JP2008028179A - 搬送機構およびそれを備えた処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハ等の基板を搬送する搬送機構において、構成を簡単にしながらも一度に搬送できる基板の枚数を増加させ、更に可動部のケーブルレスを実現する。
【解決手段】案内ガイド１８によって移動可能な移動ベース２１と、移動ベースに回転可能に載置されたロボットベース２０と、ロボットベース２０上に固定された第１アーム２７と、第１アーム２７の両端に支持された２つの第２アーム２８と、その各々の先端に支持されたピンセット３０とを備えるとともに、移動ベース２１を挟むように敷設された第１及び第２のリニアモータの可動子１２、１４を連結部材１６、１７を介してロボットベース２０に連結させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、半導体ウエハ等の基板に対してＣＶＤやエッチング等の処理を施す半導体基板処理装置などに用いられ、半導体ウエハ（以下、ウェハという）等の被処理体を処理室に挿入または処理室から搬出する真空内搬送機構に関する。

半導体デバイスの製造工程は多数の工程からなり、例えば、半導体ウェハ上に回路パターンを形成するための主な工程としては、ウェハの洗浄工程、金属膜や絶縁膜を形成する成膜工程、フォトレジストで配線パターンを形成するフォトリソグラフィ工程、レジストパターンが形成されたウェハをエッチングするエッチング工程、その他不純物を注入する工程等が多数回繰り返し行われるのが一般的である。

上記エッチング工程において例えばプラズマを用いる場合や、成膜工程において例えばＣＶＤ装置により処理を行う場合、ウェハを真空チャンバ内に搬入してこのチャンバ内で処理を行っている。このようなシステム構成としては、たとえば、多角形に形成した真空の共通搬送室に複数の真空処理室を放射状にゲートバルブで連結してなるクラスタ装置がある。

しかしながら、半導体デバイスの高密度化、高集積化の要求により、処理の更なる効率化が求められ、成膜種類も増加した。また、少量多品種の半導体デバイスの要求もあり、共通搬送室により多くの真空処理室を連結する必要が生じている。多角形状（クラスタ式）の共通搬送室に放射状に真空処理室を接続すると、真空処理室間がデットスペースとなるため、スペースの有効利用とならず、フットプリントの増大につながる。
このため、拡張性やフットプリントの向上を図ることを目的として、横長の共通搬送室を設け、この側壁に、大気搬送室とウエハ受け渡しを行うロードロック室や真空処理室を配置し、共通搬送室内部には直線的な走行が可能で、真空処理室とウエハの受け渡しを行うために伸縮可能な搬送アームを有すロボットを設置したリニア走行型の装置構成が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかし、このような装置構成の場合は、搬送アームを有したロボットを直線走行させる機構やロボットアームを駆動するための動力ケーブル、走行軸の位置検出やロボットアームを制御するために必要なリニアエンコーダのセンサケーブル等からの塵埃や放出ガスが問題になる。
そこで特許文献１では、この可動ケーブルを無くすために、ある所定の位置に停止中に非接触でバッテリー充電を行いロボット走行とロボットアームの駆動をこのバッテリにて行う方式としたり、特許文献２では、隔壁を設けて大気側から搬送アームをリンク式で動かす機構の提案がなされている。
特開２００４−２６５８９４号公報（第７頁，第５図） 特開２００３−３３２４０４号公報（第１２頁，第１図）

ところが、特許文献１では、ステージを移動させるための第１の駆動源とロボットを駆動するための第２の駆動源に電力を供給するバッテリーの寿命に伴う交換や、バッテリーの非接触給電部の電磁ノイズの低減、走行軸や真空ロボットの位置制御を行う制御部（ドライブ部）の発熱処理が必要になるなどの問題がある。

また、特許文献２では、一方向の真空処理室へのアクセスしかできないという問題がある。更に、伸縮動作を形成するリンク機構の駆動部を、走行軸方向に搬送台の両側に配置する必要があるため、走行軸が長くなる。これに伴い、真空容器の容積が増し、フットプリントの増大、真空引き時間の増大、真空ポンプ容量の増大等の問題も発生する。

