JP6662559B2 - 機械的スイッチ機構を利用する複数の可動アームを有する基板搬送装置 - Google Patents

機械的スイッチ機構を利用する複数の可動アームを有する基板搬送装置 Download PDF

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Description

ここに開示された実施形態は、基板搬送装置に関し、より具体的には、機械的スイッチ機構を利用する複数の可動アームを有する基板搬送装置に関する。
本願は、2007年5月8日に出願された米国仮特許出願第60/916,781号の利益を主張するものであり、2007年5月8日に出願された米国仮特許出願第60/916,724号に関連し、その開示内容の全ては参照することによって本明細書に組み込まれているものとする。
従来の複数アーム式基板搬送装置においては、搬送部のアームまたはリンケージは複雑な構成の3つ以上のモータによって動作する。例えば、当該モータは同軸上に配置され、かつ同軸の中空シャフトを介してリンケージに取付けられ、これによって3つの動作の自由度を伴った搬送を実現する。典型的な場合、最も外側のシャフトはハブに取付けられ、これによって、例えば回転中心軸の周りを複数のアームが回転する。2つの内側のシャフトは、例えば独立したベルトおよびプーリー構成部によって、複数のアームのうちの1つにそれぞれ接続され得る。搬送運動を生じさせるのに用いられるモータの数が多くなるにつれて、搬送動作を制御する制御システムの負荷はより大きくなる。さらに、用いられるモータの数が多くなるにつれて、モータが故障する可能性、および搬送コストが増加する。
従来の複数アーム式搬送装置は、搬送チャンバ又は他の基板搬送装置内において、搬送装置及びその駆動システムが配置されるべき場所及び/又は当該チャンバ/装置の下部に配置されて使用されるため、他の基板処理コンポーネント(例えば真空ポンプ等)用のスペースが限られるか、又はある程度の制約を受ける。これによって、従来のシステムでは、搬送チャンバのサイズを大きくし、例えば、真空ポンプを当該チャンバ/装置の底部以外の位置に載置することができるようにする場合がある。これは、コスト増加を招くことになる。
従来の非同軸並列デュアルスカラ(Selective Compliance Assembly Robot Arm(選択的コンプライアンスアセンブリロボットアーム):scara)アームは、MECS Korea,Inc.によるUTWおよびUTVシリーズのロボット、Rorze Automation,Inc.によるRRシリーズのロボット、およびJEL Corp.によるLTHR、STHR、およびSPRシリーズのロボット等、複数の会社によって販売されている。並列デュアルアームのスカラ移送機器の一実施例は、米国特許第5,765,444号に見ることができる。
従来の非同軸並列デュアルアームロボットの例示的な構成を、図1および1Aに示す。ロボットは、2つのスカラアームまたはリンケージを担持する旋回ハブの周囲に構築される。左リンケージは、回転ジョイントを通じて直列に連結されたアッパーアーム、フォアアーム及びエンドエフェクタを有する。ベルトおよびプーリー構成部は左アームの運動を拘束するのに使用され、これによってハブに対するアッパーアームの回転がフォアアームの反対方向の回転を生成する(例えば、アッパーアームの時計回りの回転が、フォアアームの反時計回りの回転を生じさせる)。別のベルトおよびプーリー構成部は、エンドエフェクタの放射状の配向を維持するのに使用される。右リンケージは、左アームと鏡対称であってもよい。左および右アームのエンドエフェクタは、ロボットの2つのリンケージが無制限に運動できるように、異なる水平面内を移動する。図1B〜1Dで分かるように、左および右のアッパーアームを回転させることによって、それぞれのリンケージを、ハブの旋回ポイントに対して共通の半径方向に独立して伸長させることができる。
図1、1A〜Dに示されている従来の並列ロボットにおいて、ロボットアームまたはリンケージは複雑な構成の3つ(以上)のモータによって動作する。当該モータは同軸上に配置され、かつ同軸の中空シャフトを介してロボットに取付けられ、これによって3つの自由度を有する動作をロボットに提供する。最も外側のシャフトはハブに連結され、一方、2つの内側のシャフトは、独立したベルトおよびプーリー構成部を介して左および右リンケージのアッパーアームに連結され得る。ロボットアームの移動を生じさせるために採用されるモータの数が多くなるにつれて、ロボットの運動を制御する制御システムへの負担が大きくなる。また、採用されるモータの数が多くなるにつれて、モータが故障する可能性、およびロボットのコストが増加する。
図1A〜Dに示されるように、従来の並列ロボットはその駆動部と共に搬送チャンバ内に設けられて使用されており、これによって、雰囲気制御システム(例えば搬送チャンバの底部への真空ポンプ)など、チャンバへの他の構成要素の載置のために使用できる空間領域が無くなる、または、良くても阻害および制限される。これは、従来のシステムでは、真空ポンプを当該チャンバの底部以外の位置に載置するために、搬送チャンバのサイズを増大させ得る。これは、コストの増加につながる。
ロボットシステムの複雑さや閉じ込め領域が低減され、さらに信頼性および清潔さが向上した独立可動アームをロボットマニピュレータが有することは好都合となるであろう。
1の例示的な実施形態では、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、フレームと、フレームに接続され、かつ少なくとも1つの独立して制御可能なモータを含む駆動部と、フレームに接続され、かつ基板を支持および搬送するように構成されたアームリンクを有する少なくとも2つの基板搬送アームと、少なくとも1つの独立して制御可能なモータと少なくとも2つの基板搬送アームとに連結された機械運動スイッチとを含み、該機械運動スイッチは、少なくとも1つの独立して制御可能なモータによって第1の軸の周囲を回転自在に駆動される旋回部材と、第1および第2の接続リンクとを含み、接続リンクの各々は、その一方(第1)の端部において回転自在に旋回部材に連結され、反対の第2の端部においてそれぞれ駆動リンクに回転自在に結合され、駆動リンクの各々は少なくとも2つの基板搬送アームのアームリンクとは異なり、駆動リンクの各々は、フレームの互いに並列に設けられた第2の軸および第3の軸の周囲に、かつ第1の軸から離間して回転自在に連結され、駆動リンクの各々は少なくとも2つの基板搬送アームのアームリンクにおけるアッパーアームリンクの各々に駆動可能なように取付けられ、少なくとも2つの基板搬送アームの1の基板搬送アームを伸長および収縮させる一方で少なくとも2つの基板搬送アームの他の基板搬送アームをほぼ収縮状態のまま保持する。
別の例示的実施形態によると、基板搬送装置が提供される。該基板搬送装置は、駆動部と、駆動部に動作可能なように接続されたスカラアームと、を含み、該スカラアームは、アッパーアームと、アッパーアームに可動的に載置されかつアッパーアームがほぼ固定されたリンクである場合に基板をその上に保持することが可能な少なくとも2つのフォアアームと、アッパーアームの内部に配置されかつ駆動部に動作可能なように接続された機械運動スイッチと、を備え、該機械運動スイッチは、駆動部の1つのモータのみによって動作し、少なくとも2つのフォアアームのうちの1のアームの、少なくとも2つのフォアアームの他のアームとはほぼ無関係な回転を選択的に生じさせるように構成されている。
さらに別の例示的実施形態によると、基板搬送装置が提供される。該基板搬送装置は、フレームと、フレームに接続されかつ少なくとも1つの独立して制御可能なモータを含む駆動部と、フレームに接続されかつ基板を支持および搬送するように構成されたアームリンクを備える少なくとも2つの基板搬送アームと、少なくとも1つの独立して制御可能なモータと少なくとも2つの基板搬送アームとに取付けられたコンパクトな機械運動スイッチと、を含み、該機械運動スイッチは、少なくとも1つの独立して制御可能なモータによって第1の軸の周囲を回転自在に駆動される旋回部材と、少なくとも2つの基板搬送アームのアームリンクとは異なる第1および第2の駆動リンクとを含み、駆動リンクの各々は、その一方(第1)の端部において旋回部材の第1のジョイントの各々に回転自在に取付けられ、反対の第2の端部において少なくとも2つの基板搬送アームのアッパーアームリンクの各々の第2のジョイントの各々に回転自在に取付けられ、第1の駆動リンクは第2の駆動リンクと交差し、第1の軸とそれぞれの第1のジョイントとの間の距離は、それぞれの第1のジョイントからそれぞれの第2のジョイントまでの距離と実質的に等しい。
開示される実施形態の上述の側面および他の特徴は、添付図面とともに下記の記述において説明される。
複数の可動アームを有する、従来の基板搬送装置を示す図である。 複数の可動アームを有する、従来の基板搬送装置を示す図である。 複数の可動アームを有する、従来の基板搬送装置を示す図である。 複数の可動アームを有する、従来の基板搬送装置を示す図である。 複数の可動アームを有する、従来の基板搬送装置を示す図である。 本明細書に開示される例示的な実施形態による特徴を組み込んでいる例示的な処理装置を示す図である。 本明細書に開示される例示的な実施形態による特徴を組み込んでいる例示的な処理装置を示す図である。 本明細書に開示される例示的な実施形態による特徴を組み込んでいる例示的な処理装置を示す図である。 本明細書に開示される例示的な実施形態による特徴を組み込んでいる例示的な処理装置を示す図である。 例示的実施形態による、搬送装置の異なる位置を示す、図2の処理装置の搬送装置の駆動部分の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の異なる位置を示す、図2の処理装置の搬送装置の駆動部分の概略図である。 図3A〜Bに示される駆動部分を有する搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の概略図である。 図3A〜Bに示される駆動部分を有する搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の概略図である。 図3A〜Bに示される駆動部分を有する搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の概略図である。 搬送チャンバおよび搬送装置の略部分正面図である。 例示的実施形態による、駆動部の一部の略断面図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、図4A〜4Cの基板搬送装置の概略図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、図4A〜4Cの基板搬送装置の概略図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、図4A〜4Cの基板搬送装置の概略図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、図4A〜4Cの基板搬送装置の概略図である。 別の3つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、基板搬送装置の別の概略図である。 別の3つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、基板搬送装置の別の概略図である。 別の3つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、基板搬送装置の別の概略図である。 さらに別の5つのうちの1つの異なる回転位置で示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 さらに別の5つのうちの1つの異なる回転位置で示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 さらに別の5つのうちの1つの異なる回転位置で示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 さらに別の5つのうちの1つの異なる回転位置で示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 さらに別の5つのうちの1つの異なる回転位置で示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 3つのうちの1つの異なる対応する伸長/収縮位置における、各アーム部分を示す、基板搬送装置の各アーム部分の概略図である。 3つのうちの1つの異なる対応する伸長/収縮位置における、各アーム部分を示す、基板搬送装置の各アーム部分の概略図である。 3つのうちの1つの異なる対応する伸長/収縮位置における、各アーム部分を示す、基板搬送装置の各アーム部分の概略図である。 異なる位置における基板搬送装置のアーム部分の、別の概略図である。 異なる位置における基板搬送装置のアーム部分の、別の概略図である。 異なる位置における基板搬送装置のアーム部分の、別の概略図である。 異なる位置における基板搬送装置のアーム部分の、別の概略図である。 別の例示的実施形態による基板搬送装置の概略図である。 別の例示的実施形態による基板搬送装置の概略図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置にある装置の2つのアームを示す図10A〜10Bの、基板搬送装置の概略図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置にある装置の2つのアームを示す図10A〜10Bの、基板搬送装置の概略図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置にある装置の2つのアームを示す図10A〜10Bの、基板搬送装置の概略図である。 4つのうちの1つの異なる伸長位置にある装置の2つのアームを示す図10A〜10Bの、基板搬送装置の概略図である。 別の例示的実施形態による、搬送装置の別の部分の概略図、および搬送装置の運動を示すグラフである。 別の例示的実施形態による、搬送装置の別の部分の概略図、および搬送装置の運動を示すグラフである。 図12A〜Bの搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の概略図である。 図12A〜Bの搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の概略図である。 図12A〜Bの搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の概略図である。 3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、基板搬送装置の概略図である。 3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、基板搬送装置の概略図である。 3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、基板搬送装置の概略図である。 別の3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、基板搬送装置の別の概略図である。 別の3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、基板搬送装置の別の概略図である。 別の3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、基板搬送装置の別の概略図である。 4つのうちの1つの別の異なる位置において示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 4つのうちの1つの別の異なる位置において示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 4つのうちの1つの別の異なる位置において示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 4つのうちの1つの別の異なる位置において示される、基板搬送装置のさらに別の概略図である。 搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置のさらに別の概略図である。 搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置のさらに別の概略図である。 搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置のさらに別の概略図である。 2つのうちの1つのアームが、4つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのうちの1つのアームが、4つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのうちの1つのアームが、4つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのうちの1つのアームが、4つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームのうちの1つが、3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、別の例示的実施形態による、左右対称デュアルスカラアームを有する、基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームのうちの1つが、3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、別の例示的実施形態による、左右対称デュアルスカラアームを有する、基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームのうちの1つが、3つのうちの1つの異なる伸長位置において示される、別の例示的実施形態による、左右対称デュアルスカラアームを有する、基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの一方が示される搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの一方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの一方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの一方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの一方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの一方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの他方が示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの他方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの他方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの他方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの他方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 2つのアームの他方が、5つのうちの1つの異なる伸長位置で示される、搬送チャンバモジュールおよび基板搬送装置の別の概略図である。 従来の搬送装置である。 別の例示的実施形態による、基板搬送装置の別の搬送チャンバモジュールの概略図である。 8つの異なる回転位置における、図20A〜Bの基板搬送装置の概略図である。 8つの異なる回転位置における、図20A〜Bの基板搬送装置の概略図である。 リンケージによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 リンケージによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 直線状のバンドによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 直線状のバンドによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 交差したバンドによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 交差したバンドによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 磁気駆動によって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 磁気駆動によって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 磁気駆動によって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 リンケージによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、デュアルエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 リンケージによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、デュアルエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 異なる形状的構成を有するリンケージによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、デュアルエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 異なる形状的構成を有するリンケージによって駆動される独立して作動される同軸リングを有する、デュアルエンドエフェクタアームの運動図および段階的運動の半径方向の伸長図である。 異なる構成の例示的実施形態による、搬送装置である。 異なる構成の例示的実施形態による、搬送装置である。 異なる構成の例示的実施形態による、搬送装置である。 異なる構成の例示的実施形態による、搬送装置である。 異なる構成の例示的実施形態による、搬送装置である。 異なる構成の例示的実施形態による、搬送装置である。 異なる構成の例示的実施形態による、搬送装置である。 例示的実施形態による、搬送装置の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の駆動システムの概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の駆動システムの概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の駆動システムの概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、機械運動スイッチの動作のグラフである。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 別の例示的実施形態による、搬送装置の一部分の概略図である。 例示的実施形態による、機械運動スイッチのグラフである。 例示的実施形態による、機械運動スイッチのグラフである。 例示的実施形態による、機械運動スイッチのグラフである。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的運動プロファイルである。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、機械運動スイッチのグラフである。 例示的実施形態による、機械運動スイッチのグラフである。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。 例示的実施形態による、搬送装置の例示的動作の概略図である。
開示されている実施形態は、図面に示されている実施形態を参照して記述されるが、該実施形態は、多数の代替的形態の実施形態に組み込むことができることを理解されたい。加えて、あらゆる好適なサイズ、形状、またはタイプの要素または材料を使用することができる。
ここに提供されているのは、機械的スイッチ機構を利用した独立可動アームを有するマニピュレータを備えた基板搬送装置であり、これによって、2つ以上のアームが、2つの独立して制御可能なモータのみによって、統合された回転動作および独立した捕捉/配置動作を可能にする(例えば各アームは2つ以上の自由度を有し、アームの各々の少なくとも1の自由度は他のアームの自由度とはほぼ無関係である)。例えば真空搬送チャンバ壁に、2つ以上のアームのための駆動を組み込んでもよく、これにより、真空システム構成要素(真空ポンプ、ゲージ、および弁)のチャンバ底部への組み込みが可能になる。例示的な一実施形態では、アームの肩部(ショルダー)を(処理ステーションにより近く)中心から離して配置してもよく、これにより、SEMI(半導体製造装置材料協会)のロボットの到達範囲を有するが、従来のアームよりは小さい関節アームが実現される。
図2A〜2Dを参照すると、本明細書中に開示されている例示的実施形態の特徴を組み込んだ基板処理装置またはツールの概略図が示されている。
図2Aおよび2Bを参照すると、例示的な一実施形態による、例えば半導体ツールステーション1090のような、処理装置が示されている。図面には半導体ツールが示されているが、本願明細書に記述されている実施形態は、あらゆるツールステーション、またはロボットマニピュレータを採用している用途に適用することができる。本実施例において、ツール1090がクラスタツールとして示されているが、例示的実施形態は、例えば、図2Cおよび2Dに示され、2006年5月26日出願の米国特許出願第11/442,511号、名称「LinearLy Distributed Semiconductor workpiece processing tool」(本開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明される、直線状のツールステーション等のいかなる好適なツールステーションにも適用され得る。ツールステーション1090は、概して、大気フロントエンド1000と、真空ロードロック1010と、真空バックエンド1020と、を含む。代替の実施形態では、ツールステーションは、あらゆる好適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、およびバックエンド1020のそれぞれの構成要素は、クラスタ化アーキテクチャ制御等のあらゆる好適な制御アーキテクチャの一部となり得る、コントローラ1091に接続されてもよい。制御システムは、2005年6月11日出願の米国特許出願第11/178,615号、名称「Scalable Motion Control System」(本開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)もの等の、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あってもよい。代替の実施形態では、あらゆる好適なコントローラおよび/またはコントローラシステムが利用されてもよい。
例示的実施形態では、フロントエンド1000は、概して、ロードポートモジュール1005と、例えばイクイップメントフロントエンドモジュール(EFEM)等のミニエンバイロメント1060と、を含む。ロードポートモジュール1005は、300mmロードポート、フロント開口、またはボトム開口のボックス/ポッド、およびカセットのためのSEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)規格のE15.1、E47.1、E62、E19.5、またはE1.9に適合する、BOLTS(box opener/loader to tool standard)インターフェースであってもよい。代替の実施形態では、ロードポートモジュールは、200mmのウエハインターフェース、または例えばより大きい、より小さいウエハ、またはフラットパネルディスプレイ用フラットパネル等の、他のあらゆる好適な基板インターフェースとして構成されてもよい。図2Aには2つのロードポートモジュールが示されているが、代替の実施形態では、任意の好適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、オーバーヘッド移送システム、自動誘導の輸送手段、人が誘導する輸送手段、レール案内の輸送手段によって、または他のあらゆる好適な搬送方法によって、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とインターフェースしてもよい。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との間を、基板が通過できるようにし得る。ミニエンバイロメント1060は、下記に詳述するように、概して、搬送ロボット1013を含む。一実施形態では、ロボット1013は、例えば、米国特許第6,002,840号(本開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるもの等のトラック載置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の基板移送に、制御された清浄ゾーンを提供し得る。
