図1A−1Dは、開示される実施形態の態様を組み込んだ、基板搬送装置または基板搬送ツールの概略図である。開示される実施形態の態様は、図面を用いて以下に説明するが、開示される実施形態の態様は、多数の形態で実施されることが理解されるべきである。なお、任意の適切なサイズ、形状または種類の要素または材料が使用され得る。
図1Aおよび図1Bにおいて、たとえば半導体ツールステーション1090などの処理装置が、開示される実施形態の態様に従って示される。図には半導体ツールが示されるが、本明細書に記載の実施形態は、ロボットマニピュレータを使用する、いずれのツールステーションまたは応用例にも適用可能である。この例において、ツール1090はクラスターツールとして示されるが、開示される実施形態の態様は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、2006年3月26日に出願され、「Linearly Distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool」と題された米国特許出願第11/442,511号明細書に記載されたような、図2Cおよび2Dに示されるもののような線形ツールステーションのような、任意のツールステーションに適用されてもよい。ツールステーション1090は典型的に、大気フロントエンド1000、真空ロードロック1010、および真空バックエンド1020を含む。他の態様では、ツールステーションは任意の適切な構成を有してもよい。フロントエンド1000、ロードロック1010、バックエンド1020のそれぞれの構成要素は、たとえば、クラスタ化されたアーキテクチャ制御のような任意の適切な制御アーキテクチャの一部であってもよい制御装置1091に接続されてもよい。制御システムは、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第7,904,182号明細書に記載されたもののような、主制御装置、クラスタ制御装置および自律型遠隔制御装置を有する閉ループ制御装置であってもよい。他の態様では、任意の適切な制御装置および/または制御システムが利用されてもよい。
開示される実施形態の態様では、フロントエンド1000は典型的に、ロードポートモジュール1005および、たとえばイクイップメントフロントエンドモジュール(equipment front end module)(EFEM)のようなミニエンバイロメント1060を含む。ロードポートモジュール1005は、300mmロードポートのSEMI規格E15.1、E47.1、E62、E19.5またはE1.9、前開き型または底開き型ボックス/ポッドおよびカセットに適合した、ボックスオープナー/ローダーツール標準(BOLTS)インターフェースであってもよい。他の態様では、ロードポートモジュールは、200mmウェハインターフェース、450mmウェハインターフェース、または、たとえば、より大型もしくはより小型のウェハもしくは液晶ディスプレイパネル、ソーラパネル、または他の適切な積載物のための平面パネルのような、他の任意の適切な基板インターフェースとして構成されてもよい。図1Aに2つのロードポートモジュールが示されているが、他の態様では、任意の適切な数のロードポートモジュールがフロントエンド1000に組み込まれてもよい。ロードポートモジュール1005は、オーバーヘッド型搬送システム、無人搬送車、有人搬送車、レール型搬送車、または他の任意の適切な搬送手段から、基板キャリアまたはカセット1050を受容するように構成されていてもよい。ロードポートモジュール1005は、ロードポート1040を通じて、ミニエンバイロメント1060と接合してもよい。ロードポート1040は、基板カセット1050とミニエンバイロメント1060との間で、基板の通過を可能にしてもよい。ミニエンバイロメント1060は典型的に、開示される実施形態の態様に従って説明される搬送装置に実質的に類似であってもよい任意の適切な搬送装置1013を含む。ある態様では、搬送装置1013は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,002,840号明細書に記載されたもののような走路搭載型ロボットであってもよい。ミニエンバイロメント1060は、複数のロードポートモジュール間での基板移送のための、制御されたクリーンゾーンを提供してもよい。
真空ロードロック1010は、ミニエンバイロメント1060とバックエンド1020との間に位置付けられて、接続されてもよい。ロードロック1010は典型的に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、基板を搭載した後に、大気フロントエンドからロードロック内を排気するために使用され、および窒素のような不活性ガスを用いてロック内に通気するときに、搬送チャンバ内の真空を維持するために使用される環境隔離を提供する。ロードロック1010は、基板の基準を、処理に望ましい位置に整列するためのアライナ1011を含んでいてもよい。他の態様では、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されていてもよく、任意の適切な構成を有していてもよい。
真空バックエンド1020は典型的に、搬送チャンバ1025、1つまたは複数の処理ステーション1030、および搬送装置1014を含む。搬送装置1014は、以下において説明されるが、ロードロック1010と個々の処理ステーション1030との間で基板を搬送するために、少なくとも部分的に搬送チャンバ1025内に設置されていてもよい。処理ステーション1030は、様々な、成膜、エッチング、または他の種類の処理を通じて、基板上に電気回路または他の望ましい構造体を形成するために、基板に対して動作してもよい。典型的な処理は、限定されないが、プラズマエッチングまたは他のエッチング処理、金属有機化学蒸着(MOCVD)、化学蒸着(CVD)、プラズマ蒸着(PVD)、イオン注入などの注入、測定、急速熱処理(RTP)、乾燥細片原子層成膜(ALD)、酸化/拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィ、エピタキシ(EPI)、ワイヤボンダ、および蒸発のような、真空を使用する薄膜処理、または他の真空圧を使用する薄膜処理を含む。搬送チャンバ1025から処理ステーション1030に、またはその逆に、基板を通過させることを可能にするために、処理ステーション1030は搬送チャンバ1025に接続される。
次に図1Cを参照すると、ツールインターフェースセクション2012が一般的には搬送チャンバ3018の長手方向軸Xに(たとえば内向きに)向くが、搬送チャンバ3018の長手方向軸Xからずれるように、ツールインターフェースセクション2012が搬送チャンバモジュール3018に取り付けられている、線形基板処理システム2010の概略平面図が示されている。搬送チャンバモジュール3018は、すでに参照により本明細書に組み込まれた米国特許出願第11/442,511号明細書に記載されたように、他の搬送チャンバモジュール3018A、3018I、3018Jを接続部2050、2060、2070に取り付けることによって、任意の適切な方向に延長されてもよい。各搬送チャンバモジュール3018、3019A、3018I、3018Jは、基板Wを、処理システム2010の全体に亘って、および、たとえば処理モジュールPMの内外へ搬送するために、以下においてより詳細に説明される任意の適切な基板搬送部2080を含んでいる。理解できるように、各チャンバモジュールは、隔離された、または制御された雰囲気(たとえば、N2、清浄空気、真空)を維持することが可能であってもよい。
図1Dを参照すると、線形搬送チャンバ416の長手方向軸Xに沿った、例示的な処理ツール410の概略的な立面図が示されている。図1Dに示される、開示される実施形態の態様では、ツールインターフェースセクション12は典型的に、搬送チャンバ416に接続されてもよい。この態様では、インターフェースセクション12は、ツール搬送チャンバ416の一方の端部を画定してもよい。図1Dに見られるように、搬送チャンバ416は、たとえば、接合ステーション12から反対の端部に、別の基板進入/退出ステーション412を有していてもよい。開示される実施形態の他の態様では、搬送チャンバから基板を挿入/除去するための、他の進入/退出ステーションが設けられてもよい。インターフェースセクション12および進入/退出ステーション412は、ツールからの基板の搭載および取出しを可能にしてもよい。他の態様では、基板は、一方の端部からツールに搭載され、他方の端部から取り除かれてもよい。搬送チャンバ416は、1つまたは複数の搬送チャンバモジュール18B、18iを有していてもよい。各チャンバモジュールは、隔離された、または制御された雰囲気(たとえば、N2、清浄空気、真空)を維持することが可能であってもよい。既に述べられたように、図1Dに示される、搬送チャンバ416を形成する、搬送チャンバモジュール18B、18i、ロードロックモジュール56A、56B、および基板ステーションの構成/配置は例示的なものに過ぎず、開示される実施形態の他の態様では、搬送チャンバは、任意の望ましいモジュール配置で配置された、より多くのまたはより少ないモジュールを有してもよい。開示される実施形態の示された態様では、ステーション412はロードロックであってもよい。他の態様では、ロードロックモジュールは、(ステーション412に類似の)端部進入/退出ステーションの間に設置されてもよく、または隣の(モジュール18iに類似の)搬送チャンバモジュールはロードロックとして動作するように構成されてもよい。既に述べられたように、搬送チャンバモジュール18B、18iは、搬送チャンバモジュール18B、18iに設置され、1つまたは複数の、対応する搬送装置26B、26iを有してもよい。それぞれの搬送チャンバモジュール18B、18iの搬送装置26B、26iは、搬送チャンバ内に線形に分散された基板搬送システム420を提供するために連携してもよい。一態様では、搬送装置26Bは、任意の適切な積載物を搬送するように、および取り上げ/配置場所から素早くウェハを交換する搬送を可能にする、いわゆる迅速交換配置(fast swap arrangement)を提供するように配置される1つまたは複数のアームを有するように構成されてもよい。