KR100960765B1 - 직교 좌표형 로봇 클러스터 툴 아키텍쳐 - Google Patents

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제프리 후드겐스
챨스 칼손
윌리엄 틸러 웨버
로버트 로렌스
에릭 잉글하트
딘 씨. 휴제크
다브 실베티
미첼 쿠찰
키르크 반 카티크
반 호스킨즈
비네이 샤
스티브 홍캄
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

다중 챔버 처리 시스템을 이용하여 기판을 처리하기 위한 방법 및 장치로서, 이는 증가된 처리량, 증가된 시스템 신뢰도, 향상된 기구 수율 성능, 더욱 반복 가능한 웨이퍼 처리 히스토리, 및 감소된 풋프린트를 갖는다. 클러스터 툴의 다양한 실시예는 둘 이상의 로봇을 이용할 수 있고, 이 로봇은 처리 래크에 보유된 다양한 처리 챔버들 사이에서 기판을 이동시키는 평행한 처리 구성으로 구성되며, 이에 의해 원하는 처리 순서가 수행될 수 있다. 일 태양에서, 평행한 처리 구성은 둘 이상의 로봇 어셈블리를 포함하고, 이 로봇 어셈블리는 수직 및 수평 방향으로 움직이도록 이루어지고 처리 래크에 보유된 다양한 처리 챔버에 접근하도록 이루어진다. 일 실시예에서, 로봇 블레이드는 기판을 제한하도록 이루어지고, 이에 의해 이동 과정 동안 기판이 경험하는 가속에 의해 기판 위치가 로봇 블레이드 상에서 변경되지 않도록 한다.

Description

직교 좌표형 로봇 클러스터 툴 아키텍쳐 {CARTESIAN ROBOT CLUSTER TOOL ARCHITECTURE}
본 발명은 대체로 병렬식으로 다수의 기판을 처리할 수 있는 로봇 및 다중 처리 스테이션을 포함하는 일체화된 처리 시스템에 관한 것이다.
전자 장치를 형성하는 처리는 통제된 처리 환경 내에서 순서대로 기판을 처리할 수 있는 (예, 반도체 웨이퍼) 멀티 챔버 처리 시스템 (예, 클러스터 툴)에서 이루어진다. 트랙 리소그래피 툴이라고 대체로 알려진 포로레지스트 물질을 증착(즉, 코우트)하고 현상하기 위해 사용되거나 또는 웨트/세정 툴로서 대체로 설명되는 반도체 세정 처리를 수행하는데 이용되는 전형적인 클러스터 툴은, 포드/카세트 장착 장치와 메인프레임에 연결된 여러 처리 챔버 사이에서 기판을 이전하는 기판 이전 로봇이 하나 이상 들어있는 메인프레임을 포함할 것이다. 클러스터 툴은 통제된 처리 환경에서 반복적으로 기판을 처리할 수 있도록 하는 데 종종 사용된다. 통제된 처리 환경은 많은 이점을 가지며 여기에는 이전 중, 여러 기판 처리 단계 중에 오염을 최소화하는 것도 들어간다. 통제된 환경에서의 처리는 따라서 생성 결함의 수를 줄이며 장치 수율을 개선한다.
기판 제조 처리의 효율은 보통 중요한 두 가지 관련 요소인 장치 수율과 소유 비용 (cost of ownership, CoO)으로 측정된다. 이 요소들은 직접적으로 전자 장치 생산 비용에 영향을 미쳐 시장에서의 해당 장치 제조업체 경쟁력에까지 영향을 주기 때문에 중요하다. 소유비용은 다른 많은 요소들의 영향도 받지만 시스템 및 챔버 처리량에 대단히 큰 영향을 받으며 혹은 바람직한 처리 순서를 사용하여 처리된 시간당 기판 수에만 영향을 받을 수 있다. 처리 순서는 대체로 클러스터 툴 내 하나 이상의 처리 챔버에서 완성된 장치 제조 단계, 혹은 처리 레시피(recipe) 단계로 정의된다. 처리 순서는 대체로 여러 기판 (혹은 웨이퍼) 전자 장치 제조 처리 단계를 포함할 수 있다. 소유 비용을 줄이려는 노력의 일환으로 전자 장치 제조업체들은 처리 순서 및 챔버 처리 시간을 최적화하는 데 많은 시간을 들여 주어진 클러스터 툴 아키텍처 한계와 챔버 처리 시간 내에서 가능한 한 최대한의 기판 처리량을 달성하려 한다. 트랙 리소그래피 타입 클러스터 툴에서는 챔버 처리 시간이 다소 짧고 (예, 처리를 마치는 데 약 1분) 전형적인 처리 순서를 끝마치는 데 필요한 처리 단계의 수가 많기 때문에 처리 순서를 마치는 데 드는 시간의 상당 부분이 여러 처리 챔버 간 기판 이전에 쓰인다. 전형적인 트랙 리소그래피 처리 순서는 대체로 다음과 같은 단계를 포함할 것이다. 기판 표면 위에 하나 이상의 균일한 포토레지스트 (혹은 레지스트)층 증착, 기판을 클러스터 툴에서 분리된 스텝퍼(stepper) 혹은 스캐너 툴로 이전시킨 후 포토레지스트 층을 포토레지스트 수정 전자기 방사능에 노광시켜 기판 표면에 패턴 형성, 패턴이 생긴 포토 레지스트 층 현상. 만일 클러스터 툴에서의 기판 처리량이 로봇 제한되지 않는다면 가장 긴 처리 레시피 단계가 대체로 처리 순서의 처리량을 제한할 것이다. 트랙 리소그래피 처리 순서에서는 처리 시간이 짧고 처리 단계 수가 많기 때문에 이와 다르다. 전형적 처리를 하는 트랙 리소그래피 등 기존 제조 처리의 전형적 시스템 처리량은 대체로 시간당 100-120개 사이의 기판일 것이다.
소유 비용 계산에 있어서 기타 중요한 요소는 시스템 신뢰성과 시스템 가동시간이다. 시스템이 기판 처리를 오래 할 수 없으면 없을수록 클러스터 툴에서 기판을 처리할 기회를 잃기 때문에 사용자의 금전적 손실은 커지게 되고 따라서 이 요소들은 클러스터 툴의 수익성 및 유용성에 매우 중요하다. 그러므로 클러스터 툴의 사용자와 제조업체들은 신뢰성 있는 처리, 신뢰성 있는 하드웨어, 가동시간이 늘어난 신뢰성 있는 시스템 개발을 시도하는데 많은 시간을 소비하는 것이다.
장치 처리 속도를 개선하고 장치에 의한 열 발생 감소를 위해 반도체 장치 크기를 줄여야 한다는 산업에서의 요구는 처리 변화도에 대한 오차범위를 야기시켰다. 처리 변화도를 최소화하기 위해 트랙 리소그래피 처리 순서에 있어 중요한 요소는 클러스터 툴을 통과하는 모든 기판이 동일한 "웨이퍼 히스토리"를 갖도록 하는 것이다. 대체로 처리 엔지니어는 기판의 웨이퍼 히스토리를 모니터 및 통제함으로써 후에 장치 성능에 영향을 미칠 수 있는 모든 장비 제조 처리 변수를 통제하여 동일군에 있는 모든 기판이 항상 같은 방식으로 처리되도록 한다. 각각의 기판이 동일한 "웨이퍼 히스토리"를 가지려면 각 기판은 같은 반복적 기판 처리 단계 (예, 일관된 코우팅 처리, 일관된 하드 베이크 처리, 일관된 냉각 처리 등)를 밟아 야 하며 여러 처리 단계 간의 타이밍이 기판마다 동일해야 한다. 리소그래피 형태 장치 제조 처리는 특히 처리 레시피 변수 상의 변화와 레시피 단계 간의 타이밍에 민감하며 이는 처리 변화도 및 궁극적으로 장치 성능에 바로 영향을 미친다. 따라서 처리 변화도 및 처리 단계 간 타이밍 상의 변화도를 최소화하는 처리 순서를 수행할 수 있는 지지 장치 및 클러스터 툴이 필요하다. 또한 원하는 기판 처리량을 달성하면서도 균일하며 반복적인 처리 결과를 보이는 장치 제조 처리를 수행할 수 있는 지지 장치 및 클러스터 툴도 필요하다.
그러므로 바람직한 장치 성능 목표를 충족시키고 시스템 처리량을 증가시켜 처리 순서 소유 비용이 줄어들도록 기판을 처리할 수 있는 시스템 및 방법, 장치가 필요하다.
본 발명은, 제 1 처리 래크로서, 수직으로 쌓인 둘 이상의 기판 처리 챔버들을 갖는 처리 챔버의 제 1 그룹; 및 수직으로 쌓인 둘 이상의 처리 챔버들을 갖는 처리 챔버의 제 2 그룹을 포함하는 제 1 처리 래크, -상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 둘 이상의 기판 처리 챔버들이 제 1 방향으로 정렬된 제 1 측부를 가짐- 상기 제 1 처리 래크에서 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 로봇 블레이드 및 기판 수용면을 갖는 제 1 로봇; -상기 제 1 로봇은 이동 영역을 형성하고 제 1 평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어져 있으며, 상기 제 1 평면은 제 1 방향 및 이 제 1 방향과 수직을 이루는 제 2 방향에 평행함- 상기 제 1 평면에 대체로 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어지고 액츄에이터 어셈블리를 갖는 제 1 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어지고 액츄에이터 어셈블리를 갖는 제 2 운동 어셈블리; -기판이 상기 로봇 블레이드의 기판 수용면 상에 위치할 때, 상기 이동 영역은 상기 제 2 방향과 평행하고 상기 제 2 방향으로 상기 기판의 치수보다 약 5% 내지 50% 큰 폭을 가짐-를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리를 포함하는, 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴을 제공한다.
본 발명은, 수직 방향으로 쌓인 둘 이상의 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 1 처리 래크; -상기 둘 이상의 그룹의 상기 둘 이상의 기판 처리 챔버들이 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부를 가지고 이를 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근함- 수직 방향으로 쌓인 둘 이상의 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 2 처리 래크; -상기 둘 이상의 그룹의 상기 둘 이상의 기판 처리 챔버들이 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부를 가지고 이를 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근함- 상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크 사이에 위치하고 상기 제 1 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 수평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 로봇; 상기 수직 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; 상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크 사이에 위치하고 상기 제 1 측부로부터 상기 제 2 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리로서, 수평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 로봇; 상기 수직 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 2 로봇 어셈블리; 및 상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크 사이에 위치하고 상기 제 1 측부로부터 상기 제 2 처리 래크 또는 상기 제 1 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 3 로봇 어셈블리로서, 수평면에 대체로 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 로봇; 상기 수직 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 3 로봇 어셈블리를 포함하는, 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴을 제공한다.
본 발명은, 둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 1 처리 래크; -상기 둘 이상의 그룹의 상기 둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들이, 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부 및 제 2 방향을 따라 정렬된 제 2 측부를 가지고 이들을 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근함- 상기 제 1 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇이, 수평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇; 상기 수직 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; 및 상기 제 2 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리로서, 상기 제 2 로봇이, 수평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇; 상기 수직 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 2 로봇 어셈블리를 포함하는, 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 이 클러스터 툴에 위치한 둘 이상의 기판 처리 챔버; 및 상기 둘 이상의 기판 처리 챔버로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 제 1 방향으로 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇으로서, 기판을 수용하고 수송하도록 이루어진 기판 수용면 및 제 1 단부를 갖는 로봇 블레이드; 제 1 피봇 포인트 및 제 2 피봇 포인트를 갖는 제 1 링키지 부재; 상기 제 2 피봇 포인트에서 상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합된 모터; 상기 제 1 피봇 포인트에서 상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합되고 상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 부착된 제 1 기어; 및 상기 제 1 기어에 대한 제 2 기어의 기어비가 약 3:1 내지 약 4:3인, 상기 제 1 링키지의 상기 제 2 피봇 지점과 동심적으로 정렬되고 상기 제 1 기어에 회전식으로 결합된 제 2 기어를 포함하는 제 1 로봇; 상기 제 1 방향에 대체로 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리; 및 상기 제 2 방향에 대체로 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 제 2 운동 어셈블리를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리를 포함하는, 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴을 제공한다.
본 발명은, 둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 1 처리 래크; -상기 둘 이상의 그룹의 상기 둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들이, 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부 및 제 2 방향을 따라 정렬된 제 2 측부를 가지고 이들을 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근함- 상기 제 1 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇이, 수평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇; 상기 수직 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; 및 상기 제 2 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리로서, 상기 제 2 로봇이, 수평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇; 상기 수직 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 방향에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 2 로봇 어셈블리를 포함하는, 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 이 클러스터 툴에 위치한 둘 이상의 기판 처리 챔버; 및 상기 둘 이상의 기판 처리 챔버로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 제 1 방향으로 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇으로서, 기판을 수용하고 수송하도록 이루어진 기판 수용면 및 제 1 단부를 갖는 로봇 블레이드; 제 1 피봇 포인트 및 제 2 피봇 포인트를 갖는 제 1 링키지 부재; 상기 제 2 피봇 포인트에서 상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합된 모터; 상기 제 1 피봇 포인트에서 상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합되고 상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 부착된 제 1 기어; 및 상기 제 1 기어에 대한 제 2 기어의 기어비가 약 3:1 내지 약 4:3인, 상기 제 1 링키지의 상기 제 2 피봇 지점과 동심적으로 정렬되고 상기 제 1 기어에 회전식으로 결합된 제 2 기어를 포함하는 제 1 로봇; 상기 제 1 방향에 대체로 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리; 및 상기 제 2 방향에 대체로 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 제 2 운동 어셈블리를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리를 포함하는, 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 제 1 평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇; 수직 운동 어셈블리로서, 수직 방향으로 배향된 선형 레일에 결합된 블록을 포함하는 슬라이드 어셈블리; 상기 블록 및 상기 제 1 로봇에 결합된 지지 플레이트; 및 상기 선형 레일을 따라 수직 위치로 상기 지지 플레이트를 수직으로 위치시키도록 이루어진 액츄에이터를 포함하는 수직 운동 어셈블리; 및 수평 방향으로 상기 제 1 로봇 및 상기 수직 운동 어셈블리를 위치시키도록 이루어진 수평 액츄에이터를 가지고 상기 수직 운동 어셈블리에 결합된 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 제 1 평면 내에 대체로 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇; 수직 운동 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터; 및 상기 수직 액츄에이터에 의해 상기 제 1 로봇이 이동될 때 상기 제 1 로봇을 안내하도록 이루어진 수직 슬라이드를 추가로 포함하는, 액츄에이터 어셈블리; 상기 수직 액츄에이터 및 상기 수직 슬라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 구성요소 중 하나 이상을 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및 상기 인클로저 내부에 네거티브 압력을 생성하도록 이루어진 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 포함하는, 수직 운동 어셈블리; 및 상기 제 1 처리 래크의 제 1 측부에 대체로 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 수평 안내 부재 및 수평 액츄에이터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 제 1 방향으로 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 기판 수용면 및 제 1 단부를 갖는 로봇 블레이드; 제 1 피봇 지점 및 제 2 피봇 지점을 갖는 제 1 링키지 부재; 상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 결합되고 상기 제 1 피봇 지점에서 상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합된 제 1 기어; 상기 제 1 기어에 회전식으로 결합되고 상기 제 1 링키지의 제 2 피봇 지점과 정렬된 제 2 기어; 및 상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합된 제 1 모터를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; -상기 제 1 모터는 상기 제 2 기어에 대해 상기 제 1 링키지 및 제 1 기어를 회전시킴에 의해 상기 기판 수용면을 위치시키도록 이루어짐- 상기 제 1 방향에 대체로 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리; 및 상기 제 2 방향에 대체로 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 운동 어셈블리를 포함하는, 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 제 1 평면에 대체로 포함된 아크(arc)를 따라 하나 이상의 지점에서 기판을 위치키시도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 제 1 단부 및 기판 수용면을 갖는 로봇 어셈블리; 및 상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 회전식으로 결합된 모터를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; 상기 제 1 평면에 대체로 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터 및 상기 수직 액츄에이터에 의해 상기 제 1 로봇이 이동될 때 상기 제 1 로봇을 안내하도록 이루어진 수직 슬라이드를 포함하는, 액츄에이터 어셈블리; 상기 수직 액츄에이터 및 상기 수직 슬라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 구성요소 중 하나 이상을 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및 상기 인클로저 내부에 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 포함하는, 제 1 운동 어셈블리; 및 상기 제 2 방향에 대체로 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 액츄에이터를 갖는 제 2 운동 어셈블리를 포함하는, 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 제 1 방향으로 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 제 1 단부 및 기판 수용면을 갖는 로봇 블레이드; 상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 결합된 제 1 기어; 상기 제 1 기어에 회전식으로 결합된 제 2 기어; 상기 제 1 기어에 회전식으로 결합된 제 1 모터; 및 상기 제 2 기어에 회전식으로 결합된 제 2 모터를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; -상기 제 2 모터는 가변성 기어비를 만들도록 상기 제 1 기어에 대해 상기 제 2 기어를 회전시키도록 이루어짐- 및 상기 제 1 방향에 대체로 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리를 포함하는, 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 기판 지지면을 갖는 베이스; 상기 베이스 상에 위치한 반응 부재; 상기 반응 부재에 대해 기판을 가압하도록(urge) 이루어진 액츄에이터에 결합된 접촉 부재; 및 상기 접촉 부재가 상기 반응 부재에 대해 상기 기판을 가압하도록 위치할 때 상기 접촉 부재의 운동을 대체로 금지하도록 이루어진 브레이크 부재를 포함하는, 기판을 이동시키기 위한 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예는, 지지면을 갖는 베이스; 상기 베이스에 위치한 반응 부재; 상기 베이스에 결합된 액츄에이터; 상기 반응 부재에 의해 에지에서 지지되고 상기 지지면 상에 위치한 기판의 에지에 대해 상기 접촉 부재를 가압하도록 이루어진 상기 액츄에이터에 결합된 접촉 부재; 및 브레이크 부재 어셈블리로서, 브레이크 부재; 및 브레이크 액츄에이팅 부재를 포함하고, 상기 브레이크 액츄에이팅가 기판 이동 과정 동안 상기 접촉 부재의 운동을 대체로 금지하는 제한력을 만들도록 상기 접촉 부재에 대해 상기 브레이크 부재를 가압하도록 이루어진, 브레이크 부재 어셈블리를 포함하는, 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 지지면을 갖는 베이스; 상기 베이스 상에 위치한 반응 부재; 접촉 부재 어셈블리로서, 액츄에이터; 및 기판 접촉면 및 이 기판 접촉면 및 상기 액츄에이터 사이에 위치한 순응 부재(compliant member)를 갖는 접촉 부재를 포함하는 접촉 부재 어셈블리; -상기 액츄에이터가 상기 반응 부재의 표면에 대해 위치한 기판에 대해 상기 접촉면을 가압하도록 이루어짐- 브레이크 부재 어셈블리로서, 브레이크 부재; 및 기판 이동 과정 동안 상기 접촉 부재의 움직임을 금지하도록 상기 접촉 부재에 대해 상기 브레이크 부재를 가압하도록 이루어진 브레이크 액츄에이팅 부재를 포함하는 브레이크 부재 어셈블리; 및 상기 접촉면의 위치를 감지하도록 이루어지고 상기 접촉 부재에 결합된 센서를 포함하는, 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공합니다.
본 발명의 실시예는, 로봇 어셈블리로서, 제 1 방향으로 로봇 블레이드 상에 위치한 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇; 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 액츄에이터를 갖는 제 1 운동 어셈블리; 및 상기 제 2 방향에 대체로 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 운동 어셈블리 및 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 액츄에이터를 가지고 상기 제 1 운동 어셈블리에 결합된 제 2 운동 어셈블리를 포함하는 로봇 어셈블리; 및 상기 로봇 블레이드에 결합되고 기판을 지지하도록 이루어진 기판 그립핑 기구(substrate gripping device)로서, 상기 로봇 블레이드 상에 위치한 반응 부재; 상기 로봇 블레이드에 결합된 액츄에이터; 상기 액츄에이터에 결합된 접촉 부재; -상기 액츄에이터가 상기 접촉 부재 및 상기 반응 부재 사이에 위치한 기판의 에지에 대해 상기 접촉 부재를 가압함에 의해 기판을 제한하도록 이루어짐- 및 브레이크 부재 어셈블리로서, 브레이크 부재 및 기판 이동 과정 동안 상기 접촉 부재의 움직임을 금지하도록 상기 접촉 부재에 대해 상기 브레이크 부재를 가압하도록 이루어진 브레이크 액츄에이팅 부재를 포함하는, 브레이크 부재 어셈블리를 포함하는, 기판 그립핑 기구를 포함하는, 기판을 이동시키기 위한 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 기판을 이동시키는 방법으로서, 기판 지지 기구 상에 위치한 반응 부재 및 기판 접촉 부재 사이의 이 기판 지지 기구 상에 기판을 위치시키는 단계; 상기 반응 부재에 대해 기판을 가압하고 상기 기판에 대해 상기 기판 접촉 부재를 가압하는 액츄에이터를 이용하여 기판 지지력을 생성시키는 단계; 및 브레이크 어셈블리를 이용하여 기판을 이동시키는 과정 동안 상기 기판 접촉 부재의 움직임을 제한하도록 이루어진 제한력을 생성하는 단계를 포함하는, 기판을 이동시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 기판 지지 기구 상에 위치한 반응 부재 및 기판 접촉 부재 사이의 상기 기판 지지 기구 상에 기판을 위치시키는 단계; 연결 부재가 상기 기판 접촉 부재에 액츄에이터를 결합시키도록 상기 기판 접촉 부재에 상기 연결 부재를 갖는 상기 액츄에이터를 결합시키는 단계; 상기 반응 부재에 대하여 상기 기판을 그리고 상기 기판에 대해 상기 기판 접촉 부재를 가압하는 액츄에이터를 이용하여 상기 기판에 지지력을 가하는 단계; 상기 기판 접촉 부재 및 상기 연결 부재 사이에 위치한 순응 부재에 에너지를 저장하는 단계; 상기 기판의 이동 과정 동안 상기 지지력의 변화량을 최소화하도록 상기 지지력이 가해진 이후 상기 연결 부재의 이동을 제한하는 단계; 및 상기 순응 부재에 저장된 에너지의 감소에 의해 상기 기판 접촉 부재의 이동을 감지함에 의해 상기 기판의 이동을 감지하는 단계를 포함하는, 기판을 이동시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 로봇 기판 지지부 상에서 제 1 처리 챔버 내에 위치한 기판을 수용하는 단계로서, 상기 로봇 기판 지지부 상에 위치한 반응 부재 및 기판 접촉 부재 사이에서 상기 로봇 기판 지지부 상에 기판을 위치시키는 단계; 상기 반응 부재에 대해 상기 기판을 그리고 상기 기판에 대해 상기 기판 접촉 부재를 가압하는 액츄에이터를 이용함에 의해 기판 지지력을 생성시키는 단계; 및 기판을 이동시키는 과정에서 상기 기판 접촉 부재의 이동을 제한하는 제한력을 생성하도록 브레이크 어셈블리를 위치시키는 단계를 포함하는, 기판을 수용하는 단계; 및 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 이 제 1 방향과 대체로 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 상기 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여, 상기 제 1 처리 챔버 내의 위치로부터 상기 제 1 방향을 따라 상기 제 1 처리 챔버로부터 이격되어 위치한 제 2 처리 챔버 내의 위치로 상기 로봇 기판 지지부 및 상기 기판을 이동시키는 단계를 포함하는, 기판을 이동시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 이 제 1 방향과 대체로 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 제 1 배열로 기판을 이동시키는 단계; 상기 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 상기 제 2 방향으로 원하는 위치에 상기 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리를 이용하여 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 제 2 배열로 기판을 이동시키는 단계; 및 상기 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 상기 제 2 방향으로 원하는 위치에 상기 기판을 위치시키도록 이루어진 제 3 로봇 어셈블리를 이용하여 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 상기 제 1 및 제 2 배열로 기판을 이동시키는 단계를 포함하는, 클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는, 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 이 제 1 방향과 대체로 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여, 제 1 소통 챔버(first passthru chamber)로부터 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 제 1 배열로 기판을 이동시키는 단계; 상기 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 상기 제 2 방향으로 원하는 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리를 이용하여, 상기 제 1 소통 챔버로부터 상기 처리 챔버들의 제 1 배열로 기판을 이동시키는 단계; 및 전단부 어셈블리에 위치한 전단부 로봇을 이용하여, 기판 카세트로부터 상기 제 1 소통 챔버로 기판을 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 전단부 어셈블리가 상기 처리 챔버들의 제 1 배열, 상기 제 1 로봇 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리를 포함하는 이동 영역에 거의 인접한, 클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법을 제공한다.
상기에서 간략하게 요약된 본 발명의 설명은 첨부된 도면에서 도시된 실시예를 참조로 하여, 본 발명의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있다. 첨부된 도면은 본 발명의 오직 전형적인 실시예 만을 도시한 것이고 따라서 그 범위를 제한하려는 것으로 이해되어서는 안 되며 본 발명은 다른 동일하게 효과적인 실시예를 허용할 수 있다.
도 1A는 본 발명의 클러스터 툴의 일 실시예를 도시하는 등축도이다.
도 1B는 본 발명에 따라 도 1A에서 도시된 처리 시스템의 평면도이다.
도 1C는 본 발명에 따른 제 1 처리 래크(60)의 일 실시예를 도시하는 측면도 이다.
도 1D는 본 발명에 따른 제 2 처리 래크(80)의 일 실시예를 도시하는 측면도이다.
도 1E는 본 발명에 따른 도 1B에서 도시된 처리 시스템의 평면도이다.
도 1F는 다양한 처리 방법 단계를 포함한 처리 순서의 일 실시예를 도시한다.
도 1G는 도 1B에서 도시된 처리 시스템의 평면도이고, 이는 클러스터 툴을 통해 기판의 이동 경로를 도시하고, 이는 도 1F에서 도시된 처리 순서를 따른다.
도 2A는 본 발명에 따른 처리 시스템의 평면도이다.
도 2B는 본 발명에 따른 도 2A에서 도시된 처리 시스템의 평면도이다.
도 2C는 도 2B에서 도시된 처리 시스템의 평면도이고, 이는 클러스터 툴을 통한 기판의 이동 경로를 도시하며, 이는 도 1F에서 도시된 처리 순서를 따른다.
도 3A는 본 발명에 따른 처리 시스템의 평면도이다.
도 3B는 도 3A에서 도시된 처리 시스템의 평면도이고, 이는 클러스터 툴을 통한 기판의 이동 경로를 도시하며, 이는 도 1F에서 도시된 처리 순서를 따른다.
도 4A는 본 발명에 따른 처리 시스템의 평면도이다.
도 4B는 도 4A에서 도시된 처리 시스템의 평면도이고, 이는 클러스터 툴을 통한 기판의 이동 경로를 도시하며, 이는 도 1F에서 도시된 처리 순서를 따른다.
도 5A는 본 발명에 따른 처리 시스템의 평면도이다.
도 5B는 도 5A에서 도시된 처리 시스템의 평면도이고, 이는 클러스터 툴을 통한 기판의 이동 경로를 도시하며, 이는 도 1F에서 도시된 처리 순서를 따른다.
도 6A는 본 발명에 따른 처리 시스템의 평면도이다.
도 6B는 도 6A에서 도시된 처리 시스템의 평면도이고, 이는 클러스터 툴을 통한 기판의 두 가능한 이동 경로를 도시하며, 이는 도 1F에서 도시된 처리 순서를 따른다.
도 6C는 본 발명에 따른 처리 시스템의 평면도이다.
도 6D는 도 6C에서 도시된 처리 시스템의 평면도이고, 이는 클러스터 툴을 통한 기판의 두 개의 가능한 이동 경로를 도시하며, 이는 도 1F에서 도시된 처리 순서를 따른다.
도 7A는 본 발명에 따른 교환 챔버의 일 실시예의 측면도이다.
도 7B는 본 발명에 따라, 도 1B에서 도시된 처리 시스템의 평면도이다.
도 8A는 도 1A에서 도시된 클러스터 툴의 다른 실시예를 도시하는 등축도이고, 이는 본 발명에 따라 부착된 주위 인클로저를 갖는다.
도 8B는 본 발명에 따라, 도 8A에서 도시된 클러스터 툴의 단면도이다.
도 8C는 본 발명에 따른 일 구성의 단면도이다.
도 9A는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있는 로봇의 일 실시예를 도시하는 등축도이다.
도 10A는 본 발명에 따른 단일 로봇 어셈블리를 갖는 로봇 하드웨어 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 등축도이다.
도 10B는 본 발명에 따른 이중 로봇 어셈블리를 갖는 로봇 하드웨어의 일 실 시예를 도시하는 등축도이다.
도 10C는 본 발명에 따라 도 10A에서 도시된 로봇 하드웨어 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 10D는 본 발명에 따라 로봇 하드웨어 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 10E는 본 발명에 따라 도 10A에서 도시된 로봇 하드웨어 어셈블리의 일 실시예의 단면도이다.
도 11A는 본 발명에 따라 처리 챔버로 기판을 이동시킴에 따른 로봇 블레이드의 다양한 위치를 도시하는 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11B는 본 발명에 따라 처리 챔버로 이동되는 기판 중심의 다양한 가능한 경로를 도시한다.