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、これらに接続されてもよい。ロードロック1010は、概して、大気および真空スロット弁を含む。スロット弁は、大気フロントエンドから基板を装填した後に、ロードロックを真空にするように、および窒素等の不活性ガスをロックに通気した時に搬送チャンバの真空を維持するように採用される、環境分離を提供してもよい。ロードロック1010は、基板の基準ポイントを処理のための所望の位置に整列させるための、整列器1011を含んでもよい。代替の実施形態では、真空ロードロックは、処理装置のあらゆる好適な場所に位置付けられてもよく、あらゆる好適な構成を有してもよい。
真空バックエンド1020は、概して、搬送チャンバ1025と、1つ以上の処理ステーション1030と、移送ロボット1014と、を含む。移送ロボット1014は、下記に説明するが、ロードロック1010と種々の処理ステーション1030との間で基板を搬送するように、搬送チャンバ1025内に位置付けられてもよい。処理ステーション1030は、電気回路または他の所望の構造を基板上に形成するように、種々の蒸着、エッチング、または他のタイプの処理を通じて、基板上で動作してもよい。典型的なプロセスには、プラズマエッチングもしくは他のエッチングプロセス、化学蒸着(CVD)、プラズマ蒸着(PVD)等の真空を使用する薄膜処理、イオン注入等の注入、計量、急速熱処理(RTP)、ドライストリップ原子層堆積(ALD)、酸化/拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィー、エピタキシー(EPI)、ワイヤボンダおよび蒸発、または真空圧を使用する他の薄膜処理が含まれるが、これらに限定されない。処理ステーション1030は、基板が、搬送チャンバ1025から処理ステーション1030へ、およびこの逆に通過することができるように、搬送チャンバ1025に接続される。
次に図2Cを参照すると、直線状の基板処理システム2010の略平面図が示されており、図中において、インターフェース部2012が概して搬送チャンバ3018の長手方向軸X方向(例えば内側)に面しているが、該方向とはオフセットになるように、ツールインターフェース部2012は、搬送チャンバモジュール3018に載置される。搬送チャンバモジュール3018は、本明細書中に参照として上記で組み込まれている、米国特許出願番号第11/442,511号に記載されているように、他の搬送チャンバモジュール3018A、3018I、3018Jをインターフェース2050、2060、2070に取り付けることにより、あらゆる好適な方向に伸長してもよい。各搬送チャンバモジュール3018、3019A、3018I、3018Jは、以下により詳細に説明するように、処理システム2010の全体にわたる基板を、例えば、処理モジュールPMへ、および処理モジュールPMから搬送するための基板搬送2080を含む。認識され得るように、各チャンバモジュールは、隔離または制御される雰囲気(例えば、N2、クリーンエア、真空)を保持できるようにしてもよい。
図2Dを参照すると、例えば、直線状の搬送チャンバ416の長手方向軸Xに沿って採られ得る、例示的処理ツール410の略正面図が示される。図2Dに示される例示的実施形態では、ツールインターフェース部12は、典型的には、搬送チャンバ416に接続してもよい。この例示的実施形態で、インターフェース部12は、ツール搬送チャンバ416の一端を画定してもよい。図2Dに示されるように、搬送チャンバ416は、例えばインターフェースステーション12からの対向端部において、別のワークピース入口/出口ステーション412を有してもよい。別の代替の実施形態において、搬送チャンバからのワークピースの挿入/除去のための他の入口/出口ステーションを備えてもよい。例示的実施形態において、インターフェース部12および入口/出口ステーション412は、ワークピースの装填およびツールからの取り出しを可能にしてもよい。代替の実施形態において、ワークピースは、一端部からツールへ装填し、他端部から除去してもよい。例示的実施形態において、搬送チャンバ416は、1つ以上の搬送チャンバモジュール18B、18iを有してもよい。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(例えばN2、クリーンエア、真空)を保持できるようにしてもよい。前述のように、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および図2Dに示される搬送チャンバ416を形成するワークピースステーションの構成/配設は例示的なものにすぎず、代替の実施形態において、搬送チャンバは、あらゆる好適なモジュール配設で配置されるものよりも多いまたはより少ないモジュールを有してもよい。図示されている実施形態において、ステーション412は、ロードロックにしてもよい。代替の実施形態において、ロードロックモジュールは端部入口/出口ステーション(ステーション412と同様)の間に配置してもよく、または隣接する搬送チャンバモジュール(モジュール18iと同様)は、ロードロックとして動作するように構成してもよい。さらに上述のように、搬送チャンバモジュール18B、18iは、そこに配置される1つ以上の対応する搬送装置26B、26iを有する。各搬送チャンバモジュール18B、18iの搬送装置26B、26iは、搬送チャンバ内に直線状に設けられたワークピース搬送システム420を提供するように協働してもよい。この実施形態において、搬送装置26Bは、本明細書中にさらに定義されるように、一般的なスカラアーム構成を有してもよい(但し、代替の実施形態では、搬送アームはあらゆる他の好適な形状を有してもよい)。図2Dに示される例示的実施形態において、搬送装置26Bのアームは、さらに以下に詳述されるように、搬送が、捕捉/配置位置からウエハを迅速に交換できるようにする、迅速な交換構成と称されるものを提供するように配設してもよい。搬送アーム26Bは、従来の駆動システムと比較して、簡略化された駆動システムから3度の(例えば、Z軸の移動による、ショルダーおよびエルボージョイント周囲の独立した回転)自由度を各アームに提供するための適した駆動部を有してもよい。図2Dに示されるように、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、18iの間に間質的に配置されてもよく、適した処理モジュール、ロードロック、緩衝ステーション、測定ステーションまたはあらゆる他の好適なステーションを画定してもよい。例えば、ロードロック56A、56およびワークピースステーション30i等の間質モジュールは、搬送を行うための搬送アーム、または搬送チャンバの直線状の軸Xに沿って、搬送チャンバの長さを通るワークピースと共に協働してもよい、静止したワークピース支持部/シェルフ56S、56S1、56S2、30S1、30S2を、それぞれ有してもよい。例として、ワークピースは、インターフェース部12によって搬送チャンバ416に装填されてもよい。ワークピースは、インターフェース部の搬送アーム15を有する、ロードロックモジュール56Aの支持部に配置されてもよい。ワークピースは、ロードロックモジュール56Aにおいて、ロードロックモジュール56Aおよびロードロックモジュール56の間をモジュール18Bの搬送アーム26Bによって、および、ロードロック56およびアーム26i(モジュール18iにおいて)を有するワークピースステーション30iの間、ならびにステーション30iおよびモジュール18iにアーム26iを有するステーション412の間を同様および連続した方法で、移動してもよい。この処理は、対向方向にワークピースを移動させるために、全体または一部を逆にして行ってもよい。このため、例示的実施形態では、ワークピースは軸Xに沿ってあらゆる方向に、および搬送チャンバに沿ってあらゆる位置へ移動してもよく、また、搬送チャンバと(処理またはそうでない場合には)連通するあらゆる好適なモジュールへ装填および取り出してもよい。代替の実施形態において、静的なワークピース支持部またはシェルフを有する間質搬送チャンバモジュールは、搬送チャンバモジュール18B、18iの間に提供しなくてもよい。かかる実施形態において、隣接する搬送チャンバモジュールの搬送アームは、ワークピースを搬送チャンバを通って移動させるために、エンドエフェクタまたは1つの搬送アームから別の搬送アームのエンドエフェクタへと、ワークピースを、直接、通過させてもよい。処理ステーションモジュールは、基板に電気回路または他の好適な構造を形成するために、種々の蒸着、エッチング、または他の種類の処理によって、基板上で動作してもよい。処理ステーションモジュールは、搬送チャンバから処理ステーションへ、およびその逆の方向で通過できるようにするために、搬送チャンバモジュールに接続される。図2Dに示される処理装置に対して同様の一般的な特徴を有する処理ツールの好適な実施例が、その全体が参照として上記で組み込まれている、米国特許出願第11/442,511号に記載されている。
図4A〜Cを参照すると、例えば、同一側部に設けられた(同側)デュアルスカラアームを有し、機械的スイッチ機構(図3A〜Bも参照されたい)を組み込んだ基板搬送装置300が示される。搬送チャンバ30は、図2に示されるチャンバモジュール18B、18iと概して同様であってもよい。図4BおよびCに最も良く示され得るように、搬送装置は独立した関節アームAおよびBを含んでもよく、搬送装置は搬送チャンバ30内に配置される。図4Bにおいて、同側デュアルスカラアームは、搬送チャンバ(図示せず)を有するアームA41およびアームB43として示される。搬送用の基板は、符号Sで示され、フォーク形状のエンドエフェクタ32上に配置されている。エンドエフェクタは、水かき形状を含むがこれに制限されない代替形状にしてもよい。1つのエンドエフェクタが例示されているが、代替の実施形態において、アームはあらゆる数のエンドエフェクタを有してもよい。基板Sは、典型的なものであり、200mm、300mm、450mmまたはより大きな半導体ウエハ、レクチルまたは薄膜あるいはフラットスクリーンディスプレイのためのパネル等のあらゆる大きさ、および形状にしてもよい。代替の実施形態において、搬送アームはあらゆるその他の好適な形状を有してもよいが、前述のように、各アームは、例えばスカラ形状を有してもよい。例示的実施形態において、搬送アームはほぼ同様になっているが、代替の実施形態において、アームは異なってもよい。エンドエフェクタ32は、リスト(wrist)ジョイント34において、アームA41およびB43の各々におけるフォアアーム36に旋回可能なように接続される。フォアアーム36はエルボー(elbow)ジョイント38において、アームA41およびアームB43の各々におけるアッパーアーム40に旋回可能に接続される。例示的実施形態において、アームA41およびB43におけるアッパーアーム40は、次に、アームのショルダー(sholder)ジョイント46を介して、T2モータ44における共通のベース回転子42に載置される。
図4Dは、搬送装置300の搬送チャンバ30および駆動部の略部分正面図である。図4Dに示されるように、例示的実施形態において、T1、T2モータはあらゆる好適な種類のモータにしてもよく、チャンバ30の壁構造部内に組み込まれてもよい。例えばT1、T2モータは、固定子コイルが壁に組み込まれ、かつチャンバ30の内部雰囲気から隔離された、ブラシレスDCモータであってもよい(しかし、あらゆるその他の好適なモータを使用してもよい)。別の例示的実施形態では、駆動部は、図4Eに示されるように、および、以下により詳細に説明するように、チャンバ30の下に少なくとも一部が配置されたベアリング駆動システムであってもよい。代替の実施形態では、駆動部は、例えば、チャンバ壁に配置されたベアリング駆動システムおよび駆動部の組み合わせであってもよい。別の代替の実施形態において、駆動部は、本明細書に開示されている駆動システムおよびあらゆる好適な従来の駆動システムのあらゆる組み合わせであってもよい。
さらに図4Dを参照すると、モータは、図4Dに示されるように、Z軸の動作が可能な共通部302に収容されてもよく、これによってアームにZ軸の動作を提供する。好適な可撓性シールSC(ベローズシール等)が駆動ベルトを隣接する壁構造部に接続し、搬送チャンバモジュール内の隔離可能な雰囲気を維持してもよい。駆動部は、図4Dに実質的に図示されている好適なZ駆動部T3に動作可能なように接続されてもよい。Z駆動部は好ましいあらゆるタイプのものであってもよく、例えば、Z方向に回転子42、50Rを移動させることができる固定子に巻線(図示せず)を含んでいてもよい。Z駆動部の巻線は、Z位置の制御に加えて、モータ回転子およびアームを所望のZ位置に保持するZ方向の安定性を提供することができる。モータは、半径方向およびZ方向の両方のセルフ(self)ベアリングであってもよく、または、永久磁石もしくは機械的ベアリング等の受動的な半径方向およびZ方向のベアリングシステム、またはZ方向もしくは半径方向のベアリングにおけるこれらの組み合わせであってもよい。代替の実施形態において、Z駆動部は一部分302に接続された主ねじ(lead screw)に動力を供給するZ駆動モータを含み、これによって搬送アームのZ運動を生じさせてもよい。例示的実施形態において、アーム41、43のショルダージョイント46は、回転部22の回転子の軸からオフセットされた共通のシャフト24の周囲を旋回するアッパーアーム40A、40Bの各々と同軸上にあってもよい。代替の実施形態において、アームはオフセットされたショルダージョイントに載置され、その各々が、互いにほぼ平行な対応する回転軸の周囲を回転してもよい。例示的実施形態において、モータ回転子42、50Rは、例示として、チャンバ30の底部壁30L内等で、1つの側部に配置されるものとして示されているが、代替の実施形態では、回転子は、搬送チャンバ壁の1つ以上の位置、例えば上部(搬送アームの上)上の1つの回転子および底部(アームの下)上の1つの回転子等のように配設されてもよい。例示的実施形態において、回転子は、軽量化のために、中空なリング構造を有してもよい。代替の実施形態において、回転子は、あらゆる好適な形状および構成を有してもよい。
図4B、4Dに最も良く示され得るように、クランクリンク48は、T1モータ50の回転子50R上の回転ジョイント52に、各アームA41およびB43のアッパーアーム40A、Bを接続する。図4A〜Dに示されるように、2つのクランクリンクは、モータT1の回転子50R上で、共通の収束部である旋回部(例えばシャフト)52を共有する。図4Aおよび4Bに示される平面図に最も良く示され得るように、各アッパーアーム40A、40Bに対する各リンク48A、48Bの回転ジョイント20A、20Bの位置は、例えば、各アームのエンドエフェクタ32が伸長/収縮される方向であるX軸上の互いにほぼ対向する側部にある。アームA41またはアームB43の伸長を生じさせる(例えば、エンドエフェクタ32上の基板Sを捕捉および配置する)ために、T1モータ50は、T2モータ44が静止している間に回転されてもよい。T1モータが1つの方向に回転すると、1つ(第1)のアームは伸長または収縮する一方で第2のアームは動作しない。これは、モータからアームを物理的に分離せず、共通のモータによって生成された1のアームの動きから他のアームの動きを生じさせる機械的スイッチシステムまたはロストモーションシステムと称されるものに起因している(図3A、3Bも参照されたい)。図4Cは、アームBが搬送チャンバ30内で収縮している間の、搬送チャンバ30の空間内を越えた伸長位置にあるアームA41を示す。アームA41のこの運動により、基板を捕捉し、格納チャンバまたは処理ステーションに配置することが可能になる。アームが回転を行うために、T2モータ44およびT1モータ50の両方が同じ角度で回転する。T1モータ50およびT2モータ44は独立した駆動シャフトを有し、また、T1の回転中心がT2の回転中心からオフセットされていることを必要とする。
次に、図3A〜Bを参照し、同側デュアルアーム構成で使用される場合における、本明細書に開示されたアームを動作させるための機械的スイッチ機構10の作動原理を説明する。図3A〜Bは、図4A〜4Dに示される同側デュアルスカラアーム構成の機械的スイッチ機構10を示す。図3Aおよび図3Bにおいては、図示する動作の明確さのため、各アーム40A、40Bならびに共通モータT1および回転子50Rに対する線および接続線は、互いにほぼ鏡像となるように示されている。前述のように、機械的スイッチ機構10は、アッパーアーム40Aおよび40Bと、例示的実施形態において共有する共通の回転ジョイント24(しかし、互いに対向する回転ジョイント24、24´上の円形部材(直径14を有する)として示されている)と、T1モータ回転子50R((共通の)回転軸22上の互いに対向する円形部材(直径12を有する)として示されている)と、を含んでいてもよい。これらの部材はリンク48A、48Bによって結合されていてもよく、回転ジョイント18、18´、及びジョイント20A、20B(各アッパーアームに対するもの)はクランクリンク48A、48Bの各側部に配置される。非制限的な例示的ベアリング18、20は、ニードルタイプ、ボールベアリングタイプまたはブッシングタイプを含む。例示的実施形態において、回転子50、50´の回転22の中心および(アッパーアームの)円部40A、40B、24、24´の回転(例えばショルダージョイントの)の中心は、例示的実施形態では互いにオフセットされていてもよい。このため、図3Aに最も良く示され得るように、例示的実施形態において、各アーム41、43は、モータ回転子50R、50R´に例示する円部(T1)と、対応するアームのアッパーアーム40A、40Bに例示する小さい円部(T2)と、を結合するような対応するクランクリンク48A、48Bを有してもよい。代替の実施形態において、連結モータおよび関節アームを結合するするリンクは、アームのあらゆるその他の好適な部分に連結されてもよい。
機械的スイッチ10を介してモータT1(50)によって結果的に生ずるアームA、B(41、43)の動作は、例示的に図3Bに示されており、符号T1が0〜−135度(反時計回り)の範囲内で回転する際に、アームA(41)は伸長角度を変更しているまたは(ショルダー24の周囲を)回転している。その一方で、アームB(43)は、実際には動いていない。しかし、T1が0〜+135度(時計回り)の範囲内で回転する際には、アームBは伸長角度を変化させているまたは(ショルダー24の周囲を)回転しており、アームAは実際には動いていない。例示的実施形態におけるスイッチの動作を示すこの相対的な動作は、T1の回転角度および方向に対するアームAおよびBの伸長角度を示した図3Bのグラフにも表されている。前述のように、例示的実施形態において、2つのクランクリンク48A、48Bは、対称な軸に沿って互いに対向して取り付けられてもよいため、T1が一方の方向に回転する場合、一方のリンクおよびアームの組み合わせは実質的にロックされてT1によるアームの回転が生じ、他方のリンクおよびアームの組み合わせは実質的に解放されているまたは自由でありT1に対する動作は生じない。T1が反対方向に回転する場合、以前はロックされていたアームはT1の回転に対して解放され、一方で、以前は自由であったアームはT1の回転に対して実質的にロックされる。これにより、2つのアームが1つのモータT1のみ(回転方向および回転角度に依存する)によって独立して伸長することが可能になる。また、以下でさらに詳述するように、T1およびT2の両方が回転すると、2つのアームは、例えば搬送チャンバ30に対して(例えば回転中心22の周囲を)、一体となって回転する。
図3A、および4A〜Dから理解され得るように、例示的実施形態において、T1、T2モータ42、50は、シャフトレス駆動連結システムとして称され得るものを介して、各アームA、B(41、43)に取付けられたロータリーモータ(例えば前述のブラシレスDCモータなど)であってもよい。図示された例示的実施形態において、T1、T2モータの固定子50S、44Sは、搬送チャンバ30の縁部に沿ってほぼアーチ状に、かつ搬送チャンバ30の縁部に近接して、直線状に設けられていてもよい。例えば、T1、T2モータの直径は、搬送チャンバの空間領域に対して最大化されてもよく、すなわち、アームA、Bおよびアームの1つ以上のエンドエフェクタ上のウエハにおける動作の隙間となる空間領域を最小化してもよい。例示的実施形態において、T1モータは、例えばショルダー(例えば回転ジョイント24)の回転軸に対して偏心したアームA、Bに力を伝達する動作を行うことによって、例えば、T1モータ50の出力がアームA、Bにおけるてこの力を伝達し、例えばショルダージョイント24によって画定される支点の周囲をアームが旋回することができる。前述した機械的スイッチ10を含むアームとモータ50との間の連結システムは、ショルダーの回転軸に対して偏心しているアームへ、モータ50によって印加される合力を生じさせる。代替の実施形態において、モータからアームへ力を伝達するモータおよび連結部は、あらゆるその他の好適な構成を有してもよい。
次に図5A〜Dを参照すると、本明細書に開示されている機械的スイッチ機構を組み込む同側デュアルスカラアームを有する基板搬送装置300における、4つの異なる伸長位置のアームA41の伸長動作が図示されている。図5Aにおいて、前述のように、T2モータ回転子44のアームショルダージョイント46をT1モータ50に接続する2つのクランクリンク48は、T1モータ50の周囲に沿って回転ジョイント62(図4Dのジョイント52と同様のもの)にてほぼ収束しており、代替の実施形態においては、当該リンクは、T1モータ回転子のオフセットされた回転ジョイントに連結されてもよい。T1モータ50の回転子50Rが時計回り方向に回転する場合、クランクリンク48A、48BはT1モータの周囲に沿って図5Bの位置62からポイントB64へ回転し、右方向外側にアームA41を伸長させ、その一方でアームB43は収縮位置においてほぼ固定された状態を維持する。T1モータ50がさらに時計回り方向に回転すると、クランクリンク48はさらにT1の周囲に沿って図5CのポイントC66へと回転し、アームA41を右方向外側にさらに伸長させ、その一方で、アームB43は収縮位置においてほぼ固定された状態を維持したままである。T150がさらに時計回り方向に回転すると、クランクリンク48はさらにT1の周囲に沿って図5DのポイントD68へと回転し、アームA41を右方向外側にさらに伸長させ、その一方で、アームB43は収縮位置において固定された状態を維持したままである。アームA41を収縮させるには、ポイントC66、ポイント64、およびポイント62に沿って、T1モータ50の方向を逆にする。代替の実施形態において、2つのアーム41、43のための2つのクランクリンク48は、T150の周囲の同じポイントに収束する必要はない。
図6A〜Cを参照すると、本明細書に開示されている機械的スイッチ機構を組み込む同側デュアルスカラアームを有する基板搬送装置300における、3つの異なる伸長位置のアームB43の伸長動作が図示されている。図6Aにおいて、アームショルダージョイント46(T2モータ回転子44に支持されているもの)を、T1モータ(例えば符号50)に接続された2つのクランクリンク48は、一例として、T1モータ50の周囲に沿って、ポイントE72に配置されている。T1モータ50が反時計回り方向に回転する場合、クランクリンク48はT1の周囲に沿って図6BのポイントF74へと回転し、アームB43を右方向外側に伸長させ、その一方で、アームA41は収縮位置においてほぼ固定された状態を維持する。T150がさらに反時計回り方向に回転すると、クランクリンク48はさらにT1の周囲に沿って図6CのポイントG76へと回転し、アームB43を右方向外側に伸長させ、その一方で、アームA41は収縮位置においてほぼ固定された状態を維持したままである。アームB43を収縮させるためには、T150の方向を、ポイントF74、およびポイントE72に沿って、逆方向にする。
図7A〜Eを参照すると、基板搬送装置300の5つの異なる回転位置におけるアームA41およびアームB43の回転動作が図示されている。図7Aにおいて、エンドエフェクタ32は、x軸の正の方向を指している。T1およびT2モータ50、44の両方が等しい大きさだけ同一方向に回転する場合、アームAおよびB、41、43は、これに従い、図7B、7C、7Dおよび7Eに連続的に示されているように、同一方向に向かって、回転軸22の周辺を、一体となって回転する。
次に図8A〜Cを参照すると、例示的実施形態におけるアームB43の伸長/収縮の運動が、対応するアームA41の位置と共に、3つの異なる例示的位置で示されている。理解され得るように、図8Aに示される実施形態において、アームBは伸長位置にあり、図8Cにおいて、アーム8は収縮されている。図8Aにおいて、T2モータ回転子44のアームショルダー42をT1モータ50に接続する2つのクランクリンク48における回転ジョイントは、T1モータ50の周囲に沿って、ポイントH82に配置されている。T1モータ50が、例えば時計回り方向に回転する場合、クランクリンク48はT1の周囲に沿って図8BのポイントI84へと回転し、アームB43を左方向内側に収縮させ、その一方で、アームA41は収縮位置においてほぼ静止した状態を維持する。T150が時計回り方向にさらに回転すると、クランクリンク48はT1の周囲に沿って図8CのポイントJ86へとさらに回転し、アームB43をさらに右方向内側に収縮させ、その一方で、アームA41は収縮位置においてほぼ固定された状態を維持したままである。
図5A〜D、6A〜C、7A〜Eおよび8A〜Cに図示される動作は、2つのモータ(T1およびT2)のみが、本明細書に記載された機械的スイッチ機構を介した各アームのほぼ独立した伸長/収縮動作および同側デュアルスカラアームの回転を生じさせることを実現したものである。これと比較して、標準的な同側デュアルスカラアームは、2つのアームの伸長/収縮および回転を生じさせるために、3つの(3)モータを必要とする。このため、本明細書に開示されている機械的スイッチ機構は、1つの(1)モータの排除および対応するコスト削減ならびにスペース削減の利点を実現する。
理解され得るように、エンドエフェクタ、フォアアームおよびアッパーアームは、アーム伸長収縮が、図9Aに示される軸P沿い等の移動軸に沿ったエンドエフェクタの移動を生じさせるように、ショルダーにおける回転ジョイントを中心としたアッパーアーム回転が、アッパーアームおよびフォアアームの間およびフォアアームおよびエンドエフェクタの間の相対的運動を生じさせるように、同期システムによってリンクされる。図9A〜Cは、以下に説明される例示的実施形態に従う、3つの異なる伸長位置における同側デュアルスカラアームまたはアームアセンブリのための例示的な同期システムを示す。基板搬送装置300は、駆動部(T1およびT2モータは図示せず)、及び該駆動部とアームまたはアームアセンブリ491L、491Rとの間の連結システムを含んでもよい。この実施例において、2つのスカラアームアセンブリを有する基板搬送300が示されるが、代替の実施形態において、基板搬送は、アームアセンブリのあらゆる好適な数および/または構成を有するあらゆる好適な構成を有してもよい。駆動部および連結システムは、図3〜8で前述のように、駆動部の2つの駆動モータ(T1およびT2)に、実質的に互いに独立した1つよりも多いスカラアームの伸長/収縮および回転を生じさせる、機械的スイッチ機構と本明細書で称されるものを含む、または画定する。T1およびT2モータは、搬送チャンバの底部に真空システム構成要素を載置可能であり得る、真空外の可能性もある、搬送チャンバ壁に組み込まれる固定子巻線と連結される2つの積層リング(回転子)から構成してもよい。さらに、搬送チャンバ中心から離してアッパーアームショルダーを配置することにより、SEMI到達範囲に、先行技術のスカラアームデザインに対して大幅に小さいアームが提供される。
