特開 2024-66478 基板搬送ロボットおよびそれを含む基板処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024066478

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】基板搬送ロボットおよびそれを含む基板処理システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240508BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20240508BHJP

   B65G 47/90 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B65G49/07 C

B65G47/90

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023181564

(22)【出願日】2023-10-23

(31)【優先権主張番号】10-2022-0142483

(32)【優先日】2022-10-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】598123150

【氏名又は名称】セメス株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＭＥＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】７７，４ｓａｎｄａｎ ５－ｇｉｌ，Ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ，Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ，３３１－８１４ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】イ，サン ヒョプ

(72)【発明者】

【氏名】ハン，キ ウォン

(72)【発明者】

【氏名】キム，サン オー

(72)【発明者】

【氏名】キム，キョ ボン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヒ チャン

【テーマコード（参考）】

3F072

5F131

【Ｆターム（参考）】

3F072AA16

3F072GG11

3F072JA05

3F072KD01

5F131AA02

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA19

5F131BA37

5F131BB04

5F131BB23

5F131CA32

5F131DA22

5F131DA32

5F131DA42

5F131DB02

5F131DB52

5F131DB54

5F131DB58

5F131DB62

5F131DB72

5F131DB76

5F131DB82

5F131DD42

5F131DD43

5F131DD82

5F131GA14

5F131GA33

5F131HA09

5F131HA12

5F131HA13

5F131KA12

5F131KA72

5F131KB32

5F131KB58

(57)【要約】      （修正有）

【課題】工程速度を改善し、構造物との干渉を回避する基板搬送ロボット及びそれを含む基板処理システムを提供する。
【解決手段】基板処理システムにおいて、基板搬送ロボットは、搬送ハンド３２０を含み、搬送ハンドを用いて半導体基板を搬送するロボットアーム３１０、ロボットアームの第１アーム３１０ａ及び第２アーム３１０ｂと結合し、それぞれアームの動きを制御するアーム駆動モジュール３３０及びアーム駆動モジュールの位置移動を制御する水平移動モジュール及び垂直移動モジュールを含み、ロボットアームを構成するアームは複数であり、それぞれのアームに含まれる搬送ハンドのハンドは複数である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送ハンドを含み、前記搬送ハンドを用いて半導体基板を搬送するロボットアーム；
それぞれのロボットアームと結合し、前記それぞれのロボットアームの動きを制御するアーム駆動モジュール；および
前記アーム駆動モジュールの位置移動を制御する水平／垂直移動モジュールを含み、
前記ロボットアームは複数であり、
それぞれのロボットアームに含まれる前記搬送ハンドは複数である、基板搬送ロボット。

【請求項2】

複数のロボットアームは前記基板搬送ロボットの高さ方向に配列される、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項3】

複数のロボットアームは用途が異なる、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項4】

前記複数のロボットアームは処理を行ったか否かが異なる半導体基板を搬送するのに区分して用いられる、請求項３に記載の基板搬送ロボット。

【請求項5】

複数の搬送ハンドは前記基板搬送ロボットの高さ方向に配列される、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項6】

複数の搬送ハンドは独立して作動する第１ハンドと同時に作動する複数の残りのハンドを含む、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項7】

前記複数の搬送ハンドを含むロボットアームは少なくとも一つの他のロボットアームより上位に配置されるか、または前記少なくとも一つの他のロボットアームより下位に配置される、請求項６に記載の基板搬送ロボット。

【請求項8】

前記第１ハンドは前記複数の搬送ハンドを含むロボットアームが少なくとも一つの他のロボットアームより上位に配置される場合、前記残りのハンドより上位に配置される、請求項７に記載の基板搬送ロボット。

【請求項9】

前記第１ハンドは前記複数の搬送ハンドを含むロボットアームが少なくとも一つの他のロボットアームより下位に配置される場合、前記残りのハンドより下位に配置される、請求項７に記載の基板搬送ロボット。

【請求項10】

前記それぞれのロボットアームに含まれる前記搬送ハンドの個数は同じである、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項11】

それぞれのロボットアームに含まれる複数の搬送ハンドのうち独立して作動するいずれか一つの搬送ハンドはそれぞれのロボットアームでその位置が異なる、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項12】

複数の搬送ハンドは前記半導体基板と関連するピックアンドプレース動作に用いられる搬送ハンドと前記ピックアンドプレース動作に用いられない搬送ハンドを含む、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項13】

前記ピックアンドプレース動作に用いられない搬送ハンドは時計回りと反時計回りのうち少なくとも一つの方向に回転する、請求項１２に記載の基板搬送ロボット。

【請求項14】

前記ピックアンドプレース動作に用いられない搬送ハンドは回転方向を決める際に両側壁面との距離を考慮する、請求項１３に記載の基板搬送ロボット。

【請求項15】

両側壁面との距離を測定するセンサをさらに含む、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項16】

前記センサは前記基板搬送ロボットの両側に設けられるか、または前記基板搬送ロボットの一側に移動可能に設けられる、請求項１５に記載の基板搬送ロボット。

【請求項17】

前記基板搬送ロボットは複数の半導体基板が収納されたコンテナが載置するロードポートモジュールとそれぞれの半導体基板を処理するプロセスチャンバの間で半導体基板を搬送するモジュール内に設けられる、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項18】

搬送ハンドを含み、前記搬送ハンドを用いて半導体基板を搬送するロボットアーム；
それぞれのロボットアームと結合し、前記それぞれのロボットアームの動きを制御するアーム駆動モジュール；および
前記アーム駆動モジュールの位置移動を制御する水平／垂直移動モジュールを含み、
前記ロボットアームは複数であり、それぞれのロボットアームに含まれる前記搬送ハンドは複数であり、
複数のロボットアームおよび複数の搬送ハンドは前記基板搬送ロボットの高さ方向に配列され、
前記複数のロボットアームは用途が異なり、
前記複数の搬送ハンドは独立して作動する第１ハンドと同時に作動する複数の残りのハンドを含み、前記第１ハンドはそれぞれのロボットアームでその位置が異なり、
前記複数の搬送ハンドは前記半導体基板と関連するピックアンドプレース動作に用いられる搬送ハンドと前記ピックアンドプレース動作に用いられない搬送ハンドを含み、前記ピックアンドプレース動作に用いられない搬送ハンドは両側壁面との距離を考慮して時計回りと反時計回りのうち少なくとも一つの方向に回転する、基板搬送ロボット。

【請求項19】

半導体基板が収納されたコンテナに載置面を提供するロードポートモジュール；
前記半導体基板を一時的に格納し、前記半導体基板のロードおよびアンロードに応じて大気圧環境および真空環境のうちいずれか一つの環境に変化するロードロックチャンバ；
前記半導体基板を工程処理するプロセスチャンバ；
前記大気圧環境で作動し、前記ロードポートモジュールと前記ロードロックチャンバの間で前記半導体基板を搬送するインデックスモジュール；および
前記真空環境で作動し、前記ロードロックチャンバと前記プロセスチャンバの間で前記半導体基板を搬送するトランスファチャンバを含み、
基板搬送ロボットは前記インデックスモジュール内に設けられ、
搬送ハンドを含み、前記搬送ハンドを用いて前記半導体基板を搬送するロボットアーム；
それぞれのロボットアームと結合し、前記それぞれのロボットアームの動きを制御するアーム駆動モジュール；および
前記アーム駆動モジュールの位置移動を制御する水平／垂直移動モジュールを含み、
前記ロボットアームは複数であり、
それぞれのロボットアームに含まれる前記搬送ハンドは複数である、基板処理システム。

