１回転駆動軸
を中心に回転可能に連結された第１回転部材と、この第１回転部材を回転駆動するための第１駆動源と、上記第１回転部材に対して、ほぼ鉛直方向に沿う第２回
転駆動軸を中心に回転可能に連結された第２回転部材
と、この第２回転部材を回転駆動するための第２駆動源と、上記第２回転部材に対して、ほぼ鉛直方向に沿う第３回
転駆動軸を中心に回転可能に連結され、基板を保持する
ことができる基板保持手段と、この基板保持手段を回転駆動するための第３駆動源とを
備えていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装
置。
【請求項３】上記基板搬送機構は、上記基板処理装置の上部に懸架支持された基台と、互いに回転可能に連結された一組のアーム部を有し、第
１の水平方向に沿ってアーム部間の連結部を関節として
伸縮可能であるように上記基台に取り付けられた第１の
アーム伸縮機構と、この第１のアーム伸縮機構を伸縮させるために、この第
１のアーム伸縮機構に回転力を与える第１アーム伸縮駆
動源と、互いに回転可能に連結された一組のアーム部を有し、上
記第１の水平方向と直交する第２の水平方向に沿ってア
ーム部間の連結部を関節として伸縮可能であるように上
記第１のアーム伸縮機構に連結された第２のアーム伸縮
機構と、この第２のアーム伸縮機構を伸縮させるために、この第
２のアーム伸縮機構に回転力を与える第２アーム伸縮駆
動源と、上記第２アーム伸縮機構に設けられ、基板を保持するた
めの基板保持手段と備えていることを特徴とする請求項
１記載の基板処理装置。
【請求項４】上記基板搬送機構は、上記基板処理装置の
上部に対して、ほぼ鉛直方向に沿う回転軸を中心に回転
可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の
基板処理装置。
【請求項５】上記基板搬送機構の下方に、上記基板処理
部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４
のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】上記基板搬送機構の下方に、上記基板処理
部の付帯設備が設けられていることを特徴とする請求項
１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】上記基板搬送機構の下方に、上記基板処理
装置のメンテナンスを行うためのメンテナンス空間が設
けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいず
れかに記載の基板処理装置。
【請求項８】上記基板搬送機構の下方に、上記基板処理
装置の下部に支持された別の基板搬送機構が設けられて
いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
載の基板処理装置。
【請求項９】上記基板搬送機構は、天井搬送方式のカセ
ット搬送装置によって搬送されるカセットに対して、基
板の受け渡しを行うことができるものであることを特徴
とする請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装
置。
【請求項１０】上記基板処理部は、上下方向に積層され
た複数の基板処理ユニットを含むことを特徴とする請求
項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１１】上記基板搬送機構の摺動部分の雰囲気を
吸引する吸引手段をさらに備えたことを特徴とする請求
項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置。