図1Dに見られるように、この実施形態では、モジュール56A、56、30iは、搬送チャンバモジュール18Bと18iとの間に介在して設置されてもよく、適切な処理モジュール、1つまたは複数のロードロック、1つまたは複数のバッファステーション、1つまたは複数の測定ステーション、または他の任意の望ましい1つまたは複数のステーションを画定してもよい。たとえば、ロードロック56A、56、および基板ステーション30iなどの中間モジュールはそれぞれ、搬送チャンバの線形軸Xに沿った搬送チャンバの全長に亘って、ワークピースの搬送を可能にするために搬送アームと連携する静止型基板支持部/棚56S、56S1、56S2、30S1、30S2を有してもよい。例として、1つまたは複数の基板が、インターフェースセクション12によって、搬送チャンバ416に搭載されてもよい。1つまたは複数の基板は、インターフェースセクションの搬送アーム15を用いて、ロードロックモジュール56Aの、1つまたは複数の支持部上に位置付けられてもよい。ロードロックモジュール56A内で、1つまたは複数の基板は、モジュール18B内の搬送アーム26Bによって、ロードロックモジュール56Aとロードロックモジュール56との間で移動させられてもよく、同様の連続的な方法で、(モジュール18i内の)アーム26iを用いて、ロードロック56とワークピースステーション30iとの間で、モジュール18i内のアーム26iを用いて、ステーション30iとステーション412との間で移動させられてもよい。1つまたは複数の基板を反対の方向に移動させるために、この処理は全体的に、または部分的に逆行されてもよい。したがって、例示的な実施形態では、基板は、軸Xに沿って任意の方向に、および搬送チャンバに沿って任意の位置に移動させられてもよく、搬送チャンバと連通している、望ましいモジュール(処理モジュール、あるいは別のモジュール)に、または望ましいモジュールから、搭載または取り出されてもよい。他の態様では、静止型基板支持部または棚を有する中間搬送チャンバモジュールは、搬送チャンバモジュール18Bと18iの間には設けられない。そのような態様では、隣接する搬送チャンバモジュールの搬送アームは、搬送チャンバを通して基板を移動させるために、基板を、1つの搬送アームのエンドエフェクタから直接、別の搬送アームのエンドエフェクタへ受け渡してもよい。処理ステーションモジュールは、様々な、成膜、エッチング、または他の種類の処理を通じて、基板上に電気回路または他の望ましい構造体を形成するために、基板に対し動作してもよい。基板が、搬送チャンバから処理ステーションに、またはその逆に、通過することを可能にするために、処理ステーションモジュールは、搬送チャンバモジュールに接続される。図1Dに示された処理装置と類似の一般的特徴を有する処理ツールの適切な例は、既に参照により本明細書に組み込まれた、米国特許出願第11/442,511号明細書に記載されている。
次に図2A〜2Dを参照すると、開示される実施形態の態様による搬送装置200が示されている。搬送装置は、ハウジング205を形成するフレーム、およびハウジング205に接続されるロボットアーム201を含んでもよい。図には1つのロボットアーム201のみが示されているが、他の態様では、搬送装置は、以下において説明されるものに実質的に類似の2つ以上のロボットアームを含んでもよいことが理解されるべきである。ロボットアーム201は、ハウジング(またはフレーム)205に、肩回転軸SXを中心に回転可能に連結されるアッパーアーム210、アッパーアーム210に、肘回転軸EXを中心に回転可能に連結されるフォアアーム220、およびフォアアーム220に、手首回転軸WXを中心に回転可能に連結される少なくとも1つのエンドエフェクタまたは基板ホルダー230、231を含んでもよい。例示目的のみのため、この態様では、ロボットアームは、たとえば、2つ(以上)のエンドエフェクタを備える2つの関節リンクを有するスカラ(SCARA)ロボットアーム(水平多関節ロボットアーム)として示されている。他の態様では、ロボットアームは、1つまたは3つ以上の関節リンクを、およびより多くの、またはより少ないエンドエフェクタを有してもよい。アッパーアーム210は、ハウジング205に回転可能に連結される近位端部、および遠位端部を有する、実質的に剛性を有するアームリンクであってもよい。フォアアーム220は、ある態様では、説明目的のために、接続部材220Bによって互いに結合される下部フォアアーム部220Lおよび上部フォアアーム部220Uを有する概してチャネル形状の構造体と呼ばれてもよい、積層された、または分岐した1つまたは複数のフォアアーム部を含んでもよく、下部フォアアーム部および上部フォアアーム部220L、220Uは、互いから離間し、実質的に互いに整列して位置決めされる。接続部材220Bは、フォアアーム220の近位端部に配置されてもよく、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのそれぞれは、接続部材220Bに、上部および下部フォアアーム部220U、220Lの近位端部で結合されてもよい。上部および下部フォアアーム部220U、220Lの自由端がフォアアーム220の遠位端部を形成するように、上部および下部フォアアーム部220U、220Lは、接続部材220Bから延在してもよい。上部および下部フォアアーム部220U、220Lは、通路を形成する任意の適切な距離HFだけ互いから離間してもよく、1つまたは複数のエンドエフェクタ230、231がその通路の内部に位置決めされ、エンドエフェクタ全体がその通路を通って上部および下部フォアアーム部220U、220Lの間を通過してもよい(たとえば、エンドエフェクタが基板を保持しながら、または基板なしにフォアアームを通過してもよい)。一態様では、接続部材220Bは、互いに対して固定される上部および下部フォアアーム部220U、220Lと共に、一体型の実質的に剛性のあるアセンブリを形成するために、それぞれの上部および下部フォアアーム部220U、220Lに堅固に接続されてもよい。他の態様では、接続部材220Bは、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのうちの1つ、または上部および下部フォアアーム部220U、220Lの両方に対し、回転解除されてもよい。理解できるように、2つの独立型のエンドエフェクタ230、231は、以下においてさらに説明されるように、共通フォアアームに取り付けられ、各エンドエフェクタ230、231は、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのうちの対応する1つに独立して取り付けおよび接続される(たとえば、エンドエフェクタ231が上部フォアアーム部220Uに取り付けられ、エンドエフェクタ230が下部フォアアーム部220Lに取り付けられる)。
概してチャネル形状のフォアアーム220は、たとえば、それぞれのフォアアーム部を介して、個々のエンドエフェクタ230、231が、ワイヤおよび空気圧ラインの各エンドエフェクタ230、231への実質的に直接の経路を有することを可能にし、同時に、エンドエフェクタ230、231が互いの直ぐ近くに隣接し、共通の同軸の手首軸WXに沿って配置されることを可能にしてもよい。たとえば、図2Eを参照すると、エンドエフェクタ231のための電線/空気圧ラインWH1は、たとえば、肘関節部を通過し、接続部材220Bを通過して、フォアアーム220内へと通り、上部フォアアーム220U内へと通ってもよく、電線/空気圧ラインが上部手首関節部WJ1を通過して(たとえば、下部手首関節部WJ2またはエンドエフェクタ230を通過することなく)エンドエフェクタ231へと直接通ってもよい。なお、各エンドエフェクタ230、231と、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのうちの対応する1つとの間の独立した相互接続は、たとえば、第1および第2のエンドエフェクタの他方のために配線される電線/空気圧ラインから独立して、第1および第2のエンドエフェクタのそれぞれの1つにフォアアームから実質的に直接提供される電線/空気圧ラインを含む。同様に、エンドエフェクタ230の電線/空気圧ラインWH2は、たとえば、肘関節部を通過してフォアアーム220内へと通り、下部フォアアーム部220L内へと通ってもよく、電線/空気圧ラインが下部手首関節部WJ2を通過してエンドエフェクタ230へと直接通ってもよい。なお、エンドエフェクタ230、231を手首軸WXの周りで無限に回転させるために、スリップシールおよびスリップリングが、フォアアーム220とエンドエフェクタ230、231の間の電気的および空気接続に対し、上部および下部手首関節部WJ1、WJ2に設けられてもよい。理解できるように、開示される実施形態の態様の例示的な構成によれば、共通フォアアーム220に取り付けられた独立型の積層エンドエフェクタ230、231の間の間隔は、(たとえば、電線および空気圧ラインを含んでもよい)貫通器具(pass through instrumentation)を収容するエンドエフェクタ間の高さ構築から分離させる。
