JP2010525608A - 慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタおよび搬送装置 - Google Patents

Abstract

処理ツールのための基板搬送装置を開示する。この装置は駆動部、可動アーム、およびエンドエフェクタを有する。可動アームは動作的に駆動部と連結している。エンドエフェクタは、処理ツール内で基板を保持、搬送する可動アームと連結している。この装置は、エンドエフェクタに連結して、エンドエフェクタ上で基板の慣性により基板を捕捉および心合わせできるように配置されている基板慣性捕捉エッジグリップを有する。

Description

本開示は、概して言えば、平坦で薄いワークピースを処理し、搬送する装置に関する。具体的には、半導体ウエハの処理および搬送のための基板搬送装置に結合しているエンドエフェクタに関する。さらに具体的には、本開示は、半導体ウエハの受容、捕捉、および心合わせのための受動エッジグリップを有するエンドエフェクタに関する。

集積回路は半導体物質のウエハから製造される。ウエハは通常はカセットに収納され、カセットはキャリヤ（例えば、ＦＯＵＰ、ＳＭＩＦなど）で保管できる。カセットには1つまたはそれ以上の近接するスロット（ＳＥＭＩ規格により規定）があり、各スロットに１つのウエハを入れることができる。カセットは通常、処理ステーションに移動されるが、処理ステーションではカセットからウエハが取り出され、ウエハはプリアライナによって所定の方向に置かれるか、他の方法によって処理され、さらに処理するために他の場所へ戻される。

あらゆる種類のウエハ処理装置は、処理ステーション内で、および処理ステーション間で、カセットへのおよびカセットからのウエハの搬送用として知られている。ウエハ処理装置の多くはエンドエフェクタを有するロボットアームを使用している。エンドエフェクタはウエハを取り出したり、ウエハを挿入するためにカセットに挿入される。エンドエフェクタは通常、隣接する２つのウエハの間の狭い間隙を通り抜けてカセット内に入り、カセットからウエハを取り出すためにウエハの背面に係合する。エンドエフェクタは薄く硬質であり、カセット内で近接する間隔のウエハに接触せずにウエハの間に収めるために、極めて正確に配置できることが望ましい。ウエハが１またはそれ以上の処理工程を通過した後、ロボットアームはウエハをカセットに戻す。

エンドエフェクタ上のシリコンウエハの心合わせおよび捕捉について、あらゆる方法が考案されている。一部の捕捉システムには、エンドエフェクタ上で１つまたはそれ以上の作動可能な部品を有する能動的システムもある。あるタイプのエンドエフェクタでは、一連の真空吸引パッドまたはカップが解放可能に止められており、エンドエフェクタに対してウエハの心合わせをする。真空吸引パッドまたはカップは、処理過程でウエハを機械的に固定するようにウエハの背面に接触している。ウエハの背面に接触することは、粒子状物質がウエハの背面を汚す可能性や、積み重ねられた他のウエハ（例えば搬送）の処理済みの表面に落ちる可能性があるため、望ましいことではない。他のタイプのエンドエフェクタでは、油圧または空気圧で作動するアームまたはフィンガを使用した機械的作動が、処理過程でウエハを機械的に固定する目的で使用されている。通常、作動するアームまたはフィンガは、ウエハの周囲に圧縮力を加え、ウエハの心合わせおよび捕捉を行う。

以上のようなエンドエフェクタ上のシリコンウエハを心合わせ、捕捉するための機械的作動および真空補助による装置ならびに方法は、設計の観点から見ると複雑であり、それゆえ構築および維持に費用がかかる。さらに、ウエハに対する意図的な係合も不注意な接触も、他のウエハ上に落ちて留まりうる粒子を押しやる場合もあるため、真空補助方式はウエハの背面に損傷を与えたり、カセット内の他のウエハを汚す可能性がある。ウエハの背面の損傷には、傷をはじめ、ウエハ素材の金属的および有機的な汚れが含まれる。

機械的に作動するエッジグリップ付のエンドエフェクタは粒子による汚れおよびウエハ背面の損傷の程度を最小限に抑えるが、ウエハを正確に取り上げ、心合わせし、捕捉し、搬送することの難しさも示している。また、機械的に作動するエッジグリップ付のエンドエフェクタは、エンドエフェクタのエッジ部分に損傷を与えうる。さらに、機械アクチュエータのためにエンドエフェクタが複雑になり、エンドエフェクタの重量および側面の高さを増加させる。それゆえ、ウエハを取り上げるための機械的に作動するグリップを有するエンドエフェクタは、ウエハ同士の間隔がＳＥＭＩの規定によって約５ｍｍから１０ｍｍであるため、ウエハが保管される垂直の積み重ねカセットでの操作が難しい場合がある。さらに、真空補助および機械的に作動するエンドエフェクタ装置ならびに方法に起因するウエハの汚れ、傷、および損傷により生産収率が低下し、その結果として製造費用を上げる。

したがって、基板搬送装置に結合しているエンドエフェクタには改良の必要性がある。改良されたエンドエフェクタとは、ウエハ表面の汚れおよび損傷を軽減し、装置の設計上の複雑性を低下させ、カセット内の垂直の間隙を最大にし、エンドエフェクタ上のウエハをより正確かつ効果的に心合わせおよび捕捉するものである。

模範実施例に従い、処理ツール用の基板搬送装置を提供するものである。この装置は、駆動部、可動アーム、およびエンドエフェクタを有する。可動アームは動作的に駆動部と連結している。エンドエフェクタは、処理ツール内で基板を保持、搬送する可動アームと連結している。この装置は、エンドエフェクタに連結して、エンドエフェクタ上で基板の慣性により基板を捕捉および心合わせできるように配置されている基板慣性捕捉エッジグリップを有する。

模範実施例の１つでは、平坦なワークピース用の基板搬送装置を提示する。装置は、駆動軸を含む駆動部、駆動軸に連結している可動アーム、および可動アームに連結しているエンドエフェクタを含む。ここでは、エンドエフェクタは、エンドエフェクタブレードに装着されている非対称の前パッドおよび後パッドを有し、これは平坦なワークピースの周辺を支持する。また、エンドエフェクタは、そのブレード内に装着されているスルービームセンサを有し、これは前パッドおよび後パッド上で平坦なワークピースのマッピング、検出、および配置を行う。さらに、装置は、駆動部、可動アーム、エンドエフェクタ、およびスルービームセンサを調整するコントローラを有する。ここでは、エンドエフェクタは前パッドおよび後パッドの支持面上で平坦なワークピースを傾斜かつ偏心した状態で取り上げ、次に、エンドエフェクタの動作が生み出す横方向の力で、前パッドと後パッドとの間で水平状態で平坦なワークピースの心合わせおよび捕捉を同時に行う。

