JP2011517134A - クリーン移送ロボット - Google Patents

Abstract

クリーン環境において使用するための、改良された清浄度を備えるロボットが開示され、このロボットは、クリーン環境と、ロボットハウジングとの間の開放インターフェースを通る均一な流れを有し、この均一な流れは、粒子発生領域を通って排出ポートへ移動し、クリーン環境から粒子を排除する。均一な流れは逆流を低減又は排除し、さらに、開放インターフェースのスケーラビリティが、ロボットハウジング内の移動機構から生じる多粒子がクリーン環境を汚染することを阻止する。均一な流れは、流れの動力学を設計し、排出ポートをセンタリングすることによって、又は細長いスロットに沿って流れを制限することによって、例えば、細長いスロットに沿って流れを均一に制限することによって、又は細長いスロットに沿って制限器を提供することによって、確立することができる。

Description

本発明は、対象物を移送するための装置及び方法、特にクリーン環境において粒子が減じられたクリーン移送ロボットに関する。

発明の背景
ロボットアセンブリは、特に製造施設及び製造機器における自動化における重要な構成要素である。例えば、半導体工業では、半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ、ＬＣＤ、レチクル、マスク又はキャリヤボックスを取り扱うためにロボットアームが使用される。

半導体製造施設において、通常はキャリヤボックスに貯蔵された加工物を、１つの位置から別の位置へ、１つの機器タイプから別の機器へ搬送するためにロボットを使用することができる。プロセスシステムにおいては、加工物をキャリヤボックスから取り出し、これらの加工物をロードロックに装填するためにロボットが通常は使用される。加工物をロードロックからプロセシングチャンバへ、また１つのプロセシングチャンバから別のプロセシングチャンバへ移動させるために別のロボットを使用することができる。このように、プロセシングシステム内では、複数のロボットが設けられていてよく、各ロボットは特定の役割のために設計されている。プロセシングシステムは、堆積システム、エッチングシステム、リソグラフィシステム、計測システム、検査システム、イオン注入システム、処理システム、又はあらゆる加工物プロセシングシステムであることができる。

半導体製造プロセスは、高レベルの清浄度を要求し、ひいては、汚染物又は粒子等の不純物が、半導体デバイスの製造中にクリーン環境に進入することをできるだけ防止しなければならない。慣用的に、クリーン環境は、空気をクリーン環境中に循環させ、クリーン環境に進入する空気をろ過する、ファン及びフィルタユニット（ＦＦＵ）を有している。つまり、クリーン環境内で発生された粒子は、排出されるまではクリーン環境内にとどまる。所望の清浄度を達成するために、特に多くの可動部品を有する移送ロボットのために、クリーン環境において生ぜしめられる粒子の数を最小限にすることが望ましい。

概要
本発明は、概して、クリーン環境において使用するための、改良された清浄度を備えるロボットのための方法及び装置に関する。本発明のクリーンロボットは、ロボットハウジングの内側とクリーン環境との間の流体の通流を提供する細長いスロットを有するロボットハウジングによって被覆された移動機構を有している。実施形態によれば、本発明のロボットは、クリーン環境からロボットハウジングの内側へ流れ、粒子発生領域から排気ポートへ移動する、細長いスロットを通過する均一な流れを提供する。流れは、移動機構によって生ぜしめられた粒子を排出し、粒子をクリーン環境から排除する。均一な流れは、逆流を低減又は排除し、これにより、クリーン環境の清浄度をさらに改善する。均一な流れ場、細長いスロットの拡張性（scalability）を許容することができ、これは、システムの清浄度が細長いスロットの長さにかかわらず妥協されないことを意味する。均一な流れを、細長いスロットに沿った流れを制限することによって、例えば細長いスロットに沿って流れを均一に制限することによって、又は細長いスロットに沿って制限器を提供することによって、確立することができる。制限器は、細長いスロットの方向に沿った、複数の孔、短いスリット又は長いスリットを含むことができる。別の実施形態によれば、クリーン環境に最小限の粒子が進入する、クリーン環境において加工物を移送するためのクリーンロボットが開示される。さらに別の実施形態によれば、クリーン環境において最小限の粒子が発生する、加工物を移送するための方法が開示される。

本発明の実施形態は、移動機構をロボットハウジング内に閉じ込め、閉じ込められた堆積をクリーン環境の外部へ排気することを開示する。ロボットハウジングは、さらに、クリーン環境と、ロボットハウジング内の汚れた環境とをつなぐ細長いスロットを有している。ロボットハウジング内の移動機構は、好適にはロボットアームに結合されたロボット部分によって、クリーン環境へ突入しており、細長いスロットに沿って移動する。排気機構は、クリーン環境から出発して、細長いスロットを通って排気ポートまで、移動機構によって生ぜしめられた粒子を運搬する流れを生ぜしめる。排気機構は、好適には、流れをクリーン環境から外部領域へ案内する排気ガイドを備えたブロワを含む。