再び図9A〜Cを参照すると、例示的な実施形態において、アーム491L、491Rは、搬送装置300のアームA、B 41、43と実質的に同様であり、アッパーアーム部材490L、490Rと、フォアアーム部材460L、460Rと、それぞれの回転ジョイント492、493、494、495を通じて互いに接続されるエンドエフェクタ430L、430Rと、を含む。代替の実施形態では、アームは、より多くの、またはより少ない関節を有してもよい。例示的実施形態では、アッパーアーム490L、490Rは、回転ジョイント402、401(例えばショルダージョイント24、図4A〜4D参照)の周囲を旋回する。アッパーアーム490L、490Rの近位端は、上述のように、回転ジョイント404、406を通じて、連結システムのリンク422L、422Rに旋回可能に結合される。アッパーアーム490L、490Rの遠位端は、例えば、回転ジョイント492、493において、フォアアーム460L、460Rのそれぞれの近位端に旋回可能に結合されてもよい。例示的な実施形態では、フォアアーム460L、460Rの遠位端は、回転ジョイント494、495において、エンドエフェクタ460L、460Rに旋回可能に結合されてもよい。エンドエフェクタ460L、460Rは、エンドエフェクタの前部からエンドエフェクタの後部まで延びる長手方向軸を有してもよい。エンドエフェクタの長手方向軸は、図3〜8の上述のように、アームの伸長および収縮経路Pと整列させてもよい。代替の実施形態では、アームは、伸長/収縮の軸Pと相対的に、あらゆる所望の構成を有してもよい。
本例示的実施形態では、連結システムのリンク48A、48B(図3〜8参照)は、上述のように、リンク423L、423Rが、それらのそれぞれのアームの一部分または拡張部を形成するように、それぞれ、アッパーアーム490L、490R内に組み込まれてもよく、またはその一部分としてもよい。代替の実施形態では、アームは、あらゆる好適な様態で、アッパーアーム部分423L、423Rを含めるように構成されてもよい。上記にも述べたように、回転ジョイント402、401(モータT2に載置)は、それぞれ、アッパーアーム490L、490Rの旋回ポイントであってもよい。他の代替の実施形態では、アッパーアーム部分423L、423Rは、それぞれのディスクがポイント402または401の周囲を回転する時に、それによって、それぞれのアッパーアーム491L、491Rが回転するようにアッパーアームに載置される、プーリーまたはディスクに接続されてもよい。さらに他の代替の実施形態では、アッパーアーム部分は、トルクをアッパーアームに与えるために、アームのあらゆる部分に従属してもよい。認識され得るように、図9A〜Cに示されているように、他のアッパーアームに対するアッパーアーム部分423L、423Rの関係または配向は、例示的なものに過ぎず、アッパーアーム部分423L、423Rは、アッパーアームに対してあらゆる好適な関係/配向を有してもよい。
示される例示的実施形態において、アーム491L、491Rはまた、フォアアームを駆動するためのベルトおよびプーリーシステムを含んでもよい。例えば、プーリー435L、435Rは、アッパーアームが回転する時に、それらのそれぞれのプーリー435L、435Rが、装置フレームと相対的に静止したままである(例えば、アッパーアームの運動が、アッパーアームと対応するプーリーとの間の相対的な移動を生じさせる)ように、ジョイント402、401(例えば、ポスト24に固定、図4Dを参照)において、(静止)固定具またはハブに連結されてもよい。第2の(アイドラ)プーリー445L、445Rは、ジョイント492、493の周囲に、フォアアーム460L、460Rに連結されてもよい。プーリー435L、445L、および435R、445Rは、アッパーアーム490L、490Rが回転する時に、プーリー435L、435Rとの相対運動で、プーリー445L、445Rがベルトを介して駆動回転されるように、あらゆる好適なベルトまたはバンド440L、440Rによって接続されてもよい。代替の実施形態では、プーリーは、プーリーにピン留めされるか、そうでない場合は固定されてもよい1つ以上の金属バンドによって接続されてもよい。他の代替の実施形態では、あらゆる好適な可撓性バンドがプーリーに接続されてもよい。さらに他の代替の実施形態では、プーリーは、あらゆる好適な様態で接続されてもよく、または他のあらゆる好適な伝達システムが使用されてもよい。プーリー435L、435R、445L、445Rは、ジョイント402、401の周囲のアッパーアーム490L、490Rの回転が、フォアアーム460L、460Rのうちのそれぞれ1つの所望の回転を、反対方向に生成するように、アーム部材の移動が拘束されるように構成されてもよい。例えば、この回転関係を達成するために、プーリー445L、445Rに対するプーリー450L、450Rの半径の比率は、2:1の比率であってもよい。
例示的実施形態では、プーリー450L、450R、465L、465R、およびベルト455L、455Rを含む、第2のベルトおよびプーリーの配設は、共通の進行経路Pに沿ったエンドエフェクタ430L、430Rの半径方向の配向または長手方向軸が、アーム491L、491Rの伸長または収縮時に維持されるように、エンドエフェクタ430L、430Rを駆動するように提供されてもよい。プーリー450L、450Rは、ジョイント492、493の周囲に、それらのそれぞれのアーム490L、490Rに連結されてもよく、プーリー465L、465Rは、ジョイント494、495の周囲に、それらのそれぞれのアーム430L、430Rに連結されてもよい。本実施例では、プーリー465L、465Rに対するプーリー450L、450Rの比率は、1:2の比率であってもよい。図9A〜Cで分かるように、例示的な実施形態では、プーリー450L、450Rは、プーリー445L、445Rがフォアアーム460L、460Rとともに回転する時に、プーリー445L、445Rが、それらのそれぞれのアッパーアーム490L、490Rに対して静止したままであるように、ジョイント492、493の周囲に、プーリー450L、450Rのうちのそれぞれ1つと一致して載置される。 あらゆる好適なベルト455L、455Rは、フォアアーム460L、460Rが回転する時に、プーリー465L、465Rが駆動回転するように、プーリーのそれぞれの対を接続してもよい。代替の実施形態では、プーリーは、プーリーにピン留めされるか、そうでない場合は固定されてもよい1つ以上の金属バンドによって接続されてもよい。他の代替の実施形態では、あらゆる好適な可撓性バンドが、プーリーに接続されてもよい。さらに他の代替の実施形態において、プーリーは、あらゆる好適な様態で接続されてもよい。
エンドエフェクタ430L、430Rは、回転ジョイント494、495において、それぞれのフォアアームに連結されてもよい。エンドエフェクタ430L、430Rは、図9B、9Cで分かるように、アームが伸長または収縮した時に、エンドエフェクタ430L、430Rが、共通の進行経路Pと長手方向に整列されたままになるように、プーリー465L、465Rのうちのそれぞれ1つに駆動連結されてもよい。本願明細書に記述されているベルトおよびプーリーシステムは、生成されるいかなる粒子もアームアセンブリ内に入らないように、アームアセンブリ491L、491R内に収容されてもよい。好適な通気/真空システムを、粒子が基板を汚染するのをさらに防止するように、アームアセンブリ内に採用してもよい。代替の実施形態では、同期システムを、アームアセンブリの外側に位置付けてもよい。他の代替の実施形態では、同期システムは、あらゆる好適な場所にあってもよい。
さらに図9A〜Cを参照すると、基板搬送装置300の動作は、本明細書に開示する機械的スイッチ機構を利用する図3〜8で先に説明するものと同様である。図9Aで分かるように、基板搬送部300は、収縮位置にある両方のアーム491L、491Rとともに、初期または中立位置にある。連結システムおよびアームの一部分は、基板搬送部の移動部品によって生成される粒子が基板を汚染するのを防止するように好適に構成された筐体内に位置付けられてもよい。例えば、アームが通過するように、スロットが筐体内に提供されてもよく、スロットとアームとの間のいかなる開口部も可撓性シールで封止されている。代替の実施形態では、筐体は、基板が、搬送部の移動部品によって生成され得る粒子による基板の汚染を防止するように、あらゆる好適な構成を有してもよい。他の代替の実施形態では、連結システムは、筐体内になくてもよい。図9Bにおいて、アーム491Lは、伸長位置にあり、一方で、アーム491Rは、その収縮位置にある。図9Cにおいて、アーム491Rは、伸長位置にあり、一方で、アーム491Lは、その収縮位置にある。アーム491L、491Rの伸長および収縮は、図3〜8で先に説明されるシステムに連結する駆動および機械スイッチを使用して達成される。
ここで図9C〜Dを参照すると、アッパーアーム490Lの回転は、アームが伸長する時に、フォアアーム430Lが、回転ジョイント492の周囲を反対方向に実質的に同じ量だけ回転するように、ベルト440Lを介して、静止プーリー435Lにプーリー445Lを駆動させる。フォアアーム490Lの回転は同様に、エンドエフェクタが、ベルト455Lを介して、ポイント494の周囲を回転するように、プーリー450Lにプーリー465Lを駆動させる。ポイント494の周囲のエンドエフェクタの回転は、アーム491Lが伸長および収縮する時に、エンドエフェクタ430Lの半径方向の配向または長手方向軸が、共通の進行経路Pに沿って維持されるようにする。したがって、図9A〜Cに関して上に説明するとおり、フォアアーム430Lの回転は、ポイント492の周囲のアッパーアーム490Lの回転に従動し、エンドエフェクタ430Lの回転は、ポイント494の周囲のフォアアーム460Lの回転に従動する。その結果、アーム491Lは、半径方向に伸長し、一方で、アーム491Rは、実質的にその収縮位置に静止したままである。アーム491Lの収縮は、実質的に逆の様態で生じる。
アッパーアーム490Rの回転は、アームが伸長する時に、フォアアーム460Rが、回転ジョイント493の周囲を反対方向に同じ量だけ回転するように、ベルト440Rを介して、静止プーリー435Rにプーリー445Rを駆動させる。よって、フォアアーム460Rの回転は、エンドエフェクタがポイント495の周囲を回転するように、ベルト455Rを介して、プーリー450Rにプーリー465Rを駆動させる。エンドエフェクタのポイント430Rの周囲の回転は、アーム491Rが伸長または収縮する時に、エンドエフェクタ430Rの半径方向の配向または長手方向軸が、共通の進行経路Pに沿って維持される程度である。したがって、アーム491Lに関して上述したように、フォアアーム460Rの回転は、ポイント493の周辺のアッパーアーム490Rの回転に従動し、エンドエフェクタ430Rの回転は、ポイント495の周囲のフォアアーム460Rの回転に従動する。その結果、アーム491Rは、半径方向に伸長し、一方で、アーム491Lは、実質的にその収縮位置に静止したままである。アーム491Rの収縮は、実質的に逆の様態で生じる。
認識され得るように、例示的実施形態では、エンドエフェクタ430L、430Rは、共通の進行経路Pに沿って進行してもよく、エンドエフェクタは、進行経路Pに沿って異なる平面内にあるように構成されてもよい。代替の実施形態では、アーム491L、491Rは、エンドエフェクタが共通の経路Pに沿って進行することができるように、異なる高さになるように構成されてもよい。他の代替の実施形態では、搬送部は、複数のエンドエフェクタが共通の進行経路に沿って進行できるようにするための、あらゆる好適な構成を有してもよい。さらに他の代替の実施形態において、エンドエフェクタは、略並行または互いに対して角度を持った異なる経路に沿って進行し得る。経路は、同一面上に位置してもよい。図に示されている連結システムのリンケージの運動は、例示的なものに過ぎず、代替の実施形態では、リンケージは、互いに独立して、アームの駆動から切り替える、あらゆる所望の運動範囲を提供および受けるように配設されてもよい。
別の例示的実施形態に従い、同側デュアルスカラアームおよび機械的スイッチ機構を有する基板搬送装置は、同軸駆動シャフトアセンブリを有する駆動部から電力供給されてもよい。例えば、図4Eに示され得るように、駆動システム100は、それぞれモータ104、103によって駆動される同軸の内外駆動シャフト101、102を有してもよい。モータ103、104は、それらの各駆動シャフト102、101に取り付けられる回転子103R、104R、回転子を駆動するための固定子103S、104Sをそれぞれ有してもよく、固定子103S、104Sは、駆動システム100の筐体100Hに静止して接続される。代替の実施形態において、駆動システムは同軸でなくてもよい。なお、駆動システム筐体100Hの少なくとも一部分がチャンバ30の内部の一部分を形成するように、駆動システム100の筐体100Hを、チャンバ30(図4A)に連結してもよいことに留意されたい。一実施形態において、固定子103S、104Sはチャンバ雰囲気から適切に隔離されているが、回転子103R、104Rは、チャンバ30の雰囲気内に配置されてもよい。同軸駆動システム100の好適な実施例は、米国特許番号第5,720,590号、第5,899,658号、第5,813,823号、および第6,485,250号および/または特許文書番号第2003/0223853号の記載と実質的に同様であってもよく、これは、参照することによってその全体として本明細書中に組み込まれる。代替の実施形態において、あらゆる好適な駆動部は、例えば非同軸駆動アセンブリまたは磁気駆動アセンブリ等に採用されてもよい。
駆動部は、駆動部のパーツを移動させることで生じ得る、あらゆる粒子による基板の汚染または破損を防ぐために、基板搬送の筐体内に収容してもよい。この実施例において、上記のように、同軸駆動アセンブリは、内外駆動シャフト101、102を有してもよい。外駆動シャフト102は、外駆動シャフト102が回転されたアーム491Lである場合に、基板搬送装置の491Rが、外駆動シャフト102の回転軸の周囲を回転されるように、基板搬送の筐体に接続されてもよい。内駆動シャフト101は、内駆動シャフト101が回転する場合に、連結システムが内駆動シャフト101の回転軸(つまり、回転ポイント42)の周囲を回転または旋回するように、回転ポイント42において連結システムに接続されてもよい。例示的実施形態において、外駆動シャフトが回転される際に、デュアルアームが、以前に記載され、かつ図3〜8に示されるものと同様に、独立して伸長/収縮されてもよいように、外駆動シャフト102は、基板搬送装置のモータ回転子に(アーム伸長/収縮に電力供給するT1モータと概して同様に)接続されてもよい。理解され得るように、同軸駆動アセンブリの内駆動シャフト101は、基板搬送装置のアームが実質的に一体となって回転する際に、搬送装置のアームが伸長または収縮しないようにするために、外駆動シャフトと同一方向に、かつ、実質的に同じ速度で、さらに回転してもよい。内駆動シャフト101は、内駆動シャフト101が回転される時に、連結システムが内駆動シャフトの回転軸(つまり、回転ポイント42)の周囲を回転または旋回するように、回転ポイント42において連結システムを介して、(モータT2といくらか類似した)ハブアセンブリに接続されてもよい。
次に図10A〜Bを参照すると、同軸駆動アセンブリを有する機械的スイッチ機構を組み込む、同側デュアルスカラアームを有する、基板搬送装置310が図示されている。図10Aにおいて、アームA141およびアームB143を含む同軸駆動アセンブリを有する搬送装置が、搬送チャンバ130内に配置されている。図10Bにおいて、同側デュアルスカラアームが、搬送チャンバ(これも図示せず)を有するアームA141およびアームB(便宜上、その一部のみが示される)として示される。アームおよび搬送チャンバは、前述の搬送チャンバ30におけるアームA、Bと実質的に同様である。同様の特徴には同様の番号が付けられている。搬送310用の基板は示されていないが、エンドエフェクタ132上に位置するべきものである。この実施例において、フォーク形状を有するものとしてエンドエフェクタ132が示されるが、代替の実施形態において、エンドエフェクタは、水かき形状を含むがこれに限定されない代替の形状であってもよい。エンドエフェクタ132はリストまたは旋回ジョイント134に旋回可能に接続されるが、これは、次に、各アームA141およびB143のためのフォアアーム136に接続される。フォアアーム136はエルボーまたは旋回ジョイント138に旋回可能に接続され、これは次に、アームA141およびアームB143のそれぞれのアッパーアーム140に接続される。アームA141およびB143のためのアッパーアーム140は、次に、それらの各アームショルダージョイント146を介して、T1およびT2モータ150、144のための、共通ベースまたは載置プレート142に載置される。T1およびT2モータのための同軸駆動アセンブリ中心は、共通ベースまたは載置プレート142の中心でもある。この実施形態において、伸長アーム147は、T1モータ150のために、同軸駆動シャフトから半径方向外側に伸長する。さらに、クランクリンク148は、アームA141およびB143のそれぞれのための、アームショルダージョイント146を、伸長アーム147またはモータT1上の回転ジョイント152に接続する。図10A〜Bに示されるように、例示的実施形態において、2つのクランクリンク148は、同軸駆動アセンブリ142の中心からオフセットである共通旋回ポイント152を共有してもよいが、代替の実施形態において、リンクは、オフセットな回転ジョイントにおいてモータT1に連結されてもよい。
さらに図10A〜Bを参照すると、エンドエフェクタ132上の基板Sの捕捉および配置のための、アームA141またはアームB143の伸長を生じさせるために、T2モータ144が静止している間、T1モータ150は回転する。T1モータが一方向に回転する時に、1つのアームは伸長または収縮し、一方で、第2のアームは、図3A〜Bにおいて前述したのと同様に、実際には動かない。図10Aは、アームBが搬送チャンバ130内を収縮し得る間の、例えば搬送チャンバ130の空間内を越えた、伸長位置にあるアームA141を示す。アームA141のこの運動は、基板Sを捕捉し、格納チャンバまたは処理ステーションに配置できるようにする。アームの純粋な回転を生じさせるために、T2モータ144およびT1モータ150の両方は同じ角度へと回転する。これにより、アームA141およびアームBのためのクランクリンク148が、伸長または収縮を生じさせるために、2つのアームのうちの1つにトルクが印加されないように、互いに静止したままにさせる。同軸駆動アセンブリを含むこの実施形態では、T1およびアームショルダージョイント146は、共通回転軸の周囲を回転する。
次に図11A〜Dを参照すると、アームA141の伸長運動が、本明細書に開示されている同軸駆動アセンブリを有する機械的スイッチ機構を組み込む、同側デュアルスカラアームを有する基板搬送装置310のための、4つの異なる伸長位置で図示される。図11Aにおいて、2つのクランクリンク148、およびT1モータ150にプレート144を載置するT2モータ上のアームショルダージョイント146を接続する伸長アーム147は、T1150の周囲に沿ってポイント162で収束する。T1150が時計回り方向に回転する際、クランクリンク148および伸長アーム147も、図11Bで、T1の周囲に沿って、ポイントB164へと回転し、これは次に、アームB143が基本的に収縮位置に固定されたままである間、アームA141を右(P方向)方向外側に伸長させる。T1150がさらに時計回り方向に回転する際、クランクリンク148および伸長アーム147はさらに、図11Cで、T1150の周囲に沿ってポイントC166へと回転し、これは次に、アームB143がさらに基本的に収縮位置に固定されたままである間、アームA141をさらに右方向外側に伸長させる。T1150がさらに時計回り方向に回転すると、クランクリンク148および伸長アーム147は、図11Dで、T1の周囲に沿ってポイントD168へとさらに回転し、これによって、次に、アームB143がまだ基本的に収縮位置に固定されたままである間、アームA141をさらに右方向外側に伸長させる。アームA141を収縮させるために、T1150の方向は、ポイントC166、B164、およびA162に沿って、逆方向にされる。代替の実施形態において、2つのアーム141、143のための2つのクランクリンク148は、T1150に対する伸長アーム147の同じポイントに収束する必要はない。
本明細書に開示されている基板搬送装置の別の例示的実施形態に従い、図12A〜12Bおよび13A〜13Cに示され得るように、左右対称スカラアーム駆動構成は、図3〜11で前述したように、同側デュアルスカラアーム駆動構成の配置に利用してもよい。左右対称スカラアーム駆動構成において、基板搬送装置の2つ以上のアームは、互いに異なるまたは対向する方向に配設および/または配向してもよい。前述したものと同様の機械的スイッチ機構を利用する左右対称スカラアームデザインを有する基板搬送装置は、アームAおよびアームBを同じ面に配置し、これに従ってより小さい運動領域(envelope of motion)を有することを可能にする。このことは、次に、搬送チャンバ容量の最小化を可能にし得るため、ひいては、基板の相互汚染の可能性が低下し得る。機械的スイッチ機構を利用する左右対称のアーム構成を有する、同側デュアルアームのための、前述した実施形態と同様に、アームAおよびアームBの独立した伸長/収縮および回転は、2つのモータ(T1およびT2)のみで行われてもよい。T1およびT2モータはさらに、真空外の可能性もある、搬送チャンバ壁に組み込まれる固定子巻線と連結される2つの積層リング(回転子)から構成してもよく、これにより、真空システム構成要素の搬送チャンバ底部への載置を可能となり得る。さらに、搬送チャンバの中心から離してアッパーアームショルダーを配置することにより、SEMIの到達範囲に、先行技術のスカラアームデザインに対して大幅に小さいアームが提供される。
さらに図12A〜Bを参照し、例示目的にすぎない、実質的に独立したアーム運動のための左右対称スカラアーム構成および機械的スイッチ機構として称され得るものを有する、搬送装置320の略平面図と、モータの置換に関する各アーム運動を示すグラフとを、それぞれ示す。機械的スイッチ機構は、前述のものと概して同様にしてもよく、対応するアーム部(例えばスカラアームのアッパーアーム)上の回転ジョイントによってそれぞれ接続される2つ以上のリンク247、248を含んでもよい。例示的実施形態において、T1モータ250およびT2モータ244等の各モータは、ここに旋回可能に接続されるリンク247、248(例えばT1モータへのリンク248およびT2モータへのリンク247)を有する。図示される例示的実施形態において、1つのクランクリンク247は、アームB241のエルボージョイント238をT2244に接続する。その他のクランクリンク248は、アームA244のエルボージョイント238をT1250に接続する。T1およびT2250、244は、図4Dに示され得る、上述のものと実質的にと同様なモータにしてもよい。例示的実施形態において、各スカラアームは、対応する回転ジョイント246A、246Bを介して、ショルダージョイントにおいて、例えば、T1、T2モータの各回転子へと接続される。図12Aに最も良く示され得るように、例示的実施形態において、(アームAの)回転ジョイント246Aは、T2モータ回転子に固定され、一端において(アームAの)アッパーアーム240Aに連結されるリンク248は、T1モータ回転子に連結される。逆に、アームBのショルダージョイント246BはT1モータ回転子に固定され、リンク247は、T2モータ回転子においてピン固定される。
図12Aに示され得る例示的実施形態において、左右対称デュアルスカラアームは、図示されていない搬送チャンバを有するアームA241およびアームB243として示される。搬送320のための基板はSによって示され、エンドエフェクタ232上に配置される。エンドエフェクタは、フォークおよび水かき形状を含むがこれに制限されない、あらゆる好適な形状にしてもよい。エンドエフェクタ232A、Bは、リストジョイント234A、Bに旋回可能に接続され、これは次に、各アームA241およびB243のためのフォアアーム236A、Bに接続される。フォアアーム236はエルボージョイント238に旋回可能に接続され、これは次に、アームA241およびアームB243のそれぞれのためのアッパーアーム240に接続される。前述のように、アームA241およびB243のためのアッパーアーム240A、Bは、次に、各アームショルダージョイント246A、Bを介して、T1、T2モータのための対応する回転子244、250に、それぞれ載置される。前述のように、一方のクランクリンク247は、アームB243のエルボージョイント238をT2の244に接続する。他方のクランクリンク248は、アームA241エルボージョイント238をT1250に接続する。
エンドエフェクタ232上の基板Sの捕捉および配置のためのアームA241またはアームB243の伸長を生じさせるために、T2のモータ244が静止している間、T1モータ250は回転する。この種のスイッチ機構を利用して、T1250が一方向に回転し、かつ、T2の244が静止している時の実施例として、1つのアームの伸長および収縮が生じる。より具体的には、T1またはT2モータのいずれかが回転して、T2およびT1モータの間の相対的運動を一方向に生じさせる時に、1つのアームは伸長または収縮し、第2のアームは、機械的スイッチ機構のために、実際には動かない。T2244およびT1250モータの相対的運動が対向する方向である場合、第1のアームに対して対向して配置された他方のアームの伸長が生じる。より具体的には、T2モータが対向方向に回転する時、第1のアームは機械的スイッチ機構の動作の原則により、実際には動かないが、第2のアームは、伸長または収縮する。図示されている実施形態において、対応する回転子250、244上の各回転ジョイント(例えばショルダージョイント246A、Bおよびリンクの旋回)は実質的に同軸であるものとして図示されているが、これは例示にすぎず、代替の実施形態において、ショルダージョイントおよび各回転子上のリンク旋回は互いにオフセットにしてもよい。アーム241、243の回転を実質的に一体に生じさせるために、T2モータ244およびT1モータ250の両方が同じ度に回転する。
図12Bを参照すると、機械的スイッチ機構の動作の原則が、T1およびT2の間の回転角度の差に対するアームAおよびBの伸長角度を示す、グラフに図示されている。アーム伸長角度および伸長/収縮するアームのためのT1およびT2の間の、直線状の関係が存在する。1つのアームの伸長/収縮の間、他方のアームは、実際には伸長/収縮しない。さらに、左右対称デュアルスカラアームと共に使用される機械的スイッチと共に、対称軸に対向して2つのクランクリンク247、248が取り付けられるため、T1が一方向に回転する時に、1つのアームは物理的にロックし、他方のアームはT1と共に自由に回転する。これに従って、T1が対向方向に回転する場合、以前にロックされたアームは解放され、以前に自由なアームが物理的にロックする間、T1と共に自由に回転する。これにより、T1の回転の方向および度によって、2つのアームの独立した伸長が可能になる。さらに、T1およびT2の両方が共に回転すると、2つのアームは、伸長するために、対向するものとして回転する。
次に、図13A〜Cをさらに参照すると、図12A〜Bの機械的スイッチ機構を組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置320が図示される。図13AおよびCにおいて、アームAおよびBを含む搬送装置が、搬送チャンバ230内に配置される。図13Bにおいて、左右対称デュアルスカラアームは、図示されない搬送チャンバと共に、アームA241およびアームB243として示される。
次に図14A〜Cを参照すると、アームB243の伸長運動が、本明細書に開示されている機械的スイッチ機構を組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置320のための、3つの異なる伸長位置において図示されている。図14Aにおいて、アームB243はやや伸長して示され、一方で、アームA241は、T1250に沿ったポイント262においてアームB243の運動を生じさせるクランクリンク248と共に、完全に収縮して示される。図14Bに示され得るように、T1250が時計回り方向に回転する(T2モータ回転子244に対して)際に、T1回転子250に接続されるクランクリンク248は、T1回転子250の周囲と共に移動し、これは次に、アームB243を右方向外側に伸長させ、一方で、アームA241は基本的に収縮位置に留まる(しかし、回転子250の回転で示されるように、回転されてもよい)。これに従って、(アームA241運動を生じさせるための)クランクリンク247は回転ジョイント240において解放され、これによって、ショルダージョイント246Aの周囲のアッパーアーム240Aの回転運動は生じない。図14Cに示され得るように、T1250がさらに時計回り方向に回転すると、T1回転子250に接続されるクランクリンク248は、T1250と共にさらに移動し、アームA241が依然としてほぼ収縮位置に固定された状態を維持する一方でアームB243をさらに右方向外側に伸長させる。これに従って、アームB243運動を生じさせるクランクリンク248は、T1250に沿って、ポイントB264からポイントC266へと移動する。アームB243を収縮させるためには、T1250の方向は、ポイントC266、B264、および262に沿って、逆方向になる。
