(57)【要約】【課題】ロードロックチャンバを必要とせず、複数のプロセス装置に対してアクセス可能なウエハ搬送システムおよびウエハ搬送システムを用いたウエハ処理装置を提供するものである。【解決手段】本発明のウエハ搬送システム１０は、搬送チャンバ１１の内部に円柱状の空間部であるチャンバ室１２を設けると共に、搬送チャンバ１１の側面にチャンバ室１２にウエハＷを搬出入するためのチャンバゲート１３を複数設け、チャンバ室１２に連通して排気手段２３および供給手段２４を設け、チャンバ室１２内に、チャンバ室１２の容積の１／２以上を占める体積の円盤体で構成される第１アーム３１を備えた搬送ロボット２０を設けてなる。【選択図】      図２
2009194261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを搬送する搬送ロボットを搬送チャンバ内に収容し、その搬送チャンバ内を真空状態／大気状態に切り替えるウエハ搬送システムであって、
前記搬送チャンバの内部に円柱状の空間部であるチャンバ室を設けると共に、搬送チャンバの側面にチャンバ室に前記ウエハを搬出入するためのチャンバゲートを複数設け、
その円柱状のチャンバ室に連通して、チャンバ室内を真空引きする排気手段およびチャンバ室内にガス或いは大気を供給する供給手段を設け、
前記チャンバ室内に、チャンバ室容積の１／２以上を占める体積の円盤体で構成される第１アームを備えた搬送ロボットが設けられる
ことを特徴とするウエハ搬送システム。
【請求項２】
前記搬送ロボットが、
前記チャンバ室内に、前記搬送チャンバの底面を貫通して設けられる回転機構と、
その回転機構に回動自在に接続される前記第１アームと、
その第１アーム上面の回転中心位置に対して偏心した位置に回動自在に設けられる第２アームと、
その第２アームの先端側に回動自在に設けられ、前記ウエハを載置する少なくとも１つのハンドと、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ搬送システム。
【請求項３】
前記搬送ロボットが、
前記チャンバ室内に、前記搬送チャンバの底面を貫通して設けられる回転機構と、
その回転機構に回動自在に接続される円盤体である前記第１アームと、
その第１アーム上面の回転中心位置に対して偏心した位置に回動自在に設けられ、前記ウエハを載置する少なくとも１つのハンドと、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ搬送システム。
【請求項４】
前記搬送チャンバが少なくとも４つの側面を有する本体部を備え、その本体部の側面に少なくとも２つの前記チャンバゲートが設けられることを特徴とする請求項１に記載のウエハ搬送システム。
【請求項５】
前記第１アームが中空部を有する円盤体で構成され、その中空部を有する円盤体に前記回転機構が係合されると共に、円盤体内部の中空部に前記第２アームを回動、伸縮させるアクチュエータの一部が設けられることを特徴とする請求項２に記載のウエハ搬送システム。
【請求項６】
前記アクチュエータは、
前記第１アームの中心に接続され、前記第１アームおよび前記ハンドを回動させる第１の駆動系と、
前記回転機構に設けられ、前記第２アームを回動させる第２の駆動系と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載のウエハ搬送システム。
【請求項７】
前記第１アームが中空部を有する円盤体で構成され、その中空部を有する円盤体に前記回転機構が係合されると共に、円盤体内部の中空部に前記ハンドを回動、伸縮させるアクチュエータの一部が設けられることを特徴とする請求項３に記載のウエハ搬送システム。
【請求項８】
前記アクチュエータは、
前記第１アームの中心に接続され、前記第１アームを回動させる第１の駆動系と、
前記回転機構に設けられ、前記ハンドを回動させる第２の駆動系と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載のウエハ搬送システム。
【請求項９】
請求項１から８いずれかに記載の前記ウエハ搬送システムを用いたウエハ処理装置であって、
ウエハ収納容器に収納されているウエハを前記ウエハ搬送システムに供給するフロントエンドモジュールを、ウエハ搬送システムの前記本体部のある一のチャンバゲートに直接接続し、
前記ウエハ搬送システムから受け渡される前記ウエハの処理を行うプロセス装置を、前記本体部の他のチャンバゲートに接続した
ことを特徴とするウエハ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを搬送する搬送ロボットを搬送チャンバ内に収容してなるウエハ搬送システムおよびウエハ搬送システムを用いたウエハ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置などに使用されるウエハ処理装置は、ウエハの処理を行うプロセス装置と、プロセス装置にウエハを搬送する搬送チャンバ（ウエハ搬送システム）と、ウエハ収納容器内のウエハをウエハ搬送システムに受け渡すフロントエンドモジュールとで主に構成される。ウエハ搬送システムはウエハを搬送する真空ロボットを真空チャンバ内のチャンバ室に収容するものであり、このチャンバ室は真空ロボットの動作範囲と干渉しないための大きな内部空間、すなわち大きな容積を必要とする。
