JP2001127139A - 半導体処理装置用多面ロボットブレード - Google Patents

半導体処理装置用多面ロボットブレード

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JP2001127139A JP2000276738A JP2000276738A JP2001127139A JP 2001127139 A JP2001127139 A JP 2001127139A JP 2000276738 A JP2000276738 A JP 2000276738A JP 2000276738 A JP2000276738 A JP 2000276738A JP 2001127139 A JP2001127139 A JP 2001127139A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一以上の基板を支持できる多面ロボットブレ
ードを有するロボット組立体を得る。 【解決手段】 ブレードの少なくとも二面上で基板を支
持できる多面ロボットブレード９４を含むロボット組立
体を有する処理システムと、処理システム内で一以上の
基板を移載する関連する方法とを提供する。未処理の基
板が搬送される位置から処理済みの基板を取り出す間、
未処理の基板をブレード９４上で支持できる。処理済み
の基板を未処理の基板と交換するロボット７２が必要と
する運動を減らし、スワップタイムを減らすことによ
り、処理スループット率を増大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理システムにお
ける物体移載装置及び方法に関する。特に、本発明は、
一以上の基板を支持できる多面ロボットブレードを有す
るロボット組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時の半導体処理システムは、典型的に
は、ロボットを用いて一連の処理室又はエンクロージャ
の間で基板を移動させることにより、数多くの基板を処
理する。基板のスループット率を上げるために、システ
ム内で基板を移動させる速度を上げるようにする傾向が
ある。しかしながら、速度を上げることは、基板取扱シ
ステムに複雑さを加えることになる。速度を上げること
で、繰り返し性を維持するために必要な許容公差が下が
った理由は、ロボットを用いて一連の処理室又はエンク
ロージャの間で基板を移動させる際に、基板又は基板上
に形成された被膜が損傷するのを避けるために、正確に
移動することが必要とされるからである。
【０００３】基板処理に用いられるシステムの一形式
は、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムで、基板表面を研
磨して、高い部分、表面の欠陥、傷、もしくは埋没粒子
を除去するために用いられる。図１は、カリフォルニア
州サンタクララ、アプライド・マテリアルズ・インコー
ポレーション（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，
Ｉｎｃ．）のミラ（Ｍｉｒｒａ）（登録商標名）ＣＭＰ
システムとして周知である、一ＣＭＰシステムの概略斜
視図であり、これは、引用により本願明細書に組み込ま
れている米国特許番号第５，７３８，５７４号に示さ
れ、記載されている。システム２は、ローディングステ
ーション４と、研磨ステーション６内に配置された研磨
及び／又はすすぎパッド８を有する三つの研磨ステーシ
ョン６とを含む。四つの研磨ヘッド１２を有する回転多
ヘッド円形コンベヤ１０をステーションの上に取り付け
て、ステーションからステーションまでヘッドを位置決
めする。ローディングステーション４は、ＣＭＰシステ
ムに隣接して配置された正面端基板移載域１４により供
給を受けるが、移載域１４は独立した構成要素であるも
のの、ローディングステーション４はＣＭＰシステムの
一部と見なされる。ローディングステーション４は、研
磨ステーション６での処理に先立つ、そしてその後で
の、オーバーヘッドトラックロボット１８による搬送に
続いて基板を支持する台座１６を含む。縦に並べられた
基板２０は、ロードタンク２４内の流体内に配置された
カセット２２内に保持される。
【０００４】一般的に、オーバーヘッドトラックロボッ
ト１８は、下方に延長しているブレード支持アーム２
８、いわゆるショルダを含む。ブレード２６は、典型的
にはリストと呼ばれるピボットジョイント３０の所でブ
レード支持アームに取り付けられている。トラックロボ
ット１８は、ブレード支持アームを、システム正面を横
切るＸ軸線に沿った直線方向と、Ｚ軸線に沿った垂直方
向と、Ｚ軸線周囲の回転方向との三つの方向に操作可能
である。さらに、ブレード２６は、実質的に水平方向の
位置と実質的に垂直方向の位置との間にピボットジョイ
ント３０を回転可能である。ブレード２６は典型的に
は、システム２内での移載中に基板２０をブレードに保
持するための真空（吸着）ポート（図示せず）を含む。
【０００５】図２は、ロボット構成要素の詳細を示す、
オーバーヘッドトラックロボット１８の概略断面図であ
る。ブレード支持アーム２８は、キャリジ３２の下に垂
直に配置されている。キャリジ３２は、二つの滑車３
６、３８の間で支持される駆動ベルト３４に取り付けら
れている。ウォームギヤ４２を有するモータ４０は、キ
ャリジ３２に取り付けられていて、支持アーム２８に取
り付けられた嵌合ギア４４と係合する。ブレード支持ア
ーム２８は、ピボットジョイント３０に接続した支柱６
