搬送機構
【課題】アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能な搬送機構を提供する。
【解決手段】処理容器５６内で被処理体Ｗに熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂと、アーム部の先端に連結されて被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂと、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板１０４とを備える。これにより、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持する。
【解決手段】処理容器５６内で被処理体Ｗに熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂと、アーム部の先端に連結されて被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂと、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板１０４とを備える。これにより、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の半導体ウエハ等の被処理体を処理装置等へ搬送する搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイス等を製造するためには、板状の半導体ウエハやガラス基板等の被処理体に対して、成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、改質処理等の各種の処理を繰り返し施す必要がある。例えば枚葉式の処理装置で複数種類の処理を施す場合には、内部に搬送機構を備えた共通搬送室の周囲に、複数の処理装置をゲートバルブを介して連結している（例えば特許文献１）。そして、上記共通搬送室内の搬送機構を用いて、半導体ウエハを上記各処理装置に向けて順に搬送して半導体ウエハに対して順次所望の処理を施すようになっている。
【０００３】
ここで従来の搬送機構により処理装置に対して半導体ウエハを搬送する時の状況について説明する。図１２は従来の搬送装置と処理装置との位置関係を示す概略構成図である。図１２に示すように、処理装置２は、真空排気が可能になされた処理容器４を有しており、この処理容器４内には、その上に半導体ウエハＷを載置するための載置台６が設けられている。この載置台６には、抵抗加熱ヒータ等よりなる加熱手段８が設けられており、載置される半導体ウエハＷを加熱するようになっている。
【０００４】
上記処理容器４の天井部には、上記載置台６に対向させてシャワーヘッド１０が設けられており、処理容器４内へ必要なガスを導入できるようになっている。また処理容器４の側壁には、半導体ウエハＷの搬出入口１２が設けられており、この搬出入口１２には、ゲートバルブＧを介して図示しない真空の搬送室が設けられている。そして、この真空の搬送室内に半導体ウエハＷを搬出入させる搬送機構１４が設けられている。
【０００５】
この搬送機構１４は、屈伸及び旋回が可能になされたアーム部１６と、このアーム部１６の先端に連結されたフォーク部１８とによりなっている。そして、このフォーク部１８を含むアーム部１６の一部を上記搬出入口１２より処理容器４内へ侵入させることにより半導体ウエハＷを搬出入させるようになっている。また、ここで半導体ウエハＷを載置台６上へ載置させるには、図示しない昇降ピンを昇降させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６０６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のように半導体ウエハの搬出入に伴って搬送機構１４のアーム部１６を処理容器４内へ繰り返し侵入させると、加熱手段８の熱によって高温状態になされた載置台６からの輻射熱によってアーム部１６の先端側がかなりの高温状態、例えばプロセス条件にもよるが３００℃程度までの高温状態になることは避けられない。このため、アーム部１６自体が熱膨張して反りが発生したり、アーム部１６内に設けられている旋回のためのタイミングベルトのテンション等も変化してしまう。この結果、１回の動作に±０．０５ｍｍ以内の高い搬送精度を有するアーム部１６の搬送精度が低下してしまう、といった問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能な搬送機構である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。
【００１０】
このように、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設けるようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能となる。
【００１１】
請求項５の発明は、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。
【００１２】
このように、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の表面に熱遮蔽層を形成するようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能となる。
【００１３】
請求項１６の発明は、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。
【００１４】
このように、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設け、更にアーム部の表面に熱遮蔽層を形成したので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る搬送機構によれば、次のような優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設けるようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００１６】
請求項５及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の表面に熱遮蔽層を形成するようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００１７】
請求項１６及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設け、更にアーム部の表面に熱遮蔽層を形成したので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る搬送機構を有する一般的な処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す処理システムを示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る搬送機構の第１実施例を示す平面図である。
【図４】熱遮蔽板を設けた搬送機構のアーム部の一部を示す図である。
【図５】本発明の搬送機構の第２実施例のアーム部の一部を示す部分断面図である。
【図６】第３アームを示す断面図である。
【図７】フォーク部を示す平面図である。
【図８】評価に用いた搬送機構の第２アームの部分を示す概略斜視図である。
【図９】稼働時間と搬送機構のアーム部の上下方向への変位量（反り量）を示すグラフである。
【図１０】搬送機構のアーム部の長さ方向への変化を示すグラフである。
【図１１】アルミナ層の輻射率と熱放射の波長との関係を示すグラフである。
【図１２】従来の搬送装置と処理装置との位置関係を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る搬送機構の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る搬送機構を有する一般的な処理システムの一例を示す概略平面図、図２は図１に示す処理システムを示す概略断面図、図３は本発明に係る搬送機構の第１実施例を示す平面図、図４は熱遮蔽板を設けた搬送機構のアーム部の一部を示す図である。
【００２０】
まず、本発明に係る搬送機構を有する処理システムの一例について説明する。図１及び図２に示すように、この処理システム２２は、真空引き可能になされた４つの処理装置２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄを有している。これらの処理装置２４Ａ〜２４Ｄとしては、成膜処理やエッチング処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理装置が適用される。これらの処理装置２４Ａ〜２４Ｄは、真空引き可能になされた六角形状のトランスファチャンバ２６の周囲にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。また、この処理システム２２は、上記トランスファチャンバ２６内に対して、この真空を破ることなく被処理体としての半導体ウエハＷを搬送するためのロードロック装置３０Ａ、３０Ｂを有しており、両ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂは上記トランスファチャンバ２６にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。
【００２１】
そして、上記各処理装置２４Ａ〜２４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台３２Ａ〜３２Ｄがそれぞれ設けられている。また、上記トランスファチャンバ２６内には、半導体ウエハＷを搬送するために屈伸及び旋回可能になされた本発明に係る搬送機構３４が設けられ、各処理装置２４Ａ〜２４Ｄ間及びこれらと各ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂとの間で半導体ウエハＷを移載できるようになっている。具体的には、この搬送機構３４は、上述のように屈伸及び旋回可能になされた２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂと、これらのアーム部３６Ａ、３６Ｂの各先端に設けられたフォーク部３８Ａ、３８Ｂとにより主に構成されており、これらのフォーク部３８Ａ、３８Ｂ上に半導体ウエハＷを直接的に載置保持して、上述のように搬送できるようになっている。この搬送機構３４の詳細については後述する。
【００２２】
また各ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂ内には、半導体ウエハＷを一時的に保持するためにベース台４０Ａ、４０Ｂがそれぞれ設けられている。また上記ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂの反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードモジュール４２が取り付けられ、このロードモジュール４２の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート４４が設けられている。そして、このロードモジュール４２内には、屈伸及び旋回可能になされた大気側搬送機構４６が設けられている。
【００２３】
この大気側搬送機構４６は、上述のように屈伸及び旋回可能になされた２つのアーム部４８と、このアーム部４８の先端に設けられた２つのフォーク部５０とにより主に構成されており、これらのフォーク部５０上に半導体ウエハＷを直接的に載置保持して搬送できるようになっている。また、この大気側搬送機構４６は案内レール５２に沿ってその長手方向へ移動可能になされている。そして、このロードモジュール４２の一端には、半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うオリエンタ５４が設けられており、処理装置２４Ａ〜２４Ｄに半導体ウエハＷを搬入する前に、ここで半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うようになっている。
【００２４】
＜処理装置及び本発明の搬送機構の第１実施例を有するトランスファチャンバ＞
ここで図２を参照して各処理装置及び本発明の搬送機構の第１実施例を有するトランスファチャンバについて説明する。尚、図２中において、４つの処理装置２４Ａ〜２４Ｄを代表して処理装置２４Ａを示しており、この中に載置台３２Ａが設けられている。
【００２５】
この処理装置２４Ａは、例えばアルミニウム合金等により箱状に成形された処理容器５６を有している。この処理容器５６内に設けられる上記載置台３２Ａは、容器底部より起立された支柱５８の上端に取り付けられている。この載置台３２Ａ内には、例えば抵抗加熱ヒータよりなる加熱手段６０が埋め込むようにして設けられており、載置台３２Ａ上に載置した半導体ウエハＷを所定の温度に加熱し得るようになっている。この加熱手段６０により、後述するように搬送機構３４のアーム部３６Ａ、３６Ｂも加熱されてしまうことになる。また、この載置台３２Ａ上には、半導体ウエハＷの搬出入時にこの半導体ウエハＷを押し上げ、引き下げるリフタ機構６２が設けられる。
【００２６】
このリフタ機構６２は、３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン６４を有しており、各昇降ピン６４の下端部は円弧状になされた昇降板６６により共通に支持されている。そして、この昇降板６６は、容器底部を貫通させて設けた昇降ロッド（図示せず）の上端で支持されると共に、この昇降ロッドは、アクチュエータ（図示せず）により昇降可能になされている。
【００２７】
そして、上記載置台３２Ａには、上記昇降ピン６４を挿通させるためのピン挿通孔６８が設けられており、半導体ウエハＷの搬出入時に上記昇降ピン６４を昇降させて、このピン挿通孔６８より上方へ出没させることができるようになっている。また処理容器５６の天井部には、例えばシャワーヘッドよりなるガス供給手段７０が設けられており、処理容器５６内に必要なガスを供給するようになっている。このガス供給手段７０は、シャワーヘッドに限定されているのは勿論である。
