TWI758595B

TWI758595B - 腔室構造

Info

Publication number: TWI758595B
Application number: TW108110855A
Authority: TW
Inventors: 瀬上祐介
Original assignee: 日商平田機工股份有限公司
Priority date: 2018-03-31
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2022-03-21
Also published as: JP6945059B2; US20210111051A1; WO2019189883A1; TW201943006A; CN111971784B; JPWO2019189883A1; CN111971784A; US11387128B2

Abstract

本發明提供一種搬送機械人之設置或拆卸等維護作業性優異之腔室構造。本發明係一種腔室構造，其係於設置於搬送腔室1之搬送室11之底部13之開口部經由機械人基座構件20安裝搬送機械人3者，於上述開口部之下側設置有機械人基座構件20，搬送機械人3具有基座單元31、及設置於該基座單元31之上部之臂單元32，於基座單元31之上側設置有與機械人基座構件20之開口孔相同形狀之機械人凸緣構件33，上述臂單元32自由插通於上述開口孔，機械人凸緣構件33相對於上述開口孔之周緣部自由裝卸地連接。

Description

腔室構造

本發明係關於一種具備供設置搬送機械人之內部空間之腔室構造，特別係關於一種與半導體基板等基板製造中之離子佈植或蝕刻等之加工裝置連接之腔室構造。

於半導體基板等基板之製造過程中，經由內部維持為真空之搬送腔室於處理裝置內對基板進行離子佈植或蝕刻等處理。又，基板等工件相對於處理裝置之進出係藉由安裝於搬送腔室之搬送機械人進行。即，搬送機械人設置於氣密性得到確保且可設為高真空之搬送腔室之內部空間(搬送室)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1] 日本專利第4903728號公報

對將搬送機械人新設置於搬送腔室內之情形或為了維護等而拆卸搬送腔室內之搬送機械人之情形加以考慮。例如，若為拆卸搬送腔室內之搬送機械人之情形，則首先，於搬送腔室內，搬送機械人被上下分割成基座單元與設置於基座單元之上部之臂單元。其後，分割所得之上側部分之臂單元自搬送腔室之上側取出，分割所得之下側部分之基座單元自搬送腔室之下側拆卸。

又，於將搬送機械人設置於搬送腔室內之情形時，需要按相反之順序進行上述之作業。

然而，為了儘可能縮短達到所需之真空度所用之時間，真空狀態下所使用之搬送腔室內一般只有勉強收納搬送機械人之程度之必要之最小限度之空間。因此，供設置搬送機械人之搬送腔室內之搬送機械人裝卸時之作業並非作業人員能以舒服之姿勢容易地進行者。換言之，由於裝卸時之作業、特別是搬送機械人之分割作業係於作業人員之手無法繞入之狹窄之空間進行，故作業人員被迫採用不舒服之姿勢進行作業。

又，於習知之裝置中，將分割所得之搬送機械人之上側之臂單元利用起重機等取出至在搬送腔室之上方所確保之作業空間，於搬送腔室之上方需要進行此種作業之作業空間(參照引用文獻1之圖2)。

然而，搬送腔室之上方空間存在為了製品之高品質化等目的而用作設置各種機器或裝置之空間之傾向，處於難以確保充分之上方空間之狀況，從而導致作業性之進一步惡化。

如此，存在以下問題：將搬送機械人設置於搬送腔室或自搬送腔室拆卸之作業性、及搬送機械人之維護之作業性逐漸惡化。

本發明係鑒於此種問題點而完成者，其課題在於，對於供設置搬送機械人之搬送腔室，提供一種搬送機械人之設置、拆卸等維護作業性優異之腔室構造。

本發明係一種腔室構造，其係於設置於作為搬送腔室之內部空間之搬送室之底部之開口部經由環狀之機械人基座構件及機械人凸緣構件安裝搬送機械人者，其特徵在於：於上述搬送腔室中之上述開口部之下側設置有上述機械人基座構件，上述搬送機械人具有基座單元、及設置於該基座單元之上部之臂單元，於上述基座單元之上側設置有與上述機械人基座構件之開口孔相同形狀之上述機械人凸緣構件，上述臂單元自由插通於上述開口孔，並且，上述機械人凸緣構件相對於上述開口孔之周緣部自由裝卸地連接。

