JP2012514569A - 電子デバイス製造において基板を搬送するためのロボットシステム、装置、および方法 - Google Patents

Abstract

基板搬送システム、装置、および方法が説明される。これらのシステムは、目的地の近傍の位置までブームリンク装置を回転させ、次いで目的地にて基板を配置または取り出すようにロボットアセンブリを作動させることにより、目的地にて基板を効率的に配置するまたは取り出す。多数の他の態様が提示される。

Description

本出願は、２００９年１月１１日に出願され、「ＲＯＢＯＴＳ ＳＹＳＴＥＭＳ，ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＩＮＧ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ」（代理人整理番号第１３６３２／Ｌ号）と題された、米国仮特許出願第６１／１４３，８０４号に基づく優先権を主張するものである。該出願は、ここに参照により事実上その全体として本明細書に組み込まれる。

本発明は、電子デバイス製造に関し、より詳細には、基板を搬送するためのシステム、装置、および方法に関する。

従来の電子デバイス製造システムは、複数のプロセスチャンバおよびロードロックチャンバを備える場合がある。かかるチャンバは、例えば複数のチャンバが例えば搬送チャンバの周囲に設けられうるクラスタツール内に含まれる場合がある。これらのシステムおよびツールは、ロボットを使用する場合があり、これらのロボットは、例えば搬送チャンバ内に収容されて、種々のチャンバとロードロックとの間で基板を搬送することができる。例えば、ロボットは、チャンバからチャンバに、ロードロックからチャンバに、およびチャンバからロードロックに基板を搬送することができる。種々のシステムチャンバ間における基板の効率的かつ正確な搬送が、システムのスループットにとって重要となる場合があり、作業コスト全体を低減させうる。

したがって、基板を効率的かつ正確に移動させるためのシステム、装置、および方法が望まれる。

一態様においては、電子デバイス処理システムが提供される。このシステムは、チャンバと、チャンバ内に受けられ、基板を搬送するロボット装置であり、回転軸を中心として回転するブームリンク装置および第１のロボットアセンブリを有する、ロボット装置とを備える。このロボットアセンブリは、ブームリンク装置の回転軸からずれた第１の半径方向位置でブームリンク装置に結合される上腕部と、上腕部に結合され、上腕部に対して回転する前腕部と、前腕部に結合され、前腕部に対して回転するリスト部材と、リスト部材上に備えられ、基板を担持するエンドエフェクタとをさらに備える。

一態様においては、電子デバイス処理システム内において基板を移動させるロボット装置が提供される。このロボット装置は、回転軸を中心として回転されるブームリンク装置と、回転軸から半径方向にずれた位置でブームリンク上で回転するように取り付けられた上腕部と、上腕部の外側端部に結合される前腕部と、前腕部の外側端部に結合されるリスト部材と、リスト部材上に備えられるエンドエフェクタとを備える。

別の態様においては、電子デバイス処理システム内において基板を搬送する方法が提供される。この方法は、ブームリンク装置上に取り付けられたロボットアセンブリを用意するステップであり、ロボットアセンブリが、上腕部と、上腕部に結合された前腕部と、前腕部に結合されたリスト部材とを備える、ステップと、送達位置の近傍の位置までブームリンク装置を回転させるステップと、送達位置に基板を配置することおよび送達位置から基板を取り出すことの少なくとも一方を実施するようにロボットアセンブリを作動させるステップとを含む。

本発明のこれらのおよび他の態様による多数の他の態様が提示される。以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面から、本発明の他の特徴および態様がさらに十分に明らかになろう。

本発明による、基板を搬送するロボット装置を含む基板処理システムの概略上面図である。 本発明によるロボット装置の一実施形態の概略上面図である。 本発明による図２Ａのロボット装置の一実施形態の概略側面図である。 本発明による図２Ａのロボット装置の一実施形態の概略斜視図である。 本発明によるデュアルロボット装置の別の実施形態の概略上面図である。 本発明による図３Ａのデュアルロボット装置の一実施形態の概略側面図である。 本発明による図３Ａのデュアルロボット装置の一実施形態の概略斜視図である。 本発明によるロボット装置の一実施形態の概略上面図である。 本発明による図４Ａのロボット装置の一実施形態の概略側面図である。 本発明によるロボット装置の一実施形態の概略上面図である。 本発明による図５Ａのロボット装置の一実施形態の概略斜視図である。 本発明によるロボット装置の一実施形態の概略上面図である。 本発明による図６Ａのロボット装置の一実施形態の概略側面図である。 本発明によるデュアルロボット装置の一実施形態の概略上面図である。 本発明による図７Ａのロボット装置の一実施形態の概略斜視図である。 本発明による、図２Ａのロボット装置を含む基板処理システムの別の実施形態の概略上面図である。 本発明による、図４Ａのロボット装置を含む基板処理システムの別の実施形態の概略上面図である。 本発明の実施形態によるロボット装置を作動させる方法を示す流れ図である。 本発明の他の実施形態によるロボット装置を作動させる方法を示す流れ図である。 本発明による１つの想定可能な駆動システムを示す、ロボット装置の部分断面側面図である。 本発明による、デュアルエンドエフェクタを示す、別のロボット装置の斜視図である。 本発明の実施形態による、デュアルアームロボットを駆動させる別の想定可能な駆動システムを示す、ロボット装置の部分断面側面図である。

電子デバイス製造は、様々な位置の間における基板の非常に正確かつ迅速な搬送を要する場合がある。特に、エンドエフェクタ装置が、ロボット装置のアームの端部に装着され、エンドエフェクタ上に位置する基板を基板処理システムのチャンバまでおよびそのチャンバから搬送する場合がある。アームが長い場合には、ロボット装置の高速の始動および停止によりエンドエフェクタの振動が引き起こされうるため、ロボット機構の剛性が懸念材料となる場合がある。したがって、基板の配置は、振動が収まるまで待機を要する場合がある。換言すれば、ロボットアームの整定時間が、懸念材料となる場合がある。