本発明の実施形態は、さらに、排気ポートに向かって細長いスロットに沿って実質的に均一な流れを生ぜしめることを開示する。均一な流れは、ロボットハウジング内の汚れた環境からクリーン環境への逆流を低減又は排除することができる。均一な流れは、生ぜしめられた粒子を引き付けるために、移動機構を通過することができる。

本発明の実施形態は、さらに、細長いスロットに沿って実質的に均一な流れを生ぜしめるために、細長いスロットの方向に沿って排気流を制限することを開示する。制限器は、細長いスロットに沿って均一な流れを生ぜしめ、逆流を最小限にするように設計することができる。制限器は、好適には、細長いスロット又は移動機構の近傍に配置された、複数の孔又は狭いスリットを含む。

１つの態様において、移動機構は、ロボット部分を移動させるリニアガイドを有する線形移動機構を含む。リニアガイドは、好適には、細長いスロットの近傍に配置されており、流れ制限器は、好適には、リニアガイドの近傍に配置されている。リニアガイドは、好適には、排気流路にも配置されている。移動機構はリニアガイドに沿って移動し、粒子を生ぜしめる。生ぜしめられた粒子は、排気流によって流し去ることができ、細長いスロットから制限器へ、さらに排気ポートへ移動する。別の態様において、移動機構は、第２の細長いスロットに沿って第２のロボット部分を移動させる第２のリニアガイドを有する第２の線形移動機構等の、複数の移動機構を含む。移動機構は、円形のスロットに沿って軸を回転させる回転機構を含むことができる。

好適な実施形態において、本発明は、移送ロボットの移動機構が、クリーン環境へ最小限の粒子を生ぜしめるように、クリーン環境内のクリーン移送ロボットを開示する。１つの態様において、クリーン移送ロボットは、クリーンロボット内の体積をクリーン環境の外部へ排気するための排気機構を有している。別の態様において、クリーン移送ロボットは、細長いスロットに沿った均一な流れを有しており、細長いスロットは、クリーン環境と、移送ロボットの内部体積とを分離させておりかつ移送ロボット内の移動機構を、クリーン環境において加工物を移動させるためにクリーン環境に突入させている。細長いスロットに沿った均一な排気流は、クリーン環境への粒子の逆流を最小限にすることができる。さらに別の態様において、クリーン移送ロボットは、均一な排気流を確立するために細長いスロットと排気ポートとの間に制限器を有している。移送ロボットは、加工物を移動させるための様々な機構を有することができ、例えば加工物をクリーン環境へ又はクリーン環境から移送するための１回又は２回以上の線形移動を行ったり、上昇又は下降を行ったり、加工物自体を回転させるための回転運動を行ったり、プロセスチャンバに面するように移送ロボット全体を回転させたりすることができる。

別の好適な実施形態において、本発明は、移送ロボットの移動機構がクリーン環境への最小限の粒子を生ぜしめるように、クリーン移送ロボットを有するクリーンチャンバを開示する。クリーンチャンバは、ＥＦＥＭ（エクイップメント・フロント・エンド・モジュール）、又はプロセスチャンバと相互作用する移送モジュールであることができる。

典型的なクリーン環境を示す図である。 クリーン環境における典型的な基本的なロボットアセンブリを示す図である。 ロボットアセンブリの内部を示す図である。 ロボットハウジングの断面図である。 ロボットハウジング内に配置された典型的な制限器を示す図である。 典型的なロボットハウジングを示す図である。 ２つのロボットアセンブリの典型的な構成を示す図である。 本発明の典型的な実施形態によるロボットアセンブリを示す図である。 典型的なロボットアセンブリの断面図である。

好適な実施形態の詳細な説明
本発明の実施形態は、加工物の処理及び移送のための移動機構を有するクリーン環境を改良するための方法及び装置を開示する。半導体プロセシング機器はクリーン環境を必要とする。なぜならば、粒子は、デバイスウェハの製造において欠陥を生ぜしめる恐れがあるからである。クリーン環境は、クリーニングエンクロージャ内にクリーンな層流を生ぜしめる、ファンフィルタユニットによって確立することができる。層流を保証するためにファンフィルタユニットの反対側の端部には、穴あき板を配置することができ、よどみ流及びデッドスペースを回避する。壁は十分に研磨された表面を有しているので、粒子は発生せず、クリーン環境をクリーンに保つことができる。クリーン環境は、例えば加工物を移送する又は回転させるための移動機構をも有することができる。移動機構は粒子を生ぜしめる恐れがあり、これらの粒子は加工物に堆積し、欠陥を生ずる恐れがある。