０を支持する。ピボットジョイント３０は、ブレード支
持アーム２８に接続した第一の部分４６と、ブレード２
６に接続した第二の部分４８と、ピボットジョイント３
０の第二の部分４８と共に第一の部分４６に枢着してい
るピボット要素５０とを含む。ピボットジョイント３０
は、ブレード２６をピボット軸線５２のところで水平位
置と垂直位置の間で回転させる。ブレード２６は、片面
ブレード、即ち、基板２０を各種のステーションから取
り出したり各種のステーションまで搬送したりする間
に、基板を支持するために用いられる基板支持表面を一
つ有するブレードである。キャリジ３２は、支柱６０に
取り付けられたウォームナット５８を貫通するウォーム
ギヤ５６を有するモータ５４を収容している。ブレード
支持アーム２８は、駆動軸６４とウォームギヤ６６とに
取り付けられたモータ６２を収容している。ウォームギ
ヤ６６は、ピボットジョイント３０上の嵌合ギヤ６８と
係合する。ブレード２６は、ねじ（図示せず）によりピ
ボットジョイント３０に取り付けられている。
【０００６】ブレード支持アーム２８は、モータ４０が
ウォームギヤ４２を回転させる時にＺ軸線７０の周囲を
回転し、そして次にブレード支持アームに接続した嵌合
ギヤ４４を回転させる。典型的なシステムにおいては、
ピボット軸線５２をＺ軸線７０からずらして短いブレー
ド２６を使用できるようにして、その結果、基板２０の
搬送及び取り出しの際にシステム内で水平方向に延ばさ
れる時のブレードの偏向を減少する。ウォームナット５
８は、モータ５４がウォームギヤ５６を回転させる時に
ウォームギヤ５６上を昇降するので、従って、ウォーム
ナット５８に取り付けられた支柱６０を昇降させる。ピ
ボットジョイント３０をピボット軸線５２の周囲で回転
させるためには、モータ６２が、ウォームギヤ６６を回
転させるようにする駆動軸６４を回転させる。ウォーム
ギヤ６６の回転により、嵌合ギヤ６８を回転させるの
で、従って、ピボットジョイント３０の第二の部分４８
と、これに接続されたブレード２６とを回転させる。
【０００７】典型的には、基板２０をシステム２内にロ
ードすることにおいては、ロボット１８がブレード２６
を回転させて垂直位置にし、ブレード２６を基板と一列
に並べ、ブレード２６を基板２０と隣接する位置に下
げ、ブレード２６の基板支持表面上に基板２０を真空吸
着させる。ブレード上のポートに提供された真空は、ブ
レードが垂直方向に持ち上げられる時に、基板がブレー
ドにより垂直位置に支持されたままであるように、基板
２０をブレード２６の基板支持表面上に保持する吸着を
供給する。ロボット１８は次に、ブレード２６をピボッ
トジョイント３０の周囲で回転させて実質的に水平位置
にし、ローディングステーション４に向けてＸ軸線方向
に移動させ、ブレードをＺ軸線７０周囲で回転させ、ブ
レードをローディングステーション４と一列に並べ、基
板をローディングステーションに搬送する。ローディン
グステーション台座１６は上昇して基板２０と係合し
て、基板をブレード２６の下に下ろすので、ブレード２
６はローディングステーション４から後退することがで
きる。ヘッド１２の一つが台座１６の上で位置合わせ
し、台座１６は基板２０を持ち上げてヘッドと接触さ
せ、ヘッドが基板を吸着し、処理用の研磨ステーション
６に位置合わせする。ステーションでの処理の後、基板
２０をローディングステーション４に戻す。ロボット１
８は、処理済みの基板を取り出すためにロボットブレー
ド２６をローディングステーション４と一列に並べ、処
理済みの基板を取り出し、Ｘ軸線を横切ってロードタン
ク２４の所のアンロード位置に戻し、基板２０をロード
タンク２４まで戻す。ロボットは次に、別の未処理の基
板をロードして、基板をローディングステーション４ま
で搬送する。
【０００８】従来の設計及び処理に伴う問題の一つは、
処理済みの基板の除去に続いて未処理の基板の取り出し
を待つ間、システムが使用されないでいることである。
ロボットが処理済みの基板と未処理の基板とを循環する
のに必要な時間は、通常、「スワップ」タイムと呼ばれ
ている。図１で参照のシステムにおいては、スワップタ
イムは、処理済みの基板を取り出してロードタンクに置
いて、未処理の基板を取り出してロードステーションに
搬送するのに必要な時間を含む。
【０００９】処理済みの基板を取り上げて、システム内
で処理するために未処理の基板を配置するのに必要なス
ワップタイムを減らすことができるシステム及び方法が
必要とされている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ブレードの少
なくとも二面上で基板を支持することができる多面ロボ
ットブレードを含むロボット組立体を有する処理システ
ムと、処理システム内で一以上の基板を移載する方法と
を提供する。未処理の基板が搬送される位置から処理済
みの基板を取り出す間、未処理の基板をブレード上で支
持することができる。処理済みの基板を未処理の基板と
交換するロボットが必要とする運動を減らすこと、つま
り、スワップタイムを減らすことにより、処理スループ
ット率が増大する。
【００１１】一局面においては、本発明は、エンクロー
ジャと、エンクロージャ内部に少なくとも部分的に配置
されたロボットと、ロボットに取り付けられてブレード
の少なくとも二面上で基板を支持するようになっている
多面ロボットブレードとを備える、基板処理システムを
提供する。ロボットは、駆動機構に接続したブレード支
持アームと、ブレード支持アームに接続したピボットジ
ョイントと、対応するアクチュエータとコントローラと