本発明の一態様による、電子デバイス製造においてチャンバ間で基板を搬送するために使用されうる１つのロボット装置は、ブームリンク装置を備え、このブームリンク装置は、基板を配置すべきまたはそこから基板が取り出されることとなる目的地の近傍の位置まで回転される。上腕部、前腕部、およびエンドエフェクタを有するリスト部材を備えるマルチアームロボットが、ブームリンク装置の回転軸から離れた位置でブームリンク装置に取り付けられてもよい。次いで、マルチアームロボットは、目的地への基板の配置または目的地からの基板の取出しを遂行するように作動される。その後、ブームは、マルチアームロボットにより別の配置または取出しが実施されうる第２の目的地まで回転されうる。したがって、ブームリンク装置により、ロボットアセンブリを初めにその目的地のより付近に配置することが可能になりうるため、マルチアームロボットアセンブリのアームの全体サイズは、比較的小さくすることができ、それにより場合によっては整定時間が短縮される。

本発明の例示的な実施形態のさらなる詳細を、図１〜１４を参照として説明する。

図１は、本発明による基板処理システム１００の例示的な一実施形態の概略図である。基板処理システム１００は、搬送チャンバ１０２を備えてもよく、この搬送チャンバ１０２の中には、本発明の別の態様によるロボット装置１０４が収容されうる。ロボット装置１０４は、基板１０５を目的地に配置するまたは目的地から取り出すことができる。目的地は、搬送チャンバ１０２に結合されたチャンバであってもよい。例えば、目的地は、１つまたは複数のプロセスチャンバ１０６、および／または搬送チャンバ１０２に結合されうる１つまたは複数のロードロックチャンバ１０８であってもよい。プロセスチャンバ１０６は、堆積、酸化、硝酸処理、エッチング、研磨、洗浄、またはリソグラフィ等々の、任意の数の加工ステップを実施してもよい。ロードロックチャンバ１０８は、ファクトリインターフェース１３８と連結してもよく、このファクトリインターフェース１３８は、ロードポート１４２にドッキングされた基板キャリア１４０から基板を受けうる。いくつかの実施形態においては、搬送チャンバ１０２は、例えば真空下において作動されてもよい。

次に図１および図２Ａ〜２Ｃを参照すると、ロボット装置１０４は、チャンバ１０２の壁部１０２Ａに対して装着されるベース１０７（壁部１０２Ａは図２Ｂにおいて破線で示される）と、図示される実施形態においては実質的に剛性のカンチレバービームであるブームリンク装置１１０とを備える。ブームリンク装置１１０は、回転軸１１２を中心として時計回り回転方向または反時計回り回転方向のいずれかに回転されてもよい。この回転は、従来的な可変リラクタンス電気モータまたは永久磁石電気モータなどの任意の適切な動力部材１１１によってもたらされてもよい。ブームリンク装置１１０の回転は、ロボット装置コントローラ１１９からの動力部材１１１に対する適切な命令によって、制御されてもよい。

ブームリンク装置１１０の外側端部１１４には、回転軸１１２から離れた位置に、ロボットアセンブリ１１６が取り付けられている。ロボットアセンブリ１１６は、例えば３リンクＳＣＡＲＡ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｒｏｂｏｔ ａｒｍ、選択的コンプライアンス組立ロボットアーム）ロボットであってもよい。作動時に、ブームリンク装置１１０が、基板を配置するまたは取り出すために所望の目的地の近傍に位置決めされると、ロボットアセンブリ１１６は、基板１０５をこの目的地に配置するまたはこの目的地から取り出すように作動されうる。

次に図２Ａ〜２Ｃを参照として、図１の基板処理システム１００において使用されうるロボット装置１０４の第１の実施形態を説明する。上述のように、ロボット装置１０４は、ベース１０７、ベース１０７に対して回転可能なブームリンク装置１１０、およびブームリンク装置１１０の外側端部１１４に装着されうるロボットアセンブリ１１６を備えてもよい。

ロボットアセンブリ１１６は、ブームリンク装置１１０に対して装着されるベース１１８と、上腕部１２０とを備えてもよく、この上腕部１２０は、肩軸１２２を中心としてベース１１８およびブームリンク装置１１０に対してＸ‐Ｙ平面中を回転されうる。上腕部１２０の外側端部上に位置する肘軸１２４にて上腕部１２０に、前腕部１２６が結合されてもよい。肘軸１２４は、肩軸１２２から離間される。さらに、リスト部材１３０が、リスト軸１２８にて前腕部１２６の外側端部に結合されてもよい。リスト軸１２８は、肘軸１２４から離間されてもよい。リスト部材１３０は、エンドエフェクタ１３２（部分的に破線で図示される）を備えてもよく、このエンドエフェクタ１３２は、基板処理システム１００内において加工されるべき基板１０５を担持する。

図１の図示される実施形態においては、ロボット装置１０４は、搬送チャンバ１０２内に配置および収容されて図示される。しかし、ロボット装置１０４のこの実施形態および本明細書において説明される他のロボット装置は、例えばロボット装置が処理システムのロードポート１４２とロードロックチャンバ１０８との間において基板または基板キャリア１４０を搬送しうるファクトリインターフェース１３８においてなど、電子デバイス製造の他のエリアにおいて使用されてもよいことを認識されたい。