ある態様では、エンドエフェクタ230、231が、上部および下部フォアアーム部220U、220Lの間で対向して取り付けられるように、エンドエフェクタ230は、下部フォアアーム部220Lの遠位端部に、手首軸WXを中心に回転可能に連結されてもよく、エンドエフェクタ231は、上部フォアアーム部220Uの遠位端部に、手首軸WXを中心に回転可能に連結されてもよい。1つのエンドエフェクタのみが、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのそれぞれに連結されて示されているが、他の態様では、任意の適切な数のエンドエフェクタが、任意の適切な方法で、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのそれぞれに連結されてもよいことが理解されるべきである。エンドエフェクタは、1つまたは複数の基板W1、W2を把持するように構成される任意の適切な種類のエンドエフェクタであってもよい。たとえば、エンドエフェクタは能動的に把持してもよく、または受動的に把持してもよく、そして、エンドエフェクタは、基板マッピングセンサまたは他の適切な基板検出センサなどの任意の適切なセンサを含んでもよい。エンドエフェクタの適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,256,555号明細書、米国特許第6,438,460号明細書、米国特許第6,453,214号明細書、米国特許第7,712,808号明細書、および2007年4月27日に出願され、「Inertial Wafer Centering End Effector and Transport Apparatus」と題された米国特許出願第11/741,416号明細書に見ることができる。エンドエフェクタ230、231は、また、搬送装置200がアクセス可能な任意の適切な基板保持位置へ、および基板保持位置からの基板の迅速な交換も可能にしてもよい。
ハウジング205は、駆動部250を含んでもよく、または収容してもよい。駆動部250は、搬送装置200の1つまたは複数のアームリンク(たとえば、アッパーアーム210、フォアアーム220、またはエンドエフェクタ230、231)を任意の適切な方法で駆動させるための少なくとも1つのモータ250Mを含んでもよい。適切なモータは、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,720,590号明細書、2008年6月27日に出願された(「Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings」と題された)米国特許出願第12/163,996号明細書、2011年10月11日に出願された(「Coaxial Drive Vacuum Robot」と題された)米国特許出願第13/270,844号明細書、および2011年7月12日に出願された(「Compact Drive Spindle」と題された)米国仮特許出願第61/510,819号明細書に見ることができる。他の態様では、駆動部250は、1つまたは複数の任意の適切な駆動装置を含んでもよい。たとえば、以下においてさらに詳細に説明されるように、以下に説明されるある態様では、駆動部250は、アームリンクを駆動させるためにそれぞれの駆動回転軸(たとえば、肩軸SX、肘軸EX、および手首軸WX)を中心に1つまたは複数のモータが位置するような分散型駆動部であってもよい。他の態様では、駆動部は、アームリンクを駆動させるために、実質的にハウジング205内に配置される同軸駆動スピンドル配置および対応するモータを含んでもよい。さらに他の態様では、1つまたは複数のモータが、少なくとも部分的に上部および下部フォアアーム部220U、220L内に位置してもよい。
さらに図2A〜2Dを参照すると、駆動部250は分散型駆動部であってもよく、アームリンク(たとえば、アッパーアーム210、フォアアーム220、およびエンドエフェクタ230、231)のうちのそれぞれ1つを駆動させるためのモータ250M、251、252、253が、実質的にそのアームリンクのための回転軸(たとえば、軸SX、EX、WX)を中心に、または回転軸に隣接して配置されてもよい。たとえば、ハウジング205は、アッパーアームを軸SXの周りで回転可能に駆動させるためのモータ250Mを含んでもよい。ハウジング205は、また、エンドエフェクタ230、231を(および/またはロボットアーム201を一体として)、ロボットアーム201の伸長および収縮の平面に略垂直の方向であってもよい矢印Zの方向に移動させるように構成される任意の適切なZ−駆動装置250MZを含んでもよく、またはZ−駆動装置250MZに接続されてもよい。モータ250Mは、アッパーアームの肩軸SXの周りの回転を引き起こすために、実質的に直接、または任意の適切な伝達部を通して、などの任意の適切な方法でアッパーアーム210に駆動連結されてもよい。駆動部は、実質的にアッパーアームの遠位端部に、実質的に肘軸EXを中心に配置されてもよいフォアアーム駆動ユニット253も含んでもよい。フォアアーム駆動ユニット253は、フォアアーム220を肘軸の周りで実質的に直接、駆動/回転させるように構成されてもよい。他の態様では、フォアアーム駆動ユニット253は、任意の適切な伝達部を通してフォアアーム220を駆動回転させてもよい。エンドエフェクタ駆動ユニット251、252は、エンドエフェクタ230、231のそれぞれの1つを実質的に直接、または、他の態様では、任意の適切な伝達部を通して駆動/回転させるために、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのそれぞれに配置されてもよい。理解できるように、エンドエフェクタ駆動ユニット251、252のそれぞれは、エンドエフェクタ230、231の他方から実質的に独立した、それぞれのエンドエフェクタ230、231の回転を可能にしてもよい。ある態様では、エンドエフェクタ駆動ユニット251、252は、また、エンドエフェクタを矢印Zの方向に移動させるためのZ−移動機能を有して構成されてもよい。
図2Fおよび2Gを参照すると、開示される実施形態によれば、エンドエフェクタ駆動ユニット251、252は、積層された、または分岐したフォアアーム部、たとえば上部および/または下部フォアアーム部220U、220L上に位置してもよい。この態様では、エンドエフェクタ230を駆動させるためのエンドエフェクタ駆動ユニット251が、少なくとも部分的に下部フォアアーム部220L内に位置してもよく、エンドエフェクタ231を駆動させるためのエンドエフェクタ駆動ユニット252が、少なくとも部分的に上部フォアアーム部220U内に位置してもよい。他の態様では、エンドエフェクタ駆動ユニット251、252の両方が、上部フォアアーム部220Uに位置してもよく、またはエンドエフェクタ駆動ユニット251、252の両方が、下部フォアアーム部220Lに位置してもよい。理解できるように、エンドエフェクタ230、231は、手首軸WXを中心に回転可能に取り付けられてもよい。ある態様では、エンドエフェクタ駆動ユニットは、フォアアーム内に配置され、肘軸EXおよび手首軸WXの両方からずれている。従動プーリ251P2、252P2が回転すると、それぞれのエンドエフェクタ230、231が共に回転するように、従動プーリ251P2、252P2が、手首軸を中心に回転可能に取り付けられ、それぞれのエンドエフェクタ230、231に連結されてもよい。たとえば、エンドエフェクタ230およびプーリ251P2の両方が、手首軸WXの周りで一斉に回転するように、エンドエフェクタ230が、任意の適切な方法で、従動プーリ251P2に連結されてもよい。同様に、エンドエフェクタ231およびプーリ252P2が、手首軸WXの周りで一斉に回転するように、エンドエフェクタ231が、任意の適切な方法で、従動プーリ252P2に連結されてもよい。出力シャフトが回転すると、駆動プーリ251P1、252P1が共に回転するように、駆動プーリ251P1、252P1が、それぞれのエンドエフェクタ駆動ユニット251、252の出力シャフトに連結されてもよい。駆動プーリ251P1、252P1は、たとえばベルトまたはバンドによって、などの任意の適切な方法で、それぞれの従動プーリ251P2、252P2に接続されてもよい。ある態様では、1つまたは複数の適切なバンド297、298が、駆動プーリ251P1、252P1をそれぞれの従動プーリ251P2、252P2に接続してもよい。たとえば、エンドエフェクタ駆動ユニット251が駆動プーリ251P1を回転させると、1つまたは複数のバンド298がエンドエフェクタ230の回転を引き起こすように、1つまたは複数のバンド298が、駆動プーリ251P1を従動プーリ251P2に接続してもよい。同様に、エンドエフェクタ駆動ユニット252が、駆動プーリ252P1を回転させると、1つまたは複数のバンド297がエンドエフェクタ231の回転を引き起こすように、1つまたは複数のバンド297が、駆動プーリ252P1を従動プーリ252P2に接続してもよい。バンド297、298の適切な例は、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、2013年8月26日に出願された、(「Substrate Transport Apparatus」と題された)米国仮特許出願第61/869,870号明細書、1998年7月14日に発行された米国特許第5,778,730号明細書、1999年6月1日に発行された米国特許第5,908,281号明細書、および1999年9月21日に発行された米国特許第5,954,472号明細書に見ることができる。
次に図2Aおよび3Aを参照すると、開示される実施形態の一態様では、駆動部250は、同軸駆動シャフト配置CSを含んでもよく、各駆動シャフトS1、S2、S3、S4が、それぞれのモータによって、実質的に直接、または任意の適切な伝達部を通して、などの任意の適切な方法で駆動される。この態様では、アッパーアーム210、フォアアーム220、およびエンドエフェクタ230、231を駆動させるためのモータが、実質的にハウジング205内に配置されてもよい。ここでは、アッパーアーム210を肩軸SXの周りで回転可能に駆動させるため、アッパーアーム210が、任意の適切な方法で、駆動シャフトS4に連結されてもよい。フォアアーム220およびエンドエフェクタ230、231の回転を容易にするために、同軸駆動シャフト配置CS2が、肘軸EXに配置されてもよい。同軸駆動シャフト配置CS2は、シャフトSE1、SE2、SE3を含んでもよい。フォアアーム220を肘軸EXの周りで回転させるために、シャフトSE1は、フォアアーム220に駆動連結されてもよい。シャフトSE1は、たとえば、ベルトBL3およびプーリPL8によって、などの任意の適切な伝達部を通して、駆動シャフトS1に連結されてもよい。シャフトSE2は、駆動プーリPL2および従動プーリPL2’を含んでもよい。駆動プーリPL2は、シャフトSE2を駆動するために、ベルトBL2によって、などの任意の適切な伝達部を通して駆動シャフトS2に連結されてもよい。