別の模範実施例でも、平坦なワークピース用の基板搬送装置を提示する。装置は、駆動軸を含む駆動部、駆動軸に連結している平行する２つまたはそれ以上の可動アーム、および２つまたはそれ以上の可動アームに連結している平行する２つまたはそれ以上のエンドエフェクタを含む。ここでは、平行する２つまたはそれ以上のエンドエフェクタはそれぞれ、エンドエフェクタブレードに装着されている非対称の前パッドおよび後パッドを有し、これは平坦なワークピースの周辺を支持する。また、エンドエフェクタは、そのブレード内に装着されているスルービームセンサを有し、これは前パッドおよび後パッド上で平坦なワークピースのマッピング、検出、および配置を行う。さらに、装置は、駆動部、平行する２つまたはそれ以上の可動アーム、平行する２つまたはそれ以上のエンドエフェクタ、およびスルービームセンサを調整する１つまたはそれ以上のコントローラを有する。ここでは、平行する１つまたはそれ以上のエンドエフェクタは前パッドおよび後パッドの支持面上で１つまたはそれ以上の平坦なワークピースを傾斜かつ偏心した状態で取り上げ、次に、平行する２つまたはそれ以上のエンドエフェクタの動作が生み出す横方向の力で、前パッドと後パッドとの間で水平状態で１つまたはそれ以上の平坦なワークピースの心合わせおよび捕捉を同時に行う。

さらに別の模範実施例でも、平坦なワークピース用の搬送方法を提示する。方法には次のようなステップが含まれる。駆動軸、駆動軸に連結している可動アーム、および可動アームに連結しているエンドエフェクタを具備する平坦なワークピースを搬送する装置を提供するステップ。ここでは、エンドエフェクタは、エンドエフェクタブレードに装着されている非対称の前パッドおよび後パッド、ブレード内に装着されているスルービームセンサ、ならびに駆動部、可動アーム、エンドエフェクタ、およびスルービームセンサを調整するコントローラを有する。さらに、スルービームセンサを用い、平坦なワークピースの位置をエンドエフェクタブレードの前パッドおよび後パッドの位置に対してマッピングするステップ。さらに、エンドエフェクタブレードの前パッドおよび後パッドの支持面上で、平坦なワークピースを傾斜かつ偏心した状態で取り上げる方法。さらに、スルービームセンサを用い、前パッドおよび後パッドの支持面上で、平坦なワークピースの１ｍｍ以下の偏心を検出する方法。最後に、エンドエフェクタを移動して平坦なワークピースに横方向の力を与え、前パッドと後パッドとの間で水平状態で平坦なワークピースの心合わせおよび捕捉を同時に行うステップ。

本明細書で開示する基板搬送装置および平坦なワークピースの搬送方法、ならびにその使用および応用により、多数の利点が得られる。

前述した本開示の態様および特性について、付随の図面を参照して以下のように説明する。

模範実施例に基づき特性を組み入れた基板搬送装置の斜視図である。 本開示における基板搬送装置の特性を組み入れた半導体ツールステーションを図解している。 本開示における基板搬送装置の特性を組み入れた半導体ツールステーションを図解している。 フォーク型設計の慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタを組み入れた本開示実施例の上面斜視図である。 フォーク型設計の慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタを組み入れた本開示実施例の上面図である。 パドル型デザインの慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタを組み入れた本開示実施例の上面図である。 慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの実施例の側面図である。 平坦なワークピースが取り上げられた後に、偏心および傾斜状態で慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタ上にある実施例の側面図である。 心合わせ後に、慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタ上で中心が合った平坦なワークピースが水平状態で置かれている実施例の側面図である。 慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの別の実施例の側面図である。 平坦なワークピースが取り上げられた後に、偏心および傾斜状態で慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタ上にある別の実施例の側面図である。 中心が合った平坦なワークピースが水平状態で置かれている慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの別の実施例の側面図である。 エンドエフェクタブレード先端部の上面設計図であり、スルービームセンサのためのファイバ経路溝を表している。 平坦なワークピースが置かれているエンドエフェクタと、平坦なワークピースの存在によって中断されたスルービームセンサビームの側面設計図である。 平坦なワークピースの最初の配置、心合わせ、および捕捉を行うエンドエフェクタの支持パッドおよびその表面の上面斜視図である。 慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタおよび搬送装置の別の実施例の側面図である。 図９Ａの後パッド部分の拡大側面図である。 図９Ａの前パッド部分の拡大側面図である。 慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの後パッド構造の実施例の上面斜視図である。 慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの後パッド構造の実施例の底面斜視図である。 慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの後パッドおよび後パッドアームの実施例の上面斜視図である。 は、慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの後パッド構造の別の部分的な上面斜視図である。

本開示は、シリコンウエハの心合わせおよび捕捉を行うエンドエフェクタ付の基板搬送装置に関する。当該エンドエフェクタおよび基板搬送装置は、基板を傾斜かつ偏心した状態で取り上げ、続いて基板の慣性移動により平坦なワークピースを心合わせし、水平にし、捕捉することができるエンドエフェクタパッド付の慣性捕捉エッジグリップの提供および使用に関して、従来の技術から一線を画すものである。本明細書で開示するエンドエフェクタおよび基板搬送装置は、従来のエンドエフェクタおよび搬送装置に比べ、多大な利点を提供するものである。さらに以下で説明する。

本開示における特性を組み入れた基板搬送装置１００および基板Ｓは、図１で図解されている。本開示では図面に示す模範実施例を参照して説明するが、本開示は実施例の多々ある代替形式で実施することが可能であることは言うまでもない。さらに、部材または材料に関して、任意の適切な大きさ、形、または種類の使用が可能である。

図１を参照すると、基板搬送装置１００は、必要に応じて平坦なワークピースまたは基板Ｓを、例えば少なくとも３つの軸に沿って移動することができる（図１の矢印Ｚ、θ、Ｔで示す）。この平坦なワークピースは模範的な平坦なワークピースであり、例示目的のみで円形の外周を有するよう示されている。ワークピースＳは、半導体装置、マスクもしくはレチクルなどの半導体リソグラフィパネル、またはフラットパネルディスプレイの製造で使用される２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ、または所望の大きさの半導体ウエハなどの任意の平坦なワークピースでもよい。図１で提示する実施例において、基板搬送装置１００は、一般的なＳＣＡＲＡ（選択的コンプライアンス組立ロボットアーム）構造である可動アーム４４を有する。代替の実施例では、基板搬送装置が適切なタイプの関節式アーム（例えばフロッグレッグ型）を有する、または関節式アームを全く有しない任意の適切な形態でもよい。

図１で示すように、本実施例の可動アーム４４は、上アーム６０、前アーム６２、およびエンドエフェクタ６４を含むＳＣＡＲＡ型アームである。代替の実施例では、任意の適切な種類の搬送アームを使用してもよい。上アーム６０および前アーム６２はピボット状で直列に連結している。上アーム６０は駆動部４２に連結している。本実施例では、搬送装置１００の駆動部４２はワークピースワークステーション（図示せず）の枠（図示せず）に固定装着してもよい。代替の実施例では、駆動部４２は、装置の枠に対して水平方向に移動できる台車に装着してもよい。駆動部４２は、可動アーム４４をＺ軸、θ軸、およびＴ軸の３つの軸に沿って動かすことができる３軸駆動部でもよい。駆動部４２は、可動アーム４４を垂直に上昇および下降する（すなわちＺ軸に沿っての移動）ための適切な駆動部（図示せず）を含むことができる。さらに、駆動部４２は、可動アーム４４をθ回転軸の周りで動かし（すなわちθ方向移動）、アームをＴ放射軸に沿って伸長または引き戻す（すなわちＴ方向移動）ために上アーム６０、前アーム６２、およびエンドエフェクタ６４を回転する同軸駆動構造（図示せず）を含むことができる。