そこで、本発明は、走行性能や搬送アームの駆動性能を低下させることなく，ケーブルレスでロボット走行とアーム伸縮機能を実現し、ケーブルからの発塵と放出ガスをなくしメンテナンス性の向上を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するため，本発明は，次のようにしたものである。
請求項１に記載の発明は，経路に沿って移動して所定の場所に移動し、アームを伸縮させながらウェハ等の基板を搬送する搬送機構において、略平坦面に敷設された案内レールと、前記案内レールにガイドされて移動可能な移動ベースと、前記移動ベースに回転可能に載置されたロボットベースと、前記ロボットベースに固定された１つの第１アームと、前記第１アームの両端にそれぞれ回転可能に支持された２つの第２アームと、前記２つの第２アームの各々の先端に回転可能に支持され、前記基板を載置する２つのピンセットと、前記案内レールに沿って配置され、前記移動ベースを挟むように敷設される第１及び第２のリニアモータと、前記第１及び第２のリニアモータの各々の可動子と、前記ロボットベースとを結合する連結部材と、を備え、前記第１及び第２のリニアモータの各々の可動子が、互いに反対方向に移動することによって、前記連結部材を介して前記ロボットベースを回転させ、前記２つのピンセットを前記ロボットベースの中心に対して同時に伸縮させる搬送機構とした。

請求項２に記載の発明は，経路に沿って移動して所定の場所に移動し、アームを伸縮させながらウェハ等の基板を搬送する搬送機構において、略平坦面に敷設された案内レールと、前記案内レールにガイドされて移動可能な移動ベースと、前記移動ベースに回転可能に載置されたロボットベースと、前記ロボットベースに固定された１つの第１アームと、前記第１アームの両端にそれぞれ回転可能に支持された２つの第２アームと、前記２つの第２アームの各々の先端に回転可能に支持され、前記基板を載置する２つのピンセットと、前記案内レールに沿って配置され、可動子が前記移動ベースと締結されて該移動ベースを移動させる第１のリニアモータと、前記案内レールに沿って配置され、前記移動ベースの近傍に敷設される第２のリニアモータと、前記第２のリニアモータの可動子と、前記ロボットベースとを結合する連結部材と、を備え、前記第１のリニアモータを停止させているときに、前記第２のリニアモータの可動子を移動させることによって、前記連結部材を介して前記ロボットベースを回転させ、前記２つのピンセットを前記ロボットベースの中心に対して同時に伸縮させる搬送機構とした。

請求項３に記載の発明は，真空雰囲気で基板を処理する複数の処理室と、前記複数の処理室に接続されるとともに、前記基板を前記複数の処理室に対して出し入れする搬送機構を内部に備えた共通搬送室と、前記共通搬送室に接続され、真空雰囲気と大気雰囲気が実現可能なロードロック室と、前記ロードロック室と、前記基板を収納するカセットとの間で目的の前記基板を搬送する大気搬送部と、を備える基板の処理装置において、前記搬送機構が、請求項１または２記載の搬送機構である基板の処理装置とした。

請求項４に記載の発明は，前記共通搬送室が略矩形に形成され、該共通搬送室の２つの長辺には前記複数の処理室が一対ずつ、該共通搬送室をはさんで対向するように接続され、前記搬送機構の前記案内レールが、前記長辺に沿って敷設されている請求項３記載の処理装置とした。

請求項５に記載の発明は、前記搬送機構が、前記２つのピンセットを同時に伸縮させることによって、前記一対の処理室に対して同時に前記基板の出し入れを行う請求項４記載の処理装置とした。

請求項６に記載の発明は、前記第１及び第２のリニアモータの可動子に各々絶対値式リニアスケールが設けられ、前記絶対値式リニアスケールを検知する絶対値リニア位置検出センサが、前記絶対値式リニアスケールの長さと同一の間隔をおいて前記共通搬送室内の長辺に複数配置され、前記絶対値リニア位置検出センサからの情報に基づいて、前記共通搬送室の長辺の全領域にわたって前記第１及び第２のリニアモータの位置制御がおこなわれる請求項３記載の処理装置とした。