図３Ａ〜３Ｃは、電子デバイス処理システム内において使用できるロボット装置３０４の別の実施形態を図示する。この実施形態におけるロボット装置３０４は、チャンバの壁部３０２Ａ（図３Ｂ）に対して装着されるベース３０７と、回転軸３１２から半径方向に外方に延びうる剛性カンチレバービームであってもよく、回転軸３１２を中心として回転してもよい、ブームリンク装置３１０とを備えてもよい。さらに、ロボット装置３０４は、回転軸３１２からある距離だけ離れた外側端部３１４にてブームリンク装置３１０上に取り付けられたデュアルセットのアームを備える、デュアルロボットアセンブリ３１６を備えてもよい。この実施形態においては、ロボットアセンブリ３１６は、２つの上腕部３２０Ａ、３２０Ｂを備え、これらはそれぞれ、肩軸３２２を中心として回転する。上腕部３２０Ａ、３２０Ｂはそれぞれ、それらの各外側端部に配置された肘軸３２４Ａ、３２４Ｂを有してもよく、２つの前腕部３２６Ａ、３２６Ｂは、それらの各肘軸３２４Ａ、３２４Ｂにて上腕部３２０Ａ、３２０Ｂに結合されてもよい。前腕部３２６Ａ、３２６Ｂは、Ｘ‐Ｙ平面内でそれらの各肘軸３２４Ａ、３２４Ｂを中心として回転してもよい。前腕部３２６Ａ、３２６Ｂはそれぞれ、２つのリスト部材３３０Ａ、３３０Ｂが結合されうるそれらの各外側端部に、リスト軸３２８Ａ、３２８Ｂを有してもよい。リスト部材３３０Ａ、３３０Ｂは、図３Ａにおいては互いに重なった状態で図示される。リスト部材３３０Ａ、３３０Ｂは、Ｘ‐Ｙ平面内でそれらの各リスト軸３２８Ａ、３２８Ｂを中心として回転してもよい。エンドエフェクタ３３２Ａ、３３２Ｂが、リスト部材３３０Ａ、３３０Ｂ上に備えられてもよい。エンドエフェクタ３３２Ａ、３３２Ｂは、別個の部材としてリスト部材３３０Ａ、３３０Ｂに対して装着されてもよく、またはリスト部材３３０Ａ、３３０Ｂと一体ユニットとして形成されてもよい。エンドエフェクタ３３２Ａ、３３２Ｂおよびエンドエフェクタ３３２Ａ、３３２Ｂにより担持される基板１０５が、図３Ａにおいては互いに重なった状態で図示される。明瞭化のため、基板１０５は、図３Ｃにおいては図示されない。ブームリンク装置３１０、上腕部３２０Ａ、３２０Ｂ、前腕部３２６Ａ、３２６Ｂ、およびリスト部材３３０Ａ、３３０Ｂはそれぞれ、例えばモータハウジング内に含まれうる可変リラクタンス電気モータまたは永久磁石電気モータなどの動力部材３１１によって遠隔的に駆動されてもよい。

図４Ａ〜４Ｂは、電子デバイス処理システム内において使用されうるロボット装置４０４の別の実施形態を図示する。このロボット装置４０４は、例えば１度に２つのチャンバに対して作動することが可能であってもよい。この実施形態におけるロボット装置４０４は、例えば搬送チャンバの壁部などのチャンバの壁部４０２Ａ（図４Ｂ）に対して装着される中央配置ベース４０７と、回転軸４１２からそれぞれ逆の半径方向に外方に延びる複数の剛性カンチレバービームを備えうるブームリンク装置４１０とを備えてもよい。ブームリンク装置４１０は、ベース４０７に対して回転軸４１２を中心として回転してもよく、ブームリンク装置４１０の第１の端部４１５および第２の端部４１７の両方に取り付けられたロボットアセンブリ４１６Ａ、４１６Ｂを備えてもよい。各ロボットアセンブリ４１６Ａ、４１６Ｂは、回転軸４１２からある距離だけ離間され、第１の端部４１５は、第２の端部４１７の対向側に位置し、回転軸４１２の両側に離間される。

この実施形態においては、各ロボットアセンブリ４１６Ａ、４１６Ｂは、Ｘ‐Ｙ平面内でそれらの各肩軸４２２Ａ、４２２Ｂを中心として回転する上腕部４２０Ａ、４２０Ｂを備えてもよい。上腕部４２０Ａ、４２０Ｂは、上腕部４２０Ａ、４２０Ｂの各外側端部に位置する肘軸４２４Ａ、４２４Ｂと、それらの各肘軸４２４Ａ、４２４Ｂにて上腕部４２０Ａ、４２０Ｂに結合された２つの前腕部４２６Ａ、４２６Ｂとを有してもよい。前腕部４２６Ａ、４２６Ｂはそれぞれ、リスト部材４３０Ａ、４３０Ｂが装着されるリスト軸４２８Ａ、４２８Ｂを有してもよい。リスト部材４３０Ａ、４３０Ｂは、Ｘ‐Ｙ平面内でリスト軸４２８Ａ、４２８Ｂを中心として回転する。エンドエフェクタ４３２Ａ、４３２Ｂが、リスト部材４３０Ａ、４３０Ｂ上に備えられてもよい。エンドエフェクタ４３２Ａ、４３２Ｂは、別個の部材としてリスト部材４３０Ａ、４３０Ｂに対して装着されてもよく、またはリスト部材４３０Ａ、４３０Ｂと一体ユニットとして形成されてもよい。エンドエフェクタ４３２Ａ、４３２Ｂはそれぞれ、基板１０５を担持してもよい。ブームリンク装置４１０、上腕部４２０Ａ、４２０Ｂ、前腕部４２６Ａ、４２６Ｂ、およびリスト部材４３０Ａ、４３０Ｂはそれぞれ、例えばモータハウジング内に含まれうる可変リラクタンス電気モータまたは永久磁石電気モータなどの動力部材４１１によって遠隔的に駆動されてもよい。

