JP7263642B2 - ウェハアライナ - Google Patents

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Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年１１月４日に出願された米国仮特許出願第６２／０７５，０１４号の利益を主張する通常出願であって、その開示内容の全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
［技術分野］
例示される実施形態は、概して、ウェハ処理システムに関し、特に、ウェハアライメントに関する。
一般的に、従来の半導体処理装置は、半導体処理中におけるアライメント機能およびウェハ識別機能を提供するために、特殊化された独立型のウェハアライナを利用する。これらの特殊化された独立型のウェハアライナは、一般的に、イクイップメントフロントエンドモジュール（equipment front end module）（ＥＦＥＭ）容器の一端（たとえば側面上）に、またはウェハソーターの容器に取り付けられる（なお、ＥＦＥＭが分類機能を含んでもよい）。
特殊化された独立型のウェハアライナをＥＦＥＭの端部に設置することは、一般的に、特殊化された独立型のウェハアライナによるウェハアライメントおよびウェハ識別の実行を可能にするために、かなりのウェハ搬送ロボットの移動時間および待機時間を必要とする。ウェハ搬送ロボットの移動および待機時間は、（たとえば、ウェハカセットから、ロードロックなどの別のウェハ保持ステーションにウェハを移送するために）過大なサイクル時間をもたらし、ＥＦＥＭによって処理することのできる、時間ごとのウェハの数（たとえばスループット）を大きく減少させ得る。
特殊化された独立型のウェハアライナのＥＦＥＭ端部への配置は、一般的に、突出する「バンプアウト型（bumpout）容器」（たとえば、ＥＦＥＭの側部から外方向に延在する箱型容器）を必要とする。これらのバンプアウト型容器は、ツールの全体実装面積を増加させ、ＥＦＥＭおよび／またはウェハソーターに対する製造コストを増大させる。バンプアウト型容器は、また、内部空気内清浄性を制御するための、ＥＦＥＭおよび／またはウェハソーター中を流れる超低微粒子空気の流れが、バンプアウト型容器と衝突する横方向の非層流パターンによって損なわれるため、清浄性に関する課題を生む。
特殊化された独立型のウェハアライナを用いて上記の問題に対処するＥＦＥＭおよび／またはソーター内に、オンザフライ方式のウェハアライメントおよびウェハ識別を有することは利点となり得る。
開示される実施形態の、前述の態様および他の特徴を、添付の図面に関連して、以下の記載において説明する。
開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の概略図である。 開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。 開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。 開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。 開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む搬送装置の一部の概略図である。 開示される実施形態の態様によるフローダイアグラムである。 開示される実施形態の態様によるフローダイアグラムである。 従来の処理ツールにおけるウェハ搬送進路の概略図である。 開示される実施形態の態様を組み込む処理ツールにおけるウェハ搬送進路の概略図である。 図８Ａの搬送進路に対応する従来のウェハ搬送時間に対応する移送動作、および図８Ｂの搬送進路に対応する、開示される実施形態の態様によるウェハ搬送時間に対応する移動動作を示す表である。 従来の処理ツールの一部の概略図である。
図１Ａ～１Ｄおよび２Ａ～２Ｇを参照すると、本明細書においてさらに説明する、開示される実施形態の態様を組み込むウェハ処理装置またはツールの概略図が示される。開示される実施形態の態様を図面に関連して説明するが、開示される実施形態の態様は、様々な形態で具体化され得ることが理解されるべきである。さらに、任意の適切なサイズ、形状または種類の要素または材料が使用されてもよい。図面は、本質的には単なる典型例であり、図中に示される特徴は、例示的なものであり、説明を目的として提示され、明記されない限り、要求通りに変更されてもよい。
以下において、より詳細に説明するように、開示される実施形態の態様は、（たとえば、少なくとも部分的にウェハを回転させるための回転駆動装置を有し、また、便宜上、本明細書ではアライナと称される）ウェハスピナと、半導体ウェハ搬送装置との一体化により、オンザフライ（on-the-fly）方式のウェハ／基板アライメントシステム４９９（図４Ｄ）を提供する。ここで、オンザフライ方式のアライメントとは、以下でさらに説明する（１つまたは複数の）ウェハを保持する（１つまたは複数の）エンドエフェクタなどの搬送装置、または搬送装置の一部のみによる１つまたは複数のウェハの搬送中における１つまたは複数のウェハアライメントのことに言及する。たとえば、開示される実施形態の態様は、固定式ウェハアライメントステーション／モジュール、または、移送ロボットとは異なる、対応する基準座標系を有するウェハアライメントステーション／モジュールに、移送ロボットがウェハを移送することなく、１つまたは複数のウェハの物理的アライメントを可能にする。本明細書において説明する、開示される実施形態の態様は、共通のプラットフォーム、ひいては共通の基準座標系における搬送およびアライナを提供する。以下の説明から分かるように、開示される実施形態の態様は、一態様では、イクイップメントフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）（たとえば、基部構成としてロードポートを有する容器）およびウェハソーター内など、大気環境内で使用されるが、他の態様では、クラスタツールの移送チャンバ、および線形ツールの線形移送チャンバ、またはそれらの組み合わせなど、真空環境内で使用される。さらに他の態様では、開示される実施形態は、たとえば、ＸおよびＺ軸の１つまたは複数においてウェハの移動距離が長い任意の適切なウェハ搬送装置において使用される（本明細書において説明する、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸は、例示目的のみのためのものであり、他の態様では、異なる方向が任意の適切な名称で表示される）。以下にみられるように、開示される実施形態の態様は、より高いウェハスループット、ウェハ清浄性の向上、封入モジュール内における環境変動の最小化、より正確なウェハアライメント、製造コストの削減、および（たとえば、従来のシステムのバンプアウト型容器を排除することによる）ツール実装面積の縮小を提供し、そして運用性を向上させる。開示される実施形態の態様は、また、任意の適切なエンドエフェクタ（たとえば、能動型エッジグリップ、バキュームグリップ、受動型／摩擦支持部など）と適合し、ウェハアライメントおよび搬送ロボット制御間の共通制御アーキテクチャを可能にする。
図１Ａおよび１Ｂを参照すると、たとえば、半導体ツールステーション１１０９０などの、開示される実施形態の態様による処理装置が示される。半導体ツール１１０９０が図中に示されるが、本明細書において説明する、開示される実施形態の態様は、ロボットマニピュレータを使用する任意のツールステーションまたは応用例に適用されてもよい。この例では、ツール１１０９０は、クラスタツールとして示されているが、開示される実施形態の態様は、たとえば、図１Ｃおよび１Ｄに示され、ならびにその開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年３月１９日に発行された、「Ｌｉｎｅａｒｌｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｏｏｌ」と題される米国特許第８，３９８，３５５号明細書に記載されるものなどの、線形ツールステーションなどの、任意の適切なツールステーションに適用されてもよい。ツールステーション１１０９０は、概して、大気フロントエンド１１０００、真空ロードロック１１０１０、および真空バックエンド１１０２０を含む。他の態様では、ツールステーションは、任意の適切な構成を有してもよい。フロントエンド１１０００、ロードロック１１０１０、およびバックエンド１１０２０のそれぞれの構成要素は、たとえば、クラスタ型アーキテクチャ制御などの任意の適切な制御アーキテクチャの一部であってもよい制御装置１１０９１に接続されてもよい。制御システムは、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年３月８日に発行された、「Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ」と題される米国特許第７，９０４，１８２号明細書に記載されるものなどの、主制御装置、クラスタ制御装置、および自律型遠隔制御装置を有する閉ループ制御装置であってもよい。他の態様では、任意の適切な制御装置および／または制御システムが利用されてもよい。
一態様では、フロントエンド１１０００は、概して、ロードポートモジュール１１００５、および、たとえば、（いくつかの実施形態ではウェハ分類機能を有する）イクイップメントフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）などのミニエンバイロメント１１０６０を含む。他の態様では、処理ステーションは、（真空バックエンド１１０２０、フロントエンド１１０００内に位置してもよく、および／または（たとえばロードロック内などで）フロントエンド１１０００を真空バックエンド１１０２０と接続してもよい）ウェハバッファ、ウェハインバータ、およびウェハ入替えステーションを含む。ロードポートモジュール１１００５は、３００ｍｍロードポートのＳＥＭＩ規格Ｅ１５．１、Ｅ４７．１、Ｅ６２、Ｅ１９．５またはＥ１．９、前開き型または底開き型ボックス／ポッドおよびカセットに適合した、ボックスオープナー／ローダーツール標準（ＢＯＬＴＳ）インターフェースであってもよい。他の態様では、ロードポートモジュールは、２００ｍｍウェハインターフェース、４５０ｍｍウェハインターフェース、または、たとえば、より大型もしくはより小型のウェハまたは平面パネルディスプレーのための平面パネルのような、他の任意の適切なウェハインターフェースとして構成されてもよい。図１Ａには２つのロードポートモジュール１１００５が示されているが、他の態様では、任意の適切な数のロードポートモジュールが、フロントエンド１１０００に組み込まれてもよい。ロードポートモジュール１１００５は、オーバーヘッド型搬送システム、無人搬送車、有人搬送車、レール型搬送車、または他の任意の適切な搬送手段から、ウェハキャリアまたはカセット１１０５０を受容するように構成されていてもよい。ロードポートモジュール１１００５は、ロードポート１１０４０を通じて、ミニエンバイロメント１１０６０と接合してもよい。一態様では、ロードポート１１０４０は、ウェハカセット１１０５０とミニエンバイロメント１１０６０との間で、ウェハの通過を可能にしてもよい。
一態様では、ミニエンバイロメント１１０６０は、概して、本明細書において説明する、開示される実施形態の１つまたは複数の態様を組み込む任意の適切な移送ロボット１１０１３を含む。一態様では、ロボット１１０１３は、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，００２，８４０号明細書および第７，０６６，７０７号明細書に記載されるものなどの、トラック搭載ロボットであってもよく、他の態様では、任意の適切な構成を有する他の任意の適切な搬送ロボットであってもよい。ミニエンバイロメント１１０６０は、複数のロードポートモジュール間にウェハ移送用の被制御クリーンゾーンを設けてもよい。
真空ロードロック１１０１０は、ミニエンバイロメント１１０６０とバックエンド１１０２０との間に位置付けられて、ミニエンバイロメント１１０６０およびバックエンド１１０２０と接続されてもよい。なお、本明細書において使用される真空という用語は、ウェハが処理される、１０-5Ｔｏｒｒ以下のような高真空を意味する。ロードロック１１０１０は概して、大気および真空スロットバルブを含む。スロットバルブは、大気フロントエンドからウェハを搭載した後に、ロードロック内を排気するために使用され、窒素などの不活性ガスを用いてロック内に通気するときに、搬送チャンバ内の真空を維持するために使用される環境隔離を提供してもよい。一態様では、ロードロック１１０１０は、処理に望ましい位置にウェハの基準をアライメントするためのアライナ１１０１１を含み、他の態様では、ウェハアライメントは、本明細書において説明する移送ロボットを用いてもたらされる。他の態様では、真空ロードロックは、処理装置の任意の適切な場所に設置されていてもよく、任意の適切な構成および／または測定機器を有していてもよい。
