JPH069054A - 真空搬送機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の簡便な磁気結合式の真空搬送機構の操
作性を保ったまま、装置の設置スペースを大幅に低減可
能にする。 【構成】 固定フランジ３６と可動フランジ３８は溶接
ベロース４０で接続され、固定フランジ３６は基板交換
室４２に固定され、可動フランジ３８は細長い円筒状の
真空ケース４４に固定されている。真空ケース４４には
磁気結合式の運動伝達機構４６が設けられている。可動
フランジ３８に固定されたガイド棒５２はガイド板４８
のガイド孔５０に沿って移動できる。基板を搬送しない
ときは、真空ケース４４を垂直に立てて、可動フランジ
３８を上方に回転させ、この可動フランジ３８を固定板
５８で固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空室の内部で基板な
どの被処理体に成膜したり、エッチングしたり、その他
の真空処理をしたりする真空処理装置において、被処理
体を搬送する機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜形成や表面処理のための真空処理装
置において、真空処理装置内部の所定の位置まで被処理
基板を搬送するには種々の方法がある。現在、半導体製
造用の真空処理装置では高い処理速度が要求されるた
め、主にロボットによる基板の搬送やベルトによる基板
の搬送が採用されている。一方、研究開発用の実験装置
では、この種の搬送装置は大がかりになりまたコストも
かかるため、上記のものは採用されておらず、手動式で
簡単な構造の、磁気結合式の搬送装置が用いられている
場合が多い。この磁気結合式の搬送装置は、真空室の外
部に配置した磁石と内部に配置した磁石との間の磁気力
を利用して真空室の外部から内部に運動を伝達してい
る。

【０００３】図７は、この磁気結合式の搬送装置を用い
た真空処理装置の正面断面図である。真空室は真空処理
室１０と基板交換室１２とで構成されている。真空処理
室１０と基板交換室１２はゲ−トバルブ１４を介して接
続されている。基板交換室１２には細長い円筒状の真空
ケ−ス１６が接続されており、この真空ケース１６の外
部には磁石１８が配置され、真空ケース１６の内部には
磁石２０が配置されている。二つの磁石１８、２０の磁
極は、互いに吸引するような配置となっている。内部の
磁石２０には支持棒２２が結合され、その先端に搬送台
２４が結合されている。搬送台２４には基板２６を載せ
ることができる。外部の磁石１８を真空ケースの長手方
向（図の左右方向）に移動させると、内部の磁石２０も
同様に移動し、その結果、基板２６を載せた搬送台２４
も左右に移動する。

【０００４】図７の装置において、基板２６を真空処理
室１０の基板ホルダー２８まで搬送する手順は次の通り
である。まず、基板交換室１２を大気にした状態で扉
（図示せず）を開けて、基板２６を搬送台２４上に設置
する。基板交換室１２を真空ポンプ３０で排気し、所定
の圧力まで達したら、基板交換室１２と真空処理室１０
との間のゲ−トバルブ１４を開く。真空処理室１０は真
空ポンプ３１で常に排気されている。外部の磁石１８を
左に移動させて、基板２６を基板交換室１２から真空処
理室１０に搬送する。この基板２６は基板受け３２によ
ってすくい上げられ、基板ホルダー２８に固定される。
基板受け３２は真空処理室１０に設置された上下機構３
４によって上下移動可能になっている。搬送台２４は再
び基板交換室１２まで戻され、ゲ−トバルブ１４を閉じ
ることにより基板２６の搬送が完了する。

【０００５】真空処理室１０での所定の処理が終了した
ら（図７では、基板を処理するための構造は省略し
た。）、再びゲ−トバルブ１４を開き、搬送台２４を真
空処理室１０内に挿入する。上下機構３４により基板受
け３２が下降し、基板２６が基板受け３２から搬送台２
４に渡される。これを基板交換室１２まで戻し、ゲ−ト
バルブ１４を閉じて基板交換室１２を大気圧まで戻せ
ば、処理済みの基板２６が取り出せる。