図５Ａおよび図５Ｂは、電子デバイス処理システム内において使用されうるロボット装置５０４の別の実施形態を図示する。図５Ａおよび図５Ｂのロボット装置５０４は、ブームリンク装置５１０が、回転軸５１２からＸ‐Ｙ平面内において半径方向に外方に延びうるカンチレバー部分を備えるが、上方平面図で見た場合に各ロボットアセンブリ５１６Ａ、５１６Ｂの各肩軸５２２Ａ、５２２Ｂを貫通する線５２３が、回転軸５１２からある距離５２５だけずらされうるように、そのカンチレバー部分を備える点を除けば、図４Ａおよび図４Ｂを参照として説明した実施形態と同一である。ブームリンク装置５１０のこの構成は、例えば図９に図示される６プロセスチャンバシステムなどの、非局所化型基板処理システムにおいて使用するのに有利である場合がある。ブーメラン形状ブームリンク装置５１０を使用することにより、ロボットアセンブリ５１６Ａ、５１６Ｂを、それらが対応するチャンバのより近くに移動させることも可能となる。したがって、ロボットアームは、より短くすることもできる。いくつかの実施形態においては、連結軸５２２Ａ、５１２、および５２２Ｂによって形成される挟角は、１８０度未満、約１５０度未満、またはさらには約１２０度未満である。

図６Ａおよび図６Ｂは、電子デバイス処理システム内において使用されうるロボット装置６０４のさらに別の実施形態を図示する。先の実施形態におけるように、装置６０４は、チャンバの壁部６０２Ａ（図６Ｂ）に対して装着されるベース６０７と、ブームリンク装置６１０とを備えてもよい。このブームリンク装置６１０は、ブームリンク装置６１０の回転軸６１２からそれぞれ逆の半径方向に外方に延びる複数のカンチレバービームを備えてもよい。ブームリンク装置６１０は、ベース６０７に対して回転軸６１２を中心として回転してもよく、ブームリンク装置６１０の第１の端部６１５および第２の端部６１７に取り付けられたロボットアセンブリ６１６Ａ、６１６Ｂを備えてもよい。ロボットアセンブリ６１６Ａ、６１６Ｂはそれぞれ、回転軸６１２からある距離だけ離れた位置に取り付けられる。ロボットアセンブリ６１６Ａ、６１６Ｂは、図３Ａ〜３Ｃを参照として説明される同一のデュアルロボットアセンブリであり、ここでは再度繰り返して説明しない。先の実施形態におけるように、各ブームリンク装置６１０、およびロボットアセンブリ６１６Ａ、６１６Ｂは、例えばモータハウジング内に含まれうる可変リラクタンス電気モータまたは永久磁石電気モータなどの動力部材６１１によって遠隔的に駆動されてもよい。

図７Ａおよび図７Ｂは、電子デバイス処理システム内において使用されうるロボット装置７０４のさらに別の実施形態を図示する。先の実施形態におけるように、装置７０４は、ベース７０７とブームリンク装置７１０とを備えてもよい。このブームリンク装置７１０は、ブームリンク装置７１０の回転軸７１２から概して逆の半径方向に外方に延びる複数のカンチレバービーム７１０Ａ、７１０Ｂを備えてもよい。ブームリンク装置７１０は、略ブーメンラン形状を有してもよく、回転軸７１２を中心として回転してもよい。ロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂは、ブームリンク装置７１０の第１の端部７１５および第２の端部７１７に取り付けられてもよい。ロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂは、図３Ａ〜３Ｃを参照として説明される同一のデュアルロボットアセンブリであり、ここでは再度繰り返して説明しない。

先の実施形態におけるように、ブームリンク装置７１０およびロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂはそれぞれ、例えばモータハウジング内に含まれうる可変リラクタンス電気モータまたは永久磁石電気モータなどの動力部材７１１によって遠隔的に駆動されてもよい。特に、ブームリンク装置７１０およびロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂは、ブームリンク装置７１０およびロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂが収容されるチャンバの外部から駆動されてもよい。この図示される実施形態においては、ブームリンク装置７１０は、例えば図９に図示される６プロセスチャンバシステムなどの非局所化型基板処理システムにおいて使用するのに有利である場合がある。ブーメラン形状ブームリンク装置７１０を使用することにより、ロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂを、それらが対応するチャンバの非常に近くに移動させることが可能となる。デュアルロボット装置により、完全な基板の交換が、場合によってはブームリンク装置７１０を回転させる必要を伴うことなく、目的地にて実施することができる。しかし、ブームリンク装置７１０が、ロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂを、それらが対応するチャンバの非常に近くに移動させることを考慮すると、ロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂの全体的なサイズは、従来のシステムにおけるサイズよりも比較的小さくすることができる。

したがって、作動時には、第１の端部７１５にロボットアセンブリ７１６Ａが取り付けられたブームリンク装置７１０は、初めに回転軸７１２を中心として回転されて、ブームリンク装置７１０の第１の端部７１５を第１の目的地の近傍に、すなわちロボットアセンブリ７１６Ａが容易に目的地にアクセスしうる位置に配置することとなる。次いで、ロボットアセンブリ７１６Ａは、初めにロボットアセンブリ７１６Ａの一方のエンドエフェクタ７３２Ａにより目的地から基板を取り出すように作動され、次いでロボットアセンブリ７１６Ａの他方のエンドエフェクタ７３２ＡＡにより基板を配置するように作動されうる。この後に、ブームリンク装置７１０の第２の端部７１７は、第２の目的地の近傍の位置に回転されてもよく、この第２の目的地においては、ロボットアセンブリ７１６Ｂが、第１のアセンブリ７１６Ａに関して説明したのと同一の態様で、エンドエフェクタ７３２Ｂ、７３２ＢＢにより別の完全な基板の交換を実施することができる。当然ながら、この実施形態におけるブームリンク装置７１０のずれにより、完全な交換が、ブームリンク装置７１０のさらなる回転を要さない場合があり、または場合によっては少量の追加の回転のみを要する場合がある。例えば、ブームリンク装置７１０は、両ロボットアセンブリ７１６Ａ、７１６Ｂが、基板の交換のために２つの目的地に容易に到達することのできる中間位置まで回転されてもよい。これらの交換は、逐次的にまたは同時に実施されうる。