シャフトSE2もまた、駆動プーリPL1および従動プーリPL1’を含んでもよく、駆動プーリPL1は、シャフトSE3を駆動するために、ベルトBL1によって、などの任意の適切な伝達部を通して、駆動シャフトSE3に連結されてもよい。シャフト/プーリ配置PL7によって、エンドエフェクタ230は、下部フォアアーム部220Lに、軸WXを中心に回転可能に取り付けられてもよい。シャフト/プーリ配置PL7は、エンドエフェクタ230を手首軸WXの周りで駆動回転させるために、たとえば、ベルトBL4によって、などの任意の適切な方法で、従動プーリPL2’に連結されてもよい。シャフト/プーリ配置PL6によって、エンドエフェクタ231は、上部フォアアーム部220Uに、軸WXを中心に回転可能に取り付けられてもよい。シャフト/プーリ配置PL6は、中間シャフトISによって、などの任意の適切な方法で、従動プーリPL1’に接続されてもよい。プーリPL4が、たとえば、ベルトBL5によってシャフトSE3に連結され、プーリPL5が、たとえば、ベルトBL6によってシャフト/プーリ配置PL6に連結されるように、中間シャフトISは、接続部材220B内に配置され、プーリPL4、PL5を含んでもよい。図3Aに見られるように、アッパーアーム210、フォアアーム220、およびエンドエフェクタ230、231のそれぞれは、それぞれの回転軸SX、EX、WXの周りで独立して回転可能である。図3Aにも見られるように、開示される実施形態の態様によれば、少なくとも上部フォアアーム部220Uの遠位端部が、接続部材220Bから片持ちされないように、共有軸受け300が、エンドエフェクタ230、231の間に配置されてもよい。ある態様では、軸受け300は、エンドエフェクタ230、231の実質的に独立した回転を可能にしてもよい任意の適切な軸受けであってもよい。他の態様では、エンドエフェクタ230、231が、一体としての回転のために互いに連結される場合、軸受け300は、任意の適切な連結部材であってもよい。理解できるように、上部および下部フォアアーム部220U、220Lの遠位端部を、たとえば、共有軸受け300によって接続することによって、エンドエフェクタ230、231を取り付けるための実質的に剛性のある構造体が提供される。
図2Aおよび3Bを参照すると、エンドエフェクタ230、231が、互いに連結され、それによってエンドエフェクタ230、231が、手首軸WXの周りで一体として回転するようにロボットアーム201が構成されてもよい。この態様では、駆動部250は、同軸駆動シャフト配置CSに実質的に類似の同軸駆動シャフト配置CS’を含んでいるが、この態様では、同軸駆動シャフト配置CS’は、駆動シャフトS1、S2、S3を含んでいる。各駆動シャフトS1、S2、S3は、それぞれのモータによって、たとえば、実質的に直接、または任意の適切な伝達部を通して、などの任意の適切な方法で駆動されてもよい。この態様では、アッパーアーム210、フォアアーム220、およびエンドエフェクタ230、231を駆動させるためのモータが、実質的にハウジング205内に配置されてもよい。ここでは、アッパーアーム210を肩軸SXの周りで回転可能で駆動させるため、アッパーアーム210が、任意の適切な方法で、駆動シャフトS3に連結されてもよい。フォアアーム220およびエンドエフェクタ230、231の回転を容易にするために、同軸駆動シャフト配置CS2’が、肘軸EXに配置されてもよい。同軸駆動シャフト配置CS2は、シャフトSE1、SE3を含んでもよい。フォアアーム220を肘軸EXの周りで回転させるために、シャフトSE1は、フォアアーム220に駆動連結されてもよい。シャフトSE1は、たとえば、ベルトBL3およびプーリPL8によって、などの任意の適切な伝達部を通して、駆動シャフトS1に連結されてもよい。シャフトSE3は、駆動プーリPL1および従動プーリPL3を含んでもよい。駆動プーリPL1は、ベルトBL1によって、などの任意の適切な方法で駆動シャフトS2に連結されてもよい。エンドエフェクタ230、231の両方が、駆動部250の共通駆動装置によって駆動されるように、駆動プーリPL3は、エンドエフェクタ230、231の両方に連結されてもよい。この態様では、プーリPL3は、ベルトBL4によって、などの任意の適切な方法でシャフト/プーリ配置PL7に連結されてもよい。エンドエフェクタ230が軸WXの周りで回転されると、エンドエフェクタ231もまた、軸WXの周りで、同じ方向および実質的に同じ速度で回転するように、プーリPL3は、上記のものに実質的に類似の方法の中間シャフトISによって、などの任意の適切な方法でシャフト/プーリ配置PL6に連結されてもよい。
理解できるように、同軸駆動シャフト配置CS、CS’は、ハウジング205内に配置されて図示および説明されているが、同軸シャフト配置は、ロボットアーム201に沿った任意の適切な位置に配置されてもよく、およびアッパーアーム210と、フォアアーム220と、およびエンドエフェクタ230、231との任意の適切な組み合わせを駆動するように構成されてもよいことが理解されるべきである。上記の開示される実施形態の態様に加えて、駆動部250は、実質的にハウジング205内に配置される2つの駆動シャフトを有する同軸シャフト配置を含んでもよく、(上記の方法などの)任意の適切な伝達部を通して、駆動シャフトの一方が、アッパーアームを駆動回転させ、駆動シャフトの他方が、フォアアームを駆動回転させる。別の態様では、実質的に直接、図3Aの同軸シャフトSE1、SE2、SE3を、または図3Bの同軸シャフトSE1、SE3を駆動させるために、肘軸EXを中心に、または肘軸EXに隣接して配置されてもよい駆動モータ253が、(たとえば、駆動シャフト配置SC、SC’に関する上記のものと実質的に類似の)同軸または他のモータ配置を含んでもよい。
図3Cを参照すると、開示される実施形態の別の態様では、エンドエフェクタは、上部および下部フォアアーム部220U、220Lのいずれかに、手首軸WXを中心に配置されてもよい共通駆動モータ352によって駆動されてもよい。モータ352は、例示目的のみのため、図3Cにおいて下部フォアアーム部220Lに接続されて示されている。なお、この態様では、フォアアーム220は、肘軸EXを中心に、または肘軸EXに隣接して配置されるモータ253によって、または図3Aおよび3Bに関する上記のようなベルトおよびプーリ配置によって、などの任意の適切な方法で駆動されてもよい。ここでは、エンドエフェクタ230は、シャフトS10によって、などの任意の適切な方法で、実質的に直接、駆動モータ352に連結されてもよい。シャフトS10は、シャフトが回転すると、プーリが共に回転するように、シャフトに連結されるプーリPL10を含んでもよい。エンドエフェクタ231は、シャフトS12に連結されるプーリPL11を有するシャフトS12に連結されてもよい。プーリPL10およびPL11は、中間シャフトS11によって、上記のものに実質的に類似の方法で互いに連結されてもよく、プーリPL10は、ベルト(または他の適切な伝達部)によって中間シャフトのプーリPL12に連結され、プーリPL11は、ベルト(または他の適切な伝達部)によって中間シャフトS11のプーリPL13に連結される。さらに他の態様では、エンドエフェクタ230、231が一体として回転される場合、エンドエフェクタ230、231が、フォアアーム220内に配置される(図3A〜3Cに示されるような)多軸伝達部なしに、単一のモータによって実質的に直接駆動されてもよいように、軸受け300は、エンドエフェクタ230、231を固定連結してもよい。
次に図4を参照すると、概してチャネル形状のフォアアーム220が、ウェハ位置決め/中央揃えセンサのための回転通過部を形成するように、概してチャネル形状のフォアアーム220は、また、ウェハ自動中央揃えのために構成されてもよい。一態様では、基板が手首軸WXの周りで回転し、上部および下部フォアアーム部220U、220Lの間を通過するときに、(エンドエフェクタ230、231上に保持される)基板Wを感知するために、ウェハ中央揃えセンサ450、452および451および453が、フォアアーム上に配置されてもよい。ウェハ中央揃えセンサは、図4において、例示目的のみのために、上部フォアアーム部220U上に配置される発光器450、451、および下部フォアアーム部220L上に配置される光検出器452、453(またはその逆)を有する全通ビームセンサとして示されている。他の態様では、ウェハ中央揃えセンサは、たとえば、反射型センサ、静電容量センサ、誘導センサ、または、基板が上部および下部フォアアーム部220U、220Lの間を通過するときに、基板Wの存在および/または縁を検出可能な他の任意のセンサなどの、任意の適切なセンサであってもよい。この態様では、エンドエフェクタ230、231およびエンドエフェクタ上の基板Wが、上部および下部フォアアーム部220U、220Lの間を通過するように、基板Wを把持するエンドエフェクタ230、231を(たとえば手首軸WXの周りで)回転させることによって、基板Wは、センサ450、452および451、453を通過する。たとえば、基板Wの縁がセンサによって検出されると、たとえば、エンドエフェクタ230、231、または基板処理装置の他の任意の適切な特徴部/構成要素に対する基板Wの中心位置を(任意の適切な方法で)計算するために、適切な信号が制御装置へ送信され、それによって、基板を基板保持位置の所定の位置に設置するために、基板が基板保持位置に設置されるとロボットアーム201の位置が調節されるように、センサ450、452および451、453は、制御装置1091などの任意の適切な制御装置に接続されてもよい。センサ450、452および451、453によって得られるデータ/信号は、基板Wがとる非線形の経路NLP1、NLP2を補正するために処理され得ることが理解されるべきであるが、ウェハ中央揃えセンサおよびアルゴリズムの適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、2011年4月12日に発行された米国特許第7,925,378号明細書、2010年12月28日に発行された米国特許第7,859,685号明細書、2012年9月18日に発行された米国特許第8,270,702号明細書、2011年2月22日に発行された米国特許第7,894,657号明細書、2012年2月28日に発行された米国特許第8,125,652号明細書、2012年8月28日に発行された米国特許第8,253,948号明細書、2014年1月21日に発行された米国特許第8,634,633号明細書、2010年9月7日に発行された米国特許第7,792,350号明細書、2011年2月11日に発行された米国特許第7,880,155号明細書、および2006年1月24日に発行された米国特許第6,990,430号明細書、に見ることができる。