を含む。他の局面においては、本発明は、ブレードの対
向する面上に第一及び第二の基板支持表面を備える、基
板処理システム用のロボットブレードを提供する。
【００１２】もう一つの局面においては、本発明は、第
一の基板をロボットブレードの第一の基板支持表面上で
支持する工程と、第二の基板をロボットブレードの第二
の基板支持表面上にシステムから取り出す工程と、第二
の基板支持表面上で第二の基板を支持している間に第一
の基板支持表面上で支持される第一の基板をシステムに
搬送する工程とを含む、処理システム内で基板を移載す
る方法を提供する。もう一つの局面においては、本発明
は、第一の基板を第一の位置から取り出して第一の基板
をロボットブレードの第一の基板支持表面上で第一の基
板を支持する工程と、第二の基板を第二の位置から取り
出すためにロボットブレードを位置決めする工程と、第
二の基板を第二の位置から取り出してブレードの第二の
基板支持表面上で第二の基板を支持する工程と、第一の
基板を第二の位置に搬送する工程と、第二の基板をシス
テム内の別の位置に搬送する工程とを含む、ロボットを
用いて処理システム内で基板を移載する方法を提供す
る。
【００１３】上述の本発明の特徴、利点及び目的を達成
し且つ詳細に理解し得るように、先に概要を示した本発
明を、以下、添付図面に示された本発明の実施形態を参
照することにより、特に詳細に説明する。
【００１４】しかしながら、本発明は他の同等に有効な
実施形態を認めるものであるので、添付図面が本発明の
典型的な実施形態のみを示したものであり、その範囲を
限定するものではないことに留意すべきである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、ブレードの少なくとも
二面上で複数の基板を支持できる多面ロボットブレード
を含むロボット組立体を有する処理システムを提供す
る。概して、本システムは、ＣＭＰシステム２等のエン
クロージャと、図３に図示のオーバーヘッドトラックロ
ボット７２等のロボットとを含む。本システムは又、複
数の研磨ステーション６に隣接するローディングステー
ション４を含むこともできる。ローディングステーショ
ン４には、複数のカセット２２を有するロードタンク２
４上の基板移載域１４内に配置されたオーバーヘッドト
ラックロボット７２により、基板が供給される。
【００１６】図３は、本システムのロボット７２の一実
施形態を示す概略断面図である。キャリッジ７４は、二
つの滑車７８、８０の間で支持される駆動ベルト７６に
取り付けられている。ブレード支持アーム８２は、キャ
リッジ７４に接続して、キャリッジ７４の下に垂直方向
に配置されている。ブレード支持アーム８２は、ピボッ
トジョイント８６に接続した支柱８４を支持する。ピボ
ットジョイント８６は、ブレード支持アーム８２に接続
した第一の部分８８と、多面ロボットブレード９４に接
続した第二の部分９０と、ピボットジョイント８６の第
二の部分９０と共に第一の部分８８に枢着しているピボ
ット要素９２とを含む。ロボットブレード９４は、一以
上の基板を支持する基板支持表面９６、９８を少なくと
も二つ含む。ブレード支持アーム８２は、第一の軸線１
００の周囲を少なくとも１８０°回転して、ブレードが
第一の位置から第二の位置まで移動するのを補助できる
ことが好ましい。ピボット軸線１０２を有するピボット
ジョイント８６は、図示のように、水平位置か１０４か
ら垂直位置１０６を通って少なくとも第二の水平位置１
０８まで、ブレード９４を第一の少なくとも１８０°回
転させることができる。キャリッジ７４は、支柱８４に
取り付けられたウォームナット１１４を貫通するウォー
ムドライブ１１２を有するモータ１１０を収容してい
る。キャリッジ７４は、ウォームギヤ１１８を有するモ
ータ１１６に接続している。ウォームギヤ１１８は、ブ
レード支持アーム８２に接続した勘合ギヤ１２０に係合
する。ブレード支持アーム８２は、駆動軸１２４とウォ
ームギヤ１２６とに取り付けられたモータ１２２を収容
する。ウォームギヤ１２６は、ピボットジョイント８６
の第二の部分９０と連結した嵌合ギヤ１２８と係合す
る。
【００１７】ブレード支持アーム８２は、モータ１１６
がウォームギヤ１１８を回転させる時に第一の軸線１０
０の周囲を回転して、次に、ブレード支持アーム８２に
接続した嵌合ギヤ１２０を回転させる。モータ１１０
は、ウォームギヤ１１２を回転させて、支柱８４を昇降
させる。ウォームナット１１４は、ウォームギヤ１１２
上を昇降するので、従って、ウォームナット１１４に取
り付けられた支柱８４を昇降させる。ピボットジョイン
ト８６をピボット軸線１０２の周囲で回転させるために
は、モータ１２２が、ウォームギヤ１２６を回転させる
駆動軸１２４を回転させる。ウォームギヤ１２６は、ピ
ボットジョイント８６の第二の部分９０と、第二の部分
９０に接続されたブレード９４とに連結された嵌合ギヤ
１２８を回転させる。
【００１８】図３に図示された実施形態において、垂直
方向の第一の軸線１００は、水平方向のピボット軸線１
０２と横方向で実質的に一列に並べられるので、第一の
軸線は、ピボット軸線と実質的に交差する。軸線の交差
により、ブレード９４が第一の軸線１００の周囲とピボ
ット軸線１０２の周囲とを回転する時に、第一の基板支
持表面９６を第二の基板支持表面９８と対称的に一列に
並べることができる。例えば、図３に示された実施形態
において、位置１０４のところで第一の基板支持表面９
６を上向きに配置して、且つ、第二の基板支持表面９８
を下向きに配置する。ブレード９４を、垂直位置１０６
