WO2020122121A1 - 基板搬送装置及び基板搬送システム - Google Patents

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WO2020122121A1
WO2020122121A1 PCT/JP2019/048494 JP2019048494W WO2020122121A1 WO 2020122121 A1 WO2020122121 A1 WO 2020122121A1 JP 2019048494 W JP2019048494 W JP 2019048494W WO 2020122121 A1 WO2020122121 A1 WO 2020122121A1
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WO
WIPO (PCT)
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transfer
substrate
vacuum
chamber
robot
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/048494
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
準一 開田
Original Assignee
平田機工株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 平田機工株式会社 filed Critical 平田機工株式会社
Priority to CN201980081248.6A priority Critical patent/CN113195170B/zh
Publication of WO2020122121A1 publication Critical patent/WO2020122121A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations

Definitions

  • the present invention relates to a substrate transfer device and a substrate transfer system that transfer a semiconductor wafer in a vacuum environment.
  • the present application claims priority to Japanese Patent Application No. 2018-231644 filed on Dec. 11, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a substrate transfer system including an atmospheric transfer module that transfers a substrate in an atmospheric environment, a substrate transfer device (a vacuum transfer module) that transfers a substrate in a vacuum environment, and a load lock chamber that connects the substrate transfer device and the atmospheric transfer device is provided.
  • a vacuum transfer chamber is provided with a plurality of vacuum transfer robots corresponding to a plurality of process modules for performing various processes, and a substrate mounting table is provided between adjacent vacuum transfer robots.
  • the substrate is loaded from the atmospheric transfer module into the load lock chamber, and the substrate loaded into the load lock chamber is loaded into the vacuum transfer chamber by the vacuum transfer robot.
  • the substrate carried into the vacuum transfer chamber is carried into the process module by the vacuum transfer robot.
  • a film-formed substrate is temporarily placed on a substrate placing table by a vacuum transfer robot and cooled (see Patent Document 1).
  • a plurality of vacuum transfer robots and a plurality of substrate mounting tables are provided in the vacuum transfer chamber.
  • a vacuum provided at a position apart from the atmospheric transfer module. The operating rate will be lower for a transfer robot.
  • a load lock chamber is provided between the vacuum transfer chamber and the atmospheric transfer module. Therefore, in the substrate transfer system, the depth of the vacuum transfer robot in the traveling direction becomes long, and the footprint of the entire system becomes large (the total length becomes long).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate transfer device having a high operation rate of a vacuum transfer robot and a substrate transfer system having a small footprint.
  • a substrate transfer apparatus comprises a vacuum transfer chamber, a vacuum transfer robot provided inside the vacuum transfer chamber, and a transfer unit for moving the vacuum transfer robot with respect to the vacuum transfer chamber.
  • the transfer robot is a substrate transfer device that has a robot base supported by the transfer unit, and further includes at least two substrate mounting tables that are provided above the robot base and on which substrates are temporarily placed.
  • the transfer unit is provided on a shell inner wall of the vacuum transfer chamber and includes a guide mechanism for movably supporting the robot base, and a robot base supported by the guide mechanism. And a transfer mechanism connected thereto.
  • the guide mechanism has a partition member that divides the inside of the vacuum transfer chamber into two spaces, an upper space, the vacuum transfer robot, and a lower space.
  • the transfer mechanism may be disposed inside.
  • the transfer mechanism may be a horizontal articulated arm arranged in the space below.
  • the transfer mechanism may be a linear motion mechanism arranged in the space below.
  • the substrate transfer system comprises an atmospheric transfer module, a vacuum transfer module, and a load lock chamber provided between the atmospheric transfer module and the vacuum transfer module, the vacuum transfer module according to claim 1.
  • the substrate transfer device and the atmosphere transfer module are arranged in a T-shape in a plan view, and each of the intersections between the atmosphere transfer module and the substrate transfer device arranged in the T-shape.
  • a load lock chamber is provided, and the load lock chamber has openings for loading and unloading the substrate on a surface connected to the atmosphere transfer module and a surface connected to the substrate transfer device, respectively, and The substrate transfer system in which the connected surfaces are adjacent.
  • the substrate transfer device and the substrate transfer system of the present invention it is possible to reduce the number of vacuum transfer robots, increase the operation rate of the vacuum transfer robots, reduce the cost of the substrate transfer device, and further provide a substrate transfer system having a small footprint. Obtainable.
  • the substrate transfer system 10 includes an atmospheric transfer module 12, a vacuum transfer module (substrate transfer device) 15, a plurality of load lock chambers 17 and 18, and a plurality of process modules 21 to 26. It has and.
  • the atmospheric transfer module 12 includes an atmospheric transfer chamber 31, an atmospheric transfer robot 32, and a guide transfer mechanism 33.
  • the atmosphere transfer chamber 31 is formed, for example, in a shell having a rectangular shape in a plan view, and includes a first long wall 31a, a second long wall 31b, a first short wall 31c, and a second short wall 31d. The inside of the atmosphere transfer chamber 31 is kept in a clean atmosphere.
  • an atmosphere transfer robot 32 is movably supported by a guide transfer mechanism 33.
  • a plurality of (three in FIG. 1) load ports 13 are connected to the first long wall 31 a of the atmosphere transfer module 12.
  • the number of load ports may be two or four or more.
  • the atmosphere transfer robot 32 includes a robot base 35, a pair of arm units 36 and 37, and a pair of end effectors 38 and 39.
  • the robot base 35 is movably supported by the guide transfer mechanism 33. As a result, the atmosphere transfer robot 32 can travel in the direction of arrow A along the plurality of load ports 13 inside the atmosphere transfer chamber 31.
  • a robot arm (a pair of arm units 36 and 37) is supported by the robot base 35 so as to be rotatable and movable up and down.
  • the first arm unit 36 of the pair of arm units 36 and 37 is connected so as to be extendable and bendable, and the first end effector 38 is connected to the tip thereof.
  • the second arm unit 37 is extendably and flexibly connected, and the second end effector 39 is connected to the tip thereof.
  • Each of the first end effector 38 and the second end effector 39 has a semiconductor wafer (substrate) 40 mounted on its tip.
  • the semiconductor wafer 40 is abbreviated as “wafer 40”.
  • the second end effector 39 is arranged below the first end effector 38 so as to vertically overlap. ..
  • the guide transfer mechanism 33 is provided inside the atmosphere transfer chamber 31.
  • a robot base 35 of the atmosphere transfer robot 32 is movably supported by the guide transfer mechanism 33.
  • the robot base 35 is moved in the direction of arrow A along the guide portion of the guide transfer mechanism 33 by the operation of the transfer mechanism of the guide transfer mechanism 33.
  • As the guide transfer mechanism 33 a generally known linear motion mechanism is used.
  • a plurality of load ports 13 are connected to the first long wall 31 a of the shell of the atmosphere transfer chamber 31.
  • the load port 13 is a device that opens and closes the lid of the FOUP 41.
  • the FOUP 41 is, for example, a container having 25 stages of wafer mounting shelves and is mounted on the load port 13.