【００２８】
また容器底部には排気口７２が設けられており、この排気口７２には、処理容器５６内の雰囲気を排気するための排気手段７４が設けられる。上記排気手段７４は、容器内の圧力を調整する圧力調整弁や及び真空ポンプ（図示せず）を有している。この処理容器５６の側壁には、半導体ウエハＷの搬出入口７６が設けられており、この搬出入口７６は、ゲートバルブＧを介して上記トランスファチャンバ２６に連結されている。このように形成された処理装置２４Ａ内で、例えば成膜処理等の熱処理を行うようになっている。
【００２９】
また、他の処理装置２４Ｂ〜２４Ｄとしては、必要に応じて半導体ウエハＷに対して施すべき種々の処理に対応した処理装置が用いられ、またプラズマ処理装置も用いることができる。ここで上記熱処理とは、半導体ウエハＷの処理の結果、半導体ウエハ自体及び載置台３２Ａが高温になってしまうような状態の処理を全て含み、プラズマの有無に直接的には関係しない。
【００３０】
そして、上記トランスファチャンバ２６は、アルミニウムやアルミニウム合金等により箱状に成形されたトランスファ用容器８０を有している。このトランスファ用容器８０の側壁には、上記各処理装置２４Ａ〜２４Ｂ及び各ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂに対応させて半導体ウエハを搬出入させる搬出入口８２が形成されており、ここにゲートバルブＧを介して上記各装置が連結されている。
【００３１】
このトランスファ用容器８０には、ガス導入口８４及びガス排出口８６が設けられており、このガス導入口８４を介して不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを導入できるようになっていると共に、上記ガス排出口８６より内部雰囲気を真空引きできるようになっている。このトランスファチャンバ２６内は、稼働時には常時真空雰囲気になされている。
【００３２】
そして、このトランスファチャンバ２６内に、前述したように本発明に係る上記搬送機構３４が設けられる。この搬送機構３４の基本構造は、例えば特開２００５−２２９０８７号公報等に開示されている。具体的には、図３及び図４にも示すように、この搬送機構３４は、前述したように、ここでは２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂと、これらの先端に連結したフォーク部３８Ａ、３８Ｂとを主に有している。ここで図３（Ａ）は両アーム部３６Ａ、３６Ｂが共に縮退している状態を示し、図３（Ｂ）は一方のアーム部が伸長している場合を示している。
【００３３】
具体的には、上記各アーム部３６Ａ、３６Ｂは、駆動軸８８を介して回転可能に容器底部に設けられた回転基台９０に旋回可能にそれぞれ取り付けられている。この駆動軸８８は、例えば二軸構造になされており、モータよりなる駆動源９２により別個独立に回転駆動される。この二軸構造の駆動軸８８の一方の軸は上記回転基台９０に連結されて、これを回転駆動するようになっている。上記各アーム部３６Ａ、３６Ｂは、その基端部側より第１アーム９４、第２アーム９６及び第３アーム９８を、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結してそれぞれ形成されており、水平方向へ向けて伸縮できるようになっている。
【００３４】
そして、上記第１アーム９４の基端部が上記回転基台９０に回転自在に支持されている。この回転基台９０には、上記二軸構造の他方の駆動軸に連結された駆動アーム９７が取り付けられている。この駆動アーム９７の先端部と上記各アーム部３６Ａ、３６Ｂの第１アーム９４の長さ方向の中央部との間に従動アーム１００（図３参照）が掛け渡されており、この従動アーム１００の両端は回転可能に軸支されている。従って、後述するように、上記回転基台９０を旋回させることによってフォーク部３８Ａ、３８Ｂの方向付けを行い、上記駆動アーム９７を左右に旋回させることによって、上記２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂを交互に選択的に伸縮できるようになっている。図２においては、主に一方のアーム部３６Ａを示しているが、他方のアーム部３６Ｂも同様に形成されている。
【００３５】
ここで、上記第１アーム９４及び第２アーム９６は、アルミニウムやアルミニウム合金等により細長い箱状に成形されたアームケース９９を有しており、このアームケース９９の内部の両端側にプーリ１０１Ａ、１０１Ｂ及び１０１Ｃ、１０１Ｄがそれぞれ設けられる。そして、旋回中心側のプーリ１０１Ａ、１０１Ｃは、それぞれ第１アーム９４及び第２アーム９６のアームケース９９に固定され、反対側のプーリ１０１Ｂ、１０１Ｄは、回転軸１０５Ｂ、１０５Ｃを介してそれぞれアームケース９９に回転可能に設けられる。また回転基台９０の上部には、駆動源９２からの駆動力により回転される回転軸１０５Ａが設けられ、この回転軸１０５Ａが第１アーム９４の基端部側に固定されている。
【００３６】
そして、このプーリ１０１Ａ、１０１Ｂ間及び１０１Ｃ、１０１Ｄ間にはタイミングベルト１０３Ａ、１０３Ｂがそれぞれ掛け渡されており、駆動力を各アーム部３６Ａ、３６Ｂの先端側まで伝達するようになっている。
【００３７】
また第３アーム９８は、アルミニウムやアルミニウム合金等により短い板状に形成されており、この先端に連結部材１０２を介して上記フォーク部３８Ａ、或いはフォーク部３８Ｂが連結されている。上記フォーク部３８Ａ、３８Ｂは、２股状に成形されており、この材料は、例えばアルミナや窒化アルミやシリコンカーバイトのようなセラミック材よりなる。また上記連結部材１０２は、熱伝導率が低い低熱伝導部材、例えばアルミナに添加剤を加えるなどして加工性を向上させるようにしたマシナブルセラミック材を用いることができる。
【００３８】
ここで上記各部材の寸法は、処理すべき半導体ウエハＷの直径が例えば３００ｍｍの場合には、第１アーム９４は長さが３７０ｍｍ程度、厚さが１０〜２０ｍｍ程度、幅が９０〜１００ｍｍ程度であり、第２アーム９６は長さが３７０ｍｍ程度、厚さが１０〜２０ｍｍ程度、幅が８０〜９０ｍｍ程度であり、第３アーム９８は長さが１５０ｍｍ程度、厚さが５〜１０ｍｍ程度、幅が８０〜９０ｍｍ程度である。
【００３９】
そして、このように形成された各アーム部３６Ａ、３６Ｂの内で、上記処理容器５６内に侵入する部分に、本発明の特徴とする熱遮蔽板１０４が設けられており、載置台３２Ａ側から伝わる主として輻射熱を遮断するようになっている。具体的には、図２乃至図４に示すように、ここでは第２アーム９６の先端、すなわち第３アーム９８側の先端に設けている。この時の状態は図４に示されており、図４（Ａ）は上面図を示し、図４（Ｂ）は側断面図を示し、図４（Ｃ）は下面図を示している。図４では、上記熱遮蔽板１０４として第２アーム９６の先端部の側面全体を囲んで覆うように側面用熱遮蔽板１０４Ａを設けると共に、この第２アーム９６の先端部の下面全体を覆うように下面用熱遮蔽板１０４Ｂを設けている。
【００４０】
上記側面熱遮蔽板１０４Ａは、図示するようにＵ字状に成形されており、第２アーム９６の側面より僅かに、例えば１〜５ｍｍ程度だけ浮かせて、その両端にスペーサ部材１０６を介在させてピン１０８により第２アーム９６に取り付け固定している。また、下面用熱遮蔽板１０４Ｂは板状に成形されており、第２アーム９６の下面より僅かに例えば１〜５ｍｍ程度だけ浮かせて、スペーサ部材１１０を介在させてピン１１２により第２アーム９６に取り付け固定している。ここでは上記熱遮蔽板１０４は、アーム部３６Ａを伸長した時にゲートバルブを境にして、このゲートバルブＧよりも処理容器５６内へ侵入した部分に設けられていることになる。上記熱遮蔽板１０４としては、熱容量が小さい材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金やステンレススチール等の金属板、或いは酸化アルミニウムやアルミナ等のセラミック材を用いることができる。
【００４１】
また、この熱遮蔽板１０４の表面は、輻射熱を反射し易くするために研磨加工によりミラー面にしておくのがよい。この熱遮蔽板１０４の厚さは０．５〜２ｍｍ程度であり、また第２アーム９６の先端を覆う長さＬ１は、第１アーム９６の処理容器５６内への侵入長さにもよるが、例えば１２０ｍｍ程度である。また上記スペーサ部材１０６、１１０は、熱伝導性の低い材料、例えばアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック材を用いることができる。ここでは上記熱遮蔽板１０４として、側面用熱遮蔽板１０４Ａと下面用熱遮蔽板１０４Ｂの双方を設けたが、これに限定されず、これらのいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また、ここでは主として一方のアーム部３６Ａを例にとって説明したが、前述したように他方のアーム部３６Ｂにも熱遮蔽板１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ）が同様に設けられているのは勿論である。
【００４２】
次に、以上のように、搬送機構３４の動作について説明する。まず、最初に処理システム２２における半導体ウエハの概略的な流れについて説明する。Ｉ／Ｏポート４４に設置されたカセット容器（図示せず）からは、未処理の半導体ウエハＷが大気側搬送機構４６によりロードモジュール４２内に取り込まれ、この取り込まれた半導体ウエハＷはロードモジュール４２の一端に設けたオリエンタ５４へ搬送されて、ここで位置決め及び方向付けがなされる。上記半導体ウエハＷは例えば板状のシリコン基板よりなる。
【００４３】
位置決め等がなされた半導体ウエハＷは、上記大気側搬送機構４６により再度搬送され、２つのロードロック装置３０Ａ、３０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入される。このロードロック装置内が真空引きされた後に、予め真空引きされたトランスファチャンバ２６内の搬送機構３４を用いて、上記ロードロック装置内の半導体ウエハＷがトランスファチャンバ２６内に取り込まれる。
【００４４】
そして、このトランスファチャンバ２６内へ取り込まれた未処理の半導体ウエハは、本発明の搬送機構３４によって各処理装置２４Ａ〜２４Ｄへ必要に応じて順次搬送され、各処理装置２４Ａ〜２４Ｄ内においてそれぞれ所定の処理が施されることになる。例えば半導体ウエハＷに対して、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等の熱処理が施されることになる。ここで施された処理の態様によっては半導体ウエハＷは例えば３００〜７００℃程度の高温状態になっている。
【００４５】
このようにして施すべき各種の処理が全て施されて処理済みとなった半導体ウエハＷは、搬送機構３４により２つのロードロック装置３０Ａ、３０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入される。そして、このロードロック装置内を大気圧復帰し、大気圧復帰後に、このロードロック装置内の半導体ウエハＷは大気側搬送機構４６を用いてロードモジュール４２内へ取り込まれ、更に、Ｉ／Ｏポート４４の処理済み半導体ウエハ用のカセット容器（図示せず）内へ収容されることになる。そして、以上の動作が繰り返し行われて、半導体ウエハＷは連続的に処理される。
【００４６】
ここで上記トランスファチャンバ２６内における搬送機構３４の動作について詳しく説明する。前述したように、搬送機構３４の回転基台９０を回転させることによってフォーク部３８Ａ、３８Ｂの方向付けを行い、駆動アーム９７を左右に回転させることによって２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂを交互に選択的に伸長させることができ、一方のアーム部が伸長している時は、他方のアーム部は縮退状態を維持することになる。図２は処理装置２４Ａを一例にとして取り上げて示しており、一方のアーム部３６Ａが伸長して、開放されたゲートバルブＧを介してアーム部３６Ａの先端及びフォーク部３８Ａが処理容器５６内へ侵入している。
【００４７】
そして、載置台３２Ａの昇降ピンを昇降させることにより、このフォーク部３８Ａと載置台３２Ａとの間で半導体ウエハＷの移載が行われる。この一回の移載でフォーク部３８Ａが処理容器５６内に留まる時間は、搬送スピードにもよるが例えば１〜２ｓｅｃ程度である。
【００４８】
ここで、載置台３２Ａは、熱処理のプロセス条件にもよるが、例えば３００〜７００℃程度の高温状態となっている。従って、搬送機構３４を用いて半導体ウエハＷを搬出入する毎にフォーク部３８Ａやアーム部３６Ａは、載置台３２Ａ側からの輻射熱を受けて次第に昇温して行くことは避けられない。特に、図２に示すように、第２アーム９６の先端側は、載置台３２Ａに最も近付くので、矢印１２０（図２参照）に示すように大きな輻射熱を受けることになる。この場合、図１２に示す従来の搬送機構にあっては、アーム部には、輻射熱を遮断する保護部材を何ら設けていなかったので、アーム部が高温状態になって搬送精度の低下等の不都合が生じていた。
【００４９】
しかしながら、本発明にあっては、上述したように、アーム部３６Ａの内で処理容器５６内に侵入する部分である第２アーム９６の先端側に熱遮蔽板１０４、すなわち側面用熱遮蔽板１０４Ａと下面用遮蔽板１０４Ｂとを設けているので、載置台３２Ａから放射される上記矢印１２０に示すような輻射熱を遮断することができる。この結果、第２アーム９６の過度の昇温を防止することができ、このアーム部３６Ａの全体が熱膨張によって反りが生ずることを抑制することができるのみならず、内部に設けたタイミングベルトのテンション等にも悪影響を与えることを抑制することができる。従って、半導体ウエハＷの搬送精度も高く維持することが可能となる。
【００５０】
具体的には、一回の搬送操作で±０．０５ｍｍ以内の搬送精度を達成することが可能となる。この場合、上記熱遮蔽板１０４の表面は、研磨処理によってミラー面になされているので、輻射熱の遮断効果を一層向上させることができる。特に、処理容器５６やトランスファ用容器８０の搬出入口７６、８２の幅は３６ｍｍ程度なので、上述のようにアーム部３６Ａの反りを抑制できる効果は、特に有効である。
【００５１】