図5は、開示される実施形態の態様によるロボットアーム201上の(たとえば、基板を所定の方向に整列するための)基板アライナ500の組み込みを図示している。基板アライナ500は、基部501または基板支持部、基部501に取り付けられる基板保持部520、および任意の適切な基板整列特徴部(たとえば切欠き部またはフラット)を検出するように構成される少なくとも1つのセンサ510、511を含んでもよい。基部が、接続部材220Bから実質的に片持ちされ、基板保持部520が、上部および下部フォアアーム部220U、220Lの間に配置されるように、基部は、たとえば、フォアアーム220の接続部材220Bに取り付けられてもよい。一態様では、基部501は、たとえば、矢印570の方向の移動を可能にするように構成されるスライド502によって、などの任意の適切な方法で、接続部材200Bに移動可能に取り付けられてもよい。一態様では、スライド502を矢印570の方向で線形に駆動させるために、任意の適切な線形駆動機構503が、スライド502に接続されてもよい。駆動機構は、少なくとも部分的に接続部材220B内に、または他の任意の適切な場所に配置されてもよく、スライドに、実質的に直接、または任意の適切な伝達部を通して接続されてもよい。基板保持部520は、基部501に回転可能に取り付けられてもよく、および基板をエンドエフェクタ230、231から、またはエンドエフェクタ230、231へ移送するために、エンドエフェクタ230、231と相互作用するように構成されてもよい。基部501の矢印570の方向の移動により、エンドエフェクタ230、231から/エンドエフェクタ230、231に基板を持ち上げ/設置してもよい。基部501が、接続部材220Bに固定的に取り付けられる場合などの他の態様では、上記のようなエンドエフェクタは、アライナ500から/アライナ500に基板を持ち上げ/設置するために、矢印570の方向で移動可能であってもよい。少なくとも1つのセンサ510、511は、図5において、発光器510および光検出器511を有する全通ビームセンサとして示されているが、他の態様では、センサは、反射型センサ、静電容量センサ、誘導センサ、または基板Wの整列特徴部を検出可能な他の任意の適切なセンサなどの、任意の適切なセンサであってもよい。この態様では、発光器510は、上部フォアアーム部220U上に配置され、光検出器511は、下部フォアアーム部220L上に配置されるが、他の態様では、発光器510および光検出器511は、基板Wの整列特徴部を検出するための任意の適切な場所に配置されてもよい。
動作中、基板が、基板保持部520と実質的に整列し、基部501および/またはエンドエフェクタ230、231の矢印570の方向の移動と実質的に整列するように、基板Wは、エンドエフェクタ230、231の回転によってアライナ500に移送される。基板Wを回転させ、少なくとも1つのセンサ510、511が、たとえば、基板の周縁部を感知することを可能にするために、基板保持部520は、基板を任意の適切な方法で把持してもよい。基板Wが、基板保持部520によって回転されると、基板整列特徴部が、センサ510、511によって検出されてもよく、基板整列特徴部の位置を示す適切な信号が制御装置に送信されるように、少なくとも1つのセンサ510、511は、制御装置1091などの任意の適切な制御装置に接続されてもよい。制御装置1091は次に、基板を整列するために、基板整列特徴部を所定の方向で設置するように、基板保持部520の回転をもたらしてもよい。基板Wは、アライナ500への基板Wの移送に関する上記のものと実質的に類似の方法で、整列後にエンドエフェクタ230、231の1つに移送されてもよい。なお、1つの基部501および基板保持部520のみが、図5Aに示されているが、他の態様では、図5Bに示されるように、アライナは、2つまたは3つ以上の積層された、または分岐した基部501を含んでもよく、各基部は、それぞれの基板保持部520を含む。積層された基部、およびそれらの対応する基板保持部520は、複数の基板を整列することが可能な複数の基板アライナを可能にしてもよい。
開示される実施形態の他の態様では、基板Wが、たとえば、一時的に1つまたは複数の基部501上に保管されるように、アライナ500は、基板バッファとして機能するようにも構成されてもよい。さらに他の態様では、1つまたは複数の基板バッファのみが提供されるように、基板保持部520は、それぞれの基部501に固定されて取り付けられてもよい。さらに他の態様では、1つまたは複数の基部501、および1つまたは複数の基板保持部520は、基板アライナと、上部および下部フォアアーム部220U、220Lの間のバッファ位置との任意の適切な組み合わせを提供するように構成されてもよい。
開示される実施形態の他の態様では、図5Cは、外部貫通器具配線(external path through instrumentation routing)550を有するデュアルヨーイングロボットアーム(dual yaw robot arm)を図示している。外部貫通器具配線550を有するデュアルヨーイングロボットアームは、本明細書において説明されたものに実質的に類似であり、ハウジング205、アッパーアーム210、積層された、または分岐したフォアアーム部220’、および独立型の積層された、または分岐したエンドエフェクタ230、231を含む。アッパーアーム210、積層または分岐フォアアーム部220’、および独立型の積層または分岐エンドエフェクタ230、231は、任意の適切な方法で、少なくとも1つのモータ250Mによって駆動される。一態様では、モータ250Mは、同軸に、または横並びに配置される2つ以上のモータを含む。この態様では、例示目的のため、アッパーアーム210は、モータ250M1によって駆動され、積層フォアアーム部220’は、モータ250M2によって駆動され、独立型の積層エンドエフェクタは、モータ250M3およびモータ250M4によって駆動される。本明細書において既に説明されたように、各モータ250M1、250M2、250M3、250M4は、それぞれのアーム部210、220’またはエンドエフェクタ230、231に連結され、アーム部210、220’またはエンドエフェクタ230、231が、肩軸SX、肘軸EX、および手首軸WXのうちのそれぞれの1つの周りで回転することを可能にする、それぞれのプーリPL1、PL2、PL2’、PL5、PL6、PL7、PL8、PL9、PL10、PL11、PL12、PL13、およびベルトBL1、BL2、BL3、BL4、BL5’、BL7を含む、それぞれのベルトおよびプーリシステムBP1、BP2、BP3、BP4を駆動する。一態様では、モータ250M1および250M2は、ハウジング205内に位置してもよく、一方で、モータ250M3および250M4は、アッパーアーム210内に位置する。別の態様では、モータ250M2、250M3および250M4は、アッパーアーム210内に位置してもよく、一方で、モータ250M1は、ハウジング205内のままである。別の態様では、モータ250M3および250M4は、積層フォアアーム部220’内に位置してもよく、一方で、モータ250M1は、ハウジング205内のままであり、モータ250M2は、ハウジング205またはアッパーアーム210のうちの少なくとも1つの中に位置する。理解できるように、モータ250M1、250M2、250M3、250M4は、それぞれのアームリンクおよび/またはエンドエフェクタを駆動させるために、デュアルヨーイングロボットアームの任意の適切な部分に位置してもよい。一態様では、ワイヤおよび/またはホースWHSを、独立型の積層エンドエフェクタ230、231のエンドエフェクタ制御機能に、またはウェハ中央揃え用などのセンサ構成要素に対応して配線するために、積層フォアアーム部220’は、外部貫通器具配線550を有して構成される基部アーム部材532および支持部材530を含む。一態様では、ワイヤおよび/またはホースWHSは、エンドエフェクタ230、231上に配置される把持部材または任意の適切な作動機構を制御するために使用される。理解できるように、ワイヤおよびホースという用語は、たとえば、電線および空気/真空ホースなどの、任意の適切な電気の導線および/または流体の導管を指す一般的な用語である。この態様では、ワイヤ/ホースWHSは、支持部材530上に取り付けられるか、または支持部材530を貫通する。
一態様では、支持部材530は、管類、導管、ブラケットまたは台などの任意の適切な、実質的に剛性のある支持構造体を含む。支持部材530は、基部アーム部材532と共に、肘軸EXの周りで一体として回転するように、肘関節部などの、基部アーム部材532の任意の適切な部分に連結される。支持部材530は、基部アーム部材532の長さLの少なくとも一部に沿って延在する。理解できるように、ワイヤ/ホースWHSは、アッパーアーム210から、支持部材530および/または基部アーム部材532に沿って、またはそれを通過して、エンドエフェクタ230、231へと配線される。ワイヤ/ホースWHS(または少なくともその間の接続部/継ぎ手)が、エンドエフェクタ230、231の間を自由に通過することを可能にするために、回転式電気コネクタ、回転式流体接合管、配線フレックスコイル、または他の任意の適切な回転継ぎ手531が、エンドエフェクタ230、231の間に配置される。理解できるように、開示される実施形態の態様により、手首軸WXは、スリップリング伝達部を必要としない。