【０００３】
プロセス装置のチャンバ内部で行われるウエハの処理は、真空状態で行われるものであるため、プロセスチャンバ内も真空状態に維持されている。このため、プロセスチャンバと隣接する大きな容積のウエハ搬送システムを真空引きしようとすると（又は真空状態から大気状態へ戻そうとすると）、非常に時間が掛かり、ウエハ処理装置としての単位時間当たりの処理枚数すなわちスループットが大幅に低減してしまう。
このため、ウエハ処理装置には、通常、ウエハ搬送システムとフロントエンドモジュールとの間に、ウエハ搬送システムと比較して容積の小さいロードロックチャンバが設けられる。ロードロックチャンバは、ウエハ搬送システムとプロセスチャンバの気圧調整を行うためのものであり、ロードロックチャンバに連通させて設けた真空ポンプとベント装置とによって、ロードロックチャンバ内部を真空状態／大気状態に切り替えている。
【０００４】
ところで、ウエハ処理装置にロードロックチャンバを設けると、装置全体が大きくなると共に、装置コストが増大するという問題が生じる。このため、ロードロックチャンバを必要としないウエハ処理装置が特許文献１で提案されている。
また、ウエハ搬送装置の大型化を抑制する先行技術文献として、特許文献２記載の搬送装置が挙げられる。
【特許文献１】特開２００３−９２３２４号公報
【特許文献２】特開２００５−４４９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載のウエハ処理装置は、チャンバ室の容積を小さくし、ウエハ搬送システム自体にロードロック機能を持たせるようにしている。しかしながら、チャンバ室の容積を小さくしたために、真空ロボットによるウエハの搬送方向に制約が生じてしまい、ウエハ搬送システムからプロセスチャンバへのアクセスに制限が生じてしまうという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２記載の搬送装置は、真空状態下で使用することを前提にしているものではないため、搬送装置と、ロードロックチャンバおよび真空チャンバとの関係、特に搬送装置におけるロードロック機能については何ら記載されていない。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ロードロックチャンバを必要とせず、複数のプロセス装置に対してアクセス可能なウエハ搬送システムおよびウエハ搬送システムを用いたウエハ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく請求項１に係る発明は、ウエハを搬送する搬送ロボットを搬送チャンバ内に収容し、その搬送チャンバ内を真空状態／大気状態に切り替えるウエハ搬送システムであって、前記搬送チャンバの内部に円柱状の空間部であるチャンバ室を設けると共に、搬送チャンバの側面にチャンバ室に前記ウエハを搬出入するためのチャンバゲートを複数設け、その円柱状のチャンバ室に連通して、チャンバ室内を真空引きする排気手段およびチャンバ室内にガス或いは大気を供給する供給手段を設け、前記チャンバ室内に、チャンバ室容積の１／２以上を占める体積の円盤体で構成される第１アームを備えた搬送ロボットが設けられるウエハ搬送システムである。
【０００９】
以上の構成によれば、チャンバ室をマルチチャンバ構造としていることから、チャンバ室内に収容される搬送ロボットが全周方向にアクセス可能となる。また、チャンバ室を円柱状の空間部とし、第１アームを円盤体としていることから、第１アームがチャンバ室内にほぼ隙間のない状態で収容される。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記搬送ロボットが、前記チャンバ室内に、前記搬送チャンバの底面を貫通して設けられる回転機構と、その回転機構に回動自在に接続される前記第１アームと、その第１アーム上面の回転中心位置に対して偏心した位置に回動自在に設けられる第２アームと、その第２アームの先端側に回動自在に設けられ、前記ウエハを載置する少なくとも１つのハンドと、で構成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ搬送システムである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記搬送ロボットが、前記チャンバ室内に、前記搬送チャンバの底面を貫通して設けられる回転機構と、その回転機構に回動自在に接続される円盤体である前記第１アームと、その第１アーム上面の回転中心位置に対して偏心した位置に回動自在に設けられ、前記ウエハを載置する少なくとも１つのハンドと、で構成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ搬送システムである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記搬送チャンバが少なくとも４つの側面を有する本体部を備え、その本体部の側面に少なくとも２つの前記チャンバゲートが設けられることを特徴とする請求項１に記載のウエハ搬送システムである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、前記第１アームが中空部を有する円盤体で構成され、その中空部を有する円盤体に前記回転機構が係合されると共に、円盤体内部の中空部に前記第２アームを回動、伸縮させるアクチュエータの一部が設けられることを特徴とする請求項２に記載のウエハ搬送システムである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、前記アクチュエータは、前記第１アームの中心に接続され、前記第１アームおよび前記ハンドを回動させる第１の駆動系と、前記回転機構に設けられ、前記第２アームを回動させる第２の駆動系と、を備えたことを特徴とする請求項５に記載のウエハ搬送システムである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、前記第１アームが中空部を有する円盤体で構成され、その中空部を有する円盤体に前記回転機構が係合されると共に、円盤体内部の中空部に前記ハンドを回動、伸縮させるアクチュエータの一部が設けられることを特徴とする請求項３に記載のウエハ搬送システムである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、前記アクチュエータは、前記第１アームの中心に接続され、前記第１アームを回動させる第１の駆動系と、前記回転機構に設けられ、前記ハンドを回動させる第２の駆動系と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載のウエハ搬送システムである。
【００１７】
一方、請求項９に係る発明は、前述した本発明に係るウエハ搬送システムを用いたウエハ処理装置であって、ウエハ収納容器に収納されているウエハを前記ウエハ搬送システムに供給するフロントエンドモジュールを、ウエハ搬送システムの前記本体部のある一のチャンバゲートに直接接続し、前記ウエハ搬送システムから受け渡される前記ウエハの処理を行うプロセス装置を、前記本体部の他のチャンバゲートに接続したことを特徴とするウエハ処理装置である。
【００１８】
以上の構成によれば、前述した本発明に係るウエハ搬送システムのチャンバ室には排気手段および供給手段が接続されており、ウエハ搬送システムはロードロック機能を備えている。このため、ロードロックチャンバを介することなく、フロントエンドモジュールとウエハ搬送システムとを直接接続することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロードロックチャンバを必要とせずに複数のプロセス装置に対して直接アクセス可能で、かつ、短時間でチャンバ室の給排気が可能なウエハ搬送システムが得られるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の好適一実施の形態に係るウエハ搬送システムの平面図を図１に、図１のII−II線断面図を図２に示す。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係るウエハ搬送システム１０は、ウエハＷをＸ，Ｙ方向に搬送可能な搬送ロボット２０を搬送チャンバ１１内に収容し、その搬送チャンバ１１内を真空状態／大気状態に切り替えることが可能なものである。
【００２２】
（搬送チャンバ）
具体的には、搬送チャンバ１１の殻体を構成する本体部１１０は平面視正方形状の直方体であり、本体部１１０の内部に円柱状の空間部であるチャンバ室１２が設けられる。また、本体部１１０の４つの各側面にはウエハＷのチャンバゲート１３がそれぞれ設けられる。このチャンバ室１２は、後述する排気手段および供給手段により、真空状態／大気状態の環境切替えが可能なロードロック機能を備える。搬送チャンバ１１の形状、すなわち本体部１１０の外観形状として、平面視正方形状の直方体を例に挙げて説明を行ったが、これに限定するものではなく、平面視多角形状（例えば、六角形状、五角形状）の角柱体、円柱体であってもよい。チャンバゲート１３は、本体部１１０の各側面に設ける必要はなく、少なくとも２つあればよい。
【００２３】
図２に示すように、本体部１１０の底面中央（チャンバ室１２の底部中央）には、段差部１５１を介して拡径部１５２を有する開口（貫通穴）１５が設けられる。拡径部１５２は、チャンバ室１２側に設けられる。また、チャンバ室１２の下部周縁には貫通孔（給排気手段）２１が設けられる。貫通孔２１の数は１個以上であればよい。
【００２４】
（給排気手段、排気手段、および供給手段）
貫通孔２１に給排気ライン（給排気手段）２２ａの一端が接続される。給排気ライン２２ａの他端は三方弁（給排気手段）２６に接続される。三方弁２６の残りの弁には、給排気ライン（給排気手段）２２ｂ，２２ｃが接続される。給排気ライン２２ｂにはチャンバ室１２内を真空引きする真空ポンプ（排気手段）２３が接続され、これによって、チャンバ室１２と真空ポンプ２３が連通される。また、給排気ライン２２ｃにはチャンバ室１２内に窒素ガスを供給する窒素ガスタンク（供給手段）２４が接続され、これによって、チャンバ室１２と窒素ガスタンク２４が連通される。三方弁２６および真空ポンプ２３には、弁の開閉、ポンプの駆動を制御する制御装置２５が接続される。供給手段により供給されるガスとして、窒素ガスの他に、アルゴンガスなどの不活性ガスや、大気を用いてもよい。