【請求項20】

複数のロボットアームおよび複数の搬送ハンドは前記基板搬送ロボットの高さ方向に配列され、
前記複数のロボットアームは用途が異なる、請求項１９に記載の基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は基板搬送ロボットおよびそれを含む基板処理システムに関する。より詳細には、半導体製造工程に用いられる基板搬送ロボットおよびそれを含む基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程は半導体製造設備内で連続的に行われることができ、前工程と後工程に区分することができる。ここで、前工程はウェハ上に回路パターンを形成して半導体チップを完成する工程をいい、後工程は前工程により完成された製品の性能を評価する工程をいう。

【0003】

半導体製造設備は半導体を製造するためにファブ（Ｆａｂ）と定義される半導体製造工場内に設置されることができる。ウェハは蒸着工程、フォト工程、エッチング工程、アッシング工程、イオン注入工程、洗浄工程、パッケージ工程、検査工程など半導体を生産するためのそれぞれの工程を順に経て、ウェハ移送用ロボットによりそれぞれの工程が行われる設備に移動することができる。

【0004】

ウェハ移送用ロボットは１個のアームと２個のハンドで構成されており、それぞれ駆動によりピックアンドプレース（Ｐｉｃｋ ＆ Ｐｌａｃｅ）動作を行う。しかし、ウェハ移送用ロボットの場合、２個のハンドを用いてウェハ移送を行うので工程速度が非常に遅い。

【0005】

また、回避モーションを行う際にハンドの端部とＥＦＥＭの両壁面の間に衝突が発生する危険性があり、それを防止するための追加空間の確保は避けられない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明で解決しようとする技術的課題は、工程速度を改善することができ、構造物との干渉回避が可能な基板搬送ロボットおよびそれを含む基板処理システムを提供することにある。

【0007】

本発明の技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記技術的課題を達成するための本発明の基板搬送ロボットの一態様（Ａｓｐｅｃｔ）は、搬送ハンドを含み、前記搬送ハンドを用いて半導体基板を搬送するロボットアーム；それぞれのロボットアームと結合し、前記それぞれのロボットアームの動きを制御するアーム駆動モジュール；および前記アーム駆動モジュールの位置移動を制御する水平／垂直移動モジュールを含み、前記ロボットアームは複数であり、それぞれのロボットアームに含まれる前記搬送ハンドは複数である。

【0009】

前記技術的課題を達成するための本発明の基板搬送ロボットの他の態様は、搬送ハンドを含み、前記搬送ハンドを用いて半導体基板を搬送するロボットアーム；それぞれのロボットアームと結合し、前記それぞれのロボットアームの動きを制御するアーム駆動モジュール；および前記アーム駆動モジュールの位置移動を制御する水平／垂直移動モジュールを含み、前記ロボットアームは複数であり、それぞれのロボットアームに含まれる前記搬送ハンドは複数であり、複数のロボットアームおよび複数の搬送ハンドは前記基板搬送ロボットの高さ方向に配列され、前記複数のロボットアームは用途が異なり、前記複数の搬送ハンドは独立して作動する第１ハンドと同時に作動する複数の残りのハンドを含み、前記第１ハンドはそれぞれのロボットアームでその位置が異なり、前記複数の搬送ハンドは前記半導体基板と関連するピックアンドプレース動作に用いられる搬送ハンドと前記ピックアンドプレース動作に用いられない搬送ハンドを含み、前記ピックアンドプレース動作に用いられない搬送ハンドは両側壁面との距離を考慮して時計回りと反時計回りのうち少なくとも一つの方向に回転する。

【0010】

前記技術的課題を達成するための本発明の基板処理システムの一態様は、半導体基板が収納されたコンテナに載置面を提供するロードポートモジュール；前記半導体基板を一時的に格納し、前記半導体基板のロードおよびアンロードに応じて大気圧環境および真空環境のうちいずれか一つの環境に変化するロードロックチャンバ；前記半導体基板を工程処理するプロセスチャンバ；前記大気圧環境で作動し、前記ロードポートモジュールと前記ロードロックチャンバの間で前記半導体基板を搬送するインデックスモジュール；および前記真空環境で作動し、前記ロードロックチャンバと前記プロセスチャンバの間で前記半導体基板を搬送するトランスファチャンバを含み、基板搬送ロボットは前記インデックスモジュール内に設けられ、搬送ハンドを含み、前記搬送ハンドを用いて前記半導体基板を搬送するロボットアーム；それぞれのロボットアームと結合し、前記それぞれのロボットアームの動きを制御するアーム駆動モジュール；および前記アーム駆動モジュールの位置移動を制御する水平／垂直移動モジュールを含み、前記ロボットアームは複数であり、それぞれのロボットアームに含まれる前記搬送ハンドは複数である。

【0011】

その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】基板搬送ロボットを含む基板処理システムの内部構造を概略的に示す第１例示図である。

【図2】基板搬送ロボットを含む基板処理システムの内部構造を概略的に示す第２例示図である。

【図3】基板搬送ロボットを含む基板処理システムの内部構造を概略的に示す第３例示図である。

【図4】基板処理システムのインデックスモジュール内に設置される基板搬送ロボットの構造を説明するための例示図である。

【図5】基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第１実施形態による配置構造を説明するための側面図である。

【図6】基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第１実施形態による配置構造を説明するための正面図である。

【図7】基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第２実施形態による配置構造を説明するための正面図である。

【図8】ロボットアームが複数の搬送ハンドを含む場合、複数の搬送ハンド間の多様な作動方法を説明するための第１例示図である。

【図9】ロボットアームが複数の搬送ハンドを含む場合、複数の搬送ハンド間の多様な作動方法を説明するための第２例示図である。

【図10】ロボットアームが複数の搬送ハンドを含む場合、複数の搬送ハンド間の多様な作動方法を説明するための第３例示図である。

【図11】基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第３実施形態による配置構造を説明するための側面図である。

【図12】基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第３実施形態による配置構造を説明するための正面図である。

【図13】複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの構造物干渉回避方法を説明するための第１例示図である。

【図14】複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの構造物干渉回避方法を説明するための第２例示図である。

【図15】複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの構造物干渉回避方法を説明するための第３例示図である。

【図16】複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの障害物感知方法を説明するための第１例示図である。

【図17】複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの障害物感知方法を説明するための第２例示図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では添付する図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図面上の同じ構成要素に対しては同じ参照符号を使用し、これらに係る重複する説明は省略する。
本発明は半導体製造工程に活用され、工程速度を改善することができ、構造物との干渉回避が可能な基板搬送ロボットおよびそれを含む基板処理システムに関するものである。以下では図面などを参照して本発明を詳しく説明する。

【0014】

基板処理システムは複数の工程により半導体基板を処理する役割をし、このために半導体製造設備として設けられることができる。以下では基板搬送ロボットを含む基板処理システムについて説明する。

【0015】

図１は基板搬送ロボットを含む基板処理システムの内部構造を概略的に示す第１例示図である。また、図２は基板搬送ロボットを含む基板処理システムの内部構造を概略的に示す第２例示図である。そして、図３は基板搬送ロボットを含む基板処理システムの内部構造を概略的に示す第３例示図である。

【0016】

図１ないし図３によれば、基板処理システム１００はロードポートモジュール１１０、インデックスモジュール１２０、ロードロックチャンバ１３０、トランスファチャンバ１４０およびプロセスチャンバ１５０を含んで構成することができる。

【0017】

基板処理システム１００は、蒸着工程（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、エッチング工程（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、洗浄工程（Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、熱処理工程（Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、フォト工程（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ）など多様な工程を経て半導体基板を処理することができる。基板処理システム１００は、基板移送を担う複数の基板搬送ロボットとその周囲に設けられる基板処理モジュールである複数のプロセスチャンバを含むマルチチャンバ型基板処理システムとして設けられることができる。