도 11C는 본 발명에 따라 처리 챔버로 기판을 이동시킴에 따른 로봇 블레이드의 다양한 위치를 도시하는 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11E는 본 발명에 따라 처리 챔버로 기판을 이동시킴에 따른 로봇 블레이드의 다양한 위치를 도시하는 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11F는 본 발명에 따라 처리 챔버로 기판을 이동시킴에 따른 로봇 블레이드의 다양한 위치를 도시하는 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11G는 본 발명에 따라 처리 챔버로 기판을 이동시킴에 따른 로봇 블레이드의 다양한 위치를 도시하는 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11H는 본 발명에 따라 처리 챔버로 기판을 이동시킴에 따른 로봇 블레이 드의 다양한 위치를 도시하는 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11I는 본 발명에 따라 처리 챔버로 기판을 이동시킴에 따른 로봇 블레이드의 다양한 위치를 도시하는 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11J는 본 발명에 따른 로봇 어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 11K는 처리 래크 근처에 위치한 로봇 어셈블리의 종래의 SCARA 로봇의 평면도이다.
도 12A는 본 발명에 따른 도 9A에서 도시된 수평 운동 어셈블리의 단면도이다.
도 12B는 본 발명에 따른 도 9A에서 도시된 수평 운동 어셈블리의 단면도이다.
도 12C는 본 발명에 따른 도 9A에서 도시된 수평 운동 어셈블리의 단면도이다.
도 13A는 본 발명에 따른 도 9A에서 도시된 수직 운동 어셈블리의 단면도이다.
도 13B는 도 13A에서 도시된 로봇의 일 실시예를 도시하는 등축도이고, 이는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있다.
도 14A는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있는 로봇의 일 실시예를 도시하는 등축도이다.
도 15A는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있는 로봇의 일 실시예를 도시하는 등축도이다.
도 16A는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있는 로봇 블레이드 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 16B는 도 16A에서 도시된 로봇 블레이드 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 측단면도이고, 이는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있다.
도 16C는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있는 로봇 블레이드 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 16D는 클러스터 툴의 다양한 실시예에서 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있는 로봇 블레이드 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 평면도이다.
본 발명은 다중 챔버 처리 시스템(예를 들어 클러스터 툴)을 이용하여 기판을 처리하기 위한 방법 및 장치를 대체로 제공하고, 이 시스템은 증가된 시스템 처리량, 증가된 시스템 신뢰도, 향상된 기구 수득률 성능, 더 반복 가능한 웨이퍼 처리 히스토리(또는 웨이퍼 히스토리) 및 감소된 풋프린트(footprint)를 가진다. 일 실시예에서, 클러스터 툴은 트랙 리소그래피 처리를 수행하도록 이루어지고, 이 경우 기판은 감광성 물질로 코팅되며, 이후 스텝퍼/스캐너로 이동되고, 이는 감광성 물질을 일정한 형태의 복사에 노출시켜 감광성 물질에 패턴을 형성하며 이후 감광성 물질의 일정량이 클러스터 툴에서 완료된 현상 공정에서 제거된다. 다른 실시예에서, 클러스터 툴은 웨트/세정 공정 순서를 수행하도록 이루어지고, 이 경우 다 양한 기판 세정 공정이 클러스터 툴의 기판 상에서 수행된다.
도 1-6은 본 발명의 다양한 실시예와 관련되어 이용될 수 있는 다양한 로봇 및 처리 챔버 구성을 도시한다. 클러스터 툴(10)의 다양한 실시예는 둘 이상의 로봇을 대체로 이용하고, 이 로봇은 처리 래크(예를 들어 요소(60, 80) 등)에 보유된 다양한 처리 챔버들 사이에서 기판을 이동시키기 위해 평행한 처리 구성으로 구성되며 이에 의해 원하는 처리 순서가 기판 상에서 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 평행한 처리 구성은 둘 이상의 로봇 어셈블리(11)(도 1A 및 1B에서 요소(11A, 11B, 11C))를 포함하고, 이는 수직(이후 z-방향) 및 수평 방향, 즉 이동 방향(x-방향) 및 이동 방향에 수직한 방향(y-방향)으로 기판을 이동시키도록 이루어지며, 이에 의해 기판은 이동 방향을 따라 정렬된 처리 래크(예를 들어 요소(60, 80))에 보유된 다양한 처리 챔버들에서 처리될 수 있다. 평행한 처리 구성의 일 장점은, 로봇 블레이드 중 하나가 작동 불능이 되거나 또는 정비를 위해 분해된 경우에도 시스템은 시스템에 있는 다른 로봇을 이용하여 계속 기판을 처리할 수 있다는 것이다. 대체로, 여기서 설명된 다양한 실시예는, 기판 처리 챔버들의 각각의 열 또는 그룹이 둘 이상의 로봇에 의해 정비되고 이에 의해 증가된 처리량 및 증가된 시스템 신뢰도를 제공한다. 또한, 여기서 설명된 다양한 실시예는 기판 이동 메커니즘에 의해 생성된 입자를 최소화하고 제어하도록 구성되는 것이 일반적이고 이에 의해 클러스터 툴의 CoO에 영향을 미칠 수 있는 기구 수득률 및 기판 스크랩(scrap) 문제를 막는다. 이러한 구성의 다른 장점은 가요성이 있다는 것이고, 모듈 형태의 아키텍쳐(flexible and modular architecture)는 사용자의 처리량 요구에 맞추는데 필요한 처리 챔버, 처리 래크, 및 처리 로봇의 수를 구성하도록 한다. 도 1-6은 본 발명의 다양한 태양을 수행하는데 필요할 수 있는 로봇 어셈블리(11)의 일 실시예를 도시하고, 다른 형태의 로봇 어셈블리(11)가 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 아니한 채 동일한 기판 이동 및 위치 기능을 수행하도록 이루어질 수 있다.
제 1 클러스터 툴 구성
A. 시스템 구성
도 1A는 클러스터 툴(10)의 일 실시예의 등축도이고, 이는 유리하게 이용될 수 있는 본 발명에 따른 다수의 태양을 도시한다. 도 1A는 세 개의 로봇을 포함한 클러스터 툴(10)의 실시예를 도시하고, 이 로봇은 다양한 처리 챔버에 접근하도록 이루어지며, 이 챔버는 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80) 및 외부 모듈(5)에 수직으로 적층된다. 일 태양에서 클러스터 툴(10)이 포토리소그래피 처리 순서를 완료하는데 이용될 때, 외부 모듈(5)은 스텝퍼/스캐너 도구일 수 있고, 이는 후방 영역(45)에 부착되어(도 1A에서는 미도시) 일정한 추가적인 노광 형태 처리 단계(들)을 수행한다. 도 1A에서 도시된 것처럼, 클러스터 툴(10)의 일 실시예는 전단부 모듈(24) 및 중앙 모듈(25)을 포함한다.
도 1B는 도 1A에서 도시된 클러스터 툴(10)의 실시예의 평면도이다. 전단부 모듈(24)은 대체로 하나 이상의 포드 어셈블리(105)(예를 들어 물품(105A-D)) 및 전단부 로봇 어셈블리(15)(도 1B)를 포함한다. 하나 이상의 포드 어셈블리(105) 또는 전단부 개구 통합 포드(front-end opening unified pods, FOUPs)는 대체로 하 나 이상의 카세트(106)를 수용하도록 이루어지고, 이 카세트는 하나 이상의 기판("W") 또는 웨이퍼를 포함할 수 있고, 이 기판 또는 웨이퍼는 클러스터 툴(10)에서 처리될 것이다. 일 태양에서, 전단부 모듈(24)도 하나 이상의 개통구(pass-through) 위치(9)를 포함한다(예를 들어 요소(9A-C), 도 1B).
일 태양에서, 중앙 모듈(25)은 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 제 3 로봇 어셈블리(11C), 후방 로봇 어셈블리(40), 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80)를 가진다. 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80)는 다양한 처리 챔버들(예를 들어, 이하에서 언급되는 코우터/현상기 챔버, 베이크 챔버, 냉각 챔버, 웨트 세정 챔버 등(도 1C-D))을 포함하고, 이들은 기판 처리 순서에서 공지된 다양한 처리 단계들을 수행하도록 이루어진다.
도 1C 및 1D는 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80)의 일 실시예의 측면도를 도시하고, 이는 측부(60A)에 가장 가까운 위치에 서서 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80)를 바라볼 때의 모습이고, 따라서 도 1-6에서 도시된 모습과 일치할 것이다. 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80)는 대체로 수직으로 적층된 처리 챔버들의 하나 이상의 그룹을 포함하고, 이 챔버들은 기판 상에서 일정한 원하는 반도체 또는 평판 디스플레이 기구 제작 처리 단계를 수행하도록 이루어진다. 예를 들면, 도 1C에서 제 1 처리 래크(60)는 수직으로 적층된 처리 챔버들의 5개의 그룹 또는 칼럼을 갖는다. 일반적인 경우에 기구 제작 처리 단계는 기판의 표면 상에 물질을 증착시키는 단계, 기판 표면을 세정하는 단계, 기판 표면을 에칭하는 단계, 또는 기판 상의 하나 이상의 영역에 물리적 또는 화학적 변경을 일 으키도록 기판을 일정한 형태의 복사에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80)는 이들에 포함된 하나 이상의 처리 챔버들을 갖고, 이 챔버들은 하나 이상의 포토리소그래피 처리 순서 단계들을 수행하도록 이루어질 수 있다. 일 태양에서, 처리 래크(60, 80)는 하나 이상의 코우터/현상기 챔버(160), 하나 이상의 냉각 챔버(180), 하나 이상의 베이크 챔버(190), 하나 이상의 광학 에지 비드 제거(OEBR) 챔버(162), 하나 이상의 포스트 노광 베이크(post exposure bake, PEB) 챔버(130), 하나 이상의 지지 챔버(165), 통합된 베이크/냉각 챔버(800) 및/또는 하나 이상의 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane, HMDS) 처리 챔버(170)를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 태양의 장점을 갖도록 이루어질 수 있는 예시적인 코우터/현상기 챔버, 냉각 챔버, 베이크 챔버, OEBR 챔버, PEB 챔버, 지지 챔버, 통합된 베이크/냉각 챔버 및/또는 HMDS 처리 챔버는, 2005년 4월 22일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/112,281호에서 설명되고, 이는 여기서 그 전체가 청구된 발명과 일치하는 정도까지 참조로 인용된다. 본 발명의 하나 이상의 태양의 이익을 얻도록 이루어질 수 있는 통합된 베이크/냉각 챔버의 예시는, 2005년 4월 11일에 출원된 미국 특허출원 11/111,154호 및 2005년 4월 11일에 출원된 미국 특허출원 11/111,353호에서 추가로 설명되고, 이는 여기서 청구된 발명과 일치하는 정도까지 참조로서 인용된다. 기판 상에서 하나 이상의 세정 처리를 수행하도록 이루어질 수 있고 본 발명의 하나 이상의 태양의 이익을 얻도록 이루어질 수 있는 시스템 및/또는 처리 시스템의 예는 2001년 6월 25일 출원된 미국 특허출원 09/891,849호 및 2001년 8월 31일 출 원된 미국 특허출원 09/945,454호에서 설명되고, 이는 여기서 청구된 발명과 일치하는 정도까지 참조로서 인용된다.
도 1C에서 도시된 것처럼, 클러스터 툴(10)이 포토리소그래피 형태 처리를 수행하도록 이루어진 실시예에서, 제 1 처리 래크(60)는 8개의 코우터/현상기 챔버(160)(CD1-8로 라벨되어 있음), 18개의 냉각 챔버(180)(C1-8로 라벨되어 있음), 8개의 베이크 챔버(190)(B1-8로 라벨되어 있음), 6개의 PEB 챔버(130)(PEB1-6으로 라벨되어 있음), 2개의 OEBR 챔버(162)(162로 라벨되어 있음) 및/또는 6개의 HMDS 처리 챔버(170)(DP1-6으로 라벨되어 있음)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 도 1D에서 도시된 것처럼, 클러스터 툴(10)은 포토리소그래피 형태 처리를 수행하도록 이루어지고, 제 2 처리 래크(80)는 8개의 코우터/현상기 챔버(160)(CD1-8로 라벨되어 있음), 6개의 통합된 베이크/냉각 챔버(800)(BC1-6), 6개의 HMDS 처리 챔버(170)(DP1-6으로 라벨되어 있음) 및/또는 6개의 지지 챔버(165)(S1-6으로 라벨되어 있음)를 가질 수 있다. 도 1C-D에서 도시된 처리 챔버의 방향, 위치, 형태 및 수는 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니고 본 발명의 실시예를 나타내기 위함이다.
도 1B를 참고하면, 일 실시예에서, 전단부 로봇 어셈블리(15)는 포드 어셈블리(105)(요소(105A-D)를 보라)에 장착된 카세트(106) 및 하나 이상의 개통구 위치(9)(도 1B에서 개통구 위치(9A-C)를 보라) 사이에서 기판을 이동시키도록 이루어진다. 다른 실시예에서, 전단부 로봇 어셈블리(15)는 포드 어셈블리(105)에 장착된 카세트 및 전단부 모듈(24)과 접하는 제 2 처리 래크(80) 또는 제 1 처리 래 크(60)의 하나 이상의 처리 챔버들 사이에서 기판을 이동시키도록 이루어진다. 전단부 로봇 어셈블리(15)는 대체로 수평 운동 어셈블리(15A) 및 로봇(15B)을 포함하고, 이는 연합하여 중앙 모듈(25)에서 인접한 위치 또는 전단부 모듈(24)에서 원하는 수평 및/또는 수직 위치에 기판을 위치시킬 수 있다. 전단부 로봇 어셈블리(15)는, 시스템 제어기(101)(이하에서 설명됨)로부터 보내진 명령을 이용함에 의해 하나 이상의 로봇 블레이드(15C)를 이용하여 하나 이상의 기판을 이동시키도록 이루어진다. 일 순서에서, 전단부 로봇 어셈블리(15)는 카세트로부터 개통구 위치(9)(예를 들면 도 1B에서 요소(9A-C)) 중 하나로 기판을 이동시키도록 이루어진다. 대체로 개통구 위치는 기판 스테이징 구역(substrate staging area)이고 이 구역은 개통구 처리 챔버를 포함할 수 있으며, 이 챔버는 교환 챔버(533, 도 7A) 또는 종래의 기판 카세트(106)와 유사한 특징을 가지고 제 1 로봇으로부터 기판을 수용할 수 있으며 이에 의해 이는 제 2 로봇에 의해 제거되고 재위치 될 수 있다. 일 태양에서, 개통구 위치에 장착된 개통구 처리 챔버는, 원하는 처리 순서에 따라 하나 이상의 처리 단계들, 예를 들어 HMDS 처리 단계 또는 냉각/쿨다운 처리 단계 또는 기판 노치 정렬(substrate notch align)과 같은 단계를 수행하도록 이루어질 수 있다. 일 태양에서, 개통구 위치들(도 1B에서 요소(9A-C))의 각각은 중앙 로봇 어셈블리(즉, 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 및 제 3 로봇 어셈블리(11C))의 각각에 의해 접근될 수 있다.
도 1A-B를 참고하면, 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 및 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 제 1 처리 래크(60) 및 제 2 처리 래크(80)에 포함 된 다양한 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진다. 일 실시예에서, 클러스터 툴(10)에서 기판을 이동시키는 공정을 수행하기 위해, 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 및 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 유사하게 구성된 로봇 어셈블리(11)를 가지고, 각각은 시스템 제어기(101)와 소통하는 하나 이상의 로봇 하드웨어 어셈블리(85), 수직 운동 어셈블리(95), 및 수평 운동 어셈블리(90)를 갖는다. 일 태양에서, 제 1 처리 래크(60)의 측부(60B) 및 제 2 처리 래크(80)의 측부(80A)는, 다양한 로봇 어셈블리(즉, 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 및 제 3 로봇 어셈블리(11C)) 각각의 수평 운동 어셈블리(90)(이하에서 설명됨)에 평행한 방향을 따라, 모두 정렬된다.
시스템 제어기(101)는 이동 공정을 완료하는데 이용되는 다양한 구성요소의 위치 및 운동을 제어하도록 이루어진다. 시스템 제어기(101)는 대체로 전체 시스템의 자동화 및 제어를 향상시키도록 설계되고, 대체로 중앙 처리 유닛(CPU)(미도시), 메모리(미도시), 및 지지 회로(또는 I/O)(미도시)를 포함한다. CPU는 컴퓨터 프로세서의 어떠한 형태 중 하나일 수 있고, 이는 다양한 시스템 기능, 챔버 처리 및 지원 하드웨어(예를 들어 탐지기, 로봇, 모터, 가스 소스 하드웨어 등)를 제어하기 위한 산업 설치에서 이용되고 시스템 및 챔버 처리(예를 들어 챔버 온도, 처리 순서 처리량, 챔버 처리 시간, I/O 신호 등)을 모니터한다. 메모리는 CPU에 연결되고 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 국부적 또는 원격 디지털 기억장치의 다른 형태와 같이 즉시 이용가능한 메모리(readily available memory)의 하나 이상일 수 있다. 소프트웨어 명령 및 데이터는 CPU에 명령하기 위한 메모리 내에서 코드화되고 저장될 수 있다. 또한, 지원 회로는 종래 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU에 연결된다. 지원 회로는, 캐쉬, 전력 공급장치, 시계 회로, 입력/출력 회로, 하위 시스템 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 시스템 제어기(101)에 의해 읽을 수 있는 프로그램(또는 컴퓨터 명령)은 어떠한 작업이 기판 상에서 수행 가능한지를 결정한다. 바람직하게, 프로그램은 시스템 제어기(101)에 의해 읽을 수 있는 소프트웨어이고, 이는 처리 순서 작업 및 다양한 챔버 처리 방법 단계의 실행 및 모니터링에 관한 작업을 수행하기 위한 코드를 포함한다.
도 1B를 참고하면, 제 1 로봇 어셈블리(11A)는 적어도 일 측부, 예를 들어 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 이동하도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 적어도 일 측부, 예를 들어 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(800)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 이동하도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들 및 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 이동시키도록 이루어진다. 도 1E는 도 1B에서 도시된 클러스터 툴(10)의 실시예의 평면도를 도시하고, 이 경우에 제 2 로봇 어셈블리(11B)로부터의 로봇 블레이드(87)는 측부(60B)를 통해 제 1 처리 래크(60)에서 처리 챔버들로 연장된다. 처리 챔버로 로봇 블레이드(87)를 연장하고 처리 챔버로부터 로봇 블레이드(87)를 수축하는 능력은, 수평 운동 어셈블리(90), 수직 운동 어셈블리(95), 및 로봇 하드웨어 어셈블리(85)에 포함된 구성요 소의 협력적 이동에 의해 그리고 시스템 제어기(101)로부터 보내진 명령을 이용함에 의해 대체로 완성된다. 제 1 로봇 어셈블리(11A) 및 제 2 로봇 어셈블리(11B) 또는 제 2 로봇 어셈블리(11B) 및 제 3 로봇 어셈블리(11C)와 같이 서로 "겹치는" 둘 이상의 로봇의 능력은 유용한데, 왜냐하면 이는 기판 이동 중복을 가능하게 하고, 이러한 중복은 클러스터 신뢰도, 가동시간을 향상시키고 또한 기판 처리량을 증가시킬 수 있기 때문이다. 로봇 "겹침"은 대체로 처리 래크의 동일한 처리 챔버들 사이에서 기판을 독립적으로 이동시키고 및/또는 접근하는 둘 이상의 로봇의 능력이다. 처리 챔버들에 중복적으로 접근하는 둘 이상의 로봇의 능력은, 시스템 로봇 이동 병목을 막는데 있어서 중요한 측면일 수 있는데, 왜냐하면 이는 이용되는 로봇이 있는 경우에 시스템 처리량을 제한하는 로봇을 돕는 것을 가능하게 하기 때문이다. 따라서, 기판 처리량은 증가될 수 있고, 기판의 웨이퍼 히스토리는 더욱 반복 가능하게 될 수 있으며, 시스템 신뢰도는 처리 순서 동안 각각의 로봇이 부담하는 로드의 균형을 맞추는 작용을 통해 향상될 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 태양에서, 다양한 겹침 로봇 어셈블리(예를 들어 도 1-6에서 요소(11A, 11B, 11C, 11D, 11E 등)는, 서로 수평 방향으로 인접하거나(x-방향) 또는 수직 방향으로 인접한(z-방향) 처리 챔버들에 동시에 접근할 수 있다. 예를 들면, 도 1B 및 1C에서 도시된 클러스터 툴 구성을 이용할 때, 제 1 로봇 어셈블리(11A)는 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버(CD6)에 접근할 수 있고, 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 서로 충동하거나 또는 방해함이 없이 동시에 처리 챔버(CD5)에 접근할 수 있다. 다른 예에서, 도 1B 및 1D에서 도시된 클러스터 툴 구성을 이용할 때, 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버(C6)에 접근할 수 있고 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 서로 충돌하거나 또는 방해함이 없이 동시에 처리 챔버(P6)에 접근할 수 있다.
일 태양에서, 시스템 제어기(101)는 계산된 최적화된 처리량에 기초하여 클러스터 툴을 통해 기판 이동 순서를 조정하거나 또는 작동 불가능하게 된 처리 챔버들 주위에서 작업하도록 이루어진다. 처리량을 최적화하도록 하는 시스템 제어기(101)의 특징은 논리 스케줄러(logical scheduler)로 알려져 있다. 논리 스케줄러는 클러스터 툴을 통해 분배된 다양한 센서 및 이용자로부터의 입력에 기초하여 기판 이동 및 작업의 우선을 정한다. 논리 스케줄러는 시스템 제어기(101)의 메모리에 보유된, 다양한 로봇(예를 들어 전단부 로봇(15), 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 제 3 로봇 어셈블리(11C) 등)의 각각의 요구되는 미래 작업들의 리스트를 검토하고 다양한 로봇의 각각에 부담된 로드의 균형을 맞추는 것을 돕도록 이루어질 수 있다. 클러스터 툴의 이용을 최대화하는 제어기(101) 시스템은 클러스터 툴의 CoO를 향상시키고 더욱 반복 가능한 웨이퍼 히스토리를 만들며 클러스터 툴의 신뢰도를 향상시킬 수 있을 것이다.
일 태양에서, 시스템 제어기(101)는 다양한 겹침 로봇들 사이에서 충돌을 피하고 기판 처리량을 최적화하도록 이루어진다. 일 태양에서, 시스템 제어기(101)는 클러스터 툴의 모든 로봇 중 수평 운동 어셈블리(90), 수직 운동 어셈블리(95) 및 로봇 하드웨어 어셈블리(85)의 운동을 제어하고 모니터하도록 프로그램되고, 이에 의해 로봇들 사이의 충돌을 막고 모든 로봇을 동시에 움직이도록 함에 의해 시 스템 처리량을 향상시킨다. 이러한 소위 "충돌 방지 시스템"은 다양한 방법으로 수행될 수 있으나 대체로 시스템 제어기(101)는 충돌을 피하기 위해 이동 처리 동안 클러스터 툴에서 또는 로봇 상에 위치한 다양한 센서를 이용함에 의해 각각의 로봇의 위치를 모니터한다. 일 태양에서, 시스템 제어기는 이동 처리 동안 각각의 로봇의 궤적 및/또는 운동을 활성적으로 변경하도록 이루어지고 이에 의해 이동 경로 길이를 최소화하고 충돌을 방지한다.
B. 이동 순서 일례
도 1F는 클러스터 툴(10)을 통한 기판 처리 순서(500)의 일례를 도시하고, 이 경우 각각의 이동 단계(A1-A10)가 완료된 이후 다수의 처리 단계(예를 들어 요소(501-520))가 수행될 수 있다. 하나 이상의 처리 단계(501-520)는, 기판 상에서 진공 및/또는 유체 처리 단계를 수행하는 단계를 포함할 수 있고, 이는 기판 표면 상에 물질을 증착하는 단계, 기판 표면을 세정하는 단계, 기판 표면을 에칭하는 단계, 또는 기판 상의 하나 이상의 영역에 물리적 또는 화학적 변화를 일으키도록 일정한 형태의 복사에 기판을 노출시키는 단계이다. 수행될 수 있는 일반적인 처리의 예는 포토리소그래피 처리 단계, 기판 세정 처리 단계, CVD 증착 단계, ALD 증착 단계, 전기도금 처리 단계 또는 무전해(electroless) 도금 처리 단계이다. 도 1G는 이동 단계의 예를 도시하고, 이 경우 기판은 도 1F에서 도시된 처리 순서(500)를 따라서 도 1B에서 도시된 클러스터 툴로서 구성된 클러스터 툴을 통해 이동되도록 따를 수 있다. 이 실시예에서, 기판은 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의 해 포드 어셈블리(105)(아이템 #105)로부터 제거되고 이동 경로(A1)를 따라 소통 위치(9C)에 위치한 챔버로 전달되고, 이에 의해 소통 단계(502)가 기판 상에서 완료될 수 있다. 일 실시예에서, 소통 단계(502)는 기판을 위치시키거나 또는 보유하는 단계를 수반하고 이에 의해 다른 로봇이 소통 위치(9C)로부터 기판을 픽업(pickup)할 수 있다. 소통 단계(502)가 완료되면, 이후 기판은 이동 경로(A2)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 1 처리 챔버(531)로 이동된다. 처리 단계(504)를 완료한 이후, 기판은 이후 이동 경로(A3)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 2 처리 챔버(532)로 이동된다. 처리 단계(506)를 수행한 이후, 기판은 이후 이동 경로(A4)를 따라 제 2 로봇 어셈블리(11B)에 의해 교환 챔버(533)로 이동된다(도 7A). 처리 단계(508)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A5)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 외부 처리 시스템(536)으로 이동되고 여기서 처리 단계(510)가 수행된다. 처리 단계(510)를 수행한 이후, 이후 기판은 이동 경로(A6)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 교환 챔버(533)로 이동되고 여기서 처리 단계(512)가 수행된다. 일 실시예에서, 처리 단계(508, 512)는 기판을 위치시키거나 보유하는 단계를 수반하고, 이에 의해 다른 로봇은 교환 챔버(533)로부터 기판을 픽업할 수 있다. 처리 단계(512)를 완료한 이후, 기판은 이후 이동 경로(A7)를 따라 제 2 로봇 어셈블리(11B)에 의해 처리 챔버(534)로 이동되고 여기서 처리 단계(514)가 수행된다. 이후 기판은 제 1 로봇 어셈블리(11A)를 이용하여 이동 경로(A8)를 따라 처리 챔버(535)로 이동된다. 처리 단계(516)가 완료된 이후, 이동 경로(A9)를 따라 제 1 로봇 어셈블리(11A)는 소통 위치(9A)에 위 치한 소통 챔버로 기판을 이동시킨다. 일 실시예에서, 소통 단계(518)는 기판을 위치시키고 보유하는 단계를 수반하고, 이에 의해 다른 로봇이 소통 위치(9A)로부터 기판을 픽업할 수 있다. 소통 단계(518)를 수행한 이후, 기판은 이후 이동 경로(A10)를 따라 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105D)로 이동된다.
일 실시예에서, 처리 단계(504, 506, 510, 514, 516)는 각각 포토레지스트 코팅 단계, 베이크/냉각 단계, 스텝퍼/스캐너 모듈에서 수행되는 노광 단계, 포스트 노광 베이크/냉각 단계, 및 현성 단계이고, 이는 여기서 참조로서 인용된 2005년 4월 22일에 출원된 미국 특허출원 제 11/112,281호에서 설명된 것이다. 베이크/냉각 단계 및 포스트 노광 베이크/냉각 단계는 단일 처리 챔버에서 수행될 수 있거나 또는 내부 로봇(미도시)을 이용하여 통합된 베이크/냉각 챔버의 베이크 구역 및 냉각 구역 사이에서 이동될 수도 있다. 도 1F-G는 클러스터 툴(10)에서 기판을 처리하는데 이용될 수 있는 처리 순서의 일례를 도시하고, 다소 복잡한 이동 순서 및/또는 처리 순서는 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 아니한 채 수행될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 클러스터 툴은 외부 처리 시스템(536)과 연결 또는 소통되지 아니하고, 따라서 후방 로봇 어셈블리(40)는 클러스터 툴 구성의 일부가 아니고 이동 단계(A5-A6) 및 처리 단계(510)는 기판 상에서 수행되지 않는다. 이러한 구성에서, 모든 처리 단계 및 이동 단계는 클러스터 툴(10) 내에서 위치들 또는 처리 챔버들 사이에서 수행된다.
제 2 클러스터 툴 구성
A. 시스템 구성
도 2A는 클러스터 툴(10)의 일 실시예의 평면도이고, 이는 전단부 로봇 어셈블리(15), 후방 로봇 어셈블리(40), 시스템 제어기(101) 및 2개의 처리 래크(요소(60, 80)) 사이에 위치한 4개의 로봇 어셈블리(11)(도 9-11; 요소(도 2A에서 11A, 11B, 11C 및 11D))를 갖고, 이는 모두 처리 래크에서 공지된 다양한 처리 챔버들을 이용하여 원하는 기판 처리 순서의 적어도 일 태양을 수행하도록 이루어진다. 도 2a에서 도시된 실시예는 소통 위치(9D) 및 4개의 로봇 어셈블리(11D)의 첨가를 제외하고는 도 1A-F에서 도시된 구성과 유사하고, 따라서 유사한 요소 번호가 적절하게 이용되었다. 도 2A에서 도시된 클러스터 툴 구성은 기판 처리량이 로봇 제한되는 경우에 유리할 수 있는데, 왜냐하면 4개의 로봇 어셈블리(11D)의 추가는 다른 로봇 상의 부담을 제거하는 것을 도울 것이고 중복적으로 설립하여 하나 이상의 중앙 로봇이 작동 불가일 때 시스템이 기판을 처리하는 것을 가능하게 하기 때문이다. 일 태양에서, 제 1 처리 래크의 측부(60B) 및 제 2 처리 래크(80)의 측부(80A)는 모두 다양한 로봇 어셈블리(예를 들어 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B) 등)의 각각의 수평 운동 어셈블리(90)(도 9A 및 도 12A-C)에 평행한 방향을 따라 정렬된다.
