JP2009194261A

JP2009194261A - Wafer conveyance system and wafer processor using wafer conveyance system

Info

Publication number: JP2009194261A
Application number: JP2008035398A
Authority: JP
Inventors: Masaru Fujimoto; 勝藤本
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 2008-02-17
Filing date: 2008-02-17
Publication date: 2009-08-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer conveyance system accessing a plurality of process devices, and to provide a wafer processor using a wafer conveyance system without the need of a load lock chamber. <P>SOLUTION: The wafer conveyance system 10 includes: a chamber room 12 as a cylindrical space section inside a conveyance chamber 11; a plurality of chamber gates 13 for carrying in/out a wafer W to the chamber room 12 on the side face of the conveyance chamber 11; an exhaust means 23 and a supply means 24 communicated to the chamber room 12, and a conveyance robot 20 equipped with a first arm 31 configured of a disc body which occupies at least 1/2 of the capacity of the chamber room 12 in the chamber room 12. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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。 The present invention relates to a wafer transfer system in which a transfer robot for transferring a wafer is accommodated in a transfer chamber, and a wafer processing apparatus using the wafer transfer system.

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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wafer processing apparatus used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like includes a process apparatus for processing a wafer, a transfer chamber (wafer transfer system) for transferring a wafer to the process apparatus, and a wafer transfer system for transferring a wafer in a wafer container It is mainly composed of a front-end module that delivers to The wafer transfer system accommodates a vacuum robot for transferring a wafer in a chamber chamber in the vacuum chamber, and this chamber chamber requires a large internal space, that is, a large volume so as not to interfere with the operating range of the vacuum robot.

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。 Since the wafer processing performed in the chamber of the process apparatus is performed in a vacuum state, the inside of the process chamber is also maintained in a vacuum state. For this reason, trying to evacuate a large volume wafer transfer system adjacent to the process chamber (or trying to return from the vacuum state to the atmospheric state) takes a very long time, and the processing per unit time as a wafer processing apparatus. The number of sheets, that is, the throughput is greatly reduced.
For this reason, a wafer processing apparatus is usually provided with a load lock chamber having a smaller volume than the wafer transfer system between the wafer transfer system and the front end module. The load lock chamber is used to adjust the atmospheric pressure of the wafer transfer system and the process chamber. The inside of the load lock chamber is brought into a vacuum state / atmospheric state by a vacuum pump and a vent device provided in communication with the load lock chamber. Switching.

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。
特開２００３−９２３２４号公報特開２００５−４４９８１号公報 By the way, when the load lock chamber is provided in the wafer processing apparatus, there arises a problem that the entire apparatus becomes large and the apparatus cost increases. For this reason, Patent Document 1 proposes a wafer processing apparatus that does not require a load lock chamber.
Further, as a prior art document for suppressing an increase in size of a wafer transfer device, a transfer device described in Patent Document 2 can be cited.
JP 2003-92324 A JP 2005-44981 A

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。 In the wafer processing apparatus described in Patent Document 1, the volume of the chamber chamber is reduced, and the wafer transfer system itself has a load lock function. However, since the volume of the chamber chamber is reduced, there is a problem that the transfer direction of the wafer by the vacuum robot is restricted, and the access from the wafer transfer system to the process chamber is restricted.

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。 In addition, since the transfer device described in Patent Document 2 is not premised on use under vacuum conditions, the relationship between the transfer device, the load lock chamber, and the vacuum chamber, particularly the load lock function in the transfer device. Is not described at all.

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。 An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a wafer transfer system that can access a plurality of process apparatuses without using a load lock chamber, and a wafer processing apparatus using the wafer transfer system. There is.

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。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a wafer transfer system in which a transfer robot for transferring a wafer is accommodated in a transfer chamber, and the transfer chamber is switched between a vacuum state and an atmospheric state. A chamber chamber that is a cylindrical space is provided inside the chamber, and a plurality of chamber gates for loading and unloading the wafer into and out of the chamber chamber are provided on the side surface of the transfer chamber, and communicated with the cylindrical chamber chamber. An exhaust means for evacuating the chamber and a supply means for supplying gas or air to the chamber chamber are provided, and a first arm composed of a disc body having a volume occupying 1/2 or more of the chamber chamber volume is provided in the chamber chamber. A wafer transfer system provided with a transfer robot.

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。 According to the above configuration, since the chamber chamber has a multi-chamber structure, the transfer robot accommodated in the chamber chamber can be accessed in the entire circumferential direction. Further, since the chamber chamber is a cylindrical space portion and the first arm is a disc body, the first arm is accommodated in the chamber chamber with almost no gap.