【0018】

ロードポートモジュール（Ｌｏａｄ Ｐｏｒｔ Ｍｏｄｕｌｅ；１１０）は、コンテナＣがロード（Ｌｏａｄｉｎｇ）またはアンロード（Ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）されるものである。のみならず、ロードポートモジュール１１０ではコンテナＣに収納されている半導体基板がロードまたはアンロードされることもできる。ロードポートモジュール１１０は、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）、ＳＦＥＭなどフロントエンドモジュール（ＦＥＭ；Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）の端部に設けられることができる。

【0019】

前記で、コンテナＣには複数の半導体基板が収納されることができる。コンテナＣは、例えばＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）として設けられ、半導体基板は例えば、ウェハ（Ｗａｆｅｒ）であり得る。

【0020】

コンテナＣがロードまたはアンロードされる場合、コンテナ搬送ユニットによってロードポートモジュール１１０にコンテナＣがロードまたはアンロードされることができる。コンテナ搬送ユニットがロードポートモジュール１１０上に搬送してきたコンテナＣを載置させることによって、コンテナＣがロードポートモジュール１１０にロードされることができ、コンテナ搬送ユニットがロードポートモジュール１１０上に置かれているコンテナＣを把持（Ｇｒｉｐｐｉｎｇ）していくことによりコンテナＣがロードポートモジュール１１０にアンロードされることができる。前記で、コンテナ搬送ユニットはコンテナＣを目的地まで搬送する役割をし、例えば、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ）として設けられることができる。

【0021】

半導体基板がロードまたはアンロードされる場合、インデックスモジュール１２０内の基板搬送ロボット２１０によりロードポートモジュール１１０に載置したコンテナＣで半導体基板がロードまたはアンロードされることができる。コンテナＣがロードポートモジュール１１０上に載置されると、基板搬送ロボット２１０がロードポートモジュール１１０に接近し、その後コンテナＣ内で半導体基板を搬出することができる。半導体基板のアンロードはこのような過程により行われることができる。

【0022】

反面、プロセスチャンバ１５０内で半導体基板に対する処理が完了すると、基板搬送ロボット１１０がロードロックチャンバ１３０内で半導体基板を搬出してコンテナＣに搬入させることができる。半導体基板のロードはこのような過程により行われることができる。

【0023】

前述したが、ロードポートモジュール１１０は複数の半導体基板が搭載されたコンテナＣが載置できるように設けられることができる。ロードポートモジュール１１０はインデックスモジュール１２０の前方に複数配置されることができる。例えば、第１ロードポート１１０ａ、第２ロードポート１１０ｂ、第３ロードポート１１０ｃなど３個のロードポートユニット１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃがインデックスモジュール１２０の前方に配置されることができる。

【0024】

ロードポートモジュール１１０がインデックスモジュール１２０の前方に複数配置される場合、それぞれのロードポートモジュール１１０上に載置されるコンテナＣは種類が異なる物を搭載することができる。例えば、ロードポートモジュール１１０がインデックスモジュール１２０の前方に３個配置される場合、左側部分の第１ロードポート１１０ａ上に載置される第１コンテナＣ１はウェハ型センサを搭載し得、中央部分の第２ロードポート１１０ｂ上に載置される第２コンテナＣ２は半導体基板（ウェハ）を搭載し得、右側部分の第３ロードポート１１０ｃ上に載置される第３コンテナＣ３はフォーカスリング（Ｆｏｃｕｓ Ｒｉｎｇ）など消耗性部品を搭載することができる。

【0025】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。それぞれのロードポートユニット１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ上に載置されるコンテナＣ１，Ｃ２，Ｃ３は種類が同じ物を搭載することも可能である。または、いくつかのロードポートユニット上に載置されるコンテナは種類が同じ物を搭載し、他のいくつかのロードポートユニット上に載置されるコンテナは種類が異なる物を搭載することも可能である。

【0026】

インデックスモジュール（Ｉｎｄｅｘ Ｍｏｄｕｌｅ；１２０）は、ロードポートモジュール１１０とロードロックチャンバ１３０の間に配置され、ロードポートモジュール１１０上のコンテナＣとロードロックチャンバ１３０の間に半導体基板を移送するようにインタフェースする役割をする。ロードポートモジュール１１０およびインデックスモジュール１２０は前述したフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）として設けられることができる。

【0027】

インデックスモジュール１２０は基板移送を担う基板搬送ロボット２１０を含み得る。基板搬送ロボット２１０は大気圧環境で動作し、ロードポートモジュール１１０とロードロックチャンバ１３０の間で半導体基板を移送し得る。

【0028】

ロードロックチャンバ（Ｌｏａｄ－Ｌｏｃｋ Ｃｈａｍｂｅｒ；１３０）は、基板処理システム１００上の入力ポートと出力ポートの間でバッファの役割をするものである。図１ないし図３には示していないが、ロードロックチャンバ１３０はその内部に半導体基板が一時待機するバッファステージを含むことができる。

【0029】

ロードロックチャンバ１３０はインデックスモジュール１２０とトランスファチャンバ１４０の間に複数配置されることができる。例えば、第１ロードロック１３０ａと第２ロードロック１３０ｂなど２個のロードロックチャンバ１３０ａ，１３０ｂがインデックスモジュール１２０とトランスファチャンバ１４０の間に配置されることができる。

【0030】

第１ロードロック１３０ａと第２ロードロック１３０ｂはインデックスモジュール１２０とトランスファチャンバ１４０の間で複数のロードポート１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの配列方向に平行な方向（すなわち、第１方向１０）に配置されることができる。この場合、第１ロードロック１３０ａと第２ロードロック１３０ｂは左右方向に並んで配置される相互対称形の単層構造で設けられることができる。

【0031】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第１ロードロック１３０ａと第２ロードロック１３０ｂは、インデックスモジュール１２０とトランスファチャンバ１４０の間で複数のロードポート１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの配列方向に垂直な方向（すなわち、第３方向３０）に配置されることも可能である。この場合、第１ロードロック１３０ａと第２ロードロック１３０ｂは上下方向に配置される複層構造で設けられることができる。

【0032】

第１ロードロック１３０ａはインデックスモジュール１２０からトランスファチャンバ１４０に半導体基板を移送し、第２ロードロック１３０ｂはトランスファチャンバ１４０からインデックスモジュール１２０に半導体基板を移送し得る。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第１ロードロック１３０ａはトランスファチャンバ１４０からインデックスモジュール１２０に基板を移送する役割と、インデックスモジュール１２０からトランスファチャンバ１４０に基板を移送する役割を両方とも果たし、同様に第２ロードロック１３０ｂもトランスファチャンバ１４０からインデックスモジュール１２０に基板を移送する役割と、インデックスモジュール１２０からトランスファチャンバ１４０に基板を移送する役割を両方とも果たすことも可能である。

【0033】

ロードロックチャンバ１３０はトランスファチャンバ１４０内の基板搬送ロボット２２０により半導体基板がロードまたはアンロードされ得る。のみならず、ロードロックチャンバ１３０はインデックスモジュール１２０内の基板搬送ロボット２１０により半導体基板がロードまたはアンロードされることもできる。以下では説明の便宜上、インデックスモジュール１２０内に設けられる基板搬送ロボット２１０を第１搬送ロボット２１０と定義し、トランスファチャンバ１４０内に設けられる基板搬送ロボット２２０を第２搬送ロボット２２０と定義する。

【0034】

ロードロックチャンバ１３０はゲート弁などを用いてその内部を真空環境と大気圧環境に変化させながら圧力を維持することができる。ロードロックチャンバ１３０はこれによりトランスファチャンバ１４０の内部気圧状態が変化することを防止することができる。