일 태양에서, 제 1 로봇 어셈블리(11A)는 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들 사이에서 기판들에 접근하고 기판들을 이동시키도록 이루어 진다. 일 태양에서, 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 기판을 이동시키도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 4 로봇 어셈블리(11D)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 기판을 이동시키도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 2 로봇 어셈블리(11B) 및 제 4 로봇 어셈블리(11D)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80) 및 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어진다.
도 2B는 도 2A에서 도시된 클러스터 툴(10)의 실시예의 평면도를 도시하고, 이 경우 제 2 로봇 어셈블리(11B)로부터의 로봇 블레이드(87)는 측부(60B)를 통해 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버로 연장된다. 처리 챔버로 로봇 블레이드(87)를 연장하고 및/또는 처리 챔버로 로봇 블레이드(87)를 수축시키는 능력은 로봇 어셈블리(11) 구성요소의 협력 이동에 의해 대체로 완성되고, 이는 수평 운동 어셈블리(90), 수직 운동 어셈블리(95), 및 로봇 하드웨어 어셈블리(85)에 포함되며 시스템 제어기(101)로부터 보내진 명령의 이용에 의한다. 상기에서 설명된 것처럼, 시스템 제어기(101)를 따라 제 2 로봇 어셈블리(11B) 및 제 4 로봇 어셈블리(11D)는 클러스터 툴에서 각각의 로봇 사이에서 "겹침"을 가능하게 하도록 이루어질 수 있고, 시스템 제어기의 논리 스케줄러가 클러스터 툴을 통해 분포된 다양한 센서 및 이용자로부터의 입력에 기초하여 기판 이동 및 작업의 우선을 정하도록 할 수 있으며, 로봇이 시스템을 통해 기판을 최적화하여 이동시키도록 충돌 방지 시스템을 이용할 수도 있다. 클러스터 툴의 이용을 최대화하기 위한 시스템 제어기(101)의 이 용은 클러스터 툴의 CoO를 향상시키고, 웨이퍼 히스토리를 더욱 반복 가능하게 만들며 시스템 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
B. 이동 순서 예
도 2C는 이동 단계 순서의 일례를 도시하고, 이 단계는 도 2A에서 도시된 클러스터 툴 구성을 통해 도 1F에서 설명된 처리 순서를 완료하도록 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 기판은 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105)(아이템 #105D)로부터 제거되고 이동 경로(A1)를 따라서 소통 위치(9C)에 위치한 챔버로 전달되며 이에 의해 소통 단계(502)는 기판 상에서 완료될 수 있다. 소통 단계(502)가 일단 완료되면, 기판은 이후 이동 경로(A2)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 1 처리 챔버(531)로 이동되고 여기서 처리 단계(504)가 기판 상에서 완료된다. 처리 단계(504)를 완료한 이후, 기판은 이후 이동 경로(A3)를 따라 제 4 로봇 어셈블리(11D)에 의해 제 2 처리 챔버(532)로 이동된다. 처리 단계(506)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A4)를 따라 제 4 로봇 어셈블리(11D)에 의해 교환 챔버(533)로 이동된다. 처리 단계(508)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A5)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 외부 처리 시스템(536)으로 이동되고 여기서 처리 단계(510)가 수행된다. 처리 단계(510)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A6)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동되고 여기서 처리 단계(512)가 수행된다. 처리 단계(512)를 수행한 이후 기판은 이동 경로(A7)를 따라 제 4 로봇 어셈블리(11D)에 의해 처리 챔버(534)로 이동되고 여기서 처리 단계(514)가 수행된다. 이후 기판은 제 2 로봇 어셈블리(11B)를 이용하여 이동 경로(A8)를 따라 처리 챔버(535)로 이동된다. 처리 단계(516)가 완료된 이후, 제 1 로봇 어셈블리(11A)는 이동 경로(A9)를 따라 소통 위치(9A)에 위치한 소통 챔버로 기판을 이동시킨다. 소통 단계(518)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A10)를 따라 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105D)로 이동된다.
일 태양에서, 이동 경로(A7)는 두 이동 단계로 나눠질 수 있고, 이 이동 단계는 교환 챔버(533)로부터 기판을 픽업하고 이를 제 4 소통 위치(9D)로 이동시킬 제 4 로봇 어셈블리(11D)를 필요로 할 수 있고, 이후 제 2 로봇 어셈블리(11B)에 의해 픽업되어 처리 챔버(534)로 이동된다. 일 태양에서, 소통 챔버의 각각은 중앙 로봇 어셈블리(즉, 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 제 3 로봇 어셈블리(11C) 및 제 4 로봇 어셈블리(11D))중 어느 것에 의해 접근될 수 있다. 다른 태양에서, 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 교환 챔버(533)로부터 기판을 픽업할 수 있고 처리 챔버(534)로 이동시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 클러스터 툴(10)은 외부 처리 시스템(536)과 연결 또는 소통되지 아니하고, 따라서 후방 로봇 어셈블리(40)는 클러스터 툴 구성의 일부가 아니며, 이동 단계(A5-A6) 및 처리 단계(510)는 기판 상에서 수행되지 않는다. 이러한 구성에서 모든 처리 단계 및 이동 단계는 클러스터 툴(10) 내에서 수행된다.
제 3 클러스터 툴 구성
A. 시스템 구성
도 3A는 클러스터 툴(10)의 일 실시예의 평면도이고, 이 클러스터 툴은 전단부 로봇 어셈블리(15), 후방 로봇 어셈블리(40), 시스템 제어기(101) 및 두 처리 래크(요소 60, 80) 주위에 위치한 3개의 로봇 어셈블리(11)(도 9-11; 도 3A의 요소(11A, 11B, 11C))를 가지고, 이는 모두 처리 래크에 있는 다양한 처리 챔버들을 이용하여 원하는 기판 처리 순서의 적어도 일 태양을 수행하도록 이루어져 있다. 도 3A에서 도시된 실시예는 제 1 처리 래크(60)의 측부(60A) 상의 소통 위치(9A) 및 제 1 로봇 어셈블리(11A)의 위치와 제 2 처리 래크(80)의 측부(80B) 상의 소통 위치(9C) 및 제 3 로봇 어셈블리(11C)의 위치를 제외하고는 도 1A-F에서 도시된 구성과 유사하고, 따라서 유사한 요소 번호가 적절하게 이용되었다. 이러한 클러스터 툴 구성의 일 장점은, 중앙 모듈(25)의 로봇 중 하나가 작동 불가능이 되어도 시스템은 다른 두 로봇을 이용하여 여전히 기판을 계속 처리할 수 있다는 것이다. 또한, 이러한 구성은, 로봇이 다양한 처리 래크에 장착된 처리 챔버들 사이에서 기판을 이동시킬 때 충돌 방지 형태 제어 특징에 대한 필요를 제거하거나 또는 최소화할 수 있는데, 왜냐하면 서로 옆에 위치한 로봇의 물리적 겹침이 제거되기 때문이다. 이러한 구성의 다른 장점은, 융통성이 있다는 것이고 모듈 아키텍쳐는 이용자가 이용자의 처리량 요구를 맞추는데 필요한 처리 챔버, 처리 래크 및 처리 로봇의 수를 구성할 수 있게 한다.
이러한 구성에서, 제 1 로봇 어셈블리(11A)는 측부(60A)로부터 제 1 처리 래 크(60)의 처리 챔버에 접근하도록 이루어지고, 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 측부(80B)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어지며, 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80) 및 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버에 접근하도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 1 처리 래크(60)의 측부(60B) 및 제 2 처리 래크(80)의 측부(80A)는 모두 다양한 로봇 어셈블리(즉, 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 제 3 로봇 어셈블리(11C))의 각각의 수평 운동 어셈블리(90)(이하에서 설명됨)에 평행한 방향을 따라 정렬된다.
시스템 제어기(101)를 따라 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 다양한 로봇 사이에서 "겹침"을 허용하고 시스템 제어기의 논리 스케줄러가 클러스터 툴을 통해 분포된 다양한 센서 및 이용자로부터의 입력에 기초하여 기판 이동 및 작업의 우선을 정하도록 이루어질 수 있다. CoO를 향상하도록 클러스터 툴의 이용을 최대화하기 위해 함께 작용하는 시스템 제어기(101) 및 클러스터 툴 아키텍쳐의 이용은 웨이퍼 히스토리를 더욱 반복 가능하게 하고 시스템 신뢰도를 향상시킨다.
B. 이동 순서 예
도 3B는 이동 단계의 순서의 일례를 도시하고, 이 단계는 도 3A에서 도시된 클러스터 툴을 통해 도 1F에서 설명된 처리 순서를 완료하는데 이용된다. 이 실시예에서, 기판은 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105)(아이템 # 105D)로부터 제거되고 이동 경로(A1)를 따라 소통 위치(9C)에 위치한 챔버로 이동되며, 이에 의해 소통 단계(502)는 기판 상에서 완료될 수 있다. 소통 단계(502)가 완료된다면, 기판은 이후 이동 경로(A2)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 1 처리 챔버(531)로 이동되고, 이 경우 처리 단계(504)가 기판 상에서 완료된다. 처리 단계(504)를 완료한 이후, 기판은 이동 경로(A3)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 2 처리 챔버(532)로 이동된다. 처리 단계(506)를 완료한 이후, 기판은 이동 경로(A4)를 따라 제 2 로봇 어셈블리(11B)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동된다. 처리 단계(505)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A5)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 외부 처리 시스템(536)으로 이동되고 여기서 처리 단계(510)가 수행된다. 처리 단계(510)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A6)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동되고 여기서 처리 단계(512)가 수행된다. 처리 단계(512)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A7)를 따라 제 2 로봇 어셈블리(11C)에 의해 처리 챔버(534)로 이동되고 여기서 처리 단계(514)가 수행된다. 이후 기판은 제 2 로봇 어셈블리(11B)를 이용하여 이동 경로(A8)를 따라 처리 챔버(535)로 이동된다. 처리 단계(516)가 완료된 이후, 제 1 로봇 어셈블리(11A)는 이동 경로(A9)를 따라 소통 위치(9A)에 위치한 소통 챔버로 기판을 이동시킨다. 소통 단계(518)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A10)를 따라 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105D)로 이동된다.
또한, 일 실시예에서, 클러스터 툴(10)은 외부 처리 시스템(536)과 연결 또 는 소통되 지 아니하고 따라서 후방 로봇 어셈블리(40)가 클러스터 툴 구성의 일부가 아니며 이동 단계(A5-A6) 및 처리 단계(510)는 기판 상에서 수행되지 않는다. 이러한 구성에서, 모든 처리 단계 및 이동 단계는 클러스터 툴(10) 내에서 수행된다.
제 4 클러스터 툴 구성
A. 시스템 구성
도 4A는 두 처리 래크(요소 60, 80) 주위에 위치한 2개의 로봇 어셈블리(11)(도 9-11; 도 4A에서 요소(11B, 11C)), 시스템 제어기(101), 후방 로봇 어셈블리(40), 전단부 로봇 어셈블리(15)를 가지고, 이는 모두 처리 래크에 있는 다양한 처리 챔버들을 이용하여 원하는 기판 처리 순서의 적어도 일 태양을 수행하도록 이루어진다. 도 4A에서 도시된 실시예는 도 3A에서 도시된 구성과 유사하나 제 1 처리 래크(60)의 측부(60A) 상의 소통 위치(9A) 및 제 1 로봇 어셈블리(11A)의 제거가 다르고, 따라서 유사한 요소 번호가 적절하게 이용되었다. 이러한 시스템 구성의 일 장점은, 제 1 처리 래크(60)에 장착된 챔버들에 쉽게 접근을 가능하게 한다는 것이고 따라서 클러스터 툴이 계속 기판을 처리하는 동안 제 1 처리 래크(60)에 장착된 하나 이상의 처리 챔버들이 차지되고(taken down) 작업 중이라는 것이다. 다른 장점은, 기판이 제 2 로봇 어셈블리(11B)를 이용하여 처리되는 동안, 제 3 로봇 어셈블리(11C) 및/또는 제 2 처리 래크(80)가 작업 중일 수 있다는 것이다. 또한, 이러한 구성은 짧은 챔버 처리 시간을 갖는 공정 순서에서 자주 이용되는 처 리 챔버가 제 1 처리 래크(80)에 위치하도록 하게 할 수 있고 이에 의해 챔버는 2개의 중앙 로봇(즉, 요소(11B, 11C))에 의해 서비스될 수 있으며 이에 의해 로봇 이동 한정 병목을 줄이고 시스템 처리량을 향상시킨다. 또한, 이러한 구성은, 로봇이 처리 래크에 장착된 처리 챔버들 사이에서 기판을 이동시킬 때 충돌 방지 형태 제어 특징에 대한 필요를 제거하거나 또는 최소화하고, 다른 공간으로의 각각의 로봇의 물리적 침입이 제거된다. 이러한 구성의 다른 장점은 융통성이 있다는 것이고 모듈 아키텍쳐는 이용자가 이용자의 처리량 필요를 맞추는데 필요한 처리 챔버, 처리 래크 및 처리 로봇의 수를 구성하도록 한다.
이러한 구성에서, 제 3 로봇 어셈블리(11C)는 측부(80B)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 기판을 이동시키도록 이루어지고, 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80) 및 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 기판을 이동시키도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 1 처리 래크(60)의 측부(60B) 및 제 2 처리 래크(80)의 측부(80A)는 모두 다양한 로봇 어셈블리(즉, 제 1 로봇 어셈블리(11A), 제 2 로봇 어셈블리(11B), 제 3 로봇 어셈블리(11C))의 각각의 수평 운동 어셈블리(90)(이하에서 설명됨)에 평행한 방향을 따라 정렬된다.
상기에서 설명된 것처럼, 시스템 제어기(101)를 따라 제 2 로봇 어셈블리(11B) 및 제 4 로봇 어셈블리(11C)는 시스템 제어기 논리 스케줄러가 클러스터 툴을 통해 분포된 다양한 센서 및 이용자로부터의 입력에 기초하여 작업 및 기판 이동의 우선을 정하도록 이루어질 수 있다. CoO를 향상시키도록 클러스터 툴의 이 용을 최대화하기 위해 함께 작동하는 클러스터 툴 아키텍쳐 및 시스템 제어기(101)의 이용은 웨이퍼 히스토리가 더욱 반복 가능하게 하고 시스템 신뢰도를 향상시킨다.
B. 이동 순서 예
도 4B는 도 4A에서 도시된 클러스터 툴을 통해 도 1F에서 설명된 처리 순서를 완료하는데 이용될 수 있는 이동 단계의 순서의 일례를 도시한다. 이러한 실시예에서, 기판은 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105)(항목 #105D)로부터 제거되고 이동 경로(A1)를 따라 소통 위치(9C)에 위치한 챔버로 전달되고, 이에 의해 소통 단계(502)가 기판 상에서 완료될 수 있다. 소통 단계(502)가 완료되면, 기판은 이동 경로(A2)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 1 처리 챔버(531)로 이동되고, 여기서 처리 단계(504)가 기판 상에서 완료된다. 처리 단계(504)가 완료된 이후, 기판은 이동 경로(A3)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 2 처리 챔버(532)로 이동된다. 처리 단계(506)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A4)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동된다. 처리 단계(508)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A5)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 외부 처리 시스템(536)으로 이동되고 여기서 처리 단계(510)가 수행된다. 처리 단계(510)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A6)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동되고, 여기서 처리 단계(512)가 수행된다. 처리 단계(512)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A7)를 따 라 제 2 로봇 어셈블리(11C)에 의해 처리 챔버(534)로 이동되고 여기서 처리 단계(514)가 수행된다. 이후 기판은 제 2 로봇 어셈블리(11B)를 이용하여 이동 경로(A8)를 따라 처리 챔버(535)로 이동된다. 처리 단계(516)가 완료된 이후, 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 이동 경로(A9)를 따라 기판을 소통 위치(9B)에 위치한 소통 챔버로 이동시킨다. 소통 단계(518)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A10)를 따라 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105D)로 이동된다.
또한, 일 실시예에서, 클러스터 툴(10)은 외부 처리 시스템(536)과 연결되거나 또는 소통되지 아니하고, 따라서 후방 로봇 어셈블리(40)는 클러스터 툴 구성의 일부가 아니며, 이동 단계(A5-A6) 및 처리 단계(510)는 기판 상에서 수행되지 아니한다. 이 구성에서 모든 처리 단계 및 이동 단계는 클러스터 툴(10) 내에서 수행된다.
제 5 클러스터 툴 구성
A. 시스템 구성
도 5A는 클러스터 툴(10)의 일 실시예의 평면도이고, 이 클러스터 툴은 전단부 로봇 어셈블리(15), 후방 로봇 어셈블리(40), 시스템 제어기(101) 및 단일의 처리 래크(요소 60) 주위로 위치한 4개의 로봇 어셈블리(11)(도 9-11; 도 5A에서 요소(11A, 11B, 11C, 11D))를 가지고, 이는 모두 처리 래크(60)에 있는 다양한 처리 챔버들을 이용하여 원하는 기판 처리 순서의 적어도 일 태양을 수행하도록 이루어진다. 도 5A에서 도시된 실시예는 상기에서 설명된 구성과 유사하고, 유사한 요소 번호가 적절하게 이용되었다. 이 구성은, 제 1 처리 래크(60)에 장착된 처리 챔버에 중복적으로 접근할 수 있는 4개의 로봇의 이용에 의해 3개 이하의 로봇을 갖는 시스템이 경험하는 기판 이동 병목을 감소시킨다. 이 구성은, 처리 순서에서 처리 단계의 수가 많고 챔버 처리 시간이 짧을 때 종종 나타나는 로봇 제한 형태 병목을 제거하는데 특히 유용할 수 있다.
이 구성에서, 제 1 로봇 어셈블리(11A) 및 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 측부(60A)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 기판을 이동시키도록 이루어지고, 제 3 로봇 어셈블리(11C) 및 제 4 로봇 어셈블리(11D)는 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들 사이에서 기판에 접근하고 기판을 이동시키도록 이루어진다.
시스템 제어기(101)를 따라, 제 1 로봇 어셈블리(11A) 및 제 2 로봇 어셈블리(11B), 그리고 제 3 로봇 어셈블리(11C) 및 제 4 로봇 어셈블리(11D)가 다양한 로봇들 사이에서 "겹침"을 가능하게 하도록 이루어질 수 있고, 시스템 제어기의 논리 스케줄러가 클러스터 툴을 통해 분포된 다양한 센서 및 이용자로부터의 입력에 기초하여 기판 운동 및 작업의 우선을 정하도록 할 수 있으며, 충돌 방지 시스템을 이용하여 로봇이 시스템을 통해 기판을 최적화하여 이동시키도록 할 수 있다. CoO를 향상시키도록 클러스터 툴의 이용을 최대화하기 위해 클러스터 툴 아키텍쳐 및 시스템 제어기(101)가 함께 작동하도록 이용하는 것은 웨이퍼 히스토리를 더욱 반복 가능하게 하고 시스템 신뢰도를 향상시킨다.
B. 이동 순서 예
도 5B는 도 5A에서 도시된 클러스터 툴을 통해 도 1F에서 설명된 처리 순서를 완료하는데 이용될 수 있는 이동 순서의 예를 도시한다. 이 실시예에서, 기판은 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105)(아이템 #105D)로부터 제거되고 이동 경로(A1)를 따라 소통 위치(9C)에 위치한 챔버로 전달되며, 이에 의해 소통 단계(502)가 기판 상에서 종료될 수 있다. 소통 단계(502)가 완료되면, 이후 기판은 이동 경로(A2)를 따라 제 3 로봇 어셈블리(11C)에 의해 제 1 처리 챔버(531)로 이동되고, 여기서 처리 단계(504)가 기판 상에서 완료된다. 처리 단계(504)를 완료한 이후, 기판은 이동 경로(A3)를 따라 제 4 로봇 어셈블리(11D)에 의해 제 2 처리 챔버(532)로 이동된다. 처리 단계(506)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A4)를 따라 제 4 로봇 어셈블리(11D)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동된다. 처리 단계(508)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A5)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 외부 처리 시스템(536)으로 이동되고 여기서 처리 단계(510)가 수행된다. 처리 단계(510)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A6)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동되고 여기서 처리 단계(512)가 수행된다. 처리 단계(512)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A7)를 따라 제 1 로봇 어셈블리(11A)에 의해 처리 챔버(534)로 이동되고, 여기서 처리 단계(514)가 수행된다. 이후 기판은 제 1 로봇 어셈블리(11A)를 이용하여 이동 경로(A8)를 따라 처리 챔버(535)로 이동된다. 처리 단계(516)를 완료한 이후, 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 이동 경로(A9)를 따라 소통 위치(9B)에 위치한 소통 챔버로 기판을 이동시킨다. 소통 단계(518)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A10)를 따라 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105D)로 이동된다.
또한, 일 실시예에서 클러스터 툴(10)은 외부 처리 시스템(536)과 연결 또는 소통되지 아니하고, 따라서 후방 로봇 어셈블리(40)는 클러스터 툴 구성의 일부가 아니며, 이동 단계(A5-A6) 및 처리 단계(510)가 기판 상에서 수행되지 아니한다. 이러한 구성에서, 모든 처리 단계 및 이동 단계는 클러스터 툴(10) 내에서 수행된다.
제 6 클러스터 툴 구성
A. 시스템 구성
도 6A는 클러스터 툴(10)의 일 실시예의 평면도이고, 이 클러스터 툴은 전단부 로봇 어셈블리(15), 후방 로봇 어셈블리(40), 시스템 제어기(101) 및 두 처리 래크(요소(60, 80)) 주위로 위치한 8개의 로봇 어셈블리(11)(도 9-11; 도 6A에서 요소(11A, 11B, 11C, 및 11D-11H)를 가지고, 이는 모두 처리 래크에서 공지되어 있는 다양한 처리 챔버들을 이용하여 원하는 기판 처리 순서의 적어도 일 태양을 수행하도록 이루어진다. 도 6A에서 도시된 실시예는 상기에서 설명된 구성과 유사하고, 따라서 유사한 요소 번호가 적절하게 이용되었다. 이 구성은, 처리 래크(60, 80)에 장착된 처리 챔버들에 중복적으로 접근할 수 있는 8개의 로봇을 이용함에 의해, 더 적은 로봇을 가진 시스템이 경험하는 기판 처리 병목을 감소시킬 것이다. 이 구성은, 처리 순서에서 처리 단계의 수가 많을 때 그리고 챔버 처리 시간이 짧 을 때 종종 나타나는 로봇 제한 형태 병목을 제거하는데 특히 유용할 수 있다.
이러한 구성에서, 제 1 로봇 어셈블리(11A) 및 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 측부(60A)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어지고, 제 7 로봇 어셈블리(11G) 및 제 8 로봇 어셈블리(11H)는 측부(80B)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 3 로봇 어셈블리(11C) 및 제 4 로봇 어셈블리(11D)는 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 5 로봇 어셈블리(11E) 및 제 6 로봇 어셈블리(11F)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 4 로봇 어셈블리(11D)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어지고 제 5 로봇 어셈블리(11E)는 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어진다.
시스템 제어기(101)를 따라 로봇 어셈블리(11A-H)는 다양한 로봇 사이에서 "겹침"을 허용하도록 이루어질 수 있고, 클러스터 툴을 통해 분포된 다양한 센서 및 이용자로부터의 입력에 기초하여 시스템 제어기의 논리 스케줄러가 기판 운동 및 작업의 우선을 정하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 또한 충돌 방지 시스템을 이용하여 로봇이 시스템을 통해 기판을 최적화하여 이동시키는 것을 가능하게 할 수 있다. CoO를 향상시키도록 클러스터 툴의 이용을 최대화하기 위해 클러스터 툴 아키텍쳐 및 시스템 제어기(101)를 함께 이용하는 것은, 웨이퍼 히스토리를 더욱 반복 가능하게 하고 시스템 신뢰도를 향상시킨다.
B. 이동 순서 예
도 6B는 도 6A에서 도시된 클러스터 툴을 통해 도 1F에서 설명된 처리 순서를 완료하는데 이용될 수 있는 이동 단계의 제 1 처리 순서의 예를 도시한다. 이 실시예에서, 기판은 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105)(아이템 #105D)로부터 제거되고 이동 경로(A1)를 따라 소통 챔버(9F)로 전달되며, 이에 의해 소통 단계(502)가 기판 상에서 완료될 수 있다. 소통 단계(502)가 완료되면, 기판은 이동 경로(A2)를 따라서 제 6 로봇 어셈블리(11F)에 의해 제 1 처리 챔버(531)로 이동되고 여기서 처리 단계(504)가 기판 상에서 완료된다. 처리 단계(504)를 완료한 후, 기판은 이동 경로(A3)를 따라 제 6 로봇 어셈블리(11F)에 의해 제 2 처리 챔버(532)로 이동된다. 처리 단계(506)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A4)를 따라 제 6 로봇 어셈블리(11F)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동된다. 처리 단계(508)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A5)를 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 외부 처리 시스템(536)으로 이동되고 여기서 처리 단계(510)가 수행된다. 처리 단계(510) 수행 이후, 기판은 이동 경로(A6)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동되고, 여기서 처리 단계(512)가 수행된다. 처리 단계(512) 수행 이후, 기판은 이동 경로(A7)를 따라 제 5 로봇 어셈블리(11E)에 의해 처리 챔버(534)로 이동되고 여기서 처리 단계(514)가 수행된다. 기판은 제 5 로봇 어셈블리(11E)를 이용하여 이동 경로(A8)를 따라 처리 챔버(535)로 이동된다. 처리 단계(516)를 완료한 이후, 제 5 로봇 어셈블리(11E)는 이동 경 로(A9)를 따라 소통 위치(9E)에 위치한 소통 챔버로 기판을 이동시킨다. 소통 단계(518)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A10)를 따라 전단부 로봇 어셈블리(15)를 포드 어셈블리(105D)로 이동시킨다.
도 6B는 제 2 처리 래크(80)에서 발견되는 서로 다른 처리 챔버들을 이용하여 제 1 순서와 동시에 완료되는 이동 단계를 갖는 제 2 처리 순서의 예를 도시한다. 도 1C-D에서 도시된 것처럼, 제 1 처리 래크 및 제 2 처리 래크는 대체로 다수의 처리 챔버들을 함유하고, 이 챔버들은 원하는 처리 순서를 수행하는데 이용되는 동일한 처리 단계(예를 들어 도 1C에서 CD1-8, 도 1D에서 BC1-6)를 수행하도록 이루어진다. 따라서, 이러한 구성에서 각각의 처리 순서는 처리 래크에 장착된 처리 챔버를 이용하여 수행될 수 있다. 일례에서, 제 1 처리 순서는 제 1 처리 순서(상기에서 설명됨)와 동일한 처리 순서이고, 이는 상기에서 설명된 것처럼, 각각 제 5 및 제 6 중앙 로봇 어셈블리(즉, 요소 11E-11F) 대신 제 7 및 제 8 중앙 로봇(즉, 요소 11G-11H)을 이용하여 동일한 이동 단계(A1-A10) -여기서 A1'-A10'로 도시됨-를 포함한다.
또한, 일 실시예에서, 클러스터 툴(10)은 외부 처리 시스템(536)과 연결되거나 소통되지 아니하고, 따라서 후방 로봇 어셈블리(40)는 클러스터 툴 구성의 일부가 아니며, 이동 단계(A5-A6) 및 처리 단계(510)는 기판 상에서 수행되지 않는다. 이러한 구성에서, 모든 처리 단계 및 이동 단계는 클러스터 툴(10) 내에서 수행된다.
제 7 클러스터 툴 구성
A. 시스템 구성
도 6C는, 높은 시스템 처리량을 제공하면서 로봇 어셈블리(즉 로봇 어셈블리 11D) 중 하나가 시스템 폭을 줄이도록 제거된다는 점을 제외하고는, 도 6A에서 도시된 구성과 유사한 클러스터 툴(10)의 일 실시예의 평면도이다. 따라서, 이 구성에서, 클러스터 툴(10)은 전단부 로봇 어셈블리(15), 후방 로봇 어셈블리(40), 시스템 제어기(101) 및 두 처리 래크(요소 60 및 80) 주위에 위치한 7개의 로봇 어셈블리(11)(도 9-11; 도 6C에서 요소(11A-11C), 및 (11E-11H))를 가지고, 이는 모두 처리 래크에서 발견되는 다양한 처리 챔버들을 이용하여 원하는 기판 처리 순서의 적어도 일 태양을 수행하도록 이루어진다. 도 6C에서 도시된 실시예는 상기에서 도시된 구성과 유사하고, 따라서 유사한 요소 번호가 적절하게 이용되었다. 이 구성은, 처리 래크(60, 80)에 장착된 처리 챔버들에 중복적으로 접근할 수 있는 7개의 로봇을 이용함에 의해, 더 적은 로봇을 가진 시스템이 경험하는 기판 이동 병목을 줄일 것이다. 이 구성은, 처리 순서의 처리 단계의 수가 많고 챔버 처리 시간이 짧을 때 종종 발견되는 로봇 제한 형태 병목을 제거하는데 특히 유용할 수 있다.
이 구성에서, 제 1 로봇 어셈블리(11A) 및 제 2 로봇 어셈블리(11B)는 측부(60A)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어지고, 제 7 로봇 어셈블리(11G) 및 제 8 로봇 어셈블리(11H)는 측부(80B)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어진다. 일 태양에서, 제 3 로봇 어셈블 리(11C) 및 제 5 로봇 어셈블리(11E)는 측부(60B)로부터 제 1 처리 래크(60)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어지고, 제 5 로봇 어셈블리(11E) 및 제 6 로봇 어셈블리(11F)는 측부(80A)로부터 제 2 처리 래크(80)의 처리 챔버들에 접근하도록 이루어진다.
