(57)【要約】 【課題】  塵埃の飛散を抑えるとともに、ウェハ移載装置内での干渉を防ぐことができ、構造および制御が簡単な基板搬送方法を提供する。【解決手段】  ロボットアーム４１の最小回転半径Ｒが、（Ｂ／２＜Ｒ≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ）に設定される。これによってロボットアーム４１が正面壁１１０と干渉することを防いで、ロボットアーム４１のリンク体４１ａ〜４１ｃのリンク長さを大きくし、ロボットを左右方向に走行駆動させる直動駆動機構をなくして、塵埃の発生を抑え、ロボットの構造を簡単化してロボット制御を容易にすることができる。【選択図】      図１
2008103755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板基板を予め定める前後方向に間隔をあけて配置される正面壁と背面壁との間の準備空間に設置された基板搬送ロボットによって、正面壁に形成される正面側開口と背面壁に形成される背面側開口とにわたって搬送する基板搬送方法であって、
基台と基端部から先端部に向かう方向に順次連結される複数のリンク体を備え、基端部が基台に連結され、先端部に基板を把持するためのロボットハンドが設けられて、旋回軸線まわりに角変位可能なロボットアームとを含む基板搬送ロボットを準備し、
前記基板搬送ロボットは、ロボットアームを、旋回軸線に対して半径方向に最も離れたアーム部分またはロボットハンドに把持された基板の基板部分までの距離が最小となる最小変形状態において、旋回軸線に対して半径方向に最も離れるアーム部分またはロボットハンドに把持された基板の基板部分までの距離である最小回転半径Ｒを、正面壁と背面壁との間の前後方向寸法Ｂの１／２を超え、かつ準備空間の前後方向寸法Ｂから、背面壁と旋回軸線との間の前後方向距離Ｌ０を減算した減算値（Ｂ−Ｌ０）以下（Ｂ／２＜Ｒ≦Ｂ−Ｌ０）にして動作することを特徴とする基板搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体処理設備における基板搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、従来技術の基板搬送方法が実施される半導体処理設備１の一部を切断して示す断面図である。半導体処理設備１は、基板である半導体ウェハを処理するウェハ処理装置２と、ウェハ移載装置３とを含んで構成される。ウェハ移載装置は、フロントエンドモジュール装置（Equipment Front End Module、略称ＥＦＥＭ）である。半導体処理設備１内の空間９，１０は、予め定める雰囲気気体で満たされる。具体的には、ウェハ処理装置２は、予め定める雰囲気気体で満たされる処理空間１０を形成する。またウェハ移載装置３は、予め定める雰囲気気体で満たされる準備空間９を形成する。
【０００３】
半導体ウェハ４は、基板容器であるフープ（ＦＯＵＰ、Front Opening Unified Pod）５に収容された状態で、半導体処理設備１に搬送される。ウェハ移載装置３は、準備空間形成部１１と、フープオープナ６と、基板搬送ロボットとしてのウェハ搬送ロボット７とを有する。ボックス１１は、準備空間９を規定する。準備空間９は、準備空間形成部１１に固定されるファンフィルタユニット等の集塵装置によってクリーンな空間に保たれる。フープオープナ６は、フープ５および準備空間形成部１１に形成されるそれぞれのドアを開閉する。フープオープナ６は、各ドアを開閉することで、フープ５の内部空間と準備空間９とが連通した状態と、閉鎖した状態とを切換え可能である。ウェハ搬送ロボット７は、準備空間９に収容され、フープ５とウェハ処理装置２とにわたってウェハ４を搬送する。
【０００４】
フープ５がウェハ移載装置３に保持され、準備空間９に外気が侵入することが防がれた状態で、ウェハ搬送ロボット７は、フープ５から処理前のウェハ４を取り出す。ロボット７は、取り出した処理前のウェハ４を搬送して、準備空間９を通過させてウェハ処理装置２の処理空間１０に配置する。またウェハ搬送ロボット７は、処理後のウェハ４をウェハ処理装置２の処理空間１０から取り出す。ウェハ搬送ロボット７は、取り出した処理後のウェハ４を搬送して、準備空間９を通過させてフープ５の内部空間に再収容する。このようにフープ５およびウェハ移載装置３を用いて、ウェハ４をウェハ処理装置２に移載することによって処理されるウェハ４は、大気中に浮遊する塵埃の付着が防がれる。たとえばこのような技術が、特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４５９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１４は、第１従来技術の基板搬送方法が実施される半導体処理設備１Ａの一部を切断して示す平面図である。第１従来技術のウェハ搬送ロボット７のロボットアーム１４は、基台１８に連結されて基台１８に設定される旋回軸線Ａ０まわりに旋回可能な第１リンク体１５ａと、第１リンク体１５ａに連結されて、第１リンク体１５ａに設定される第１関節軸線Ａ１まわりに角変位可能な第２リンク体１５ｂと、第２リンク体１５ｂに連結されて、第２リンク体１５ｂに設定される第２関節軸線Ａ２まわりに角変位可能な第３リンク体１５ｃとを含む。第３リンク体１５ｃは、先端にロボットハンド１２が設けられる。
【０００７】
ウェハ搬送ロボット７は、各リンク体１５ａ〜１５ｃを互いに角変位させて最も小形化した状態で、基台１８まわりに１回転するのに必要な最小回転領域１７が、準備空間９に内包するように設定される。言換えると、ロボットの最小回転半径Ｒが、準備空間９の前後方向寸法Ｂの１／２未満に設定される。また旋回軸線Ａ０と第１関節軸線Ａ１との間の距離Ｌ１１と、第１関節軸線Ａ１と第２関節軸線Ａ２との間の距離Ｌ１２とが同じに設定される。
【０００８】
ウェハ移載装置３は、フープ５のウェハ移載装置３に対する着脱動作と、ウェハ移載装置３に保持されるフープ５内のウェハ４の移載動作とを並行して行うために、３つまたは４つのフープオープナ６を有する場合がある。この場合、上述した第１従来技術のウェハ搬送ロボット７では、基台１８から最遠のフープ５にハンド１２を到達することができない場合がある。またロボット７の動作可能領域を広げるようにリンク体の長さを大きくすると、ロボットアーム１４が準備空間形成部１１に干渉したり、ロボット侵入禁止領域に侵入したりするおそれがある。
【０００９】
図１５は、第２従来技術の半導体処理設備１Ｂの一部を切断して示す平面図である。図１５に示すように、第２従来技術では、全てのフープ５のウェハ４を移載可能とするために、ウェハ搬送ロボット７は、ロボットアーム１４を有するロボット本体１３と、ロボット本体１３をフープ５の並列方向Ｙに走行駆動する走行手段１２とを有する。
【００１０】
第２従来技術では、ロボット本体１３を走行駆動するための走行手段１２が、準備空間９に配置される。走行手段１２は、直動駆動機構によって実現される。直動駆動機構は、回転駆動機構に比べて駆動部分で生じる塵埃のシールが困難である。したがって走行手段１２によって発生する塵埃によって、準備空間９のクリーン度が低下してしまうという問題がある。
【００１１】
またロボット本体１３を高速で走行移動させる場合、ロボット本体１３が大型であるので、走行手段１２に関して、ロボット本体１３の走行に費やす動力が大きくなってしまう。またロボット本体１３を支持するために走行手段１２が大形化してしまい、ウェハ移載ロボット７を小形化および軽量化することが困難である。また走行手段１２が大型であるので、走行手段１２に不具合が発生した場合には、走行手段１２の交換が困難である。また走行手段１２が設けられることで、製造コストが増大してしまう。
【００１２】
またウェハ搬送ロボット７の動作可能領域を大きくするために、ロボットアーム１４のリンク数をさらに増やすことで、第２従来技術に示す走行手段１２を不要とすることができる。しかしながら、ロボットアーム１４のリンク数を増やした場合、ロボットの構造が複雑となってしまうという問題がある。またリンク数を増やすことで、ロボットの冗長性が増してしまい、ロボットアーム１４の制御が困難となる場合がある。たとえばウェハ移載に関して、ロボットアームの変形状態を教示するティーチング動作が複雑となってしまう。
【００１３】
したがって本発明の目的は、塵埃の飛散を抑えるとともに、基板搬送ロボットのウェハ移載装置内での干渉を防ぐことができ、構造および制御が簡単な基板搬送方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板を予め定める前後方向に間隔をあけて配置される正面壁と背面壁との間の準備空間に設置された基板搬送ロボットによって、正面壁に形成される正面側開口と背面壁に形成される背面側開口とにわたって搬送する基板搬送方法であって、
準備空間に設置され、予め定める旋回軸線が設定される基台と、
基端部から先端部に向かう方向に順次連結される複数のリンク体を備え、基端部が基台に連結され、先端部に基板を把持するためのロボットハンドが設けられて、旋回軸線まわりに角変位可能なロボットアームとを含む基板搬送ロボットを準備し、
前記基板搬送ロボットは、ロボットアームを、旋回軸線に対して半径方向に最も離れたアーム部分またはロボットハンドに把持された基板の基板部分までの距離が最小となる最小変形状態において、旋回軸線に対して半径方向に最も離れるアーム部分またはロボットハンドに把持された基板の基板部分までの距離である最小回転半径Ｒを、正面壁と背面壁との間の前後方向寸法Ｂの１／２を超え、かつ準備空間の前後方向寸法Ｂから、背面壁と旋回軸線との間の前後方向距離Ｌ０を減算した減算値（Ｂ−Ｌ０）以下（Ｂ／２＜Ｒ≦Ｂ−Ｌ０）にして動作することを特徴とする基板ウェハ搬送方法である。
【００１５】
本発明に従えば、基板搬送ロボットは、基板容器から処理前の基板を取り出し、処理前の基板を準備空間に入れて、準備空間を通過させて、背面側開口から出して基板処理装置に搬入し、また基板搬送ロボットは、基板処理装置内で処理された処理後の基板を、背面側開口から準備空間に入れて、準備空間を通過させて、正面側開口から出して収容容器に搬出するために、正面壁と背面壁との間で動作する。
【００１６】
準備空間は、雰囲気気体で充たされ、これによって基板容器から基板処理装置に処理前の基板を搬入するとき、および、基板処理装置から処理後の基板を基板容器に搬入するときに、大気中に浮遊する塵埃が基板に付着することが防がれ、処理される基板の歩留まりを向上することができる。
【００１７】
このような基板搬送ロボットによる基板搬送動作において、ロボットアームの最小回転半径Ｒが、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２を超えることで、第１および第２従来技術に比べて、ロボットアームの最小回転半径Ｒを大きくすることができる。またロボットアームの最小回転半径Ｒが、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）以下で旋回することによって、最小変形状態のロボットアームと、正面壁との間に隙間を形成することができ、ロボットアームと正面壁とが干渉することを防ぐことができる。したがって旋回軸線を含んで前後方向に延びる基準線に関して、前後方向と、旋回軸線に沿って延びる旋回軸線方向とに直交する左右方向両側にロボットアームの先端部であるロボットハンドを旋回させて配置することができる。またロボットアームの背面壁との干渉が予想される干渉動作範囲を除く動作範囲で動作させることによって、背面壁との干渉についても防ぐことができる。
【００１８】
これによって準備空間の前後方向寸法Ｂが小さくても、ロボットアームのリンク体のリンク長さを大きくして、ロボットアームが正面壁と干渉することを防ぐことができ、ロボットアームの動作範囲を大きくすることができる。特に、前後方向と旋回軸線方向とに垂直な左右方向に関してロボットアームの動作範囲を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロボットアームの最小回転半径Ｒが、上述した関係（Ｂ／２＜Ｒ≦Ｂ−Ｌ０）に設定される。これによってロボットアームが正面壁と干渉することを防いで、ロボットアームのリンク体のリンク長さを大きくすることができる。またロボットアームの角変位動作領域を３６０°未満、たとえば１８０°程度に制限することで、ロボットアームが背面壁に干渉することも防ぐことができる。