真空バックエンド１１０２０は概して、搬送チャンバ１１０２５、１つもしくは複数の処理ステーションまたは処理モジュール１１０３０、および、任意の適切な移送ロボット１１０１４を含む。移送ロボット１１０１４は、以下において説明されるが、ロードロック１１０１０と様々な処理ステーション１１０３０との間でウェハを搬送するために、搬送チャンバ１１０２５内に設置されていてもよい。処理ステーション１１０３０は、様々な、成膜、エッチング、または他の種類の処理を通じて、ウェハ上に電気回路または他の望ましい構造体を形成するために、ウェハに対して動作してもよい。典型的な処理は、限定されないが、プラズマエッチングまたは他のエッチング処理、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ蒸着（ＰＶＤ）、イオン注入などの注入、測定、急速熱処理（ＲＴＰ）、乾燥細片原子層成膜（ＡＬＤ）、酸化／拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィ、エピタキシ（ＥＰＩ）、ワイヤボンダ、および蒸発のような、真空を使用する薄膜処理、または他の真空圧を使用する薄膜処理を含む。搬送チャンバ１１０２５から処理ステーション１１０３０に、またはその逆に、ウェハを通過させることを可能にするために、処理ステーション１１０３０は、搬送チャンバ１１０２５に接続される。一態様では、ロードポートモジュール１１００５およびロードポート１１０４０は、ロードポートに取り付けられるカセット１１０５０が、移送チャンバ１１０２５の真空環境および／または処理モジュール１１０３０の処理真空と実質的に直接適合する（たとえば、処理真空および／または真空環境が、処理モジュール１１０３０とカセット１１０５０との間で延在し、共通である）ように、真空バックエンド１１０２０に実質的に直接連結される（たとえば、一態様では、少なくともミニエンバイロメント１１０６０が省略され、他の態様では、真空ロードロック１１０１０も省略されて、カセット１１０５０が、真空ロードロック１１０１０と類似の方法で真空にまで排気される）。
次に図１Ｃを参照すると、ツールインターフェースセクション２０１２が、概して搬送チャンバ３０１８の長手方向軸Ｘに（たとえば内向きに）向くが、長手方向軸Ｘからずれるように、ツールインターフェースセクション２０１２が搬送チャンバモジュール３０１８に取り付けられている、線形ウェハ処理システム２０１０の概略平面図が示されている。搬送チャンバモジュール３０１８は、すでに参照により本明細書に組み込まれた、米国特許第８，３９８，３５５号明細書に記載されたように、他の搬送チャンバモジュール３０１８Ａ、３０１８Ｉ、３０１８Ｊを接続部２０５０、２０６０、２０７０に取り付けることによって、任意の適切な方向に延長されてもよい。各搬送チャンバモジュール３０１８、３０１８Ａ、３０１８Ｉ、３０１８Ｊは、ウェハを、処理システム２０１０の全体に亘って、および、たとえば、処理モジュールＰＭの内外へ搬送するために、本明細書において説明する、開示される実施形態の１つまたは複数の態様を含んでもよい、任意の適切なウェハ搬送部２０８０を含んでいる。理解できるように、各チャンバモジュールは、隔離された、または制御された雰囲気（たとえば、Ｎ２、清浄空気、真空）を維持することが可能であってもよい。
図１Ｄを参照すると、線形搬送チャンバ４１６の長手方向軸Ｘに沿った、例示的な処理ツール４１０の概略的な立面図が示されている。図１Ｄに示される、開示される実施形態の態様では、ツールインターフェースセクション１２は典型的に、搬送チャンバ４１６に接続されてもよい。この態様では、インターフェースセクション１２は、ツール搬送チャンバ４１６の一方の端部を画定してもよい。図１Ｄに見られるように、搬送チャンバ４１６は、たとえば、インターフェースステーション１２から反対の端部に、別のワークピース進入／退出ステーション４１２を有していてもよい。他の態様では、搬送チャンバからワークピースを挿入／除去するための、他の進入／退出ステーションが設けられてもよい。一態様では、インターフェースセクション１２および進入／退出ステーション４１２は、ツールからのワークピースの搭載および取出しを可能にしてもよい。他の態様では、ワークピースは、一方の端部からツールに搭載され、他方の端部から取り除かれてもよい。一態様では、搬送チャンバ４１６は、１つまたは複数の搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉを有してもよい。各チャンバモジュールは、隔離された、または制御された雰囲気（たとえば、Ｎ２、清浄空気、真空）を保持することが可能であってもよい。既に述べられたように、図１Ｄに示される搬送チャンバ４１６を形成する搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉ、ロードロックモジュール５６Ａ、５６、およびワークピースステーションの構成／配置は例示的なものに過ぎず、他の態様では、搬送チャンバは、任意の望ましいモジュール配置で配置された、より多くのまたはより少ないモジュールを有してもよい。示される態様では、ステーション４１２はロードロックであってもよい。他の態様では、ロードロックモジュールは、（ステーション４１２に類似の）端部進入／退出ステーションの間に設置されてもよく、または、隣の（モジュール１８ｉに類似の）搬送チャンバモジュールは、ロードロックとして動作するように構成されてもよい。
既に述べられたように、搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉは、搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉに設置され、本明細書において説明する、開示される実施形態の１つまたは複数の態様を含んでもよい１つまたは複数の対応する搬送装置２６Ｂ、２６ｉを有してもよい。それぞれの搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉの搬送装置２６Ｂ、２６ｉは、搬送チャンバ内に線形に分散されたワークピース搬送システム４２０を提供するために連携してもよい。この態様では、搬送装置２６Ｂは、一般的なＳＣＡＲＡアーム構成を有してもよい（他の態様では、搬送アームは、たとえば、図１Ａおよび１Ｂに図示されるクラスタツールの搬送装置１１０１３、１１０１４、図２Ｉに示される線形摺動アーム２１４、または任意の適切なアーム連係機構を有する他の適切なアームに実質的に類似の配置などの、他の任意の所望の配置を有してもよい）。アーム連係機構の適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２００９年８月２５日に発行された米国特許第７，５７８，６４９号明細書、１９９８年８月１８日に発行された米国特許第５，７９４，４８７号明細書、２０１１年５月２４日に発行された米国特許第７，９４６，８００号明細書、２００２年１１月２６日に発行された米国特許第６，４８５，２５０号明細書、２０１１年２月２２日に発行された米国特許第７，８９１，９３５号明細書、２０１３年４月１６日に発行された米国特許第８，４１９，３４１号明細書、ならびに、２０１１年１１月１０日に出願された、「Ｄｕａｌ Ａｒｍ Ｒｏｂｏｔ」米国特許出願第１３／２９３，７１７号明細書、および２０１３年９月５日に出願された、「Ｌｉｎｅａｒ Ｖａｃｕｕｍ Ｒｏｂｏｔ ｗｉｔｈ Ｚ Ｍｏｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ａｒｍ」と題される米国特許出願第１３／８６１，６９３号明細書に見ることができる。開示される実施形態の態様では、少なくとも１つの移送アームは、アッパーアーム、バンド駆動式フォアアーム、およびバンド拘束式エンドエフェクタを含む、従来のＳＣＡＲＡ（水平多関節ロボットアーム）型設計から、または伸縮アーム、もしくは直交座標線形摺動アームなどの他の任意の適切なアーム設計から得られてもよく、そのような設計のいずれも、本明細書においてさらに説明されるスライド体４２０、アライメントシステム４９９、および（１つまたは複数の）エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎを含む。たとえば、一態様では、スライド体４２０は、任意の適切な関節式搬送アームのアームリンクに取り付けられる。搬送アームの適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２００８年５月８日に出願された、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｍｏｖａｂｌｅ Ａｒｍｓ Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」と題される米国特許出願第１２／１１７，４１５号明細書、および２０１０年１月１９日に発行された、米国特許第７，６４８，３２７号明細書に見ることができる。移送アームの動作は、互いから独立してもよく（たとえば、各アームの伸長／後退は、他のアームから独立してもよい）、ロストモーションスイッチによって動作されてもよく、またはアームが少なくとも１つの共通駆動軸を共有するように、任意の適切な方法で、動作可能に連結されてもよい。さらに他の態様では、搬送アームは、フロッグレッグアーム２１６（図２Ｈ）構成、リープフロッグアーム２１７（図２Ｋ）構成、左右対称型アーム２１８（図２Ｊ）構成などの、他の任意の望ましい構成を有してもよい。搬送アームの適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２００１年５月１５日に発行された米国特許第６，２３１，２９７号明細書、１９９３年１月１９日に発行された米国特許第５，１８０，２７６号明細書、２００２年１０月１５日に発行された米国特許第６，４６４，４４８号明細書、２００１年５月１日に発行された米国特許第６，２２４，３１９号明細書、１９９５年９月５日に発行された米国特許第５，４４７，４０９号明細書、２００９年８月２５日に発行された米国特許第７，５７８，６４９号明細書、１９９８年８月１８日に発行された米国特許第５，７９４，４８７号明細書、２０１１年５月２４日に発行された米国特許第７，９４６，８００号明細書、２００２年１１月２６日に発行された米国特許第６，４８５，２５０号明細書、２０１１年２月２２日に発行された米国特許第７，８９１，９３５号明細書、２０１１年１１月１０日に出願され、「Ｄｕａｌ Ａｒｍ Ｒｏｂｏｔ」と題された米国特許出願第１３／２９３，７１７号明細書、および２０１１年１０月１１日に出願され、「Ｃｏａｘｉａｌ Ｄｒｉｖｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｒｏｂｏｔ」と題された米国特許出願第１３／２７０，８４４号明細書に見られる。
図１Ｄに示される、開示される実施形態の態様では、搬送装置２６Ｂのアームおよび／またはエンドエフェクタは、取り出し／配置場所から素早くウェハを交換する搬送を可能にする、いわゆる迅速交換配置（fast swap arrangement）を提供するように配置されてもよい。搬送装置２６Ｂは、任意の適切な数の自由度（たとえば、Ｚ軸運動を伴う、肩および肘関節部の周りの独立回転）を各アームに提供するために、任意の適切な駆動部（たとえば、同軸配置駆動シャフト、並置駆動シャフト、水平方向に隣接するモータ、垂直方向に積み重ねられたモータなど）を有してもよい。図１Ｄに見られるように、この態様では、モジュール５６Ａ、５６、３０ｉは、搬送チャンバモジュール１８Ｂと１８ｉとの間に介在して設置されてもよく、適切な処理モジュール、（１つまたは複数の）ロードロック、（１つまたは複数の）バッファステーション、（１つまたは複数の）測定ステーション、または他の任意の望ましい（１つまたは複数の）ステーションを画定してもよい。たとえば、ロードロック５６Ａ、５６、およびワークピースステーション３０ｉなどの中間モジュールはそれぞれ、搬送チャンバの線形軸Ｘに沿った搬送チャンバの全長に亘って、ワークピースの搬送を可能にするために搬送アームと連携する静止型ワークピース支持部／棚５６Ｓ、５６Ｓ１、５６Ｓ２、３０Ｓ１、３０Ｓ２を有する。例として、（１つまたは複数の）ワークピースが、インターフェースセクション１２によって、搬送チャンバ４１６に搭載されてもよい。（１つまたは複数の）ワークピースは、インターフェースセクションの搬送アーム１５を用いて、ロードロックモジュール５６Ａの（１つまたは複数の）支持部上に位置決めされてもよい。ロードロックモジュール５６Ａ内で、（１つまたは複数の）ワークピースは、モジュール１８Ｂ内の搬送アーム２６Ｂによって、ロードロックモジュール５６Ａとロードロックモジュール５６との間で移動させられてもよく、同様の連続的な方法で、（モジュール１８ｉ内の）アーム２６ｉを用いて、ロードロック５６とワークピースステーション３０ｉとの間で、モジュール１８ｉ内のアーム２６ｉを用いて、ステーション３０ｉとステーション４１２との間で移動させられてもよい。（１つまたは複数の）ワークピースを反対の方向に移動させるために、この処理は全体的に、または部分的に逆行されてもよい。したがって、一態様では、ワークピースは、軸Ｘに沿って任意の方向に、および搬送チャンバに沿って任意の位置に移動させられてもよく、搬送チャンバと通信する、望ましいモジュール（処理モジュール、あるいは別のモジュール）に、または望ましいモジュールから、搭載または取り出されてもよい。他の態様では、静止型ワークピース支持部または棚を有する中間搬送チャンバモジュールは、搬送チャンバモジュール１８Ｂと１８ｉの間には設けられない。そのような態様では、隣接する搬送チャンバモジュールの搬送アームは、搬送チャンバを通してワークピースを移動させるために、ワークピースを、エンドエフェクタまたは１つの搬送アームから直接、別の搬送アームのエンドエフェクタへ受け渡してもよい。処理ステーションモジュールは、様々な、成膜、エッチング、または他の種類の処理を通じて、ウェハ上に電気回路または他の望ましい構造体を形成するために、ウェハに対し動作してもよい。ウェハが、搬送チャンバから処理ステーションに、またはその逆に、受け渡されることを可能にするために、処理ステーションモジュールは、搬送チャンバモジュールに接続される。図１Ｄに示された処理装置と類似の一般的特徴を有する処理ツールの適切な例は、既に参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第８，３９８，３５５号明細書に記載されている。
