(57)【要約】大面積基板を処理するシステム及び方法が提供される。一実施形態において、処理システムは、少なくとも１つの処理チャンバを有する移送チャンバと、該移送チャンバに結合された基板ステージングシステムとを含む。該ステージング装置は、該移送チャンバに結合された第１のポートを有するロードロックチャンバと、該ロードロックチャンバの第２のポートに結合された熱処理ステーションとを含む。ロードロックロボットは、該熱処理ステーションと該ロードロックチャンバの間での移送を容易にするために、該ロードロックチャンバ内に配置されている。
2005538913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体に結合され、かつ前記本体に対して回転するように適合されたベースと、
前記ベースに結合され、かつステージの回転軸に対して実質的に垂直に、第１の方向に両方向に移動するように適合されたステージと、
前記ステージに結合され、かつ前記第１の方向に移動するように適合されたエンドエフェクタと、
を備える、大面積基板移送ロボット。
【請求項２】
前記ステージが、前記エンドエフェクタに対して直線状に移動する、請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記ステージ及び前記エンドエフェクタが、前記第１の方向と反対の第２の方向に伸びている、請求項１に記載のロボット。
【請求項４】
前記ステージ及び前記エンドエフェクタが、前記本体の上に、同心で位置している、請求項１に記載のロボット。
【請求項５】
前記エンドエフェクタが、パススルーコンパートメント、前記ベースの回転の中心に適応している、請求項１に記載のロボット。
【請求項６】
前記エンドエフェクタが、前記エンドエフェクタに対して独立して動く、請求項１に記載のロボット。
【請求項７】
前記エンドエフェクタと前記ステージとの間に配置された第１のアクチュエータと、
前記ステージと前記ベースとの間に配置された第２のアクチュエータと、
を更に備える、請求項１に記載のロボット。
【請求項８】
前記第１のアクチュエータが、空気式シリンダ、油圧式シリンダ、ボールネジ、サーボモータ、ソーヤーモータ、ステッパモータ、ソレノイド、ロッドレスシリンダ、タイミングベルト、ラック＆ピニオン装置及びＭＥＭＳアクチュエータからなる群から選択された、直線動に適したデバイスである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記エンドエフェクタと前記ステージの間に配置され、前記エンドエフェクタの前記ステージに対する直線動を容易にするように適合された固体または非接触軸受を更に備える、請求項７に記載のロボット。
【請求項１０】
前記エンドエフェクタが、
離間関係で配置された１組の上方フランジと、
各々が、前記上方フランジの１つに結合され、前記上方フランジから径方向内方に伸び、かつ前記上方フランジ間で基板を支持するように適合された１組の下方フランジと、
を更に備える、請求項１に記載のロボット。
【請求項１１】
移送チャンバと、
前記移送チャンバに結合された少なくとも１つの処理チャンバと、
前記移送チャンバ内に配置された基板移送ロボットであって、
ベースと、
移動させることもできる前記ベースに回転可能に結合され、かつ前記ベースに対して、ステージの回転軸に対して実質的に直角な第１の方向に動くように適合されたステージと、
前記ステージに結合され、かつ前記第１の方向に動くように適合されたエンドエフェクタと、
を備える基板移送ロボットと、
を備える、処理システム。
【請求項１２】
移送チャンバと、
前記移送チャンバに結合された少なくとも１つの処理チャンバと、
前記移送チャンバに結合された基板ステージングシステムであって、
前記移送チャンバに結合された第１のポートを有するロードロックチャンバと、
前記ロードロックチャンバ内に配置されたロードロックロボットと、
前記ロードロックチャンバの第２のポートに結合された熱処理ステーションと、
を備える基板ステージングシステムとを備える、処理システム。
【請求項１３】
前記基板ステージングシステムが、
ロードロックステーションの第３のポートに結合された移送ステーションと、
内部に配置されたパススルーロボットを有するパススルーコンパートメントであって、前記パススルーロボットが、前記移送ステーションと前記熱処理ステーションの間で基板を移送するように適合されている、パススルーコンパートメントと、
を更に備える、請求項１２に記載の処理システム。
【請求項１４】
前記パススルーロボットが、
本体と、
前記本体に結合され、かつ前記移送ステーションと前記熱処理ステーションとの間に画成された線に沿って直線状に移動するように適合されたステージと、
前記ステージに結合され、かつ前記移送ステーションと前記熱処理ステーションとの間に画成された線に沿って、前記ステージに対して直線状に移動するように適合されたエンドエフェクタと、
を更に備える、請求項１３に記載の処理システム。
【請求項１５】
前記パススルーロボットが、前記ロードロックチャンバの上または下に配置されている、請求項１３に記載の処理システム。
【請求項１６】
前記熱処理ステーションが、
基板受取りラックと、
基板を、前記基板受取りラック及び前記ロードロックチャンバの第２のポートに隣接した位置から移動させるように適合された基板エレベータと、
を更に備える、請求項１２に記載の処理システム。
【請求項１７】
前記基板受取りラックが、
第１のレールと、
前記第１のレールに対して、離間関係で配置された第２のレールと、
前記第１のレールに結合された第１のアクチュエータと、
前記第２のレールに結合された第２のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータが、前記第１のレールと第２のレールの間に画成される距離を制御する、第２のアクチュエータと、
を更に備える、請求項１６に記載の処理システム。
【請求項１８】
前記基板エレベータが、
その上に基板を支持するように適合されたプレートと、
前記プレートに結合されたアクチュエータと、
を更に備える、請求項１６に記載の処理システム。
【請求項１９】
前記プレートが、更に、その中に形成された１つ以上のチャネルを有する支持面を備える、請求項１８に記載の処理システム。
【請求項２０】