実施形態によれば、本発明のロボットは、開放したインターフェースを通じて均一な流れを提供し、この流れは、クリーン環境からロボットハウジングの内部へ流れ、粒子発生領域を通って排気ポートへ移動する。細長いスロットの方向に沿った、複数の孔、短いスリット又は長いスリットを含む開放インターフェースに沿った流れを制限することによって、均一な流れを確立することができる。

１つの態様において、制限器は、空気をクリーン環境から細長いスロットを通ってロボットハウジングの内部へ移動させるための複数の孔（円形又は細長い孔）を含み、空気は、移動機構（リニアガイド、回転ベルト、ジョイント、歯車等）を通過した後、生ぜしめられた粒子を排出部、好適にはクリーン環境の外部へ排出する。粒子を捕捉するためにフィルタを選択的に設けることができ、これにより、排気流をクリーン環境へ戻すことができる。流れが細長いスロットを通じて均一に分配されていることにより、移動機構から生ぜしめられた粒子を、散乱させたりクリーン環境へ逆流させたりすることなく、効果的に排出することができる。

流れの均一性を、逆流の減少によって測定することができ、つまり、流れが逆流を減じることができる限り、不完全に均一な流れは発明の範囲に含まれる。例えば、均一な流れを、より少ない逆流又はより均一な流れを提供する制限器を設けることによって確立することができる。

実施形態において、本発明は、半導体ウェハ、レチクル、フラットパネルディスプレイ等の半導体製造対象物の搬送機器を改良するための装置及び方法を開示する。改良は、移送モジュール又はＥＦＥＭ等の、クリーン環境内へのクリーンロボットの一体化を含むことができる。

図１は、典型的なクリーン環境、例えばＥＦＥＭ１０を示している。ファン１２及びフィルタ１３を有するファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１１はＥＦＥＭの頂部に取り付けられており、薄板金パネル、好適には穴あき板１４は底部に取り付けられている。ＦＦＵ１１によって生ぜしめられたクリーンな流れは、クリーン環境１６を流過し、穴あき板１４を通って排出され、これにより、ＦＦＵ１１から排気ポート１５への排気流が周囲環境へ送られる。穴あき板は、デッドスペース及びよどみ流を減じるように設計されており、ＦＦＵ１１から排気ポート１５へ直接の流れを提供する。

ＦＦＵ１１は、ＥＦＥＭ１０を通る空気の流量及び質を制御するように調整することができる。所望の環境的条件を維持するために、クリーン環境１６のサイズ及び体積に応じて多数のＦＦＵ１１が要求されることがある。空気は、ＦＦＵ１１によってクリーン環境に吸い込まれ、底部に配置された穴あき板１４に設けられた小孔を通って排出される。択一的に、ＥＦＥＭは、不活性なエンクロージャであってよく、ＦＦＵ１１によって生ぜしめられた空気流が完全に閉じ込められて再循環されるように、流れ再循環システム（図示せず）を設けてもよい。

ＦＦＵ１１及び穴あき板１４は効率的なクリーン環境を形成することができ、フィルタ１３を周期的に交換する必要がある。一般的に、クリーン環境１６内の圧力は好適には周囲大気よりも高く維持される。この差圧は、ろ過されていない空気、例えば粒子又は汚染物がクリーン環境に進入するのを阻止することができ、したがって粒子又は汚染物はクリーン環境から吹き出されることができる。択一的に、クリーン環境を周囲から隔離するために、クリーン環境を再循環システムによってシールしてもよい。

ＦＯＵＰ等の容器、及びプロセスチャンバ１８等のチャンバを収容するために、ＥＦＥＭ１０をローディング／アンローディングシステム１７に接続することができる。ＦＯＵＰ１７とプロセスチャンバ１８との間で加工物（例えばウェハ）を移送するために、ロボット機構１９がクリーン環境１６に配置されている。ＦＯＵＰ１７のドアを開閉させるため、又はプロセスチャンバ１８のドアを開閉させるために、空気流を設計することができる。

ロボット機構１９は移動機構を有しており、この移動機構は、部品を移動させ、粒子を生ぜしめる傾向がある。粒子がクリーン環境に進入し、移送される加工物を汚染することを回避するために、移動機構をロボットハウジング内にシールすることができる。このようなシールを、例えばＯリングシール又は磁性流体シールを備えた回転軸のために使用することができる。しかしながら、シーリングは、線形運動のためには非実用的であることがある。つまり、本発明の実施形態は、クリーン環境からの流れを生ぜしめるために、流れを発生する開放インターフェースを開示する。１つの態様において、粒子の逆流を減じるために、流れは開放インターフェースに沿って均一に分配される。流れをクリーン環境の外部へ排出することができ、これにより、フィルタユニットの必要性を排除する。例えば、ブロワをロボットの側部に取り付けることができ、空気を開放インターフェースを通じてクリーン環境から連続的に吸い込み、次いで空気をクリーン環境の外部へ排気する。択一的に、流れを生ぜしめるためにロボットハウジング内に負圧を生ぜしめるためのポンプを使用することができる。