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。 According to a second aspect of the present invention, the transfer robot includes a rotation mechanism that is provided in the chamber chamber so as to penetrate the bottom surface of the transfer chamber, and the first arm that is rotatably connected to the rotation mechanism. A second arm rotatably provided at a position eccentric with respect to the rotation center position of the upper surface of the first arm, and at least one provided rotatably on a tip side of the second arm and mounting the wafer. The wafer transfer system according to claim 1, comprising: two hands.

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。 According to a third aspect of the present invention, the transfer robot is a rotating mechanism provided in the chamber chamber so as to penetrate the bottom surface of the transfer chamber, and a disc body rotatably connected to the rotating mechanism. 2. An arm, and at least one hand which is rotatably provided at a position eccentric to a rotation center position on an upper surface of the first arm and mounts the wafer. 1. The wafer transfer system according to 1.

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。 4. The wafer according to claim 1, wherein the transfer chamber includes a main body having at least four side surfaces, and at least two chamber gates are provided on the side surfaces of the main body. It is a transport system.

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。 According to a fifth aspect of the present invention, the first arm is formed of a disc body having a hollow portion, the rotating mechanism is engaged with the disc body having the hollow portion, and the hollow portion inside the disc body is engaged with the first portion. 3. The wafer transfer system according to claim 2, wherein a part of an actuator for rotating and extending / contracting the two arms is provided.

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。 According to a sixth aspect of the present invention, the actuator is connected to a center of the first arm, and is provided in a first drive system that rotates the first arm and the hand, and the rotation mechanism, and the second 6. The wafer transfer system according to claim 5, further comprising a second drive system for rotating the arm.

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。 According to a seventh aspect of the present invention, the first arm is formed of a disc body having a hollow portion, the rotating mechanism is engaged with the disc body having the hollow portion, and the hand is placed in the hollow portion inside the disc body. The wafer transfer system according to claim 3, wherein a part of an actuator that rotates and expands and contracts is provided.

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。 According to an eighth aspect of the present invention, the actuator is connected to the center of the first arm, and is provided in a first drive system that rotates the first arm and the rotation mechanism, and rotates the hand. The wafer transfer system according to claim 7, further comprising a second drive system.

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。 On the other hand, the invention according to claim 9 is a wafer processing apparatus using the above-described wafer transfer system according to the present invention, comprising a front end module for supplying a wafer stored in a wafer storage container to the wafer transfer system. A process apparatus that directly connects to one chamber gate of the main body portion of the wafer transfer system and processes the wafer delivered from the wafer transfer system is connected to another chamber gate of the main body portion; This is a featured wafer processing apparatus.

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。 According to the above configuration, the exhaust unit and the supply unit are connected to the chamber chamber of the wafer transfer system according to the present invention described above, and the wafer transfer system has a load lock function. Therefore, the front end module and the wafer transfer system can be directly connected without going through the load lock chamber.

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。 According to the present invention, it is possible to obtain a wafer transfer system that can directly access a plurality of process apparatuses without requiring a load lock chamber and can supply and exhaust the chamber chamber in a short time. To do.

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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view of a wafer transfer system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

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。 As shown in FIG. 1, a wafer transfer system 10 according to the present embodiment accommodates a transfer robot 20 capable of transferring a wafer W in the X and Y directions in a transfer chamber 11, and the transfer chamber 11 is in a vacuum state. / It can be switched to atmospheric conditions.

（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。 (Transport chamber)
Specifically, the main body 110 constituting the shell of the transfer chamber 11 is a rectangular parallelepiped in plan view, and a chamber chamber 12 that is a cylindrical space is provided inside the main body 110. In addition, chamber gates 13 for the wafer W are provided on each of the four side surfaces of the main body 110. The chamber 12 has a load lock function capable of switching between a vacuum state and an atmospheric state by an exhaust unit and a supply unit described later. The shape of the transfer chamber 11, that is, the external shape of the main body 110 has been described by taking a rectangular parallelepiped in a plan view as an example, but is not limited thereto, and is not limited to this, but a polygonal shape in a plan view (for example, a hexagonal shape, It may be a pentagonal prism or cylinder. The chamber gate 13 does not need to be provided on each side surface of the main body 110, and at least two chamber gates may be provided.

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。 As shown in FIG. 2, an opening (through hole) 15 having an enlarged diameter portion 152 is provided through a step portion 151 at the center of the bottom surface of the main body 110 (center of the bottom of the chamber chamber 12). The enlarged diameter portion 152 is provided on the chamber chamber 12 side. A through-hole (supply / exhaust means) 21 is provided in the lower periphery of the chamber chamber 12. The number of through holes 21 may be one or more.