【００２５】
（搬送ロボット）
図４（ａ）〜図４（ｆ）に示すように、搬送ロボット２０は、チャンバ室１２の底部中央に設けた開口１５（図２参照）を挿通して設けられる回転機構４０と、その回転機構４０に回動自在に接続される円盤体である第１アーム３１と、その第１アーム３１上面の回転中心位置Ｐ１に対して偏心した位置Ｐ２に回動自在に設けられ、ウエハＷを載置するハンド手段３２とで構成される。第１アーム３１とハンド手段３２とで、搬送ロボット２０のアームが構成される。
【００２６】
アーム（第１アーム３１およびハンド手段３２）の数は少なくとも１本とされる。また、ハンド手段３２は、後述する第２アーム３３および少なくとも１つのハンド３４で構成されるものと、変形例として後述する少なくとも１つのハンド３４のみで構成されるものとがある。本実施の形態では、１本のアームを有し、ハンド手段３２が第２アーム３３と少なくとも１つのハンド３４とで構成されるものについて説明を行う。
【００２７】
（回転機構）
回転機構４０は、筒状の回転軸部材４１と、モータ（回転駆動源）４２と、そのモータ４２の回転軸の回転を回転軸部材４１に伝達する減速機構（動力伝達部材）４３と、昇降機構４５０と、を備える。回転軸部材４１は、固定系の外筒４１１と、その外筒４１１の内部に同心に設けられる回転系の内筒４１２とで構成される。モータ４２および減速機構４３はケーシング４４内に配置され、このケーシング４４は外筒４１１内における内筒４１２の直下に設けられる。
【００２８】
モータ４２の回転軸には、外周に溝が設けられたプーリ４２１が固設される。また、減速機４３１の入力軸には、外周に溝が設けられたプーリ４３２が固設される。これらのプーリ４２１，４３２間には、歯付きベルトが張設される（掛け渡される）。減速機４３１の出力軸は、ケーシング４４から一部突出され、内筒４１２に接続される。減速機４３１の出力軸と内筒４１２の回転軸とは同心に設けられる。
【００２９】
外筒４１１の外周面には、径方向内方および外方に延びる鍔状のフランジ部４１３が設けられる。また、外筒４１１の上面中央、すなわちフランジ部４１３の内縁に、内筒４１２の頂部４１５を挿通、突出させるための挿通穴４１４が設けられる。内筒４１２の頂部４１５は、筒状を呈しており、下部よりも小径の縮径部とされる。また、頂部４１５の外周には、外周部に溝を有するプーリが設けられる（嵌装される）。外筒４１１の内周面にも、径方向内方に延びる鍔状のフランジ部４１６が設けられる。
フランジ部４１３は開口１５の拡径部１５２に着座、固定され、チャンバ室１２の底面とフランジ部４１３の上面とは実質的に面一に設けられる。
【００３０】
また、昇降機構４５０は、回転機構４０の内部、すなわち外筒４１１の内部に設けられる。外筒４１１（図２中では外筒４１１の内周面）に固定してモータ４５１が設けられる。また、外筒４１１の底面とフランジ部４１６との間に固定してボールねじ４５２が垂直に設けられる。このボールねじ４５２の上下それぞれには、ボールねじ４５２の回転を支承する軸受け４５３，４５４が設けられる。モータ４５１の回転軸およびボールねじ４５２には、外周に溝が設けられたプーリ４５５，４５６が固設される。これらのプーリ４５５，４５６間には、歯付きベルト４５７が張設される。また、ボールねじ４５２にはスライダ４５８が螺合して設けられ、このスライダ４５８はケーシング４４に固定される。
【００３１】
この昇降機構４５０におけるモータ４５１の回転が、歯付きベルト４５７を介してボールねじ４５２に伝達される。ボールねじ４５２の回転により、その長手方向に沿ってスライダ４５８が昇降される。これにより、スライダ４５８に固定されたケーシング４４が上下方向に昇降される。その結果、内筒４１２が昇降され、第１アーム３１およびハンド手段３２が昇降される。
【００３２】
（第１アーム）
第１アーム３１は、チャンバ室１２の下部空間をほぼ隙間なく占有するサイズ、形状の中空部を有する円盤体（円盤状の筐体本体）で構成される。すなわち、チャンバ室１２の横断面形状とほぼ同じ横断面形状の第１アーム３１が、チャンバ室１２の下部空間にほぼ隙間なく収容される。第１アーム３１の体積は、チャンバ室１２の容積の１／２以上を占める。この第１アーム体積／チャンバ室容積の上限値は、当然１未満であるが、この範囲内でできる限り大きい方が好ましい。ハンド手段３２の厚さを薄くすることで、この上限値を大きくすることができる。
【００３３】
第１アーム３１の下面中央には開口３１１が設けられる。この開口３１１に内筒４１２の頂部４１５が挿通され、頂部４１５の大部分は第１アーム３１の内部に位置される。第１アーム３１の上面における回転中心位置Ｐ１に対して偏心した位置には突出部３１２が設けられる。この突出部３１２は筒状を呈しており、その外周には外周部に溝を有するプーリが設けられる。円盤体内部の中空部には、ハンド手段３２を回動、伸縮させるアクチュエータ（後述）の一部が設けられる。
【００３４】