図15A〜Cを参照すると、アームA241の伸長運動が、本明細書に開示されている機械的スイッチ機構を組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する、基板搬送装置320のための、3つの異なる伸長位置に図示されている。理解され得るように、図15A〜15Cに示され得る搬送装置は、図14A〜14C(例えば、ステーションを保持する基板からの交換を行う場合等)に図示される装置の向きから180度回転してもよい。図15AにおいてアームA241は、やや伸長されて示され、一方で、アームB243は、T1250に沿って、ポイントD272において、アームA241運動を生じさせるクランクリンク247と共に、完全に収縮して示されている。図15Bに示され得るように、T2回転子244がT1回転子250に対して反時計回り方向に回転すると、T2回転子244に接続されるクランクリンク247も、T2の244回転子の周囲と共に移動し、これは次に、アームB243がほぼ収縮位置に固定された状態を維持する(クランクリンク248が解放される)一方で、アームA241を、右方向外側に伸長させる。これに従って、アームA241運動を生じさせるクランクリンク247は、T2244に沿ってポイントD272からポイントE274へと移動する。図15Cに示され得るように、T2244がさらに反時計回り方向に回転すると、T2回転子244に接続されるクランクリンク247はさらにT2244周囲に沿って回転し、アームB243が依然としてほぼ収縮位置に固定された状態を維持する一方でアームA241をさらに右側外側に伸長させる。これに従って、アームA241運動を生じさせるクランクリンク247は、T2244に沿って、ポイントE274からポイントF276へと移動する。アームA241を収縮させるためには、T2244の方向は、ポイントF276、E274、およびD272に沿って逆方向にされる。
図16A〜Dを参照すると、アームA241およびアームB243の回転運動を、本明細書に開示されている機械的スイッチを組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置320のための、4つの異なる回転位置において図示する。図16Aにおいて、2つのアーム241、243は、Pに沿って対向する方向を指している。T1およびT2モータ250、244の両方が同一方向に(例えば反時計回り方向に)、等しい量、回転する場合、アームAおよびB、241、243は、これに従って、図16B、16C、および16Dに示される連続体に沿って、(方向T1およびT2のどちらが回転するかにより)例えば反時計回り方向に回転する。T1およびT2が時計回り方向に等しい量回転する、別の実施例において、アームAおよびB、241、243は、これに従って、図16B、16C、および16D(つまり、回転のシーケンスは16Aから16Dではなく図16Dから16Aとなる)に示される反時計回り回転と実質的に対向するように、例えば、時計回り方向に回転する。
本明細書に開示されている機械的スイッチを利用する左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置の別の例示的実施形態において、T1およびT2モータをスカラアームおよび機械的スイッチに連結させるために、同軸駆動シャフトアセンブリを使用してもよい。このため、この実施形態において、T1およびT2の回転中心は実質的に同じであってよい。同軸駆動は、図4Eについて上述されているものと実質的に同様にしてもよい。外駆動シャフト102は、外駆動シャフト102が回転する時に、デュアルアームが、図12〜16で前述した機械的スイッチの動作原則を基にして独立して伸長/収縮してもよいように、基板搬送装置のT1モータ回転子に接続されてもよい。理解され得るように、同軸駆動の内駆動シャフト101も、基板搬送装置のアームが回転する際に、搬送装置のアームが伸長または収縮しないようにするために、外駆動シャフト102と同一方向かつ同じ速度で回転してもよい。内駆動シャフト101は、内駆動シャフト101が回転する時に、連結システムが、T2の回転を生じさせるために、内駆動シャフト101の回転軸(つまり、回転ポイント242)の周囲を回転または旋回するように、回転ポイント242において、連結システムを介して、T2ハブアセンブリに接続される。
次に図17A〜Bを参照すると、同軸駆動アセンブリを有する機械的スイッチ機構が組み込まれた左右対称デュアルスカラアームを有する、基板搬送装置380が示されている。図17A〜Bにおいて、アームA341およびアームB343を含む同軸駆動アセンブリを有する搬送装置380が、搬送チャンバ330内に配置される。この実施例において、同軸駆動アセンブリは、図3A、および4A〜Dについて上述のように、チャンバ330壁に組み込まれた固定子を含んでもよい。別の実施形態において、同軸駆動は、図4Eで示されるものと同様にしてもよい。図17Cにおいて、左右対称デュアルスカラアームは、搬送チャンバ(図示せず)と共に、アームA341およびアームB(図示せず)として示される。図17Aにおいて、搬送用の基板Sは、フォーク状のエンドエフェクタ332上に配置して示されているが、図17B〜Cでは図示されない。エンドエフェクタ332はさらに、水かき形状を含むがこれに制限されない代替形状にしてもよい。エンドエフェクタ332はリストまたは旋回ジョイント334に旋回可能に接続され、これは次に、各アームA341およびB343のためのフォアアーム336に接続される。フォアアーム336はエルボーまたは旋回ジョイント338に旋回可能に接続され、これは次に、アームA341およびアームB343のそれぞれのためのアッパーアーム340に接続される。アームA341およびB343のためのアッパーアーム340は次に、それらの各アームショルダージョイント346を介して、T1およびT2モータ350、344のための共通ベースまたは載置プレート342に載置される。T1およびT2モータのための同軸駆動アセンブリの中心は、共通ベースまたは載置プレート342の中心でもある。この実施形態において、2つの伸長アーム349A、349bは、T1およびT2モータ350、444のための同軸駆動シャフトから半径方向外側に伸長する。さらに、2つのクランクリンク347、348は、伸長アーム349a、349b上の旋回ポイント352(図17Cの点線に示される)へ、アームA341およびB343のそれぞれのためのアームショルダージョイント346を接続する。伸長アーム349a、349bは、アームショルダー346を、T1350およびT2444の中心または回転軸351に接続する。図17B〜Cに示され得るように、2つの伸長アームは異なる軸から出現するが、同じ回転軸351を有する。2つのクランクリンク347、348は共通の収束部または旋回ポイントを共有しないが、同軸駆動アセンブリ351の中心からオフセットになっている。
さらに図17B〜Cを参照すると、エンドエフェクタ332上の基板Sの捕捉および配置のためのアームA341またはアームB343の伸長を生じさせるために、T2モータ344が静止している間、T1モータ350は回転される。T1モータが一方向に回転される時に、1つのアームは伸長または収縮し、第2のアームは、前述した図12A〜Bにおける動作の原則により、実際には動作動かない。とりわけ、アームA341を伸長させるために、T1350は反時計回りに回転され、これによって、クランクリンク348は、反時計回り方向にアームA341のアッパーアーム340を回転させ、次に、アームA341が伸長される。図17Bは、アームB343が搬送チャンバ330内で収縮している間の、搬送チャンバ330の空間内を越える伸長位置にあるアームA341を示す。アームA341のこの運動により、基板Sを捕捉し、格納チャンバまたは処理ステーションに配置することができる。実質的に一体となったアーム回転を生じさせるために、T2モータ344およびT1モータ350の両方が、同一方向にかつ同じ度に回転される。これにより、伸長または収縮を生じさせるために、2つのアームのうちの1つにトルクを印加しないようにするために、アームA341およびアームB343のためのクランクリンク347、348および伸長アーム349a、bは、互いに静止したままとなる。同軸駆動アセンブリを含むこの実施形態において、T1およびT2は、共通回転軸351の周囲を回転する。
次に図18A〜Dを参照すると、アームA341の収縮運動が、本明細書に開示されている、同軸駆動アセンブリを有する機械的スイッチ機構を組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置380のための、4つの異なる収縮位置(A〜D)に、図示されている。
図17〜18に示され得ているように、同軸駆動アセンブリを有する機械的スイッチ機構を組み込む、左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置380の動作原則は、対称軸の反対に取り付けられる2つのクランクリンクに基づくため、T1が一方向に回転する時に、1つのアームは物理的にロックし、他方のアームはT1と共に自由に回転する。これに従って、T1が対向方向に回転する時に、以前にロックされたアームは解放し、T1と共に自由に回転し、一方で、以前に自由なアームは物理的にロックする。これにより、T1の回転方向および度数により、2つのアームの独立した伸長が可能になる。さらに、T1およびT2の両方が共に回転する時に、2つのアームは、伸長するために、対向するものとして実質的に一体となって共に回転する。このため、図17〜18に示され得るように、同軸駆動アセンブリを有する機械的スイッチ機構を組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置380の動作の原則は、T1およびT2のための独立した駆動アセンブリと共に機械的スイッチ機構を組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置320(図13〜16)と同じである。
次に図19A〜Cを参照すると、本明細書で開示されている同軸駆動アセンブリを有する機械的スイッチ機構を組み込む左右対称デュアルスカラアームを有する基板搬送装置380のための、3つの異なる位置(A〜C)に、アームA341の収縮運動が示されている。図の左側にアームB343が、図の右側にアームA341が示されている。図19Aでは、アームA341は、伸長して示され、一方で、アームB343は、T1350に沿って、ポイント382において、アームA341運動を生じさせるクランクリンク347と共に、完全に収縮して示される。図15Bに示され得るように、T1350が時計回り方向に回転する際に、ALong T 1350の周囲に沿って接続されるクランクリンク347およびアームA341のエルボージョイント338も、T1350に沿って、ポイントB384へと、T1350の周囲に沿って、時計回り方向に回転する。これによって、次に、アームA341がP方向において内側に収縮され、一方でアームB343はほぼ収縮位置に固定された状態を維持する。アームB343のエルボージョイント338へとT1の周囲に沿って接続されるクランクリンク348は、T1の周囲のポイントD388において、固定されたままであり、これによって、このアーム位置がロックされる。図15Cに示され得るように、T1350が時計回り方向にさらに回転すると、アームA341のT 1350およびエルボージョイント338の周囲に沿って接続されるクランクリンク347は、T1350に沿って、ポイントC386へ、T1350の周囲に沿って時計回り方向にさらに回転する。これにより、アームB343が完全に収縮位置に固定されている一方で、アームA341は、P方向に完全に内側にさらに収縮される。さらに、T1の周囲に沿って、アームB343のエルボージョイント338に接続されるクランクリンク348は、T1の周囲のポイントD388で固定されたままであり、これにより、このアームは配置においてロックされたままとなる。
次に図20A〜20Lを参照すると、例示的実施形態に従う別の基板搬送装置2800が示される。この実施例において、搬送装置2800は、それぞれ、アッパーアーム2840L、2840R、フォアアーム2855L、2855R、およびエンドエフェクタ2830L、2830Rを有する、第1および第2のアーム2891L、2891Rを含む。アーム2891L、2891Rは、図9A〜9Bについて上記のものと実質的に同様にしてもよい。代替の実施形態において、アーム2891L、2891Rは、あらゆる好適な構成を有してもよい。アームのそれぞれのショルダー2802L、2802Rは、載置プラットフォーム2801またはあらゆるその他の好適な載置構造に、回転自在に連結されてもよい。ショルダーは、図20Aに示され得るように、プレート2801上に並列構成で載置してもよい。代替の実施形態において、ショルダー2802L、2802Rは、同軸構成で載置してもよい。載置プラットフォーム2801は、駆動モータT2が、例えば、搬送チャンバ筐体2880に対する伸長および収縮の経路の角度方向を変更させるために、実質的に一体となって、モータT2と共に(駆動モータT1と共に)、時計回りまたは反時計回りでアーム2891L、2891Rを回転させるように、駆動モータT2に固定連結してもよい。各アーム2891L、2891Rのアッパーアーム2840L、2840Rは、接続リンク2899L、2899Rによって、駆動モータT1に接続されてもよい。この実施例において、接続リンク2899L、2899Rは曲線形状を有するものとして示されるが、代替の実施形態において、接続リンク2899L、2899Rは、アーム2891L、2891Rを駆動モータT1に接続するためのあらゆる好適な形状を有してもよい。アーム2891L、2891Rは、アームのそれぞれを伸長および収縮するためのあらゆる好適な方法で、駆動モータT1に接続されてもよい。モータT1、T2は、あらゆる好適な種類のモータにしてもよく、図4Dに関して上述のように、チャンバ30の壁構造内に組み込まれてもよい。代替の実施形態において、駆動部は同軸駆動シャフトアセンブリを採用してもよい。さらに別の代替の実施形態において、モータT1、T2は、例えば、非同軸の駆動アセンブリまたは磁気駆動アセンブリ等の、あらゆる好適な構成を有してもよい。
図20A〜20Fを参照すると、例示的実施形態に従う、別の同側デュアルスカラアームが示されている。アーム2891L、2891Rは、図4A〜4Cについて前述されているものと実質的に同様にしてもよい。しかし、この例示的実施形態において、アームと駆動部との間の連結は、一端において各アーム2891L、2891Rに、別の対向端部において駆動部の1つのみの駆動モータT1に連結されるアーチ状のリンク2899L、2899Rを含む。この実施例において、駆動モータT1、T2は、図4Dについて上述されるように、チャンバ壁に組み込まれるシャフトレス駆動として示されるが、代替の実施形態において、駆動は、本明細書に記載されているものを含むが、これに制限されないあらゆる好適な駆動としてもよい。
図20A〜20Fに示され得るように、いくつかの伸長位置のアーム2891Lの伸長が示される。図に示されるように、図20Aに示される中立位置から反時計回り方向にT1モータが回転すると、アーム2891Rがほぼ収縮状態を維持する一方でアーム2891Lは伸長される。モータT1が図20B〜20Fに示されるように、反時計回り方向(矢印2870の方向)に回転すると、接続リンク2899Lはアッパーアーム2840L上を押し、これによって、アッパーアームは、そのショルダー軸の周囲を反時計回り方向でさらに回転する。アッパーアーム2840L上の接続リンク2899のLを押す効果は、接続リンク2899Lの形状に基づくものであってもよい。代替の実施形態において、接続リンク2899Lを押す効果は、あらゆる好適な方法で提供されてもよい。フォアアーム2855Lおよびエンドエフェクタ2830Lはアッパーアーム2840Lに追従するため、アッパーアームが回転する際に、フォアアーム2855Lおよびエンドエフェクタ2830Lは経路Pに沿って伸長される。図に示され得るように、モータT1が反時計回り方向に回転すると、接続リンク2899Rは、実質的な運動をアッパーアーム2840Rに伝達することなく(つまり、アーム2891Rは収縮位置のままである)、反時計回り方向で、アッパーアーム2840Rと共に、その連結2880Rの周囲を旋回する。接続リンク2899Lがアーム2840を時計回り方向に引っ張ることによって、図20Fに示される位置から図20Aに示される位置へアーム2891Lを収縮させるように、上記と実質的に反対の方法で、アッパーアーム2891Lの収縮を実行する。
図20G〜20Jを参照すると、アーム2891Rの伸長は、アーム2891Lの伸長と実質的に同様の方法で実行してもよい。例えば、アーム2891Rが収縮し、モータT1が(矢印2871方向)図20Gに示される中立位置まで時計回り方向で回転する際に、接続リンク2899Rはアッパーアーム2840R上で押すことを開始し、一方で、接続リンク2899Lは、アッパーアーム2840Lと共にその駆動2880Lの周囲における回転を開始する。モータT1が時計回り方向で回転を継続する際に、アーム2891Rは、図20Gに示される収縮位置から、図20Lに伸長位置へと伸長される。接続リンク2899Lは駆動2880Lの周囲を自由に回転するため、モータT1は、実質的な運動をアーム2891Lに伝達せずに、アーム2891Rを伸長するために回転できる。アーム2891Lの収縮は、その伸長について上述されているものと実質的に反対の方法で実行可能である。
上記のように、T1モータのみが時計回りまたは反時計回り方向に回転する場合、アーム2891L、2891Rのうちの1つは伸長または収縮される。T1およびT2モータの両方が同一方向に、実質的に同じ速度で回転する場合、アーム2891L、2891Rの両方は、例えば、搬送チャンバ筐体2880に対してアームの伸長および収縮Pの方向を変えるために一体となって回転される。
図21Aを参照すると、2×2の同側スカラアーム構成を有する従来の搬送装置の略平面図が示される。理解され得るように、この従来の構成では、3つ以上のモータを、各アームの独立した伸長/収縮および、4つのスカラアームの回転を生じさせるために採用してもよい。なお、各アーム図21Aにおいて配置されるデュアルエンドエフェクタは、最低限の数の駆動モータを有する機械的スイッチを、2×2の同側スカラアーム構成で使用できるように、図4A〜4Bについて前述された搬送装置に組み込んでもよい。
次に図21Bを参照すると、本明細書に開示されている機械的スイッチを使用する同側デュアルスカラアーム(例えば2×2のスカラアーム(全部で4つのアーム)を有するアセンブリ)を有する、基板搬送装置の別の例示的実施形態が示される。このため、基板搬送装置500内に全4つのアームを構成してもよい。図21Aに示される等の従来の装置とは対照的に、図21Bに図示されている実施形態において、本明細書に開示されている機械的スイッチを利用する基板搬送装置500のための2×2の同側スカラアーム構成は、各一対のアームの独立した伸長/収縮および4つのスカラアームの回転を生じさせるために、2つのモータのみを使用する。図21Bにおいて、アーム1A541は、あらゆる好適な搬送541TA(ベルト/プーリーシステム等)を介してアーム2A542に連結されてもよく、アーム1B543は、別の好適な搬送(図示せず)を介してアーム2B544に連結されてもよい。搬送装置は、搬送チャンバ530内に少なくとも一部を収容してもよい。スカラアームおよび機械的スイッチは、以前に記載したものおよび同側デュアルアーム構成(同様の特徴は同様の番号が付される)のために図3〜11において記載されているものと概して同様であってもよく、以前に記載されているものと同様の方法でアーム移動を生じさせてもよい。T1およびT2モータは、それぞれ搬送チャンバ530に組み込まれる固定子巻線に連結され、かつ例えば真空またはチャンバ雰囲気外の、2つの積層リング(回転子)550R、544を有するT1およびT2モータと概して同様にしてもよい。代替の実施形態において、デュアルスカラアームのための駆動部は、同軸駆動シャフトアセンブリを採用してもよい。別の代替の実施形態において、あらゆる好適な駆動部は、例えば非同軸駆動アセンブリまたは磁気駆動アセンブリ等に使用してもよい。駆動部は、駆動部の移動部分から生じ得る粒子による基板への汚染または破損を防ぐために、基板搬送の筐体内に収容してもよい。図21Aの従来のデザインとの比較において、図21Bにおいて図示される機械的スイッチ機構を使用するデュアルスカラアーム駆動は、例えば搬送チャンバの中心から離れたアッパーアームショルダーの配置を実現し、これに従って、大幅に小さいためにより軽いアームと共に、ステーション到達範囲が提供される。
図21Bに最も良く示され得るように、例示的実施形態において、リンケージ548A、548Bは、機械的スイッチと前述の概して同様の機械的スイッチを定義するために使用してもよい。前述のように、各一対のアーム(例えばAアーム541、542、Bアーム543、544)の対応するアームは連結されるため、以下の記載は、概して、各一対のアームのうちの1つのみのアーム(例えばAアーム541、Bアーム543)について参照する。図21Bに示され得るように、例示的実施形態において、対応する一対のアーム541、544、542、543は、互いにオフセットされたショルダージョイントと共に載置され、一方で、代替の実施形態において、ショルダージョイントは同軸にしてもよい。例示的実施形態において、一対のアームは、1つのモータ(例えばT2モータ回転子544)に実質的に固定される支持部プラットフォーム580に載置されてもよい。図示される支持部プラットフォームは例示的構成を有し、代替の実施形態において、支持部プラットフォームはあらゆる好適な形状を有してもよく、例えばモータ回転子に組み込まれてもよい。Z支持部および運動は、前述のような方法で提供されてもよい。図21Bに示され得るように、リンケージ548A、548Bは、回転ジョイントによって、(図示されている実施形態において、ジョイントはオフセットされており、代替の実施形態において、ジョイントは共通回転軸を有してもよい)T1モータ回転子に接続してもよい。例示的実施形態において、リンケージ548A、548Bは、回転ジョイントによって連結される第1および第2のまたはクランクリンク部をそれぞれ有する関節にしてもよい。例示的実施形態におけるリンケージ548A、548Bのクランクリンク部は、回転ジョイント541R、543Rによって支持部プラットフォーム580に接続されてもよい。リンケージのクランクリンク部は、それぞれ、好適な搬送541T、543T(ベルト/プーリーシステム等)によって、アーム541、543の対応するアッパーアームへ連結してもよい。このため、リンケージ548Aのクランクリンクはアーム541のアッパーアームへ搬送541Tを介して連結され、リンケージ548Bのクランクリンクは、Bアーム543のアッパーアームへ、搬送543Tを介して連結される。リンケージ548A、548Bのクランクリンクは、対応する回転ジョイント541R、543Rの周囲を、それぞれ自由に回転する。実施例として、例示的実施形態において、リンケージ548Aのクランクリンクがジョイント541Rの周囲を回転し、こうして、搬送541Tを介したアーム541、542の伸長/収縮を生じさせるように、T1回転子550Rの反時計回り回転によりリンケージ548Aが弓状になる。別のリンケージ548Bは、関節により、回転ジョイント545Rを中心とする対応するクランクリンクの回転がほとんど、または実質的に行われないため、実質的にBアーム543が動かないように、実質的に解放される。逆に、初期位置からのT1モータ回転子550Rの時計回り運動は、各一対のアームからのBアーム543、544の伸長を生じさせる。
次に図22Aを参照すると、4つのアームの伸長および収縮運動が、本明細書に開示されている機械的スイッチを組み込む同側スカラアームを有するデュアル構成(2×2)になっている基板搬送装置500のための7つの異なる伸長位置において図示される。図22Aにおける底部略図を参照して、クランクリンク548A、548Bのポイント595は、T1550の反時計回り回転に基づく反時計回り方向でT1550に沿って移動する際の、方向Pに沿ったアーム(アーム1A541およびアーム2A542)の2つの伸長運動が図示されている。T1550が反時計回りに回転すると、リンケージ548Aの関節により、リンク599Aの、回転ジョイント541Rを中心とした回転が生じる。回転ジョイント541Rを中心とするリンク599Aの回転は、次に、アーム541の伸長のための搬送541Tの回転を生じさせる。上記のように、アーム541は、アーム541が伸長/収縮し、アーム541と共にアーム542が伸長/収縮するように、搬送541TAによって、アーム542に連結される。図22Aに示され得るように、アーム541、542が伸長する時に、リンケージ548Bのリンク599Bは、アーム543、544がほぼ収縮状態を維持するように、例えば支持部プラットフォーム580に対して固定して実質的に回転自在なままとなる。図22Aの図の上部を参照すると、クランクリンク548A、548Bのポイント595が、T1550の時計回り回転を基に時計回り方向でT1550に沿って移動する際の、方向Pに沿ったその他の2つのアーム(アーム1B543およびアーム2B544)の伸長運動が、図示されている。T1550が時計回りに回転する際、リンケージ548Bの関節によって、リンク599Bは回転ジョイント543Rの周囲を回転する。回転ジョイント543Rを中心としたリンク599Bの回転は、次に、アーム543を伸長するための搬送543Tの回転を生じさせる。上記のように、アーム543は、アーム543が伸長/収縮する際に、アーム544がアーム543と共に伸長/収縮するように、好適な搬送を介して、アーム544に連結される。さらに図22Aに示され得るように、アーム543、544が伸長する際に、リンケージ548Aのリンク599Aは、アーム541、542がほぼ収縮状態を維持するように、例えば、支持部プラットフォーム580に対して、実質的に回転自在に固定されたままである。
次に図22Bを参照すると、4つのアーム541〜544の反時計回り回転運動が、本明細書に開示されている機械的スイッチを組み込むデュアル構成のデュアル(2×2)同側スカラアームを有する基板搬送装置500のための8つの異なる回転位置で図示される。図22Bの左上に示される搬送装置500の例示目的のみのための位置は、アーム541〜544の回転に対する開始位置と称される。代替の実施形態において、アーム回転の開始位置は、装置のあらゆる好適な回転配向にしてもよい。図22Bに示され得るように、同一方向に実質的に同じ速度で回転するように、T1およびT2モータの両方を動作させることで、搬送アームは一体となって回転する。この実施例において、T1およびT2モータの両方が反時計回り方向に回転する(つまり、矢印563方向)。モータT1、T2が同一方向にかつ実質的に同じ速度で回転する時に、例えば、支持部プラットフォーム580およびリンケージ548A、548Bの間には相対的運動は導入されない。このため、リンケージ548A、548Bは、アーム541〜544のいずれかの実質的な伸長または収縮を伝達せずに、一体となったアーム541〜544の回転により、実質的に同じ配向のままである。
本明細書に開示されている機械的スイッチ機構を利用する基板搬送装置の利用は、例えば、アッパーアームを含んでもよいスカラアーム、バンド駆動されるフォアアームおよびバンド駆動されるエンドエフェクタと共に使用されることに制限されないことを理解されたい。さらに、同側または上記の左右対称スカラアームは、代替デザインおよび構成にしてもよいことを理解されたい。
別の例示的実施形態に従い、搬送装置は、搬送チャンバの周囲において露出する一対の独立して作動される同軸リングを組み込んでもよい一般的なスカラアーム構成を有してもよい。例えば、アッパーアームの構造的役割は、作動リング(図4Dに示されるモータ214、50Rと同様のモータ回転子)のうちの1つによって直接想定される。第2の独立して作動される同軸リングは、連結機構によってアームに連結される。アームに連結される第2の独立して作動された同軸リングとリンクさせる非制限的、例示的連結機構は、機械的リンク(1つ以上の回転ジョイントを含む)、バンド駆動、交差したバンド駆動、および磁気連結を含む。独立して作動される同軸リングは、例えば、互いに同心円状であってもよい2つの独立したモータ回転子リングにしてもよい。1つ以上のピンを、2つの同軸リングに接続されるリンケージのための回転ジョイントを取り付けるための同軸リングのそれぞれに取り付けてもよい。アームの回転および伸長は、その他の連結される同軸リングに対する1つの同軸リングの相対的運動によって生じてもよい。この構成は、記載の目的のみで、作動リングを有するアームとして本明細書において称される。作動リングデザインを有するアームは、1つの同軸リングの周囲にリンクされる1つまたは2つのアームを含んでもよい。作動リングデザインを有するこのアームの種々の実施形態を、残りのアームリンケージの作動のための機械的デザインの完全な差別化のために提供してもよい。単一のアーム実施形態において、アームの左手構成および右手構成の両方を提供してもよい。一対の独立して作動される同軸リングは、同じまたは異なる直径を有してもよい。一対の独立して作動される同軸リングは、図23〜28に示され得るように同じ水平面でさらに回転してもよく、または互いに隣接した(例えば、互いの上部にまたは互いに並列に)2つの異なる水平面で回転してもよい。2つの独立して作動される同軸リングの間のリンケージの種類および構成は、2つの同軸リングの相対的直径および相対的位置に従属して変動する。