（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。 (Supply / exhaust means, exhaust means, and supply means)
One end of an air supply / exhaust line (supply / exhaust means) 22 a is connected to the through hole 21. The other end of the supply / exhaust line 22a is connected to a three-way valve (supply / exhaust means) 26. Supply / exhaust lines (supply / exhaust means) 22b and 22c are connected to the remaining valves of the three-way valve 26. A vacuum pump (exhaust means) 23 for evacuating the chamber chamber 12 is connected to the air supply / exhaust line 22b, whereby the chamber chamber 12 and the vacuum pump 23 are communicated with each other. Further, a nitrogen gas tank (supply means) 24 for supplying nitrogen gas into the chamber chamber 12 is connected to the supply / exhaust line 22c, whereby the chamber chamber 12 and the nitrogen gas tank 24 are communicated. The three-way valve 26 and the vacuum pump 23 are connected to a control device 25 that controls opening / closing of the valve and driving of the pump. As the gas supplied by the supply means, in addition to nitrogen gas, an inert gas such as argon gas or the atmosphere may be used.

（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。 (Transport robot)
As shown in FIGS. 4A to 4F, the transfer robot 20 includes a rotation mechanism 40 provided through the opening 15 (see FIG. 2) provided at the center of the bottom of the chamber chamber 12, and the rotation thereof. A first arm 31 that is a disk body that is rotatably connected to the mechanism 40 and a position P2 that is eccentric with respect to the rotation center position P1 on the upper surface of the first arm 31 are rotatably provided, and a wafer W is mounted thereon. And hand means 32 to be placed. The first arm 31 and the hand means 32 constitute an arm of the transfer robot 20.

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。 The number of arms (the first arm 31 and the hand means 32) is at least one. Further, the hand means 32 includes a second arm 33 and at least one hand 34 which will be described later, and a hand means 32 which includes only at least one hand 34 which will be described later as a modified example. In the present embodiment, a description will be given of a case that has one arm and the hand means 32 includes the second arm 33 and at least one hand 34.

（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。 (Rotating mechanism)
The rotation mechanism 40 includes a cylindrical rotation shaft member 41, a motor (rotation drive source) 42, a speed reduction mechanism (power transmission member) 43 that transmits the rotation of the rotation shaft of the motor 42 to the rotation shaft member 41, And a mechanism 450. The rotating shaft member 41 includes a fixed outer cylinder 411 and a rotating inner cylinder 412 provided concentrically inside the outer cylinder 411. The motor 42 and the speed reduction mechanism 43 are disposed in a casing 44, and the casing 44 is provided immediately below the inner cylinder 412 in the outer cylinder 411.

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。 A pulley 421 having a groove on the outer periphery is fixed to the rotating shaft of the motor 42. A pulley 432 having a groove on the outer periphery is fixed to the input shaft of the speed reducer 431. A toothed belt is stretched between these pulleys 421 and 432 (passed around). An output shaft of the speed reducer 431 is partially protruded from the casing 44 and connected to the inner cylinder 412. The output shaft of the speed reducer 431 and the rotation shaft of the inner cylinder 412 are provided concentrically.

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。 On the outer peripheral surface of the outer cylinder 411, a flange-shaped flange portion 413 extending radially inward and outward is provided. Further, an insertion hole 414 for inserting and projecting the top portion 415 of the inner cylinder 412 is provided at the center of the upper surface of the outer cylinder 411, that is, the inner edge of the flange portion 413. The top part 415 of the inner cylinder 412 has a cylindrical shape and is a reduced diameter part having a smaller diameter than the lower part. In addition, a pulley having a groove on the outer peripheral portion is provided (fitted) on the outer periphery of the top portion 415. A flange-shaped flange 416 extending radially inward is also provided on the inner peripheral surface of the outer cylinder 411.
The flange portion 413 is seated and fixed on the enlarged diameter portion 152 of the opening 15, and the bottom surface of the chamber chamber 12 and the top surface of the flange portion 413 are provided substantially flush with each other.

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。 The lifting mechanism 450 is provided inside the rotating mechanism 40, that is, inside the outer cylinder 411. A motor 451 is provided fixed to the outer cylinder 411 (in FIG. 2, the inner peripheral surface of the outer cylinder 411). Further, a ball screw 452 is vertically provided so as to be fixed between the bottom surface of the outer cylinder 411 and the flange portion 416. Bearings 453 and 454 for supporting the rotation of the ball screw 452 are provided above and below the ball screw 452, respectively. Pulleys 455 and 456 having grooves on the outer periphery are fixed to the rotating shaft of the motor 451 and the ball screw 452. A toothed belt 457 is stretched between the pulleys 455 and 456. Further, a slider 458 is screwed onto the ball screw 452, and the slider 458 is fixed to the casing 44.

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。 The rotation of the motor 451 in the lifting mechanism 450 is transmitted to the ball screw 452 via the toothed belt 457. The rotation of the ball screw 452 moves the slider 458 up and down along the longitudinal direction. Thereby, the casing 44 fixed to the slider 458 is moved up and down. As a result, the inner cylinder 412 is raised and lowered, and the first arm 31 and the hand means 32 are raised and lowered.