図８は、本発明による基板処理システム８００の別の例示的な実施形態の概略図である。基板処理システム８００は、ロボット装置８０４が中に収容されうる搬送チャンバ１０２を備えてもよい。ロボット装置８０４は、システム８００において基板１０５を目的地に配置するまたは目的地から取り出すことができる。目的地は、例えば搬送チャンバ１０２に結合されたチャンバであってもよく、またはチャンバ自体の中であってもよい。例えば、目的地は、１つまたは複数のプロセスチャンバ１０６、および／または搬送チャンバ１０２に結合されうる１つまたは複数のロードロックチャンバ１０８であってもよい。いくつかの実施形態においては、搬送チャンバ１０２は、例えば真空内において作動されてもよい。作動時に、装置８０４のブームリンク装置８１０が、電気モータなどの適切な動力部材によって、回転軸８１２を中心として時計回り方向または反時計回り方向に回転されてもよい。これにより、ロボットアセンブリ８１６がプロセスチャンバ１０６などのチャンバに基板１０５を容易に配置しうるように、またはそのチャンバから基板１０５を容易に取り出しうるように、目的地の近傍にブームリンク装置８１０を位置決めすることができる。

図９は、本発明による基板処理システム９００の別の例示的な実施形態の概略図である。基板処理システム９００は、ロボット装置９０４が中に収容されうる搬送チャンバ１０２を備えてもよい。ロボット装置９０４は、図４Ａ〜４Ｂに図示されるロボット装置４０４と同一であってもよく、ロボット装置９０４の詳細は、ここでは繰り返して説明しない。ロボット装置９０４は、複数の目的地に複数の基板１０５を配置する、および／または複数の目的地から複数の基板１０５を取り出すことができる。さらに、複数の基板１０５の配置または取出しは、逐次的にまたは実質的に同時に行なわれてもよい。目的地は、搬送チャンバ１０２に結合されるチャンバであってもよい。例えば、目的地は、１つまたは複数のプロセスチャンバ１０６、および／または搬送チャンバ１０２に結合されうる１つまたは複数のロードロックチャンバ１０８であってもよい。いくつかの実施形態においては、搬送チャンバ１０２は、例えば真空内において作動されてもよい。作動時に、ロボット装置９０４のブームリンク装置９１０が、電気モータなどの適切な動力部材（図示せず）によって、回転軸９１２を中心として時計回り方向または反時計回り方向に回転されてもよい。これにより、ロボットアセンブリ９１６Ａ、９１６Ｂがプロセスチャンバ１０６などのチャンバに基板１０５を容易に配置しうるように、またはそのチャンバから基板１０５を容易に取り出しうるように、目的地の近傍にブームリンク装置９１０の各端部を位置決めすることができる。認識されるであろうが、本明細書において説明されるロボット装置の他の実施形態のいずれもが、図１、図８、および図９に図示されるような基板処理システムに含まれてもよい。

本発明による電子デバイス処理システム内において基板を搬送する方法１０００が、図１０に提示される。方法１０００は、ステップ１００２において、ブームリンク装置上に取り付けられたロボットアセンブリを備えるロボット装置を用意することと、ステップ１００４において送達目的地の近傍の位置までブームリンク装置を回転させることと、ステップ１００６において送達目的地に基板を配置することおよび送達目的地から基板を取り出すことからなる群より選択される少なくとも１つを実施するようにロボットアセンブリを作動させることとを含んでもよい。当然ながら、図３Ａ〜３Ｃに図示されるようなデュアルロボット装置が、ブームリンク装置上に取り付けられる場合には、基板の配置および取出しは、目的地にて達成されうる。配置および／または取出しが完了した後には、ロボットアセンブリは、目的地からニュートラル位置まで戻されてもよく、ブームリンク装置は、次いで例えば別のプロセスチャンバまたはロードロックチャンバなどの第２の目的地の近傍の第２の位置まで回転されてもよく、そこでプロセス１００６が繰り返されてもよい。いくつかの実施形態においては、ブームは、ロボットアセンブリの前進作動の際に、配置作動または取出し作動を補助するために、目的地の方向にさらに回転さらに回転されてもよい。

ブームリンク装置が、上に取り付けられた図９に図示されるようなものなどの２つのロボットアセンブリを備える実施形態においては、図１１を参照として最も良く説明されるような方法が利用されてもよい。方法１１００は、ステップ１１０２においてブームリンク装置の第１の端部および第２の端部のそれぞれの上に取り付けられたロボットアセンブリを備えるロボット装置を用意することと、ステップ１１０４において第１の送達目的地の近傍の位置までブームリンク装置の第１の端部を回転させることと、１００６において第１の送達目的地に基板を配置することおよび第１の送達目的地から基板を取り出すことからなる群より選択される少なくとも１つを実施するようにロボットアセンブリを作動させることを含んでもよい。配置および／または取出しが、第１の送達目的地にて完了した後には、１１０８において、ロボットアセンブリは、第１の目的地からニュートラル位置まで戻されてもよく、ブームリンク装置の第２の端部は、例えば別のプロセスチャンバまたはロードロックチャンバなどの第２の目的地の近傍の第２の位置まで回転されてもよい。第２の端部に取り付けられたロボットアセンブリは、次いで１１１０において第２の送達目的地に基板を配置することおよび第２の送達目的地から基板を取り出すことからなる群より選択される少なくとも１つを実施するようにロボットアセンブリを作動されてもよい。その後、ブームリンク装置は、別の目的地まで回転されてもよく、そこでプロセス１１０６が繰り返されてもよい。