【００２０】
ロボットアームのリンク体のリンク長さを大きくすることで、左右方向に関してロボットアームの動作範囲を大きくすることができる。これによって第２従来技術に比べて、ロボットを左右方向に走行駆動させる走行手段を不必要として、直動駆動機構をなくすことができる。したがって直動駆動機構で発生する塵埃を防ぐことができ、準備空間のクリーン度の低下を防ぐことができる。また走行手段を不必要とすることで、ロボットを小形化および軽量化することができる。
【００２１】
またロボットアームのリンク体のリンク長さを大きくすることで、予め定められる位置にロボットハンドを到達させることができる。またリンク数の増加を防いで、ロボットの構造を簡単化することができる。またロボットの冗長性を減らして、ロボットアームの制御および変形状態の教示を簡単化することができ、準備空間形成部にロボットアームが衝突する可能性を減らすことができる。
【００２２】
このように本発明では、走行手段の不要に起因して塵埃の飛散を抑えることができるとともに、基板移載装置内での干渉を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態である基板搬送方法を実施するウェハ移載装置２３を備える半導体処理設備２０の一部を示す平面図である。図２は、半導体処理設備２０の一部を切断して示す断面図である。図１および図２には、ロボット２７の他の可動状態の形状の一例を２点鎖線で示す。半導体処理設備２０は、処理対象基板となる半導体ウェハ２４に対して、予め定める処理を施す。たとえば半導体ウェハ２４に施される処理として、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理または平坦化処理などの様々なプロセス処理が想定される。また半導体処理設備２０は、上述した基板処理以外の基板処理が行われてもよい。
【００２４】
半導体処理設備２０は、クリーン度の高い雰囲気気体で満たされた処理空間３０内で、上述した基板処理を行う。ウェハ２４は、フープ２５（ＦＯＵＰ、Front Opening 
Unified Pod、略称フープ）と称される基板容器に複数収容された状態で、半導体処理設
備２０に搬送される。フープ２５は、極所クリーン化技術に関し、クリーン環境におけるミニエンバイロメント用基板容器である。
【００２５】
フープ２５は、ウェハ２４が収容される容器本体となるフープ本体６０と、フープ本体６０に対して着脱可能に形成される容器側ドアとなるフープ側ドア６１とを含んで構成される。フープ本体６０は、一方に開放する略箱状に形成され、ウェハ収容空間としてフープ内空間３４が形成される。フープ側ドア６１がフープ本体６０に装着されることによって、フープ内空間３４が、外方空間３３に対して密閉されて、外方空間３３から塵埃粒子などの汚染物質がフープ内空間３４に侵入することを防ぐ。またフープ側ドア６１がフープ本体６０から取外されることで、フープ内空間３４にウェハ２４を収容可能となるとともに、フープ内空間３４に収容されるウェハ２４を取り出し可能となる。フープ２５は、複数のウェハ２４を上下方向Ｚに並べた状態で収容する。フープ２５に収容される各ウェハ２４は、上下方向Ｚに等間隔に並び、厚み方向一方の面が水平にそれぞれ延びる。
【００２６】
半導体処理設備２０は、ウェハ処理装置２２と、ウェハ移載装置２３とを含んで構成される。半導体処理設備２０は、たとえばＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and 
Materials International）規格によって、予め規定される。この場合、たとえばフープ
２５およびフープ２５を開閉するためのフープオープナ（FOUP Opener）２６は、ＳＥＭ
Ｉ規格のＥ４７．１、Ｅ１５．１、Ｅ５７、Ｅ６２、Ｅ６３、Ｅ８４などの仕様に従う。ただし、半導体処理設備２０の構成がＳＥＭＩ規格外の構成であっても、本実施の形態に含まれる。
【００２７】
ウェハ処理装置２２は、前記処理空間３０でウェハ２４に上述した予め定める処理を施す。ウェハ処理装置２２は、ウェハ２４に処理を施す処理装置本体のほか、処理空間３０を形成する処理空間形成部、処理空間３０でウェハ２４を搬送する搬送装置および処理空間３０に満たされる雰囲気気体を制御する調整装置を有する。調整装置は、ファンフィルタユニット等によって実現される。
【００２８】
ウェハ移載装置２３は、処理前のウェハ２４をフープ２５から取り出してウェハ処理装置２２に供給するとともに、処理後のウェハ２４をウェハ処理装置２２から取り出して、フープ２５に再収容する。ウェハ移載装置２３は、フロントエンドモジュール装置（
Equipment Front End Module、略称ＥＦＥＭ）である。ウェハ移載装置２３は、半導体処理設備２３のうちで、フープ２５とウェハ処理装置２２との間でのウェハ２４の受渡しを担うインターフェース部となる。ウェハ２４は、フープ内空間３４と、ウェハ処理装置２２の処理空間３０との間を移動する間に、予め定められる雰囲気気体で満たされるクリーン度の高い準備空間２９を通過する。
【００２９】
準備空間２９は、コンタミネーションコントロールが行われている閉じられた空間であって、空気中における浮遊微小粒子が限定された清浄度レベル以下に管理され、必要に応じて温度、湿度、圧力などの環境条件についても管理が行われている空間である。本実施の形態では、処理空間３０および準備空間２９は、ウェハ２４の処理に悪影響を与えないようにクリーン度に保たれる。たとえばクリーン度として、ＩＳＯ（国際標準化機構、
International Organization for Standardization）に規定されるＣＬＡＳＳ１が採用される。
【００３０】
ウェハ移載装置２３は、前記準備空間２９を形成する準備空間形成部２８と、準備空間２９に配置されてウェハ搬送可能なウェハ搬送ロボット２７と、フープ２５を開閉する開閉装置であるフープオープナ２６と、準備空間２９に満たされる雰囲気気体を調整する準備空間調整装置１００とを含む。また本実施の形態では、ウェハ移載装置２３は、予め定める保持位置に保持されるウェハ２４の向きを整えるアライナ５６をさらに含む。
【００３１】
準備空間形成部２８は、準備空間２９を囲み、外方空間３３から外気が準備空間２９に侵入することを防ぐ。準備空間形成部２８には、ウェハ２４を搬送するのに必要な各搬送系要素がそれぞれ固定される。本実施の形態では準備空間形成部２８に、４つのフープオープナ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄと、１つのウェハ移載ロボット２７と、１つのアライナ５６がそれぞれ固定される。
【００３２】
準備空間形成部２８は、直方体箱状に形成され、直方体形状の準備空間２９を形成するる。準備空間形成部２８は、予め定める前後方向Ｘに間隔をあけて配置される正面壁１１０と、背面壁１１１とを有する。正面壁１１０は、準備空間２９よりも前方Ｘ１に位置する外方空間３３と準備空間２９とを仕切る仕切りとなる。また背面壁１１１は、準備空間２９と処理空間３０とを仕切る仕切りとなる。したがって準備空間２９は、外方空間３３よりも後方Ｘ２であって、処理空間３０よりも前方Ｘ１に形成される。
【００３３】
また準備空間形成部２８は、左右方向Ｙに間隔をあけて配置される２つの側壁１１２，１１３を有する。また準備空間形成部２８は、上下方向Ｚに間隔をあけて配置される天井壁１１４と底壁１１５とを有する。これらの準備空間形成部２８の有する璧１１０〜１１５は、板状にそれぞれ形成される。
【００３４】
本実施の形態では、前後方向Ｘおよび左右方向Ｙは、予め設定される方向である。前後方向Ｘおよび左右方向Ｙは、上下方向Ｚに直交する方向であり、水平にそれぞれ延びて、互いに直交する。前後方向Ｘのうちの後方Ｘ２は、フープ２５に収容されるウェハ２４が、処理空間３０に向かう方向である。また前後方向Ｘのうちの前方Ｘ１は、処理空間３０に収容されるウェハ２４が、フープ２５に向かう方向である。
【００３５】
第１側壁１１２は、正面壁１１０と背面壁１１１との左右方向一端部を連結する。第２側壁部１１３は、正面壁１１０と背面壁１１１との左右方向他端部を連結する。また天井壁１１４は、正面壁１１０、背面壁１１１、第１側壁１１２および第２側壁１１３の上端部をそれぞれ連結する。また天井壁１１４は、正面壁１１０、背面壁１１１、第１側壁１１２および第２側壁１１３の下端部をそれぞれ連結する。
【００３６】
準備空間２９は、正面壁１１０および背面壁１１１によって前後方向Ｘに塞がれる。また準備空間２９は、第１側壁１１２および第２側壁１１３によって左右方向Ｙに塞がれる。また準備空間２９は、天井壁１１４および底壁１１５によって、上下方向Ｚに塞がれる。このようにして準備空間２９が規定される。また準備空間形成部２８は、上下方向Ｚに垂直な断面形状が、左右方向Ｙが長手方向となり、前後方向Ｘが幅方向となり、四角枠状に形成される。したがって準備空間２８は、前後方向Ｘに比べて左右方向Ｙが長くなる横長の空間となる。
【００３７】
正面壁１１０には、厚み方向である前後方向Ｘに貫通する正面側開口１２０が形成される。また正面側開口１２０は、ウェハ２４が挿通可能に形成される。ウェハ２４は、ウェハ搬送ロボット２７によって、正面側開口１２０を通過して、正面壁１１０よりも後方Ｘ２に移動駆動されることによって、外方空間３３から準備空間２８に挿入される。またウェハ２４は、ウェハ搬送ロボット２７によって、正面側開口１２０を通過して、正面壁１１０よりも前方Ｘ１に移動駆動されることによって、準備空間２８から外方空間３３に排出される。本実施の形態では、正面側開口１２０は、４つ設けられ、各正面側開口１２０は、左右方向Ｙに並ぶ。
【００３８】
背面壁１１１には、厚み方向である前後方向Ｘに貫通する背面側開口１２１が形成される。背面側側開口１２１は、ウェハ２４が挿通可能に形成される。ウェハ２４は、ウェハ搬送ロボット２７によって、背面側開口１２１を通過して、背面壁１１１よりも後方Ｘ２に移動駆動されることによって、準備空間２８から処理空間３０に排出される。またウェハ２４は、ウェハ搬送ロボット２７によって、背面側開口１２１を通過して、背面壁１１１よりも前方Ｘ１に移動駆動されることによって、処理空間３０から準備空間２８に挿入される。本実施の形態では、背面側開口１２１は、２つ設けられ、各背面側開口１２１は、左右方向Ｙに並ぶ。
【００３９】
各フープオープナ２６ａ〜２６ｄは、正面プレート１０１と、オープナ側ドア６５と、フープ支持部３１と、ドア開閉機構１０９とをそれぞれ含んで構成される。フープオープナ２６ａ〜２６ｄは、左右方向Ｙに等間隔に並んで配置される。各フープオープナ２６ａ〜２６ｄは、準備空間形成部２８の前方Ｘ１側に配置される。フープオープナ２６ａ〜２６ｄは、基板容器であるフープを設置する基板容器設置台を兼用する。したがって、フープオープナ２６ａ〜２６ｄは、少なくともフープを支持する基板容器設置台の役割を担う。
【００４０】
正面プレート１０１は、準備空間形成部２８の正面壁１１０の一部を構成する。各フープオープナ２６ａ〜２６ｄの正面プレート１０１は、上述した正面側開口１２０をそれぞれ形成する板状または枠状部材であって、正面壁１１０の残余の部分に固定されることで、正面壁１１０を構成する。各正面プレート１０１に形成される正面側開口１２０は、フープ側ドア６１が、前後方向Ｘに通過可能に形成される。
【００４１】
オープナ側ドア６５は、正面側開口１２０を開閉するためのドアである。フープ支持部３１は、準備空間２９よりも前方Ｘ１の外方空間３３に配置されて、フープ２５を下方から支持する。フープ２５は、フープ支持部３１に支持された状態で、フープ支持部３１に設定される装着位置に位置決め可能に形成される。以下、第１〜第４フープオープナ２６ａ〜２６ｄに、それぞれ対応して支持されるフープを第１〜第４フープ２５ａ〜２５ｄと称する。また第１〜第４フープ２５ａ〜２５ｄを区別する必要がない場合、単にフープ２５と称する。
