(57)【要約】【課題】独立した操作が可能な基板搬送ロボットのアーム回転機構を提供する。【解決手段】基板処理装置において、連続的及び回転可能に互いに結合された、第一の上腕、第一の前腕及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第一のアーム１２と、連続的及び回転可能に互いに結合された、第二の上腕、第二の前腕及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第二のアーム１４とは、回転軸が一致するように肩軸においてフレームに結合され、第一及び第二のアームをそれぞれ独立して伸張及び回転するように構成されている。第一のアーム１２のそれぞれの角度位置において、第一のアーム１２の伸張軸が、予め決定された角度範囲内で、第二のアーム１４のそれぞれの角度位置において第二のアーム１４の伸張軸に対して角度を有する、駆動セクションと、を備える。予め決定された角度範囲の角度の限界は、駆動セクションの操作とは独立に規定される。【選択図】図１
2020205450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送室と、
少なくとも部分的に前記搬送室内に取り付けられた基板搬送装置と
を備える基板処理装置であって、
前記基板搬送装置は、
フレームと、
互いに回転可能および直列に結合された第一の上腕リンク、第一の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第一のスカラアームと、
互いに回転可能および直列に結合された第二の上腕リンク、第二の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第二のスカラアームであって、前記第一及び第二のスカラアームは、共通の肩軸を共有するように前記フレームに取り付けられている、第二のスカラアームと、
前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれが、前記共通の肩軸を中心にユニットとしてそれぞれ独立した回転が可能であり、前記第一及び第二のスカラアームのうちの別のスカラアームから独立した伸長が可能であるように、前記第一及び第二のスカラアームに接続された同軸の駆動セクションと
を含み、
前記第一及び第二のスカラアームは、
前記第二のスカラアームが前記共通の肩軸を中心に前記第二のスカラアームのそれぞれ異なる角度位置で持続された状態で、前記第一のスカラアームの伸長軸が、前記第二のスカラアームによる前記第一のスカラアームと前記第二のスカラアームとの間の相対移動の妨げにより制約され、前記第一のスカラアームの伸長軸が、前記第二のスカラアームの伸長軸に対して非ゼロ角度で角度が付けられたままであり、前記駆動セクションとは無関係に画定される角度範囲内で記述され、前記同軸の駆動セクションが前記第一及び第二のスカラアームのうちの少なくとも１つを前記第一及び第二のスカラアームのうちの別のスカラアームに対して回転させることで、前記非ゼロ角度が可変であるように、
互いに対して配置される、
基板処理装置。
【請求項２】
それぞれの伸長軸に沿った前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダの通路は、前記共通の肩軸で実質的に交差する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダの通路は、前記共通の肩軸で実質的に交差するように延在する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
それぞれの伸長軸に沿った前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダの通路は交差する、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記同軸の駆動セクションは、４自由度の駆動部を備える、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダは、実質的に共通の面に配置される、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項７】
搬送室と、
少なくとも部分的に前記搬送室内に取り付けられた基板搬送部と
を備える基板搬送装置であって、
前記基板搬送部は、
フレームと、
肩軸を中心に前記フレームに取り付けられ、互いに回転可能および直列に結合された第一の上腕リンク、第一の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第一のスカラアームと、
肩軸を中心に前記フレームに取り付けられ、互いに回転可能および直列に結合された第二の上腕リンク、第二の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第二のスカラアームであって、前記第一のスカラアームの前記肩軸が、前記第二のスカラアームの前記肩軸と一致し、前記第一及び第二のスカラアームは、前記第二のスカラアームが共通の肩軸を中心に前記第二のスカラアームのそれぞれ異なる角度位置で持続された状態で、前記第一のスカラアームの伸長軸が、前記第二のスカラアームによる前記第一のスカラアームと前記第二のスカラアームとの間の相対移動の妨げにより制約され、前記第一のスカラアームの伸長軸が、前記第二のスカラアームの伸長軸に対して非ゼロ角度で角度が付けられたままであり、前記駆動セクションとは無関係に画定される角度範囲内で記述されるように、互いに対して配置される、第二のスカラアームと、
前記第一のスカラアームの回転及び伸長を駆動するように構成された第一の駆動セクションと、
前記第二のスカラアームの回転及び伸長を駆動するように構成された第二の駆動セクションであって、前記第一及び第二の駆動セクションのそれぞれの回転軸が一致し、前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれが、前記第一及び第二のスカラアームのうちの別のスカラアームとは独立して回転可能および伸長可能であり、前記第一及び第二の駆動セクションのうちの少なくとも一つが前記第一及び第二のスカラアームのうちの少なくとも１つを前記第一及び第二のスカラアームのうちの別のスカラアームに対して独立して回転させることで、前記非ゼロ角度が可変である、第二の駆動セクションと
を含む、
基板搬送装置。
【請求項８】
それぞれの伸長軸に沿った前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダの通路は、前記肩軸で実質的に交差する、請求項７記載の基板搬送装置。
【請求項９】
前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダの通路は、前記肩軸で実質的に交差するように延在する、請求項７記載の基板搬送装置。
【請求項１０】
それぞれの伸長軸に沿った前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダの通路は交差する、請求項７記載の基板搬送装置。
【請求項１１】
前記第一及び第二のスカラアームのそれぞれの前記少なくとも一つの基板ホルダは、実質的に共通の面に配置される、または、前記第一及び第二のスカラアームは、互いに近接する面に配置される、請求項７記載の基板搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、双腕、円筒座標系ロボット組立部品、より詳細には、対の端部作動体を配置するために協働するリンクとジョイントのシステムである、そのようなロボット組立部品のためのマニピュレータに関する。双腕ロボット組立部品の適切な例は、２００３年５月９日に出願された米国特許出願番号１０／４３４５８２の分割出願であり、その発明全体を本願に包含するものである、２０１１年２月１８日に出願された［特許文献１］、及び２００２年５月９日に出願された、［特許文献２］、［特許文献３］、及び［特許文献４］に見られることに留意されたい。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、半導体産業において、例えば基板媒体又はその他の物体の自動操作など、様々な目的を果たすために用いられる。半導体産業において、典型的な媒体及びその他の物体は、個別のシリコン・ウエハ又はウエハ・キャリア、フラット・パネル・ディスプレイ、及びハードディスク媒体を含む。ロボットは、例えばウエハ処理クラスタツール、ウエハ検査装置、計量装置、及びハードディスク薄膜蒸着装置などの媒体の操作、及び工場における生産設備と自動資材操作システムとの間の媒体の移動に用いられる。ロボットは、大気環境及び真空環境の両方で用いられる。
【０００３】
ロボットの一種は、多関節ロボット、より詳細には、多関節円筒座標ロボットとして知られる。円筒座標ロボットは、水平面において移動可能で、回転ジョイントに取り付けられた支部を有するアームで構成される形態を含む。回転ジョイントは、垂直柱の軸に沿って往復垂直運動が供給される搬送部上に取り付けられる。支部は、半径方向又はＲ方向に出入りして移動可能である。また、アームは搬送部上でθ方向に一体として回転可能である。アーム設計は、多重結合による運動学的オープン・チェーンに基づく。このアーム構造はまた、水平多関節（ＳＣＡＲＡ）構造として知られる。
【０００４】
一般的に、ロボットシステムの基本的な要素は、マニピュレータ、電力変換モジュール、知覚装置、及びコントローラである。マニピュレータは、リンク及びジョイント（ギア、カップリング、プーリ、ベルト等を含む）で構成される。マニピュレータは、ジョイントによって接続された強固なリンクのシステムといえる。リンクとジョイントは合わせて、運動学的チェーンを形成する。ジョイント及び隣接するリンクを備える運動学的ペアはまた、リンケージとも呼ばれる。
【０００５】
マニピュレータ機構において、回転及び直進状の二種類のジョイントが用いられる。回転又はロータリジョイントは、一つのリンクの、先行するリンクのジョイント軸周りにおける回転を可能とする。直進状ジョイントは、リンク間の移転を可能とする。
【０００６】
ジョイントの運動は、アクチュエータ機構によって成される。特定のジョイントの運動は、それに取り付けられた後続するリンクの、ジョイントのアクチュエータを含むリンクに対応した運動をもたらす。アクチュエータは、必要な動作に応じて、直接、又はアクチュエータの出力特性（力、トルク、速度、分解等）に変更が必要な場合には機械的伝動装置を通して、リンクに接続可能である。
【０００７】
マニピュレータは通常、ツールを支持するリンクで途切れる。半導体ウエハ処理装置において、このツールは通常、端部作動体と呼ばれる。最後のリンクと端部作動体との間のインタフェースは、端部作動体取付フランジと呼ばれる。ジョイントを通してアクチュエータへと接続されるリンクは、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系に端部作動体を配置するために、互いに対応して移動する。
【０００８】
商用の単腕ロボット又はスカラアームロボットの形態は、面におけるアーム動作及び位置づけを許容する、三つの平行回転ジョイントを有する。多くの場合、第一の回転ジョイントは肩と呼ばれ、第二の回転ジョイントは肘と呼ばれ、第三の回転ジョイントは手首と呼ばれる。第四の、直進状ジョイントは、端部作動体を面に対して垂直、又はＺ方向に移動するために用いられる。アクチュエータ(例えば、閉回路制御サーボモータ)及び運動変換機構は、ジョイントの運動を可能とするために機構内に含まれている。各リンクの制御された運動、即ちＸ−Ｙ−θ―Ｚ座標系における端部作動体の配置及び位置づけは、アクチュエータがマニピュレータの各ジョイントを制御する場合のみ可能となる。アクチュエータは、ジョイントを直接、又は力とトルクの削減が必要な場合には運動変換機構を通じて、制御可能である。
【０００９】
連続的な運動学的リンケージにおいて、ジョイントの数は必要とされる自由度と等しい。従って、単腕の端部作動体を所要のＸ−Ｙ−θ―Ｚ座標系のセットにおいて動作し正しく配置するためには、四つのジョイント（三つの回転ジョイントと、直角方向への一つの直進状ジョイント）が必要とされる。いくつかの多重結合による多関節円筒座標系ロボットにおいては、端部作動体は多くの場合、端部作動体に沿って引かれ、ロボットの柱に向かって突き出す中心線が常に第一の回転ジョイント（肩ジョイント）の回転軸と交差するように配置されなければならない。この場合、マニピュレータは、３自由度（Ｒ−θ―Ｚ）のみを必要とする。個別のアクチュエータは、端部作動体のジョイントを制御せず、三つのアクチュエータのみが必要とされる。
【００１０】
基板媒体の操作のためのこのタイプの公知の双腕ロボットは、二つの肩ジョイント、二つの肘ジョイント、及び二つの手首ジョイントを含む。アームはまた、第一の回転ジョイント（アームの肩ジョイント）を支持する、搬送部の直進状ジョイントの移転軸に沿って所定の距離を、直角に移動可能である。両方のアームの個別リンクは同じ高さにあり、肩ジョイントは互いに隣り合っており、両方の端部作動体が互いに擦れ違い可能であるように、一方のアームとその端部作動体との間でのＣ型ブラケットの使用を必要とする。
【００１１】
しかしながら、このロボットは、ＳＥＭＩ  ＭＥＳＣ基準に基づいて作成された真空搬送モジュールの隔離バルブは、カセット及び処理モジュール内におけるウエハ搬送面を規定するＳＥＭＩ使用によるＣ型ブラケットを含むアームの擦れ違いを可能とするには狭すぎるため、そのような真空搬送モジュールにおいては使用することができない。また、アームは、円筒座標系において独立して回転することができない。各アームの個別の端部作動体の直線半径方向移転のベクトル間の角度関係（現在の商用のロボットにおいて）は、恒久的であり、ロボットの組立時に規定される。多くの場合、双腕ロボットの個別のアームは、同一のベクトルに沿って方向づけられる。
【００１２】
一般的に、基板処理システムにおいて、複数のアームを有する搬送ロボットのアームの回転は、一方のアームが回転すると同様に他方のアームも回転するように、互いに結合されている。搬送ロボット又は保持ステーションのＺ軸機能を用いて、保持位置から及び保持位置への基板の素早い交換（例えば、一つの基板が保持ステーションから除去されると、アームがバッテリへと後退することなく別の基板が実質的に同時に保持ステーションに配置されるように、一方の端部作動体が他方の端部作動体の上／下を半径方向に通過する）が一般的に発生するように、搬送ロボットの端部作動体は一般的に異なる面に位置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願第１３／０３０８５６号明細書
【特許文献２】米国特許仮出願第６０／３７８９８３号明細書
【特許文献３】米国特許仮出願第６０／３７９０９５号明細書
【特許文献４】米国特許仮出願第６０／３７９０６３号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１１／１７８６１５号明細書
【特許文献６】米国特許出願第１１／１７９７６２号明細書
【特許文献７】米国特許第６４８５２５０号明細書
【特許文献８】米国特許第５７２０５９０号明細書
【特許文献９】米国特許第５８９９６５８号明細書
【特許文献１０】米国特許第５８１３８２３号明細書
【特許文献１１】米国特許出願第１２／１６３９９６号明細書
【特許文献１２】米国特許出願第１１／１４８８７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
各アームによる独立した操作が可能なように、基板搬送ロボットのアームの回転を切り離すことは有益である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明は、添付の図面とともに下記の詳細な記述によって、より十分に理解されるものである。
【００１６】
【図１】４自由度を提供する二つの支部を有する双腕ロボットの第一の実施形態。
【図２】図１のロボットの略図。
【図３Ａ】図１のロボットのさらなる形態の略図。
【図３Ｂ】図１のロボットのさらなる形態の略図。
【図４】図１のロボットの運動学的図。
【図５】図１のロボットのアクチュエータ組立部品の略図。
【図６】図１のロボットの真空適合アクチュエータ組立部品のさらなる形態の略図。
【図７】本発明の実施形態に基づく基板処理装置の斜視図。
【図８】本発明の実施形態に基づく基板搬送装置。