【0035】

具体的に説明すると、第２搬送ロボット２２０により基板がロードまたはアンロードされる場合、ロードロックチャンバ１３０はその内部をトランスファチャンバ１４０の場合と同じ（または近い）真空環境に形成することができる。また、第１搬送ロボット２１０により基板がロードまたはアンロードされる場合（すなわち、未処理の基板を搬入するか、処理済みの基板を搬出する場合）、ロードロックチャンバ１３０はその内部をインデックスモジュール１２０の場合と同じ（または近い）大気圧環境に形成することができる。

【0036】

トランスファチャンバ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｈａｍｂｅｒ；１４０）は、トランスファモジュール（ＴＭ；Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）ともいい、ロードロックチャンバ１３０とプロセスチャンバ１５０の間で基板を移送する役割をする。トランスファチャンバ１４０はこのために少なくとも一つの第２搬送ロボット２２０を含むことができる。

【0037】

第２搬送ロボット２２０は未処理の基板をロードロックチャンバ１３０からプロセスチャンバ１５０に移送するか、処理済みの基板をプロセスチャンバ１５０からロードロックチャンバ１３０に移送する。トランスファチャンバ１４０の各辺はこのためにロードロックチャンバ１３０および複数のプロセスチャンバ１５０と連結され得る。一方、第２搬送ロボット２２０は真空環境で動作し、回動が自由なように設けられることができる。

【0038】

プロセスチャンバ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｈａｍｂｅｒ；１５０）は半導体基板を処理する役割をする。プロセスチャンバ１５０はトランスファチャンバ１４０の周囲に複数配置されることができる。この場合、それぞれのプロセスチャンバ１５０はトランスファチャンバ１４０から半導体基板の供給を受けて半導体基板を工程処理し、工程処理された半導体基板をトランスファチャンバ１４０に提供することができる。

【0039】

前記で、複数のプロセスチャンバ１５０は蒸着工程を行うチャンバ、エッチング工程を行うチャンバ、洗浄工程を行うチャンバ、熱処理工程を行うチャンバ、フォト工程を行うチャンバなど多様な種類のチャンバのうち同種または異種で構成することができる。

【0040】

プロセスチャンバ１５０は円筒形状に形成されることができる。このようなプロセスチャンバ１５０は、表面が陽極酸化膜が形成されたアルマイト（ａｌｕｍｉｔｅ）からなり、その内部は気密に構成することができる。一方、プロセスチャンバ１５０は本実施形態で円筒形状以外の異なる形状に形成されることも可能である。

【0041】

基板処理システム１００は図１に示すようにクラスタプラットフォーム（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）を有する構造で形成されることができる。この場合、トランスファチャンバ１４０は多角形または円形の形状を有することができ、複数のプロセスチャンバ１５０はトランスファチャンバ１４０の外側周囲に沿ってクラスタ方式で配置されることができる。

【0042】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。基板処理システム１００は、図２に図示のようにクワッドプラットフォーム（Ｑｕａｄ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）を有する構造で形成されることも可能である。この場合、トランスファチャンバ１４０は正方形形状を有することができ、複数のプロセスチャンバ１５０はトランスファチャンバ１４０の外側周囲に沿ってクワッド方式で配置されることができる。

【0043】

または、基板処理システム１００は図３に示すようにインラインプラットフォーム（Ｉｎｌｉｎｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）を有する構造で形成されることも可能である。この場合、トランスファチャンバ１４０は長方形形状を有することができ、複数のプロセスチャンバ１５０はトランスファチャンバ１４０の両側に一列に配置されることができる。

【0044】

図１ないし図３には示していないが、基板処理システム１００は制御装置（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）により作動することができる。制御装置は基板処理システム１００内のそれぞれのモジュール１１０，１２０，１３０，１４０，１５０の制御を実行するマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラと、オペレータが前記それぞれのモジュール１１０，１２０，１３０，１４０，１５０を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、前記それぞれのモジュール１１０，１２０，１３０，１４０，１５０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどからなるユーザインタフェースと、前記それぞれのモジュール１１０，１２０，１３０，１４０，１５０で実行される処理をプロセスコントローラの制御で実行するための制御プログラムや、各種データおよび処理条件によって各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち処理レシピが保存された記憶部を備えることができる。また、ユーザインタフェースおよび記憶部はプロセスコントローラに接続されている。処理レシピは記憶部のうち記憶媒体に記憶されていてもよく、記憶媒体はハードディスクであってもよく、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリなどの半導体メモリであってもよい。

【0045】

次に、第１搬送ロボット２１０すなわち、インデックスモジュール１２０内の基板搬送ロボット２１０について説明する。

【0046】

図４は基板処理システムのインデックスモジュール内に設置される基板搬送ロボットの構造を説明するための例示図である。

【0047】

図４によれば、基板搬送ロボット２１０はロボットアーム３１０、搬送ハンド３２０、アーム駆動モジュール３３０、回転モジュール３４０、垂直移動モジュール３５０および水平移動モジュール３６０を含んで構成することができる。

【0048】

インデックスモジュール１２０は図１ないし図３に示すようにガイドレール２３０を含むことができる。ここで、ガイドレール２３０は基板搬送ロボット２１０に移動経路を提供する役割をすることができる。

【0049】

ガイドレール２３０はインデックスモジュール１２０内に単数で設けられることができる。この場合、ガイドレール２３０は複数のロードポート１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの配列方向に平行な方向を長手方向（第１方向１０）としてインデックスモジュール１２０内に設けられることができる。

【0050】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。ガイドレール２３０はインデックスモジュール１２０内に複数で設けられることも可能である。この場合、複数のレールは交差するように設けられることもでき、いくつかのレールは複数のロードポート１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの配列方向に平行な方向を長手方向（第１方向１０）としてインデックスモジュール１２０内に設けられ、他のいくつかのレールは複数のロードポート１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの配列方向に垂直な方向を長手方向（第２方向２０）としてインデックスモジュール１２０内に設けられることができる。本実施形態でガイドレール２３０は以上で説明した例示に限定されず、基板搬送ロボット２１０の個数、基板搬送ロボット２１０内のアームの作動範囲、ロードポートモジュール１１０とロードロックチャンバ１３０の個数および位置などの様々な要因に応じて多様な形態に変更できるのはもちろんである。

【0051】

なお、ガイドレール２４０は図３に示すようにトランスファチャンバ１４０内にも単数または複数で設けられることができ、この場合、前記ガイドレール２４０はトランスファチャンバ１４０内に設けられる基板搬送ロボット２２０に移動経路を提供することができる。

【0052】

ロボットアーム３１０はロードポートモジュール１１０上のコンテナＣから未処理の半導体基板を引き出してロードロックチャンバ１３０に移送する役割をする。または、ロボットアーム３１０はロードロックチャンバ１３０内で処理済みの半導体基板を引き出してロードポートモジュール１１０上のコンテナＣに移送する役割をすることができる。

【0053】

ロボットアーム３１０はアーム駆動モジュール３３０に結合され、アーム駆動モジュール３３０の作動に応じて前後方向（第２方向２０）に水平移動することができる。のみならず、ロボットアーム３１０はアーム駆動モジュール３３０の作動に応じて左右方向（第１方向１０および第２方向２０）に回転移動することもできる。

【0054】

ロボットアーム３１０はアーム駆動モジュール３３０上で複数で設けられることができる。例えば、ロボットアーム３１０は第１アーム３１０ａ、第２アーム３１０ｂなど２個のアーム３１０ａ，３１０ｂで構成することができる。ロボットアーム３１０の個数は基板処理システム１００の工程効率に応じて増加することができ、減少することもできる。

