JP2022031288A - 搬送システム、搬送方法および搬送装置 - Google Patents

搬送システム、搬送方法および搬送装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の搬送効率を向上させること。【解決手段】搬送システムは、減圧雰囲気にて基板に対する処理を行う複数の処理室が側壁に設けられ、減圧雰囲気にて基板を搬送する搬送室を備える。搬送室は、搬送室内に固定され、基板を搬送する複数のロボットと、移動式バッファとを備える。移動式バッファは、基板を保持し、側壁とロボットとの間を側壁に沿う水平向きに移動する。ロボットは、ロボットといずれかの処理室との間に移動した移動式バッファと連携することによって移動式バッファと処理室との間で基板の受け渡しを行う。【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、搬送システム、搬送方法および搬送装置に関する。
従来、基板を保持するハンドを有するロボットを、減圧雰囲気化された搬送室内に配置し、搬送室の側壁に設けられた処理室に対して基板を搬送する搬送システムが知られている。
たとえば、搬送室の側壁に設けられた複数の処理室に対し、リニアモータによる駆動によって搬送室内を移動する移動式ロボットで基板を搬送する基板処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００８－０２８１７９号公報
しかしながら、上記した従来技術には、ロボットを移動式とすることによるコストの増加や、移動機構の複雑化による可用性の低下が懸念される。可用性が低下すると結果的に基板の搬送効率が低下してしまうため、処理前の基板および処理後の基板の搬送効率を向上させる観点からは改善の余地がある。
実施形態の一態様は、基板の搬送効率を向上させることができる搬送システム、搬送方法および搬送装置を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る搬送システムは、減圧雰囲気にて基板に対する処理を行う複数の処理室が側壁に設けられ、減圧雰囲気にて基板を搬送する搬送室を備える。搬送室は、搬送室内に固定され、基板を搬送する複数のロボットと、移動式バッファとを備える。移動式バッファは、基板を保持し、側壁とロボットとの間を側壁に沿う水平向きに移動する。ロボットは、ロボットといずれかの処理室との間に移動した移動式バッファと連携することによって移動式バッファと処理室との間で基板の受け渡しを行う。
実施形態の一態様に係る搬送方法は、減圧雰囲気にて基板に対する処理を行う複数の処理室が側壁に設けられ、減圧雰囲気にて基板を搬送する搬送室を用いる。搬送室は、搬送室内に固定され、基板を搬送する複数のロボットと、移動式バッファとを備える。移動式バッファは、基板を保持し、側壁とロボットとの間を側壁に沿う水平向きに移動する。ロボットは、ロボットといずれかの処理室との間に移動した移動式バッファと連携することによって移動式バッファと処理室との間で基板の受け渡しを行う。
実施形態の一態様に係る搬送装置は、複数のロボットと、移動式バッファと、コントローラとを備える。ロボットは、減圧雰囲気にて基板に対する処理を行う複数の処理室が側壁に設けられており減圧雰囲気にて基板を搬送する搬送室内に固定され、基板を搬送する。移動式バッファは、基板を保持し、搬送室内における側壁とロボットとの間を側壁に沿う水平向きに移動する。コントローラは、ロボットといずれかの前記処理室との間に移動した移動式バッファとを連携させることによって移動式バッファと処理室との間でロボットに基板の受け渡しを行わせる。
実施形態の一態様によれば、基板の搬送効率を向上させることができる搬送システム、搬送方法および搬送装置を提供することができる。
図１は、実施形態に係る搬送システムの概要を示す上面模式図である。 図２Ａは、ロードロック室の配置例その１を示す上面模式図である。 図２Ｂは、ロードロック室の配置例その２を示す上面模式図である。 図３は、実施形態に係る搬送システムの上面模式図である。 図４は、ロボットおよび移動式バッファの側面模式図である。 図５Ａは、ロボットの構成例その１を示す上面模式図である。 図５Ｂは、ロボットの構成例その２を示す上面模式図である。 図５Ｃは、ロボットの構成例その３を示す上面模式図である。 図５Ｄは、ロボットの構成例その４を示す上面模式図である。 図５Ｅは、ロボットの構成例その５を示す上面模式図である。 図６は、変形例その１に係る搬送システムの上面模式図である。 図７は、変形例その２に係る搬送システムの上面模式図である。 図８は、変形例その３に係る搬送システムの上面模式図である。 図９は、変形例その４に係る搬送システムの上面模式図である。 図１０は、ロボットおよび移動式バッファの変形例を示す図である。 図１１は、搬送装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、搬送装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図１３Ａは、多段式とした移動式バッファの斜視図である。 図１３Ｂは、移動式バッファおよび軌道の斜視図である。 図１４Ａは、搬送室の上面模式図である。 図１４Ｂは、搬送室の斜視模式図である。 図１５は、多段式とした移動式バッファの変形例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する搬送システム、搬送方法および搬送装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下に示す実施形態では、「直交」、「水平」、「鉛直」、「平行」、あるいは「対称」といった表現を用いるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度、処理精度、検出精度などのずれを許容するものとする。
まず、実施形態に係る搬送システム１の概要について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る搬送システム１の概要を示す上面模式図である。なお、図１は、搬送システム１を上方からみた模式図に相当する。
なお、図１には、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸、複数の処理室ＰＣが設けられる搬送室１００の側壁１００ｓｗに沿った向きをＸ軸、側壁１００ｓｗの法線向きをＹ軸とする３次元の直交座標系を示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。また、図１では、処理室ＰＣの正面に相当する線ＣＬを示している。線ＣＬは、側壁１００ｓｗの法線のうち、処理室ＰＣにおける基板Ｗ（破線の円参照）の中心を通る線（図１では、Ｙ軸に沿う線）に相当する。
図１に示すように、搬送室１００の外側には、減圧雰囲気にて基板Ｗに対する処理を行う複数の処理室ＰＣが側壁１００ｓｗに設けられている。ここで、処理室ＰＣが基板Ｗに対して行う処理としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの成膜処理や、エッチング処理などがある。なお、一般的に減圧雰囲気の環境を「真空」と呼ぶ場合もある。なお、図１に示した処理室ＰＣにおける２重線の辺は、開閉可能な開口に対応する。
搬送室１００は、処理室ＰＣと同様に室内が減圧雰囲気であり、室内には、複数のロボット１０と、移動式バッファ１１０とが配置され、両者が協働することで基板Ｗを搬送する。ロボット１０は、処理室ＰＣへ基板Ｗを入れたり、処理室ＰＣから基板Ｗを取り出したりといった基板Ｗの搬送を行う基板搬送機構であり、たとえば、水平多関節ロボット（スカラロボット）である。
ここで、ロボット１０は、搬送室１００の床１００ｆ（図４参照）などに固定された「固定式ロボット」であり、搬送室１００内を走行したり移動したりする「移動式ロボット」とは異なる。このように、ロボット１０は、搬送室１００内を移動しないので、ロボット１０に対する給電が容易であり、搬送室１００のクリーン化に寄与する。