次に図２Ａ～２Ｄを参照すると、処理ツールが、それぞれが１つまたは複数の移送チャンバ３００１～３００３および複数の処理モジュール１１０３０を有する複数のクラスタワークステーション３０１０～３０１３を有する線形処理ツール３０００、３０００Ａ、３０００Ｂ、３０００Ｃ（たとえば、コンビネーション線形クラスタツール）として図示されている。一態様では、線形処理ツール３０００、３０００Ａ、３０００Ｂ、３０００Ｃは、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１４年８月１１日に発行された、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題される米国特許出願第１４／３７７，９８７号明細書に記載されるものと実質的に類似している。一態様では、クラスタワークステーション３０１０～３０１３は、上記のバックエンド１１０２０に実質的に類似していてもよい。クラスタワークステーション３０１０～３０１３は、１つまたは複数の移送チャンバ３０２０、３０２１、および１つまたは複数の線形移送トンネル３０３０によって互いに接続される。理解できるように、移送チャンバ３０２０、３０２１のそれぞれは、搬送ロボット３０２３を含む。さらに理解できるように、図２Ｅ～２Ｇを参照すると、線形移送トンネル３０３０は、一態様では、トンネルモジュールで形成され、トンネルモジュールは、共通トンネルを形成するために互いに接続され、トンネル内に配置され、共通トンネルの長さを横断するように構成される１つまたは複数の搬送ロボット３０３３を有する。たとえば、線形移送トンネル３０３０は、１つまたは複数の真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎを含む真空トンネルであり、１つまたは複数の真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎは、任意の適切な長さを有する真空トンネルを形成するために互いが密閉して連結されてもよい。各真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎは、真空トンネルモジュール間の接続を、および／または真空トンネルモジュールと本明細書で説明する処理ツールの他の任意の適切なモジュールとの接続を可能にするために、真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎの各端部に接続ポート３０９０を含む。この態様では、各真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎは、（本明細書で説明する、開示される実施形態の態様を含む）少なくとも１つの搬送カート２５３０を、それぞれの真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎを通過するように駆動するための、少なくとも１つの搬送カートガイド３０８０および少なくとも１つのモータ構成要素３０８１を含む。なお、ポート３０９０は、搬送カートがポートを通過して通行することを可能にするようにサイズ決めされる。理解できるように、２つまたは３つ以上の真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎが互いに連結される場合、各真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎの少なくとも１つの搬送カートガイド３０８０は、真空トンネル３０３０の長手方向端部３０３０Ｅ１、３０３０Ｅ２間における搬送カート２５３０の通行を可能にするために、真空トンネル３０３０に亘って延在する、実質的に連続した搬送カートガイドを形成する。真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎのそれぞれの少なくとも１つのモータ構成要素３０８１もまた、真空トンネル３０３０の端部３０３０Ｅ１、３０３０Ｅ２間において、搬送カートの実質的に連続した駆動移動を可能にする、実質的に連続したモータ構成要素を形成する。
図２Ｇを参照すると、真空トンネル３０３０の一部は、例示目的のみのために、２つの真空トンネルモジュール３０３０Ａ、３０３０Ｂを有して示される。一態様では、エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓ上に保持されるウェハＳを、真空モジュール３０４０などの任意の適切な基板保持ステーションに移送するために、またはウェハＳを、たとえば、ＥＦＥＭ１１０６０または移送モジュール３０２０、３０２１内に位置する搬送ロボットに実質的に直接受け渡しするために、各エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓが、所定の距離ＤＥだけトンネルから出て伸長するように、真空トンネル３０３０中で動作する搬送カート２５３０、２５３０Ａのエンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓは、真空トンネル３０３０内で長手方向に伸長するように構成される。他の態様では、エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓは、任意の適切な構成または形状を有する。この態様では、エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓは、共通の方向、たとえば、真空トンネル３０３０の長手方向端部３０３０Ｅ１の方向を向いており、したがって、エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓは、基板Ｓを移送するために、端部３０３０Ｅ１を通過して伸長するのみであってもよい。理解できるように、真空トンネル３０３０の長手方向端部３０３０Ｅ２に位置する、本明細書において説明する搬送ロボットなどの、任意の自動装置は、エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１ＳにウェハＳを実質的に直接取出しおよび設置するために、所定の量ＤＬだけ真空トンネル３０３０内へと伸長するように構成される。他の態様では、エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓは、真空トンネル３０３０の両端部３０３０Ｅ１、３０３０Ｅ２から伸長するように、反対方向を向く。移送チャンバ３０２０、３０２１および線形移送トンネル３０３０のうちの１つまたは複数は、たとえば、上記のロードロック１１０１０に実質的に類似のロードロック３０４０によって、（たとえば、処理ツールの１つまたは複数の端部に位置する）１つまたは複数のＥＦＥＭ１１０６０に接続される。
次に図３を参照して、開示される実施形態の態様を、大気搬送ロボット１１０１３に関して説明するが、開示される実施形態の態様は、図２Ａ～２Ｇに図示されるものなどの、真空搬送ロボット１１０１４、１１０１４Ａ、１１０１４Ｂ、２０８０、３０２３および２５３０に等しく適用可能であることが理解されるべきである。理解できるように、真空搬送ロボット１１０１３、１１０１４、１１０１４Ａ、１１０１４Ｂ、２０８０、３０２３および２５３０は、少なくともＸおよび／またはＹ方向で移動可能であるように、（以下において、より詳細に説明する）線形スライド、またはブームアームＢＡ（既に参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願第１４／３７７，９８７号明細書に記載される図２Ｂ）に取り付けられ、一方で、他の態様では、搬送ロボット１１０１３、１１０１４、１１０１４Ａ、１１０１４Ｂ、２０８０、３０２３および２５３０は、搬送ロボットの基部３６２、４００１Ａ、４００１Ｂが、Ｘおよび／またはＹ方向の移動に対して固定されるように取り付けられる。示される構成は、説明目的のみのための典型例であり、図示される構成要素の配置、形状、および設置は、要求に応じて、本発明の範囲から逸脱することなく変更されてもよい。
図３にみられるように、一態様では、搬送ロボット１１０１３は、ＥＦＥＭ１１０６０のフレーム１１０６０Ｆに移動可能に取り付けられ、または他の態様では、真空トンネル３０３０および／または移送モジュール３０１８、３０２０、３０２１のフレームなど、処理ツールの任意の適切なモジュールのフレームに移動可能に取り付けられる。この態様では、搬送ロボット１１０１３は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ、およびＲ（エンドエフェクタ伸長）軸のうちの１つまたは複数に沿ってウェハを移動させるために、任意の適切な数の駆動軸を含む。たとえば、搬送ロボット１１０１３は、搬送アーム１１０１３ＴＡを含み、一態様では、搬送アーム１１０１３ＴＡは、フレーム１１０６０Ｆに移動可能に取り付けられるように、キャリッジ３６３に取り付けられる。キャリッジ３６３は、一態様では、Ｘ方向に移動可能となるように、スライド３６３Ｓに取り付けられ、一方で他の態様では、キャリッジ３６３Ｓは、Ｘ（および／またはＹ）方向において固定されるように、フレーム１１０６０Ｆに取り付けられる。一態様では、任意の適切な駆動装置３６７がフレーム１１０６０Ｆに取り付けられ、基部をＸ方向に移動させるために、任意の適切な伝動装置３６７Ｔによりキャリッジ３６３に駆動接続される。この態様では、伝動装置は、ベルトおよびプーリによる伝動装置であり、駆動装置は、回転駆動装置であるが、他の態様では、駆動装置は、任意の適切な伝動装置を有する、または（たとえば、キャリッジがリニアアクチュエータの駆動部を含む場合など）伝動装置を持たないキャリッジ３６３に駆動接続されるリニアアクチュエータである。ここで、搬送アーム１１０１３ＴＡは、回転駆動装置３６２、Ｚ駆動コラム３８０、スライド体４２０、および１つまたは複数のエンドエフェクタを含む。回転駆動装置３６２は、キャリッジ３６３に取り付けられる任意の適切な回転駆動装置であり、Ｚ駆動コラム３８０は、θ軸の周りを矢印Ｔの方向で（たとえば、θ方向で）回転するように、回転駆動装置３６２の出力部に取り付けられる。スライド体４２０は、Ｚ駆動コラム３８０に移動可能に取り付けられ、Ｚ駆動コラム３８０は、スライド体４２０をＺ方向に移動させるための任意の適切な駆動モータおよび／または伝動装置を含む。理解できるように、Ｚ駆動コラム３８０のスライド体４２０に対する相対位置は、以下でさらに説明する、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１によるウェハ検出をもたらすために、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂおよびウェハが適切に横断するための充分な間隙を提供する。