前記熱処理ステーションが、更に、前記基板受取りラックまたは前記基板エレベータのうちの少なくとも一方の上に配置された基板を加熱するのに適した少なくとも１つの加熱装置を備える、請求項１２に記載の処理システム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの加熱装置が、抵抗性加熱素子、放射ランプ、その中に熱伝達流体を流す導管、熱電気素子、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項２０に記載の処理システム。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの加熱装置が、前記加熱ステーション内に配置された基板を、約１５０℃〜５５０℃の温度まで加熱する、請求項２０に記載の処理システム。
【請求項２３】
前記ロードロックチャンバが、更に、前記第２のポートと反対側に配置され、かつ前記第１のポートと直交する第３のポートを備える、請求項１２に記載の処理システム。
【請求項２４】
前記ロードロックチャンバが、
前記ロードロックロボットの上の前記第１のポートの近傍に配置された第１のレールと、
前記第１のレールに対して、水平離間関係で配置された第２のレールと、
前記第１のレールに結合された第１のアクチュエータと、
前記第２のレールに結合された第２のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータが、前記第１のレールと第２のレールの間の距離を制御する、第２のアクチュエータと、
を更に備える、請求項２３に記載の処理システム。
【請求項２５】
前記ロードロックロボットが、
本体と、
前記本体に結合され、かつ前記第２のポートと第３のポートの間に画成された線に沿って直線状に動くように適合されたステージと、
前記ステージに結合され、かつ前記第２のポートと第３のポートの間に画成された線に沿って、前記ステージに対して直線状に移動するように適合されたエンドエフェクタであって、前記第１及び第２のレール間に画成された上方の高さと、下方の高さの間で移動するように適合されたエンドエフェクタと、
を更に備える、請求項２４に記載の処理システム。
【請求項２６】
前記移送ステーションが、
前記ロードロックチャンバの第３のポートに隣接して配置された出力プラットフォームと、
前記出力プラットフォームの上に配置された入力プラットフォームと、
を更に備える、請求項２３に記載の処理システム。
【請求項２７】
前記入力プラットフォームが、
基板を支持するように適合された支持面と、
前記支持面に形成された１つ以上のチャネルと、
前記支持面に形成され、かつ前記第１のチャネルと直交する方向を有する１つ以上の第２のチャネルと、
を更に備える、請求項２６に記載の処理システム。
【請求項２８】
前記基板ステージングシステムに隣接して配置されたファクトリーインタフェースと、
前記ファクトリーインタフェース内に配置され、前記ファクトリーインタフェースと前記移送ステーションの間で基板を移送するように適合されたインタフェースロボットと、
を更に備える、請求項１２に記載の処理システム。
【請求項２９】
前記移送チャンバが、
ロボット本体と、
前記ロボット本体に結合され、かつ前記ロボット本体の周りで回転するように適合されたベースと、
前記ベースに結合され、かつ前記ステージの回転軸に対して実質的に垂直な第１の方向に移動するように適合されたステージと、
前記ステージに結合され、かつ前記第１の方向に移動するように適合されたエンドエフェクタと、
を更に備える、請求項１２に記載の処理システム。
【請求項３０】
移送チャンバと、
前記移送チャンバに結合された少なくとも１つの処理チャンバと、
前記移送チャンバに結合された基板ステージングシステムであって、
移送ステーションと、
熱処理ステーションと、
前記移送ステーションに結合された第１のポート、前記熱処理ステーションに結合された第２のポート、前記移送チャンバに結合された第３のポートを有するロードロックチャンバと、
前記移送ステーションと前記ロードロックチャンバを結合するパススルーコンパートメントとを備える基板ステージングシステムと、
を備える、処理システム。
【請求項３１】
前記パススルーコンパートメント内に配置され、かつ前記移送ステーション内に配置された入力プラットフォームと前記熱処理ステーション内に配置された第１の基板受取りラックとの間で基板を移送するように適合された第１のロボットと、
前記ロードロックチャンバ内に配置され、かつ前記ロードロックチャンバ内に配置された第２の基板受取りラックと前記移送ステーション及び前記熱処理ステーション内に配置された出力プラットフォームとの間で基板を移送するように適合された第２のロボットと、
前記移送チャンバ内に配置され、かつ前記第２の基板受取りラック及び少なくとも１つの処理チャンバから基板を移送するように適合された第３のロボットと、
を更に備える、請求項３０に記載の処理ステーション。
【請求項３２】
前記熱処理ステーションが、前記第１の基板受取りラック及び前記ロードロックチャンバの第２のポートに隣接する位置から基板を移動させるように適合された基板エレベータを更に備える、請求項３１に記載の処理システム。
【請求項３３】
前記第１の基板受取りラックが、
第１のレールと、
前記第１のレールと離間した関係で配置された第２のレールと、
前記第１のレールに結合された第１のアクチュエータと、
前記第２のレールに結合された第２のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータが、それらの間で前記基板エレベータを選択的に可能にするために、前記第１のレールと第２のレールとの距離を制御する、第２のアクチュエータと、
を更に備える、請求項３２に記載の処理システム。
【請求項３４】
前記基板エレベータが、
内部に形成された１つ以上のチャネルを有し、かつその上に基板を支持するように適合されたプレートと、
前記プレートに結合されたアクチュエータと、
を更に備える、請求項３２に記載の処理システム。
【請求項３５】
前記熱処理ステーションが、更に、前記基板受取りラックまたは基板エレベータのうちの少なくとも一方の上に配置された基板を加熱するのに適した少なくとも１つの加熱装置を備える、請求項３０に記載の処理システム。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの加熱装置が、抵抗性加熱素子、放射ランプ、その中に熱伝達流体を流す導管、熱電気素子、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３５に記載の処理システム。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの加熱装置が、前記加熱ステーション内に配置された基板を、約１５０℃〜５５０℃の温度まで加熱する、請求項３５に記載の処理システム。