上述機械人凸緣構件可自上述臂單元設置於上述搬送室內之凸緣裝配位置移動至上述臂單元穿過上述開口孔取出至上述搬送室之外之凸緣拆卸位置，並且，可自該凸緣拆卸位置穿過上述開口孔移動至設置於上述搬送室內之上述凸緣裝配位置。

上述機械人基座構件具備安裝於上述搬送腔室之外周部、形成於該外周部之內側之內周壁、及形成於該內周壁之內側之上述開口孔，將上述內周壁之內周緣向上方延長而劃定之筒形空間與設置於上述搬送室內之上述搬送機械人之上述臂單元之旋轉區域對應。

上述開口孔配置於上述內周壁之內周緣內，上述機械人基座構件於上述內周壁之內周緣與上述開口孔之間具備構成上述搬送室之底部之底面部。

上述機械人基座構件於上述外周部具備用於安裝至上述搬送腔室之安裝孔，並且，於上述底面部具備用於安裝上述機械人凸緣構件之安裝孔。

上述機械人凸緣構件具備供安裝上述搬送機械人之上述基座單元之環形狀之基座本體、及配置於該基座本體之上側之凸緣部，上述基座本體具備供插通上述搬送機械人之上述臂單元之與上述基座單元之連結部之中空部，上述凸緣部具備外周部、及密封構件裝配溝槽，該外周部具備用於安裝至上述機械人凸緣構件之複數個安裝孔，該密封構件裝配溝槽配置於上述安裝孔之內側。

上述基座本體於其下端面具備用於安裝上述搬送機械人之上述基座單元之安裝孔，該安裝孔配置於上述密封構件裝配溝槽之內側。

本發明之腔室構造於將搬送機械人設置於搬送腔室內或自搬送腔室內拆卸時，可不使搬送機械人上下分割而直接於該狀態下、且藉由僅自搬送腔室之下側之進出，進行設置或拆卸。

1:搬送腔室

3:搬送機械人

11:頂壁

11a:門(頂蓋)

11b:一端側之連接部

11c:另一端側之連接部

12:側部

13:底部

13a:開口部

13b:下表面

20:機械人基座構件

21:外周部(壁部)

21a:上端面

21b:安裝孔

21c:安裝螺絲

21d:外周面

21e:內周面(內周緣)

22:底面部

22a:開口孔

22c:安裝螺絲

3:搬送機械人

31:基座單元

32:臂單元

33:機械人凸緣構件

33a:基座本體

33b:凸緣部

33c:第二內周面

33d:安裝孔

33e:裝卸孔

33f:外周部

33g:溝槽(密封構件裝配溝槽)