【0055】

搬送ハンド３２０は半導体基板Ｗに載置面を提供するものであって、ロボットアーム３１０の端部に設けられる。搬送ハンド３２０はロボットアーム３１０に複数で設けられ、複数の搬送ハンド３２０はそのそれぞれが１個の基板を搬送し得る。搬送ハンド３２０は例えば、エンドエフェクタ（Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）の形態を有するように設けられることができる。

【0056】

アーム駆動モジュール３３０はロボットアーム３１０を水平移動させる役割をする。ロボットアーム３１０はこのようなアーム駆動モジュール３３０の側面に設置されるが、これに限定されず、アーム駆動モジュール３３０の上部面に設置されることも可能である。または、いくつかのロボットアームはアーム駆動モジュール３３０の側面に設置され、他のいくつかのロボットアームはアーム駆動モジュール３３０の上部面に設置されることも可能である。

【0057】

回転モジュール３４０はアーム駆動モジュール３３０の下部に設置され、アーム駆動モジュール３３０と結合され得る。回転モジュール３４０はアーム駆動モジュール３３０を回転移動させる役割をすることができ、ロボットアーム３１０は回転モジュール３４０のこのような役割によって回転移動をすることができる。

【0058】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。アーム駆動モジュール３３０がロボットアーム３１０を水平移動および回転移動させるように設けられることも可能であり、この場合には基板搬送ロボット２１０が回転モジュール３４０を含まなくてもよい。

【0059】

垂直移動モジュール３５０は基板搬送ロボット２１０の高さ方向（第３方向３０）に回転モジュール３４０を昇降させる役割をする。ロボットアーム３１０および搬送ハンド３２０は垂直移動モジュール３５０のこのような機能によってインデックスモジュール１２０内の垂直方向（第３方向３０）の位置が調節されることができる。垂直移動モジュール３５０は回転モジュール３４０の下部に設置されることができる。

【0060】

図４には示していないが、水平移動モジュール３６０はガイドレール２３０に結合されてガイドレール２３０に沿って水平移動することができる。ロボットアーム３１０および搬送ハンド３２０は水平移動モジュール３６０のこのような機能によってインデックスモジュール１２０内の水平方向（第１方向１０）の位置が調節されることができる。水平移動モジュール３６０は垂直移動モジュール３５０の下部に設置されることができる。なお、垂直移動モジュール３５０と水平移動モジュール３６０は統合されて水平／垂直移動モジュールとして設けられることも可能である。

【0061】

以上、図４を参照して基板搬送ロボット２１０の構造について説明した。基板搬送ロボット２１０はＬＭガイドシステム（Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｔｉｏｎ Ｇｕｉｄｅ Ｓｙｓｔｅｍ）上に設けられることができる。ＬＭガイドシステムはＬＭレール、ＬＭモータなどを含み得、この場合、ガイドレール２３０はＬＭレールとして設けられ、ＬＭモータは水平移動モジュール３６０内に設けられることができる。

【0062】

基板搬送ロボット２１０は基板処理システム１００の工程効率を上げるために複数のロボットアーム３１０を含み得、複数の搬送ハンド３２０を含むことができる。この場合、それぞれのロボットアーム３１０が複数の搬送ハンド３２０を含むことができる。基板搬送ロボット２１０は例えば、スカラロボット（ＳＣＡＲＡ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｒｏｂｏｔ Ａｒｍ） Ｒｏｂｏｔ）として設けられることができる。

【0063】

図５は基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第１実施形態による配置構造を説明するための側面図である。そして、図６は基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第１実施形態による配置構造を説明するための正面図である。以下の説明は図５および図６を参照する。

【0064】

従来の基板移送用ロボットは１個のアームと２個のハンドを含んでおり、それぞれの駆動によりピックアンドプレース（Ｐｉｃｋ ＆ Ｐｌａｃｅ）動作を行うことができる。ここで、ピックアンドプレース動作は半導体基板を把持（Ｇｒｉｐｐｉｎｇ）し、目的地まで搬送する一連の動作をいう。

【0065】

しかし、従来の基板移送用ロボットは１個のアームと２個のハンドを用いて基板搬送を行うので、工程速度が非常に遅く、工程前／工程後の区分のためのクリーン／ダーティー（Ｃｌｅａｎ／Ｄｉｒｔｙ）ハンドの構成は不可能である。

【0066】

本発明の基板搬送ロボット２１０は複数のロボットアームを含み、それぞれのロボットアームは複数の搬送ハンドを含むことができる。したがって、本発明の基板搬送ロボット２１０は従来の基板移送用ロボットに比べて工程速度を向上させることができ、複数の搬送ハンドを工程前／工程後に分けてクリーン／ダーティーハンドに区分して作業することが可能である。

【0067】

以下では基板搬送ロボット２１０が２個のロボットアームを含み、それぞれのロボットアームが４個の搬送ハンドを含む場合を例に挙げて説明するが、本実施形態におけるロボットアーム３１０の個数および／または搬送ハンド３２０の個数はこれに限定されないのはもちろんである。また、以下で説明するロボットアーム３１０と搬送ハンド３２０の多様な構造が異なるケースにおいても同一または類似に適用できるのはもちろんである。

【0068】

基板搬送ロボット２１０に設置されるロボットアーム３１０は、第１アーム３１０ａ、第２アーム３１０ｂなど２個のアーム３１０ａ，３１０ｂを含むことができる。また、それぞれのアーム３１０ａ，３１０ｂに設置される搬送ハンド３２０は第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃ、第４ハンド３２０ｄなど４個のハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを含むことができる。

【0069】

第１アーム３１０ａおよび第２アーム３１０ｂは基板搬送ロボット２１０の高さ方向（第３方向３０）に配置されることができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第１アーム３１０ａおよび第２アーム３１０ｂは図７に示すように基板搬送ロボット２１０の左右側方向（第１方向１０）に配置されることも可能である。図７は基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第２実施形態による配置構造を説明するための正面図である。

【0070】

または、第１アーム３１０ａおよび第２アーム３１０ｂは対角線方向に上部と下部にそれぞれ配置されることも可能である。本実施形態では第１アーム３１０ａと第２アーム３１０ｂが同時に作動することに困難性がなければ、基板搬送ロボット２１０は図６に示しているロボットアーム３１０および搬送ハンド３２０の配置構造および図７に示しているロボットアーム３１０および搬送ハンド３２０の配置構造だけでなく、その他のいかなる構造で形成されても構わない。

【0071】

再び図５および図６を参照して説明する。

【0072】

第１アーム３１０ａおよび第２アーム３１０ｂは互いに異なる用途に用いられることができる。例えば、相対的に上部に配置される第１アーム３１０ａはクリーン（Ｃｌｅａｎ）用途に用いられ、相対的に下部に配置される第２アーム３１０ｂはダーティー（Ｄｉｒｔｙ）用途に用いられることができる。ここで、クリーン用途は処理済みの半導体基板Ｗを搬送することを意味する。すなわち、第１アーム３１０ａはロードロックチャンバ１３０からロードポートモジュール１１０上のコンテナＣに半導体基板Ｗを搬送することができる。また、ダーティー用途は未処理の半導体基板Ｗを搬送することを意味する。すなわち、第２アーム３１０ｂはロードポートモジュール１１０上のコンテナＣからロードロックチャンバ１３０に半導体基板Ｗを搬送することができる。

【0073】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。相対的に上部に配置される第１アーム３１０ａはダーティー用途に用いられ、相対的に下部に配置される第２アーム３１０ｂはクリーン用途に用いられることも可能である。または、第１アーム３１０ａと第２アーム３１０ｂは両方ともクリーン用途とダーティー用途に同時に用いられることも可能である。