更に、半導体ウエハＷの搬送処理によってフォーク部３８自体も、載置台３２Ａからの輻射熱や高温状態の半導体ウエハＷからの熱伝導によって高温状態になるが、本実施例では第３アーム９８とフォーク部３８Ａとをつなぐ連結部材１０２としてマシナブルセラミック材等の熱伝導率の低い材料を用いているので、第３アーム９８及び第２アーム９６側への熱伝導が抑制されて、その分、第２アーム９６の温度上昇を更に抑制することができる。
【００５２】
ここでは一方のアーム部３６Ａについて説明したが、他方のアーム部３６Ｂにおいても同様な作用効果を発揮できるのは勿論である。また、他の処理装置２４Ｂ〜２４Ｄにおいても、半導体ウエハＷや載置台の温度が高温状態になるような熱処理を行う場合には、上述したと同様な作用効果を発揮できるのは勿論である。
【００５３】
このように、本発明の第１実施例によれば、処理容器５６内で被処理体、例えば半導体ウエハに熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂの先端に被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂを連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板１０４を設けるようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００５４】
尚、上記実施例では、第２アーム９６の先端側に熱遮蔽板１０４を設けたが、これに限定されず、この熱遮蔽板１０４を第２アーム９６の下面の全面、或いは側面の全面に、又は上記両全面に設けるようにしてもよい。
【００５５】
＜第２実施例＞
次に本発明の搬送機構の第２実施例について説明する。先の第１実施例の場合には、搬送機構のアーム部に熱遮蔽板１０４を設けたが、これに替えて、搬送機構の表面に断熱性の高い熱遮蔽層を形成するようにしている。図５は、このような本発明の搬送機構の第２実施例のアーム部の一部を示す部分断面図、図６は第３アームを示す断面図、図７はフォーク部を示す平面図である。尚、図１乃至図５に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図５に示すように、ここでは搬送機構のアーム部３６Ａの表面に熱伝導性の低い熱遮蔽層１２１を形成している。この熱遮蔽層１２１としては、ここでは例えばセラミック溶射層１２２を用いている。具体的には、アーム部３６Ａの第２アーム９６のアームケース９９の側面の全体に側面用セラミック溶射層１２２Ａを設けると共に、アームケース９９の下面の全体に下面用セラミック溶射層１２２Ｂを形成しており、第２アーム９６の内部の昇温を抑制するようにしている。このセラミック溶射層１２２の材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、シリコンカーバイト等のセラミック材を用いることができる。また、このセラミック溶射層１２２の厚さは、例えば０．３５〜０．４５ｍｍ程度の厚さである。
【００５７】
また、このセラミック溶射層１２２は、非常に薄いセラミック溶射層を複数層積層することにより多層構造としてもよい。この際、各層毎にセラミック材の材質を変えるようにしてもよい。この場合には、更に熱伝導性を低くすることが可能となる。更に、上記アーム部３６Ａのみならず、他方のアーム部３６Ｂにおいても上述したと同様に構成されているのは勿論である。ここで上記熱遮蔽層１２１としては、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率が、波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率よりも大きくなっているような特性を有しているものを用いる。具体的には、上記波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％よりも大きく、上記波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％以下であるような特性の熱遮蔽層１２１を用いる。そして、上記セラミック溶射層１２２は上記特性を満たした特性を有している。これにより、第２アーム９６が高温状態の載置台３２Ａに接近した時には輻射率が小さい（反射率が高い）ので加熱され難くなり、これに対して第２アーム９６が低温状態のトランスファチャンバ２６内に入ると輻射率が大きい（反射率が低い）ので、放熱され易くなって迅速に冷却されるようになっている。
【００５８】
この第２実施例の場合においても、先の第１実施例と同様に、図２に示すように載置台３２Ａに接近した第２アーム９６が矢印１２０に示すように大きな輻射熱を受けても、ここに設けた上記セラミック溶射層１２２（１２２Ａ、１２２Ｂ）の熱伝導性が低く、且つ上述したように波長が１〜４μｍの範囲内の熱線（熱源温度は４５０〜２５００℃程度）に対しては輻射率は小さいので熱線を反射して加熱され難くなっており、熱が第２アーム９６の内部に伝わることを抑制することができる。また、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線（熱源温度は１５〜１４０℃程度）に対しては輻射率は大きいので熱線を放出し易く冷却し易い状態となっている。この結果、先の第１実施例と同様に第２アーム９６の過度の昇温を防止することができ、このアーム部３６Ａの全体が熱膨張によって反りが生ずることを抑制することができるのみならず、内部に設けたタイミングベルトのテンション等にも悪影響を与えることを抑制することができる。従って、半導体ウエハＷの搬送精度も高く維持することが可能となる。具体的には、一回の搬送操作で±０．０５ｍｍ以内の搬送精度を達成することが可能となる。
【００５９】
このように、本発明の第２実施例によれば、処理容器５６内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂの先端に被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂを連結し、アーム部の表面に熱遮蔽層１２１、例えばセラミック溶射層１２２を形成するようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００６０】
尚、上記第２実施例では、第２アーム９６の側面全体と下面全体にセラミック溶射層１２２を形成した場合を例にとって説明したが、先の第１実施例の熱遮蔽板１０４と同様に第２アーム９６の先端部側にだけ設けるようにしてもよいし、或いは上記側面全体と下面全体とに加えて第２アーム９６の上面全体にも熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２２を設けるようにしてもよい。更に、上記構成に加えて、図６に示すように第３アーム９８の全面、すなわち、下面、側面及び上面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２４を形成してもよい。この場合、上記下面、側面及び上面のいずれか１以上の表面に形成するようにしてもよく、少なくとも下面に形成するようにすれば、断熱性から特に有効である。
【００６１】
更には、上記各構成に加えて、図７に示すようにフォーク部３８Ａ（３８Ｂ）の全面、すなわち下面、側面及び上面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２６を設けるようにしてもよい。この場合にも、下面、側面及び上面のいずれか１以上の表面に形成するようにしてもよく、少なくとも下面に形成するようにすれば、断熱性から特に有効である。尚、ここでは図示されていないが、上記各構成に加えて第１アーム９４の表面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層を形成するようにしてもよい。また、上記実施例では熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２２を設ける場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば塗料を塗布して形成した塗料層を設けてもよく、いずれにしても上述したような波長に対する輻射率を有する物質ならば、どのようなものを用いてもよい。この点は、以下に説明する実施例においても同様である。
【００６２】
＜第３実施例＞
次に本発明の搬送機構の第３実施例について説明する。先の第１及び第２実施例では熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２とをそれぞれ別個に設けるようにしているが、これに限定されず、第３実施例として上記熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２との双方を設けるようにしてもよい。この場合の第１実施例の熱遮蔽板１０４と第２実施例の熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２の組み合わせは、第１実施例で説明した各種の実施形態と第２実施例で説明した各種の実施形態とをそれぞれ任意に選択して適用すればよい。
【００６３】
これによれば、処理容器５６内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂの先端に被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂを連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板１０４を設け、更にアーム部の表面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２２を形成したので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００６４】
特に、上記熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２とを組み合わせることにより、後述するように、アーム部自体の温度上昇をより大きく抑制することができ、アーム部の変位量（反り量）及び長さ方向の熱膨張量を大幅に抑制することが可能となる。
【００６５】
＜熱遮蔽板とセラミック溶射層の評価＞
次に、上記熱遮蔽板１０４を設けた本発明の第１実施例と、上記熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１として用いたセラミック溶射層１２２の双方を設けた本発明の第３実施例の各搬送機構３４を実際に動作させる実験を行ったので、その評価結果について説明する。ここで第１実施例としては、搬送機構に熱遮蔽板１０４として側面用熱遮蔽板１０４Ａのみを設けており、下面用熱遮蔽板１０４Ｂを設けていない搬送機構を用いた。また第２実施例としては、搬送機構に熱遮蔽層１２１の一例であるセラミック溶射層１２２として図５に示すように側面用セラミック溶射層１２２Ａと下面用セラミック溶射層１２２Ｂとを形成した搬送機構を用いた。
【００６６】
図８は評価に用いた搬送機構の第２アームの部分を示す概略斜視図である。更に第３実施例として図８に示すように、ここでは熱遮蔽板１０４として側面用熱遮蔽板１０４Ａのみを設けており、下面用熱遮蔽板１０４Ｂを設けていない搬送機構を用いた。更にこの第３実施例の搬送機構には熱遮蔽層１２１の一例であるセラミック溶射層１２２として図５に示したと同様に側面用セラミック溶射層１２２Ａと下面用セラミック溶射層１２２Ｂの両方を設けている。
【００６７】
また処理装置２４Ａの載置台３２Ａの温度は７００℃に設定し、半導体ウエハを繰り返し搬出入させた。図９はこの時の稼働時間と搬送機構のアーム部の上下方向への変位量（反り量）を示すグラフである。比較のために熱遮蔽板とセラミック溶射層とを設けていない従来の搬送機構のデータも示す。
【００６８】
図９に示すデータから明らかなように、搬送動作を開始すると、全ての搬送機構のアーム部の温度が次第に上昇して行くので上下方向の変位量（反り量）が徐々に増加している。この場合、従来の搬送機構は、変位量の増加量が非常に大きくて急激に増加している。そして、３００ｍｉｎ程度稼働した時に変位量は１ｍｍ程度に達して飽和している。これに対して、本発明の第１実施例及び第３実施例の場合は共に変位量の増加量はかなり少ない。そして、第１実施例の場合は３００ｍｉｎ程度稼働した時に変位量は０．７ｍｍ程度に達して飽和している。また第３実施例の場合は２４０ｍｉｎ程度稼働した時に変位量は０．４５ｍｍ程度に達して飽和している。
【００６９】
このように、変位量は、本発明の第１実施例の場合には、従来の搬送機構よりも０．３ｍｍ程度少なく、また第３実施例の場合には、第１実施例よりも更に０．２５ｍｍ程度少ないことが判った。そして、アーム部の上下方向の変位量の上限値は±１．０ｍｍなので、第１実施例及び第３実施例の場合には変位量を十分に抑制できることが判った。尚、上記第１実施例と第３実施例との間における変位量の差分がアーム部にセラミック溶射層を設けた本発明の第２実施例の効果であると認識できる。
【００７０】
また熱遮蔽板１０４、或いはセラミック溶射層１２２を単独で用いた場合でも、先の第１及び第２実施例で説明したようにアーム部の上下方向変位量をある程度抑制することができたが、この第３実施例のように熱遮蔽板１０４とセラミック溶射層１２２の双方を適用することにより、より大きな作用効果を発揮できることが判った。
【００７１】
このように大きな作用効果を発揮できる理由は、載置台側から伝わってくる輻射熱をまず熱遮蔽板１０４で反射、或いは遮断して第２アーム９４側へ入る入熱量を抑制すると共に、第２アーム９４の表面に熱が入ってきても、その表面に形成されている熱伝導性の低いセラミック溶射層１２２の作用によって第２アーム９４の内部に侵入する熱が抑制されることになり、この結果、上述したような大きな作用効果を発揮するものと推察される。
【００７２】
また、この実験の時に、従来の搬送機構と本発明の第３実施例の搬送機構の長さ方向への熱膨張量を調べた。図１０は搬送機構のアーム部の長さ方向への変化を示すグラフである。図１０に示すように、アーム部の長さ方向の熱膨張量は、従来の搬送機構のアーム部の場合は、稼働時間が増加するに従って、熱膨張量は次第に増加して４時間程度の稼働時間で約１．４ｍｍ程度まで変化しているのが判る。これに対して、本願の発明の場合には、稼働時間が増加しても熱膨張量はそれ程変化せずに約０．４ｍｍになっている。従って、従来の搬送機構よりも、本発明の搬送機構の第３実施例の方が約１ｍｍも熱膨張量が少なくなっており、本発明の第３実施例は特に優れていることが判る。
【００７３】