33h:裝卸螺絲

41、42:一對臂

41a、42a:第1臂

41b、42b:第2臂

H:固定具

M:模組

S:筒形空間

W1:臂單元之最大尺寸

W2:內周面之內側尺寸

圖1係表示自上方觀察本實施形態之腔室構造之狀態之立體圖。

圖2係表示自下方觀察圖1所示之腔室構造之狀態之立體圖。

圖3係表示圖1所示之腔室構造之前視圖。

圖4係表示圖1所示之腔室構造之主要部分之A-A剖面之側視之說明圖。

圖5係表示自上方觀察機械人基座構件及機械人凸緣構件之狀態之立體圖。

圖6係表示自下方觀察機械人基座構件及機械人凸緣構件之狀態之立體圖。

圖7係表示自上側觀察使搬送機械人位於固定於搬送腔室之機械人基座構件之下方之狀態所得之狀態的說明圖。

圖8係表示自下側觀察使搬送機械人位於固定於搬送腔室之機械人基座構件之下方之狀態所得之狀態的說明圖。

圖9係表示搬送機械人相對於固定於搬送腔室之機械人基座構件之安裝時/拆卸時之中途之狀態的說明圖。

圖10係表示安裝於固定於搬送腔室之機械人基座構件之搬送機械人之說明圖。

接下來，一面參照圖式，一面對本發明之腔室構造進行說明。

如圖1至圖3所示，搬送腔室1以一端側與EFEM(Equipment Front End Module，設備前端模組)等半導體用之模組M連接之狀態設置。

另外，搬送腔室1之另一端側(與模組M側相反側)與進行蝕刻處理等之加工裝置(未圖示)或負載鎖定室(Load-lock chamber)等連接。

關於該等構成為眾所周知，故此處省略詳細之說明。

搬送腔室1係於其內部具備供配置搬送機械人3之一部分之空間且具備頂壁11、側部12及底部13之矩形構造。

頂壁11具備相對於搬送腔室1之上部開口滑動開閉之頂蓋(門)11a，但此處省略其詳細之說明。

又，搬送腔室1於與模組M連接之一端側11b設置有閘閥(未圖示)，於與加工裝置等連接之另一端側11c亦設置有閘閥(未圖示)。

藉由關閉該等可開閉之頂蓋11a及兩端側11b、11c之閘閥，搬送腔室1之內部空間成為氣密狀態，且藉由利用真空泵進行搬送腔室1之內部空間之抽吸而成為高真空狀態。

另外，由於閘閥或真空泵等為周知技術，故關於其等之構成，省略此處之說明及圖示。

如圖4所示，搬送腔室1於其底部13具備開口部13a。

而且，於底部13安裝有機械人基座構件20。更具體而言，機械人基座構件20以包圍開口部13a之方式配置於搬送腔室1之底部13之開口部13a之下側，並固定於底部13之下表面13b。

於將搬送機械人3之下述之臂單元32設置於搬送腔室1內之情形時，搬送機械人3固定於該機械人基座構件20。具體而言，搬送機械人3所具備之下述之機械人凸緣構件33固定於機械人基座構件20。藉此，僅搬送機械人3之臂單元32收容於搬送腔室1之內部空間。設置於搬送腔室1之搬送機械人3之臂單元32之最大旋轉直徑被限制為搬送腔室1之內部空間之內側尺寸以下。

如圖5及圖6所示，機械人基座構件20具備安裝於搬送腔室1之環狀之外周部21。機械人基座構件20可為環狀(或圓筒狀)之構件。

外周部21由環狀之壁部所構成，於外周部(壁部)21之上側形成有環狀之上端面21a。上端面21a於將機械人基座構件20固定於搬送腔室1時，抵接於搬送腔室1之底部13之下表面13b。

又，於外周部21形成有將機械人基座構件20安裝於搬送腔室1時所用之複數個安裝孔21b。另外，關於用於安裝之安裝螺絲21c(參照圖4)，由於為周知之構成，故省略詳細之說明。

機械人基座構件20之外周部21具備形成其外側之外周面21d、及形成其內側之內周面21e。

內周面21e構成為筒狀。而且，將其內周面21e設為內側尺寸，且向上方延長而劃定之筒形空間S(參照圖7)於將機械人基座構件20設置於搬送腔室(搬送室)1時，規定設置於搬送腔室1內之收納位置(於下文敍述)之臂單元32之最大尺寸W1。另外，圓筒形之內周面21e於俯視機械人基座構件20時為圓形。因此，設置於搬送腔室1內之收納狀態之臂單元32之最大尺寸W1被限制為內周面21e之內側尺寸W2以下。

機械人基座構件20之底面部22於機械人基座構件20固定於搬送腔室1之狀態下構成搬送腔室1之底部13之一部分。而且，於機械人基座構件20之底面部22形成有開口孔22a。

開口孔22a於本實施例中係由朝外側凸出之一對圓弧與一對直線所圍成之長圓形狀之開口。該一對圓弧與機械人基座構件20之內周面21e形成於大致同一平面。

又，於底面部22之下表面之開口孔22a之周緣，形成有接下來將要說明之用於安裝搬送機械人3之機械人凸緣構件33之安裝孔21f。另外，關於用於安裝之安裝螺絲33h(參照圖4)，由於為周知之構成，故省略詳細之說明。