【0074】

前述したが、第１アーム３１０ａは第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃ、第４ハンド３２０ｄなど４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを含むことができる。以下で説明する第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは第１アーム３１０ａに含まれる搬送ハンドとして、説明の便宜上第１アーム３１０ａの第１ハンド３２０ａ、第１アーム３１０ａの第２ハンド３２０ｂ、第１アーム３１０ａの第３ハンド３２０ｃおよび第１アーム３１０ａの第４ハンド３２０ｄをそれぞれ第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄと略称する。

【0075】

第１ハンド３２０ａは４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち最上位に配置される。第２ハンド３２０ｂは第１ハンド３２０ａの下位に配置され、第３ハンド３２０ｃは第２ハンド３２０ｂの下位に配置され、第４ハンド３２０ｄは第３ハンド３２０ｃの下位に配置される。すなわち、第４ハンド３２０ｄは４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち最下位に配置される。

【0076】

４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄは、以上で説明した通り、基板搬送ロボット２１０の高さ方向（第３方向３０）に配列できるが、これに限定されず、４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄが同時に作動することに困難性がなければ、４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄは基板搬送ロボット２１０の左右側方向（第１方向１０）に配列されることも可能である。または、４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうちいくつかの搬送ハンドは基板搬送ロボット２１０の高さ方向に配列され、他のいくつかの搬送ハンドは基板搬送ロボット２１０の左右側方向に配列されることも可能である。

【0077】

４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは同時に作動することができる。これに対して、第１ハンド３２０ａは第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄと別に作動することができる。すなわち、第１ハンド３２０ａは第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄとは異なり、独立して作動することができる。このように最外側に配置される第１ハンド３２０ａが独立して作動すると、回避モーションを行う際に構造物との干渉回避が可能になる。

【0078】

４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち１個の搬送ハンドのみ基板Ｗの搬送に必要な場合がある。この場合には、図８の例示に示すように、第１ハンド３２０ａが基板Ｗの搬送に用いられ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄはアイドル状態（Ｉｄｌｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）になる。図８はロボットアームが複数の搬送ハンドを含む場合、複数の搬送ハンド間の多様な作動方法を説明するための第１例示図である。

【0079】

４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち３個の搬送ハンドが基板Ｗの搬送に必要な場合がある。この場合には、図９の例示に示すように、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄが基板Ｗの搬送に用いられ、第１ハンド３２０ａがアイドル状態になる。図９はロボットアームが複数の搬送ハンドを含む場合、複数の搬送ハンド間の多様な作動方法を説明するための第２例示図である。

【0080】

４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち４個の搬送ハンドがすべて基板Ｗの搬送に必要な場合がある。この場合には、図１０の例示に示すように、第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄはいずれも基板Ｗの搬送に用いられる。図１０はロボットアームが複数の搬送ハンドを含む場合、複数の搬送ハンド間の多様な作動方法を説明するための第３例示図である。

【0081】

以上の説明では第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは同時に作動し、第１ハンド３２０ａは他のハンド３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄとは別に作動する場合を説明したが、本実施形態はこれに限定されず、４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄがすべて独立して作動することも可能である。４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄがすべて独立して作動すると、１個の搬送ハンドが基板Ｗの搬送に必要な場合、３個の搬送ハンドが基板Ｗの搬送に必要な場合、および４個の搬送ハンドが基板Ｗの搬送に必要な場合だけでなく、２個の搬送ハンドが基板Ｗの搬送に必要な場合にも対応可能な効果を得ることができる。

【0082】

前記効果（すなわち、２個の搬送ハンドが基板Ｗの搬送に必要な場合にも対応可能な効果）を得るために、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄのうちいずれか一つの搬送ハンドが第１ハンド３２０ａとともに独立して作動し、残りの２個の搬送ハンドが同時に作動することも可能である。例えば、第２ハンド３２０ｂが第１ハンド３２０ａとともに独立して作動し、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄが同時に作動することができる。

【0083】

第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは同じ用途に用いられることができる。例えば、第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄはクリーン用途に用いられることができる。または、第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄはダーティー用途に用いられることができる。

【0084】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは互いに異なる用途に用いられることも可能である。前述したが、第１アーム３１０ａはクリーン用途とダーティー用途に同時に用いられることができる。この場合には、４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうちいくつかの搬送ハンドはクリーン用途に用いられ、他のいくつかの搬送ハンドはダーティー用途に用いられることができる。例えば、第１ハンド３２０ａはクリーン用途に用いられ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄはダーティー用途に用いられることができる。

【0085】

第１アーム３１０ａと同様に、第２アーム３１０ｂも第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃ、第４ハンド３２０ｄなど４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを含むことができる。以下では第２アーム３１０ｂに含まれる４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄと第１アーム３１０ａに含まれる４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを比較したときの差異点についてのみ説明する。したがって、それ以外の部分については第１アーム３１０ａに含まれる４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄに係る説明が第２アーム３１０ｂに含まれる４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄに同様に適用できるのはもちろんである。

【0086】

第２アーム３１０ｂの第１ハンド３２０ａは第２アーム３１０ｂの４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち最下位に配置される。第２アーム３１０ｂの第２ハンド３２０ｂは第１ハンド３２０ａの上位に配置され、第２アーム３１０ｂの第３ハンド３２０ｃは第２ハンド３２０ｂの上位に配置され、第２アーム３１０ｂの第４ハンド３２０ｄは第３ハンド３２０ｃの上位に配置される。すなわち、第２アーム３１０ｂの第４ハンド３２０ｄは第２アーム３１０ｂの４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄのうち最上位に配置される。

【0087】

図５および図６の説明では第１アーム３１０ａと第２アーム３１０ｂがそれぞれ４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを含んでいる。すなわち、第１アーム３１０ａと第２アーム３１０ｂは同じ個数の搬送ハンドを含むことができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第１アーム３１０ａと第２アーム３１０ｂは互いに異なる個数の搬送ハンドを含むことも可能である。

【0088】

例えば、図１１および図１２に図示のように、第１アーム３１０ａは３個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを含み、第２アーム３１０ｂは４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを含むことができる。ここで、第１アーム３１０ａは第２アーム３１０ｂの上位に配置され、第１アーム３１０ａの搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃはクリーン用途に用いられ、第２アーム３１０ｂの搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄはダーティー用途に用いられることができる。

【0089】

基板処理システム１００が複数のプロセスチャンバ１５０を含み、複数のプロセスチャンバ１５０が互いに異なる類型の基板処理工程を行う場合、複数のプロセスチャンバ１５０間には基板処理時間が異なってもよい。例えば、複数のプロセスチャンバ１５０のうちいずれか一つのプロセスチャンバは、エッチング工程を行い、他の一つのプロセスチャンバは洗浄工程を行う場合、エッチング工程が完了するまでの時間は洗浄工程が完了するまでの時間と異なってもよい
このような場合、未処理の基板Ｗの同時移動量と処理済みの基板Ｗの同時移動量が異なってもよく、処理済みの基板Ｗの同時移動量が未処理の基板Ｗの同時移動量より少なくてもよい。第１アーム３１０ａと第２アーム３１０ｂは、このような場合を参酌して図１１および図１２に図示のように互いに異なる個数の搬送ハンドを含むこともできる。図１１は基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第３実施形態による配置構造を説明するための側面図である。そして、図１２は基板搬送ロボットを構成するロボットアームおよび搬送ハンドの第３実施形態による配置構造を説明するための正面図である。