（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。 (First arm)
The first arm 31 is configured by a disk body (a disk-shaped housing body) having a hollow portion of a size and shape that occupies the lower space of the chamber chamber 12 with almost no gap. That is, the first arm 31 having substantially the same cross-sectional shape as that of the chamber chamber 12 is accommodated in the lower space of the chamber chamber 12 with almost no gap. The volume of the first arm 31 occupies 1/2 or more of the volume of the chamber chamber 12. The upper limit value of the first arm volume / chamber chamber volume is naturally less than 1, but is preferably as large as possible within this range. By reducing the thickness of the hand means 32, the upper limit value can be increased.

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。 An opening 311 is provided in the center of the lower surface of the first arm 31. The top portion 415 of the inner cylinder 412 is inserted into the opening 311, and most of the top portion 415 is located inside the first arm 31. A protruding portion 312 is provided at a position eccentric to the rotation center position P <b> 1 on the upper surface of the first arm 31. The protruding portion 312 has a cylindrical shape, and a pulley having a groove on the outer peripheral portion is provided on the outer periphery thereof. A part of an actuator (described later) for rotating and extending / contracting the hand means 32 is provided in the hollow portion inside the disk body.

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。 It is desirable that the inside of the disc body is as solid as possible except for the portion (hollow portion) where the actuator or the like is disposed, that is, the hollow portion of the disc body is as small as possible. By making the inside of the disk body as solid as possible, the time required for evacuating or replacing the inside of the first arm 31 can be further shortened. This solid part may be formed at a time when the casing main body (casing) constituting the first arm 31 is cast or formed by embedding a filler in a hollow portion inside the casing main body. Also good.

（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。 (Hand means)
The hand means 32 is provided at a position P2 that is eccentric with respect to the rotation center position P1 on the upper surface of the first arm 31, and is provided at the front end side of the second arm 33 so as to be rotatable. And at least one hand 34 on which the wafer W is placed. In addition, a part of an actuator (described later) for rotating and extending / contracting the hand 34 is also provided inside the second arm 33.

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。 An opening 331 is provided on the lower surface of the second arm 33 on the proximal end side. The protruding portion 312 of the first arm 31 is inserted into the opening 331, and most of the protruding portion 312 is located inside the second arm 32. That is, the second arm 33 is provided to be rotatable about the rotation center position P2. In addition, an opening 332 is provided on the upper surface of the second arm 33 on the distal end side. Further, a cylindrical body 333 extending downward in the vertical direction is provided on the upper surface of the second arm 33 on the base end side at a position facing the opening 331. A pulley having a groove on the outer peripheral portion is provided on the outer periphery of the lower portion (tip portion) 334 of the cylindrical body 333. The cylindrical body 333 is inserted through the internal space of the protruding portion 312, and the lower portion 334 thereof is positioned inside the first arm 31.

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。 A protrusion 341 is provided on the lower surface of the hand 34 on the base end side. The protruding portion 341 has a cylindrical shape, and a pulley having a groove on the outer peripheral portion is provided on the outer periphery thereof. The protrusion 341 is inserted through the opening 332 of the second arm 33, and most of the protrusion 341 is located inside the second arm 32.

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）。 In the present embodiment, the case where the hand means 32 has one arm (second arm 33) has been described as an example, but the hand means 32 may have two or more arms ( That is, the transfer robot 20 may have three or more arms).

（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。 (Actuator)
The actuator is connected to the center of the first arm 31 and is provided in the first drive system that rotates the first arm 31 and the hand 34 and the rotary shaft member 41, and the second drive mechanism that rotates the second arm 33. A drive system.

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。 The first drive system is a motor 461 fixed to the inner cylinder 412, a speed reduction mechanism 462 that transmits the rotation of the rotation shaft of the motor 461, and an output shaft of the speed reduction mechanism 462, and the rotation of the first arm 31. A shaft body 463 fixed at the center position P1 and a toothed belt 465 stretched between the protruding portion (pulley) 312 of the first arm 31 and the protruding portion (pulley) 341 of the second arm 33. Is done. The speed reduction mechanism 462 is disposed and fixed in the internal space at the top 415 of the inner cylinder 412.

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。 The second drive system includes a motor 42 (described above), a speed reduction mechanism 43 (described above), an inner cylinder 412 (described above), a top (pulley) 415 of the inner cylinder 412, and a lower portion (pulley) 334 of the cylinder 333. And a toothed belt 464 stretched therebetween.

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。 The outer cylinder 411, the inner cylinder 412, the speed reduction mechanism 43, the speed reduction mechanism 462, the shaft body 463, and the opening 311 of the first arm 31 described above are provided concentrically. Similarly, the protruding portion 312 of the first arm 31, the opening 331 of the second arm 33, and the cylinder 333 of the second arm 33 are provided concentrically. Similarly, the opening 332 of the second arm 33 and the protrusion 341 of the hand 34 are provided concentrically.