図１２は、ロボット装置１２０４の種々の構成要素を駆動するための例示的な駆動システム１２１５を図示する。第１に、駆動システム１２１５は、回転軸１２１２を中心としてブームリンク装置１２１０を回転させる駆動構成要素を備えてもよい。パイロット１２１３が、ブームリンク装置１２１０から延びてもよく、適切な軸受により支持されてもよく、パイロット１２１３は、動力部材１２１１の構成要素モータ１２１１Ａにより回転軸１２１２を中心として回転される。モータ構成要素１２１１Ａは、例えばロータおよびステータを備える電気モータであってもよい。

さらに、駆動システム１２１５は、肩軸１２２２を中心として上腕部１２２０を回転させる駆動構成要素を備えてもよい。駆動構成要素は、駆動プーリ１２２５に結合された駆動シャフト１２３３と、金属ベルト１２２７と、第２のパイロット１２３１により上腕部１２２０に結合された被動プーリ１２２９とを備えてもよい。モータ構成要素１２１１Ｃの回転により、シャフト１２３３および駆動プーリ１２２５の回転が引き起こされ、被動プーリ１２２９が駆動され、それにより、肩軸１２２２を中心としてパイロット１２３１および装着された上腕部１２２０が回転される。モータ構成要素１２１１Ｃは、例えばロータおよびステータを備える電気モータであってもよい。

同様に、駆動システム１２１５は、肘軸１２２４を中心として前腕部１２２６を回転させる駆動構成要素を備えてもよい。駆動構成要素は、第２の駆動プーリ１２３５に結合された第２の駆動シャフト１２２３と、金属ベルト１２３７と、第３のシャフト１２４１により前腕部１２２６およびリスト部材１２３０に結合された第２の被動プーリ１２３９とを備えてもよく、この第３のシャフト１２４１は、従来的なＳＣＡＲＡベルトと、上腕部１２２０および前腕部１２２６に位置するプーリとに連結されてもよい。モータ構成要素１２１１Ｂの回転により、第２の駆動シャフト１２２３および駆動プーリ１２３５の回転が引き起こされ、第２の被動プーリ１２３９が駆動され、それにより、第３のシャフト１２４１が回転される。第３のシャフト１２４１の回転により、肘軸１２２４を中心として前腕部１２２６が回転され、さらにリスト軸１２２８を中心としてリスト部材１２３０が回転される。また、モータ構成要素１２１１Ｂは、例えばロータおよびステータを備える電気モータであってもよい。適切な従来的な回転エンコーダ（図示せず）が、所望に応じてブーム１２１０および上腕部１２２０および前腕部１２２６を位置決めするために使用されてもよい。追加の入れ子型のシャフトおよびプーリが、デュアルエンドエフェクタおよびデュアルロボット装置を有するロボット装置を駆動させるために加えられてもよい。さらに、軸１２２８を中心とした独立したヨー運動を生じさせるための、リスト部材の独立した回転が、以下においてさらに説明されるように引き起こされてもよい。

明らかであろうが、この駆動システム１２１５は、図２Ａ〜２Ｃのロボット装置１２０４を駆動するために使用されてもよく、上述の構成要素の正確なミラー複製物を生成し、それらを中心線１２１２の左まで延ばすことにより、図４Ａ〜４Ｂならびに図５Ａおよび図５Ｂの実施形態のロボット装置を駆動させるために変更されてもよい。これらのミラー構成要素は、それらの各ベルトをプーリ１２２５および１２３５の近傍の同一プーリに結合する。このようにして、１２１１Ｃなどの単一のモータ構成要素により、上腕部１２２０の回転、およびブームの他方の端部（例えば４１５など）上の半径方向ブーム延長部に対して装着された対応する上腕部の（逆方向への）回転が引き起こされうる。同様に、モータ構成要素１２１１Ｂにより、前腕部１４２６の回転およびブームの他方の端部（例えば４１０など）上のブーム延長部に対して装着された対応する前腕部の（逆方向への）回転が引き起こされうる。

図１３は、電子デバイス処理システム内において使用されうるロボット装置１３０４のさらに別の実施形態を図示する。先の実施形態におけるように、ロボット装置１３０４は、ブームリンク装置１３１０を備えてもよく、このブームリンク装置１３１０は、ブームリンク装置１３１０の回転軸１３１２からそれぞれ対向する半径方向に外方に延びる複数のカンチレバービーム１３１０Ａ、１３１０Ｂを備えてもよい。ブームリンク装置１３１０は、回転軸１３１２を中心として回転してもよく、ブームリンク装置１３１０の第１の端部１３１５および第２の端部１３１７の両方に取り付けられたロボットアセンブリ１３１６Ａ、１３１６Ｂを備えてもよい。ロボットアセンブリ１３１６Ａ、１３１６Ｂは、１つではなく、２つのエンドエフェクタ１３３２Ａ、１３３２ＡＡ、および１３３２Ｂ、１３３２ＢＢが、各前腕部１３２６Ａ、１３２６Ｂに対して装着されうる点を除けば、図４Ａ〜４Ｂを参照として説明される同一のデュアルロボットアセンブリである。先の実施形態におけるように、ブームリンク装置１３１０およびロボットアセンブリ１３１６Ａ、１３１６Ｂはそれぞれ、例えばモータハウジング内に含まれうる可変リラクタンス電気モータまたは延久磁石電気モータなどの動力部材１３１１により遠隔的に駆動されてもよい。基板（図示せず）の取出しおよび／または配置の際に前腕部１３２６Ｂが回転される際には、エンドエフェクタ１３３２Ｂ、１３３２ＢＢは、互いに対して固定配向に留まってもよく、すなわち位置合わせされた状態に留まってもよい。同様に、基板（図示せず）の取出しおよび／または配置の際に前腕部１３２６Ａが回転される際には、エンドエフェクタ１３３２Ａ、１３３２ＡＡは、互いに対して固定配向に留まってもよい。