作動リングデザインを有するアームは、複雑さの低減、コスト低減、大きさの縮小、トルクの有用率の向上、および解像度の向上、の非制限的利点の1つ以上を提供してもよい。作動リングデザインを有するアームは、各エンドエフェクタのための2つのプーリーおよびバンドを含む、1つのリンクおよびジョイントを排除する。作動リングデザインを有するアームはさらに、アームが伸長する際に、アームのエルボージョイントが真空チャンバ内にとどまることができるようにするため、例えばエンドエフェクタまたはエンドエフェクタおよびリストジョイントは、SEMi標準に準拠する好適な到達範囲を提供するために、スロット弁を通って通過してもよい。作動リングデザインを有するアームは、例えばさらに1:1のプーリー比率を提供してもよいが、あらゆる好適なプーリー比率を使用してもよい。さらに以下に詳細に説明される1およびデュアルエンドエフェクタアームの両方のための残りのアームリンケージの作動のための異なる機械的デザインによって、作動リングデザインを有するこのアームの種々の実施形態を提供してもよい。なお、図23A〜28Bについて以下に記載する搬送装置を包囲するための真空または搬送チャンバ筐体等の筐体は、便宜上、図には示されていない。
次に図23Aを参照すると、例えば、図示されているリンケージによって、少なくとも一部分が駆動される作動リングを有する単一のエンドエフェクタアーム600が示される。この実施形態において、アーム600は、一対の独立して作動される同軸リング601および602上に設置される。アーム600は、一次リンケージ603、エンドエフェクタ604および二次リンケージ605を含む。2つのリンケージ603、605は、同軸リング601、602の周囲に沿ったそれらの長さおよび位置によって、対称または非対称にしてもよい。例示のためにエンドエフェクタ604上に、基板Sが示される。一次リンケージ603は、回転ジョイント606を通って、1つの同軸リング601に連結される。エンドエフェクタ604は、回転ジョイント607を通って、一次リンケージ603に連結され、バンド配設608によって、伸長/収縮Pの経路に沿って、半径方向を指すために、制限される。バンド配設は、第1のプーリー608Aおよび第2のプーリー608Bおよびバンド608Cを含んでもよい。第1のプーリー608Aは、リング601が回転すると、2つの間のあらゆる相対的運動なしにリングに沿ってプーリーが回転するように、ジョイント606において第1の同軸リングに固定連結される駆動プーリーにしてもよい。第2のプーリー608Bは、プーリー608が回転する時にエンドエフェクタ604それと共に回転するように、ジョイント610においてエンドエフェクタ604に固定連結される駆動されるプーリーにしてもよい。図23Aに示され得るように、プーリー608A、608Bは、アーム600が伸長/収縮される際にエンドエフェクタ604が長手方向に移動経路Pに沿ってそのままであるように、例えば1:2の比率を有してもよい。代替の実施形態において、プーリーは、基板および/またはエンドエフェクタの好適な移動経路によって、あらゆる好適な比率を有してもよい。2つのプーリー608A、608Bを接続するバンド608Cは、プーリーのそれぞれに連結される金属バンド(例えばピンまたはその他の好適な固定具によって)および歯付のバンドの1つ以上を含むがそれに制限されない、あらゆる好適なバンド配設にしてもよい。代替の実施形態において、バンド配設は、あらゆる好適な構成を有してもよい。さらに別の代替の実施形態において、エンドエフェクタ604は、あらゆる好適な方法において、経路P等の所定の経路に沿って移動するように制限してもよい。二次リンケージ605は、回転ジョイント609および610をそれぞれ通って、その他の同軸リング602およびエンドエフェクタ604に連結される。
アーム600は、同一方向に等しく同軸リング601および602を回転させることにより、一体となって回転してもよい。アーム600は、同軸リング601および602を同時に対向方向に移動させることにより、半径方向に伸長させてもよい。一次リンケージおよび二次リンケージ603、605の対称は、2つの同軸リング601、602の回転に対するアーム600の回転または伸長の量を決定してもよい。次に図23Bを参照すると、この上の基板Sと共にリンケージによって駆動される作動リングを有する単一のエンドエフェクタアーム600の半径方向の伸長は、Pに沿って方向6つの異なる位置において段階的形態で図示される。まず左上の図23Bを参照し、例示目的のみのために、同軸リング601が時計回り方向に回転し、同軸リング602が反時計回り方向に等しい量回転する際に、リンケージ603は、回転ジョイント607においてエンドエフェクタ上を引っ張り、一方で、リンケージ605は、回転ジョイント610においてエンドエフェクタ上を押し、これにより、アーム600の半径方向の伸長を生じさせる。同軸リングが対向方向に回転を続ける際に、リンケージ603はポイントに到達し、ここで、その他の伸長運動時においてずっと、図23Bの図の底部に示され得るように、両リンケージ603、605が伸長底部のその経路を通ってエンドエフェクタを押すように、図23Bの右上に示され得るように、回転ジョイント607において、エンドエフェクタ上を押し始める。上述のように、経路Pと共に伸長および収縮の間に長手方向に配向されるように、エンドエフェクタの運動はバンド配設608によって制限される。例えば、同軸リング602が回転する際に、その旋回ポイント606およびリング601に対して時計回りリンケージ603が反時計回りに回転する。バンド配設608は、次に、エンドエフェクタが移動経路Pと共に長手方向に配向されたままになる(例えば、ジョイント606を中心としたリンケージ603の回転に対するジョイント607を中心としたエンドエフェクタの回転)ように、プーリー608Bを時計回り(リンケージ603およびリング601の間の相対的運動に基づいて)に回転させる。理解され得るように、アーム600の収縮は、アーム600の伸長について上述されているものと実質的に反対の方法で生じさせることができる。
次に図24Aを参照すると、直線状のバンドによって例えば、少なくとも一部分が駆動される作動リングを有する単一のエンドエフェクタアーム620が図示されている。この実施形態において、アーム620はさらに、一対の独立して作動される同軸リング621および622に設置される。2つの作動リング621、622は、それぞれ、その他の図24に示され得るように、互いに同心円状にしてもよい。アームは、リンケージ623、エンドエフェクタ624および直線状なバンド駆動625を含む。例示のために、エンドエフェクタ624に基板Sが示される。リンケージ623は、一端において、回転ジョイント606を通って、両方の同軸リング621に接続され、バンド駆動625を通って、その他の同軸リング622に接続される。この例示的実施形態において、直線状なバンド駆動625は、第1の駆動プーリー625A、第2の駆動されるプーリー625Bおよびベルト625Cを含む。ベルトは、図23Aに関して上記のベルトと実質的に同様にしてもよい。この実施例において、プーリー625A、625Bは、同軸リング622の回転が回転速度のあらゆる低減または増加なしにアームリンケージ623に伝達されるように、1:1の比率を有する。駆動プーリー625Aは、同軸リングが回転すると、プーリー625Aがそれと共に回転するように、同軸リング622に固定して載置してもよい。この実施例において、駆動プーリー625Aは、車輪の形態でもよい、実質的に内側作動リング622の中心に載置される。代替の実施形態において、駆動プーリー625Aは、内側作動リング622の中心以外の位置に載置してもよい。駆動されるプーリー625Bは、回転ジョイント628の周囲をアームリンケージ623に固定して載置してもよい。
エンドエフェクタ624は回転ジョイント627を通ってリンケージ623に連結され、バンド配設628によってポイント半径方向に制限される。バンド配設628は、第1の駆動プーリー628A、第2の駆動されるプーリー628Cおよびバンド628Cを含む。バンド配設628は、図23Aに対して上記のバンド配設608と実質的に同様にしてもよい。代替の実施形態において、バンド配設は、あらゆる好適な構成を有してもよい。さらに別の代替の実施形態において、エンドエフェクタ624は、あらゆる好適な方法で、経路P等の所定の経路に沿って移動するように制限してもよい。
アーム620は、同軸リング621および622を回転させることによって、実質的に等しい量、同一方向に一体となって回転してもよい(例えばリング621、622の時計回り回転は、リングの回転中心621、622を中心としたアーム620の時計回り回転を生じさせる)。アーム620の半径方向の伸長は、同軸リング621および622を同時に対向方向に移動させることによって制御してもよい。この実施例において、アーム620を伸長させるためにリング621、622は、バンド駆動625が1:1プーリー比率を有する際に、等しい量、対向方向に回転してもよい。理解され得るように、代替の実施形態において、リング621、622は、例えば、プーリー625A、625Bの間の比率によって、アーム620を伸長させるために、対向方向に、等しくない量回転してもよい。次に図24Bを参照すると、直線状なバンドによって駆動される作動リング621、622を有するアーム620の半径方向の伸長を、方向Pに沿って、6つの異なる位置で、段階的な形態で図示する。図24Bにおける左上の図をまず参照すると、例示目的のみのための、アーム620が実質的に収縮形状で示される。リング621が時計回りに回転する際に、およびリング622が反時計回りに回転する際に、アームは経路Pに沿って伸長する。図24Bに示され得るように、リング621の回転は、リング621および駆動プーリー628Aの間のあらゆる相対的運動を導入することなしに、回転ジョイント628をリング621の周囲に沿って移動させる。反時計回り方向のリング622の回転により、バンド配設625は、アームリンケージ623を反時計回り方向に回転させる。リング621(回転ジョイントを移動させる)およびリング622(アームリンケージ623を回転させる)の合同の運動により、アームリンケージ623が伸長する。上述のように、エンドエフェクタ624は、伸長および収縮の間、移動経路Pで長手方向に配向されるように、制限される。対向方向のリング621、622の合同の回転により、リンケージ623が、ジョイント628の周囲をして反時計回りに回転するものとして示されるように、リンケージ623および駆動プーリー628の間の相対的運動を生じさせる。この相対的運動は、アーム620の伸長および収縮の間、経路Pによってエンドエフェクタ624が長手方向に配向されたままになるように、バンドアセンブリ628により時計回り方向でエンドエフェクタ624を回転させる。
次に図25Aを参照すると、例えば交差したバンドによって、少なくとも一部分が駆動される作動リングを有する、単一のエンドエフェクタアーム640が図示される。この実施形態において、アーム640はさらに、一対の独立して作動される同軸リング641および642に接続される。2つの作動リング641、642は、図25Aに示され得るように、互いに同心円状にしてもよい。アーム640は、リンケージ643、エンドエフェクタ644、交差したバンド駆動645およびエンドエフェクタバンド配設648を含む。代替の実施形態において、アーム640は、あらゆる好適な構成を有してもよい。例示のために、エンドエフェクタ644上に基板Sが示される。リンケージ643は、一端において、回転ジョイント646を通って、同軸リング641と、交差したバンド駆動645を通って、他方の同軸リング642との両方に接続される。駆動されるプーリー645Bは、プーリー645Bが回転する際に、リンケージ643がジョイント646の周囲をこれと共に回転するように、リンケージ643に固定連結してもよい。この実施例において、内側同軸リング645は、交差したバンド駆動645が内側同軸リング642の周辺部に沿って配置してもよいように、駆動プーリーとして構成してもよい。代替の実施形態において、交差したバンド駆動645は、同軸リング642のために車輪構成を利用してもよい、別の位置に配置してもよい。さらに別の代替の実施形態において、同軸リング642およびリンケージ駆動プーリー645Bの間の駆動連結は、交差したバンド駆動にしなくてもよい。例えば、駆動バンドは、バンド625Cについて上述の内容および図24Aと実質的に同様の方法で、リング642および駆動プーリー645Bを連結してもよい。エンドエフェクタ644は、回転ジョイント647を通ってリンケージ643の他端部に連結され、アームが伸長/収縮される際に、移動経路Pと共にエンドエフェクタ644が長手方向に配向されたままになるように、バンド配設648によって半径方向を指すために制約される。この実施例において、エンドエフェクタは、バンド配設648を通って制約される。バンド配設648は、駆動プーリー648A、駆動されるプーリー648Bおよびバンド648Cを含んでもよい。バンド配設648は、図23Aについて上述されたバンド配設608と実質的に同様にしてもよい。
アーム640は、同軸リング641および642を、実質的に等しい量、同一方向に回転させることで、一体となって回転してもよい(例えばリング641、642の時計回り回転により、例えば、リングの回転中心の周囲を、時計回り方向にアーム640を回転させる)。アーム640の半径方向の伸長は、同軸リング641および642を同時に、同一方向に、等しくない量、移動させることで生じさせてもよい。次に図25Bを参照すると、その上に基板Sを有する交差したバンドによって駆動される作動リングを有する、単一のエンドエフェクタアームの半径方向の伸長が、方向Pに沿って、6つの異なる位置において、段階的形態で図示される。図25Bにおける例示のための左上の図をまず参照すると、アーム640が実質的に収縮構成で示される。両方の同軸リング641、642が同時に同一方向に(この実施例においてリングは時計回り方向に回転される)等しくない量、回転する際に、回転ジョイント646は例えば、リング641の周囲に沿って移動する。リング641とは異なる速度でリング642を回転させることにより、交差したバンド645によって、アームリンケージ643は、回転ジョイント646に対して反時計回り方向に回転する。リング641、642の合成された回転により、移動経路Pに沿って、アームリンケージ643が伸長および回転される。上述のように、リンケージ643が伸長する際に、図23Aについて上述されているのと実質的に同様の方法で、移動経路と共に、エンドエフェクタが長手方向に配向されたままになるように、バンド配設648によってエンドエフェクタ644が制約される。例えば、アームリンケージ643が回転ジョイント646に対して反時計回りに回転する際に、バンド配設648は、回転ジョイント647に対して時計回りにエンドエフェクタ644を回転させるように構成されている。フォアアームの回転644は、リンケージ643回転に対抗し、フォアアームは、図25Bに示され得るように、移動経路Pに沿って長手方向に配向されたままになる。
次に図26Aを参照すると、例えば、磁気連結によって少なくとも一部が駆動される作動リングを有する単一のエンドエフェクタアーム660が示されている。この実施形態において、アーム660は、一対の独立して作動される同軸リング661および662に接続される。2つの作動リング661、662は、図25に示され得るように、互いに同心円状にしてもよい。アーム660は、リンケージ663、エンドエフェクタ664、バンド配設668および磁気連結665を含む。リンケージ663は、回転ジョイント666を通って、リング661に回転自在に連結されてもよい。プーリー666Pは、プーリー666Pが回転する際に、以下に説明するように、これと共にリンケージ663が回転するように、ジョイント666においてリンケージ663に固定連結してもよい。エンドエフェクタ664は、回転ジョイント667によって、リンケージ663に回転自在に連結される。エンドエフェクタは、バンド配設668によって、移動(例えば伸長/収縮)経路に沿って移動するように制約されてもよい。バンド配設は、リング661に固定連結される駆動プーリー668A、エンドエフェクタ664およびバンド668Cに固定連結される駆動されるプーリーを含む。バンド配設668は、図23Aについて上述されるバンド配設608と実質的に同様にしてもよい。なお、例示として、エンドエフェクタ664上に基板Sが示されることに留意されたい。
この例示的実施形態において、内側同軸リング622は、その周辺部に沿って配置される磁石662Mを含む。代替の実施形態において、磁石662Mは、例えば、内側同軸リング662のための車輪配設が利用される別の位置に配置してもよい。上述のように、リンケージ663は、回転ジョイント666を通って同軸リング661に接続される。さらにジョイント666の周囲を回転可能なプーリー666Pは、リンケージ663を内側同軸リング662に磁気的に連結させてもよい。例えば、リンケージ663に固定連結されるプーリー666Pは、その周辺部に配置された磁石666Mを含む。各磁石が異なる極性を有するように、磁石を配置してもよい。例えば、図26Cに示され得るように、プーリー666P上の磁石666Mは、磁石666MS、666MNについて示され得るように、極性が北〜南〜北〜南のパターンで交互に変わるように、配設される。図26Cでさらに示され得るように、磁石662MN、662MSについて示され得るのと同様に、内側同軸リング662上の磁石はパターンを交互に繰り返す。理解され得るように、プーリー666P上の磁石およびリング662上の磁石を、プーリー666P上に「北」の極性を有す磁石が、磁気連結665を形成するために、図26Cに示され得るように、リング662上に「南」の極性を有す磁石と係合するように、配設してもよい。代替の実施形態において、磁石は、リング662およびリンケージ663の間で磁気連結が形成されるように、あらゆる好適な構成を有してもよい。
アーム660は、実質的に等しい量、同一方向に同軸リング661および662を回転させることで、一体となって回転してもよい。アーム660の半径方向の伸長は、同軸リング661および662を同時に、同一方向に、等しくない量、回転させることで制御してもよい(例えばリング641、642の時計回り回転は、例えば、リングの回転中心の周囲においてアーム640を時計回り方向に回転させる)。次に図26Bを参照すると、その上の基板Sとの磁気連結によって駆動される作動リングを有する、単一のエンドエフェクタアーム660の半径方向の伸長が、方向Pに沿って、6つの異なる位置で、段階的形態で図示されている。まず、図26Bの左上の図を参照すると、例示のための、実質的に収縮形状のアーム640が示される。両方の同軸リング661、662が、同一方向に(この実施例においてリングは時計回り方向に回転する)等しくない量、同時に回転される際に、例えば、リング661の周囲に沿って、回転ジョイント666が移動する。リング661とは異なる速度でリング662を回転させることで、磁気連結665は、アームリンケージ663を、回転ジョイント666に対して反時計回りの方向に回転させる。リング661、662の合成された回転により、Pの移動経路に沿って、アームリンケージ663が伸長および回転される。上述のように、エンドエフェクタ664は、リンケージ663が伸長する際に、エンドエフェクタ664が、図23Aについて上述されているのと実質的に同様に、移動経路Pと共に長手方向に配向されたままになるように、バンド配設668によって制約される。例えば、アームリンケージ663が回転ジョイント666に対して反時計回りに回転する際に、バンド配設668は、回転ジョイント667に対して時計回りにエンドエフェクタ664を回転させるように構成される。フォアアームの回転664は、リンケージ663の回転に対抗し、図26Bに示され得るように、フォアアームは、移動経路Pと共に長手方向に配向されたままになる。
次に図27Aを参照すると、例えば、三角形のマルチリンケージによって少なくとも一部分が駆動される作動リングを有するデュアルエンドエフェクタアーム構成700が示される。この実施形態において、デュアルエンドエフェクタアーム構成700は、一対の独立して作動される同軸リング701および702に接続される。左手の側部アーム700Lは、一次リンケージ703L、エンドエフェクタ704Lおよび二次リンケージ705Lを含む。例示のために、エンドエフェクタ704L上に基板Sが示される。一次リンケージ703Lが、回転ジョイント706Lを通ってリング701に連結される。図27Aに示される三角形リンケージ703Lの配設は例示的なものにすぎず、代替の実施形態のリンケージは、あらゆるその他の好適な形状を有してもよい。エンドエフェクタ704Lは、回転ジョイント707Lを通って一次リンケージ703Lに連結され、バンド配設708Lによって、半径方向を指すために制約される。リング701が回転する際に、プーリー711Lが、2つの間の相対的運動を生じさせずに回転するように、バンド配設708Lは、リング701に固定連結される駆動プーリー711Lを含む。駆動されるプーリー712Lは、エンドエフェクタ704Lが回転する際に、プーリー712Lがそれと共に回転するように、エンドエフェクタ704Lに固定連結される。プーリー711L、712Lは、バンド713Lによって共に連結される。バンド配設およびベルトは、アームが伸長される際に、エンドエフェクタ704Lの回転がリング711Lに追従し、アーム700Lが伸長および収縮される際に、経路Pと共に実質的に長手方向に配向されたままになるように、図23Aのバンド配設608と実質的に同様にし、これと実質的に同様に動作してもよい。代替の実施形態において、エンドエフェクタ712Lは、あらゆる好適な方法でリング711Lに追従できる。二次リンケージ705Lは、一端において、同軸リング702に、他方の対向端部において、回転ジョイント709Lおよび710Lをそれぞれ通って、一次リンケージ703Lに連結される。
同様に、右手の側部アーム700Rは、一次リンケージ703R、エンドエフェクタ704R、バンド配設708Rおよび二次リンケージ705Rを含む。一次リンケージ703Rは、回転ジョイント706Rを通って、同軸リング701に連結される。エンドエフェクタ704Rは、回転ジョイント707Rを通って一次リンケージ703Rに連結され、バンド配設708Rによって、半径方向を指すために制約される。バンド配設708Rは、リング701に固定連結される駆動プーリー711R、エンドエフェクタ704Rに固定連結される駆動されるプーリー712R、およびプーリー711R、712Rを連結させるバンド713Rを含む。バンド配設708Rは、上記のバンド配設708Lと実質的に同様にしてもよい。二次リンケージ705Rは、一端において、同軸リング702と、他方の対向端部において、回転ジョイント709Rおよび710Rをそれぞれ通って、一次リンケージ703Rに連結される。
この実施形態において、実施例として、アーム700Lまたは700Rのうちの1つが半径方向に伸長する時に、他方のアーム700RまたはLは、その収縮構成に近い、所定の旋回半径内で回転する。理解され得るように、アーム700は、同一方向に、実質的に同じ回転速度で、同軸リング701、702を回転させることにより、一体となって回転できる(例えばリング701、702の時計回りの回転は、例えば、リングの回転中心の周囲において、時計回り方向でアーム700L、700Rを回転させる)。アーム700Lまたは700Rのうちの1つは、リング702が最小の量、回転する間、例えば、リング701を回転させることで伸長してもよい。代替の実施形態において、リング702は実質的に静止したままであってもよく、または、アームのうちの1つを伸長させるためにあらゆる好適な量、移動してもよい。伸長されるアーム700L、700Rは、アーム700R、700Lの収縮または中立位置からのリング701の回転方向に従属する。例えば、この例示的実施形態において、両アーム700R、700Lが収縮し、リング701が時計回りに回転する場合、アーム700Lは伸長し、一方で、アーム700Rは、所定の旋回半径内において、実質的な収縮形状で回転する。リング701がアーム700R、700Lの収縮位置から反時計回りに回転する場合、アーム700Rは伸長し、一方で、アーム700Lは、所定の旋回半径内において、実質的な収縮形状で回転する。
さらに図27Bを参照すると、その上の基板Sと共に、三角形マルチリンケージによって、少なくとも一部が駆動されている作動リングと共に、デュアルエンドエフェクタアームの左アーム700Lの半径方向の伸長が、方向Pに沿って、6つの異なる位置で、段階的形態で図示されている。まず、図27Bの左上の図を参照すると、例示のために、左および右アーム700L、700Rが実質的に収縮形状で示されている。この実施例において、アーム700Lを伸長させるために、リング701は、回転ジョイントがリング701の周囲に沿って移動するように、時計回りに(矢印A1方向)回転される。リング702は、二次リンケージ705Lが回転ジョイント706L上を引っ張り、これの周囲を反時計回り方向に一次リンケージを回転させるように、最初は反時計回りに(矢印A2方向)回転してもよい。リング702は、リング701が、時計回り方向において、それ自体の回転によって、一次リンケージ703Lの反時計回りの回転を維持できるまで、反時計回り方向の回転を継続してもよい。リング701が、反時計回り方向に一次リンケージ703Lを十分に回転させることが可能になると、リング702は、アーム700Lの最大化された伸長を得るために、時計回り(矢印A3の方向)に回転してもよい。なお、二次リンケージ705Lは、アーム700Lの伸長および収縮の間、回転ジョイント706Lを中心とする一次リンケージ703Lの回転を、一部、生じさせるために、回転ジョイント710Lで、一次リンケージ703Lを制約する。上述のように、エンドエフェクタ704Lの回転は、図23Aおよび23Bについて上述されているものと実質的に同様に、アームが伸長される際に、エンドエフェクタ704Lが伸長経路Pと共に実質的に長手方向に配向されたままになるように、配設708Lを通って、リング701に追従する。
さらに図27Aおよび27Bを参照し、実質的に収縮形状(アーム700L伸長の間)のアーム700Rの回転について説明する。リング701が時計回り方向に回転する際、回転ジョイント706Rは、リング701の周囲に沿って移動する。回転ジョイント706Rがリング701の周囲に沿って移動する際、一次リンケージ703Rは、二次リンケージ705Rが、回転ジョイント710Rにおいて一次リンケージ703R上で引っ張るように、二次リンケージ705Rによって制約される。リング701(およびリング702)の回転による二次リンケージ703Rの引っ張る作用により、一次リンケージ703Rおよびリング701の間に相対的運動がほとんど生じない、または全く生じないように、回転ジョイント706Rを中心とする一次リンケージ703Rの回転が、時計回り方向に生じる。一次リンケージ703Rおよびリング701の間には、ほとんど、または実質的に全く相対的運動が生じないため、アーム700Rの追従されるエンドエフェクタ704Rは、アームが、所定の旋回半径内で実質的にリングの回転中心701、702の周囲を(時計回り)に回転する間、実質的に収縮位置のままである。
上述のように、図27Bの左上の図に示され得るように、アームの収縮位置からのリング701、702の回転方向が、伸長されるアームを決定する。上述のように、方向A1のリング701および中立位置からのA2方向のリング702の同時の回転によって、アーム700Lが伸長する。逆に、中立位置から反対の、リング701、702の回転によって、アーム700Rが伸長される。実質的な収縮位置におけるアーム700Lの回転中の、アーム700Rの伸長は、アーム700Lの伸長およびアーム700Rの回転について上述されているのと実質的に同様に、生じる。このため、図27A、27Bに示されるリンクは、中立または収縮位置における1つのアームから別のアームへの伸長運動を伝達するように構成される。例えば、図27Bの右下の図を参照すると、実質的な伸長構成で、アーム700Lが示される。アーム700Lを収縮させるために、リング701はA2(反時計回り)方向で回転し、リング702はA1(時計回り)方向で回転する。アーム700Lの収縮は、図27Bに示され得るように、アーム700Lの伸長について上述されているものとは実質的に反対で生じる。アーム700Lが中立位置に収縮する時に、リング701、702は、迅速な基板交換中等において、回転を継続してもよい。リング701、702の対向する方向の継続した回転の間、リンク703L、705L703R、705Rは、アーム700Lが所定の旋回半径内において、実質的に収縮形状で回転する間、アーム700Rが伸長されるように、伸長運動を伝達させる。理解され得るように、アーム700Lが実質的に収縮位置で回転している間のアーム700Rの伸長は、アーム700Lの伸長およびアーム700Rの回転に対して上述されているのと実質的に同様に生じる。