同軸駆動構造の適切な例は、米国特許第５，８９９，６５８号で開示されており、その全体が参照として本明細書に組み入れられている。代替の実施例では、同軸駆動部は、θ方向移動およびＴ方向移動の両方を発生させるために可動アームを動かすことができる任意の他の適切な駆動部を含んでもよい。コントローラ４００は、アームの動きおよびそれに対応するエンドエフェクタ６４の位置を制御するために駆動部４２に連結している。

図１で示されているように、本実施例では、エンドエフェクタ６４は前アーム６２の端部に取り付けるものとして構成されており、安定した方法によるワークピースＳの支持に適している。エンドエフェクタ６４は、取付具４および遠位端部５を含む枠３を有し、構成されている。ワークピースは、外周端６に沿ってワークピースＳに接触するよう配置されている支持パッド（図示せず）上で下部から支持されている。

図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、図１の基板搬送装置は、模範実施例に従って半導体処理ツールステーション１９０に組み込むことができる。半導体処理ツールが図２Ａおよび図２Ｂで示されているが、本明細書で開示する基板搬送装置は、ロボットマニピュレータを採用した任意のツールステーションまたは応用で使用することもできる。本模範実施例では、ツール１９０はクラスタツールとして示されているが、模範実施例は、例えば直線型ツールステーションなどのような、任意の適切なツールステーションにも応用することができる。ツールステーション１９０は通常、大気前端部１０１、真空ロードロック１１０、および真空後端部１２０を含む。代替の実施例では、ツールステーションは任意の適切な形態を含むことができる。前端部１０１、ロードロック１１０、および後端部１２０のそれぞれの部品は、コントローラに連結できる。コントローラは、例えばクラスタ化されたアーキテクチャ制御など、任意の適切な制御アーキテクチャの一部でもよい。制御システムは、マスタコントローラ、クラスタコントローラ、および自律リモートコントローラを有する閉ループコントローラでもよい。代替の模範例では、任意の適切なコントローラを使用することができる。

模範実施例では、前端部１０１は通常、ロードポートモジュール１０５、および、例えば装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）などのミニ環境１６０を含む。ロードポートモジュール１０５は、３００ｍｍロードポート、前面開口または後面開口のボックス／ポッド、およびカセット１５０のためのＥ１５．１、Ｅ４７．１、Ｅ６２、Ｅ１９．５またはＥ１．９のＳＥＭＩ規格に準拠するツール規格（ＢＯＬＴＳ）インターフェースに対するボックスオープナ／ローダでもよい。代替の実施例では、ロードポートモジュールは、２００ｍｍウエハのインターフェース、または、例えばフラットパネルディスプレイの大きいもしくは小さいウエハまたはフラットパネルなどの、他の任意の適切な基板のインターフェースとして構築してもよい。図２Ａでは２つのロードポートモジュールを示しているが、代替の実施例では、任意の適切な数のロードポートモジュールが前端部１０１に組み込まれてもよい。ロードポートモジュールは、架空搬送システム、無人搬送車、人力台車、有軌道式無人搬送車から、または他の任意の適切な搬送方法から、基板キャリヤまたはカセット１５０を受け入れるように構築してもよい。ロードポートモジュール１０５は、ロードポート１４０を通してミニ環境１６０と連動してもよい。ロードポート１４０は、基板カセット１５０とミニ環境１６０との間で基板を通過させてもよい。ミニ環境１６０は通常、図１で示した基板搬送装置１００を含む。ミニ環境１６０には、複数のロードポートモジュール間での基板の移動のために、制御済みの清浄域を用意してもよい。

真空ロードロック１１０は、ミニ環境１６０と後端部１２０との間に設置し、両者に連結することができる。ロードロック１１０は通常、大気および真空スロットバルブを含む。スロットバルブは、基板を大気前端部から搬入した後にロードロックを排気するための、また、窒素などの不活性ガスでロックの通気をする際に搬送室の真空状態を維持するための環境分離を提供することができる。また、ロードロック１１０は、処理において基板の基準を所望の位置に揃えるためのアライナ３１０を含むこともできる。代替の実施例では、真空ロードロックは処理装置の任意の適切な場所に設置することができ、任意の適切な形態であってもよい。

真空後端部１２０は通常、１つの搬送室１２５、１つまたはそれ以上の処理ステーション１３０、および図１で示した１つの基板搬送装置１００を含む。バックエンド基板搬送装置２２０は、ロードロック１１０と様々な処理ステーション１３０との間で基板を搬送するために、搬送室１２５内に位置することができる。処理ステーションは、基板上で電気回路またはその他の所望の構造を形成するための様々な蒸着法、エッチング、またはその他のタイプの処理を通して、基板上で操作できる。処理の例としてエッチング、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、イオン注入、計測、高速熱処理（ＲＴＰ）、および乾式ストリッピングが挙げられるが、これらに限らない。処理ステーションは、基板が搬送室１２５から処理ステーション１３０まで通過できるように、またその逆の場合も同様に通過できるように、搬送室１２５と連結している。

図３Ａおよび３Ｂを参照すると、本明細書で開示するエンドエフェクタ６４の模範実施例の１つでは、フォーク型のエンドエフェクタブレード８を有してもよい。エンドエフェクタ６４は、取付具４で基板搬送装置の前アーム６２に連結するものであってもよい。エンドエフェクタ６４は、取付具４および遠位端部５を含む枠３を有し、構成されている。エンドエフェクタ６４は、平坦なワークピースを心合わせし、捕捉するために、フォーク型のブレード８に装着されている３つの周辺パッド（２２、３２ａ、および３２ｂ）を有することができる。模範的な平坦なワークピースの１つは、シリコンウエハＳである（「半導体ウエハ」または「基板」とも呼ぶ）。シリコンウエハＳは、エンドエフェクタブレード上でパッド２２、３２ａ、および３２ｂ（「支持パッド」とも呼ぶ）によって支持されている。パッド２２、３２ａ、および３２ｂはエンドエフェクタブレード８上に位置し、ウエハＳの外周端６に接触する。提示する模範実施例では、エンドエフェクタ６４の遠位端部５で２つの前支持パッド３２ａおよび３２ｂがエンドエフェクタブレード先端部１２ａおよび１２ｂに装着されており、後部取付具４付近では後支持パッド２２がエンドエフェクタブレード８に装着されている。代替の実施例では、エッジグリップパッドを任意の所望の形態で配置してもよい。パッド２２、３２ａ、および３２ｂの設計について、下記でさらに詳しく説明する。前パッド３２ａおよび３２ｂ、ならびに後パッド２２の間には中心点９がある。模範実施例において中心点９は、基板Ｓが慣性捕捉心合わせグリップ（以下で説明）により心合わせされうる中心の位置を表す。