また、この際、サーモラベルを用いて各部の温度を調べた。この温度を調べた箇所は、図３（Ｂ）中のポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３点であり、ポイントＰ１は第３アーム９８の基端部、ポイントＰ２は第２アーム９６の先端部のアームカバー内、ポイントＰ３は第２アーム９６の基端部のアームカバー内である。従来の搬送機構の場合は、上記各ポイントＰ１〜Ｐ３の温度は、それぞれ２７２℃、１９３℃及び１８９℃であったが、本発明の第３実施例の場合には、それぞれ２０４℃、１４８℃及び１３７℃であった。このように、本発明の第３実施例の場合には各ポイントＰ１〜Ｐ３において温度を大幅に低下させることができることが判った。
【００７４】
＜セラミック溶射層の作用解析＞
次に、上記セラミック溶射層が前述したような熱遮蔽効果を有する原因について検討して解析を行ったので、その検討結果について説明する。
【００７５】
本発明者等は、セラミック溶射層の輻射率が熱遮蔽効果に大きな影響を与えるとの推測に基づいて、セラミック溶射層の輻射率と熱放射との関係について調べた。ここでは、セラミック溶射層としてアルミナ（Ａｌ２ Ｏ３ ）層を用いた。図１１はアルミナ層の輻射率と熱放射の波長との関係を示すグラフである。横軸には熱放射の波長に対応させて熱源温度が併記されている。周知のように、黒体は輻射率が”１”であり、図１１に示すグラフのようにアルミナ層は受ける熱放射の波長によってその輻射率はかなり大きく変動している。波長が、２．５〜３．５μｍ付近において特性の凹凸が多少生じてはいるが、傾向としては波長が１μｍから１０μｍに向けて大きくなる程、輻射率も大きくなっている。
【００７６】
ここで上記搬送機構のアーム部は、半導体ウエハの搬送のために高温状態の処理容器５６内と室温状態のトランスファチャンバ２６内とを繰り返し往復移動することになる。上記処理容器５６内では高温に加熱された載置台３２Ａに接近し、トランスファチャンバ２６内では室温状態のトランスファ用容器８０等により囲まれることになる。
【００７７】
そして、処理容器５６内では”熱源”となる載置台３２Ａからは、その温度に対応した熱放射がなされ、この熱放射の波長はプロセス温度にもよるが１〜４μｍ程度の範囲である。これは、プロセス温度である熱源温度の４５０〜２５００℃の範囲に相当する。ここで処理容器５６内での実際の使用温度は、一般的には例えば５００〜１０００℃程度の範囲内である。
他方、トランスファチャンバ２６内では”熱源”となるトランスファ用容器８０からは、その温度に対応した熱放射がなされ、この熱放射の波長は７〜１０μｍ程度の範囲である。これは熱源温度の１５〜１４０℃の範囲に相当する。ここでトランスファチャンバ２６内での実際の使用温度は、一般的には例えば５０〜１００℃程度の範囲内である。
【００７８】
このような状態において、図１１に示すような特性を有するセラミック溶射層を有するアームがトランスファチャンバ２６内と処理容器５６内を往復移動すると、処理容器５６内では熱源温度が高いことから熱放射の波長は上述のように例えば１〜４μｍの範囲内であるので、この波長に対してはセラミック溶射層の輻射率は比較的低くなっており、例えば６６％以下になっている。この結果、セラミック溶射層の反射率は高いことになるので、セラミック溶射層は上記熱放射を反射してこれを遮断する傾向が大きくなり、アーム自体が加熱されるのを抑制することができる。
【００７９】
これに対して、トランスファチャンバ２６内では熱源温度が低い（室温程度）ことから、熱放射の波長は上述のように例えば７〜１０μｍの範囲内であるので、この波長に対してはセラミック溶射層の輻射率は、上記の場合と比較して高くなっており、例えば６６％よりも大きくなっている。この結果、セラミック溶射層の反射率は低いことになるので、セラミック溶射層は上記熱放射を反射し難くなって熱を放射し易くなる。この結果、セラミック溶射層からの放熱が促進されてアーム自体の冷却が効率的に行われることになる。このような現象により、前述したようなアーム自体の温度上昇を抑制することができる原理を理解することができる。
【００８０】
更には、熱遮蔽層としてはセラミック溶射層に限らず、図１１に示したような特性、すなわち室温程度の熱源からの熱放射の波長（７〜１０μｍ程度）に対しては輻射率が高く、且つプロセス温度程度の熱源からの熱放射の波長（１〜４μｍ程度）に対しては輻射熱が低くなるような特性を有する材料を熱遮蔽層１２１として用いることにより、前述したような本発明の作用効果を発揮できることを理解することができる。
【００８１】
尚、以上説明した各実施例では、熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１とをそれぞれ別個に設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、熱遮蔽板１０４の表面は熱遮蔽層１２１を形成して熱遮蔽効果をより増加させるようにしてもよい。
【００８２】
また、上記各実施例では、アーム部として第１アーム、第２アームに加えて第３アームを設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、第３アームを省略して第２アームの先端にフォーク部を直接連結した搬送機構にも本発明を適用することができる。また、上記各実施例では、真空雰囲気で熱処理する処理装置に対して本発明の搬送機構を用いる場合を例にとって説明したが、これに限定されず、本発明の搬送機構は大気圧、或いはこれに近い雰囲気中で熱処理する処理装置にも適用できる。
【００８３】
また、上記各実施例では、２つのアーム部の外に駆動アームと従来アームを用いた形式の搬送機構を例にとって説明したが、これに限定されず、本発明は、いわゆるフロッグレグ形式の搬送機構やスカラー形式の搬送機構など、全ての形式の搬送機構に適用することができる。更に、上記各実施例では被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
２２ 処理システム
２４Ａ〜２４Ｄ 処理装置
２６ トランスファチャンバ
３２Ａ〜３２Ｄ 載置台
３４ 搬送機構
３６Ａ，３６Ｂ アーム部
３８Ａ，３８Ｂ フォーク部
５６ 処理容器
６０ 加熱手段
７４ 排気手段
８０ トランスファ用容器
９０ 回転基台
９２ 駆動源
９４ 第１アーム
９６ 第２アーム
９７ 駆動アーム
９８ 第３アーム
９９ アームケース
１１０ 従動アーム
１０２ 連結部材
１０４ 熱遮蔽板
１０４Ａ 側面用熱遮蔽板
１０４Ｂ 下面用熱遮蔽板
１２１ 熱遮蔽層
１２２，１２４，１２６ セラミック溶射層
１２２Ａ 側面用セラミック溶射層
１２２Ｂ 下面用セラミック溶射層
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の半導体ウエハ等の被処理体を処理装置等へ搬送する搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイス等を製造するためには、板状の半導体ウエハやガラス基板等の被処理体に対して、成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、改質処理等の各種の処理を繰り返し施す必要がある。例えば枚葉式の処理装置で複数種類の処理を施す場合には、内部に搬送機構を備えた共通搬送室の周囲に、複数の処理装置をゲートバルブを介して連結している（例えば特許文献１）。そして、上記共通搬送室内の搬送機構を用いて、半導体ウエハを上記各処理装置に向けて順に搬送して半導体ウエハに対して順次所望の処理を施すようになっている。
【０００３】
ここで従来の搬送機構により処理装置に対して半導体ウエハを搬送する時の状況について説明する。図１２は従来の搬送装置と処理装置との位置関係を示す概略構成図である。図１２に示すように、処理装置２は、真空排気が可能になされた処理容器４を有しており、この処理容器４内には、その上に半導体ウエハＷを載置するための載置台６が設けられている。この載置台６には、抵抗加熱ヒータ等よりなる加熱手段８が設けられており、載置される半導体ウエハＷを加熱するようになっている。
【０００４】
上記処理容器４の天井部には、上記載置台６に対向させてシャワーヘッド１０が設けられており、処理容器４内へ必要なガスを導入できるようになっている。また処理容器４の側壁には、半導体ウエハＷの搬出入口１２が設けられており、この搬出入口１２には、ゲートバルブＧを介して図示しない真空の搬送室が設けられている。そして、この真空の搬送室内に半導体ウエハＷを搬出入させる搬送機構１４が設けられている。
【０００５】
この搬送機構１４は、屈伸及び旋回が可能になされたアーム部１６と、このアーム部１６の先端に連結されたフォーク部１８とによりなっている。そして、このフォーク部１８を含むアーム部１６の一部を上記搬出入口１２より処理容器４内へ侵入させることにより半導体ウエハＷを搬出入させるようになっている。また、ここで半導体ウエハＷを載置台６上へ載置させるには、図示しない昇降ピンを昇降させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６０６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のように半導体ウエハの搬出入に伴って搬送機構１４のアーム部１６を処理容器４内へ繰り返し侵入させると、加熱手段８の熱によって高温状態になされた載置台６からの輻射熱によってアーム部１６の先端側がかなりの高温状態、例えばプロセス条件にもよるが３００℃程度までの高温状態になることは避けられない。このため、アーム部１６自体が熱膨張して反りが発生したり、アーム部１６内に設けられている旋回のためのタイミングベルトのテンション等も変化してしまう。この結果、１回の動作に±０．０５ｍｍ以内の高い搬送精度を有するアーム部１６の搬送精度が低下してしまう、といった問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能な搬送機構である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。
【００１０】
このように、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設けるようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能となる。
【００１１】
請求項５の発明は、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。
【００１２】
このように、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の表面に熱遮蔽層を形成するようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能となる。
【００１３】
請求項１６の発明は、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、を備えたことを特徴とする搬送機構である。
【００１４】
このように、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設け、更にアーム部の表面に熱遮蔽層を形成したので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る搬送機構によれば、次のような優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設けるようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００１６】
請求項５及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の表面に熱遮蔽層を形成するようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００１７】
請求項１６及びこれを引用する請求項に係る発明によれば、処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部の先端に被処理体を保持するフォーク部を連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板を設け、更にアーム部の表面に熱遮蔽層を形成したので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る搬送機構を有する一般的な処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す処理システムを示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る搬送機構の第１実施例を示す平面図である。
【図４】熱遮蔽板を設けた搬送機構のアーム部の一部を示す図である。
【図５】本発明の搬送機構の第２実施例のアーム部の一部を示す部分断面図である。
【図６】第３アームを示す断面図である。
【図７】フォーク部を示す平面図である。
【図８】評価に用いた搬送機構の第２アームの部分を示す概略斜視図である。
【図９】稼働時間と搬送機構のアーム部の上下方向への変位量（反り量）を示すグラフである。
【図１０】搬送機構のアーム部の長さ方向への変化を示すグラフである。
【図１１】アルミナ層の輻射率と熱放射の波長との関係を示すグラフである。
【図１２】従来の搬送装置と処理装置との位置関係を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る搬送機構の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る搬送機構を有する一般的な処理システムの一例を示す概略平面図、図２は図１に示す処理システムを示す概略断面図、図３は本発明に係る搬送機構の第１実施例を示す平面図、図４は熱遮蔽板を設けた搬送機構のアーム部の一部を示す図である。
【００２０】
