JP2011530813A - エンドエフェクタ用磁気パッド - Google Patents

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Abstract

本発明の実施形態は、真空条件において大面積基板を支持して移動するための装置及び方法に関する。本発明の一実施形態は、機械的に１以上のエンドエフェクタに接合すること無く、複数のエンドエフェクタパッドが上に配置される１以上のエンドエフェクタを含む装置を提供する。一実施形態では、複数のエンドエフェクタパッドアセンブリは、磁力によって１以上のエンドエフェクタに結合される。

Description

発明の背景
（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して、移動操作の間に基板を支持するための装置及び方法に関する。特に、本発明の実施形態は、真空条件において大面積基板を支持して移動するための装置及び方法に関する。
（背景）
一般に大面積基板は、ソーラーパネル、アクティブマトリックス又は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ等の製造において使用される。
ソーラー技術及びフラットパネル技術が市場に受け入れられるにつれて、より大きなソーラーパネル又はフラットディスプレイパネルの需要、増大した生産量、及び低い製造コストは、ソーラーパネル及びフラットパネルディスプレイ製造業者に対してより大きなサイズの基板に適応する新しいシステムの開発を装置メーカーにさせてきた。
大面積基板処理は、典型的には、基板上にデバイス、導体、及び絶縁体を作るために、基板を複数の連続したプロセスに掛けることによって実行される。一般に、これらのプロセスの夫々は、生産プロセスの１ステップ以上を実行するために構成されるプロセスチャンバ内で実行される。処理ステップの全シーケンスを効率的に完了するために、通常多くのプロセスチャンバが、プロセスチャンバ間における基板の移動を促進するためのロボットを格納する中央の搬送チャンバと結合される。一般に、この構成を有する処理プラットホームは、クラスタツールとして知られている。ガラス基板処理用のそのようなクラスタツールは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．）の子会社であるＡＫＴ Ｉｎｃ．から入手可能である。
大面積基板のサイズが大きくなるにつれて、これらの基板のハンドリング（取り扱い）及び処理のための製造装置もまた、より大きくしなければならない。上述した搬送ロボットなどの基板ハンドリング装置におけるサイズの増大は、正確な基板移動を維持するために克服しなければならない多くの技術的課題を作ってきた。例えば、フラットパネル基板をハンドリングするのに使用される１台の搬送ロボットは、基板のその下側を支持するリストから支持される一連のカンチレバー型（片持ち梁形状）のエンドエフェクタを有する。一般に、基板と直接接触させるために、エンドエフェクタには複数のパッドが取り付けられる。パッドは摩耗しやすく、定期的に交換が必要である。比較的パッドの数が多いため、パッドの交換には比較的長い時間が掛かり、パッド交換の間、全クラスタツールを止める必要がある。その結果、エンドエフェクタのパッド交換に長期間を要するため、所有コストが増加する。
したがって、大きな基板に適応するためのメンテナンスの必要性が少ないエンドエフェクタ及びエンドエフェクタパッドに対する必要性がある。
本発明は、概して、移動操作の間に基板を支持するための装置及び方法に関する。特に、本発明の実施形態は、真空条件において大面積基板を支持して移動するための装置及び方法に関する。
本発明の一実施形態は、真空環境内で大面積基板を支持して移動するための装置を提供する。この装置は、駆動機構に適合したリストと、リストに結合し、大面積基板を受け取り支持するために構成される１以上のエンドエフェクタと、１以上のエンドエフェクタの基板受け取り面上に配置される複数のエンドエフェクタパッドとを含み、複数のエンドエフェクタパッドは、大面積基板を受け取り、大面積基板と１以上のエンドエフェクタとの間の直接接触を防ぐために構成され、複数のエンドエフェクタパッドは１以上のエンドエフェクタに固定具を用いて機械的に接合されておらず、複数のエンドエフェクタパッドの交換を容易にする。
本発明の別の一実施形態は、真空ロボットのエンドエフェクタ用パッドアセンブリを提供する。このアセンブリは、パッドアセンブリをエンドエフェクタに固定するために適合され、エンドエフェクタと接触する第１側及び第１側と反対の第２側を有するベース部材と、ベース部材に結合するパッド部材を含み、パッド部材は、ベース部材の第２側と接触する第１側と、パッド部材の第１側と反対の第２側とを有し、パッド部材の第２側の少なくとも一部は、基板を受け取り支持するための接触領域を形成するために隆起し、パッドアセンブリは、ベース部材とパッド部材を接合する固定手段を更に含む。
本発明の更なる別の一実施形態は、真空ロボットのエンドエフェクタ用パッドアセンブリを提供する。このアセンブリは、真空ロボット用の接触領域を提供するために構成されるパッド部材を含み、パッド部材は第１側及び第１側と反対の第２側を有し、第１側は実質的に平面であり、第２側は第２側から延びる接触構造を有し、接触構造の上面は接触領域を形成し、パッドアセンブリは、パッドアセンブリをエンドエフェクタに固定するために適合され、第１側からパッド部材と接触するベース部材と、第２側からパッド部材を接触させ、接触構造が露出することを可能にする穴を有するクランプ部材と、ベース部材、パッド部材、クランプ部材を接合する固定手段とを更に含む。