移動式バッファ１１０は、基板Ｗを一時的に保持するバッファであり、側壁１００ｓｗと、ロボット１０との間を側壁１００ｓｗに沿う水平向きＤ１に移動する。たとえば、移動式バッファ１１０は、リニアモータなどによって非接触駆動される。なお、図１には、移動式バッファ１１０の移動経路ＭＬを参考のため示している。ここで、図１に示した側壁１００ｓｗは上面視で直線状であるので、水平向きＤ１や移動経路ＭＬは直線だが、側壁１００ｓｗが上面視で曲線状である場合には、水平向きＤ１や移動経路ＭＬも側壁１００ｓｗに沿った曲線としてもよい。
ロボット１０は、移動式バッファ１１０の移動と連携することによって移動式バッファ１１０と処理室ＰＣの間で基板Ｗの受け渡しを行う。具体的には、ロボット１０が基板Ｗを処理室ＰＣへ入れる場合には、処理前の基板Ｗを保持した移動式バッファ１１０がロボット１０の近傍へ移動する。ロボット１０は、移動式バッファ１１０から処理前の基板Ｗを取得し、取得した処理前の基板Ｗを処理室ＰＣへ入れる。
また、ロボット１０が基板Ｗを処理室ＰＣから取り出す場合には、空の（基板Ｗを保持していない）移動式バッファ１１０がロボット１０の近傍へ移動する。ロボット１０は、処理室ＰＣから処理後の基板Ｗを取り出し、取り出した処理後の基板Ｗを移動式バッファ１１０へ渡す。
なお、図１に示したように、複数のロボット１０をそれぞれ処理室ＰＣの正面に配置する場合には、移動式バッファ１１０も処理室ＰＣの正面に停止可能であることが好ましい（図１に示した破線の移動式バッファ１１０参照）。このようにすることで、処理室ＰＣに対するロボット１０による基板Ｗの出し入れにおける基板Ｗの移動距離を最小化することができ、搬送効率を高めることができる。また、ロボット１０の動作を簡略化することができるので、ロボット１０の構成も単純化され、低コスト化を図ることが可能となる。
このように、バッファを移動式の移動式バッファ１１０とすることで、ロボット１０を移動式とする場合に比べて移動対象を軽量化することができ、移動機構を簡素化することが可能となる。これにより、移動機構の稼働率が向上するので基板Ｗの搬送の可用性を高めることができ、基板Ｗの搬送効率を向上させることが可能となる。
近年、各処理室ＰＣにおける基板Ｗに対する処理時間は、基板Ｗに形成される半導体の多層化等によって長くなる傾向にあり、１つの搬送室１００あたりの処理室ＰＣの数を増やして単位時間あたりの基板Ｗの処理枚数を向上させることへのニーズがある。
したがって、搬送システム１のように、搬送室１００における基板Ｗの搬送効率を向上させることで、かかるニーズに応えることができる。また、ロボット１０を固定式とすることで、搬送室１００の低背化を図ることができ、搬送室１００の容積を削減することができる。これにより、搬送室１００の運用コストを削減することが可能となる。
なお、図１では、搬送室１００の一部のみを示したが、搬送室１００全体における処理室ＰＣ、ロボット１０、移動式バッファ１１０等の配置例については、図３等を用いて後述する。また、ロボット１０、移動式バッファ１１０の構成例については、図４等を用いて後述する。
ところで、図１に示したロボット１０は、搬送室１００における基板Ｗの出入口に相当するロードロック室にもアクセス可能であるが、搬送室１００の上面形状、ロードロック室や処理室ＰＣの配置には様々なバリエーションが存在する。
そこで、以下では、ロードロック室の配置例について図２Ａおよび図２Ｂを用いて説明しておく。なお、ロボット内蔵型のロードロック室の場合、内蔵ロボットが移動式バッファ１１０との間で基板Ｗの受け渡しが可能であれば、図１に示したロボット１０は、ロードロック室へアクセス可能であることを要しない。また、図１に示したように、ロボット１０と、移動式バッファ１１０とを含む装置を搬送装置５と呼ぶ場合がある。
図２Ａおよび図２Ｂは、ロードロック室ＬＬの配置例その１およびその２を示す上面模式図である。なお、図２Ａおよび図２Ｂでは、図１に示したロボット１０や移動式バッファ１１０の記載を省略している。また、図２Ａおよび図２Ｂでは、搬送室１００が上面視において矩形状であり、矩形の長辺に処理室ＰＣが設けられる場合を示している。このように、処理室ＰＣを矩形状の搬送室１００の長辺に配置することで、処理室ＰＣの数が増えた場合にも柔軟に搬送室１００を拡張していくことが可能となる。
なお、図２Ａおよび図２Ｂでは、矩形の長辺に相当する側壁１００ｓｗ（図１参照）を側壁１００ｓｗ１および側壁１００ｓｗ２のように、短辺に相当する側壁１００ｓｗを側壁１００ｓｗ３および側壁１００ｓｗ４のように、それぞれ記載している。また、図２Ａおよび図２Ｂでは、複数（ｎ個）の処理室ＰＣを処理室ＰＣ１～ＰＣｎのように記載している。
図２Ａは、複数の処理室ＰＣが設けられる側壁１００ｓｗ１にロードロック室ＬＬが設けられる場合である。ここで、ロードロック室ＬＬは、減圧雰囲気と大気圧雰囲気との間で内圧を変動させる。たとえば、基板Ｗ（図１参照）が外部から搬送室１００へ搬入される場合、ロードロック室ＬＬの内圧は大気圧雰囲気に調整され、ロードロック室ＬＬの外向きの開口である第１ポートが開放される。第１ポートを閉じた後、ロードロック室ＬＬの内圧は減圧雰囲気に調整され、搬送室１００側の開口である第２ポートが開放される。
図２Ｂは、複数の処理室ＰＣが設けられる側壁１００ｓｗ１（長辺）と隣り合う側壁１００ｓｗ３（短辺）にロードロック室ＬＬが設けられる場合である。このように、ロードロック室ＬＬは、処理室ＰＣが設けられる側壁１００ｓｗとは異なる側壁１００ｓｗに配置されてもよい。なお、図２Ｂでは、ロードロック室ＬＬが側壁１００ｓｗ３に設けられる場合を示したが、側壁１００ｓｗ４に設けられてもよい。
また、図２Ａおよび図２Ｂでは、搬送室１００が上面視において矩形状である場合を示したが、多角形状や円状など他の形状である場合であっても、図１に示した搬送システム１を適用することができる。以下では、搬送システム１の構成についてさらに詳細に説明する。
図３は、実施形態に係る搬送システム１の上面模式図である。図３に示すように、お互いに平行な側壁１００ｓｗ１および側壁１００ｓｗ２の対向する位置には、それぞれ４つずつの処理室ＰＣが設けられる。また、ロボット１０は、各処理室ＰＣにおける開口の正面であって、開口が向かい合う処理室ＰＣの中間位置にそれぞれ配置される。
具体的には、ロボット１０は、処理室ＰＣ１および処理室ＰＣ５の正面に１つ、処理室ＰＣ２および処理室ＰＣ６の正面に１つ、処理室ＰＣ３および処理室ＰＣ７の正面に１つ、処理室ＰＣ４および処理室ＰＣ８の正面に１つの計４つが配置される。
ロードロック室ＬＬは、側壁１００ｓｗ１および側壁１００ｓｗ２と平行ではない側壁１００ｓｗに配置されており、最もロードロック室ＬＬに近いロボット１０からアクセス可能である（ロードロック室ＬＬ１およびロードロック室ＬＬ２参照）。
つまり、複数のロボット１０のうち少なくとも１つは、移動式バッファ１１０と、処理室ＰＣまたはロードロック室ＬＬとの間で基板Ｗ（図１参照）の受け渡しを行う。このように、搬送室１００内のロボット１０がロードロック室ＬＬにもアクセスすることで、ロードロック室ＬＬ内に内蔵ロボットを設けることが不要となり、ロードロック室ＬＬの小型化を図ることができる。
図３に示したように、搬送室１００は、側壁１００ｓｗ１および側壁１００ｓｗ２と平行な「対称線」について対称な形状であるので、以下では、側壁１００ｓｗ１側（Ｙ軸正方向側）の構成について主に説明することとする。
図３に示したように、側壁１００ｓｗ１は、上面視で直線状であり、水平向きに並んだ複数の処理室ＰＣ（ＰＣ１～ＰＣ４）がそれぞれ設けられている。ロボット１０は、処理室ＰＣの並び向きに沿って設けられている。移動式バッファ１１０は、搬送室１００の床面などに固定される軌道１２０に沿って移動する。なお、移動式バッファ１１０と軌道１２０とをまとめて移動式バッファ１１０と呼ぶこととしてもよい。なお、移動式バッファ１１０および軌道１２０の構成については図４を用いて後述する。
軌道１２０は、直線状である直線軌道１２１を含む。このように、移動式バッファ１１０を直線軌道１２１に沿って移動させることで移動式バッファ１１０の位置精度を高めることができる。なお、図３では、対向する側壁１００ｓｗの双方に処理室ＰＣが設けられているため、直線軌道１２１を２つ示しているが、直線軌道は１つでも構わない。
また、複数の直線軌道１２１のうち少なくとも１つをいわゆる「複線」とすることとしてもよい。この場合、複線のそれぞれを移動する移動式バッファ１１０がお互いに干渉しないように高低差をつけることが好ましい。また、お互いに高さが異なる直線軌道１２１を隣接して配置することで「複線」とすることとしてもよい。