まず、本発明に係る搬送機構を有する処理システムの一例について説明する。図１及び図２に示すように、この処理システム２２は、真空引き可能になされた４つの処理装置２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄを有している。これらの処理装置２４Ａ〜２４Ｄとしては、成膜処理やエッチング処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理装置が適用される。これらの処理装置２４Ａ〜２４Ｄは、真空引き可能になされた六角形状のトランスファチャンバ２６の周囲にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。また、この処理システム２２は、上記トランスファチャンバ２６内に対して、この真空を破ることなく被処理体としての半導体ウエハＷを搬送するためのロードロック装置３０Ａ、３０Ｂを有しており、両ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂは上記トランスファチャンバ２６にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。
【００２１】
そして、上記各処理装置２４Ａ〜２４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台３２Ａ〜３２Ｄがそれぞれ設けられている。また、上記トランスファチャンバ２６内には、半導体ウエハＷを搬送するために屈伸及び旋回可能になされた本発明に係る搬送機構３４が設けられ、各処理装置２４Ａ〜２４Ｄ間及びこれらと各ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂとの間で半導体ウエハＷを移載できるようになっている。具体的には、この搬送機構３４は、上述のように屈伸及び旋回可能になされた２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂと、これらのアーム部３６Ａ、３６Ｂの各先端に設けられたフォーク部３８Ａ、３８Ｂとにより主に構成されており、これらのフォーク部３８Ａ、３８Ｂ上に半導体ウエハＷを直接的に載置保持して、上述のように搬送できるようになっている。この搬送機構３４の詳細については後述する。
【００２２】
また各ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂ内には、半導体ウエハＷを一時的に保持するためにベース台４０Ａ、４０Ｂがそれぞれ設けられている。また上記ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂの反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードモジュール４２が取り付けられ、このロードモジュール４２の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート４４が設けられている。そして、このロードモジュール４２内には、屈伸及び旋回可能になされた大気側搬送機構４６が設けられている。
【００２３】
この大気側搬送機構４６は、上述のように屈伸及び旋回可能になされた２つのアーム部４８と、このアーム部４８の先端に設けられた２つのフォーク部５０とにより主に構成されており、これらのフォーク部５０上に半導体ウエハＷを直接的に載置保持して搬送できるようになっている。また、この大気側搬送機構４６は案内レール５２に沿ってその長手方向へ移動可能になされている。そして、このロードモジュール４２の一端には、半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うオリエンタ５４が設けられており、処理装置２４Ａ〜２４Ｄに半導体ウエハＷを搬入する前に、ここで半導体ウエハＷの位置合わせ及び方向付けを行うようになっている。
【００２４】
＜処理装置及び本発明の搬送機構の第１実施例を有するトランスファチャンバ＞
ここで図２を参照して各処理装置及び本発明の搬送機構の第１実施例を有するトランスファチャンバについて説明する。尚、図２中において、４つの処理装置２４Ａ〜２４Ｄを代表して処理装置２４Ａを示しており、この中に載置台３２Ａが設けられている。
【００２５】
この処理装置２４Ａは、例えばアルミニウム合金等により箱状に成形された処理容器５６を有している。この処理容器５６内に設けられる上記載置台３２Ａは、容器底部より起立された支柱５８の上端に取り付けられている。この載置台３２Ａ内には、例えば抵抗加熱ヒータよりなる加熱手段６０が埋め込むようにして設けられており、載置台３２Ａ上に載置した半導体ウエハＷを所定の温度に加熱し得るようになっている。この加熱手段６０により、後述するように搬送機構３４のアーム部３６Ａ、３６Ｂも加熱されてしまうことになる。また、この載置台３２Ａ上には、半導体ウエハＷの搬出入時にこの半導体ウエハＷを押し上げ、引き下げるリフタ機構６２が設けられる。
【００２６】
このリフタ機構６２は、３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン６４を有しており、各昇降ピン６４の下端部は円弧状になされた昇降板６６により共通に支持されている。そして、この昇降板６６は、容器底部を貫通させて設けた昇降ロッド（図示せず）の上端で支持されると共に、この昇降ロッドは、アクチュエータ（図示せず）により昇降可能になされている。
【００２７】
そして、上記載置台３２Ａには、上記昇降ピン６４を挿通させるためのピン挿通孔６８が設けられており、半導体ウエハＷの搬出入時に上記昇降ピン６４を昇降させて、このピン挿通孔６８より上方へ出没させることができるようになっている。また処理容器５６の天井部には、例えばシャワーヘッドよりなるガス供給手段７０が設けられており、処理容器５６内に必要なガスを供給するようになっている。このガス供給手段７０は、シャワーヘッドに限定されているのは勿論である。
【００２８】
また容器底部には排気口７２が設けられており、この排気口７２には、処理容器５６内の雰囲気を排気するための排気手段７４が設けられる。上記排気手段７４は、容器内の圧力を調整する圧力調整弁や及び真空ポンプ（図示せず）を有している。この処理容器５６の側壁には、半導体ウエハＷの搬出入口７６が設けられており、この搬出入口７６は、ゲートバルブＧを介して上記トランスファチャンバ２６に連結されている。このように形成された処理装置２４Ａ内で、例えば成膜処理等の熱処理を行うようになっている。
【００２９】
また、他の処理装置２４Ｂ〜２４Ｄとしては、必要に応じて半導体ウエハＷに対して施すべき種々の処理に対応した処理装置が用いられ、またプラズマ処理装置も用いることができる。ここで上記熱処理とは、半導体ウエハＷの処理の結果、半導体ウエハ自体及び載置台３２Ａが高温になってしまうような状態の処理を全て含み、プラズマの有無に直接的には関係しない。
【００３０】
そして、上記トランスファチャンバ２６は、アルミニウムやアルミニウム合金等により箱状に成形されたトランスファ用容器８０を有している。このトランスファ用容器８０の側壁には、上記各処理装置２４Ａ〜２４Ｂ及び各ロードロック装置３０Ａ、３０Ｂに対応させて半導体ウエハを搬出入させる搬出入口８２が形成されており、ここにゲートバルブＧを介して上記各装置が連結されている。
【００３１】
このトランスファ用容器８０には、ガス導入口８４及びガス排出口８６が設けられており、このガス導入口８４を介して不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを導入できるようになっていると共に、上記ガス排出口８６より内部雰囲気を真空引きできるようになっている。このトランスファチャンバ２６内は、稼働時には常時真空雰囲気になされている。
【００３２】
そして、このトランスファチャンバ２６内に、前述したように本発明に係る上記搬送機構３４が設けられる。この搬送機構３４の基本構造は、例えば特開２００５−２２９０８７号公報等に開示されている。具体的には、図３及び図４にも示すように、この搬送機構３４は、前述したように、ここでは２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂと、これらの先端に連結したフォーク部３８Ａ、３８Ｂとを主に有している。ここで図３（Ａ）は両アーム部３６Ａ、３６Ｂが共に縮退している状態を示し、図３（Ｂ）は一方のアーム部が伸長している場合を示している。
【００３３】
具体的には、上記各アーム部３６Ａ、３６Ｂは、駆動軸８８を介して回転可能に容器底部に設けられた回転基台９０に旋回可能にそれぞれ取り付けられている。この駆動軸８８は、例えば二軸構造になされており、モータよりなる駆動源９２により別個独立に回転駆動される。この二軸構造の駆動軸８８の一方の軸は上記回転基台９０に連結されて、これを回転駆動するようになっている。上記各アーム部３６Ａ、３６Ｂは、その基端部側より第１アーム９４、第２アーム９６及び第３アーム９８を、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結してそれぞれ形成されており、水平方向へ向けて伸縮できるようになっている。
【００３４】
そして、上記第１アーム９４の基端部が上記回転基台９０に回転自在に支持されている。この回転基台９０には、上記二軸構造の他方の駆動軸に連結された駆動アーム９７が取り付けられている。この駆動アーム９７の先端部と上記各アーム部３６Ａ、３６Ｂの第１アーム９４の長さ方向の中央部との間に従動アーム１００（図３参照）が掛け渡されており、この従動アーム１００の両端は回転可能に軸支されている。従って、後述するように、上記回転基台９０を旋回させることによってフォーク部３８Ａ、３８Ｂの方向付けを行い、上記駆動アーム９７を左右に旋回させることによって、上記２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂを交互に選択的に伸縮できるようになっている。図２においては、主に一方のアーム部３６Ａを示しているが、他方のアーム部３６Ｂも同様に形成されている。
【００３５】
ここで、上記第１アーム９４及び第２アーム９６は、アルミニウムやアルミニウム合金等により細長い箱状に成形されたアームケース９９を有しており、このアームケース９９の内部の両端側にプーリ１０１Ａ、１０１Ｂ及び１０１Ｃ、１０１Ｄがそれぞれ設けられる。そして、旋回中心側のプーリ１０１Ａ、１０１Ｃは、それぞれ第１アーム９４及び第２アーム９６のアームケース９９に固定され、反対側のプーリ１０１Ｂ、１０１Ｄは、回転軸１０５Ｂ、１０５Ｃを介してそれぞれアームケース９９に回転可能に設けられる。また回転基台９０の上部には、駆動源９２からの駆動力により回転される回転軸１０５Ａが設けられ、この回転軸１０５Ａが第１アーム９４の基端部側に固定されている。
【００３６】
そして、このプーリ１０１Ａ、１０１Ｂ間及び１０１Ｃ、１０１Ｄ間にはタイミングベルト１０３Ａ、１０３Ｂがそれぞれ掛け渡されており、駆動力を各アーム部３６Ａ、３６Ｂの先端側まで伝達するようになっている。
【００３７】
また第３アーム９８は、アルミニウムやアルミニウム合金等により短い板状に形成されており、この先端に連結部材１０２を介して上記フォーク部３８Ａ、或いはフォーク部３８Ｂが連結されている。上記フォーク部３８Ａ、３８Ｂは、２股状に成形されており、この材料は、例えばアルミナや窒化アルミやシリコンカーバイトのようなセラミック材よりなる。また上記連結部材１０２は、熱伝導率が低い低熱伝導部材、例えばアルミナに添加剤を加えるなどして加工性を向上させるようにしたマシナブルセラミック材を用いることができる。
【００３８】
ここで上記各部材の寸法は、処理すべき半導体ウエハＷの直径が例えば３００ｍｍの場合には、第１アーム９４は長さが３７０ｍｍ程度、厚さが１０〜２０ｍｍ程度、幅が９０〜１００ｍｍ程度であり、第２アーム９６は長さが３７０ｍｍ程度、厚さが１０〜２０ｍｍ程度、幅が８０〜９０ｍｍ程度であり、第３アーム９８は長さが１５０ｍｍ程度、厚さが５〜１０ｍｍ程度、幅が８０〜９０ｍｍ程度である。
【００３９】
そして、このように形成された各アーム部３６Ａ、３６Ｂの内で、上記処理容器５６内に侵入する部分に、本発明の特徴とする熱遮蔽板１０４が設けられており、載置台３２Ａ側から伝わる主として輻射熱を遮断するようになっている。具体的には、図２乃至図４に示すように、ここでは第２アーム９６の先端、すなわち第３アーム９８側の先端に設けている。この時の状態は図４に示されており、図４（Ａ）は上面図を示し、図４（Ｂ）は側断面図を示し、図４（Ｃ）は下面図を示している。図４では、上記熱遮蔽板１０４として第２アーム９６の先端部の側面全体を囲んで覆うように側面用熱遮蔽板１０４Ａを設けると共に、この第２アーム９６の先端部の下面全体を覆うように下面用熱遮蔽板１０４Ｂを設けている。
【００４０】
上記側面熱遮蔽板１０４Ａは、図示するようにＵ字状に成形されており、第２アーム９６の側面より僅かに、例えば１〜５ｍｍ程度だけ浮かせて、その両端にスペーサ部材１０６を介在させてピン１０８により第２アーム９６に取り付け固定している。また、下面用熱遮蔽板１０４Ｂは板状に成形されており、第２アーム９６の下面より僅かに例えば１〜５ｍｍ程度だけ浮かせて、スペーサ部材１１０を介在させてピン１１２により第２アーム９６に取り付け固定している。ここでは上記熱遮蔽板１０４は、アーム部３６Ａを伸長した時にゲートバルブを境にして、このゲートバルブＧよりも処理容器５６内へ侵入した部分に設けられていることになる。上記熱遮蔽板１０４としては、熱容量が小さい材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金やステンレススチール等の金属板、或いは酸化アルミニウムやアルミナ等のセラミック材を用いることができる。
【００４１】
また、この熱遮蔽板１０４の表面は、輻射熱を反射し易くするために研磨加工によりミラー面にしておくのがよい。この熱遮蔽板１０４の厚さは０．５〜２ｍｍ程度であり、また第２アーム９６の先端を覆う長さＬ１は、第１アーム９６の処理容器５６内への侵入長さにもよるが、例えば１２０ｍｍ程度である。また上記スペーサ部材１０６、１１０は、熱伝導性の低い材料、例えばアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック材を用いることができる。ここでは上記熱遮蔽板１０４として、側面用熱遮蔽板１０４Ａと下面用熱遮蔽板１０４Ｂの双方を設けたが、これに限定されず、これらのいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また、ここでは主として一方のアーム部３６Ａを例にとって説明したが、前述したように他方のアーム部３６Ｂにも熱遮蔽板１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ）が同様に設けられているのは勿論である。