本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限されていると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタアセンブリの概略等角図である。 図１のエンドエフェクタアセンブリのエンドエフェクタの概略分解組立図である。 本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタ内の磁気アセンブリの概略分解組立図である。 磁気アセンブリ用の構造を示すエンドエフェクタの概略断面側面図である。 図３Ａの磁気アセンブリの磁気コアの概略等角図である。 図３Ａの磁気アセンブリのカバーの概略等角図である。 本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタパッドアセンブリ及びエンドエフェクタの概略等角図である。 エンドエフェクタ上に配置されるときの図４Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの概略側面図である。 図４Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの概略分解組立図である。 図５Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリ用パッド部材の概略等角図である。 図５Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリ用ベース部材の概略等角図である。 図５Ｃのベース部材の概略側面図である。 図５Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリ用クランプ部材の概略等角図である。 図５Ｅのクランプ部材の概略断面図である。 本発明の別の一実施形態に係るエンドエフェクタパッドアセンブリ及びエンドエフェクタの等角図である。 エンドエフェクタ上に配置されるときの図６Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの側面図である。 図６Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの分解組立図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの長手方向の第１側面図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの上面図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの長手方向の第２側面図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの底面図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリの短手方向の側面図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリのベース部材の上面図である。 図８Ａのベース部材の側面図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリのパッド部材の上面図である。 図９Ａのパッド部材の断面側面図である。 図７Ａのエンドエフェクタパッドアセンブリのクランプ部材の等角図である。 図１０Ａのクランプ部材の断面側面図である。
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態に開示される要素を特別な説明なしに他の実施形態に有益に使用してもよいと理解される。
詳細な説明
本発明の実施形態は、概して、移動操作の間に基板を支持するための装置及び方法に関する。特に、本発明の実施形態は、真空条件において大面積基板を支持して移動するための装置及び方法に関する。本発明の一実施形態は、大面積基板を移動して支持するための装置を提供し、その装置は、固定具によって機械的にエンドエフェクタに接合されること無しに、複数のエンドエフェクタパッドアセンブリが上に固定される１以上のエンドエフェクタを含む。一実施形態では、複数のエンドエフェクタパッドアセンブリは、磁力によって１以上のエンドエフェクタに固定される。
本発明の一実施形態では、磁気コアは、エンドエフェクタパッドアセンブリを近くに固定するために、１以上のエンドエフェクタ内に配置される。本発明の一実施形態では、複数のエンドエフェクタパッドアセンブリの夫々は、搬送される基板と、１以上の配置された磁石を中に有するエンドエフェクタにエンドエフェクタパッドアセンブリを固定するための強磁性ベース部材とを接触させるためのパッド部材を含む。