円盤体の内部はアクチュエータなどを配置する部分（中空部）を除いて可能な限り中実であること、すなわち円盤体の中空部は可能な限り小さいことが望ましい。円盤体の内部を可能な限り中実にすることで、第１アーム３１の内部を真空引き或いは大気置換するのに要する時間をさらに短縮できる。この中実部分は、第１アーム３１を構成する筐体本体（ケーシング）を鋳造形成する際に一時に形成してもよく、又は筐体本体内部の中空部に充填材を埋め込んで形成してもよい。
【００３５】
（ハンド手段）
ハンド手段３２は、第１アーム３１の上面における回転中心位置Ｐ１に対して偏心した位置Ｐ２に回動自在に設けられる第２アーム３３と、その第２アーム３３の先端側に回動自在に設けられ、ウエハＷを載置する少なくとも１つのハンド３４とで構成される。また、第２アーム３３の内部にも、ハンド３４を回動、伸縮させるアクチュエータ（後述）の一部が設けられる。
【００３６】
第２アーム３３の基端側における下面には開口３３１が設けられる。この開口３３１に第１アーム３１の突出部３１２が挿通され、突出部３１２の大部分は第２アーム３２の内部に位置される。すなわち、第２アーム３３は、回転中心位置Ｐ２を中心に回動自在に設けられる。また、第２アーム３３の先端側における上面には開口３３２が設けられる。さらに、第２アーム３３の基端側における上面の、開口３３１と対向する位置に、垂直方向下方に延びる筒体３３３が設けられる。この筒体３３３の下部（先端部）３３４の外周には、外周部に溝を有するプーリが設けられる。筒体３３３は突出部３１２の内部空間を挿通され、その下部３３４は第１アーム３１の内部に位置される。
【００３７】
ハンド３４の基端側における下面には突出部３４１が設けられる。突出部３４１は筒状を呈しており、その外周には外周部に溝を有するプーリが設けられる。また、突出部３４１は第２アーム３３の開口３３２に挿通され、突出部３４１の大部分は第２アーム３２の内部に位置される。
【００３８】
本実施の形態では、ハンド手段３２が１つのアーム（第２アーム３３）を有する場合を例に挙げて説明を行ったが、ハンド手段３２が２つ以上のアームを有していてもよい（すなわち、搬送ロボット２０が３つ以上のアームを有していてもよい）。
【００３９】
（アクチュエータ）
アクチュエータは、第１アーム３１の中心に接続され、第１アーム３１およびハンド３４を回動させる第１の駆動系と、回転軸部材４１に設けられ、第２アーム３３を回動させる第２の駆動系と、を備える。
【００４０】
第１の駆動系は、内筒４１２に固定して設けられるモータ４６１と、モータ４６１の回転軸の回転を伝達する減速機構４６２と、減速機構４６２の出力軸であり、第１アーム３１の回転中心位置Ｐ１に固定される軸体４６３と、第１アーム３１の突出部（プーリ）３１２および第２アーム３３の突出部（プーリ）３４１の間に張設される歯付きベルト４６５と、で構成される。減速機構４６２は、内筒４１２の頂部４１５における内部空間に配置、固定される。
【００４１】
第２の駆動系は、モータ４２（前述）と、減速機構４３（前述）と、内筒４１２（前述）と、内筒４１２の頂部（プーリ）４１５および筒体３３３の下部（プーリ）３３４の間に張設される歯付きベルト４６４と、で構成される。
【００４２】
以上に述べた外筒４１１、内筒４１２、減速機構４３、減速機構４６２、軸体４６３、および第１アーム３１の開口３１１は同心に設けられる。同様に、第１アーム３１の突出部３１２、第２アーム３３の開口３３１、および第２アーム３３の筒体３３３は同心に設けられる。また同様に、第２アーム３３の開口３３２とハンド３４の突出部３４１とは同心に設けられる。
【００４３】
また、本体部１１０の拡径部１５２とフランジ部４１３との隙間、外筒４１１の挿通穴４１４と内筒４１２の外周面との隙間、および頂部４１５の内周面と減速機構４６２との隙間は、Ｏリングシールなどの既存のシール手段でシールされる。このシール手段により、チャンバ室１２内が気密（真空状態）に保持される。
【００４４】
ここでは、第２アーム３３の駆動方式として、ベルト駆動方式を例に挙げて説明を行ったが、これに限定するものではない。例えば、第２アーム３３の駆動方式として、ロボットアームの駆動方式として慣用的に用いられている全ての方式が採用可能であるが、特に、リンク駆動方式、ギア駆動方式が好ましい。これら２つの駆動方式を採用することで、第２アーム３３の厚さをより薄くすることが可能となり、第１アーム体積／チャンバ室容積の上限値をより大きくすることができる。
【００４５】
本実施の形態に係るウエハ搬送システム１０を、図３に示すように、フロントエンドモジュール３５０およびプロセス装置３６０と組み合わせることで、ウエハ処理装置５００が構成される。
【００４６】
フロントエンドモジュール３５０の一方の面（図３中では下側の面）には、ウエハＷが収納されているウエハ収納容器（例えばＦＯＵＰ）３５１が複数個装着される。フロントエンドモジュール３５０は、各ウエハ収納容器３５１に収納されたウエハＷをＹ方向に取り出し、また、ウエハ搬送システム１０からのウエハＷを各ウエハ収納容器３５１にＹ方向に移載する移載ロボット３５２を有する。また、この移載ロボット３５２は、フロントエンドモジュール３５０に内蔵された図示しない直動機構により、ガイド部材３５３に沿ってＸ方向にスライド自在とされる。