次に図４Ａ～４Ｃを参照すると、１つまたは複数の（たとえば少なくとも１つの）ウェハ保持部またはエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂは、Ｒ方向に伸長および後退するように、任意の適切な方法でスライド体４２０に移動可能に取り付けられる。２つのエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂが、例示目的のみのために図示されているが、任意の適切な数のエンドエフェクタがスライド体４２０に取り付けられることが理解されるべきである。たとえば、一態様では、明細書において説明される方法による（１つまたは複数の）ウェハの搬送およびアライメントをもたらすために、単一のエンドエフェクタがスライド体４２０に取り付けられている。他の態様では、明細書において説明される方法による（１つまたは複数の）ウェハの搬送およびアライメントをもたらすために、複数のエンドエフェクタがスライド体４２０に取り付けられている。理解できるように、（１つまたは複数の）エンドエフェクタは、搬送アーム１１０１３ＴＡと一体となって、フレームに対して、第１方向（たとえば、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のうちの１つまたは複数）に横断し、搬送アーム１１０１３ＴＡに対して、第１方向とは異なる第２方向（たとえばＲ方向）に直線的に横断する。スライド体は、各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０ＢをＲ方向に独立して移動させるように構成される、１つまたは複数の線形駆動装置４２５を含む。１つまたは複数の線形駆動装置４２５は、一態様では、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年１２月１７日に出願された、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題される米国仮特許出願第６１／９１７，０５６号明細書に記載されるものと実質的に類似の、任意の適切な伝動装置を有する（１つまたは複数の）任意の適切な駆動装置である。エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂは、共通の伸長および後退の軸Ｒを有するように、互いに積み重なるようにスライド体４２０上に配置される。
１つまたは複数のセンサ４５０、４５１は、スライド体４２０に取り付けられ、ウェハの直径、ウェハの半径方向の振れ、アライメント基準ＦＩＤ（たとえば、ノッチ／フラット、マークまたは他の特徴部）の位置、ウェハの中心線の位置、ウェハの中心の位置、または、ウェハＩＤなどの、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂによって運搬される（１つまたは複数の）ウェハに関する他の任意の適切な情報など、ウェハの１つまたは複数の所定の特徴を判定するために、ウェハの縁部を計測／検出するように配置される。理解できるように、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１が、フレーム１１０６０Ｆに対し、搬送アーム１１０１３ＴＡと一体となって移動するように、１つまたは複数のセンサは、搬送アーム１１０１３ＴＡに取り付けられ、以下で説明するように、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１は、１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂに同時に支持される複数のウェハのうちの各ウェハのオンザフライ方式の縁部検出をもたらす共通センサである。以下において、より詳細に説明するように、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１は、各ウェハのオンザフライ方式の縁部検出が、搬送アーム１１０１３ＴＡ上の複数のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂの各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂの第２方向の横断によってもたらされ、第２方向の横断と同時に行われるように構成される。たとえば、各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂの第２方向の横断は、（１つまたは複数の）エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂによって同時に支持される複数のウェハのうち、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ上に載置される、対応するウェハを、少なくともウェハの縁部検出をもたらすセンサ４５０、４５１に対して直線的に搬送する。一態様では、センサは、以下でより詳細に説明されるように、ウェハの縁部位置ＷＥ１、ＷＥ２および／またはウェハの基準を計測／検出するように構成される、ブレークビームセンサまたはラインスキャンセンサ／カメラ４５１などの、１つまたは複数の光学センサを含む。一態様では、センサ４５１は、ウェハの（前方縁部および後方縁部などの）縁部ＷＥ１、ＷＥ２を検出し、それを基に、搬送ロボットおよび／または基板ステーションの基準座標系など、所定の基準座標系に対するウェハの位置およびミスアライメントを識別するように構成される。例として、センサ４５１がブレークビームセンサである場合、センサ４５１は、ウェハの縁部上の点を検出する。センサ４５１が（ＣＣＤアレイまたは他の任意の適切なスキャナなどの）ラインスキャンセンサ／カメラである場合、センサは、（たとえば、ウェハの縁部の弧を画定する複数の点の検出、またはウェハの縁部の連続または実質的な連続スキャンによってもたらされる）ウェハの縁部の弧形を検出する。別の態様では、センサは、たとえば、ウェハ上に位置する英数字識別子、二次元コード、または他の適切な識別印（identifying indicia）などの、ウェハ識別用標識特徴部を読み取るように構成される任意の適切なカメラ４５０も含む。図４Ｄを簡単に参照すると、カメラは、一態様では、ウェハＳの上部表面ＴＳ（たとえば、ウェハが位置するエンドエフェクタの反対を向く側）、底部表面ＢＳ（たとえば、ウェハが位置するエンドエフェクタの方向を向く側）、および周縁部ＥＳのうちの１つまたは複数をスキャンするように構成される。
図４Ａ～４Ｃを再度参照すると、（たとえば、上記のアライナなど）任意の適切な回転チャックまたはスピナ４６０が、スライド体４２０と一体となって移動するように、スライド体４２０に接続される。チャック４６０は、（ウェハアライメントのための位置変更をもたらす、などのために）各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂと協働するように、そして、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ上に載置される、対応するウェハの回転、ならびにウェハ上の光学文字認識マークの検知および読取り、ウェハの基準の検出、ウェハの中心の検知、およびウェハを所定の方向に向けて、回転可能に位置決めすることのうちの１つまたは複数をもたらすように、搬送ロボット上に配置される。チャック４６０は、チャックの回転中心θ２が、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂの中心線ＣＬと実質的に一致するように、スライド体４２０に回転可能に取り付けられ、一方で他の態様では、チャック４６０は、各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂおよびチャック４６０間での（１つまたは複数の）ウェハの移送を可能にする、エンドエフェクタとの任意の適切な空間的関係を有する。一態様では、チャック４６０は、能動型エッジグリップチャック（チャックが、ウェハの縁部を把持する可動式把持部を含む）、受動型グリップチャック（たとえば、ウェハが、チャックの受動型支持パッド上に置かれる）、またはバキュームグリップチャックである。一態様では、図４Ｃおよび４Ｄを参照すると、チャック４２０は、少なくとも２自由度を有する。たとえば、チャックは、軸θ２の周りを回転可能であり、軸θ２に沿ってＺ方向に直線的に移動可能である。チャック４６０は、それぞれが駆動シャフト４７７を回転運動および線形運動で駆動する回転駆動装置４７５およびＺ軸駆動装置４７６を含むチャック駆動装置４６０Ｄを含む。たとえば、駆動装置４６０Ｄは、駆動シャフト４７７が位置する回転スプライン軸受４７８を含む。駆動シャフト４７７は、回転スプライン軸受４７８が回転すると、駆動シャフト４７７が共に回転するように、回転スプライン軸受４７８のスプラインと接合するスプラインを含む。プーリ４７８Ｐは、回転スプライン軸受に固定され、伝動装置４７５Ｔを通して回転駆動装置４７５によって駆動される。理解できるように、プーリ４７８Ｐが回転すると、回転スプライン軸受４７８が共に回転する。駆動シャフト４７７は、回転スプライン軸受４７８内で、たとえば、垂直駆動伝動装置４７６Ｔのベルト４７６ＴＢに固定されるキャリッジ４７７ＣによってＺ方向に支持され、それによって、ベルトがＺ方向に移動すると、キャリッジ４７７Ｃが共に移動する。ベルトは、プーリを有するＺ軸駆動装置４７６によって、または他の任意の適切な方法によって駆動される。キャリッジ４７７Ｃは、たとえばスラスト軸受など、キャリッジ４７７Ｃ内の駆動シャフト４７７を支持するように構成される、支持部４７９のための任意の適切な軸受を含む。他の態様では、伝動装置４７６Ｔ、４７５Ｔおよび駆動装置４７５、４７６は、駆動シャフトおよび駆動シャフトに取り付けられるチャックをθ２およびＺ軸において移動させるための任意の適切な構成を有する。駆動装置４６０Ｄは、スライド体４２０の下方に図示されるが、他の態様では、駆動装置４６０Ｄの少なくとも一部は、スライド体４２０の側部に位置する。
図４Ｄを参照すると、上記のように、処理ツール、および搬送ロボット１１０１３（および本明細書で説明する他の搬送ロボット）などの、処理ツールの構成要素は、ウェハアライメントをもたらすために、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１を通過する、各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎの直線的横断を少なくとも周期的に繰り返し、本明細書で説明する方法で、各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎに保持される、各対応するウェハの少なくとも縁部検出をもたらすように構成される１つまたは複数の制御装置１１０９１によって制御される。ここで、（少なくとも１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎを含む）搬送ロボットアライメントシステム４９９、チャック４６０およびその駆動装置４６０Ｄ、ならびに１つまたは複数のセンサ４５０、４５１は、たとえば、制御装置１１０９１、または本明細書で説明する方法で、搬送ロボットアライメントシステム４９９を動作させるように構成される他の任意の適切な制御装置に接続される。
再度、図１Ｂ、１Ｃ、２Ａを、ならびに図５Ａおよび５Ｂも参照すると、上記のように、開示される実施形態の態様が、一態様では、真空搬送ロボット１１０１４、１１０１４Ａ、１１０１４Ｂ、２０８０、３０２３に含まれる。たとえば、搬送アーム２０８０は、上記のものと実質的に類似のスライド体４２０およびエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂを含むが、この態様では、搬送アーム２０８０は、キャリッジ／基部４００１が、Ｘおよび／またはＹ方向において静止する、または固定されるように取り付けられる。理解できるように、搬送ロボット２０８０は、真空環境において、搬送ロボット２０８０の運転を可能にするための、（一態様では、その開示内容の全てが既に参照により本明細書に組み込まれた、米国仮特許出願第６１／９１７，０５６号明細書に記載されるものと実質的に類似している）スライド体４２０およびエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂに対して、任意の適切な密閉部および駆動装置を含む。上記のように、スライド体４２０は、チャック４６０および１つまたは複数のセンサ４５０、４５１を含む。
同様に、一態様における搬送ロボット１１０１４は、搬送ロボット２０８０に類似の単一伸長軸Ｒロボットであるが、他の態様では、搬送ロボット１１０１４Ａ、１１０１４Ｂは、並置基板保持領域にウェハを搬送するように構成される、複数伸長軸Ｒ１、Ｒ２ロボットである。一態様では、搬送ロボット１１０１４Ａ、１１０１４Ｂは、その開示内容の全てが既に参照により本明細書に組み込まれた、米国仮特許出願第６１／９１７，０５６号明細書に記載されるものと実質的に類似している。ここでは、各伸長軸Ｒ１、Ｒ２は、それぞれの軸Ｒ１、Ｒ２に沿って伸長するように構成される１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ１、４２０Ｂ１、４２０Ａ２、４２０Ｂ２を含む。