請求項１または２に記載の発明によれば、経路に沿って移動するための機構と、アームを伸縮させるための機構とが、２つのリニアモータのみによって実現されるとともに、基板を支持するピンセットを２つ同時に伸縮させることができるので、駆動部の構成が簡単になりながら一度に搬送できる基板の数が増加する。特に、リニアモータを可動マグネット型のリニアモータを使用すれば、搬送機構の可動部から駆動源のケーブル類を無くすことができる。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１の片側のリニアモータの可動子ガイドを無くすことができるため、更に放出ガスやパーティクルを抑制することができる。
請求項３に記載の発明によれば、特許文献２のように伸縮動作を形成するリンク機構の駆動部を、走行軸方向の搬送台の両側に配置する必要が無いため、必要最小限のリニアモータ長で搬送機構を構成でき、共通搬送室の容積や装置のフットプリントを増大させることがない。
請求項４に記載の発明によれば、略矩形の共通搬送室に対して一対の処理室を増減させることで、比較的容易に処理装置の構成を変更できる。
請求項５に記載の発明によれば、搬送機構の２つのリニアモータを同期運転することで処理室の位置で停止することができ、２つのリニアモータを位置制御することによりアームの伸縮を正確にコントロールすることができるので、一度に一対の処理室に対して基板の出し入れができる。
請求項６に記載の発明によれば，リニアモータの可動子側にリニアスケールを装着し、位置検出センサを共通搬送室側に固定配置するため、位置検出センサケーブルの可動を無くすことができる。
また、絶対値式リニアエンコーダの位置情報から共通搬送室の全領域の位置情報を認識できるため、万一のトラブルで装置が停止した場合でも、走行位置と搬送アームの伸縮状態が認識できるため、原点復帰動作なしに搬送機構のアームを前記基板処理室に干渉させることなく、システム復帰を行うことができる。
また、絶対値で位置を検出するため、一時的にノイズ等で位置を誤検出しても、瞬間的な位置ずれが発生するだけで、累積した位置ずれを発生させることがなく、自動的に正しい位置に自動復帰させることができる。

まず、本発明に係るウェハ搬送装置が使用されるウェハ処理装置の代表的な全体構成を図１を参照して説明する。
図１において、共通搬送室１は、図中Ｙ方向に長辺をもつ略矩形の真空チャンバである。この共通搬送室１の左右の長辺には、大気搬送エンクロージャ（ＥＦＥＭ）６との間でウエハの受け渡しを行うとともに、大気と真空の状態に交互に繰り返されるロードロック室３およびＣＶＤ処理部やエッチング処理部などの処理室４が複数配置されている。処理室４は通常、上述のように真空状態になっている。５はロードロック室３および処理室４と、共通搬送室１の間を隔離するとともに、その開閉を行うゲートバルブである。共通搬送室１内には、ウェハＷを搬送する搬送機構２が設けられている。搬送機構２は、共通搬送室１内に図中Ｙ方向に敷設された搬送路に沿って移動可能である。搬送機構２は、搬送路に沿って各処理室４の前まで走行し、後述するアームを伸縮させて各処理室４へウェハＷを搬入搬出する。
以上、図１におけるウェハ処理装置のウェハの流れを説明する。各処理室４及び共通搬送室１は、図示しないポンプなどによって減圧され、真空状態となっている。ロードロック室３は大気状態とする。まず、大気搬送エンクロージャ６に設置されている大気ロボット６ｂがそれに備えるハンドによって、ウェハカセットオープナ６ａに載置されているカセットからウェハＷを取得する。大気ロボット６ｂは、ロードロック室３と大気搬送エンクロージャ６とを隔離するゲートバルブ７（上記ゲートバルブ５と機能は同等）が開放された後、ハンドを通過させてウェハＷをロードロック室３内に載置する。ゲートバルブ７が閉鎖された後、ロードロック室３は図示しないポンプによって減圧され、共通搬送室１とロードロック室３とを隔離するゲートバルブ５が開放される。搬送機構２が搬送路に沿って２つのロードロック室３の間（図中３Ａと３Ｂとの間）に移動し、後述するアームを伸ばしてウェハＷを取得する。そして共通搬送室１とロードロック室３とを隔離するゲートバルブ５が閉鎖される。ロードロック室３は、図示しない窒素導入路などによって内部に窒素などが導入され、再び大気状態へと戻され、大気搬送エンクロージャ６とウェハのやりとりを繰り返す。
一方、搬送機構２が再び搬送路に沿って移動し、目的の処理室４の前で停止すると、目的の処理室４と共通搬送室１を隔離するゲートバルブ５が開放される。
そして、搬送機構２は保持していたウェハＷを目的の処理室４に、アームを伸ばして載置する。アームを縮めた後、ゲートバルブ５が閉鎖され、処理室４ではウェハＷに所定の処理が行われる。そして、以上の逆の過程で処理が完了したウェハＷが、再び大気搬送エンクロージャ６へと返送される。

以下、上記で説明した搬送機構２について説明する。
図２は本発明の実施形態１に係るウェハの搬送機構２を示す上から見た平面図であり、共通搬送室１内でアームが延びた状態（図中Ａ）と縮んだ状態（図中Ｂ）で走行場所を変えて示している。図３は走行方向（図１におけるＹ方向）から見た側断面図である。ただし後述する支持板２９とピンセット３０は図示を省略している。図４は搬送機構２のアーム部の構成と動力伝達を示す図である。図５は搬送機構２のアーム部の伸縮特性を示すグラフである。図６は絶対値リニアスケールと位置検出センサとの配列関係を示す図である。

