JP2004288720A - 基板搬送装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板搬送装置を備えた気密構造の搬送室の周囲に複数の真空処理室を接続してなる装置において、装置のフットプリントを小さくすることができ、また大きな自由度で効率よく半導体ウエハを搬送すること。
【解決手段】搬送室の中心の回りに旋回自在な実質同一構造の第１及び第２の多関節アームを設け、いずれの多関節アームも、旋回アームとウエハを保持する先端アームと、これら両アームの間に設けられた中段アームと、を含む構成とする。基板保持アームが直線運動をする通常の多関節アームでは、旋回アームの基端プーリと先端側の支持プーリとの歯数比が２：１で、中段アームの基端側の固定プーリと先端側の先端プーリとの歯数比が１：２であるが、前者の歯数比を例えば２．６７：１に設定する。この場合第１及び第２の多関節アームの基板保持アームが互いに開くようにカーブを描いて前進し、伸びきったときに４５度の開き角度になる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ（以下ウエハという）等の基板を搬送するための基板搬送装置、及び基板搬送装置を備えた搬送室に複数の基板処理室が気密に接続された基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置の中に、基板搬送装置を備えた搬送室（トランスファチャンバ）に複数の処理室（プロセスチャンバ）を接続したクラスターツールあるいはマルチチャンバシステムなどと呼ばれているシステムがある。このシステムは基板に対して例えば複数の真空処理を行う場合に、真空を破らずに連続処理を行うことができ、また処理室を大気雰囲気から遠ざけることができ、更に高いスループットが得られるなどの利点がある。クラスターツールを有効に活用するためには、基板を効率的に搬送することが重要であり、効率的搬送を目的とした装置として特許文献１に記載された装置がある。
【０００３】
ここに記載されているクラスターツールは、図１１に示すように正方形状の搬送室９０の一辺にロードロック室９１が気密に接続される共に、他の三辺に２枚同時に処理できるチャンバ９２、９３及び９４が気密に接続され、搬送室９０内に基板であるウエハＷを搬送するためのウエハ搬送装置９５が配置されている。ウエハ搬送装置９５は、ウエハＷを２枚並べて保持できるブレードアセンブリ９５ａをアームアセンブリ９５ｂにより進退できるように、また図示しない回転機構により旋回できるように構成されている。このウエハ搬送装置９５によれば、２枚のウエハＷをロードロック室９１から同時に取り出してチャンバ９２（９３、９４）に同時に搬入することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２７５８４８号の図１５、図１６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の搬送装置９５は、２枚のウエハＷを同時に搬送するので、搬送室９０の一辺に並ぶ２個のゲートバルブのうちの一方が閉じたままである場合には、その一辺に配置されたチャンバ９２（９３、９４）には、ウエハＷを搬送することができない。また１個のチャンバ内に２つの処理領域を形成しているが、例えば１辺に２個のチャンバを並べて配置した装置においては、その２個のチャンバのうちの一方がトラブル等により使用できない場合には、他方のチャンバも使えなくなってしまう。
【０００６】
また搬送装置９５のブレードアセンブリ９５ａは２枚のウエハＷを左右に並べた状態で直線的に搬送するので、搬送室９０の一辺にて２枚のウエハＷを処理する構成に対しては適用できるが、搬送装置の回転中心を中心とする円に沿ってチャンバを配置する場合、例えば四角形状に限らず五角形状あるいはそれ以上の多角形状として搬送室９０を構成し、各辺に１個のチャンバを配置する構造に対しては適用できないため、装置のフットプリント（占有領域）が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、狭い搬送領域の中で高い搬送効率で基板を搬送することのできる基板搬送装置を提供することにある。本発明の他の目的は、基板搬送装置を備えた搬送室の周囲に複数の基板処理室を配置した基板処理装置において、装置のフットプリントを小さくすることができ、また大きな自由度で効率よく基板を搬送することができる基板処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板搬送装置は、旋回自在な第１の旋回アームと、基板を保持するための第１の基板保持部をなす第１の基板保持アームと、前記第１の旋回アーム及び第１の基板保持アームの間に設けられた第１の中段アームと、を含む第１の多関節アームと、