如圖7所示，搬送機械人3具備內置有驅動用馬達等之基座單元31、設置於基座單元31之上部之臂單元32、及用於搬送機械人3之安裝之機械人凸緣構件33。

本實施例之腔室構造之搬送機械人3如下所述，為以下構成：藉由將機械人凸緣構件33固定於機械人基座構件20而安裝於搬送腔室1，同時，搬送機械人3之臂單元32配置於搬送腔室1內。另外，搬送機械人3之基座單元31由於為周知之構成，故此處省略詳細之說明。

臂單元32係具備一對臂41、42者。各臂41、42具備基端側固定於基座單元31之第1臂41a、42a、及安裝於第1臂之前端側之第2臂41b、42b。

另外，於第2臂41b、42b之前端側安裝有用於保持所要搬送之工件之末端效應器(手：未圖示)。末端效應器相對於第2臂41b、42b自由裝卸。

構成臂單元32之兩臂41、42之第1臂41a、42a及第2臂41b、42b可旋轉地安裝。而且，兩臂41、42如圖7所示，摺疊於適合搬送機械人3之安裝/拆卸時或輸送時之收納位置。當然，於利用搬送機械人3之工件搬送時，藉由分別對第1臂41a、42a及第2臂41b、42b進行旋轉控制，兩臂41、42可伸長/摺疊。

於本實施形態之臂單元32之情形時，於收納位置時，各臂41、42之第1臂41a、42a與第2臂41b、42b為上下重疊之狀態，兩臂41、42之第1臂41a、42a則背靠背朝向反方向收納。兩臂41、42整體收納於內周面21e之內側尺寸以下。當使臂單元32之兩臂41、42位於此種位置時，搬送腔室1或搬送機械人3之維護作業等中之臂單元32之處理容易。

另外，位於收納位置之兩臂41、42可藉由固定具H固定其彎曲狀態。當將兩臂41、42藉由固定具H固定於收納位置時，搬送機械人3之安裝、拆卸、維護時之搬送機械人3之處理性提高。

又，兩臂41、42位於收納位置之臂單元32為緊湊摺疊之狀態，如下所述，可插通於機械人基座構件20之開口孔22a。

另外，臂單元32之構成之中，關於除上述之構成以外之周知之構成，省略詳細之說明。

機械人凸緣構件33係於將搬送機械人3裝配於搬送腔室1時自由裝卸地安裝於機械人基座構件20者。而且，如圖7所示，機械人凸緣構件33配置於搬送機械人3之基座單元31之上側之位置、且為臂單元32之下側之位置。

而且，機械人凸緣構件33具備環形狀(或圓筒狀)之基座本體33a、及自基座本體33a之上端部沿徑向延伸之凸緣部33b(參照圖5及圖6)。基座本體33a具備第二內周面33c所圍成之內部空間(中空部)。

基座本體33a係供安裝搬送機械人3之基座單元31之部位。

而且，基座本體33a於其下端面具備用於與基座單元31之安裝之安裝孔33d。安裝孔33d更佳為配置於較下述之溝槽(密封構件裝配溝槽)33g更靠第二內周面33c之徑向內側。另外，關於用於安裝基座單元31之安裝螺絲(未圖示)，由於為周知之構成，故省略詳細之說明。

基座本體33a之第二內周面33c為以下部位：將基座單元31、機械人凸緣構件33及臂單元32一體組裝製成搬送機械人3時，將兩臂41、42與基座單元31分別連結，供驅動兩臂41、42之驅動單元35、35插通之部位。藉由驅動單元35、 35，兩臂41、42進行旋轉移動及升降移動。

如此，於本實施形態之腔室構造中，設置於搬送腔室1之搬送機械人3係如圖7所示般基座單元31、臂單元32及機械人凸緣構件33一體組裝而成者。

機械人凸緣部33之凸緣部33b係於將搬送機械人3設置於搬送腔室1時安裝於機械人基座構件20者，凸緣部33b之外形為由朝外側凸出之一對圓弧與一對直線所圍成之長圓形狀，且為與機械人基座構件20之開口孔22a大致相同形狀。