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。 Further, a gap between the enlarged diameter portion 152 and the flange portion 413 of the main body 110, a gap between the insertion hole 414 of the outer cylinder 411 and the outer peripheral surface of the inner cylinder 412, and a gap between the inner peripheral surface of the top portion 415 and the speed reduction mechanism 462. Is sealed with existing sealing means such as an O-ring seal. By this sealing means, the inside of the chamber chamber 12 is kept airtight (vacuum state).

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。 Here, the belt driving method has been described as an example of the driving method of the second arm 33, but is not limited thereto. For example, as the driving method of the second arm 33, all methods conventionally used as the driving method of the robot arm can be adopted, but the link driving method and the gear driving method are particularly preferable. By adopting these two drive systems, the thickness of the second arm 33 can be made thinner, and the upper limit value of the first arm volume / chamber chamber volume can be made larger.

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。 A wafer processing apparatus 500 is configured by combining the wafer transfer system 10 according to the present embodiment with a front end module 350 and a process apparatus 360, as shown in FIG.

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。 A plurality of wafer storage containers (for example, FOUPs) 351 in which wafers W are stored are mounted on one surface of the front end module 350 (the lower surface in FIG. 3). The front end module 350 takes out the wafer W stored in each wafer storage container 351 in the Y direction, and transfers the wafer W from the wafer transfer system 10 to each wafer storage container 351 in the Y direction. Have Further, the transfer robot 352 is slidable in the X direction along the guide member 353 by a linear motion mechanism (not shown) built in the front end module 350.

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。 On the other surface (the upper surface in FIG. 3) of the front end module 350, a certain side surface of the main body 11 of the wafer transfer system 10, that is, a certain chamber gate 13 (the lower side in FIG. 3). Are directly connected without a load lock chamber. Further, a process apparatus 360 for processing the wafer W transferred in the X and Y directions from the wafer transfer system 10 is connected to the remaining three side surfaces (chamber gate 13) of the main body 11.

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。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
A step of loading / unloading the wafer W from the wafer storage container 351 to the process apparatus 360 (wafer loading / unloading step) will be described.
The wafer W is taken out by the transfer robot 352 from the wafer storage container 351 mounted on the front end module 350. The extracted wafer W is supplied into the chamber chamber 12 through the chamber gate 13 of the main body 11 and placed on the hand 34 in the transfer robot 20. The atmosphere in the chamber chamber 12 at this time is an atmospheric pressure atmosphere (clean room atmosphere).

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。 Next, the chamber chamber 12 is evacuated through the through-hole 21, the supply / exhaust lines 22a and 22b, and the vacuum pump 23, and the chamber chamber 12 is maintained in a vacuum state. The degree of vacuum in the chamber 12 is measured by a vacuum pressure gauge (not shown) or the like, and the vacuum pump 23 and the three-way valve 26 are controlled by the controller 25 according to this degree of vacuum.

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。 Here, in the wafer transfer system 10 according to the present embodiment, unlike the transfer robot (wafer transfer mechanism) described in Patent Document 1 described above, the chamber chamber is configured so that there is no restriction in the transfer direction of the wafer W. In FIG. 12, a SCARA robot (conveying robot 20) is arranged. For this reason, the chamber chamber 12 has a sufficient volume to some extent.

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。 In the wafer transfer system 10, the second arm 32 and the hand 34 are the same as those of a normal transfer robot, but the first arm 31 is approximately the same size as the cross-sectional size of the chamber chamber 12 and is thick. It is characterized by a disk shape. That is, although the chamber chamber 12 has a sufficient volume to some extent, the lower space of the chamber chamber 12 is occupied by the first arm 31 having a disk shape with almost no gap.

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。 The volume of the first arm 31 of the transfer robot 20 is larger than that of the first arm (normal robot arm) of a conventional vacuum robot of the same size. For this reason, when the volume of the chamber chamber is the same, the substantial occupied volume ratio (volume of the transfer robot / total volume of the chamber chamber) in the chamber chamber is larger in the wafer transfer system 10 than in the conventional case. As a result, in the wafer transfer system 10, the evacuation time until the vacuum state, in other words, the time required for switching the environment is short.

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。 Thereafter, the first drive system of the actuator (motor 461, speed reduction mechanism 462, shaft body 463, protrusion 312, protrusion 341, toothed belt 465) is driven. Thereby, the 1st arm 31 and the hand 34 are rotated. Further, the second drive system of the actuator (motor 42, speed reduction mechanism 43, inner cylinder 412, cylinder 333, top 415, toothed belt 464) is driven. Thereby, the 2nd arm 33 is rotated. Along with these rotations, the first arm 31, the second arm 33, and the hand 34 set to a predetermined gear ratio are rotated at a predetermined angle, and the arms are extended in a straight line. The wafer W is delivered to the apparatus 360.