この態様では、1つまたは複数のセンサ構成要素450、452、454が、支持部材530および基部アーム部材532のうちの1つまたは複数に配置される。既に説明されたように、センサ450、452、454は、本明細書において説明されるようなウェハ自動中央揃えをもたらすために、反射型センサ454、全通ビームセンサ450、452、静電容量センサ、誘導センサ、または、それぞれのエンドエフェクタに保持される基板が、支持部材530および基部アーム部材532のうちの1つまたは複数に位置するセンサ450、452、454の間または近傍を通過すると、基板の存在および/または縁を検出可能な他の任意のセンサなどの、任意の適切なセンサであってもよい。ある態様では、基部アーム部材532が、センサ構成要素および対応のワイヤを必要としないように、センサ454は、支持部材530上に位置し、反射型、誘導、誘導静電容量、などのセンサを含む。他の態様では、センサ450、452は、支持部材530上および基部アーム部材532上に位置し、全通ビームセンサ/構成要素を含む。別の態様では、図5Dに図示されるように、支持部材530は、基部アーム部材532の側面に沿って通過してもよく、そしてエンドエフェクタ230、231が、支持部材530上に位置する1つまたは複数のセンサ454の上方または下方を通過し、1つまたは複数のセンサは、反射型、誘導、誘導静電容量、などのセンサを含む。
なお、図6Aおよび6Bを参照すると、基板Wを整列またはバッファリングのために基板保持部520に移送した後に、基部501および基板保持部520(そして基板W)が、エンドエフェクタ230、231の回転平面RPの上方に位置するように、基部501および基板保持部520は、エンドエフェクタの基板保持歯EFTを通過するように構成されてもよい。基板Wを基板保持部520上に設置した後に、1つまたは複数のエンドエフェクタ230、231を回転させることによって、基板保持部520から、または基板保持部520への基板の迅速な交換を可能にしてもよい。
図7Aおよび7Bを参照すると、搬送装置700は、上記のアーム201に実質的に類似の2つのSCARAアーム755A、755Bおよび駆動部を含んでもよい。搬送装置700の駆動部は、図3Bに関して既に説明された、3軸駆動システム634に実質的に類似の3同軸駆動システムなどの任意の適切なモータであってもよい。別の態様では、搬送装置700の駆動システムは、任意の適切な構成を有する3同軸駆動システムを含んでもよい。駆動システムの他の適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第5,720,590号明細書、2008年6月27日に出願された(「Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings」と題された)米国特許出願第12/163,996号明細書、2011年10月11日に出願された(「Coaxial Drive Vacuum Robot」と題された)米国特許出願第13/270,844号明細書、および2011年7月12日に出願された(「Compact Drive Spindle」と題された)米国仮特許出願第61/510,819号明細書に見ることができる。アーム組立体を、上記のものと実質的に類似の方法で上昇および/または下降させるために、Z方向に沿った進行を提供するために、Z軸駆動部が、同軸駆動シャフト配置に連結されてもよい。
各アーム755A、755Bは、アッパーアーム210A、210Bと、アッパーアーム210に肘軸EXA、EXBを中心に取り付けられるフォアアーム220A、220Bと、それぞれのフォアアーム220A、220Bに手首軸WXA、WXBを中心に取り付けられる少なくとも2つのエンドエフェクタ230A、231A、230B、231Bとを含む。なお、一態様では、アーム組立体のZ運動量を減少させるために、エンドエフェクタ230A、231A、230B、231Bのうちの1つまたは複数が、同じ移送平面TP上に位置してもよい。他の態様では、エンドエフェクタは、異なる移送平面上に位置してもよい。この態様では、アーム755A、755Bは、それぞれの肩軸SXA、SXBを中心に基部部材750に取り付けられ、基部部材750に支持される。たとえば、アーム755Aは、肩軸SXAを中心に基部部材750に取り付けられ、アーム755Bは、肩軸SXBを中心に基部部材に取り付けられる。基部部材750は、任意の適切な形状または構成を有してもよく、たとえば図7に示されている細長い矩形は、本質的には単なる例示である。例として、基部部材750は、基部部材750がその周りを回転する駆動軸TXの両側面上に配置される第1端部750E1および第2端部750E2を含んでもよい。アーム755A、755Bのそれぞれは、基部部材750のそれぞれの端部750E1、750E2に、回転可能に取り付けられてもよい。他の態様では、例証目的のため、基部アームは、図10Aおよび10Bのアッパーアーム1150に関して示されるような、略U字型または略V字型の構成を有してもよい。
駆動シャフトD1が回転すると、基部部材750が共に回転するように、基部部材750は、駆動軸TX(たとえば同軸駆動シャフト組立体の回転軸)を中心に、駆動部の第1駆動シャフトD1(たとえば外側駆動シャフト)に連結されてもよい。駆動シャフトD3が回転すると、プーリDP1が共に回転するように、第1駆動プーリDP1は、駆動部の第3駆動シャフトD3(たとえば内側駆動シャフト)に連結されてもよい。第1肩部プーリSP1が、軸SXAを中心に、シャフト上に取り付けられてもよく、第1肩部プーリSP1が、ベルト、バンド、歯車、または他の任意の適切な伝達部761によって、などの任意の適切な方法で第1駆動プーリDP1に連結される。肩部プーリSP1は、基板をアーム755Aから、およびアーム755Aに移送するために、アームを伸長および収縮させるために、任意の適切な方法でアーム755Aに連結されてもよい。この態様では、アーム755Aが、1つの駆動軸のみを使用して伸長および収縮され得るように、および手首軸WXAが、伸長および収縮の経路と揃ったままであるように、フォアアーム220Aの回転は、既知の方法で、任意の適切な伝達システム770Aによってアッパーアーム210Aの回転に従属してもよい。他の態様では、アーム755Aのアッパーアーム、フォアアームおよびエンドエフェクタのうちの2つ以上が個別に駆動されるように、追加の駆動シャフト/モータが、駆動部に設けられてもよいことが理解されるべきである。
駆動シャフトD2が回転すると、駆動プーリDP2が共に回転するように、第2駆動プーリDP2は、駆動部の第2駆動シャフトD2(たとえば中間駆動シャフト)に連結されてもよい。第2肩部プーリSP2が、軸SXBを中心にシャフト上に取り付けられてもよく、第2肩部プーリSP2が、ベルト、バンド、歯車、または他の任意の適切な伝達部760によって、などの任意の適切な方法で第2駆動プーリDP2に連結される。肩部プーリSP2は、基板をアーム755Bから、およびアーム755Bに移送するために、アームを伸長および収縮させるために、任意の適切な方法でアーム755Bに連結されてもよい。この態様では、アーム755Bが、1つの駆動軸のみを使用して伸長および収縮され得るように、一方で、手首軸WXBが、伸長および収縮の経路と揃ったままであるように、フォアアーム220Bの回転は、既知の方法で、任意の適切な伝達システム770Bによってアッパーアーム210Bの回転に従属してもよい。他の態様では、アーム755Bのアッパーアーム、フォアアームおよびエンドエフェクタのうちの2つ以上が個別に駆動されるように、追加の駆動シャフト/モータが、駆動部に設けられてもよいことが理解されるべきである。
なお、第1および第2駆動プーリDP1、DP2と、それぞれの肩部プーリSP1、SP2との間の割合は、1対1の割合であってもよい。しかし、代替の実施形態では、任意の適切な割合が駆動プーリとそれぞれの肩部プーリとの間で使用されてもよい。
フォアアーム220A、220Bのそれぞれは、たとえば、図2A〜2Dに関する上記のものに実質的に類似であってもよい。たとえば、各フォアアーム220A、220Bは、上記のようにエンドエフェクタ230A、231A、230B、231Bが、上部フォアアーム部220Uと下部フォアアーム部との間を通過することを可能にする、概してチャネル形状の構造を有してもよい。この態様では、エンドエフェクタ230A、231A、230B、231Bのそれぞれは、上記のものに実質的に類似の方法で、それぞれの駆動モータ251A、252A、252B、252Bによって、個別に駆動される。
図8Aを参照すると、開示される実施形態の別の態様では、アーム755A、755Bの伸長および収縮が連動するように、(搬送装置700に実質的に類似であってもよい)搬送装置800は、任意の適切な2同軸駆動システム899によって駆動されてもよい。2同軸駆動システム899の第1の駆動シャフトD1は、上記のものに実質的に類似の方法で、基部部材750に連結されてもよい。第2駆動シャフトD2が回転すると、駆動プーリDP1、DP2が駆動シャフトD2と共に回転するように、2同軸駆動システム899の第2の駆動シャフトD2が、駆動プーリDP1、DP2に連結されてもよい。この態様では、駆動プーリおよび肩部プーリが、同じ方向に(たとえば両方が時計回りに、または反時計回りに)回転するように、駆動プーリDP1、DP2のうちの一方が、任意の適切な方法で、それぞれの肩部プーリSP1、SP2に連結されてもよい。駆動プーリおよび肩部プーリが、反対の方向に回転する(たとえば一方のプーリが時計回りに回転し、他方のプーリが反時計回りに回転する)ように、駆動プーリDP1、DP2の他方が、それぞれの肩部プーリSP1、SP2に連結されてもよい。この態様では、駆動プーリDP2および肩部プーリSP2は、プーリDP2、SP2が同じ方向に回転するように、ベルト、バンド、歯車、または他の任意の適切な伝達部760によって、などの任意の適切な方法で互いに連結される。駆動プーリDP1は、プーリDP1、SP1が反対の方向に回転するように、ベルト、バンド、歯車、または他の任意の適切な伝達部762によって、などの任意の適切な方法で、肩部プーリSP1に連結される。例示目的のため、図8においてプーリDP1、SP1は、「図8の」ベルト/バンド配置によって連結されて示されており、それによって、シャフトD2が回転すると、プーリSP1、SP2が反対方向に回転する。理解できるように、この2軸駆動配置、および対応する従動プーリDP1、DP2と、それぞれの肩部プーリSP1、SP2との間の伝達部によって、アーム755A、755Bが、実質的に同時に伸長してもよく(たとえば、「図8の」ベルト/バンド配置または他の任意の適切な逆回転駆動構成などを用いて、両方のアームが、実質的に同時に基板保持位置へと伸長し、基板保持位置から収縮する)、または一方のアーム755A、755Bが伸長する間に、他方のアーム2055A、2055Bが収縮してもよい。他の態様では、駆動シャフトD2と肩部プーリSP1、SP2との間の連結が、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、2008年5月8日に出願され、「Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing a Mechanical Switch Mechanism」と題された米国仮特許出願第12/117,415号明細書、および2007年4月6日に出願され、「Substrate Transport Apparatus with Multiple Independently Movable Articulated Arms」と題された米国仮特許出願第11/697,390号明細書に記載されたものに実質的に類似のロストモーション連結であってもよい。