【図９Ａ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の駆動部の概略図。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の駆動部の概略図。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１０Ｃ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１０Ｄ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１０Ｅ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１０Ｆ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１０Ｇ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１０Ｈ】本発明の実施形態に基づく、図１の基板搬送装置の例示的な操作の図。
【図１１Ａ】本発明の実施形態に基づく、別の基板搬送装置の図。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態に基づく、別の基板搬送装置の図。
【図１２】本発明の実施形態に基づく、処理モジュールへの搬送アームの例示的な伸張の略図。
【図１３】本発明の実施形態に基づく、搬送室の略図。
【図１４Ａ】本発明の実施形態に基づく、搬送室の略図。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態に基づく、搬送室の略図。
【図１５Ａ】本発明の実施形態に基づく、搬送室の略図。
【図１５Ｂ】本発明の実施形態に基づく、搬送室の略図。
【図１５Ｃ】本発明の実施形態に基づく、搬送室の略図。
【図１６Ａ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図１６Ｃ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図１７】本発明の実施形態に基づく、搬送装置駆動部の略図。
【図１８Ａ】図１６Ａ〜１６Ｃの搬送装置の部分の略図。
【図１８Ｂ】図１６Ａ〜１６Ｃの搬送装置の部分の略図。
【図１８Ｃ】図１６Ａ〜１６Ｃの搬送装置の部分の略図。
【図１９】図１６Ａ〜１６Ｃの搬送装置の端部作動体の素早い交換の図。
【図２０Ａ】様々な操作状態における図１６Ａ〜１６Ｃの搬送装置の図。
【図２０Ｂ】様々な操作状態における図１６Ａ〜１６Ｃの搬送装置の図。
【図２１Ａ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２１Ｂ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２２】本発明の実施形態に基づく、搬送装置駆動システム。
【図２３】図２１Ａ及び２１Ｂの搬送装置の一部の略図。
【図２４Ａ】様々な操作状態における図２１Ａ及び２１Ｂの搬送装置の図。
【図２４Ｂ】様々な操作状態における図２１Ａ及び２１Ｂの搬送装置の図。
【図２４Ｃ】様々な操作状態における図２１Ａ及び２１Ｂの搬送装置の図。
【図２５Ａ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２５Ｂ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２６】図２５Ａ及び２５Ｂの搬送装置の一部の略図。
【図２７Ａ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２７Ｂ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２７Ｃ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２７Ｄ】本発明の実施形態に基づく、基板搬送装置の略図。
【図２８】図２７Ａ及び図２７Ｂの搬送装置の一部の略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を説明するために、マニピュレータは、機械的組立部品として説明され、メジャー・リンケージ、マイナ・リンケージ（手首部品）、及び端部作動体に分類される。メジャー・リンケージは、マニピュレータを空間に配置する、ジョイント−リンク対のセットである。一般的に、メジャー・リンケージは、ジョイント−リンク対の最初の三つのセットである。第一のジョイント−リンク対は、ツールの直角移動を許容する（他の実施形態においては、マニピュレータは、例えばＺ方向に移動可能なジョイントを有さず、Ｚ方向又は直角方向に実質的に固定される）、直進状ジョイント（例えば直線ベアリング）及びリンク（例えば搬送部）を含む。第二のジョイント−リンク対は、回転ジョイント（例えば半径方向ボールベアリング）及びリンク（例えば内部リンク）を含む。第三のジョイント−リンク対は、回転ジョイント（例えば半径方向ボールベアリング）及びリンク（例えば外部リンク）を含む。マイナ・リンケージは、第四のジョイント−リンク対であり、回転ジョイント（例えば半径方向ボールベアリング）及び端部作動体取付フランジである、リンクＥnを含む。実際の端部作動体は、様々な形状を有することができ、取付フランジＥn上に取り付けられた付属品である。
【００１８】
ロボット組立部品の各ジョイントは、その軸周り又はそれに沿って特定のリンクが回転もしくはスライドする、ジョイント軸を規定する。開回路のみで結合された多重結合による運動学的チェーンにおいて、ＤＯＦの総数がジョイントの数と等しくなるように、すべてのジョイントが自由度（ＤＯＦ）を規定する。また、アームの自由度数は、アームの位置又は端部作動体の位置を表すのに必要な変数もしくは座標の数に基づいて算出可能である。従って、自由度数がジョイントの総数よりも少ないこともある。これは、一つのアクチュエータの状態が一つ以上のジョイントを規定する場合に起こることである。
【００１９】
本発明の一つの実施形態において、ロボット組立部品１０が図１に示されている。組立部品は、共通の直進状ジョイント２０／搬送部１８リンケージを共有する、二つのスカラアーム１２、１４を含む。共通の搬送部リンク１８は、柱１６の外皮内に設置される。各アームはさらに、水平面において移動可能であり、共通の搬送部リンク１８の上に取り付けられた支部１３、１５を含む。図２に略図で示された運動学的チェーンを参照すると、各アームの四つのジョイント／リンク対は明らかであり、アームは、Ｚ方向の動作のために直進状ジョイント２０／搬送部１８に結合される。
【００２０】
アーム１２を参照すると、これらの対は、直進状ジョイント２０／搬送部１８、回転ジョイントＴ１／内部リンクＬ１、回転ジョイントＴ２／外部リンクＬ２、及び回転ジョイントＴ３／リンクＥ１である。アーム１４を参照すると、これらの対は、直進状ジョイント２０／搬送部１８、回転ジョイントＴ６／内部リンクＬ３、回転ジョイントＴ４／外部リンクＬ４、及び回転ジョイントＴ５／リンクＥ２である。従って、支部１３、１５は、それぞれ回転ジョイントＴ１及びＴ６の軸周りにおける回転のために取り付けられる。この配列の結果として、ジョイントＴ１及びＴ６の軸に沿って配置されたＺ軸２２は、搬送部１８の共通軸２２として配置及び説明可能である。両方のアームの支部は、互いに独立して半径方向に伸張及び後退可能である。
【００２１】
各最端部リンクＥ１、Ｅ２は、ツールを支持する。半導体産業において、これらのリンクは、端部作動体取付フランジと呼ばれ、手首回転ジョイントＴ３及びＴ５を介してマニピュレータの外部リンクに接続される。端部作動体取付フランジに支持されるツールは、多くの場合、端部作動体と呼ばれる。端部作動体取付フランジは、適用によって一致又は相違する。
【００２２】
特定のジョイントの運動は、そのジョイントに取り付けられたリンクの動作をもたらす。作動の際に、各支部は、回転ジョイントＴ１及びＴ２を介して接続されたリンクＬ１及びＬ３がその軸周りで回転する、搬送部１８の共通軸２２と交差するように整列された端部作動体の軸の突起を維持しながら、端部作動体の直線半径方向転移を提供するために、末端方向又は近接方向に移動可能である。本発明を説明するに当たり、「末端」という語句は、一般的に共通軸２２から離れる方向を指す相対的な語句である。「近接」という語句は、一般的に共通軸２２へ向かう方向を指す相対的な語句である。
【００２３】
搬送部１８は、垂直柱１６の軸Ｚ20に沿った垂直直線移動のために、直進状ジョイント２０を介して垂直柱１６に接続される。図２を参照。軸Ｚ20は、リンクＬ１及びＬ３がその軸周りで回転する、搬送部１８の共通軸２２と平行である。二つの支部１３、１５は、柱１６上で搬送部１８に支持される。垂直柱はまた、図３に略図で示される通り、回転のために回転ジョイントＴ７を介して基部２１上に取り付けられる。このように、柱は、アーム組立部品及び搬送部の一体となったＺ方向の垂直移動を許容し、回転ジョイントＴ７があれば、柱は、ジョイントのアクチュエータを含むロボットの基部２１に対応して、ジョイントＴ７の軸周りで回転する。
【００２４】
上記の通り、各内部リンクＬ１、Ｌ３は、近接又は肩の回転ジョイントＴ１、Ｔ６を介して搬送部１８に取り付けられる。二つのアーム１２、１４の肩ジョイントＴ１、Ｔ６は、搬送部１８の共通軸２２上に互いに直線状であり、互いに垂直にオフセットである。端部作動体取付フランジＥ１、Ｅ２は、互いに平行な水平面を移動し、下記に詳細に説明されるように、一方の水平面は、他方の水平面と実質的に一致する、又は垂直にオフセットである。少なくとも一つのアームの肘ジョイント、アーム１２のジョイントＴ２は、外部リンクＬ２を内部リンクＬ１から、二つの端部作動体取付フランジＥ１、Ｅ２を垂直にオフセットするのに十分な距離をあけて配置するためのスペーサ２４を含む。支部が同じ長さである、図１に示される本発明の実施形態において、ジョイントＴ４はまた、外部リンクＬ４を内部リンクＬ３から、二つの端部作動体取付フランジＥ１、Ｅ２を垂直にオフセットするのに十分な距離をあけて配置するためのスペーサ２５を含む。このように、端部作動体は、二つのアーム組立部品が独立してＺ軸周りの無制限の回転をもって移動するように構成されていながらも、互いに干渉しない。
【００２５】
四軸システムと呼ばれる本発明の一つの実施形態において、ロボット組立部品１０の二つの支部１３、１５は、独立して操作可能である。この場合、「四軸」という語句は、Ｒ−θ極座標に説明される面におけるアームの支部の運動を可能とする回転ジョイント／リンク対のシステムを指すと理解されたい。便宜的にのみ、アームの垂直配置の機構は「四軸」という語句には含まれない。
【００２６】
本発明の実施形態において、支部は独立して回転可能、かつ回転軸Ｔ１及びＴ６の軸周りで実質的に無限に回転可能であり、個別の支部の回転は、マニピュレータの最後のリンクである端部作動体取付フランジのθ座標の変化である。Ｔ１及びＴ６ジョイントの同軸配置の結果として、搬送部１８の共通軸２２の軸周りで回転が発生する（例えば支部又はアーム１３、１５の肩軸は、互いに実質的に一致する）。また、端部作動体取付フランジＥ１、Ｅ２は、内部リンクＬ１、Ｌ３、外部リンクＬ２、Ｌ４、及び回転ジョイントＴ１からＴ６によって規定されたリンケージを介して、端部作動体に沿って引かれ、搬送部１８の共通軸２２に向かって突き出す中心線に沿って、独立して伸張可能及び後退可能である。これらの伸張／後退及び回転動作をもたらすために、各アームに二つのアクチュエータ組立部品が備えられる。四つのアクチュエータは、搬送部１８内に収納され、同軸に設置されたシャフト３４、４４、５４、６４を介してアームに接続される（図５を参照）。
【００２７】
他の実施形態において、一方のアームのアクチュエータは第一の筐体に配置され、他方のアームのアクチュエータは第二の別の筐体に配置される。二つのアクチュエータは、内部リンクＬ１及びＬ３の筐体に接続され、他の二つのアクチュエータは、内部リンクＬ１及びＬ３のジョイントＴ１及びＴ６内に配置されたプーリに接続される。特に、例えばモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４によってもたらされる４自由度システムと呼ばれる形態である場合のリンケージ及びアクチュエータ組立部品の動作は、下記により詳細に説明される。
【００２８】
一つの実施形態において、端部作動体取付フランジＥ１、Ｅ２の運動は、一連のベルト及びプーリを包含する内部及び外部リンクの操作によってもたらされる。アーム１２の端部作動体取付フランジＥ１の運動は、図２及び３Ａの略図、及び図４の運動学的図を参照して説明される。図２及び３Ａに示される通り、内部リンクＬ１は、肩ロータリジョイントＴ１（又は、ロータリジョイントＴ１及び、図３Ｂに示される通りに配置されたさらなるロータリジョイントＴ７を介して）搬送部１８に接続される。
【００２９】
外部リンクＬ２は、肘ロータリジョイントＴ２を介して内部リンクＬ１に接続される。端部作動体取付フランジＥ１は、手首ロータリジョイントを介して外部リンクＬ２に接続される。マニピュレータのこの部分のリンク及びジョイントは、一方の端部が開かれ、他方の端部で搬送部１８に接続される運動学的チェーンを形成する。搬送部１８は、図２及び図３Ｂに示される通り、直進状ジョイント２０を介して、又は、図３Ａに示される通り、柱１６とロボット基部２１との間に設置されたさらなる回転ジョイントＴ７を用いてロボット基部２１に接続される。図の一部ではなく図示されていない端部作動体は、端部作動体取付フランジＥ１に接続される。
【００３０】
図４を参照すると、４自由度の運動をもたらすように、モータ（例えば四つのモータ）を二つのアームに操作可能に接続する、例示的な４自由度の結合システムの略図が示される。示されるシステムは代表例であり、他の実施形態においてシステムはあらゆる適切な構造を有することは理解すべきである。図４に示される一つの実施形態において、プーリｄ１は肩ロータリジョイントＴ１に備えられ、プーリｄ２は肘ロータリジョイントＴ２に備えられる。内部リンクＬ１に沿って伸張するベルトｔ１は、プーリｄ１及びｄ２に接続される。プーリｄ２は、物理的には内部リンクＬ１内に設置されるが、リンクＬ２に取り付けられ、肘ロータリジョイントＴ２の一部として、リンクＬ２の、先行するリンクＬ１のジョイント軸周りにおける回転を可能とする。プーリｄ３も肘ジョイントＴ２に備えられ、プーリｄ４は手首ロータリジョイントＴ３に備えられる。プーリｄ３は、物理的にはリンクＬ２内に設置されるが、リンクＬ１に取り付けられ、リンクＬ２の肘ジョイントＴ２がその軸周りで回転する軸の一部である。プーリｄ４は、物理的にはリンクＬ２内に設置されるが、端部作動体取付フランジＥ１に取り付けられ、手首ジョイントＴ３の一部として、端部作動体取付フランジの、先行するリンクＬ２のジョイント軸周りにおける回転を可能とする。ベルトｔ２は、プーリｄ３及びｄ４に接続される。
【００３１】
リンクＬ２の肘ジョイントＴ２がその軸周りで回転するリンクＬ１に固定されたプーリｄ３は、リンクＬ１の肩ジョイントＴ１が共通軸２２の軸周りで回転する際に、リンクＬ１の筐体と共に移動する。リンクＬ１が回転すると、プーリｄ２もリンクＬ１と共に移動するように制約され、遊星ギアボックスの衛星ギアの動作と類似する方法でプーリｄ２が動くようにもたらされる。プーリｄ２は、肘ジョイントＴ２を介して内部リンクＬ１の末端軸に取り付けられているため、肩ジョイントＴ１の共通軸２２の周りを回転する。肩ジョイントＴ２の一部として、プーリｄ２はまた、先行するリンクＬ１の末端軸の軸周りで回転する。この回転は、プーリｄ２が、タイミング・ベルト、チェーン又はケーブル・ワーク等のベルトｔ１を介してプーリｄ１に接続された結果として発生する。
【００３２】
プーリｄ１及びｄ２の直径の比率は、リンク１に接続されたアクチュエータ入力部（例えばモータＭ１）及びプーリｄ１に接続されたアクチュエータ入力部（例えばモータＭ２）に与えられた角変位量に応じて、プーリｄ２の相対的な角変位をもたらす。肩ジョイントＴ１の軸Ｚ１と同軸に設置された極軸に設けられた極座標システムにおいて、軸の位置及び肘ジョイントＴ２（プーリｄ２がその一部である）の配置の完全な説明は、リンクＬ１の長さ、プーリｄ１（モータＭ２を介して）及びリンクＬ１（モータＭ１を介して）への入力部の角変位値、及びプーリ直径比率ｄ１／ｄ２によって決まる。このように、肘ジョイントＴ２に取り付けられた後続のリンクＬ２の近接端部のＲ−θ座標及びＴ２ジョイントの回転軸の周りのリンクＬ２の配置は規定される。手首ジョイントＴ３の回転軸を含む、リンクＬ２の末端部のＲ−θ座標は、リンクＬ２の長さによって決まる。
【００３３】
Ｒ−θ座標システムにおける、手首ジョイントＴ３に取り付けられた端部作動体取付フランジ、リンクＥ１の近接端部の位置、及びＴ３ジョイント回転軸の周りのＥ１の配置は次の条件によって規定される：リンクＬ１への角度入力値（モータＭ１を介して）、プーリｄ２への角度入力値（モータＭ２を介して）、リンクＬ１の長さ、プーリ直径比率ｄ１／ｄ２、リンクＬ２の長さ、及びプーリ直径比率ｄ３／ｄ４。
【００３４】