また、軌道１２０は、直線軌道１２１の両端のうち少なくとも一端に側壁１００ｓｗから遠ざかる向きに湾曲した湾曲部１２２を含んでもよい。直線軌道１２１の一端に湾曲部１２２を設けることで、移動式バッファ１１０の退避場所や、移動式バッファ１１０の位置をリセットするリセット場所として活用することができる。これにより、移動式バッファ１１０の可用性を高めることが可能となる。なお、湾曲部１２２は、直線軌道１２１の途中から分岐するものであってもよい。
なお、図３には、直線軌道１２１の両端にそれぞれ湾曲部１２２を有する軌道１２０を示している。また、以下では、湾曲部１２２が２つの直線軌道１２１をつなぐ場合などには、「湾曲部１２２」を「曲線軌道１２２」と呼ぶ場合もある。
図３に示したように、搬送室１００は、側壁１００ｓｗ１とロボット１０との間に設けられる直線軌道１２１と、側壁１００ｓｗ２とロボット１０との間に設けられる直線軌道１２１とを備える。また、それぞれの直線軌道１２１に沿って少なくとも１つの移動式バッファ１１０が移動する。このように、ロボット１０を挟むようお互いに平行な直線軌道１２１を設けることで、ロボット１０は、処理室ＰＣに近いほうの直線軌道１２１を移動する移動式バッファ１１０を利用することが可能となり、基板Ｗの移送に伴う基板Ｗの移動距離を短縮することできる。したがって、基板Ｗの搬送効率を高めることが可能となる。
ここで、図３に示した移動式バッファ１１０は、基板Ｗを保持する保持モジュール１１１と、連結モジュール１１５とを備える。連結モジュール１１５における水平向きの両端には、水平向きの回転を許容するジョイントＪを介して保持モジュール１１１がそれぞれ連結される。
このように、連結モジュール１１５の両端に保持モジュール１１１を連結することとしてもよい。このようにすることで、連結モジュール１１５の移動範囲が、仮に、直線軌道１２１に限定される場合であっても、保持モジュール１１１を直線軌道１２１の端部に設けられた湾曲部１２２に移動させることができる。なお、移動式バッファ１１０が直線軌道１２１を移動すれば足りる場合には、ジョイントＪを回転しないタイプとしたり、ジョイントＪ自体を省略して保持モジュール１１１と連結モジュール１１５とをお互いに固定して一体的としたりすることとしてもよい。
たとえば、移動式バッファ１１０は、連結モジュール１１５が直線軌道１２１にある状態で、保持モジュール１１１を湾曲部１２２に沿わせてロードロック室ＬＬ１の正面に移動させることができる。なお、移動式バッファ１１０は、連結されたいずれかの保持モジュール１１１を処理室ＰＣ（ＰＣ１～ＰＣ４）の正面に移動させることもできる。
また、図３に示したように、各処理モジュールＰＣの開口には一対の基板検出センサＳが設けられており、基板Ｗにおける外周の少なくとも２点を検出することで、処理室ＰＣに搬送される基板Ｗの中心位置を算出することができる。これにより、基板Ｗと、基板Ｗを搬送するロボット１０との位置ずれを検出することができ、ロボット１０の動作を補正することで処理室ＰＣ内の正規位置に基板Ｗを移動させることが可能となる。なお、基板検出センサＳを搬送室１００の床面や天面に設けることとしてもよい。
複数のロボット１０のうちロードロック室ＬＬに最も近いロボット１０は、ロードロック室ＬＬ１、ロードロック室ＬＬ２、処理室ＰＣ１および処理室ＰＣ５にアクセス可能である。また、その他のロボット１０は、対向する処理室ＰＣにそれぞれアクセス可能である（処理室ＰＣ２および処理室ＰＣ６、処理室ＰＣ３および処理室ＰＣ７、処理室ＰＣ４および処理室ＰＣ８）。なお、上記したように、移動式バッファ１１０の保持モジュール１１１は、各処理室ＰＣ（ＰＣ１～ＰＣ８）の正面にそれぞれ移動可能である。
次に、ロボット１０および移動式バッファ１１０の構成例について図４を用いて説明する。図４は、ロボット１０および移動式バッファ１１０の側面模式図である。なお、図４は、図１に示したロボット１０および移動式バッファ１１０をＸ軸正方向からみた側面模式図である。
まず、ロボット１０の構成例について説明する。図４に示したように、ロボット１０は、第１アーム１１と、第２アーム１２と、ハンド１３と、昇降機構１５と、フランジＦと、ベース部Ｂとを備える。
なお、ロボット１０のベース部Ｂは、搬送室１００における床１００ｆを貫通して搬送室１００外に突出している。また、フランジＦは、床１００ｆの上面でロボット１０を支持するとともに搬送室１００の気密性を保持する。このように、ロボット１０のベース部Ｂを搬送室１００から突出させることで、搬送室１００の容積を削減することができる。また、搬送室１００外からのロボット１０への給電や、アクセスを容易に行うことができる。
昇降機構１５は、第１アーム１１の基端側を第１回転軸ＡＨ１まわりに回転可能に支持するとともに、昇降軸ＡＶに沿って昇降する。なお、昇降機構１５自体を第１回転軸ＡＨ１まわりに回転させることとしてもよい。第１アーム１１は、第２アーム１２の基端部を第２回転軸ＡＨ２まわりに回転可能に先端部で支持する。第２アーム１２は、ハンド１３の基端部を第３回転軸ＡＨ３まわりに回転可能に先端部で支持する。ハンド１３は、たとえば、図１や図３に示したように、先端側が二股にわかれたフォーク部を有しており、上面側で基板Ｗを支持する。なお、ハンド１３が複数の基板Ｗを多段に保持することとしてもよい。
ここで、水平アームに相当する第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３は、第１回転軸ＡＨ１、第２回転軸ＡＨ２および第３回転軸ＡＨ３まわりにそれぞれ独立して旋回することとしてもよい。また、第１回転軸ＡＨ１まわりの第１アーム１１の旋回に従動して第２アーム１２およびハンド１３が旋回することとしてもよい。
それぞれ独立して旋回する場合の駆動源（アクチュエータ）は３つであり、従動して旋回する場合の駆動源は１つまたは２つとなる。なお、ロボット１０は、昇降機構１５の昇降用にもう１つの駆動源を要する。ここで、ロボット１０の軸構成にはバリエーションがあるが、詳細については、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄを用いて後述する。
次に、移動式バッファ１１０の構成例について説明する。移動式バッファ１１０は、基板Ｗを保持する保持モジュール１１１と、駆動モジュール１１２とを備える。ここで、図４に示した駆動モジュール１１２は、ムービングマグネット方式のリニアモータにおける移動子に対応する。このため、以下では、「駆動モジュール１１２」を「移動子１１２」と呼ぶ場合もある。ここで、リニアモータは、ムービングマグネット方式に限らず、インダクション式（誘電式）とすることとしてもよい。本実施形態では、ムービングマグネット方式、すなわち、移動子１１２が永久磁石を含む場合について説明するが、移動子１１２を、誘電電流が流れることによって移動する素材で形成することとしてもよい。
また、軌道１２０は、リニアモータにおける固定子に対応する固定子１２０ａと、ガイド１２０ｂとを備える。なお、本実施形態では、リニアモータによる駆動力によって移動式バッファ１１０が軌道１２０に対して移動する場合について説明するが、接触式であってもよく、磁気浮上式やエア浮上式などの非接触式であってもよい。ガイド１２０ｂは、水平面などの面内における直線運動や曲線運動を案内する支持部材である。図４に示した場合、ガイド１２０ｂは、移動式バッファ１１０に対してＸ軸に沿う向きの直線移動を案内する。
このように、移動式バッファ１１０の駆動モジュール１１２は、軌道１２０に含まれる固定子１２０ａによって非接触駆動される。たとえば、固定子１２０ａは、巻線を樹脂等でモールドし、モールドの表面を膜状の金属で覆うことによって形成される。かかる金属膜はキャンとも呼ばれ、樹脂等から発生するガスを内部に閉じ込める。このように、移動式バッファ１１０をムービングマグネット方式の非接触駆動とすることで搬送室１００のクリーン化に寄与する。また、固定子１２０ａへの給電を搬送室１００の床１００ｆを介して行うことができるので、この点でも搬送室１００のクリーン化に寄与することができる。
図４に示したように、基板Ｗが移動式バッファ１１０によって保持されている場合には、ロボット１０は、ハンド１３を上昇させることで基板Ｗをすくい上げるように受け取る。逆に、基板Ｗがハンド１３によって保持されている場合には、ロボット１０は、ハンド１３を下降させることで基板Ｗを移動式バッファ１１０へ渡す。
