(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物受渡しシステムにおいて、
少なくとも２つの同一の対象物移動アセンブリが設けられており、該２つの同一の対象物移動アセンブリは２つの平行なｙ方向リニアガイドにおいて移動するように構成されており、各対象物移動アセンブリに、
支持ボディが設けられており、
該支持ボディに連結された、エンドエフェクタを移動させるためのｘ方向移動機構が設けられており、前記エンドエフェクタが、休止位置と延長位置との間を移動するようになっており、前記延長位置が、対象物ステーションにおける対象物を取り扱うために前記対象物ステーション内へ到達しており、
前記支持ボディに連結された回転機構が設けられており、該回転機構が、前記エンドエフェクタが休止位置に位置している時に対象物を回転させるように構成されており、
前記支持ボディを移動させるための付加的な移動機構が設けられ、該付加的な移動機構が、対象物ステーションにおける異なる位置における対象物を取り扱うために、複数のｚ方向位置又はｙ方向位置の間を移動するように構成されており、
前記対象物受渡しシステムにさらに、前記少なくとも２つの対象物移動アセンブリを調整するための制御装置が設けられており、これにより、前記回転機構が、対象物を、前記少なくとも２つの対象物移動アセンブリの前記付加的な移動機構の移動の間と、別の対象物移動アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間とにおいて回転させるが、同じ対象物移動アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間には回転させないようになっていることを特徴とする、対象物受渡しシステム。
【請求項２】
前記付加的な移動機構が、複数の対象物ステーションの間を移動するように構成されていることを特徴とする、請求項１記載の対象物受渡しシステム。
【請求項３】
各対象物移動アセンブリがさらに、対象物からＩＤを読み取るための、前記支持ボディに連結された読取り機構を有することを特徴とする、請求項１記載の対象物受渡しシステム。
【請求項４】
前記読取り機構が、前記対象物を、前記少なくとも２つの対象物アセンブリの前記付加的な移動機構の前記移動の間と、前記別の対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の前記移動の間とにおいて識別するが、前記同じ対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の前記移動の間には識別しないように構成されていることを特徴とする、請求項３記載の対象物受渡しシステム。
【請求項５】
複数の対象物ステーションの間で複数の対象物を受け渡すための対象物受渡しシステムにおいて、該対象物受渡しシステムに、
支持ボディが設けられており、
少なくとも２つの同一の対象物移動アセンブリが設けられており、各対象物移動アセンブリに、
該支持ボディに連結された、エンドエフェクタを移動させるためのｘ方向移動機構が設けられており、前記エンドエフェクタが、休止位置と延長位置との間を移動するようになっており、該延長位置が、対象物ステーションにおける対象物を取り扱うために前記対象物ステーション内へ到達しており、
前記支持ボディに連結された回転機構が設けられており、該回転機構が、前記エンドエフェクタが休止位置に位置している時に対象物を回転させるように構成されており、
前記対象物受渡しシステムにさらに、前記支持ボディを移動させるための付加的な移動機構であって、対象物ステーションにおける異なる位置における対象物を取り扱うために、ｙ方向位置間を移動するように構成されている前記付加的な移動機構と、
前記少なくとも２つの対象物移動アセンブリを調整するための制御装置とが設けられており、これにより、前記回転機構が、対象物を、前記少なくとも２つの対象物移動アセンブリの前記付加的な移動機構の移動の間と、別の対象物移動アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間とにおいて回転させるが、同じ対象物移動アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間には回転させないようになっていることを特徴とする、対象物受渡しシステム。
【請求項６】
各対象物移動アセンブリがさらに、対象物からＩＤを読み取るための、前記支持ボディに連結された読取り機構を有することを特徴とする、請求項５記載の対象物受渡しシステム。
【請求項７】
前記読取り機構が、前記対象物を、前記少なくとも２つの対象物アセンブリの前記付加的な移動機構の前記移動の間と、前記別の対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の前記移動の間とにおいて識別するが、前記同じ対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の前記移動の間には識別しないように構成されていることを特徴とする、請求項６記載の対象物受渡しステム。
【請求項８】
前記制御装置が、前記対象物の識別によって該対象物の宛先を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項５記載の対象物受渡しシステム。
【請求項９】
対象物受渡しシステムにおいて、
支持ボディが設けられており、
少なくとも２つの同一の対象物移動アセンブリが設けられており、各対象物移動アセンブリに、
該支持ボディに連結された、エンドエフェクタを移動させるためのｘ方向移動機構が設けられており、前記エンドエフェクタが、休止位置と延長位置との間を移動するようになっており、該延長位置が、対象物ステーションにおける対象物を取り扱うために前記対象物ステーション内へ到達しており、
前記支持ボディに連結された回転機構が設けられており、該回転機構が、前記エンドエフェクタが休止位置に位置している時に対象物を回転させるように構成されており、
前記対象物受渡しシステムにさらに、複数の対象物ステーションの間で前記支持ボディを回転させるためのシータ移動機構と、
複数の対象物ステーションの間で前記支持ボディを移動するためのｙ方向移動機構と、