【0090】

前述したが、基板搬送ロボット２１０は複数のロボットアームを含み得、それぞれのロボットアームは複数の搬送ハンドを含むことができる。複数のロボットアームおよび複数の搬送ハンドはピックアンドプレース（Ｐｉｃｋ ＆ Ｐｌａｃｅ）動作を行うことができる。

【0091】

しかし、複数の搬送ハンドのうちピックアンドプレース動作に使用しない搬送ハンドがあり得る。ピックアンドプレース動作に用いない搬送ハンドは時計回りまたは反時計回りに回避するための回転をし得る。

【0092】

しかし、回避モーションを行う際に搬送ハンドの回転により搬送ハンドの端部とインデックスモジュール１２０の内側壁面の間に衝突が発生し得、これにより搬送ハンドが損傷する問題が生じ得る。また、回避モーションを行う際に搬送ハンドの端部とロードポートモジュール１１０の間に衝突が発生することもあり、この場合にも搬送ハンドが毀損する問題が生じ得る。

【0093】

前記問題を解決するためにインデックスモジュール１２０の大きさを拡張させて搬送ハンドの回転に備える追加空間を確保することもできるが、この場合には、基板処理システム１００の全体大きさが増加する問題をもたらし得る。

【0094】

以下では構造物（すなわち、ロードポートモジュール１１０、インデックスモジュール１２０の内側壁面など）と基板搬送ロボット２１０の間に干渉を回避できる方法について説明する。

【0095】

図１３は複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの構造物干渉回避方法を説明するための第１例示図である。また、図１４は複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの構造物干渉回避方法を説明するための第２例示図である。そして、図１５は複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの構造物干渉回避方法を説明するための第３例示図である。以下の説明は図１３ないし図１５を参照する。

【0096】

基板搬送ロボット２１０に含まれる第１アーム３１０ａは、第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃ、第４ハンド３２０ｄなど４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを含み得、第２アーム３１０ｂも第１ハンド３２０ａ、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃ、第４ハンド３２０ｄなど４個の搬送ハンド３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄを含むことができる。以下の説明では第１アーム３１０ａの第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄがピックアンドプレース動作に用いられ、第１アーム３１０ａの第１ハンド３２０ａがピックアンドプレース動作に用いられない場合を例に挙げて説明する。

【0097】

基板搬送ロボット２１０の第１アーム３１０ａが図１３に図示のように第２ロードポート１１０ｂ上の第２コンテナＣ２から半導体基板Ｗを搬出する場合、ピックアンドプレース動作に用いられる第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは前進移動をして第２コンテナＣ２から半導体基板Ｗを搬出することができる。反面、ピックアンドプレース動作に用いられない第１ハンド３２０ａは時計回りまたは反時計回りに回転移動をして第２ロードポート１１０ｂの外側壁面との衝突を防止することができる。

【0098】

基板搬送ロボット２１０が第２コンテナＣ２から半導体基板Ｗを搬出する場合には、基板搬送ロボット２１０とインデックスモジュール１２０内の両側壁面の間に相当な距離がある。したがって、第１ハンド３２０ａは時計回りに回転移動をして第１ハンド３２０ａとインデックスモジュール１２０の内側壁面の間の衝突を防止することができる。または、第１ハンド３２０ａは反時計回りに回転移動をして第１ハンド３２０ａとインデックスモジュール１２０の内側壁面の間の衝突を防止することもできる。

【0099】

基板搬送ロボット２１０の第１アーム３１０ａが図１４に図示のように第３ロードポート１１０ｃ上の第３コンテナＣ３から半導体基板Ｗを搬出する場合、ピックアンドプレース動作に用いられる第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは前進移動をして第３コンテナＣ３から半導体基板Ｗを搬出することができる。反面、ピックアンドプレース動作に用いられない第１ハンド３２０ａは時計回りに回転移動をして第３ロードポート１１０ｃの外側壁面との衝突を防止することができる。

【0100】

基板搬送ロボット２１０が第３コンテナＣ３から半導体基板Ｗを搬出する場合には、基板搬送ロボット２１０とインデックスモジュール１２０内の右側壁面の間に相当な距離がある。したがって、第１ハンド３２０ａは時計回りに回転移動をして第１ハンド３２０ａとインデックスモジュール１２０の内側壁面の間の衝突を防止することができる。

【0101】

反面、基板搬送ロボット２１０はインデックスモジュール１２０内の左側壁面に非常に隣接している。この場合、第１ハンド３２０ａが反時計回りに回転移動をすると、第１ハンド３２０ａとインデックスモジュール１２０の内側壁面の間に衝突が発生し得る。したがって、基板搬送ロボット２１０が第３コンテナＣ３から半導体基板Ｗを搬出する場合には、第１ハンド３２０ａが時計回りに回転移動をし、反時計回りには回転移動をしない。

【0102】

基板搬送ロボット２１０の第１アーム３１０ａが図１５に図示のように第１ロードポート１１０ａ上の第１コンテナＣ１から半導体基板Ｗを搬出する場合、ピックアンドプレース動作に用いられる第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃおよび第４ハンド３２０ｄは前進移動をして第１コンテナＣ１から半導体基板Ｗを搬出することができる。反面、ピックアンドプレース動作に用いられない第１ハンド３２０ａは反時計回りに回転移動をして第１ロードポート１１０ａの外側壁面との衝突を防止することができる。

【0103】

基板搬送ロボット２１０が第１コンテナＣ１から半導体基板Ｗを搬出する場合には、基板搬送ロボット２１０とインデックスモジュール１２０内の左側壁面の間に相当な距離がある。したがって、第１ハンド３２０ａは反時計回りに回転移動をして第１ハンド３２０ａとインデックスモジュール１２０の内側壁面の間の衝突を防止することができる。

【0104】

反面、基板搬送ロボット２１０はインデックスモジュール１２０内の右側壁面に非常に隣接している。この場合、第１ハンド３２０ａが時計回りに回転移動をすると、第１ハンド３２０ａとインデックスモジュール１２０の内側壁面の間に衝突が発生し得る。したがって、基板搬送ロボット２１０が第１コンテナＣ１から半導体基板Ｗを搬出する場合には、第１ハンド３２０ａが反時計回りに回転移動をし、時計回りに回転移動をしない。

【0105】

第１ハンド３２０ａの回転移動方向を決めるために、基板搬送ロボット２１０は障害物感知センサをさらに含むことができる。図１６は複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの障害物感知方法を説明するための第１例示図である。

【0106】

障害物感知センサ４１０は基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０の内側壁面に隣接しているか否かを判別するためのものである。障害物感知センサ４１０は例えば、距離を測定できる距離測定用センサとして設けられることができる。

【0107】

制御装置は障害物感知センサ４１０の測定結果に基づいて基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の左側壁面４２０に隣接しているか否かを判別することができる。また、制御装置は障害物感知センサ４１０の測定結果に基づいて基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の右側壁面４３０に隣接しているか否かを判別することができる。

【0108】

制御装置は障害物感知センサ４１０の測定結果ｄ_１と基準値ｄ_ｒｅｆを比較して基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の左側壁面４２０に隣接しているか否かを判別することができる。障害物感知センサ４１０の測定結果ｄ_１が基準値ｄ_ｒｅｆより小さいか基準値ｄ_ｒｅｆと同じである場合は（ｄ_１≦ｄ_ｒｅｆ）、制御装置は基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の左側壁面４２０に隣接していると判別することができる。障害物感知センサ４１０の測定結果ｄ_１が基準値ｄ_ｒｅｆより大きいと（ｄ_１＞ｄ_ｒｅｆ）、制御装置は基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の左側壁面４２０に隣接していないと判別することができる。