【００４２】
次に、以上のように、搬送機構３４の動作について説明する。まず、最初に処理システム２２における半導体ウエハの概略的な流れについて説明する。Ｉ／Ｏポート４４に設置されたカセット容器（図示せず）からは、未処理の半導体ウエハＷが大気側搬送機構４６によりロードモジュール４２内に取り込まれ、この取り込まれた半導体ウエハＷはロードモジュール４２の一端に設けたオリエンタ５４へ搬送されて、ここで位置決め及び方向付けがなされる。上記半導体ウエハＷは例えば板状のシリコン基板よりなる。
【００４３】
位置決め等がなされた半導体ウエハＷは、上記大気側搬送機構４６により再度搬送され、２つのロードロック装置３０Ａ、３０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入される。このロードロック装置内が真空引きされた後に、予め真空引きされたトランスファチャンバ２６内の搬送機構３４を用いて、上記ロードロック装置内の半導体ウエハＷがトランスファチャンバ２６内に取り込まれる。
【００４４】
そして、このトランスファチャンバ２６内へ取り込まれた未処理の半導体ウエハは、本発明の搬送機構３４によって各処理装置２４Ａ〜２４Ｄへ必要に応じて順次搬送され、各処理装置２４Ａ〜２４Ｄ内においてそれぞれ所定の処理が施されることになる。例えば半導体ウエハＷに対して、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等の熱処理が施されることになる。ここで施された処理の態様によっては半導体ウエハＷは例えば３００〜７００℃程度の高温状態になっている。
【００４５】
このようにして施すべき各種の処理が全て施されて処理済みとなった半導体ウエハＷは、搬送機構３４により２つのロードロック装置３０Ａ、３０Ｂの内のいずれか一方のロードロック装置内へ搬入される。そして、このロードロック装置内を大気圧復帰し、大気圧復帰後に、このロードロック装置内の半導体ウエハＷは大気側搬送機構４６を用いてロードモジュール４２内へ取り込まれ、更に、Ｉ／Ｏポート４４の処理済み半導体ウエハ用のカセット容器（図示せず）内へ収容されることになる。そして、以上の動作が繰り返し行われて、半導体ウエハＷは連続的に処理される。
【００４６】
ここで上記トランスファチャンバ２６内における搬送機構３４の動作について詳しく説明する。前述したように、搬送機構３４の回転基台９０を回転させることによってフォーク部３８Ａ、３８Ｂの方向付けを行い、駆動アーム９７を左右に回転させることによって２つのアーム部３６Ａ、３６Ｂを交互に選択的に伸長させることができ、一方のアーム部が伸長している時は、他方のアーム部は縮退状態を維持することになる。図２は処理装置２４Ａを一例にとして取り上げて示しており、一方のアーム部３６Ａが伸長して、開放されたゲートバルブＧを介してアーム部３６Ａの先端及びフォーク部３８Ａが処理容器５６内へ侵入している。
【００４７】
そして、載置台３２Ａの昇降ピンを昇降させることにより、このフォーク部３８Ａと載置台３２Ａとの間で半導体ウエハＷの移載が行われる。この一回の移載でフォーク部３８Ａが処理容器５６内に留まる時間は、搬送スピードにもよるが例えば１〜２ｓｅｃ程度である。
【００４８】
ここで、載置台３２Ａは、熱処理のプロセス条件にもよるが、例えば３００〜７００℃程度の高温状態となっている。従って、搬送機構３４を用いて半導体ウエハＷを搬出入する毎にフォーク部３８Ａやアーム部３６Ａは、載置台３２Ａ側からの輻射熱を受けて次第に昇温して行くことは避けられない。特に、図２に示すように、第２アーム９６の先端側は、載置台３２Ａに最も近付くので、矢印１２０（図２参照）に示すように大きな輻射熱を受けることになる。この場合、図１２に示す従来の搬送機構にあっては、アーム部には、輻射熱を遮断する保護部材を何ら設けていなかったので、アーム部が高温状態になって搬送精度の低下等の不都合が生じていた。
【００４９】
しかしながら、本発明にあっては、上述したように、アーム部３６Ａの内で処理容器５６内に侵入する部分である第２アーム９６の先端側に熱遮蔽板１０４、すなわち側面用熱遮蔽板１０４Ａと下面用遮蔽板１０４Ｂとを設けているので、載置台３２Ａから放射される上記矢印１２０に示すような輻射熱を遮断することができる。この結果、第２アーム９６の過度の昇温を防止することができ、このアーム部３６Ａの全体が熱膨張によって反りが生ずることを抑制することができるのみならず、内部に設けたタイミングベルトのテンション等にも悪影響を与えることを抑制することができる。従って、半導体ウエハＷの搬送精度も高く維持することが可能となる。
【００５０】
具体的には、一回の搬送操作で±０．０５ｍｍ以内の搬送精度を達成することが可能となる。この場合、上記熱遮蔽板１０４の表面は、研磨処理によってミラー面になされているので、輻射熱の遮断効果を一層向上させることができる。特に、処理容器５６やトランスファ用容器８０の搬出入口７６、８２の幅は３６ｍｍ程度なので、上述のようにアーム部３６Ａの反りを抑制できる効果は、特に有効である。
【００５１】
更に、半導体ウエハＷの搬送処理によってフォーク部３８自体も、載置台３２Ａからの輻射熱や高温状態の半導体ウエハＷからの熱伝導によって高温状態になるが、本実施例では第３アーム９８とフォーク部３８Ａとをつなぐ連結部材１０２としてマシナブルセラミック材等の熱伝導率の低い材料を用いているので、第３アーム９８及び第２アーム９６側への熱伝導が抑制されて、その分、第２アーム９６の温度上昇を更に抑制することができる。
【００５２】
ここでは一方のアーム部３６Ａについて説明したが、他方のアーム部３６Ｂにおいても同様な作用効果を発揮できるのは勿論である。また、他の処理装置２４Ｂ〜２４Ｄにおいても、半導体ウエハＷや載置台の温度が高温状態になるような熱処理を行う場合には、上述したと同様な作用効果を発揮できるのは勿論である。
【００５３】
このように、本発明の第１実施例によれば、処理容器５６内で被処理体、例えば半導体ウエハに熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂの先端に被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂを連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板１０４を設けるようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００５４】
尚、上記実施例では、第２アーム９６の先端側に熱遮蔽板１０４を設けたが、これに限定されず、この熱遮蔽板１０４を第２アーム９６の下面の全面、或いは側面の全面に、又は上記両全面に設けるようにしてもよい。
【００５５】
＜第２実施例＞
次に本発明の搬送機構の第２実施例について説明する。先の第１実施例の場合には、搬送機構のアーム部に熱遮蔽板１０４を設けたが、これに替えて、搬送機構の表面に断熱性の高い熱遮蔽層を形成するようにしている。図５は、このような本発明の搬送機構の第２実施例のアーム部の一部を示す部分断面図、図６は第３アームを示す断面図、図７はフォーク部を示す平面図である。尚、図１乃至図５に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図５に示すように、ここでは搬送機構のアーム部３６Ａの表面に熱伝導性の低い熱遮蔽層１２１を形成している。この熱遮蔽層１２１としては、ここでは例えばセラミック溶射層１２２を用いている。具体的には、アーム部３６Ａの第２アーム９６のアームケース９９の側面の全体に側面用セラミック溶射層１２２Ａを設けると共に、アームケース９９の下面の全体に下面用セラミック溶射層１２２Ｂを形成しており、第２アーム９６の内部の昇温を抑制するようにしている。このセラミック溶射層１２２の材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、シリコンカーバイト等のセラミック材を用いることができる。また、このセラミック溶射層１２２の厚さは、例えば０．３５〜０．４５ｍｍ程度の厚さである。
【００５７】
また、このセラミック溶射層１２２は、非常に薄いセラミック溶射層を複数層積層することにより多層構造としてもよい。この際、各層毎にセラミック材の材質を変えるようにしてもよい。この場合には、更に熱伝導性を低くすることが可能となる。更に、上記アーム部３６Ａのみならず、他方のアーム部３６Ｂにおいても上述したと同様に構成されているのは勿論である。ここで上記熱遮蔽層１２１としては、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率が、波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率よりも大きくなっているような特性を有しているものを用いる。具体的には、上記波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％よりも大きく、上記波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％以下であるような特性の熱遮蔽層１２１を用いる。そして、上記セラミック溶射層１２２は上記特性を満たした特性を有している。これにより、第２アーム９６が高温状態の載置台３２Ａに接近した時には輻射率が小さい（反射率が高い）ので加熱され難くなり、これに対して第２アーム９６が低温状態のトランスファチャンバ２６内に入ると輻射率が大きい（反射率が低い）ので、放熱され易くなって迅速に冷却されるようになっている。
【００５８】
この第２実施例の場合においても、先の第１実施例と同様に、図２に示すように載置台３２Ａに接近した第２アーム９６が矢印１２０に示すように大きな輻射熱を受けても、ここに設けた上記セラミック溶射層１２２（１２２Ａ、１２２Ｂ）の熱伝導性が低く、且つ上述したように波長が１〜４μｍの範囲内の熱線（熱源温度は４５０〜２５００℃程度）に対しては輻射率は小さいので熱線を反射して加熱され難くなっており、熱が第２アーム９６の内部に伝わることを抑制することができる。また、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線（熱源温度は１５〜１４０℃程度）に対しては輻射率は大きいので熱線を放出し易く冷却し易い状態となっている。この結果、先の第１実施例と同様に第２アーム９６の過度の昇温を防止することができ、このアーム部３６Ａの全体が熱膨張によって反りが生ずることを抑制することができるのみならず、内部に設けたタイミングベルトのテンション等にも悪影響を与えることを抑制することができる。従って、半導体ウエハＷの搬送精度も高く維持することが可能となる。具体的には、一回の搬送操作で±０．０５ｍｍ以内の搬送精度を達成することが可能となる。
【００５９】
このように、本発明の第２実施例によれば、処理容器５６内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂの先端に被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂを連結し、アーム部の表面に熱遮蔽層１２１、例えばセラミック溶射層１２２を形成するようにしたので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００６０】
尚、上記第２実施例では、第２アーム９６の側面全体と下面全体にセラミック溶射層１２２を形成した場合を例にとって説明したが、先の第１実施例の熱遮蔽板１０４と同様に第２アーム９６の先端部側にだけ設けるようにしてもよいし、或いは上記側面全体と下面全体とに加えて第２アーム９６の上面全体にも熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２２を設けるようにしてもよい。更に、上記構成に加えて、図６に示すように第３アーム９８の全面、すなわち、下面、側面及び上面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２４を形成してもよい。この場合、上記下面、側面及び上面のいずれか１以上の表面に形成するようにしてもよく、少なくとも下面に形成するようにすれば、断熱性から特に有効である。
【００６１】
更には、上記各構成に加えて、図７に示すようにフォーク部３８Ａ（３８Ｂ）の全面、すなわち下面、側面及び上面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２６を設けるようにしてもよい。この場合にも、下面、側面及び上面のいずれか１以上の表面に形成するようにしてもよく、少なくとも下面に形成するようにすれば、断熱性から特に有効である。尚、ここでは図示されていないが、上記各構成に加えて第１アーム９４の表面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層を形成するようにしてもよい。また、上記実施例では熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２２を設ける場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば塗料を塗布して形成した塗料層を設けてもよく、いずれにしても上述したような波長に対する輻射率を有する物質ならば、どのようなものを用いてもよい。この点は、以下に説明する実施例においても同様である。
【００６２】
＜第３実施例＞
次に本発明の搬送機構の第３実施例について説明する。先の第１及び第２実施例では熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２とをそれぞれ別個に設けるようにしているが、これに限定されず、第３実施例として上記熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２との双方を設けるようにしてもよい。この場合の第１実施例の熱遮蔽板１０４と第２実施例の熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２の組み合わせは、第１実施例で説明した各種の実施形態と第２実施例で説明した各種の実施形態とをそれぞれ任意に選択して適用すればよい。
【００６３】