本発明の一実施形態では、隆起部を有する強磁性ベース部材は、接触領域を形成するためのパッド部材の一部を隆起させるために構成される。別の一実施形態では、パッド部材は基板に接触するための突出構造を有する。一実施形態では、突出構造は、搬送される基板に接触するために構成される円錐の開放端をもつ円錐形を有する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタアセンブリ１００の概略等角図である。エンドエフェクタアセンブリ１００は、１以上の大面積基板を受け取り支持するために構成される複数のエンドエフェクタ１０１を含む。一実施形態では、複数のエンドエフェクタ１０１は、エンドエフェクタ１０１によって基板を支持できるように、リスト１０８によって実質的に平行なアライメントで保持される。
一般に、リスト１０８は、上に支持する基板と共にエンドエフェクタアセンブリ１００を移動させるために、搬送ロボットなどの駆動機構に接続される。一実施形態では、エンドエフェクタアセンブリ１００は、真空環境で使用するために構成される。
リスト１０８は、基板移動の間、熱効果を最小にするために選択される材料で作ってもよい。リスト１０８の製作に適した材料の例は、アルミニウム／炭化珪素複合材料、ガラスセラミックス（特に、Ｎｅｏｃｅｒａｍ Ｎ−０、及びＮｅｏｃｅｒａｍ Ｎ−１１等）、アルミニウム／鉄の複合材料、炭素、炭素マトリックス複合材料、キャストアルミニウム合金、市販の純クロム、グラファイト、モリブデン、チタン合金、モリブデンタングステン合金、市販の純モリブデン、ＺＥＲＯＤＵＲ（商標名）、ガラスセラミックス、ＩＮＶＡＲ（商標名）合金、チタニウムＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金、８０９０アルミニウムＭＭＣ、及び金属マトリックス複合材料を含むが、これらに限定されない。一般に、金属マトリックス複合材料は、炭化珪素などのフィラーを最大３０パーセント含むアルミニウム又は他の軽金属（すなわち、マグネシウム、チタン、アルミニウム、マグネシウム合金、チタン合金、アルミニウム合金）を含む。
図１に示されるように、８つのエンドエフェクタ１０１は、リスト１０８に結合され、同時に２つの大面積基板を支持するために構成される。４つのエンドエフェクタ１０１ａは、第１基板を支持するための上側基板支持面を形成し、４つのエンドエフェクタ１０１ｂは、第２基板を支持するための下側基板支持面を形成する。４つのエンドエフェクタ１０１が各基板支持面に対して示されているが、他の量のエンドエフェクタ１０１、例えば、少なくとも２つを効果的に利用してもよいことが理解される。エンドエフェクタ１００は、２つの基板を支持するために示されているが、１つの基板の支持、３以上の基板の支持など、他の構成も理解される。
一実施形態では、各エンドエフェクタ１０１は、クランプアセンブリによって先端１０４に結合したベース１０２を含む。特に、各エンドエフェクタ１０１ａは、クランプアセンブリ１０６ａによって先端１０４ａに結合したベース１０２ａを含み、各エンドエフェクタ１０１ｂは、クランプアセンブリ１０６ｂによって先端１０４ｂに結合したベース１０２ｂを含む。一実施形態では、各エンドエフェクタ１０１は、軽量化と剛性の組み合わせを実現するために、リスト１０８から先端１０４の遠端まで徐々に細くなるボディーを有する。
一実施形態では、一般に、エンドエフェクタ１０１のベース１０２及び先端１０４は、高温耐久性を有する材料で作られる。また、エンドエフェクタは、それ自身の重さのため、垂れ下がる又はたわむかもしれないので、材料の密度は重要な要素である。この効果は、高温アプリケーションで悪化するかもしれない。適当な材料は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）、アルミナ、金属マトリックス複合材料（ＭＭＣ）、アルミニウムベリリウムマトリックスを含んでもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、各エンドエフェクタ１０１のベース１０２及び先端１０４は、その小さな垂下（高いヤング率）と高温耐久性のためセラミックスで作られてもよい。適当なセラミックスの例は、アルミナ、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（ＳｉＮ）等を含むが、これらに限定されない。
一般に、エンドエフェクタ１０１のベース１０２及び先端１０４は、既存の炉の中でエンドエフェクタ１０１の各部品を作ることができるように設計されている。あるいはまた、もしも適当な大きさの炉が使用されるならば、エンドエフェクタ１０１は１つの部品で作られてもよいことが理解される。
あるいはまた、異なる材料を、２部品から成るエンドエフェクタ１０１のベース１０２及び先端１０４に使用してもよい。例えば、一実施形態では、エンドエフェクタ１０１のベース１０２は、金属又はＣＦＲＰで作ってもよい。金属又はＣＦＲＰを使用することによって、ベース１０２は、より大きな圧力に耐えることができ、同時に、そのより小さなサイズのため、エンドエフェクタ１０１への動作に大きな運動量を加えない。
一実施形態では、エンドエフェクタ１０１の先端１０４は、セラミックスで作ってもよい。これは、他の材料と比べて、セラミックスのより高い温度耐久性を有利に利用しながら、垂下又はたわみを最小にする。エンドエフェクタ１０１のベース１０２と先端１０４のいずれか又は両方は、リスト１０８用に適した上記の材料のいずれかで作ってもよい。本明細書の開示に従って、他の材料及び／又は材料の組み合わせが、このアプリケーション用に等しく使用されてもよいことが理解される。