を通って第二の水平位置１０８まで、ピボット軸線１０
２の周囲を少なくとも１８０°回転でき、ここでは、第
一の基板支持表面９６が下向きに配置されて、且つ、第
二の基板支持表面９８が上向きに配置される。また、ブ
レード９４を第一の軸線１００の周囲で少なくとも１８
０°回転できるので、ブレード９４は位置１０４まで戻
るが、この時、もともとの相対位置とは対称的に、第一
の基板支持表面９６は下向きに配置されて、且つ、第二
の基板支持表面９８は上向きに配置される。従って、ブ
レード９４は、軸線１００及び１０２の両方の周囲を回
転できて、第一及び第二の基板支持表面９６及び９８の
基板の位置の対称性を保つことができる。二つの軸線１
００及び１０２の実質的な交差は、少なくとも、第二の
基板を第一の基板の位置に移すと同時に、十分な対称性
を維持して、置き換え可能に基板を配置するための装置
の通常の製造と配置公差とを満たすに足るものでなけれ
ばならない。軸線が一列に並べられていないいくつかの
実施形態においては、ロボット７２は、例えば、位置相
対運動用のプログラム制御装置１３０により、相対差を
補償することもできる。
【００１９】ブレード９４について、これから図４ａ及
び図４ｂを参照して説明する。図４ａは、ブレード９４
を示す概略平面図である。図４ｂは、ブレードの上面図
と同様の構成要素を示す、ブレード９４の概略底面図で
ある。ブレード９４は、長い薄い部材で、好ましくはス
テンレス鋼製であって、第一の基板支持表面９６と第二
の基板支持表面９８とを有する。ブレード９４は、アル
ミナ、炭化ケイ素、又は他のセラミック、もしくはこれ
らを組み合わせたもの等の、別の材料で作ることができ
る。ブレード９４は、二つの端部１３４及び１３６の間
に二つの端部よりも幅が狭い中間部１３２を有すること
ができる。ブレード９４は、貫通孔１３８に配置された
ねじ（図示せず）によりピボットジョイント８６に取り
付けられる。第一の基板支持表面９６は、ブレード長に
沿って並べられた長手方向チャネル１４０と、横チャネ
ル１４２とを形成して、長手方向チャネル１４０は横チ
ャネル１４２と交差する。同様に、第二の基板支持表面
９８は、長手方向チャネル１４４と横チャネル１４６を
形成して、長手方向チャネル１４４は横チャネル１４６
と交差する。第一の基板支持表面９６上の長手方向チャ
ネル１４０と横チャネル１４２とを、第二の基板支持表
面９８上の長手方向チャネル１４４と横チャネル１４６
とから隔離する。チャネル１４０、１４２、１４４、１
４６は、特定の処理における特定の基板を支持するのに
必要ないずれの形状及びサイズにすることができる。各
長手方向チャネル１４０、１４４は、各々カバー１４
８、１５０により封止可能に被覆されて、長手方向チャ
ネルが横チャネルと封止可能に連絡する。ガスケット１
５２、１５４は、ブレード９４に近接して横チャネル１
４２、１４６に取り付けられていて、例えば、チャネル
にかけられた吸着を介して、基板を基板支持表面により
支持する時に、基板と各基板支持表面との間を封止する
補助となる。
【００２０】ピボットジョイント８６の第二の部分９０
は、好ましくは、ホース１６０、１６２の一端部と各々
接続した、少なくとも二つの独立したポート１５６、１
５８を有する。ポート１５６は、ブレード９４上のポー
ト１６４と連結して、チャネル１４０と流体連絡する。
同様に、ポート１５８は、ブレード９４上のポート１６
６と連結して、チャネル１４４と流体連絡する。ホース
１６０のもう一方の端部は、ピボットジョイント８６を
直接通り過ぎて、次にブレード支持アーム８２に沿って
上方へ向かい、圧力センサ１６８を通り、バルブ１７０
へ向かう。同様に、ホース１６２のもう一方の端部は、
ピボットジョイント８６を直接通り過ぎて、次にブレー
ド支持アーム８２に沿って上方へ向かい、圧力センサ１
７２を通り、バルブ１７４へ向かう。バルブ１７０、１
７４をロボット７２に取り付けて、コントローラ１３０
により制御することができる。バルブ１７０、１７４は
好ましくは、三つのポートを有する三方向バルブであ
る。バルブ１７０では、第一のポート１７６が圧力源１
７８と接続し、第二のポート１８０は吸着源１８２と接
続し、第三のポート１８４はセンサ１６８とホース１６
０とに流体接続している。同様に、バルブ１７４では、
第一のポート１８６が圧力源１７８と接続し、第二のポ
ート１８８が吸着源１８２と接続して、第三のポート１
９０がセンサ１７２とホース１６２とに流体接続してい
る。
【００２１】ポート１６４、１６６は、少なくとも二つ
の基板を別々に配置することができる。別の実施形態に
おいては、単一ポート又は互いに接続した複数のポート
使用することができるので、ある基板を片側に解放した
ときに、もう一方の側のもう一つの基板を真空から解放
する。例えば、直立位置にある時、ブレードの下にある
基板をローディングステーション等にアンロードする間
にブレード９４上の基板に重力で実質的に静止させてお
いて、次に、吸着をブレード９４に再度かけてブレード
上に残っている基板を支持する。
【００２２】図４ｃは、図４ａで参照の長手方向チャネ
ルを示す、ブレードの概略断面図である。基板支持表面
９６は、ブレード長の長手方向に並ぶ長手方向チャネル
１４０を含む。長手方向チャネルを好ましくは、カバー
１４８で空気圧封止する。カバー１４８を、好ましくは
電子ビーム溶接等の溶接によりブレード９４に取り付け
ることができるし、もしくは固定するか、接着取り付け
するか、あるいは接続することができる。基板支持表面
９８も同様に配置して、長手方向チャネル１４４を好ま