시스템 제어기(101)를 따라 로봇 어셈블리(11A-11C 및 11E-11H)는 다양한 로봇 사이에서 "겹침"을 허용하도록 이루어질 수 있고, 클러스터 툴을 통해 분포된 다양한 센서 및 이용자로부터의 입력에 기초하여 시스템 제어기의 논리 스케줄러가 기판 운동 및 작업의 우선을 정하도록 할 수 있으며, 충돌 방지 시스템을 이용하여 로봇이 시스템을 통해 최적화하여 기판을 이동시키도록 할 수 있다. CoO를 향상시키도록 클러스터 툴의 이용을 최대화하기 위해 클러스터 툴 아키텍쳐 및 시스템 제어기(101)가 함께 작동하도록 이용하는 것은 웨이퍼 히스토리를 더욱 반복 가능하게 하고 시스템 신뢰도를 향상시킨다.
B. 이동 순서 예
도 6D는 도 6C에서 도시된 클러스터 툴을 통해 도 1F에서 설명된 처리 순서를 완료하는데 이용될 수 있는 이동 단계의 제 1 처리 순서의 예를 도시한다. 이 실시예에서, 기판은 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105)(아이템 #105D)로부터 제거되고 이동 경로(A1)를 따라 소통 챔버(9F)로 전달되며, 이에 의해 소통 단계(502)가 기판 상에서 완료될 수 있다. 소통 단계(502)가 일단 완료되면, 기판은 이동 경로(A2)를 따라 제 6 로봇 어셈블리(11F)에 의해 제 1 처리 챔 버(531)로 이동되고 여기서 처리 단계(504)가 기판 상에서 완료된다. 처리 단계(504)를 완료한 이후, 기판은 이동 경로(A3)를 따라 제 6 로봇 어셈블리(11F)에 의해 제 2 처리 챔버(532)로 이동된다. 처리 단계(506)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A4)를 따라 제 6 로봇 어셈블리(11F)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동된다. 처리 단계(508)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A5)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 외부 처리 시스템(536)으로 이동되고, 여기서 처리 단계(510)가 수행된다. 처리 단계(510)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A6)를 따라 후방 로봇 어셈블리(40)에 의해 교환 챔버(533)(도 7A)로 이동되고 여기서 처리 단계(512)가 수행된다. 처리 단계(512)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A7)를 따라 제 5 로봇 어셈블리(11E)에 의해 처리 챔버(534)로 이동되고 여기서 처리 단계(514)가 수행된다. 이후 기판은 제 5 로봇 어셈블리(11E)를 이용하여 이동 경로(A8)를 따라 처리 챔버(535)로 이동된다. 처리 단계(516)가 완료된 이후, 제 5 로봇 어셈블리(11E)는 이동 경로(A9)를 따라 소통 위치(9E)에 위치한 소통 챔버로 기판을 이동시킨다. 소통 단계(518)를 수행한 이후, 기판은 이동 경로(A10)를 따라 전단부 로봇 어셈블리(15)에 의해 포드 어셈블리(105D)로 이동된다.
도 6D는 제 2 처리 래크(80)에서 알려진 서로 다른 처리 챔버들을 이용하여 제 1 순서와 동시에 완료되는 이동 단계들을 갖는 제 2 처리 순서의 예를 도시한다. 도 1C-D에서 도시된 것처럼, 제 1 처리 래크 및 제 2 처리 래크는 대체로 다수의 처리 챔버를 함유하고, 이 챔버들은 원하는 처리 순서를 수행하는데 이용되는 동일한 처리 단계(들)(예를 들어 도 1C에서 CD1-8, 도 1D에서 BC1-6)를 수행하도록 이루어진다. 따라서, 이러한 구성에서, 각각의 처리 순서는 처리 래크에 장착된 처리 챔버 중 어느 것이든 이용하여 수행될 수 있다. 일례에서, 제 2 처리 순서는 제 1 처리 순서(상기에서 설명된)와 동일한 처리 순서이고, 이는 상기에서 설명된 것처럼, 각각, 제 5 및 제 6 중앙 로봇 어셈블리(즉, 요소 11E-11F) 대신 제 7 및 제 8 중앙 로봇(즉, 요소 11G-11H)를 이용하여, 여기서는 A1'-A10'로 표시된, 동일한 이동 단계 A1-A10를 포함한다.
또한, 일 실시예에서, 클러스터 툴(10)은 외부 처리 시스템(536)에 연결되거나 소통되지 아니하고, 따라서 후방 로봇 어셈블리(40)는 클러스터 툴 구성의 일부가 아니며, 이동 단계(A5-A6) 및 처리 단계(510)는 기판 상에서 수행되지 않는다. 이러한 구성에서, 모든 처리 단계 및 이동 단계는 클러스터 툴(10) 내에서 수행된다.
후방 로봇 어셈블리
일 실시예에서, 도 1-6에서 도시된 것처럼, 중앙 모듈(25)은 교환 챔버(533)와 같은 제 2 처리 래크(80)에 보유된 처리 챔버들 및 외부 모듈(5) 사이에서 기판을 이동시키도록 이루어진 후방 로봇 어셈블리(40)를 함유한다. 도 1E를 참고하면, 일 태양에서, 후방 로봇 어셈블리(40)는 단일의 아암/블레이드(40E)를 갖는 종래의 선택적으로 따르는 관절식 로봇 아암(selectively compliant articulated robot arm, SCARA) 로봇을 대체로 포함한다. 다른 실시예에서, 후방 로봇 어셈블리(40)는 로봇의 SCARA 형태일 수 있고, 이는 독립적으로 제어 가능한 아암/블레이 드(미도시)를 가지며 이에 의해 두 그룹으로 기판을 교환하고 및/또는 이동시킨다. 두 개의 독립적으로 제어 가능한 아암/블레이드 형태 로봇은, 예를 들어 로봇이 동일한 위치에 다음 기판을 위치시키기 이전에 원하는 위치로부터 기판을 제거해야 하는 경우에 유리할 수 있다. 예시적인 두 개의 독립적으로 제어 가능한 아암/블레이드 형태 로봇은 미국 캘리포니아 프레몬트의 아시스트 테크놀로지(Asyst Technologies)로부터 구입 가능하다. 도 1-6이 후방 로봇 어셈블리(40)를 포함한 구성을 도시하지만, 클러스터 툴(10)의 일 실시예는 후방 로봇 어셈블리(40)를 포함하지 아니한다.
도 7A는 교환 챔버(533)의 일 실시예를 도시하고, 이 챔버는 처리 래크(예를 들어 요소 60, 80)의 지지 챔버(165)(도 1D)에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 교환 챔버(533)는 기판을 수용하고 보유하도록 이루어지고, 이에 의해 클러스터 툴(10)에서 적어도 두 개의 로봇이 기판을 놓거나 또는 픽업할 수 있다. 일 태양에서, 후방 로봇 어셈블리(40) 및 중앙 모듈(25)의 적어도 하나의 로봇은 교환 챔버(533)로부터 기판을 놓거나 및/또는 수용하도록 이루어진다. 교환 챔버(533)는 대체로 기판 지지 어셈블리(601), 인클로저(602), 및 인클로저(602)의 벽에 형성된 적어도 하나의 접근 포트(603)를 포함한다. 기판 지지 어셈블리(601)는 대체로 다수의 지지 핑거(support finger, 610)(도 7A에서는 6개가 도시됨)를 가지고, 이는 그 위에 위치한 기판을 지지하고 보유하도록 기판 수용면(611)을 가진다. 인클로저(602)는 대체로 하나 이상의 벽을 갖는 구조이고, 이 벽은 기판 지지 어셈블리(601)를 에워싸서 기판이 교환 챔버(533)에 보유되는 동안 기판 주위의 환경을 제어한다. 접근 포트(603)는 대체로 인클로저(602) 벽의 개구이고, 이는 외부 로봇이 접근하여 기판을 픽업하고 지지 핑거(610)로 기판을 내려놓는 것을 가능하게 한다. 일 태양에서, 기판 지지 어셈블리(601)는 둘 이상의 로봇에 의해 기판이 기판 수용면(611) 위에 위치되고 이로부터 제거되는 것을 가능하게 하도록 이루어지고, 이 로봇은 적어도 90도 떨어진 각도로 인클로저(602)에 접근하도록 이루어진다.
도 7B에서 도시된 클러스터 툴(10)의 일 실시예에서, 후방 로봇 어셈블리(40)의 베이스(40A)는 지지 브래킷(40C) 상에 장착되고, 지지 브래킷은 슬라이드 어셈블리(40B)와 연결되며, 이에 의해 베이스(40A)는 슬라이드 어셈블리(40B)의 길이를 따라 어떠한 위치에도 위치할 수 있다. 이 구성에서, 후방 로봇 어셈블리(40)는 제 1 처리 래크(60), 제 2 처리 래크(80) 및/또는 외부 모듈(5)의 처리 챔버들로부터 기판을 이동시키도록 이루어진다. 슬라이드 어셈블리(40B)는 선형 볼 베어링 슬라이드(미도시) 및 선형 액츄에이터(미도시)를 대체로 포함할 수 있고, 이는 이 기술 분야에서 공지되어 있으며, 이에 의해 그 위에 보유된 후방 로봇 어셈블리(40) 및 지지 브래킷(40C)을 위치시킨다. 선형 액츄에이터는 드라이브 선형 브러쉬없는 보조모터(drive linear brushless servomotor)일 수 있고, 이는 미국 일리노이주 우드 데일의 다나허 모우션(Danaher Motion)으로부터 구입 가능하다. 도 7B에서 도시된 것처럼, 슬라이드 어셈블리(40B)는 y-방향으로 배향될 수 있다. 이 구성에서, 로봇 어셈블리(11A, 11B, 또는 11C)와의 충돌을 피하기 위해, 슬라이드 어셈블리(40B)가 다른 중앙 로봇 어셈블리(예를 들어 요소 11A, 11B, 등) 과 충돌하지 않은 채 이동할 수 있을 때, 제어기가 후방 로봇 어셈블리(40)를 이동시키도록 이루어질 것이다. 일 실시예에서, 후방 로봇 어셈블리(40)는 슬라이드 어셈블리(40B) 상에 장착되고, 이 어셈블리는 다른 중앙 로봇 어셈블리와 충돌하지 않도록 위치한다.
주위환경 제어
도 8A는 부착된 주위환경 제어 어셈블리(110)를 갖는 클러스터 툴(10)의 일 실시예를 도시하고, 이 어셈블리는 클러스터 툴(10)을 에워싸서 제어된 처리 주위환경을 제공하고, 여기서 원하는 처리 순서에서 발견되는 다양한 기판 처리 단계를 수행한다. 도 8A는 처리 챔버들에 걸쳐 위치한 주위환경 인클로저를 구비한 도 1A에서 도시된 클러스터 툴(10) 구성을 도시한다. 주위환경 제어 어셈블리(110)는 대체로 하나 이상의 필터 유닛(112), 하나 이상의 팬(미도시), 광학 클러스터 툴 베이스(10A)를 포함한다. 일 태양에서, 하나 이상이 벽(113)이 클러스터 툴(10)에 부가되어 클러스터 툴(10)을 에워싸고 기판 처리 단계를 수행하도록 제어된 주위환경을 제공한다. 대체로 주위환경 제어 어셈블리(110)는, 클러스터 툴(10)에서 미립자 오염 수준, 유동 양식(flow regime)(예를 들어 라미나르(laminar) 또는 터뷸런트(turbulent) 유동) 및 에어 유동 속도를 제어하도록 이루어진다. 일 태양에서, 주위환경 제어 어셈블리(110)는 또한 에어에서의 정적 부담의 양, 상대 습도, 에어 온도 및 다른 일반적인 처리 파라미터를 제어할 수 있고, 이는 종래의 클린 룸 호환 가능한(clean room compatible) 히팅 통풍 및 에어 컨디셔닝(heating ventilation and air conditioning, HVAC) 시스템을 이용하여 제어될 수 있다. 작동시, 주위환경 제어 어셈블리(110)는, 팬(미도시)을 이용하여 클러스터 툴(10)의 외부로 소스(미도시) 또는 여역으로부터 에어를 끌어 당기고, 이후 필터(111)를 통해 그리고 클러스터 툴(10)을 통해 에어를 보내며 이후 클러스터 툴 베이스(10A)를 통해 클러스터 툴(10) 밖으로 보낸다. 일 태양에서, 필터(111)는 고효율 미립자 에어(HEPA) 필터이다. 클러스터 툴 베이스(10A)는 대체로 클러스터 툴의 플로어(floor) 또는 바닥 영역이고, 이는 다수의 슬롯(10B)(도 12A) 또는 다른 구멍을 가지고, 이는 팬에 의해 클러스터 툴(10)을 통해 밀어 넣어진 에어가 클러스터 툴(10)을 빠져나가는 것을 가능하게 한다.
도 8A는 주위환경 제어 어셈블리(110)의 일 실시예를 도시하고, 이는 다수의 분리된 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)를 가지며, 이는 원하는 처리 순서에서 발견되는 다양한 기판 처리 단계를 수행하도록 제어된 처리 환경을 제공한다. 분리된 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)는 중앙 모듈(25)의 로봇 어셈블리(예를 들어 도 1-6의 요소 11A, 11B, 등)의 각각에 걸쳐 위치하고, 이에 의해 각각의 로봇 어셈블리(11)에 걸쳐 에어 유동을 개별적으로 제어한다. 이러한 구성은 도 3A 및 4A에서 도시된 구성에서 특히 유리할 수 있는데, 왜냐하면 로봇 어셈블리가 처리 래크에 의해 서로 물리적으로 분리되어 있기 때문이다. 개별적인 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)의 각각은 대체로 필터 유닛(112), 팬(미도시) 및 선택적인 클러스터 툴 베이스(10A)를 포함하고 이에 의해 제어된 에어를 배출한다.
도 8B는 주위환경 제어 어셈블리(110)의 단면도를 도시하고, 이는 단일 필터 유닛(112)을 가지며, 이는 클러스터 툴(10)에 장착되고 y 및 z방향에 평행하게 배향된 단면을 이용하여 도시된다. 이 구성에서, 주위환경 제어 어셈블리(110)는 단일의 필터 유닛(112), 하나 이상의 팬(미도시), 및 클러스터 툴 베이스(10A)를 갖는다. 이 구성에서, 주위환경 제어 어셈블리(110)로부터 클러스터 툴(10)로 수직으로 전달된 에어(요소 "A")는 처리 래크(60, 80) 및 로봇 어셈블리(11A-C) 주위로 그리고 클러스터 툴 베이스(10A) 밖으로 이동한다. 일 태양에서, 벽(113)은 처리 클러스터 툴(10)의 내부의 처리 영역을 형성하고 에워싸도록 이루어지고 이에 의해 처리 래크(60, 80)에 보유된 처리 챔버 주위의 처리 주위환경은 주위환경 제어 어셈블리(110)에 의해 전달되는 에어에 의해 제어될 수 있다.
도 8C는 주위환경 제어 어셈블리(110)의 단면도를 도시하고, 이는 클러스터 툴(10)에 장착된 다수의 개별적인 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)를 가지고, 이는 y 및 z 방향에 평행하게 배형된 단면을 이용하여 도시된다(도 1A를 보라). 이 구성에서, 주위환경 제어 어셈블리(110)는 클러스터 툴 베이스(10A), 3개의 주위환경 제어 어셈블리(110A-C), 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)의 하부면(114)으로 또는 위로 연장하는 제 1 처리 래크(60), 및 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)의 하부면(114)으로 또는 그 위로 연장하는 제 2 처리 래크(80)를 포함한다. 대체로 3개의 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)는 하나 이상의 팬(미도시) 및 하나의 필터(111)를 각각 포함할 것이다. 이 구성에서, 주위환경 제어 어셈블리(110A-C)의 각각으로부터 클러스터 툴(10)로 수직으로(요소 "A") 전달된 에어는, 처리 래크(60, 80) 및 로봇 어셈블리(11A-C) 사이로 그리고 클러스터 툴 베이스(10A) 밖으로 이동한다. 일 태양에서, 벽(113)은 툴(10) 내부의 처리 영역을 에워싸고 형성하도록 이루어지고, 이에 의해 처리 래크(60, 80)에 보유된 처리 챔버 주위의 처리 주위환경은 주위환경 제어 어셈블리(110)에 의해 전달되는 에어에 의해 제어될 수 있다.
다른 실시예에서, 클러스터 툴(10)은 클린 룸 주위환경에 놓일 수 있고, 이는 클러스터 툴(10)을 통해 원하는 속도로 낮은 미립자를 함유한 에어를 전달하고 이후 클러스터 툴 베이스(10A) 밖으로 이동하도록 이루어진다. 이 구성에서, 주위환경 제어 어셈블리(110)는 대체로 필요하지 아니하고 따라서 이용되지 아니한다. 클러스터 툴(10)에 보유된 처리 챔버 주위의 환경 및 에어 성질을 제어하는 능력은 입자의 축적의 최소화 및/또는 제어에 있어서 중요한 인자이고, 이는 미립자 오염에 의해 야기되는 기구 수득률 문제를 일으킬 수 있다.
로봇 어셈블리
대체로 여기서 설명된 클러스터 툴(10)의 다양한 실시예는, 기판의 이동 공정 동안 다른 클러스터 툴 구성요소(예를 들어 로봇(들), 처리 챔버)에 의해 점유된 공간으로 로봇의 물리적 침입을 최소화하는 로봇 설계 및 로봇 어셈블리(예를 들어 도 9A의 요소(11))의 감소된 크기에 의해 생성된 감소된 클러스터 툴 풋 프린트(foot print)에 의해, 종래 기술 구성을 넘는 특별한 장점을 가진다. 감소된 물리적 침입은 다른 외부 구성요소와 로봇의 충돌을 방지한다. 클러스터 툴의 풋프린트를 감소하면서, 여기서 설명된 로봇의 실시예는 이동 운동을 수행하도록 제어 되는데 필요한 축의 감소된 숫자에 의해 특별한 장점을 가진다. 이 태양은 이것이 로봇 어셈블리 및 클러스터 툴의 신뢰도를 향상시킬 것이기 때문에 중요하다. 이 태양은 중요성은, 시스템의 신뢰도가 시스템의 각각의 구성요소의 신뢰도의 결과에 비례한다는 것을 주목함에 의해 더 잘 이해될 수 있다. 따라서, 99% 업타임(up-time)을 갖는 3개의 액츄에이터를 갖는 로봇은 99% 업타임을 갖는 4개의 액츄에어트를 갖는 로봇보다 뛰어난데, 왜냐하면 각각 99% 업타임을 갖는 3개의 액츄에이터에 대한 시스템 업타임은 97.03%이고 각각 99% 업타임을 갖는 4개의 액츄에이터에 대한 시스템 업타임은 96.06%이기 때문이다.
또한, 여기서 설명된 클러스터 툴(10)의 실시예는, 클러스터 툴을 통해 기판을 이동시키는데 필요한 소통 챔버(예를 들어 도 1B의 요소 9A-C)의 감소된 수에 의해 종래 기술 구성을 넘는 특별한 장점을 가진다. 종래 기술 클러스터 툴 구성은 처리 순서에서 중간 기판 보유 스테이션 또는 대체로 둘 이상의 소통 챔버를 대체로 설치하고 이에 의해 처리 순서 동안 하나 이상의 다른 처리 챔버들 사이에 중앙적으로 위치한 다른 로봇으로 하나 이상의 처리 챔버들 사이에 중앙적으로 위치한 하나의 로봇 사이에서 기판을 이동시킬 수 있다. 이후의 처리 단계를 수행하지 않을 다수의 소통 챔버에 기판을 연속적으로 위치시키는 공정은, 시간을 소비하고, 로봇의 활용도를 감소시키며, 클러스터 툴에서의 공간을 소비하고, 로봇의 마멸을 증가시킨다. 또한, 후방부 입자 오염의 양을 장가시킬 기판 핸드오프(handoff)의 수의 증가에 의해 소통 단계의 추가는 기구 수득률에 악영향을 미칠 것이다. 따라서, 다수의 소통 단계를 포함하는 기판 처리 순서는, 소통 챔버에서 소비된 시간이 모든 기판에 대해 제어되지 않는다면, 서로 다른 기판 웨이퍼 히스토리를 본질적으로 가질 것이다. 소통 챔버에서의 시간을 제어하는 것은, 첨가된 가변성 처리에 의해 시스템 복잡성을 증가시킬 것이고 이는 최대 얻을 수 있는 기판 처리량에 악영향을 미칠 것이다. 여기서 설명된 본 발명의 태양은, 종래 기술 구성의 이러한 위험을 피하는데, 왜냐하면 어떠한 처리가 기판 상에서 일어나기 이전에 그리고 모든 처리 단계가 기판 상에서 완료된 이후에 클러스터 툴 구성이 대체로 소통 단계(예를 들어 도 1F에서 단계(502, 518))를 가지기 때문이고, 따라서 기판 웨이퍼 히스토리에 영향을 거의 미치지 않을 것이고 처리 순서에 기판 처리 시간을 상당하게 부가하지 않을 것이고, 이는 처리 단계들 사이의 소통 단계의 제거에 의한다.
시스템 처리량이 로봇 제어되는 경우에, 클러스터 툴의 최대 기판 처리량은 처리 순서를 완료하는 로봇 운동의 총수 및 로봇을 움직이게 하는데 걸리는 시간에 의해 지배된다. 로봇이 원하는 운동을 하는데 걸리는 시간은, 로봇 하드웨어, 처리 챔버들 사이의 거리, 기판 정화 관계(substrate cleanliness concerns), 및 시스템 제어 한계에 의해 대체로 제한된다. 대체로 로봇 운동 시간은 일 형태의 로봇으로부터 다른 형태의 로봇 사이에 크게 변하지 않을 것이고 널리 쓰이는 산업용과 거의 일치한다. 따라서, 처리 순서를 완료하는데 더 적은 로봇 운동을 본질적으로 갖는 클러스터 툴은, 다수의 소통 단계를 포함하는 클러스터 툴과 같은 처리 순서를 완료하는데 많은 운동을 필요로 하는 클러스터 툴보다 높은 시스템 처리량을 가질 것이다.
직교 좌표형 로봇 구성
도 9A는 로봇 어셈블리(11)의 일 실시예를 도시하고, 이는 하나 이상의 로봇 어셈블리(11)(예를 들어 상기 도 1-6에서 도시된 요소 11A-H)로서 이용될 수 있다. 로봇 어셈블리(11)는 대체로 로봇 하드웨어 어셈블리(85), 하나 이상의 수직 로봇 어셈블리(95) 및 하나 이상의 수평 로봇 어셈블리(90)를 포함한다. 따라서, 기판은, 시스템 제어기(101)에 보내진 명령으로부터, 로봇 하드웨어 어셈블리(95) 수직 로봇 어셈블리(95) 및 수평 로봇 어셈블리(90)의 협력 운동에 의해 클러스터 툴(10)에서 어떠한 원하는 x, y 및 z 위치에 위치할 수 있다.
로봇 하드웨어 어셈블리(85)는 대체로 시스템 제어기(101)로부터 보내진 명령을 이용하여 하나 이상의 기판을 보유하고, 이동시키고 및 위치시키도록 이루어진 하나 이상의 이동 로봇 어셈블리(86)를 포함한다. 일 실시예에서, 도 9-11에서 도시된 이동 로봇 어셈블리(86)는, 다양한 이동 로봇 어셈블리(86) 구성요소의 움직임에 의해, 도 11A에서 도시된 X 및 Y 방향을 포함하는 평면과 같은 수평면에서 기판을 이동시키도록 이루어진다. 일 태양에서, 이동 로봇 어셈블리(86)는 로봇 블레이드(87)의 기판 지지면(87C)(도 10C)에 대체로 평행한 평면에 기판을 이동시키도록 이루어진다. 도 10A는 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있는 단일 이동 로봇 어셈블리(86)를 포함하는 로봇 하드웨어 어셈블리(85)의 일 실시예를 도시한다. 도 10B는 서로 대향 방향으로 위치한 두 개의 이동 로봇 어셈블리(86)를 포함하는 로봇 하드웨어 어셈블리(85)의 일 실시예를 도시하고, 이에 의해 블레이드(87A-B)(및 제 1 링키지(310A-310B))가 약간 이격되어 위치할 수 있다. 도 10B 에서 도시된 구성, 또는 "오버/언더" 형태 블레이드 구성은, 로봇 하드웨어 어셈블리(85)가 다른 챔버로 "제거된" 기판을 이동시키도록(즉, 기판을 "교체") 그 기본 위치를 떠나지 않은 채, 동일한 처리 챔버에서 처리될 다음 기판을 위치시키기 이전에 처리 챔버로부터 기판을 제거하는 것이 바람직할 때, 특히 장점을 가진다. 다른 태양에서, 이 구성은, 로봇이 모든 블레이드를 채우는 것을 가능하게 할 수 있고 이후 기판을 둘 이상의 기판 그룹으로 툴에서 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 둘 이상의 그룹으로 기판을 그룹화하는 처리는 기판을 이동시키는데 필요한 로봇 이동의 수를 감소시킴에 의해 클러스터 툴에서 기판 처리량을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다. 도 10A-B에서 도시된 이동 로봇 어셈블리(86)가 로봇의 두 개의 바아 링키지 로봇(bar linkage robot, 305) 형태이고, 다만 이 구성은 여기서 설명된 실시예와 관련하여 이용될 수 있는 로봇 어셈블리의 형태 및 배향에 관해 제한할 의도는 아니다. 대체로, 도 10B에서 도시된 두 개의 이동 로봇 어셈블리(86)를 갖는 로봇 하드웨어 어셈블리(85)의 실시예는, 동일한 기본 구성요소를 포함하는 두 개의 이동 로봇 어셈블리(86)를 가질 것이고, 따라서 이후 단일 로봇 어셈블리(86)의 논의는 두 개의 로봇 어셈블리 태양(들)에서 나타나는 구성요소를 설명하려는 것이다.
도 9-11에서 도시된 클러스터 툴 및 로봇 구성의 장점은, 로봇 어셈블리(11)에 대해 외부에 있는 다른 클러스터 툴 구성요소와 충돌 없이 로봇 구성요소 및 기판이 자유롭게 움직이는, 이동 로봇 어셈블리(86)를 둘러싸는 영역의 크기가 최소화된다는 점이다. 로봇 및 기판이 자유롭게 움직이는 이 구역은 "이동 영역"으로 알려져 있다(도 11C에서 요소 91). 이동 영역(91)은 부피(x, y, 및 z 방향)로서 대체로 형성될 수 있고, 여기서 로봇은 다른 클러스터 툴 구성요소와 충돌 없이 로봇 블레이드 상에 기판을 보유한 채 자유롭게 움직인다. 이동 영역이 부피로서 설명될 수 있지만, 때로는 이동 영역의 가장 중요한 태양은 이동 영역이 차지하는 수평 구역(x 및 y 방향)이고, 이는 클러스터 툴의 풋프린트(footprint) 및 CoO에 직접 영향을 미친다. 이동 영역의 수평 구성요소가 작을수록 다양한 로봇 어셈블리(예를 들어 도 1-6에서 요소 11A, 11B, 11C 등)가 함께 더 가까이 놓일 수 있고 또는 로봇이 처리 래크로 더 가까이 놓일 수 있기 때문에, 이동 영역의 수평 구역은 클러스터 툴의 풋프린트를 형성하는데 중요한 인자이다. 이동 영역의 성형 크기에서의 한 인자는, 이동 영역이 다른 클러스터 툴 구성요소에 의해 차지된 공간으로 로봇의 물리적 칩임을 줄이거나 또는 막는데 충분히 크다는 것을 보장할 필요이다. 여기서 설명된 실시예는 종래 기술을 넘는 특별한 장점을 가지는데, 왜냐하면 이러한 방법으로 실시예는 수평 운동 어셈블리(90)의 이동 방향(x-방향)을 따라 배향된 이동 영역으로 로봇 어셈블리(86) 구성요소를 수축시키기 때문이다.
도 11J를 참고하면, 수평 구역은 두 구성요소, 폭 "W1"(y-방향) 및 길이 "L"(x-방향)로 대체로 나눠질 수 있다. 여기서 설명된 실시예는 로봇을 둘러싸는 여유 공간의 감소된 폭 "W1"에 의해 장점을 가지는데, 이에 의해 로봇이 처리 챔버로 기판을 신뢰성 있게 위치시킬 수 있는 것을 보장한다. 감소된 폭 "W1"의 이익, 종래의 다중-바아 링키지 선택적 순응 어셈블리 로봇 아암(selective compliance assembly robot arm, SCARA)을 넘는 향상은 종래의 SCARA 로봇(예를 들어 도 11K에 서 아이템 CR)이 대체로 아암(예를 들어 요소 A1)을 가진다는 점에 의해 이해될 수 있고, 수축될 때 로봇(예를 들어 아이템 C)의 중앙으로부터 거리를 연장하고, 이는 서로에 대한 로봇의 상대적 공간(즉, 폭 "W2")을 증가시키는데, 왜냐하면 로봇 주위의 구역이 아암 구성요소가 다른 클러스터 툴 구성요소(예를 들어 다른 로봇, 처리 래크 구성요소)와 충돌 없이 회전식으로 배향될 수 있도록 비어있어야 하기 때문이다. 종래의 SCARA 형태 로봇 구성은 여기서 설명된 실시예보다 더욱 복잡한데, 왜냐하면 처리 챔버에 기판을 위치시키고 배향시키도록 제어하는 더 많은 축을 가지기 때문이다. 도 11J를 참고하면, 일 태양에서 이동 영역(91)의 폭(W1)은 기판(즉, 도 11J에서 기판"S")의크기보다 약 5 내지 약 50퍼센트 크다. 일례에서, 기판이 300mm 반도체 웨이퍼인 경우, 이동 영역의 폭(W1)은 약 315mm 내지 약 450mm일 것이고, 바람직하게는 약 320mm 내지 약 360mm일 것이다. 도 1B를 참고하면, 일례에서, 제 2 처리 래크(80)의 측부(80A) 및 제 1 처리 래크(60)의 측부(60B) 사이의 간격은 300mm 기판 처리 툴에 대해 약 945mm(예를 들어 315%)일 수 있다. 다른 예에서, 제 2 처리 래크(80)의 측부(80A) 및 제 1 처리 래크(60)의 측부(60B) 사이의 간격은 300mm 기판 처리 툴에 대해 약 1350mm(예를 들어 450%)일 수 있다. 이동 영역은 로봇 주위의 로봇이 움직일 수 있는 영역을 대체로 설명하려는 것이고, 이는 원하는 위치에서 기판을 픽업한 이후 로봇 블레이드는 수축되어 처리 순서에서 다음 처리 챔버 외부의 시작 위치(SP)로 움직일 때까지의 영역이다.