移送ロボットの移動機構は、空気が妨げられることなく移動機構を通過することによって連続的にパージされる。ロボットハウジング内の排出ガイドに沿った空気流は、回転機構又は摺動機構等の移動機構の移動する構成部材同士の摩耗によって生ぜしめられたあらゆる粒子を搬送する。

図２は、ロボットハウジング２１と、対象物をＸ方向に移送するためのエンドエフェクタ２３とを有する、クリーン環境における典型的な基本的なロボットアセンブリを示している。ロボットアセンブリは、さらに、好適にはロボットハウジング２１内に配置されたＸ方向移動機構（図示せず）を有しており、このＸ方向移動機構は、エンドエフェクタ２３に結合されたロボット部分２４をＸ方向に沿って移動させる。ロボット部分２４は細長いスロット２５に沿って移動し、この細長いスロットは、クリーン環境と、ロボットハウジング２１の内部との間の開放インターフェースである。

好適な実施形態において、本発明は、クリーン環境から細長いスロット２５を通過し、排気ポート、好適にはクリーン環境の外部へ排出される流れ、好適には、細長いスロット２５の長さに沿った均一な流れを開示する。この流れは、移動機構を通過し、移動機構によって生ぜしめられた粒子を排気ポートへ除去し、生ぜしめられた粒子がクリーン環境に進入するのを阻止する。

図３は、クリーン環境３７と、ロボットハウジングの内部３８とを分離するロボットハウジング壁部２１の周囲に焦点を当てた、ロボットアセンブリの内部の図を示している。細長いスロット２５は、ハウジング壁部２１に配置されており、クリーン環境３７と、ロボットハウジングの内部３８との間に流体の通流を提供する。好適な実施形態において、細長いスロット２５は入口であり、クリーン環境３７と、ロボットハウジング内の幾らかより汚い環境３８との間の開放インターフェースを形成している。細長いスロット２５の開放インターフェースが設けられていることにより、空気をこれらの２つの環境の間で容易に交換することができる。クリーン環境は好適には圧力が加えられているので、流れは、クリーン環境から外方へ生じる傾向がある。

さらに、ロボット部分２４が示されており、このロボット部分２４は、一方の側においてエンドエフェクタ２３（図示せず）に、他方の端部においてキャリッジ３２に結合されており、このキャリッジ３２は、リニア軸受を有しておりかつＸ方向に沿ったリニアガイド３１に載置されている。モータシステム３４は、キャリッジ３２を移動させるためにキャリッジ３２に取り付けられたベルト３３を駆動する。リニアガイド３１に沿って移動するキャリッジ３２と、ベルト３３及びキャリッジ３２を引っ張るモータ３４とを含む移動機構は、粒子の発生源である。生ぜしめられた粒子は、クリーン環境へ逃げ出すと、クリーン環境３７の清浄度を損なう恐れがある。

本発明の実施形態は、移動機構をロボットハウジング２１内に包囲し、包囲された体積をクリーン環境の外部へ排気させることを含む。クリーン環境からの流れは、細長いスロット２５を通ってロボットハウジングの内部３８へ進入し、移動機構によって生ぜしめられた粒子を排気ポートへ搬送する。流れは、好適には、粒子を外部領域へ搬送するための排出ガイドを備えたブロワによって生ぜしめられる。

図４は、クリーン環境３７と汚れた環境３８とを分離するロボットハウジング２１の断面図を示している。排気ポート４３は、クリーン環境３７からの流れ４１を生じることができ、この流れは、細長いスロット２５に進入し、粒子発生領域（移動機構）を通過し、生ぜしめられた粒子を排気ポートへ搬送する。排気ポートは、好適にはクリーン環境３７の外部へ通じている。択一的に、排気ポートは、粒子を捕捉するための付加的なフィルタ（図示せず）を用いてクリーン環境３７へ空気を再循環させることができる。