搬送ロボット１１０１４Ａに関して、図５Ａを参照すると、１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ１、４２０Ｂ１、４２０Ａ２、４２０Ｂ２は、それぞれの伸長軸Ｒ１、Ｒ２に沿った移動のために、上記のものと実質的に類似の方法で、それぞれのスライド体モジュール４２０－１、４２０－２に取り付けられる。スライド体モジュール４２０－１、４２０－２は、１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ１、４２０Ｂ１、４２０Ａ２、４２０Ｂ２のそれぞれの個別の伸長／後退のために構成される、任意の適切な駆動装置を含む駆動モジュール４２５Ａに取り付けられる。駆動モジュール４２５Ａは、上記の基部４００１に実質的に類似の基部４００１Ａに取り付けられる。各スライド体モジュール４２０－１、４２０－２は、上記のものと実質的に類似の方法で、チャック４６０、および１つまたは複数のセンサ４５０、４５１を含む。
図５Ｂを参照すると、エンドエフェクタ４２０Ａ１、４２０Ｂ１、４２０Ａ２、４２０Ｂ２のそれぞれは、スライド４２５Ｓが、（１つまたは複数の）エンドエフェクタ４２０Ａ１、４２０Ｂ１と、（１つまたは複数の）エンドエフェクタ４２０Ａ２、４２０Ｂ２との間に配置されるように、（図４Ａおよび６に示されるように、スライド体の側面から延在するのではなく）スライド体４２０の中心線ＣＬに向けて配置されるそれぞれのスライド４２５Ｓから延在し、それぞれのスライド４２５Ｓに従属する。スライド４２５Ｓのそれぞれは、１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ１、４２０Ｂ１、４２０Ａ２、４２０Ｂ２のそれぞれの個別の伸長／後退をもたらすために、任意の適切な駆動装置４２５を含む。スライド体４２０は、上記の基部４００１と実質的に類似の基部４００１Ｂに取り付けられ、（１つまたは複数の）エンドエフェクタ４２０Ａ１、４２０Ｂ１に共通のチャック４６０および１つまたは複数のセンサ４５０、４５１、ならびに（１つまたは複数の）エンドエフェクタ４２０Ａ２、４２０Ｂ２に共通のチャック４６０および１つまたは複数のセンサ４５０、４５１を含む。
次に図２Ｇを参照すると、真空トンネル３０３０の搬送システムは、１つまたは複数の真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎが、スライド体４２０Ｍの一部を形成し、エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓが、そのスライド体４２０Ｍの一部に従属し、そのスライド体４２０Ｍの一部に沿って移動する、開示される実施形態の態様を含む。スライド体４２０Ｍは、チャック４６０および１つまたは複数のセンサ４５０、４５１を含むプラットフォーム４２０Ｐを含む。プラットフォーム４２０Ｐは、チャック４６０と各エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓとの間でウェハが移送されるように、およびエンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓがプラットフォーム４２０Ｐの上方を通過すると、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１が、本明細書で説明するオンザフライ方式のウェハアライメントをもたらすために、本明細書で説明するウェハの特徴部を読取り／検出するように、スライド体内に、各エンドエフェクタ２５３０Ｓ、２５３１Ｓに対して位置決めされる。
次に図４Ａ～４Ｃ、６Ａおよび６Ｂを参照して、開示される実施形態の態様の例示的動作を説明する。理解できるように、１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎは、任意の適切な基板保持容器（たとえば、前面開閉輸送容器／ＦＯＵＰ、開閉カセットまたは輸送容器／ＦＯＳＢＹ、など）および／もしくは任意の適切な基板保持ステーション（たとえば、処理モジュール、測定／計測ステーションなど）にウェハＳを設置し、ならびに／または任意の適切な基板保持容器および／もしくは任意の適切な基板保持ステーションからウェハＳを取り出すように動作する。一態様では、１つまたは複数のウェハＳは、たとえば、搬送ロボット１１０１３の１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎのうちのそれぞれによって取り出される（図７Ａ、ブロック７００）。搬送ロボット１１０１３は、この例において、例示目的のみのために使用され、他の態様では、本明細書で説明する大気および／または真空搬送ロボットのいずれかが、搬送ロボット１１０１３に関して本明細書で説明するものと実質的に類似の方法で作動される。取り出し中、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎは、Ｒ方向に、ウェハ保持位置へと伸長し（たとえば直線的に横断する）、ウェハは、ウェハ保持位置から持ち上げられる。エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎは、対応するウェハを上に有して、ウェハ保持位置からウェハを取り外すために、Ｒ方向に後退する（たとえば、直線的に横断する）。ウェハＳが、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎ上で、たとえば、位置Ｐ３から後退位置Ｐ１へと後退すると、ウェハＳは、１つまたは複数のセンサ４５１、４５０を通過し、ウェハＳの少なくとも１つの縁部ＷＥ１、ＷＥ２（たとえば、Ｒ方向に沿ったウェハの移動の進路に対して前方および／または後方の縁部）が検出される（図７Ａ、ブロック７０５）。一態様では、１つまたは複数の異なるウェハＷは、搬送ロボット１１０１３の１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎが、それぞれ対応するウェハＳを保持する（たとえば、複数のウェハが、１つまたは複数のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎによって同時に保持されている）ように、他のエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎによって取り出される（図７Ａ、ブロック７００）。各ウェハがエンドエフェクタによって後退されると、各ウェハは、対応する少なくとも１つの縁部ＷＥ１、ＷＥ２を検出するために、１つまたは複数のセンサ１５０、１５１を通過する（図７Ａ、ブロック７０５）。上記のように、（図６Ｂに示される）Ｚ駆動コラム３８０のスライド体４２０に対する相対位置は、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１によるウェハ検出をもたらすために、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂおよびウェハが適切に横断するための充分な間隙を提供する。例示目的のみのために、一態様では、Ｚ駆動コラム３８０は、エンドエフェクタの伸長および後退軸Ｒに対して約４５°の角度で方向付けされるが、他の態様では、Ｚ駆動コラム３８０は、エンドエフェクタの伸長および後退軸Ｒに対して任意の適切な角度で位置する。理解できるように、制御装置１１０９１は、それぞれのエンドエフェクタ上に保持される各ウェハに対応するデータを保存するための任意の適切な記憶装置を含む。たとえば、エンドエフェクタ４２０Ａが（１つまたは複数の）縁部ＷＥ１、ＷＥ２を後退させると、エンドエフェクタ４２０Ａ上に保持されるウェハＷが検出され、その位置データが制御装置の記憶装置に保存され、エンドエフェクタ４２０Ｂが（１つまたは複数の）縁部ＷＥ１、ＷＥ２を後退させると、エンドエフェクタ４２０Ｂ上に保持されるウェハＷが検出され、その位置データが制御装置の記憶装置に保存され、以下同様である。
１つまたは複数のウェハＷが、搬送ロボット１１０１３によって搬送されている間、１つまたは複数のウェハＷは選択的にアライメントされる。たとえば、制御装置１１０９１は、チャック４６０上方の位置Ｐ２にウェハが選択的に位置決めされるように、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎを部分的に伸長させる（図７Ａ、ブロック７１０）。一態様では、制御装置１１０９１は、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎが上記のように後退されるときに取得される、保存された位置データを用いて、チャック４６０の上方にウェハを位置決めするために、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎを伸長させる。一態様では、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１は、ウェハＷのチャック４６０に対する位置決めをもたらすために、ウェハがＲ方向に直線移動させられている間にウェハＷの周縁部を検出するための、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎの部分伸長の間に、能動的に使用される。チャック４６０は、チャック４６０の上方に位置決めされるウェハを、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎから持ち上げるために、Ｚ方向（図４Ｃ）に直線移動させられる（図７Ａ、ブロック７１５）。ウェハＷの少なくとも１つの（上記のものなどの）所定の特徴を検出するために、チャック４６０が、その上にウェハを有して回転する（たとえば、ウェハがチャックと共に回転する）（図７Ａ、ブロック７２０）。理解できるように、チャック４６０は、ウェハＷがチャック４６０上に設置されるときに、ウェハが、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１の光学視域内にあるように、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１に対してスライド体４２０上に位置決めされる。理解できるように、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１は、ウェハが取り出され、エンドエフェクタが後退される際の縁部検出と、少なくとも１つの所定の特徴の検出／計測との両方に共通である。例として、一態様では、チャック４６０は、センサ４５１を用いて、物理的な半径方向の振れ／偏心距離の量、およびウェハ基準ＦＩＤの位置を検出するために、ウェハＷを回転させる。半径方向の振れ／偏心距離の量に基づいて、ウェハＷは、ウェハの印ＩＮＤ（図４Ｂ）が、センサ４５０によって読み取られ、基準ＦＩＤを所定の方向付けでアライメントするように、チャック４６０によって回転される（図７Ａ、ブロック７２５）。さらに、一態様では、ウェハＳがチャック４６０にある状態で、ウェハＳ上の任意の適切な印ＩＮＤが、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１によって読み取られる（図７Ａ、ブロック７２６）。一態様では、アライメントされたウェハＷは、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎに戻るように移送され、そこから、チャック４６０をＺ方向に下降させることによってウェハＷは取り外されるが、一方で他の態様では、アライメントされたウェハＷは、ウェハＷが取り外されるエンドエフェクタとは異なるエンドエフェクタに移送される（たとえば、１つのエンドエフェクタから別のエンドエフェクタへのウェハの交換）（図７Ａ、ブロック７３０）。理解できるように、この交換は、最初のエンドエフェクタを有効にし、または最初のウェハから分離するように機能し、それによって、最初のエンドエフェクタは、最初のウェハを開放するために停止することなく、さらなる動作（たとえば、別のウェハの搬送および／または取出し）を開始し得る。
各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎの直線的な横断が、Ｒ方向で連続的に周期的に繰り返され、それによって、各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎの直線的な横断の連続的な周期的繰り返しの間、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎによって保持される複数のウェハが、それぞれ、連続的に入れ替えられ、共通縁部検出センサ４５１および／または共通ＯＣＲセンサ４５０によってスキャンされるように、このアライメント処理（たとえば、図７Ａのブロック７０５～７３０またはブロック７１０～７３０）が、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎによって保持される各ウェハＷに対し選択的に繰り返される。理解できるように、共通縁部検出センサ１５１が、たとえば、ＥＦＥＭ１１０６０のフレーム１１０６０Ｆに対して、搬送アームと一体となって移動するように、搬送アームに取り付けられる場合、連続的な入れ替えの間に行われる共通縁部検出センサ１５１によるスキャンによって、少なくとも１つのエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎによって同時に支持される複数のウェハの各ウェハＷのオンザフライ方式の縁部検出がもたらされる。一態様では、少なくとも１つのエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎは、複数のウェハＷの最初の１つをチャック４６０と係合させる前に、複数のウェハのそれぞれの（１つまたは複数の）縁部を検出するために、少なくとも１つのエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎによって同時に保持される複数のウェハＷが連続的に入れ替えられるように、独立して駆動される。