これによれば、処理容器５６内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して被処理体を搬出入させる搬送機構において、複数のアーム９４、９６、９８を有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部３６Ａ、３６Ｂの先端に被処理体を保持するフォーク部３８Ａ、３８Ｂを連結し、アーム部の内で処理容器内に侵入する部分に熱遮蔽板１０４を設け、更にアーム部の表面に熱遮蔽層１２１としてセラミック溶射層１２２を形成したので、アーム部自体の温度上昇を抑制して搬送精度を高く維持することができる。
【００６４】
特に、上記熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１であるセラミック溶射層１２２とを組み合わせることにより、後述するように、アーム部自体の温度上昇をより大きく抑制することができ、アーム部の変位量（反り量）及び長さ方向の熱膨張量を大幅に抑制することが可能となる。
【００６５】
＜熱遮蔽板とセラミック溶射層の評価＞
次に、上記熱遮蔽板１０４を設けた本発明の第１実施例と、上記熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１として用いたセラミック溶射層１２２の双方を設けた本発明の第３実施例の各搬送機構３４を実際に動作させる実験を行ったので、その評価結果について説明する。ここで第１実施例としては、搬送機構に熱遮蔽板１０４として側面用熱遮蔽板１０４Ａのみを設けており、下面用熱遮蔽板１０４Ｂを設けていない搬送機構を用いた。また第２実施例としては、搬送機構に熱遮蔽層１２１の一例であるセラミック溶射層１２２として図５に示すように側面用セラミック溶射層１２２Ａと下面用セラミック溶射層１２２Ｂとを形成した搬送機構を用いた。
【００６６】
図８は評価に用いた搬送機構の第２アームの部分を示す概略斜視図である。更に第３実施例として図８に示すように、ここでは熱遮蔽板１０４として側面用熱遮蔽板１０４Ａのみを設けており、下面用熱遮蔽板１０４Ｂを設けていない搬送機構を用いた。更にこの第３実施例の搬送機構には熱遮蔽層１２１の一例であるセラミック溶射層１２２として図５に示したと同様に側面用セラミック溶射層１２２Ａと下面用セラミック溶射層１２２Ｂの両方を設けている。
【００６７】
また処理装置２４Ａの載置台３２Ａの温度は７００℃に設定し、半導体ウエハを繰り返し搬出入させた。図９はこの時の稼働時間と搬送機構のアーム部の上下方向への変位量（反り量）を示すグラフである。比較のために熱遮蔽板とセラミック溶射層とを設けていない従来の搬送機構のデータも示す。
【００６８】
図９に示すデータから明らかなように、搬送動作を開始すると、全ての搬送機構のアーム部の温度が次第に上昇して行くので上下方向の変位量（反り量）が徐々に増加している。この場合、従来の搬送機構は、変位量の増加量が非常に大きくて急激に増加している。そして、３００ｍｉｎ程度稼働した時に変位量は１ｍｍ程度に達して飽和している。これに対して、本発明の第１実施例及び第３実施例の場合は共に変位量の増加量はかなり少ない。そして、第１実施例の場合は３００ｍｉｎ程度稼働した時に変位量は０．７ｍｍ程度に達して飽和している。また第３実施例の場合は２４０ｍｉｎ程度稼働した時に変位量は０．４５ｍｍ程度に達して飽和している。
【００６９】
このように、変位量は、本発明の第１実施例の場合には、従来の搬送機構よりも０．３ｍｍ程度少なく、また第３実施例の場合には、第１実施例よりも更に０．２５ｍｍ程度少ないことが判った。そして、アーム部の上下方向の変位量の上限値は±１．０ｍｍなので、第１実施例及び第３実施例の場合には変位量を十分に抑制できることが判った。尚、上記第１実施例と第３実施例との間における変位量の差分がアーム部にセラミック溶射層を設けた本発明の第２実施例の効果であると認識できる。
【００７０】
また熱遮蔽板１０４、或いはセラミック溶射層１２２を単独で用いた場合でも、先の第１及び第２実施例で説明したようにアーム部の上下方向変位量をある程度抑制することができたが、この第３実施例のように熱遮蔽板１０４とセラミック溶射層１２２の双方を適用することにより、より大きな作用効果を発揮できることが判った。
【００７１】
このように大きな作用効果を発揮できる理由は、載置台側から伝わってくる輻射熱をまず熱遮蔽板１０４で反射、或いは遮断して第２アーム９４側へ入る入熱量を抑制すると共に、第２アーム９４の表面に熱が入ってきても、その表面に形成されている熱伝導性の低いセラミック溶射層１２２の作用によって第２アーム９４の内部に侵入する熱が抑制されることになり、この結果、上述したような大きな作用効果を発揮するものと推察される。
【００７２】
また、この実験の時に、従来の搬送機構と本発明の第３実施例の搬送機構の長さ方向への熱膨張量を調べた。図１０は搬送機構のアーム部の長さ方向への変化を示すグラフである。図１０に示すように、アーム部の長さ方向の熱膨張量は、従来の搬送機構のアーム部の場合は、稼働時間が増加するに従って、熱膨張量は次第に増加して４時間程度の稼働時間で約１．４ｍｍ程度まで変化しているのが判る。これに対して、本願の発明の場合には、稼働時間が増加しても熱膨張量はそれ程変化せずに約０．４ｍｍになっている。従って、従来の搬送機構よりも、本発明の搬送機構の第３実施例の方が約１ｍｍも熱膨張量が少なくなっており、本発明の第３実施例は特に優れていることが判る。
【００７３】
また、この際、サーモラベルを用いて各部の温度を調べた。この温度を調べた箇所は、図３（Ｂ）中のポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３点であり、ポイントＰ１は第３アーム９８の基端部、ポイントＰ２は第２アーム９６の先端部のアームカバー内、ポイントＰ３は第２アーム９６の基端部のアームカバー内である。従来の搬送機構の場合は、上記各ポイントＰ１〜Ｐ３の温度は、それぞれ２７２℃、１９３℃及び１８９℃であったが、本発明の第３実施例の場合には、それぞれ２０４℃、１４８℃及び１３７℃であった。このように、本発明の第３実施例の場合には各ポイントＰ１〜Ｐ３において温度を大幅に低下させることができることが判った。
【００７４】
＜セラミック溶射層の作用解析＞
次に、上記セラミック溶射層が前述したような熱遮蔽効果を有する原因について検討して解析を行ったので、その検討結果について説明する。
【００７５】
本発明者等は、セラミック溶射層の輻射率が熱遮蔽効果に大きな影響を与えるとの推測に基づいて、セラミック溶射層の輻射率と熱放射との関係について調べた。ここでは、セラミック溶射層としてアルミナ（Ａｌ２ Ｏ３ ）層を用いた。図１１はアルミナ層の輻射率と熱放射の波長との関係を示すグラフである。横軸には熱放射の波長に対応させて熱源温度が併記されている。周知のように、黒体は輻射率が”１”であり、図１１に示すグラフのようにアルミナ層は受ける熱放射の波長によってその輻射率はかなり大きく変動している。波長が、２．５〜３．５μｍ付近において特性の凹凸が多少生じてはいるが、傾向としては波長が１μｍから１０μｍに向けて大きくなる程、輻射率も大きくなっている。
【００７６】
ここで上記搬送機構のアーム部は、半導体ウエハの搬送のために高温状態の処理容器５６内と室温状態のトランスファチャンバ２６内とを繰り返し往復移動することになる。上記処理容器５６内では高温に加熱された載置台３２Ａに接近し、トランスファチャンバ２６内では室温状態のトランスファ用容器８０等により囲まれることになる。
【００７７】
そして、処理容器５６内では”熱源”となる載置台３２Ａからは、その温度に対応した熱放射がなされ、この熱放射の波長はプロセス温度にもよるが１〜４μｍ程度の範囲である。これは、プロセス温度である熱源温度の４５０〜２５００℃の範囲に相当する。ここで処理容器５６内での実際の使用温度は、一般的には例えば５００〜１０００℃程度の範囲内である。
他方、トランスファチャンバ２６内では”熱源”となるトランスファ用容器８０からは、その温度に対応した熱放射がなされ、この熱放射の波長は７〜１０μｍ程度の範囲である。これは熱源温度の１５〜１４０℃の範囲に相当する。ここでトランスファチャンバ２６内での実際の使用温度は、一般的には例えば５０〜１００℃程度の範囲内である。
【００７８】
このような状態において、図１１に示すような特性を有するセラミック溶射層を有するアームがトランスファチャンバ２６内と処理容器５６内を往復移動すると、処理容器５６内では熱源温度が高いことから熱放射の波長は上述のように例えば１〜４μｍの範囲内であるので、この波長に対してはセラミック溶射層の輻射率は比較的低くなっており、例えば６６％以下になっている。この結果、セラミック溶射層の反射率は高いことになるので、セラミック溶射層は上記熱放射を反射してこれを遮断する傾向が大きくなり、アーム自体が加熱されるのを抑制することができる。
【００７９】
これに対して、トランスファチャンバ２６内では熱源温度が低い（室温程度）ことから、熱放射の波長は上述のように例えば７〜１０μｍの範囲内であるので、この波長に対してはセラミック溶射層の輻射率は、上記の場合と比較して高くなっており、例えば６６％よりも大きくなっている。この結果、セラミック溶射層の反射率は低いことになるので、セラミック溶射層は上記熱放射を反射し難くなって熱を放射し易くなる。この結果、セラミック溶射層からの放熱が促進されてアーム自体の冷却が効率的に行われることになる。このような現象により、前述したようなアーム自体の温度上昇を抑制することができる原理を理解することができる。
【００８０】
更には、熱遮蔽層としてはセラミック溶射層に限らず、図１１に示したような特性、すなわち室温程度の熱源からの熱放射の波長（７〜１０μｍ程度）に対しては輻射率が高く、且つプロセス温度程度の熱源からの熱放射の波長（１〜４μｍ程度）に対しては輻射熱が低くなるような特性を有する材料を熱遮蔽層１２１として用いることにより、前述したような本発明の作用効果を発揮できることを理解することができる。
【００８１】
尚、以上説明した各実施例では、熱遮蔽板１０４と熱遮蔽層１２１とをそれぞれ別個に設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、熱遮蔽板１０４の表面は熱遮蔽層１２１を形成して熱遮蔽効果をより増加させるようにしてもよい。
【００８２】
また、上記各実施例では、アーム部として第１アーム、第２アームに加えて第３アームを設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、第３アームを省略して第２アームの先端にフォーク部を直接連結した搬送機構にも本発明を適用することができる。また、上記各実施例では、真空雰囲気で熱処理する処理装置に対して本発明の搬送機構を用いる場合を例にとって説明したが、これに限定されず、本発明の搬送機構は大気圧、或いはこれに近い雰囲気中で熱処理する処理装置にも適用できる。
【００８３】
また、上記各実施例では、２つのアーム部の外に駆動アームと従来アームを用いた形式の搬送機構を例にとって説明したが、これに限定されず、本発明は、いわゆるフロッグレグ形式の搬送機構やスカラー形式の搬送機構など、全ての形式の搬送機構に適用することができる。更に、上記各実施例では被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
２２ 処理システム
２４Ａ〜２４Ｄ 処理装置
２６ トランスファチャンバ
３２Ａ〜３２Ｄ 載置台
３４ 搬送機構
３６Ａ，３６Ｂ アーム部
３８Ａ，３８Ｂ フォーク部
５６ 処理容器
６０ 加熱手段
７４ 排気手段
８０ トランスファ用容器
９０ 回転基台
９２ 駆動源
９４ 第１アーム
９６ 第２アーム
９７ 駆動アーム
９８ 第３アーム
９９ アームケース
１１０ 従動アーム
１０２ 連結部材
１０４ 熱遮蔽板
１０４Ａ 側面用熱遮蔽板
１０４Ｂ 下面用熱遮蔽板
１２１ 熱遮蔽層
１２２，１２４，１２６ セラミック溶射層
１２２Ａ 側面用セラミック溶射層
１２２Ｂ 下面用セラミック溶射層
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、
複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、
前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、
前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、
を備えたことを特徴とする搬送機構。
【請求項２】
前記複数のアームは、第１アーム、第２アーム及び第３アームよりなり、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結されていることを特徴とする請求項１記載の搬送機構。
【請求項３】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの前記第３アーム側の先端に設けられることを特徴とする請求項２記載の搬送機構。
【請求項４】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの下面側及び／又は側面側に設けられることを特徴とする請求項３記載の搬送機構。
【請求項５】
処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、
複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、
前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、
前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、
を備えたことを特徴とする搬送機構。
【請求項６】
前記複数のアームは、第１アーム、第２アーム及び第３アームよりなり、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結されていることを特徴とする請求項５記載の搬送機構。
【請求項７】
前記セラミック溶射層は、前記第２アームに設けられていることを特徴とする請求項６記載の搬送機構。
【請求項８】
前記セラミック溶射層は、前記第２アームと前記第３アームとに設けられていることを特徴とする請求項６記載の搬送機構。
【請求項９】
前記セラミック溶射層は、前記第２アームの下面と側面とに設けられていることを特徴とする請求項７又は８記載の搬送機構。
【請求項１０】