前記第１の旋回アームと旋回中心が共通である旋回自在な第２の旋回アームと、基板を保持するための第２の基板保持部をなす第２の基板保持アームと、前記第２の旋回アーム及び第２の基板保持アームの間に設けられた第２の中段アームと、を含む第２の多関節アームと、を備え、
第１及び第２の基板保持アームの移動軌跡は、前記旋回中心を通る水平な直線を挟んで左右に離れていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、第１及び第２の多関節アームの旋回中心を共通とし、第１及び第２の基板保持アームの移動軌跡は、前記旋回中心を通る水平な直線から離れているので、両方の多関節アームが互いに干渉することなく基板の受け渡しを行うことができる。そして多関節アームを用いているので構成が簡単であり、しかも高い搬送効率で基板を搬送することができる。この発明では、例えば第１及び第２の基板保持アームが旋回中心を通る水平な直線に対して左右に開きながらカーブを描いて移動する構成とすることが望ましく、このようにすれば狭い搬送領域の中で高い搬送効率で基板を搬送することができる。また基板保持アームとの間で基板の受け渡しが行われる例えば２個のチャンバの間口が旋回中心に向いていても、それらチャンバに対して第１及び第２の基板保持アームにより例えば同時に基板の受け渡しができる。
【００１０】
この発明の基板搬送装置は、例えば次のように構成することができる。
ａ．第１の基板保持アーム及び第２の基板保持アームは、同時に前進あるいは後退する。
ｂ．第１及び第２の基板保持アームが前記旋回中心を挟んで左右に並ぶ基準位置に置かれた状態で、第１及び第２の旋回アームが旋回する。
ｃ．第１の多関節アーム及び第２の多関節アームは、独立して駆動される。
ｄ．第１及び第２の基板保持アームは、いずれも２枚の基板を保持できるように進退方向の両端部に保持部位を備え、旋回中心を挟んで左右に並ぶ基準位置に対して前方側及び後方側に互いに対称に移動する。
ｅ．第１の多関節アーム及び第２の多関節アームは、いずれも旋回アームと、基板保持アームと、前記旋回アーム及び基板保持アームの間に設けられた中段アームと、からなり、中段アームは、旋回アームよりも短い。
ｆ．第１の多関節アーム及び第２の多関節アームの基準位置においては、両方の中段アームが一直線上に位置し、基板保持アームが中段アームと直交している。ｇ．前記旋回アームの旋回中心を回転中心とし、旋回アームとは独立して回転自在な基端プーリと、
前記旋回アームの先端部に回転自在に設けられると共に、前記基端プーリとタイミングベルトにより連結され、前記中段アームと一体になって回転する支持プーリと、
前記中段アームに前記支持プーリと同軸に設けられ、旋回アームに固定された中間プーリと、
前記中段アームの先端部に回転自在に設けられると共に、前記中間プーリとタイミングベルトにより連結され、基板保持アームと一体になって回転する先端プーリと、を備え、 基板保持アームの移動軌跡がカーブを描くように各プーリの歯数比が調整されている構成とすることができる。この場合基端プーリと支持プーリとの歯数比がＡ（Ａは２よりも大きい値）：１であり、中間プーリと先端プーリとの歯数比が１：２である構成とすることができる。
【００１１】
また他の発明の基板搬送装置は、共通の旋回中心の回りに旋回自在な第１及び第２の旋回部と、
これら第１及び第２の旋回部に夫々進退自在に設けられ、同一平面上に位置する第１及び第２の基板保持部と、
これら第１及び第２の基板保持部の移動軌跡が前記旋回中心を通る水平な直線に対して左右に対称でかつ前進したときに前記直線から離れる方向にカーブを描くように第１及び第２の基板保持部を夫々移動させる第１及び第２の進退駆動部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の基板処理装置は、上記の基板搬送装置を用いたものであり、上記の
基板搬送装置を備えた気密構造の搬送室と、この搬送室の周囲に前記旋回中心を中心とする円に沿って配置され、当該搬送室と気密に接続された複数の基板処理室と、を備え、互いに隣接する基板処理室に対して夫々第１の基板保持アーム及び第２の基板保持アームにより基板が搬出入されることを特徴とする。また例えば搬送室の周囲には、第１の基板保持アーム及び第２の基板保持アームにより基板の受け渡しが行われる第１及び第２のロードロック室が当該搬送室に気密に接続されている。また基板処理装置及び搬送室は、例えば真空雰囲気または不活性ガス雰囲気とされる。