アライメントされたウェハＷは、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎによって任意の適切なウェハ保持位置に設置される（図７Ａ、ブロック７３５）。理解できるように、一態様では、設置時に、対応するエンドエフェクタが伸長する間に、上記のものと実質的に類似の方法で、各ウェハＳの縁部ＷＥ１、ＷＥ２がスキャンされる（図７Ｂ、ブロック７３５Ａ）。たとえば、対応するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎは、ウェハをウェハ保持位置に設置するために、その上に、対応するウェハを有してＲ方向に伸長される（たとえば、直線的に横断される）（図７Ｂ、ブロック７３５Ａ）。ウェハＳが、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎ上で、たとえば後退位置Ｐ１から部分伸長位置Ｐ３へと伸長されると、ウェハＳが、（１つまたは複数の）センサ４５１、４５０を通過し、少なくとも１つの縁部ＷＥ１、ＷＥ２（たとえば、Ｒ方向に沿ったウェハの移動の進路に対して前方および／または後方の縁部）が、たとえば、ウェハＳが位置するエンドエフェクタに対するウェハＳの位置を確認するために検出される（図７Ｂ、ブロック７３５Ｂ）。ウェハＳを所定のウェハ保持位置に設置するとき（図７Ｂ、ブロック７３５Ｃ）、（１つまたは複数の）検出される縁部の（１つまたは複数の）位置に応じて、搬送ロボットは、伸長の際にセンサ４５０、４５１によって検出される、ウェハのエンドエフェクタに対するどのような変位も把握する。理解できるように、各ウェハＳが対応するエンドエフェクタによって伸長されると、対応する少なくとも１つの縁部ＷＥ１、ＷＥ２を検出して、ウェハ保持ステーションにおける設置のための（エンドエフェクタに対する）ウェハの位置を確認するために、各ウェハは、１つまたは複数のセンサ１５０、１５１を通過する。理解できるように、一態様では、ウェハＷは、ウェハの最初の１つがウェハ保持位置に設置される前に、設置のために連続的にスキャンされる（たとえば、ウェハＷは、ウェハのいずれかが基板保持位置に設置される前に、各ウェハの位置を確認するために、搬送ロボット上で入れ替えられる）（図７Ｂ）。
理解できるように、一態様では、任意の適切なウェハスリップ検出は、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎのうちの１つまたは複数の上で、および／またはチャック４６０上で行なわれてもよい。ウェハスリップ検出は、たとえば、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１によってもたらされ、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎおよび／またはチャックに対してウェハが確実な位置にあるかどうか、ならびにウェハが不正確なセンタリングまたはアライメントを起こしやすいかどうかを判定する。理解できるように、不正確なセンタリングまたはアライメントは、ウェハの破損および／または不正確な位置決めを引き起こし得る。ウェハ位置が不確実であると判定される場合、制御装置１１０９１は、ウェハ位置の修正のために、オペレータへの任意の適切な視覚的および／または聴覚的表示をもたらす。
理解できるように、上記のオンザフライ方式のアライメントに対する利点は、各ウェハＷが、たとえば、分類、アライメント、および／または識別される間に、ＥＦＥＭ１１０６０の大気環境内にとどまる時間の大幅な短縮につながる。この時間短縮は、上記のオンザフライ方式のアライメントを用いて達成可能であるスループット率の向上、および／または所定のウェハが、ウェハカセット１１０５０によって提供される保護用容器から離れている時間の大幅な短縮につながる。この利点は、所定のＦＯＵＰ内のすべてのウェハのアライメントおよび／または光学文字認識（ＯＣＲ）による読取りを提供する共通分類レシピにおいて特に明白である。たとえば、図８Ａを参照すると、従来システム８７０は、全体の高スループット率を達成するために、一般的に、二重の固定式アライナ８００Ａ、８００Ｂに依存するが、この構造は、ウェハの移動距離、ロボット動作、および各ウェハが（高活動ＳＣＡＲＡ型ロボットの隣の）ミニエンバイロメント内にとどまる経過時間をより大きくする。たとえば、図８Ａは、ウェハの分類、アライメントおよび／または識別のための、ＥＦＥＭ内におけるウェハの移送のための従来の例示的な移送進路を図示している。ウェハ移送進路ＴＰ１～ＴＰ８は、ウェハカセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂのうちの１つの内部の所定の基準位置ＤＬ１、ＤＬ２から、固定式アライナ８００Ａ、８００Ｂのうちの１つの中の所定の基準位置ＤＬ３、ＤＬ４へと至り、そして、ロードロック１１０１０Ａ、１１０１０Ｂのうちの１つの中の所定の基準位置ＤＬ５、ＤＬ６へと至る、またはウェハカセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂのうちの１つの内部の所定の基準位置ＤＬ１、ＤＬ２へと戻る。図８Ｂは、（図８Ａに示されるものと）比較して、ウェハを分類、アライメントおよび／または識別するための、同一のＥＦＥＭ内におけるウェハの移送のための、開示される実施形態の態様によるシステム８６９のウェハ搬送進路ＴＰ１０～ＴＰ１３を図示している。図８Ｂに見られるように、移送進路ＴＰ１０～ＴＰ１５のいずれか１つは、従来の移送進路ＴＰ１～ＴＰ８のいずれか１つよりも長さが短い。理解できるように、ウェハＷが、分類され、ウェハＷが取り出されるカセットに、または隣のロードポートにある隣のカセットに戻るように設置される移送進路ＴＰ１４、ＴＰ１５は、最も短い進路であり、図８Ａに図示されている、カセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂから、アライナ８００Ａ、８００Ｂの１つへと至り、そして、カセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂの１つへと戻る、対応する進路よりも大幅に短い。たとえば、図８Ｂの進路ＴＰ１４、１５に従って分類するときに、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎは、（ウェハが入れ替えられるように）カセット１１０５０Ａまたは１１０５０Ｂなどの共通カセットから、ウェハＷを連続的に取り出す。各ウェハの後退の間に、カセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂから各ウェハが連続的に取り出されると、各ウェハは、上記のように、ウェハの縁部を検出するために、センサ４５０、４５１を通過する。ウェハは、それぞれが連続的にアライメントされるように、搬送ロボット上で入れ替えられる。アライメントされたウェハは、所定の分類された順序で、カセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂのうちの１つまたは複数に設置される。
図９を参照すると、（１つまたは複数の）ウェハがＥＦＥＭの大気環境内にとどまる時間は、一対の固定式アライナ８００Ａ、８００Ｂを使用する従来システム８７０においてよりも、システム８６９内におけるほうがより短い。たとえば、図９に図示される表は、図８Ａの従来の移送／アライメントシステム８７０（たとえば、「従来の移送時間」）に対し、それぞれが特定の移送時間を有する移送動作を示している。図９の表は、また、開示される実施形態の態様による図８Ｂの移送／アライメントシステム８６９に対し、それぞれが、特定の移送時間を有する移送動作を示している。表に見られるように、従来の移送／アライメントシステム８７０およびシステム８６９の両方は、ウェハカセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂから１つまたは複数のウェハを取り出すことに関連する時間、およびロードロック１１０１０Ａ、１１０１０Ｂに１つまたは複数のウェハを設置することに関連する時間を含むが、これ以上は、移送時間における類似は無い。たとえば、システム８６９内において行われるように、カセット１１０５０Ａ、１１０５０Ｂからウェハ保持位置（ウェハ保持位置は、ウェハが取り出されるロードポートにあるカセット、隣のロードポートにある異なるカセット、およびロードロックのうちの１つまたは複数である）に実質的に直接ウェハを移送する以外に、従来システムは、固定式アライナ８００Ａ、８００Ｂの１つの所定の基準位置ＤＬ３、ＤＬ４に、および基準位置ＤＬ３、ＤＬ４から（１つまたは複数の）ウェハを移送するための追加の移送時間を含む。さらに、従来システム８７０は、ウェハＷが、アライナ８００Ａ、８００Ｂ内に位置付けられ、アライメントされるアイドル移送時間を含む。（１つまたは複数の）ウェハが、搬送ロボットの（１つまたは複数の）エンドエフェクタ上に位置付けられ、所定の基準位置ＤＬ１、ＤＬ２と、（ウェハがロードロックへと移送される）所定の基準位置ＤＬ５、ＤＬ６と、（ウェハが、分類中などに（１つまたは複数の）カセットに返送される）所定の基準位置ＤＬ１、ＤＬ２との間での移送中に、（１つまたは複数の）ウェハはアライメントされるため、この「アライメント時間」は、システム８６９においては実質的に除外される。さらに、たとえウェハが、システム８６９において、スライド体４２０を（ロードロック１１０１０Ａ、１１０１０Ｂの前などで）静止して保持する搬送ロボットによってアライメントされても、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎからチャック４６０にウェハを移送するための時間は、たとえば、Ｚ方向における移動距離が短いため、従来のエンドエフェクタから固定式アライナ８００Ａ、８００Ｂにウェハを移送するための時間よりも大幅に少ない。たとえば、開示される実施形態の態様によるウェハのアライメントおよび識別を実行するために、チャック４６０は、完全に下降された基準位置ＣＤから、Ｚ方向にわずかな量Ｚ１（たとえば、約２０ｍｍ以下）分、移動させられ、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ～４２０ｎは、エンドエフェクタとチャックとの間でウェハＷを移送するために、Ｒ方向に部分的にのみ伸長する。対照的に、開示される実施形態の態様のオンザフライ方式のアライメントを有さないロボットは、たとえば、ＥＦＥＭの所定のウェハ移送平面ＷＴＰから、固定式アライナ８００のウェハ支持表面ＷＳＳのレベルにウェハを移送するために、はるかに大きいＺ移動（図１０の距離Ｚ２）を課す必要があり、たとえば、Ｘ、Ｙおよびθ軸の１つまたは複数における追加の移動によってエンドエフェクタの基準ＣＥを、アライナの基準ＣＡとアライメントさせる間に、エンドエフェクタＥＥをＲ方向に完全に伸長させなければならない。