図示された排気ポート４３は、ロボットハウジングの一方の側に配置されており、すなわち、細長いスロット２５を通る流れからオフセットしている。流れが均一ではないと、よどみ流４２若しくはデッドスペースが粒子を捕捉し、クリーン環境へ逆流させる恐れがある。つまり、本発明の実施形態は、排気ポートに向かって、細長いスロットに沿って実質的に均一な流れを生ぜしめることを開示する。均一な流れは、ロボットハウジング内の汚れた環境からクリーン環境への逆流を低減又は排除することができる。均一な流れは、移動機構を通過し、生ぜしめられた粒子を引き付けることができる。好適な実施形態において、ロボットハウジングの構成は、均一な流れを生ぜしめるように設計されており、例えば、排気ポート４３は、細長いスロット２５に沿って均一な流れを生ぜしめるように中央領域に配置されている。しかしながら、細長いスロットの設計上の制限及び拡張性（scalability）は、排気ポートの配置によって細長いスロットに沿った均一な流れを生ぜしめることを困難にしている。

本発明の好適な実施形態は、細長いスロットに沿って実質的に均一な流れを生ぜしめるために、細長いスロットの方向に沿って排気流を制限する。排気ポートは、制限器の下流のあらゆる箇所に配置することができ、細長いスロットを通る流れの均一性を妨げない。さらに、制限器は、細長いスロットの拡張性を提供することができる。なぜならば、制限器は、細長いスロットの長さにかかわらず実質的に均一な流れを確立することができるからである。制限器は、好適には、細長いスロット又は移動機構の近傍に配置された、複数の孔又は狭いスリットを含む。

図５は、ロボットハウジング２１内に配置された典型的な制限器５１を示しており、この制限器５１は、ロボットハウジングの内部の体積を２つの領域５３及び５４に分割している。制限器５１は、クリーン環境３７からの細長いスロット２５に沿った均一な流れを生ぜしめるように設計されており、この流れは、移動機構（リニアガイドが示されている）を通過し、排気ポート４３への流れ５６を形成する。領域５３は、生ぜしめられた粒子を領域５４へ搬送する実質的に均一な流れを有する。均一な流れは逆流を減じ、粒子がクリーン環境へ逃げ出すことを阻止する。領域５４にはよどみ流５７又はデッドスペースが生じることがあるが、制限器が進路を妨害するので、この領域５４における粒子はクリーン環境３７へ進入しにくい。

図示された移動機構は、キャリッジ３２を介してロボット部分２４を移動させるリニアガイド３１を有する線形移動機構である。１つの態様においては、リニアガイド３１は、好適には、細長いスロット２５の近傍に配置されており、流れ制限器５１は好適にはリニアガイド３１の近傍に配置されている。均一な流れが細長いスロットから流れるように設計されており、この流れは、粒子発生領域を通過し、排気ポートへ排気される。粒子発生領域は、リニアガイドに沿って走行する移動機構を含むことができる。別の態様では、移動機構は、キャリッジ３２を移動させるためのモータ及びベルト機構、第２の細長いスロットに沿って第２のロボット部分を移動させる第２のリニアガイドを有する第２の線形移動機構等の、複数の移動機構を含む。移動機構は、円形のスロットに沿って軸を回転させる回転機構を含むことができる。

好適な実施形態において、制限器はロボットハウジングの底平面に配置されており、流れをブロワに導くためのチャネルを備えている。図６はロボットハウジング２１を示しており、このロボットハウジング２１は移動機構（ロボット部分２４と、リニアガイド３１と、キャリッジ３２とが示されている）を収容しており、細長いスロット２５によってクリーン環境を分離している。制限器は複数の孔６１及び６１Ａを含み、ブロワ６５によって流れを排出ガイド６４及び６４Ａへ送り込む。排出ガイド６４／６４Ａは、各リニアガイドレール３１のそれぞれの側における排気スロットを含むことができ、排気スロットはロボットプレートに機械加工され、孔６１／６１Ａを備えたカバーが取り付けられている。粒子発生領域を直接に排気流路に配置するために、孔６１及び６１Ａをリニアガイド３１の両側に（又は択一的に、一方の側、それぞれの側、例えば、孔６１のみ、又は孔６１Ａのみ）配置することができる。孔６１Ａは、レールガイド３１の反対側から（孔６１と反対側）角度を成して穿孔することができ、排出ポートと連通することができる。空気はスロット２５を流過し、レールシステム３１と、孔６１と、排気ガイド６４とを通過し、ブロワ６５へ流れる。この流れは、スロット２５とレールガイドシステム３１との下方にデッドゾーンを生じることがある。孔６１Ａはこの渦形成を防止することができ、このデッドゾーン内へのクロスドリリングによってデッドゾーンを減じ、排気ガイド６４Ａと、排気ポートとに通じている。粒子の除去を、このクロスホール６１Ａによって改良することができる。択一的に、排出ガイド６４及び６４Ａは、ブロワ６５に通じた、１つの結合された排出ガイドであることができる。