【００４２】
装着位置にフープ２５が位置決めされた位置決め状態では、フープ本体６０の開口部６０ａが、正面プレート１０１の開口部１０１ａの全周にわたって接する。また位置決め状態では、フープ側ドア６１が、正面側開口１２０を塞ぐオープナ側ドア６５に外方空間３３から臨む。
【００４３】
ドア開閉機構１０９は、装着位置にフープ２５が位置決めされた状態において、オープナ側ドア６５およびフープ側ドア６１を開閉する機構である。ドア開閉機構１０９が、オープナ側ドア６５およびフープ側ドア６１を直接または間接的に把持して、各開口部６０ａ，１０１ａから後方Ｘ２でかつ下方に移動させて、準備空間３０内に設定される解放位置に移動させることで、フープ内空間３４と準備空間２９とを連通させる。またドア開閉機構１０９が、オープナ側ドア６５およびフープ側ドア６１を各開口部６０ａ，１０１ａにそれぞれ装着させることで、フープ内空間３４と準備空間２９との連通を阻止する。
【００４４】
フープ２５を位置決めした位置決め状態では、フープ本体６０の開口部６０ａと、正面プレート１０１の開口部１０１ａとが、互いの周縁部の全周にわたって接する。したがってフープ２５を位置決めした状態では、ドア開閉機構１０９によって、オープナ側ドア６５およびフープ側ドア６１を各開口部６０ａ，１０１ａから取外したとしても、外気が、フープ内空間３４および準備空間２９に侵入することが防がれる。
【００４５】
各フープオープナ２６ａ〜２６ｄは、左右方向Ｙに並んで設けられ、それぞれ個別に動作可能に構成される。図１において、左端に位置する第１のフープオープナ２６ａは、対応する正面側開口１２０を開いた状態を示す。また第１のフープオープナ２６ａ以外のフープオープナ２６ｂ〜２６ｄは、対応する正面側開口１２０を閉じた状態を示す。
【００４６】
各フープオープナ２６ａ〜２６ｄは、ドア開閉機構１０９によって、各ドア６１，６５を開放位置に移動させるための可動領域１０８が設定される。フープオープナ２６ａ〜２６ｄの可動領域１０８は、準備空間２９内に設定される領域であり、準備空間２９内の正面壁１１０寄りの領域となる。
【００４７】
ウェハ移載ロボット２７は、本実施の形態では、スカラ（Selective Compliance 
Assembly Robot Arm、ＳＣＡＲＡ）型の水平多関節ロボットによって実現される。ロボット２７は、準備空間２９に配置され、ロボットアーム４１と、水平駆動手段４２ａと、上下駆動手段４２ｂと、基台４３と、コントローラ４４とを含んで構成される。
【００４８】
ロボットアーム４１は、基端部から先端部に向かう方向に順次連結される複数のリンク体４１ａ〜４１ｃを備えるリンク構造を有する。ロボットアーム４１の先端部には、ロボットハンド４０が形成される。ロボットハンド４０は、ウェハ２４を把持可能な把持構造を有する。本明細書においてウェハ２４の把持は、ハンド４０によってウェハ２４を搬送可能な状態とすることを意味し、ハンド４０によって、ウェハ２４を乗載、吸着または挟持する状態であってもよい。
【００４９】
水平駆動手段４２ａは、ロボットアーム４１の各リンク体４１ａ〜４１ｃを対応する関節軸線Ａ０〜Ａ２まわりにそれぞれ個別に角変位駆動する。ロボットアーム４１は、水平駆動手段によって、各リンク体４１ａ〜４１ｃが相互に角変位駆動されることで、ロボットハンド４０を、可動範囲内で、水平面上の任意の位置に変位駆動する。水平駆動手段４２ａは、コントローラ４４から与えられる信号に従って角変位するモータと、モータの動力をリンク体に伝達する動力伝達機構とを含む。モータおよび動力伝達機構は、リンク体４１ａ〜４１ｃごとに、それぞれ設けられる。
【００５０】
上下駆動手段４２ｂは、ロボットアーム４１を上下方向Ｚに変位駆動させる。上下駆動手段４２ｂは、固定部分と可動部分とを有し、固定部分に対して可動部分を上下方向に変位駆動する。上下駆動手段４２ｂは、コントローラ４４から与えられる信号に従って角変位するモータと、モータの動力を固定部分に対する可動部分の直進力に変換して、可動部分に伝達する動力伝達機構とを含む。上下駆動手段４２ｂの固定部分は基台４３に支持される。基台４３は、上下駆動手段４２ｂを支持し、準備空間形成部２８に固定される。
【００５１】
コントローラ４４は、予め定められる動作プログラムまたはユーザから入力される移動指令に従って、水平駆動手段４２ａおよび上下駆動手段４２ｂを制御し、ロボットハンド４０を予め定める位置に移動させる。コントローラ４４は、予め定めるプログラムが記憶される記憶回路と、記憶回路に記憶される演算プログラムを演算する演算回路と、演算回路の演算結果を示す信号を、水平駆動手段４２ａおよび上下駆動手段４２ｂに与える出力手段とを含む。たとえば記憶回路は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（
Read Only memory）などによって実現され、演算回路は、ＣＰＵ（Central Processing 
Unit）によって実現される。
【００５２】
ロボットアーム４１は、ロボットアーム４１の基端部が、上下駆動手段４２ｂの可動部分に固定されることで、コントローラ４４は、可動範囲内で、ロボットハンド４０を、前後方向Ｘ、左右方向Ｙおよび上下方向Ｚの任意位置に変位駆動させることができる。コントローラ４４によって、水平駆動手段４２ａおよび上下駆動手段４２ｂを制御することによって、ロボットハンド４０に把持させたウェハ２４を移動させることができる。これによってウェハ２４を、予め定める経路に従って移動させて、フープ２５とウェハ処理装置２２との間にわたって、移載することができる。
【００５３】
ロボットハンド４０は、フープオープナ２６ａ〜２６ｄがフープ側ドア６１を開いた状態で、正面側開口１２０を通過してフープ内空間３４に侵入して、フープ２５に収容されるウェハ２４を把持する。次に、ロボットハンド４０は、ウェハ２４を把持した状態で、準備空間２９を経由して、背面側開口１２１を通過して半導体処理装置２２の処理空間３０に侵入して、把持したウェハ２４を、予め設定されるウェハ配置位置１０７に移載する。またロボットハンド４０は、背面側開口１２１を通過して処理空間３０に侵入してウェハ配置位置１０７に把持されるウェハ２４を把持する。次に、ロボットハンド４０は、ウェハ２４を把持した状態で、準備空間２９を経由して、正面側開口１２０を通過してフープ内空間３４に侵入して、把持したウェハ２４を、フープ２５の収容位置に移載する。
【００５４】
本実施の形態では、４つのフープオープナ２６ａ〜２６ｄがそれぞれ設けられるので、ロボットハンド４０は、各オープナ２６のそれぞれのフープ支持部３１に支持されるフープ２５それぞれに対して、ウェハ２４の出し入れ可能に設定される。またロボットハンド４０は、フープ２５から取り出したウェハ２４を、アライナ５６に設定される保持位置に配置可能であるとともに、アライナ５６の保持位置から取り出したウェハ２４を、ウェハ処理装置２２に配置可能である。
【００５５】
アライナ５６は、準備空間２９に配置され、複数のフープオープナ２６ａ〜２６ｄのうち、左右方向他方の端位置に位置する第４フープオープナ２６ｄよりも、左右方向他方に配置される。またアライナ５６は、ウェハ２４を支持する保持部を有し、保持部に保持されたウェハ２４を回転させて、ウェハ２４に形成されるノッチまたはオリフラが予め定める方向に向くように位置合わせする。位置合わせされたウェハ２４をロボットハンド４０が把持することで、ウェハ２４の向きを整えて、処理装置２２に配置することができる。これによって処理装置２２は、ウェハ２４の向きが揃えられた状態で、予め定める処理を行うことができる。
【００５６】
アライナ５６に保持されるウェハ２５の中心位置は、準備空間２９の前後方向Ｘの略中間位置に設定される。またアライナ５６は、ロボットハンド４０が各フープオープナ２６へ到達することを阻害しない位置に配置される。本実施の形態では、アライナ５６は、左右方向他方の端位置に位置する第４フープオープナ２６ｄよりもさらに左右方向他方に配置される。
【００５７】
上述したようにウェハ移載ロボット２７は、準備空間２９に配置され、主に準備空間２９でロボットハンド４０を移動させる。またウェハ移載ロボット２７は、ロボットハンド４０を正面側開口１２０に通過させて、フープ内空間３４のウェハ２４を取り出し可能かつ、フープ内空間３４へウェハ２４を取り入れ可能に構成される。またウェハ移載ロボット２７は、ロボットハンド４０を背面側開口１２１に通過させて、処理空間３０のウェハ配置位置１０７からウェハ２４を取り出し可能かつ、処理空間３０のウェハ配置位置１０７にウェハ２４を取り入れ可能に構成される。またウェハ移載ロボット２７は、各フープオープナ２６ａ〜２６ｄにそれぞれ設定される４つの正面壁開口１２０を通過可能に構成される。
【００５８】
したがってウェハ移載ロボット２７は、準備空間２９の前後方向寸法Ｂ以上、ロボットハンド４０を前後方向Ｘに搬送可能に構成される。またウェハ移載ロボット２７は、各フープオープナ２６ａ〜２６ｄに支持されるフープ２５にアクセス可能となるように、左右方向Ｙにロボットハンド４０を移動可能に構成される。さらに本実施の形態では、ウェハ移載ロボット２７は、アライナ５６にアクセス可能となるように、ロボットハンド４０を左右方向Ｙに移動可能に構成される。
【００５９】
基台４３は、準備空間形成部２８に固定され、予め定める旋回軸線Ａ０が設定される。旋回軸線Ａ０は、本実施の形態では、鉛直方向に延び、準備空間２９のうちで、背面壁１１１寄りに位置する。また旋回軸線Ａ０は、左右方向一端位置のフープオープナ２６ａと、左右方向他端位置のフープオープナ２６ｄとの左右方向Ｙの中央位置に位置する。
【００６０】
ロボットアーム４１は、複数のリンク体４１ａ〜４１ｃが互いに連結されて構成されるリンク構造に構成される。ロボットアーム４１は、複数のリンク体４１ａ〜４１ｃが順番に配列される配列方向一端部に基端部が設定され、配列方向他端部に先端部が設定される。ロボットアーム４１の基端部は、上下駆動手段４２ｂの可動部分に固定され、上下駆動手段４２ｂを介して基台４３に連結される。またロボットアーム４１の先端部は、ロボットハンド４０が形成される。ロボットアーム４１は、基端部が、旋回軸線Ａ０まわりに角変位可能に構成される。
【００６１】
具体的にはロボットアーム４１は、第１〜第３リンク体４１ａ，４１ｂ，４１ｃを有する。各リンク体４１ａ〜４１ｃは、長手方向に縦長となる縦長形状にそれぞれ形成される。第１リンク体４１ａは、長手方向一端部４５ａが、上下駆動手段４２ｂの可動部分に連結される。また第１リンク体４１ａは、上下駆動手段４２ｂの可動部分に対して、旋回軸線Ａ０まわりに角変位可能に構成される。また第１リンク体４１ａは、長手方向他端部４６ａに、旋回軸線Ａ０に平行な第１関節軸線Ａ１が設定される。したがって第１関節軸線Ａ１は、第１リンク体４１ａの移動にともなって移動する。第１リンク体４１ａの長手方向は、旋回軸線Ａ０と第１関節軸線Ａ１とを結ぶ方向となる。
【００６２】
第２リンク体４１ｂは、長手方向一端部４５ｂが、第１リンク体４１ａの長手方向他端部４６ａに連結される。また第２リンク体４１ｂは、第１リンク体４１ａに対して、第１関節軸線Ａ１まわりに角変位可能に構成される。また第２リンク体４１ｂは、長手方向他端部４６ｂに、旋回軸線Ａ０に平行な第２関節軸線Ａ２が設定される。したがって第２関節軸線Ａ２は、第２リンク体４１ｂの移動にともなって移動する。第２リンク体４１ｂの長手方向は、第１関節軸線Ａ１と第２関節軸線Ａ２とを結ぶ方向となる。
【００６３】
第３リンク体４１ｃは、長手方向一端部４５ｃが、第２リンク体４１ｂの長手方向他端部４６ｂに連結される。また第３リンク体４１ｃは、第２リンク体４１ｂに対して、第２関節軸線Ａ２まわりに角変位可能に構成される。また第３リンク体４１ｃは、長手方向他端部４６ｃに、ロボットハンド４０が形成される。したがってロボットハンド４０は、第３リンク体４１ｃの移動にともなって移動する。第３リンク体４１ｃの長手方向は、第２関節軸線Ａ２と、ロボットハンド４０が把持するウェハ２４の中心位置Ａ３とを結ぶ方向となる。
【００６４】