理解できるように、開示される実施形態の態様によるシステム８６９のウェハ移送時間の減少により、ウェハカセットのドアが開放される経過時間の減少が可能になる。この「カセットドア開放」時間の減少により、たとえば、カセット内の、大気環境からの汚染が減少し、カセット内部およびその内部に位置するウェハのための不活性ガスによる保護の向上がもたらされる。理解できるように、「カセットドア開放」時間の減少により、カセット内の環境変化および汚染が最小化され、また、カセット内における、不活性ガス回復時間（および回復のために必要な不活性ガスの量）も減少する。反対に、フロントエンド内のミニエンバイロメントの環境変動もまた、低減される。上記のことからわかるように、本明細書で説明する、開示される実施形態の態様は、ウェハスループットの向上だけでなく、清浄性の向上およびウェハの環境への曝露の減少も提供する。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、半導体ウェハ搬送装置が、フレームと、搬送アームと、縁部検出センサと、を含み、搬送アームが、フレームに移動可能に取り付けられ、搬送アームと一体となってフレームに対して第１方向に横断し、搬送アームに対して第２方向に直線的に横断するように、搬送アームに移動可能に取り付けられる少なくとも１つのエンドエフェクタを有し、縁部検出センサが、搬送アームと一体となって、フレームに対し移動するように搬送アームに取り付けられ、縁部検出センサが、少なくとも１つのエンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのそれぞれのウェハの縁部検出をもたらす共通センサであり、縁部検出センサは、それぞれのウェハの縁部検出が、搬送アーム上の少なくとも１つのエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの第２方向における横断によって、第２方向における横断と同時にもたらされるように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、それぞれのエンドエフェクタの第２方向における横断が、少なくとも１つのエンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのうち、エンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハを、縁部検出をもたらす縁部検出センサに対し直線的に搬送する。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、縁部検出センサが、ウェハの縁部を検出し、それを基に、所定の基準座標系に対するウェハの位置およびミスアライメントを識別するように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、半導体ウェハ搬送装置が、フレームに対して搬送アームと一体となって移動するように搬送アームに取り付けられるウェハアライナをさらに含み、ウェハアライナは、それぞれのエンドエフェクタと協働し、エンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハのウェハアライメントをもたらすように配置される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、半導体ウェハ搬送装置が、それぞれのエンドエフェクタの、縁部検出センサを通過する直線的な横断を周期的に繰り返させ、それぞれの対応するウェハの縁部検出をもたらすように構成される制御装置をさらに含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置が、搬送アームに取り付けられるウェハアライナと最初のウェハを係合させる前に、すべてのエンドエフェクタの直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させるように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、それぞれのエンドエフェクタが、独立した駆動装置を有し、独立した駆動装置が、第２方向において独立した直線的な横断をそれぞれのエンドエフェクタが有するように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、少なくとも１つのエンドエフェクタが、搬送アームに対し、それぞれが独立して駆動される第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタを含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、縁部検出が、オンザフライ方式の縁部検出である。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、ウェハ処理装置が、ロードポートおよび上記の搬送装置を有する容器を備える。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、半導体ウェハ搬送装置が、フレームと、搬送アームと、縁部検出センサと、を含み、搬送アームが、フレームに移動可能に取り付けられ、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタを有し、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタは、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタが、アームと一体となって、フレームに対し第１方向に横断するように、および第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタが、搬送アームに対し、第２方向の独立した直線的な横断のために、独立して駆動されるように、搬送アームに移動可能に取り付けられ、縁部検出センサが、搬送アームと一体となって、フレームに対して移動するように搬送アームに取り付けられ、縁部検出センサが、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのそれぞれのウェハの縁部検出をもたらす共通センサであり、縁部検出センサは、それぞれのウェハの縁部検出が、搬送アーム上の第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの第２方向における横断によって、第２方向における横断と同時にもたらされるように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、それぞれのエンドエフェクタの第２方向の横断が、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのうち、それぞれのエンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハを、縁部検出をもたらす縁部検出センサに対し直線的に搬送する。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、縁部検出センサが、ウェハの縁部を検出し、それを基に、所定の基準座標系に対するウェハの位置およびミスアライメントを識別するように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、半導体ウェハ搬送装置が、フレームに対して搬送アームと一体となって移動するように搬送アームに取り付けられるウェハアライナをさらに含み、ウェハアライナは、それぞれのエンドエフェクタと協働し、第１のエンドエフェクタおよび第２のエンドエフェクタのそれぞれの上に載置される、対応するウェハのウェハアライメントをもたらすように配置される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、半導体ウェハ搬送装置が、それぞれのエンドエフェクタの、縁部検出センサを通過する直線的な横断を周期的に繰り返させ、それぞれの対応するウェハの縁部検出をもたらすように構成される制御装置をさらに含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置が、搬送アームに取り付けられるウェハアライナと最初のウェハを係合させる前に、すべてのエンドエフェクタの直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させるように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、それぞれのエンドエフェクタが、独立した駆動装置を有し、独立した駆動装置が、それぞれのエンドエフェクタの第２方向における独立した直線的な横断をもたらすように構成される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、縁部検出が、オンザフライ方式の縁部検出である。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、ウェハ処理装置が、ロードロックおよび上記の搬送装置を有する容器を含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、半導体ウェハを処理する方法が、フレームに移動可能に取り付けられる搬送アームを提供することと、搬送アームと一体となってフレームに対し第１方向に横断し、搬送アームに対し第２方向に直線的に横断するように、搬送アームに移動可能に取り付けられる少なくとも１つのエンドエフェクタを提供することと、少なくとも１つのエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの第２方向における直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させることであって、それぞれのエンドエフェクタの直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させる間に、複数のウェハがそれぞれ、連続的に入れ替えられ、搬送アームに取り付けられる共通縁部検出センサによって連続的にスキャンされるように、少なくとも１つのエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの第２方向における直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させることと、を含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、連続的な入れ替えの間に共通縁部検出センサによってスキャンすることにより、少なくとも１つのエンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのそれぞれのウェハのオンザフライ方式の検出をもたらし、共通縁部検出センサは、搬送アームと一体となってフレームに対し移動するように、搬送アームに取り付けられる。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、方法は、複数のウェハの連続的な入れ替えの完了後に、最初のウェハを、搬送アームに取り付けられるウェハアライナと係合させることをさらに含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、それぞれのウェハのオンザフライ方式の検出が、搬送アーム上の少なくとも１つのエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの第２方向における横断によって、第２方向における横断と同時にもたらされる。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、方法が、少なくとも１つのエンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのうち、エンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハを、縁部検出センサに対し搬送するために、それぞれのエンドエフェクタを第２方向に直線的に横断させることによって、連続的な入れ替えの間に縁部検出をもたらすことと、対応するウェハの直線的な搬送の間に、縁部検出センサを用いて対応するウェハをスキャンすることとをさらに含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、方法は、縁部検出センサを用いて、ウェハの縁部を検出すること、および、それを基に、所定の基準座標系に対するウェハの位置およびミスアライメントを識別することをさらに含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、方法は、搬送アームに取り付けられるウェハアライナを用いて、エンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハのウェハアライメントをもたらすことをさらに含み、ウェハアライナおよび搬送アームが、フレームに対し、一体となって移動し、ウェハアライナが、それぞれのエンドエフェクタと協働するように配置される。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、方法は、それぞれのエンドエフェクタが、第２方向における独立した直線的な横断を有するように、独立した駆動装置を用いて、それぞれのエンドエフェクタを独立して駆動することをさらに含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、少なくとも１つのエンドエフェクタが、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタを含み、方法が、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタのそれぞれを、搬送アームに対し、独立して駆動することをさらに含む。