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。 Here, when the processing atmosphere of a certain process apparatus 360 is a vacuum atmosphere, the wafer W is delivered while the inside of the chamber chamber 12 remains in a vacuum state. However, when the processing atmosphere of one process apparatus 360 is a gas atmosphere such as nitrogen gas, nitrogen gas is supplied into the chamber chamber 12 through the nitrogen gas tank 24, the supply / exhaust lines 22 c and 22 a, and the through hole 21. Nitrogen gas replacement is performed. Even during this nitrogen gas replacement, the substantial occupied volume ratio in the chamber chamber 12 is larger than in the conventional case, so that the gas supply time is short. The degree of replacement with nitrogen gas is measured by the above-described vacuum pressure gauge, gas concentration sensor, or the like, and the nitrogen gas tank 24 and the three-way valve 26 are controlled by the controller 25 according to the degree of replacement.

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。 After the wafer W is processed by one process apparatus 360, the transfer robot 20 is operated again, and the wafer W is delivered from the process apparatus 360 to the hand 34. Thereafter, the wafer W is delivered from the hand 34 to another adjacent process apparatus 360, and process processing is sequentially performed. Also at this time, the atmosphere in the chamber 12 is appropriately adjusted according to the processing atmosphere of the process apparatus 360.

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。 The wafer W after the processing by the process apparatus 360 is completed is transferred to the wafer storage container 351 through a procedure reverse to the wafer loading / unloading step described above.
In the wafer transfer system 10 according to the present embodiment, the volume of the chamber chamber 12 is sufficiently increased, and a transfer robot 20 that has a multi-chamber structure and is accessible in the entire circumferential direction is accommodated. For this reason, there is no restriction on the transfer direction of the wafer W, and each side surface of the main body 11 can be accessed. Therefore, the process apparatus 360 can be set and arranged on each side surface of the main body 11, and access to the process apparatus 360 from the wafer transfer system 10 is not limited.

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。 Since the first arm 31 has a disk shape, the weight balance in the horizontal direction of the chamber chamber 12 of the first arm 31 is always substantially symmetrical when the first arm 31 is driven to rotate. For this reason, compared with the elongate 1st arm in the conventional vacuum robot, the vibration of the up-down direction accompanying the rotation drive of the 1st arm 31 is few, and the 1st arm 31 can be smoothly driven to rotate.

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。 Further, the transfer robot 20 is configured to be movable up and down by a lifting mechanism 450 in a minute range. As a result, the first arm 31 and the hand means 32 are moved up and down within a minute range. As a result, the wafer W can be smoothly transferred between the front end module 350 and the transfer robot 20 and between the transfer robot 20 and the process apparatus 360.

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。 In the wafer processing apparatus 300 according to the present embodiment, an exhaust unit and a supply unit are connected to the chamber chamber 12 of the wafer transfer system 10 in order to directly connect the front end module 350 and the wafer transfer system 10. . This allows module communication (connection) of the vacuum platform and the atmospheric (deoxidation) process platform to the wafer transfer system 10. That is, the wafer processing apparatus 300 does not require a load lock chamber between the front end module 350 and the wafer transfer system 10. As a result, the apparatus configuration of the wafer processing apparatus 300 does not increase, and the apparatus cost can be reduced as compared with the conventional apparatus.

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。 Next, a modified example of the wafer transfer system according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
(First modification)
A modification of the rotating mechanism in the wafer transfer system is shown in FIG. Since the basic configuration of the wafer transfer system of the present modification is the same as that of the wafer transfer system 10 shown in FIG. 2, only the different parts will be described.

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。 The rotating mechanism 40 of this embodiment shown in FIG. 2 uses an O-ring seal as a sealing means (shaft seal). On the other hand, as shown in FIG. 5, the rotation mechanism 540 of the present modification uses a bellows seal 545 that can be hermetically sealed in an ultra-high vacuum region as a shaft seal.

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。 The rotation mechanism 540 includes a cylindrical rotation shaft member 41, a motor (rotation drive source) 42, a power transmission member 43 that transmits the rotation of the motor 42 to the rotation shaft member 41, and an elevating mechanism 450. The rotating shaft member 41 includes a fixed outer cylinder 411 and a rotating inner cylinder 412 provided concentrically inside the outer cylinder 411. A bottomed cylindrical casing 44 is provided in the outer cylinder 411, and the inner cylinder 412 is rotatably provided in the casing 44. Specifically, a bush 563 is fixedly provided on the outer periphery of the shaft body 463, and an inner cylinder 412 is provided on the outer periphery of the bush 563 so as to be rotatable around the axis and fixed in the vertical direction. A pulley (power transmission member 43) is provided at the tip of the output shaft of the motor 42, and a toothed belt (power transmission member 43) is stretched between the pulley and the inner cylinder 412. A bellows seal 545 is provided between the flange portion 413 provided on the outer peripheral surface of the outer cylinder 411 and the bottom surface 544 of the casing 44. The motor 461 constituting the first drive system is fixed to the bottom surface 544 of the casing 44. The inner cylinder 412, the bush 563, the casing 44, the bellows seal 545, and the outer cylinder 411 are provided concentrically.