このような発明によれば、高い効率で基板を搬送することができるので、スループットが高い。そして基板処理室を搬送室内の基板搬送装置の旋回中心を中心とする円に沿って配置することができ、また搬送室を多角形状とすることができるので装置のフットプリント（占有面積）を小さくすることができる。この場合、任意の互いに隣接する２個の基板処理室に対して第１及び第２の基板保持アームにより基板の受け渡しを行うことができるので、効率の良い搬送を行うことができ、更に自由度の大きい搬送を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の基板処理装置の実施の形態を示す図である。この基板処理装置は、基板である複数枚のウエハを収納するカセット（搬送容器）Ｃが搬入される例えば２個の気密構造のカセット室１１、１２を備えている。カセット室１１、１２は各々大気側にゲートドアＧＤが設けられ、このゲートドアＧＤによって大気との間が気密に仕切られることとなる。カセット室１１、１２内には図２に示すようにカセット載置台１１ａを昇降させ、カセットＣ内のウエハ保持溝を順次後述の第１の搬送装置のアクセスレベルに位置させるための昇降部１１ｂが設けられている。
【００１４】
カセット室１１、１２の内側には、気密構造の第１の搬送室１３が気密に接続され、この第１の搬送室１３には、左右に並ぶ２個のロードロック室（待機室）である予備真空室１４、１５を介して真空雰囲気とされる第２の搬送室１６が気密に接続されている。なお図中１０は壁面部を構成するパネルである。第１の搬送室１３内には、ウエハＷを回転させてその向きを合わせるための位置合わせステージ１７、１８と、カセット室１１、１２及び予備真空室１４、１５並びに位置合わせステージ１７、１８の間でウエハＷを搬送するための第１の基板搬送装置２と、が設けられている。カセット室１１、１２及び第１の搬送室１３は、例えば不活性ガス雰囲気とされるが、真空雰囲気としてもよい。
【００１５】
第２の搬送室１６は、多角形状例えば八角形状に形成され、その中に第２の基板搬送装置３が設けられている。この第２の搬送室１６の八角形の各辺のうちの６個の辺には、基板処理室である真空チャンバ４（４Ａ〜４Ｆ）が気密に接続され、残りの２辺に予備真空室１４、１５が接続されている。図１において真空チャンバ４は図示の便宜上、単純な円形として記載してあるが、実際に円形のチャンバを用いる場合には、チャンバと第２の搬送室１６を繋ぐ搬送口を形成する部材が介在する。
【００１６】
また真空チャンバ４は例えば四角形状のチャンバであってもよい。真空チャンバ４にて行われる真空処理としては、例えばエッチングガスによるエッチング、成膜ガスによる成膜処理、アッシングガスによるアッシングなどを挙げることができる。真空チャンバ４内には、図２に示すようにウエハＷを載置するための載置台４１及び処理ガスを供給するためのガス供給部４２などが設けられ、各真空チャンバ４における載置台４１上に載置されるうウエハＷの中心部は、第２の搬送室１６の中心を中心とする円の上にある。
【００１７】
次に本発明の基板搬送装置の実施の形態である第２の基板搬送装置３について詳述する。図３及び図４は夫々第２の基板搬送装置３の概観及び伝達系を示す図である。この基板搬送装置３はこの例では第１の搬送部をなす第１の多関節アーム３Ａと、第２の搬送部をなす第２の多関節アーム３Ｂと、を備え、第１の多関節アーム３Ａは、第２の搬送室１６の中心を旋回中心とする第１の旋回部を構成する旋回アーム５１と、この旋回アーム５１の先端部に水平方向に回動自在に設けられた中段アーム５２と、この中段アーム５２の先端部に水平方向に回動自在に設けられた第１の基板保持部を構成する基板保持アーム５３と、を備えている。中段アーム５２は旋回アーム５１よりも短く構成され、例えば旋回アーム５１の長さの１／１．６５に設定される。
【００１８】
第２の多関節アーム３Ｂは、その旋回中心が前記旋回アーム５１の旋回中心１００と共通し、旋回アーム５１の下方側に設けられた第２の旋回部を構成する旋回アーム６１と、この旋回アーム６１に設けられた中段アーム６２と、この中段アーム６２に設けられた第２の基板保持部を構成する基板保持アーム６３と、を備えている。第２の多関節アーム３Ｂの構造は第１の多関節アーム３Ａの構造と実質同じであるが、基板保持アーム６３の高さ位置を第１の多関節アーム３Ａの基板保持アーム５３と同じにするために即ち基板保持アーム５３、６３が同一平面上で搬送するように構成するために基板保持アーム６３の回動軸の長さなどにおいて異なっている。
【００１９】