【0109】

同様に、制御装置は障害物感知センサ４１０の測定結果ｄ_２と基準値ｄ_ｒｅｆを比較して基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の右側壁面４３０に隣接しているか否かを判別することができる。障害物感知センサ４１０の測定結果ｄ_２が基準値ｄ_ｒｅｆより小さいか基準値ｄ_ｒｅｆと同じである場合（ｄ_２≦ｄ_ｒｅｆ）、制御装置は基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の右側壁面４３０に隣接していると判別することができる。障害物感知センサ４１０の測定結果ｄ_２が基準値ｄ_ｒｅｆより大きいと（ｄ_２＞ｄ_ｒｅｆ）、制御装置は基板搬送ロボット２１０がインデックスモジュール１２０内の右側壁面４３０に隣接していないと判別することができる。

【0110】

制御装置が、基板搬送ロボット２１０とインデックスモジュール１２０の内側壁面４２０，４３０の間が隣接しているか否かを判別できるように、障害物感知センサ４１０は第１センシングモジュール４１０ａ、第２センシングモジュール４１０ｂなど２個のセンシングモジュール４１０ａ，４１０ｂを含むことができる。ここで、第１センシングモジュール４１０ａは基板搬送ロボット２１０の左側に設置され、インデックスモジュール１２０内の左側壁面４２０をセンシングするために用いられることができる。また、第２センシングモジュール４１０ｂは基板搬送ロボット２１０の右側に設置され、インデックスモジュール１２０内の右側壁面４３０をセンシングするために用いられることができる。

【0111】

しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。障害物感知センサ４１０は図１７に図示のように１個の第３センシングモジュール４１０ｃのみを含み、前記センシングモジュール４１０ｃが基板搬送ロボット２１０の左側と右側の間に往復移動をしてインデックスモジュール１２０内の左側壁面４２０と右側壁面４３０をセンシングすることも可能である。図１７は複数のロボットアームと複数の搬送ハンドを含む基板搬送ロボットの障害物感知方法を説明するための第２例示図である。

【0112】

前述したが、第１センシングモジュール４１０ａ、第２センシングモジュール４１０ｂおよび第３センシングモジュール４１０ｃは基板搬送ロボット２１０に設置されることができる。具体的には、第１センシングモジュール４１０ａおよび第２センシングモジュール４１０ｂはロボットアーム３１０の両側面に設置されることができる。または、第１センシングモジュール４１０ａおよび第２センシングモジュール４１０ｂはアーム駆動モジュール３３０の両側面に設置されることができる。または、第１センシングモジュール４１０ａおよび第２センシングモジュール４１０ｂは回転モジュール３４０の両側面に設置されることができる。または、第１センシングモジュール４１０ａおよび第２センシングモジュール４１０ｂは垂直移動モジュール３５０の両側面に設置されることができる。または、第１センシングモジュール４１０ａおよび第２センシングモジュール４１０ｂは水平移動モジュール３６０の両側面に設置されることができる。

【0113】

同様に、第３センシングモジュール４１０ｃはロボットアーム３１０の両側面に設置されることができる。または、第３センシングモジュール４１０ｃはアーム駆動モジュール３３０の両側面に設置されることができる。または、第３センシングモジュール４１０ｃは回転モジュール３４０の両側面に設置されることができる。または、第３センシングモジュール４１０ｃは垂直移動モジュール３５０の両側面に設置されることができる。または、第３センシングモジュール４１０ｃは水平移動モジュール３６０の両側面に設置されることができる。

【0114】

なお、以上の説明ではインデックスモジュール１２０内に設置される基板搬送ロボット２１０すなわち、第１搬送ロボット２１０の構造、機能、役割などについて説明したが、トランスファチャンバ１４０内に設置される基板搬送ロボット２２０すなわち、第２搬送ロボット２２０も同じ方式で設置されて作動できるのはもちろんである。

【0115】

本発明は基板搬送ロボット２１０のクリーン／ダーティーハンド構造および回避モーションの運用方法に関するものである。基板搬送ロボット２１０はＥＦＥＭのインデックスモジュール１２０に設置されることができ、インデックススカラロボットとして設けられることができる。本発明は従来の基板移送用ロボットの工程速度改善の必要性により提案されたものであり、本発明の基板搬送ロボット２１０は、基板に対するピックアンドプレース（Ｐｉｃｋ ＆ Ｐｌａｃｅ）の際、工程前／工程後によってクリーン／ダーティーハンドの区分が可能な構造を有することができる。また、基板搬送ロボット２１０は動作時のＥＦＥＭと衝突防止のための回避モーションの実現および運用が可能である。

【0116】

基板搬送ロボット２１０は作業速度の改善、クリーン／ダーティーハンドの区分などのために２個のロボットアーム（例えば、第１アーム３１０ａ、第２アーム３１０ｂなど）を含み得、複数－１－複数－１個のハンドで構成することができる。すなわち、それぞれのロボットアームが独立して作動する複数のハンド（例えば、第２ハンド３２０ｂ、第３ハンド３２０ｃ、第４ハンド３２０ｄなど）と１個のハンド（例えば、第１ハンド３２０ａ）を含むことができる。基板搬送ロボット２１０は用途に応じて複数のハンドまたは１個のハンドを用いて工程を実行することが可能である。

【0117】

基板搬送ロボット２１０は左右ロボットアームから構成された上端および下端の複数ハンドを工程前／工程後に分けてクリーン／ダーティーハンドに区分して作業することが可能である。

【0118】

１個のハンドのみピックアンドプレース動作を行う場合、複数のハンドは不要であるので、回避モーションが必要であり、時計または反時計回りに回転が可能である。ＥＦＥＭ内でハンド前進動作を行う際のロードポートとの衝突防止のためには時計または反時計のうち適切な方向への回転が求められる。３番ポートに対する工程を行う際に（例えば、第３ロードポート１１０ｃ上の第３コンテナＣ３から半導体基板Ｗの搬出時）時計回りの回転により壁面との衝突を防止することができ、１番ポートに対する工程を行う際に（例えば、第１ロードポート１１０ａ上の第１コンテナＣ１から半導体基板Ｗの搬出時）反時計回りの回転により壁面との衝突を防止して運用することが可能である。２番ポートに対する工程を行う際（例えば、第２ロードポート１１０ｂ上の第２コンテナＣ２から半導体基板Ｗの搬出時）には衝突が発生しないので時計／反時計回りの両方の回転が可能である。基板搬送ロボット２１０はこのような作動によりＥＦＥＭ内でハンドのピックアンドプレース動作時にロードポートとの干渉／衝突の回避が可能であり、特に１番および３番ロードポートでの駆動時に両壁面に対する衝突回避が可能である。

【0119】

以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造することができ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

【符号の説明】

【0120】

１００ 基板処理システム
１１０ ロードポートモジュール
１１０ａ 第１ロードポート
１１０ｂ 第２ロードポート
１１０ｃ 第３ロードポート
１２０ インデックスモジュール
１３０ ロードロックチャンバ
１４０ トランスファチャンバ
１５０ プロセスチャンバ
２１０，２３０ 基板搬送ロボット
２２０，２４０ ガイドレール
３１０ ロボットアーム
３１０ａ 第１アーム
３１０ｂ 第２アーム
３２０ 搬送ハンド
３２０ａ 第１ハンド
３２０ｂ 第２ハンド
３２０ｃ 第３ハンド
３２０ｄ 第４ハンド
３３０ アーム駆動モジュール
３４０ 回転モジュール
３５０ 垂直移動モジュール
３６０ 水平移動モジュール
４１０ 障害物感知センサ
４１０ａ 第１センシングモジュール
４１０ｂ 第２センシングモジュール
４１０ｃ 第３センシングモジュール
４２０，４３０ インデックスモジュールの内側壁面
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンテナ
Ｗ 半導体基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】