図１４は、ロボット装置１４０４の種々の構成要素を駆動するように適応化された例示的な駆動システム１４１５を図示する。このタイプの駆動システム１４１５は、例えば図３Ａ〜３Ｃ、図６Ａ〜６Ｂ、図７Ａ〜７Ｂなどを参照として説明される実施形態と共に使用されてもよい。図１２の駆動システムと比較すると、追加の駆動構成要素および追加のモータ構成要素が追加される。第１に、駆動システム１４１５は、回転軸１４１２を中心としてブームリンク装置１４１０を回転させる駆動構成要素を備えてもよい。パイロット１４１３は、ブームリンク装置１４１０から延びてもよく、適切な軸受により支持されてもよく、パイロット１４１３は、回転軸１４１２を中心として動力部材１４１１の構成要素モータ１４１１Ａによって回転される。モータ構成要素１４１１Ａは、例えばロータおよびステータを備える電気モータであってもよい。しかし、任意の適切なモータを使用することができる。

さらに、駆動システム１４１５は、肩軸１４２２を中心として第１の上腕部１４２０Ａを回転させる駆動構成要素を備えてもよい。駆動構成要素は、駆動プーリ１４２５に結合された駆動シャフト１４３３と、金属ベルト１４２７と、第２のパイロット１４３１により第１の上腕部１４２０Ａに結合された被動プーリ１４２９とを備えてもよい。モータ構成要素１４１１Ｂの回転により、シャフト１４３３および駆動プーリ１４２５の回転が引き起こされ、被動プーリ１４２９が駆動され、それにより、肩軸１４２２を中心としてパイロット１４３１および装着された第１の上腕部１４２０Ａが回転される。モータ構成要素１４１１Ｂは、例えばロータおよびステータを備える電気モータであってもよい。しかし、任意の適切なモータを使用することができる。

第１の上腕部１４２０Ａと同様に、駆動システム１４１５は、肩軸１４２２を中心として第２の上腕部１４２０Ｂを回転させるように敵語彙浮かされた駆動構成要素を備えてもよい。駆動構成要素は、駆動プーリ１４３６に結合された駆動シャフト１４３４と、金属ベルト１４３７と、第２の上腕部１４２０Ｂに結合された被動プーリ１４３８とを備えてもよい。モータ構成要素１４１１Ｄの回転により、シャフト１４３４および駆動プーリ１４３６の回転が引き起こされ、被動プーリ１４３８が駆動され、それにより、肩軸１４２２を中心として第２の上腕部１４２０Ｂが回転される。モータ構成要素１４１１Ｄは、例えばロータおよびステータを備える電気モータであってもよい。しかし、任意の適切なモータを使用することができる。

さらに、駆動システム１４１５は、肘軸１４４０Ａ、１４４０Ｂをそれぞれ中心として第１の前腕部１４２６Ａおよび第２の前腕部１４２６Ｂを回転させる駆動構成要素を備えてもよい。駆動構成要素は、駆動プーリ１２３９に結合された駆動シャフト１２２４と、金属ベルト１２４１と、第１の前腕部１４２６Ａおよび第２の前腕部１４２６Ｂに結合された被動プーリ１４４２とを備えてもよい。モータ構成要素１４１１Ｃの作動により、前腕部１４２０Ａ、１４２０Ｂが互いに対して逆方向に回転されうる。

リスト部材１２３０Ａ、１４３０Ｂは、駆動プーリ１４４３Ａ、１４４３Ｂ、金属ベルト１４４４Ａ、１４４４Ｂ、および被動プーリ１４４５Ａ、１４４５Ｂによって、第１および第２の上腕部１４２０Ａ、１４２０Ｂにそれぞれ結合されてもよい。したがって、リスト部材１４３０Ａ、１４３０Ｂは、（図３Ａ〜３Ｃに図示されるように）互いに重なった状態で位置決めされ、モータ構成要素１４１１Ｃの作動により、駆動シャフト１４２３および駆動プーリ１４３９の回転が引き起こされ、被動プーリ１４４２が駆動され、それにより、前腕部１４２６Ａ、１４２６Ｂが回転される。さらに、リスト部材１４３０Ａ、１４３０Ｂは、図示される断面平面の内外への並進モードにおいて、相反方向に移動する。また、モータ構成要素１４１１Ｃは、例えばロータおよびステータを備える電気モータであってもよい。しかし、任意の適切なモータを使用することができる。適切な従来の回転エンコーダ（図示せず）が、所望に応じてブーム１４１０および上腕部１４２０Ａ、１４２０Ｂ、および前腕部１４２６Ａ、１４２６Ｂを位置決めするために使用されてもよい。

前述のアセンブリのいずれもが、リスト部材のヨーを制御する追加的な能力を備えてもよい。本出願と共にＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／ＸＸＸＸＸＸ号として同時出願され、「ＳＹＳＴＥＭＳ，ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＩＮＧ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ」と題された、米国仮特許出願第６１／１４３，８０８号が、ロボットのリスト部材の独立的な回転をもたらす駆動システムを説明している。