図２および図３において、１は図１における共通搬送室である。この共通搬送室１内に以下のものが配置されている。
共通搬送室１内には、搬送室の長辺に沿って２本の案内ガイド１８（案内レールともいう）がその底面の中央に並んで敷設されている。それぞれの案内ガイド１８は、ガイド部１８ａと可動ブロック１８ｂとからなり、直線棒状のガイド部１８ａに沿って可動ブロック１８ｂが可動可能である。可動ブロック１８ｂは数個用意され、これらの上に後述する移動ベース２１が載置される。案内ガイド１８の外側には、可動マグネット型の第１と第２のリニアモータの固定子１１、１３が案内ガイド１８に沿って配置されている。１２は第１のリニアモータの可動子、１４は第２のリニアモータの可動子である。リニアモータの可動子は固定子に対してリニア移動するのは言うまでもない。案内ガイド１８の可動ブロック１８ｂには、移動ベース２１が載置されてレール部１８ａに沿って移動可能である。移動ベース２１上には、移動ベース２１に対して図示しない回転ベアリングで回転可能に支持されているロボットベース２０が設けられている。ロボットベース２０には後述する第１アーム２７が固定されている。１６と１７は第１と第２のリニアモータの可動子１２、１４と、ロボットベース２０とを連結する連結部材である。連結部材１６、１７はそれぞれ同じ構成であるので、ここでは連結部材１６の構成について説明する。連結部材１６は２つの長尺部材１６ａ，１６ｂから成り、長尺部材１６ａは可動子１２の上に垂直に固定され、その上方先端に凸部１６ａ１が形成してあり、また、ロボットベース２０の上部にもその直径の両端近傍に凸部２０ａ、２０ｂが形成してあり、そてぞれの凸部の周囲には図示しないベアリングが設けられて、回動可能となっている。
一方、長尺部材１６ｂの両端部近郷には、凸部１６ａ１の挿入される開口孔１６ｂ１と凸部２０ａの挿入される開口孔１６ｂ２とがそれぞれあけられていて、開口孔１６ｂ１に凸部１６ａ１を挿入し、開口孔１６ｂ２に凸部２０ａを挿入することで、長尺部材１６ｂの一端は凸部１６ａ１のベアリングを中心に回動し、また他端は凸部２０ａのベアリングを中心に回動できるようになっている。これと同じく、連結部材１７の長尺部材１７ｂもその一端は凸部１７ａ１のベアリングを中心に回動し、また他端は凸部２０ｂのベアリングを中心に回動できるようになっている。したがって、第１と第２のリニアモータの可動子１２、１４が、互いに反対方向に動くことにより、この動作が連結部材１６及び１７を介してロボットベース２０に伝えられ、第１のリニアモータの可動子１２と第２のリニアモータの可動子１４とが互いに移動ベース２１に対して近接するよう移動すると、図２においてロボットベース２０は反時計回りに回転するし、第１のリニアモータの可動子１２と第２のリニアモータの可動子１４とが互いに移動ベース２１に対して離れるよう移動すると、ロボットベース２０は時計回りに回転する。
なお、案内ガイド１８の側面には、案内ガイドからのパーティクルの飛散を防止するためにパーティクル防止カバー３５が設けられている。パーティクル防止カバー３５は、案内ガイド１８の可動ブロック１８ｂがガイド部１８ａに対して走行したときに飛散させる粉塵を抑えるための板状のもので、移動ベース２１から垂下するように固定され、かつガイド部１８ｂやガイド部１８ｂが敷設されている面と接触しない程度の隙間をもって可動ブロック１８ａを隠すように設けられている。図３では、移動ベース２１の側面（第１及び第２のリニアモータに対向する面）のそれぞれ全域にわたって設けられているが、勿論、移動ベース２１の側面全域（図３における正面やその反対側の面にも）にも、ガイド部１８ａやガイド部１８ａの敷設面に接触しないように設けてもよい。これにより、可動ブロック１８ｂからパーティクルの飛散があっても、パーティクル防止カバー３５によってその飛散が抑えられるので、後述するピンセット３０上のウェハＷへパーティクルが付着することを抑制できる。