他方の支部も同様である。従って、図２、３Ａ、及び４に示される通り、内部リンクＬ３は、肩ロータリジョイントＴ６を介して（又はロータリジョイントＴ６及び図３Ａに示される通りに設置されたさらなるロータリジョイントＴ７を介して）、搬送部１８（もし搬送部１８が備えられる場合）に接続される。外部リンクＬ４は、肘ロータリジョイントＴ４を介して内部リンクＬ３に接続される。端部作動体取付フランジＥ１は、手首ロータリジョイントＴ５を介して外部リンクＬ４に接続される。マニピュレータのこの部分のリンク及びジョイントは、一方の端部で開かれ、他方の端部で搬送部１８に接続される運動学的チェーンを形成する。搬送部１８は、図２及び３Ｂに示される通りに直進状ジョイント２０を介して、又は図３Ａに示される通りに柱１６とロボット基部２１との間に設置されたさらなる回転ジョイントＴ７を用いて、ロボット基部２１に接続される。外部リンクＬ４は、手首ロータリジョイントＴ５を介して端部作動体取付フランジＥ２に結合される。
【００３５】
プーリｄ５は肩ロータリジョイントＴ６に備えられ、プーリｄ６は肘ロータリジョイントＴ４に備えられる。内部リンクＬ３に沿って伸張するベルトｔ３は、プーリｄ５及びｄ６に接続される。プーリｄ６は、物理的には内部リンクＬ３内に設置されるが、リンクＬ４に取り付けられその一部であり、肘ジョイントＴ４の一部として、先行するリンクＬ３のジョイント軸の軸周りにおけるリンクＬ４の回転を可能とする。プーリｄ７も肘ジョイントＴ４に備えられ、プーリｄ８は手首ロータリジョイントＴ５に備えられる。プーリｄ７は、物理的にはリンクＬ４内に配置されるが、リンクＬ３に取り付けられ、リンクＬ４の肘ジョイントＴ４が軸周りで回転する軸の一部である。プーリｄ８は、物理的にはリンクＬ４内に配置されるが、端部作動体取付フランジＥ２に取り付けられ、手首ジョイントＴ５の一部として、先行するリンクＬ４のジョイント軸の軸周りにおける端部作動体取付フランジＥ２の回転を可能とする。ベルトｔ４は、プーリｄ７及びｄ８に接続される。
【００３６】
リンクＬ４の肘ジョイントＴ４が軸周りで回転する軸でリンクＬ３に固定されたプーリｄ７は、リンクＬ３の肩ジョイントＴ６が共通軸２２の軸周りで回転すると、リンクＬ３の筐体と共に移動する。リンクＬ３が回転すると、プーリｄ６も、遊星ギアボックスの衛星ギアの動作と同様の方法でリンクＬ４と共に動作するように制約される。プーリｄ６は、肘ジョイントＴ４を介して内部リンクＬ３の末端軸に取り付けられているため、肩ジョイントＴ６の共通軸２２の周りを回転する。プーリｄ６はまた、肘ジョイントＴ４の一部として、先行するリンクＬ３の末端軸の軸周りで回転する。この回転は、プーリｄ６が、タイミング・ベルト、チェーン、ケーブル・ワーク等のベルトｔ３を介してプーリｄ５に接続された結果として発生する。
【００３７】
プーリｄ５及びｄ６の直径の比率は、リンクＬ３に接続されたアクチュエータ入力部（例えばモータＭ３）及びプーリｄ５に接続されたアクチュエータ入力部（例えばモータＭ４）に与えられた角変位量に応じて、プーリｄ６の相対的な角変位をもたらす。肩ジョイントＴ６の軸Ｚ６と同軸に設置された極軸に設けられた極座標システムにおいて、軸の位置及び肘ジョイントＴ４（プーリｄ６はその一部である）の配置の完全な説明は、リンクＬ３の長さ、プーリｄ５（モータ４を介して）及びリンクＬ３（モータ３を介して）への入力角変位値、及びプーリ直径比率ｄ５／ｄ６によって決まる。このように、肘ジョイントＴ４に取り付けられた、後続のリンクＬ４の近接端部のＲ−θ座標、及びＴ４ジョイント回転軸の周りにおけるリンクＬ４の配置は規定される。手首ジョイントＴ５の回転軸を含む、リンクＬ４の末端部のＲ−θ座標は、リンクＬ４の長さによって決まる。
【００３８】
手首ジョイントＴ５に取り付けられた端部作動体取付フランジ、リンクＥ２の近接端部のＲ−θ座標システムの位置、及びＴ５ジョイント回転軸の周りのＥ２の配置は次の条件によって規定される：リンクＬ３への角度入力値（モータＭ３を介して）、プーリｄ５への角度入力値（モータＭ４を介して）、リンクＬ３の長さ、プーリ直径比率ｄ５／ｄ６、リンクＬ４の長さ、及びプーリ直径比率ｄ７／ｄ８。
【００３９】
本発明の一つの実施形態において、アクチュエータはモータとして具現化される。図５を参照すると、モータＭ１は、シャフト３４を介して内部リンクＬ１に結合される。モータＭ２は、シャフト４４を介してプーリｄ１に結合される。モータＭ３は、シャフト５４を介して内部リンクＬ３に結合される。モータＭ４は、シャフト６４を介してプーリｄ５に結合される。
【００４０】
図６は、真空適合ロボットへの使用に適切な四つのモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を有する、本発明の実施形態を示す。適切な筐体８０は、モータの固定子を囲んで備えられる。一つの実施形態において、モータＭ１及びＭ２は、第一のモジュール８２として備えられ、モータＭ３及びＭ４は第二のモジュール８４として備えられる。図５に見られる通り、モジュール８２、８４の駆動シャフトは、互いに実質的に一致する。モータは、モータが２モデル・ユニット構造である場合、モータモジュールの端部シャフトが反対方向に配置される、背面構造で配列される。薄壁シリンダのような真空隔離バリア８６は、固定子が大気環境内にあるように、回転子３２、４２、５２、６２と固定子３０、４０、５０、６０との間に備えられる。電力及び信号ケーブル（図示されていない）は、筐体８０の隔壁９０内の、適切に密閉された開口部から取り込まれる。ベローズ９２は、モータ筐体８０とインタフェース・フランジ３８とを接続する。搬送部の直角移動の際、ベローズは拡大し収縮する。このように、ロボットアームは真空環境内に維持される。
【００４１】
図７は、本発明の実施形態を包含する基板処理装置７６１００の斜視図を示し、基板７６２１５が示されている。ここに記載される、本発明の実施形態の説明のため、基板７６２１５は、例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ又は他のあらゆる望ましい直径を有する基板のような半導体ウエハ、基板処理装置７６１００による処理に適切な他のあらゆるタイプの基板、ブランク基板、又は特定の大きさもしくは特定の質量など、基板と類似する特徴を有する物品である。基板処理装置７６１００は、代表的な基板処理ツールであり、一般的なバッチ処理ツール構造を有するものとして示される。
【００４２】
他の実施形態において、基板装置は、例えば分類装置、貯蔵装置、計量ツール等、あらゆる望ましいタイプである。この実施形態において、装置７６１００は一般的に、例えば真空室として機能するように装備された、例えばミニ環境及び隣接する大気的に隔離可能又は密閉された（例えば外部環境から密閉された）セクション（例えば大気的に密閉されたセクション）７６１１０を形成する、大気セクション７６１０５を有する。他の実施形態において、大気的に密閉されたセクション７６１１０は、不活性ガス（例えばＮ２）又は他のあらゆる隔離された大気を保持する。
【００４３】
本発明の一つの実施形態において、大気セクション７６１０５は、典型的に、一つ以上の基板保持カセット７６１１５及び大気ロボット７６１２０を有する。大気ロボット７６１２０は、あらゆる適切なロボットである。例示的な目的においてのみ、大気ロボットは、下記に記載される搬送ロボット７６１３０、８０５３０と実質的に類似する。大気ロボット７６１２０は、基板を大気セクション７６１０５内のあらゆる位置に搬送するように構成されている。例えば、大気ロボット７６１２０は、基板保持カセット７６１１５、ロードロック７６１３５、及びロードロック７６１４０の間で基板を搬送する。大気ロボット７６１２０はまた、大気セクション７６１０５内に位置する、アライナ７６１６２から、及びアライナ７６１６２へ基板７６２１５を搬送する。
【００４４】
大気的に密閉されたセクション７６１１０は、一つ以上の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ６（ここでは一般的に処理モジュール７６１２５という）及び真空ロボット７６１３０を有する。処理モジュール７６１２５は、材料堆積、エッチング、ベーキング、研磨、イオン注入、洗浄等、あらゆるタイプである。当然のことながら、ロボット基準座標系のような望ましい基準座標系に対する、各処理モジュール７６１２５の位置はコントローラ７６１７０に記録される。本発明の一つの実施形態において、一つ以上の処理モジュールはまた、基板処理装置７６１００内において、基板上で、他の処理モジュールによって実行される処理操作とは異なる処理操作を実行する。各処理モジュール７６１２５と関連する操作は、同様にコントローラ７６１７０に記録される。
【００４５】
他の実施形態において、処理モジュールは、同じ処理操作を実行する。大気的に密閉されたセクション７６１１０はまた、ロードロック７６１３５、７６１４０と呼ばれる、一つ以上の中間室を有する。図７に示される実施形態は二つのロードロックを有するが、他の実施形態において大気的に密閉されたセクション７６１１０はあらゆる適切な数のロードロックを有する。ロードロック７６１３５及び７６１４０は、大気的に密閉されたセクション７６１１０内に密閉された、あらゆる真空又は他の大気の全体性を破ることなく、基板が大気セクション７６１０５と大気的に密閉されたセクション７６１１０との間を通過できるようにする、インタフェースとして動作する。
【００４６】
基板処理装置７６１００は一般的に、基板処理装置７６１００の操作を制御するコントローラ７６１７０を含む。コントローラ７６１７０は、プロセッサ７６１７３及びメモリ７６１７８を有する。メモリ７６１７８は、基板処理装置７６１００及びその部品の操作をもたらす、コンピュータ可読コードを含む。例えば、メモリ７６１７８はさらに、処理モジュール及び装置のセクション７６１０５、７６１１０のその他の部分やステーションの温度及び／又は圧力、処理される基板７６２１５の一時的な情報、及び基板の計量情報等の処理パラメータを含む。本発明の一つの実施形態において、コントローラ７６１７０は、その発明全体を本願に包含するものである、「拡張可能な動作制御システム」と題された２００５年７月１１日付出願の［特許文献５］に記載されているような、クラスタ化アーキテクチャを有する。他の実施形態において、コントローラは、あらゆる適切な制御アーキテクチャを有する。
【００４７】
図８をまた参照すると、本発明の一つの実施形態において、搬送ロボット７６１３０（大気ロボット７６１２０と実質的に類似する）は、駆動セクション７７１５０及び一つ以上のアーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂを含む。駆動セクション７７１５０は、例えばコントローラ７６１７０から指令を受信し、それに応じて、アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂの半径方向運動、円周運動、上昇運動、複合運動、及び他の運動を指令する。アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂは、あらゆる適切な方法で駆動セクション７７１５０上に取り付けられる。
【００４８】
各アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂは、肩ジョイント軸ＳＸ（アームの回転の肩軸は互いに実質的に一致する）で駆動セクションに回転可能に取り付けられた上腕セクション７７１５５ＵＡ、７７１５５ＵＢ、肘軸ＥＸＡ、ＥＸＢで上腕セクション７７１５５ＵＡ、７７１５５ＵＢに回転可能に取り付けられた前腕セクション７７１５５ＦＡ、７７１５５ＦＢ、及び手首軸ＷＸＡ、ＷＸＢで前腕セクション７７１５５ＦＡ、７７１５５ＦＢに回転可能に取り付けられた端部作動体７７１５５ＥＡ、７７１５５ＥＢを含む。端部作動体は、基板７６２１５を保持するのに適切なあらゆる方法で構成される。一つの実施形態において、端部作動体７７１５５ＥＡ、７７１５５ＥＢは、端部保持、真空保持、アクティブ保持又はパッシブ保持端部作動体である。端部作動体はまた、基板のバッチ搬送のために、積み重ねられた状態又は並べられた状態で複数の基板を保持するように構成される。
【００４９】
アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂのそれぞれの上腕７７１５５ＵＡ、７７１５５UＢ及び前腕７７１５５ＦＡ、７７１５５ＦＢは、実質的に等長又は不等長であることに留意されたい。例えば、上腕７７１５５ＵＡ、７７１５５ＵＢは前腕７７１５５ＦＡ、７７１５５ＦＢよりも長い、又はその逆もまた同様である。不等長アームの一例は、その発明全体を本願に包含するものである、「不等長スカラアーム」と題された２００６年７月１１日付出願の［特許文献６］に記載されている。
【００５０】
本発明の一つの実施形態において、搬送ロボット７６１３０は、大気的に密閉されたセクション７６１１０の中央室７６１７５に取り付けられる（図７を参照）。コントローラ７６１７０は、開口部７６１８０、７６１８５を循環させ、処理モジュール７６１２５、ロードロック７６１３５、及びロードロック７６１４０の間で基板を搬送するための搬送ロボット７６１３０の操作を調節するために動作する。搬送ロボット７６１２０、７６１３０はスカラ型ロボットアームを有するものとして示され記載されているが、他の実施形態において、搬送ロボットは、関節アームロボット、カエル足型装置、又は対称搬送装置等、あらゆる適切なアーム構造を含むことを理解すべきである。
【００５１】
次に、図９Ａを参照すると、例示的な駆動セクション７７１５０が示されている。他の実施形態において駆動セクションはあらゆる適切な駆動配列を有するが、本発明の一つの実施形態において駆動部は同軸駆動配列を有する。駆動セクション配列の適切な例は、その発明全体を本願に包含するものである、［特許文献７］、［特許文献８］、［特許文献９］、及び［特許文献１０］に記載されている。駆動システム配列の他の適切な例は、その発明全体を本願に包含するものである、「磁気スピンドル軸受を伴うロボット駆動装置」と題された２００８年６月２７日付出願の［特許文献１１］に記載されたものを含む。
【００５２】
この実施形態において、駆動セクション７７１５０は、四つの駆動シャフト７８３０１〜７８３０４、及び四つのモータ７８３４２、７８３４４、７８３４６、７８３４８を有する、四軸の同軸駆動シャフト組立部品７８３００（例えば４自由度の駆動セクション）を少なくとも部分的に収納する、筐体７８３１０を含む。他の実施形態において、駆動セクション７７１５０は、あらゆる適切な数の駆動シャフト及びモータを有する。第一のモータ７８３４２は、外部シャフト７８３０４に接続された固定子７８３４２Ｓ及び回転子７８３４２Ｒを含む。第二のモータ７８３４４は、シャフト７８３０３に接続された固定子７８３４４Ｓ及び回転子７８３４４Ｒを含む。第三のモータ７８３４６は、シャフト７８３０２に接続された固定子７８３４６Ｓ及び回転子７８３４６Ｒを含む。第四のモータ７８３４８は、第四の、又は内部シャフトに接続された固定子７８３４８Ｓ及び回転子７８３４８Ｒを含む。四つの固定子７８３４２Ｓ、７８３４４Ｓ、７８３４６Ｓ、７８３４８Ｓは、筐体内の異なる鉛直高度又は位置で筐体７８３１０に固定して取り付けられる。各固定子７８３４２Ｓ、７８３４４Ｓ、７８３４６Ｓ、７８３４８Ｓは一般的に、電磁コイルを備える。
【００５３】
各回転子７８３４２Ｒ、７８３４４Ｒ、７８３４６Ｒ、７８３４８Ｒは一般的に永久磁石を備えるが、あるいは、永久磁石を有さない磁気誘導回転子を備える。搬送ロボット７６１３０は、限定されない例示的な目的においてのみ真空環境のような密閉環境において用いられるが、スリーブ７８３６２は、同軸駆動シャフト組立部品７８３００が密閉環境内に設置され、固定子が密閉環境外に設置されるように、回転子７８３４２Ｒ、７８３４４Ｒ、７８３４６Ｒ、７８３４８Ｒと固定子７８３４２Ｓ、７８３４４Ｓ、７８３４６Ｓ、７８３４８Ｓとの間に設置される。当然のことながら、スリーブ７８３６２は、搬送ロボット７６１３０が、例えば基板処理装置７６１００の大気セクション７６１０５内において（図７）等、大気環境での使用のみを目的としている場合には備えられる必要がない。
【００５４】
第四又は内部シャフト７８３０１は下部又は第四の固定子７８３４８Ｓから伸張し、固定子７８３４８Ｓと実質的に並べられた回転子７８３４８Ｒを含む。シャフト７８３０２は第三の固定子７８３４６Ｓから伸張し、固定子７８３４６Ｓと実質的に並べられた回転子７８３４６Ｒを含む。シャフト７８３０３は第二の固定子７８３４４Ｓから伸張し、固定子７８３４４Ｓと実質的に並べられた回転子７８３４４Ｒを含む。シャフト７８３０４は上部又は第一の固定子７８３４２Ｓから伸張し、固定子７８３４２Ｓと実質的に並べられた回転子７８３４２Ｒを含む。
【００５５】