リスト１０８に結合される各エンドエフェクタ１０１は、その他のエンドエフェクタ１０１と異なる材料、及び／又は、材料の異なる組み合わせで作られてもよいことが更に理解される。例えば、２以上のエンドエフェクタ１０１の構成は、夫々のエンドエフェクタ１０１及びそれに接続されるロボットの共振周波数を区別するために選択されてもよく、これによって、ロボット、及び／又は、エンドエフェクタ１０１の振動を最小にする。
各エンドエフェクタ１０１は、上に支持する基板と直接接触するように構成される複数のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０を更に含む。各エンドエフェクタパッドアセンブリ１１０は、適当な摩擦と粒子生成の少ないパッドによる接触を提供し、基板と直接接触するために構成される隆起部を有する。複数のエフェクタパッドアセンブリ１１０は、エンドエフェクタ１０１の夫々の上方に配置され、隆起部は、搬送される基板の裏面を受け取り支持するための接触面を集合的に形成する。一実施形態では、夫々のエンドエフェクタ１０１の長手方向に沿って分布する複数のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０が、均等に配置される。
エンドエフェクタパッドアセンブリ１１０の夫々は、基板を破損しない、上に配置される柔らかい、パッドによる、又はその他の面を有する。エンドエフェクタパッドアセンブリ１１０は、堅い可能性もあり、又は基板に対してクッション性を提供するために若干フレキシブルである可能性もある。エンドエフェクタパッドアセンブリ１１０は、基板の割れ又は破損を最小にするように、基板を支持することができる。十分な支持が提供される限り、エンドエフェクタ上にどんな数のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０を配置することも可能である。一実施形態では、９６個のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０が、エンドエフェクタ１０１に付けられ、１つの基板を支持するために構成されている。しかしながら、基板サイズによって、より多い又はより少ないエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０を使用してもよい。
一実施形態では、複数のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０は、エンドエフェクタ１０１の上方に取り外し可能に配置され、摩耗したときに取り外し交換することができる。一実施形態では、エンドエフェクタパッドアセンブリ１１０の交換時の休止時間を減らすために、複数のエフェクタパッドアセンブリ１１０が、各交換のためにいかなる固定具を用いてエンドエフェクタ１１０に機械的に接合されること無く、エンドエフェクタ１０１上に配置される。
一実施形態では、複数のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０は、磁力によってエンドエフェクタ１０１上に配置される。一実施形態では、夫々のエンドエフェクタ１０１は、複数の磁石アセンブリ１２８を含み、そして、夫々のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０は、対応する磁石アセンブリ１２８の近くのエンドエフェクタ１０１にエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０を固定するための強磁性部材を含む。
図２は、本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタ１０１ａのうちの１つの概略分解組立図である。エンドエフェクタ１０１ａは、クランプアセンブリ１０６ａによって先端１０４ａに結合されるベース１０２ａを含む。溝１１６は、先端１０４ａを受け取るためにベース１０２ａ内に形成される。複数のねじ１１７及びナット１１８は、ベース１０２ａと先端１０４ａを接合する。一実施形態では、パッド１１３、１１４、１１５は、ベース１０２ａと先端１０４ａを接合する際に使用してもよい。
複数の磁石アセンブリ１２８は、ベース１０２ａ及び先端１０４ａの上面１３６及び１３８に形成される凹部に配置される。夫々のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０は、磁石アセンブリ１２８の近くのエンドエフェクタ１０１ａに固定される。複数のエンドパッドアセンブリ１１０の夫々は、上面１３６及び１３８の上方に突出する隆起部を有し、エンドエフェクタ１０１ａに接触領域を提供する。
図３Ａは、本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタ内の磁気アセンブリ１２８の概略分解組立図である。磁気アセンブリ１２８は、磁気コア１３４、カバー１３０、及び磁気コア１３４及びカバーをエンドエフェクタ１０１の先端１０４又はベース１０２に固定するために構成される固定具１３２を含む。
図３Ｃは、本発明の一実施形態に係る磁気コア１３４の概略等角図である。磁気コア１３４は、実質的にリング形状を有する。一実施形態では、磁気コア１３４は、エンドエフェクタパッドアセンブリを固定するのに十分強い磁力を提供するために、強い永久磁石で作られ、特に真空環境では、エンドエフェクタの剛性を保つために軽量のものが適している。