【請求項３８】
処理システム内で、大面積基板を移送する方法であって、
ロボット本体に結合されたステージを、第１の方向に伸ばすステップと、
前記ステージに結合されたエンドエフェクタを、前記ステージに対して前記第１の方向に伸ばすステップと、
大面積基板を前記エンドエフェクタへ移送するステップと、
前記大面積基板を前記ロボット本体の上または下に位置させるために、前記ステージ及び前記エンドエフェクタを前記ロボットに対して引っ込めるステップと、
を含む、方法。
【請求項３９】
前記エンドエフェクタ及びステージを、前記ロボットに対して、前記第１の方向とは反対の第２の方向に伸ばすステップを更に含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ステージ及びエンドエフェクタを第２の方向に伸ばすステップが、更に、前記ステージ及びエンドエフェクタを前記ロボット本体に対して回転させるステップを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記エンドエフェクタが、前記ロボット本体の中心線を介して前記第２の方向に動く、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記エンドエフェクタを前記ステージに対して伸ばすステップが、ＭＥＭＳアクチュエータを作動させるステップを更に含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
処理システム内で基板を処理する方法であって、
収容カセットからステージング装置の入力プラットフォームまで基板を移送するステップと、
前記基板を熱処理ステーションまで移送するステップと、
前記基板を前記熱処理ステーション内で熱処理するステップと、
前記基板を、前記熱処理ステーションからロードロックチャンバまで移送するステップと、
前記基板を、前記ロードロックチャンバから移送チャンバまで移送するステップと、
前記移送チャンバに結合された処理チャンバ内の前記基板を処理するステップと、
を含む、方法。
【請求項４４】
前記熱処理のステップが、前記基板を約１５０℃〜５５０℃の温度まで加熱するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記熱処理のステップが、前記基板を、前記ロードロックチャンバのポートの近傍の高さまで移動させるステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記基板を移動させるステップが、
前記基板を支持する１組のレールの間で、基板支持プレートを移動させるステップと、
前記基板を、前記レールから前記プレートへ移送するステップと、
前記プレート上に支持された前記基板を取り除くために、前記レールを離間させるステップと、
前記基板を支持する前記プレートを低下させるステップと、
を更に含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記基板を、前記入力プラットフォームから前記熱処理ステーションへ移送するステップが、前記基板を、前記ロードロックチャンバの上または下を通過させるステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
処理済みの基板を、前記移送チャンバから、前記ロードロックチャンバ内に配置された基板受取りラックへ移送するステップと、
前記処理済みの基板を、前記基板受取りラックから第２の位置まで移動させるステップと、
前記処理済みの基板を、前記第２の位置から前記ロードロックチャンバのポートを介して、前記ステージング装置の出力プラットフォームに移送するステップと、
を更に含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
前記処理済みの基板を前記出力プラットフォームに移送するステップが、前記移送チャンバと前記基板受取りラックの間の前記処理済みの基板の動きと直交する方向に、前記基板を移動させるステップを含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記基板を、前記熱処理ステーションから前記ロードロックチャンバへ移送するステップが、前記移送チャンバと前記ロードロックチャンバの間の前記処理済みの基板の動きと直交する方向に前記基板を移動させるステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
【発明の分野】
【０００２】
[0001]本発明の実施形態は、一般に、移送ロボットを有する大面積基板処理システムに関する。
【関連技術の説明】
【０００３】
[0002]薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）は、一般に、コンピュータのモニタやテレビモニタ、携帯電話のディスプレイ、携帯情報端末（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ；ＰＤＡｓ）、及び他の多くのデバイス等の能動マトリックス表示装置に使用されている。通常、フラットパネルは、液晶材料からなる層を２つのガラスプレートの間に挟んだ２つのガラスプレートからなる。該ガラスプレートのうちの少なくとも一方は、電源に結合され、該ガラスプレート上に設けられた１つの導電膜を含む。該電源から該導電膜に供給される電力は、該液晶材料の方位を変化させ、パターン表示を形成する。
【０００４】
[0003]フラットパネル技術の市場への受け入れに伴って、より大きなディスプレイ、生産量の増大及びより低い製造コストに対する要求が、フラットパネルディスプレイの製造者のために、より大きなサイズのガラス基板に適応する新たなシステムを開発するように装置メーカーを動かしている。現在のガラス処理設備は、一般に、約１平方メートルまでの基板に適応するように構成されている。１〜１／２平方メートル以上のサイズの基板に適応するように構成された処理設備は、近い将来に予想されている。