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、上記の記載は、開示される実施形態の態様の例示にすぎないことを理解されるべきである。当業者によって、様々な代替例および修正例が、開示される実施形態の態様から逸脱することなく案出され得る。したがって、開示された実施形態の態様は、添付の請求項の範囲に該当する、そのような代替例、修正例、および変形例のすべてを含むことを意図している。さらに、異なる特徴が、相互に異なる従属または独立請求項に詳述されるという一事実は、これらの特徴の組み合わせを有利に使用することが出来ないということを意味せず、そのような組み合わせは、本発明の態様の範囲内に留まる。

Claims (28)

  1. 半導体ウェハ搬送装置により半導体ウェハを搬送するための方法であって、
    フレームに移動可能に取り付けられた搬送アームを有する前記半導体ウェハ搬送装置を提供することであって、前記搬送アームが、複数のエンドエフェクタおよび縁部検出センサを含み、前記複数のエンドエフェクタが、前記搬送アームと一体となって前記フレームに対して第１方向に横断し、前記搬送アームに対して伸長位置と後退位置との間で第２方向に直線的に横断するように、前記搬送アームに移動可能に取り付けられ、前記縁部検出センサが、前記搬送アームと一体となって、前記フレームに対し移動するように前記搬送アームに取り付けられ、前記縁部検出センサが、前記後退位置において前記複数のエンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのそれぞれのウェハの縁部検出をもたらす共通センサである、前記半導体ウェハ搬送装置を提供することと、
    前記後退位置において前記複数のエンドエフェクタのそれぞれが複数のウェハのそれぞれのウェハを同時に支持した状態で、前記縁部検出センサによりそれぞれのウェハの縁部を検出することであって、それぞれのウェハの前記縁部検出が、前記搬送アーム上の前記複数のエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの前記第２方向における前記後退位置からの前記横断によって、前記第２方向における前記後退位置からの前記横断と同時にもたらされる、それぞれのウェハの縁部を検出することと、
    を含む、方法。
  2. それぞれのエンドエフェクタの前記第２方向における前記横断が、前記複数のエンドエフェクタによって同時に支持される前記複数のウェハのうち、前記エンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハを、縁部検出をもたらす前記縁部検出センサに対し直線的に搬送する、請求項１記載の方法。
  3. 前記縁部検出センサが、前記ウェハの縁部を検出し、それを基に、所定の基準座標系に対するウェハの位置およびミスアライメントを識別する、請求項２記載の方法。
  4. 前記フレームに対して前記搬送アームと一体となって移動するように前記搬送アームに取り付けられるウェハアライナを提供することをさらに含み、前記ウェハアライナは、それぞれのエンドエフェクタと協働し、前記エンドエフェクタ上に載置される前記対応するウェハのウェハアライメントをもたらすように配置される、請求項２記載の方法。
  5. 前記搬送アームに連結された制御装置により、それぞれのエンドエフェクタの、前記縁部検出センサを通過する直線的な横断を周期的に繰り返させ、それぞれの対応するウェハの縁部検出をもたらすことをさらに含む、請求項２記載の方法。
  6. 前記制御装置が、前記搬送アームに取り付けられるウェハアライナと最初のウェハを係合させる前に、すべてのエンドエフェクタの前記直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させるように構成される、請求項５記載の方法。
  7. それぞれのエンドエフェクタが、独立した駆動装置を有し、前記独立した駆動装置が、前記第２方向において独立した直線的な横断をそれぞれのエンドエフェクタが有するように構成される、請求項１記載の方法。
  8. 前記複数のエンドエフェクタが、前記搬送アームに対し、それぞれが独立して駆動される第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタを含む、請求項１記載の方法。
  9. 前記縁部検出が、オンザフライ方式の縁部検出である、請求項１記載の方法。
  10. 前記半導体ウェハ搬送装置の前記搬送アームが、ロードポートを有する容器を備える処理装置内に位置付けられる、請求項１記載の方法。
  11. 半導体ウェハ搬送装置により半導体ウェハを搬送するための方法であって、
    フレームに移動可能に取り付けられた搬送アームを有する前記半導体ウェハ搬送装置を提供することであって、前記搬送アームが、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタと、縁部検出センサとを含み、前記第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタは、
    前記第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタが、前記搬送アームと一体となって、前記フレームに対し第１方向に横断するように、および
    前記第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタが、前記搬送アームに対し、前記第１方向とは異なる第２方向の伸長位置と後退位置との間で独立した直線的な横断のために、独立して駆動されるように、
    前記搬送アームに移動可能に取り付けられ、前記縁部検出センサが、前記搬送アームと一体となって、前記フレームに対して移動するように前記搬送アームに取り付けられ、前記縁部検出センサが、前記第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタによって同時に支持される複数のウェハのそれぞれのウェハの縁部検出をもたらす共通センサである、前記半導体ウェハ搬送装置を提供することと、
    前記後退位置において前記第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタのそれぞれが複数のウェハのそれぞれのウェハを同時に支持した状態で、前記縁部検出センサによりそれぞれのウェハの縁部を検出することであって、それぞれのウェハの前記縁部検出が、前記搬送アーム上の前記第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの前記第２方向における前記後退位置からの前記横断によって、前記第２方向における前記後退位置からの前記横断と同時にもたらされる、それぞれのウェハの縁部を検出することと、
    を含む、方法。
  12. それぞれのエンドエフェクタの前記第２方向の前記横断が、前記第１エンドエフェクタおよび前記第２エンドエフェクタによって同時に支持される前記複数のウェハのうち、それぞれのエンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハを、縁部検出をもたらす前記縁部検出センサに対し直線的に搬送する、請求項１１記載の方法。
  13. 前記縁部検出センサが、前記ウェハの縁部を検出し、それを基に、所定の基準座標系に対するウェハの位置およびミスアライメントを識別する、請求項１２記載の方法。
  14. 前記フレームに対して前記搬送アームと一体となって移動するように前記搬送アームに取り付けられるウェハアライナを提供することをさらに含み、前記ウェハアライナは、それぞれのエンドエフェクタと協働し、前記第１のエンドエフェクタおよび第２のエンドエフェクタのそれぞれの上に載置される前記対応するウェハのウェハアライメントをもたらすように配置される、請求項１２記載の方法。
  15. 前記搬送アームに連結された制御装置により、それぞれのエンドエフェクタの、前記縁部検出センサを通過する直線的な横断を周期的に繰り返させ、それぞれの対応するウェハの縁部検出をもたらすことをさらに含む、請求項１２記載の方法。
  16. 前記制御装置が、前記搬送アームに取り付けられるウェハアライナと最初のウェハを係合させる前に、すべてのエンドエフェクタの前記直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させるように構成される、請求項１５記載の方法。
  17. それぞれのエンドエフェクタが、独立した駆動装置を有し、前記独立した駆動装置が、それぞれのエンドエフェクタの前記第２方向における独立した直線的な横断をもたらすように構成される、請求項１１記載の方法。
  18. 前記半導体ウェハ搬送装置の前記搬送アームが、ロードポートを有する容器を備える処理装置内に位置付けられる、請求項１１記載の方法。
  19. 前記縁部検出が、オンザフライ方式の縁部検出である、請求項１８記載の方法。
  20. 半導体ウェハを処理する方法であって、前記方法が、
    フレームに移動可能に取り付けられる搬送アームを提供することと、
    複数のエンドエフェクタが、前記搬送アームと一体となって前記フレームに対し第１方向に横断し、前記搬送アームに対し前記第１方向と異なる第２方向に直線的に横断するように、前記搬送アームに複数のエンドエフェクタを設けることと、
    前記複数のエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの前記第２方向における伸長位置と後退位置との間での直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させることであって、それぞれのエンドエフェクタの前記後退位置から前記伸長位置への前記直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させる間に、前記後退位置において前記複数のエンドエフェクタにより同時に支持される複数のウェハがそれぞれ、連続的に入れ替えられ、前記搬送アームに取り付けられる共通縁部検出センサによって連続的にスキャンされるように、前記複数のエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの前記第２方向における前記伸長位置と前記後退位置との間での直線的な横断を連続的に周期的に繰り返させることと、
    を含む、
    方法。
  21. 連続的な入れ替えの間に前記共通縁部検出センサによってスキャンすることにより、前記複数のエンドエフェクタによって同時に支持される前記複数のウェハのそれぞれのウェハのオンザフライ方式の縁部検出をもたらし、前記共通縁部検出センサは、前記搬送アームと一体となって前記フレームに対し移動するように、前記搬送アームに取り付けられる、請求項２０記載の方法。
  22. 前記複数のウェハの連続的な入れ替えの完了後に、最初のウェハを、前記搬送アームに取り付けられるウェハアライナと係合させることをさらに含む、請求項２０記載の方法。
  23. それぞれのウェハのオンザフライ方式の縁部検出が、前記搬送アーム上の前記複数のエンドエフェクタのそれぞれのエンドエフェクタの前記第２方向における前記横断によって、前記第２方向における前記横断と同時にもたらされる、請求項２１記載の方法。
  24. 前記複数のエンドエフェクタによって同時に支持される前記複数のウェハのうち、前記エンドエフェクタ上に載置される、対応するウェハを、前記共通縁部検出センサに対し搬送するために、それぞれのエンドエフェクタを前記第２方向に直線的に横断させることによって、連続的な入れ替えの間に縁部検出をもたらすことと、
    前記対応するウェハの直線的な搬送の間に、前記共通縁部検出センサを用いて前記対応するウェハをスキャンすることと
    をさらに含む、請求項２０記載の方法。
  25. 前記共通縁部検出センサを用いて、前記ウェハの縁部を検出すること、および、それを基に、所定の基準座標系に対するウェハの位置およびミスアライメントを識別することをさらに含む、請求項２４記載の方法。
  26. 前記搬送アームに取り付けられるウェハアライナを用いて、前記エンドエフェクタ上に載置される前記対応するウェハのウェハアライメントをもたらすことをさらに含み、前記ウェハアライナおよび前記搬送アームが、前記フレームに対し、一体となって移動し、前記ウェハアライナが、それぞれのエンドエフェクタと協働するように配置される、請求項２４記載の方法。
  27. それぞれのエンドエフェクタが、前記第２方向における独立した直線的な横断を有するように、独立した駆動装置を用いて、それぞれのエンドエフェクタを独立して駆動することをさらに含む、請求項２０記載の方法。
  28. 前記複数のエンドエフェクタが、第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタを含み、前記方法が、前記第１エンドエフェクタおよび第２エンドエフェクタのそれぞれを、前記搬送アームに対し、独立して駆動することをさらに含む、請求項２０記載の方法。
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