さらに図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、エンドエフェクタ６４の模範実施例はマッピングおよびウエハ存在検知センサ１４も含む。模範実施例では、センサ１４はスルービームセンサ１４であり、これはエンドエフェクタブレード先端部１２ａおよび１２ｂに組み込まれた適切なソース１４ａおよび適切なソース検出器１４ｂを含む。スルービームセンサ１４を使用して、基板搬送装置による処理の前にキャリヤまたはカセット（例えば図２Ａおよび図２Ｂのキャリヤ１５０を参照）内で、シリコンウエハＳをマッピングし、エンドエフェクタブレード８上でシリコンウエハＳの存在を検出し、シリコンウエハＳがエンドエフェクタ６４の前パッド３２ａおよび３２ｂならびに後パッド２２上で正しい位置にあるかどうか判断することができる。本開示のスルービームセンサ１４の多機能性により、別個のウエハ存在検知センサの必要がなくなり、そのためエンドエフェクタの設計が簡素化する。それに呼応して、簡素な設計は、本明細書で開示する慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの製造および維持の費用を抑える。代替の実施例では、マッピングおよび存在検知センサは任意の適切な種類のセンサであってもよい。

本明細書で開示する慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタは、様々な形のエンドエフェクタブレードとともに使用することができる。図４を参照すると、エンドエフェクタの別の模範実施例では、図に示すようなパドル型のエンドエフェクタブレード８を有してもよい。パドル型のエンドエフェクタ６４では、前支持パッドは、ウエハＳの外周端６に接触するためにエンドエフェクタブレード８の前端付近に装着されている。ウエハ存在検知センサ（図示せず）は、エンドエフェクタ６４上でウエハＳの存在を検出するために、エンドエフェクタブレード８の前方に位置を移し、組み込むこともできる。別のマッピングセンサ（図示せず）をパドル型のエンドエフェクタのデザインとともに使用してもよい。

図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃを参照すると、本明細書で開示する慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの支持パッド設計の模範実施例の１つが示されている。エンドエフェクタ６４は、非対称の前支持パッド３２ａおよび３２ｂならびに後支持パッド２２を有するエンドエフェクタブレード８を含む。後パッドに対して「非対称」の前パッドというのは、２つの前パッドが設計上、後パッドと異なるという意味である。前述したように、後パッド２２はエンドエフェクタ６４の取付具端部４に向いて配置されており、前パッド３２ａおよび３２ｂはエンドエフェクタ６４の遠位端部５に向いて配置されている。「前」および「後」という言葉は、エンドエフェクタの移動（Ｔ軸、q軸、およびＺ軸に沿っての移動など）に関して、エンドエフェクタの位置参照を説明するために便宜上使用する。すなわち、エンドエフェクタの前進時（例えば矢印Ｔが示す方向）にはエンドエフェクタの「前」が先に所定の位置に到達して次に「後」が続き、エンドエフェクタが戻るとき（例えば矢印Ｔと反対の方向）はエンドエフェクタの「後」が先に所定の位置に到達して次に「前」が続くということである。２つの前パッド３２ａおよび３２ｂと１つの後パッド２２との間の中心線９も示されている。支持面２３および３３は本明細書において、平坦なワークピースの外周端６が後パッド２２ならびに前パッド３２ａおよび３２ｂのそれぞれに接触する表面として定義する。代替の実施例では、パッドは、慣性を利用した心合わせおよび捕捉を行うために他の任意の所望の方向で配置してもよい。

図５Ａは、平坦なワークピースが置かれていない前パッドおよび後パッドを図解している。模範実施例では、２つの前パッド３２ａおよび３２ｂは、通常くさび形であり、パッドの支持面３３ａおよび３３ｂの入射角γを有し、お互いに類似してもよい。前パッド３２ａおよび３２ｂの入射角γの範囲は、約５度から約７０度、または約２０度から約６０度、または約３０度から約５０度までになりうる。ただし、提示する模範実施例の入射角γは約８度である。２つの前パッド３２ａおよび３２ｂの角度のついた支持面３３ａおよび３３ｂは、接触および滑りの表面、すなわち傾斜面である。傾斜面は、最初の配置においてウエハへの接触および支持に使用され、次にエンドエフェクタ６４上の平坦なワークピースまたはウエハの捕捉を行うために使用される。パッドは、後述するように慣性を利用した心合わせおよび捕捉の実行時に、ワークピースの周辺端部が傾斜面３３ａおよび３３ｂでほぼ自由に滑るようにするために、適切な潤滑効果のあるＰＶＣやＤＥＬＲＩＮＴＭなどのような適切な材料から製造されうる。例として、ウエハがエンドエフェクタ６４および基板搬送システム１００（図１を参照）によってキャリヤ、カセットまたは処理位置（例えば、カセット１５０、ロードロック、処理モジュール１３０）から取り上げられる場合、ウエハの周辺端部は、ウエハが最初の取り上げ位置にあるとき、傾斜面に静止しうる。前パッド３２ａおよび３２ｂのくさび形傾斜面３３ａおよび３３ｂは、エンドエフェクタ６４が移動する際に、パッド間で平坦なワークピースの前縁が滑り、固定または捕捉されるようにする。また、傾斜面はウエハの心合わせが行えるようにする。パッド３２ａおよび３２ｂはそれぞれ、緩衝面３５ａおよび３５ｂを有することもできる。緩衝面３５ａおよび３５ｂは、エンドエフェクタ上のウエハを捕捉するために、ウエハが傾斜面を滑ることを阻止し、ウエハの周面をつかむ。緩衝面３５ａおよび３５ｂは、傾斜面と緩衝面との間のウエハ周辺端部の一部を捕捉するために、ほぼ垂直か、内側に向けて（中心線９に向かって）傾斜または勾配があってもよい。模範実施例では、パッド３２ａおよび２ｂの高さは、積み重ねられた基板の間でエンドエフェクタを自由に挿入できるように、パッド３２ａおよび３２ｂの位置でエンドエフェクタの側面の高さが、十分な間隙で追跡される基板間のＳＥＭＩ指定の間隔よりも低くなるような高さにすることができる。