図9を参照すると、本明細書において説明される搬送アームのエンドエフェクタ230、231もまた、図8Aに関する上記のものに実質的に類似の方法で、逆方向伝達部を使用する単一の駆動装置251’によって駆動される。たとえば、エンドエフェクタ230、231は、同軸シャフト/プーリ配置によって、フォアアーム220に回転可能に取り付けられる。たとえば、エンドエフェクタ230は、シャフトEP1が回転するとエンドエフェクタ230が共に回転するように、シャフト/プーリEP1(以下、「シャフトEP1」と呼称される)に連結されてもよい。同様に、エンドエフェクタ231は、シャフトEP2が回転するとエンドエフェクタ231が共に回転するように、シャフト/プーリEP2(以下、「シャフトEP2」と呼称される)に連結されてもよい。駆動装置251’は、シャフトEPDを駆動するための任意の適切なモータ251Mを含んでもよい。シャフトEPDは、シャフト960およびシャフトEPが同じ方向に回転するように、上記の伝達部760に実質的に類似の任意の適切な伝達部960によってシャフトEP1に連結されてもよい。シャフトEPDは、シャフトEPDおよびシャフトEP2が反対方向に回転するように、上記の伝達部762に実質的に類似の任意の適切な伝達部962によってシャフトEP2に連結されてもよい。理解できるように、シャフトEP1、EP2の反対方向の回転により、基板をエンドエフェクタ230、231のそれぞれに、またはそれぞれから移送するために、エンドエフェクタが、単一の駆動装置251’によって駆動されることが可能になる。
図10Aおよび10Bも参照すると、搬送装置1100は、フォアアーム220A、220Bが回転可能に取り付けられる共通アッパーアーム1150を含んでもよい。たとえば、共通アッパーアーム1150は、略U字型または略V字型の構成を有する、実質的に剛性のあるリンクであってもよい。他の態様では、共通アッパーアームは、上記の基部アーム750のものと実質的に類似の、矩形の形状を有してもよい。ここでは、略U字型または略V字型の構成は、実質的に肩回転軸に配置される頂点部を有し、各フォアアーム220A、220Bが、共通アッパーアーム1150の脚部1150LA、1150LBのそれぞれの1つに配置される肘回転軸EXA、EXBに回転可能に取り付けられる。一態様では、フォアアーム220A、220Bのそれぞれの軸EXA、EXBの周りでの回転は、図7A〜8Bに関して、アッパーアーム210A、210Bに対して既に説明されたものに実質的に類似の方法で連結されてもよい。他の態様では、フォアアーム220A、220Bのそれぞれは、たとえば、肩回転軸SXに位置する同軸駆動シャフト配置によって、またはそれぞれの肘軸EXA、EXBに配置される個別の駆動装置によって、などの任意の適切な方法で、それぞれの軸EXA、EXBの周りで個別に回転されてもよい。なお、図7A、8A、および8Bに関し上記の基部アーム750(および、この態様では共通アッパーアーム1150)に配置される伝達部は、肩部プーリ(および、この態様では、フォアアーム220A、220Bの回転を引き起こす肘部プーリ)間の角度θが、基部アーム750または共通アッパーアーム1150の形状に依存してもよい任意の適切な角度であるように構成されてもよい。エンドエフェクタ230A、231A、230B、231Bは、上記のものなどの任意の適切な方法で、それぞれの手首軸の周りで回転されてもよい。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板装置が提供される。基板搬送装置は、フレームと、フレームに肩軸を中心に回転可能に取り付けられるアッパーアームと、アッパーアームに肘軸を中心に回転可能に取り付けられ、共通関節によってアッパーアームに従属する積層フォアアーム部を含むフォアアームと、フォアアームに回転可能に取り付けられる独立型の積層エンドエフェクタであって、フォアアームが、独立型の積層エンドエフェクタに共通であり、少なくとも1つのエンドエフェクタが、積層フォアアーム部に手首軸で取り付けられる、独立型の積層エンドエフェクタと、を備え、フォアアームは、積層フォアアーム部に取り付けられる独立型の積層エンドエフェクタ間の間隔が、貫通器具を収容するエンドエフェクタ間の高さ構築から分離されるように構成される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、積層フォアアーム部が、接続部材によって互いに結合される上部フォアアーム部および下部フォアアーム部を含み、それによって、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部が、一体型組立ユニットを形成する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部のうちの少なくとも1つに取り付けられ、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部の間に配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部の間を完全に通過することができる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、上部フォアアーム部に回転可能に取り付けられる第1エンドエフェクタ、および下部フォアアーム部に回転可能に取り付けられる第2エンドエフェクタを含み、第1および第2エンドエフェクタが、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部の間で対向して配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、手首軸が、第1および第2エンドエフェクタの両方の共通回転軸である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、第1および第2エンドエフェクタのそれぞれが、第1および第2エンドエフェクタの他方から独立して回転可能である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、第1および第2エンドエフェクタが、対向する第1および第2エンドエフェクタの間に配置される軸受けによって、互いに連結される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、第1および第2エンドエフェクタが、手首軸の周りで一体として回転するように、第1および第2エンドエフェクタが、互いに連結される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、第1および第2エンドエフェクタのそれぞれのための電線および空気圧ラインが、第1および第2エンドエフェクタの他方の電線および空気圧ラインの経路から独立して、フォアアームから第1および第2エンドエフェクタのそれぞれの1つに実質的に直接設けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのウェハ中心検出センサが、フォアアーム上に設けられ、少なくとも1つのウェハ中心検出センサが、少なくとも1つのエンドエフェクタ上に保持され、上部および下部フォアアーム部の間を通過する基板を感知するように配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、少なくとも1つのエンドエフェクタ上に保持される基板が、上部および下部フォアアーム部の間を回転して通過するように構成される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、上部および下部フォアアーム部の間で延在するように、接続部材から片持ちされる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、回転可能な基板保持部を含み、基板方向検出センサが、上部および下部フォアアーム部のうちの1つまたは複数に配置され、基板方向検出センサが、回転可能な基板保持部によって保持および回転される基板の基板整列特徴部を検出するように構成される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、エンドエフェクタが、少なくとも1つの基板保持部の回転平面に略垂直の方向に移動するように、接続部材に移動可能に取り付けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置は、アッパーアーム、フォアアーム、および少なくとも1つのエンドエフェクタのそれぞれを駆動するために、肩軸、肘軸、および手首軸のうちの少なくとも2つを略中心に配置される駆動モータを有する分散型駆動部を含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置は、少なくとも1つの同軸駆動シャフト配置を含み、同軸駆動シャフト配置の各シャフトが、アッパーアーム、フォアアーム、および少なくとも1つのエンドエフェクタのそれぞれに駆動連結される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置は、フォアアーム内に配置され、肘軸および手首軸の両方からずれているエンドエフェクタモータを含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、積層フォアアーム部の一方が、独立型の積層エンドエフェクタが回転して通過する通過部を形成するように、積層フォアアーム部の他方から離間した支持部材を形成する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、支持部材は、支持部材および積層フォアアーム部の他方が一体として回転するように、積層フォアアーム部の他方に連結され、独立型の積層フォアアーム部が、積層フォアアーム部の他方に回転可能に取り付けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、支持部材が、少なくとも1つの貫通器具が支持部材の上方または内部を通過することを可能にする。