第１の多関節アーム３Ａ及び第２の多関節アーム３Ｂは、基準位置においては旋回アーム５１、６１が一直線上になるように、また中段アーム５２、６２が夫々旋回アーム５１、６１と重なって一直線上になるように設定される。そしてこのとき基板保持アーム５３、６３は夫々中段アーム５２、６２と直交するように設定される。基板保持アーム５３（６３）は、長さ方向の真ん中位置にて中段アーム５２（６２）に軸支されており、そしていずれも２枚の基板を保持できるように進退方向の両端部に、ウエハＷを保持するためにフォーク状に形成された保持部位５４、５５（６４、６５）が設けられている。
【００２０】
第１及び第２の多関節アーム３Ａ、３Ｂの伝達系について図４を参照しながら説明すると、第１の多関節アーム３Ａの旋回アーム５１は旋回中心１００を回転中心とする筒状の旋回軸７０により旋回するように構成されている。旋回アーム５１の基端側には、旋回中心１００を回転中心とし、筒状の旋回軸７０の中に設けられた回転軸７１により旋回アーム５１とは独立して回転自在な基端プーリ７２が設けられている。旋回アーム５１の先端部には、中段アーム５２を支持して中段アーム５２と一体になって回転する支持プーリ７３が回転自在に設けられており、この支持プーリ７３は、基端プーリ７２とタイミングベルト７４により連結されている。
【００２１】
支持プーリ７３の上側に設けられた中空の回転軸７５の上端部には中段アーム５２が固定されている。中段アーム５２の基端部には、前記支持プーリ７３と同軸に例えば歯数が同じである同径の中間プーリ７６が設けられる一方、中段アーム５２の先端部には、先端プーリ７７が回転自在に設けられ、この先端プーリ７７は中間プーリ７６とタイミングベルト７８により連結されている。中間プーリ７６は、中空の回転軸７５内を通って旋回アーム５１に固定された軸部７６ａに固定されている。先端プーリ７７の上側に設けられた回転軸７９の上端部には基板保持アーム５３が固定されている。
【００２２】
ところで通常の多関節アームでは、基端プーリ７２と支持プーリ７３との歯数比を２：１に設定し、中間プーリ７６と先端プーリ７７との歯数比を１：２に設定することにより基板保持アームが直線運動するようになっているが、この実施の形態の多関節アーム３Ａでは、基端プーリ７２と支持プーリ７３との歯数比を２よりも大きい値である例えば２．６７：１に設定し、中間プーリ７６と先端プーリ７７との歯数比を１：２に設定している。このため基板保持アーム５３は、後述するようにカーブを描く軌跡をとることになる。
【００２３】
第２の多関節アーム３Ｂにおいて、８０は筒状の旋回軸、８１は筒状の回転軸、８２は基端プーリ、８３は支持プーリ、８４はタイミングベルト、８５は回転軸、８６は中間プーリ、８６ａは軸部、８７は先端プーリ、８８はタイミングベルト、８９は回転軸である。基端プーリ８２の回転軸８１が第１の多関節アーム３Ａの旋回軸７０を囲むように設けられている点、基板保持アーム６３の回転軸８９が第１の多関節アーム３Ａの基板保持アーム５３の回転軸７９よりも長い点などにおいて、第２の多関節アーム３Ｂは第１の多関節アーム３Ａと異なるが、搬送の機能を決定する構成については第１の多関節アーム３Ａと全く同様である。従って、旋回軸８０及び回転軸８１の回転中心は前記旋回中心１００であり、また中段アーム６２は旋回アーム６１の長さの１／１．６５に設定され、基端プーリ８２と支持プーリ８３との歯数比が２．６７：１に設定され、中間プーリ８６と先端プーリ８７との歯数比が１：２に設定されている。
【００２４】
図４において５６及び５７は夫々第１の多関節アーム３Ａにおける旋回軸７０の駆動部及び回転軸７１の駆動部であり、６６及び６７は夫々第２の多関節アーム３Ｂにおける旋回軸８０の駆動部及び回転軸８１の駆動部である。これら駆動部５６、５７、６６、６７はモータ、プーリ及びベルトなどからなる機構に相当する。回転軸駆動部５７及び既述の基端プーリ７２などの各プーリ、タイミングベルト、回転軸などは、第１の多関節アーム３Ａの基板保持部を進退駆動するための第１の進退駆動部に相当し、回転軸駆動部６７及び既述の基端プーリ８２などの各プーリ、タイミングベルト、回転軸などは、第２の多関節アーム３Ｂの基板保持部を進退駆動するための第２の進退駆動部に相当する。
【００２５】
なお、第１及び第２の多関節アーム３Ａ、３Ｂにおける旋回軸７０、８０及び回転軸７１、８１並びにこれらに関連する部位の具体的構造の一例について図５に示しておく。図５中、５６ａ、５７ａは夫々旋回軸７０及び回転軸７１を回転させるためのプーリであり、夫々モータＭ１及びこのモータＭ１の裏に隠れて見えないモータＭ２により駆動される。６６ａは旋回軸８０を回転させるプーリであり、モータＭ３により駆動プーリ６６ｃ及びベルト６６ｂを介して駆動される。６７ａは回転軸８１を回転させるプーリであり、モータＭ４により駆動プーリ６７ｃ及びベルト６７ｂを介して駆動される。モータＭ１〜Ｍ４は搬送室３の底面をなすベースＢＥに固定されている。