  • the wafers 40 are stored in any of the 25 stages of wafer mounting shelves. In the present embodiment, an example in which 25 semiconductor wafers 40 are stored in the FOUP 41 will be described, but the number of semiconductor wafers 40 stored in the FOUP 41 can be appropriately selected.
  • a vacuum transfer module (substrate transfer device) 15 is provided on the second long wall 31b side of the atmospheric transfer chamber 31.
  • the vacuum transfer module 15 includes a vacuum transfer chamber 44, a vacuum transfer robot 45, a plurality of substrate mounting tables 46 and 47, and a transfer unit 48.
  • the substrate platforms 46 and 47 are provided integrally with the vacuum transfer robot 45, and are provided above the robot base 51, which will be described later, for example.
  • the transfer unit 48 By driving the transfer unit 48, the substrate platforms 46 and 47 travel integrally with the vacuum transfer robot 45.
  • the case where the number of substrate mounting tables 46 and 47 is two will be described as an example, but the number of substrate mounting tables may be three or more.
  • the vacuum transfer chamber 44 is formed, for example, in a rectangular shell in a plan view, and includes a first long wall 44a, a second long wall 44b, a first short wall 44c, and a second short wall 44d.
  • the atmosphere transfer chamber 31 can switch the internal atmosphere to a vacuum state/atmosphere state, but is usually kept in a vacuum state.
  • the first short wall 44c of the vacuum transfer chamber 44 is connected to the center of the second long wall 31b of the atmosphere transfer chamber 31 in the longitudinal direction (direction of arrow A in FIG. 1).
  • the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44 are arranged in a T-shape in plan view.
  • the vacuum transfer robot 45 includes a robot base 51, a pair of arm units 52 and 53, and a pair of end effectors 54 and 55.
  • the robot base 51 is movably supported by a guide mechanism 57 (described later) of the transfer unit 48 inside the vacuum transfer chamber 44.
  • a pair of arm units 52 and 53 are rotatably and vertically movable above the robot base 51.
  • the pair of arm units 52 and 53 are configured by a first arm unit 52 and a second arm unit 53, respectively.
  • the first arm unit 52 is extendably and flexibly connected, and a first end effector (wafer mounting hand) 54 is connected to a tip end thereof.
  • the wafer 40 is placed on the tip portion (horizontal hand) 54 a of the first end effector 54.
  • the tip end portion 54a of the first end effector 54 can be connected to the load lock chambers 17 and 18 (see FIG. 1) and the process modules 21 to 26 (see FIG. 1). Move inward.
  • the tip end portion 54 a of the first end effector 54 retracts toward the rotation center axis of the vacuum transfer robot 45.
  • the second arm unit 53 is connected so as to be extendable and bendable, and the second end effector 55 is connected to the tip thereof.
  • the second end effector 55 is arranged below the first end effector 54 so as to be overlapped therewith.
  • the second end effector 55 includes a tip portion (horizontal hand) 55a, like the first end effector 54.
  • the tip portion 55a is formed so that the wafer 40 can be placed thereon.
  • first substrate mounting table 46 One of the two substrate mounting tables 46 and 47 provided on the upper portion 51a of the robot base 51 will be described as the first substrate mounting table 46 and the other will be described as the second substrate mounting table 47.
  • the first substrate mounting table 46 and the second substrate mounting table 47 are each formed in a single stage or in multiple stages, and each of the wafers 40 on the tip end portion 54 a of the first end effector 54 and the tip end portion 55 a of the second end effector 55 is temporarily placed. It is formed so that it can be placed.
  • the transfer unit 48 is connected (connected) to the robot base 51 of the vacuum transfer robot 45.
  • the transfer unit 48 includes a guide mechanism 57 and a transfer mechanism 58.
  • the guide mechanism 57 includes a pair of guide rails 61 and a partition member 62.
  • the pair of guide rails 61 are provided on the inner wall of the shell of the vacuum transfer chamber 44 (specifically, the inner wall surfaces of the first long wall 44a and the second long wall 44b), and support the robot base 51 movably.
  • the vacuum transfer robot 45 is moved in the direction of arrow B (see FIG. 1) along the pair of guide rails 61, and the plurality of load lock chambers 17, 18 (see FIG. 1) and The plurality of process modules 21 to 26 can be accessed.
  • a partition member 62 is provided above the pair of guide rails 61.
  • the partition member 62 is formed so as to partition the interior of the vacuum transfer chamber 44 into two spaces, an upper space 64 and a lower space 65.
  • the vacuum transfer robot 45 is arranged in the upper space 64, and the transfer mechanism 58 is arranged in the lower space 65.
  • the transfer mechanism 58 is connected (connected) to the robot base 51 supported by the pair of guide rails 61 of the guide mechanism 57.
  • the transfer mechanism 58 includes a horizontal articulated arm 67 and a drive source 68.
  • the horizontal articulated arm 67 includes a first transfer arm 71 and a second transfer arm 72.
  • the base 71a of the first transfer arm 71 is connected to the rotary shaft 68a of the drive source 68.
  • the base 72a of the second transfer arm 72 is connected to the tip 71b of the first transfer arm 71.
  • the robot base 51 is connected to the tip 72 b of the second transfer arm 72. That is, the horizontal articulated arm 67 is configured to be extendable and bendable by the first transfer arm 71 and the second transfer arm 72.
  • the vacuum transfer robot 45 By rotating the rotary shaft 68a of the drive source 68 to extend and bend the horizontal articulated arm 67, the vacuum transfer robot 45 is guided by the pair of guide rails 61 and travels to the vacuum transfer chamber 44.
  • the robot base 51 is movably provided on the guide mechanism 57 of the vacuum transfer chamber 44, and the transfer mechanism 58 is connected (connected) to the robot base 51. Accordingly, inside the vacuum transfer chamber 44, the robot base 51 can be moved in the arrow B direction (see FIG. 1) by the transfer mechanism 58 along the pair of guide rails 61 of the guide mechanism 57.
  • the vacuum transfer chamber 44 is partitioned by a partition member 62 into an upper space 64 and a lower space 65, a vacuum transfer robot 45 is arranged in the upper space 64, and a transfer mechanism 58 is arranged in the lower space 65. ..
  • the sliding portion between the robot base 51 and the pair of guide rails 61 is preferably provided in the lower space 65.
  • the lower space 65 may be vacuumed at a vacuum degree lower than that of the upper space 64. As a result, dust generated by sliding is extremely reduced from being diffused into the upper space 64.
  • the transfer mechanism 58 is configured by the horizontal articulated arm 67
  • the transfer mechanism is conventionally used in a clean environment, preferably a vacuum environment.
  • You may comprise by a linear motion mechanism.
  • the linear motion mechanism is arranged in the space 65 below, like the horizontal articulated arm 67. As a result, it is possible to suppress dust generation in the upper space 64, keep the upper space 64 clean, and ensure the quality of the wafer 40.
  • the plurality of load lock chambers 17 and 18 are arranged not in a space between the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44 but in the T-shaped arranged atmosphere transfer chamber 31 and vacuum. It is provided at each intersection in the transfer chamber 44.