【０００６】このようにして真空処理室１０は常に真空
に保たれ、基板交換の際にも大気からの汚染が真空処理
に影響しないような構造となっている。このような基板
搬送機構は、構造が簡単で操作性、確実性も高く、しか
も安価に入手できるため、研究開発用の小規模の実験装
置では広く使用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す真空搬送機構を用いた場合、次のような不具合があ
った。図７からわかるように、この機構では、基板２６
が距離Ｌだけ移動する必要がある。そのためには、外部
の磁石１８を基板交換室１２の外壁から少なくとも距離
Ｌ以上離せるだけの構造にする必要がある。その結果、
真空ケース１６は基板交換室１２から長く飛び出すこと
になり、真空処理装置全体を設置するための床面積とし
ては真空処理室１０の２倍かそれ以上のスペースが必要
となる。その一方で、装置の稼働時間をみた場合、真空
処理室１０内での基板の処理にほとんどの時間が費やさ
れ、基板２６の搬送のためにこの搬送機構を使用する時
間は極く少ない。飛び出した真空ケ−ス１６の下側は何
もない空間になっている場合が多いので、長時間の真空
処理中に、装置を操作する人が誤ってぶつかって怪我を
する場合があり、これにより真空ケ−スが壊れる危険性
も高い。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、従来の簡便な磁気結合
式の真空搬送機構の操作性を保ったまま、装置の設置ス
ペ−スを大幅に低減可能な真空搬送機構を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】第１の発明は、
細長い筒状の真空ケースの外部と内部との間に設けた磁
気結合式の運動伝達機構を用いて被処理体を真空室の内
部の処理場所まで移動させる真空搬送機構において、前
記真空ケースと前記真空室とを可撓性の真空連結部で結
合すると共に、被処理体の搬送時の移動方向と前記真空
ケースの軸線とが一致しない状態で前記真空ケースを前
記真空室に固定できるようにしたものである。

【００１０】磁気結合式の運動伝達機構では、通常は、
真空ケースの外部に磁石を配置し、真空ケースの内部に
も磁石を配置して、これら二つの磁石の磁極が互いに引
き合うような配置としている。しかし、一方の磁石の代
わりに、残留磁化のほとんどない単なる強磁性体材料を
利用してもよく、これによっても磁気吸引力が発生す
る。さらに、永久磁石の代わりに電磁石を用いてもよ
い。

【００１１】本発明を適用する真空処理装置としては、
半導体製造工程で使用される成膜装置やエッチング装置
などが代表的である。したがって、本発明における被処
理体としてはＳｉウエハなどの基板が代表的である。し
かし、本発明は、真空内部で処理をするためのあらゆる
真空処理装置に適用が可能であり、被処理体としても、
薄い板状の基板に限定されるものではなく、例えばブロ
ック状のものでもよい。

【００１２】磁気結合式の運動伝達機構では、搬送距離
を確保するために、真空ケースは細長い筒状の形にな
る。真空ケースの断面は円形とするのが普通であるが、
楕円形断面や四角形断面でも構わない。

【００１３】真空ケースと真空室とを可撓性の真空連結
部で結合することによって、細長い真空ケースを真空連
結部を中心として回転させることが可能になる。これに
より、例えば、被処理体の搬送時には水平に延びていた
真空ケースを、上方に回転させることができるようにな
る。こうすると、真空ケースの占有スペースが大幅に減
少する。回転させた真空ケースは、任意の固定手段によ
り真空室に固定することができ、これにより、回転させ
た非使用時の真空ケースを安定に固定できる。

【００１４】第２の発明は、第１の発明における真空連
結部をベローズにしたものである。可撓性の真空連結部
としては、例えば真空ゴムホースなども使用できるが、
品質の高い真空を保つためにはベローズが適している。
その中でも、溶接ベローズは可撓性が優れていて最適で
ある。