このようにロボットアームは、３つのリンク体４１ａ〜４１ｃからなるリンク構造を有する。上述した水平駆動手段４２ａは、第１〜第３モータを有する。第１モータは、第１リンク体４１ａを旋回軸線Ａ０まわりに回転駆動するためのモータである。第２モータは、第２リンク体４１ｂを第１関節軸線Ａ１まわりに回転駆動するためのモータである。第３駆動源は、第３リンク体４１ｃを第２関節軸線Ａ２まわりに回転駆動するためのモータである。したがって水平駆動手段４２ａは、第１〜第３リンク体４１ａ〜４１ｃをそれぞれ独立して個別に、対応する角変位軸線Ａ０〜Ａ２まわりに角変位駆動させることができる。
【００６５】
図２に示すように、第２リンク体４１ｂは、第１リンク体４１ａよりも上方に配置される。これによって第２リンク体４１ｂは、第１リンク体４１ａに対して、上下方向Ｚに重なる位置に移動可能であり、第１リンク体４１ａと第２リンク体４１ｂとが干渉することが防がれる。同様に第３リンク体４１ｃは、第２リンク体４１ｂよりも上方に配置される。これによって第３リンク体４１ｃは、第２リンク体４１ｂに対して、上下方向Ｚに重なる位置に移動可能であり、第１リンク体４１ａ〜第３リンク体４１ｃが互いに干渉することが防がれる。
【００６６】
図３は、各リンク体４１ａ〜４１ｃの長さを説明するためにウェハ移載装置２３を簡略化して示す平面図である。ロボットアーム４１は、各リンク体４１ａ〜４１ｃが対応する角変位軸線Ａ０〜Ａ２まわりに角変位することで、最小変形状態に変形可能である。最小変形状態とは、旋回軸線Ａ０から、旋回軸線Ａ０を中心にして水平方向に延びる半径方向に最も離れるアーム部分までの距離が最小となる変形状態である。より具体的には、最小変形状態とは、ロボットアーム４１がウェハ２４を把持した状態で、旋回軸線Ａ０から、半径方向に最も離れるアーム部分またはウェハ２４の一部分までの距離が最小となる変形状態である。
【００６７】
以下、最小変形状態において、旋回軸線Ａ０から旋回軸線Ａ０に対して半径方向に最も離れるアーム部分またはウェハ部分までの距離を、「ロボットの最小回転半径Ｒ」と称する。また準備正面壁１１０と背面壁１１１との間の前後方向Ｘの寸法を「準備空間の前後方向寸法Ｂ」称する。
【００６８】
本実施形態では、ロボットの最小回転半径Ｒが、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２を超える。また最小回転半径Ｒが、準備空間の前後方向寸法Ｂから、背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０を減算した減算値（Ｂ−Ｌ０）以下に設定（Ｂ／２＜Ｒ≦Ｂ−Ｌ０）される。したがって最小変形状態で変形したとしても、ロボットアーム４１は、背面壁１１１に干渉することが防がれる許容角変位範囲で、旋回軸線Ａ０まわりに角変位するように角変位量が制限される。本実施の形態では、許容角変位範囲は、旋回軸線Ａ０まわりに３６０°未満、たとえば約１８０°に設定される。これによって最小変形状態に維持されるロボット２７は、許容角変位範囲で動作する限り、正面壁１１０および背面壁１１１に干渉することを防ぐことができる。
【００６９】
背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０は、少なくとも、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２未満に設定される（Ｌ０＜Ｂ／２）。本実施の形態では、背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０は、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／５未満に設定される（Ｌ０＜Ｂ／５）。また背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０は、前記第１リンク体４１ａにおける旋回軸線Ａ０よりも第１関節軸線Ａ１側と反対側の全領域において、旋回軸線Ａ０まわりの周面の半径方向寸法Ｔ２よりも、予め定める隙間寸法Ｑぶん、大きい寸法に設定される（Ｌ０＝Ｔ２＋Ｑ）。予め定める隙間寸法Ｑは、ロボットの干渉を防ぐのに十分な隙間寸法であって、本実施の形態では、３０ｍｍに設定される。
【００７０】
さらに具体的には、本実施の形態では、ロボットの最小回転半径Ｒは、準備空間の前後方向寸法Ｂから、準備空間形成部の背面壁から旋回軸線までの前後方向距離Ｌ０と、フープオープナ２６に設定される正面壁１１０から背面壁側の前後方向Ｘのロボット侵入禁止領域寸法Ｅとを減算した許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超え、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定（（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）／２＜Ｒ≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ）される。これによって、最小変形状態に維持されるロボット２７が、フープオープナ２６に干渉することについても防ぐことができる。
【００７１】
また旋回軸線Ａ０から、旋回軸線Ａ０に対して第１関節軸線Ａ１に向かう半径方向に最も遠ざかる第１リンク体４１ａの端部までの距離を、第１リンク距離Ｌ１と称する。第１リンク距離Ｌ１は、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超え、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定（（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）／２＜Ｌ１≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ）される。前記第１リンク体４１ａは、第１関節軸線Ａ１よりも旋回軸線Ａ０側と反対側の全領域において、第１関節軸線Ａ１まわりの周面の半径方向寸法Ｔ１が、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）から、旋回軸線Ａ０から第１関節軸線Ａ１までの第１軸間距離Ｌ１１を減算した値（Ｂ−Ｌ０−Ｅ−Ｌ１１）以下に形成される（Ｔ１≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ−Ｌ１１）。
【００７２】
また前記第１リンク体４１ａは、旋回軸線Ａ０よりも第１関節軸線Ａ１側と反対側の全領域において、旋回軸線Ａ０まわりの周面の半径方向寸法Ｔ２が、背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０未満に形成される（Ｔ２＜Ｌ０）。これによって第１リンク体４１ａの長手方向と前後方向Ｘとが一致した状態から、第１リンク体４１ａが、旋回軸線Ａ０まわりに周方向一方に９０°角変位した場合であっても、旋回軸線Ａ０まわりに周方向他方に９０°角変位した場合であっても、第１リンク体４１ａが、背面壁１１１と干渉することが防がれる。
【００７３】
また本実施の形態では、旋回軸線Ａ０から第１関節軸線Ａ１までの第１軸間距離Ｌ１１と、第１関節軸線Ａ１から第２関節軸線Ａ２までの第２軸間距離Ｌ１２とが同一に設定される。本明細書において、同一とは、実質的に同一な状態を含み、同一および略同一な状態を含む。また第２関節軸線Ａ２から、第２関節軸線Ａ２に対して第１関節軸線Ａ１に向かう方向に最も遠ざかる第２リンク体４１ｂの端部までの距離を、第２リンク距離Ｌ２と称する。第２リンク距離Ｌ２は、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超え、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定（（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）／２＜Ｌ２≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ）される。
【００７４】
また第２リンク体４１ｂは、第１関節軸線Ａ１よりも第２関節軸線Ａ２側と反対側の全領域において、第１関節軸線Ａ１まわりの周面の半径方向寸法Ｔ３が、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）から、第１軸間距離Ｌ１１を減算した値（Ｂ−Ｌ０−Ｅ−Ｌ１１）以下に形成される（Ｔ３≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ−Ｌ１１）。また第２リンク体４１ａは、第２関節軸線Ａ２よりも第１関節軸線Ａ１側と反対側の全領域において、第２関節軸線Ａ２まわりの周面の半径方向寸法Ｔ４が、背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０未満に形成される（Ｔ４＜Ｌ０）。
【００７５】
またウェハ２４をロボットハンド４０が把持した状態で、第２関節軸線Ａ２から、第２関節軸線Ａ２に対して半径方向に最も遠ざかる第３リンク体４１ｃの端部またはウェハ部分までの距離を第３リンク距離Ｌ３と称する。第３リンク距離Ｌ３は、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超え、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定（（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）／２＜Ｌ２≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ）される。また第３リンク体４１ｃは、第２関節軸線Ａ２よりもウェハ把持中心位置Ａ３側と反対側の全領域において、第２関節軸線Ａ２まわりの周面の半径方向寸法Ｔ５が、背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０未満に形成される（Ｔ５＜Ｌ０）。
【００７６】
本実施の形態では、第１リンク距離Ｌ１および第２リンク距離Ｌ２が、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）と同一距離に設定される。また第１軸間距離Ｌ１１と、第２軸間距離Ｌ１２とは、同一距離に設定され、各フープオープナ２６ａ〜２６ｄに支持されるフープ２５のウェハ２４を取り出し可能な距離に設定される。また本実施の形態では、第３リンク距離Ｌ３もまた、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）と同一に設定される。図３に示すように、第１リンク体４１ａと第２リンク体４１ｂとを一直線に延ばした状態で、ロボットハンド４０がウェハ２４を保持可能に設定される。
【００７７】
第１フープオープナ２６ａに支持される第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４を把持する位置に、第３リンク体４１ｃを配置した場合、第２関節軸線Ａ２から旋回軸線Ａ０までの前後方向Ｘの距離をＳ１とする。また第２関節軸線Ａ２から旋回軸線Ａ０までの左右方向距離をＳ２とする。また第１軸間距離Ｌ１１と第２軸間距離Ｌ１２とを合わせた距離を、（Ｌ１１＋Ｌ１２）とする。
【００７８】
この場合、本実施の形態では、各軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２は、（Ｌ１１＋Ｌ１２）＝（Ｓ１２＋Ｓ２２）０．５の関係を満たすように設定する。各軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２が等しく設定されるので、各軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２が、（（Ｓ１２＋Ｓ２２）／４）０．５となるように設定される。これによって図３に示すように、第１リンク体４１ａの長手方向と第２リンク体４１ｂの長手方向とを一直線上に配置した状態で、第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４に、ロボットハンド４０を到達させることができる。旋回軸線Ａ０は、各フープオープナ２６ａ〜２６ｄの中央位置に配置されるので、第４フープ２５ｄに収容されるウェハ２４に関しても、第１リンク体４１ａの長手方向と第２リンク体４１ｂの長手方向とを一直線上に配置した状態で、第２フープ２５ｄに収容されるウェハ２４に、ロボットハンド４０を到達させることができる。このように第１リンク体４１ａおよび第２リンク体４１ｂを一直線状に延ばすことで、第１軸間距離Ｌ１１および第２軸間距離Ｌ１２を短くすることができる。