図５Ａを再度参照すると、模範実施例では、後パッド２２もくさび形であってもよいが、水平参照からの入射角がそれぞれαとβである２つの角度つき支持面２３ａおよび２３ｂを含むものとする。通常、入射角βはαよりも大きい。傾斜のより急な入射角βを有する傾斜面２３ｂは中心線９に近接して配置されており、角度の範囲は約３０度から約８０度までになりうる。ただし、提示する模範実施例の角Ｂは約７４度である。入射角αを有するより浅い表面２３ａは取付具端部４に近接して配置されており、角度の範囲は約１０度から約７０度までになりうる。ただし、提示する模範実施例の角αは約４５度である。後パッド２２の角度つき支持面２３ａおよび２３ｂは、接触および滑りの表面、すなわち傾斜面を提供する。傾斜面は、エンドエフェクタ６４上で平坦なワークピースの最初の配置、捕捉、および心合わせを行うために使用される。より具体的には、後パッド２２は、平坦なワークピースがエンドエフェクタ６４および基板搬送システム１００によってキャリヤ、カセット、ＦＯＵＰ、または処理位置もしくはステーション（図示せず）から取り上げられるとき、平坦なワークピースの後縁の捕捉および心合わせを行うために使用される。通常、後パッド２２の取付具端部４に近接している傾斜面２３Ａは、ＳＥＭＩ規格が指定したウエハの位置の範囲（ウエハステーションまたはカセットにあるウエハのための範囲）に適合するような大きさにすることができる。また、傾斜面２３Ａは、最初の配置で基板がエンドエフェクタ６４によって取り上げられたとき、基板端部が傾斜面２３Ａ上に最初に静止することを確実にするために、取り上げ中の偏心度を任意の所望の偏心度にすることができる（以下で説明する）。したがって、傾斜面２３Ａは、慣性捕捉グリップの捕捉範囲ＣＲを定義することができる。提示する模範実施例のように、傾斜面２３Ａはパッド３２Ａおよび３２Ｂの傾斜面３３Ａおよび３３Ｂより上に配置できる。また、起こりうることとして、傾斜面２３Ａ、３３ａ、および３３ｂに接触している周辺端部を有する基板は、傾斜面３３ａおよび３３ｂに載る部分よりも傾斜面２３Ａに載る部分を高くして傾くことになる。さらに、起こりうることとして、後傾斜面２３Ａならびに前傾斜面３３ａおよび３３ｂのそれぞれ異なる傾斜角αおよびγを考慮して（例えば後傾斜面の傾斜が前傾斜面より大きいなど）、例中の後傾斜面は、基板を前方に押しやる基板に対する不平衡な分力を生成できるようなものであってもよい。中心線９に近接している支持面２３Ｂは、エンドエフェクタ６４の移動後（下記でさらに詳しく説明する）の、基板端部の最終的な配置のための心合わせ範囲を定義するために使用できる。起こりうることとして、周面が緩衝面３４ａおよび３５ｂに接触している捕捉済みの基板が、端部の接触だけで基板がほとんど水平に保持されるような位置で後パッド２２の捕捉表面２３Ｂに接触できるように、前パッド３２ａおよび３２ｂならびに後パッド２２をそれぞれに関係して配置することができる。さらに、パッドは、捕捉された基板が例えば中心点９に対して心合わせされるように配置されている。

図５Ｂは、例えば、カセット、キャリヤ、ＦＯＵＰまたは処理位置もしくはステーション（図２Ａおよび図２Ｂ参照）から最初に取り上げられた平坦なワークピースＳが載っている前パッドおよび後パッドを図解している。平坦なワークピースＳは、例えば、前パッド３２ａおよび３２ｂと後パッド２２との間で、最初は偏心して取り上げられてもよい（基板の中心ＳＣは中心点９から外れて置かれてもよい）。模範実施例では、最初の取り上げでの基板の偏心は約１.０ｍｍでもよく、基板ステーションにおいて基板の任意の位置変化を克服できるように十分な偏心度であればよい。代替の模範例では、任意の所望の偏心度を用いることができる。偏心ｅはパッド２２の方向に向いているが、結果として最初の取り上げで基板の周辺端部が傾斜面２３Ａに接触している。先に述べたように、この位置では、基板の周辺端部は傾斜面３３ａおよび３３ｂ上でも静止し、基板は例中で示すように傾斜しうる。スルービームセンサ（図３Ａ参照）およびコントローラ２００（図２Ａ参照）は、例中で示すようにエンドエフェクタ６４が基板Ｓを傾斜かつ偏心した状態で取り上げることを誘導するために使用できる。

図５Ｃは、エンドエフェクタ６４の動作などによる基板の最初の再配置後に平坦なワークピースまたは基板Ｓが載っている前パッド３２ａおよび３２ｂならびに後パッド２２が、基板Ｓがそれらのパッド間で再配置される際に使用されることを図解している。起こりうることとして、エンドエフェクタによる基板の取り上げが確立した偏心状態で、基板Ｓは静的平衡になりうるが、基板Ｓが静止している模範実施例の傾斜面２３Ａ、３３ａ、および３３ｂの形状のために静的なのである。したがって、模範実施例では、傾斜面の形状は静的力を克服するような所望する大きさの慣性の変動との組み合わせで機能して、基板を捕捉および心合わせの位置へ誘導する。例として、エンドエフェクタ６４が基板搬送装置（図１参照）によって水平方向などに移動するとき、例えばエンドエフェクタ６４の加速で生じた慣性力は、基板を傾斜した位置（図５Ｂ参照）から水平位置（図５Ｃ参照）へ再配置し、中心参照９に対して基板Ｓの心合わせを行う。エンドエフェクタは、図１の矢印Ｔおよび矢印θが示す方向に加速することができる。図５Ｂで示す例では、エンドエフェクタは矢印Ｔ”が示す方向に加速できる。矢印Ｔ”は搬送アームの半径方向に揃えることができる。例えば、エンドエフェクタは、基板ステーションでの基板の取り上げから加速できる。起こりうるのは、エンドエフェクタの加速Ｔ”による基板Ｓの慣性効果が静的力（傾斜した位置で基板を支えている）を克服することで、結果として基板と、パッド２２、３２ａおよび３２ｂとの間で、エンドエフェクタの動きとほぼ反対の矢印Ｖ’（図５Ｂ）が示す方向で相対移動が起こる。模範実施例では、慣性の動きは基板Ｓを中心の位置に向かって動かす。さらに、傾斜面２３Ａは、基板Ｓに付勢力を生じ、基板を緩衝面３４ａ，ｂへ押しやる力（慣性部分と直接部分の両方を含みうる）にさらに寄与する。したがって、エンドエフェクタ６４の動きで生じる横方向の慣性力により、基板Ｓは入射角αを有する後パッド表面２３Ａを滑り、後パッド２２のより大きな入射角βを有する傾斜面２３Ｂに載る。模範実施例では、傾斜面２３Ｂの急な傾斜が、基板を緩衝面３５ａおよび３５ｂに押しやる付勢力をさらに増加させ、基板上でくさび力を増加させ、その結果、基板の捕捉が行われる。入射角βに対する支持面２３の長さは、エンドエフェクタ６４の動作後の基板Ｓの最終的な捕捉のための、心合わせ範囲ＣＲを定義する（図５Ａ参照）。

図３Ａおよび図３Ｂを再度参照すると、模範実施例では、前パッド３２ａおよび３２ｂ上の傾斜面３３ａおよび３３ｂならびに緩衝面３５ａおよび３５ｂは、Ｘ方向に向心力を起こすように配置できる（Ｙ方向の向心力は前述のように、慣性効果、パッド２２の傾斜面２３Ａおよび２３Ｂ、ならびに緩衝面３５ａおよび３５ｂによって生じる）。図３Ｂが最もわかりやすいが、矢印Ｎで示される傾斜面３３ａおよび３３ｂならびに緩衝面３５ａおよび３５ｂは、傾斜面および緩衝面に垂直だが、Ｘ軸およびＹ軸に対して角度をつけるように配置してもよい。模範実施例では、傾斜面および緩衝面の向きはＹ軸に対して対称的にしてもよい。傾斜面および緩衝面の向きに角度があると、Ｘ軸に沿って対抗する分力を生じ、対抗する分力は、Ｘ軸に沿って中心基準９に対して基板を心合わせする傾向がある。起こりうることとして、Ｘ軸に沿った基板と中心基準９との間の偏心により、傾斜面３３ａ、３３ｂおよび／または緩衝面３５ａ、３５ｂが、傾斜面または緩衝面を滑る基板に対して、向心力の偏向を生じる。これは、傾斜面２３Ａおよび２３Ｂからの慣性効果による弾みおよび／または偏向から生じる。この偏心が捕捉のために移動し、中心基準９に対してＸ軸に沿って基板を中心が取れた位置へ動かす。それに呼応して、基板を前パッド３２ａおよび３２ｂと後パッド２２との間で心合わせし、水平位置で再配置（Ｘ軸およびＹ軸に沿って）するように、２つの前パッド３２ａおよび３２ｂに対して、基板Ｓの端部が支持面３３ａおよび３３ｂの入射角γに沿って滑る。スルービームセンサ（図示せず）およびコントローラ（図示せず）を使用して、エンドエフェクタ６４の動作後に基板の中心が合っているかどうか、水平状態にあるかどうか判断する。