図４において、搬送機構２のアーム部の構成と動力伝達について詳細に説明する。
第１アーム２７は、その略中央部分でロボットベース２０に支持されており、ロボットベース２０の回転中心と第１アーム２７の略中央部分が一致するようになっている。第１アーム２７はロボットベース２０の回転とともに一体的に回転する。第１アーム２７の両端には、それぞれ２つの第２アーム２８が第１アーム２７に対して回転可能に支持されている。また、第２アーム２８のそれぞれの先端部には支持板２９を介してピンセット３０が取り付けられている。ピンセット３０にはウェハ（基板）Ｗが載置できるようになっている。ピンセット３０にはウェハＷを保持するための、例えば図示しない支持パッドが複数設けられている。
第１アーム２７の内部には、移動ベース２１と図示しない部材で連結されているプーリＡが設けられている。プーリＡにはベルト３１が巻装されている。そして、ベルト３１は第１アーム２７両先端内部の２つのプーリＢにも巻装されている。プーリＢは第２アーム２８に図示しない部材で連結されている。また、プーリＣがプーリＢと同軸で第２アーム２８に内蔵されている。プーリＣは図示しない部材によって第１アーム２７に連結されている。プーリＣにはベルト３２が巻装されている。ベルト３２はプーリＤにも巻装されている。プーリＤは第２アーム２８の先端内部で回転可能に支持されている。プーリＤには支持板２９が固定されている。さらに支持板２９にはピンセット３０が固定されている。そして、プーリＡ：Ｂの比率を２：１、プーリＣ：Ｄの比率を１：２に構成する。
なお、どちらか一方の第２アーム２８の第１アーム２７に対する支持部には、図３で示すアーム支柱３６が介在している。これは搬送機構２が図２のＢのような状態になったときに、互いの第２アーム同士やピンセット３０が干渉しないように、互いを異なった高さにするための部材である。このアーム支柱３６は円筒状になっていて、どちらかの第２アーム２８に連結固定されるとともに、プーリＢにも連結固定されている。そして、このアーム支柱３６の高さ寸法によって得られる第１アーム２７と一方の第２アーム２８およびピンセット３０との隙間に、もう一方の第２アーム２８およびピンセット３０とが存在できるように構成している。
以上の構成により、搬送機構２のアーム部は、ロボットベース２０が回転すると、２つのピンセット３０は搬送機構２の中心に向かって、直線的（図中Ｘ方向）に移動する。

以上説明したリニア機構の構成と、アーム部の構成とを組み合わせた搬送機構２は、第１及び第２のリニアモータの可動子を同時に、かつ反対方向に移動させると、連結部材１６、１７を介してロボットベース２０が回転するので、これにより、２つのピンセット３０が、同時に反対方向に伸縮動作する。そして、搬送機構２を図１のような共通搬送室１内に設置すれば、２つのピンセット３０を共通搬送室１の長辺に配置された１対のロードロック室または処理室に同時に進退させることができるようになる。
また、第１及び第２のリニアモータの可動子を同時に、かつ同じ方向に移動させると、搬送機構２の移動ベース２１及びアーム部全体をその方向に移動させることができるのはいうまでもない。この動作によって、共通搬送室１に接続された１対のロードロック室または処理室の各々に対して搬送機構２のアーム部を移動させて、所望のウェハＷの出し入れを行える。

ここで、第１及び第２のリニアモータの構成及び搬送機構の動作について更に詳細に説明する。上述のように、本実施例では可動マグネット型のリニアモータを使用している。可動マグネット型のリニアモータの可動子１２、１４は、固定子１１、１３に対して電磁力で非接触で可動するため、可動子の直線状の動きを規制するためのガイド部材が必要である。このガイド部材を可動子ガイド１９として示す。可動子ガイド１９は、案内ガイド１８と同様のものを用いている。従って可動子ガイド１９も、レール部１９ａと可動ブロック１９ｂとで構成されている。ここで可動子ガイド１９は、可動子ガイドの別の設置場所５０（破線で示す）で示すように、レールを共通搬送室１内の内壁等に敷設し、そのレール部に対して移動可能な可動ブロックを部材を介して可動子１２、１４に装着しても良い。しかし、この場合可動子ガイドのレール部は搬送機構２の移動範囲全体に渡って敷設しなくてはならず、コスト、直進性保持などの面で不利となる。
そこで、本実施例ではこの可動子ガイド１９を図の実線の位置に設置している。可動子ガイド１９のレール部１９ａは、第１及び第２のリニアモータの可動子１２、１４上に固定されている。レール部１９ａは可動子１２、１４の上に載置されており、可動子１２、１４がロボットベース２０を回転させてアーム部を伸縮させるための距離を移動するとき、可動ブロックがレール部を外れない程度に必要十分な長さがあればよい。そして、可動ブロック１９ｂと、移動ベース２１とを規制部材２３とによって連結している。これにより、可動子１２、１４は案内ガイド１８によって走行方向が規制されている移動ベース２１とともにその直線状の動きが規制される。
可動子ガイド１９が上記の構成のとき、搬送機構２を図２のＡからＢの状態に動かす動作について説明する。まず、図２のＡの状態から可動子１２、１４が互いに近接するように動くと、ロボットベース２０が連結部材１６、１７を介して図の反時計回りに回転する。そして２つのピンセット３０らは互いにロボットベース２０に近接するように縮む。このとき、可動子１２、１４上に載置された可動子ガイド１９のレール部１９ａも可動子とともに移動するが、可動ブロック１９ｂがレール部１９ａに対して滑るので、移動ベース２１は動かない。また、このとき可動ブロックは上述のようにレール部が必要十分な長さにあれば、レール部から外れない。よって、アームが縮む動作のみが達成される。そして、可動子１２、１４が同時に図２の右方向に動くと、連結部材１６、１７を介して移動ベース２１が図２Ｂの方向へ移動する。