【０００５】
[0004]そのような大きな基板を製造する設備は、フラットパネルディスプレイの製造者に対してかなりの投資を提示する。従来のシステムは、大きく高価なハードウェアを必要とする。例えば、容積の増加は、高容量を有する真空ポンプを必要とし、ポート・シーリング装置は、より大きな基板に適応するのに必要なより大きな通路により、より大きなシーリング力に適応するように性能を高めなければならない。また、その大きな資本コストにより、典型的な大基板処理システムは、与えられたツールの設置面積に対するプロセスの柔軟性を最大化するために、中央の移送チャンバに結合された多くの処理チャンバを有する。
【０００６】
[0005]しかし、この設備のサイズ及びコストの増加は、そのような設備のために使える限定された工場のスペースを有する製造者に対して、重大な問題を提示する。また、限定された数のプロセス工程を実行しようと努める製造者は、不利なことに、大面積基板に対して限定された処理を実行するのに必要なこと以上の容量、プロセス性能及びサイズを有する設備を利用することが必要となる。
【０００７】
[0006]したがって、大面積基板のためのコンパクトな処理設備に対する要求がある。
【発明の概要】
【０００８】
[0007]大面積基板を処理するシステム及び方法が提供される。一実施形態において、処理システムは、少なくとも１つの処理チャンバが取付けられた移送チャンバと、該チャンバに結合された基板ステージングシステムとを含む。該ステージングシステムは、第１のポートを該移送チャンバに結合させたロードロックチャンバと、該ロードロックチャンバの第２のポートに結合された熱処理ステーションとを含む。ロードロックロボットは、該熱処理ステーションと該ロードロックチャンバとの間の移送を容易にするため、該ロードロックチャンバ内に配置されている。
【０００９】
[0008]本発明の上述した特徴が実現され、かつ詳細に理解されるように、上記のように簡単に要約した本発明のより具体的な説明は、添付図面に描かれている本発明の実施形態を参照してもよい。しかし、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を説明しているにすぎないため、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではなく、他の同様に有効な実施形態を可能にすることに注意すべきである。
【００１０】
[0019]理解を容易にするため、図面に共通している同一の構成要素を示すように、可能な限り同一の参照数字を用いている。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００１１】
[0020]図１Ａ〜図１Ｂは、大面積基板処理システム１００の一実施形態の平面図及び断面図である。該処理システムは、ロードロックチャンバ１０４によって、移送チャンバ１０６に結合された少なくとも１つの処理チャンバ１０８を有する該移送チャンバに結合されているファクトリーインタフェース１０２を含む。該ロードロックチャンバは、ファクトリーインタフェース１０２と移送チャンバ１０６との間で移送される基板を並べ、更に／又は熱処理し、あるいは該基板を他の方法で調整するように適合されたステージング装置１１０の一部である。ファクトリーインタフェース１０２は、いくつもの形態を有し、少なくとも１つの基板収容カセット１３２と、カセット１３２とステージングシステム１１０との間で基板１３０を移送するインタフェース移送ロボット１３４とを含む。
【００１２】
[0021]移送チャンバ１０６は、一般に、アルミニウム、ステンレスまたはポリプロピレン等の適当な材質で形成されているチャンバ本体１２０を有する。該移送チャンバは、図に示すような矩形状または円形断面であってもよい。該移送チャンバは、処理チャンバ１０８または他のチャンバの移送チャンバ１０６への連結を容易にする複数のファセット１１２をその外壁に含む。移送チャンバ１０６の内部は、チャンバ本体１２０を貫通して設けられた排気ポート１１８を介して循環またはポンピング装置１１６に連結された排気可能なまたは制御された雰囲気空間１１４を画成する。複数の基板アクセスポート１２２は、基板の、移送チャンバ１０６の内部空間１１４との入出力を容易にするために、チャンバ本体１２０を貫通して形成されている。アクセスポート１２２は、移送チャンバ１０６の環境を選択的に隔離することができるスリットバルブ１２４によって選択的に密閉される。本発明から恩恵を受けるように適合させることができる１つのスリットバルブは、その全体を本願明細書に組み入れる、２０００年６月２７日に発行されたＥｔｔｉｎｇｅｒらに対する米国特許第６，０７９，６９３号明細書に記載されている。
【００１３】
[0022]少なくとも１つの処理チャンバ１０８及び少なくとも１つのロードロックチャンバ１０４は、チャンバ本体１２０に連結されている。該処理チャンバは、化学気相成長、物理気相成長、熱処理、めっき、または半導体基板への集積回路形成に関連する他のプロセスを実行するために構成することができる。このようなチャンバは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能である。
【００１４】
[0023]移送ロボット１２６は、移送チャンバ１０６の内部空間１１４内に配置されており、処理チャンバ１０８とロードロックチャンバ１０４との間で基板を移送するように適合されている。移送ロボット１２４は、真空環境中での大面積基板に適したどのようなロボットであってもよく、様々な動きを実行することができる。
【００１５】
[0024]図２は、移送ロボット１２６の一実施形態の側面図である。移送ロボット１２６は、本体２０２と、ブラケット２０４と、連動アセンブリ２０６とを含む。本体２０２は、移送チャンバ１０６の底部２０８に中心が結合され、一般に、ブラケット２０４及び連動アセンブリ２０６を回転させるのに用いられるモータ（図示せず）を収容する。基板をその中心に対して回転させることは、有利には、最少のシステムサイズを実現できるようにする。
【００１６】
[0025]ブラケット２０４は、連動アセンブリ２０６を本体２０２に結合する。図２に示す実施形態において、ブラケット２０４は、周りのチャンバのうちのいずれかとの基板交換を容易にするように、移送ロボット１２６を特定の方向に向けるために、本体２０２に対して回転させることができる軸２１０により、本体２０２に結合されている。状況に応じて、軸２１０は、ブラケット２０４及び連動アセンブリ２０６の昇降を制御するために、本体２０２から伸長させまたは引っ込めてもよい。