図５で説明した内容の代替の実施例では、前パッドは角度がついた傾斜面を２〜４個またはそれ以上含んでもよい。または、パッド間で基板を捕捉するための駆動力を斜面タイプに与えるために、中心線から離れている入射角よりも一般に大きい中心線に近い入射角がある曲線的な傾斜面を含んでもよい。後パッドは、パッド間で基板の捕捉と心合わせの両方を行うための駆動力を斜面タイプに与えるために、中心線から離れている入射角よりも一般に大きい中心線に近い入射角がある角度がついた傾斜面（または曲線的な傾斜面）を３〜５個またはそれ以上含んでもよい。他の代替の実施例では、１つまたはそれ以上のパッドは通常、類似する設計でもよい。一方、１つまたはそれ以上のパッドが基板の不安定な静的および動的な位置を確立し、基板を捕捉位置および／または心合わせ位置に傾かせることを助けるような異なる設計でもよい。したがって、前パッドおよび後パッドは、前述のように、お互いに対して非対称であると定義されうる。図３、図４、および図５で説明した内容に対する他の代替実施例では、前パッドの数は３〜５個、またはそれ以上でもよい。後パッドの数は２〜４個、またはそれ以上でもよい。

図２を再度参照すると、前述のように基板Ｓとエンドエフェクタのパッド２２、３２ａ、および３２ｂとの間で所望する偏心を生じさせるために、例えば基板の取り上げ場所を基板搬送装置１００に教える過程において、基板取り上げ時のエンドエフェクタの位置決めができるように、コントローラ２００をプログラムすることもできる。起こりうるのは、模範実施例で、コントローラ２００に所定のツール場所として教える基板の取り上げ場所および設置場所は、同一でなくてもよい。さらに、模範実施例では、捕捉を行うための基板の慣性効果は、基板捕捉専用の搬送動作なしに、基板を所望する場所へ搬送するために使用するのと同一である搬送動作から生じうる。例えば、最初の取り上げにおいて、ツールが基板を支えている位置からエンドエフェクタおよび基板を離す搬送の引き下げにより、エンドエフェクタ上で基板の捕捉および心合わせが行われてもよい。

本明細書で開示する慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの別の模範実施例では（図６Ａ〜図６Ｃで図解）、２つの前支持パッド１３２ａおよび１３２ｂはそれぞれ、入射角がそれぞれα、βである角度がついた２つの支持面１３３ａおよび１３３ｂを含むことができる。それに対応して、１つの後支持パッド１２２はくさび形をし、１つの入射角γを有する。パッド１３２ａおよび１３２ｂは、前述のパッド２２に類似してもよく、パッド１２２はパッド３２ａおよび３２ｂに類似してもよい。類似する機能には、類似する番号が振られている。図６Ａ（基板なし）を参照すると、２つの前パッドはそれぞれ、入射角がそれぞれα、βである角度がついた２つの支持面１３３ａおよび１３３ｂを含むことができる。通常、入射角βはαよりも大きい。傾斜のより急な入射角βは、中心線９により近接している。より浅い入射角αは、遠位端部５により近接している。２つの前パッド１３２ａおよび１３２ｂの角度がついた支持面１３３ａおよび１３３ｂは、接触および滑りの表面を提供し、これらの表面は、エンドエフェクタ６４上で平坦なワークピースの最初の配置、次に捕捉および心合わせを行うために使用される。図６Ａを再度参照すると、後パッド１２２はくさび形をし、傾斜面１２３に対する１つの入射角γを有してもよい。後パッド１２２の角度がついた支持面１２３は、接触および滑りの表面を提供し、この表面は、前述した方法と類似した方法でエンドエフェクタ６４上で平坦なワークピースの最初の配置および捕捉を行うために使用される。図６Ｂは、カセット、キャリヤ、ＦＯＵＰまたは処理位置もしくはステーション（図示せず）から最初に取り上げられた平坦なワークピースＳが載っている前パッドおよび後パッドを図解している。平坦なワークピースＳは、前パッド１３２ａおよび１３２ｂと後パッド１２２との間で傾斜かつ偏心した位置で最初に取り上げられる。

図６Ｃは、エンドエフェクタ６４の動作後に平坦なワークピースＳが載っている前パッドおよび後パッドが、前述した方法と類似した方法で、基板Ｓが支持パッド１２２、１３２ａおよび１３２ｂの間で再配置される際に使用されることを図解している。模範実施例では、エンドエフェクタの加速が生み出す横方向の力で、基板Ｓは入射角αから前パッド１３２ａおよび１３２ｂの入射角βへ、２つの前パッドの表面１３３ａおよび１３３ｂを滑る。入射角βに対する支持面１３３ａおよび１３３ｂの長さは、エンドエフェクタ６４の動作後の基板Ｓの最終的な捕捉のための、心合わせ範囲を定義する。それに呼応して、基板を前パッド３２ａおよび３２ｂと後パッド２２との間で心合わせし、水平位置で再配置するように、後パッド１２２に対して、基板Ｓの端部が支持面２３の入射角γに沿って滑る。スルービームセンサ（図示せず）およびコントローラ（図示せず）を使用して、エンドエフェクタ６４の動作後に基板の中心が合っているかどうか、水平状態にあるかどうか判断する。

図７Ａは、フォーク型エンドエフェクタブレード先端部１２のファイバ経路溝の例を示す、代表的なパッド３２の下部表面を図解している。ファイバ経路溝１５は、エンドエフェクタブレード８内に配置されており、エンドエフェクタブレード先端部１２まで延びている。エンドエフェクタブレード先端部１２では、スルービームセンサ１４がブレード先端部１２の内側表面１６に近接して配置されてもよい。図３Ａを再度参照すると、前支持パッド３２ａおよび３２bは、エンドエフェクタブレード先端部１２に装着することもできる。スルービームセンサ１４がこの位置にあるのは、カセット、キャリヤ、および処理ステーション内での基板のマッピング、ならびに支持パッド上での基板の存在および適正位置（図５Ｃおよび図６Ｃ参照）の検出で使用できるようにするためである。