しくは、カバー１５０で空気圧封止する。ポート１６４
をカバー１４８を介して配置して、チャネル１４０に流
体接続する。同じように、ポート１６６をブレード９４
を介して配置して、チャネル１４４に流体接続する。
【００２３】チャネル１４０、１４４の断面積は好まし
くは、ホース１６０、１６２の断面積と同じである。な
お、チャネル１４０、１４４は好ましくは、幅（W）対
高さ(Ｈ)の割合が約３８：１より少なく、更に好ましく
は、Ｗ：Ｈの割合が約２１：１以下である。
【００２４】図４ｄは、図４ａで参照の横チャネル１４
２、１４６を示す、ブレードの概略断面図である。基板
支持表面９６上には、長手方向チャネル１４０が横チャ
ネル１４２に流体接続している。基板支持表面９８上に
は、長手方向チャネル１４４が横チャネル１４６に流体
接続している。ブレードウェブ１９２は、長手方向チャ
ネル１４０と横チャネル１４２とを長手方向チャネル１
４４と横チャネル１４６とから隔離する。チャネルを隔
離することにより、各基板支持表面９６、９８に保持さ
れた各基板（図示せず）を別々に制御することができ
る。
【００２５】図４ｅは、ピボットジョイント８６に取り
付けられたブレード９４の側面図である。ホース１６０
はポート１５６に連結しており、ホース１６２はポート
１５８に連結している。ポート１５６はブレード９４上
のポート１６４に連結して、ポート１５８はブレード９
４上のポート１６６に連結しており、各ポートはブレー
ド９４の上に配置されている。ガスケット１５２、１５
４は、ブレード９４の端部に向かって配置されている。
【００２６】静電チャック、ポリマー等の接着物質、
「グリッパ」等の機械的装置及び他のクランプ等の、ブ
レード上に基板を支持する他の方法を用いることができ
る。また、複数のポート又は他の支持方法を、一つの基
板支持表面に用いることができる。例えば、一以上の基
板を一つの基板支持表面で支持する場合、この基板支持
表面上で別々に各基板を支持し、且つ、解放することが
できる。
【００２７】図３及び図４ａで図示のコントローラ１３
０は、ロボット運動の機能と、回転及びリニアアクチュ
エータと、電源と、他の関連する構成要素及び機能とを
制御する。一般的に、コントローラ１３０は好ましく
は、プログラム可能マイクロプロセッサを備え、メモリ
内に格納されたシステム制御ソフトウェアを実行するも
ので、好適な実施形態としては、ハードディスクドライ
ブで、アナログ及びデジタル入出力ボードと、インター
フェースボードと、ステッパモータ制御装置ボード（図
示せず）とを含むことができる。コントローラ１３０
は、システムの構成要素への電力を制御して、オペレー
タにシステムを監視させてシステムを操作させるパネル
を含む。一般的に光学及び／又は電磁センサ（図示せ
ず）を使用して、可動機械組立体の位置を動かして、判
定する。コントローラ１３０は又、圧力源１７８、真空
源１８２及びバルブ１７０、１７４等の、圧力システム
及び真空システムを制御する。ブレードをロードタンク
２４まで下げて、ブレード９４に基板２０の取り出し及
び支持をさせる時に、吸着を、ホース１６０、１６２を
介してブレード９４まで供給できる。基板２０を支持し
ているブレード表面に接続した特定のセンサ、センサ１
６８又はセンサ１７２のいずれかが、特定表面上の基板
との吸着パフォーマンスの変化を検出する。基板２０を
支持していないブレード９４の表面を、ロードタンク２
４内の流体にさらして、その表面から流体をいくらかチ
ャネルに載せる。ロードタンクの流体を載せた各表面の
センサは、その表面上のｎｏ８基板を検出して、各バル
ブを、ブレード上の各ポートに対して吸着させるバルブ
の第二のポートからブレード上の各ポートに加圧流体を
かけるバルブの第一のポートに切り換える。加圧流体
は、基板を支持していない基板支持表面上のチャネルを
介して外部へ流れて、チャネルからロードタンクの流体
を除去して、パージモードを生成し、同時に、基板を支
持している基板支持表面に対するポートは、基板の吸着
を維持する。好ましくは、コントローラ１３０は、特定
の表面が基板を支持している時を除いて、パージモード
に対してデフォルトである。
【００２８】図５は、ロボットが多面ブレード９４と関
連する構成要素とを含む、もう一つの実施形態を示す概
略斜視図である。この実施形態においては、ロボットブ
レードは、ここで記載の第一の軸線１００及びピボット
軸線１０２の周囲を回転できるのに加えて、ブレード軸
線１９４の周囲を回転できる。ピボットジョイント１９
６は、ブレード支持アーム８２に接続した第一の部分１
９８と、回転アクチュエータ２０２に接続した第二の部
分２００と、ピボットッジョイント１９６の第二の部分
２００とともに第一の部分１９８に枢着しているピボッ
ト要素２０４とを含む。回転アクチュエータ２０２は、
ブレード９４に接続していて、ブレードをブレード軸線
１９４の周囲で回転させることができる。サーボモータ
等のアクチュエータ２０２は、好ましくは、ブレード９
４の回転を直接駆動する。アクチュエータ２０２は、空
気圧作動を用いる場合には、典型的な空気圧ラインを有
することができる。図３で参照のコントローラ１３０は
又、アクチュエータを制御するために用いることもでき
る。光学センサ等のセンサ２０６を、アクチュエータ２
０２に接続して、ブレード９４の位置を判定し、コント
ローラ１３０への入力を提供することもできる。ブレー
ド支持アーム８２も又、第一の軸線１００の周囲を約１
８０°回転することができる。
【００２９】アクチュエータ２０２は、ブレード９４を