一実施形態では、磁気コア１３４は、グレード３８のサマリウムコバルト磁石で形成される。一実施形態では、磁気コア１３４は、永久磁石の上にコーティングを含む。一実施形態では、磁気コア１３４は、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）でコーティングされる。一実施形態では、磁気コア１３４は１０グラム未満の重さを有する。
図３Ｄは、本発明の一実施形態に係るカバー１３０の概略等角図である。カバー１３０は、磁気コア１３４と近くに固定されるエンドエフェクタパッドアセンブリの間の直接金属接触を防ぐために構成される。カバー１３０は、片面に空洞１４０が形成される実質的にリング形状を有する。空洞１４０は、磁気コア１３４などの磁気コアを中に収容するために構成される。一実施形態では、カバー１３０は、ポリイミドベースの高機能ポリマーで作られる。一実施形態では、磁気コア１３４は、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）のＶＥＳＰＥＬ（商標名）ポリマーで作られる。一実施形態では、カバー１３０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの熱可塑性樹脂で作られる。
一実施形態では、エンドエフェクタ１０１は、磁気アセンブリ１２８を収容するために中に形成される複数の凹部を有する。図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る磁気アセンブリ１２８を収容するためのエンドエフェクタの構造の概略断面側面図である。ベース１０２／先端１０４は、磁気コア１３４及びカバー１３０を収容するために構成される複数の凹部１２２を有する。固定具１３２をその中に固定できるように、ねじ穴１２２ａが凹部１２２から延びていてもよい。
図３Ｂに示されるように、凹部１２２は、エンドエフェクタパッドアセンブリ１１０への案内及び収容を提供するために構成されるパッド凹部１２０内に形成されてもよい。一実施形態では、ベース／先端１０２／１０４は、エンドエフェクタパッドアセンブリ１１０に正確なアライメントを提供するために、ガイド穴１２４を有してもよい。
図４Ａは、本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタパッドアセンブリ２１０の概略等角図である。エンドエフェクトパッドアセンブリ２１０は、図１のエンドエフェクタパッドアセンブリ１１０に代えて使用してもよい。エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０は、エンドエフェクタのベース又は先端１０２／１０４のパッド凹部１２０内に据えるために構成される。
図４Ｂは、エンドエフェクタのベース／先端１０２／１０４内に配置されるエンドエフェクタパッドアセンブリ２１０の概略等角断面図である。エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０がエンドエフェクタ上に配置されるとき、エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０は、エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０の残りとエンドエフェクタの上面１３６／１３８の上方に突出する接触領域２０２を有する。
図５Ａは、エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０の概略分解組立図である。エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０は、ねじ２５０によって共に積み重ねられたベース部材２２０、パッド部材２３０、及びクランプ部材２４０を含む。ベース部材２２０は、エンドエフェクタアセンブリ２１０に物理的な支持を提供するために、及びエンドエフェクタ内の磁石に磁力を提供するために構成される。パッド部材２３０は、フレキシブルな（可撓性）材料で作られ、処理される基板にパッドによる接触を提供するために構成される。エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０は、前もって組み立てられ、全体でエンドエフェクタに配置され、及びエンドエフェクタから取り外されるように構成される。
図５Ｂは、本発明の一実施形態に係るパッド部材２３０の等角図である。パッド部材２３０は、板形状を有する。一実施形態では、パッド部材２３０は、ねじ２５０を通すために構成される１組の穴２３１を有する。
パッド部材２３０は、搬送される基板にクッション性を提供するフレキシブルな材料で作られる。一般に、パッド部材２３０は、基板に傷を付けず、化学処理で反応しない材料で作られる。一実施形態では、パッド部材２３０は、約０．４インチの厚みを有する。一実施形態では、パッド部材２３０は、過フッ化エラストマーで作られる。一実施形態では、パッド部材２３０は、デュポンのＫＡＬＲＥＴＺ（商標名）エラストマーで作られる。
図５Ｃは、本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタパッドアセンブリ２１０のベース部材２２０の概略等角図である。図５Ｄは、ベース部材２２０の概略断面側面図である。