【００２６】
次いで上述の実施の形態の作用について説明する。第１の多関節アーム３Ａにおいては、旋回軸７０の駆動部５６（図４参照）については停止し、回転軸７１の駆動部５７については動作させて基端プーリ７２を回転させると、中段アーム５２を支持している回転軸７５が回転しようとする。このとき旋回軸７０は駆動部５６から回転力は与えられていないが、フリーな状態（回転可能な状態）にあるため、図６に示すように基端プーリ７２が時計方向に回転すると、中段アーム５２が旋回アーム５１に対して開こうとするため時計方向に回転すると共に旋回アーム５１も反時計方向に回転する。
【００２７】
なお図６において、Ｌ１は第１の関節アーム３Ａが基準位置にあるときの旋回アーム５１の軸線（旋回中心と支持プーリ７３の回転中心とを結ぶ線）、Ｌ２は中段アーム５２の軸線（中間プーリ７６の中心と先端プーリ７７の中心とを結ぶ線）、Ｌ３は第１の関節アーム３Ａが基準位置にあるときの基板保持アーム５３の軸線（先端プーリ７７の中心と基板保持アーム５３がウエハＷを保持したときのウエハＷの中心とを結ぶ線であり、基板保持アーム５３の幅方向の中心線）、Ｌ４は旋回アーム５１がα度回転したときの基板保持アーム５３の軸線である。また図６では他方の保持部位５５は省略してある。
【００２８】
ここで基端プーリ７２と支持プーリ７３との歯数比が２．６７：１であることから、旋回アーム５１が基準位置からα度だけ回転すると中段アーム５２は−２．６７α度回転する。また中段アーム５２が時計方向に回転すると、中間プーリ７６が中段アーム５２に対して相対的に反時計方向に回転するので、基板保持アーム５３は反時計方向に回転し、中間プーリ７６と先端プーリ７７との歯数比が１：２であるから、基板保持アーム５３は１．３３５α度回転する。従って図７に示すように第１の多関節アーム３Ａを基準位置から伸長させて基板保持アーム５３を前進させると、基板保持アーム５３、詳しくは基板保持アーム５３に保持されるウエハＷの中心位置の軌跡は、旋回中心１００を通り、前記直線Ｌ１に直交する水平な直線Ｌ０に対して離れる方向にカーブを描くことになる。
【００２９】
基端プーリ７２と支持プーリ７３との歯数比がＡ：１であり、中間プーリ７６と先端プーリ７７との歯数比が１：２であるとき、第１の多関節アーム３Ａが伸びきったときの基板保持アーム５３の軸線Ｌ４は、直線Ｌ０に対してθ／２の角度をなしているものとすると、Ａ＝３６０／（１８０−θ）の関係にある。この例ではＡが２．６７であるからθは４５であり、θ／２は２２．５となる。また第２の多関節アーム３Ｂにおいても同様の動きをし、基板保持アーム６３の移動軌跡は、直線Ｌ０に対して前記基板保持アーム５３の移動軌跡と対称になることから、第２の多関節アーム３Ｂが伸びきったときの基板保持アーム６３の軸線Ｌ４は、直線Ｌ０に対してθ／２の角度をなし、この例では２２．５となる。つまりこの基板搬送装置３は、第１の多関節アーム３Ａ及び第２の多関節アーム３Ｂを同時に伸長動作させると、基板保持部である基板保持アーム５３、６３（より詳しくは保持部位５４、６４）が互いに離れる方向に対称にカーブを描きながら移動し、伸びきったときの開き角（狭角）が、Ａ＝３６０／（１８０−θ）で表されるθ、この例では４５度となる。
【００３０】
開き角を４５度とした理由は、図１に示すように第２の搬送室１６が八角形であり、搬送室１６側に接続される真空チャンバ４あるいは予備真空室１４、１５の間口において、互いに隣接する間口の中心に向かう搬送室１６の中心からの放射角（言い換えれば互いに隣接する真空チャンバ４あるいは予備真空室１４、１５内のウエハＷの中心同士が搬送室１６の中心となす角）が４５度だからである。また図７において基端プーリ７２、８２を逆転させた場合（反時計方向に回転させた場合）においても全く同様に前進方向の軌跡と対称の軌跡を描きながら基板保持アーム５３、６３が移動する。
【００３１】
そして第１の多関節アーム３Ａについて、基準位置にある状態で駆動部５６、５７を同時に動作させて基端プーリ７２及び旋回軸７０を反時計方向に回転させ、かつ第２の多関節アーム３Ｂについて、基準位置にある状態で駆動部６６、６７を同時に動作させて基端プーリ８２及び旋回軸８０を反時計方向に回転させると、第１及び第２の多関節アーム３Ａ及び３Ｂは図１の実線で示してある基準位置にある状態のまま反時計方向に回転する。
【００３２】