ブレード軸線１９４の周囲で回転させて、第一の基板支
持表面９６と第二の基板支持表面９８とを面が上向き又
は下向きの位置に、選択的に位置決めできる。図示の実
施形態においては、ピボットジョイント１９６を、実質
的に垂直位置から実質的に水平位置まで約９０°回転さ
せて、図１に参照のロードタンク２４及びローディング
ステーション４から、基板を取り出し搬送することがで
きる。アクチュエータ２０２は、第一及び第二の基板支
持表面を面が上向き及び下向きの状態でブレード９４を
回転できるので、ピボット軸線１０２が第一の軸線１０
０と一列に並ぶ必要がなく、ピボットジョイント１９６
が少なくとも１８０°ピボット軸線１０２の周囲を回転
する必要もない。
【００３０】図６乃至図１２は、第一の基板２１０及び
第二の基板２１２を、ＣＭＰシステム内の第一の位置２
１４と第二の位置２１６の間で移載するための操作シー
ケンスを示す概略側面図である。図６は、ブレード９４
がロードタンク２４の上で垂直位置にある状態のロボッ
ト７２を示す概略側面図である。操作においては、例え
ば、センサ又はタイマ（図示せず）を用いて、基板が処
理されたか、もしくは、これから処理されるのかを判定
することにより、コントローラ１３０が、ロードステー
ション４に基板が必要であるのか、もしくは、これから
基板が必要になるかをどうか判定する。コントローラ１
３０は、ロボット７２を動かしてピボットジョイント８
６の周囲で実質的に垂直方向の位置にブレード９４を回
転させて、ロードタンク２４から第一の基板２１０を取
り出す。第一の基板２１０を、例えば吸着源によりブレ
ード９４上に保持する。ブレード支持アーム８２は、ブ
レード９４とその上で支持された基板を垂直位置へ持ち
上げて、ロードタンク２４から出す。ブレード９４は次
に、水平位置に移動する。
【００３１】図７は、第一の基板２１０を支持している
ブレード９４が実質的に水平位置に回転した状態のロボ
ット７２を示す概略側面図である。ブレード９４は、図
６に参照の位置から約９０°ピボットジョイント８６の
周囲を回転している。また、ロボット７２は、ブレード
支持アーム８２とブレード９４とを、ローディングステ
ーション４に配置された第二の基板２１２の上の位置ま
で移動している。第二の基板２１２をブレード下部表面
に近接して位置決めして、ブレードに吸着させる。ロボ
ット７２は次に、図８に図示のようにローディングステ
ーションから後退する。
【００３２】図８は、ブレード９４が各々第一及び第二
の基板支持表面上で第一及び第二の基板を支持している
状態のロボット７２を示す概略側面図である。この実施
形態においては、ブレード９４の基板支持表面を両方と
も、基板２１０、２１２を真空吸着により支持するのに
用いる。当業界で既知の、機械的グリッパ及び接着膜等
の、所定の位置に基板を保持する他の技術を用いること
ができる。この観点から、第一の基板２１０をブレード
９４の上面位置に配置して、第二の基板２１２をブレー
ド９４の底面位置に配置する。
【００３３】次に、図９に図示のように、ブレード９４
を、ピボットジョイント８６及びその軸線１０２の周囲
で１８０°回転させる。この回転の結果、二つの基板は
「上下反転」するので、ブレード９４の上面位置２１
０’にあった第一の基板２１０をブレードの底面に配置
替えする。同様に、底面位置２１２’にあった第二の基
板２１２をブレード９４の上面位置に配置替えする。ブ
レード９４を次に、第一の軸線１００の周囲で１８０°
回転させて、図１０に図示のように、ローディングステ
ーション４に再び入るために、ブレードを位置決めす
る。
【００３４】次に、ブレード９４はローディングステー
ション４に移動して、図１１に図示のように、第一の基
板２１０をローディングステーション４にアンロードす
る。第二の基板２１２は、ブレード上で支持されたまま
である。
【００３５】ブレード９４を次に、水平位置から垂直位
置まで移動して、図１２に図示のように、第二の基板２
１２をロードタンク２４内の空いている位置と一列に並
べる。代替として、第二の基板２１２を検査装置に移動
して、もう一つの基板を検査装置から取り出してロード
タンク２４にロードすることもできる。基板パージシー
ケンスを、検査ステーションでも同様に実行できる。
【００３６】ブレード、基板、ロボット、ロボット支持
アーム、ローディングステーション及び他のシステム構
成要素の向きを変えることは可能である。さらに、「上
に」、「上面」、「下に」、「底面」、「側面」等の、
ここに記載された運動及び位置はすべて、ロボットブレ
ード、基板及び第一及び第二の位置等の、対象物の位置
に対するものである。従って、処理システムを介して基
板を所望のように動かすことを達成するよう構成要素の
いずれか又はすべてを適応させることが、本発明により
検討されるものである。
【００３７】以上、本発明の好適な実施形態ついて説明
してきたが、本発明の基本範囲を逸脱することなく他の
本発明の実施形態も可能であり、本発明の範囲は、前記
特許請求の範囲により限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的な処理システムを示す概略斜視図であ
る。
【図２】ブレード支持アームとロボットブレードとを有
する典型的なトラックロボットを示す概略断面図であ
る。
【図３】本発明のロボットの一実施形態を示す概略断面
図である。
【図４ａ】ロボットブレードの一実施形態を示す概略平
面図である。
【図４ｂ】図４ａのロボットブレードを示す概略底面図
である。
【図４ｃ】長手方向チャネルを示す、ブレードを通る図