【００１５】第３の発明は、第１の発明において、前記
真空ケースの軸線を前記被処理体の搬送時の移動方向に
対して実質的に垂直にした状態で前記真空ケースを前記
真空室に固定できるようにしたものである。このよう
に、真空ケースを搬送時の状態からほぼ９０度回転させ
ることによって、真空ケースの占有スペースは最小にな
る。

【００１６】第４の発明は、第１の発明において、前記
真空ケースの内部に支持棒を配置して、この支持棒を前
記運動伝達機構に連結し、被処理体を載せる搬送台と支
持棒との間に、複数の連結片をピン結合した可撓性接続
部を設けたものである。真空ケースが真空連結部を中心
として回転するときに、被処理体を載せる搬送台が真空
連結部よりも真空室側にある場合は、真空ケース内部の
支持棒と搬送台との間でも可撓性が必要になる。そこ
で、複数の連結片をピン結合した可撓性接続部を設ける
ようにした。

【００１７】第５の発明は、第４の発明の可撓性接続部
を、全体として一方向に凸となるように曲げることが可
能で、かつ、これと逆方向に凸となるように曲げること
は不能なように構成したものである。例えば、水平状態
の可撓性接続部を直線状態から上方に折り曲げ（下に凸
となるような折り曲げ）可能にしたことにより、真空ケ
ースを真空連結部を中心として上方に回転させたとき
に、真空ケースの内部の支持棒も可撓性接続部を中心と
して上方に回転できる。一方で、可撓性接続部は直線状
態から下方に折り曲げ（上に凸となるような折り曲げ）
不能にしたことにより、被処理体の搬送時には可撓性接
続部が水平状態に保たれる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例の斜視図である。こ
の真空搬送機構は、Ｓｉウエハを基板交換室から真空処
理室の内部に搬送するための機構である。この図は、基
板交換室に取り付けた状態の真空搬送機構を示してい
る。この真空搬送機構を設けた真空処理装置では、その
真空室は、基板交換室と真空処理室とによって構成され
ており、これらの基本的な構成は、図７に示した従来装
置と同様である。

【００１９】図１において、固定フランジ３６と可動フ
ランジ３８は金属製の溶接ベローズ４０で接続され、固
定フランジ３６は基板交換室４２に固定されている。可
動フランジ３８には細長い円筒状の真空ケース４４が固
定されている。この真空ケースには磁気結合式の運動伝
達機構４６が設けられている。この運動伝達機構４６は
真空ケース４４の長手方向に沿って移動できる。基板交
換室４２の外壁面には一対のガイド板４８が固定され、
このガイド板４８には概略円弧状のガイド孔５０が形成
されている。可動フランジ３８の外周面には一対のガイ
ド棒５２が固定されていて、このガイド棒５２はガイド
孔５０に沿って移動できる。ガイド棒５２の先端にはお
ねじが切ってあり、ガイド孔５０から突き出したおねじ
部分にナット５１を締め付けることによって、ガイド棒
５２をガイド板４８に固定することができる。固定フラ
ンジ３６には蝶番５３を介して一対の固定柱５４が回動
可能に取り付けられている。一方、可動フランジ３８に
は一対のＵ字形の切欠き５６が形成されていて、一対の
固定柱５４の先端は、それぞれ対応する切欠き５６の内
部に挿入可能である。固定柱５４の先端にはおねじが切
ってあり、切欠き５６に挿入した固定柱５４の先端を、
ナットを利用して可動フランジ３８に固定することがで
きる。基板交換室１２の外壁面には、蝶番５７を介して
固定板５８が回動可能に取り付けられている。可動フラ
ンジ３８を水平位置まで動かした状態で、固定板５８を
水平位置に倒すことにより、固定板５８を可動フランジ
３８にボルトとナットで固定することができる。