なお、上面視における保持モジュール１１１の位置は、軌道１２０における固定子１２０ａの電流や電圧の変化や、ガイド１２０ｂに適宜設けられる位置センサの検出結果に基づいて取得することができる。
次に、ロボット１０の構成例について、図５Ａ～図５Ｄを用いて説明する。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄは、ロボット１０の構成例その１、その２、その３およびその４を示す上面模式図である。
図５Ａに示したロボット１０は、鉛直向きに１自由度で水平向きに２自由度の３自由度のロボットである第１ロボット１０Ａである。なお、図５Ａでは、昇降軸ＡＶと、第１回転軸ＡＨ１とを同軸として示しているが、同軸でなくてもよい。水平アームである第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３は、ハンド１３の姿勢を保持したまま基板中心ＣＷが第１回転軸ＡＨ１の放射方向に移動するように協調動作する。
つまり、第１アーム１１を第１回転軸ＡＨ１まわりに旋回させる駆動力と伝達機構とによって、第２アーム１２は第２回転軸ＡＨ２まわりに、ハンド１３は第３回転軸ＡＨ３まわりに、それぞれ従動して旋回する。なお、伝達機構としては、ベルト、ギア、リンク機構などがある。また、「基板中心ＣＷ」とは、ハンド１３が正規位置で基板Ｗを保持した場合の基板Ｗの中心位置を指す。
このように、第１ロボット１０Ａは、第１回転軸ＡＨ１、第３回転軸ＡＨ３および基板中心ＣＷを通る直線の角度θを一定に保ったまま、第１回転軸ＡＨ１から基板中心ＣＷまでの距離ｒを変化させる。ここで、角度θは、任意の角度とすることができる。このように、第１ロボット１０Ａは、鉛直向きに１自由度で水平向きに２自由度の３自由度のロボット１０である。なお、以下では、第１ロボット１０Ａを「ＲθＺロボット」と呼ぶ場合がある。
ＲθＺロボットである第１ロボット１０Ａをロボット１０として用いることで、ロボット１０を４自由度以上とする場合よりも、ロボット１０の低コスト化を図ることができる。なお、ロボット１０として第１ロボット１０Ａを用いる場合には、第１ロボット１０Ａは、処理室ＰＣやロードロック室ＬＬの正面に配置される。言い換えれば、ロボット１０を処理室ＰＣやロードロック室ＬＬの正面に配置することで、ロボット１０を３自由度のＲθＺロボットとすることができる。
図５Ｂに示したロボット１０は、鉛直向きに１自由度で水平向きに３自由度以上の４自由度以上のロボットである第２ロボット１０Ｂである。なお、図５Ｂでは、昇降軸ＡＶと、第１回転軸ＡＨ１とを同軸として示しているが、同軸でなくてもよい。水平アームである第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３は、図５Ａに示した第１ロボット１０Ａとは異なり、第１回転軸ＡＨ１、第２回転軸ＡＨ２および第３回転軸ＡＨ３まわりにそれぞれ独立して旋回する。
このように、第２ロボット１０Ｂは、水平向きについて少なくとも１つの冗長軸を有しているので、基板中心ＣＷを任意の経路で移動させることができる。したがって、ロボット１０として第２ロボット１０Ｂを用いる場合には、第２ロボット１０Ｂは、処理室ＰＣやロードロック室ＬＬの正面に配置されることを要しない。言い換えれば、ロボット１０を処理室ＰＣやロードロック室ＬＬの正面に配置しなくとも、処理室ＰＣやロードロック室ＬＬに対して基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
図５Ｃに示したロボット１０は、図５Ａに示した第１ロボット１０Ａの水平アームを双腕とする第３ロボット１０Ｃである。つまり、第３ロボット１０Ｃは、水平向きに２自由度のアームを双腕とし、さらに、鉛直向きに１自由度を有する。具体的には、２つの第１アーム１１の基端側は台座Ｐによって支持され、台座Ｐは、昇降軸ＡＶに沿って昇降するとともに、回転軸ＡＨ０まわりに回転する。なお、図５Ｃには、図５Ａに示した第１ロボット１０Ａの水平アームを双腕とする場合を示したが、図５Ｂに示した第２ロボット１０Ｂの水平アームを双腕とすることとしてもよい。また、回転軸ＡＨ０を省略することとしてもよい。
図５Ｄに示した第３ロボット１０Ｃは、図５Ｃに示した第３ロボット１０Ｃの変形例である。図５Ｄに示した第３ロボット１０Ｃは、昇降軸ＡＨ０と、双腕における２つの第１回転軸ＡＨ１とを同軸とした点で、図５Ｃに示した第３ロボット１０Ｃとは異なる。このようにすることで、第３ロボット１０Ｃのコンパクト化を図ることができ、搬送室１００の容積を低減することが可能となる。なお、図５Ｄに示した双腕における各腕の上下関係を逆にすることとしてもよい。また、回転軸ＡＨ０を省略してもよい点は図５Ｃに示した第３ロボット１０Ｃと同様である。
図５Ｅに示したロボット１０は、鉛直向きに１自由度で水平向きに１自由度の２自由度のロボット１０Ｄである。ロボット１０Ｄは、スライダ１６と、ダブルフォークハンド１７とを備える。スライダ１６は、基板Ｗを保持するフォーク部を背中合わせに２つ結合したダブルフォークハンド１７を、水平向きに移動可能に支持する。
なお、ロボット１０Ｄは、鉛直軸まわりの回転軸を有しないので、ダブルフォークハンド１７の向きを変更することはできない。このため、ロボット１０Ｄは、ダブルフォークハンド１７のスライド向き（図５ＤではＹ軸方向）の延長線上で対向する処理室ＰＣのそれぞれ正面となる位置に配置される。
次に、図３に示した搬送システム１の変形例について図６～図９を用いて説明する。図６～図９は、変形例その１～その４に係る搬送システム１の上面模式図である。なお、以下では、図３に示した搬送システム１とは異なる点について主に説明し、共通する点については適宜説明を省略することとする。
図６に示した搬送システム１は、軌道１２０の形状がいわゆる「Ｕ字形状」である点で、図３に示した搬送システム１とは異なる。具体的には、軌道１２０は、一対の直線軌道１２１の一端側同士が、曲線軌道１２２（湾曲部１２２）で繋がれている。したがって、各移動式バッファ１１０は、曲線軌道１２２を経由し、一方の直線軌道１２１から他方の直線軌道１２１まで移動することが可能である。なお、図６には、移動式バッファ１１０を３つ示しているが、１つ以上の任意の個数とすることができる。
また、図６に示した搬送システム１は、各移動式バッファ１１０が非連結式である点で、図３に示した搬送システム１とは異なる。したがって、各移動式バッファ１１０は、それぞれが軌道１２０に沿ってそれぞれ独立して移動することが可能である。なお、図６には、移動式バッファ１１０を３つ示しているが、１つ以上の任意の個数とすることができる。
また、図６では、ロボット１０（図３参照）として、図５Ａに示した第１ロボット１０Ａ（ＲθＺロボット）が配置される場合を示している。なお、処理室ＰＣおよびロードロック室ＬＬと、各第１ロボット１０Ａとの位置関係は、図３に示したロボット１０の場合と同様である。ところで、図３に示したロボット１０は、図５Ａ～図５Ｄにそれぞれ示した第１ロボット１０Ａ～ロボット１０Ｄの中から処理室ＰＣおよびロードロック室ＬＬとの位置関係に応じて適宜選択することができる。
図７に示した搬送システム１は、軌道１２０の形状がいわゆる「環状」である点、各移動式バッファ１１０が非連結式である点で、図３に示した搬送システム１とは異なる。具体的には、軌道１２０は、一対の直線軌道１２１の一端側同士および他端側同士が、曲線軌道１２２（湾曲部１２２）でそれぞれ繋がれている。したがって、各移動式バッファ１１０は、それぞれが独立して環状の軌道１２０を周回することが可能である。なお、図７には、移動式バッファ１１０を４つ示しているが、１つ以上の任意の個数とすることができる点は図６に示した搬送システム１と同様である。
また、図７では、ロードロック室ＬＬに最も近いロボット１０として図５Ａに示した第１ロボット１０Ａ（ＲθＺロボット）が、その他のロボット１０として図５Ｄに示したロボット１０Ｄが、それぞれ配置される場合を示している。
なお、第１ロボット１０Ａは、２つのロードロック室ＬＬおよび対向する２つの処理室ＰＣにそれぞれアクセス可能である。また、各ロボット１０Ｄは、対向する２つの処理室ＰＣにアクセス可能である。なお、ロボット１０Ｄの代わりに第１ロボット１０Ａや第２ロボット１０Ｂを用いることとしてもよい。