두 개의 바아 링키지 로봇 어셈블리
도 10A 및 10C는 이동 로봇 어셈블리(86)의 두 개의 바아 링키지 로봇(305) 형태의 일 실시예를 도시하고, 이 이동 로봇 어셈블리는 대체로 지지 플레이트(321), 제 1 링키지(310), 로봇 블레이드(87), 전송 시스템(312)(도 10C), 인클로저(313) 및 모터(320)를 포함한다. 이 구성에서 이동 로봇 어셈블리(86)는 수직 액츄에이터 어셈블리(560)(도 13A)에 부착된 지지 플레이트(321)를 통해 수직 운동 어셈블리(95)에 부착된다. 도 10C는 이동 로봇 어셈블리(86)의 두 개의 바아 링키지 로봇(305) 형태의 일 실시예의 측단면도를 도시한다. 두 개의 바아 링키지 로봇(305)의 전송 시스템(312)은, 모터(320)의 회전에 의한 것과 같이 전력 전송 요소의 움직임에 의해 로봇 블레이드(87)의 이동을 일으키도록 이루어진 하나 이상의 전력 전송 요소를 대체로 포함한다. 대체로, 전송 시스템(312)은 종래의 기어, 풀리 등을 포함할 수 있고, 이는 일 요소로부터 다른 요소로 회전 또는 평행이동(translation) 움직임을 이동시키도록 이루어진다. 여기서 사용된 "기어"란 용어는 제 2 구성요소로 벨트, 티스(teeth) 또는 다른 일반적인 수단을 통해 회전식으로 결합된 구성요소를 대체로 설명하려는 것이고, 일 요소로부터 다른 요소로 운동을 전달하도록 이루어진다. 대체로 여기서 사용된 기어는 종래의 기어 형태 기구 또는 풀리 형태 기구일 수 있고, 이는 스퍼(spur) 기어, 사각 기어(bevel gear), 래크 및/또는 피스톤, 웜(worm) 기어, 타이밍 풀리, 및 v-벨트 풀리와 같은 구성요소를 포함하나 이에 제한되지 아니한다. 일 태양에서, 도 10C에서 도시된 전송 시스템(312)은 제 1 풀리 시스템(355) 및 제 2 풀리 시스템(361)을 포함한다. 제 1 풀리 시스템(355)은 모터(320)에 부착된 제 1 풀리(358), 제 1 링키지(310)에 부착된 제 2 풀리(356), 및 제 2 풀리(356)에 제 1 풀리(358)를 연결시키는 벨트(359)를 가지고, 이에 의해 모터(320)는 제 1 링키지(310)를 구동시킬 수 있다. 일 태양에서, 다수의 베어링(356A)이 제 3 풀리(354)의 축(V1) 주위로 제 2 풀리(356)가 회전하는 것을 가능하게 하도록 이루어져 있다.
제 2 풀리 시스템(361)은 지지 플레이트(321)에 부착된 제 3 풀리(354), 블레이드(87)에 부착된 제 4 풀리(352) 및 제 3 풀리(354)를 제 4 풀리(352)에 연결시키는 벨트(362)를 가지고, 이에 의해 제 1 링키지(310)의 회전이 블레이드(87)가 제 1 링키지(310)에 결합된 베어링 축(353)(도 11A에서 피봇 V2) 주위로 회전하게 한다. 기판을 이동시킬 때, 모터는 제 1 풀리(358)를 구동시키고, 이는 제 2 풀리(356) 및 제 1 링키지(310)를 회전시키며, 이는 고정적인 제 3 풀리(354) 주위로 벨트(362) 및 제 1 링키지(310)의 각회전에 의해 제 4 풀리(352)를 회전시킨다. 일 실시예에서, 모터(320) 및 시스템 제어기(101)가 폐루프 제어 시스템을 형성하도록 이루어지고, 이는 여기에 부착된 모든 구성요소 및 모터(320)의 각 위치가 제어되도록 한다. 일 태양에서, 모터(320)는 스텝 모터 또는 DC 보조모터이다.
일 태양에서, 제 1 풀리 시스템(355) 및 제 2 풀리 시스템(361)의 전송비(예를 들어, 기어 티스의 수의 비, 지름 비)는, 기판이 이동 로봇 어셈블리(86)에 의해 위치함에 따라 기판이 움직이는 경로(예를 들어 도 11C 또는 11D에서 요소(P1))의 원하는 형태 및 해상도(resolution)를 이루도록 설계될 수 있다. 전송비는 이후로는 구동된 요소 크기에 대한 구동시키는 요소의 크기로서 정의될 것이고, 이 경우에 예를 들면 제 4 풀리(352)의 티스 수에 대한 제 3 풀리(354)의 티스 수의 비이다. 따라서, 예를 들면, 제 1 링키지(310)가 270도 회전하여 블레이드(87)가 180도 회전하게 한 경우에, 0.667 전송비 또는 대안적으로 3:2 기어비이다. 기어비란 용어는 제 1 기어의 회전수 D1가 제 2 기어의 회전수 D2를 일으키는, 또는 D1:D2 비를 나타내는 것이다. 따라서, 3:2 비는 제 1 기어의 3회전이 제 2 기어의 2회전을 일으킬 것이고, 따라서 제 1 기어는 제 2 기어의 크기의 약 2/3이어야 한다는 것을 의미한다. 일 태양에서, 제 4 풀리(352)에 대한 제 3 풀리(354)의 기어비는 약 3:1 내지 약 4:3이고, 바람직하게는 약 2:1 내지 약 3:2이다.
도 10E는 이동 로봇 어셈블리(86)의 두 개의 바아 링키지 로봇(305) 형태의 다른 실시예를 도시하고, 이는 대체로 지지 플레이트(321), 제 1 링키지(310), 로봇 블레이드(87), 전송 시스템(312)(도 10E), 인클로저(313), 모터(320) 및 제 2 모터(371)를 포함한다. 도 10E에서 도시된 실시예는 도 10C에서 도시된 실시예와 유사하나, 이 구성에서 제 3 풀리(354)의 회전 위치는 제어기(101)로부터의 명령 및 제 2 모터(371)의 이용에 의해 조정될 수 있다. 도 10C 및 10E는 명확성을 위해 유사한 경우에 동일한 도면 부호가 이용되었다. 이 구성에서, 이동 로봇 어셈블리(86)는 수직 액츄에이터 어셈블리(560)(도 13A)에 부착된 지지 플레이트(321)를 통해 수직 운동 어셈블리(95)에 부착된다. 도 10E는 이동 로봇 어셈블리(86)의 두 개의 바아 링키지 로봇(305) 형태의 일 실시예의 측단면도를 도시한다. 두 개의 바아 링키지 로봇(305)의 전송 시스템(312)은 대체로 두 개의 전력 전송 요소를 포함하고, 이는 모터(320) 및/또는 제 2 모터(371)의 움직임에 의해 로봇 블레이 드(87)의 움직임을 일으키도록 이루어진다. 대체로, 전송 시스템(312)은 기어, 풀리 등을 포함할 수 있고, 이는 일 요소로부터 다른 요소로의 회전 또는 평행이동 움직임을 전하도록 이루어진다. 일 태양에서, 전송 시스템(312)은 제 1 풀리 시스템(355) 및 제 2 풀리 시스템(361)을 포함한다. 제 1 풀리 시스템(355)은 모터(320)에 부착된 제 1 풀리(358), 제 1 링키지(310)에 부착된 제 2 풀리(356) 및 제 2 풀리(356)에 제 1 풀리(358)를 연결시키는 벨트(359)를 가지고, 이에 의해 모터(320)는 제 1 링키지(310)를 구동시킬 수 있다. 일 태양에서, 다수의 베어링(356A)이 제 2 풀리(356)를 제 3 풀리(354)의 축(V1) 주위로 회전시키도록 이루어진다. 일 태양에서, 도 10E에서 도시되지는 않았지만, 베어링(356A)는 도 10E에서 도시된 것처럼 제 3 풀리(354)보다 지지 플레이트(3231) 상에 형성된 피쳐(feature) 상에 장착된다.
제 2 풀리 시스템(361)은 제 2 모터(371)에 부착된 제 3 풀리(354), 블레이드(87)에 부착된 제 4 풀리(352) 및 제 3 풀리(354)를 제 4 풀리(352)에 연결시키는 벨트(362)를 가지고, 이에 의해 제 1 링키지(310)의 회전이 블레이드(87)가 제 1 링키지(310)에 결합된 베어링 축(353)(도 11A에서 피봇(V2)) 주위로 회전하도록 한다. 제 2 모터(371)는 지지 플레이트(321) 상에 장착된다. 기판을 이동시킬 때, 모터(320)는 제 1 풀리(358)를 구동시키고, 이는 제 2 풀리(356) 및 제 1 링키지(310)를 회전시키도록 하며, 이는 제 3 풀리(354) 주위로 벨트(362) 및 제 1 링키지(310)의 각 회전에 의해 제 4 풀리(352)가 회전하게 한다. 이 구성에서, 도 10C에서 도시된 구성과 대비하여, 모터(320)가 제 1 링키지(310)를 회전시키고 이 에 의해 제 3 풀리(354) 및 제 4 풀리(352) 사이의 기어비가 제 3 풀리(354) 및 제 4 풀리(352) 사이의 상대적 운동을 조정함에 의해 변하게 하면서, 제 3 풀리는 회전할 수 있다. 기어비는 제 1 링키지(310)에 대한 로봇 블레이드(87)의 움직임에 영향을 미칠 것이다. 이러한 구성에서, 기어비는 기어의 크기에 의해 고정되지 아니하고 원하는 로봇 블레이드 이동 경로(도 11D를 보라)를 이루도록 로봇 블레이드 이동 운직임의 다른 부분에서 변경될 수 있다. 일 실시예에서, 모터(320), 제 2 모터(371) 및 시스템 제어기(101)는 폐루프 제어 시스템을 형성하도록 이루어지고, 이는 모터(320)의 각위치, 제 2 모터(371)의 각위치 및 이 요소에 부착된 모든 구성요소가 제어되도록 한다. 일 태양에서, 모터(320) 및 제 2 모터(371)는 스텝퍼 모터 또는 DC 보조모터이다.
도 11A-D는 로봇 어셈블리(11)의 일 실시예의 평면도를 도시하고, 이는 클러스터 툴(10)에 보유된 제 2 처리 챔버(532)의 원하는 위치에 기판을 위치시키고 이동시키도록 두 개의 바아 링키지 로봇(305) 구성을 이용한다. 두 개의 바아 링키지 로봇(305)은 대체로 모터(320)(도 10A-C), 제 1 링키지(310) 및 로터 블레이드(87)를 포함하고, 이들은 연결되어 모터(320)의 회전 운동이 제 1 링키지(310)를 회전하게 하고, 이는 이후 로터 블레이드(87)가 원하는 경로를 따라 회전하고 및/또는 평행이동 하게 한다. 이 구성의 장점은, 다른 로봇 또는 시스템 구성요소에 의해 현재 점유되거나 또는 점유될 공간으로 로봇 구성요소가 연장함이 없이 클러스터 툴의 원하는 위치에 기판을 이동시키는 로봇의 능력이다.
도 11A-C는, 기판이 처리 챔버(532)로 이동함에 따라, 다양한 이동 로봇 어 셈블리(86) 구성요소의 위치의 시간(예를 들어 각각 도 11A-C에 대응하는 T0-T2)에서 다수의 연속적인 스냅 샷(snapshot)을 도시함에 의해 로봇 하드웨어 어셈블리(85)에 포함된 이동 로봇 어셈블리(86)의 운동을 도시한다. 도 11A를 참고하면, 시간 T0에서 이동 로봇 어셈블리(86)는 수직 운동 어셈블리(95) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수직 방향(z-방향)에 위치하고 수평 운동 어셈블리(90) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수평 위치(x-방향)에 위치한다. 도 11A에서 도시된 T0에서 로봇의 위치는 시작 위치(아이템 SP)로서 여기서 지칭될 것이다. 도 11B를 참고하면, 시간 T1에서 두 개의 바아 링키지 로봇(305)의 제 1 링키지(310)가 피봇 지점(V1)을 주위로 피봇되고 따라서 결합된 로봇 블레이드(87)를 평행이동시키고 피봇 지점(V2) 주위로 회전시키며, x-방향으로의 이동 로봇 어셈블리(86)의 위치는 시스템 제어기(101) 및 수평 운동 어셈블리(90) 구성요소의 이용에 의해 조정된다. 도 11C를 참고하면, 시간 T2에서 로봇 블레이드(87)는 이동 영역(91)의 중앙라인(C1)으로부터 y-방향으로 원하는 거리(요소 Y1)를 연장했고 원하는 x-방향 위치(요소 X1)에 위치하여 기판을 원하는 최종 위치(아이템 FP)에 놓거나 또는 처리 챔버(532)의 위치에 내려놓는다. 로봇이 최종 위치에 기판을 위치시키면, 기판은 이후 리프트 핀 또는 다른 기판 지지 구성요소(예를 들어 도 11A에서 요소(532A))와 같은 처리 챔버 기판 수용 구성요소로 이동될 수 있다. 기판을 처리 챔버 수용 구성요소로 이동시킨 후, 로봇 블레이드는 이후 상기에서 설명된 단계를 따라 역으로 수축될 수 있다.
도 11C는, 상기 도 11A-C에서 도시된 것처럼, 기판이 시작 위치로부터 최종 위치로 움직일 때 기판의 중심의 일 가능한 경로(아이템 P1)의 예를 추가로 도시한다. 본 발명의 일 태양에서, 경로의 형태는, 수평 운동 어셈블리(90)의 이용에 의해 x-방향을 따라 이동 로봇 어셈블리(86)의 위치에 대한 제 1 링키지(310)의 회전 위치의 조정에 의해 변경될 수 있다. 이 피쳐는 장점을 가지는데, 왜냐하면 커브의 형태가, 다른 로봇의 이동 영역(91)에 칩입하거나 또는 다양한 처리 챔버 기판 수용 구성요소(예를 들어 요소 532A)와 충돌함이 없이, 로봇 블레이드(87)가 처리 챔버에 접근하도록 특히 이루어질 수 있다. 이 장점은, 처리 챔버가 다수의 서로 다른 방향 또는 배향으로부터 접근되는 구성일 때 특히 잘 나타나고, 이는 기판 수용 구성요소 및 로봇 블레이드(87) 사이의 충돌을 방지하고 기판을 신뢰성 있게 지지하는데 이용될 수 있는 기판 수용 구성요소의 위치 및 배향을 제한한다.
도 11D는 처리 챔버(532)에서 원하는 위치로 기판을 이동시키는데 이용될 수 있는 가능한 경로(P1-P3)의 몇몇 예를 도시한다. 도 11D-F에서 도시된 경로(P1-P3)는 로봇 블레이드(11) 어셈블리에 의해 위치할 때 로봇 블레이드(87)의 기판 지지 구역의 중심 또는 기판의 중심의 움직임을 도시한다. 도 11D에서 도시된 기판 이동 경로(P2)는, 이동 로봇 어셈블리(86)의 제 2 풀리 시스템(361)이 2:1의 전송비를 가질 때, 기판의 경로를 도시한다. 2:1 전송비를 이용할 때 기판의 운동은 직선 라인이기 때문에, 이 구성은 Y-방향으로 로봇 블레이드(87)를 연장하면서 X-방향으로 로봇 하드웨어 어셈블리를 이동시킬 필요를 제거할 수 있다. 이 구성에서 운동의 감소된 복잡성의 이익은, 일정한 경우에 신뢰성 있는 기판 수용 구성요소를 설계하는 무능력에 의해 조절될 수 있고, 이는 기판이 처리 챔버의 다양한 다 른 측부로부터 처리 챔버로 기판이 이동될 때 로봇 블레이드(87)와 충돌하지 않을 것이다.
도 11E-11F는 처리 챔버(532)로의 기판의 다중단계 이동 움직임을 도시한다. 일 실시예에서, 다중단계 이동 움직임은 3개의 이동 경로(경로 P1-P3)로 나눠지고 이는 처리 챔버(532) 안으로 기판을 이동시키거나(도 11E) 또는 처리 챔버 밖으로 기판을 이동시키는데(도 11F) 이용될 수 있다. 이 구성은 이동 과정 동안 로봇 어셈블리(11) 및 기판에 의해 겪는 높은 가속을 감소시키는데 특히 유용할 수 있고 또한 이동 과정 동안 가능한 많은 단일축 제어를 이용함에 의해 로봇 운동의 복잡성을 감소시키는데 유용할 수 있다. 로봇이 겪는 높은 가속은 로봇 어셈블리에서 진동을 생성할 수 있고, 이는 이동 과정 위치 정확도, 로봇 어셈블리의 신뢰도 및 로봇 블레이드 상의 기판의 가능한 이동에 영향을 미칠 수 있다. 조화된 운동(coordinated motion)이 기판을 이동시키는데 이용될 때 로봇 어셈블리(11)이 경험하는 높은 가속의 원인이 일어난다. 여기서 이용되는 "조화된 운동"이란 용어는 동시에 둘 이상의 축(예를 들어 이동 로봇 어셈블리(86), 수평 운동 어셈블리(90), 수직 운동 어셈블리(95))의 이동을 설명하는데 이용되고 이에 의해 한 지점으로부터 다음 지점으로 기판을 이동시킨다.
도 11E는 3개의 이동 경로 다중단계 이동 움직임을 도시하고, 이는 기판을 처리 챔버(532)에서 나타나는 기판 수용 구성요소(532A)로 이동시키는데 이용된다. 다중단계 이동 움직임 과정이 수행되기 이전에, 이동 로봇 어셈블리(86)는 시작 위치(도 11E에서 SP)에 대체로 위치하고, 이는 수평 운동 어셈블리(90) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수평 위치(x-방향)로 그리고 수직 운동 어셈블리(95) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수직 배향(y-방향)으로 기판을 이동되도록 요구할 수 있다. 일 태양에서, 기판이 시작 위치에 있으면, 이동 로봇 어셈블리(86), 수평 운동 어셈블리(90) 및 시스템 제어기(101)를 이용하여 기판은 이후 경로(P1)를 따라 최종 위치(FP)로 이동된다. 다른 태양에서, 기판은 오직 단일 제어축(only one axis of control)과 같은 감소된 수의 제어축을 이용하여 경로(P1)를 따라 위치한다. 예를 들면, 제어의 단일축은, 제어기(101)와 소통하는 이동 로봇 어셈블리(86)의 제어에 의해, 로봇 블레이드 및 기판의 이동을 일으킴에 의해 완료될 수 있다. 이 구성에서 단일축의 이용은 로봇 블레이드 운동 또는 기판의 제어를 크게 단순화할 수 있고 시작 지점으로부터 중간 위치로 이동시키는데 걸리는 시간을 줄인다. 다중단계 이동 움직임 과정에서 다음 단계에서, 기판 수용 구성요소 액츄에이터(미도시)의 이용에 의해 수직으로 기판 수용 구성요소(532A)를 이동시킴에 의해 또는 수직 운동 어셈블리(95) 구성요소의 이용에 의해 z-방향으로 이동시킴에 의해, 기판은 리프트 핀 또는 다른 기판 지지 구성요소(예를 들어 도 11A에서 요소 532A)와 같은 처리 챔버 기판 수용 구성요소로 이동된다. 일 태양에서, 도 11E 및 11F에서 도시된 것처럼, 이동 로봇 어셈블리(86)는 경로(P1 및 P3)에 의해 도시된 것처럼, X 및 Y 방향에 평행한 평면에서 기판(W)을 이동시키도록 이루어진다.
기판을 처리 챔버 수용 구성요소로 이동시킨 이후, 로봇 블레이드는 이동 경로(P2 및 P3)를 따라 수축될 수 있다. 일정한 경우에 경로(P2)는 이동 로봇 어셈블리(86) 및 수평 운동 어셈블리(90) 사이에 조화된 운동을 필요로 할 수 있고, 이 에 의해 로봇 블레이드가 처리 챔버(532)로부터 수축됨에 따라 기판 지지 구성요소(532A)와 부딪히지 않는 것을 보장한다. 일 태양에서, 도 11E에서 도시된 것처럼, 로봇 블레이드(87)의 기판 지지 구역의 중심의 이동을 설명하는 경로(P2)는, 최종 위치(FP)로부터 최종 위치 및 완료 지점(EP)위치 사이의 중간 지점(IP)으로 연장하는 선형 경로이다. 대체로, 중간 지점은, 로봇 블레이드가 매우 충분히 수축하는 지점이고, 이에 의해 로봇 블레이드가 종료 지점 위치로 경로(P3)를 따라 단순화되거나 또는 가속화된 운동으로 움직일 때 챔버 구성요소의 어느 곳과도 접촉하지 않을 것이다. 일 태양에서, 로봇 블레이드가 중간 지점 위치에 있다면, 기판은 이동 로봇 어셈블리(86), 수평 운동 어셈블리(90) 및 시스템 제어기(101)의 이용에 의해 종료 지점으로 경로(P3)를 따라 이동된다. 일 태양에서, 기판은 제어기(101)와 소통하는 이동 로봇 어셈블리(86)의 움직임에 의해서와 같이 제어의 오직 한 축을 이용함에 의해 종료 지점(EP)에 위치한다. 이러한 구성에서, 단일 축의 이용은 움직임의 제어를 크게 단순화할 수 있고 중간 지점(IP)으로부터 종료 지점(EP) 위치로 이동하는데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다.
도 11F는 처리 챔버(532)에서 알려진 기판 수용 구성요소(532A)로부터 기판을 제거하는데 이용되는 3개의 이동 경로 다중단계 이동 움직임을 도시한다. 도 11F에서 도시된 다중단계 이동 움직임 과정이 수행되기 이전에 이동 로봇 어셈블리(86)는 대체로 시작 위치(도 11F에서 SP)에 위치하고, 이는 수평 운동 어셈블리(90) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수평 위치(x-방향)으로 및 수직 운동 어셈블리(95) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수직 배향(z-방향)으로 기판이 이동되도 록 요구할 수 있다. 일 태양에서, 기판이 시작 위치에 있다면, 기판은 이동 로봇 어셈블리(86), 수평 운동 어셈블리(90) 및 시스템 제어기(101)를 이용하여 중간 위치(IP)로 경로(P1)를 따라 이동된다. 대체로, 중간 위치는, 로봇 블레이드가 중간 지점으로 경로(P1)를 따라 단순화되거나 또는 가속화된 움직임으로 움직일 때 챔버 구성요소 중 어느 것과도 접촉하지 않도록 로봇 블레이드가 매우 충분히 삽입된 지점이다. 다른 태양에서, 기판은 제어의 오직 한 축과 같은 감소된 제어 축을 이용하여 경로(P1)를 따라 위치한다. 예를 들면, 단일 제어축은, 제어기(101)와 소통하는 이동 로봇 어셈블리(86)의 제어에 의해 기판 및 로봇 블레이드의 이동을 일으킴에 의해 완료될 수 있다. 이 구성에서, 단일축의 이용은 기판 또는 로봇 블레이드 운동의 제어를 크게 단순화시킬 수 있고 시작 지점으로부터 중간 위치로 이동하는데 걸리는 시간을 감소시킨다.
기판을 중간 위치로 이동시킨 이후, 로봇 블레이드는 경로(P2)를 다라 챔버 안으로 삽입될 수 있다. 일정한 경우에 경로(P2)는 이동 로봇 어셈블리(86) 및 수평 운동 어셈블리(90) 사이의 조화된 운동을 요구할 수 있고, 이에 의해 로봇 블레이드가 처리 챔버(532) 안으로 확장할 때 로봇 블레이드(87)가 기판 지지 구성요소(532A)와 충돌하지 않는 것을 보장한다. 일 태양에서, 도 11F에서 도시된 것처럼, 로봇 블레이드(87)의 기판 지지 구역의 중심의 운동을 설명하는 경로(P2)는 중간 지점(IP)으로부터 최종 위치(FP)로 연장하는 선형 경로이다. 로봇 블레이드가 최종 위치에 위치한 이후, 기판 수용 구성요소 액츄에이터(미도시)의 이용에 의해 수직으로 기판 수용 구성요소(532A)를 이동시킴에 의해 또는 수직 운동 어셈블 리(95)의 이용에 의해 z-방향으로 이동 로봇 어셈블리(86)를 이동시킴에 의해 처리 챔버 기판 수용 구성요소(532A)로부터 기판이 제거된다.
처리 챔버 수용 구성요소로부터 기판을 제거한 이후, 로봇 블레이드는 경로(P3)를 따라 수축될 수 있다. 일정한 경우에, 경로(P3)는 이동 로봇 어셈블리(86) 및 수평 운동 어셈블리(90) 사이에 조화된 운동을 필요로 할 수 있다. 일 태양에서, 기판은 제어기(101)와 소통하는 이동 로봇 어셈블리(86)의 운동에 의해서와 같이 오직 하나의 제어 축을 이용하여 종료 지점(EP)에 위치한다. 이 구성에서, 단일축의 이용은 움직임의 제어를 크게 단순화시키고 최종 위치(FP)로부터 종료 지점(EP) 위치로 이동하는데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다. 일 태양에서, 도 11F에서 도시된 것처럼, 로봇 블레이드(87)의 기판 지지 구역의 중심의 운동을 설명하는 경로(P3)는 최종 위치(FP)로부터 일정한 종료 지점(EP)으로 연장하는 비선형 경로이다.
단일축 로봇 어셈블리
도 10D 및 11G-I는 로봇 어셈블리(11)의 다른 실시예를 도시하고, 이 경우 이동 로봇 어셈블리(86A)는 단일축 링키지(306)(도 10D) 구성이고 이에 의해 클러스터 툴(10)에 보유된 제 2 처리 챔버(532)의 원하는 위치에 기판을 이동시키고 위치시킨다. 단일축 링키지(306)는 대체로 모터(307)(도 10D) 및 로봇 블레이드(87)를 포함하고, 이는 모터(320)의 회전 운동이 로봇 블레이드(87)를 회전시키도록 연결된다. 이 구성의 장점은 블레이드(87)를 제어하도록 덜 복잡하고 더욱 비용절감 적인 단일축을 이용하여 클러스터 툴에서 원하는 위치로 기판을 이동시키는 로봇의 능력이고, 또한 이동 과정 동안 다른 로봇에 의해 차지될 수 있는 공간으로 로봇 구성요소가 연장하는 기회를 감소시킨다.
도 10D는 단일축 링키지(306)의 측단면도를 도시하고, 이는 대체로 모터(307), 지지 플레이트(321) 및 로봇 블레이드(87)를 포함하고, 이들은 모터(307)에 연결된다. 일 실시예에서, 도 10D에서 도시된 것처럼, 로봇 블레이드(87)는 제 1 풀리 시스템(355)에 연결된다. 제 1 풀리 시스템(355)는 모터(320)에 부착된 제 1 풀리(358), 로봇 블레이드(87)에 부착된 제 2 풀리(356) 및 제 1 풀리(358)를 제 2 풀리(356)에 연결시키는 벨트(359)를 가진다. 이 구성에서, 제 2 풀리(356)는 베어링(354A) 및 소통하여 지지 플레이트(321)에 부착된 피봇(364) 상에 장착된다. 단일 축 링키지(306)의 일 실시예에서, 로봇 블레이드(87)는 모터(307)에 직접 결합되고 이에 의해 로봇 구성요소의 수를 감소시키며 로봇 어셈블리 비용 및 복잡성을 감소시키고 제 1 풀리 시스템(355)의 구성요소를 유지시킬 필요를 감소시킨다. 단일축 링키지(306)는 단순화된 운동 제어 및 이에 따른 향상된 로봇 및 시스템 신뢰도에 의해 유리할 수 있다.