【００２０】図２は真空ケース４４を水平にした状態の
正面図である。なお、手前のガイド板４８は取り除いて
図示してある。可動フランジ３８は２本の固定柱５４と
ナット６０によって固定されている。さらに、可動フラ
ンジ３８は、２本のガイド棒５２にナット５１（図１参
照）を締め付けることで、両側のガイド板４８に固定さ
れている。なお、真空ケース４４は、その長手方向を一
部省略して図示してある。

【００２１】図３はベローズ４０を中心にして真空ケー
ス４４を上方に回転して垂直に立てた状態を示す正面図
である。図２と同様に、手前のガイド板４８は取り除い
て図示してある。２本の固定柱５４は固定フランジ３６
の蝶番５３から外した状態であり、可動フランジ３８は
水平状態にある。固定板５８は水平に倒れた状態であ
り、固定板５８と可動フランジ３８はボルト６２とナッ
ト６４で固定される。

【００２２】図４は図２の状態の内部構造を示す断面図
である。真空ケース４４の内部には支持棒６６があっ
て、支持棒６６の一端は真空ケース４４の内部の磁石６
８に固定されている。支持棒６６の他端は可撓性接続部
７０に固定されている。支持棒６６は支持棒支持板６７
で支持されている。可撓性接続部７０は複数の連結片を
ピン結合して構成されている。可撓性接続部７０の他端
は支持棒７２に固定され、この支持棒７２の他端は搬送
台７４に固定されている。搬送台７４には基板７６を載
せることができる。搬送台７４の下方位置には搬送台受
け７８が配置されている。この搬送台受け７８は支柱７
９を介して基板交換室４２に固定されている。この搬送
台受け７８は、真空ケ−ス４４が垂直位置に固定された
とき、搬送台７４を支える役目を果たす。真空ケース４
４の外部には磁石６９があり、この外部の磁石６９と内
部の磁石６８とで磁気結合式の運動伝達機構を構成して
いる。外部の磁石６９にはストッパ８０が設けられてお
り、このストッパ８０の先端を真空ケース４４の外周面
に押し付けると、外部の磁石６９を真空ケース４４に固
定することができる。

【００２３】図５は図３の状態の内部構造を示す断面図
である。この状態では、可撓性接続部７０は、隣り合う
連結片が互いに回動することによって、全体として下に
凸の状態になっている。搬送台７４は搬送台受け７８で
支持された状態である。

【００２４】図６は可撓性接続部７０を構成する連結片
を拡大した斜視図である。それぞれの連結片８２は、一
端に挿入部８４を、他端に凹部８６を備えていて、挿入
部８４と凹部８６には、ピン８８を受け入れる孔８５、
８７が形成されている。各連結片８２の挿入部８４を、
隣り合う連結片の凹部８６に挿入して、ピン８８で次々
に連結することにより、可撓性接続部を構成することが
できる。挿入部８４の先端の上部は円弧面９０になって
いるので、隣り合う連結片８２がピン８８を中心にして
下に凸となるように互いに回動することが可能である。
これに対して、挿入部８４の先端の下部は垂直な平坦面
９２となっているので、隣り合う連結片８２は上に凸と
なるように互いに回動することはできない。すなわち、
可撓性接続部が水平状態のときには、挿入部８４の平坦
面９２が、隣り合う連結片の凹部８６の平坦面９４に接
触しており、この状態からは上に凸となるような回動は
不能になっている。