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。 The elevating mechanism 450 is provided inside the rotating mechanism 40, that is, inside the outer cylinder 411. A motor 451 is provided fixed to the outer cylinder 411 (the bottom surface of the outer cylinder 411 in FIG. 5). A ball screw 452 is provided vertically along the outer peripheral surface of the outer cylinder 411. Pulleys having grooves on the outer periphery thereof are provided on the rotation shaft of the motor 451 and the outer periphery of the ball screw 452, respectively, and a toothed belt is stretched between these pulleys. A slider 458 is screwed onto the ball screw 452, and the slider 458 is fixed to one of a plurality of guide members 558 that are provided vertically on the bottom surface of the casing 44. The remaining guide member 558 is connected to the linear guide 559 and is slidable in the vertical direction.

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。 The rotation of the motor 451 in the lifting mechanism 450 is transmitted to the ball screw 452 via the toothed belt. The rotation of the ball screw 452 moves the slider 458 up and down along the longitudinal direction. Thereby, the plurality of guide members 558 fixed to the slider 458 are moved up and down, and the casing 44 is moved up and down. As a result, the inner cylinder 412 is raised and lowered, and the first arm 31 and the hand means 32 are raised and lowered.

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。 In this modification, by using the bellows seal 545, a higher degree of vacuum seal, that is, an airtight seal in an ultra-high vacuum region can be achieved as compared with the case of using the O-ring seal shown in FIG.

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。 In this modification, the case where the bellows seal 545 is used as the shaft seal has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a magnetic coupling that can also be hermetically sealed in the ultrahigh vacuum region. It may be a seal or the like. Further, other shaft seals such as a magnetic fluid seal may be used.

（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。 (Second modification)
Modification examples of the transfer robot 20 in the wafer transfer system shown in FIG. 4 are shown in FIGS. Since the basic configuration of the transfer robot according to the present modification is the same as that of the transfer robot 20 shown in FIG. 4, only different parts will be described.

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。 In the transfer robot 20 shown in FIG. 4, the hand means 32 includes a second arm 33 and a hand 34. On the other hand, as shown in FIG. 6A to FIG. 6F, in the transfer robot according to the present modification, the hand means 32 is configured by only the hand 34. In other words, the hand means 32 is directly connected to the first arm 31.

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。 The actuator is connected to the center of the first arm 31, and includes a first drive system that rotates the first arm 31, and a second drive system that is provided on the rotary shaft member 41 and rotates the hand 34. Prepare.

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。 The first drive system includes the motor 461, the speed reduction mechanism 462, and the shaft body 463 shown in FIG. The second drive system includes a motor 42, a speed reduction mechanism 43, an inner cylinder 412, a top (pulley) 415 of the inner cylinder 412, and a lower portion (pulley) 334 of the cylinder 333, which are also shown in FIG. And a toothed belt 464 provided.

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。 In this modification, since the hand 34 is directly connected to the first arm 31, the extension distance of the hand means is shortened, but the chamber chamber 12 is substantially occupied only by the first arm 31. Become. For this reason, the transfer robot according to the present modification has less dead space and a substantial occupied volume ratio in the chamber chamber 12 than the transfer robot shown in FIG. It takes a short time to complete.

（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。 (Third Modification)
In the transfer robot shown in FIGS. 6A to 6F, the hand means 32 is configured by one hand 34. On the other hand, as shown in FIG. 7A to FIG. 7F, the transfer robot according to the present modification includes two hands 734 and 735 and the hand means 32. The hands 734 and 735 are fixedly provided in a state of being opened in a V shape via a common base 736 (see FIG. 7E).

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。 In the transfer robot of this modification, the volume of the hand constituting the hand means 32 is twice that of the transfer robot shown in FIGS. 6 (a) to 6 (f). The occupied volume ratio can be further increased, and the time required for environment switching can be shortened. Further, in the transfer robot of this modification, since the hand means 32 includes two hands 734 and 735, the wafer transfer efficiency is higher than that of the transfer robot shown in FIGS. 6 (a) to 6 (f). Becomes better.
Of course, the number of hands 34 may be two in the transfer robot 20 shown in FIG. That is, the arm of the transfer robot 20 may be configured by the first arm 31, the second arm 33, and the two hands 34.