ロボットアセンブリは、ロボットの回転、ロボットのＹ方向移動及びＺ方向移動等のその他の移動を行うことができる。典型的なロボットアセンブリは、対象物の整列又はＩＤの読取りのための整列又はＯＣＲサブシステム、対象物を整列させるための回転チャックの回転運動等のその他の周辺装置を含むこともできる。回転チャックは、例えば対象物をエンドエフェクタから持ち上げるための昇降を行うこともできる。ロボットアセンブリは、移送チャンバ、フロントエンドモジュール、又はフロントインターフェース機構等の、クリーン環境に配置されている。

ロボットボディ移動機構は、対象物を受け取る又は配置するためにエンドエフェクタを正しい位置に配置するために必要な移動を提供する。ロボットボディは、全ての対象物又はチャンバを積層状態に配置するためのＺ方向移動と、配置された対象物ステーションを線形にＹ方向に配置するためのＹ方向移動とを行うことができる。円形又は包囲状態で配置された対象物ステーションのために、ロボットボディ機構は、回転運動を行うことができる。線形に配置された対象物ステーションのために、ロボットボディは、横方向軌道又はリニアガイド等により線形運動を行うことができる。

１つの態様において、ロボットシステムはロボットボディを有しており、このロボットボディは、対象物をクリーン環境へ又はクリーン環境から、及びプロセスチャンバ、ロードロックチャンバ、ＦＯＵＰ（フロントエンドユニファイドポッド）又はＦＯＳＢ（フロントオープニングシッピングボックス）等の、移送環境に連結された複数のプロセスチャンバ又は貯蔵チャンバから又は複数のプロセスチャンバ又は貯蔵チャンバへ移動させるためのエンドエフェクタを支持する。ロードロック、ポッド又はボックスにおいて、対象物は、通常、数ミリメートルのオーダの小さなピッチで積層されている。プロセスチャンバにおいて、対象物は、やはり数ミリメートルの小さな距離オーダだけ支持体から分離されている。つまり、エンドエフェクタは、好適には、実用的なほどに薄い、薄いブレードである。エンドエフェクタは、対象物を支持しかつ滑りを回避するための支持パッドを有することができる。エンドエフェクタは、対象物を保持するための真空ポートを有することができる。エンドエフェクタは、エッジ接触ハンドリングのためのエッジグリップを有することができる。さらに、エンドエフェクタは、エアクッションを提供するための複数のガスポートを有することができ、これにより、対象物は、エンドエフェクタのいかなる部分にも接触することなくエアギャップ上に浮揚することができる。エンドエフェクタは、対象物の滑りを回避するためにエッジピンを有することができる。エンドエフェクタの伸長及び後退動作は、好適には、関節式ジョイントアーム、又はリニアガイドによる直線運動を含むことができるが、あらゆる機械的動作であることができる。エンドエフェクタは、対象物を持ち上げるための持上げ動作（例えばＺ方向）を提供することもできる。エンドエフェクタは、対象物を保持するために、エッジグリッピング、エアクッション、又は真空吸着を行うことができる。

ロボットアセンブリは、さらに、複数のセンサ、例えば、加工物位置決めセンサ、位置誤差のイメージセンシング、ＲＦ電界センシング、磁気共鳴センシング、レーザスキャニング、光検出器アレイを用いるセンシング、モータ作動センシング、アーム位置センシング、又は作動及び保守に関連したあらゆるセンサ、を含むことができる。さらに、センサは、ロボットアセンブリの状況及び位置を提供し、これにより、アセンブリの残りの作動部分の最適な利用を促し、アセンブリの非作動部分を保守するようにオペレータに警告する。

移動機構は、複数の関節式ジョイントアーム、線形移動機構、又は回転移動機構を含むことができる。移動機構は、リニア軌道、リニアガイド、リードねじ、マルチセグメントの枢着されたアーム、フロッグアーム、スイベルアーム、はさみ及びテレスコープ機構、４バーリンク機構、を含むことができる。ロボットアセンブリを、同期装置を備えたサーボモータ等のモータを備えて構成することができる。

移送機構は、１つのユニットとして互いに連結された少なくとも２つのロボットアセンブリであることもできる。つまり、移送システムは、少なくとも２つのロボットアセンブリを有する支持体と、支持体を移動出せるための付加的な移動機構と、ロボットアセンブリを調和させるための制御装置とを有することができる。２つのロボットアセンブリはそれぞれ、ステーションにおいて対象物を取り扱うためにエンドエフェクタを移動させるための、支持体に連結されたＸ方向移動機構を有することができる。エンドエフェクタは、通常、支持体内に収納されており、ステーションに達するように外方へ延長する。さらに、それぞれのエンドエフェクタに対応する回転機構は、エンドエフェクタが収納位置にある場合に対象物を回転させるために、支持体に配置されている。Ｙ方向移動機構、Ｚ方向移動機構、又は回転方向移動機構等の付加的な移動機構は、支持体又は２つのロボットアセンブリを移動させるように設計されている。つまり、２つのロボットアセンブリは、付加的な移動機構を用いて１つのユニットとして一緒に移動することができ、最も高い効率のために、移動を調和及び同期化させるために制御装置によって制御される。