次に、搬送機構２のアーム部の動作制御について説明する。
図５（ａ）は、搬送機構２の動作特性を示すグラフである。（ｂ）は搬送機構２を上面から見た簡略図である。ロボットベース２０と２つのピンセット３０のうち１つは図示していない。そして、ロボットベース２０の回転中心における回転方向をθ、第１及び第２のリニアモータの可動子の移動方向をＬ、搬送機構２の回転中心からウェハＷの中心までの距離をＲとしている。
予め、ピンセット３０に載置したウェハＷの中心が搬送機構２の中心となるよう第１及び第２のリニアモータの可動子を移動させ、アームを縮めておき、その状態を例えば原点姿勢としておく。そして、図５（ａ）で示す動作特性のように、原点姿勢からの第１及び第２のリニアモータの可動子の移動量と、そのときの第１アームの動作回転角度量と、ウエハの中心位置の移動量との関係を予め把握しておく。ここで、図５（ａ）において、横軸はリニア軸移動量であって、原点姿勢からの第１及び第２のリニアモータの可動子の移動量を示している。縦軸は第１アームの動作回転量θ（deg）と、ピンセットに載置しているウエハの中心位置の移動量Ｒを示している。このように、実際はリニア軸移動量とウエハの中心位置の移動量は完全にリニアな関係ではないため、アームの伸縮量の指令はこの関係に基づき払い出され、第１及び第２のリニアモータを位置制御する。

次に、第１及び第２のリニアモータの位置制御について説明する。リニアモータの位置を認識するため、以下に説明する絶対値式リニアエンコーダを使用する。 本発明のように、リニアモータの直線状の動きをアーム部の回転に変換する機構の場合は、システム立ち上げ時にアームの姿勢や走行位置を直ちに認識できなければならない。アーム姿勢や現在位置が認識できない状態で、原点復帰動作を行うと、アーム部を共通搬送室１の内壁や処理室４やロードロック室３に干渉させることになり、ウェハＷをピンセット３０が搬送中であれば、ウエハＷを落下させ、破損させることになる。このためには、本発明の搬送機構では真空仕様の絶対値式リニアエンコーダの装着が必須となる。
真空仕様のリニア型絶対値エンコーダは、たとえば、本出願人が先に出願した特開２００３−１８５４７２（アブソリュートエンコーダおよびその絶対値信号生成処理方法）で示す回転型ディスクのスリットを直線に引き伸ばすことで実現することができる。このエンコーダスケールは、磁性体スリットをエッチングで形成するため、任意のスケール長を容易に作製することができる。また、磁気式のため光学式のようにスケールの汚れの影響を受けにくく、信頼性が高い。
図６は、第１及び第２のリニアモータの可動子１２、１４に装着される絶対値式リニアスケール４０、４１と、共通搬送室１内の側壁等に、第１及び第２のリニアモータに沿って配置される絶対値リニア位置検出センサ４２，４３との配列関係を示す図である。リニアスケール４０，４１と位置検出センサ４２，４３との配列は、リニアスケール４０、４１の長さの間隔で配置すればよく、例えばロードロック室３Ａと処理室４Ａ、ロードロック室３Ｂと処理室４Ｂのそれぞれ中央部分に等間隔で配置する。位置検出センサ４２，４３の信号は、電気制御部内の絶対値式エンコーダ処理ユニット４５に入力され、各位置検出センサ４２、４３の位置情報から、第１及び第２のリニアモータの可動子の、共通搬送室１内での現在位置を認識する。４６は第１及び第２のリニアモータ駆動用のドライバであるパワードライブ部を示している。絶対値式エンコーダ処理ユニット４５からの位置情報と、図５に示すリニア軸動作量とアーム動作量の関係より、コントローラ４４からの推力指令に基づき、第１及び第２のリニアモータを位置制御し、搬送機構２のアーム伸縮量（ウェハ中心位置）を制御する。
本発明では、絶対値式リニアの採用に限定することで、スケール長と位置検出センサ間隔を同一長にすることができる。スケール長が長くなると、共通搬送室のチャンバ長さ（容積）が増えるが、これを抑えることができる。また、現在位置認識が容易になり、原点復帰動作を行うことなく、システム立上げができる。異常停止などで緊急停止したときのシステム立上げも共通搬送室を大気雰囲気に開放して人が作業することなく可能で、ダウンタイムを最小にできる。