【００１７】
[0026]連動アセンブリ２０６は、通常、第１のアクチュエータ２１２と、ステージ２１４と、第２のアクチュエータ２１６と、エンドエフェクタ２１８とを含む。第１のアクチュエータ２１２は、ブラケット２０４に対してステージ２１４を移動させるように適合されている。第２のアクチュエータ２１６は、ステージ２１４に対してエンドエフェクタ２１８を移動させるように適合されている。エンドエフェクタ２１８は、基板（図２に図示せず）を指示すると共に、移送ロボット１２６によって移動させるように適合されている。
【００１８】
[0027]図３は、図２の切断線３−３に沿って描いた、基板３１８を支持する移送ロボット１２６の断面図を示す。一実施形態において、エンドエフェクタ２１８は、一組の基板サポート３２４を含む。各基板サポート３２４は、第２のまたは下方フランジ３２２に結合された第１のまたは上方フランジ３２０を含む。上方フランジ３２０は、該フランジ間に基板３１８捕捉するように構成された離間関係で配置されており、それにより、基板移送中に、基板３１８がロボット１２６から落下することを防ぐ。下方フランジ３２２は、基板３２０を支持するために、上方フランジ３２０から径方向内方に伸びている。エンドエフェクタ２１８は、該基板のスクラッチを防ぐまたは最少化する材料、例えば、研磨したステンレス鋼またはプラスチックサポートパッドを有するアルミニウムで形成されまたは該アルミニウムで被覆されている。
【００１９】
[0028]ブラケット２０４は、複数の接続部材３０８によってハブ３０６に結合された一組のフランジ３０２、３０４を含む。ブラケット２０４は、一般に、アルミニウムまたは慣性を最少化する他の軽量な材料で形成されている。ハブ３０６は、ロボット本体２０２から伸びている軸２１０に結合されている。各フランジ３０２、３０４は、軸２１０の反対側の各接続部材３０８によってハブ３０６に結合されている。各フランジ３０２、３０４は、一般に、ハブ３０６から等距離の離間関係で配置されている。フランジ３０２、３０４は、そのうえ、互いに平行に配置され、かつブラケット２０４の回転軸に直角に配置されている。
【００２０】
[0029]一実施形態において、軸受アセンブリ３１０は、ブラケット２０４の各フランジ３０２、３０４と、ステージ２１４との間に取付けられている。第２の軸受アセンブリ３１２は、ステージ２１４とエンドエフェクタ２１８との間に取付けられている。軸受アセンブリ３１０は、ブラケット２０４に対するステージ２１４の直線運動を容易にし、第２の軸受アセンブリ３１２は、エンドエフェクタ２１８に対するステージ２１４の直線運動を容易にする。図２、図３に示す実施形態において、軸受アセンブリ３１０は、ステージ２１４に結合されたレール３１４と、フランジ３０２に結合された１つ以上のガイド３１６とを含む直線軸受である。ガイド３１６は、一般に、ガイド３１６のレール３１４に沿った動きを強めるローラまたは再循環軸受を含む。あるいは、軸受アセンブリ３１０は、固体軸受、または磁気軸受、流体軸受等の非接触軸受を含んでもよい。第２の軸受アセンブリ３１２は、同様に構成されている。
【００２１】
[0030]第１のアクチュエータ２１２は、ステージ２１４のブラケット２０４に対する位置を制御するために、ステージ２１４とブラケット２０４との間に結合されている。１つ以上の第１のアクチュエータ２１２を用いてもよい。第１のアクチュエータ２１２は、ベースに対して該ステージを位置決めするのに適した動作生成デバイスを備えてもよい。このようなアクチュエータは、空気式シリンダ、油圧式シリンダ、ボールネジ、サーボモータ、ソーヤーモータ、ステッパモータ、ソレノイド、ロッドレスシリンダ、タイミングベルト、粗動（ラック＆ピニオン）装置及び直線動に適した他のデバイスを含む。一実施形態において、該第１のアクチュエータは、ＭＥＭＳアクチュエータである。ステージ２１４は、一般に、アルミニウムまたは移送チャンバ１０６内での使用に適した他の軽量な材料で形成されている。
【００２２】
[0031]図４は、第２のアクチュエータ２１４の一実施形態の側面図である。第２のアクチュエータ２１４は、リードネジ４０４の回転を制御するように適合されているエンドエフェクタ２１８に結合されたモータ４０２を含む。リードネジ４０４に係合したナット４０６は、ステージ２１４に結合されている。第２のアクチュエータ２１４のモータ４０２がリードネジ４０４を回転させると、ナット４０６はリードネジ４０４に沿って移動し、それによりエンドエフェクタ２１８を、ステージ２１４に対する動きに推進する。第１のアクチュエータ２１２は、同様に構成されている。したがって、第１及び第２のアクチュエータ２１２、２１４は、ロボット１２６の中心線２２０を介して、矢印２２２、２２４で示すように、エンドエフェクタ２１８を反対方向に直線状に伸ばしかつ引っ込めるように付勢することができる。
【００２３】
[0032]図５は、図１Ａの切断線５−５に沿って描いた上記基板ステージングシステムの一実施形態である。基板ステージングシステム１１０は、移送ステーション５０２と熱処理ステーション５０４とを隔離するロードロックチャンバ１０４を含む。基板は、通常、移送ステーション５０２において、ステージング装置１１０とファクトリーインタフェース１０２との間で移送される。パススルーコンパートメント５０６は、ロードロックチャンバ１０４の上に配置されており、移送ステーション５０２と熱処理ステーション５０４との間の基板の直接的な移送を容易にし、ロードロックチャンバ１０４をバイパスするパススルーロボット５２０を含む。ロードロックチャンバ１０４は、それぞれ、基板移送が、ロードロックチャンバ１０４と移送ステーション５０２の間、熱処理ステーション５０４と移送チャンバ１０６の間で行われるようにする３つのポート５０８、５１０、５１２を用いて構成されている。あるいは、パススルーコンパートメント５０６は、ロードロックチャンバ１０４の下に設けてもよい。
【００２４】
[0033]一実施形態において、移送ステーション５０８は、入力プラットフォーム５１４と出力プラットフォーム５１６とを含む。入力プラットフォーム５１６は、移送ステーション５０２の上方領域５１８に配置されており、ファクトリーインタフェース１０２から来る基板を受取るように適合されている。入力プラットフォーム５１６は、通常、入力プラットフォーム５１６上に配置されている基板を、パススルーロボット５２０によって、コンパートメント５０６を通過させて容易に移送できるように、パススルーコンパートメント５０６と位置合わせされている。