４ａの概略断面図である。
【図４ｄ】横断チャネルを示す、ブレードを通る図４ａ
の概略断面図である。
【図４ｅ】図４ａのロボットブレードを示す概略側面図
である。
【図５】本発明のロボットのもう一つの実施形態を示す
概略断面図である。
【図６】第一の基板が第一の位置にあって、ブレードが
垂直位置にある状態のロボットを示す概略側面図であ
る。
【図７】第一の基板と共にブレードが実質的に水平方向
に回転した状態のロボットを示す概略側面図である。
【図８】ブレードが各々第一及び第二の基板を第一及び
第二の支持表面上で支持した状態のロボットを示す概略
側面図である。
【図９】図８で参照の位置から、ブレードがピボットジ
ョイントの周囲を回転した状態のロボットを示す概略側
面図である。
【図１０】ブレードが第一の軸線の周囲を回転した状態
のロボットを示す概略側面図である。
【図１１】第二の基板を支持している間にブレードが第
一の基板をアンロードして第二の位置に置いた状態のロ
ボットを示す概略側面図である。
【図１２】第二の基板が第一の位置にあって、ブレード
が垂直位置にある状態のロボットを示す概略側面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルールクマール シャンムガスンドラム アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， ストラットフォード ドラ イヴ 2213 (72)発明者 マイケル ピー． カラジム アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， キューリー ドライヴ 479

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板処理システムであって、 ａ）エンクロージャと、 ｂ）前記エンクロージャ内部に少なくとも部分的に配置
    されたロボットと、 ｃ）前記ロボットに取り付けられたロボットブレードで
    あって、少なくとも第一及び第二の基板支持表面を有す
    るロボットブレードとを備える基板処理システム。
  2. 【請求項２】 ロボットブレードが更に、基板支持表面
    上に配置されて基板支持表面と連絡する一以上のチャネ
    ルを備える請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 一以上のポートを介してチャネルと選択
    的に接続された真空システムを更に備える請求項２に記
    載のシステム。
  4. 【請求項４】 ロボットブレードが、第一の軸線の周囲
    を回転可能なブレード支持アームによりロボットに連結
    されている請求項１に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 ロボットブレード及びブレード支持アー
    ムが、ピボットジョイントにより接続されている請求項
    ４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 ロボットブレード及びブレード支持アー
    ムが、回転可能なアクチュエータにより連結されている
    請求項４に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 ピボットジョイントのピボット軸線が、
    ブレード支持アームの第一の軸線と実質的に交差する請
    求項５に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 ロボットブレードが、少なくとも１８０
    °動いてピボット軸線の周囲を回転する請求項７に記載
    のシステム。
  9. 【請求項９】 ブレードが、二つの端部と二つの端部よ
    りも幅が狭い中間部とを備える請求項２に記載のシステ
    ム。
  10. 【請求項１０】 チャネルの少なくとも一つが、約３
    ８：１よりも少ない幅：高さの割合を有する請求項２に
    記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 チャネルの幅：高さの割合が、約２１
    以下である請求項１０に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 チャネルの少なくとも一つが、チャネ
    ルに流体接続したホースの断面積とほぼ同じ断面積を有
    する請求項２に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 システム内で基板を移載する方法であ
    って、 ａ）第一の基板をロボットブレードの第一の基板支持表
    面上で支持する工程と、 ｂ）第二の基板をロボットブレードの第二の基板支持表
    面上に取り出す工程と、 ｃ）もう一方の基板支持表面上でもう一方の基板を支持
    している間に、一つの基板支持表面上で支持される一つ
    の基板を搬送する工程とを含む、システム内で基板を移
    載する方法。
  14. 【請求項１４】 第二の基板を第二の基板支持表面上で
    支持するのに先立って、第一の基板支持表面上で基板を
    支持している間にロボットブレードを回転させる工程を
    更に含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 ブレードをロボットの第一の軸線の周
    囲で約１８０°回転させて、且つ、ブレードをピボット