第２の基板搬送装置３は以上のような動作をするので、基板処理装置を運転する上で例えば次のような搬送を行う。図１を参照すると、処理前のウエハＷはカセットＣに保持されて外部からカセット室１１あるいは１２内に搬入され、ゲートドアＧＤが閉じられて気密空間とされた後、例えば不活性ガス雰囲気とされる。そしてカセット室１１、１２の内側のゲートバルブＧが開かれ、不活性ガス雰囲気とされている第１の搬送室１３内の第１の基板搬送装置２によりカセット室１１内のカセットＣ及びカセット室１２内のカセットＣから同時にウエハＷが取り出されて位置合わせステージ１７、１８に搬送される。なお第１の基板搬送装置２も２つの多関節アームからなり、同時に２枚のウエハＷを搬送できるように構成されている。
【００３３】
これら２枚のウエハＷはその向きが所定の向きに合わせられた後、第１の基板搬送装置２により予備真空室１４、１５に搬入され、予備真空室１４、１５を所定の真空雰囲気とした後、第２の搬送装置３により所定の真空チャンバ４に同時に搬入される。
【００３４】
図８（ａ）は、例えば真空チャンバ４Ｃ、４Ｄにて夫々ウエハＷ１、Ｗ２の真空処理が終了し、また予備真空室１４、１５には次に処理すべきウエハＷ３、Ｗ４が待機している状態を示している。この状態において例えば第２の基板搬送装置３の基板保持アーム５３、６３が夫々予備真空室１４、１５内に進入して夫々保持部位６５、５５によりウエハＷ３、Ｗ４を受け取る（図８（ｂ）参照）。次いで基板保持アーム５３、６３が夫々真空チャンバ４Ｃ、４Ｄ内に進入して夫々保持部位６４、５４によりウエハＷ１、Ｗ２を受け取る（図９（ａ）参照）。しかる後、図９（ｂ）に示すように第２の基板搬送装置３が１８０度旋回し（詳しくは既述の旋回アーム５１、６１が１８０度旋回して）、図１０（ａ）に示すように基板保持部位６４、５４に夫々保持されているウエハＷ１、Ｗ２を予備真空室１４、１５に搬入すると共に、図１０（ｂ）に示すように基板保持部位６５、５５に夫々保持されているウエハＷ３、Ｗ４を真空チャンバ４Ｃ、４Ｄに搬入する。予備真空室１４、１５に夫々搬入されたウエハＷ１、Ｗ２は、第１の基板搬送装置２によりカセット室１１、１２のカセットＣ内に例えば同時に戻される。ここまでの説明は、真空チャンバ４Ｃ、４Ｄに着目しているが、例えば真空チャンバ４Ａ、４Ｂにおいて各々ウエハの真空処理が終了していると、同様にしてウエハの入れ替えが行われる。
【００３５】
また例えば図１において真空チャンバ４Ａ、４Ｆを使用しない場合に、それ以外の連続して並ぶ４個の真空チャンバ４Ｂ〜４Ｅを用い、真空チャンバ（４Ｂ、４Ｃ）及び（４Ｄ、４Ｅ）の各組に対して基板保持アーム５３、６３により同時にウエハＷの搬送を行うようにしてもよい。更には第１の多関節アーム３Ａ及び第２の多関節アーム３Ｂは独立して駆動することができるので、例えば真空チャンバ４Ｂを使用しないときに、真空チャンバ（４Ｃ、４Ｄ）及び（４Ｅ、４Ｆ）に対しては、基板保持アーム５３、６３により同時にウエハＷの搬送を行い、真空チャンバ４Ａに対しては基板保持アーム５３、６３の一方を用いるといった、両方の多関節アーム３Ａ、３Ｂを駆動するモードと片方のみを駆動するモードとを使い分ける運用を行ってもよい。
【００３６】
上述の実施の形態によれば、第１の多関節アーム３Ａの基板保持アーム５３（第１の基板保持部）及び第２の多関節アーム３Ｂの基板保持アーム６３（第２の基板保持部）の移動軌跡が、前記旋回中心を通る水平な直線から夫々左右に対称に離れているので、両方の多関節アーム３Ａ及び３Ｂが互いに干渉することなくウエハＷの受け渡しを行うことができる。そしてこれら基板保持アーム５３、６３が互いに開くようにカーブを描いて前進し、また基板保持アーム５３、６３を基準位置に置いて同時に旋回することができるので、例えば八角形の第２の搬送室１６の各辺に設けられ、互いに隣接する真空チャンバ４あるいは予備真空室１４、１５のうち任意の組のチャンバに対してウエハＷの受け渡しを同時に行うことができ、自由度の高い運用を行うことができると共に、旋回半径が小さくて済むので狭い搬送領域でありながら高い効率でウエハＷを搬送することができる。
【００３７】
更に第１及び第２の多関節アーム３Ａ、３Ｂは独立して駆動できることから、その一方のみを駆動するモードを加えることにより、一層自由度の高い運用を行うことができ、例えば真空チャンバ４のうちのいくつかが使用できない場合であっても、残りの真空チャンバ４を例えば全て活用するなどの運用を行うことができる。更にまた基板保持部である基板保持アーム５３、６３は各々両端部に保持部位（５４、５５）、（６４、６５）が設けられていて２枚づつウエハＷを保持することができるので、既述の作用の説明から分かるように、旋回動作の頻度を少なくすることができ、この点からも高い効率で搬送することができる。
【００３８】