明らかであろうが、この駆動システム１４１５は、図３Ａ〜３Ｃのロボット装置において使用されてもよいが、上述の構成要素の正確なミラー複製物を生成し、それらを中心線１４１２の左まで延ばすことにより、図６Ａおよび図６Ｂならびに図７Ａおよび図７Ｂの実施形態のアセンブリを駆動するように変更されてもよい。これらのミラー構成要素は、それらの各ベルトをプーリ１４２５、１４３９、および１４３６と同一のプーリに結合する。プーリ１４２５、１４３９、および１４３６は、これらのプーリの近傍に配置されてもよく、またはこれらのプーリの一部であってもよい。このようにして、１４１１Ｄなどの単一のモータ構成要素により、上腕部１４２０Ｂの回転、およびブームの他方の端部（例えば６１０、７１０など）上のブーム延長部に対して装着された対応する上腕部の（逆方向への）回転が引き起こされうる。同様に、モータ構成要素１４１１Ｂにより、上腕部１４２０Ａの回転およびブームの他方の端部上においてブーム７１０Ａに対して装着された対応する上腕部の（逆方向への）回転が引き起こされうる。さらに、１４１１Ｃなどの単一のモータ構成要素の回転により、ブームの他方の端部（例えば６１０、７１０など）上のブーム延長部に対して装着された前腕部１４２６Ａ、１４２６Ｂ、および対応する前腕部の回転が引き起こされうる。

前述の説明は、本発明の例示的な実施形態を開示するに過ぎない。本発明の範囲内に含まれる上記において開示された装置および方法の変更形態が、当業者には容易に明らかになろう。

したがって、本発明をその例示的な実施形態との関連において開示したが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲により規定されるような本発明の趣旨および範囲内に含まれうることを理解されたい。

Claims (15)

1. チャンバと、
   前記チャンバ内に受けられて基板を搬送するロボット装置であり、回転軸を中心として回転するブームリンク装置および第１のロボットアセンブリを有するロボット装置と
   を備える電子デバイス処理システムであって、前記ロボットアセンブリが、
   前記ブームリンク装置の回転軸からずれた第１の半径方向位置で前記ブームリンク装置に結合される上腕部と、
   前記上腕部に結合されて、前記上腕部に対して回転する前腕部と、
   前記前腕部に結合されて、前記前腕部に対して回転するリスト部材と、
   前記リスト部材上に含まれて、前記基板を担持するエンドエフェクタと
   をさらに備える、電子デバイス処理システム。
2. 前記ブームリンク装置が、前記回転軸から１つの方向に延びるカンチレバービームを備えている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ブームリンク装置が、前記回転軸から２つの方向に延びる第１および第２のカンチレバービームを備えており、前記第１のロボットアセンブリが前記第１のカンチレバービームに取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
4. 第２のロボットアセンブリが前記第２のカンチレバービーム上に取り付けられている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記第２のロボットアセンブリが、
   前記ブームリンク装置の回転軸からずれた第２の半径方向位置で前記ブームリンク装置に結合される上腕部と、
   前記上腕部に結合されて、前記上腕部に対して回転する前腕部と、
   前記前腕部に結合されて、前記前腕部に対して回転するリスト部材と、
   前記リスト部材上に含まれて、前記基板を担持するエンドエフェクタと
   を備えている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記第１のロボット装置が２つのエンドエフェクタを備えている、請求項１に記載のシステム。
7. 前記チャンバが、少なくとも１つのプロセスチャンバと前記少なくとも１つのプロセスチャンバに結合される少なくとも１つのロードロックチャンバとを有する搬送チャンバである、請求項１に記載のシステム。
8. 前記ブームリンク装置が、前記回転軸から２つの方向に延びる第１および第２のカンチレバービームを備えており、前記第１のロボットアセンブリが前記第１のカンチレバービームに取り付けられており、第２のロボットが前記第２のカンチレバービームに取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
9. 前記第１のロボットの肩軸と前記第２のロボットの肩軸との間に延びる線が、前記ブームリンク装置の前記回転軸からずれている、請求項８に記載のシステム。
10. 前記ブームリンク装置が、前記回転軸から２つの方向に延びる第１および第２のカンチレバービームを備えており、前記第１のロボットアセンブリが、前記第１のカンチレバービームに取り付けられて、２つのエンドエフェクタを備えており、第２のロボットが、前記第２のカンチレバービームに取り付けられて、２つのエンドエフェクタを備えている、請求項１に記載のシステム。
11. 電子デバイス処理システム内において基板を移動させるロボット装置であって、
    回転軸を中心として回転するブームリンク装置と、
    前記ブームリンク上の前記回転軸から半径方向にずれた位置で回転するように取り付けられている上腕部と、
    前記上腕部の外側端部に結合される前腕部と、
    前記前腕部の外側端部に結合されるリスト部材と、
    前記リスト部材上に含まれるエンドエフェクタと
    を備えている、ロボット装置。
12. 前記ブームリンク装置が、前記回転軸から１つの方向にのみ延びるカンチレバービームを備えている、請求項１１に記載の装置。
13. 前記ブームリンク装置が、前記回転軸から、ほぼ反対の２つの方向に延びる第１および第２のカンチレバービームを備えている、請求項１１に記載の装置。
14. 電子デバイス処理システム内において基板を搬送する方法であって、
    ブームリンク装置上に取り付けられたロボットアセンブリを用意するステップであり、前記ロボットアセンブリが、上腕部と、前記上腕部に結合された前腕部と、前記前腕部に結合されたリスト部材とを含むステップと、
    送達位置の近傍の位置まで前記ブームリンク装置を回転させるステップと、
    前記送達位置に前記基板を配置することおよび前記送達位置から前記基板を取り出すことの少なくとも一方を実施するように前記ロボットアセンブリを作動させるステップと
    を含む方法。
15. 前記ロボットアセンブリを作動させる前記ステップが、少なくとも前記ロボットアセンブリの前記上腕部および前記前腕部を回転させることを含む、請求項１４に記載の方法。

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