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのセンサが、支持部材および積層フォアアーム部の他方のうちの1つまたは複数に設けられ、少なくとも1つのセンサが、少なくとも1つのエンドエフェクタ上に保持され、支持部材と積層フォアアーム部の他方との間で回転する基板を感知するように配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置が提供される。基板装置は、フレームと、フレームに、基部部材回転軸を中心に回転可能に取り付けられる基部部材と、基部部材に、それぞれの肩軸を中心に取り付けられる少なくとも1つの関節アームと、を備え、少なくとも1つの関節アームのそれぞれが、それぞれの肩軸を中心に回転可能に取り付けられるアッパーアームと、アッパーアームに、肘軸を中心に回転可能に取り付けられ、肘軸の周りで一体として回転するように、互いに結合される上部フォアアーム部および下部フォアアーム部を有するフォアアームと、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部のうちの少なくとも1つに、共通肘軸を中心に回転可能に取り付けられる独立型の積層エンドエフェクタと、を備え、フォアアームは、上部アッパーアーム部および下部アッパーアーム部のうちの少なくとも1つに取り付けられる独立型の積層エンドエフェクタ間の間隔が、独立型の積層エンドエフェクタ間の高さ構築から分離されるように構成される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、独立型の積層エンドエフェクタ間の間隔が、貫通器具を収容するための、独立型の積層エンドエフェクタ間の高さ構築から分離される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つの関節アームが、基部部材の回転軸に対して、基部部材の対向する端部に取り付けられる2つの関節アームを備える。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置は、少なくとも1つの関節アームのそれぞれの伸長および収縮が、少なくとも1つの関節アームの他方に連動するように、少なくとも1つの関節アームに接続される駆動部を含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置は、少なくとも1つの関節アームのそれぞれが、少なくとも1つの関節アームの他方から独立して伸長および収縮するように、少なくとも1つの関節アームに接続される駆動部を含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、独立型の積層エンドエフェクタが、上部フォアアーム部に回転可能に取り付けられる第1エンドエフェクタ、および下部フォアアーム部に回転可能に取り付けられる第2エンドエフェクタを含み、第1および第2エンドエフェクタが、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部の間で対向して配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、第1および第2エンドエフェクタのそれぞれのための電線および空気圧ラインが、第1および第2エンドエフェクタの他方に配線される電線および空気圧ラインから独立して、フォアアームから第1および第2エンドエフェクタのそれぞれの1つに実質的に直接設けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのウェハ中心検出センサが、フォアアーム上に設けられ、少なくとも1つのウェハ中心検出センサが、独立型の積層エンドエフェクタの少なくとも1つのエンドエフェクタ上に保持され、上部および下部フォアアーム部の間を通過する基板を感知するように配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、独立型の積層エンドエフェクタが、独立型の積層エンドエフェクタのそれぞれに保持される基板が、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部の間を回転して通過するように構成される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、上部フォアアーム部が、独立型の積層エンドエフェクタが回転して通過する通過部を形成するように、下部フォアアーム部から離間した支持部材を形成する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、独立型の積層エンドエフェクタが、下部フォアアーム部に回転可能に取り付けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、支持部材が、少なくとも1つの貫通器具が支持部材の上方または内部を通過することを可能にする。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのセンサが、支持部材および下部フォアアーム部のうちの1つまたは複数に設けられ、少なくとも1つのセンサが、独立型の積層エンドエフェクタの少なくとも1つのエンドエフェクタ上に保持され、支持部材と下部フォアアーム部との間で回転される基板を感知するように配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板処理装置が提供される。基板装置は、チャンバを形成するフレームと、少なくとも部分的にチャンバ内に配置される搬送装置と、を備え、搬送装置が、チャンバに接続される駆動部と、駆動部に、肩軸を中心に回転可能に取り付けられるアッパーアームと、アッパーアームに、肘軸を中心に回転可能に取り付けられ、共通関節によってアッパーアームに従属する分岐フォアアーム部を含むフォアアームと、フォアアームに回転可能に取り付けられる独立型の積層エンドエフェクタであって、フォアアームが、独立型の積層エンドエフェクタに共通であり、少なくとも1つのエンドエフェクタが、分岐フォアアーム部に手首軸で取り付けられる、独立型の積層エンドエフェクタと、を備え、フォアアームは、分岐フォアアーム部に取り付けられる独立型の積層エンドエフェクタ間の間隔が、エンドエフェクタ間の高さ構築から分離されるように構成される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、独立型の積層エンドエフェクタ間の間隔が、貫通器具を収容するエンドエフェクタ間の高さ構築から分離される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、分岐フォアアーム部が、接続部材によって互いに結合される上部フォアアーム部および下部フォアアーム部を含み、それによって、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部が、一体型組立ユニットを形成する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部のうちの少なくとも1つに取り付けられ、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部の間に配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのエンドエフェクタが、上部フォアアーム部および下部フォアアーム部の間を完全に通過することができる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、独立型の積層エンドエフェクタが、第1エンドエフェクタおよび第2エンドエフェクタを含み、第1および第2エンドエフェクタのそれぞれのための電線および空気圧ラインが、第1および第2エンドエフェクタの他方に配線される電線および空気圧ラインから独立して、フォアアームから第1および第2エンドエフェクタのそれぞれの1つに実質的に直接設けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つのウェハ中心検出センサが、フォアアーム上に設けられ、少なくとも1つのウェハ中心検出センサが、少なくとも1つのエンドエフェクタ上に保持され、分岐フォアアーム部の間を通過する基板を感知するように配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、上記の記載は、開示される実施形態の態様の例示にすぎないことを理解されるべきである。当業者によって、様々な代替例および修正例が、開示される実施形態の態様から逸脱することなく案出され得る。従って、開示された実施形態の態様は、添付の請求項の範囲に該当する、そのような代替例、修正例、および変形例のすべてを含むことを意図している。さらに、異なる特徴が、相互に異なる従属または独立請求項に詳述されるという一事実は、これらの特徴の組み合わせを有利に使用することが出来ないということを意味せず、そのような組み合わせは、本発明の態様の範囲内に留まる。