ベース部材２２０は、パッド部材２３０に接触するために構成される第１側２２５と、第１側２２５と反対の第２側２２６を有する実質的に板形状を有する。第２側２２６は、エンドエフェクタに接触するように構成される。一実施形態では、ベース部材２２０は、第１側２２５に隆起部２２１を有する。隆起部２２１は、接触領域を形成するためにパッド部材２３０を隆起させるために構成される。一実施形態では、ベース部材２２０は、第２側２２６から突出する２つのコラム２２３を有する。コラム２２３は、エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０をアライメントするために、エンドエフェクタ内のガイド穴１２４内に合わせるために構成される。一実施形態では、ねじ穴２２４は、組立用のねじ２５０で結合するために、各コラム２２３内に形成してもよい。
一実施形態では、ベース部材２２０は、中に形成される１以上のサービス穴２２２を有する。一実施形態では、１以上のサービス穴２２２は、ベース部材２２０の幅に沿った方向に隆起部２２１内に形成される。サービス穴２２２は、エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０がエンドエフェクタ内に配置されるとき、上面１３６／１３８に露出するように構成される。メンテナンスの間、エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０を持ち上げるために、工具をサービス穴２２２に挿入してもよい。
一実施形態では、ベース部材２２０は強磁性体材料を含み、磁力によってエンドエフェクタに付けるために構成される。一実施形態では、ベース部材２２０は強磁性である高耐食性合金で作られる。一実施形態では、ベース部材２２０は、ニッケル及びモリブデンを含む強磁性体材料で作られる。一実施形態では、ベース部材２２０は、ＨＡＳＴＯＬＬＯＹ（商標名）合金Ｃ２７６で作られる。
図５Ｅは、エンドエフェクタパッドアセンブリ２１０用のクランプ部材２４０の概略等角図である。図５Ｆは、クランプ部材２４０の概略断面側面図である。クランプ部材２４０は、ねじ２５０を収容するために構成される穴２４１を有する板である。一実施形態では、クランプ部材２４０は、穴２３１によってパッド部材２３０を固定するために構成される突起２４２を有する。クランプ部材２４０は、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属、又は何らかの適当な材料で形成される。
図６Ａは、本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の等角図である。エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０は、図１のエンドエフェクタアセンブリ１１０に代えて使用してもよい。エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０は、エンドエフェクタのベース又は先端１０２／１０４のパッド凹部１２０内に据えるために構成される。エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０は、エフェクタパッドアセンブリ３１０がエンドエフェクタ上に配置されるとき、エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の残りの部分とエンドエフェクタの上面１３６／１３８から突出する接触構造３３２を有するパッド部材３３０を含む。
図６Ｂは、エンドエフェクタのベース／先端１０２／１０４内に配置されるエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の概略断面図である。
図７Ａは、エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の概略分解組立図である。エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０は、ねじ３５０によって共に積み重ねられたベース部材３２０、パッド部材３３０、及びクランプ部材３４０を含む。ベース部材３２０は、エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０に物理的な支持を提供するために、及びエンドエフェクタ内の磁石に磁力を提供するために構成される。
パッド部材３３０は、フレキシブルな材料で作られ、搬送される基板にフレキシブルな接触構造を提供するために構成される。エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０は、前もって組み立てられ、全体でエンドエフェクタに配置され、及びエンドエフェクタから取り外されるように構成される。