次に図28Aを参照すると、図27A〜Bに対して異なる形状的構成である、例えば三角形マルチリンケージによって駆動される作動リングを有するデュアルエンドエフェクタアーム形状720が、図示されている。この形状的構成により、機構の実質的に異なる運動学的特徴が生じる。この実施形態において、デュアルエンドエフェクタアーム構成720は、一対の独立して作動される同軸リング721および722に接続される。左手の側部アーム720Lは、一次リンケージ723L、エンドエフェクタ724Lおよび二次リンケージ725Lを含む。例示のために、エンドエフェクタ724上に基板Sが示される。図28Aに示される、三角形リンケージ723Lの配設は例示的なものにすぎず、代替の実施形態のリンケージは、あらゆるその他の好適な形状を有してもよい。一次リンケージ723Lは、回転ジョイント726Lを通って1つの同軸リング721に連結される。エンドエフェクタ724Lは、回転ジョイント727Lを通って一次リンケージ723Lに連結され、バンド配設728Lによって半径方向を指すために制約される。バンド配設728Lは、駆動プーリー742L、駆動されるプーリー741Lおよびベルト742Lを含む。駆動プーリー740Lは、リング721が回転する際に、2つの間に相対的運動を生じさせずに、プーリー742Lがそれと共に回転するように、リング721に固定連結されてもよい。駆動されるプーリー741Lは、エンドエフェクタ724Lが回転する際に、プーリー741Lがそれと共に回転するように、エンドエフェクタ724Lに固定連結されてもよい。プーリー740L、741Lは、バンド742Lによって共に連結される。バンド配設およびベルトは、アームが伸長される際に、エンドエフェクタ724Lの回転が、リング721Lに追従し、アーム720Lが伸長および収縮される際に、経路Pと共に実質的に長手方向に配向されたままであるように、図23Aのバンド配設608と実質的に同様にする、および同様に動作してもよい。代替の実施形態において、エンドエフェクタ724Lは、あらゆる好適な方法でリング721に追従できる。二次リンケージ725Lは、一端において、回転ジョイント729Lを通って、その他の同軸リング722に、他方の対向端部において、回転ジョイント730Lを通って、一次リンケージ723Lに連結される。
同様に、右手の側部アーム720Rは、一次リンケージ723R、エンドエフェクタ724Rおよび二次リンケージ725Rを含む。一次リンケージ723Rは、回転ジョイント726Rを通って、同軸リング721に連結される。エンドエフェクタ724Rは、回転ジョイント727Rを通って一次リンケージ723Rに連結され、バンド配設728Rによって、半径方向を指すために制約される。バンド配設728Rは、リング721に固定連結される駆動プーリー740R、エンドエフェクタ724Rに固定連結される駆動されるプーリー741R、およびプーリー740R、741Rを連結するバンド742Rを含む。バンド配設728Rは、上記のバンド配設728Lと実質的に同様にしてもよい。二次リンケージ725Rは、一端部において、回転ジョイント729Rを通って同軸リング722に連結され、また、回転ジョイント730Rを通って、他方の対向端部において、一次リンケージ723Rに連結される。
この実施形態において、実施例として、アーム720Lまたは720Rのうちの1つが半径方向に伸長する時に、他方のアーム720Rまたは720Lが、所定の旋回半径内において、実質的にその折りたたみまたは収縮形状で回転する。次に図28Bを参照すると、その上の基板Sと共に三角形マルチリンケージによって駆動される、作動リングによるデュアルエンドエフェクタアームの左アーム720L半径方向の伸長が、方向Pに沿って、6つの異なる位置で、段階的形態で図示されている。この例示的実施形態において、デュアルアームアセンブリ720は、両方の同軸リングを、同時に、同一方向に等しい量、回転させることにより、一体となって回転できる(つまり、両アームは実質的に、リング721、722の回転中心の周囲を回転する)。アーム720R、720Lのうちの1つは、同一方向に、等しくない量、リング721、722を回転させることによって伸長できる。理解され得るように、リング721、722の回転方向は、以下により詳細に説明するように、伸長されるアームを決定してもよい。
この実施例では、P方向のアーム720Rの半径方向の伸長について記載する。まず、例示のための、図28Bの左上の図を参照すると、アーム720L、720Rは、例えば、実質的な収縮または中立位置で示され得る。この実施例において、アーム720Rを伸長させるために、リング721、722は、反時計回りに、等しくない量、回転する。図28Bに示され得るように、リング722は、アーム720Rを伸長させるために、リング721よりも大きな角度で回転する。代替の実施形態において、アームは、リング721が、アーム720Rを伸長させるために、リング722よりも大きな距離を回転するように構成してもよい。リング721、722が同一方向に等しくない量回転される際に、回転ジョイント726Rはリング721の周囲に沿って移動することで、伸長方向に一次リンク723Rを移動させる。さらに、リング722のより高速な回転速度によって、二次リンク725Rは、回転ジョイント730Rにおいて一次リンク723R上を押す。二次リンク725Rによる一次リンク723R上に印加される押す力は、一次リンク723Rを、時計回り方向で回転ジョイント726Rの周囲に回転させ、さらに、一次リンク723Rを伸長させる。上述のように、一次リンク723Rが回転ジョイント726Rの周囲を回転する際に、所定の位置における基板Sを捕捉または配置するために、移動経路Pと共にエンドエフェクタ724Rが長手方向に配向されたままになるように、バンド配設は、エンドエフェクタ運動を制約する。
図28Bに示され得るように、アーム720Rが伸長される際に、アーム720Lが所定の旋回半径内において、実質的にその収縮形状で回転する。リング721が反時計回り方向で回転する際に、回転ジョイント726Lは、リング721の周囲に沿って移動する。リング722のより速い回転速度は、二次リンク725Lによって、回転ジョイント730Lで一次リンク723L上をわずかに引っ張らせる。二次リンク725Lによって提供される引っ張り力は、回転ジョイント726Lの周囲で、一次リンクを、時計回り方向に回転させる。図28Bに示され得るように、一次および二次リンク723L、725Lの構成は、所定の旋回半径内において実質的に収縮形状でリング721、722の中心の周囲をアーム720Lが回転するように、一次リンク723Lの回転が最小化されるように、行われる。
上述のように、図28Bの左上の図に示され得るように、アームの収縮位置からのリングの回転方向は、伸長されるアームを決定する。上述のように、中立位置からのリング721、722の反時計回り回転により、アーム720Rは伸長する。逆に、中立位置からの時計回り方向のリング721、722の回転により、アーム720Lは伸長する。アーム720Rが実質的に収縮位置で回転している間の、アーム720Lの伸長は、アーム720Rの伸長およびアーム720Lの回転について上述されているものと実質的に同様に生じる。このため、図28A、28Bに示されるリンクは、1つのアームから中立位置における他方のアームへの伸長運動を伝達するように構成されている。例えば、図28Bの右下の図を参照すると、実質的な伸長構成のアーム720Rが示される。アーム720Rを収縮させるために、リング721、722は、時計回り方向に等しくない量、回転する。アーム720Rの収縮は、図28Bに示され得るように、アーム720Rの伸長について上述されているものと実質的に反対に生じる。アーム720Rが中立位置に収縮する時に、リング721、722は、迅速な基板交換の間等に、時計回り方向で回転を継続してもよい。このリング721、722の時計回り方向の継続する回転の間、リンク723R、725R、723L、725Lは、アーム720Rが実質的な収縮構成で、所定の旋回半径内において回転する間、アーム720Lが伸長されるように、伸長運動の伝達を生じさせる。
上記の、および、図23A〜28Bに示され得る、単一およびデュアルエンドエフェクタアームは、代替構成を有してもよい。例えば、それらの左手の構成で示されているエンドエフェクタアームのそれぞれは、あるいは、それらの右手のバージョンで図示および記載されていてもよい。あるいは、アームを担持するためにチャンバの周囲に露出している、一対の独立して作動される同軸リングは、異なる直径を有してもよく、かつ、図23A〜28Bに示され得るように、水平面で回転してもよい。あるいは、一対の独立して作動される同軸リングは、同じ直径を有してもよく、かつ、互いに同心円状に対向するものとして、2つの並行な水平面において互いに上部で動作してもよい。
次に図29A〜29Dを参照すると、例示的実施形態に従う基板搬送装置3800の概略図が示される。搬送3800は半径アーム構成(例えばアームのそれぞれのアッパーアーム部分は、軸の周囲を一体となって回転する)を有し、以下により詳細に説明するように、2つの独立して制御可能なモータのみを有する、2つ以上のアームが合成された回転および独立した捕捉/配置運動を有することができるように(例えば各アームは、その他のアームの自由度と実質的に独立した、各アームの少なくとも1つの自由度を有する、2つ以上の自由度を有する)、機械的スイッチ機構に連結される、独立して動作可能なアーム3801、3802を有するマニピュレータを含む。
機械運動スイッチは、例えば、搬送のアッパーアーム3810等の、搬送3800のあらゆる好適な部分に組み込まれてもよい、および/またはこれに収容されてもよい。機械運動スイッチの少なくとも一部分、および/またはアームの一部分を、基板搬送3800の移動パーツによって生じる粒子が基板S1、S2を汚染することを防ぐために、筐体内に適切に収容してもよい。例えば、スロットを、スロットおよびアーム3801、3802の間の開口が可撓性シールで封止される場所を通過するように、アーム3801、3802のための筐体に設けてもよい。代替の実施形態において、筐体は、搬送3800のパーツの移動によって生じ得る粒子による基板の汚染を防ぐために、あらゆる好適な構成を有してもよい。さらに別の代替の実施形態において、搬送3800は、搬送3800の運動によって生じる微粒子を収集するための、好適な真空システムを含んでもよい。別の代替の実施形態において、機械運動スイッチは、筐体内になくてもよい。なお、搬送3800は、図において2つのアームを有するものとして示され、代替の実施形態において、搬送3800は、2つよりも多いアームを有してもよい。
例示的な一実施形態において、搬送装置3800は、駆動軸部T1、T2のうちのそれぞれの1つを駆動するための2つの駆動モータを含む、駆動部3806(図30A)を含む。好適な駆動部3806の実施例は、例えば、図3〜8および10に対して上述されているもの等、本明細書に記載されているものを含むが、これに制限されない。代替の実施形態において、搬送は、2つよりも多いまたは少ない駆動軸部/モータを有するあらゆる好適な駆動部を有することができ、あらゆる好適なロストモーション駆動機構または機械運動スイッチに適合可能である。
以下により詳細に説明するように、同一方向の、および実質的に同じ速度の駆動軸部T1、T2の回転により、中心回転軸3805を中心とした、搬送3800の一体となった回転が生じる(例えば両アーム3801、3802は、アームの伸長および収縮方向を変更するために、共に回転する)。図29Bおよび29Cに示され得るように、実質的な収縮形状で、軸3805の周囲をアーム3801、3802のうちの1つが回転する間、対向方向の駆動軸部T1、T2の回転により、搬送3800のアーム3801、3802のうちの他方の伸長または収縮が生じる。搬送3800の一体となった回転と共に、アーム3801、3802の伸長/収縮の両方を生じさせるために2つの駆動軸部T1、T2のみを有することで、搬送信頼性の向上だけでなく、搬送に関するコストが低減され得る。例えば、2つの駆動軸部T1、T2のみを有することで、多数の駆動モータ、エンコーダおよびモータ制御を最小化できる。代替の実施形態において、搬送装置3800は、2つよりも多いまたは少ない駆動軸部およびあらゆる好適な数のエンコーダおよび/またはモータ制御を有してもよい。
上記のように、搬送装置3800の軸T1、T2を駆動するために2つの独立して制御可能なモータのみを使用してもよい。一実施形態において、モータは、同軸または並列の配設を含むが、これに限定されないあらゆる好適な構成を有してもよい。好適な同軸モータ構成の実施例は、米国特許番号第5,720,590号、第5,899,658号、第5,813,823号、および第6,485,250号および/または特許文書番号第2003/0223853号に記載されており、その開示は参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。別の実施形態において、搬送装置は、駆動モータが、例えば、図3Aおよび4A〜4Dについて上述のように、搬送または真空チャンバの壁に組み込まれる、シャフトレス同軸駆動システムを有してもよい。例えば、T1、T2駆動軸部の固定子は、搬送チャンバ3900の周辺部に実質的に沿った、かつ近接した、概してアーチ状等で、概して直線状に配設されてもよい。T1、T2駆動軸部に対応するモータ直径は、搬送チャンバ3900の空間領域に対して最大化されてもよく、理解され得るように、アームの1つ以上のエンドエフェクタ上の、アーム3801、3802および基板S1、S2の運動の隙間を取り囲む空間領域まで、最小化されてもよい。理解され得るように、例示的実施形態において、T1(またはT2)駆動軸部は、例えば、ショルダー回転軸(例えば回転ジョイント3805)に対して偏心しているアーム3801、3802上に力を印加するために動作し、こうして、実施例として、T1駆動軸部は、例えばショルダージョイント3805によって定義される支点の周囲にアームを旋回させる、アーム3801、3802で、梃子力を出力する。例えば、搬送または真空チャンバの壁に駆動システムを組み込むことにより、例えば、真空システムまたはその他の構成要素(例えば真空ポンプ、ゲージ、弁等)をチャンバ底部へ組み込むことが可能になる。
理解され得るように、搬送装置3800の駆動は、駆動された軸および上記のシャフトレス駆動システムの組み合わせにしてもよい。さらに理解され得るように、例示的な一実施形態において、駆動モータは、それらの各駆動軸部T1、T2と同軸にしてもよい。別の例示的実施形態において、駆動モータは、駆動システム(例えばギア、ベルトおよびプーリーまたはその他の好適な駆動部材)がモータのトルクを各駆動軸部T1、T2に伝達させる、それらの各駆動軸部T1、T2からオフセットにできる。
図30Aおよび30Bをさらに参照すると、搬送3800の各アーム3801、3802は、アッパーアーム部分3810L、3810R、フォアアーム部分3811L、3811Rおよび基板支持部部分またはエンドエフェクタ3812L、3812Rを含む。代替の実施形態において、アームは、より多いまたはより少ない関節を有してもよい。この実施例において、エンドエフェクタ3812L、3812Rは、200mm、300mm、450mm等のあらゆる大きさ、および形状の基板、またはより大きな半導体ウエハ、レチクルまたは薄膜あるいはフラットスクリーンディスプレイのためのパネルを搬送するための、フォーク形状のエンドエフェクタとして示されている。代替の実施形態において、エンドエフェクタは、水かき形状を含むがこれに制限されない代替形状にしてもよい。例示のために1つのエンドエフェクタを有する各アームが示されているが、代替の実施形態において、各アームは、例えば、並列または上下に互い違いの積層にして、配置してもよい、あらゆる数のエンドエフェクタを有してもよい。この例示的実施形態において、アッパーアーム部分3810L、3810Rは、中心回転軸3805に配置されるショルダージョイント3820において、駆動部3806に旋回可能に連結される。代替の実施形態において、ショルダー3820は、従来のアームより小さいアームによる半導体装置および半導体製造装置材料協会(SEMi)の所定の到達範囲を可能にする、基板搬送3800の回転軸3805から、中心から離して(例えば処理ステーションのより近くに)配置してもよい。
この例示的実施形態において、アッパーアーム部分3810L、3810Rは、実質的にリジッドなアッパーアーム部材3810を形成する。一実施形態において、図29Bにおいて最も良く示され得るように、アッパーアーム3810は、実質的なV形状またはブーメラン形状の輪郭を有してもよい。代替の実施形態において、アッパーアーム部分3810L、3810Rは、U形状および四角形状を含むがこれに制限されないあらゆる好適な形状を形成してもよい。アッパーアーム部分3810L、3810Rの寸法、およびアッパーアーム部分3810L、3810Rによって形成される角度α(図30B)は、アームの最大化された到達範囲または伸長(例えばアームの閉じ込め比率への伸長が最大化された)を提供しながら、アーム3801、3802が搬送チャンバ3900(図29)内にコンパクトに収まるようにする、好適な寸法および角度にしてもよい。別の例示的実施形態において、アッパーアーム部分およびそれらの各アームは、以下に説明するように、デュアルスカラアーム形状を形成してもよい。図30Bに最も良く示され得るように、アッパーアーム3810は、駆動軸部T2が回転する際に、アッパーアーム3810がそれと共に回転するように、軸3805において駆動軸部T2に旋回可能に連結される。アッパーアーム3810および駆動軸部T2の間の駆動軸部連結部は、エルボージョイント3821L、3821Rの間のアーム3810に沿った、いずれかの好適なポイントに配置される。図30Bに示され得るように、エルボージョイント3821L、3821Rは、実質的にアーム3810の対向端部に配置される。上記のように、この例示的実施形態において、アッパーアーム3810および駆動軸部は、軸3805の周囲で回転するために、ショルダージョイント3820に連結される。代替の実施形態において、エルボージョイント3821L、3821Rは、アッパーアーム3810上のあらゆる好適なポイントに配置可能である。
例示的な一実施形態において、アッパーアーム部材3810は単一の構造(例えば部分3810L、3810Rはワンピース構造で形成されている)にしてもよいため、エルボージョイント3821L、3821Rは、互いに空間的に固定される。別の例示的実施形態において、アッパーアーム部分3810L、3810Rは、これらが一体となって回転中心3805の周囲を回転するように、あらゆる好適な固定具(例えば溶接、ロウ付け、ネジ、接着剤、またはあらゆるその他の好適な機械的または化学的な固定具)を使用して共に固定連結される別々のリンクにしてもよい。さらに別の実施形態において、アッパーアームリンク3810L、3810Rは調整可能に連結してもよいため、その開示は参照することによってその全体として組み込まれる、「2スカラアーム」と称する、2005年6月9日に出願された米国特許出願シリアル番号第11/148,871号により詳細に記載されているように、角度αは調整可能である。例えば、角度αは、ショルダージョイント3820の周囲を、他のアームリンク3810L、3810Rに対して、1つのアームリンク3810L、3810Rを回転させることで調整してもよく、ここで、所定の角度αに到達すると、アームリンク3810L、3810Rは共に適切にロックできるため、ショルダー3820の周囲を一体となって回転する。この実施例において、アッパーアーム部材3810は、例えば、駆動軸部T2に対応する駆動部モータによって、軸3805の中心を回転する。
フォアアーム3811Lは、エルボージョイント3821Lにおいてアッパーアーム部分3810Lと旋回可能に連結され、フォアアーム3811Rは、エルボージョイント3821Rにおいてアッパーアーム部分3810Rと旋回可能に連結される。エンドエフェクタ3812Lは、リストジョイント3822Lにおいて、フォアアーム3811Lに旋回可能に連結され、エンドエフェクタ3812Rは、リストジョイント3822Rにおいて、フォアアーム3811Rに旋回可能に連結される。エンドエフェクタ3812L、3812Rのそれぞれは、エンドエフェクタの前面(リスト3822L、3822Rから遠い端部)からエンドエフェクタの背面(リスト3822L、3822Rに近接する端部)に伸びる長手方向軸を有する。例示的な一実施形態において、各アーム3801、3802は、その各エンドエフェクタ3812L、3812Rを駆動するためのエンドエフェクタ駆動または駆動システムを含んでもよい。エンドエフェクタ連結システムは、あらゆる好適な連結システムにしてもよい。例えば、エンドエフェクタ連結システムは、例えば、図9A〜9Dについて上述されているのと実質的に同様に、各リスト3822L、3822Rを中心としたエンドエフェクタ3812L、3812Rの回転が、少なくとも一部、各アッパーアーム部分3810L、3810Rの回転に従属するように、追従システムにしてもよい。
例示のための、図31A〜31Cを参照し、エンドエフェクタ連結システムの追従構成について記載する。なお、アーム3801、3802が図31A〜31Cに、別々のアッパーアームを有するものとして示されるが、これは例示にすぎないことに留意されたい。図示される例示的実施形態において、アーム3801、3802は、エンドエフェクタ3812L、3812Rを駆動するためのベルトおよびプーリーシステムを含んでもよい。ベルトおよびプーリーシステムは、ベルト4555L、4555Rおよびプーリー4550L、4550R、4565L、4565Rを含む。プーリー4550L、4550Rは、エルボージョイント3821L、3821Rの周囲を、各アッパーアーム部分3810L、3810Rに固定して載置されてもよい。アッパーアーム3810が軸3805の周囲を回転し、フォアアーム3811L、3811Rが、(伸長されているアームによって)それらの各エルボージョイント3821L、3821Rの周囲を回転する際、アーム3801、3802のそれぞれが伸長および収縮される際に、共通移動経路P1に沿った、エンドエフェクタ3812L、3812Rの半径方向の配向または長手方向軸が維持されるように、プーリー4550L、4550Rは、エンドエフェクタ3812L、3812Rを駆動するためのベルト4555L、4555Rを介して、各プーリー4565L、4565Rを駆動的に回転させる。
プーリー4565L、4565Rは、リストジョイント3822L、3822Rの周囲にそれらの各エンドエフェクタ3812L、3812Rが固定連結される間、それらの各フォアアーム3811L、3811Rに回転自在に連結してもよい。この実施例において、フォアアーム3811L、3811Rが回転する際に、それらの各エンドエフェクタが対向方向に、所定の量、回転するように、プーリー4550L、4550Rのプーリー4565L、4565Rに対する比率は1:2の比率にしてもよい。代替の実施形態において、プーリーは、フォアアームおよび/またはアッパーアームに対してエンドエフェクタのあらゆる好適な回転特徴を得るためのあらゆる好適な比率を有してもよい。例示のための、リストジョイントを中心としたエンドエフェクタ回転は、エルボージョイントを中心としたフォアアームの回転と等しく、かつ、対向してもよい。代替の実施形態において、フォアアームおよびエンドエフェクタは、あらゆる好適な回転関係を有してもよい。図31A〜31Cに示され得るように、プーリー4550L、4550Rは、フォアアーム3811L、3811Rが回転する時に、プーリー4550L、4550Rがそれらの各アッパーアーム部分3810L、3810Rに対して静止したままであるように、エルボージョイント3821L、3821Rの周囲に載置される。フォアアーム2811L、2811Rが回転する際に、プーリー4565L、4565Rが駆動的に回転するように、あらゆる好適なベルト4555L、4555Rは、各一対のプーリーを接続してもよい。代替の実施形態において、プーリーは、ピン固定されるまたはプーリーに固定されてもよい、1つ以上の金属製のバンドによって接続されてもよい。別の代替の実施形態において、あらゆる好適な可撓性バンドは、プーリーに接続されてもよい。さらに別の代替の実施形態において、プーリーは、あらゆる好適な方法に接続されてもよい、またはあらゆるその他の好適な搬送システムを使用してもよい。
エンドエフェクタ3812L、3812Rは、回転ジョイント3822L、3822Rにおいて、各フォアアームに連結されてもよい。例えば、図31B、31Cに示され得るように、アーム3801、3802のうちの1つが伸長または収縮される際、各エンドエフェクタ3812L、3812Rは共通移動経路P1によって長手方向に配向されたままとなり、一方で、以下により詳細に説明するように、他方のアームが実質的な収縮形状となるように、エンドエフェクタ3812L、3812Rを、プーリー4565L、4565Rのうちの1つのそれぞれに駆動連結してもよい。生成されたあらゆる粒子をアームアセンブリ内に収容し得るように、本明細書に記載されるベルトおよびプーリーシステムをアームアセンブリ3801、3802内に収容してもよいことが理解され得る。好適な通気/真空システムはさらに、粒子が基板をさらに汚染することを防ぐために、アームアセンブリ内で使用してもよい。代替の実施形態において、同期化システムは、アームアセンブリの外側に配置してもよい。別の代替の実施形態において、同期化システムは、あらゆる好適な位置にしてもよい。
理解され得るように、例示的実施形態において、エンドエフェクタ3812L、3812Rは共通移動経路P1に沿って移動してもよく、移動経路P1に沿って、異なる面になるように構成してもよい。代替の実施形態において、アーム3801、3802は、エンドエフェクタが共通経路P1に沿って移動できるように、異なる高さになるように構成してもよい。別の代替の実施形態において、搬送は、複数のエンドエフェクタが共通の移動経路に沿って移動できるようにするための、あらゆる好適な構成を有してもよい。さらに別の代替の実施形態において、エンドエフェクタは、互いに概して平行または角度を付けてもよい異なる経路に沿って移動してもよい。経路は、同じ面に配置してもよい。連結システムのリンケージの図示された運動は例示的なものにすぎず、代替の実施形態において、リンケージは、互いに独立したアームから運動スイッチのあらゆる好適な範囲を提供および実行するために、配設されてもよい。
上記のように、アーム駆動部は、最小限の数の駆動軸部T1、T2を使用しながら、アーム3801、3802のそれぞれが伸長および収縮できるようにする機械運動スイッチを含む。なお、同軸駆動システム(つまり、T1およびT2の回転中心は、実質的に互いに同一線上にある)について本明細書に実施形態が記載されているが、代替の実施形態において、駆動軸部T1、T2は、並列またはあらゆるその他の好適な空間的構成で配置してもよいことを留意されたい。なお、軸T1およびT2のための駆動モータはさらに、同軸または並列で接続されてもよく、あらゆる好適な方法で、駆動軸部T1、T2に接続されてもよいことに留意されたい。例えば、駆動軸部T2は、中心回転軸3805の周囲に配置されてもよく、一方で、駆動軸部T1は、回転軸3940に配置されてもよい(図32B)。リンクT1A、T1Bが、本明細書に記載されているように、単一の駆動モータを使用して回転するように、駆動軸部T1が、好適なギアリング、カムおよび/またはベルトおよびプーリーシステムを通って、回転軸3940に配置されるときに、駆動リンクT1A、T1Bの回転が達成可能である。
図29Dおよび32A〜32Dを参照し、例示的機械運動スイッチを説明する。図32A〜32Dに示され得る例示的実施形態において、機械的スイッチは、第1の駆動リンクT1A、T1B、第2の駆動リンク3910、3911および接続リンク3920、3921を含む。代替の実施形態において、機械的スイッチは、互いにおよび/または搬送アームに、あらゆる好適な方法および/または構成で連結される、あらゆる好適な数のリンクを含んでもよい。
第1の駆動リンクT1A、T1Bは、以下に説明するように、駆動軸部T1に接続されてもよい。駆動リンクT1A、T1Bのそれぞれの第1の端部は、リンクT1A、T1Bが軸3940の周囲を旋回可能であるように、あらゆる好適な方法で回転軸3940に旋回可能に接続されてもよい。この例示的実施形態では、軸3940は、搬送3800の回転3805の中心からあらゆる好適な距離でオフセットにしてもよい。この実施例において、軸3940は、実質的に移動経路P1に沿って存在してもよい。代替の実施形態において、機械的スイッチの軸3940は、移動経路P1に沿って存在しなくてもよい。別の代替の実施形態において、機械的スイッチは、リンクT1A、T1Bが、軸3805を含むが、これに制限されないあらゆる好適な軸の周囲を旋回するように、構成してもよい。アーム3801、3802が伸長および収縮する際に、軸が軸3805に対して回転自在に固定または静止したままである時に、一方で、同時に、搬送3800が矢印Rの方向に一体となって回転する時に、軸3805の周囲を回転できるように、軸3940は、例えば、搬送3800のベース上に配置してもよい。