図７Ｂは、前支持パッド３２（前述のパッド３２ａおよび３２ｂに類似している）で支持された平坦なワークピースＳが載っている、本明細書で開示するフォーク型エンドエフェクタの一部の側面設計図である。前支持パッド３２はブレード先端部１２でフォーク型エンドエフェクタブレード８に装着されている。図７Ｂは、くさび形の前支持パッド３２上で平坦なワークピースＳの存在を検出できるように、センサ１４（の適切なソース）の場所によって生じるスルービームの場所を図解している。スルービームセンサソース１４が平坦なワークピースＳによって完全に中断されるとき、平坦なワークピースＳがエンドエフェクタ上で正しく位置していることを示している。センサは、基板Ｓが所望する位置にあり、したがって捕捉および心合わせされているという信号を検出時に送るために、コントローラと連結することもできる。また、ウエハの喪失を防ぐ動作データを有する搬送停止用の適切なプログラムにコントローラがアクセスすることを想定して、コントローラがセンサからのウエハ存在信号の欠如を記録できるように、コントローラをプログラムすることもできる。コントローラは、例えば、障害信号を送信してもよく、停止後に基板捕捉の動作を再び試みてもよい（基板が完全に配置されなかった場合）。または、所望する回復プログラムを開始することもできる。

図８は、模範実施例に従って、代表的な後支持パッド２２の上面斜視図である。提示する模範実施例のように、パッドにはパッドをエンドエフェクタブレード８に固定するための装着穴２４および２６（この２つは例示されている）があってもよい。また、慣性を利用したワークピースの配置ならびに心合わせおよび捕捉のための放射状のまたは角度がついた２つの支持面２３Ａおよび２３Ｂがあってもよい。図８では、ボルト、ネジ、またはその他の適切な固定手段（図示せず）を使用して、支持パッド２２をエンドエフェクタブレード８に装着してもよい。

本明細書で開示する慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの別の模範実施例では、基板搬送装置は、お互いに極めて近接して配置されているエンドエフェクタを複数含んでもよい。例として、お互いに対して平行に配置された２〜５個、またはそれ以上の慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタを有する基板搬送装置が挙げられるが、例はこれに限らない。所定の搬送装置にある複数のエンドエフェクタにより、２つまたはそれ以上の平坦なワークピースの取り上げ、配置、心合わせ、捕捉、および搬送が同時に行われるようにする。図９Ａは、例として、２つのエンドエフェクタ１６４を有する基板搬送装置２００を図解している。この２つのエンドエフェクタ１６４はそれぞれ、駆動部１４２に連結している前アーム１６２に装着されている。平行する２つのエンドエフェクタ１６４は、お互いに類似してもよく、前述のエンドエフェクタ６４（それぞれが、２つの前パッド１３２ａおよび１３２ｂならびに１つの後パッド１２２を装着しうるエンドエフェクタブレード１０８を有する）に類似してもよい。類似する機能には、類似する番号が振られている。エンドエフェクタブレードはそれぞれ、同一または異なるタイプでもよい（フォーク型、パドル型、その他）。装着された前支持パッド１３２ａおよび１３２ｂならびに後支持パッド１２２も含めた平行エンドエフェクタ１６２のそれぞれの高さは、カセット内に格納されているお互いに近接するシリコンウエハ（図示せず）の間に収まるような高さにする。図９Ｂは、平行する２つの後支持パッド１２２の模範的側面設計図である。平行する２つの後パッド１２２はそれぞれ、基板（図示せず）の最初の配置、心合わせおよび捕捉のための、角度のある、または側面がある２つの支持面１２３を有する。

図１０Ａを参照すると、本明細書で開示する慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの後パッド構造３０の模範実施例の概略図が、後パッド構造３０には前後調節機能を加えるためにスロットを入れることができることを図解している。これにより、後パッド２２の位置は、エンドエフェクタブレード８の遠位端部に対して簡単に変更でき、大きさの異なる平坦なワークピースに対応することができる。また、エンドエフェクタ６４と前アーム６２とを連結させている取付具４についても図解している。図１０Ｂは後パッド構造３０の底面図であり、模範実施例で後パッド（図１０Ａ参照）が、ボルトまたはネジ２４、２６などのような適切な締め具で後パッドアーム２７に装着されうることを図解している。後パッドアーム２７も、ボルトまたはネジ２８、２９で取付具４に装着されうる。後パッドアーム２７および後パッド２２を含む後パッド構造３０も、図１０Ｃで図解されている。後パッド構造３０は、後パッド２２の修理または交換など、必要に応じてエンドエフェクタ６４から簡単に取り外しすることができる。

図１１を参照すると、別の模範実施例の後パッド構造３０では、エンドエフェクタブレード８に対しての後パッド２２の前後調節機能をより柔軟にするために、バネ荷重機構３１として装着してもよい。後パッドおよび後パッドアーム２７を含む後パッド構造３０は、後支持パッド２２の前後調節機能を高めるために、ピンスロット機構３５により前アーム６２とエンドエフェクタ６４との間を取付具４に沿って動くように組み立ててもよい。１つまたはそれ以上のピン３６は取付具プレート４に位置し、１つまたはそれ以上のスロット３７は後パッドアーム２７に位置する。このピンスロット機構（「すべり舌針機構」とも呼ばれる）３５は、後支持パッドがエンドエフェクタブレードの前方から後方にすばやく調節して、表面の摩耗が引き起こす平坦なワークピースの直径および後パッド２２の寸法の変化に対応できるようにする。

本明細書で開示する慣性ウエハ心合わせエンドエフェクタの別の模範実施例では、平坦なワークピースの搬送の有利な方法を提示する。方法には次のような内容が含まれる。まず最初に、駆動軸、駆動軸に連結している可動アーム、および可動アームに連結しているエンドエフェクタを具備する平坦なワークピースを搬送する装置を提供する方法。ここでは、エンドエフェクタは、エンドエフェクタブレードに装着されている非対称の前パッドおよび後パッド、ブレード内に装着されているスルービームセンサ、ならびに駆動部、可動アーム、エンドエフェクタ、およびスルービームセンサを調整するコントローラを有する。スルービームセンサは、エンドエフェクタブレードの前パッドおよび後パッドの位置に対する平坦なワークピースの位置をマッピングするために使用する。これにより、図５Ｂおよび６Ｂで示すように、エンドエフェクタブレードの前パッドおよび後パッドの支持面で、エンドエフェクタブレードが平坦なワークピースを傾斜かつ偏心した状態で取り上げることができる。続いて、スルービームセンサを使用して、前パッドおよび後パッドの支持面で平坦なワークピースの偏心を検出することができる。エンドエフェクタは、図５Ｃおよび６Ｃで示すように、前パッドと後パッドとの間で平坦なワークピースの水平状態の心合わせおよび捕捉を同時に行うために、移動して平坦なワークピースに横方向の力を与えることができる。心合わせおよび捕捉が行われた平坦なワークピースは、次に１つまたはそれ以上の処理ステーション、特にシリコンウエハ処理のためのステーションに搬送することができる。処理ステーションの例としてエッチング、化学気相成長法、物理気相成長法、イオン注入、計測、高速熱処理、乾式ストリッピング、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限らない。