前記セラミック溶射層は、前記第３アームの全面に設けられていることを特徴とする請求項８又は９記載の搬送機構。
【請求項１１】
前記フォーク部の表面には、更に熱遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１２】
前記熱遮蔽層は、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率 が、波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率よりも大きくなっているような特性を有していることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１３】
前記波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％よりも大きく、前記波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％以下であることを特徴とする請求項１２記載の搬送機構。
【請求項１４】
前記熱遮蔽層は、セラミック溶射層よりなることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１５】
前記熱遮蔽層は、塗料を塗布して形成した塗料層よりなることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１６】
処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、
複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、
前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、
前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、
前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、
を備えたことを特徴とする搬送機構。
【請求項１７】
前記複数のアームは、第１アーム、第２アーム及び第３アームよりなり、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結されていることを特徴とする請求項１６記載の搬送機構。
【請求項１８】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの前記第３アーム側の先端に設けられることを特徴とする請求項１７記載の搬送機構。
【請求項１９】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの下面側及び／又は側面側に設けられることを特徴とする請求項１８記載の搬送機構。
【請求項２０】
前記熱遮蔽層は、前記第２アームに設けられていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいすれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２１】
前記熱遮蔽層は、前記第２アームと前記第３アームとに設けられていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいすれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２２】
前記熱遮蔽層は、前記第２アームの下面と側面とに設けられていることを特徴とする請求項２０又は２１記載の搬送機構。
【請求項２３】
前記熱遮蔽層は、前記第３アームの全面に設けられていることを特徴とする請求項２１又は２２記載の搬送機構。
【請求項２４】
前記フォーク部の表面には、更に熱遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項１６乃至２３のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２５】
前記熱遮蔽層は、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率 が、波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率よりも大きくなっているような特性を有していることを特徴とする請求項１６乃至２４のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２６】
前記波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％よりも大きく、前記波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％以下であることを特徴とする請求項２５記載の搬送機構。
【請求項２７】
前記熱遮蔽層は、セラミック溶射層よりなることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２８】
前記熱遮蔽層は、塗料を塗布して形成した塗料層よりなることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２９】
前記熱遮蔽板は、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金及びセラミック材よりなる群から選択される１つの材料よりなることを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項３０】
前記アーム部と前記フォーク部とは熱伝導率が低い低熱伝導部材により連結されていることを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１】
処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、
複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、
前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、
前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、
を備えたことを特徴とする搬送機構。
【請求項２】
前記複数のアームは、第１アーム、第２アーム及び第３アームよりなり、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結されていることを特徴とする請求項１記載の搬送機構。
【請求項３】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの前記第３アーム側の先端に設けられることを特徴とする請求項２記載の搬送機構。
【請求項４】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの下面側及び／又は側面側に設けられることを特徴とする請求項３記載の搬送機構。
【請求項５】
処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、
複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、
前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、
前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、
を備えたことを特徴とする搬送機構。
【請求項６】
前記複数のアームは、第１アーム、第２アーム及び第３アームよりなり、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結されていることを特徴とする請求項５記載の搬送機構。
【請求項７】
前記セラミック溶射層は、前記第２アームに設けられていることを特徴とする請求項６記載の搬送機構。
【請求項８】
前記セラミック溶射層は、前記第２アームと前記第３アームとに設けられていることを特徴とする請求項６記載の搬送機構。
【請求項９】
前記セラミック溶射層は、前記第２アームの下面と側面とに設けられていることを特徴とする請求項７又は８記載の搬送機構。
【請求項１０】
前記セラミック溶射層は、前記第３アームの全面に設けられていることを特徴とする請求項８又は９記載の搬送機構。
【請求項１１】
前記フォーク部の表面には、更に熱遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１２】
前記熱遮蔽層は、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率 が、波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率よりも大きくなっているような特性を有していることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１３】
前記波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％よりも大きく、前記波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％以下であることを特徴とする請求項１２記載の搬送機構。
【請求項１４】
前記熱遮蔽層は、セラミック溶射層よりなることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１５】
前記熱遮蔽層は、塗料を塗布して形成した塗料層よりなることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項１６】
処理容器内で被処理体に熱処理を施す処理装置に対して前記被処理体を搬出入させる搬送機構において、
複数のアームを有して屈伸及び旋回が可能になされたアーム部と、
前記アーム部の先端に連結されて前記被処理体を保持するフォーク部と、
前記アーム部の内で前記処理容器内に侵入する部分に設けた熱遮蔽板と、
前記アーム部の表面に形成された熱遮蔽層と、
を備えたことを特徴とする搬送機構。
【請求項１７】
前記複数のアームは、第１アーム、第２アーム及び第３アームよりなり、この順序で相互に屈曲可能に直列に連結されていることを特徴とする請求項１６記載の搬送機構。
【請求項１８】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの前記第３アーム側の先端に設けられることを特徴とする請求項１７記載の搬送機構。
【請求項１９】
前記熱遮蔽板は、前記第２アームの下面側及び／又は側面側に設けられることを特徴とする請求項１８記載の搬送機構。
【請求項２０】
前記熱遮蔽層は、前記第２アームに設けられていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいすれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２１】
前記熱遮蔽層は、前記第２アームと前記第３アームとに設けられていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいすれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２２】
前記熱遮蔽層は、前記第２アームの下面と側面とに設けられていることを特徴とする請求項２０又は２１記載の搬送機構。
【請求項２３】
前記熱遮蔽層は、前記第３アームの全面に設けられていることを特徴とする請求項２１又は２２記載の搬送機構。
【請求項２４】
前記フォーク部の表面には、更に熱遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項１６乃至２３のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２５】
前記熱遮蔽層は、波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率 が、波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率よりも大きくなっているような特性を有していることを特徴とする請求項１６乃至２４のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２６】
前記波長が７〜１０μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％よりも大きく、前記波長が１〜４μｍの範囲内の熱線に対する輻射率は６６％以下であることを特徴とする請求項２５記載の搬送機構。
【請求項２７】
前記熱遮蔽層は、セラミック溶射層よりなることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２８】
前記熱遮蔽層は、塗料を塗布して形成した塗料層よりなることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項２９】
前記熱遮蔽板は、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金及びセラミック材よりなる群から選択される１つの材料よりなることを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の搬送機構。
【請求項３０】
前記アーム部と前記フォーク部とは熱伝導率が低い低熱伝導部材により連結されていることを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか一項に記載の搬送機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１８７９１０（Ｐ２０１１−１８７９１０Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２５６１（Ｐ２０１０−１６２５６１）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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