そして真空チャンバ４を第２の搬送室１６内の基板搬送装置３の旋回中心を中心とする円に沿って配置することができ、また第２の搬送室１６を多角形状とすることができるので、装置のフットプリント（占有面積）を小さくすることができる。
【００３９】
上述の実施の形態では、第１の多関節アーム３Ａと第２の多関節アーム３Ｂとの旋回軸は互いに独立して駆動できる構造としているが、両者の旋回軸の駆動源を共通化してもよい。この場合両者の旋回軸は互いに独立しているが、駆動源が共通の場合、及び両者の旋回軸が共通化している場合のいずれであってもよい。しながら、搬送室１６に各真空チャンバ４を接続するときなど、装置を組み立てたときに何らかの誤差がレイアウト上に生じることもあるので、旋回軸を互いに独立して駆動できるようにしておけば、各旋回軸の回転方向の位置を微調整することにより上述の誤差を吸収できることから、旋回軸を互いに独立して駆動できるように構成した方が好ましい。
【００４０】
本発明は、基板搬送装置を備えた搬送室の周囲に設けられるチャンバが全て基板処理室であり、例えばそのうちの２個の基板処理室から当該搬送室に夫々ウエハが搬入され、別の２個の基板処理室から夫々ウエハが搬出されるといった装置に対しても適用できる。また基板処理室は枚葉式の真空処理室に限らず、バッチ式で熱処理を行うための例えば縦型のバッチ炉と、このバッチ炉内に基板を搬入するための例えば不活性ガス雰囲気のローディングエリアと、を含む区画空間であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の基板搬送装置によれば、両方の多関節アーム３Ａ及び３Ｂが互いに干渉することなくウエハＷの受け渡しを行うことができ、効率のよい搬送を行うことができる。また第１及び第２の基板保持部が旋回中心を通る水平な直線に対して左右に開きながらカーブを描いて移動するように構成することにより、２つのチャンバの各々の間口が一直線状になく内側に向いていても、これらチャンバに対して第１及び第２の基板保持部により基板の受け渡しができ、狭い搬送領域の中で効率よく搬送することができる。また本発明の基板処理装置によれば、基板処理室を搬送室内の基板搬送装置の旋回中心を中心とする円に沿って配置することができ、また搬送室を多角形状とすることができるので装置のフットプリント（占有面積）を小さくすることができ、しかも効率の良い搬送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の実施の形態を示す全体平面図である。
【図２】上記の基板処理装置の概略を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明に係る基板搬送装置の実施の形態を示す概観図である。
【図４】上記の基板搬送装置の伝達系を示す説明図である。
【図５】上記の基板搬送装置の一部について具体的な構成例を示す断面図である。
【図６】上記の基板搬送装置の動作原理を示す説明図である。
【図７】上記の基板搬送装置の動作を示す説明図である。。
【図８】上記の基板処理装置におけるウエハの搬送の様子を示す説明図である。
【図９】上記の基板処理装置におけるウエハの搬送の様子を示す説明図である。。
【図１０】上記の基板処理装置におけるウエハの搬送の様子を示す説明図である。。
【図１１】従来の基板処理装置を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ
１１、１２ カセット室
１３ 第１の搬送室
１４、１５ 予備真空室
１６ 第２の搬送室
２ 第１の基板搬送装置
３ 第２の基板搬送装置
４（４Ａ〜４Ｆ） 真空チャンバ
３Ａ 第１の多関節アーム
３Ｂ 第２の多関節アーム
５１、６１ 旋回アーム
５２、６２ 中段アーム
５３、６３ 基板保持アーム
５４、５５、６４、６５ 保持部位
７０、８０ 旋回軸
７２、８２ 基端プーリ
７３、８３ 支持プーリ
７６、８６ 中間プーリ
７７、８７ 先端プーリ
１００ 旋回中心

Claims (15)

1. 旋回自在な第１の旋回アームと、基板を保持するための第１の基板保持部をなす第１の基板保持アームと、前記第１の旋回アーム及び第１の基板保持アームの間に設けられた第１の中段アームと、を含む第１の多関節アームと、
   前記第１の旋回アームと旋回中心が共通である旋回自在な第２の旋回アームと、基板を保持するための第２の基板保持部をなす第２の基板保持アームと、前記第２の旋回アーム及び第２の基板保持アームの間に設けられた第２の中段アームと、を含む第２の多関節アームと、を備え、
   第１及び第２の基板保持アームの移動軌跡は、前記旋回中心を通る水平な直線を挟んで左右に離れていることを特徴とする基板搬送装置。