【００７９】
また第３リンク体４１ｃの長手方向が、前後方向Ｘに対して傾斜した状態で、第１フープ２５ａおよび第４フープ２５ｄに収容されるウェハ２４に、ロボットハンド４０を到達させてもよい。これによって第１軸間距離Ｌ１１および第２軸間距離Ｌ１２をさらに短くすることができる。
【００８０】
第１フープ２５ａ〜２５ｄに収容されるウェハ２４のウェハ中心位置Ａ３の左右方向Ｙ間隔をＷとする。またロボットハンド４０が第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４に到達した到達状態における、前後方向Ｘに対して第３リンク体４１ｃの長手方向が傾斜する角度をθとする。また到達状態における、ウェハ中心位置Ａ３から第２関節軸線Ａ２までの距離をＨとする。また到達状態における、第２関節軸線Ａ２から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｓ１から、第１軸間距離Ｌ１１を減算した値（Ｓ１−Ｌ１１）をＣとする。この場合、第１軸間距離Ｌ１１は、次式によって表わされる。
（２・Ｌ１１）２≧（Ｌ１１＋Ｃ）２＋（１．５・Ｗ−Ｈ・Ｓｉｎθ）２  …（１）
【００８１】
たとえばＣ＝０、θ＝０とし、Ｗ＝５０５ｍｍとすると、各軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２は、４３７．３ｍｍ以上となる。また正面壁１１０から背面壁側のフープオープナ２６の前後方向Ｘのロボット侵入禁止領域寸法Ｅを、１００ｍｍとする。背面壁１１１から旋回軸線Ａ０までの前後方向距離Ｌ０を、６５ｍｍとする。またロボットの最小回転半径Ｒから、第１軸間距離Ｌ１１を減算（Ｒ−Ｌ１１）した距離Ｌ１０を５０ｍｍとする。この場合、準備空間の前後方向寸法Ｂは、６５２．３ｍｍ以上となる（Ｂ≧Ｌ１１＋Ｅ＋Ｌ０＋Ｌ１０）。言換えると、準備空間の前後方向寸法Ｂが、６５２．３ｍｍであれば、各軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２を４３７．３ｍｍとすることで、４つのフープオープナ２６ａ〜２６ｄにそれぞれ支持される第１および第４フープ２５ａ，２５ｄに収容されるウェハ２４を取り出すことができる。また第１および第４フープ２５ａ，２５ｄよりも旋回軸線Ａ０に近い第２および第３フープ２５ｂ，２５ｃに収容されるウェハ２４についても、当然に取り出すことができる。
【００８２】
本実施の形態では、準備空間の前後方向寸法Ｂが６９４ｍｍである。またロボット２７の最小回転半径Ｒが、４８５ｍｍに設定され、第１軸間距離Ｌ１１および第２軸間距離Ｌ１２が、４２５ｍｍに設定される。またロボットハンド４０がウェハ２４を把持した状態で、第２関節軸線Ａ２からウェハ中心位置Ａ３までの距離Ｈが３２０ｍｍに設定される。また第３リンク距離Ｌ３は、４７０ｍｍに設定される。
【００８３】
またたとえばθ＝５°とし、Ｈ＝３３０ｍｍとし、他の条件を上述した場合と同一とすると、各軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２は、４２０．４ｍｍ以上となり、準備空間の前後方向寸法Ｂは、６３５．４ｍｍ以上となる。またＣ＝１０ｍｍとし、θ＝５°とし、Ｈ＝３３０ｍｍとし、他の条件を上述した場合と同一とすると、各軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２は、４１７．５ｍｍ以上となり、準備空間の前後方向寸法Ｂは、６３２．５ｍｍ以上となる。
【００８４】
このように、ロボットハンド４０がウェハ２４に到達した到達状態において、第３リンク体４１ｃの長手方向を、前後方向Ｘに対して傾斜させることで、第１リンク体４１ａおよび第２リンク体４１ｂを大きくすることなく、各フープ２５ａ〜２５ｄに収容されるウェハ２４を取り出すことができる。
【００８５】
以上のように本実施の形態では、旋回軸線Ａ０を背面壁１１１寄りに配置し、ロボットアーム４１の最小回転半径Ｒが、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）の１／２を超えて、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）以下に設定されることで、最小変形状態のロボットアーム４１と、正面壁１０１との間に隙間を形成することができ、ロボットアーム４１と正面壁１０１とが干渉することを防ぐことができる。したがって旋回軸線Ａ０を含んで前後方向Ｘに延びる基準線Ｐ０に関して、左右方向Ｙ両側にロボットハンド４０を配置可能とすることができる。
【００８６】
またロボットアーム４１が背面壁１１１と干渉するであろう干渉動作範囲を除く動作範囲で動作させることで、背面壁１１１との干渉についても防ぐことができる。これによって準備空間の前後方向寸法Ｂが小さくても、３つのリンク体４１ａ〜４１ｃを有するリンク構造のロボットアーム４１で、複数、たとえば４つのフープオープナ２６ａ〜２６ｄにそれぞれ支持される第１〜第４フープ２５ａ〜２５ｄに収容されるウェハ２４を取り出すことができる。
【００８７】
また本実施の形態では、ロボットの最小回転半径Ｒが、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定されることで、最小変形状態のロボットアーム４１が正面壁１０１に最も近接した状態であっても、ロボットアーム４１の一部が各フープオープナ２６ａ〜２６ｄのロボット侵入禁止領域Ｅに侵入することを防ぐことができる。これによってフープオープナ２６ａ〜２６ｄの可動状態にかかわらず、ロボットアーム４１とフープオープナ２６ａ〜２６ｄとが干渉することを防ぐことができる。
【００８８】
また第１〜第３リンク距離Ｌ１〜Ｌ３が、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超え、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定される。これによって、各リンク体４１ａ〜４１ｃの長さを大きくすることができ、準備空間の前後寸法Ｂが小さくても、ロボットハンド４０を旋回軸線Ａ０から、左右方向Ｙ両側に離反した位置に配置することができ、フープオープナ２６の数が増えた場合であっても、単純なリンク構造で、ウェハ２４を搬送可能とすることができる。また本実施の形態では、第１〜第３リンク距離Ｌ１〜Ｌ３が、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）と同一に設定される。これによってロボットアーム４１と、正面壁１１０およびフープオープナ２６との干渉を防いで、最大限、各リンク体４１ａ〜４１ｃの長さを大きくすることができる。
【００８９】
このようにロボットアーム４１の各リンク体４１ａ〜４１ｃのリンク長さを大きくすることで、左右方向Ｙに関してロボットアーム４１の動作範囲を大きくすることができる。これによって第２従来技術に比べて、ロボット２７を左右方向Ｙに走行駆動させる走行手段を不必要として、直動駆動機構をなくすことができる。したがって直動駆動機構で発生する塵埃を防ぐことができ、準備空間２９のクリーン度の低下を防ぐことができる。また走行手段を不必要とすることで、ロボット２７を小形化および軽量化することができる。
【００９０】
またロボットアーム４１のリンク体４１ａ〜４１ｃのリンク長さを大きくすることで、予め定められる位置にロボットハンド４０を到達させることができる。またリンク数の増加を防いで、ロボット２７の構造を簡単化することができる。またロボット２７の冗長性を減らして、ロボットアーム４１の制御および変形状態の教示を簡単化することができ、準備空間形成部２８およびフープオープナ２６にロボットアーム４１が衝突する可能性を減らすことができる。
【００９１】
このように本実施形態では、走行手段の不要に起因して塵埃の飛散を抑えることができるとともに、ウェハ移載装置２３内での干渉を防ぐことができ、構造および制御が簡単なウェハ搬送ロボット２７を備えるウェハ移載装置２３を提供することができる。また準備空間２９の前後方向寸法Ｂを大形化させることなく、フープオープナ２６の数を増やすことができる。フープオープナ２６の数を増やすことで、フープ２５のウェハ移載装置２３に対する搬送および着脱動作と、ウェハ移載装置２３に保持されるフープ２５内のウェハの移載動作とを並列して行うことができ、作業効率を向上することができる。
【００９２】
また準備空間２９の前後方向寸法Ｂを小さくすることができるので、ウェハ移載装置２３の設置スペースを小形化することができ、設置スペースに関する制限を緩和して、ウェハ処理設備２０の設置しやすくすることができる。また準備空間２９の前後方向寸法Ｂを小さくすることで、準備空間２９の前後方向寸法Ｂが大きい場合に比べて、同一能力の準備空間調整装置１００を用いても、準備空間２９のクリーン度を向上することができ、歩留まりを向上することができる。
【００９３】
また本実施の形態では、ロボットハンド４０がウェハ２４に到達した到達状態において、第３リンク体４１ｃの長手方向が、前後方向Ｘから傾斜するようにすることで、準備空間の前後方向寸法Ｂが小さく、準備空間形成壁２８またはフープオープナ２６との干渉を防ぐために第１軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２が短く設定される場合でも、各フープオープナに支持されるフープ２５に支持されるウェハ２４を把持しやすくすることができる。
【００９４】
また各リンク体４１ａ〜４１ｃの長さを長くすることができるので、各リンク体４１ａ〜４１ｃの長さが短い場合に比べて、対応する旋回軸線Ａ０〜Ａ２まわりに角変位する角速度が同じであっても、ロボットハンドの移動速度を向上することができる。第１リンク体４１ａおよび第２リンク体４１ｂを動かすことで、慣性イナーシャを小さくすることができる。これによってもロボットハンド４０の移動速度を向上することができる。このようにハンド４０の移動速度を向上することで、ウェハ２４の搬送に費やす搬送時間を短縮することができ、作業効率を向上することができる。
【００９５】
図４は、第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４をアライナ５６に搬送するまでの搬送動作を簡略化して示す図である。図４（１）〜図４（７）の順で搬送動作が進む。図４に示す搬送動作は、ロボットハンド４０の移動経路、移動経由点がコントローラ４４に記憶される。コントローラ４４が、予め定める動作プログラムを実行して、複数の移動経由点を移動経路に従って通過するように、水平駆動手段４２ａおよび上下駆動手段４２ｂを制御する。これによってウェハ移載ロボット２７は、第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４をアライナ５６に搬送することができる。
【００９６】
まず、把持すべきウェハ２４の位置までロボットアーム４１を上下動させるとともに、ロボットアーム４１を変形させて、図４（１）に示すように、第１リンク体４１ａと第２リンク体４１ｂとを一直線状に延ばした状態で、第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４をハンド４０によって把持する。次に、図４（２）に示すように、第１リンク体４１ａおよび第２リンク体４１ｂを対応する角変位軸線Ａ０，Ａ１まわりに角変位させて、第３リンク体４１ｃを後方Ｘ２に移動させて、第３リンク体４１ｃおよびウェハ２４を準備空間２９に収容する。
【００９７】