【００２５】
[0034]図６は、入力プラットフォーム５１４の一実施形態の斜視図を示す。入力プラットフォーム５１４は、その中に少なくとも１つのチャネル６０４を有し、基板を支持するように適合されている上面６０２を含む。図６に示す実施形態において、２つの第１のチャネル６０４は、上面６０２に形成されており、ファクトリーインタフェース１０２に対向する該入力プラットフォームの第１の側面に開口している第１の端部６０６を少なくとも有する。第１のチャネル６０４は、基板移送を容易にするために、（図１Ａ〜図１Ｂに示す）ファクトリーインタフェースロボット１３４のブレードが、入力プラットフォーム５１４と、該プラットフォーム上に支持された基板との間を通ることができるように構成されている。
【００２６】
[0035]入力プラットフォーム５１４の上面には、少なくとも１つの第２のチャネル６１０が形成されている。第２のチャネル６１０は、典型的には、第１のチャネル６０４と直交する方向に配置されており、パススルーロボット５２０が、移送ステーション５０２の入力プラットフォーム５１４上に基板を配置しかつ該プラットフォームから該基板を回収できるように適合されている。図６に示す実施形態において、２つの第２のチャネル６１０は、入力プラットフォーム５１４の上面６０２に配置されており、パススルーコンパートメント５０６及びロードロックチャンバ１０４に対向し、第２の側面６１４に開口している第１の端部６１２を有する。第２のチャネル６１０は、入力プラットフォーム５１４とパススルーロボット５２０との間の基板交換を容易にするように構成されている。あるいは、入力プラットフォーム５１４は、１つ以上のリフトピン、または、インタフェースロボット１３４（図１Ａ〜図１Ｂ）またはパススルーロボット５２０による基板へのアクセスを容易にするために、入力プラットフォーム５１４の上面６０２に対して離間した状態で該基板を選択的にまたは維持するように適合された他の構成要素を含んでもよい。
【００２７】
[0036]図５に戻って説明すると、出力プラットフォーム５１６は、ロードロックチャンバ１０４の第１のポート５０８に隣接して、移送ステーション５０２の下方領域５２２に配置されている。出力プラットフォーム５１６は、典型的には、入力プラットフォーム５１４と同様に構成されており、ロードロックチャンバ１０４内に配置されたロードロックロボット５２４と、ファクトリーインタフェースロボット１３４との間のウェーハ移送を容易にするように適合されている。
【００２８】
[0037]パススルーコンパートメント５０６は、基板を、その中を通して、移送ステーション５０２と熱処理ステーション５０４との間で移送することができる導管を形成する。パススルーロボット５４０は、該パススルーコンパートメントを介した基板移送を容易にするために、パススルーコンパートメント５０６内に配置されている。パススルーロボット５２０は、一般に、上述した移送ロボット１２６と同様に構成されているが、他の構成または移送メカニズムを有するロボットを、パススルーコンパートメント５０６を介した基板移送を可能にするために用いてもよい。
【００２９】
[0038]パススルーコンパートメント５０６と熱処理ステーション５０４との間に画成された出口ポート５２６を選択的に閉じるために、任意のドア５２４を設けてもよい。ドア５２４は、パススルーコンパートメント５０６と熱処理ステーション５０４との間の熱伝達を遅くするために閉じてもよい。
【００３０】
[0039]熱処理ステーション５０４は、一般に、パススルーロボット５２０から基板を受け取り、かつ該基板を、ロードロックチャンバ１０４の第２のポート５１０の近傍に移動させ、該基板を熱処理するように適合されている。真空環境中で該基板を熱処理するのとは対照的に、ステージング装置１１０内で該基板を熱処理することによって、真空状態に耐えるのに適したハードウェアの排除及び工場のフロアスペース要求における関連する節約（例えば、設置面積の低減）により、相当のコスト削減が実現され、処理チャンバ１０８内での基板の加熱に関連するプロセス時間が低減される。本発明から恩恵を受けるように適合させることができる１つの熱処理ステーションは、２０００年１２月２９日に出願されたＱ．Ｓｈａｎｇによる米国特許仮出願第６０／２５９，０３５号明細書（代理人番号５１６３Ｌ）に記載されており、この明細書の全体を本願明細書に組入れる。
【００３１】
[0040]図７は、熱処理ステーション５０４の一実施形態の断面図を示す。熱処理ステーション５０４は、一般に、基板受取りラック７０２と、基板エレベータ７０４と、少なくとも１つの加熱装置７０６とを含む。基板受取りラック７０２は、典型的には、パススルーコンパートメント５０６の出口ポート５２６に隣接して配置されている。基板受取りラック７０２は、上記パススルーロボットと基板エレベータ７０４の間の受渡しを容易にするプラットフォームを形成するように適合されている。一実施形態において、基板受取りラック７０２は、上記熱処理ステーションの対向する壁部７１０、７１２に結合された対向する１組のレール７０８を含む。各レール７０８は、レール７１０、７１２間の間隔を制御するアクチュエータ７１４により、各壁部７１０、７１２に結合されている。アクチュエータ７１４は、基板がレール７１０、７１２上に支持されるように、レール７１０、７１２を第１の位置に配置してもよい。基板エレベータ７０４は、レール７１０、７１２間を移動してもよく、レール７１０、７１２から該基板を持ち上げるために、該第１の位置に移動させてもよい。それに伴って、アクチュエータ７１４は、基板エレベータ７０４を低くして、該基板をレール７１０、７１２間に通すことができるようにするために、レール７１０、７１２を離間させるように作動させてもよい。基板受取りラック７０２は、パススルーロボット５２０と基板エレベータ７０４との間の基板の移送も容易にする代替の形態を含んでもよい。
【００３２】
[0041]図５及び図７の両方について説明すると、基板エレベータ７０４は、一般に、エレベータプレート７１８に結合された主アクチュエータ７１６を含む。主アクチュエータ７１６は、基板を、基板受取りラック７０２から回収し、かつロードロックチャンバ１０４の第２のポート５１０に隣接した位置まで低下させることができるように、エレベータプレート７１８の昇降を制御するように適合されている。主アクチュエータ７１６は、空気式シリンダ、油圧式シリンダ、ボールネジ、または、該基板の鉛直方向の動きを容易にする他の線型アクチュエータであってもよい。