多様なベアリング７８３５０〜７８３５３は、シャフト７８３０１〜７８３０４の軸周り及び筐体７８３１０に備えられ、各シャフト７８３０１〜７８３０４が、互いに、及び筐体７８３１０に対して独立して回転可能にする。本発明のこの実施形態において、各シャフトには位置センサ７８３７１〜７８３７４が備わっている。位置センサ７８３７１〜７８３７４は、それぞれのシャフト７８３０１〜７８３０４の互いに対する及び／又は筐体７８３１０に対する回転位置について、コントローラ７６１７０のような、あらゆる適切なコントローラに信号を提供するために用いられる。センサ７８３７１〜７８３７４は、制限されない例示的な目的において光学センサ又は誘導センサのような、あらゆる適切なセンサである。
【００５６】
図８をまた参照すると、上記の通り搬送ロボット７６１３０は二つのアーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂを含む。本発明のこの実施形態において、アーム７７１５５Ａの上腕７７１５５ＵＡは、上腕７７１５５ＵＡがシャフト７８３０４と共に中心回転軸（例えば肩軸ＳＸ）上で回転するように、外部シャフト７８３０４に固定して取り付けられる。プーリ７８３８０は、シャフト７８３０３に固定して取り付けられる。上腕７７１５５ＵＡは、ポスト７８３８１、及びポスト７８３８１に回転可能に取り付けられたプーリ７８３８２を含む。ポスト７８３８１は、上腕７７１５５ＵＡの内面に固定して取り付けられる。
【００５７】
伝動部材７８３９０の第一のセットは、プーリ７８３８０とプーリ７８３８２との間で伸張する。当然のことながら、あらゆる適切なタイプの伝動部材は、例えばベルト、バンド又はチェーンのような、プーリ７８３８０、７８３８２を結合するために用いられる。また、当然のことながら、プーリ７８３８０、７８３８２を結合する二つの伝動部材が示されているが、プーリ７８３８０、７８３８２を結合する、あらゆる適切な数の伝動部材（例えば二つ以上又は以下）が用いられる。シャフト７８３８２Ｓは、シャフト７８３８２Ｓがプーリと共に肘軸ＥＸＡの軸周りで回転するように、プーリ７８３８２に固定して結合される。シャフト７８３８２Ｓは、あらゆる適切な方法でポスト７８３８１上に回転可能に支持される。前腕７７１５５ＦＡは、前腕７７１５５ＦＡがシャフト７８３８２Ｓと共に肘軸ＥＸＡの軸周りで回転するように、シャフト７８３８２Ｓに固定して取り付けられる。前腕７７１５５ＦＡは、ポスト７８３８１の上端部上に回転可能に支持されたプーリ７８３８３を含む。前腕７７１５５ＦＡはまた、ポスト７８３８５及びポスト７８３８５に回転可能に取り付けられたプーリ７８３８４を含む。
【００５８】
伝動部材７８３９１（伝動部材７８３９０と実質的に類似する）の第二のセットは、プーリ７８３８３、７８３８４の間を伸張し、結合する。端部作動体７７１５５ＥＡは、プーリ７８３８４及び端部作動体７７１５５ＥＡが手首軸ＷＸＡの軸周りで回転するように、プーリ７８３８４に固定して取り付けられる。当然のことながら、アームがＲ１に沿って伸張及び後退する間、端部作動体の縦軸が回転及び後退軸Ｒ１と実質的に並んでいるように、端部作動体７７１５５ＥＡの回転が連結される間、上腕７７１５５ＵＡ及び前腕７７１５５ＦＡは、それぞれシャフト７８３０４、７８３０３によって独立して駆動され（例えば回転される）、アーム７７１５５Ａの独立した回転Ｔ１及び伸張Ｒ１を可能とする。他の実施形態において、駆動セクション７７１５０は、端部作動体７７１５５ＥＡが同様に手首軸ＷＸＡの軸周りで独立して回転するように、さらなるモータ及び駆動シャフトを含む。
【００５９】
アーム７７１５５Ｂの上腕７７１５５ＵＢは、上腕７７１５５ＵＢがシャフト７８３０１と共に中心回転軸（例えば肩軸ＳＸ）上で回転するように、内部シャフト７８３０１に固定して取り付けられる。プーリ７８３８６は、シャフト７８３０２に固定して取り付けられる。上腕７７１５５ＵＢは、ポスト７８３８８、及びポスト７８３８８に回転可能に取り付けられたプーリ７８３８７を含む。ポスト７８３８８は、上腕７７１５５ＵＢの内面に固定して取り付けられる。
【００６０】
伝動部材７８３９２の第一のセット（伝動部材７８３９０と実質的に類似する）は、プーリ７８３８６とプーリ７８３８７との間を伸張する。シャフト７８２８７Ｓは、シャフト７８３８７Ｓがプーリと共に肘軸ＥＸＢの軸周りで回転するように、プーリ７８３８７に固定して結合される。シャフト７８３８７Ｓは、あらゆる適切な方法で、ポスト７８３８８上に回転可能に支持される。前腕７７１５５ＦＢは、前腕７７１５５ＦＢがシャフト７８３８７Ｓと共に肘軸ＥＸＢの軸周りで回転するように、シャフト７８３８７Ｓに固定して取り付けられる。前腕７７１５５ＦＢは、ポスト７８３８８の上端部に回転可能に支持されたプーリ７８３８９を含む。前腕７７１５５ＦＢはまた、ポスト７８３９８、及びポスト７８３９８に回転可能に取り付けられたプーリ７８３９９を含む。
【００６１】
伝動部材７８３９３の第二のセット（伝動部材７８３９０と実質的に類似する）は、プーリ７８３８９、７８３９９の間で伸張し、結合する。端部作動体７７１５５ＥＢは、プーリ７８３９９及び端部作動体７７１５５ＥＢが手首軸ＷＸＢの軸周りで回転するように、プーリ７８３９９に固定して取り付けられる。当然のことながら、アームがＲ２に沿って伸張及び後退する間、端部作動体の縦軸が回転及び後退軸Ｒ２と実質的に並んでいるように、端部作動体７７１５５ＥＢの回転が連結される間、上腕７７１５５ＵＢ及び前腕７７１５５ＦＢは、それぞれシャフト７８３０２、７８３０１によって独立して駆動され（例えば回転される）、アーム７７１５５Ａの独立した回転Ｔ２及び伸張Ｒ２を可能とする。他の実施形態において、駆動セクション７７１５０は、端部作動体７７１５５ＥＢが同様に手首軸ＷＸＢの軸周りで独立して回転するように、さらなるモータ及び駆動シャフトを含む。
【００６２】
本発明のこの実施形態において、シャフト７８３８２Ｓ、７８３８７Ｓは、端部作動体７７１５５ＥＡ、７７１５５ＥＢの搬送面ＴＰが実質的に同一平面上にあるように、適切な大きさで形成される。実質的に同一平面上にある、端部作動体７７１５５ＥＡ、７７１５５ＥＢの搬送面は、実質的にＺ方向移動又は縦軸における移動をせずに、処理モジュール７６１２５、ロードロック７６１３５、７６１４０及びカセット７６１１５のような、基板保持ステーションから、及び基板保持ステーションへの基板の搬送を可能とする。他の実施形態において、駆動セクション７７１５０は、アームのＺ動作を可能とする、少なくとも一つのＺ移動モータを含む。さらに他の実施形態において、搬送面ＴＰは、互いに隣接する（例えば積み重ねられる）。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態において、ここに記載されるアーム構造は、一方のアームが他方のアームの運動を、例えば他方のアームに対応して一方のアームの３６０度回転を実質的に妨げる運動の範囲内に制約するように配置されることに留意されたい。従って、制約された構造（すなわち、各アームの実質的に無限の回転が他方のアームによって妨げられる状態）において、各アームは、他方のアームによって規定され区切られた、同位角の動作範囲を有すると考えられる（例えば、図１０Ａを参照すると、アーム７７１５５Ａは、アーム７７１５５Ｂが固定されている状態において範囲７７９９９内で動作可能であり、アーム７７１５５Ｂは、アーム７７１５５Ａが固定されている状態において範囲７７９９８内で動作可能である）。
【００６４】
当然のことながら、アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂの一つ以上が回転すると、対応する範囲７７９９８、７７９９９もまた回転する（例えば、動作範囲７７９９８、７７９９９は、それぞれのアームの回転と共に範囲が回転又は移動するように、固定されない−例えば、アーム７７１５５Ａの回転は、アーム７７１５５Ｂの回転範囲を変更し、逆もまた同様である）。このように、各動作／回転範囲内における各端部作動体の伸張／後退の通路は、例えばアームの肩軸（共通肩軸ＳＸである）で互いに交差し（搬送面が実質的に同一平面上にある場合）、又は端部作動体が同一平面上にない（一方のアームのアームリンクが他方のアームリンクを妨げる又は妨げない）場合には、各端部作動体の伸張／後退の通路は互いの上を通って擦れ違う。
【００６５】
図１０Ａ〜１０Ｈを参照すると、搬送ロボット７６１３０のアーム７７１５５Ａの操作が説明される。アーム７７１５５Ｂの操作は下記に説明されるアーム７７１５５Ａの操作と実質的に類似することを理解すべきである。この実施形態において、搬送ロボット７６１３０は、搬送室７７４００内に設置されて示される。搬送室７７４００は、上記に説明された中央室７６１７５と実質的に類似する。搬送室は、処理モジュール７６１２５（ＰＭ１〜ＰＭ４）が取り付けられる、開口部又は仕切り弁７６１８０を含む。上記の通り、アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂの搬送面ＴＰ（例えば端部作動体及び前腕と手首）（図９Ｂ）は、アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂの端部作動体７７１５５ＥＡ、７７１５５ＥＢが、肩軸ＳＸの軸周りにおける搬送ロボットのアーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂの両方の回転なしに同じ処理モジュールにアクセスできないように、同一平面上にある。
【００６６】
当然のことながら、各アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂは、搬送室７７４００に取り付けられたすべての処理モジュール（及びロードロック−図示されていない）にアクセス可能である。例えば、一つ以上のアームの適切な回転に伴い、各アームは、隣接する処理モジュール、一つおきに配置された処理モジュール、及びおよそ１８０度離れた位置にある処理モジュールにアクセス可能である。ここに記載される、本発明の実施形態において、一方のアームは他方のアームに対しておよそ１８０度回転する（例えば、他方のアームが固定され、一方のアームの回転が他方のアームの回転を妨げるように、端部作動体が実質的に同一平面上又は実質的に隣接する基板搬送面にある場合）ものの、アーム組立部品全体（例えばすべてのアームを一体として）は、アームが一体として肩軸の軸周りで同時に回転されると、肩軸の軸周りで少なくとも約３６０度の回転が可能であることに留意されたい。
【００６７】
図１０Ａに見られる通り、アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂは、端部作動体７７１５５ＥＡ、７７１５５ＥＢが隣接する処理モジュールＰＭ１、ＰＭ２と並べられるように配列される。端部作動体７７１５５ＥＡが処理モジュールＰＭ２に入るようにアーム７７１５５Ａを伸張するために、モータ７８３４２は、シャフト７８３０３を実質的に固定したまま、シャフト７８３０３に対してシャフト７８３０４を回転する。しかしながら、シャフト７８３０３は、伸張及び後退の間に、搬送処理を加速化させるために、可動アーム組立部品７７１５５Ａ全体の回転の始め又は終わりにおいてわずかに回転される場合もある。シャフト７８３０３（及びプーリ７８３８０）が固定され上腕７７１５５ＵＡが動作する状態で、プーリ７８３８２は伝動部材７８３９０によって回転される。これにより、同様に、前腕７７１５５ＦＡが軸ＥＸＡの軸周りで回転される。
【００６８】
プーリ７８３８３はポスト７８３８１に固定して取り付けられるため、またポスト７８３８１は前腕７７１５５ＦＡに固定して取り付けられるため、プーリ７８３８４は、前腕７７１５５ＦＡに関連して伝動部材７８３９１によって回転される。プーリ７８３８０、７８３８２、７８３８４は、端部作動体７７１５５ＥＡが、図１０Ｂに見られる通り、伸張／後退軸Ｒ１に沿って直線的に半径方向移動して出入りすることができるように、互いに関連した大きさで形成される。当然のことながら、アーム７７１５５Ｂの伸張及び後退は、モータ７８３４８がシャフト７８３０２に関連してシャフト７８３０１を回転する、実質的に類似する方法で発生する。
【００６９】
アームが処理モジュールＰＭ２から処理モジュールＰＭ３へ移動するためのアーム７７１５５Ａの回転（Ｔ１回転）は、シャフト７８３０４、７８３０３が、図１０Ｃに示される通り、実質的に同時に、実質的に同じスピードで、同一方向に回転されるように、モータ７８３４２及び７８３４４の両方の操作を通して発生する。端部作動体７７１５５ＥＡが処理モジュールＰＭ３と並ぶようにアーム７７１５５Ａが配置されると、アームは、図１０Ｅに示される通り、上記に記載の方法と実質的に類似する方法で伸張及び後退する。同様に、アームが処理モジュールＰＭ３から処理モジュールＰＭ４へ移動するためにアーム７７１５５Ａを回転するために（Ｔ１回転）、シャフト７８３０４、７８３０３が、図１０Ｆに示される通り、実質的に同時に、実質的に同じスピードで、同一方向に回転されるように、モータ７８３４２及び７８３４４の両方が操作される。
【００７０】
端部作動体７７１５５ＥＡが処理モジュールＰＭ４と並ぶようにアーム７７１５５Ａが配置されると、アームは、図１０Ｈに示される通り、上記に記載の方法と実質的に類似する方法で伸張及び後退する。当然のことながら、例えば、図１０Ａ〜１０Ｈに示される通りに時計回りの方向へのアーム７７１５５Ａの回転は、端部作動体が、同一面に配置された、例えば搬送面ＴＰ、前腕７７１５５ＦＡ、７７１５５ＦＢ及び手首によって実質的に１８０度離れている、回転点に実質的に限定される。このように、搬送アームの搬送通路Ｒ１、Ｒ２は、隣接する基板保持位置からおよそ１８０度離れた基板保持位置の範囲の角度において、互いに角度を有する。
【００７１】
次に図１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、本発明の実施形態に基づいた、別の搬送ロボット８０５３０が示されている。搬送ロボット８０５３０は、特に注記のない場合、上記の搬送ロボット７６１３０と実質的に類似する。この実施形態において、搬送ロボット８０５３０は、少なくとも一つのＺ軸駆動部３１２（図９Ａ）を含む、駆動セクション７７１５０を含む。Ｚ軸駆動部３１２は、あらゆる適切な方法で、例えば駆動部７７１５０の筐体７８３１０に接続される。Ｚ軸駆動部３１２は、アーム５５５Ａ、５５５Ｂそれぞれの端部作動体８０５５５ＥＡ、８０５５５ＥＢが異なる搬送面に移動されるように、それに接続されたアーム５５５Ａ、５５５Ｂを含む、筐体７８３１０を、Ｚ方向に駆動するように構成される。別の実施形態において、ロボットの一つ以上の回転ジョイントは、例えば各アームの端部作動体を互いに独立してＺ方向に移動するための、Ｚ軸駆動部を含む。
【００７２】
この例において、搬送ロボット８０５３０は二つの搬送ア−ム８０５５５Ａ、８０５５５Ｂを含む。搬送アーム８０５５５Ａは、上記に記載の搬送アーム７７１５５Ａと実質的に類似し、類似の参照番号は類似の特徴を示す（例えば、上腕８０５５５ＵＡ、前腕８０５５５ＦＡ、及び端部作動体８０５５５ＥＡ）。搬送アーム８０５５５Ａは、上記に記載の方法と類似する方法で、駆動セクションのシャフト７８３０４、７８３０３に接続される（図９Ａ）。搬送アーム８０５５５Ｂもまた、上記に記載の搬送アーム７７１５５Ｂと実質的に類似し、類似の参照番号は類似の特徴を示す（例えば、上腕８０５５５ＵＢ、前腕８０５５５ＦＢ、及び端部作動体８０５５５ＥＢ）。搬送アーム８０５５５Ｂは、上記に記載の方法と類似する方法で、駆動セクションのシャフト７８３０２、７８３０１に接続される（図９Ａ）。
【００７３】
しかしながら、この実施形態において、シャフト８０５８２Ｓ、８０５８７Ｓ（図９Ａのシャフト７８３８２Ｓ、７８３８７Ｓに対応する）は、アーム８０５５５Ｂが、アーム８０５５５Ａの回転とは独立して、実質的に３６０度無限に、かつ連続的に回転可能であり、その逆もまた同様であるような大きさで形成される。さらに、異なるアーム８０５５５Ａ、８０５５５Ｂを用いて基板を搬送するためのＺ動作の量を実質的に最小化するために端部作動体８０５５５ＥＢの搬送面ＴＰ２が端部作動体８０５５５ＥＡの同一平面上ではないが近く（例えば隣接して）に配置されるように、アーム８０５５５Ｂの前腕８０５５５ＦＢは、上腕８０５５５ＵＢの下部に取り付けられる（図８においては、前腕７７１５５ＦＢは上腕７７１５５ＵＢの上部に取り付けられている−例えば対向する前腕）。この実質的に同一平面上ではない配列は、アームの伸張及び後退Ｒ１、Ｒ２が互いに角度を有することによる各アームの独立した操作、及び単一の基板保持位置における基板の素早い交換を許容する。
【００７４】