図８に示した搬送システム１は、軌道１２０の形状がいわゆる「環状」である点、および、移動式バッファ１１０が環状の軌道１２０に沿って連結されている点で図３に示した搬送システム１とは異なる。具体的には、移動式バッファ１１０は、保持モジュール１１１と保持モジュール１１１との間に複数の連結モジュール１１５を有しており、水平向きの回転を許容するジョイントＪでお互いに連結されて環状となっている。
環状の移動式バッファ１１０が環状の軌道１２０に沿って移動（周回）することで、いずれかの保持モジュール１１１を、いずれかの処理室ＰＣ、あるいは、いずれかのロードロック室ＬＬの正面に移動させることができる。なお、図８では、保持モジュール１１１を５つ示しているが、１つ以上の任意の個数とすることができる。また、図８では、保持モジュール１１１と保持モジュール１１１との間の連結モジュール１１５を３つ示しているが、移動式バッファ１１０を環状とすることを条件に、１つ以上の任意の個数とすることができる。
また、図８には環状に連結された移動式バッファ１１０を示したが、非環状に連結された移動式バッファ１１０を複数設けることとしてもよい。この場合、各移動式バッファ１１０は、お互いに独立して移動することができる。なお、すべてのロボット１０（図３参照）が、第１ロボット１０Ａである点は、図６に示した搬送システム１と同様である。
図９に示した搬送システム１は、軌道１２０の形状がいわゆる「環状」である点、各移動式バッファ１１０が非連結式である点、および、ロボット１０（図３参照）の個数が少ない点で図３に示した搬送システム１とは異なる。なお、軌道１２０の形状がいわゆる「環状」である点、各移動式バッファ１１０が非連結式である点は、図７に示した搬送システム１と同様であるので、以下では、ロボット１０の個数が少ない点について説明する。
具体的には、ロボット１０は、ロードロック室ＬＬに近い方から、図５Ａに示した第１ロボット１０Ａ、図５Ｂに示した第２ロボット１０Ｂおよび図５Ｄに示したロボット１０Ｄである。ここで、第１ロボット１０Ａは、ロードロック室ＬＬ１、ロードロック室ＬＬ２、処理室ＰＣ１および処理室ＰＣ５にアクセス可能である。また、第２ロボット１０Ｂは、処理室ＰＣ２、処理室ＰＣ３、処理室ＰＣ６および処理室ＰＣ７にアクセス可能である。また、ロボット１０Ｄは、処理室ＰＣ４および処理室ＰＣ８にアクセス可能である。
このように、ロボット１０として、鉛直向きに１自由度で水平向きに３自由度以上の４自由度以上のロボットである第２ロボット１０Ｂを用いることで、アクセス可能な処理室ＰＣの個数が増えるので、ロボット１０の個数を削減することができる。なお、図９に示した第１ロボット１０Ａや、ロボット１０Ｄに代えて第２ロボット１０Ｂを用いることとしてもよい。
また、図９に示した第１ロボット１０Ａに代えて双腕ロボットである第３ロボット１０Ｃを用いることとしてもよい。このように、ロードロック室ＬＬにアクセスするロボット１０として双腕ロボットである第３ロボット１０Ｃを用いることで、搬送処理のボトルネックとなりやすいロードロック室ＬＬへのアクセスを迅速に行うことができ、基板Ｗの搬送効率を向上させることができる。
次に、図４に示したロボット１０および移動式バッファ１１０の変形例について図１０を用いて説明する。図１０は、ロボット１０および移動式バッファ１１０の変形例を示す図である。なお、図１０は、図４と同様の側面模式図である。ここで、図１０に示したロボット１０および移動式バッファ１１０は、ロボット１０が昇降機構を有しない第４ロボット１０Ｅであり、代わりに移動式バッファ１１０が昇降機構を有する移動式バッファ１１０Ａである点で図４とは異なる。そこで、以下では、図４とは異なる点について主に説明することとする。
図１０に示したように、第４ロボット１０Ｅは、図４に示したロボット１０から昇降軸ＡＶおよび昇降機構１５を省略しているので、水平向きに２自由度の２自由度のロボットである。また、昇降軸ＡＶおよび昇降機構１５を省略することで、ベース部Ｂの高さが、図４に示したロボット１０よりも低く抑えられている。一方、移動式バッファ１１０Ａは、鉛直向きのリフト軸ＡＬに沿って昇降するリフト式保持モジュール１１１ｓを備える。
このように、ロボット１０から昇降機構を省略することで、搬送室１００の低背化を図ることができる。また、ロボット１０の構成を簡略化することで、ロボット１０の可用性を高めることができる。
ところで、リフト式保持モジュール１１１ｓを駆動させる駆動源（アクチュエータ）には、軌道１２０を介した非接触給電によって直流の給電が行われる。このように、移動式バッファ１１０Ａに対して非接触給電を行うこととすれば、重量センサや光学センサなどのセンサ、無線通信式のカメラ等の機器を移動式バッファ１１０Ａに搭載することができる。
したがって、基板Ｗの有無や形状、重量、位置などを、移動式バッファ１１０Ａに基板Ｗに載置されている間に検出することが可能となる。なお、直流の給電は、交流の給電よりも低コストであるので、低コスト化に寄与する。
図１０に示したように、基板Ｗが移動式バッファ１１０Ａによって保持されている場合には、移動式バッファ１１０Ａは、リフト式保持モジュール１１１ｓを下降させることで基板Ｗを第４ロボット１０Ｅのハンド１３へ渡す。逆に、基板Ｗが第４ロボット１０Ｅのハンド１３によって保持されている場合には、基板Ｗの下方からリフト式保持モジュール１１１ｓを上昇させることで基板Ｗをすくい上げるように受け取る。
なお、図５Ａに示した第１ロボット１０Ａ、図５Ｂに示した第２ロボット１０Ｂ、図５Ｃに示した第３ロボット１０Ｃおよび図１０に示した第４ロボット１０Ｅを単にロボット１０と呼ぶこととしてもよい。また、図１０に示したリフト式モジュール１１１ｓを含んだ移動式バッファ１１０Ａを用いる場合には、図１～図９に示したロボット１０から昇降機構１５（図４参照）を省略することとしてもよい。
次に、図１に示した搬送装置５の構成について図１１を用いて説明する。図１１は、搬送装置５の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、搬送装置５は、ロボット１０と、移動式バッファ１１０と、コントローラ２０とを備える。また、ロボット１０および移動式バッファ１１０は、コントローラ２０に接続されている。なお、ロードロック室ＬＬおよび処理室ＰＣもコントローラ２０に接続されており情報のやり取りが可能である。
コントローラ２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。制御部２１は、取得部２１ａと、動作制御部２１ｂとを備える。記憶部２２は、教示情報２２ａを記憶する。なお、図１１には、説明を簡略化するために、１台のコントローラ２０を示したが、複数台のコントローラ２０を用いることとしてもよい。この場合、各コントローラを束ねる上位のコントローラを設けることとしてもよい。たとえば、ロボット１０が接続されるコントローラと、移動式バッファ１１０が接続されるコントローラとを別体とし、各コントローラを束ねる上位のコントローラを設けることとしてもよい。
ここで、コントローラ２０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２１の取得部２１ａおよび動作制御部２１ｂとして機能する。
また、取得部２１ａおよび動作制御部２１ｂの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。
また、記憶部２２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報２２ａを記憶することができる。なお、コントローラ２０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。さらに、上記したように、コントローラ２０を複数台のお互いに通信可能な装置として構成してもよく、上位または下位の装置と通信可能な階層式の装置として構成してもよい。
制御部２１は、ロードロック室ＬＬや処理室ＰＣからアクセス要求などのトリガ情報を取得するとともに、ロボット１０と、移動式バッファ１１０との動作制御を行う。なお、コントローラ２０が複数台で構成される場合には、制御部２１は、複数のコントローラ２０間の同期をとる処理を併せて行うこととしてもよい。
取得部２１ａは、ロードロック室ＬＬや処理室ＰＣからアクセス要求などのトリガ情報を取得する。そして、取得部２１ａは、取得した情報に基づき、ロボット１０および移動式バッファ１１０の動作タイミングや動作内容を決定し、決定した動作タイミングや動作内容を動作制御部２１ｂへ通知する。