【００３３】
[0042]エレベータプレート７１８は、典型的には、アルミニウム、または、良好な熱伝達特性を有する他の材料で形成されている。エレベータプレート７１８の支持面７３０は、典型的には、該プレート内に形成され、支持面７３０から、ロードロックチャンバ１０４内に配置されたロボット５３０への該基板の移送を容易にするように構成されている１つ以上のチャネル７３２を含む。あるいは、リフトピンまたは固定サポートを、ロードロックロボット５３０との基板交換を容易にするために、該基板を、支持面７３０に対して離間関係に維持するために用いてもよい。
【００３４】
[0043]加熱装置７０６は、基板１３０を、約１５０℃〜５５０℃の温度まで加熱するのに適している。加熱装置７０６は、抵抗性加熱素子、放射ランプ、その中に熱伝達流体を流す導管、熱電気素子、または該基板の温度を熱的に制御すると共に、エレベータプレート７１８上に該基板を配置する他の装置のうちの１つまたはそれらの組合せを備える。図７に示す実施形態においては、加熱装置７０６は、少なくとも１つのランプ７２０と、熱伝達流体を流すための導管７２２と、抵抗性素子７２４とを含む。ランプ７２０は、典型的には、ラック７０２の近傍に結合されている。導管７２２及び抵抗性素子７２４は、典型的には、エレベータプレート７１８内に配置され、または該プレートに結合されている。
【００３５】
[0044]図８は、ロードロックチャンバ１０４の一実施形態の断面図である。ロードロックチャンバ１０４は、一般に、基板受取りラック８０４を有するチャンバ本体８０２と、該本体内に配置されたロードロックロボット５３０とを含む。チャンバ本体８０２は、典型的には、アルミニウムまたは溶接したステンレス鋼プレートからなる一体のブロックで形成されている。チャンバ本体８０２は、それぞれ、移送ステーション５０２及び熱処理ステーション５０４と対向し、チャンバ本体８０２の対向する壁部８０６、８０８上に配置された第１のポート５０８及び第２のポート５１０を含む。第３のポート５１２は、壁部８０６、８０８の間に配置され、かつ移送チャンバ１０６と対向している、チャンバ本体８０２の壁部８１０を貫通して形成されている。ポート５０８、５１０、５１２は、ロードロックチャンバ１０４の環境を、周りのステーション５０２、５０４及び移送チャンバ１０６と選択的に隔離するために閉じることができるスリットバルブ８２２（第３のポート５１２が見えるように、そのうちの２つを示してある）によって選択的に密閉される。
【００３６】
[0045]基板受取りラック８０４は、ロードロックロボット５３０の上で第３のポート５１２の近傍に配置されている。基板受取りラック８０４は、ロードロックロボット５３０及び移送ロボット１２６の両方と基板を受渡すように適合されている。一実施形態において、基板受取りラック８０４は、それぞれ、ポート５０８、５１０の上方で壁部８０６、８０８に結合されている、２組の対向するレール８３０を含む。
【００３７】
[0046]１つ以上のレールアクチュエータ８４０は、各レール８３０を各壁部８０６、８０８に結合する。アクチュエータ８４０は、ソレノイド、空気式シリンダ、油圧式シリンダ、線型アクチュエータ、またはレール８３０間の間隔を制御するように適合された他の装置であってもよい。
【００３８】
[0047]各レール８３０は、各壁部８０６、８０８の近傍で、フランジ８３２から上方に突出している垂直縁部８３４を有する水平フランジ８３２を含む。レール８３０の各組は、基板の各角部がレール８３０上に支持されると共に、該レール間を通る、ロボット５３０、１２６の上記エンドエフェクタのために、レール８３０間にスペースを残すように、壁部８０６、８０８に対して離間しているレール８３０は、アクチュエータ８４０によって第１の位置に離間されたときに、移送ロボット１２６から、処理済みの基板を受取るように構成されている。基板が、移送ロボット１２６によってレール８３０上に配置された後、ロードロックロボット５３０が、第３のポート５１２に隣接した位置まで持ち上げられ、この場合、移送ロボット１２６は、該基板をロードロックロボット５３０から直接持ち上げて、該基板を、処理のために移送チャンバ１０６内に移動させる。典型的には、ロードロックロボット５３０は、該ロボット上に配置された該基板を約９０度回転させて、移送ロボット１２６への該基板の受渡しの前に、該基板を正しく特定の方向に向ける。
【００３９】
[0048]次いで、ロードロックロボット５３０は、処理済みの基板をレール８３０から回収するために、レール８３０間を通るように上昇させられる。レールアクチュエータ８４０は、レール８３０を外側の第２の位置の方へ移動させる。該第２の位置において、現在、ロードロックロボット５３０により運ばれた基板は、レール８３０間で低下されて、第１のポート５０８の近傍の位置へ回転され、この場合、該基板は、移送ステーション５０２へ移送してもよく、最終的には、上記ファクトリーインタフェース内に配置されたカセットに戻してもよい。
【００４０】
[0049]図９は、ロードロックチャンバ１０４内に配置されたロードロックロボット５３０の斜視図である。ロードロックロボット５３０は、移送ロボット１２６と同様に構成されており、本体９０２と、ブラケット９０４と、連動アセンブリ９０６とを含む。本体９０２は、その中心が、ロードロックチャンバ１０４の底部９０８に結合されており、典型的には、ブラケット９０４及び連動アセンブリ９０６を回転させるのに用いられるモータ（図示せず）を収容する。
【００４１】
[0050]ブラケット９０４は、連動アセンブリ９０６を本体９０２に結合する。図９に示す実施形態においては、ブラケット９０４は、基板の交換のため、および基板受取りラック８０４から基板を回収するために、ポート５０８、５１０、５１２の近傍に、上記連動アセンブリ上に配置された基板を位置させる場合に、ブラケット９０４及び連動アセンブリ９０６の上昇動を制御するために本体９０２から伸び、かつ該本体に引っ込められる軸９１０により、本体９０２に結合されている。
【００４２】