【００４７】
このフロントエンドモジュール３５０の他方の面（図３中では上側の面）に、ウエハ搬送システム１０の本体部１１の、ある一の側面、すなわち、ある一のチャンバゲート１３（図３中では下側）が、ロードロックチャンバを介することなく直接接続される。また、本体部１１の残りの３つの側面（チャンバゲート１３）に、ウエハ搬送システム１０からＸ，Ｙ方向に受け渡されるウエハＷの処理を行うプロセス装置３６０が接続される。
【００４８】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
ウエハ収納容器３５１からプロセス装置３６０にウエハＷをロード／アンロードするステップ（ウエハロード／アンロードステップ）について説明する。
フロントエンドモジュール３５０に装着されたウエハ収納容器３５１から、ウエハＷが移載ロボット３５２にて取り出される。取り出されたウエハＷは、本体部１１のチャンバゲート１３を介してチャンバ室１２内に供給され、搬送ロボット２０におけるハンド３４上に載置される。この時のチャンバ室１２内の雰囲気は、大気圧雰囲気（クリーンルーム雰囲気）とされる。
【００４９】
次に、チャンバ室１２を貫通孔２１、給排気ライン２２ａ，２２ｂ、および真空ポンプ２３を介して真空引きし、チャンバ室１２内が真空状態に保持される。チャンバ室１２内の真空度は図示しない真空圧力計などで計測され、この真空度に応じて、制御装置２５により真空ポンプ２３および三方弁２６が制御される。
【００５０】
ここで、本実施の形態に係るウエハ搬送システム１０においては、前述した特許文献１記載の搬送ロボット（ウエハ搬送機構）のように、ウエハＷの搬送方向に制約が生じることがないよう、チャンバ室１２内にはスカラ型ロボット（搬送ロボット２０）を配置している。このため、チャンバ室１２はある程度十分な容積を有している。
【００５１】
そして、ウエハ搬送システム１０においては、第２アーム３２およびハンド３４は通常の搬送ロボットと同じとされるが、第１アーム３１が、チャンバ室１２の横断面サイズとほぼ同サイズで、厚みのある円盤型を呈していることに特徴がある。すなわち、チャンバ室１２はある程度十分な容積を有するものの、チャンバ室１２の下部空間は円盤型を呈した第１アーム３１によって、ほぼ隙間なく占有される。
【００５２】
搬送ロボット２０の第１アーム３１の体積は、同サイズの従来の真空ロボットの第１アーム（通常のロボットアーム）と比較して大きくしている。このため、チャンバ室の容積が同じである場合、チャンバ室内の実質的な占有体積率（搬送ロボットの体積／チャンバ室の全容積）は、ウエハ搬送システム１０の方が従来よりも大きくなる。その結果、ウエハ搬送システム１０においては、真空状態までの排気時間、言い換えると環境切替えに要する時間が短時間で済む。
【００５３】
その後、アクチュエータの第１の駆動系（モータ４６１、減速機構４６２、軸体４６３、突出部３１２、突出部３４１、歯付きベルト４６５）を駆動させる。これにより、第１アーム３１およびハンド３４が回動される。また、アクチュエータの第２の駆動系（モータ４２、減速機構４３、内筒４１２、筒体３３３、頂部４１５、歯付きベルト４６４）を駆動させる。これにより、第２アーム３３が回動される。これらの回動に伴い、所定のギア比に設定された第１アーム３１、第２アーム３３、およびハンド３４が所定の角度で回転されると共に、アームが直線上に伸張され、ある１つのプロセス装置３６０にウエハＷが受け渡される。
【００５４】
ここで、ある１つのプロセス装置３６０の処理雰囲気が真空雰囲気の時は、チャンバ室１２内が真空状態のままでウエハＷの受け渡しがなされる。しかし、ある１つのプロセス装置３６０の処理雰囲気が窒素ガスなどのガス雰囲気の時は、窒素ガスタンク２４、給排気ライン２２ｃ，２２ａ、および貫通孔２１を介してチャンバ室１２内に窒素ガスを供給し、窒素ガス置換がなされる。この窒素ガス置換時も、チャンバ室１２内の実質的な占有体積率が従来と比較して大きいことから、ガス給気時間が短時間で済む。窒素ガスによる置換具合は、前述した真空圧力計やガス濃度センサなどで計測され、この置換具合に応じて、制御装置２５により窒素ガスタンク２４および三方弁２６が制御される。
【００５５】
ある１つのプロセス装置３６０でのウエハＷの処理後、再度、搬送ロボット２０を稼働させ、プロセス装置３６０からハンド３４にウエハＷが受け渡される。その後、隣接する別のプロセス装置３６０にハンド３４からウエハＷが受け渡され、順次、プロセス処理が施される。この時においても、プロセス装置３６０の処理雰囲気に応じて、チャンバ室１２内の雰囲気が適宜調整される。
【００５６】
プロセス装置３６０による処理が終了した後のウエハＷは、前述したウエハロード／アンロードステップと逆の手順を経てウエハ収納容器３５１に移載される。
本実施の形態に係るウエハ搬送システム１０においては、チャンバ室１２の容積を十分に大きくすると共に、マルチチャンバ構造とし、全周方向にアクセス可能な搬送ロボット２０を収納させている。このため、ウエハＷの搬送方向に制約が生じることはなく、本体部１１の各側面にアクセス可能である。よって、本体部１１の各側面にプロセス装置３６０をセット、配置することができ、ウエハ搬送システム１０からプロセス装置３６０へのアクセスに制限が生じることはない。