さらに図１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、他の実施形態において、シャフト８０５８２Ｓ、８０５８７Ｓ（図９Ａのシャフト７８３８２Ｓ、７８３８７Ｓに対応する）は、端部作動体８０５５５ＥＢの搬送面ＴＰ２が端部作動体８０５５５ＥＡの搬送面ＴＰ１と実質的に同一平面上にあるように、アーム８０５５５Ｂの前腕８０５５５ＦＢが、上腕８０５５５ＵＢの下部に取り付けられるような大きさで形成される（図８においては、前腕７７１５５ＦＢは上腕７７１５５ＵＢの上部に取り付けられている−例えば対向する前腕）。この実施形態において、搬送面は実質的に同一平面上にある（又はここに記載されるように互いに実質的に隣接している）が、例えばアーム８０５５５Ａの伸張及び後退軸は、アーム８０５５５Ｂの伸張及び後退軸に関連して制約され、逆もまた同様である（アームが、シータθ軸又は肩軸ＳＸ軸の軸周りで、一体としてアームを回転することなく、同じ保持ステーションへ実質的に同時に基板を搬送できないように、一方のアームのアームリンクが他方のアームのアームリンクを妨げるが、例えば、伸張及び後退軸は互いに角度を有する）。
【００７５】
当然のことながら、ここに記載される例示的な搬送ロボット７６１３０、８０５３０は、処理モジュール７６１２５の一つ以上が別個の処理操作を基板上で実行する、基板の順次処理を許容する。例えば、図１０Ａを参照すると、基板は、アーム７７１５５Ａ、７７１５５Ｂの一方を用いて処理モジュールＰＭ１内に設置される。処理モジュールＰＭ１内における処理が終わると、アーム７７１５５Ａは基板を処理モジュールＰＭ１から取り除き、処理モジュールＰＭ２に設置する。処理モジュールＰＭ１から処理モジュールＰＭ２への基板の搬送と実質的に同時に、アーム７７１５５Ｂは、別の基板をロードロック７６１３５から処理モジュールＰＭ１へ搬送する。このような配列は、例えばロードロック７６１３５から処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４を通ってロードロック７６１４０への基板の実質的に連続したフローを提供する。
【００７６】
図１２は、搬送ロボット７６１３０、８０５３０のアームの、処理モジュールへの例示的な伸張を概略的に示す。アームは、あらゆる適切な水平距離及びあらゆる適切な垂直位置において、処理モジュールへ伸張する。ここに記載されるように、共通搬送面上又は実質的に隣接する搬送面に沿ってアームの端部作動体を有する、本発明の実施形態のロボットアーム構造は、搬送室の内部容積が同様に最小化されるように、アームの煙突高が最小化されることを許容することに留意されたい。さらに、共通搬送面上又は実質的に隣接する搬送面上にアームの端部作動体を有することは、スロット弁の開口部の最小限の高さを許容する（例えば、基板がその開口部を通って搬送室へ及び搬送室から搬送される、搬送室の開口部）。
【００７７】
図１３及び１５は、搬送室７７４００のような搬送室の例示的な上面略図である。図１４Ａ及び１４Ｂは、搬送ロボットがＺ駆動部を含む（例えばリフトを備える及び実質的にリフトを備えない）と搬送室の室内高が増加する、搬送室７７４００の側面の略図である。図１４Ａ及び１４Ｂに見られるように、搬送室内の開口部の垂直位置は、室がロボットのＺ移動を許容するように構成されている場合は室の下部寄りに配置する等、あらゆる適切な位置に配置される。端部作動体を実質的に共通の搬送面上又は実質的に隣接する搬送面上に有することで、搬送室のスロット弁の開口部は、搬送ロボットがＺ軸駆動部を含まない場合と実質的に同じサイズであることに留意されたい。図１４Ｂに見られるように、スロット弁に隣接する、搬送室のエリア１４００１は、Ｚ軸動作を実質的に有さないロボットのために、例えば、スロット弁の高さの範囲内における端部作動体の垂直動作を維持しながら、開口部の隣の前腕のようなアームリンクの垂直動作を許容する。
【００７８】
図１６Ａ〜１６Ｃを参照すると、本発明の実施形態に基づいて、処理ツール８５００１の一部が示される。処理ツール８５００１は、処理ツール７６１００（図７）について記載されているものと実質的に類似し、搬送室８５０２０、搬送室８５０２０に接続された一つ以上の処理モジュール８５０１０、８５０１１を含む。搬送装置８５１００は、処理モジュール８５０１０、８５０１１間、及びロードロック８５０１２、８５０１３間で基板を搬送するために、少なくとも部分的に搬送室８５０２０内に設置される。搬送装置は、上腕リンク８５１０１と、上腕リンクに回転可能に取り付けられた前腕リンク８５１０２、８５１０３と、前腕リンク８５１０２、８５１０３のそれぞれに回転可能に取り付けられた端部作動体８５１０４〜８５１０７とを含む。
【００７９】
端部作動体は、一つ以上の基板を保持するために適切なあらゆる形状を有することに留意されたい。例えば、各端部作動体が一つ以上の基板を保持する場合、単一のアームで大量の基板を搬送するために、基板は積み重ねられた構造又は並べられた構造のどちらかで保持される。また、上腕及び前腕は、上記に記載の方法と実質的に類似する方法で、関節中心から関節中心まで不等長であることに留意されたい。
【００８０】
上腕リンク８５１０１は、搬送装置８５１００の回転ＳＸの主軸又は肩軸から離れる方向に伸張する、実質的に「Ｕ」又は「Ｖ」形状を有する、実質的に固いリンクである。上腕リンク８５１０１は、第一及び第二の部分の間の結合が解放されると肘軸８７ＥＢ１、８７ＥＢ２が互いに向かって又は離れて回転し、第一及び第二の部分８５１０１Ａ、８５１０１Ｂの間の角度αを変更又は調節し、また、結合が解放されない場合には、第一及び第二の部分が実質的に固い上腕リンク８５１０１を形成するように、「二重スカラアーム」と題された２００５年６月９日付出願の［特許文献１２］（その発明全体を本願に包含するものである）に記載の方法と実質的に類似する方法で、例えば回転の肩軸（又は、上腕リンク上の他のあらゆる適切な点）で、解放可能かつ回転可能に取り付けられた第一の部分及び第二の部分８５１０１Ａ、８５１０１Ｂを含む。
【００８１】
角度αは、例えば上腕の各リンクがアームの動作を駆動する駆動システムの自身の駆動シャフトに接続されている場合には、動的に調節されることに留意されたい。例えば、第一及び第二の部分が実質的に固い構造にある場合、駆動システムのそれぞれの駆動シャフトは一体として動作し、角度αが調節される場合、第一及び第二の部分のそれぞれの駆動シャフトは、逆方向、異なる速度で同一方向、又は角度αを動的に変更又は調節するために適切な他のあらゆる方法で動作される。
【００８２】
前腕リンク８５１０２は、肘軸８７ＥＢ１の軸周りで上腕リンク８５１０１に回転可能に結合され、前腕リンク８５１０３は、肘軸８７ＥＢ２の軸周りで上腕リンク８５１０１に回転可能に結合される。各前腕リンク８５１０２、８５１０３は、二つの独立して回転可能な端部作動体８５１０４〜８５１０７を有する。例えば、端部作動体８５１０４、８５１０６は手首軸８７ＷＲ２の軸周りで前腕リンク８５１０２に独立して回転可能に取り付けられ（図１８Ｃ）、端部作動体８５１０５、８５１０７は手首軸８７ＷＲ１の軸周りで前腕リンク８５１０３に独立して回転可能に取り付けられる（図１８Ｃ）。
【００８３】
一つの実施形態において、端部作動体は共通の搬送面を有するように配置されるが、他の実施例においては、端部作動体は実質的に隣接する又は異なる搬送面に配置される。各前腕リンクの二つの端部作動体は、処理モジュール８５０１０、８５０１１、又はロードロックモジュール８５０１２、８５０１３での基板保持位置における基板の素早い交換（すなわち、肩軸周りで一体となって搬送装置を回転せずに、またアームを肩からバッテリに後退することなく基板を搬送する）を可能とする。各前腕リンクに回転可能に結合された端部作動体が示されるが、あらゆる適切な数の端部作動体は、例えば、上記に記載の方法と類似する方法で、積み重ねられた状態又は並べられた状態にある、あらゆる数の基板を保持するように構成された、各前腕リンクに回転可能に取り付けられることを理解すべきである。
【００８４】
上腕リンク８５１０１、前腕８５１０２、８５１０３及び端部作動体８５１０４〜８５１０７は、少なくとも二つの端部作動体（例えば各アームの少なくとも一つの端部作動体）が例えば駆動システムの共通の駆動軸に結合されるように、駆動システムに接続される。図１７を参照すると、三軸駆動システム８６６３４が搬送装置８５１００の駆動に用いられる。三軸駆動システム８６６３４は一般的に、図９Ａに関連して上記に記載のものと実質的に類似する駆動シャフト組立部品８６６４１及び三つのモータ８６６４２、８６６４４、８６６４６を備える。
【００８５】
この実施形態において、駆動シャフト組立部品８６６４１は、三つの駆動シャフト８６６５０Ａ、８６６５０Ｂ、８６６５０Ｃを有する。当然のことながら、駆動システムは、三つのモータ及び三つの駆動シャフトに限定されない。第一のモータ８６６４２は、固定子８６６４８Ａと、中間シャフト８６６５０Ａに接続された回転子８６６６０Ａとを備える。第二のモータ８６６４４は、固定子８６６４８Ｂと、外部シャフト８６６５０Ｂに接続された回転子８６６６０Ｂとを備える。第三のモータ８６６４６は、固定子８６６４８Ｃと、内部シャフト８６６５０Ｃに接続された回転子８６６６０Ｃとを備える。三つの固定子８６６４８Ａ、８６６４８Ｂ、８６６４８Ｃは、異なる鉛直チューブに沿った高度又は位置で、チューブ又は筐体８６６５２に固定して取り付けられる（上記に記載されたような半径方向にネスト化されたモータを含む三軸駆動システムはまた、搬送装置８５１００を駆動するために用いられることに留意されたい）。
【００８６】
例示的な目的においてのみ、第一の固定子８６６４８Ａは中間固定子であり、第二の固定子８６６４８Ｂは上部固定子であり、第三の固定子８６６４８Ｃは下部固定子である。各固定子は一般的に、電磁コイルを備える。三つのシャフト８６６５０Ａ、８６６５０Ｂ、８６６５０Ｃは、同軸シャフトとして配列される。三つの回転子８６６６０Ａ、８６６６０Ｂ、８６６６０Ｃは、好適には、永久磁石から成り、あるいは、永久磁石を有さない磁気誘導回転子を備える。スリーブ８６６６２は好適には、駆動シャフト組立部品８６６４１が真空環境内に配置され、固定子８６６４８が真空環境外に配置された状態で、ロボットを真空環境内で使用可能とするために、回転子８６６６０と固定子８６６４８との間に配置される。しかしながら、スリーブ８６６６２は、ロボットが大気環境内での使用のみを目的とする場合は、備えられる必要はない。
【００８７】
第三のシャフト８６６５０Ｃは内部シャフトであり、下部固定子８６６４８Ｃから伸張する。内部シャフトは、下部固定子８６６４８Ｃと一直線上に並んだ第三の回転子８６６６０Ｃを有する。中間シャフト８６６５０Ａは、中間固定子８６６４８Ａから上向きに伸張する。外部シャフト８６６５０Ｂは、上部固定子８６６４８Ｂから上向きに伸張する。外部シャフトは、上部固定子８６６４８Ｂと一直線上に並んだ第二の回転子８６６６０Ｂを有する。各シャフトが互いに対して、及びチューブ８６６５２に対して独立して回転可能であるように、様々なベアリングがシャフト８６６５０Ａ〜８６６５０Ｃの軸周り及びチューブ８６６５２の周りに備えられる。
【００８８】
各シャフト８６６５０A〜８６６５０Cは、位置センサ８６６６４を備える。位置センサ８６６６４は、互いに対する、及び／又はチューブ８６６５２に対するシャフト８６６５０A〜８６６５０Cの回転位置についてコントローラ７６１７０（図７）に信号を送るために用いられる。光学センサ又は誘導センサなど、あらゆる適切なセンサが使用可能である。駆動システム８６６３４はまた、搬送装置の上腕リンク、前腕リンク及び端部作動体を、回転の肩軸ＳＸと実質的に平行な方向（例えば肩軸ＳＸに沿って）に一体として動作するための、一つ以上の適切なZ軸駆動部８６３１２を含む。別の実施形態において、ロボットの一つ以上の回転ジョイントは、例えば各アームの端部作動体を互いから独立してＺ方向に動作するためのＺ軸駆動部を含む。
【００８９】
次に図１８Ａ〜１８Ｃを参照すると、外部シャフト８６６５０Ｂは、シャフト８６６５０Ｂが回転すると上腕リンク８５１０１が一体として回転するように、上腕リンク８５１０１に結合される。内部シャフト８６６５０Ｃは、それぞれ肘軸８７ＥＢ２、８７ＥＢ２の軸周りで前腕リンクを回転するために、前腕リンク８５１０２、８５１０３に接続される。例えば、シャフト８６６５０Ｃは、シャフト８６６５０Ｃが回転するとプーリ８７００１が共に回転するように、プーリ８７００１に結合される。プーリ８７００８Ｂは、肘軸の軸周りで上腕リンク８５１０１内に回転可能に取り付けられ、ベルト、バンド、ケーブル等、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ８を通してプーリ８７００１に接続される。プーリ８７００８Ｂは、プーリ８７００８Ｂが回転すると前腕リンク８５１０３が共に回転するように、前腕リンク８５１０３に結合される。
【００９０】
同様に、プーリ８７００８は、肘軸８７ＥＢ２の軸周りで前腕リンク８５１０１内に回転可能に取り付けられ、ベルト、バンド、ケーブルなどあらゆる適切な伝動部８７Ｔ１を通してプーリ８７００１に接続される。プーリ８７００８は、プーリ８７００８が回転すると前腕リンク８５１０２が共に回転するように、前腕リンク８５１０２に結合される。上記の通り、両方の前腕はシャフト８６６５０Ｃに結合されるため、シャフト８６６５０Ｃの回転は、それぞれ肘軸８７ＥＢ１、８７ＥＢ２の軸周りにおける前腕リンク８５１０２、８５１０３の、共通の回転方向への（例えば時計回り又は反時計回り）実質的に同時の回転をもたらす。
【００９１】
中間シャフト８６６５０Ａは、基板の素早い交換をもたらすために端部作動体に接続される。例えば、プーリ８７００２は、シャフト８６６５０Ａが回転するとプーリ８７００２が共に回転するように、シャフト８６６５０Ａに結合される。別のプーリ８７００３もまた、プーリ８７００３がシャフト８６６５０Ａに対して独立して回転可能なように、あらゆる適切なベアリングを用いてシャフト８６６５０Ａに取り付けられる。プーリ８７００２、８７００３は、プーリ８７００２、８７００３が逆方向に回転するように、方向変換器８７０００Ｃを通して互いに結合される。例えば、プーリ８７００４、８７００５は、プーリ８７００４が回転するとプーリ８７００５が共に回転するように、上腕８５１０１内の軸８７１０１の軸周りでシャフトに回転可能に取り付けられる。
【００９２】
プーリ８７００２は、プーリ８７００２、８７００５が同一方向に回転するように、上記に記載のものと実質的に類似する、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ５を通してプーリ８７００５に結合される。プーリ８７００４は、プーリ８７００３がプーリ８７００４（及びプーリ８７００２、８７００５）とは逆の方向に回転するように、上記に記載のものと実質的に類似する、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ４を通して、プーリ８７００３に結合される。例えば、「図８」又は他のあらゆる適切な逆転伝動部が、プーリ８７００３の逆回転をもたらすために使用可能である。方向変換器８７０００Ｃは、端部作動体駆動伝動部に沿った、あらゆる適切な位置に設置されることに留意されたい。
【００９３】
プーリ８７００６、８７００７は、肘軸８７ＥＢ２の軸周りでの回転のために、上腕リンク８５１０１内に設置される。プーリ８７００９、８７０１０は、肘軸８７ＥＢ２の軸周りでの回転のために、前腕リンク８５１０２内に設置される。プーリ８７００７は、二つのプーリが一体として軸８７ＥＢ２の軸周りで回転するように、プーリ８７００９に結合される。プーリ８７００６は、二つのプーリが一体として軸８７ＥＢ２の軸周りで回転するように、プーリ８７０１０に結合される。プーリ８７０１１は、端部作動体８５１０４を手首軸８７ＷＲ２の軸周りで回転させるために、前腕リンク８５１０２内に設置され、端部作動体８５１０４に結合される。
【００９４】
プーリ８７０１２は、端部作動体８５１０６を手首軸８７ＷＲ２の軸周りで回転させるために、前腕リンク８５１０２内に設置され、端部作動体８５１０６に結合される。プーリ８７０１２は、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ６を通して、プーリ８７０１０に結合される。プーリ８７０１１は、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ７を通して、プーリ８７００９に結合される。プーリ８７００７は、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ２を通して、プーリ８７００２に結合され、プーリ８７００６は、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ３を通してプーリ８７００３に結合される。伝動部８７Ｔ２、８７Ｔ３、８７Ｔ６、８７Ｔ７は、上記に記載のものと実質的に類似する。
【００９５】