図７Ｂは、組み立てられるエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の長手方向の第１側面図である。図７Ｃは、組み立てられるエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の上面図である。図７Ｄは、組み立てられるエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の長手方向の第２側面図である。図７Ｅは、組み立てられるエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の底面図である。図７Ｆは、組み立てられるエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０の短手方向の側面図である。
図９Ａは、本発明の一実施形態に係るパッド部材３３０の上面図である。図９Ｂは、パッド部材３３０の断面側面図である。
パッド部材３３０は、実質的に板形状を有するボディー（本体）３３５を有する。ボディー３３５は、表側３３４及び裏側３３３を有する。裏側３３３は、ベース部材３２０に結合するために構成される。表側３３４は、ボディー３３５から延びる接触構造３３２を有する。接触構造３３２は、搬送される基板に接触するために構成される上面３０２を有する。
一実施形態では、接触構造３３２は、基板を支持するためのばね力を提供するために構成される形状を有する。一実施形態では、接触構造３３２は、ボディー３３５から離れて延びる幅広端をもつ円錐形である。円錐形が図９Ｂには示されているが、接触構造３３２は、どんな適当な形状も可能であり、例えば、接触構造３３２はＵ字形であることも可能である。一実施形態では、接触構造３３２は、その後、磁力に拮抗してエンドエフェクタ１０１からエンドエフェクタパッドアセンブリ３１０を取り外す際のハンドルを提供する。
一実施形態では、接触構造３３２は、実質的に平坦な底３３７を有する円錐形である。一実施形態では、円錐形は、約０．６インチの半径の開口を有する。一実施形態では、円錐形は、約１２０度の内角３３６を有する。
一実施形態では、パッド部材３３０は、クランプ部材３４０及びねじ３５０を通すために構成される１組の穴３３１を有する。
パッド部材３３０は、搬送される基板にクッション性を提供するフレキシブルな材料で作られてもよい。一般に、パッド部材３３０は、基板に傷を付けず、化学処理で反応しない材料で作られる。一実施形態では、パッド部材３３０は、過フッ化エラストマーで作られる。一実施形態では、パッド部材３３０は、デュポンのＫＡＬＲＥＴＺ（商標名）エラストマーで作られる。
図８Ａは、本発明の一実施形態に係るベース部材３２０の上面図である。図８Ｂは、ベース部材３２０の側面図である。
ベース部材３２０は、パッド部材３３０に接触するために構成される第１側３２５と、第１側３２５と反対の第２側３２６を有する実質的に板形状を有する。第１側３２５は、パッド部材３３０の裏側３３３を支持するために構成され、実質的に平面である。第２側３２６は、エンドエフェクタに接触するように構成される。一実施形態では、ベース部材３２０は、第２側３２６から突出する２つのコラム３２３を有する。コラム３２３は、エンドエフェクタパッドアセンブリ３１０をアライメントするために、エンドエフェクタ内のガイド穴１２４内にはめ込むために構成される。一実施形態では、ねじ穴３２４は、組立用のねじ３５０で結合するために、各コラム３２３内に形成してもよい。
一実施形態では、ベース部材３２０は強磁性体材料を含み、磁力によってエンドエフェクタに付けるために構成される。一実施形態では、ベース部材３２０は強磁性である高耐食性合金で作られる。一実施形態では、ベース部材３２０は、ニッケル及びモリブデンを含む強磁性体材料で作られる。一実施形態では、ベース部材３２０は、ＨＡＳＴＯＬＬＯＹ（商標名）合金Ｃ２７６で作られる。
図１０Ａは、本発明の一実施形態に係るクランプ部材３４０の上面図である。図１０Ｂは、図１０Ａのクランプ部材の断面側面図である。
クランプ部材３４０は、ベース部材３２０に対してパッド部材３３０を押し付けるために構成されるボディー３４４を含む。クランプ部材３４０は、接触構造３３２を通すことができるように構成される中心孔３４２を有する。一実施形態では、中心孔３４２は、実質的に接触構造３３２の外側形状（輪郭）に合った形状を有する。一実施形態では、クランプ部材３４０は、パッド部材３３０の穴３３１に挿入されるように構成される２つの突起３４３を有する。クランプ部材３４０は、ボディー３４４を貫通して形成される２つの穴３４１、及びねじ３５０が通ることができる突起３４３を有する。
一実施形態では、クランプ部材３４０は、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属又は何らかの適当な材料で形成される。
本発明の実施形態は、特に真空環境内において、大面積基板を支持するための複数の磁気パッドを有するエンドエフェクタを提供する。夫々の磁気パッドは、基板を破損しない、柔らかい、クッション性がある、又は他の面を有する。磁気パッドは、簡単なメンテナンスのために、取り付け及び取り外しが容易であり、したがって、所有コストを削減する。
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (15)

  1. 真空環境内で大面積基板を支持して移動するための装置であって、
    駆動機構に結合したリストと、
    前記リストに結合し、大面積基板を受け取り支持するために構成される１以上のエンドエフェクタと、