次に、第１リンク体４１ａおよび第２リンク体４１ｂを対応する角変位軸線Ａ０，Ａ１まわりに角変位させて、第３リンク体４１ｃを左右方向Ｙに平行移動させて、第１フープオープナ２６ａから左右方向Ｙにはなれた位置に存在するアライナ５６に向けて移動させる。このとき、第１軸間距離Ｌ１１と、第２軸間距離Ｌ１２とが、等しく設定されるので、図４（３）および図４（４）に示すように、第１リンク体４１ａを旋回軸線Ａ０まわりに角変位する単位時間あたりの角変位量に対して、２倍の単位時間あたりの角変位量で、第２リンク体４１ｂを第１関節軸線Ａ１まわりに角変位する。これによって第３リンク体４１ｃを第２関節軸線Ａ２まわりに角変位することなく、第３リンク体４１ｃの姿勢を変更せずに、第３リンク体４１ｃを容易に平行移動させることができる。
【００９８】
また第３リンク体４１ｃの姿勢を変更してアライナ５６に配置する場合、図４（５）〜図４（７）に示すように、第１〜第３リンク体４１ａ〜４１ｄを対応する角変位軸線Ａ０〜Ａ２まわりに角変位させることで、アライナ５６に設定される保持位置に、ウェハ２４を配置することができる。またウェハ２４を把持してアライナ５６に保持させるまでに、アライナ保持可能となるように、上下駆動手段４２ｂによって、ロボットアーム４１の上下方向位置を調整する。このようにしてウェハ移載ロボット２７は、第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４をアライナ５６に搬送することができる。
【００９９】
図５は、アライナ５６に支持されるウェハ２４を処理空間３０に搬送するまでの搬送動作を簡略化して示す図である。図５（１）〜図５（７）の順で搬送動作が進む。図４に示す場合と同様に、コントローラが、予め定められるプログラムに従って、水平駆動手段４２ａおよび上下駆動手段４２ｂを制御することによって、ウェハ移載ロボット２７は、アライナ５６に保持されるウェハ２４を処理空間３０に搬送することができる。
【０１００】
処理空間３０にウェハ２４を搬送する場合には、ハンド４０を後方Ｘ２に向ける必要がある。したがって、図５（１）に示すように、ウェハ２４を把持した状態から、第２関節軸線Ａ２を準備空間２９内で後方Ｘ２寄りに移動させた状態から、第３リンク体４１ｃを第２関節軸線Ａ２まわりに角変位するとともに、第２関節軸線Ａ２を準備空間２９内で前方Ｘ１寄りに移動させる。図５に示す場合では、第３リンク体４１ｃを約１２０°角変位させた後、第２関節軸線Ａ２を準備空間２９内で前方Ｘ１寄りに移動させて、第３リンク体４１ｃをさらに角変位させる。
【０１０１】
これによって正面壁１１０、背面壁１１１およびフープオープナ２６に干渉することなく、準備空間２９内で第３リンク体４１ａの向きを１８０°変更することができる。したがって図５（２）〜図５（６）に示すように、第３リンク体４１ｃの向きを変更したあとで、図５（７）に示すように、ウェハ２４を処理空間３０に搬送することができる。またウェハ２４を把持して処理空間３０に移動させるまでに、処理空間３０に移動可能となるように、上下駆動手段４２ｂによって、ロボットアーム４１の上下方向位置を調整する。このようにしてウェハ移載ロボット２７は、アライナ５６に保持されるウェハ２４を処理空間３０に搬送することができる。
【０１０２】
図６は、処理空間３０に配置されるウェハ２４を、第１フープ２５ａに収容するまでの搬送動作を簡略化して示す図である。図６（１）〜図６（７）の順で搬送動作が進む。図４に示す場合と同様に、コントローラが、予め定められるプログラムに従って、水平駆動手段４２ａおよび上下駆動手段４２ｂを制御することによって、ウェハ移載ロボット２７は、処理空間３０に収容されるウェハ２４を第１フープ２５ａに搬送することができる。
【０１０３】
まず、把持すべきウェハ２４の位置までロボットアーム４１を上下動させるとともに、ロボットアーム４１を変形させて、図６（１）に示すように、処理空間３０のウェハ２４を把持する。次に、図６（２）に示すように、第１リンク体４１ａおよび第２リンク体４１ｂを対応する角変位軸線Ａ０，Ａ１まわりに角変位させて、第３リンク体４１ｃを前方Ｘ１に移動させて、第３リンク体４１ｃおよびウェハ２４を準備空間２９に収容する。次に、図６（３）〜図６（４）に示すように、第３リンク体４１ｃの干渉を防ぐように、第２関節軸線Ａ２の位置を調整しつつ、第３リンク体４１ｃを第２関節軸線Ａ２まわりに回転させて姿勢を変更して、第３リンク体４１ｃの向きを変える。次に、図６（４）〜図６（５）に示すように、第１リンク体４１ａおよび第２リンク体４１ｂを対応する角変位軸線Ａ０，Ａ１まわりに角変位させて、第３リンク体４１ｃを左右方向Ｙに平行移動させる。次に図６（６）に示すように、第３リンク体４１ｃのロボットハンド側部分を正面側開口に臨ませるとともに、前後方向Ｘにほぼ平行な姿勢に維持する。この状態で、前方Ｘ１に移動させて、ウェハ収容可能となるように上下方向のハンド４０の位置を調整して、図６（７）に示すように、フープ２５内空間にウェハ２４を収容する。
【０１０４】
図７は、本実施の形態のウェハ２４の受取りおよび受渡し位置にウェハ２４を配置した状態を示す図である。図７（１）〜図７（４）は、第１〜第４フープ２５ａ〜２５ｄに収容されるウェハ２４を把持した状態をそれぞれ示す。図７（５）は、アライナ５６にウェハ２４を配置した状態を示す。図７（６）、図７（７）は、処理空間３０に設定される位置にウェハ２４を配置した状態を示す。このように本実施形態では、３リンク構造のロボットアームで、４つのフープオープナ２６ａ〜２６ｄに支持されるフープ２５のウェハ２４を受取り受渡し可能に構成することができる。
【０１０５】
また本実施の形態では、ロボットハンド４０が設けられる第３リンク体４１ｃは、１つであるとしたが、これに限定せず、第３リンク体４１ｃが複数、たとえば２つ設けられる場合についても、本発明に含まれる。
【０１０６】
たとえば第３リンク体４１ｃが複数設けられる場合、第３リンク体４１ｃは、上下方向Ｚに並んで形成される。各第３リンク体４１ｃは、それぞれ長手方向一端部４５ｃが、第２リンク体４１ｂの長手方向他端部４６ｂに連結される。また各第３リンク体４１ｃは、第２リンク体４１ｂに対して、第２関節軸線Ａ２まわりにそれぞれ個別に角変位可能に構成される。また各第３リンク体４１ｃは、長手方向他端部４６ｃに、ロボットハンド４０がそれぞれ形成される。各第３リンク体４１ｃは、上下方向Ｚに異なる領域に配置されることで、それぞれ個別に第３関節軸線Ａ２まわりに角変位したとしても、互いの第３リンク体４１ｃが干渉することが防がれる。第３リンク体４１ｃが複数設けられることで、一度に搬送可能なウェハ搬送枚数を増やすことができ、作業効率を向上することができる。また第３リンク体４１ｃは、１つまたは２つに限定されず、さらに多数の第３リンク体４１ｃが設けられてもよい。第３リンク体４１ｃは、同一形状に形成されることが好ましい。
【０１０７】
図８は、フープオープナ２６が３つのウェハ移載装置２３を示す平面図である。図９は、フープオープナ２６が２つのウェハ移載装置２３を示す平面図である。図８および図９には、ロボット２７の他の可動状態の形状の一例を２点鎖線で示す。図８および図９に示すウェハ移載ロボット２７は、フープオープナ２６が４つのウェハ移載装置２３と同様のウェハ移載ロボット２７である。したがってウェハ移載ロボット２７は、フープオープナ２６の２つおよび３つの場合にも、正面壁１１０および背面壁１１１に干渉することなく、ウェハを搬送可能である。したがってフープオープナ２６の数に応じてロボットの構成を変える必要がなく、汎用性を向上することができる。
【０１０８】
図１０は、本発明の第２実施形態の基板搬送方法が実施されるウェハ移載装置２３Ａを簡略化して示す平面図である。第２実施形態のウェハ移載装置２３Ａは、第１実施形態のウェハ移載装置２３と類似した構成を示し、類似した構成については、説明を省略し、同様の参照符号を付する。第２実施形態のウェハ移載装置２３Ａは、ウェハ移載ロボット２７のリンク長さが、第１実施形態と異なり、他の構成については、第１実施形態と同様である。
【０１０９】
第１実施形態では、第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４に、第１リンク体４１ａと第２リンク体４１ｂとを一直線に延ばした状態で、ロボットハンド４０を到達させるとした。しかしながら本発明は、これに限定されない。第２実施形態では、図１０に示すように、第１リンク体４１ａの長手方向と、第２リンク体４１ｂの長手方向とが、予め定められる角度αを成して、第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４にロボットハンド４０を到達させる。
【０１１０】
第２実施形態では、第３リンク体４１ｃの長手方向が、前後方向Ｘに一致した状態でウェハ２４に到達するように、第１リンク体４１ａと第２リンク体４１ｂとの角度位置が設定される。第２実施形態では、第３リンク体４１ｃの長手方向が、前後方向Ｘに一致させた状態で、ウェハ２４にハンド４０を到達させ、第３リンク体４１ｃを後方Ｘ２に平行移動して、ウェハ２４を準備空間２９に侵入させる。これによって、ハンド４０に把持されるウェハ２４と、正面側開口部１０１ａおよびフープ本体６０の開口部６０ａとの間の隙間が小さい場合であっても、ウェハ２４が、各開口部１０１ａ，６０ａに衝突することを防ぐことができる。
【０１１１】
このような第２実施形態であっても、旋回軸線Ａ０を背面壁１１１寄りに配置し、ロボットアーム４１の最小回転半径Ｒが、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）の１／２を超えて、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）以下に設定されることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
図１１は、本発明の第３実施形態の基板搬送方法が実施されるウェハ移載装置２３Ｂを簡略化して示す平面図である。図１１には、ロボット２７の他の可動状態の形状の一例を２点鎖線で示す。第３実施形態のウェハ移載装置２３Ｂは、第１実施形態のウェハ移載装置２３と類似した構成を示し、類似した構成については、説明を省略し、同様の参照符号を付する。第３実施形態のウェハ移載装置２３Ｂは、ウェハ移載ロボット２７のリンク長さが、第１実施形態と異なり、他の構成については、第１実施形態と同様である。
【０１１３】
第１実施形態では、第１軸間距離Ｌ１１と第２軸間距離Ｌ１２とが同一寸法であるとした。しかしながら本発明は、これに限定されない。第３実施形態では、第１軸間距離Ｌ１１と第２軸間距離Ｌ１２とが少し異なり、第１軸間距離Ｌ１１のほうが第２軸間距離Ｌ１２に比べて、やや大きく形成される。この場合、図１１に示すように、第３リンク体４１ｃの第２関節軸線Ａ２まわりに角変位を停止させて、第１リンク体４１ａを旋回軸線Ａ０まわりに単位時間あたりに角変位する角変位量に対して、２倍の角変位量で、第２リンク体４１ｂを第１関節軸線Ａ１まわりに単位時間に角変位させると、第３リンク体４１ｃの姿勢が若干変化する。
【０１１４】
ロボットハンド４０が、旋回軸線Ｌ０に対して、左右方向Ｙ一方から左右方向Ｙ他方に進むと、ロボットハンド４０が把持するウェハ２４の中心位置Ａ３および、第２関節軸線Ａ２の移動軌跡１３０，１３１が、前方Ｘ１に膨らむ円弧状に形成される。図１１では、理解を容易にするために、中心位置Ａ３および、第２関節軸線Ａ２の移動軌跡１３０，１３１を破線で示し、左右方向Ｙに平行に延びる仮想線１３２，１３３を一点鎖線で示す。
【０１１５】
この場合、第１軸間距離Ｌ１１と第２軸間距離Ｌ１２との差が小さい場合には、第３リンク体４１ｃをほぼ平行に左右方向Ｙに移動させることができる。このように少々第１軸線距離Ｌ１１と第２軸線距離Ｌ１２とが変更してもよい。たとえば第１軸間距離Ｌ１１と第２軸間距離Ｌ１２とで許容される寸法差は、Ｂ−Ｌ０−Ｅ−Ｌ１ｍｍ以内に設定される。
【０１１６】