次に、搬送機構２の実施形態２について説明する。
図７は本発明の実施形態２に係る搬送機構２を示す上からの平面図であり、共通搬送室１内でアームが延びた状態（図中Ａ）と縮んだ状態（図中Ｂ）で走行場所を変えて示している。図８は走行方向（図１におけるＹ方向）から見たその側断面図である。

図７および図８において、図２および図３と異なる部分のみ説明する。
３３は第３のリニアモータの固定子、３４は第３のリニアモータの可動子である。第３のリニアモータは、２本の案内ガイド１８に挟まれるように共通搬送室１内の底面に敷設されている。すなわち、移動ベース２１の下部に配置されている。第３のリニアモータの可動子３４と移動ベース２１とが連結され、移動ベース２１は第３のリニアモータによって案内ガイド１８に従って移動する。第１のリニアモータの可動子１２は、ロボットベース２０と連結部材１６で結合されており、この構成は実施形態１と同じである。そして実施形態１における第２のリニアモータは無い。また、ロボットベース２０から上のアーム部についても実施形態１と同じである。
従って、実施形態２では、搬送機構２のアーム部の伸縮動作は、第３と第１のリニアモータ可動子３２、１４の相対位置を制御することによって行う。例えば、アームを縮めて走行させるときは、図７において第３のリニアモータの可動子３４を停止させた状態で、第１のリニアモータの可動子１２を図中左の方向に移動させ、アーム（ピンセット）を縮めた後、第１及び第３のリニアモータの可動子を同期させて同一方向に走行させる。そして、ウエハＷを搬入搬出する処理室４の前で停止させ、処理室４と共通搬送室１とを隔離するゲートバルブ５を開き、この位置で再び第１のリニアモータの可動子１２のみを、図７において右方向に走行させてアーム（ピンセット）を伸長させ、ウェハＷを処理室４に投入する。
このように実施形態２では、第３のリニアモータが移動ベース２１を直接駆動する。本発明では、移動ベース２１やアーム部が大きく、重量もあるため、これらを直接駆動することによって、安定的に駆動が可能である。特に、実施形態２のように、移動ベース２１の下部に第３のリニアモータを配置すれば、移動ベース２１やアーム部の重心位置を第３のリニアモータが駆動できるため、更に安定的にこれらを駆動できる。

本発明は，半導体製造用の処理装置のウエハ搬送装置のほか、液晶製造装置に用いられるガラス基板などの搬送装置としても有用である。

本発明の搬送機構が用いられる代表的な処理装置の全体上面図である。 本発明第１実施例の搬送機構を示す上面図である。 図２において、搬送機構の走行方向からみた側断面図である。 本発明の搬送機構のアーム部の詳細を示す上面図である。 本発明の搬送機構のリニアモータ可動子の動作量と、そのときの第１アームの動作回転量と、ウェハの中心の移動量との関係を示すグラフである。 本発明第１実施例のリニアスケールの構成及び制御系の構成を示す図である。 本発明第２実施例の搬送機構を示す上面図である。 図７において、搬送機構の走行方向からみた側断面図である。 本発明第２実施例のリニアスケールの構成及び制御系の構成を示す図である。

符号の説明

Ｗ 被処理体（半導体ウエハ）
１ 共通搬送室
２ 搬送機構
３ ロードロック室
４ 処理室
５ ゲートバルブ
６ 大気搬送エンクロージャ（ＥＦＥＭ）
６ａ ウェハカセットオープナ
６ｂ 大気ロボット
７ ゲートバルブ
１１ 第１のリニアモータの固定子
１２ 第１のリニアモータの可動子
１３ 第２のリニアモータの固定子
１４ 第２のリニアモータの可動子
１６、１７ 連結部材
１８ 案内ガイド
１８ａ レール部
１８ｂ 可動ブロック
１９ 可動子ガイド
１９ａ レール部
１９ｂ 可動ブロック
２０ ロボットベース
２１ 移動ベース
２３ 規制部材
２７ 第１アーム
２８ 第２アーム
２９ 支持板
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ プーリ
３０ ピンセット
３１、３２ ベルト
３３ 第３のリニアモータの固定子
３４ 第３のリニアモータの可動子
３５ パーティクル防止用カバー
３６ アーム支柱
４０，４１ 絶対値式リニアスケール
４２，４３ 絶対値式リニア位置検出センサ
４４ コントローラ
４５ 絶対値エンコーダ処理ユニット
４６ パワードライブ部
５０ 可動子ガイドの別の設置場所