たとえば、取得部２１ａは、ロードロック室ＬＬに外部から基板Ｗが搬入されたタイミングを取得し、取得したタイミングに基づいてロボット１０および移動式バッファ１１０を協調動作させるように動作制御部２１ｂへ指示する。また、取得部２１ａは、基板Ｗに対する処理が完了するタイミングを処理室ＰＣから取得し、取得したタイミングに基づいてロボット１０および移動式バッファ１１０を協調動作させるように動作制御部２１ｂへ指示する。
動作制御部２１ｂは、取得部２１ａからの指示および教示情報２２ａに基づいてロボット１０および移動式バッファ１１０を動作させる。また、動作制御部２１ｂは、ロボット１０および移動式バッファ１１０の動力源である回転式モータやリニアモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどしてロボット１０および移動式バッファ１１０の動作精度を向上させる。
教示情報２２ａは、ロボット１０および移動式バッファ１１０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット等の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。なお、図３等に示したように、線対称などの規則的な位置に各ロボットを配置する場合には、教示データを共用したり、反転利用したりすることが可能となる。したがって、搬送装置５によれば、かかる教示データを含んだ教示情報２２ａの生成の手間とコストとを抑制することができる。
次に、図１に示した搬送装置５が実行する処理手順の一例について図１２を用いて説明する。図１２は、搬送装置５が実行する処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、コントローラ２０の取得部２１ａがロードロック室ＬＬへの基板Ｗの格納通知を取得すると（ステップＳ１０１）、コントローラ２０の動作制御部２１ｂによって動作制御される移動式バッファ１１０がロードロック室ＬＬの正面へ移動する（ステップＳ１０２）。
そして、コントローラ２０の動作制御部２１ｂによって動作制御されるロボット１０がロードロック室ＬＬから移動式バッファ１１０へ基板Ｗを移載する（ステップＳ１０３）。つづいて、基板Ｗを移載された移動式バッファ１１０が処理室ＰＣの正面へ移動し（ステップＳ１０４）、ロボット１０が、移動式バッファ１１０から処理室ＰＣへ基板Ｗを移載する（ステップＳ１０５）。
また、コントローラ２０の取得部２１ａが処理室ＰＣにおける基板Ｗに対する処理の完了通知を取得すると（ステップＳ１０６）、移動式バッファ１１０が処理室ＰＣの正面へ移動する（ステップＳ１０７）。つづいて、ロボット１０が処理室ＰＣから移動式バッファ１１０へ基板Ｗを移載する（ステップＳ１０８）。
そして、基板Ｗを移載された移動式バッファ１１０がロードロック室ＬＬの正面へ移動し（ステップＳ１０９）、ロボット１０が移動式バッファ１１０からロードロック室ＬＬへ基板Ｗを移載し（ステップＳ１１０）、処理を終了する。
なお、図１２では、説明をわかりやすくするために、ステップＳ１０１およびステップＳ１０６の取得処理をそれぞれトリガとする処理が直列的に実行される場合を示したが、取得処理をトリガとする各処理を並列的に行うこととしてもよい。たとえば、ロードロック室ＬＬとの基板Ｗの受け渡しと、処理室ＰＣとの基板Ｗの受け渡しとを並行して実行することとしてもよい。
また、複数の移動式バッファ１１０を並行して移動させることで複数の基板Ｗをそれぞれ独立して移動させることとしてもよく、移動式バッファ１１０が複数の基板Ｗを保持することで、処理前の基板Ｗと処理後の基板Ｗとを同時に移動させることとしてもよい。
以下では、基板Ｗを多段に保持する移動式バッファ１１０と、多段式バッファ１１０を用いた搬送室１００の例について図１３Ａ～図１５を用いて説明する。まず、多段式とした移動式バッファ１１０について図１３Ａおよび図１３Ｂを用いて説明する。図１３Ａは、多段式とした移動式バッファ１１０の斜視図である。なお、以下では、２段式の移動式バッファ１１０について説明するが、段数を３段以上としてもよい。
図１３Ａに示すように、移動式バッファ１１０は、保持モジュール１１１と駆動モジュール１１２とを備える。保持モジュール１１１は、支持部１１１ａと、屈曲部１１１ｂと、保持部１１１ｃ１と、保持部１１１ｃ２とを備える。支持部１１１ａは上方へ延伸し、上端側で屈曲部１１１ｂを支持する。屈曲部１１１ｂは、移動式バッファ１１０の移動向きである水平向きＤ１（図１参照）に支持部１１１ａから突出している。
具体的には、屈曲部１１１ｂは、支持部１１１ａの上面と上面が面一となるように、支持部１１１ａから水平向きＤ１に沿って突出する部位である突出部１１１ｂ１と、突出部１１１ｂ１から上方へ屈曲した部位である支柱部１１１ｂ２とを備える。さらに、屈曲部１１１ｂは、支柱部１１１ｂ２から支持部１１１ａへ水平向きＤ１に沿って戻る向きに屈曲する部位である折返し部１１１ｂ３を備える。なお、折返し部１１１ｂ３の先端は、上面視で支柱部１１１ａから突出しない。
保持部１１１ｃ１および保持部１１１ｃ２は、基板Ｗ（図１参照）を保持する部材であり、屈曲部１１１ｂによって支持される。具体的には、１段目に相当する保持部１１１ｃ１は、支持部１１１ａの上面および屈曲部１１１ｂの突出部１１１ｂ１の上面によって支持される。２段目に相当する保持部１１１ｃ２は、折返し部１１１ｂ３の上面によって支持される。なお、保持部１１１ｃ１および保持部１１１ｃ２は、基端側が屈曲部１１１ｂによって支持されており、先端側が二股に分かれている。また、保持部１１１ｃ１と保持部１１１ｃ２との間隔は、ロボット１０（図４参照）のハンド１３が侵入可能な大きさである。
このように、図１３Ａに示した保持モジュール１１１は、１段目に載置される基板Ｗとの干渉を防ぐように屈曲する屈曲部１１１ｂを備えている。また、屈曲部１１１ｂは、支柱部１１１ｂ２がない側（Ｘ軸負方向側）が開放された片持ち形状を有している。したがって、ロボット１０（図４参照）によって保持された基板ＷがＹ軸に沿って屈曲部１１１ｂまで侵入している場合であっても、移動式バッファ１１０は、ロボット１０の昇降動作を回避することができる。具体的には、支柱部１１１ｂ２がある側（Ｘ軸正方向側）へ移動することでロボット１０の昇降動作を回避することが可能である。
なお、図１３Ａには、Ｙ軸負方向からみて右側（Ｘ軸正方向側）に屈曲部１１１ｂが突出する移動式バッファ１１０を示したが、左側（Ｘ軸負方向側）に屈曲部１１１ｂが突出するようにしてもよい。このようにすることで、上記した回避動作の向きを逆向き（Ｘ軸負方向側）とすることができる。
駆動モジュール１１２は、移動モジュール１１１を支持する。なお、駆動モジュール１１２は、水平向きＤ１に沿って延伸する２つの凹部１１２ｒを底面に有する。かかる凹部１１２ｒは、軌道１２０（図３参照）における後述する２つの凸部１２０ｒ（図１３Ｂ参照）にそれぞれ対応する。
図１３Ｂは、移動式バッファ１１０および軌道１２０の斜視図である。図１３Ｂには、基板Ｗを保持した状態の移動式バッファ１１０を示している。なお、図１３Ｂでは、１段目に相当する保持部１１１ｃ１によって保持される基板Ｗを破線で、２段目に相当する保持部１１１ｃ２によって保持される基板Ｗを実線でそれぞれ示している。
図１３Ｂに示すように、保持部１１１ｃ１によって保持される基板Ｗは、屈曲部１１１ｂにおける貫通空間に達していることがわかる。なお、軌道１２０は、水平向きＤ１に沿って延伸する２つの凸部１２０ｒを上面に有する。２つの凸部１２０ｒは、上記した駆動モジュール１１２の２つの凹部１１２ｒ（図１３Ａ参照）にそれぞれ対応する。
次に、図１３Ａおよび図１３Ｂに示した移動式バッファ１１０が設けられる搬送室１００について図１４Ａおよび図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ａは、搬送室１００の上面模式図であり、図１４Ｂは、搬送室１００の斜視模式図である。なお、図１４Ａおよび図１４Ｂでは、図３等に示した処理室ＰＣやロードロック室ＬＬの記載を省略しており、代わりに、搬送室１００の側壁１００ｓｗに設けられ、処理室ＰＣやロードロック室ＬＬに連通する連通口１０１を記載している。