  • one side of the vacuum transfer chamber 44 will be described as a first load lock chamber 17, and the other side of the vacuum transfer chamber 44 will be described as a second load lock chamber 18.
  • the first load lock chamber 17 is connected to the second long wall 31b of the atmosphere transfer chamber 31 and is connected to the first long wall 44a of the vacuum transfer chamber 44. That is, the first load lock chamber 17 is provided at a first intersection (intersection) 75 between the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44, which are arranged in a T shape.
  • the second load lock chamber 18 is connected to the second long wall 31b of the atmosphere transfer chamber 31 and is connected to the second long wall 44b of the vacuum transfer chamber 44. That is, the second load lock chamber 18 is provided at the second intersection (intersection) 76 between the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44, which are arranged in a T shape.
  • the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44 are arranged in a T shape
  • the first load lock chamber 17 is provided at the first intersection 75 of each chamber 31, 44
  • the second intersection 76 is provided.
  • a second load lock chamber 18 is provided. That is, the first and second load lock chambers 17 and 18 are not provided in series between the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44.
  • a load lock chamber is provided between the atmospheric transfer chamber and the vacuum transfer chamber. That is, since the atmosphere transfer chamber, the load lock chamber and the vacuum transfer chamber are arranged in series, the depth of the apparatus in the traveling direction of the vacuum transfer robot in the substrate transfer system becomes long.
  • the atmospheric transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44 are arranged in a T shape, the first load lock chamber 17 is provided at the first intersection 75, and the second load is provided at the second intersection 76.
  • a lock chamber 18 is provided. Therefore, the atmospheric transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44 can be arranged close to each other. Therefore, the depth L1 of the device in the substrate transfer system 10 can be shortened, and the footprint (that is, the installation area) can be reduced.
  • the first and second load lock chambers 17 and 18 are arranged mirror-symmetrically with respect to a vertical plane passing through the center line of the vacuum transfer chamber 44 in the short width direction (direction orthogonal to the B direction in FIG. 1). ..
  • the second load lock chamber 18 will be denoted by the same reference numerals as the constituent members of the first load lock chamber 17, and detailed description of the second load lock chamber 18 will be omitted.
  • the first load lock chamber 17 includes a housing 81 having a quadrangular shape as a polygonal shape in plan view. Inside the housing 81, a single-stage or multi-stage substrate mounting portion is provided. The wafer 40 is placed on the substrate platform.
  • the housing 81 has a first surface 81a, a second surface 81b, a third surface 81c, and a fourth surface 81d.
  • the case 81 has a quadrangular shape in a plan view, but the case 81 may have another polygonal shape.
  • the first surface 81a is a surface connected to the second long wall 31b of the atmosphere transfer chamber 31.
  • a first opening (opening) 83 is formed on the first surface 81a.
  • the first opening 83 is an opening through which the wafer 40 in the atmosphere transfer module 12 and the wafer 40 in the first load lock chamber 17 are loaded and unloaded by the atmosphere transfer robot 32.
  • the second surface 81b is a surface connected to the first long wall 44a of the vacuum transfer chamber 44.
  • a second opening (opening) 84 is formed on the second surface 81b.
  • the second opening 84 is an opening through which the wafer 40 in the vacuum transfer module 15 and the wafer 40 in the first load lock chamber 17 are loaded and unloaded by the vacuum transfer robot 45.
  • the first surface 81a and the second surface 81b are arranged adjacent to each other.
  • the first opening 81 is provided in the first surface 81a
  • the second opening 84 is provided in the second surface 81b.
  • the reason why the first surface 81a and the second surface 81b are provided adjacent to each other, the first opening 83 is provided in the first surface 81a, and the second opening 84 is provided in the second surface 81b will be described in detail later.
  • a plurality of process modules 21 to 26 are provided on the first long wall 44a and the second long wall 44b of the vacuum transfer chamber 44.
  • the plurality of process modules 21 to 26 for example, the first to sixth process modules 21 to 26 will be described as an example. In the present embodiment, the case where the plurality of process modules 21 to 26 is six will be described as an example, but the number of process modules is not limited to six, and other examples include four and eight. Good.
  • the first to sixth process modules 21 to 26 are devices for forming a film on the surface of the wafer 40.
  • the first, second, and third process modules 21 to 23 are closer to the first load lock chamber 17 in the first long wall 44a of the vacuum transfer chamber 44. It is provided in order from.
  • the fourth, fifth, and sixth process modules 24 to 26 are connected to the second load lock chamber 18 at the second long wall 44b of the vacuum transfer chamber 44. They are provided in order from the closest one.
  • the first, second and third process modules 21 to 23 and the fourth, fifth and sixth process modules 24 to 26 are similar to the first load lock chamber 17 and the second load lock chamber 18. , Which are placed on the mirror surface.
  • the atmospheric transfer robot 32 takes out the wafer 40 stored in the FOUP 41 from the FOUP 41.
  • the substrate aligner (not shown) of the atmospheric transfer chamber 31
  • the crystal orientation of the wafer 40 is aligned in a predetermined direction, and the processing information of the wafer 40 is detected.
  • the wafer 40 for which alignment and processing information has been detected, is loaded into the first load lock chamber 17 via the first opening 83 by the atmospheric transfer robot 32.
  • the wafer 40 loaded into the first load lock chamber 17 is loaded into the vacuum transport chamber 44 through the second opening 84 by the vacuum transport robot 45.
  • the first surface 81a and the second surface 81b adjacent to each other are provided with a first opening 83 and a second opening 84, respectively. Therefore, when the wafer 40 is loaded into the first load lock chamber 17 from the first opening 83 on the atmosphere transfer chamber 31 side and the loaded wafer 40 is unloaded from the second opening 84 on the vacuum transfer chamber 44 side, 40 is conveyed in an L shape. That is, the crossing angle between the loading direction of the wafer 40 from the atmospheric transfer chamber 31 to the first load lock chamber 17 and the loading direction of the wafer 40 from the first load lock chamber 17 to the vacuum transfer chamber 44 is 90° (right angle). is there.
  • the installation position of the vacuum transfer chamber 44 becomes as close as possible to the atmosphere transfer chamber 31 side.
  • the gap (space) between the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44 becomes smaller, and the dead space becomes smaller. Therefore, the total length and depth of the atmosphere transfer chamber 31 and the vacuum transfer chamber 44, that is, the footprints are reduced, and the volume of the shell (not shown) forming the clean space can be reduced accordingly.
  • the vacuum transfer robot 45 takes out the wafer 40 from the first load lock chamber 17, the vacuum transfer robot 45 is moved to the first load lock chamber 17 only by rotating the vacuum transfer robot 45 at a rotation angle of 90°. You can face it.
  • the above-mentioned intersection angle is larger than 90°, for example, 120 to 150°.
  • the rotation angle of the vacuum transfer robot 45 at this time is 120 to 150°. That is, in the present embodiment, the rotation angle of the vacuum transfer robot 45 can be made smaller than in the conventional case. Therefore, the cycle time from the start of the rotation of the vacuum transfer robot 45 to the end of the rotation can be shortened as the rotation angle becomes smaller. As a result, the cycle time can be shortened in the process of taking out the wafer 40 from the second opening portion 84 by the vacuum transfer robot 45 and loading it into the vacuum transfer chamber 44.