Claims (6)

1. 経路に沿って移動して所定の場所に移動し、アームを伸縮させながらウェハ等の基板を搬送する搬送機構において、
   略平坦面に敷設された案内レールと、
   前記案内レールにガイドされて移動可能な移動ベースと、
   前記移動ベースに回転可能に載置されたロボットベースと、
   前記ロボットベースに固定された１つの第１アームと、
   前記第１アームの両端にそれぞれ回転可能に支持された２つの第２アームと、
   前記２つの第２アームの各々の先端に回転可能に支持され、前記基板を載置する２つのピンセットと、
   前記案内レールに沿って配置され、前記移動ベースを挟むように敷設される第１及び第２のリニアモータと、
   前記第１及び第２のリニアモータの各々の可動子と、前記ロボットベースとを結合する連結部材と、を備え、
   前記第１及び第２のリニアモータの各々の可動子が、互いに反対方向に移動することによって、前記連結部材を介して前記ロボットベースを回転させ、前記２つのピンセットを前記ロボットベースの中心に対して同時に伸縮させること、を特徴とする搬送機構。
2. 経路に沿って移動して所定の場所に移動し、アームを伸縮させながらウェハ等の基板を搬送する搬送機構において、
   略平坦面に敷設された案内レールと、
   前記案内レールにガイドされて移動可能な移動ベースと、
   前記移動ベースに回転可能に載置されたロボットベースと、
   前記ロボットベースに固定された１つの第１アームと、
   前記第１アームの両端にそれぞれ回転可能に支持された２つの第２アームと、
   前記２つの第２アームの各々の先端に回転可能に支持され、前記基板を載置する２つのピンセットと、
   前記案内レールに沿って配置され、可動子が前記移動ベースと締結されて該移動ベースを移動させる第１のリニアモータと、
   前記案内レールに沿って配置され、前記移動ベースの近傍に敷設される第２のリニアモータと、
   前記第２のリニアモータの可動子と、前記ロボットベースとを結合する連結部材と、を備え、
   前記第１のリニアモータを停止させているときに、前記第２のリニアモータの可動子を移動させることによって、前記連結部材を介して前記ロボットベースを回転させ、前記２つのピンセットを前記ロボットベースの中心に対して同時に伸縮させること、を特徴とする搬送機構。
3. 真空雰囲気で基板を処理する複数の処理室と、
   前記複数の処理室に接続されるとともに、前記基板を前記複数の処理室に対して出し入れする搬送機構を内部に備えた共通搬送室と、
   前記共通搬送室に接続され、真空雰囲気と大気雰囲気が実現可能なロードロック室と、
   前記ロードロック室と、前記基板を収納するカセットとの間で目的の前記基板を搬送する大気搬送部と、を備える基板の処理装置において、
   前記搬送機構が、請求項１または２記載の搬送機構であることを特徴とする基板の処理装置。
4. 前記共通搬送室が略矩形に形成され、該共通搬送室の２つの長辺には前記複数の処理室が一対ずつ、該共通搬送室をはさんで対向するように接続され、前記搬送機構の前記案内レールが、前記長辺に沿って敷設されていることを特徴とする請求項３記載の処理装置。
5. 前記搬送機構が、前記２つのピンセットを同時に伸縮させることによって、前記一対の処理室に対して同時に前記基板の出し入れを行うことを特徴とする請求項４記載の処理装置。
6. 前記第１及び第２のリニアモータの可動子に各々絶対値式リニアスケールが設けられ、
   前記絶対値式リニアスケールを検知する絶対値リニア位置検出センサが、前記絶対値式リニアスケールの長さと同一の間隔をおいて前記共通搬送室内の長辺に複数配置され、
   前記絶対値リニア位置検出センサからの情報に基づいて、前記共通搬送室の長辺の全領域にわたって前記第１及び第２のリニアモータの位置制御がおこなわれることを特徴とする請求項３記載の処理装置。
   
   

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