    前記１以上のエンドエフェクタの基板受け取り面上に配置される複数のエンドエフェクタパッドとを含み、前記複数のエンドエフェクタパッドは、前記大面積基板を受け取り、前記大面積基板と１以上のエンドエフェクタとの間の直接接触を防ぐために構成され、前記複数のエンドエフェクタパッドは、１以上のエンドエフェクタに固定具を用いて機械的に接合されない装置。
  2. 前記複数のエンドエフェクタパッドは、磁力によって前記１以上のエンドエフェクタに結合され、前記装置は、前記１以上のエンドエフェクタ内に配置される複数の磁気アセンブリを更に含み、各磁気アセンブリは、前記１以上のエンドエフェクタに対応するエンドエフェクタパッドを固定するために構成される請求項１記載の装置。
  3. 各磁気アセンブリは、
    前記対応するエンドエフェクタ内に形成される凹部内に配置される磁気コアと、
    前記凹部内及び前記磁気コアの上方に配置されるカバーと、
    前記磁気コア及び前記カバーを前記対応するエンドエフェクタに固定する固定手段とを含む請求項２記載の装置。
  4. 前記磁気コアは、酸化イットリウムをコーティングしたサマリウムコバルト磁石で作られており、前記カバーは、ポリイミドベースの高機能ポリマーを含む請求項３記載の装置。
  5. 前記複数のエンドエフェクタパッドの夫々は、
    前記複数の磁気アセンブリのうちの１つの近くに前記エンドエフェクタパッドを固定するために構成される強磁性ベース部材と、
    前記強磁性ベース部材と結合されるパッド部材とを含み、前記パッド部材の少なくとも一部は、前記エンドエフェクタパッドが前記対応するエンドエフェクタに固定されるとき、前記１以上のエンドエフェクタの前記基板受け取り面の上方で突出し、前記突出部は、前記大面積基板を受け取るために構成される請求項２記載の装置。
  6. 前記強磁性ベース部材は、ニッケル及びモリブデンを含む高耐食性合金で作られており、前記パッド部材は、過フッ化エラストマーから作られており、各エンドエフェクタパッドは、前記強磁性ベース部材を前記パッド部材に接続するために構成されるクランプ構造を更に含み、前記強磁性ベース部材は、前記大面積基板を受け取るための前記パッド部材の一部を隆起させるために構成される突出する上部を含む請求項５記載の装置。
  7. 前記パッド部材は、
    前記強磁性ベース部材に接触するために適合される下部と、
    前記下部から延びる上部とを含み、前記上部は、断面がＵ字形を形成する請求項５記載の装置。
  8. 前記上部は、前記下部から延びる円錐である請求項７記載の装置。
  9. 真空ロボットのエンドエフェクタ用パッドアセンブリであって、
    前記パッドアセンブリを前記エンドエフェクタに固定するために適合され、前記エンドエフェクタと接触する第１側及び前記第１側と反対の第２側を有するベース部材と、
    前記ベース部材に結合するパッド部材を含み、前記パッド部材は、前記ベース部材の前記第２側と接触する第１側と、前記パッド部材の前記第１側と反対の第２側とを有し、前記パッド部材の前記第２側の少なくとも一部は、基板を受け取り支持するための接触領域を形成するために隆起し、
    前記パッドアセンブリは、前記ベース部材と前記パッド部材を接合する固定手段を更に含むパッドアセンブリ。
  10. 前記ベース部材は、強磁性体材料を含み、磁力によって前記エンドエフェクタに付けるために構成される請求項９記載のパッドアセンブリ。
  11. 前記ベース部材は、前記第１側から延びる２つのコラムを有し、前記２つのコラムは、簡単な位置決めのために前記エンドエフェクタ内に形成される凹部に合うように構成される請求項１０記載のパッドアセンブリ。
  12. 前記ベース部材は、前記第２側に隆起中央部を有し、前記隆起中央部は、前記接触領域を形成するために前記パッド部材の一部を隆起させるために構成され、前記ベース部材は、前記隆起中央部内に１以上のサービス穴を形成し、前記１以上のサービス穴は、前記エンドエフェクタから前記パッドアセンブリを取り外すための工具を受け入れるために構成される請求項１０記載のパッドアセンブリ。
  13. 前記パッド部材は、前記パッド部材の前記第２側から延びる隆起構造を含み、前記隆起構造の遠端は、前記接触領域を形成し、前記隆起構造は円錐であり、前記接触領域は、前記円錐の開放端である請求項１０記載のパッドアセンブリ。
  14. 真空ロボットのエンドエフェクタ用パッドアセンブリであって、
    前記真空ロボット用の接触領域を提供するために構成されるパッド部材を含み、前記パッド部材は第１側及び前記第１側と反対の第２側を有し、前記第１側は実質的に平面であり、前記第２側は前記第２側から延びる接触構造を有し、前記接触構造の上面は前記接触領域を形成し、
    前記パッドアセンブリは、前記パッドアセンブリを前記エンドエフェクタに固定するために適合され、前記第１側から前記パッド部材と接触するベース部材と、
    前記第２側から前記パッド部材を接触させ、前記接触構造が露出することを可能にする穴を有するクランプ部材と、
    前記ベース部材、前記パッド部材、前記クランプ部材を接合する固定手段とを更に含むパッドアセンブリ。
  15. 前記接触構造は円錐構造であり、前記円錐構造の開放端は前記接触領域を形成し、前記ベース部材は、強磁性体材料を含み、磁力によって前記パッドアセンブリを前記エンドエフェクタに固定するために構成される請求項１４記載のパッドアセンブリ。
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