  • the wafer 40 held by the vacuum transfer robot 45 and loaded into the vacuum transfer chamber 44 is moved by the transfer unit 48 together with the vacuum transfer robot 45 and the first and second substrate mounting tables 46, 47, and the first process module 21. It is placed at a position where it can be carried in. Then, the wafer 40 is supplied to the first process module 21 by the vacuum transfer robot 45. In the first process module 21, for example, a film forming process is performed on the surface of the wafer 40. Before the wafer 40 is loaded into the first process module 21, the wafer 40, which has been previously supplied and on which the previous film forming process has been performed, is taken out by the vacuum transfer robot 45, and the first substrate mounting table 46 (or the second substrate). Temporarily place it on the placing table 47).
  • the vacuum transfer robot 45 is moved again by the transfer unit 48 so as to be in front of the other process modules 22 to 26, the first load lock chamber 17, or the second load lock chamber 18. Position it. After that, the wafer 40 of the first substrate mounting table 46 (or the second substrate mounting table 47) may be supplied to another process module or the second load lock chamber 18, or a new one may be supplied from the first load lock chamber 17. The wafer 40 may be taken out. The wafer 40 supplied to another process module is subjected to a new film forming process. The film forming process on the wafer 40 may be appropriately repeated as necessary to form two or three or more layers.
  • the first substrate mounting table 46 (or the second substrate mounting table 47) may be provided in two or more stages so that the plurality of wafers 40 can be temporarily mounted.
  • the wafer 40 that has undergone all the film formation processing is carried into the second load lock chamber 18 by the vacuum transfer robot 45, for example.
  • the wafer 40 carried into the second load lock chamber 18 is taken out from the second load lock chamber 18 into the atmosphere transfer chamber 31 by the atmospheric transfer robot 32 and stored in the FOUP 41.
  • a general substrate transfer apparatus is provided in a vacuum transfer chamber so as to correspond to the first, second, third and fourth process modules, and the fifth and sixth process modules.
  • a plurality (for example, 3) of vacuum transfer robots and a plurality (for example, 2) of substrate mounting tables are provided. Then, each vacuum transfer robot transfers the wafer through the substrate mounting table. At this time, the vacuum transfer robot has a higher operating rate as it is located closer to the load lock chamber, and has a lower operating rate as it is located farther from the load lock chamber. That is, the cost performance of the vacuum transfer robot arranged at a position far from the load lock chamber was not good.
  • the substrate transfer apparatus 15 in the present embodiment is provided with a transfer unit 48 inside the vacuum transfer chamber 44, and the vacuum transfer robot 45 and the first and second substrate mounting tables 46 and 47 are freely movable.
  • the substrate transfer device 15 uses the one vacuum transfer robot 45 and the first and second substrate mounting tables 46 and 47 to reduce the number of the vacuum transfer robots 45 from the first to sixth levels.
  • the process modules 21 to 26 can be used, and the operation rate of the vacuum transfer robot 45 can be increased. Further, since the number of the vacuum transfer robots 45 can be reduced to 1/3 of the conventional one, the device cost of the substrate transfer device 15 can be suppressed even if the cost increase of the transfer unit 48 is subtracted.