[0051]連動アセンブリ９０６は、一般に、第１のアクチュエータと、ステージ９１４と、第２のアクチュエータと、エンドエフェクタ９１８とを含む。該第１及び第２のアクチュエータ及び関連する軸受は、図９に示してはいないが、図２〜図４に示したものと同様のものである。該第１のアクチュエータは、ブラケット９０４に対してステージ９１４を移動させるように適合されている。該第２のアクチュエータは、ステージ９１４に対してエンドエフェクタ９１８を移動させるように適合されている。エンドエフェクタ９１８は、（図９に示していない）基板を支持すると共に、ロードロックロボット５３０によって移動されるように適合されている。
【００４３】
[0052]一実施形態において、エンドエフェクタ９１８は、１組の基板サポート９２４を含む。各基板サポート９２４は、第２のまたは下方のフランジ９２２に結合された第１のまたは上方のフランジ９２０を含む。上方フランジ９２０は、離間した関係で、基板を該フランジ間に捕捉するように構成されており、それによって該基板が、基板の移送中に、ロボット５３０から落ちることを防ぐ。下方フラン時９２２は、基板９２０をサポート９２４間に支持するために、Ｌ字状形態で、上方フランジ９２０から径方向内方に伸びている。
【００４４】
[0053]移送ロボット１２６のエンドエフェクタ２１８と、ロードロックロボット５３０のエンドエフェクタ９１８との間の直接的な受渡しを容易にするために、複数のノッチ９４０が、エンドエフェクタ９１８の各基板サポート９２４の端部に形成されている。典型的には、２つのノッチ９４０が、上方フランジ９２０を完全に貫通して伸びており、かつ少なくとも一部が、各基板サポート９２４の下方フランジ９２２内に伸びている。下方フランジ９２２内に形成されたノッチ９４０の深さは、エンドエフェクタ２１８の基板サポート３２４を、エンドエフェクタ９１８と、該エンドエフェクタ上に支持された基板との間に通せるように構成されている。エンドエフェクタ２１８が上昇されおよび／またはエンドエフェクタ９１８が低下された場合、該基板は、ロードロックロボット５３０から移送ロボット１２６へ移送される。その後、移送ロボット１２６のエンドエフェクタ２１８は引っ込められて、該基板が移送チャンバ１０６内に移動される。
【００４５】
[0054]図８に戻って説明すると、ポンピング装置８１２は、ロードロックチャンバ１０４の底部８１６を貫通して設けられたポート８１４を典型的に介してロードロックチャンバ１０４に結合されている。ポンピング装置８１２は、真空の損失を伴うことなく、移送チャンバ１０６との基板交換に適応させるために、移送チャンバ１０６の圧力と実質的に等しい圧力までの、ロードロックチャンバ１０４の内部空間の排気を容易にする。密閉可能な通気孔８２０は、ステーション５０２、５０４との基板移送を容易にするために、フィルタを通した空気をロードロックチャンバ１０４の中に入れて、周りのステーション５０２、５０４の圧力まで該ロードロックチャンバの圧力を上昇させることを選択的に可能にするために、ロードロックチャンバ１０４の上部８１８を貫通して形成されている。
【００４６】
[0055]図１Ａ、図１Ｂ及び図５について主に説明すると、動作時に、インタフェースロボット１３４は、基板収容カセット１３０のうちの１つから基板を回収し、該基板を、移送ステーション５０２の入力プラットフォーム１１４へ移送する。該基板は、パススルーロボット５２０によって回収されて、熱処理ステーション５０４へ移送される。熱処理ステーション５０４内において、該基板は、典型的には、１５０℃〜約５５０℃の所定の温度まで加熱される。加熱後、該基板は、熱処理ステーション５０４から回収されて、ロードロックロボット５３０によって、ロードロックチャンバ１０４内へ移送される。ロードロックチャンバ１０４は、移送チャンバ１０６の圧力とほぼ等しい圧力まで排気される。ロードロックチャンバ１０４の第３のポート５１２を閉じるスリットバルブは開いており、処理済みの基板は、移送ロボット１２６により、移送チャンバ１０６から上記ラックへ移送される。該移送ロボットは、処理すべき基板を、ロードロックロボット５３０から回収する。ポート５１２は閉じられており、ロードロックチャンバ１０４は、周りのステーション５０２、５０４の圧力とほぼ等しい圧力まで排気される。ロードロックロボット５３０は、ラック８０４から処理済みの基板を持ち上げるように上昇される。該ラックは、ロードロックロボット５３０上に現在位置している基板を、第１のポート５０８の近傍の位置まで低下させることができるようにするために引っ込められる。
【００４７】
[0056]第１のポート５０８を閉じる上記スリットバルブは開いており、基板は、ロードロックロボット５３０によって、移送ステーション５０２の出力プラットフォーム５１６へ移送される。インタフェースロボット１３４は、該ロボットを出力プラットフォーム５１６から引っ込めて、処理済みの基板を、カセット１３２のうちの１つへ戻す。
【００４８】
[0057]上記の説明は、本発明の好ましい実施形態に注目しているが、本発明の他の及び更なる実施形態を、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく考案してもよく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】大面積基板を処理する処理システムの一実施形態の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの処理システムの断面図である。
【図２】移送ロボットの一実施形態の側面図である。
【図３】図２の切断線３−３に沿って描いた移送ロボットの断面図である。
【図４】図４の移送ロボットの側面図である。
【図５】図１Ａの切断線５−５に沿って描いた基板ステージングシステムの一実施形態である。
【図６】入力プラットフォームの一実施形態の斜視図である。
【図７】熱処理ステーションの一実施形態の断面図である。
【図８】ロードロックチャンバの一実施形態の断面図である。
【図９】図８のロードロックチャンバ内に配置されたロードロックロボットの一実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００…大面積基板処理システム、１０２…ファクトリーインタフェース、１０４…ロードロックチャンバ、１０６…移送チャンバ、１０８…処理チャンバ、１１０…ステージング装置、１３０…基板、１３４…移送ロボット。
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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