図７は、ベースセクション４１Ａ及び４１Ｂの端部に１つのユニットとして連結された２つのロボットアセンブリの典型的な構成を示している。各ロボットアセンブリは、持上げ及び回転真空チャック４２Ａ，４２Ｂを有しており、これらの持上げ及び真空チャックはそれぞれエンドエフェクタ４３Ａ，４３Ｂと一緒にＸ方向に移動する。ウェハのＩＤを読み取るための光学ＯＣＲカメラ（図示せず）をロボットアセンブリに配置することができる。ウェハを回転させるために各真空チャックは上昇しかつ回転することができる。各エンドエフェクタはそれぞれＸ方向移動機構４４Ａ，４４Ｂに結合されており、これらのＸ方向移動機構は、貯蔵ステーション内のウェハを取り扱うためにエンドエフェクタを延長及び後退させることができる。２つのＸ方向移動機構は互いに反対側に配置されて示されており、各機構は対応するベースセクションに取り付けられている。しかしながら、別の構成も可能である。例えば、Ｘ方向移動機構４４Ａ，４４Ｂはベースセクション４１Ａ，４１Ｂの同じ側に配置されていてもよい。また、Ｘ方向移動機構４４Ａ，４４Ｂは、同じベースセクション、例えば４１Ａにおいて、互いに反対側又は同じ側に配置されていてもよい。両方のＸ方向移動機構が同じベースセクション４１Ａに配置されている場合、ベースセクション４１Ｂを、回転チャック４２Ｂを支持するためのロボット本体に一体化することができる。

好適な実施形態において、本発明は、移送ロボットの移動機構がクリーン環境に最小限の粒子を生ぜしめるような、クリーン環境内のクリーン移送ロボットを開示する。別の好適な実施形態において、本発明は、移送ロボットの移動機構がクリーン環境に最小限の粒子を生ぜしめるような、クリーン移送ロボットを有するクリーンチャンバを開示する。クリーンチャンバは、ＦＩＭ（フロントインターフェース機構）、ＦＥＭ／ＥＦＥＭ（フロントエンドモジュール又はエクイップメントフロントエンドモジュール）、又はプロセスチャンバに接続した移送モジュール、例えばウェハソータ又はストッカであることができる。チャンバは、一体化された移送機構の周囲に円形に配置するか、一体化された移送機構の一方の側に線形に配置するか、又は一体化された移送機構の両側に線形に配置することができる。本発明の一体化された移送機構は、ポッドアセンブリにおけるカセットの間で加工物を移送するために、ストッカ又はフロントエンドアセンブリにおいて使用することもできる。フロントエンドアセンブリは、概して、加工物をフロントエンドモジュール又は中央モジュールへ移動させるための水平方向移動ロボットアセンブリを有している。

図８は、本発明の典型的な実施形態によるロボットアセンブリを示している。制限器は、生ぜしめられた粒子を排出するためにロボットハウジングの床に設けられた複数の孔を含む。これらの粒子を閉じ込めるために、チャネルは、リニアレールに対して平行に延びるように機械加工されている。カバーがこれらのチャネル上に配置されており、カバーは、カバーの全長にわたって周期的に配置された孔（ポート）を備えている。孔は、対角線上に、レールの下方で穿孔することができ、チャネルと連通している。電動式インペラを使用することにより、チャネルに負圧が生ぜしめられ、リニアキャリッジの両側において、リニア軸受の全体に沿って空気流を生ぜしめる。この空気流は、生ぜしめられた粒子を閉じ込め、ロボットの外部のクリーン環境へ粒子が逃げることを阻止する。粒子空気は、上部ロボット構成部材に機械加工されたチャネリングシステムを通って送られ、最終的に、クリーン環境における機械的スペースからウェハクリーンスペースを分離する穴あき板の下方において放出される。排気されると、この粒子空気の循環は、クリーン環境のファンフィルタユニットによって生ぜしめられる空気流によって回避される。この構成は、均一な流れを、リニアレールシステムの近傍に供給し、このリニアレールシステムは、潜在的に、より効果的に長い距離に亘って使用することができる。

図９は、典型的なロボットアセンブリの断面図を示しており、空気流は、クリーン環境から吸い込まれ、孔制限器と、チャネルと、電動式インペラアセンブリ（例えばファン又はブロワ）とを通り、支持コラムを介して外部環境へ排出される。