また、図１４Ａおよび図１４Ｂでは、図３と同様に４つ設けられるロボット１０を区別するために、ロードロック室ＬＬに近いほうからロボット１０－１、ロボット１０－２のように記載している。また、上記した連通口１０１についても同様に、側壁１００ｓｗ１については連通口１０１－１、連通口１０１－２のように、側壁１００ｓｗ２については連通口１０１－５、連通口１０１－６のように記載している。
また、側壁１００ｓｗ１寄りに設けられる移動式バッファ１１０（図１３Ａ参照）については移動式バッファ１１０－１、側壁１００ｓｗ２寄りに設けられる移動式バッファ１１０については移動式バッファ１１０－２のように記載する。また、軌道１２０についても同様に、軌道１２０－１、軌道１２０－２のように記載する。なお、図１４Ｂは、図１４Ａに示した構成をわかりやすく示すために斜視図として示したものであるため、以下では、図１４Ａを用いて搬送室１００について説明することとする。
図１４Ａに示すように、移動式バッファ１１０－１は、図１３Ａに示した移動式バッファ１１０と同様に、ロボット１０からみて屈曲部１１１ｂ（図１３Ａ参照）が右側（Ｘ軸正方向側）へ突出している。このため、基板Ｗを保持したハンド１３を移動式バッファ１１０に近づけた姿勢のロボット１０を右側（Ｘ軸正方向側）へ移動することで回避する。すなわち、図１４Ａに示したように、移動式バッファ１１０－１が連通口１０１－１の正面に位置する場合、移動式バッファ１１０－１は、ロボット１０－１をＸ軸正方向へ移動することで回避する。
したがって、軌道１２０－１の一端側（Ｘ軸負方向側）を連通口１０１－９側へ延伸させることを要しない。逆に、移動式バッファ１１０－１が連通口１０１－４の正面に位置する場合には、ロボット１０－４をＸ軸正方向へ回避する必要があるため、軌道１２０－１の他端側（Ｘ軸正方向側）を図１４Ａに示したように、Ｘ軸正方向側へ延伸させておく必要がある。
これに対し、移動式バッファ１１０－２は、図１３Ａに示した移動式バッファ１１０とは異なり、ロボット１０からみて屈曲部１１１ｂ（図１３Ａ参照）が左側へ突出している。このため、基板Ｗを保持してハンド１３を移動式バッファ１１０に近づけた姿勢のロボット１０を左へ移動することで回避する。ただし、移動式バッファ１１０－１は、移動式バッファ１１０－２とＸ軸と平行な線について対称となるように設けられる。
このため、図１４Ａに示したように、移動式バッファ１１０－２が連通口１０１－５の正面に位置する場合、移動式バッファ１１０－２は、移動式バッファ１１０－１と同様に、ロボット１０－１をＸ軸正方向へ移動することで回避することができる。したがって、軌道１２０－２の一端側（Ｘ軸負方向側）を連通口１０１－１０側へ延伸させることを要しない。逆に、移動式バッファ１１０－２が連通口１０１－８の正面に位置する場合には、ロボット１０－４を回避するためにＸ軸正方向へ回避する必要があるため、軌道１２０－２の他端側（Ｘ軸正方向側）を図１４Ａに示したように、Ｘ軸正方向側へ延伸させておく必要がある。
次に、図１４Ａに示したロボット１０および移動式バッファ１１０の動作の一例について説明する。連通口１０１－１と連通する処理室ＰＣ（図３参照）には、処理が完了した基板Ｗがあり、ロボット１０は基板Ｗを保持しておらず、移動式バッファ１１０の２段目（上の段）には未処理の基板Ｗが載置されており、１段目（下の段）には基板Ｗがないものとする。
この場合、移動式バッファ１１０－１は、図１４Ａに示した位置よりもＸ軸正方向側にロボット１０－１からずれた位置、すなわち、ロボット１０－１の近傍で待機しておく。ロボット１０－１は、ハンド１３を、連通口１０１－１を通過させて処理室ＰＣから処理後の基板Ｗを取り出す。そして、ロボット１０－１は、移動式バッファ１１０－１の１段目と基板Ｗを受け渡しできる位置までハンド１３を後退させるとともに上昇または下降させる。移動式バッファ１１０－１は待機位置からロボット１０－１へ近づくように移動していき、処理後の基板Ｗを保持したハンド１３が１段目と２段目との間に入るＸ軸方向の位置で停止する。
ロボット１０－１は、ハンド１３を前進させる。そして、ロボット１０－１は、移動式バッファ１１０－１の１段目に基板Ｗを載置するまでハンド１３を下降させる。基板Ｗを受け取った移動式バッファ１１０－１は、ロボット１０－１から再び離れて待機位置へ移動する。ロボット１０－１は、ハンド１３が移動式バッファ１１０－１の１段目と２段目との間に入る高さまでハンド１３を上昇させるとともに、ハンド１３を後退させる。移動式バッファ１１０－１は、待機位置からロボット１０－１へ近づくように移動していき、基板Ｗを保持していないハンド１３が１段目と２段目との間に入るＸ軸方向の位置で停止する。
ロボット１０－１は、ハンド１３を前進させる。そして、ロボット１０－１は、移動式バッファ１１０－１の２段目に載置されている未処理の基板Ｗを取得するまでハンド１３を上昇させる。移動式バッファ１１０－１は、ロボット１０－１から再び離れて待機位置へ移動する。そして、未処理の基板Ｗを取得したロボット１０－１は、ハンド１３を前進させて基板Ｗを処理室ＰＣへ入れる。このように、ロボット１０および移動式バッファ１１０は、お互いが保持している基板Ｗなどと干渉しないように、連携して動作する。
ところで、図１４Ａでは、２つの軌道１２０（軌道１２０－１および軌道１２０－２）を示したが、いずれか一方のみとしてもよい。たとえば、軌道１２０－１のみとした場合、各ロボット１０は、移動式バッファ１１０－１と連携しつつ基板Ｗの搬送を行う。たとえば、ロボット１０－４は、移動式バッファ１１０－１と連携しつつ、連通口１０１－４および連通口１０１－８にそれぞれ連通する処理室ＰＣへアクセスする。
次に、図１３Ａに示した移動式バッファ１１０の変形例について図１５を用いて説明する。図１５は、多段式とした移動式バッファ１１０の変形例を示す図である。なお、以下では、図１３Ａに示した移動式バッファ１１０とは異なる点について主に説明し、共通する点については適宜説明を省略することとする。
図１５に示した移動式バッファ１１０は、屈曲部１１１ｂの屈曲向きが異なる点で図１３Ａに示した移動式バッファ１１０とは異なる。図１５に示したように、屈曲部１１１ｂは、支持部１１１ａの上面と上面が面一となるように、支持部１１１ａからＹ軸正方向に突出部１１１ｂ１が突出している。そして、突出部１１１ｂ１から上方へ屈曲した支柱部１１１ｂ２は、Ｙ軸正方向側に位置している。また、折返し部１１１ｂ３は、Ｙ軸負方向側へ屈曲している。
図１５に示した移動式バッファ１１０を図１３Ａに示した移動式バッファ１１０の代わりに用いると、支柱部１１１ｂ２が邪魔にならないので、水平向きＤ１のどちら向きに移動してもロボット１０や基板Ｗを回避することができる。したがって、図１４Ａに示した軌道１２０の他端側（Ｘ軸正方向側）を図１４Ａに示したように、Ｘ軸正方向側へ延伸させておく必要がない。したがって、軌道１２０の全長を短くすることができ、搬送室１００の容積を削減することが可能となる。
なお、図１５に示した移動式バッファ１１０を用いる場合には、図１３Ａに示した移動式バッファ１１０を用いる場合よりも搬送室１００の幅（Ｙ軸に沿う幅）が広めとなる。したがって、搬送室１００の幅を狭くしたい場合には、図１３Ａに示した移動式バッファ１１０を用いるほうが好ましい。
上述してきたように、実施形態に係る搬送システム１は、減圧雰囲気にて基板Ｗに対する処理を行う複数の処理室ＰＣが側壁１００ｓｗに設けられ、減圧雰囲気にて基板Ｗを搬送する搬送室１００を備える。搬送室１００は、搬送室１００内に固定され、基板Ｗを搬送する複数のロボット１０と、移動式バッファ１１０とを備える。移動式バッファ１１０は、基板Ｗを保持し、側壁１００ｓｗとロボット１０との間を側壁１００ｓｗに沿う水平向きに移動する。ロボット１０は、移動式バッファ１１０の移動と連携することによって移動式バッファ１１０と処理室ＰＣとの間で基板Ｗの受け渡しを行う。
このように、搬送システムでは、ロボットを固定式、基板の載置場所であるバッファを移動式とし、ロボットおよび移動式バッファの連携動作によって基板の搬送を行うこととしたので、移動対象を軽量化することができる。これにより、移動機構を簡素化することが可能となり移動機構の稼働率が向上するので、基板の搬送の可用性を高めることができる。したがって、基板の搬送効率を向上させることが可能となる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 搬送システム
５ 搬送装置
１０ ロボット
１０Ａ 第１ロボット
１０Ｂ 第２ロボット
１０Ｃ 第３ロボット
１０Ｅ 第４ロボット