  • a substrate mounting table is arranged between the vacuum transfer robots.
  • the entire length and depth of the vacuum transfer chamber in the substrate transfer apparatus become longer, and the volume of the vacuum transfer chamber, which is the vacuum space, becomes larger accordingly. This leads to an increase in the time required to evacuate the vacuum transfer chamber, which causes a decrease in throughput.
  • the substrate transfer apparatus 15 in the present embodiment is provided with the vacuum transfer robot 45 and the first and second substrate mounting tables 46 and 47 so as to be freely movable, it can be vacuum transferred like a general substrate transfer apparatus. It is not necessary to dispose the substrate mounting table between the robot and the vacuum transfer robot. As a result, the length and depth of the vacuum transfer chamber in the substrate transfer apparatus are shortened, and the volume of the vacuum transfer chamber, which is the vacuum space, is reduced accordingly. This shortens the time required to evacuate the vacuum transfer chamber 44 and improves the throughput.

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Abstract

個々の真空搬送ロボットの稼働率を高めることにより真空搬送ロボットの数が少なくても従来と同等の作業効率を実現することができる基板搬送装置及び基板搬送システムを提供する。その基板搬送装置は、真空搬送チャンバと、前記真空搬送チャンバの内部に設けられる真空搬送ロボットと、前記真空搬送ロボットを前記真空搬送チャンバに対して走行させる移送ユニットとを備え、前記真空搬送ロボットは、前記移送ユニットに支持されるロボット基部を有している。前記基板搬送装置は、前記ロボット基部の上部に設けられ、基板が仮置きされる少なくとも２つの基板載置台を更に備えている。

Description

基板搬送装置及び基板搬送システム
　本発明は、半導体ウエハを真空環境下で搬送する基板搬送装置及び基板搬送システムに関する。
　本願は、２０１８年１２月１１日に出願された特願２０１８－２３１６４４号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　大気環境下で基板搬送を行う大気搬送モジュール、真空環境下で基板搬送を行う基板搬送装置（真空搬送モジュール）、および該基板搬送装置と大気搬送装置を接続するロードロックチャンバを備える基板搬送システムがある。この基板搬送装置として、真空搬送チャンバに、各種処理を行う複数のプロセスモジュールに対応させて複数の真空搬送ロボットを設け、また、隣接する真空搬送ロボット同士の間にそれぞれ基板載置台を設けたものがある。その基板搬送システムによれば、大気搬送モジュールからロードロックチャンバに基板が搬入され、ロードロックチャンバに搬入された基板が真空搬送ロボットで真空搬送チャンバに搬入される。真空搬送チャンバに搬入された基板は、真空搬送ロボットでプロセスモジュールに搬入される。プロセスモジュールにおいて、例えば、成膜処理された基板が真空搬送ロボットで基板載置台に仮置きされて冷却される（特許文献１参照）。
特開２０１７－７９３２９号公報
　特許文献１の基板搬送システムは、真空搬送チャンバに複数の真空搬送ロボットおよび複数の基板載置台を設けているが、複数の真空搬送ロボットの内、大気搬送モジュールから離れた位置に設けられた真空搬送ロボットほど稼働率が低くなってしまう。
　また、特許文献１の基板搬送システムは、真空搬送チャンバと大気搬送モジュールとの間にロードロックチャンバが設けられる。このため、基板搬送システムにおいて真空搬送ロボットの走行方向の奥行が長くなり、システム全体のフットプリントが大きくなってしまう（全長が長くなってしまう）。
　本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、真空搬送ロボットの稼働率が高い基板搬送装置及びフットプリントの小さい基板搬送システムを提供することを目的としている。
　本発明に係る基板搬送装置は、真空搬送チャンバと、該真空搬送チャンバの内部に設けられる真空搬送ロボットと、該真空搬送ロボットを前記真空搬送チャンバに対して走行させる移送ユニットとを備え、前記真空搬送ロボットは、前記移送ユニットに支持されるロボット基部を有し、該ロボット基部の上部に設けられ、基板が仮置きされる少なくとも２つの基板載置台を更に備える基板搬送装置である。
　本発明に係る基板搬送装置において、前記移送ユニットは、前記真空搬送チャンバの殻体内壁に設けられ、前記ロボット基部を走行自在に支持するガイド機構と、該ガイド機構に支持された前記ロボット基部に接続される移送機構と、を有していてもよい。
　本発明に係る基板搬送装置において、前記ガイド機構は、前記真空搬送チャンバ内を上下二つの空間に仕切る仕切り部材を有し、上方の前記空間内に前記真空搬送ロボットが配置され、下方の前記空間内に前記移送機構が配置されていてもよい。
　本発明に係る基板搬送装置において、前記移送機構は、下方の前記空間内に配置された水平多関節アームであってもよい。
　本発明に係る基板搬送装置において、前記移送機構は、下方の前記空間内に配置された直動機構であってもよい。
　本発明に係る基板搬送システムは、大気搬送モジュールと、真空搬送モジュールと、前記大気搬送モジュール及び前記真空搬送モジュールの間に設けられるロードロックチャンバとを備え、前記真空搬送モジュールは請求項１に記載の基板搬送装置で構成され、該基板搬送装置及び前記大気搬送モジュールは平面視Ｔ字型に配置され、そのＴ字型に配置された前記大気搬送モジュールと前記基板搬送装置との交差部それぞれにロードロックチャンバが設けられ、該ロードロックチャンバは、前記大気搬送モジュールに接続される面及び前記基板搬送装置に接続される面に、前記基板が搬入出される開口部をそれぞれ有し、かつ、それぞれの前記接続される面は隣接している基板搬送システム。
　本発明の基板搬送装置及び基板搬送システムによれば、真空搬送ロボットの数を減らしつつ、真空搬送ロボットの稼働率を高めて基板搬送装置のコストを抑え、さらに、フットプリントの小さい基板搬送システムを得ることができる。
本発明に係る基板搬送システムを示す平面図である。 本発明に係る基板搬送システムを示す部分断面図である。 本発明に係る基板搬送装置を示す斜視図である。 本発明に係る真空搬送ロボットを示す平面図である。
　本発明に係る基板搬送システム及び基板搬送装置の実施形態について以下に説明する。　図１及び図２に示すように、基板搬送システム１０は、大気搬送モジュール１２と、真空搬送モジュール（基板搬送装置）１５と、複数のロードロックチャンバ１７，１８と、複数のプロセスモジュール２１～２６とを備えている。
　大気搬送モジュール１２は、大気搬送チャンバ３１と、大気搬送ロボット３２と、ガイド移送機構３３とを備えている。