도 11G-J는 이동 로봇 어셈블리(86)의 단일축 링키지(306) 형태의 평면도이고, 이는 기판이 처리 챔버(532)로 이동됨에 따라 다양한 이동 로봇 어셈블리(86) 구성요소의 위치의 시간(예를 들어 T0-T2)에 따른 다수의 순차적 스냅샷을 도시함에 의해 단일축 링키지(306)의 운동을 도시한다. 도 11G를 도시하면, 시간 T0에서 이동 로봇 어셈블리(86)는 수평 운동 어셈블리(90) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수평 위치(x-방향) 및 수직 운동 어셈블리(95) 구성요소의 이용에 의해 원하는 수직 배향(z-방향)으로 대체로 위치한다. 도 11C에서 도시된 T0에서의 로봇 위치는, 시작 위치(상기에서 설명된 아이템 SP)로서 여기서 지칭될 것이다. 도 11H를 참고하면, T1에서 로봇 블레이드(87)는 피봇 지점(V1) 주위로 피봇되고, 따라서 로봇 블레이드(87)를 회전하게 하며, 이동 로봇 어셈블리(86)의 위치는 시스템 제어기(101)의 이용에 의해 x-방향으로 조정된다. 도 11을 참고하면, 시간(T2)에서 로봇 블레이드(87)가 원하는 각으로 회전되었고 로봇 어셈블리는 원하는 x-방향 위치에 위치하며 이에 의해 기판은 처리 챔버(532)에서 원하는 최종 위치(FP) 또는 핸드오프 위치(handoff position)에 위치한다. 상기에서 설명된 도 11D는, 단일축 링키지(306)의 이용에 의해 처리 챔버(532)의 원하는 위치로 기판을 이동시키는데 이용될 수 있는 가능한 경로(P1-P3)의 몇몇 예를 도시한다. 기판을 처리 챔버 수용 구성요소로 이동시킨 이후, 로봇 블레이드는 상기에서 설명된 단계에 따라 역으로 수축될 수 있다.
수평 운동 어셈블리
도 12A는 y-방향에 평행한 평면을 따라 취해진 수평 운동 어셈블리(90)의 일 실시예의 단면도를 도시한다. 도 12B는 수평 운동 어셈블리(90)의 길이를 중심적으로 자른 로봇 어셈블리(11)의 일 실시예의 측단면도이다. 수평 운동 어셈블리(90)는 대체로 인클로저(460), 액츄에이터 어셈블리(443) 및 슬레드 마운트(sled mount, 451)를 포함한다. 액츄에이터 어셈블리(443)는 대체로 적어도 하나의 수평 선형 슬라이드 어셈블리(468) 및 운동 어셈블리(442)를 포함한다. 수직 운동 어셈블리(95)는 슬레드 마운트(451)를 통해 수평 운동 어셈블리(90)에 부착된다. 슬레드 마운트(451)는 수평 운동 어셈블리(90)에 의해 수직 운동 어셈블리(95)가 위치함에 따라 만들어지는 다양한 하중을 지지하는 구조 부품이다. 수평 운동 어셈블리(90)는, 수직 운동 어셈블리(95) 및 슬레드 마운트(451)의 중량을 지지하는 지지 마운트(452), 베어링 블록(458) 및 선형 레일(455)을 각각 갖는 두 개의 수평 선형 슬라이드 어셈블리(468)를 대체로 포함한다. 이 구성은 수평 운동 어셈블리(90)의 길이에 따라 수직 운동 어셈블리(95)의 매끄럽고 정확한 이동을 가능하게 한다. 선형 레일(455) 및 베어링 블록(458)은 선형 볼 베어링 슬라이드 또는 종래의 선형 안내부일 수 있고, 이는 이 기술분야에서 공지되어 있다.
도 12A-B를 참고하면, 운동 어셈블리(442)는, 수평 운동 어셈블리(90)의 길이를 따라 수직 운동 어셈블리(95)의 위치를 제어하도록 이루어진 둘 이상의 드라이브 벨트 풀리(454A), 드라이브 벨트(440), 수평 로봇 액츄에이터(367)(도 10A 및 12A), 및 슬레드 마운트(451)를 대체로 포함한다. 대체로, 드라이브 벨트(440)는 슬레드 마운트(451)에 부착되고(예를 들어 결합되거나, 볼트되거나(bolted) 또는 죄어짐) 이에 의해 수평 운동 어셈블리(90)의 길이를 따라 움직이는 연속 루프를 형성하고, 이는 둘 이상의 드라이브 벨트 풀리(454A)에 의해 수평 운동 어셈블리(90)의 단부에서 지지된다. 도 12B는 4개의 드라이브 벨트 풀리(454A)를 갖는 일 구성을 도시한다. 일 실시예에서, 수평 로봇 액츄에이터(367)는 드라이브 벨트 풀리(454A)의 하나에 부착되고 이에 의해 풀리(454A)의 회전 운동은 수직 운동 어 셈블리(95)에 부착된 슬레드 마운트(451) 및 드라이브 벨트(440)가 수평 선형 슬라이드 어셈블리(468)을 따라 움직이게 할 것이다. 일 실시예에서, 수평 로봇 액츄에이터(367)는 직접적인 드라이브 선형 브러쉬없는 보조모터(direct drive linear brushless servomotor)이고, 이는 수평 선형 슬라이드 어셈블리(468)에 대해 로봇을 이동시키도록 이루어진다.
인클로저(460)는 대체로 베이스(464), 하나 이상의 외부벽(463) 및 인클로저 상부 플레이트(462)를 포함한다. 인클로저(460)는, 안전 및 오염 감소 이유를 위해, 수평 운동 어셈블리(90)에서 구성요소를 덮고 지지하도록 이루어진다. 기계적 구성요소에 의해 생성되는 입자는 구르거나 슬라이드 하거나 또는 서로 접촉하게 되기 때문에, 기판이 클러스터 툴(10)을 통해 이동하는 동안 수평 운동 어셈블리(90)가 기판 표면을 오염시키지 않는 것을 보장하는 것이 중요하다. 인클로저(460)는, 인클로저(460) 내부에서 생성된 입자가 기판 표면으로 갈 기회를 최소화하는 에워싸인 영역을 형성한다. 미립자 오염은 기구 수득률 및 클러스터 툴의 CoO에 직접 영향을 미친다.
인클로저 상부 플레이트(462)는 다수의 슬롯(471)을 포함하고, 이 슬롯은 수평 선형 슬라이드 어셈블리(468)의 다수의 지지 마운트(452)가 슬레드 마운트(451)에 연결되고 인클로저 상부 플레이트(462)를 통해 연장하도록 한다. 일 태양에서, 슬롯(471)의 폭(y-방향으로의 개구의 크기)은 수평 운동 어셈블리(90)의 외부로 입자가 갈 기회를 최소화하는 크기이다.
인클로저(460)의 베이스(464)는 슬레드 마운트(451) 및 수직 운동 어셈블 리(95)의 중량에 의해 만들어진 로드 및 수직 운동 어셈블리(95)의 이동에 의해 만들어진 로드를 지지하도록 설계된 구조 부재이다. 일 태양에서, 베이스(464)는 다수의 베이스 슬롯(464A)을 추가로 포함하고, 이 슬롯은 수평 운동 어셈블리(90)의 길이를 따라 위치하며 이에 의해 인클로저 상부 플레이트(462)의 슬롯(471)으로 들어오는 에어가 클러스터 툴 베이스(10A)에 형성된 슬롯(10B)의 외부로 그리고 베이스 슬롯(464A)을 통해 인클로저를 빠져나가도록 한다. 클러스터 툴(10)의 일 실시예에서, 클러스터 툴 베이스(10A)는 이용되지 않고 따라서 수평 운동 어셈블리(90) 및 처리 래크는 클러스터 툴(10)이 설치된 영역의 플로어 상에 위치할 수 있다. 일 태양에서, 베이스(464)는 인클로저 지지부(461)의 이용에 의해 클러스터 툴 베이스(10A) 또는 플로어 위에 위치하고 이에 의해 수평 운동 어셈블리(90)를 통해 에어가 유동하도록 제한되지 않고 균일한 유동 경로를 제공한다. 일 태양에서 인클로저 지지부(461)는 종래의 진동 댐퍼(vibration damper)로서 작용하도록 이루어질 수 있다. 한 방향으로 바람직하게 아래로 인클로저(460)를 통해 유동하는 클린룸 주위환경 또는 주위환경 제어 어셈블리(110)에 의해 만들어진 에어 유동은 인클로저(460) 내부에서 생성된 입자가 기판 표면을 향해 갈 가능성을 감소시키는 것을 돕는다. 일 태양에서, 인클로저 상부 플레이트에 형성된 슬롯(471) 및 베이스 슬롯(464A)은 주위환경 제어 어셈블리(110)로부터 유동하는 에어의 부피를 제한하도록 설계되고 이에 의해 적어도 0.1"wg의 압력 강하가 인클로저(460)의 내부 영역에 대한 인클로저 상부 플레이트(462)의 외부 사이에서 얻어진다. 일 태양에서, 인클로저(460)의 중앙 영역(430)은 내부벽(465)의 이용에 의해 수평 운동 어셈블리의 다른 부품으로부터 이 영역을 고립시키도록 형성된다. 내부벽(465)의 추가는 인클로저(460)로 들어가는 에어의 재순환을 최소화시킬 수 있고 에어 유동 흐름 피쳐로서 작용할 수 있다.
도 12A 및 도 13A를 참고하면, 인클로저(460)의 일 태양에서, 드라이브 벨트는 인클로저 상부 플레이트(462)에 형성된 드라이브 벨트 슬롯(472) 및 드라이브 벨트(440) 사이에 작은 갭을 형성하도록 위치한다. 이 구성은 인클로저(460) 내부에서 생성된 입자가 인클로저(460)의 외부로 가는 것을 막는데 유리할 수 있다.
도 12C를 참고하면, 인클로저(460)의 다른 태양에서, 팬 유닛(481)은 베이스(464)에 형성된 베이스 슬롯(464A)을 통해 인클로저(460) 내부로부터 에어를 끌어당기도록 이루어지고 베이스(464)에 부착될 수 있다. 다른 태양에서, 팬 유닛(481)은 필터(482)를 통해 미립자를 함유한 에어를 밀어넣어 입자가 클러스터 툴 베이스(10A) 또는 플로어를 통해 소모되기(아이템 "A"를 보라) 이전에 제거한다. 이 구성에서, 팬 유닛에 포함된 팬(483)은 인클로저(460) 내부에 네거티브 압력을 만들도록 설계되고 이에 의해 인클로저 외부의 에어는 인클로저 안으로 끌어지고 따라서 인클로저(460) 내부에서 생성된 입자가 새어 나갈 가능성을 제한한다. 일 실시예에서, 필터(482)는 HEPA 형태 필터 또는 다른 형태 필터이고, 이는 에어로부터 생성된 미립자를 제거할 수 있다. 일 태양에서, 슬롯(471)의 길이 및 폭, 그리고 팬(483)의 크기는 인클로저(460) 내부 지점 및 인클로저(460) 외부 지점 사이에서 만들어진 압력 강하가 약 0.02인치 오브 워터(inch of water)(~5Pa) 내지 약 1인치 오브 워터(~250Pa)가 되도록 선택된다.
수평 운동 어셈블리의 일 실시예에서, 차폐 벨트(479)는 슬롯(471)을 덮도록 위치하고 이에 의해 수평 운동 어셈블리(90)의 내부에서 생성된 입자가 기판으로 가는 것을 막는다. 이 구성에서, 차폐 벨트(479)는 수평 운동 어셈블리(90)의 길이를 따라가는 연속 루프를 형성하고 이는 슬롯(471)에 위치하여 차폐 벨트(479) 및 인클로저 상부 플레이트(462) 사이에 형성된 개방 구역이 가능한 작게 되도록 한다. 대체로 차폐 벨트(479)는 지지 마운트(452)에 부착되고(예를 들어 결합되거나, 볼트되거나 또는 죄어짐), 이에 의해 수평 운동 어셈블리(90)의 길이를 따라가는 연속 루프를 형성하고 이는 둘 이상의 드라이브 벨트 풀리(미도시)에 의해 수평 운동 어셈블리(90)의 단부에서 지지된다. 도 12C에서 도시된 구성에서, 차폐 벨트(479)는 슬롯(471)의 레벨에서 지지 마운트(452)에 부착될 수 있고(미도시), 연속 루프를 형성하기 위해 베이스(464) 안으로 기계가공된 채널(478)의 수평 운동 어셈블리(90)를 통해 되돌아온다. 따라서, 차폐 벨트(479)는 수평 운동 어셈블리(90)의 내부 영역을 에워싼다.
수직 운동 어셈블리
도 13A-B는 수직 운동 어셈블리(95)의 일 실시예를 도시한다. 도 13A는 설계의 다양한 태양을 도시하는 수직 운동 어셈블리(95)의 평면도이다. 수직 운동 어셈블리(95)는 대체로 수직 지지부(570), 수직 액츄에이터 어셈블리(560), 팬 어셈블리(580), 지지 플레이트(321), 및 수직 인클로저(590)를 포함한다. 수직 지지부(570)는 대체로 슬레드 마운트(451)에 볼트되거나, 용접되거나 또는 장착된 구조 부재이고, 수직 운동 어셈블리(95)에서 나타나는 다양한 구성요소를 지지하도록 이루어진다.
팬 어셈블리(580)는 대체로 팬(582) 및 튜브(581)를 포함하고, 이는 팬(582)과 유체 소통하는 플레넘 영역(plenum region, 584)을 형성한다. 팬(582)은, 예를 들어 회전하는 팬 블레이드, 움직이는 벨로우즈, 움직이는 다이어프램(diaphragm), 또는 움직이는 클로우즈 톨러런스드(close toleranced) 기계 기어와 같은 기계 수단을 이요하여 에어로의 운동을 전달하도록 이루어진다. 팬(582)은, 내부 영역(586) 및 튜브(581)에 형성된 다수의 슬롯(585)과 유체 소통하는 플레넘 영역(584)에서 네거티브 압력을 만듦에 의해 인클로저(590)의 외부에 대해 인클로저(590)의 내부 영역(586)에서 네거티브 압력을 이끌어내도록 이루어진다. 일 태양에서, 둥글거나, 타원형이거나 또는 지사각형일 수 있는 슬롯(585)의 수, 크기 및 분포는 수직 운동 어셈블리(95)의 모든 영역으로부터 에어를 균등하게 끌어내도록 설계된다. 일 태양에서, 내부 영역(586)은, 시스템 제어기(101)를 구비한 수직 운동 어셈블리(95) 구성요소 중의 구성요소 및 다양한 로봇 하드웨어 어셈블리(85) 사이에서 신호를 전달하도록 이용되는 다수의 케이블(미도시)를 수용하도록 이루어질 수도 있다. 일 태양에서, 팬(582)은 내부 영역(586)으로부터 제거된 에어를 수평 운동 어셈블리(90)의 중앙 영역(430)으로 전달하도록 이루어지고, 여기서 베이스 슬롯(464A)을 통해 수평 운동 어셈블리(90)로부터 에어가 배출된다.
수직 액츄에이터 어셈블리(560)는, 대체로 수직 모터(507)(도 12A 및 13B), 풀리 어셈블리(576)(도 13B), 및 수직 슬라이드 어셈블리(577)를 포함한다. 수직 슬라이드 어셈블리(577)는, 풀리 어셈블리(576)의 운동 블록(572) 및 수직 지지부(570)에 부착된 베어링 블록(573) 및 선형 레일(574)을 대체로 포함한다. 수직 슬라이드 어셈블리(577)는 로봇 하드웨어 어셈블리(85)의 매끄럽고 정확한 이동을 안내하고 제공하도록 이루어지고, 수직 운동 어셈블리(95)의 길이를 따라 로봇 하드웨어 어셈블리(85)의 이동에 의해 만들어지는 중량 로드를 지지하도록 이루어진다. 선형 레일(574) 및 베어링 블록(573)은 선형 볼 베어링 슬라이드, 정확한 샤프트 안내 시스템, 또는 종래의 선형 안내부일 수 있고, 이는 이 기술분야에서 잘 알려져 있다. 일반적인 선형 볼 베어링 슬라이드, 정확한 샤프트 안내 시스템, 또는 종래의 선형 안내부는 SKF USA Inc., 또는 the Daedal Division of Parker Hannifin Corporation of Irwin, PA로부터 구입 가능하다.
도 13A 및 13B를 참고하면, 풀리 어셈블리(576)는 대체로 드라이브 벨트(571), 운동 블록(572) 및 둘 이상의 풀리(575)(예를 들어 요소 575A 및 575B)를 포함하고 이는 수직 지지부(570) 및 수직 모터(507)에 회전식으로 부착되어 있으며, 이에 의해 지지 플레이트(예를 들어 도 13B에서 요소 321A-321B) 및 로봇 하드웨어 어셈블리(85)는 수직 운동 어셈블리(95)의 길이를 따라 위치할 수 있다. 대체로 드라이브 벨트(571)는 운동 블록(572)에 부착되고(예를 들어 결합되거나, 볼트되거나 또는 죄어짐) 이에 의해 수직 운동 어셈블리(95)의 길이를 따라가는 연속 루프를 형성하며 둘 이상의 드라이브 벨트 풀리(575)(예를 들어 요소 575A, 575B)에 의해 수직 운동 어셈블리(95)의 단부에서 지지된다. 도 13B는 두 개의 드라이브 벨트 풀리(575A-B)를 갖는 일 구성을 도시한다. 일 태양에서, 수직 모터(507) 는 드라이브 벨트 풀리(575B)의 하나에 부착되고 이에 의해 풀리(575B)의 회전 운동은 드라이브 벨트(571) 및 지지 플레이트, 및 로봇 하드웨어 어셈블리(85)가 수직 선형 슬라이드 어셈블리(577)를 따라 이동하게 할 것이다. 일 실시예에서, 수직 모터(507)는 직접 드라이브 선형 브러쉬없는 보조모터이고, 이는 수직 슬라이드 어셈블리(577)에 대해 로봇 하드웨어 어셈블리(85)가 이동하도록 이루어지고, 따라서 드라이브 벨트(571) 및 둘 이상의 풀리(575)는 필요하지 않다.
수직 인클로저(590)는 대체로 하나 이상의 외부벽(591) 및 인클로저 상부(592)(도 9A) 및 슬롯(593)(도 9A, 12A, 및 13A)을 포함한다. 수직 인클로저(590)는 안전 및 오염 감소를 이유로 수직 운동 어셈블리(95)의 구성요소를 덮도록 이루어진다. 일 태양에서, 수직 인클로저(590)는 수직 지지부(570)에 의해 지지되고 부착된다. 구르거나, 슬라이드 하거나 서로 접촉하게 되는 입자가 기계 구성요소에 의해 생성되기 때문에, 수직 운동 어셈블리(95)의 구성요소가 기판이 클러스터 툴(10)을 통해 이동하는 동안 기판을 오염시키지 않는 것을 보장하는 것이 중요하다. 따라서, 인클로저(590)는, 인클로저(590) 내부에서 생성된 입자가 기판 표면을 향해 갈 기회를 최소화하는 에워싸인 영역을 형성한다. 미립자 오염은 기구 수득률 및 클러스터 툴의 CoO에 직접 영향을 미친다. 따라서, 일 태양에서, 슬롯(593)의 크기(즉, 길이 및 폭) 및/또는 팬(582)의 크기(예를 들어 유동 속도)는, 수직 운동 어셈블리(95)로부터 나갈 수 있는 입자의 수가 최소화되도록 구성된다. 일 태양에서, 슬롯(593)의 길이(z-방향) 및 폭(x-방향) 그리고 팬(582)의 크기는, 내부 영역(586) 및 외부벽(591)의 외부 지점 사이에서 만들어진 압력 강하가 약 0.02인치 오브 워터(~5Pa) 내지 약 1인치 오브 워터(~250Pa)이다. 일 태양에서, 슬롯(593)의 폭은 약 0.25인치 내지 약 6인치이다.
여기서 설명된 실시예는, 가장 낮은 위치의 수직 위치에 도달하도록 다시 원위치로 자체적으로(back into itself) 접히거나, 단축되거나 또는 수축해야 하는 구성요소에 의해 로봇 구성요소를 리프트하도록 이루어진 종래 기술 설계를 넘는 장점을 대체로 가진다. 로봇의 가장 낮은 위치는 다시 원위치로 자체적으로 접히거나, 단축되거나 또는 수축해야 하는 수직 운동 구성요소의 크기 및 배향에 의해 제한되기 때문에 문제가 되고, 이는 수직 운동 구성요소의 충돌 때문이다. 종래 기술의 수직 구성요소의 위치는, 이것이 더 이상 수축될 수 없을 때, "데드 스페이스(dead space)" 또는 "솔리드 하이트(solid height)"라고 불리고, 이는 가장 낮은 로봇 위치가 수축된 구성요소의 높이에 의해 제한받기 때문이다. 대체로, 여기서 설명된 실시예는 이러한 문제점을 피하는데, 왜냐하면 하나 이상의 이동 로봇 어셈블리(86)의 바닥부는 수직 운동 어셈블리(95)의 구성요소에 의해 아래에서 지지받지 못하고 따라서 가장 낮은 위치는 오직 로봇 하드웨어 어셈블리(85) 구성요소의 크기 및 선형 레일(574)의 길이에 의해서만 제한되기 때문이다. 일 실시예에서, 도 13A-13B에서 도시된 것처럼, 로봇 어셈블리는 수직 슬라이드 어셈블리(577)에 장착된 지지 플레이트(321)에 의해 캔틸레버 방식(cantilever fashion)으로 지지된다. 도 10C-10E에서 도시된 것과 같이 로봇 하드웨어 어셈블리(85)의 구성요소 및 지지 플레이트(321)의 구성은 여기서 설명된 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니고, 로봇 하드웨어 어셈블리(85) 및 지지 플레이트(321)의 배향은 수직 운동 어 셈블리(95)의 원하는 수직 스트로크(stroke) 및/또는 원하는 구조적 단단함을 이루도록 이루어질 수 있다.
또한, 여기서 설명된 수직 운동 어셈블리(95)의 실시예는 자체적으로 다시 접히거나, 단축되거나 또는 수축되어야 하는 것과 같은 종래 기술의 이동 설계를 넘는 장점을 가지는데, 이는 수직 슬라이드 어셈블리(577)를 따라 강제된 운동에 의해 로봇 하드웨어(85) 운동의 향상된 정확성 및/또는 정밀성 때문이다. 따라서, 본 발명의 일 태양에서, 로봇 하드웨어 어셈블리의 운동은 단단한 부재(예를 들어 수직 슬라이드 어셈블리(577))에 의해 안내되고, 이는 구성요소가 수직 운동 어셈블리(95)의 길이를 따라 이동할 때 구성요소에 구조적 단단함 및 위치 정확성을 제공한다.
이중 수평 운동 어셈블리 구성
도 14A는 로봇 어셈블리(11)의 일 실시예를 도시하고, 이는 도 1-6에서 도시된 하나 이상의 로봇 어셈블리(11A-H)와 같이 이용될 수 있는 두 개의 수평 운동 어셈블리(90)를 이용한다. 이 구성에서, 로봇 어셈블리(11)는 대체로 로봇 하드웨어 어셈블리(85), 수직 운동 어셈블리(95) 및 두 개의 수평 운동 어셈블리(90)(예를 들어 요소 90A, 90B)를 포함한다. 따라서, 기판은 시스템 제어기(101)에 의해 보내진 명령으로부터, 로봇 하드웨어 어셈블리(85), 수직 로봇 어셈블리(95) 및 수평 로봇 어셈블리(90A-B)의 상호 운동에 의해 어떠한 원하는 x, y 및 z 방향으로 위치할 수 있다. 이 구성의 일 장점은, 이동 방향(x-방향)을 따라 수직 운동 어셈 블리(95)의 동적 운동 동안 로봇 어셈블리(11) 구조의 강성도가 이동 및 향상된 기판 처리 시간 동안 더 높은 가속으로 향상될 수 있다는 것이다.
일 태양에서, 수직 운동 어셈블리(95), 상부 수평 운동 어셈블리(90B) 및 하부 수평 운동 어셈블리(90A)에서 발견되는 구성요소는, 상기에서 설명된 것과 동일한 기본 구성요소를 포함하고, 따라서 유사한 번호가 적절하게 사용될 것이다. 일 태양에서, 수직 운동 어셈블리(95)는, 수평 운동 어셈블리(90A, 90B)의 각각에 보유된 운동 어셈블리(442)를 이용하여 x-방향을 따라 위치한 상부 슬레드 마운트(451B) 및 하부 슬레드 마운트(451A)에 연결된다. 로봇 어셈블리(11)의 다른 실시예에서, 하나의 수평 운동 어셈블리(예를 들어 요소 90A) 및 다른 수평 운동 어셈블리(예를 들어 요소 90B)에 장착된 단일 운동 어셈블리(442)는 수직 운동 어셈블리(95)의 일단부를 안내하는 지지부로서 작용한다.
기판 그룹화
소유 비용(CoO)을 감소시키고 시장에서 더욱 경쟁적이 되기 위한 노력으로, 전자 기구 제작자는 처리 순서 및 챔버 처리 시간을 최적화하는데 많은 시간을 소비하고, 이에 의해 가능한 주어진 클러스터 툴 아키텍처 제한 및 챔버 처리 시간을 통해 가장 뛰어난 기판을 얻는다. 많은 처리 단계를 가지고 짧은 챔버 처리 시간을 갖는 처리 순서에서, 기판을 처리하는데 걸리는 시간의 중요한 부분은 다양한 챔버들 사이의 클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 과정이 차지한다. 클러스터 툴(10)의 일 실시예에서, CoO는 기판을 그룹화하고 둘 이상의 그룹으로 기판을 이 동시키고 처리함에 의해 감소된다. 따라서, 이러한 평행한 처리 형태는 시스템 처리량을 증가시키고 로봇 운직임의 수를 감소시키며 처리 챔버들 사이에서 기판의 배치(batch)를 이동시킬 수 있게 해야 하며, 따라서 로봇에서의 마멸을 감소시키고 시스템 신뢰도를 증가시킨다.
클러스터 툴(10)의 일 실시예에서, 전단부 로봇 어셈블리(15), 로봇 어셈블리(11)(예를 들어 요소 11A, 11B 등, 도 1-6) 및/또는 후방 로봇 어셈블리(40)는 둘 이상의 그룹으로 기판을 이동시키도록 이루어질 수 있고, 이에 의해 기판을 평행하게 처리함에 의해 시스템 처리량을 향상시킨다. 예를 들면, 일 태양에서, 로봇 하드웨어 어셈블리(85)는 다수의 독립적으로 제어 가능한 이동 로봇 어셈블리(86A, 86B)(도 10B)를 가지고, 이는 다수의 처리 챔버들로부터 하나 이상의 기판을 픽업하고 이후 다수의 이후의 처리 챔버들로 기판을 이동시키고 놓는데 이용된다. 다른 태양에서, 각각의 이동 로봇 어셈블리(86)(예를 들어 86A 또는 86B)는 개별적으로 다수의 기판을 픽업하고, 이동시키고, 내려놓도록 이루어진다. 이 경우에, 예를 들면, 두 개의 이동 로봇 어셈블리(86)를 갖는 로봇 하드웨어 어셈블리(85)는 제 1 블레이드(87A)를 이용하여 제 1 처리 챔버로부터 기판 "W"을 픽업하도록 이루어질 수 있고 이후 제 2 처리 챔버로 이동시켜 제 2 블레이드(87B)를 이용하여 기판을 픽업하며, 이에 의해 이는 그룹으로 이동되고 내려놓을 수 있다.
도 15A에서 도시된 것처럼, 로봇 어셈블리(11)의 일 실시예에서, 로봇 하드웨어 어셈블리(85)는 두 개의 로봇 하드웨어 어셈블리(85)(예를 들어 요소 85A, 85B)를 포함하고, 이는 적어도 하나의 로봇 어셈블리(86)를 가지며, 이는 원하는 거리 또는 피치만큼 이격되어 있고(요소 "A") 두 개의 다른 처리 챔버들로부터 동시에 기판을 픽업하거나 또는 내려놓도록 이루어진다. 두 개의 로봇 하드웨어 어셈블리(85) 사이의 간격 또는 피치 A는 처리 래크 중 하나에 장착된 두 개의 처리 챔버들 사이의 간격에 대응하도록 구성될 수 있고, 따라서 로봇 어셈블리(11)가 동시에 즉시 두 개의 처리 챔버에 접근하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이 구성은, 그룹으로 둘 이상의 기판을 이동시킬 수 있음에 의해, 기판 처리량 및 클러스터 툴 신뢰도를 향상시킨다는 특별한 장점을 가진다.
로봇 블레이드 하드웨어 구성
도 16A-16D는 로봇 블레이드 어셈블리(900)의 일 실시예를 도시하고, 이는 기판이 로봇 어셈블리(11)를 이용하여 클러스터 툴(10)을 통해 이동되는 동안 기판 "W"을 보유하고 지지하기 위해 여기서 설명된 실시예의 일부와 함께 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 로봇 블레이드 어셈블리(9000)는 블레이드(87)를 대체하도록 이루어질 수 있고, 따라서 블레이드 베이스(901)에 형성된 연결 지점(요소 "CP")에서 도 10A-10E에서 도시된 제 1 풀리 시스템(355) 또는 제 2 풀리 시스템(361) 구성요소에 결합될 수 있다. 발명의 로봇 블레이드 어셈블리(900)는 기판 "W"을 지지하거나 "잡거나" 또는 제한하도록 이루어지고, 이에 의해 이동 과정 동안 기판이 겪는 가속은 기판 위치를 로봇 블레이드 어셈블리(900) 상의 공지된 위치로부터 움직이지 않게 할 것이다. 이동 과정 동안 기판의 이동은 입자를 생성시키고 로봇에 의해 기판 위치 정확도 및 반복성을 감소시킬 것이다. 최악의 경우에, 가속은 로 봇 블레이드 어셈블리(900)에 의해 기판을 떨어뜨리게 할 수 있다.