プーリ８７００６Ｂ、８７００７Ｂは、肘軸８７ＥＢ１の軸周りでの回転のために、上腕リンク８５１０１内に設置される。プーリ８７００９Ｂ、８７０１０Ｂは、肘軸８７ＥＢ１の軸周りでの回転のために、前腕リンク８５１０３内に設置される。プーリ８７００７Ｂは、二つのプーリが一体として軸８７ＥＢ１の軸周りで回転するように、プーリ８７００９Ｂに結合される。プーリ８７００６Ｂは、二つのプーリが一体として軸８７ＥＢ１の軸周りで回転するように、プーリ８７０１０Ｂに結合される。プーリ８７０１１Ｂは、端部作動体８５１０７を手首軸８７ＷＲ１の軸周りで回転させるために、前腕リンク８５１０３内に設置され、端部作動体８５１０７に結合される。プーリ８７０１２Ｂは、端部作動体８５１０５を手首軸８７ＷＲ１の軸周りで回転させるために、前腕リンク８５１０３内に設置され、端部作動体８５１０５に結合される。プーリ８７０１２Ｂは、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ１１を通してプーリ８７０１０Ｂに結合される。プーリ８７０１１Ｂは、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ１２を通してプーリ８７００９Ｂに結合される。プーリ８７００７Ｂは、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ９を通してプーリ８７００２に結合され、プーリ８７００６Ｂは、あらゆる適切な伝動部８７Ｔ１０を通してプーリ８７００３に結合される。伝動部８７Ｔ９〜８７Ｔ１２は、上記に記載のものと実質的に類似する。
【００９６】
当然のことながら、シャフト８６６５０Ｃの第一の方向への回転は、端部作動体８５１０４、８５１０７の第一の方向への回転をもたらす。シャフト８６６５０Ｃの回転はまた、例えば、プーリ８７００４、８７００５及び伝動部８７Ｔ５、８７Ｔ４によって部分的に形成された、方向変換器８７０００Ｃを通した、端部作動体とシャフト８６６５０Ｃとの接続により、端部作動体８５１０５、８５１０６の第二の方向（第一の方向と逆）への回転をもたらす。このように、端部作動体８５１０４、８５１０５、８５１０６、８５１０７は、基板の素早い交換のために、各アームの端部作動体の逆回転をもたらすように、共通の駆動シャフト８６６５０Ｃに結合される。
【００９７】
図１６Ａ〜１６Ｃ及び図１９をまた参照すると、操作において、肩軸ＳＸの軸周りで搬送装置を一体として回転させるために、駆動シャフト８６６５０Ａ〜８６６５０Ｃは、同一方向に、実質的に同じ速度で回転される。基板の取り付け及び取り外しのために、アームを実質的に同時に、それぞれの伸張及び後退軸ＥＸＴに沿って伸張及び後退するように（例えば基板保持位置へ及び基板保持位置から端部作動体を半径方向に動かす）、中間シャフト８６６５０Ｃは、実質的に固定して保持され、シャフト８６６５０Ａ、８６６５０Ｂは、図２０Ａ及び２０Ｂに示される通り（端部作動体の、処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロックモジュール８５０１２、８５０１３への伸張を示す）、端部作動体の半径方向への伸張及び後退をもたらすために、同一方向に回転される。端部作動体によって保持された基板の素早い交換をもたらすために、中間シャフト８６６５０Ａは回転され、シャフト８６６５０Ｂ、８６６５０Ｃは、端部作動体８５１０６、８５１０７が望ましい基板保持位置に向けられ、一直線上に並べられるように、図１９に示される通り、端部作動体８５１０４、８５１０５が第一の方向に回転され、端部作動体８５１０６、８５１０７が第二の（逆の）方向に回転される（方向変換器８７０００Ｃを通して）ために、実質的に固定して保持される。
【００９８】
当然のことながら、搬送装置８５１００について示されるプーリ及び伝動構造は、例示的な記載にすぎず、ここに記載される方法と実質的に類似する方法で、端部作動体の素早い交換を可能とする他の構造が存在しえる。また、当然のことながら、上記のもののような四軸駆動システム（垂直に積み重ねられたモータ又は半径方向にネスト化されたモータを備える）はまた、プーリ８７００２が一つの駆動軸によって駆動され、プーリ８７００３が別の異なる駆動軸によって駆動されるように、搬送装置８５１００を駆動するために用いられる。
【００９９】
端部作動体８５１０４〜８５１０７は、図１６Ａに示される通り、端部作動体間の角度θが、基板保持位置（例えば処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロック８５０１２、８５０１３）間の角度と実質的に同じであるように、それぞれ前腕リンク８５１０２、８５１０３上で配置される。上記の通り、一つの実施形態において、端部作動体はまた、異なる鉛直高度（例えば異なる基板搬送面）に設置される。処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロック８５０１２、８５０１３は、端部作動体の異なる鉛直高度に対応する異なるウエハ搬送面を有するように構成される。例えば、図１５Ｂ及び１５Ｃを参照すると、搬送室８５０２０’は、端部作動体８５１０４、８５１０５の、垂直に異なる基板搬送面に対応する異なる鉛直高度Ｈ１、Ｈ２に配置された開口部又はポート１５０９８、１５０９９（ロードロック及び処理モジュールが取り付け可能である）を有するものとして説明される。
【０１００】
端部作動体８５１０４、８５１０５は例示的な目的においてのみ図１５Ｂ及び１５Ｃに示され、他の実施形態において、ここに開示される、垂直に異なる基板搬送面を有するあらゆるロボットアーム組立部品は室８５０２０’に用いられることに留意されたい。他の実施形態において、駆動システム８６６３４のＺ駆動部８６３１２は、基板保持位置における基板の取り付け及び取り外しのために、端部作動体を同程度又は異なる程度上げ下げするように構成される（例えばＺ駆動部は、一方の前腕８５１０２の端部作動体８５１０４、８５１０６を、他方の前腕８５１０３の端部作動体８５１０５、８５１０７の垂直移動とは独立して、垂直に移動するように構成される）。さらに別の実施形態において、基板保持位置は、基板保持位置のウエハ搬送面を、対応する基板保持位置から基板を取り外す又は取り付けるために用いられる端部作動体によって変更するために、Ｚ駆動部を含む。
【０１０１】
次に図２１Ａ〜２３を参照すると、例示的な実施形態に基づく、別の基板搬送装置９０１００が示される。搬送装置９０１００は、特に注記のない場合、搬送装置８５１００と実質的に類似する。そのようなものとして、類似の参照番号は、類似の特徴を示す。この例において、搬送装置は、搬送装置８５１００について上記に記載のものと実質的に類似する、実質的に固い上腕リンク８５１０１を含む。搬送装置９０１００はまた、搬送装置８５１００について上記に記載の方法と実質的に類似する方法で上腕リンク８５１０１に回転可能に結合された二つの前腕リンク８５１０２、８５１０３を含む。上記に記載の形と実質的に類似する形で、上腕と前腕は不等長であることに留意されたい。単一の端部作動体８５１０４、８５１０５は、搬送装置８５１００について上記に記載の方法と実質的に類似する方法で、それぞれ前腕リンク８５１０２、８５１０３に回転可能に結合される。各アーム上に一つの端部作動体のみが示されているものの、各アームは、積み重ねられた又は並べられた形状にある大量の基板を単一のアームで搬送するために、複数の端部作動体を有することに留意されたい。
【０１０２】
本発明のこの実施形態において、搬送装置は、各端部作動体８５１０４、８５１０５の回転が上腕リンク８５１０１の回転に連結されるように、二軸（例えば２自由度）駆動システム９１４００によって駆動される。二軸駆動システム９１４００は、上記の駆動システムと実質的に類似するが、二つの駆動軸のみを備えることに留意されたい。例えば、駆動システム９１４００は、それぞれ固定子９１４０３Ｓ、９１４０４Ｓ及び回転子９１４０３Ｒ、９１４０４Ｒを含む、第一のモータ９１４０３及び第二のモータ９１４０４を含む。固定子９１４０３Ｓ、９１４０４Ｓは、駆動システム９１４００の筐体９１４００Ｈに回転可能に固定され、取り付けられる。
【０１０３】
回転子９１４０３Ｒは駆動シャフト９１４０２に取り付けられ、回転子９１４０４Ｒは駆動シャフト９１４０１に取り付けられる。駆動シャフトは同軸駆動シャフトとして示され、モータは互いに積み重ねられて示されているが、本発明の他の実施形態においては、一つ以上の駆動シャフト及びモータは並べられた配列を有し、ベルト、バンド、ギア等のような適切な伝動部を通して互いに結合される。駆動システム９１４００はまた、搬送装置９０１００のアーム組立部品を一体として垂直移動するため、又は例えば他方の端部作動体８５１０４、８５１０５から垂直に独立した、各端部作動体８５１０４、８５１０５を垂直移動するために、少なくとも一つのＺ軸駆動部９１３１２を含む。
【０１０４】
この例において、駆動シャフト９１４０２は、駆動シャフト９１４０２が回転すると上腕リンク８５１０１が共に回転するように、上腕リンク８５１０１に結合される。駆動シャフト９１４０１は、駆動シャフト９１４０１が回転するとプーリ９２１０１が共に回転するように、例えば上腕リンク８５１０１内に設置されたプーリ９２１０１に結合される。プーリ９２１０１は、前腕リンク８５１０２、８５１０４をそれぞれ肘軸９２ＥＢ１、９２ＥＢ２の軸周りで同一方向（例えば時計回り又は反時計回り）に回転するために、前腕リンク８５１０２、８５１０３に結合される。
【０１０５】
例えば、プーリ９２１０２Ｂは、例えば上腕リンク８５１０１内に、肘軸９２ＥＢ１の軸周りで回転可能に取り付けられる。プーリは、プーリ９２１０１Ｂが回転すると前腕リンク８５１０３が共に回転するように、前腕リンク８５１０２に固定して取り付けられる。同様に、プーリ９２１０２は、プーリ９２１０２が回転すると前腕９５１０２が共に回転するように、肘軸９２ＥＢ２の軸周りで回転可能に取り付けられ、前腕８５１０２に固定して結合される。前腕リンク８５１０２、８５１０３をそれぞれ肘軸９２ＥＢ１、９２ＥＢ２の軸周りで回転するために、両方のプーリ９２１０２、９２１０２Ｂは、プーリ９２１０１の回転がプーリ９２１０２、９２１０２Ｂの同一方向の回転を同時に駆動するように、上記に記載のものと実質的に類似する、それぞれ伝動部９２Ｔ１、９２Ｔ２によってプーリ９２１０１に結合される。
【０１０６】
上記の通り、端部作動体９５１０４、８５１０５の回転は、上腕リンク８５１０１に連結される。例えば、プーリ９２１０３Ｂは、肘軸９２ＥＢ１の軸周りで前腕リンク８５１０３内に回転可能に設置され、上腕リンク８５１０１に固定される。プーリ９２１０４Ｂは、プーリ９２１０４Ｂが回転すると端部作動体８５１０４がともに回転するように、手首軸９２ＷＲ１の軸周りで回転可能に取り付けられ、端部作動体８５１０４に固定される。当然のことながら、駆動シャフト９１４０１、９１４０２の、互いに対する逆回転は、アームを伸張するための、上腕リンク８５１０１及び前腕リンク８５１０３の逆回転をもたらす。プーリ９２１０３Ｂは上腕リンク８５１０１に固定されているため、端部作動体８５１０４はアームの伸張及び後退軸ＥＸＴと実質的に一直線上に並べられる。プーリの直径は、伸張及び後退軸ＥＸＴに沿った端部作動体８５１０４の並びを維持するために適切なあらゆる直径であることに留意されたい。
【０１０７】
プーリ９２１０３は、肘軸９２ＥＢ２の軸周りで前腕リンク８５１０２内に回転可能に設置され、上腕リンク８５１０１に固定される。プーリ９２１０４は、プーリ９２１０４が回転すると端部作動体８５１０４が共に回転するように、手首軸９２ＷＲ２の軸周りで回転可能に取り付けられ、端部作動体８５１０５に固定される。また、駆動シャフト９１４０１、９１４０２の互いに対する逆回転は、アームを伸張するために、上腕リンク８５１０１及び前腕リンク８５１０２の逆回転をもたらす。プーリ９２１０３は上腕リンク８５１０１に固定されているため、端部作動体８５１０５はアームの伸張及び後退軸ＥＸＴと実質的に一直線上に並べられる。プーリの直径は、伸張及び後退軸ＥＸＴに沿った端部作動体８５１０５の並びを維持するために適切なあらゆる直径であることに留意されたい。図２４Ａ〜２４Ｃは、例えば処理モジュール８５０１０、８５０１１に伸張し、また例えばロードロックモジュール８５０１２、８５１３に伸張する、後退した形状（図２４Ａ）における搬送装置９０１００を図示する。
【０１０８】
端部作動体８５１０４、８５１０５は、図２１Ａに示されるように、端部作動体間の角度θが基板保持位置（例えば処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロック８５０１２、８５０１３）間の角度と実質的に同じであるように、それぞれ前腕リンク８５１０２、８５１０３上に配置されることに留意されたい。端部作動体はまた、異なる鉛直高度に設置される。処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロック８５０１２、８５０１３は、端部作動体の異なる鉛直高度に対応する異なるウエハ搬送面を有するように構成される。他の実施形態において、駆動システム９１４００のＺ駆動部９１３１２は、基板保持位置における基板の取り付け及び取り外しのために、端部作動体を同程度又は異なる程度上げ下げするように構成される（例えばＺ駆動部は、一方の前腕８５１０２の端部作動体８５１０４を、他方の前腕８５１０３の端部作動体８５１０５の垂直移動とは独立して、垂直に移動するように構成される）。さらに別の実施形態において、基板保持位置は、基板保持位置のウエハ搬送面を、対応する基板保持位置から基板を取り外す又は取り付けるために用いられる端部作動体によって変更するために、Ｚ駆動部を含む。
【０１０９】
図２５Ａ及び２５Ｂを参照すると、本発明の実施形態に基づく、別の基板搬送装置９４１００が示される。搬送装置９４１００は、それぞれ上腕９４１０１、９４１１１、前腕９４１０２、９４１１２、及び、積み重ねられた又は並べられた形状の一つ以上の基板を保持するように構成された、少なくとも二つの端部作動体９４１０３、９４１０４、９４１１３、９４１１４を有する、二つのアーム９４０１０、９４０１１を含む。上記に記載の形と実質的に類似する形で、上腕及び前腕は不等長であることに留意されたい。互いに実質的に対称であるアーム９４０１０、９４０１１の手首軸は、この例において、手首が肩軸ＳＸを越えて後退できるように、Ｚ軸に沿ってオフセットである（例えば、端部作動体のウエハ搬送面は、Ｚ軸に沿ってオフセットである）。
【０１１０】
搬送装置９４１００は、上記に記載の、搬送装置９４１００の伸張、後退及び回転を駆動する三軸駆動部８６６３４のような駆動システムを含む。搬送装置の駆動システムは三軸駆動システムに限定されず、三つ以上又は以下の駆動軸を含むことを理解すべきである。端部作動体９４１０３、９４１０４、９４１１３、９４１１４は、下記に記載されるように、各アーム９４０１０、９４０１１に保持された基板の素早い交換をもたらすために、駆動システムの単一の駆動軸に結合される。駆動システムはまた、アーム９４０１０の上腕リンク９４１０１が、下記により詳細に記載されるように、アーム９４０１１の前腕リンク９４１１２と同じ駆動軸に結合され、アーム９４０１１の上腕リンク９４１１１が、アーム９４０１０の前腕リンク９４１０２と同じ駆動軸に結合されるように構成される。
【０１１１】
図２６を参照すると、アーム９４０１０１は、上腕９４１０１、肘軸９５ＥＢ１の軸周りで上腕９４１０１に回転可能に取り付けられた前腕９４１０２、及び手首軸９５ＷＲ１の軸周りで前腕９４１０２に独立して回転可能に取り付けられた端部作動体９４１０３、９４１０４を含む。駆動シャフト８６６５０Ｂ（例えば外部駆動シャフト）は、駆動シャフト８６６５０Ｂが回転すると上腕９４１０１が共に回転するように、肩軸ＳＸの軸周りで上腕９４１０１に結合される。駆動シャフト８６６５０Ａ（例えば中間駆動シャフト）は、駆動シャフト８６６５０Ａが回転するとプーリ９５００２が共に回転するように、端部作動体プーリ９５００２に結合される。
【０１１２】
第二の端部作動体プーリは、プーリ９５００１が駆動シャフト８６６５０Ａに対応して回転するように、駆動シャフト８６６５０Ａに回転可能に取り付けられる。プーリ９５００１、９５００２は、上記に記載の方向変換器８７０００Ｃと実質的に類似する方向変換器を通して互いに結合される。例えば、方向変換器は、プーリが一体として回転するように、軸ＣＶ２の軸周りにおける回転のために取り付けられたプーリ９５０１２、９５０１３を含む。プーリ９５０１２は、プーリ９５０１２、９５００２が同じ方向に回転するように、あらゆる適切な伝動部を通してプーリ９５００２と結合される。プーリ９５０１３は、プーリ９５００１がプーリ９５０１３（及びプーリ９５００２）とは逆方向に回転するように、あらゆる適切な伝動部を通してプーリ９５００１と結合される。
【０１１３】