【００５７】
第１アーム３１は円盤形を呈していることから、その回動駆動時、第１アーム３１のチャンバ室１２の水平方向における重量バランスは常にほぼシンメトリーである。このため、従来の真空ロボットにおける細長い第１アームと比較して、第１アーム３１の回動駆動に伴う上下方向の振動は少なく、滑らかに第１アーム３１を回動駆動させることができる。
【００５８】
また、搬送ロボット２０は、昇降機構４５０により、微小範囲ではあるが上下動可能に構成されている。その結果、第１アーム３１およびハンド手段３２が微小範囲で上下動される。これにより、フロントエンドモジュール３５０と搬送ロボット２０との間、および搬送ロボット２０とプロセス装置３６０との間におけるウエハＷの授受をスムースに行うことができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係るウエハ処理装置３００においては、フロントエンドモジュール３５０とウエハ搬送システム１０とを直接接続するべく、ウエハ搬送システム１０のチャンバ室１２に排気手段および供給手段が接続されている。これによって、ウエハ搬送システム１０に対して、真空プラットフォームおよび大気（脱酸）プロセスプラットフォームのモジュール連絡（連結）が可能とされる。すなわち、ウエハ処理装置３００においては、フロントエンドモジュール３５０とウエハ搬送システム１０との間にロードロックチャンバが不要である。この結果、ウエハ処理装置３００の装置構成が大きくなることはなく、また、従来と比較して装置コストを低減することができる。
【００６０】
次に、本実施の形態に係るウエハ搬送システムの変形例を添付図面に基づいて説明する。
（第１変形例）
ウエハ搬送システムにおける回転機構の変形例を図５に示す。本変形例のウエハ搬送システムの基本的な構成は、図２に示したウエハ搬送システム１０と同じであるため、相違する部分のみを説明する。
【００６１】
図２に示した本実施形態の回転機構４０は、シール手段（軸シール）としてＯリングシールを用いたものである。一方、図５に示すように、本変形例の回転機構５４０は、軸シールとして超高真空領域の気密シールが可能なベローズシール５４５を用いたものである。
【００６２】
回転機構５４０は、筒状の回転軸部材４１と、モータ（回転駆動源）４２と、そのモータ４２の回転を回転軸部材４１に伝達する動力伝達部材４３と、昇降機構４５０と、を備える。回転軸部材４１は、固定系の外筒４１１と、その外筒４１１の内部に同心に設けられる回転系の内筒４１２とで構成される。外筒４１１内に、有底円筒状のケーシング４４が設けられ、このケーシング４４内に、内筒４１２が回転自在に設けられる。具体的には、軸体４６３の外周にブッシュ５６３が固定して設けられ、このブッシュ５６３の外周に、内筒４１２が軸周りに回転自在に、かつ、垂直方向には固定して設けられる。モータ４２の出力軸の先端部にプーリ（動力伝達部材４３）が設けられ、プーリと内筒４１２との間に歯付きベルト（動力伝達部材４３）が張設される。外筒４１１の外周面に設けられるフランジ部４１３とケーシング４４の底面５４４との間にベローズシール５４５が設けられる。また、第１の駆動系を構成するモータ４６１は、ケーシング４４の底面５４４に固定して設けられる。内筒４１２、ブッシュ５６３、ケーシング４４、ベローズシール５４５、および外筒４１１は同心に設けられる。
【００６３】
昇降機構４５０は、回転機構４０の内部、すなわち外筒４１１の内部に設けられる。外筒４１１（図５中では外筒４１１の底面）に固定してモータ４５１が設けられる。また、外筒４１１の外周面に沿って、ボールねじ４５２が垂直に設けられる。モータ４５１の回転軸およびボールねじ４５２の外周には、外周に溝が設けられたプーリがそれぞれ設けられ、これらのプーリ間に歯付きベルトが張設される。ボールねじ４５２にはスライダ４５８が螺合して設けられ、このスライダ４５８はケーシング４４の底面に複数本垂設されるガイド部材５５８の内の１本に固定される。残りのガイド部材５５８はリニアガイド５５９に接続され、垂直方向スライド自在に設けられる。
【００６４】
この昇降機構４５０におけるモータ４５１の回転が、歯付きベルトを介してボールねじ４５２に伝達される。ボールねじ４５２の回転により、その長手方向に沿ってスライダ４５８が昇降される。これにより、スライダ４５８に固定された複数のガイド部材５５８が上下方向に昇降され、ケーシング４４が上下方向に昇降される。その結果、内筒４１２が昇降され、第１アーム３１およびハンド手段３２が昇降される。
【００６５】
本変形例では、ベローズシール５４５を用いることで、図２に示したＯリングシールを用いる時と比べて、より真空度の高いシール、すなわち超高真空領域の気密シールが可能となる。
【００６６】
また、本変形例では、軸シールとしてベローズシール５４５を用いた場合を例に挙げて説明を行ったが、これに限定するものではなく、同じく超高真空領域の気密シールが可能な磁気カップリングシールなどであってもよい。また、その他の軸シール、例えば、磁性流体シールなどを用いてもよい。
【００６７】
（第２変形例）