    ジョイントのピボット軸線の周囲で約１８０°回転させ
    る工程を更に含む、請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 第一の基板が第一の位置を有し、ロボ
    ットブレードが第一の軸線の周囲を約１８０°回転し
    て、且つ、ピボット軸線の周囲を約１８０°回転した時
    に、第二の基板を第一の位置と一列に並べる工程を更に
    含む、請求項１３に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 第二の基板支持表面を第一の基板支持
    表面の位置と対称的に位置決めする工程を更に含む、請
    求項１３に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 ブレードが二つの軸線の周囲を約１８
    ０°回転した時に、第一の基板支持表面上の第一の基板
    の位置が第二の基板の位置と実質的に同じである、請求
    項１５に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 各基板支持表面が、真空源と連絡して
    いる、請求項１３に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 ロボットを用いてシステム内で基板を
    移載する方法であって、 ａ）第一の基板を第一の位置から取り出して、ロボット
    ブレードの第一の基板支持表面上で第一の基板を支持す
    る工程と、 ｂ）第二の基板を第二の位置から取り出すためにロボッ
    トブレードを位置決めする工程と、 ｃ）第二の基板を第二の位置から取り出して、ブレード
    の第二の基板支持表面上で第二の基板を支持する工程
    と、 ｄ）第一の基板を第二の位置に搬送する工程と、 ｅ）第二の基板をシステム内の別の位置に搬送する工程
    とを含む、ロボットを用いてシステム内で基板を移載す
    る方法。
  21. 【請求項２１】 第二の基板を搬送する工程が、第二の
    基板を第一の位置に搬送する工程を含む請求項２０に記
    載の方法。
  22. 【請求項２２】 第二の基板を第二の位置から取り出す
    ためにロボットブレードを位置決めする工程が、ブレー
    ドを第一の軸線の周囲で回転させる工程を含む請求項２
    ０に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 第二の基板を第二の位置から取り出す
    ためにロボットブレードを位置決めする工程が、ブレー
    ドをピボット軸線の周囲で回転させてブレードを第二の
    位置と一列に並べる工程を含む、請求項２２に記載の方
    法。
  24. 【請求項２４】 ブレードを回転させる工程が、両方の
    軸線の周囲を約１８０°回転する工程を含む、請求項２
    ３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 基板を支持している各基板支持表面を
    真空源と連絡させる工程を更に含む、請求項２０に記載
    の方法。
  26. 【請求項２６】 システム内で基板を移載する方法であ
    って、 ａ）ロボットブレードの第一の位置で第一の基板を第一
    の基板支持表面上で支持する工程と、 ｂ）ブレードをピボット軸線の周囲で回転させて、ブレ
    ードをピボット軸線と交差する長手方向軸線の周囲で回
    転させて第二の基板支持表面を第一の位置と一列に並べ
    る工程とを含む、システム内で基板を移載する方法。
  27. 【請求項２７】 基板処理システム用ロボットブレード
    であって、 ａ）第一の基板支持表面と、 ｂ）第一の基板支持表面と隣接して配置された第二の基
    板支持表面とを備えるロボットブレード。
  28. 【請求項２８】 ブレードが平面状のブレードで、第一
    の基板支持表面が第二の基板支持表面から対向する面に
    配置されている請求項２７に記載のロボットブレード。
  29. 【請求項２９】 ブレードが更に、基板支持表面上に配
    置されて基板支持表面と連絡する一以上のチャネルを備
    える請求項２７に記載のロボットブレード。
  30. 【請求項３０】 ブレードが、二つの端部と二つの端部
    よりも幅が狭い中間部とを備える請求項２７に記載のロ
    ボットブレード。
  31. 【請求項３１】 チャネルの少なくとも一つが、約３
    ８：１より少ない幅：高さの割合を有する請求項２９に
    記載のロボットブレード。
  32. 【請求項３２】 チャネルの幅：高さの割合が、約２１
    以下である請求項３１に記載のロボットブレード。
  33. 【請求項３３】 チャネルの少なくとも一つが、チャネ
    ルと流体接続するホースの断面積とほぼ同じ断面積を有
    する請求項２９に記載のロボットブレード。
  34. 【請求項３４】 基板処理システム用ロボットであっ
    て、 ａ）ロボットブレード支持部材と、 ｂ）ブレード支持部材に連結されたモータと、 ｃ）ブレード支持部材に連結されたロボットブレードで
    あって、 ｉ） 第一の基板支持表面と ｉｉ）第一の基板支持表面に隣接して配置された第二の
    基板支持表面とを有するロボットブレードとを備える基
    板処理システム用ロボット。
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