このような第３実施形態であっても、旋回軸線Ａ０を背面壁１１１寄りに配置し、ロボットアーム４１の最小回転半径Ｒが、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）の１／２を超えて、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）以下に設定されることで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また第１〜第３実施形態のロボットアーム４１の各リンク体４１ａ〜４１ｃの長さ、軸間距離Ｌ１１，Ｌ１２は、一例であって変更してもよい。たとえば第１リンク距離Ｌ１１、第２リンク距離Ｌ１２、第３リンク距離Ｌ１３は、同一距離でなくてもよい。
【０１１７】
図１２は、本発明の第４実施形態の基板搬送方法が実施される半導体処理設備２０Ｃの一部を示す平面図である。第４実施形態の半導体処理設備２０Ａは、第１実施形態の半導体処理設備２０と類似した構成を示し、類似した構成については、説明を省略し、同様の参照符号を付する。第４実施形態の半導体処理設備２０Ｃは、ウェハ移載装置２３に備えられるウェハ移載ロボット２７は、ウェハ処理装置２２に備えられる搬送装置を兼用する。他の構成については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１１８】
第１実施形態では、ウェハ処理装置２２が有する搬送装置は、ウェハ移載装置２３によって準備空間２９から処理空間３０に搬送されるウェハ２４を受取り、受取ったウェハ２４をウェハ処理位置に搬送する。これに対して、第４実施形態では、図１２に示すように、ウェハ移載装置２３のウェハ移載ロボット２７は、動作領域を広げることができるので、ウェハ移載装置２３内でのウェハ移載に限らず、ウェハ処理装置２２の処理空間３０に侵入して、ウェハ２４をウェハ処理位置に直接搬送する。したがってウェハ処理装置２２には、搬送装置を不要とすることができ、ウェハ処理設備の部品点数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。
【０１１９】
第４実施形態では、背面側開口１２１は、左右方向Ｙに関して、旋回軸線Ａ０近傍に配置されることが好ましい。また背面側開口１２１は、ロボット２７の最小回転半径Ｒを半径として旋回軸線Ａ０まわりに一周する仮想円が、背面壁１１１と交差する２つのうち一方の位置である第１交差位置Ｐ１から、旋回軸線Ａ０を通過して前後方向Ｘに延びる直線が背面壁１１１と交差する第２交差位置Ｐ２までの間以上の間隔を有し、第１交差位置Ｐ１から第２交差位置Ｐ２を含む形状に形成されることが好ましい。これによって第１リンク体４１ａを旋回軸線Ａ０まわりに角変位させて、第１リンク体４１ａが背面壁１１１に衝突することを防いで、第１リンク体４１ａに設定される第１関節軸線Ａ１を、準備空間３０に配置することができる。これによって準備空間３０のうちで、背面壁１１１から後方Ｘ２に離れた位置にウェハ２４を移動させることができる。
【０１２０】
また上述した各実施形態１〜４は、本発明の一例示であって発明の範囲内で変更可能である。たとえば本実施の形態では、ウェハ処理設備２０に用いられるウェハ移載装置２３について説明したが、半導体ウェハ以外の基板を処理する基板処理設備に用いられる基板移載装置であっても本発明に含まれる。この場合、基板移載装置は、基板収容容器から雰囲気気体が調整された準備空間を経由して、基板処理装置に移載するとともに、基板処理装置から準備空間を経由して基板収容容器に搬送する基板移載装置全般に適用することができる。たとえば基板としては、半導体基板のほか、ガラス基板であってもよい。またウェハのサイズは、３００ｍｍを前提として説明したが、他のサイズである場合には、他のサイズに適したリンク寸法のロボットアームを適用することができる。
【０１２１】
また本実施の形態の基板搬送方法では、ウェハ移載装置２３は、アライナ５６を有したが、アライナ５６以外の処理デバイスを有していてもよい。処理デバイスは、準備空間２９でウェハを保持して予め定める処理または動作を行うための装置である。たとえば処理デバイスとしては、ウェハ５６を準備空間２９で保持するバッファ体、ウェハを準備空間２９で保持して、品質および不良品の有無などを検査する検査デバイスであってもよい。またウェハ移載装置２３がアライナ５６などの処理デバイスを有していなくても、本発明に含まれる。
【０１２２】
またフープオープナが３つ以下であっても、処理デバイスにウェハ２４を搬送するために、ウェハ２４を左右方向に広範囲にわたって移動させる必要がある場合などには、本発明を適用することで、準備空間の前後方向寸法Ｂが小さくても、ウェハを好適に搬送することができる。この場合、旋回軸線Ａ０の左右方向Ｙの位置は、左右方向に移動すべき対象物の位置によって適宜定められる。またフープオープナに代えて、基板容器を設置する基板容器設置台が設けられてもよい。
【０１２３】
また本実施の形態では、第１リンク体４１ａが、旋回軸線Ａ０を含んで前後方向Ｘに延びる基準線Ｐ０に対して、旋回軸線Ａ０まわり周方向一方および周方向他方に９０°角変位可能としたが、これに限定されない。また本実施形態では、前後方向Ｘ、左右方向Ｙ、上下方向Ｚとしたが、それぞれ互いに直交する３つの方向である第１方向、第２方向および第３方向に対応してもよい。
【０１２４】
本発明は、次の実施の形態が可能である。
（１）前記最小回転半径Ｒは、準備空間の前後方向寸法Ｂから、準備空間形成部の背面壁から旋回軸線までの前後方向距離Ｌ０と、フープオープナによって設定される正面壁から背面壁側の前後方向のロボット侵入禁止領域寸法Ｅとを減算した許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定（Ｒ≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ）されることを特徴とするウェハ移載装置。
【０１２５】
最小回転半径Ｒが、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定されることで、ロボットアームが正面壁に最も近接した状態であっても、ロボットアームの一部がフープオープナの可動領域に侵入することを防ぐことができる。これによってフープオープナの可動状態にかかわらず、ロボットアームとフープオープナとが干渉することを防ぐことができる。
【０１２６】
最小回転半径Ｒが、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定されることで、ロボットアームが正面壁に最も近接した状態であっても、ロボットアームの一部がフープオープナの可動領域に侵入することが防ぐことを防止することができる。これによってロボットアームとフープオープナとの接触を防いで、ウェハ移載装置の動作不良を防ぐことができる。
【０１２７】
（２）ロボットアームは、
基台に一端部が連結されて、前記旋回軸線まわりに角変位可能に構成され、前記旋回軸線に平行な第１関節軸線が設定される第１リンク体と、
第１リンク体の他端部に、一端部が連結されて、前記第１関節軸線まわりに角変位可能に構成され、前記旋回軸に平行な第２関節軸線が設定される第２リンク体と、
第２リンク体の他端部に、一端部が連結されて、前記第２関節軸線まわりに角変位可能に構成され、他端部に基板を把持するロボットハンドが形成される１または複数の第３リンク体とを有し、
旋回軸線から、旋回軸線に対して第１関節軸線に向かう半径方向に最も遠ざかる第１リンク体の端部までの距離である第１リンク距離Ｌ１が、前記許容方向寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超えて、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定（（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）／２＜Ｌ１≦Ｂ−Ｌ０−Ｅ）されることを特徴とするウェハ移載装置。
【０１２８】
第１リンク距離Ｌ１が、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超え、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定される。これによって第１リンク体が、正面壁に最も近接した状態であっても、第１リンク体の一部がフープオープナの可動領域に侵入することを防ぐことができる。これによって正面壁との干渉を防いで、第１リンク体の他端部を、旋回軸線に対して、左右方向両側に移動させることができる。また第１リンク距離Ｌ１を、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下としたうえで、可及的に大きくすることで、正面壁およびフープオープナと第１リンク体との干渉を防ぐとともに、旋回軸線に対して、左右方向両側の離れた位置に第１リンク体の他端部を移動させることができ、第１リンク体の動作範囲を大きくすることができる。
【０１２９】
第１リンク距離Ｌ１が、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２を超え、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定される。これによって第１リンク体が正面壁およびフープオープナと干渉することを防いで、第１リンク体のリンク長さを大きくすることができる。また第１リンク体の角変位動作領域を３６０°未満、たとえば１８０°程度に制限することで、第１リンク体が背面壁に干渉することを防ぐことができる。第１リンク体を大きくすることで、第２リンク体および第３リンク体を、旋回軸線から、左右方向に離れた位置に配置することができ、ロボットの可動領域を左右方向に拡大させることができる。
【０１３０】
（３）旋回軸線から第１関節軸線までの第１軸間距離Ｌ１１と、第１関節軸線から第２関節軸線までの第２軸間距離Ｌ１２とが同一に設定され、
第２関節軸線から、第２関節軸線に対して第１関節軸線に向かう半径方向に最も遠ざかる第２リンク体の端部までの距離である第２リンク距離Ｌ２は、前記許容方向寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超えて、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定されることを特徴とするウェハ移載装置。
【０１３１】
旋回軸線方向に関して、第２リンク体を第１リンク体に重ねて、旋回軸線と、第２関節軸線とを一致させた状態では、旋回軸線から最も遠ざかる第２リンク体の端部までの距離が、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下となる。したがって旋回軸線と、第２関節軸線とを一致させた状態では、第２リンク体の一部がフープオープナの可動領域に侵入することを防ぐことができる。また第２リンク距離Ｌ２について、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下としたうえで、可及的に大きくすることで、正面壁およびフープオープナと第２リンク体との干渉を防ぐとともに、左右方向両側の離れた位置に第２リンク体の他端部を移動させることができ、第２リンク体の動作範囲を大きくすることができる。
【０１３２】
また第１軸間距離Ｌ１１と、第２軸間距離Ｌ１２とを同一とすることで、第１リンク体の旋回軸線まわりの角変位量に対して、第２リンク体の第１角変位軸線まわりの角変位量を２倍とすることで、第２リンク体の他端部を左右方向に平行移動させることができ、アーム体の制御を容易に行うことができる。ここで同一とは、実質的に同一な状態を含み、同一および略同一な状態を含む。
【０１３３】
第２リンク距離Ｌ２が、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２を超え、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定される。これによって第１リンク体と第２リンク体とを重ねて、ロボットアームを最小変形状態とすることで、第２リンク体が、正面壁およびフープオープナに干渉することを防いで、第２リンク体のリンク長さを大きくすることができる。第２リンク体を大きくすることで、第３リンク体を、旋回軸線から、左右方向に離れた位置に配置することができ、ロボットの可動領域を左右方向に拡大させることができる。