　大気搬送チャンバ３１は、例えば、平面視矩形状の殻体に形成され、第１長壁３１ａと、第２長壁３１ｂと、第１短壁３１ｃと、第２短壁３１ｄとを備えている。大気搬送チャンバ３１の内部はクリーンな大気状態に保たれている。大気搬送チャンバ３１の内部において、大気搬送ロボット３２がガイド移送機構３３に走行自在に支持されている。大気搬送モジュール１２の第１長壁３１ａには、複数（図１中では３つを図示）のロードポート１３が接続される。ロードポートの数は、２つまたは４つ以上であってもよい。
　大気搬送ロボット３２は、ロボット基部３５と、一対のアームユニット３６，３７と、一対のエンドイフェクタ３８，３９とを備えている。
　ロボット基部３５は、ガイド移送機構３３に走行自在に支持されている。これにより、大気搬送チャンバ３１の内部において、大気搬送ロボット３２が複数のロードポート１３に沿って矢印Ａ方向へ走行自在となる。ロボット基部３５に対してロボットアーム（一対のアームユニット３６，３７）が回転自在に、かつ昇降自在に支持されている。
　一対のアームユニット３６，３７のうち、第１アームユニット３６は、伸長・屈曲可能に連結され、先端に第１エンドイフェクタ３８が連結されている。第２アームユニット３７は、第１アームユニット３６と同様に、伸長・屈曲可能に連結され、先端に第２エンドイフェクタ３９が連結されている。
　第１エンドイフェクタ３８および第２エンドイフェクタ３９は、それぞれ先端に半導体ウエハ（基板）４０が載置される。以下、半導体ウエハ４０を「ウエハ４０」と略記する。
　第１アームユニット３６と第２アームユニット３７とが屈曲された状態（図１の状態）において、第１エンドイフェクタ３８の下方に第２エンドイフェクタ３９が上下方向に重なるように配置される。
　ガイド移送機構３３は、大気搬送チャンバ３１の内部に設けられている。ガイド移送機構３３に大気搬送ロボット３２のロボット基部３５が走行自在に支持されている。ロボット基部３５は、ガイド移送機構３３の移送機構の作動によりガイド移送機構３３のガイド部に沿って矢印Ａ方向へ走行される。ガイド移送機構３３としては、一般に知られている直動機構が使用される。
　大気搬送チャンバ３１の殻体のうち第１長壁３１ａに複数のロードポート１３が接続されている。
　ロードポート１３は、ＦＯＵＰ４１の蓋を開閉する装置である。ＦＯＵＰ４１は、例えば、２５段のウエハ載置棚を有する容器であって、ロードポート１３に載置される。２５段のウエハ載置棚の任意の段にウエハ４０が格納される。なお、本実施形態では、ＦＯＵＰ４１に２５枚の半導体ウエハ４０を格納する例について説明するが、ＦＯＵＰ４１に格納する半導体ウエハ４０の枚数は適宜選択可能である。
　ＦＯＵＰ４１の蓋をロードポート１３において開放することにより、ＦＯＵＰ４１に格納されたウエハ４０に対して、大気搬送ロボット３２がアクセス可能になる。
　図１及び図３に示すように、大気搬送チャンバ３１の第２長壁３１ｂ側に真空搬送モジュール（基板搬送装置）１５が備えられている。真空搬送モジュール１５は、真空搬送チャンバ４４と、真空搬送ロボット４５と、複数の基板載置台４６，４７と、移送ユニット４８とを備える。基板載置台４６，４７は、真空搬送ロボット４５と一体に設けられており、例えば、後述するロボット基部５１の上部に設けられる。移送ユニット４８を駆動させることで、真空搬送ロボット４５と一体に基板載置台４６，４７が走行する。本実施形態では、基板載置台４６，４７が２個の場合を例に挙げて説明を行うが、３個以上であってもよい。
　真空搬送チャンバ４４は、例えば、平面視矩形状の殻体に形成され、第１長壁４４ａと、第２長壁４４ｂと、第１短壁４４ｃと、第２短壁４４ｄとを備えている。大気搬送チャンバ３１は、内部雰囲気を真空状態／大気状態に切り替え可能であるが、通常、真空状態に保たれている。
　真空搬送チャンバ４４は、その第１短壁４４ｃが、大気搬送チャンバ３１の第２長壁３１ｂにおいて長手方向（図１中では矢印Ａ方向）の中央に接続される。大気搬送チャンバ３１及び真空搬送チャンバ４４は、平面視Ｔ字型に配置される。
　図３及び図４に示すように、真空搬送ロボット４５は、ロボット基部５１と、一対のアームユニット５２，５３と、一対のエンドイフェクタ５４，５５とを備えている。
　ロボット基部５１は、真空搬送チャンバ４４の内部において、移送ユニット４８のガイド機構５７（後述）に走行自在に支持されている。ロボット基部５１の上部に一対のアームユニット５２，５３が回動自在に、かつ、昇降自在に設けられる。
　一対のアームユニット５２，５３は、第１アームユニット５２と、第２アームユニット５３とでそれぞれ構成されている。
　第１アームユニット５２は、伸長・屈曲可能に連結され、先端に第１エンドイフェクタ（ウエハ載置ハンド）５４が連結されている。第１エンドイフェクタ５４の先端部（水平ハンド）５４ａにウエハ４０が載置される。
　第１アームユニット５２を伸長させることにより、第１エンドイフェクタ５４の先端部５４ａが複数のロードロックチャンバ１７，１８（図１参照）や、複数のプロセスモジュール２１～２６（図１参照）の内部に向かって前進する。
　一方、第１アームユニット５２を屈曲させることにより、第１エンドイフェクタ５４の先端部５４ａが真空搬送ロボット４５の回動中心軸に向かって後退する。
　第２アームユニット５３は、第１アームユニット５２と同様に、伸長・屈曲可能に連結され、先端に第２エンドイフェクタ５５が連結されている。第２エンドイフェクタ５５は、第１エンドイフェクタ５４の下方に重ねられるように配置されている。第２エンドイフェクタ５５は、第１エンドイフェクタ５４と同様に、先端部（水平ハンド）５５ａを備えている。先端部５５ａは、ウエハ４０を載置可能に形成されている。
　第２アームユニット５３を屈曲させることにより、第２エンドイフェクタ５５の先端部５５ａが真空搬送ロボット４５の回動中心軸に向かって後退する。
　一方、第２アームユニット５３を伸長させることにより、第２エンドイフェクタ５５の先端部５５ａが複数のロードロックチャンバ１７，１８（図１参照）や、複数のプロセスモジュール２１～２６（図１参照）の内部に向かって前進する。
　ロボット基部５１の上部５１ａに設けられる２つの基板載置台４６，４７の一方を第１基板載置台４６、他方を第２基板載置台４７として説明する。
　第１基板載置台４６および第２基板載置台４７は、それぞれ一段あるいは多段に形成され、第１エンドイフェクタ５４の先端部５４ａ及び第２エンドイフェクタ５５の先端部５５ａの各ウエハ４０を仮置き可能に形成されている。
　図２及び図３に示すように、真空搬送ロボット４５のロボット基部５１に移送ユニット４８が接続（連結）されている。移送ユニット４８は、ガイド機構５７と、移送機構５８とを備えている。
　ガイド機構５７は、一対のガイドレール６１と、仕切り部材６２とを備えている。一対のガイドレール６１は、真空搬送チャンバ４４の殻体内壁（具体的には、第１長壁４４ａ及び第２長壁４４ｂの各内壁面）に設けられ、ロボット基部５１を走行自在に支持する。これにより、真空搬送チャンバ４４の内部において、真空搬送ロボット４５が一対のガイドレール６１に沿った矢印Ｂ方向（図１参照）へ走行され、複数のロードロックチャンバ１７，１８（図１参照）及び複数のプロセスモジュール２１～２６にアクセス可能となる。
　一対のガイドレール６１の上方に仕切り部材６２が設けられている。仕切り部材６２は、真空搬送チャンバ４４の内部を上方の空間６４と下方の空間６５との上下二つに仕切るように形成されている。上方の空間６４に真空搬送ロボット４５が配置され、下方の空間６５に移送機構５８が配置される。
　ガイド機構５７の一対のガイドレール６１に支持されたロボット基部５１に移送機構５８が接続（連結）されている。移送機構５８は、水平多関節アーム６７と、駆動源６８とを備えている。水平多関節アーム６７は、第１移送アーム７１と、第２移送アーム７２とを備えている。
　第１移送アーム７１は、基部７１ａが駆動源６８の回転軸６８ａに連結されている。第１移送アーム７１の先端７１ｂに第２移送アーム７２の基部７２ａが連結されている。第２移送アーム７２の先端７２ｂにロボット基部５１が連結されている。すなわち、水平多関節アーム６７は、第１移送アーム７１及び第２移送アーム７２により伸長・屈曲可能に構成されている。
　駆動源６８の回転軸６８ａを回転させて水平多関節アーム６７を伸長・屈曲させることにより、真空搬送ロボット４５が一対のガイドレール６１で案内されて真空搬送チャンバ４４に対して走行する。
　このように、真空搬送チャンバ４４のガイド機構５７にロボット基部５１を走行自在に設け、ロボット基部５１に移送機構５８を接続（連結）している。これにより、真空搬送チャンバ４４の内部において、ロボット基部５１を、移送機構５８によりガイド機構５７の一対のガイドレール６１に沿って矢印Ｂ方向（図１参照）へ走行させることができる。