端部作動体９４１０３は、図１８Ａ及び１８Ｃについて上記に記載の方法と実質的に類似する方法で、プーリ９５０２０、９５０２２、９５０２４及び伝動部９５Ｔ２、９５Ｔ４を通してプーリ９５００２に結合される。端部作動体９４１０４は、図１８Ａ及び１８Ｃについて上記に記載の方法と実質的に類似する方法で、プーリ９５０１９、９５０２３、９５０２５及び伝動部９５Ｔ１、９５Ｔ５を通してプーリ９５００１に結合される。駆動シャフト８６６５０Ｃ（例えば内部駆動シャフト）は、駆動シャフト８６６５０Ｃが回転するとプーリ９５００３が共に回転するように、プーリ９５００３に結合される。前腕９４１０２は、プーリ９５０２１（プーリ９５０２１が回転すると前腕９４１０２が共に回転するように前腕９４１０２に固定される）及び伝動部９５Ｔ３を通してプーリ９５００３に結合される。
【０１１４】
アーム９４０１１の上腕９４１１１は、駆動シャフト８６６５０Ｃが回転すると上腕９４１１１が、アーム９４２０２の９４１０１と共に同一方向（例えば時計回り又は反時計回り）に回転される、駆動シャフト８６６５０Ｃに固定して結合される。駆動シャフト８６６５０Ａは、プーリ９５９１１、９５０１２と一体とした回転のために軸ＣＶ２の軸周りで取り付けられたプーリ９５０１１を通してアーム９４０１１の方向変換器に結合される。この例において、駆動シャフト伸張部８６６５０ＡＥは、軸ＳＸの軸周りで上腕９４１１１内に回転可能に取り付けられる。
【０１１５】
プーリ９５００４、９５００９は、駆動シャフト伸張部８６６５０ＡＥに結合される。プーリ９５００４は、駆動シャフト８６６５０Ａ及び駆動シャフト伸張部８６６５０ＡＥが同じ方向に回転するように、駆動シャフト８６６５０Ａの回転動作を駆動シャフト伸張部に移転するために、あらゆる適切な伝動部を通してプーリ９５０１１に結合される。プーリ９５００９は、方向変換器８７０００Ｃと実質的に類似する、アーム９４１１１の方向変換器に取り付けられる。例えば、プーリ９５００７、９５００８は、プーリ９５００７、９５００８が一体として回転するように、軸ＣＶ１の軸周りで回転可能に取り付けられる。プーリ９５００９は、プーリ９５００９、９５００８が同じ方向に回転するように、あらゆる適切な伝動部を通してプーリ９５００８に結合される。プーリ９５００７は、プーリ９５０１０がプーリ９５００７（及びプーリ９５００９）とは逆の方向に回転するように、あらゆる適切な伝動部を通してプーリ９５０１０（駆動シャフト伸張部８６６５０ＡＥに回転可能に取り付けられる）に結合される。
【０１１６】
端部作動体９４１１３は、図１８Ａ及び１８Ｃについて上記に記載の方法と実質的に類似する方法で、プーリ９５０１７、９５１２６、９５０１６及び伝動部９５Ｔ８、９５Ｔ９を通してプーリ９５００９に結合される。端部作動体９４１１４は、図１８Ａ及び１８Ｃについて上記に記載の方法と実質的に類似する方法で、プーリ９５０１８、９５０２９、９５０１５及び伝動部９５Ｔ７、９５Ｔ１０を通してプーリ９５０１０に結合される。前腕９４１１２は、駆動シャフト伸張部８６６５０ＢＥ（アーム９４０１０の上腕９４１０１に固定して結合される）を通して駆動シャフト８６６５０Ｂに結合される。例えば、プーリ９５００６は、駆動シャフト８６６５０Ｂが回転するとプーリ９５００６が共に回転するように、駆動シャフト伸張部８６６５０ＢＥに固定して取り付けられる。
【０１１７】
プーリ９５０１４は、軸９５ＥＢ２の軸周りで回転可能に取り付けられ、プーリ９５０１４が回転すると前腕９４１１２が共に回転するように、前腕９４１１２に固定して結合される。プーリ９５０１４は、駆動シャフト８６６５０Ｂの回転が前腕９４１１２の、上腕９４１０１と同じ方向（例えば時計回り又は反時計回り）への回転をもたらすように、伝動部９５Ｔ６を通してプーリ９５００６に結合される。アーム９４０１０、９４０１１のプーリはあらゆる適切な直径を有し、プーリを結合する伝動部は、上記に記載のもののようなあらゆる適切な伝動部であることに留意されたい。
【０１１８】
操作において、アームをそれぞれの伸張及び後退軸ＥＸＴに沿って伸張及び後退するために、駆動シャフト８６６５０Ｂ及び８６６５０Ｃは逆方向に回転され、上腕９４１０１、９４１１１及び前腕９４１０２、９４１１２の伸張又は後退をもたらす。駆動シャフト８６６５０Ａもまた、端部作動体９４１０３、９４１０４、９４１１３、９４１１４と、それぞれアーム９４０１０、９４０１１の伸張及び後退軸との並びを維持するために、回転される。端部作動体９４１０３、９４１０４、９４１１３、９４１１４上に保持された基板の素早い交換をもたらすために、駆動シャフト８６６５０Ｂ、８６６５０Ｃが図１８Ａ〜１９について上記に記載の方法と実質的に類似する方法で実質的に固定され、駆動シャフト８６６５０Ａは回転される。
【０１１９】
端部作動体９４１０３、９４１０４、９４１１３、９４１１４は、図２５Ａに示される通り、端部作動体間の角度θが基板保持位置（例えば処理モジュール８５０１０、８５０１１及び８５０１２、８５０１３）間の角度と実質的に同じであるように、それぞれ前腕リンク９４１１２、９４１０２上に配置されることに留意されたい。端部作動体はまた、異なる鉛直高度に設置される。処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロック８５０１２、８５０１３は、端部作動体の異なる鉛直高度に対応する異なるウエハ搬送面を有するように構成される。例えば、上記に記載のように図１５Ｂ及び１５Ｃに示される。他の実施形態において、駆動システム８６６３４のＺ駆動部８６３１２（図１７）は、基板保持位置で基板を取り外し及び取り付けるために、端部作動体を同程度又は異なる程度で上げ下げするように構成される（例えば、Ｚ駆動部は、一方の前腕９４１１２の端部作動体９４１１３、９４１１４を、他方の前腕９４１０２の端部作動体９４１０３、９４１０４の垂直移動とは独立して、垂直に移動するように構成される）。さらに別の実施形態において、基板保持位置は、基板保持位置のウエハ搬送面を、対応する基板保持位置から基板を取り外す又は取り付けるために用いられる端部作動体によって変更するために、Ｚ駆動部を含む。
【０１２０】
図２７Ａ、２７Ｂ及び２８を参照すると、本発明の実施形態に基づく、別の基板搬送装置９６１００が示される。この実施形態において、基板搬送装置９６１００は、特に注記のない場合、搬送装置９４１００と実質的に類似する。この例において、各アーム９６０１０、９６０１１は、上腕９６１０１、９６１０４、前腕９６１０２、９６１０５、及び少なくとも一つの端部作動体９６１０３、９６１０６を含む。一つの端部作動体のみが示されるが、各アームは、積み重ねられた又は並べられた形状にある大量の基板を単一のアームで搬送するために、複数の端部作動体を有することに留意されたい。実質的に互いに対称であるアーム９６０１０、９６０１１の手首軸は、この例において、手首が肩軸ＳＸを越えて後退することができるように、Ｚ軸に沿ってオフセットである（例えば、端部作動体のウエハ搬送面は、一方のアームの回転が他方のアームによって制約されるように、ウエハ搬送面が互いに実質的に隣接するように、Ｚ軸に沿ってオフセットである）。しかしながら、他の実施形態において、端部作動体のウエハ搬送面ＴＰは、図２７Ｃ及び２７Ｄに示される通り、前腕９６１０２’、９６１０５’が前腕９６１０２、９６１０５よりも短いように、アーム９６０１０、９６０１１が互いに非対称ミラーである、共通の面に設置される。
【０１２１】
この実施形態において、端部作動体９６１０３、９６１０６の回転は、図２２について上記に記載の通り、搬送装置が、二つの駆動軸を有する駆動システムによって操作されるように、それぞれ上腕９６１０１、９６１０４に連結される。他の実施形態において、搬送装置は、二つ以上の駆動軸を有する駆動システムによって操作されることを理解すべきである。例えば、アーム９６０１０は、上腕９６１０１、肘軸９７ＥＢ１の軸周りで上腕９６１０１に回転可能に取り付けられた前腕９６１０２、及び手首軸９７ＷＲ１の軸周りで前腕９６１０２に回転可能に取り付けられた端部作動体９６１０３を含む。上腕９６１０１は、駆動シャフト９１４０２が回転すると上腕９６１０１が共に回転するように、駆動シャフト９１４０２に結合される。
【０１２２】
プーリ９７０１０は、駆動シャフト９４１０１が回転するとプーリ９７０１０が共に回転するように、駆動シャフト９１４０１に結合される。前腕９６１０２は、プーリ９７０１５が回転すると前腕９６１０２が共に回転するように、肘軸９７ＥＢ１の軸周りでプーリ９７０１５に固定して結合される。プーリ９７０１５は、前腕が駆動シャフト９１４０１によって駆動されるように、あらゆる適切な伝動部９７Ｔ１を通してプーリ９７０１０に結合される。プーリ９７０１６は、軸９７ＥＢ１の軸周りで上腕９６１０１に固定して結合される。端部作動体９６１０３は、端部作動体９６１０３とプーリ９７０１７が一体として回転するように、プーリ９７０１７に固定して結合される。プーリ９７０１７は、端部作動体９６１０３の回転を上腕９６１０１に連結するために、あらゆる適切な伝動部９７Ｔ４を通してプーリ９７０１６に結合される。
【０１２３】
上腕９６１０４は、駆動シャフト９１４０１が回転すると上腕９６１０４（及びアーム９６０１０の上腕９６１０２）が同じ方向に回転するように、肩軸ＳＸの軸周りで駆動シャフト９１４０１に固定して結合される。前腕９６１０５は、肘軸９６０１１の軸周りで上腕９６１０４に回転可能に取り付けられる。前腕９６１０５は、プーリ９７０１２及び前腕９６１０５が一体として回転するように、プーリ９７０１２に固定して結合される。プーリ９７０１１は、上記に記載の方法と実質的に類似する方法で、駆動シャフト９１４０２の伸張部である、駆動シャフト伸張部９４１０２Ｅに取り付けられる。プーリ９７０１１は、駆動シャフト９１４０２が回転すると前腕９６１０５（及びアーム９６０１０の上腕９６１０１）が同じ方向に回転するように、あらゆる適切な伝動部９７Ｔ２を通してプーリ９７０１２に結合される。
【０１２４】
プーリ９７０１３は、軸９７ＥＢ２の軸周りで上腕９６１０４に固定して結合される。端部作動体９６１０６は、端部作動体９６１０６及びプーリ９７０１４が一体として回転するように、プーリ９７０１４に固定して結合される。プーリ９７０１４は、端部作動体９６１０６の回転を上腕９６１０４に連結するために、あらゆる適切な伝動部９７Ｔ３を通してプーリ９７０１３に結合される。プーリは、端部作動体９６１０３、９６１０６の、それぞれアーム９６０１０、９６０１１の伸張及び後退軸ＥＸＴに沿った並びを維持するために適切なあらゆる直径を有することに留意されたい。搬送装置９６００１の操作は、端部作動体がそれぞれの上腕に連結されることを除いて、搬送装置９４００１について上記に記載のものと実質的に類似する。
【０１２５】
端部作動体９６１０３、９６１０６は、図２７Ｂに示される通り、端部作動体間の角度θが、基板保持位置（例えば処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロック８５０１２、８５０１３）間の角度と実質的に同じであるように、それぞれ前腕リンク９６１０２、９６１０５上に配置されることに留意されたい。端部作動体はまた、異なる鉛直高度に設置される。処理モジュール８５０１０、８５０１１及びロードロック８５０１２、８５０１３は、端部作動体の異なる鉛直高度に対応する異なるウエハ搬送面を有するように構成される。例えば、上記に記載のように図１５Ｂ及び１５Ｃに示される。他の実施形態において、駆動システム９１４００のＺ駆動部９１３１２（図２２）は、基板保持位置で基板を取り外し及び取り付けるために、端部作動体を同程度又は異なる程度で上げ下げするように構成される（例えば、Ｚ駆動部は、一方の前腕９６１０５の端部作動体９６１０６を、他方の前腕９６１０２の端部作動体９６１０３の垂直移動とは独立して、垂直に移動するように構成される）。さらに別の実施形態において、基板保持位置は、基板保持位置のウエハ搬送面を、対応する基板保持位置から基板を取り外す又は取り付けるために用いられる端部作動体によって変更するために、Ｚ駆動部を含む。
［実施形態１］
【０１２６】
本発明の第一の実施形態において、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、フレーム、フレームに結合された第一のアーム、及びフレームに結合された第二のアームを含む。駆動セクションは、第一及び第二のアームに結合され、第一のアームの伸張軸が第二のアームの伸張軸に対して角度を有する、第一及び第二のアームのそれぞれを独立して伸張及び後退するように構成される。
発明の第一の実施形態に基づき、各アームは、少なくとも一つの基板を保持するように構成され、共通の搬送面上に設置された端部作動体を含む。
発明の第一の実施形態に基づき、各アームは、少なくとも一つの基板を保持するように構成され、異なる搬送面上に設置された端部作動体を含む。
発明の第一の実施形態に基づき、駆動セクションは、４自由度の駆動システムを備える。
発明の第一の実施形態に基づき、駆動セクションは、同軸駆動シャフト配列を含む。
【０１２７】
発明の第一の実施形態の第一の下位形態に基づき、第一のアームは、肩軸で駆動セクションに接続された上腕、肘軸で上腕に接続された前腕、及び手首軸で前腕に結合された端部作動体を含む。第二のアームは、肩軸で駆動セクションに接続された上腕、肘軸で上腕に接続された前腕、及び手首軸で前腕に結合された端部作動体を含む。第一及び第二のアームのそれぞれの肩軸は、共通軸である。
発明の第一の実施形態に基づき、前腕は、第一のアームの前腕がそれぞれの上腕の上面に設置され、第二のアームの前腕はそれぞれの上腕の下面に設置されるように、互いに対して対向する配置で配列される。
［実施形態２］
【０１２８】
発明の第二の実施形態に基づき、基板処理装置が提供される。基板処理装置は、フレームと、肩軸でフレームに結合され、連続的かつ回転可能に互いに結合された、第一の上腕、第一の前腕及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第一のスカラアームと、第一及び第二のスカラアームの回転の肩軸が実質的に一致する肩軸でフレームに結合され、連続的かつ回転可能に互いに結合された、第二の上腕、第二の前腕及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第二のスカラアームと、及びフレームに接続され、第一及び第二のアームに結合され、第一のアームの伸張軸が第二のアームの伸張軸に対して角度を有するように、第一及び第二のアームのそれぞれを独立して伸張及び回転するように構成された駆動セクションと、を含む。
【０１２９】
発明の第二の実施形態に基づき、駆動セクションは４自由度の駆動システムを備える。
発明の第二の実施形態に基づき、駆動セクションは、同軸駆動シャフト配列を含む。
発明の第二の実施形態に基づき、フレームは、第一及び第二のアームが少なくとも部分的に密閉可能な室内で動作する、密閉可能な室を含む。
発明の第二の実施形態に基づき、第一及び第二のアームのそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダは、実質的に共通の面に配置される。
発明の第二の実施形態に基づき、第一及び第二のアームのそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダは、互いに隣接する面に配置される。
【０１３０】
発明の第二の実施形態に基づき、基板処理装置はさらに、少なくとも第一及び第二のアームが後退配置にある際に、少なくとも部分的に第一及び第二のアームを半径方向に包含する、水平に隣接する複数の基板保持位置を含む。
発明の第二の実施形態に基づき、基盤処理装置はさらに、駆動セクションに接続され、第一及び第二のアームのそれぞれの独立した伸張及び後退をもたらすために、駆動セクションを制御するように構成されたコントローラを含む。
［実施形態３］
【０１３１】
発明の第三の実施形態に基づき、基板処理装置が提供される。基板処理装置は、搬送室及び少なくとも部分的に搬送室内に取り付けられた基板搬送装置を含む。基板搬送装置は、フレームと、回転可能かつ連続的に互いに結合された、第一の上腕リンク、第一の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第一のスカラアームと、回転可能かつ連続的に互いに結合された、第二の上腕リンク、第二の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを含む第二のスカラアームであって、第一及び第二のスカラアームは共通の肩軸を共有するようにフレームに取り付けられている、第二のスカラアームと、第一及び第二のスカラアームのそれぞれが他方から独立して回転及び伸張可能であるように第一及び第二のスカラアームに接続された同軸駆動セクションと、を含み、第一及び第二のスカラアームは、第一のスカラアームの伸張軸が第二のスカラアームに対して角度を有するように配置される、基板処理装置。
【０１３２】
発明の第三の実施形態に基づき、それぞれの伸張軸に沿った、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダの通路は交差する。