上記のように、機械的スイッチはさらに、第2の駆動リンク3910、3911を含んでもよい。駆動リンク3910の第1の端部は、回転連結3931において駆動リンクT1Bに旋回可能に連結されてもよい。駆動リンク3911の第1の端部は、回転連結3930において、駆動リンクT1Aに旋回可能に連結されてもよい。駆動リンク3910、3911のそれぞれの第2の端部は、あらゆる好適な方法で駆動軸部T1に旋回可能に連結されてもよい。例えば、一例示的実施形態において、駆動リンク3910、3911は、あらゆる好適な形状および構成を有してもよい駆動プラットフォームに旋回可能に連結されてもよい。例示のために、図32Bのディスク形状の部材3960として、および図29Dの駆動軸部T1に連結される三角形状の部材3960´として、駆動プラットフォームが示される。代替の実施形態において、駆動リンク3910、3911は、第2の端部が軸3805の周囲を回転するように、駆動軸部T1によって生成されるトルクを駆動リンク3910、3911の第2の端部へ伝達するためのあらゆる好適な形状の部材によって、駆動軸部に連結されてもよい。なお、駆動リンクT1A、T1B、3910、3911は、本明細書に記載されているように、アーム3801、3802の運動を生じさせるためのあらゆる好適な寸法(例えば長さ、断面等)を有してもよいことに留意されたい。例えば、図32Bおよび32Dに示され得るように、第2の駆動リンク3910、3911は、駆動リンク3910、3911が互いに交差するように配置される。駆動軸部T1、T2の回転方向による、この交差した構成は、駆動リンク3910、3911のうちの1つが、駆動リンクT1A、T1Bのうちのそれぞれ1つを押すことを可能にしてもよく、一方で、以下により詳細に説明するように、各駆動リンクT1A、T1Bのうちの他方に実質的な運動を伝達せずに、駆動リンク3910、3911のうちの他方を回転させる。代替の実施形態において、駆動リンク3910、3911は、あらゆるその他の好適な構成および空間的関係を有してもよい。
駆動リンクT1A、3911は、あらゆる好適な方法でアーム3801のあらゆる好適な部分に適切に接続されてもよい。例示的な一実施形態において、図32Dに示され得るように、接続リンク3921は、第1の端部において、例えば、回転ジョイント3930に旋回可能に連結されてもよく、一方で、その第2の端部において、フォアアーム3811Lに旋回可能に連結されてもよい。同様に、駆動リンクT1B、3911は、接続リンク3920を通ってアーム3802に接続されてもよい。接続リンク3920は、第1の端部、例えば、回転ジョイント3931に旋回可能に連結されてもよく、一方で、その第2の端部において、フォアアーム3811Rに旋回可能に連結されてもよい。なお、図に示される、駆動リンクT1A、3910およびT1B、3911の間の接続ならびにそれらの各アーム3801、3802は、本質的に例示的なものにすぎず、あらゆる好適な形状および大きさを有するあらゆる好適な接続リンクを使用してもよい。代替の実施形態において、1つ以上の駆動リンクT1A、T1B、3910、3911は、あらゆる好適な方法で、ベルトおよびプーリー等によって、それらの各アームに接続されてもよい。
図29Eおよび29Fを参照し、別の例示的機械運動スイッチを説明する。この実施例において、スイッチは、アッパーアームまたは筐体3810内に密封してもよい。機械運動スイッチは、駆動軸部T1に連結される駆動プラットフォーム3960´´および駆動リンク3910´、3911´を含む。駆動リンク3910´は、第1の端部で、回転ジョイント3965において、駆動プラットフォームの第1の端部に回転自在に連結されてもよい。駆動リンク3910´の第2の端部は、あらゆる好適な方法で、フォアアーム駆動プーリー3970Rに接続されてもよい。例えば、図29Fに示され得るように、駆動プーリー3970Rは、駆動リンク3910´がアーム回転ジョイント3966において連結されるように、プーリーから伸長するアーム3970RAを含んでもよい。駆動リンク3911´は、回転ジョイント3967における駆動プラットフォームの第1の端部に、第1の端部において回転自在に連結されてもよい。駆動リンク3911´の第2の端部は、あらゆる好適な方法で、フォアアーム駆動プーリー3970Lに接続されてもよい。例えば、図29Fに示され得るように、駆動プーリー3970Lは、駆動リンク3911´がアーム回転ジョイント3968に連結されるように、プーリーから伸長するアーム3970LAをさらに含んでもよい。フォアアーム駆動プーリー3970R、3970Lは、各軸CL1、CL2を中心とした、ベアリング3980A、3980B等によるあらゆる好適な方法で、アッパーアーム3810内に回転自在に支持されてもよい。フォアアーム駆動プーリー3970R、3970Lは、フォアアームの回転3811R、3811Lを駆動するためのベルト/バンド3981、3982によって、各フォアアームプーリー3971R、3971Lに連結されてもよい。代替の実施形態において、プーリー3970R、3971Rおよび3970L、3971Lは、フォアアームを駆動するためのあらゆる好適な方法で連結されてもよい。
図29Gを参照すると、別の例示的機械運動スイッチが示される。この実施例において、運動スイッチは図29Fについて上述されているものと実質的に同様であるが、この実施形態において、フォアアームプーリー3970R、3970Lは、接続部材3990R、3990Lを通って、それらの各フォアアーム3811R、3811Lに直接連結される。図29Gでさらに理解され得るように、エンドエフェクタプーリー3995R、3995Lは、上述のようにエンドエフェクタを追従的に駆動するためのアッパーアーム2810に接続される。
次に図32A〜36Dを参照し、搬送3800の動作を説明する。上記のように、同一方向かつ同じ速度の駆動軸部T1およびT2の回転により、矢印Rの方向で、軸3805の周囲を、時計回りまたは反時計回りに搬送3800が一体となって回転する。図33Aに示され得るように、対向方向の駆動軸T1、T2の回転は、2つのアーム3801、3802のうちの1つを伸長させる。例えば、開示される実施形態には、T1は反時計回りに回転し、T2は時計回りに回転する、アーム3801の伸長が記載されている。理解され得るように、アーム3802は、T2が反時計回りで回転し、T1が時計回りで回転する、以下に記載されているものと実質的に同様に伸長できる。
例示的実施形態において、T2が矢印R2の方向で回転し、これに従って、軸3805の周囲でアッパーアーム部材3810が回転する。同時に、駆動リンク3910、3911の第2の端部が軸3805の周囲を回転するように、T1が矢印R1の方向に回転する。図32Bおよび33Bを比較した場合に示され得るように、T1が駆動リンクT1A、T1Bを回転させる場合、3910、3911は、リンクT1Aを、軸3940の周囲に、反時計回りに回転させるために、駆動リンク3911がアームリンクT1A上で押すように、配設される。なお、T1のR1方向の回転の間、駆動リンクは、図32C、33C、34C、35Cおよび36Cを比較する際に示され得るように、リンクT1Bが軸3940に対して実質的に回転自在に固定されるように、駆動リンク3910が回転ジョイント3931の周囲を回転するように、さらに配設される。なお、例えば、駆動リンクT1B、3910によって形成される3リンク構成のうちの2つのリンク(例えばリンクT1Bおよび3920)がリンクT1Bを駆動し、接続リンク3920は、駆動リンク3910を、リンクT1Bおよび/または3920へあらゆる実質的な運動を印加せずに回転できるようにするために、回転ジョイント3931を少なくとも部分的に制限してもよいことを留意されたい。
図32C、33C、34C、35Cおよび36Cは、駆動軸T1、T2の角度回転に対して、軸3940を中心とする駆動リンクT1A、T1Bの角度回転を、グラフによって示す。図32C、33C、34C、35Cおよび36Cに示され得るように、T1AおよびT1Bの角度回転が、グラフの垂直軸に沿って示され、T1の角度回転が、水平軸に沿って示される。なお、図32C、33C、34C、35Cおよび36Cのグラフは、「分割」グラフであり、ここで水平軸における0より左の値はリンクT1Aの回転に相当し、0より右の値はリンクT1Bの回転に相当することに留意されたい。T1の角度回転およびリンクT1A、T1Bは、図32Aおよび32Bに示される収縮位置にある場合に、T1、T1A、T1Bの位置から測定してもよい。T1の回転角度が増加すると(負のまたは反時計回り方向に)、T1Aの回転角度はさらに同一方向に増加する。T1の回転角度が反時計回り方向で増加する際に、図32C、33C、34C、35Cおよび36Cを比較する際に最も良く示され得るように、T1Bの回転角度は実質的に0のままである。
次に図33A〜Dを参照すると、フォアアーム3811Lは、上述のように、接続リンク3921によって、リンク3911、T1Aに駆動可能に制約される。駆動リンク3911が駆動リンクT1A上を押すと、接続リンク3921によってフォアアーム3811Lが引っ張られ、これは次に、フォアアーム3811Lを、エルボージョイント3821Lの周囲で回転させる。フォアアーム3811Lがアッパーアーム部分3810L上に交差するまで、接続リンク3921は、駆動軸T1およびT2の合成された回転によって、フォアアーム3811L上を引っ張り続け、交差時において、図34A〜Dに示され得るように、接続リンク3921は、フォアアーム3811L上を押し続ける。駆動軸T1、T2は、基板S2を捕捉または配置するための所定の位置にエンドエフェクタ3812Lが配置されるように、アーム3801が伸長されるまで、図35A〜Dおよび36A〜Dに示され得るように、R1、R2をそれぞれ、対向する方向で回転を継続する。理解され得るように、エンドエフェクタ3812Lは、上述のようにアッパーアーム3810に追従するため、方向R2のアッパーアーム3810の回転および対向する反時計回り方向のフォアアーム3811Lの回転により、アームは伸長され、一方で、エンドエフェクタ3812Lは、X1移動経路と共に長手方向に配向されたままでなる。例えば、アッパーアーム3810がR2の方向に時計回りに回転し、フォアアーム3811LがR1の方向に反時計回りに回転する際、プーリー4550L(アッパーアーム3810に固定して接続される)は、フォアアーム3811Lに対して時計回りに回転するものとして示される。プーリー4550Lは、エンドエフェクタ3812Lがフォアアームの回転3811Lと実質的に等しいおよび対向するように、ならびに経路X1伸長(および収縮)の間、エンドエフェクタが長手方向に配向されたままであるように、時計回り方向でプーリー4565Lを駆動可能に回転させる。
さらに図32A〜36Dを参照すると、アーム3801が伸長される際に、アーム3802は実質的に収縮したままであり、軸3805の周囲を回転される。上述のように、駆動軸T1が矢印R1の方向に回転する際に、駆動リンク3910の第2の端部は、同一方向に回転される。この例示的実施形態において、例えば図32Dに示され得るように、駆動リンクT1Bは、接続リンク3920を通って、フォアアーム3811Rに連結される。接続リンク3920によって形成されるフォアアーム3811RおよびリンクT1Bの間のこの連結は、実質的に駆動リンクT1Bまたは回転連結3931の運動を生じさせずに、駆動リンク3910が回転連結3931の周囲を回転するように、回転連結3931を制約してもよい。図32D、33D、34D、35Dおよび36Dに最も良く示され得るように、回転連結3931が、アーム3801の伸長の間、アッパーアーム3810の回転軸3805に近接して配置されるように、リンクT1B、3910、3920が構成される。回転軸3805に近接して回転連結3931を有することで、アーム3801が伸長および収縮する際に、実質的な収縮または伸長運動を生じさせずに、アーム3802が、軸3805の周囲を回転できるようにする。
第2のアーム3802の伸長を生じさせるために、第1のアーム3801は、アーム3801の伸長について上述されているものと実質的に反対の方法で収縮してもよい。アーム3801が所定の程度に、または位置(例えば図29A、30Aおよび32Aに示される、中立位置)に、収縮する際に、機械的スイッチは、アーム3801が実質的な収縮構成のままである間、アーム3802が伸長するように、駆動システムの運動をアーム3802に切り替える。アーム3802の伸長は、アーム3801について上記のものと実質的に同様の方法で生じる。理解され得るように、機械運動スイッチは、図37において最も良く示され得るように、実質的に0度にで、T1の回転角度が通過する場合に動作する。図37は、アーム3801、3802が伸長される場合の、リンクT1A、T1Bの角度回転に対するT1の角度回転を示す。なお、図37において、T1Bの回転が時計回りまたは反時計回りであるかに関係なく、アーム3801、3802がリンクT1Aを伸長する場合の、リンクT1A、T1Bの角度回転の値がグラフに、正の数として示されることに留意されたい。
次に図38A〜38Eを参照し、搬送3800の別の例示的実施形態を説明する。搬送3800´は、この実施例において、特記しない限り、図29A〜37に対して上記の搬送3800と実質的に同様にしてもよい。この実施例において、搬送3800´は、各アームのアッパーアーム3810R´、3810L´が独立して回転可能であるように、デュアルスカラアーム配設を有する。スイッチは、例えば駆動軸T1に接続される上記のプラットフォーム3960、3960´と実質的に同様の、駆動プラットフォームを含むという点で、アーム3800´の機械運動スイッチは、搬送3800に対して、上記のスイッチと実質的に同様にしてもよい。駆動リンク3910、3911は、第1の端部において、駆動プラットフォームに回転自在に連結され、各接続リンク(便宜上図示されない)に回転自在に連結される。一実施形態において、接続リンクは、アッパーアーム3810R´、3810L´のうちの1つのそれぞれに連結されてもよい。代替の実施形態において、接続リンクは、回転自在にまたは移動可能に各アッパーアームに連結されてもよい。接続リンクは、駆動リンク3910、3911のそれぞれの第2の端部を、アッパーアーム3810R´、3810L´のうちのそれぞれ1つに直接連結される。理解され得るように、接続リンクは、あらゆる好適な位置において、各アッパーアームに回転自在にまたは固定連結されてもよい。代替の実施形態において、接続リンクは、それらの各アッパーアームと共に、単一の構造にしてもよい。別の代替の実施形態において、機械的スイッチは、あらゆる好適な方法および/または構成で、互いにおよび/または搬送アームに連結される、あらゆる好適な数のリンクを含んでもよい。
図38A〜38Cに示され得るように、駆動プラットフォームによって、駆動リンク3910、3911の第1の端部を駆動プラットフォームと共に、反時計回り方向で、アーチ状の経路を移動させるように、駆動軸T1は、駆動プラットフォームを反時計回り方向に回転させる。また、駆動リンク3911によって、その接続リンクは、アッパーアーム3810R´上で押され、これによって、アッパーアーム3910R´がさらに反時計回り方向に回転する。この実施例において、アッパーアーム3910R´が反時計回りに回転する際に、フォアアーム3811R´が時計回りに回転し、エンドエフェクタ3812R´の長手方向軸が、アーム3801´の伸長および収縮の経路に沿ったままであるように、アームリンクを、上述のように追従させてもよい。さらに図38A〜38Cに示され得るように、駆動軸T1が反時計回りに回転すると、アーム3801´がポイント3870において基板を捕捉/配置するように伸長する一方でアーム3802´が実質的に収縮構成のままであるように、その第2の端部3910Eが、実質的に静止したままであるように、駆動リンク3910が回転する。理解され得るように、アーム3801´の収縮は、アーム3801´の伸長について上述されているものと実質的に反対の方法で生じてもよい。図38Dおよび38Eに示され得るように、駆動プラットフォームによって、駆動リンク3910、3911の第1の端部が、駆動プラットフォームに沿って、時計回り方向にアーチ状の経路を移動するように、例えば、時計回り方向に駆動軸T1を回転させることにより、アーム3802´が伸長される。ここで、駆動リンク3910により、その接続リンクが、アッパーアーム3810´を時計回り方向に回転させるためにアッパーアーム3810L´を押す。上述のように、フォアアーム3811L´が反時計回りに回転する、およびエンドエフェクタ3812L´の長手方向軸が伸長および収縮の経路に沿ったままであるように、アーム3802´のリンクが追従してもよい。さらに図38Dおよび38Eに示され得るように、アーム3802´がポイント3870において捕捉/配置基板まで伸長する間に、アーム3801´が実質的に収縮構成のままであるように、その第2の端部3910Eが、実質的に静止したままであるように、駆動軸T1が時計回りに回転する際に、駆動リンク3910が回転する。理解され得るように、アーム3802´の収縮は、アーム3802´の伸長について上述されているものと実質的に反対の方法で生じてもよい。
次に図39を参照すると、半径アーム構成を有し、機械運動スイッチを組み込む別の例示的搬送装置4000を説明する。この例示的実施形態では、搬送装置は、搬送装置のアームリンクを駆動させる縮小または最小化された高さ/厚さの搬送装置アーム、およびより短いまたは最小化された長さのベルト/バンドを持ち得る、並列の駆動プーリー形状を含む。最小化された大きさのアームおよび最小化された長さのベルトは、アームが設置され得る真空/搬送チャンバの深さ/容量の対応する低減、ならびに例えば、搬送装置の向上された構造的な特性による、アームの改選されたもしくは最大化された制御、性能および性能速度を提供し得る。
この実施例において、搬送装置は、筐体またはアッパーアーム部4001を含む。アッパーアーム部4001は、あらゆる好適な構成および大きさを有してもよく、図において、筐体機械的スイッチ4005として示される。代替の実施形態において、アッパーアーム部4001は機械的スイッチ4005を包囲しなくてもよく、または機械的スイッチ4005の一部分のみを包囲してもよい。1つ以上の搬送アーム4055A、4055Bを支持するために、アッパーアーム部4001も構成される。代替の実施形態において、アーム4055A、4055Bは、例えば、筐体4000とは分離しているが、これに接続されるアーム支持部等による、あらゆる好適な方法で支持してもよい。ここで2つの搬送アーム4055A、4055Bが示されているが、代替の実施形態において、搬送装置4000は、あらゆる好適な数の搬送アームを含んでもよい。アッパーアーム部4001は、上部および底部(その底部は図39に示される)を含むアセンブリとしてもよい。代替の実施形態において、筐体は、搬送4000のアセンブリおよびアッパーアーム部4001内に配置される、例えば、機械的スイッチ4005の構成要素等の、搬送4000の構成要素へのアクセスを可能にするための、あらゆる好適な構成、要素および/または特徴(カバー、ドア等)を有してもよい。
この例示的実施形態では、搬送装置4000は、例えば、図3〜8および10に対して上記の駆動部等のあらゆる好適な駆動部(図示せず)を含んでもよい。例示的な一実施形態において、駆動部は、例えば、2つの駆動軸T1、T2を有する同軸駆動部にしてもよい。代替の実施形態において、駆動部は、2つより多いまたは少ない駆動軸を有してもよい。別の例示的実施形態において、駆動部は、例えば、基板処理ステーション、ロードロック、または搬送装置4000が動作するその他の基板保持領域/装置に対する高さを調整するためのZ軸駆動搬送をさらに含んでもよい。この実施例において、駆動軸T1は筐体に連結してもよく、以下により詳細に説明するように、搬送装置4000およびアームを一体として回転させるために、および/またはアーム4055A、4055Bを伸長および収縮するために、駆動軸T2を機械運動スイッチ4005に連結されてもよい。
図39および40A−Cに示され得るように、各アーム4055A、4055Bは、一端において、各ショルダージョイント4055SR、4055SLを介して、アッパーアーム部4001に回転自在に連結され、別の対向端部において、各リストジョイント4055Wにおいて、各エンドエフェクタ4056L、4056Rに回転自在に連結される、フォアアーム4055L、4055Rを含む。なお、駆動軸T2およびショルダージョイント4055Sの間の距離LHは、ジョイント中心からジョイント中心(例えば、ショルダージョイントの中心からリストジョイントの中心まで)までのフォアアーム4055R、4055Lの長さLAに実質的に等しい(図43Cも参照)ことを留意されたい。代替の実施形態において、長さLH、LAは、等しくなくてもよく、あらゆる好適な長さを有してもよい。エンドエフェクタ4056L、4056Rは、エンドエフェクタ4056L、4056Rの長手方向軸が、実質的にその各アーム4055A、4055Bの伸長および収縮の経路に沿うように、アッパーアーム部4001に追従してもよい。代替の実施形態において、エンドエフェクタはアッパーアーム部4001に追従しなくてもよく、あらゆる好適な方法で回転自在に駆動されてもよい。フォアアーム4055L、4055Rは、以下に説明するように、フォアアーム4055L、4055Rを駆動するための各プーリー4051L、4051Rに固定連結されてもよい。
図39および40A〜Cに示され得る例示的実施形態において、機械運動スイッチ4005は、旋回プラットフォーム4021、2つの接続リンク4022L、4022Rおよび2つの駆動リンク4023L、4023Rを含む。旋回プラットフォーム4021は、 プーリーシステムを通るもの等の直接連結または搬送連結を含むが、これに制限されない、例えば、あらゆる好適な方法の駆動部の駆動軸T2に連結される。旋回プラットフォーム4021は、示される図において、あらゆる好適な形状を有してもよく、ブーメランまたは実質的にV形状の構成を有するものとして示されるが、これは例示にすぎない。代替の実施形態において、プラットフォーム4021は、実質的に、直線状な細長い形状、三角形状、円形状または本明細書に記載されているように、搬送アームの伸長および収縮を生じさせるためのあらゆるその他の好適な形状を有してもよい。この実施例において、プラットフォーム4021は、第1の方向および第2の部分において、その回転軸CL(駆動軸T2と同じであってもよい)から伸長する第1の部分または側部、あるいは回転軸CLから、第1の方向とは異なる第2の方向に伸長する側部を含む、第2の方向または側部を含む。接続リンク4022Lの第1の端部は、回転ジョイント4010において第1の部分に回転自在に連結される。接続リンク4022Lの第2の端部は、回転ジョイント4012において駆動リンク4023Lに回転自在に連結される。この実施例において、実質的に直線状な細長いリンクとして接続リンク4022Lが示されるが、代替の実施形態において、接続リンク4022Lは、あらゆる好適な形状および/または構成を有してもよい。駆動リンク4023Lは、接続リンク4022Lと共に連結するためのプーリー部分4024Lから伸長する好適なベアリングおよびアーム部分4024LA等の、あらゆる好適な方法で、回転軸CL1において、例えばアッパーアーム部4001へ回転自在に連結される、プーリー部分4024Lを含んでもよい。一実施形態において、駆動リンク4023Lのプーリー部分4024Lおよびアーム部分4024LAは、単一のワンピース構造にしてもよい。代替の実施形態において、プーリー部分4024Lおよびアーム部分4024LAは、アセンブリにしてもよく、または、アーム部分4024LAによってプーリー部分4024Lの回転が生じるように、あらゆるその他の好適な構成を有してもよい。さらに別の代替の実施形態において、駆動リンクは、プーリー4024Lに直接、回転自在に連結されてもよい。駆動リンク4023Lは、例えば、プーリー4051Lおよびフォアアーム4055Lを駆動可能に回転するためのベルトまたはバンド4050Lによって、フォアアームプーリー4051Lに連結される。代替の実施形態において、駆動リンク4023Lは、あらゆる好適な方法で、フォアアーム4055Lに連結されてもよい。同様に、接続リンク4022Rの第1の端部は、回転ジョイント4011においてプラットフォーム4021の第2の部分に、回転自在に連結される。接続リンク4022Rの第2の端部は、回転ジョイント4013において、駆動リンク4023Rに回転自在に連結される。接続4022Rは、接続リンク4022Lと実質的に同様にしてもよい。駆動リンク4023Rは、上記の駆動リンク4023Lと実質的に同様にしてもよい。例えば、駆動リンク4023Rは、好適なベアリング、および、接続リンク4022Rと共に連結するための、プーリー部分4024Rから伸長するアーム部分4024等のあらゆる好適な方法で、回転軸CL2において、例えば、アッパーアーム部4001に回転自在に連結されるプーリー部分4024Rを含んでもよい。駆動リンク4023Rは、プーリー4051Rおよびフォアアーム4055Rを駆動可能に回転させるための、例えば、ベルトまたはバンド4050Rによって、フォアアームプーリー4051Rに連結される。代替の実施形態において、駆動リンク4023Rは、あらゆる好適な方法でフォアアーム4055Rに連結されてもよい。図39に示され得るように、リンク4022L、4022R、4023L、4023Rは、旋回プラットフォーム4021を通って連結される一対の4バー機構を形成する。理解され得るように、互いに対する回転軸CL、CL1、CL2の位置は、例示目的のみで示されており、代替の実施形態において、回転軸CL、CL1、CL2は、互いにあらゆる好適な空間的関係を有してもよい。
次に図40A〜44を参照し、搬送装置4000の例示的動作を説明する。図40A〜40Cに示され得るように、機械的スイッチ機構4005がより詳細に示される。この実施例において、プラットフォーム4021の回転軸CLは、図41Aに示され得るように、スイッチ4005が中立または初期位置/構成にある場合の、回転ジョイント4010、4011よりも回転CL1、CL2の軸の対向側部に配置される。図41Bのその収縮構成に示され得るように、リンク4023Rが実質的に静止したままである間、中立位置からのプラットフォーム4021の時計回り方向の回転によって、リンク4023Lの角度方向の変化が生じるように、リンク4021、4022L、4022R、40213L、4023Rの形状を選択してもよい。図41A〜41Cに示される実施例において、機械運動スイッチ4005は、プラットフォーム4021の約90度の回転によって、リンク4023Lの約180度の運動(またはプラットフォーム4021の回転方向によって、4024L)が生じるように構成される。代替の実施形態において、リンク4021、4022L、4022R、4023L、4023Rは、プラットフォーム4021のあらゆる好適な回転角度のためにリンク4023L、4023Rのあらゆる好適な角度変化を生じさせるように構成してもよい。理解され得るように、例えば、プラットフォーム4021が反時計回り方向に回転する場合、リンク4023Lが、図40Cに示さ得るように、その収縮形状で、実質的に静止したままである間、リンク4023Rの角度方向が変化する。
プラットフォーム4021の角度位置の関数としてのリンク4023L、4023Rの角度方向を、グラフおよび図41に示し、ここで、θ1は、プラットフォーム4021の角度位置を示し、θ3Lおよびθ3Rは、それぞれ、リンク4023L、4023Rの角度方向を示す。なお、角度θ1、θ3Lおよびθ3Rは、図40Aに示され得るように、リンクの初期構成に対して測定され、θ1およびθ3Rは、反時計回り方向が正であり、θ3Lは、時計回り方向が正である。リンク4023R、4023Lのうちの別の1つが動く間の、静止リンク4023R、4023Lによる残留運動量は、例えば、L1に対するL2の比率によって制御可能であり、ここで、図40Bに示され得るように、L1は、リンク4022L、4022Rをプラットフォームに結合するプラットフォーム4021および回転ジョイント4010、4011の旋回ポイント(軸CL)の間の距離であり、L2は、ジョイント中心からジョイント中心へのリンク4022L、4022Rの長さである。図41に示され得るように、残留運動量は、L2/L1の比率が値1に近づくにつれて減少する。