（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。 (Fourth modification)
In the transfer robot shown in FIGS. 7A to 7F, the two hands 734 and 735 constituting the hand means 32 are provided in one stage in the horizontal direction. On the other hand, as shown in FIGS. 8A to 8F, the transport robot according to the present modification includes two hands 834 and 835, and the hand means 32 is configured. The hands 834 and 835 are provided in two steps in the vertical direction (see FIG. 8E) and fixed in a V-shaped open state.
Since the hands 834 and 835 constituting the hand means 32 are independent in the transfer robot of this modification, the hand means 32 moves as compared with the transfer robot shown in FIGS. 7 (a) to 7 (f). The degree of freedom becomes higher and the wafer transfer efficiency becomes better.

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。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various other things are assumed.

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。1 is a plan view of a wafer transfer system according to a preferred embodiment of the present invention. 図１のウエハ搬送システムのII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of the wafer conveyance system of FIG. 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。It is a top view of the wafer processing apparatus using the wafer conveyance system of FIG. 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。FIG. 6 is a six-sided view of a transfer robot in the wafer transfer system shown in FIG. 1. 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。It is a modification of the rotation mechanism in the wafer conveyance system shown in FIG. 図４の変形例である。It is a modification of FIG. 図４の他の変形例である。It is another modification of FIG. 図４の別の変形例である。It is another modification of FIG.

Explanation of symbols

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

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wafer transfer system 11 Transfer chamber 12 Chamber chamber 13 Chamber gate 20 Transfer robot 21 Through-hole (supply / exhaust means)
22a, 22b, 22c Supply / exhaust line (supply / exhaust means)
23 Vacuum pump (exhaust means)
24 Gas tank (supply means)
26 Three-way valve (supply / exhaust means)
31 First arm 32 Hand means 33 Second arm (hand means)
34 Hand (hand means)
40 Rotation mechanism W Wafer P1 Rotation center position P2 Eccentric position

Claims

A wafer transfer system in which a transfer robot for transferring a wafer is housed in a transfer chamber and the transfer chamber is switched between a vacuum state and an atmospheric state,
A chamber chamber that is a cylindrical space is provided inside the transfer chamber, and a plurality of chamber gates for loading and unloading the wafer into and out of the chamber chamber are provided on the side surface of the transfer chamber,
An exhaust means for evacuating the chamber chamber and a supply means for supplying gas or air to the chamber chamber are provided in communication with the cylindrical chamber chamber,
A wafer transfer system comprising: a transfer robot provided with a first arm composed of a disk having a volume occupying 1/2 or more of the chamber chamber volume in the chamber chamber.

The transfer robot is
A rotation mechanism provided through the bottom surface of the transfer chamber in the chamber chamber;
The first arm rotatably connected to the rotation mechanism;
A second arm rotatably provided at a position eccentric with respect to the rotation center position on the upper surface of the first arm;
At least one hand that is rotatably provided on the tip end side of the second arm and places the wafer;
The wafer transfer system according to claim 1, comprising:

The transfer robot is
A rotation mechanism provided through the bottom surface of the transfer chamber in the chamber chamber;
The first arm which is a disk body rotatably connected to the rotation mechanism;
At least one hand which is rotatably provided at a position eccentric with respect to the rotation center position on the upper surface of the first arm, and on which the wafer is placed;
The wafer transfer system according to claim 1, comprising:

The wafer transfer system according to claim 1, wherein the transfer chamber includes a main body portion having at least four side surfaces, and at least two chamber gates are provided on the side surfaces of the main body portion.

The first arm is formed of a disc body having a hollow portion, and the rotation mechanism is engaged with the disc body having the hollow portion, and the second arm is rotated and expanded and contracted in the hollow portion inside the disc body. The wafer transfer system according to claim 2, wherein a part of the actuator is provided.

The actuator is
A first drive system connected to the center of the first arm for rotating the first arm and the hand;
A second drive system provided in the rotation mechanism and configured to rotate the second arm;
The wafer transfer system according to claim 5, further comprising:

The first arm is formed of a disc body having a hollow portion, and the rotation mechanism is engaged with the disc body having the hollow portion, and the actuator rotates and expands and contracts the hand in the hollow portion inside the disc body. The wafer transfer system according to claim 3, wherein a part of the wafer transfer system is provided.

The actuator is
A first drive system connected to the center of the first arm and rotating the first arm;
A second drive system provided in the rotation mechanism and configured to rotate the hand;
The wafer transfer system according to claim 7, further comprising:

A wafer processing apparatus using the wafer transfer system according to claim 1,
A front-end module that supplies a wafer stored in a wafer storage container to the wafer transfer system is directly connected to one chamber gate having the main body of the wafer transfer system,
A wafer processing apparatus, wherein a process apparatus for processing the wafer delivered from the wafer transfer system is connected to another chamber gate of the main body.