【０１３４】
（４）ウェハをロボットハンドが把持した状態で、第２関節軸線から、第２関節軸線に対して半径方向に最も遠ざかる第３リンク体の端部またはウェハ部分までの距離である第３リンク距離Ｌ３は、前記許容方向寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）の１／２を超えて、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定されることを特徴とするウェハ移載装置。
【０１３５】
旋回軸線方向に関して、第１〜第３リンク体を重ねて、旋回軸線と、第２関節軸線とを一致させた状態では、旋回軸線から最も遠ざかる第３リンク体の端部までの距離が、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下となる。したがって旋回軸線と、第２関節軸線とを一致させた状態では、第３リンク体の一部または第３リンクに保持されるウェハの一部が、フープオープナの可動領域に侵入することを防ぐことができる。また第３リンク距離Ｌ３を、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下としたうえで、可及的に大きくすることで、正面壁およびフープオープナと第３リンク体との干渉を防ぐとともに、左右方向両側の離れた位置に第３リンク体の他端部を移動させることができ、第３リンク体の動作範囲を大きくすることができる。
【０１３６】
第３リンク距離Ｌ２が、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２を超え、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）以下に設定される。これによって第１〜第３リンクをそれぞれ重ねて、ロボットアームを最小変形状態とすることで、第３リンク体が、正面壁およびフープオープナに干渉することを防いで、第３リンク体のリンク長さを大きくすることができる。第３リンク体を大きくすることで、第３リンク体に保持されるウェハを、旋回軸線から、左右方向に離れた位置に配置することができ、ロボットの可動領域を左右方向に拡大させることができる。
【０１３７】
（５）前記第１リンク距離Ｌ１、第２リンク距離Ｌ２および第３リンク距離Ｌ３が、前記許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）と同一に設定されることを特徴とするウェハ移載装置。
【０１３８】
第１〜第３リンク距離Ｌ１〜Ｌ３が、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）と同一に設定される。これによってロボットアームを最小変形状態とした場合に、各リンク体が正面壁およびフープオープナと接触することを防ぐことができる。ここで同一とは、実質的に同一な状態を含み、同一および略同一な状態を含む。また干渉を防ぎつつ、各リンク体の長さが最大限大きく設定されるので、左右方向に関してロボットアームの動作範囲を大きくすることができる。これによって左右方向に離れた位置に、正面側開口および背面側開口が形成される場合でも、ロボットアームによってウェハを搬入および搬出することができる。
【０１３９】
第１〜第３リンク距離Ｌ１〜Ｌ３が、許容寸法（Ｂ−Ｌ０−Ｅ）と同一に設定される。これによってロボットアームを最小変形状態とした場合に、各リンク体が正面壁およびフープオープナと接触することを防ぐことができる。また、各リンク体の長さを可及的に大きくすることができるので、左右方向に関してロボットアームの動作範囲を大きくすることができる。これによって左右方向に離れた位置に、正面側開口および背面側開口が形成される場合でも、ロボットアームによってウェハを搬入および搬出することができる。
【０１４０】
（６）準備空間形成部は、前後方向と旋回軸線方向とに直交する左右方向に関して並ぶ４つの正面側開口が形成され、
フープオープナは、各正面側開口をそれぞれ開閉するために４つ設けられることを特徴とするウェハ移載装置。
【０１４１】
上述したように準備空間の前後方向寸法Ｂが小さい場合でも、ロボットアームの左右方向の動作範囲を大きくすることができる。これによってフープオープナが４つ設けられる場合であっても、ロボットに走行軸を設けることなく、またロボットアームのリンク数を多くすることなく、各フープオープナに装着される基板容器に対して、ウェハ処理装置に対するウェハの搬入および搬出を行うことができる。
【０１４２】
上述したように準備空間の前後方向寸法Ｂが小さい場合でも、ロボットアームの左右方向の動作範囲を大きくすることができる。これによってフープオープナが４つ設けられる場合であっても、ロボットに走行軸を設けることなく、またロボットアームのリンク数を多くすることなく、各フープオープナに装着される基板容器に対して、ウェハ処理装置に対するウェハの搬入および搬出を行うことができる。フープオープナが４つ設けられることで、基板容器のウェハ移載装置に対する搬送および着脱動作と、ウェハ移載装置に保持される基板容器内のウェハの移載動作とを並列して行うことができ、作業効率を向上することができる。
【０１４３】
（７）基板処理を行う基板処理装置に対して、予め調整される雰囲気気体で満たされる準備空間で基板の搬入および搬出を行う基板移載装置であって、
前記準備空間を規定し、予め定める前後方向に間隔をあけて配置される正面壁と背面壁とを有し、正面壁に第１出入口が形成され、背面壁に第２出入口が形成される準備空間形成部と、
準備空間形成部の第１出入口を開閉する開閉手段と、
準備空間に配置され、第１出入口と第２出入口とにわたって基板を搬送する基板搬送ロボットとを含み、
基板搬送ロボットは、
準備空間形成部に固定され、予め定める旋回軸線が設定される基台と、
基台に一端部が連結されて、前記旋回軸線まわりに角変位可能に構成され、前記旋回軸線に平行な第１関節軸線が設定される第１リンク体と、
第１リンク体の他端部に、一端部が連結されて、前記第１関節軸線まわりに角変位可能に構成され、前記旋回軸に平行な第２関節軸線が設定される第２リンク体と、
第２リンク体の他端部に、一端部が連結されて、前記第２関節軸線まわりに角変位可能に構成され、他端部に基板を把持するロボットハンドが形成される１または複数の第３リンク体と、
各リンク体を対応する関節軸まわりにそれぞれ個別に角変位駆動する駆動手段とを含んで構成され、
旋回軸線は、準備空間の前後方向他方寄りに配置されて、
旋回軸線から、旋回軸線に対して第１関節軸線に向かう半径方向に最も遠ざかる第１リンク体の端部までの距離である第１リンク距離Ｌ１が、準備空間形成部の正面壁と背面壁との間の寸法となる準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２を超えて、準備空間の前後方向寸法Ｂから、準備空間形成部の背面壁から旋回軸線までの前後方向距離Ｌ０を減算した値（Ｂ−Ｌ０）以下に設定（Ｂ／２＜Ｌ１≦Ｂ−Ｌ０）されることを特徴とする基板移載装置。
【０１４４】
ウェハ移載装置ロボットアームの最小回転半径Ｒが、準備空間の前後方向寸法Ｂの１／２を超えることで、第１および第２従来技術に比べて、ロボットアームの最小回転半径Ｒを大きくすることができる。またロボットアームの最小回転半径Ｒが、前記減算値（Ｂ−Ｌ０）以下に設定されることで、最小変形状態のロボットアームと、正面壁との間に隙間を形成することができ、ロボットアームと正面壁とが干渉することを防ぐことができる。
【０１４５】
これによって準備空間の前後方向寸法Ｂが小さくても、ロボットアームのリンク体のリンク長さを大きくすることができ、ロボットアームが正面壁と干渉することを防ぐことができる。したがってロボットアームの動作範囲を大きくすることができる。特に、前後方向と旋回軸線方向とに垂直な左右方向に関してロボットアームの動作範囲を大きくすることができる。これによって走行手段を必要とせず、またリンク体の数が不所望に増加することを防ぐことができる。
【０１４６】
ロボットアームの最小回転半径Ｒが、上述した関係（Ｂ／２＜Ｒ≦Ｂ−Ｌ０）に設定される。これによってロボットアームが正面壁と干渉することを防いで、ロボットアームのリンク体のリンク長さを大きくすることができる。またロボットアームの角変位動作領域を３６０°未満、たとえば１８０°程度に制限することで、ロボットアームが背面壁に干渉することも防ぐことができる。
【０１４７】
これによってロボットを左右方向に走行駆動させる走行手段を不必要として、走行手段で発生する塵埃を防ぐことができ、準備空間のクリーン度の低下を防ぐことができる。またロボットアームに必要なリンク数を減らすことができ、ロボットの構造を簡単化することができる。またロボットの冗長性を減らすことができ、準備空間形成部にロボットアームが衝突する可能性を減らすことができる。
【０１４８】
このように本発明では、走行手段の不要に起因して塵埃の飛散を抑えることができるとともに、リンク数の増加を抑えることで、基板移載装置内での干渉を防ぐことができ、構造および制御が簡単な基板搬送ロボットを備える基板移載装置を提供することができる。基板移載装置は、半導体ウェハのほか、予め定められる調整空間で処理される基板であればよく、ガラス基板などの他の基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の第１実施形態である基板搬送方法が実施されるウェハ移載装置２３を備える半導体処理設備２０の一部を示す平面図である。
【図２】半導体処理設備２０の一部を切断して示す断面図である。
【図３】各リンク体４１ａ〜４１ｃの長さを説明するためにウェハ移載装置２３を簡略化して示す平面図である。
【図４】第１フープ２５ａに収容されるウェハ２４をアライナ５６に搬送するまでの搬送動作を簡略化して示す図である。
【図５】アライナ５６に支持されるウェハ２４を処理空間３０に搬送するまでの搬送動作を簡略化して示す図である。
【図６】処理空間３０に配置されるウェハ２４を、第１フープ２５ａに収容するまでの搬送動作を簡略化して示す図である。
【図７】本実施の形態のウェハ２４の受取りおよび受渡し位置にウェハ２４を配置した状態を示す図である。
【図８】フープオープナ２６が３つのウェハ移載装置２３を示す平面図である。
【図９】フープオープナ２６が２つのウェハ移載装置２３を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の基板搬送方法が実施されるウェハ移載装置２３Ａを簡略化して示す平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の基板搬送方法が実施されるウェハ移載装置２３Ｂを簡略化して示す平面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態の基板搬送方法が実施される半導体処理装置２０Ｃを示す平面図である。
【図１３】従来技術の基板搬送方法が実施される半導体処理設備１の一部を切断して示す断面図である。
【図１４】第１従来技術の基板搬送方法が実施される半導体処理設備１Ａの一部を切断して示す平面図である。
【図１５】第２従来技術の基板搬送方法が実施される半導体処理設備１Ｂの一部を切断して示す平面図である。
【符号の説明】
【０１５０】
２０  半導体処理設備
２２  ウェハ処理装置
２３  ウェハ移載装置
２４  半導体ウェハ
２５  フープ
２６  フープオープナ
２７  基板搬送ロボット
２８  準備空間形成部
４１  ロボットアーム
４１ａ  第１リンク体
４２ｂ  第２リンク体
４１ｃ  第３リンク体
４３  基台
１１０  正面壁
１１１  背面壁
１２０  正面側開口
１２１  背面側開口
Ｒ  最小回転半径
Ａ０  旋回軸線
Ａ１  第１関節軸線
Ａ２  第２関節軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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