発明の多くの特徴及び利点は詳細な明細書から明らかであり、したがって、添付の請求項によって、発明の本当の精神及び範囲に含まれる、発明の全てのこのような特徴及び利点を網羅することが意図されている。さらに、多くの変更が当業者に容易に想起されるので、発明を、例示及び説明された構成及び作動そのものに限定することは望ましくなく、全ての適切な変更及び均等物は、発明の範囲に含まれる。

Claims (20)

1. 加工物をクリーン環境において移動させるための装置において、
   ロボットハウジングが設けられており、該ロボットハウジングが、クリーン環境と、ロボットハウジング内の環境とを接続する細長いスロットを有しており、
   ロボット部分をスロットに沿って移動させるための移動機構がロボットハウジング内に設けられており、前記ロボット部分がクリーン環境に突出しており、
   ロボットハウジング内の移動機構によって生ぜしめられた粒子を除去し、該粒子がクリーン環境に進入するのを阻止するための排気機構が設けられており、
   スロットに沿って制限器が設けられており、該制限器が、スロットに沿って実質的に均一な流れを確立するためにハウジングと排気機構との間に配置されていることを特徴とする、加工物をクリーン環境において移動させるための装置。
2. 前記制限器が、細長いスロットの近傍に配置されている、請求項１記載の装置。
3. 前記制限器が、流れをスロットに沿って分配するための、スロット方向に沿った複数の孔を含む、請求項１記載の装置。
4. 前記制限器が、流れをスロットに沿って分配するための、スロット方向に沿ったスリットを含む、請求項１記載の装置。
5. 粒子発生領域の近傍に配置された少なくとも１つの第２の制限器が設けられている、請求項１記載の装置。
6. 前記移動機構が、スロットに沿ったリニアガイドを含み、制限器が、前記リニアガイドの近傍に配置されている、請求項１記載の装置。
7. 排気機構が、ハウジング内の粒子をクリーン環境の外部へ除去する、請求項１記載の装置。
8. 粒子をろ過するためのフィルタが設けられている、請求項１記載の装置。
9. 第２の移動機構を備えた少なくとも１つの第２の細長いスロットが設けられている、請求項１記載の装置。
10. ロボットハウジングを移動させるための少なくとも１つのロボット移動機構がロボットハウジングに取り付けられている、請求項１記載の装置。
11. 加工物を移動させるための装置において、
    クリーン環境を提供するクリーンハウジングと、
    クリーンハウジング内に配置されたロボットハウジングとが設けられており、該ロボットハウジングが、クリーン環境と、ロボットハウジング内の環境とを接続する細長いスロットを有しており、
    線形移動機構が設けられており、該線形移動機構が、ロボット部分をスロットに沿って移動させるためのリニアガイドをロボットハウジング内に有しており、ロボット部分がクリーン環境へ突出しており、
    ロボットハウジング内の移動機構によって生ぜしめられた粒子をクリーン環境の外部へ除去するための排気機構が設けられており、
    スロットに沿った制限器が設けられており、該制限器が、スロットに沿って実質的に均一な流れを確立するためにロボットハウジングと排気機構との間に配置されていることを特徴とする、加工物を移動させるための装置。
12. クリーン環境を提供するために、ファンフィルタユニット及び穴あき板が設けられている、請求項１１記載の装置。
13. 前記制限器がリニアガイドの近傍に配置されている、請求項１１記載の装置。
14. 制限器が、流れをスロットに沿って分配するために、スロット方向に沿った複数の孔を含む、請求項１１記載の装置。
15. 第２のロボット部分を移動させるための第２の移動機構を備えた少なくとも１つの第２の細長いスロットが設けられている、請求項１１記載の装置。
16. ロボットハウジングを移動させるための、該ロボットハウジングに取り付けられた少なくとも１つのロボット移動機構が設けられている、請求項１１記載の装置。
17. 移動機構を収容するクリーン環境を改良するための方法において、前記移動機構が、ロボットハウジング内に配置されており、クリーン環境と、ロボットハウジングの内部とを接続する細長いスロットを通ってロボット部分を移動させるようになっており、
    移動機構を細長いスロットの近傍に配置し、
    ロボットハウジングの内部をクリーン環境の外部へ排気し、
    細長いスロットに沿って実質的に均一な流れを提供するために、細長いスロットから排気部への流れを制限することを特徴とする、移動機構を収容するクリーン環境を改良するための方法。
18. 流れを制限することが、流れをスロットに沿って分配するための、スロット方向に沿った複数の孔によって行われる、請求項１７記載の方法。
19. 移動機構による粒子発生領域を通過するように排気流を配置する、請求項１７記載の方法。
20. 第２の移動機構を用いてロボットハウジングを移動させる、請求項１７記載の方法。

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