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１３ ハンド
１５ 昇降機構
１６ スライダ
１７ ダブルフォークハンド
２０ コントローラ
２１ 制御部
２１ａ 取得部
２１ｂ 動作制御部
２２ 記憶部
２２ａ 教示情報
１００ 搬送室
１００ｆ 床
１００ｓｗ 側壁
１０１ 連通口
１１０ 移動式バッファ
１１１ 保持モジュール
１１１ａ 支持部
１１１ｂ 屈曲部
１１１ｂ１ 突出部
１１１ｂ２ 支柱部
１１１ｂ３ 折返し部
１１１ｃ１、１１１ｃ２ 保持部
１１１ｓ リフト式保持モジュール
１１２ 駆動モジュール（移動子）
１１２ｒ 凹部
１１５ 連結モジュール
１２０ 軌道
１２０ａ 固定子
１２０ｂ ガイド
１２０ｒ 凸部
１２１ 直線軌道
１２２ 曲線軌道（湾曲部）
ＡＬ リフト軸
ＡＨ１ 第１回転軸
ＡＨ２ 第２回転軸
ＡＨ３ 第３回転軸
ＡＶ 昇降軸
Ｂ ベース部
ＣＷ 基板中心
Ｆ フランジ
Ｊ ジョイント
ＬＬ ロードロック室
ＭＬ 移動経路
Ｐ 台座
ＰＣ 処理室
Ｓ 基板検出センサ
Ｗ 基板

Claims (20)

  1. 減圧雰囲気にて基板に対する処理を行う複数の処理室が側壁に設けられ、減圧雰囲気にて前記基板を搬送する搬送室
    を備え、
    前記搬送室は、
    前記搬送室内に固定され、前記基板を搬送する複数のロボットと、
    前記基板を保持し、前記側壁と前記ロボットとの間を前記側壁に沿う水平向きに移動する移動式バッファと
    を備え、
    前記ロボットは、
    当該ロボットといずれかの前記処理室との間に移動した前記移動式バッファと連携することによって当該移動式バッファと当該処理室との間で前記基板の受け渡しを行うこと
    を特徴とする搬送システム。
  2. 前記搬送室は、
    減圧雰囲気と大気圧雰囲気との間で内圧を変動させるロードロック室が側壁に設けられ、
    複数の前記ロボットのうち少なくとも１つは、
    前記移動式バッファと、前記処理室または前記ロードロック室との間で前記基板の受け渡しを行うこと
    を特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
  3. 前記移動式バッファは、
    前記ロボットからみて前記側壁の正面に停止可能であること
    を特徴とする請求項１または２に記載の搬送システム。
  4. 前記搬送室は、
    前記搬送室内に固定される軌道
    を備え、
    前記移動式バッファは、
    前記基板を保持する保持モジュールと、
    リニアモータにおける移動子に対応する駆動モジュールと
    を備え、
    前記駆動モジュールは、
    前記軌道に含まれる固定子によって非接触駆動されること
    を特徴とする請求項１、２または３に記載の搬送システム。
  5. 前記保持モジュールは、
    上下２段で前記基板を保持する保持部
    を備えることを特徴とする請求項４に記載の搬送システム。
  6. 前記側壁は、
    上面視で直線状であり、水平向きに並んだ複数の前記処理室がそれぞれ設けられ、
    複数の前記ロボットは、
    前記処理室の並び向きに沿って設けられ、
    前記軌道は、
    前記ロボットよりも前記側壁に近い位置に固定され、前記並び向きに沿う直線軌道であること
    を特徴とする請求項４または５に記載の搬送システム。
  7. 前記直線軌道は、
    両端のうち少なくとも一端に前記側壁から遠ざかる向きに湾曲した湾曲部
    を備えることを特徴とする請求項６に記載の搬送システム。
  8. 前記搬送室は、
    上面視で矩形状であり、矩形の長辺に対応する前記側壁である第１側壁および第２側壁
    を備え、
    前記第１側壁と前記ロボットとの間に設けられる前記直線軌道である第１直線軌道と、
    前記第２側壁と前記ロボットとの間に設けられる前記直線軌道である第２直線軌道と
    を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の搬送システム。
  9. 前記搬送室は、
    前記第１直線軌道および前記第２直線軌道の一端同士をつなぐ第１曲線軌道
    を備えることを特徴とする請求項８に記載の搬送システム。
  10. 前記搬送室は、
    前記第１直線軌道および前記第２直線軌道の他端同士をつなぐ第２曲線軌道
    を備えることを特徴とする請求項９に記載の搬送システム。
  11. 前記移動式バッファは、
    １つの前記軌道に対して複数設けられ、それぞれ独立して移動可能であること
    を特徴とする請求項４～１０のいずれか一つに記載の搬送システム。
  12. 前記移動式バッファは、
    １つの前記軌道に対して複数設けられ、お互いに連結されること
    を特徴とする請求項４～１０のいずれか一つに記載の搬送システム。
  13. 前記移動式バッファは、
    ２つの前記保持モジュールと、
    １つの前記駆動モジュールと
    を備え、
    前記保持モジュールは、
    前記駆動モジュールにおける水平向きの両端にそれぞれ連結されること
    を特徴とする請求項４～１０のいずれか一つに記載の搬送システム。
  14. 複数の前記ロボットは、
    鉛直向きに１自由度で水平向きに２自由度の３自由度のロボットである第１ロボット
    を含み、
    前記第１ロボットは、
    前記処理室の正面に配置されること
    を特徴とする請求項１～１３のいずれか一つに記載の搬送システム。
  15. 前記ロボットは、
    前記基板を保持するフォーク部を背中合わせに２つ結合したハンド
    を備えることを特徴とする請求項１４に記載の搬送システム。
  16. 複数の前記ロボットは、
    鉛直向きに１自由度で水平向きに３自由度以上の４自由度以上のロボットである第２ロボット
    を含み、
    前記第２ロボットは、
    前記ロードロック室および前記処理室、または、前記側壁において隣り合う複数の前記処理室にアクセスすること
    を特徴とする請求項２に記載の搬送システム。
  17. 複数の前記ロボットは、
    水平向きに２自由度のアームを双腕とし、鉛直向きに１自由度の第３ロボット
    を含み、
    前記第３ロボットは、
    複数の前記ロボットのうち前記ロードロック室に最も近い位置に配置されること
    を特徴とする請求項２または１６に記載の搬送システム。
  18. 複数の前記ロボットは、
    水平向きに２自由度の２自由度のロボットである第４ロボット
    を含み、
    前記移動式バッファは、
    前記基板を昇降させるリフタ
    を備えることを特徴とする請求項１～１３のいずれか一つに記載の搬送システム。
  19. 減圧雰囲気にて基板に対する処理を行う複数の処理室が側壁に設けられ、減圧雰囲気にて前記基板を搬送する搬送室
    を用い、
    前記搬送室は、
    前記搬送室内に固定され、前記基板を搬送する複数のロボットと、
    前記基板を保持し、前記側壁と前記ロボットとの間を前記側壁に沿う水平向きに移動する移動式バッファと
    を備えており、
    前記ロボットは、
    当該ロボットといずれかの前記処理室との間に移動した前記移動式バッファと連携することによって当該移動式バッファと当該処理室との間で前記基板の受け渡しを行うこと
    を特徴とする搬送方法。
  20. 減圧雰囲気にて基板に対する処理を行う複数の処理室が側壁に設けられており減圧雰囲気にて前記基板を搬送する搬送室内に固定され、前記基板を搬送する複数のロボットと、
    前記基板を保持し、前記搬送室内における前記側壁と前記ロボットとの間を前記側壁に沿う水平向きに移動する移動式バッファと、
    前記ロボットといずれかの前記処理室との間に移動した前記移動式バッファとを連携させることによって当該移動式バッファと当該処理室との間で当該ロボットに前記基板の受け渡しを行わせるコントローラと
    を備えることを特徴とする搬送装置。
JP2021190771A 2020-02-05 2021-11-25 搬送システム、搬送方法および搬送装置 Active JP7407163B2 (ja)

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