　ここで、移送機構５８の動作や、ロボット基部５１の走行を規制するガイド機構５７により発塵が生じることが考えられる。そこで、真空搬送チャンバ４４を仕切り部材６２によって上方の空間６４と下方の空間６５とに仕切り、上方の空間６４に真空搬送ロボット４５を配置し、下方の空間６５に移送機構５８を配置している。これにより、上方の空間６４において発塵及びその拡散を抑制して上方の空間６４をクリーンに保つことができ、ウエハ４０の品質を確保できる。ここで、ロボット基部５１と一対のガイドレール６１との摺動部は、下方の空間６５に設けることが好ましい。また、下方の空間６５は、上方の空間６４よりは低い真空度でバキュームしてもよい。これらにより、摺動に伴う発塵が、上方の空間６４に拡散されることが極めて少なくなる。
　本実施形態においては、移送機構５８を水平多関節アーム６７により構成する例について説明したが、その他の例として、移送機構を、クリーン環境下、好ましくは真空環境下で慣用的に使用されている直動機構で構成してもよい。直動機構は、水平多関節アーム６７と同様に、下方の空間６５内に配置される。これにより、上方の空間６４において発塵を抑制して上方の空間６４をクリーンに保つことができ、ウエハ４０の品質を確保できる。
　図１に戻って、本実施形態においては、複数のロードロックチャンバ１７，１８は、大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４との間ではなく、Ｔ字型に配置された大気搬送チャンバ３１および真空搬送チャンバ４４における各交差部に設けられる。以下、複数のロードロックチャンバ１７，１８のうち、真空搬送チャンバ４４の一方側を第１ロードロックチャンバ１７、真空搬送チャンバ４４の他方側を第２ロードロックチャンバ１８として説明する。
　第１ロードロックチャンバ１７は、大気搬送チャンバ３１の第２長壁３１ｂに接続され、真空搬送チャンバ４４の第１長壁４４ａに接続されている。すなわち、第１ロードロックチャンバ１７は、Ｔ字型に配置された大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４との第１交差部（交差部）７５に設けられている。
　第２ロードロックチャンバ１８は、大気搬送チャンバ３１の第２長壁３１ｂに接続され、真空搬送チャンバ４４の第２長壁４４ｂに接続されている。すなわち、第２ロードロックチャンバ１８は、Ｔ字型に配置された大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４との第２交差部（交差部）７６に設けられている。
　このように、大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４とがＴ字型に配置され、各チャンバ３１，４４の第１交差部７５に第１ロードロックチャンバ１７が設けられ、第２交差部７６に第２ロードロックチャンバ１８が設けられている。すなわち、第１、第２のロードロックチャンバ１７，１８は、大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４との間に直列的に設けられるものではない。
　ここで、一般的な基板搬送システムは、例えば、大気搬送チャンバと真空搬送チャンバとの間にロードロックチャンバが備えられる。すなわち、大気搬送チャンバ、ロードロックチャンバおよび真空搬送チャンバが直列的に配置されることから、基板搬送システムにおいて真空搬送ロボットの走行方向における装置奥行きが長くなる。
　一方、本実施形態においては、大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４とをＴ字型に配置し、第１交差部７５に第１ロードロックチャンバ１７を設け、第２交差部７６に第２ロードロックチャンバ１８を設けている。したがって、大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４とを近接させて配置することができる。このため、基板搬送システム１０における装置の奥行Ｌ１を短くすることができ、フットプリント（すなわち、設置面積）を小さくすることができる。
　第１、第２のロードロックチャンバ１７，１８は、真空搬送チャンバ４４の短幅方向（図１中ではＢ方向と直交する方向）における中心線を通る鉛直面に対して鏡面対称に配置される。以下、第２ロードロックチャンバ１８に第１ロードロックチャンバ１７の構成部材と同じ符号を付して、第２ロードロックチャンバ１８の詳しい説明を省略する。
　第１ロードロックチャンバ１７は、平面視多角形状として四角形状を呈する筐体８１を備えている。筐体８１の内部に一段、あるいは多段の基板載置部が設けられている。基板載置部にウエハ４０が載置される。筐体８１は、第１面８１ａと、第２面８１ｂと、第３面８１ｃと、第４面８１ｄと、を有する。本実施形態においては、筐体８１として平面視四角形を例示するが、筐体８１を他の多角形状とすることも可能である。
　第１面８１ａは、大気搬送チャンバ３１の第２長壁３１ｂに接続される面である。第１面８１ａに第１開口部（開口部）８３が形成されている。第１開口部８３は、大気搬送モジュール１２内のウエハ４０、第１ロードロックチャンバ１７内のウエハ４０が大気搬送ロボット３２により搬入、搬出される開口である。
　第２面８１ｂは、真空搬送チャンバ４４の第１長壁４４ａに接続される面である。第２面８１ｂに第２開口部（開口部）８４が形成されている。第２開口部８４は、真空搬送モジュール１５内のウエハ４０、第１ロードロックチャンバ１７のウエハ４０が真空搬送ロボット４５により搬入、搬出される開口である。
　第１面８１ａ及び第２面８１ｂは隣接して配置されている。隣接する第１面８１ａ及び第２面８１ｂにおいて、第１面８１ａに第１開口部８３が設けられ、第２面８１ｂに第２開口部８４が設けられている。
　第１面８１ａ及び第２面８１ｂを隣接させて備え、第１面８１ａに第１開口部８３を設け、第２面８１ｂに第２開口部８４を設けた理由については後で詳しく説明する。
　また、真空搬送チャンバ４４の第１長壁４４ａ及び第２長壁４４ｂに複数のプロセスモジュール２１～２６が設けられている。以下、複数のプロセスモジュール２１～２６として、例えば、第１～第６のプロセスモジュール２１～２６を例に説明する。複数のプロセスモジュール２１～２６として、本実施の形態においては６つの場合を例に挙げて説明を行うが、６つに限定するものではなく、その他の例として、４つ、８つであってもよい。
　第１～第６のプロセスモジュール２１～２６は、ウエハ４０の表面に成膜処理する装置である。第１～第６のプロセスモジュール２１～２６のうち、第１、第２、第３のプロセスモジュール２１～２３は、真空搬送チャンバ４４の第１長壁４４ａにおいて、第１ロードロックチャンバ１７に近い方から順に設けられている。また、第１～第６のプロセスモジュール２１～２６のうち、第４、第５、第６のプロセスモジュール２４～２６は、真空搬送チャンバ４４の第２長壁４４ｂにおいて、第２ロードロックチャンバ１８に近い方から順に設けられている。
　第１、第２、第３のプロセスモジュール２１～２３と第４、第５、第６のプロセスモジュール２４～２６とは、第１のロードロックチャンバ１７と第２のロードロックチャンバ１８と同様に、鏡面対象に配置される。
　基板搬送システム１０によれば、大気搬送ロボット３２が、ＦＯＵＰ４１に格納されたウエハ４０を、ＦＯＵＰ４１から取り出す。大気搬送チャンバ３１の基板アライナ（図示せず）において、ウエハ４０の結晶方位が所定の向きに位置合わせされ、ウエハ４０の処理情報などが検出される。
　位置合わせや処理情報などが検出されたウエハ４０は、大気搬送ロボット３２によって第１開口部８３を介して第１ロードロックチャンバ１７に搬入される。第１ロードロックチャンバ１７に搬入されたウエハ４０は真空搬送ロボット４５によって第２開口部８４を介して真空搬送チャンバ４４に搬入される。
　ここで、隣接する第１面８１ａ及び第２面８１ｂには、それぞれ第１開口部８３および第２開口部８４が設けられている。したがって、大気搬送チャンバ３１側の最１開口部８３から第１ロードロックチャンバ１７にウエハ４０を搬入し、搬入したウエハ４０を真空搬送チャンバ４４側の第２開口部８４から搬出する際に、ウエハ４０はＬ字状に搬送される。