2. 第１及び第２の基板保持アームの移動軌跡が前記旋回中心を通る水平な直線に対して左右に対称でかつ前進したときに前記直線から離れる方向にカーブを描くことを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
3. 第１の基板保持アーム及び第２の基板保持アームは、同時に前進あるいは後退することを特徴とする請求項１または２記載の基板搬送装置。
4. 第１及び第２の基板保持アームが前記旋回中心を挟んで左右に並ぶ基準位置に置かれた状態で、第１及び第２の旋回アームが旋回することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板搬送装置。
5. 第１の多関節アーム及び第２の多関節アームは、独立して駆動できるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板搬送装置。
6. 第１及び第２の基板保持アームは、いずれも２枚の基板を保持できるように進退方向の両端部に保持部位を備え、旋回中心を挟んで左右に並ぶ基準位置に対して前方側及び後方側に互いに対称に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板搬送装置。
7. 第１の多関節アーム及び第２の多関節アームは、いずれも旋回アーム、基板保持アーム及び両アームの間に介在しかつ旋回アームよりも短い中段アームからなる３本のアームを備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の基板搬送装置。
8. 第１の多関節アーム及び第２の多関節アームの基準位置においては、両方の中段アームが一直線上に位置し、基板保持アームが中段アームと直交していることを特徴とする請求項７記載の基板搬送装置。
9. 多関節アームは、
   前記旋回アームの旋回中心を回転中心とし、旋回アームとは独立して回転自在な基端プーリと、
   前記旋回アームの先端部に回転自在に設けられると共に、前記基端プーリとタイミングベルトにより連結され、前記中段アームと一体になって回転する支持プーリと、
   前記中段アームに前記支持プーリと同軸に設けられ、旋回アームに固定された中間プーリと、
   前記中段アームの先端部に回転自在に設けられると共に、前記中間プーリとタイミングベルトにより連結され、基板保持アームと一体になって回転する先端プーリと、を備え、
   基板保持アームの移動軌跡がカーブを描くように各プーリの歯数比が調整されていることを特徴とする請求項７または８記載の基板搬送装置。
10. 基端プーリと支持プーリとの歯数比がＡ（Ａは２よりも大きい値）：１であり、中間プーリと先端プーリとの歯数比が１：２であることを特徴とする請求項９記載の基板搬送装置。
11. 共通の旋回中心の回りに旋回自在な第１及び第２の旋回部と、
    これら第１及び第２の旋回部に夫々進退自在に設けられ、同一平面上に位置する第１及び第２の基板保持部と、
    これら第１及び第２の基板保持部の移動軌跡が前記旋回中心を通る水平な直線に対して左右に対称でかつ前進したときに前記直線から離れる方向にカーブを描くように第１及び第２の基板保持部を夫々移動させる第１及び第２の進退駆動部と、を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の基板搬送装置を備えた気密構造の搬送室と、
    この搬送室の周囲に前記旋回中心を中心とする円に沿って配置され、当該搬送室と気密に接続された複数の基板処理室と、を備え、
    互いに隣接する基板処理室に対して夫々第１の基板保持部及び第２の基板保持部により基板の受け渡しが行われることを特徴とする基板処理装置。
13. 搬送室の周囲には、第１の基板保持部及び第２の基板保持部により基板の搬出入が行われる第１及び第２のロードロック室が当該搬送室に気密に接続されていることを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置。
14. 基板処理室及び搬送室は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気とされることを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板処理装置。
15. 搬送室は多角形状に形成されていることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の基板処理装置。

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