上記説明は、本開示の単なる実例であると理解すべきである。様々な代替例および変更例が、当業者によって本開示から逸脱することなく考案されうる。したがって、本開示では、添付の特許請求の範囲に含まれる代替例、変更例、および変形例をすべて包含するものとする。

Claims (22)

1. 基板処理ツールのための基板搬送装置であって、
   駆動部と、
   前記駆動部と動作的に連結している可動アームと、
   前記処理ツール内で基板を保持、搬送するための前記可動アームと連結しているエンドエフェクタと、
   前記エンドエフェクタに連結して、前記エンドエフェクタ上で基板の慣性により基板を捕捉および心合わせできるように配置されている基板慣性捕捉エッジグリップと、
   を備えることを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記グリップが、前記基板の周辺への接触用の前接触パッドおよび後接触パッドをエンドエフェクタブレード上に有する前記エンドエフェクタによって定義され、前記非対称前接触パッドおよび後接触パッドが、非対称に角度のついた基板との接触面を定義する基板接触面を有し、
   前記基板の心合わせおよび捕捉のために、基板と前記接触パッドの少なくとも１つとの間で基板の慣性により動作が発生するよう前記可動アームを動かすようにプログラムされている、前記駆動部と連結しているコントローラを有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記コントローラが、前記前パッドおよび後パッドの前記接触面で前記基板を偏心した状態で取り上げるよう前記エンドエフェクタの位置決めをするようにプログラムされていることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記前パッドおよび後パッドが、２つの前パッドおよび１つの後パッドを含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
5. 前記エンドエフェクタブレードがフォーク型であることを特徴とする請求項２記載の装置。
6. 前記２つの前パッドが、各エンドエフェクタブレード先端部内に組み込まれていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記エンドエフェクタブレードがパドル型であることを特徴とする請求項２記載の装置。
8. 前記２つの前パッドのそれぞれが、２つまたはそれ以上の角度のついた基板との接触面を有し、そのうち少なくとも１つは基板用傾斜面であり、前記後パッドは１つまたはそれ以上の基板用傾斜面を有することを特徴とする請求項４記載の装置。
9. 前記少なくとも１つの基板用傾斜面が、水平方向に対して複合的に角度があり、基板の動作を偏向させるように配置されていることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 前記１つの後パッドが、前記基板の後縁を捕捉するための第一のくさび形状と、前記第一のくさび形状と異なる第二のくさび形状とを有することを特徴とする請求項６記載の装置。
11. 前記非対称前接触パッドおよび後接触パッドが、前記接触面により前記基板に対して不平衡な力が生じ、前記基板を所定の方向に偏向させることができるように配置されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
12. 前記エンドエフェクタが、前記処理ツールの保持ステーション内で基板をマッピングするための基板マッパを有し、前記基板マッパが、前記慣性捕捉エッジグリップで保持されている前記基板の存在を検出することを特徴とする請求項１記載の装置。
13. 前記基板マッパが、基板検知のための放射線アームセンサを有し、前記放射線アームセンサは基板マッピングと圧力検出のための共通のセンサであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 平坦なワークピースの搬送のための平坦ワークピース搬送装置であって、
    駆動軸を含む駆動部と、
    前記駆動軸と連結している少なくとも１つの可動アームと、
    前記少なくとも１つの可動アームと連結している少なくとも１つのエンドエフェクタとを具備し、前記少なくとも１つのエンドエフェクタが、前記平坦なワークピースの周辺の支持のための、エンドエフェクタブレードに装着されている非対称の前パッドおよび後パッドを有し、前記非対称の前パッドおよび後パッドの少なくとも１つは、別の前記前パッドおよび後パッドに対して非対称のワークピース支持面を有し、少なくとも１つのエンドエフェクタが、ワークピース保持ステーションのマッピング、ならびに前記非対称の前パッドおよび後パッド上での前記平坦なワークピースの検出および配置のための、前記エンドエフェクタブレード内に装着されているビームセンサを有し、
    前記前パッドおよび後パッドの非対称性が、前記前パッドおよび後パッドの前記支持面上の前記平坦なワークピースの傾斜かつ偏心した状態を定義し、前記傾斜かつ偏心した状態から慣性利用で前記平坦なワークピースが変位するとき、前記少なくとも１つのエンドエフェクタ上で前記平坦なワークピースの心合わせおよび捕捉を同時に行うことを特徴とする平坦ワークピース搬送装置。
15. さらに、前記少なくとも１つのエンドエフェクタ上で慣性を利用した前記平坦なワークピースの心合わせおよび捕捉を行うための、前記駆動部、前記少なくとも１つの可動アーム、前記少なくとも１つのエンドエフェクタ、および前記スルービームセンサを調整する１つまたはそれ以上のコントローラを有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
16. 前記非対称の前パッドおよび後パッドが、２つの前パッドおよび１つの後パッドを含み、前記少なくとも１つのエンドエフェクタが、ほぼ平行な２つまたはそれ以上のエンドエフェクタを含み、それぞれが非対称の前パッドおよび後パッドを有することを特徴とする請求項１４記載の装置。
17. 各エンドエフェクタブレードがフォーク型であることを特徴とする請求項１６記載の装置。
18. 前記２つの前パッドが、２つまたはそれ以上の角度のついた支持面を含み、前記１つの後パッドが１つまたはそれ以上の角度のついた支持面を含むことを特徴とする請求項１６記載の装置。
19. 前記エンドエフェクタ上にある前記平坦なワークピースの心合わせおよび捕捉のための慣性による変位は、前記少なくとも１つのエンドエフェクタの動作の加速で生じることを特徴とする請求項１４記載の装置。
20. 請求項１４記載の装置を備える半導体ツールステーション。
21. 前記後パッドが、バネ荷重調節機構を介して前記エンドエフェクタブレードに装着されていることを特徴とする、請求項１６記載の装置。
22. 平坦なワークピースを搬送する方法であって、
    駆動軸、前記駆動軸に連結している可動アーム、および前記可動アームに連結しているエンドエフェクタを具備する平坦なワークピースを搬送する装置の提供ステップを含み、前記エンドエフェクタは、エンドエフェクタブレードに装着されている非対称の前パッドおよび後パッド、前記エンドエフェクタブレード内に装着されているスルービームセンサ、ならびに前記駆動部、前記可動アーム、前記エンドエフェクタ、および前記スルービームセンサを調整するコントローラを有することを特徴とし、
    前記方法はさらに、
    前記スルービームセンサを用い、ワークピース保持ステーション内にある前記平坦なワークピースの位置を所定の位置に対してマッピングするステップと、
    前記エンドエフェクタブレードの前記前パッドおよび後パッドの前記支持面で、前記エンドエフェクタが前記平坦なワークピースを傾斜かつ偏心した状態で取り上げるステップと、
    前記エンドエフェクタを動かし、前記平坦なワークピース上で機能する前記非対称前パッドおよび後パッドに対して慣性を利用して前記傾斜かつ偏心した状態から前記平坦なワークピースを変位させ、慣性による変位があったときに前記エンドエフェクタ上で前記平坦なワークピースの心合わせおよび捕捉を同時に行うステップと、
    を含むことを特徴とする、平坦なワークピースを搬送する方法。
    

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