　すなわち、大気搬送チャンバ３１から第１ロードロックチャンバ１７へのウエハ４０の搬入方向と、第１ロードロックチャンバ１７から真空搬送チャンバ４４へのウエハ４０の搬出方向の交差角が９０°（直角）である。これによって、真空搬送チャンバ４４を第１ロードロックチャンバ１７に対して接続する際、真空搬送チャンバ４４の設置位置が限りなく大気搬送チャンバ３１側に近くなる。その結果、大気搬送チャンバ３１と真空搬送チャンバ４４との間の隙間（空間）が小さくなり、デッドスペースが小さくなる。したがって、大気搬送チャンバ３１および真空搬送チャンバ４４の全長、奥行き、すなわちフットプリントが小さくなり、その分だけ、クリーン空間を構成する殻体（図示せず）の容積を小さくすることができる。
　また、真空搬送ロボット４５が第１ロードロックチャンバ１７からウエハ４０を取り出す際、真空搬送ロボット４５を９０°の回動角度で回動させるだけで、真空搬送ロボット４５を第１ロードロックチャンバ１７に正対させることができる。ここで、従来のロードロックチャンバにおいては、前述した交差角は９０°よりも大きく、例えば、１２０～１５０°であった。このときの真空搬送ロボット４５の回動角は１２０～１５０°となる。すなわち、本実施形態においては、従来と比較して、真空搬送ロボット４５の回動角を小さくすることができる。そのため、この回動角度が小さくなる分だけ、真空搬送ロボット４５の回動開始から回動終了までのサイクルタイムを短縮することができる。これにより、ウエハ４０を真空搬送ロボット４５により第２開口部８４から取り出し、真空搬送チャンバ４４に搬入する工程において、サイクルタイムを短縮することができる。
　真空搬送ロボット４５により保持され、真空搬送チャンバ４４に搬入されたウエハ４０は、移送ユニット４８により真空搬送ロボット４５及び第１、第２の基板載置台４６，４７ごと走行され、第１プロセスモジュール２１に搬入可能な位置に配置される。その後、ウエハ４０が真空搬送ロボット４５によって第１プロセスモジュール２１に供給される。第１プロセスモジュール２１において、例えば、ウエハ４０の表面に成膜処理が施される。この第１プロセスモジュール２１へのウエハ４０の搬入の前に、予め供給され、前回の成膜処理が施されたウエハ４０を真空搬送ロボット４５で取り出し、第１基板載置台４６（または第２基板載置台４７）に仮置きする。そして、今回の成膜処理を行っている間、移送ユニット４８により真空搬送ロボット４５を再び走行させ、他のプロセスモジュール２２～２６、第１ロードロックチャンバ１７または第２ロードロックチャンバ１８の前に位置させる。その後、他のプロセスモジュールまたは第２ロードロックチャンバ１８に、第１基板載置台４６（または第２基板載置台４７）のウエハ４０を供給してもよいし、第１ロードロックチャンバ１７から新たなウエハ４０を取り出すようにしてもよい。他のプロセスモジュールに供給されたウエハ４０は、新たな成膜処理が施される。ウエハ４０に対する成膜処理は、必要に応じて適宜繰り返し行い、２層又は３層以上の成膜を施すようにしてもよい。
　ここで、第１基板載置台４６（または第２基板載置台４７）にウエハ４０を仮置きすることにより、例えば、成膜処理における加熱により高温となったウエハ４０が冷却される。このため、第１基板載置台４６（または第２基板載置台４７）は、複数のウエハ４０を仮置きできるよう、２段以上に設けてもよい。
　全ての成膜処理が施されたウエハ４０は、例えば、真空搬送ロボット４５によって第２ロードロックチャンバ１８に搬入される。第２ロードロックチャンバ１８に搬入されたウエハ４０は、大気搬送ロボット３２によって第２ロードロックチャンバ１８から大気搬送チャンバ３１内に取り出され、ＦＯＵＰ４１に格納される。
　ここで、例えば、一般的な基板搬送装置は、真空搬送チャンバの内部に第１、第２のプロセスモジュール、第３、第４のプロセスモジュールおよび第５、第６のプロセスモジュールに対応させて、複数（例えば３台）の真空搬送ロボットと複数（例えば２台）の基板載置台が備えられる。そして、各真空搬送ロボットは、基板載置台を介してウエハの受け渡しを行う。このとき、真空搬送ロボットはロードロックチャンバに近い位置に配置されるものほど稼働率が高く、ロードロックチャンバから遠い位置に配置されるものほど稼働率が低くなる。すなわち、ロードロックチャンバから遠い位置に配置される真空搬送ロボットのコストパフォーマンスが良好でなかった。
　本実施形態における基板搬送装置１５は、真空搬送チャンバ４４の内部に移送ユニット４８を設け、真空搬送ロボット４５および第１、第２の基板載置台４６，４７を走行自在としている。これによって、基板搬送装置１５は、１台の真空搬送ロボット４５と第１、第２の基板載置台４６，４７とにより、真空搬送ロボット４５の台数を従前よりも減らしつつ、第１～第６のプロセスモジュール２１～２６に対応させることができ、真空搬送ロボット４５の稼働率を高めることができる。また、真空搬送ロボット４５の台数を従前比１／３に減らすことができるため、移送ユニット４８のコスト上昇分を差し引いても、基板搬送装置１５の装置コストを抑えることができる。
　また、一般的な基板搬送装置において、真空搬送ロボットと真空搬送ロボットとの間に基板載置台が配置される。その結果、基板搬送装置における真空搬送チャンバの全長、奥行きが長くなり、その分だけ、真空空間である真空搬送チャンバの容積が大きくなる。これは、真空搬送チャンバの真空引きに要する時間の増大を招き、スループットが低下する要因となる。
　一方、本実施形態における基板搬送装置１５は、真空搬送ロボット４５および第１、第２の基板載置台４６，４７を走行自在に設けているため、一般的な基板搬送装置のように、真空搬送ロボットと真空搬送ロボットとの間に基板載置台を配置する必要がない。その結果、基板搬送装置における真空搬送チャンバの全長、奥行きが短くなり、その分だけ、真空空間である真空搬送チャンバの容積が小さくなる。これにより、真空搬送チャンバ４４の真空引きに要する時間が短くなり、スループットが良好となる。
　以上、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

Claims (6)

  1. 　真空搬送チャンバと、
    　該真空搬送チャンバの内部に設けられる真空搬送ロボットと、
    　該真空搬送ロボットを前記真空搬送チャンバに対して走行させる移送ユニットと、
    を備え、
    　前記真空搬送ロボットは、前記移送ユニットに支持されるロボット基部を有し、
    　該ロボット基部の上部に設けられ、基板が仮置きされる少なくとも２つの基板載置台を更に備える、
    　ことを特徴とする基板搬送装置。
  2. 　前記移送ユニットは、
    　前記真空搬送チャンバの殻体内壁に設けられ、前記ロボット基部を走行自在に支持するガイド機構と、
    　該ガイド機構に支持された前記ロボット基部に接続される移送機構と、を有する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
  3. 　前記ガイド機構は、前記真空搬送チャンバ内を上下二つの空間に仕切る仕切り部材を有し、
    　上方の前記空間内に前記真空搬送ロボットが配置され、下方の前記空間内に前記移送機構が配置される、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の基板搬送装置。
  4. 　前記移送機構が、下方の前記空間内に配置された水平多関節アームである、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の基板搬送装置。
  5. 　前記移送機構が、下方の前記空間内に配置された直動機構である、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の基板搬送装置。
  6. 　大気搬送モジュールと、真空搬送モジュールと、前記大気搬送モジュール及び前記真空搬送モジュールの間に設けられるロードロックチャンバとを備え、
    　前記真空搬送モジュールは請求項１に記載の基板搬送装置で構成され、該基板搬送装置及び前記大気搬送モジュールは平面視Ｔ字型に配置され、
    　そのＴ字型に配置された前記大気搬送モジュールと前記基板搬送装置との交差部それぞれにロードロックチャンバが設けられ、該ロードロックチャンバは、前記大気搬送モジュールに接続される面及び前記基板搬送装置に接続される面に、前記基板が搬入出される開口部をそれぞれ有し、かつ、それぞれの前記接続される面は隣接している、
    　ことを特徴とする基板搬送システム。
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