即，於將機械人凸緣構件33安裝於機械人基座構件20時，凸緣部33b之上表面之外周緣部抵接於機械人基座構件20之下表面之開口孔22a之周緣部，機械人基座構件20之開口孔22a由機械人凸緣構件33堵塞。

凸緣部33b具備外周部33f、及溝槽(密封構件裝配溝槽)33g，該外周部33f具備用於安裝至機械人凸緣構件20之複數個裝卸孔33e，該溝槽(密封構件裝配溝槽)33g配置於裝卸孔33e之內側。於該溝槽33g裝配有未圖示之O形環等密封構件。藉此，即便機械人凸緣構件相對於機械人基座構件自由裝卸，亦可確保安裝時之腔室內之氣密性。

另外，關於用於將機械人凸緣構件33安裝於機械人基座構件20之裝卸螺絲33h，由於為周知之構成，故省略詳細之說明。

接下來，對本實施形態之腔室構造中之搬送機械人之裝卸順序進行說明。

首先，對搬送機械人3進行說明。

如上所述，裝卸於本實施形態之腔室構造之搬送機械人3係搬送機械人3之基座單元31、臂單元32及機械人凸緣構件33一體組裝而成者(參照圖7)。

於本實施形態之腔室構造中，可將基座單元31、臂單元32及機械人凸緣構件33一體組裝而成之搬送機械人3直接於該狀態下、且僅藉由自下側之進出而設置於搬送腔室1。即，根據本實施形態之腔室構造，於將搬送機械人3設置於搬送腔室1內時，可不使基座單元31、臂單元32及機械人凸緣構件33分別分離，而直接於一體組裝之狀態下、且自搬送腔室1之下側進行安裝。當然，搬送機械人3之臂單元32可直接於一體組裝之狀態下插通機械人基座構件20之開口孔22a。

接著，如圖1及圖2所示，藉由將搬送機械人3設置於搬送腔室1，機械人凸緣構件33安裝於機械人基座構件20之下表面側，臂單元32收容於搬送腔室1內，基座單元31配置於搬送腔室1之下側(外側)。其後，打開搬送腔室1之門11a，於第2臂41b、42b分別安裝末端效應器(未圖示)。

以下，舉出將如此設置於搬送腔室1之搬送機械人3自搬送腔室1拆卸之順序為例進行說明。

首先，於圖3及圖10所示之連接狀態之搬送腔室1與搬送機械人3中，將安裝於機械人基座構件20之機械人凸緣構件33自機械人基座構件20拆卸(凸緣拆卸步驟)。另外，於圖10中，省略了搬送腔室1之繪圖，但實際上，機械人基座構件20固定於搬送腔室1之下表面。

具體而言，首先，將固定於機械人基座構件20之安裝螺絲33h(參照圖4)自機械人凸緣構件33之下側拆卸。藉此，如圖8及圖9所示，可直接於將機械人基座構件20固定於搬送腔室1側之狀態下將機械人凸緣構件33及整個搬送機械人3一齊向機械人基座構件20之下方移動並拆卸。另外，於圖8及圖9中，亦省略了搬送腔室1之繪圖。

如上所述，臂單元32之兩臂41、42位於收納位置，亦位於由開口孔22a之開口緣所圍成之範圍，因此，可直接於該狀態下穿過開口孔22a。

因此，當使機械人凸緣構件33向下方移動時，裝配位置之搬送機械人3如圖9所示，搬送腔室1內之臂單元32穿過開口孔22a。其後，如圖7及圖8所示，搬送機械人3被取出至搬送腔室1之外側(下側)(凸緣拆卸位置)。

又，於將搬送機械人3安裝於搬送腔室1之情形時，可藉由按相反之順序進行上述之步驟而執行。

如此，根據本實施形態之腔室構造，可於基座單元31與臂單元32為一體之狀態下將搬送機械人3相對於搬送腔室1裝卸。

如上所述，供設置搬送機械人3之臂單元32之搬送腔室1之內部空間為狹小之空間，但本實施形態之腔室構造可直接於該狀態下、且僅藉由自下側之進出進行搬送機械人3相對於搬送腔室1之設置/拆卸。因此，即便搬送腔室1之內部空間為狹小空間，亦幾乎不存在對作業性產生之影響。即，於搬送機械人3之設置或拆卸時，無需進行於搬送腔室1內將臂單元32自基座單元31拆卸並僅將臂單元32自搬送腔室1取出之作業。