기판이 겪는 가속은 3개의 구성요소로 분리될 수 있다: 수평 방사방향 가속 구성요소, 수평 축방향 가속 구성요소, 수직 가속 구성요소. 기판이 겪는 가속은, 기판이 클러스터 툴(10)을 통한 기판 이동 동안 X, Y 및 Z 방향으로 가속되거나 감속됨에 따라 생성된다. 도 16A를 참고하면, 수평 방사방향 가속 구성요소 및 수평 축방향 가속 구성요소는 각각 힘(FA 및 FR)로 도시된다. 이 힘은 기판의 질량에 기판의 가속을 곱한 값에서 기판 및 로봇 블레이드 어셈블리(900) 구성요소 사이에서 발생하는 어떠한 마찰력을 뺀 값과 관련된다. 상기에서 설명된 실시예에서, 방사 방향 가속은 기판이 이동 로봇 어셈블리(86)에 의해 위치로 회전될 때 대체로 발생되고 양 방향으로(즉, +Y 또는 -Y 방향) 작용할 수 있다. 축방향 가속은 기판이 수평 운동 어셈블리(90)에 의해 및/또는 이동 로봇 어셈블리(86)의 운동에 의해 X-방향으로 위치할 때 대체로 발생되고 양 방향으로 작용할 수 있다(즉, +X 또는 -X 방향). 수직 방향 가속은 기판이 수직 운동 어셈블리(95)에 의해 Z-방향으로 위치할 때 대체로 발생되고, 양 방향으로(즉, +Z 또는 -Z 방향) 작용할 수 있거나 또는 캔틸레버 유발된 구조적 진동으로 작용할 수 있다.
도 16A는 기판 "W"을 지지하도록 이루어진 로봇 블레이드 어셈블리(900)의 일 실시예의 개략 평면도이다. 로봇 블레이드 어셈블리(900)는 블레이드 베이스(901), 액츄에이터(910), 브레이크 메커니즘(920), 위치 센서(930), 클램프 어셈블리(905), 하나 이상의 반응 부재(908)(예를 들어 하나가 도시됨), 및 하나 이상 의 기판 지지 구성요소(909)를 대체로 포함한다. 클램프 어셈블리(clamp assembly, 905)는 클램프 플레이트(906) 상에 장착된 하나 이상의 접촉 부재(907)(즉, 도 16A에서 도시된 두 개의 접촉 부재) 또는 클램프 플레이트(906)를 대체로 포함한다. 클램프 플레이트(906), 접촉 부재(907), 반응 부재(908) 및 블레이드 베이스(901)는 금속(예를 들어 알루미늄, 니켈 코팅된 알루미늄, SST), 세라믹 물질(예를 들어 실리콘 카바이드), 또는 플라스틱 물질로 만들어질 수 있고, 이는 이동 과정 동안 로봇 블레이드 어셈블리(900)가 경험하는 가속(예를 들어 10-30m/s2)을 신뢰성 있게 견딜 수 있을 것이고 기판과의 상호작용에 의해 입자를 생성하거나 끌어당기지 않을 것이다. 도 16B는 도 16A에서 도시된 로봇 블레이드 어셈블리(900)의 측면 개략 단면도이고, 이는 로봇 블레이드 어셈블리(900)의 중심을 통해 분할된다. 명확성을 위해 도 16B의 단면 평면 뒤에 위치한 구성요소는, 브레이크 어셈블리(930)가 이 도에서 나타나는 동안 남겨져 있다(left out)(예를 들어 접촉 부재 907).
도 16A 및 16B를 참고하면, 사용시 기판 "W"은, 클램프 어셈블리(905)의 접촉 부재(907)를 통해 액츄에이터(910)에 의해 기판 "W"으로 전달되는 지지력에 의해 반응 부재(908)의 보유 표면(908B)에 대해 프레스된다. 일 태양에서, 접촉 부재(907)는 보유 표면(908B)에 대해 기판 "W"의 에지 "E"를 가압하고 접촉하도록 이루어진다. 일 태양에서, 지지력은 약 0.01 내지 약 3 킬로그램 힘(kgf)일 수 있다. 일 실시예에서, 도 16A에서 도시된 것처럼, 접촉 부재(907)를 각거리 "A"로 떨어져서 분포시키는 것이 바람직하고, 이에 의해 기판이 로봇 어셈블리(11)에 의해 이동될 때 축방향 및 방사방향 지지력을 기판에 제공한다.
로봇 블레이드 어셈블리(900)를 이용하여 클러스터 툴(10)을 통해 신뢰성 있게 이동될 수 있도록 기판을 제한하는 공정은, 완료시까지 3개의 단계를 대체로 필요로 할 것이다. 이하에서 설명된 하나 이상의 단계는 여기서 설명된 본 발명의 기본 범위를 변경시키지 아니한 채 동시에 또는 순차적으로 완료될 수 있다. 기판을 픽업하는 공정의 시작 이전에, 클램프 어셈블리(905)는 +X 방향(미도시)으로 수축된다. 기판이 기판 지지 구성요소(예를 들어 도 11A-11I에서 요소 532A, 도 2A, 3A 등에서의 소통 위치(9A-H))로부터 픽업될 때 제 1 단계가 시작되고, 이에 의해 기판은 각각 기판 지지 구성요소(909) 및 반응 부재(908) 상의 기판 지지면(908A, 909A) 상에 놓인다. 다음으로, 기판이 반응 부재(908) 및 클램프 어셈블리(905)의 접촉 부재(907)를 통해 액츄에이터(910)에 의해 기판"W"으로 전달되는 지지력(F1)에 의해 로봇 블레이드 어셈블리(900) 상에서 제한될 때까지, 클램프 어셈블리(905)가 -X 방향으로 이동된다. 마지막 단계에서, 클램프 어셈블리(905)는 브레이크 메커니즘(920)에 의해 위치에서 지지되거나 또는 "고정(locked)"되고 이에 의해 이동 처리 과정 동안 기판의 가속이 지지력(F1)을 상당히 변경시키는 것을 막고 따라서 지지면에 대해 기판을 이동을 시킨다. 브레이크 메커니즘(920)이 클러스터 툴(10)를 제한한 이후, 기판은 클러스터 툴(10)에서 다른 지점으로 이동될 수 있다. 기판을 기판 지지 구성요소에 놓기 위해, 상기에서 설명된 단계가 역으로 완료될 수 있다.
로봇 블레이드 어셈블리(900)의 일 태양에서, 브레이크 메커니즘(920)은 이동 과정 동안 적어도 한 방향(예를 들어 +X 방향)으로 클램프 어셈블리(905)의 이동을 제한하도록 이루어진다. 클램프 어셈블리(905)에 의해 공급되는 지지력(F1)과 반대 방향으로 클램프 어셈블리(905)의 운동을 제한하는 능력은, 수평 축방향 가속이 지지력을 상당히 감소시키게 하는 것을 막을 것이고 따라서 기판은 주위를 돌게 될 것이며 이는 입자를 생성할 수 있으며, 또는 이동 과정 동안 블레이드 어셈블리(9000)에 의해 떨어지는 것을 막을 것이다. 다른 태양에서, 브레이크 메커니즘(920)은 적어도 두 방향(예를 들어 +X 및 -X 방향)으로 클램프 어셈블리(905)의 이동을 제한하도록 이루어진다. 이러한 구성에서, 지지력(F1) 방향에 평행한 방향으로 클램프 어셈블리의 이동을 제한하는 능력은, 수평 축방향 가속이, 기판 파손 또는 칩핑(chipping)을 일으킬 수 있는 지지력을 상당히 증가시키는 것을 막고, 또는 입자를 생성하거나 또는 기판이 떨어지는 것을 일으킬 수 있는 지지력이 상당히 감소하는 것을 막는다. 또 다른 실시예에서, 브레이크 메커니즘(905)은, 기판의 이동을 막거나 최소화하도록 클램프 어셈블리(905)의 모든 6 자유도(all six degree of freedom)를 제한하도록 이루어진다. 원하는 방향으로 클램프 어셈블리(905)의 이동을 제한하는 능력은, 클램프 어셈블리(905)의 운동을 제한하도록 이루어진 구성요소를 이용함에 의해 수행될 수 있다. 클램프 어셈블리(905)의 움직임을 제한하는데 이용될 수 있는 일반적인 구성요소는 종래의 래칭(latching) 메커니즘(예를 들어 도어 래치 형태 메커니즘) 또는 다른 유사한 기구를 포함할 수 있다. 일 태양에서, 클램프 어셈블리(905) 움직임은 메커니즘에 의해 제한되는데, 이 메커니즘은 이하에서 설명되는 대향 브레이크 어셈블리(920A)와 같은 제한력(도 16A에서 요소 F2)을 가한다.
일 실시예에서, 위치 센서(930)는 클램프 어셈블리(905)의 위치를 감지하는데 이용되고, 이에 의해 제어기(101)는 이동 과정 동안 어느 시간에서든지 블레이드 어셈블리(900)의 상태를 결정할 수 있다. 일 태양에서, 위치 센서(930)는 블레이드 어셈블리(900) 상에 기판이 위치하지 않는다는 것 또는 액츄에이터(910)에 의해 전달되는 힘으로부터 클램프 플레이트(906)의 위치에 의해 -X 방향으로 클램프 플레이트(906)가 멀리 이동하는 것을 나타냄에 의해 기판이 지지면(요소 908A 및 909A) 상에 잘못 위치한 것을 감지하도록 이루어진다. 유사하게, 위치 센서(930) 및 제어기(101)는, 기판이 존재할 때 상응하는 수용 가능한 위치의 범위 내에 클램프 플레이트(906) 위치가 있음을 나타냄에 의해 기판이 존재하는지 감지하도록 이루어질 수 있다. 일 태양에서, 위치 센서(930)는 원하는 지점에 위치한 다수의 광학 위치 센서, 선형 가변성 변위 변환기(linear variable displacement transducer, LVDT) 또는 다른 상당한 위치 감지 기구로 이루어지고, 이는 클램프 플레이트(906)의 수용 가능한 위치 및 수용 불가능한 위치를 구별하는데 이용될 수 있다.
도 16C는 블레이드 어셈블리(요소 900A)의 일 실시예의 평면도를 개략적으로 도시하고, 이 어셈블리는 대향 브레이크 어셈블리(920A)를 가지며, 이 브레이크 어셈블리는 도 16A에서 브레이크 어셈블리(920)의 개략적 표시를 대신한다. 대향 브레이크 어셈블리(920A)는 기판 이동 과정 동안 클램프 플레이트(906)의 위치를 제 한하도록 이루어진다. 도 16C에서 도시된 실시예는 도 16A-B에서 도시된 구성과 유사하나, 대향 브레이크 어셈블리(920A), 액츄에이터 어셈블리(910A) 및 다양한 지지 구성요소를 추가하였다는 점이 다르며, 명확성을 위해 유사한 요소 번호가 적절하게 이용되었다. 로봇 블레이드 어셈블리(900A)의 실시예는 블레이드 베이스(901), 액츄에이터 어셈블리(910A), 대향 브레이크 메커니즘(920A), 위치 센서(930), 클램프 어셈블리(905), 반응 부재(908) 및 기판 지지 구성요소(909)를 대체로 포함한다. 일 실시예에서, 클램프 플레이트(906)는, 원하는 방향(예를 들어 x-방향)으로 클램프 플레이트(906)의 운동을 정렬하고 제한하도록 블레이드 베이스(901)에 부착된 선형 슬라이드(미도시) 상에 장착된다.
일 실시예에서, 액츄에이터 어셈블리(910A)는 액츄에이터(911), 액츄에이터 결합 샤프트(911A), 결합 부재(912), 안내 어셈블리(914), 연결 부재(915), 및 연결 부재(915)를 통해 클램프 플레이트(906) 및 결합 부재(912)에 연결되는 연결 플레이트(916)를 포함한다. 결합 부재(912)는 종래의 결합 조인트 또는 "플로팅 조인트(floating joint)"일 수 있고, 이는 다양한 운동 제어 구성요소를 서로 연결시키는데 공통적으로 이용된다. 일 실시예에서, 연결 플레이트(916)는 액츄에이터(911)의 액츄에이터 결합 샤프트(911A)에 직접 연결된다. 안내 어셈블리(914)는 선형 슬라이드 어셈블리 또는 볼 베어링 슬라이드일 수 있고, 이는 연결 플레이트(916)에 연결되어 연결 플레이트 및 클램프 플레이트(906)의 운동을 정렬시키고 안내한다. 액츄에이터(911)는, 결합 샤프트(911A), 결합 부재(912), 연결 부재(915) 및 연결 플레이트(916)를 이동시킴에 의해 클램프 플레이트(906)를 위치시 키도록 이루어진다. 일 태양에서, 액츄에이터(911)는 에어 실린더, 선형 모터, 또는 다른 상당한 위치시키고 힘을 전달하는 기구이다.
일 실시예에서, 대향 브레이크 어셈블리(920A)는 브레이크 접촉 부재(922)에 결합되고 블레이드 베이스(901)에 연결된 액츄에이터를 포함한다. 이 구성에서, 대향 브레이크 어셈블리(921A)는 대향 브레이크 어셈블리(920A)에 의해 생성되는 제한력(F2)에 의해 클램프 플레이트(906)를 제한하거나 또는 "고정"시키도록 이루어진다. 일 실시예에서, 액츄에이터(921)가 연결 플레이트(916)에 대해 브레이크 접촉 부재(922)를 가압할 때(요소 F3), 제한력(F2)이 연결 플레이트(916) 및 브레이크 접촉 부재(922) 사이에 형성된 마찰력에 의해 생성된다. 이 구성에서 안내 어셈블리(914)는 액츄에이터(921)에 의해 전달되는 브레이크힘(F3)으로부터 생성되는 측부 로드를 수용하도록 설계된다. 클램프 플레이트(906)를 지지하는 생성된 제한력(F2)은, 브레이크힘(F3)에 브레이크 접촉 부재(922) 및 연결 플레이트(916) 사이에서 발생하는 정적 마찰 계수를 곱한 값과 동일하다. 액츄에이터(921)의 크기, 브레이크 접촉 부재(922) 및 연결 플레이트(916) 물질, 및 표면 피니쉬(finish)의 선택은, 생성된 제한력이 이동 과정 동안 기판의 가속 동안 발생하는 어떤 힘보다 항상 큰 것을 보장하도록 최적화될 수 있다. 일 태양에서, 발생된 제한력(F2)은 약 0.5 내지 약 3.5 킬로그램-힘(kgf)의 범위에 있다. 일 태양에서, 브레이크 접촉 부재(922)는, 폴리우레탄, 에틸렌-프로필렌 고무(EPDM), 천연 고무, 부틸 고무 또는 다른 적절한 폴리머릭(polymeric) 물질과 같은 고무 또는 폴리머릭 물질로 만들어질 수 있고, 연결 플레이트(916)는 알루미늄 합금 또는 스테인리스강 합금으로 만들어진다. 일 태양에서, 도시되지는 않았으나, 액츄에이터(911)의 결합 샤프트(911A)는 클램프 플레이트(906)에 직접 결합되고, 대향 브레이크 어셈블리(920A)의 브레이크 접촉 부재(922)는 결합 샤프트(911A) 또는 클램프 플레이트와 접촉하도록 이루어지고 이에 의해 이의 운동을 막는다.
도 16D는 블레이드 어셈블리(900A)의 일 실시예의 평면도를 개략적으로 도시하고, 이 블레이드 어셈블리는 도 16C에서 도시된 것과 대향 브레이크 어셈블리(920A)의 다른 구성을 가진다. 이 구성에서, 대향 브레이크 어셈블리(920A)는, 일단부에서 브레이크 접촉 부재(922)에 연결되는 레어 아암(923), 레버 아암의 타단부에서 액츄에이터(921), 및 레버 아암의 양단부 사이의 일정한 위치에 위치한 피봇 지점 "P"을 포함한다. 일 태양에서, 피봇 지점은 블레이드 베이스(901)에 연결되고 레버 아암(923)을 지지하도록 이루어지며, 브레이크 접촉 부재(922)로서 액츄에이터(921)로부터 레버 아암(923)으로 공급되는 힘(F4)은 연결 플레이트(916)에 대해 가압된다. 이 구성에서, 피봇 지점 "P"을 전략적으로 위치시킴에 의해 기계적 장점이 레버 아암(923)의 이용에 의해 발생될 수 있고, 이 레버 아암은 브레이크힘(F3) 및 제한력(F2)을 공급하는데 이용될 수 있으며, 제한력은 액츄에이터(921)의 구성요소를 생성하는 힘과 직접 접촉함에 의해 얻어지는 힘을 초과한다.
도 16D는 블레이드 어셈블리(900A)의 일 실시예를 도시하고, 이 블레이드 어셈블리는 블레이드 어셈블리(900A) 상에 기판의 존재 또는 부존재를 감지하는 것을 돕도록 클램프 플레이트(906) 및 연결 부재(915) 사이에 위치한 순응 부재(917)를 포함한다. 순응 부재는 위치 센서(930) 및 제어기(101)와 함께 이용되는 추가적인 자유도를 대체로 부가하고, 이에 의해 제한력(F2)이 연결 플레이트(916)에 가해지는 경우에 블레이드 어셈블리(900A) 상에 기판이 존재하는지 부존재하는지 감지한다. 다른 자유도가 블레이드 어셈블리(900A)에 존재하지 않는다면, 클램프 플레이트(906)가 움직이는 것을 막는 제한력(F2)은 위치 센서(930) 및 제어기(101)가 기판 이동 과정 동안 또는 이전에 기판의 이동 또는 상실을 감지하는 것을 막거나 방해한다.
따라서, 일 실시예에서, 액츄에이터 어셈블리(910A)는, 액츄에이터(911), 액츄에이터 결합 샤프트(911A), 결합 부재(912), 안내 어셈블리(914), 연결 부재(915), 순응 부재(917), 클램프 플레이트 안내 어셈블리(918), 및 연결 부재(915) 및 순응 부재(917)를 통해 클램프 플레이트(906)에 그리고 결합 부재(912)에 연결된 연결 플레이트(916)를 대체로 포함한다. 클램프 플레이트 안내 어셈블리(918)는 종래의 선형 슬라이드 어셈블리 또는 볼 베어링 슬라이드이고, 이는 움직임을 정렬하고 안내하도록 클램프 플레이트(906)에 연결된다.
순응 부재(917)는 스프링, 굴곡부(flexure) 또는 다른 유사한 기구와 같은 가요성 구성요소가 일반적이고, 이는 기판이 이동하거나 "상실(lost)" 될 때 위치 센서(930)에 의해 신뢰성 있게 측정될 수 있는 양으로 클램프 플레이트(906)를 움직이게 하는 지지력(F1)을 가하는 동안의 편향에 의해 생성되는 잠재 에너지의 방출시 충분한 힘을 전달할 수 있다. 일 태양에서, 순응 부재(917)는 스프링이고, 이는 지지력(F1)이 기판에 가해질 때 "솔리드 하이트"에 스프링이 도달하기에 충분 히 낮은 스프링률(spring rate)을 갖는다. 다른 태양에서, 연결 부재(915), 순응 부재(917) 및 클램프 플레이트(906)는, 지지력(F1)이 가해질 때 연결 부재(915)가 클램프 플레이트(906)와 접하게 되거나 또는 그 위에서 바닥에 이르게 되도록(bottom out) 설계된다. 이러한 형태의 구성의 일 장점은, 이동 과정 동안 지지력(F1)이 변하는 것을 막는다는 점인데, 왜냐하면 순응 부재(917)는 이동 과정 동안 기판이 겪는 가속에 의해 더 편향될 수 없기 때문이고, 이는 생성된 입자의 수를 감소시킬 것이고 기판의 상실을 막을 것이다.
이하의 단계는, 제한력(F2)이 연결 플레이트(916)에 가해진 이후 순응 부재(917)가 블레이드 어셈블리(900A) 상의 기판의 존재를 감지하는데 어떻게 이용될 수 있는지의 예시를 도시하려는 것이다. 제 1 단계에서, 액츄에이터(911)는, 연결 부재(915) 및 클램프 플레이트(906) 사이의 갭 "G"이 수축하게 하는 양으로 순응 부재(917)를 편향시키는 반응 부재(908) 및 클램프 어셈블리(905)의 연결 부재(907)를 통해 기판에 지지력(F1)을 가한다. 이후, 제어기(101)는, 클램프 플레이트(906)가 위치 센서(930)로부터 받은 정보를 나타내고 모니터링 함에 의해 수용 가능한 위치에 있는 것을 보장하도록 확인한다. 기판이 감지되고 블레이드 어셈블리(900A) 상의 원하는 위치에 있다면, 제한력(F2)이 지지력(F1)방향과 평행한 방향으로의 움직임을 제한하도록 연결 플레이트(916)에 가해진다. 이후, 기판이 이동하고 및/또는 "놓쳐지게(un-gripped)"되면, 지지력(F1)을 가하는 동안의 편향에 의해, 순응 부재(917)에서 생성되는 잠재 에너지는 클램프 플레이트(906)가 제한된 연결 플레이트(916)로부터 멀리 이동하게 할 것이고, 이후 이는 위치 센서(930) 및 제어기(101)에 의해 감지된다. 위치 센서(930)에 의해 나타나는 클램프 플레이트(906)의 이동은, 제어기(101)가 이동 과정을 멈추게 하는 것을 가능하게 하고 또는 이동 과정이 일어나는 것을 막는 것을 가능하게 하며, 이는 기판 및 시스템에 대한 손상을 막을 수 있다.
이전의 내용은 본 발명의 실시예를 나타내기 위한 것이고, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예는 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 아니한 채 고안될 수 있으며, 이의 범위는 이하의 청구항에 의해 결정된다.

Claims (87)

  1. 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴로서,
    제 1 처리 래크로서,
    수직으로 쌓인 둘 이상의 처리 챔버들의 제 1 그룹; 및
    수직으로 쌓인 둘 이상의 처리 챔버들의 제 2 그룹을 포함하며, 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 둘 이상의 기판 처리 챔버들이 제 1 방향으로 정렬된 제 1 측부를 갖는, 제 1 처리 래크;
    상기 제 1 처리 래크에서 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서,
    로봇 블레이드 및 그 위에 위치한 기판 수용면을 갖는 제 1 로봇으로서, 상기 제 1 로봇은 이동 영역을 형성하고 제 1 평면 내에 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어져 있으며, 상기 제 1 평면은 상기 제 1 방향 및 제 1 방향과 수직을 이루는 제 2 방향에 평행한, 제 1 로봇;
    제 3 방향으로 상기 1 로봇을 안내하는 레일에 결합된 제 1 운동 어셈블리로서,
    상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터; 및 상기 수직 액츄에이터에 의해 상기 제 1 로봇이 이동될 때 상기 제 1 로봇을 안내하도록 이루어진 수직 슬라이드를 포함하는, 액츄에이터 어셈블리;
    상기 수직 액츄에이터 및 상기 수직 슬라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 구성요소를 둘러싸는 내부 영역을 갖는, 인클로저(enclosure);
    상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 추가로 포함하는, 제 1 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 운동 어셈블리로서, 기판이 상기 로봇 블레이드의 기판 수용면 상에 위치할 때, 상기 이동 영역은 상기 제 2 방향과 평행하며 상기 제 2 방향으로 상기 기판의 치수보다 5% 내지 50% 큰 폭을 갖는, 제 2 운동 어셈블리;
    를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리를 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 어셈블리가,
    기판 수용면을 갖는 로봇 블레이드를 갖는 제 2 로봇을 추가로 포함하고,
    상기 제 2 로봇이 제 2 평면 내에 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어지며, 상기 제 1 평면 및 상기 제 2 평면이 이격되어 있는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터 툴이,
    제 2 처리 래크로서,
    수직으로 쌓인 둘 이상의 처리 챔버들의 제 1 그룹; 및
    수직으로 쌓인 둘 이상의 처리 챔버들의 제 2 그룹을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 그룹의 둘 이상의 기판 처리 챔버들이 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부를 갖는, 제 2 처리 래크; 및
    상기 제 2 처리 래크에서 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리로서,
    제 2 로봇 블레이드 및 그 위에 위치한 기판 수용면을 갖는 제 2 로봇으로서, 제 2 로봇은 이동 영역을 형성하고 제 2 평면 내에 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어지며, 상기 제 2 평면은 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향과 평행한, 제 2 로봇;
    상기 제 2 평면에 수직인 제 3 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리를 갖는 제 1 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향과 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리를 갖는 제 2 운동 어셈블리를 포함하는, 제 2 로봇 어셈블리를 포함하고,
    상기 기판이 상기 제 2 로봇 블레이드의 수용면 상에 위치할 때, 상기 제 2 이동 영역이 상기 제 2 방향으로 상기 기판의 치수보다 5% 내지 50% 크고 상기 제 2 방향에 평행한 폭을 갖는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클러스터 툴이,
    상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 3 로봇 어셈블리를 추가로 포함하고,
    상기 제 3 로봇 어셈블리가,
    제 3 로봇 블레이드 및 그 위에 위치한 기판 수용면을 갖는 제 3 로봇으로서, 상기 제 3 로봇은 이동 영역을 형성하고 제 3 평면 내에 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어지며, 상기 제 3 평면이 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향과 평행한, 제 3 로봇;
    상기 제 3 평면에 수직인 제 3 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리를 갖는 제 1 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리를 갖는 제 2 운동 어셈블리를 포함하며,
    상기 기판이 상기 제 3 로봇 블레이드의 기판 수용면 상에 위치할 때, 상기 제 3 이동 영역이 상기 제 2 방향으로 기판 치수보다 5% 내지 50% 크고 상기 제 2 방향에 평행한 폭을 갖는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  6. 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴로서,
    수직 방향으로 쌓인 둘 이상의 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 1 처리 래크로서, 상기 둘 이상의 그룹의 상기 둘 이상의 기판 처리 챔버들이 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부를 가지고 이를 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근하는, 제 1 처리 래크;
    수직 방향으로 쌓인 둘 이상의 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 2 처리 래크로서, 상기 둘 이상의 그룹의 상기 둘 이상의 기판 처리 챔버들이 상기 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부를 가지고 이를 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근하는, 제 2 처리 래크;
    상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크 사이에 위치하고 상기 제 1 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서,
    수평면 내에 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 로봇;
    상기 수직 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터 어셈블리를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리;
    상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크 사이에 위치하고 상기 제 1 측부로부터 상기 제 2 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리로서,
    수평면 내에 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 로봇;
    상기 수직 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터 어셈블리를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 2 로봇 어셈블리; 및
    상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크 사이에 위치하고 상기 제 1 측부로부터 상기 제 2 처리 래크 또는 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 3 로봇 어셈블리로서,
    수평면 내에 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 로봇;
    상기 수직 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터 어셈블리를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 3 로봇 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 1 로봇 어셈블리의 상기 수평 운동 어셈블리, 상기 제 2 로봇 어셈블리의 상기 수평 운동 어셈블리, 및 상기 제 3 로봇 어셈블리의 상기 수평 운동 어셈블리의 각각이,
    내부 영역을 둘러싸는 베이스 및 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하는 하나 이상의 팬 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 처리 래크, 제 2 처리 래크, 제 1 로봇 어셈블리, 제 2 로봇 어셈블리 및 제 3 로봇 어셈블리가 위치하는 처리 영역을 형성하는 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저를 추가로 포함하고, 에어가 필터를 통해 상기 처리 영역 안으로 통과하도록 하는 팬을 갖는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인클로저의 외부 위치 및 상기 제 1 처리 래크의 처리 챔버로 및 처리 챔버로부터 기판을 이동시키도록 이루어지고 상기 처리 영역에 위치한 제 4 로봇 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 측부로부터 상기 제 2 처리 래크 또는 상기 제 1 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어지고 상기 제 1 처리 래크 및 상기 제 2 처리 래크 사이에 위치한 제 4 로봇 어셈블리를 추가로 포함하고,
    제 4 로봇 어셈블리가,
    수평면 내에 포함된 하나 이상의 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 로봇;
    상기 수직 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터 어셈블리를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  10. 제 6 항에 있어서,
    둘 이상의 기판을 보유하도록 이루어진 카세트;
    전단부 로봇 및 상기 제 1 로봇 어셈블리로부터 기판을 수용하도록 이루어진 제 1 소통 챔버;
    상기 전단부 로봇 및 상기 제 2 로봇 어셈블리로부터 기판을 수용하도록 이루어진 제 2 소통 챔버;
    상기 전단부 로봇 및 상기 제 3 로봇 어셈블리로부터 기판을 수용하도록 이루어진 제 3 소통 챔버를 추가로 포함하고,
    상기 전단부 로봇이 카세트 및 상기 제 1, 제 2, 제 3 소통 챔버들로 그리고 카세트 및 상기 소통 챔버들로부터 기판을 이동시키도록 이루어진,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  11. 삭제
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리, 상기 제 2 로봇 어셈블리, 및 상기 제 3 로봇 어셈블리의 상기 로봇이, 기판을 수용하고 수송하도록 이루어진 로봇 블레이드; 및 상기 로봇 블레이드와 회전 소통하는 모터를 필수구성으로 더 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리, 상기 제 2 로봇 어셈블리, 및 상기 제 3 로봇 어셈블리의 상기 로봇이,
    제 1 단부 및 기판 수용면을 갖는 로봇 블레이드로서, 상기 기판 수용면은 기판을 수용하고 수송하도록 이루어진, 로봇 블레이드;
    상기 로봇 블레이드의 제 1 단부가 주위로 회전하도록 이루어진 제 1 피봇 지점을 갖는 제 1 링키지(linkage) 부재; 및
    상기 제 1 링키지 부재 및 상기 로봇 블레이드와 회전 소통하는 모터를 필수구성으로 더 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리의 수직 운동 어셈블리, 상기 제 2 로봇 어셈블리의 수직 운동 어셈블리, 및 상기 제 3 로봇 어셈블리의 수직 운동 어셈블리 각각이,
    내부 영역을 둘러싸는 필터 및 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하고 상기 내부 영역으로부터 상기 필터를 통해 유체를 제거하도록 이루어진 팬 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리, 제 2 로봇 어셈블리, 제 3 로봇 어셈블리 각각이,
    내부 영역을 둘러싸는 필터 및 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하고, 상기 필터를 통해 상기 제 1, 제 2, 또는 제 3 로봇을 향해 에어가 유동하도록 이루어진 하나 이상의 팬 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리, 제 2 로봇 어셈블리, 제 3 로봇 어셈블리 각각이,
    제 2 수평면에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇을 추가로 포함하고,
    상기 수평면 및 상기 제 2 수평면이 이격되어 있는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  17. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 로봇 어셈블리의 상기 수직 운동 어셈블리 각각이,
    수직 액츄에이터 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터; 및 상기 제 1 로봇이 상기 수직 액츄에이터에 의해 이동될 때 상기 제 1 로봇을 안내하도록 이루어진 수직 슬라이드를 포함하는, 수직 액츄에이터 어셈블리;
    상기 수직 액츄에이터 및 상기 수직 슬라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 구성요소를 둘러싸는 내부 영역을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저 내부에 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  18. 기판을 처리하기 위한 클러스터 툴로서,
    둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 1 처리 래크로서, 상기 둘 이상의 그룹의 상기 둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들이, 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부 및 제 2 방향을 따라 정렬된 제 2 측부를 가지고 이들을 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근하는, 제 1 처리 래크;
    상기 제 1 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇 어셈블리가,
    수평면 내에 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇;
    상기 수직 방향에 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; 및
    상기 제 2 측부로부터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리로서, 상기 제 2 로봇 어셈블리가,
    수평면 내에 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇;
    상기 수직 방향에 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및
    상기 제 2 방향에 평행한 방향으로 상기 제 2 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는, 제 2 로봇 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 1 로봇 어셈블리의 상기 수평 운동 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리의 상기 수평 운동 어셈블리 각각이,
    내부 영역을 둘러싸는 베이스 및 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하는 하나 이상의 팬 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 측부로터 상기 제 1 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 3 로봇 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 3 로봇 어셈블리가,
    수평면에 포함된 하나 이상의 지점에서 기판을 위치시키도록 이루어진 제 3 로봇;
    상기 수직 방향에 평행한 방향으로 상기 제 3 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수직 운동 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 상기 제 3 로봇을 위치시키도록 이루어진 모터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  20. 제 18 항에 있어서,
    둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹을 포함하는 제 2 처리 래크로서, 상기 둘 이상의 수직으로 쌓인 기판 처리 챔버들의 둘 이상의 그룹이 상기 제 1 방향을 따라 정렬된 제 1 측부를 가지고 이를 통해 상기 기판 처리 챔버들에 접근하는, 제 2 처리 래크; 및
    상기 제 1 측부로부터 상기 제 2 처리 래크의 상기 기판 처리 챔버들로 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  21. 제 18 항에 있어서,
    둘 이상의 기판을 보유하도록 이루어진 카세트;
    전단부 로봇 및 상기 제 1 로봇 어셈블리로부터 기판을 수용하도록 이루어진 제 1 소통 챔버;
    전단부 로봇 및 상기 제 2 로봇 어셈블리로부터 기판을 수용하도록 이루어진 제 2 소통 챔버; 및
    상기 제 1 및 제 2 소통 챔버 및 카세트로 그리고 상기 소통 챔버들 및 카세트로부터 기판을 이동시키도록 이루어진 상기 전단부 로봇을 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  22. 삭제
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리의 상기 로봇이,
    기판을 수용하고 수송하도록 이루어진 로봇 블레이드; 및 상기 로봇 블레이드와 회전 소통하는 모터를 필수구성으로 더 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리의 상기 로봇이,
    기판을 수용하고 수송하도록 이루어진 기판 수용면 및 제 1 단부를 갖는 로봇 블레이드;
    주위로 상기 로봇 블레이드의 제 1 단부가 회전하도록 이루어진 제 1 피봇 지점을 갖는 제 1 링키지 부재; 및
    상기 제 1 링키지 부재 및 상기 로봇 블레이드와 회전 소통하는 모터를 필수구성으로 더 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리의 상기 수직 운동 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리의 상기 수직 운동 어셈블리 각각이,
    내부 영역을 둘러싸는 필터 및 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하고 상기 내부 영역으로부터 상기 필터를 통해 유체를 제거하도록 이루어진 팬 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리 및 제 2 로봇 어셈블리 각각이,
    내부 영역을 둘러싸는 필터 및 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하고 상기 제 1 로봇 또는 제 2 로봇을 향해 상기 필터를 통해 에어가 유동하도록 이루어진 하나 이상의 팬 어셈블리를 추가로 포함하는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리 각각이,
    제 2 수평면에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇을 추가로 포함하고,
    상기 수평면 및 상기 제 2 수평면이 이격되어 있는,
    기판을 처리하기 위한 클러스터 툴.