発明の第三の実施形態に基づき、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダの通路は肩軸で実質的に交差するように伸張する。
発明の第三の実施形態に基づき、それぞれの伸張軸に沿った、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダの通路は擦れ違う。
発明の第三の実施形態に基づき、同軸駆動セクションは、４自由度の駆動部を備える。
発明の第三の実施形態に基づき、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダは、実質的に共通の面に配置される。
［実施形態４］
【０１３３】
発明の第四の実施形態に基づき、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、搬送室と、少なくとも部分的に搬送室内に取り付けられた基板搬送装置とを含む。基板搬送装置は、フレームと、肩軸周りでフレームに取り付けられ、回転可能かつ連続的に互いに結合された第一の上腕リンク、第一の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第一のスカラアームと、肩軸周りでフレームに取り付けられ、連続的かつ回転可能に互いに結合された、第二の上腕リンク、第二の前腕リンク及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第二のスカラアームであって、第一のスカラアームの肩軸が第二のスカラアームの肩軸と一致し、第一及び第二のスカラアームは、第一のスカラアームの伸張軸が第二のスカラアームの伸張軸に対して角度を有するように配置される、第二のスカラアームと、第一のスカラアームの回転及び伸張を駆動するように構成された第一の駆動セクションと、第二のスカラアームの回転及び伸張を駆動するように構成された第二の駆動セクションであって、第一及び第二の駆動セクションのそれぞれの回転軸は一致し、また互いから独立して回転可能かつ伸張可能である、第二の駆動セクションと、を含む。
【０１３４】
発明の第四の実施形態に基づき、それぞれの伸張軸に沿った、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダの通路は交差する。
発明の第四の実施形態に基づき、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダの通路は伸張し、肩軸で実質的に交差する。
発明の第四の実施形態に基づき、それぞれの伸張軸に沿った、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダの通路は擦れ違う。
発明の第四の実施形態に基づき、第一及び第二のスカラアームそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダは、実質的に共通の面に配置される、もしくは第一及び第二のスカラアームは互いに隣接した面に配置される。
［実施形態５］
【０１３５】
本発明の第五の実施形態において、基板処理装置はフレームと、フレームに接続された搬送装置とを含む。搬送装置は、実質的に固い上腕リンクと、上腕リンクに回転可能に結合された少なくとも二つの前腕リンクと、伸張軸が互いに擦れ違うように、少なくとも二つの前腕リンクの一方の少なくとも二つの端部作動体の伸張軸が、少なくとも二つの前腕リンクの他方の少なくとも二つの端部作動体の伸張軸に対して角度を有するように結合された、少なくとも二つの前腕リンクそれぞれに回転可能に取り付けられた、少なくとも二つの端部作動体と、上腕リンク、少なくとも二つの前腕リンク、及び少なくとも二つの端部作動体に接続され、少なくとも二つの前腕それぞれの少なくとも二つの端部作動体が駆動システムの共通の駆動軸によって回転駆動されるように構成された、駆動システムと、を有する。
【０１３６】
第五の実施形態に基づき、駆動システムは、少なくとも二つの前腕のそれぞれの少なくとも一つの端部作動体が第一の方向に回転され、少なくとも二つの前腕のそれぞれの少なくとももう一つの端部作動体が第一の方向と逆の第二の方向に回転されるように、少なくとも二つの端部作動体それぞれを駆動するように構成された方向変換器を含む。
第五の実施形態に基づき、少なくとも二つの前腕リンクは、実質的に固い上腕リンクの実質的に反対の端部に回転可能に固定される。
【０１３７】
第五の実施形態に基づき、上腕リンクは、互いに切り離し可能かつ回転可能に結合され、切り離された場合には第一及び第二の部分の角度が調節可能で、切り離されていない場合には第一及び第二の部分は実質的に固いリンクを形成する、第一の部分及び第二の部分を備える。
第五の実施形態に基づき、基板処理装置はさらに、互いに対して一定の角度を有するように配列された少なくとも二つの基板保持位置であって、端部作動体の縦軸が伸張及び後退の軸と実質的に一直線上に並び、少なくとも二つの基板保持位置のそれぞれに入るように各前腕に配列された、少なくとも二つの基板保持位置を備える。
【０１３８】
第五の実施形態に基づき、基板処理装置はさらに、各前腕リンクが、それぞれの端部作動体を少なくとも一つの基板保持位置へ伸張し、少なくとも一つの基板保持位置から後退するために共通の方向に回転するように、各前腕リンクが駆動システムの共通の駆動軸に結合された、少なくとも一つの基板保持位置を含む。
第五の実施形態に基づき、駆動システムは、少なくとも二つの端部作動体のそれぞれに保持された基板の素早い交換を可能とする。
第五の実施形態に基づき、駆動システムは、２自由度の駆動システムである。
［実施形態６］
【０１３９】
本発明の第六の実施形態に基づき、基板処理装置は、フレームと、フレームに接続され、上腕リンクと、それぞれの肘軸の軸周りで上腕リンクに回転可能に結合された少なくとも二つの前腕リンク、及びそれぞれの手首軸で少なくとも二つの前腕リンクのそれぞれに回転可能に結合された少なくとも一つの端部作動体を有する搬送装置と、少なくとも一つの端部作動体のそれぞれの伸張及び後退をもたらすために上腕リンク及び少なくとも二つの前腕リンクに操作可能に接続された２自由度の駆動システムであって、少なくとも一つの端部作動体のそれぞれは上腕リンクに連結され、少なくとも二つの前腕リンクの一方の少なくとも一つの端部作動体は、少なくとも二つの前腕リンクの他方の少なくとも一つの端部作動体に対して角度を有するように配置される。
【０１４０】
第六の実施形態に基づき、基板処理装置はさらに、フレームに接続され、互いに対して角度を有するように配列された少なくとも二つの基板保持位置であって、少なくとも二つの基板保持位置の間の角度は、少なくとも二つの前腕リンクの一方の少なくとも一つの端部作動体と、少なくとも二つの前腕リンクの他方の少なくとも一つの端部作動体との間の角度と同一である、少なくとも二つの基板保持位置を含む。
【０１４１】
第六の実施形態に基づき、基板処理装置はさらに、少なくとも二つの前腕リンクのそれぞれが、それぞれの肘軸の軸周りで調和して回転するように、駆動システムの共通の駆動軸に結合される、駆動システムを含む。さらなる実施形態において、駆動システムは、少なくとも二つの前腕リンクの少なくとも一方の少なくとも一つの端部作動体を、少なくとも二つの端部作動体の伸張及び後退の方向に対して垂直の方向に移動するように構成された少なくとも一つのZ駆動部を含む。
【０１４２】
第六の実施形態に基づき、上腕リンクは、実質的に固いリンクを含み、少なくとも二つの前腕リンクは、実質的に固いリンクの実質的に反対の端部に回転可能に結合される。
第六の実施形態に基づき、上腕リンクは、切り離し可能かつ回転可能に互いに結合された第一の部分及び第二の部分を含み、切り離された場合には第一及び第二の部分の間の角度は調節可能であり、切り離されていない場合には第一及び第二の部分は実質的に固いリンクを形成する。
［実施形態７］
【０１４３】
本発明の第七の実施形態に基づき、基板処理装置は、フレームと、フレームに接続された駆動システムと、第一の上腕リンク、第一の上腕リンクに回転可能に結合された第一の前腕リンク、及び第一の前腕リンクに回転可能に結合された少なくとも二つの端部作動体を有する第一の搬送アームと、第二の上腕リンク、第二の上腕リンクに回転可能に結合された第二の前腕リンク、及び第二の前腕リンクに回転可能に結合された少なくとも二つの端部作動体を有する第二の搬送アームとを含み、駆動システムは、第一の搬送アームの少なくとも二つの端部作動体及び第二の搬送アームの少なくとも二つの端部作動体が、少なくとも二つの端部作動体それぞれに保持された基板の素早い交換のために、駆動システムの共通の駆動軸によって回転駆動されるように構成される。
【０１４４】
第七の実施形態に基づき、駆動システムは、第一及び第二のアームのそれぞれの少なくとも一つの端部作動体が第一の方向に回転され、第一及び第二のアームのそれぞれの少なくとももう一つの端部作動体が第一の方向と逆の第二の方向に回転されるように、少なくとも二つの端部作動体のそれぞれを駆動するように構成された方向変換器を含む。
第七の実施形態に基づき、第一及び第二の上腕リンクは、回転の共通軸の軸周りで回転する。
【０１４５】
第七の実施形態に基づき、駆動システムは、第一の搬送アームの伸張及び後退が第二の搬送アームの伸張及び後退と結合されるように、第一及び第二のアームに接続される。さらなる実施形態において、第一の上腕リンク及び第二の前腕リンクは駆動システムの共通の駆動軸に結合され、第二の上腕リンク及び第一の前腕リンクは駆動システムの共通の駆動軸に結合される。
【０１４６】
第七の実施形態に基づき、基板処理装置はさらに、フレームに接続され、互いに対して角度を有するように配列された、少なくとも二つの基板保持位置を含み、少なくとも二つの基板保持位置の間の角度は、第一の搬送アームの少なくとも二つの端部作動体と第二の搬送アームの少なくとも二つの端部作動体との間の角度と実質的に同じである。
第七の実施形態に基づき、駆動システムは、第一及び第二のアームの少なくとも一方の少なくとも二つの端部作動体を、少なくとも二つの端部作動体の伸張及び後退の方向に対して実質的に垂直な方向に移動するように構成された、少なくとも一つのZ駆動部を含む。
［実施形態８］
【０１４７】
本発明の第八の実施形態に基づき、基板処理装置は、フレームと、フレームに接続され、第一の上腕リンク、第一の上腕リンクに回転可能に結合された第一の前腕リンク、及び第一の前腕リンクに回転可能に結合された少なくとも一つの端部作動体を有する第一の搬送アームと、フレームに接続され、第二の上腕リンク、第二の上腕リンクに回転可能に結合された第二の前腕リンク、及び第二の前腕リンクに回転可能に結合された少なくとも一つの端部作動体を有する第二の搬送アームとを含み、それぞれの少なくとも一つの端部作動体は、それぞれの上腕リンクに連結され、第一の搬送アームの少なくとも一つの端部作動体は、第二の搬送アームの少なくとも一つの端部作動体に対して角度を有するように配列される。
【０１４８】
第八の実施形態に基づき、第一及び第二の上腕リンクは、回転の共通軸の軸周りで回転する。
第八の実施形態に基づき、駆動システムは、第一の搬送アームの伸張及び後退が、第二の搬送アームの伸張及び後退と結合されるように、第一及び第二のアームに接続される。さらなる実施形態において、第一の上腕リンク及び第二の前腕リンクは駆動システムの共通駆動軸に結合され、第二の上腕リンク及び第一の前腕リンクは駆動システムの共通駆動軸に結合される。
【０１４９】
第八の実施形態に基づき、基板処理装置はさらに、フレームに接続され、互いに角度を有するように配列された少なくとも二つの基板保持位置を含み、少なくとも二つの基板保持位置の間の角度は、第一の搬送アームの少なくとも一つの端部作動体と、第二の搬送アームの少なくとも一つの端部作動体との間の角度と実質的に同じである。
第八の実施形態に基づき、駆動システムは、第一及び第二のアームの少なくとも一方の少なくとも一つの端部作動体を、少なくとも二つの端部作動体の伸張及び後退の方向に対して実質的に直角の方向に移動するように構成された、少なくとも一つのＺ駆動部を含む。
第八の実施形態に基づき、第一及び第二の搬送アームの少なくとも一つの端部作動体は、共通の搬送面に配置される。
［実施形態９］
【０１５０】
本発明の第九の実施形態において、方法が提供される。方法は、フレームを有する基板処理装置の提供方法と、肩軸でフレームに結合され、連続的かつ回転可能に互いに結合された上腕、前腕及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第一のスカラアームの提供方法と、肩軸でフレームに結合され、連続的かつ回転可能に互いに結合された上腕、前腕及び少なくとも一つの基板ホルダを有する第二のスカラアームであって、第一及び第二のアームのそれぞれの少なくとも一つの基板ホルダが実質的に共通の面に配置される、第二のスカラアームの提供方法と、フレームに接続され、第一及び第二のアームに結合される駆動セクションの提供方法と、少なくとも第一及び第二のアームが後退配置にある際に、少なくとも部分的に半径方向に第一及び第二のアームを包含する、水平に隣接する複数の基板保持位置の提供方法と、水平に隣接する基板保持位置のそれぞれが第一及び第二のアームそれぞれによってアクセスされるように、第一及び第二のアームのそれぞれの独立した伸張及び回転をもたらすための駆動セクションの制御方法と、を含む。
【０１５１】
ここに記載される、本発明の実施形態は、単独で又は組み合わせて用いられることに留意されたい。本発明の実施形態から逸脱することなく、様々な変更形態や修正形態が当業者によって考案されるだろう。従って、本発明は、付随の請求の範囲において示唆されるもの以外、詳細に示され記載されたことに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１５２】
１０・・・ロボット組立部品
１２、１４・・・二つのスカラアーム
１８・・・搬送部
７６１００・・・基板処理装置
７７１５０・・・駆動セクション
７７１５５Ａ、７７１５５Ｂ・・・アーム
７７１５５ＵＡ、７７１５５ＵＢ・・・上腕セクション
７７１５５ＦＡ、７７１５５ＦＢ・・・前腕セクション
７７１５５ＥＡ、７７１５５ＥＢ・・・端部作動体
７７４００１・・・搬送室
８０５５５Ａ、８０５５５Ｂ・・・アーム
８０５５５ＵＡ、８０５５５ＵＢ・・・上腕セクション
８０５５５ＦＡ、８０５５５ＦＢ・・・前腕セクション
８０５５５ＥＡ、８０５５５ＥＢ・・・端部作動体
８５０２０、８５０２０’・・・搬送室
８５１００・・・搬送装置
８５１０１・・・上腕リンク
８５１０１Ａ、８５１０１Ｂ・・・第一の部分、第二の部分
８５１０２、８５１０３・・・前腕リンク
８５１０４〜８５１０７・・・端部作動体
８６６３４・・・三軸駆動システム
９０１００・・・搬送装置
９１４００・・・二軸駆動システム
９４０１０、９４０１１・・・アーム
９４１００・・・基板搬送装置
９４１０１、９４１１１・・・上腕
９４１０２、９４１１２・・・前腕
９４１０３、９４１０４、９４１１３、９４１１４・・・端部作動体
９６０１０、９６０１１・・・アーム
９６１００・・・基板搬送装置
９６１０１、９６１０４・・・上腕
９６１０２、９６１０５・・・前腕
９６１０２’、９６１０５’・・・前腕
９６１０３、９６１０６・・・端部作動体
【図１】
2020205450.tif 000003
【図２】
2020205450.tif 000004
【図３Ａ】
2020205450.tif 000005
【図３Ｂ】
2020205450.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020205450.tif 000009
【図７】
2020205450.tif 000010
【図８】
2020205450.tif 000011
【図９Ａ】
2020205450.tif 000012
【図９Ｂ】
2020205450.tif 000013
【図１０Ａ】
2020205450.tif 000014
【図１０Ｂ】
2020205450.tif 000015
【図１０Ｃ】
2020205450.tif 000016
【図１０Ｄ】
2020205450.tif 000017
【図１０Ｅ】
2020205450.tif 000018
【図１０Ｆ】
2020205450.tif 000019
【図１０Ｇ】
2020205450.tif 000020
【図１０Ｈ】
2020205450.tif 000021
【図１１Ａ】
2020205450.tif 000022
【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２８】
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