図42A〜42D、43および44を参照すると、概して、基板交換シーケンスにおいて、空白アーム4055Bは、収縮位置から、図39に示され得るように(さらに図42Aを参照)、例えば、ワークステーション、または図43に示されるその他の好適な基板保持位置(図示せず)へ半径方向に伸長し、処理された基板S2を捕捉し、図39に示される折り畳み位置へ再び収縮する。その他のアーム4055Aがワークステーションに入ることができるように、アームの垂直位置が調整される(または基板保持位置は、搬送装置がZ運動駆動を有しない位置で調整される)。理解され得るように、一実施例において、Z運動駆動は、異なる面において上下に配置されているエンドエフェクタ4056L、4056Rを補ってもよい。代替の実施形態において、エンドエフェクタは、同じ面に並列に配置してもよい。アーム4055Aは、図44に示され得るように、出したてのまたは未処理の基板S1を捕捉して半径方向に伸長させ、基板をワークステーションに配置し、図39に示される収縮位置に戻す。アーム4055Aの伸長は、図42A〜42Dにおいてより詳細に示される。図42Bに示され得るように、両方のT1およびT2駆動軸は、アーム支持部(図示せず、アッパーアーム部4001と実質的に同様にしてもよい)間の相対的運動を生じさせるために、例えば異なる速度で、搬送アーム4055A、4055Bおよびアームのうちの1つの伸長を生じさせるためのプラットフォーム4021において回転してもよい。この実施例において、アーム4055Aを伸長させるために、プラットフォーム4021およびアーム支持部は、最初は図42Bに示され得るように対向方向に(アーム支持部反時計回りに回転する矢印の方向で4200およびプラットフォームは時計回りに回転する矢印の方向で4201)されるが、次に、図42Cおよび42Dに示され得るように、同一方向に(この実施例において、反時計回り矢印の方向で4200)回転される。なお、同一方向で実質的に同じ速度の駆動軸T1、T2の回転は、例えば、軸CLの周囲を、搬送装置4000を一体となって回転させる。ここで、アーム支持部の回転により、アーム4055Aのショルダージョイント4055Sが、アーチ状の経路に沿って、反時計回り方向で、ワークステーション4070方向に移動する。プラットフォーム4021の回転により、接続リンク4022Rが駆動リンク4023R上を引っ張るため、駆動リンク4023Rが時計回りに回転する。代替の実施形態において、プラットフォーム4021によって、接続リンクが駆動リンク4023R上を押してもよい。さらに別の代替の実施形態において、プラットフォーム4021は、アーム4055Aを伸長させるあらゆる好適な方法で駆動リンク4021Rを移動させてもよい。駆動リンク4023Rは、アーム4055Aを伸長させるために、フォアアームの時計回り方向回転4055R(ベルト4050R、駆動プーリー4024Rおよびアッパーアームプーリー4051Rを介して)を生じさせる。上述のように、エンドエフェクタ4056R、4056Lは、フォアアーム4055Rが時計回りに回転する際に、エンドエフェクタ4056Rが伸長される経路4090に沿って、長手方向に配向されるように、ベルト/バンドおよびプーリー等の例えば、あらゆる好適な搬送によって、アーム支持部に追従してもよい。理解され得るように、アーム4055Aの収縮は、上述のように、実質的に反対の方法で生じてもよい。さらに理解され得るように、アーム4055Bの伸長および収縮は、アーム4055Aに対して上述と実質的に同様の方法で生じてもよい。図42A〜42Dに示され得るように、アーム4055Aが伸長される際、軸CLの周囲の回転中は、アーム4055Bは実質的な収縮形状のままであり、またその逆も行われる。この実施例において、機械運動スイッチ4005は、例えば、モータエンコーダアセンブリおよび対応する電子機器のコストおよび複雑性を排除することによって、搬送装置駆動システムを簡素化するために、単一のモータによって、両方の接続リンク4022L、4022Rを駆動できるようにする。
次に図45A〜46Dを参照し、別の例示的搬送装置4100を説明する。搬送装置4100は、搬送装置4000と実質的に同様にしてもよいが、以下に説明するように、機械運動スイッチ4105は異なる構成を有する。図45Aに示され得るように、旋回プラットフォーム4131の回転軸CL´およびプラットフォーム4131を接続リンク4132L、4132Rに接続する回転ジョイント4110、4111は、軸CL1´、CL2´の同じ側部に配置される。この実施例において、プラットフォーム4131は、駆動軸T2が回転する時にプラットフォーム4131がそれと共に回転するように、図39および40に示されるものと実質的に同様の方法で、駆動軸T2に連結されてもよい。なお、一実施例において、駆動軸T2(および/またはT1)は、回転軸CL´と同軸にしてもよい。プラットフォーム4131は、第1の部分および第2の部分を有し、これはそれぞれ、プラットフォーム4021について上述されているものと実質的に同様に、その回転軸CL´から伸長する。プラットフォーム4131の第1の部分は、回転ジョイント4111によって接続リンク4132Lの第1の端部に連結され、およびプラットフォーム4131の第2の部分は、回転ジョイント4110によって、接続リンク4132Rの第1の端部に連結される。接続リンク4132L、4132Rの第2の対向端部は、それぞれ、回転ジョイント4113、4112によって、駆動リンク4133L、4133Rに連結される。図45Aに示され得るように、接続リンク4132L、4132Rは、機械運動スイッチ4105が初期または中立位置にある場合に、互いに交差する。接続リンク4132L、4132Rは、上記の接続リンク4022L、4022Rと実質的に同様にしてもよい。駆動リンク4133L、4133Rは、さらに、図39および40に対して上記の駆動リンク4023L、4023Rと実質的にと同様にしてもよい。例えば、駆動リンク4133L、4133Rは、フォアアームプーリーを駆動するための駆動プーリー4134L、4134R、フォアアーム4155L、4155Rの回転を生じさせるための4151L、4151Rをそれぞれ含んでもよい。図39および40について上述のように、駆動リンク4133L、4133Rを、ベルト4150L、4150Rによってフォアアームプーリー4151L、4151Rに連結してもよい。代替の実施形態において、駆動リンク4133L、4133Rは、あらゆる好適な方法でフォアアーム4155L、4155Rに駆動可能に接続してもよい。図45Bに示され得るように、駆動リンク4133Rがさらに反時計回り方向に回転される際(例えば矢印4600の方向)に、駆動リンク4133Rも反時計回りに回転し、一方で、駆動リンク4133Lは、図45Aに示される初期位置のままである。同様に、図45Cに示され得るように、プラットフォーム4131が時計回り方向(例えば矢印4601の方向)に回転すると、駆動リンク4133Lはさらに時計回り方向に回転し、一方で、駆動リンク4133Rは、実質的に図45Aにおいて、示される初期位置のままである。機械運動スイッチ4105の運動プロファイルは、図41に示されるものと実質的に同様にしてもよい。
次に図46A〜46Dを参照し、搬送装置4100のアーム4155Aの伸長を説明する。この実施例において、アーム4155Aを伸長させるために、駆動軸は、反時計回り方向で(例えば矢印4600の方向で)アーム支持部(上記のアッパーアーム部4001と実質的に同様にしてもよい)を回転させてもよい。ここで、アーム支持部の回転は、ワークステーション4070に対して反時計回り方向でアーチ状の経路に沿って、アーム4155Aのショルダージョイント4155Sを移動する。駆動軸T2は、最初に時計回り方向で(例えば矢印の方向で4601)、次に反時計回り方向で旋回プラットフォーム4131を回転させてもよい。アーム支持部に対するプラットフォーム4131の回転により、図46A〜46Dに示され得るように、アーム4155Aを伸長させるために、フォアアーム4155Lを実質的に時計回り方向3Lに回転させるために、接続リンク4132Lを介して、プラットフォーム4131を駆動リンク413上で押させる。代替の実施形態において、プラットフォーム4131は、駆動リンク4133L上の引っ張りを生じさせてもよい。さらに別の代替の実施形態において、プラットフォーム4131は、アーム4155Aを伸長させるあらゆる好適な方法で、駆動リンク4131Lを移動させるようにしてもよい。なお、同一方向で実質的に同じ速度の駆動軸T1、T2の回転は、搬送装置4100の半径方向の伸長および収縮の経路の角度方向を変化させるために、一体となって搬送装置4100を回転させてもよい。上記に記載されているものと実質的に同様の方法では、駆動リンクプーリー4134Lは、例えば、ベルト/バンド4150Lを介してフォアアームプーリー4151Lを駆動する。エンドエフェクタ4156Lは、エンドエフェクタ4156Lの長手方向軸が、実質的に、アーム4155Aの伸長および収縮 4610(図46C)軸に沿ったままであるように、4157L 図42A〜42Dについて上述されているものと実質的に同様の方法でベルトおよびプーリー4159L等の例えば好適な搬送を通って、アーム支持部に従属してもよい。理解され得るように、アーム4155Aの収縮は、アーム4155Aの伸長について上述されているものと実質的に対向な方法で生じてもよい。さらに理解され得るように、アーム4155B(フォアアーム4155R、エンドエフェクタ4156Rおよびプーリー4151R、4159R、4157Rを含む)の伸長および収縮は、アーム4155Aに関して上記に記載されているものと実質的に同様であってもよい。
図39〜46Dに示される実施例において、フォアアームは、ベルトおよびプーリーを介して、各駆動リンクによって駆動される。しかし、代替の実施形態において、フォアアームが、図29Gについて上述されているものと実質的に同様の方法で、各駆動リンクによって直接駆動されるように、搬送装置を構成してもよい。
例示的実施形態に従い、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、フレームと、フレームに接続され、第1の回転軸を駆動する第1のモータと第2の回転軸を駆動する第2のモータとを有する駆動部と、フレームに回転自在に接続される実質的にリジッドなアッパーアーム部と、実質的にリジッドなアッパーアーム部に回転自在に載置される少なくとも2つのフォアアームであって、少なくとも2つのフォアアームのそれぞれは、そこに従属する少なくとも1つの基板支持部を有する、少なくとも2つのフォアアームと、少なくとも2つのフォアアームと第2のモータとが常に接続されるように、少なくとも2つのフォアアームを第2のモータに接続する機械運動スイッチと、を含み、実質的にリジッドなアッパーアーム部は、第1のモータによって回転自在に駆動され、少なくとも2つのフォアアームは、第1および第2の回転軸のみを駆動する2つのモータが基板搬送装置に少なくとも3つの自由度を提供するように構成された機械運動スイッチを介して、第2のモータによって回転自在に駆動される。
別の例示的実施形態に従い、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、フレームと、少なくとも2つのスカラアームが収縮形状である時にフレーム内に収容される少なくとも2つのスカラアームであって、スカラアームのそれぞれは、その上に基板を保持するための少なくとも1つのエンドエフェクタを含む、少なくとも2つのスカラアームと、フレームの周囲にアーチ状に、かつフレームの周辺部に近接して、実質的に直線状に設けられた固定子を有する少なくとも1つの独立して制御可能なモータを有する駆動部であって、少なくとも1つの独立して制御可能なモータのうちの1つの独立して制御可能なモータのみは、駆動リンクを介して少なくとも2つのスカラアームのそれぞれに同時に接続され、1つの独立して制御可能なモータのみは、偏心駆動力を印加して、駆動リンクを回転させて、実質的に互いに独立した少なくとも2つのスカラアームのそれぞれを伸長および収縮させるように構成される、駆動部と、を含む。
さらに別の例示的実施形態に従い、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、少なくとも2つの独立して制御可能なモータを有する駆動部と、第1の方向に伸長するように構成される第1のスカラアームと、第1の方向と実質的に対向する第2の方向に伸長するように構成される第2のスカラアームとを含む関節アームであって、第1および第2のスカラアームのそれぞれは、基板をその上に保持するためのエンドエフェクタを有する、関節アームと、第1および第2のスカラアームのそれぞれを、互いに、かつ、少なくとも2つの独立して制御可能なモータのうちのそれぞれのモータに実質的に連続的に、動作可能に連結させる駆動と、を含み、駆動は、少なくとも2つの独立して制御可能なモータの間の相対的移動が、実質的に互いに独立した第1および第2のスカラアームのそれぞれのスカラアームの伸長および収縮を生じさせるように構成される。
さらに別の例示的実施形態に従い、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、少なくとも1つの独立して制御可能なモータを有する駆動部と、少なくとも1つの独立して制御可能なモータに動作可能に接続される関節アームであって、関節アームは、第1の一対のスカラアームと第2の一対のスカラアームとを含み、第1および第2の一対のスカラアーム内の各アームは基板をその上に保持するためのエンドエフェクタを有する、関節アームと、第1および第2の一対のスカラアーム内の各アームを、同時に、かつ実質的に連続的に、駆動によって少なくとも1つの独立して制御可能なモータに連結する駆動と、を含み、駆動は、少なくとも1つの独立して制御可能なモータの1つのみの独立して制御可能なモータが、第1および第2の一対のアームのそれぞれにおいて、別の異なるアームの調整された同時の伸長および収縮とは実質的に関係なく、第1および第2の一対のアームのそれぞれにおいて1つのアームの調整された同時の伸長および収縮を生じさせるように構成される。
別の例示的実施形態に従い、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、少なくとも第1および第2の独立して制御可能なモータを有する駆動部と、第1のアームリンクと基板をその上に保持するための第1のアームリンクに接続される第1のエンドエフェクタとを有する第1の関節アームと、第2のアームリンクと基板をその上に保持するための第2のアームリンクに接続される第2のエンドエフェクタとを有する第2の関節アームと、を含み、第1および第2のアームリンクのそれぞれは、第1および第2の関節アームのうちの他方が実質的に収縮形状で回転する間に、第1および第2の独立して制御可能なモータの同時の移動が、第1および第2の関節アームの1つの伸長を生じさせるように、第1および第2の独立して制御可能なモータの両方の回転子に回転自在に連結される。
さらに別の例示的実施形態に従い、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、フレームと、少なくとも第1および第2の独立して制御可能なモータを含むフレームと、その上に基板を保持するためのアームリンクおよびエンドエフェクタを含む関節アームとに接続される駆動部と、を含み、アームリンクは、アームリンクの第1の端部において第1の独立して制御可能なモータの回転子に回転自在に連結され、第2の対向端部において、エンドエフェクタのアームリンクに回転自在に連結され、アームリンクの第1の端部において第2の独立して制御可能なモータに駆動連結によって、駆動連結される。
本明細書に記載される機械運動スイッチは、最小化された数の駆動を有する迅速な基板交換機能を実現する。機械運動スイッチの構成はさらに、搬送コストを低減し、その信頼性を向上させると同時に、コンパクトな搬送チャンバで使用するために最小化された格納を有するコンパクトな搬送装置を提供する。
例示的実施形態は、個別またはこれらの組み合わせで使用され得ることを理解されたい。また、上述の記述は、本発明を例証するに過ぎないものであると理解されたい。種々の代替物および修正物は、本実施形態から逸脱することなく、当業者によって案出することができる。したがって、本実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある、全ての当該の代替物、修正物、および変更物を全て包含することを意図するものである。

Claims (16)

  1. 基板搬送装置であって、
    フレームと、
    前記フレームに接続され、少なくとも1つの独立して制御可能なモータを含む駆動部と、
    前記フレームに接続され、基板を支持及び搬送するように構成された複数のアームリンクを含む少なくとも2つの基板搬送アームと、
    前記少なくとも1つの独立して制御可能なモータ及び前記少なくとも2つの基板搬送アームの各々に結合された機械運動スイッチと、を含み、
    前記機械運動スイッチは、前記少なくとも1つの独立して制御可能なモータによって第1の軸周りに回転自在に駆動される旋回部材と、互いに独立した第1の接続リンク及び第2の接続リンクと、を含み、
    前記基板搬送アームの各々は1つの対応する基板支持部を有し、前記少なくとも2つの基板搬送アームの各々は、アッパーアーム及び前記アッパーアームに接続されている少なくとも1つのフォアアームを有し、前記少なくとも2つの基板搬送アームの各々の前記アッパーアームは、前記フレームに回転自在に接続されて前記駆動部によって回転させられ、前記基板搬送アームの各々のフォアアームの各々は、前記基板搬送アームの前記対応する基板支持部を独立して保持し、前記フォアアームの各々は前記対応する基板支持部を独立して保持しかつ前記アッパーアームに連結された単一の剛体のリンクであり、前記フォアアームの各々は前記アッパーアームに対して、前記フォアアームの各々と前記アッパーアームとの間のジョイントの各々における回転軸の各々の周りを回転し、
    前記第1の接続リンク及び第2の接続リンクの各々は、その第1の端部において回転ジョイントの各々によって前記旋回部材に回転自在に結合され、反対側の第2の端部において駆動リンクの各々に回転自在に結合されており、前記駆動リンクの各々は前記少なくとも2つの基板搬送アームにおける前記アームリンクとは異なり、
    前記駆動リンクの各々は、互いに並んで位置しかつそれぞれが前記第1の軸及び前記フォアアームの各々と前記アッパーアームとの前記ジョイントの各々における前記回転軸の各々から離間している第2の軸及び第3の軸周りに回転可能なように前記アッパーアームに結合され、前記フォアアームの各々と前記アッパーアームとの前記ジョイントの各々における前記回転軸の各々は、第4の回転軸及び第5の回転軸を各々形成し、前記駆動リンクの各々は、支点ジョイントの各々に駆動可能に連結され、前記駆動リンクは前記駆動リンクの各々と前記アッパーアームとを結合するアッパーアームリンク上の前記接続リンクの各々によって回転自在に駆動されてフォアアームの各々に駆動自在に係合し、前記支点ジョイントの各々は、前記第2及び第3の軸の各々を画定して、前記少なくとも2つの基板搬送アームのうちの他方をほぼ収縮した状態に維持しつつ前記少なくとも2つの基板搬送アームのうちの一方に伸張及び収縮を生じさせ、前記アッパーアームリンクは剛体である単一のアッパーアームセクションを形成し、前記アッパーアームセクションは、前記第2の回転軸、前記第3の回転軸、前記第4の回転軸及び第5の回転軸の各々に共通となっており、前記第2の回転軸、前記第3の回転軸、前記第4の回転軸及び前記第5の回転軸の各々の間の互いに対する相対的な間隔は前記単一のアッパーアームセクション内で一定に維持されることを特徴とする基板搬送装置。
  2. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記機械運動スイッチは、前記少なくとも1つの独立して制御可能なモータのうちの1つのみと前記少なくとも2つの基板搬送アームとを連結し、前記少なくとも1つの独立して制御可能なモータによって提供される自由度よりも多くの独立した自由度を前記少なくとも2つの基板搬送アームに提供するように構成され、前記機械運動スイッチは、前記少なくとも2つの基板搬送アームと前記少なくとも1つの独立して制御可能なモータのうちの1つのみとが常に接続されるように構成されていることを特徴とする基板搬送装置。
  3. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記旋回部材の第1の端部は、第1の方向に前記第1の軸から離れて伸長し、前記旋回部材の第2の端部は、前記第1の方向とは異なる第2の方向に前記第1の軸から離れて延在することを特徴とする基板搬送装置。
  4. 請求項3に記載の基板搬送装置であって、前記旋回部材は、ほぼV型の形状を有することを特徴とする基板搬送装置。
  5. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記駆動部は、2つの独立して制御可能なモータを含み、第1のモータは、前記機械運動スイッチを駆動し、第2のモータは、前記第1の軸の周囲に前記アッパーアームを回転させるように前記アッパーアームに駆動可能に連結され、前記第1のモータ及び前記第2のモータは、前記少なくとも2つの基板搬送アームのうちの1つの伸長及び収縮を生じさせることを特徴とする基板搬送装置。
  6. 請求項5に記載の基板搬送装置であって、
    前記第1のモータ及び前記第2のモータは一体となって前記搬送装置の回転を生じさせ、前記モータは同一方向に同一速度で動作することを特徴とする基板搬送装置。
  7. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記少なくとも2つの基板搬送アームのうちの1つの基板搬送アームが伸長している際の前記少なくとも2つの基板搬送アームのうちの他の1つの基板搬送アームの前記ほぼ収縮した状態における残留運動量は、前記第1の接続リンク及び前記第2の接続リンクに前記旋回部材を結合する回転ジョイントと前記第1の軸との間の距離、並びに前記第1及び第2の接続リンクの長さに依存することを特徴とする基板搬送装置。
  8. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記駆動リンクの各々は、ベルト及びプーリーシステムによって、前記少なくとも2つの基板搬送アームの前記フォアアームリンクの各々に係合されていることを特徴とする基板搬送装置。
  9. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記旋回部材と前記少なくとも2つの基板搬送アームにおけるアームの各々に伸長を生じさせる駆動リンクとの間の回転比率は、1:2であることを特徴とする請求項1に記載の基板搬送装置。
  10. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記機械運動スイッチは、前記第1の接続リンク及び前記第2の接続リンクが前記駆動リンクの各々を回転させ、前記駆動リンクを引っ張ることによって、前記少なくとも2つの基板搬送アームのうちの対応する1つを伸長させるように構成されることを特徴とする基板搬送装置。
  11. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記第1の軸と前記少なくとも2つの基板搬送アームのうちの1つのショルダー軸との間の距離は、ジョイント中心からジョイント中心までの前記フォアアームリンクの各々の長さと実質的に等しいことを特徴とする基板搬送装置。
  12. 請求項1に記載の基板搬送装置であって、
    前記機械運動スイッチの並列のプーリー配置は、前記基板搬送装置の高さを最小化することを特徴とする基板搬送装置。
  13. 基板搬送装置であって、
    駆動部と、スカラアームと、を含み、
    前記スカラアームは、アッパーアームと、少なくとも2つのフォアアームと、機械運動スイッチと、を含み、
    前記アッパーアームは、前記駆動部の1のモータに接続されて前記駆動部の前記1のモータによって回転自在に駆動され、前記少なくとも2つのフォアアームの各々は、前記アッパーアームに動作可能なように取付けられ、前記フォアアームの各々は、前記フォアアームの各々と前記アッパーアームとの間の回転軸の各々周りにワンピースユニットとして回転し、前記少なくとも2つのフォアアームの各々は基板をその上に保持することが可能な基板保持部を有し、前記アッパーアームは剛体リンクであり、前記スカラアームの伸張及び収縮を生じさせる単一のアッパーアームセクションを形成し、
    前記機械運動スイッチは前記アッパーアーム内に配置されて前記駆動部の他のモータ及び前記少なくとも2つのフォアアームの各々に動作可能に接続され、前記駆動部と前記少なくとも2つのフォアアームとの間の前記機械運動スイッチの全てのスイッチリンケージは、前記アッパーアーム内に収容され、前記機械運動スイッチは前記駆動部の前記他のモータによって動作し、前記少なくとも2つのフォアアームのうちの1つの回転を前記少なくとも2つのフォアアームのうちの他のフォアアームから独立して選択的にもたらすように構成されており、
    前記アッパーアームと前記駆動部の前記1のモータとの間のカップリング及び前記機械運動スイッチと前記駆動部の前記他のモータとの間のカップリングは、前記駆動部を前記スカラアームに動作自在に接続して前記スカラアームの動作をもたらすことを特徴とする基板搬送装置。
  14. 基板搬送装置であって、
    フレームと、
    前記フレームに接続され、第1の回転軸を駆動する第1のモータ及び第2の回転軸を駆動する第2のモータを有する駆動部と、
    前記フレームに回転自在に接続された実質的に剛体のアッパーアームセクションと、
    実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームと、
    前記少なくとも2つのフォアアーム及び前記第2のモータが常に接続されているように前記少なくとも2つのフォアアームを前記第2のモータに接続する機械運動スイッチと、を含み、
    前記実質的に剛体のアッパーアームは、単一のアッパーアームセクションを形成するように実質的に剛体であり、
    前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームの各々は、前記実質的に剛体のアッパーアームセクションに回転自在に載置されて、前記実質的に剛体のフォアアームの各々が、前記実質的に剛体のフォアアームの各々と前記実質的に剛体のアッパーアームセクションとの間の回転軸の各々周りにワンピースユニットとして回転し、前記少なくとも2つのフォアアームの各々は、単一のフォアアームセクションの各々を形成するように実質的に剛体であり、かつ前記単一のフォアアームセクションの各々に回転自在に接続されかつ前記単一のフォアアームセクションの各々に保持されている少なくとも1つの基板支持部を有し、
    前記実質的に剛体のアッパーアームセクションは前記第1のモータによって回転自在に駆動されて前記少なくとも2つのフォアアームの各々に保持されている前記少なくとも1つの基板支持部を伸張及び収縮させ、前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームは前記機械運動スイッチを介して前記第2のモータによって回転自在に駆動され、前記機械運動スイッチは、前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸のみを駆動する前記2つのモータが前記基板搬送装置に少なくとも3つの自由度を提供するように構成されており、
    前記少なくとも3つの自由度は、
    前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームのうちの1のフォアアームが実質的に収縮している状態での、前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームのうちの他のフォアアームによって保持されている前記少なくとも1つの基板支持部の伸張及び収縮と、
    前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームのうちの前記他のフォアアームが実質的に収縮している状態での、前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームのうちの前記1のフォアアームによって保持されている前記少なくとも1つの基板支持部の伸張及び収縮と、
    前記フレームの回転と、
    を含むことを特徴とする基板搬送装置。
  15. 請求項14に記載の基板搬送装置であって、
    前記第2のモータは、前記少なくとも2つのフォアアームの各々が互いに実質的に独立して伸長および収縮するように、前記機械運動スイッチによって前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームを回転自在に駆動することを特徴とする基板搬送装置。
  16. 請求項14に記載の基板搬送装置であって、
    前記実質的に剛体の少なくとも2つのフォアアームは、前記実質的に剛体のアッパーアームセクションの回転軸の対向する側部に配置されていることを特徴とする基板搬送装置。
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