【００２５】次に、上述の真空搬送機構を用いて基板を
搬送する手順を説明する。まず最初に図４に示すように
基板交換室４２内の搬送台７４台上に基板７６を設置す
る。基板交換室４２を真空ポンプにより所定の圧力まで
排気する。真空処理室と基板交換室４２とを隔てている
ゲ−トバルブを開き、外部の磁石６９を移動させて基板
７６を真空処理室内の基板ホルダーに受け渡す。搬送台
７４を元の位置まで戻した後、ゲ−トバルブを閉じる。
次に、ナット６０を緩めて２本の固定柱５４を取り外
し、さらにナット５１（図１参照）を緩めて真空ケ−ス
４４全体を図５に示すように垂直位置まで持ち上げる。
次に、ナット５１（図１参照）を締め付け、さらにボル
ト６２とナット６４で固定板５８を可動フランジ３８に
固定して、真空ケース４４を垂直位置に固定する。これ
により、真空ケース４４が基板交換室４２に対して安定
に固定された。この状態で、真空処理室内部で所定の基
板処理を行なう。処理が終了したら、上述の逆の操作に
より、真空ケース４４を水平位置に固定し、図４に示す
ような最初の状態に戻す。処理済みの基板７６を取り出
すには、ゲ−トバルブを開き搬送台７４を真空処理室に
挿入し、基板７６を基板交換室４２に搬送した後、これ
を大気に取り出す。

【００２６】なお、本実施例では真空ケ−ス４４を垂直
位置に固定する例を示したが、真空ケースを水平面内で
移動させても、基板処理の際に、基板交換室４２からの
真空ケース４４の突き出し量を減少させることができ
る。また、真空ケース４４を９０度回転させなくても、
例えば６０度程度回転させても、真空ケース４４の突き
出し量を減少させることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、磁気結合式の運動伝達機構を
操作するときに用いる細長い真空ケースを、可撓性の真
空連結部を中心として回転できるようにしたことによ
り、被処理体の搬送動作をしないときは、真空ケースを
基板交換室に近付けるように曲げておくことが可能にな
り、被処理体の処理時における装置全体の占有スペ−ス
を大幅に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１に示す機構の正面図である。

【図３】図１に示す機構の別の状態を示す正面図であ
る。

【図４】図２の状態の内部機構を示す正面断面図であ
る。

【図５】図３の状態の内部機構を示す正面断面図であ
る。

【図６】可撓性接続部の連結片の拡大斜視図である。

【図７】従来の真空搬送機構を備えた真空処理装置の正
面断面図である。

【符号の説明】

４０…ベローズ ４２…基板交換室 ４４…真空ケース ４６…磁気結合式の運動伝達機構 ４８…ガイド板 ５０…ガイド孔 ５４…固体柱 ５８…固定板 ６６…支持棒 ６８、６９…磁石 ７０…可撓性接続部 ７４…搬送台 ７６…基板 ８２…連結片

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い筒状の真空ケースの外部と内部と
   の間に設けた磁気結合式の運動伝達機構を用いて被処理
   体を真空室の内部の処理場所まで移動させる真空搬送機
   構において、前記真空ケースと前記真空室とを可撓性の
   真空連結部で結合すると共に、被処理体の搬送時の移動
   方向と前記真空ケースの軸線とが一致しない状態で前記
   真空ケースを前記真空室に固定できるようにしたことを
   特徴とする真空搬送機構。
2. 【請求項２】 前記真空連結部がベローズであることを
   特徴とする請求項１記載の真空搬送機構。
3. 【請求項３】 前記真空ケースの軸線を前記被処理体の
   搬送時の移動方向に対して実質的に垂直にした状態で前
   記真空ケースを前記真空室に固定できるようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の真空搬送機構。
4. 【請求項４】 前記真空ケースの内部に支持棒を配置し
   て、この支持棒を前記運動伝達機構に連結し、被処理体
   を載せる搬送台と支持棒との間に、複数の連結片をピン
   結合した可撓性接続部を設けることを特徴とする請求項
   １記載の真空搬送機構。
5. 【請求項５】 前記可撓性接続部は、全体として一方向
   に凸となるように曲げることが可能で、かつ、これと逆
   方向に凸となるように曲げることは不能なように構成さ
   れていることを特徴とする請求項４記載の真空搬送機
   構。