  28. 삭제
  29. 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    제 1 평면 내에 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇;
    수직 운동 어셈블리로서,
    수직 방향으로 배향된 선형 레일에 결합된 블록을 포함하는 슬라이드 어셈블리;
    상기 블록 및 상기 제 1 로봇에 결합된 지지 플레이트;
    상기 선형 레일을 따라 수직 위치로 상기 지지 플레이트를 수직으로 위치시키도록 이루어진 액츄에이터;
    상기 액츄에이터 및 상기 슬라이드 어셈블리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 구성요소를 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저;
    상기 인클로저의 하나 이상의 벽 중 하나에 형성된 슬롯으로서, 상기 슬롯을 통해 상기 지지 플레이트가 연장하는, 슬롯; 및
    0.02 인치 오브 워터(inch of water) 내지 1인치 오브 워터인, 상기 내부 영역 및 상기 인클로저의 외부 지점 사이에 압력 강하를 생성하도록 이루어진 팬을 포함하는 수직 운동 어셈블리; 및
    수평 방향으로 상기 제 1 로봇 및 상기 수직 운동 어셈블리를 위치시키도록 이루어진 수평 액츄에이터를 가지고 상기 수직 운동 어셈블리에 결합된 수평 운동 어셈블리를 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    수평 방향으로 상기 수직 운동 어셈블리 및 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 수평 액츄에이터를 가지고 상기 수직 운동 어셈블리에 결합된 제 2 수평 운동 어셈블리를 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 상에 위치한 기판을 향해 그리고 필터를 통해 에어를 밀어넣 도록 이루어진 팬을 갖는 주위환경 제어 어셈블리를 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  32. 제 29 항에 있어서,
    제 2 평면 내에 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇을 추가로 포함하고,
    상기 수직 운동 어셈블리가,
    상기 선형 레일에 결합된 제 2 블록 또는 상기 블록을 통해 상기 선형 레일에 결합되고, 상기 제 2 로봇 및 상기 선형 레일에 결합된 제 2 지지 플레이트를 추가로 포함하고,
    상기 액츄에이터가 상기 선형 레일을 따라 수직 위치로 상기 제 2 지지 플레이트를 수직으로 위치시키도록 이루어지고,
    상기 제 2 로봇의 상기 제 2 평면이 상기 제 1 로봇의 상기 제 1 평면에 평행하고, 상기 제 2 평면이 상기 제 1 평면으로부터 이격되어 위치하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  33. 삭제
  34. 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    제 1 평면 내에 포함된 하나 이상의 지점에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇;
    수직 운동 어셈블리로서,
    상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터; 및 상기 수직 액츄에이터에 의해 상기 제 1 로봇이 이동될 때 상기 제 1 로봇을 안내하도록 이루어진 수직 슬라이드를 추가로 포함하는, 액츄에이터 어셈블리;
    상기 수직 액츄에이터 및 상기 수직 슬라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 구성요소 중 하나 이상을 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저 내부에 네거티브 압력을 생성하도록 이루어진 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 포함하는, 수직 운동 어셈블리; 및
    수평 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 수평 안내 부재 및 수평 액츄에이터를 갖는 수평 운동 어셈블리를 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 수평 운동 어셈블리가,
    제 2 인클로저로서, 상기 수평 안내 부재를 둘러싸고 제 2 인클로저 내부에 내부 영역을 형성하는 하나 이상의 벽을 갖는, 제 2 인클로저; 및
    상기 제 2 인클로저 내부에 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 수직 운동 어셈블리가,
    상기 인클로저의 하나 이상의 벽 중 하나에 형성된 슬롯;
    상기 슬롯을 통해 연장하고 상기 수직 슬라이드 및 상기 제 1 로봇에 결합되는 지지 플레이트; 및
    0.02 내지 1 인치 오브 워터인, 상기 내부 영역 및 상기 인클로저 외부 지점 사이에 압력 드롭을 생성하도록 이루어진 팬을 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 1 로봇 상에 위치한 기판을 향하고 필터를 통해 에어를 밀어넣도록 이루어진 팬을 갖는 주위환경 제어 어셈블리를 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  38. 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    제 1 방향으로 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서,
    기판 수용면 및 제 1 단부를 갖는 로봇 블레이드;
    제 1 피봇 지점 및 제 2 피봇 지점을 갖는 제 1 링키지 부재;
    상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 결합되고 상기 제 1 피봇 지점에서 상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합된 제 1 기어;
    상기 제 1 기어에 회전식으로 결합되고 상기 제 1 링키지의 제 2 피봇 지점과 정렬된 제 2 기어;
    상기 제 1 링키지 부재에 회전식으로 결합된 제 1 모터; 및
    상기 제 2 기어에 결합된 제 2 모터를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리;
    상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리;
    상기 제 2 방향에 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 운동 어셈블리; 및
    이동 과정 동안 상기 제 2 기어에 대해 상기 제 1 링키지의 회전 속도를 조정하도록 이루어진, 상기 제 1 모터 및 상기 제 2 모터와 소통하는 제어기를 포함하고,
    상기 제 1 모터는 상기 제 2 기어에 대해 상기 제 1 링키지 및 제 1 기어를 회전시킴에 의해 상기 기판 수용면을 위치시키도록 이루어지는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 기어에 대한 상기 제 2 기어의 기어비가 3:1 내지 4:3인,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  40. 삭제
  41. 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    제 1 평면에 포함된 아크(arc)를 따라 하나 이상의 지점에서 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서,
    제 1 단부 및 기판 수용면을 갖는 로봇 블레이드; 및
    상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 회전식으로 결합된 모터를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리;
    상기 제 1 평면에 수직인 제 2 방향으로 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리로서,
    상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 액츄에이터 어셈블리로서, 상기 제 1 로봇을 수직으로 위치시키도록 이루어진 수직 액츄에이터 및 상기 수직 액츄에이터에 의해 상기 제 1 로봇이 이동될 때 상기 제 1 로봇을 안내하도록 이루어진 수직 슬라이드를 포함하는, 액츄에이터 어셈블리;
    상기 수직 액츄에이터 및 상기 수직 슬라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 구성요소 중 하나 이상을 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 하나 이상의 벽을 갖는 인클로저; 및
    상기 인클로저 내부에 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 포함하는, 제 1 운동 어셈블리; 및
    상기 제 2 방향에 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 액츄에이터를 갖는 제 2 운동 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 2 운동 어셈블리가,
    제 2 인클로저로서, 제 2 인클로저 내부에 내부 영역을 형성하고 상기 제 2 액츄에이터를 둘러싸는 하나 이상의 벽을 갖는, 제 2 인클로저; 및
    상기 제 2 인클로저 내부에 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  42. 삭제
  43. 클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    제 1 방향으로 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리로서,
    제 1 단부 및 기판 수용면을 갖는 로봇 블레이드;
    상기 로봇 블레이드의 제 1 단부에 결합된 제 1 풀리;
    상기 제 1 풀리에 회전식으로 결합된 제 2 풀리;
    상기 제 1 풀리에 회전식으로 결합된 제 1 모터; 및
    상기 제 2 풀리에 회전식으로 결합된 제 2 모터를 포함하는, 제 1 로봇 어셈블리; 및
    상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 운동 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 2 모터는 상기 제 1 풀리에 대해 상기 제 2 풀리를 회전시키도록 이루어지는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 2 방향에 대해 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 운동 어셈블리를 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 2 방향이 상기 제 1 방향에 수직인,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키기 위한 장치.
  46. 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    로봇; 및 상기 로봇에 결합된 수직 운동 어셈블리를 포함하고,
    상기 로봇이,
    기판 지지면을 갖는 베이스;
    상기 베이스 상에 위치한 반응 부재;
    상기 반응 부재에 대해 기판을 가압하도록(urge) 이루어진 액츄에이터에 결합된 접촉 부재; 및
    상기 접촉 부재가 상기 반응 부재에 대해 상기 기판을 가압하도록 위치할 때 상기 접촉 부재의 운동을 금지하도록 이루어진 브레이크 부재를 포함하며,
    상기 수직 운동 어셈블리가,
    액츄에이터 어셈블리;
    상기 액츄에이터 어셈블리를 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 인클로저; 및
    상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체소통하는 팬을 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 브레이크 부재 및 상기 접촉 부재 사이의 접촉에 의해 제한력(restraining force)이 만들어지는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  48. 제 46 항에 있어서,
    상기 접촉 부재의 위치를 감지하도록 이루어지고 상기 접촉 부재에 결합된 센서를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  49. 제 48 항에 있어서,
    상기 지지면 상에 기판의 잘못 위치함(misplacement)을 감지하도록 상기 센서 및 상기 액츄에이터와 소통하는 제어기를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  50. 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    로봇; 및 상기 로봇에 결합된 수직 운동 어셈블리를 포함하고,
    상기 로봇이,
    지지면을 갖는 베이스;
    상기 베이스에 위치한 반응 부재;
    상기 베이스에 결합된 액츄에이터;
    상기 액츄에이터에 결합된 접촉 부재로서, 상기 액츄에이터가 상기 반응 부재에 의해 에지에서 지지되며 상기 지지면 상에 위치한 기판의 에지에 대해 접촉 부재를 가압하도록 이루어진, 접촉 부재; 및
    브레이크 부재 어셈블리로서,
    브레이크 부재; 및
    브레이크 액츄에이팅 부재를 포함하고, 상기 브레이크 액츄에이팅 부재가 기판 이동 과정 동안 상기 접촉 부재의 운동을 금지하는 제한력을 만들도록 상기 접촉 부재에 대해 상기 브레이크 부재를 가압하도록 이루어진, 브레이크 부재 어셈블리를 포함하고,
    상기 수직 운동 어셈블리가,
    액츄에이터 어셈블리;
    상기 액츄에이터 어셈블리를 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 인클로저; 및
    상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체소통하는 팬을 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 제한력이 상기 브레이크 부재 및 상기 접촉 부재 사이의 접촉에 의해 만들어지는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  52. 제 50 항에 있어서,
    상기 제한력이 상기 브레이크 부재 및 상기 접촉 부재의 표면 사이에 생성된 마찰력인,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  53. 제 50 항에 있어서,
    상기 접촉 부재의 위치를 감지하도록 이루어지고 상기 접촉 부재에 결합된 센서를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 지지면 상의 기판의 잘못 위치함을 감지하도록 상기 센서 및 상기 액츄에이터와 소통하는 제어기를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  55. 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    로봇; 및 상기 로봇에 결합된 수직 운동 어셈블리를 포함하고,
    상기 로봇이,
    지지면을 갖는 베이스;
    상기 베이스 상에 위치한 반응 부재;
    접촉 부재 어셈블리로서,
    액츄에이터; 및
    기판 접촉면 및 기판 접촉면과 상기 액츄에이터 사이에 위치한 순응 부재(compliant member)를 갖는 접촉 부재를 포함하는 접촉 부재 어셈블리; -상기 액츄에이터가 상기 반응 부재의 표면에 대해 위치한 기판에 대해 상기 접촉면을 가압하도록 이루어짐-
    브레이크 부재 어셈블리로서,
    브레이크 부재; 및
    기판 이동 과정 동안 상기 접촉 부재의 움직임을 금지하도록 상기 접촉 부재에 대해 상기 브레이크 부재를 가압하도록 이루어진 브레이크 액츄에이팅 부재를 포함하는 브레이크 부재 어셈블리; 및
    상기 접촉면의 위치를 감지하도록 이루어지고 상기 접촉 부재에 결합된 센서를 포함하며,
    상기 수직 운동 어셈블리가,
    액츄에이터 어셈블리;
    상기 액츄에이터 어셈블리를 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 인클로저; 및
    상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체소통하는 팬을 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 순응 부재가 스프링인,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  57. 제 55 항에 있어서,
    상기 브레이크 부재 어셈블리가 상기 브레이크 액츄에이팅 부재에 결합된 제 1 단부 및 상기 브레이크 부재에 결합된 제 2 단부를 갖는 레버 아암(lever arm)을 추가로 포함하고,
    상기 레버 아암이 피봇 지점에 결합되고, 상기 접촉 부재의 움직임을 방해하 고 상기 브레이크 액츄에이팅 부재에 의해 생성된 힘보다 큰 브레이킹 힘을 생성하도록 이루어진,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  58. 기판을 이동시키기 위한 장치로서,
    로봇 어셈블리로서,
    제 1 방향으로 로봇 블레이드 상에 위치한 기판을 이동시키도록 이루어진 제 1 로봇;
    제 2 방향으로 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 1 액츄에이터를 갖는 제 1 운동 어셈블리; 및
    상기 제 2 방향에 수직인 제 3 방향으로 상기 제 1 운동 어셈블리 및 상기 제 1 로봇을 위치시키도록 이루어진 제 2 액츄에이터를 가지고 상기 제 1 운동 어셈블리에 결합된 제 2 운동 어셈블리를 포함하는 로봇 어셈블리; 및
    상기 로봇 블레이드에 결합되고 기판을 지지하도록 이루어진 기판 그립핑 기구(substrate gripping device)로서,
    상기 로봇 블레이드 상에 위치한 반응 부재;
    상기 로봇 블레이드에 결합된 액츄에이터;
    상기 액츄에이터에 결합된 접촉 부재로서, 상기 액츄에이터가 상기 접촉 부재 및 상기 반응 부재 사이에 위치한 기판의 에지에 대해 상기 접촉 부재를 가압함에 의해 기판을 제한하도록 이루어진, 접촉 부재; 및
    브레이크 부재 어셈블리로서, 브레이크 부재 및 기판 이동 과정 동안 상기 접촉 부재의 움직임을 금지하도록 상기 접촉 부재에 대해 상기 브레이크 부재를 가압하도록 이루어진 브레이크 액츄에이팅 부재를 포함하는, 브레이크 부재 어셈블리를 포함하는, 기판 그립핑 기구를 포함하고,
    상기 제 1 운동 어셈블리 및 상기 제 2 운동 어셈블리 중 하나 이상이,
    상기 제 1 액츄에이터 및 상기 제 2 액츄에이터 중 하나 이상을 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 인클로저; 및 상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 기판 그립핑 기구가, 상기 접촉 부재의 위치를 감지하도록 이루어지고 상기 접촉 부재에 결합된 센서를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  60. 제 59 항에 있어서,
    상기 기판 그립핑 기구가, 상기 로봇 블레이드 상에 기판의 잘못 위치함을 감지하도록 상기 센서 및 상기 액츄에이터와 소통하는 제어기를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  61. 제 58 항에 있어서,
    상기 기판 그립핑 기구가, 상기 접촉 부재가 상기 액츄에이터에 의해 기판 표면에 대해 가압될 때, 에너지를 저장하도록 이루어지고 상기 접촉 부재 및 상기 액츄에이터 사이에 위치한 순응 부재를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키기 위한 장치.
  62. 기판을 이동시키는 방법으로서,
    기판 지지 기구 상에 위치한 반응 부재 및 기판 접촉 부재 사이에서 기판 지지 기구 상에 기판을 위치시키는 단계;
    상기 반응 부재에 대해 기판을 가압하고 상기 기판에 대해 상기 기판 접촉 부재를 가압하는 액츄에이터를 이용하여 기판 지지력을 생성시키는 단계;
    브레이크 어셈블리를 이용하여 기판을 이동시키는 과정 동안 상기 기판 접촉 부재의 움직임을 제한하도록 이루어진 제한력을 생성하는 단계;
    인클로저 내에서 둘러싸인 액츄에이터를 이용하여 상기 기판 지지 기구를 구동시키는 단계; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 제공함에 의해 상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하는 단계를 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  63. 제 62 항에 있어서,
    상기 지지력이 상기 기판에 가해진 후, 상기 제한력이 생성되는,
    기판을 이동시키는 방법.
  64. 제 62 항에 있어서,
    제어기의 이용에 의해 상기 기판 접촉 부재의 움직임을 감지하는 단계를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  65. 제 62 항에 있어서,
    시작 위치에 상기 기판 지지 기구를 위치시키는 단계;
    상기 시작 위치로부터 최종 위치로 상기 기판 지지 기구를 이동시키는 단계; 및
    상기 기판 지지 기구 상에 기판을 위치시키는 단계, 상기 기판 지지력을 생성시키는 단계, 및 상기 제한력을 생성시키는 단계를 수행하는 단계를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  66. 제 62 항에 있어서,
    기판을 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여, 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 제 1 배열로 상기 기판 지지 기구 상에 위치한 기판을 이동시키는 단계를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  67. 기판을 이동시키는 방법으로서,
    기판 지지 기구 상에 위치한 반응 부재 및 기판 접촉 부재 사이의 상기 기판 지지 기구 상에 기판을 위치시키는 단계;
    연결 부재가 상기 기판 접촉 부재에 액츄에이터를 결합시키도록 상기 기판 접촉 부재에 상기 연결 부재를 갖는 상기 액츄에이터를 결합시키는 단계;
    상기 반응 부재에 대하여 상기 기판을 그리고 상기 기판에 대해 상기 기판 접촉 부재를 가압하는 액츄에이터를 이용하여 상기 기판에 지지력을 가하는 단계;
    상기 기판 접촉 부재 및 상기 연결 부재 사이에 위치한 순응 부재에 에너지를 저장하는 단계;
    상기 기판의 이동 과정 동안 상기 지지력의 변화량을 최소화하도록 상기 지지력이 가해진 이후 상기 연결 부재의 이동을 제한하는 단계;
    상기 순응 부재에 저장된 에너지의 감소에 의해 상기 기판 접촉 부재의 이동을 감지함에 의해 상기 기판의 이동을 감지하는 단계;
    인클로저 내에서 둘러싸인 액츄에이터를 이용하여 상기 기판 지지 기구를 구동시키는 단계; 및
    상기 인클로저의 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 제공함에 의해 상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하는 단계를 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 기판 접촉 부재의 감지된 이동이 이용자가 정의한 수치를 초과할 때 상기 기판 지지 기구의 이동을 정지시키는(haulting) 단계를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  69. 제 67 항에 있어서,
    상기 기판 지지 기구 상에 위치한 기판을, 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 이 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 상기 기판 지지 기구를 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여, 상기 제 1 방향을 따라 위치된 처리 챔버들의 제 1 배열로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 제 2 방향이 수직 방향으로 정렬된,
    기판을 이동시키는 방법.
  71. 기판을 이동시키는 방법으로서,
    로봇 기판 지지부 상에서 제 1 처리 챔버 내에 위치한 기판을 수용하는 단계로서,
    상기 로봇 기판 지지부 상에 위치한 반응 부재 및 기판 접촉 부재 사이에서 상기 로봇 기판 지지부 상에 기판을 위치시키는 단계;
    상기 반응 부재에 대해 상기 기판을 그리고 상기 기판에 대해 상기 기판 접촉 부재를 가압하는 액츄에이터를 이용함에 의해 기판 지지력을 생성시키는 단계; 및
    기판을 이동시키는 과정에서 상기 기판 접촉 부재의 이동을 제한하는 제한력을 생성하도록 브레이크 어셈블리를 위치시키는 단계를 포함하는, 기판을 수용하는 단계; 및
    제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 이 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 상기 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여, 상기 제 1 처리 챔버 내의 위치로부터 상기 제 1 방향을 따라 상기 제 1 처리 챔버로부터 이격되어 위치한 제 2 처리 챔버 내의 위치로 상기 로봇 기판 지지부 및 상기 기판을 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 로봇 어셈블리가,
    액츄에이터; 상기 액츄에이터를 둘러싸는 내부 영역을 형성하는 인클로저; 및 상기 인클로저 내에서 네거티브 압력을 생성하도록 이루어지고 상기 내부 영역과 유체 소통하는 팬을 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 지지력이 상기 기판에 가해진 이후 상기 제한력이 생성되는,
    기판을 이동시키는 방법.
  73. 제 71 항에 있어서,
    제어기를 이용하여 상기 기판 접촉 부재의 이동을 감지하는 단계를 추가로 포함하는,
    기판을 이동시키는 방법.
  74. 제 71 항에 있어서,
    상기 제 2 방향이 수직 방향으로 정렬된,
    기판을 이동시키는 방법.
  75. 클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법으로서,
    제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 제 1 배열로 기판을 이동시키는 단계;
    상기 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 상기 제 2 방향으로 원하는 위치에 상기 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리를 이용하여 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 제 2 배열로 기판을 이동시키는 단계; 및
    상기 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 상기 제 2 방향으로 원하는 위치에 상기 기판을 위치시키도록 이루어진 제 3 로봇 어셈블리를 이용하여 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 상기 제 1 및 제 2 배열로 기판을 이동시키는 단계; 및
    상기 제 1 로봇 어셈블리, 상기 제 2 로봇 어셈블리 및 상기 제 3 로봇 어셈블리 각각에 포함된 제 1 액츄에이터 어셈블리 주위로 형성된 인클로저에서 대기 압력 아래의 압력을 생성시키는 단계를 포함하고,
    각 로봇 어셈블리의 상기 제 1 액츄에이터 어셈블리가 상기 제 2 방향으로 기판을 위치시키도록 이루어진,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  76. 제 75 항에 있어서,
    상기 제 3 로봇 어셈블리가 상기 제 1 및 제 2 로봇 어셈블리에 인접하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  77. 제 76 항에 있어서,
    상기 제 3 로봇 어셈블리가 상기 제 1 및 제 2 로봇 어셈블리 사이에 위치하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  78. 제 75 항에 있어서,
    상기 제 3 로봇 어셈블리에 대한 상기 제 1 로봇 어셈블리의 간격 및 상기 제 3 로봇 어셈블리에 대한 상기 제 2 로봇 어셈블리의 간격이 기판의 처리 표면의 치수보다 5% 내지 50% 큰,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  79. 제 75 항에 있어서,
    상기 제 3 로봇 어셈블리의 중앙라인에 대한 상기 제 1 로봇 어셈블리의 중앙라인 및 상기 제 3 로봇 어셈블리의 중앙라인에 대한 상기 제 2 로봇 어셈블리의 중앙라인 사이의 거리가 315mm 내지 450mm이고,
    상기 중앙라인들 사이의 거리가 상기 제 1 방향에 수직한 방향으로 측정되는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  80. 제 75 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로 기판을 이동시키는 과정 동안 상기 제 3 로봇 어셈블리 상에 위치한 기판의 중앙라인에 대한 상기 제 2 로봇 어셈블리 또는 상기 제 1 로봇 어셈블리 상에 위치한 기판의 중앙 라인 사이의 거리가 기판의 처리면의 치수보다 5% 내지 50% 큰,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  81. 제 75 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 상기 제 2 방향으로 원하는 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 4 로봇 어셈블리를 이용하여 상기 제 1 방향을 따라 위치한 상기 처리 챔버들의 제 1 및 제 2 배열로 상기 기판을 이동시키는 단계를 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  82. 삭제
  83. 클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법으로서,
    제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 이 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 원하는 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 1 로봇 어셈블리를 이용하여, 제 1 소통 챔버(first passthru chamber)로부터 상기 제 1 방향을 따라 위치한 처리 챔버들의 제 1 배열로 기판을 이동시키는 단계;
    상기 제 1 방향으로 원하는 위치에 그리고 상기 제 2 방향으로 원하는 위치에 기판을 위치시키도록 이루어진 제 2 로봇 어셈블리를 이용하여, 상기 제 1 소통 챔버로부터 상기 처리 챔버들의 제 1 배열로 기판을 이동시키는 단계;
    전단부 어셈블리에 위치한 전단부 로봇을 이용하여, 기판 카세트로부터 상기 제 1 소통 챔버로 기판을 이동시키는 단계; 및
    상기 제 1 로봇 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리 내에 포함된 제 1 액츄에이터 어셈블리 주위로 형성된 인클로저에서 대기 압력 아래의 압력을 생성시키는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 액츄에이터 어셈블리가 상기 제 2 방향으로 상기 기판을 위치시키도록 이루어지며,
    상기 전단부 어셈블리가 상기 처리 챔버들의 제 1 배열, 상기 제 1 로봇 어셈블리 및 상기 제 2 로봇 어셈블리를 포함하는 이동 영역에 인접한,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  84. 제 83 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 로봇 어셈블리를 이용하여 제 2 소통 챔버로부터 상기 처리 챔버들의 제 1 배열로 기판을 이동시키는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 제 2 소통 챔버가 상기 처리 챔버들의 제 1 배열의 하나 이상의 처리 챔버로부터 상기 제 1 방향으로 이격되어 위치하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  85. 제 83 항에 있어서,
    상기 제 1 소통 챔버로 기판 카세트로부터 기판을 이동시키도록 이루어진 전단부 로봇을 갖는 전단부 어셈블리를 추가로 포함하는,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  86. 제 83 항에 있어서,
    상기 전단부 로봇, 제 1 로봇 어셈블리 및 제 2 로봇 어셈블리가 제 2 소통 챔버로 그리고 이로부터 기판을 이동시키도록 이루어진,
    클러스터 툴에서 기판을 이동시키는 방법.
  87. 삭제
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