又，本實施形態之腔室構造設為搬送機械人3之臂單元32位於收納位置時為可插通至機械人基座構件20之開口孔22a之大小。因此，可僅藉由將一體化於搬送機械人3之機械人凸緣構件33自機械人基座構件20拆卸並向下方移動，而將整個搬送機械人3取出至搬送腔室1之下側(外側)。即，無論搬送腔室1之內部空間之大小如何，均可將搬送機械人3以良好之作業性相對於搬送腔室1裝卸。

又，本實施形態之腔室構造即便於搬送腔室1之上側之空間設置有各種裝置之情形時，亦可僅藉由自搬送腔室1之下側之進出而進行搬送機械人3相對於搬送腔室1之設置/拆卸。由此，本實施形態之腔室構造可不被搬送腔室1之周圍環境影響，而穩定地進行搬送機械人3相對於搬送腔室1之設置/拆卸。

1‧‧‧搬送腔室

3‧‧‧搬送機械人

11‧‧‧頂壁

11a‧‧‧門(頂蓋)

11b‧‧‧一端側之連接部

11c‧‧‧另一端側之連接部

12‧‧‧側部

31‧‧‧基座單元

M‧‧‧模組

Claims

一種腔室構造，其係於設置於作為搬送腔室之內部空間之搬送室之底部之開口部經由環狀之機械人基座構件及機械人凸緣構件安裝搬送機械人者，其特徵在於：於上述搬送腔室中之上述開口部之下側設置有上述機械人基座構件，上述搬送機械人具有基座單元、及設置於上述基座單元之上部之臂單元，於上述基座單元之上側設置有與上述機械人基座構件之開口孔相同形狀之上述機械人凸緣構件，上述臂單元自由插通於上述開口孔，並且，上述機械人凸緣構件相對於上述開口孔之周緣部自由裝卸地連接。
如請求項1所述之腔室構造，其中上述機械人凸緣構件可自上述臂單元設置於上述搬送室內之凸緣裝配位置移動至上述臂單元穿過上述開口孔取出至上述搬送室之下側之凸緣拆卸位置，並且，上述臂單元可自上述凸緣拆卸位置穿過上述開口孔移動至上述臂單元設置於上述搬送室內之上述凸緣裝配位置。
如請求項1或2所述之腔室構造，其中上述機械人基座構件具備安裝於上述搬送腔室之外周部、形成於上述外周部之內側之內周面、及形成於上述內周面之內側之上述開口孔，將上述內周面向上方延長而劃定之筒形空間與設置於上述搬送室內之上述搬送機械人之上述臂單元之旋轉區域對應。
如請求項3所述之腔室構造，其中上述開口孔配置於上述內周面內，上述機械人基座構件於上述內周面與上述開口孔之間具備構成上述搬送室之底部之底面部。
如請求項3所述之腔室構造，其中上述機械人基座構件於上述外周部具備用於安裝至上述搬送腔室之第1安裝孔，並且，於構成上述搬送室之底部之底面部具備用於安裝上述機械人凸緣構件之第2安裝孔。
如請求項1或2所述之腔室構造，其中上述機械人凸緣構件具備供安裝上述搬送機械人之上述基座單元之環形狀之基座本體、及配置於上述基座本體之上側之凸緣部，上述基座本體具備供插通上述搬送機械人之上述臂單元之與上述基座單元之連結部之中空部，上述凸緣部具備外周部、及密封構件裝配溝槽，該外周部具備用於安裝至上述機械人凸緣構件之複數個裝卸孔，該密封構件裝配溝槽配置於上述安裝孔之內側。
如請求項6所述之腔室構造，其中上述基座本體於其下端面具備用於安裝上述搬送機械人之上述基座單元之第3安裝孔，該安裝孔配置於上述密封構件裝配溝槽之內側。