図４に示すウエハ搬送システムにおける搬送ロボット２０の変形例を図６（ａ）〜図６（ｆ）に示す。本変形例の搬送ロボットの基本的な構成は、図４に示した搬送ロボット２０と同じであるため、相違する部分のみを説明する。
【００６８】
図４に示した搬送ロボット２０は、ハンド手段３２が第２アーム３３とハンド３４とで構成されるものである。一方、図６（ａ）〜図６（ｆ）に示すように、本変形例の搬送ロボットは、ハンド手段３２がハンド３４のみで構成されるものである。言い換えると、ハンド手段３２が第１アーム３１に直接接続されたものである。
【００６９】
アクチュエータは、第１アーム３１の中心に接続され、第１アーム３１を回動させる第１の駆動系と、回転軸部材４１に設けられ、ハンド３４を回動させる第２の駆動系と、を備える。
【００７０】
第１の駆動系は、図２に示したモータ４６１と、減速機構４６２と、軸体４６３と、で構成される。第２の駆動系は、同じく図２に示したモータ４２と、減速機構４３と、内筒４１２と、内筒４１２の頂部（プーリ）４１５および筒体３３３の下部（プーリ）３３４の間に張設される歯付きベルト４６４と、で構成される。
【００７１】
本変形例では、第１アーム３１にハンド３４を直接接続しているため、ハンド手段の伸張距離は短くなるものの、チャンバ室１２内を実質的に占有するのは、ほぼ第１アーム３１だけとなる。このため、本変形例の搬送ロボットは、図２に示した搬送ロボットと比べて、デッドスペースがより少なくなり、チャンバ室１２内の実質的な占有体積率をより大きくすることができ、環境切替えに要する時間が短時間で済む。
【００７２】
（第３変形例）
図６（ａ）〜図６（ｆ）に示した搬送ロボットは、１つのハンド３４でハンド手段３２が構成されるものである。一方、図７（ａ）〜図７（ｆ）に示すように、本変形例の搬送ロボットは、２つのハンド７３４，７３５でハンド手段３２が構成されるものである。ハンド７３４，７３５は、共通の基部７３６（図７（ｅ）参照）を介してＶ字型に開いた状態で固定して設けられる。
【００７３】
本変形例の搬送ロボットは、ハンド手段３２を構成するハンドの体積が、図６（ａ）〜図６（ｆ）に示した搬送ロボットと比べて２倍になるため、チャンバ室１２内の実質的な占有体積率をさらに大きくすることができ、環境切替えに要する時間がより短時間で済む。また、本変形例の搬送ロボットは、ハンド手段３２が２つのハンド７３４，７３５を備えているため、図６（ａ）〜図６（ｆ）に示した搬送ロボットと比べてウエハの移載効率が良好となる。
もちろん、図２に示した搬送ロボット２０において、ハンド３４の数を２つにしてもよい。すなわち、搬送ロボット２０のアームを、第１アーム３１、第２アーム３３、および２つのハンド３４で構成してもよい。
【００７４】
（第４変形例）
図７（ａ）〜図７（ｆ）に示した搬送ロボットは、ハンド手段３２を構成する２つのハンド７３４，７３５が、水平方向１段に設けられるものである。一方、図８（ａ）〜図８（ｆ）に示すように、本変形例の搬送ロボットは、２つのハンド８３４，８３５でハンド手段３２が構成されるものである。ハンド８３４，８３５は、上下方向２段に（図８（ｅ）参照）、Ｖ字型に開いた状態で固定して設けられる。
本変形例の搬送ロボットは、ハンド手段３２を構成するハンド８３４，８３５が独立しているため、図７（ａ）〜図７（ｆ）に示した搬送ロボットと比べて、ハンド手段３２の移動自由度がより高くなり、ウエハの移載効率がより良好となる。
【００７５】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係るウエハ搬送システムの平面図である。
【図２】図１のウエハ搬送システムのII−II線断面図である。
【図３】図１のウエハ搬送システムを用いたウエハ処理装置の平面図である。
【図４】図１に示すウエハ搬送システムにおける搬送ロボットの六面図である。
【図５】図２に示すウエハ搬送システムにおける回転機構の変形例である。
【図６】図４の変形例である。
【図７】図４の他の変形例である。
【図８】図４の別の変形例である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  ウエハ搬送システム
１１  搬送チャンバ
１２  チャンバ室
１３  チャンバゲート
２０  搬送ロボット
２１  貫通孔（給排気手段）
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  給排気ライン（給排気手段）
２３  真空ポンプ（排気手段）
２４  ガスタンク（供給手段）
２６  三方弁（給排気手段）
３１  第１アーム
３２  ハンド手段
３３  第２アーム（ハンド手段）
３４  ハンド（ハンド手段）
４０  回転機構
Ｗ  ウエハ
Ｐ１  回転中心位置
Ｐ２  偏心した位置
【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】
2009194261.tif 000007
【図６】
2009194261.tif 000008
【図７】
2009194261.tif 000009
【図８】
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