前記少なくとも２つの対象物移動アセンブリを調整するための制御装置が設けられており、これにより、前記回転機構が、対象物を、前記少なくとも２つの対象物移動アセンブリの前記シータ移動機構、前記ｙ方向移動機構及び前記ｚ方向移動機構の移動の間と、別の対象物移動アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間とにおいて回転させるが、同じ対象物移動アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間には回転させないようになっていることを特徴とする、対象物受渡しシステム。
【請求項１０】
前記回転機構が、前記対象物を位置合わせするように構成されていることを特徴とする、請求項９記載の対象物受渡しシステム。
【請求項１１】
各対象物移動アセンブリがさらに、対象物からＩＤを読み取るための、前記支持ボディに連結された読取り機構を有することを特徴とする、請求項９記載の対象物受渡しシステム。
【請求項１２】
前記読取り機構が、前記対象物を、前記少なくとも２つの対象物アセンブリの前記ｙ方向移動機構の移動の間と、前記別の対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の前記移動の間とにおいて識別するが、前記同じ対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の前記移動の間には識別しないことを特徴とする、請求項１１記載の対象物受渡しシステム。
【請求項１３】
前記制御装置が、前記対象物の識別によって該対象物の宛先を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項９記載の対象物受渡しシステム。
【請求項１４】
受渡しシステムのための同時対象物受渡しのための方法において、前記受渡しシステムに、
それぞれが対象物位置における対象物を取り扱うための、少なくとも２つのｘ方向移動機構が設けられており、
それぞれが対象物を回転させるための、少なくとも２つの回転機構が設けられており、
異なる対象物位置の間で移動するための少なくとも１つの付加的な移動機構が設けられており、該付加的な移動機構が、対象物ステーションにおける異なる位置における対象物を取り扱うために、ｙ方向位置間を移動するように構成されており、
前記方法が、
対象物を、前記付加的な移動機構の前記移動の間と、別の対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間とにおいて回転させるが、同じ対象物アセンブリの前記ｘ方向移動機構の移動の間には回転させないことを特徴とする、受渡しシステムのための同時対象物受渡しのための方法。
【請求項１５】
対象物を回転させることが、さらに該対象物を位置合わせマークに位置合わせすることを含むことを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
対象物を回転させることが、さらにＩＤマークを読み取ることによって該対象物を識別することを含むことを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記付加的な移動機構の移動が、
異なる対象物ステーションの対象物位置の間の移動か、又は１つの対象物ステーション内の対象物位置の間の移動のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
対象物位置の間の前記ｚ方向移動機構の移動の間に対象物を回転させることが、全ての対象物のための支持部が種々異なる対象物位置へ移動している間に前記対象物を回転させることを含むことを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
受渡しシステムのための同時対象物受渡しのための方法において、前記受渡しシステムに、
それぞれが対象物位置において対象物を取り扱うための、少なくとも２つのｘ方向移動機構と、
それぞれが対象物を回転させるための、少なくとも２つの回転機構と、
異なる対象物位置の間で移動するための少なくとも１つの付加的な移動機構とが設けられており、該付加的な移動機構が、対象物ステーションにおける異なる位置における対象物を取り扱うために、ｙ方向位置間を移動するように構成されており、
前記方法が、
前記ｚ方向移動機構が新たな対象物位置へ移動する間と、ｘ方向移動機構が対象物を取り扱う間とにおいて、
別の対象物の前記回転機構の回転チャックを延長させ、
該回転チャックを延長させた後に前記別の対象物を回転させ、
該回転が完了した後に前記回転チャックを後退させることを特徴とする、受渡しシステムのための同時対象物受渡しのための方法。
【請求項２０】
対象物を回転させることが、さらに該対象物を位置合わせマークに位置合わせすることを含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
対象物を回転させることが、さらにＩＤマークを読み取ることによって該対象物を識別することを含むことを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
対象物位置への付加的な移動が、
異なる対象物ステーションの対象物位置の間の移動か、又は対象物ステーション内の対象物位置の間の移動のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
対象物ステーション内の対象物位置の間の移動のためと、対象物ステーションの間の移動のためとの少なくとも２つの付加的な移動機構が設けられていることを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を受け渡すための装置及び方法、特に、対象物受渡しをＩＤ読取り又は対象物位置合わせ等のその他の機能と一体化する、一体化された多重ロボットアセンブリに関する。
【０００２】
発明の背景
ロボットアセンブリは、特に製造設備及び製造機器における自動化において重要な構成要素である。例えば、半導体産業において、ロボットアームは、半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ、ＬＣＤ、レチクル、マスク又はキャリヤボックスを取り扱うために使用される。
【０００３】
半導体製造設備において、ロボットは、通常はキャリヤボックスに貯蔵された加工物を、１つの位置から別の位置へ、１つの機器タイプから別の機器片へ搬送するために使用されることができる。加工システムにおいて、ロボットは、通常、加工物をキャリヤボックスから取り出し、次いでロードロック内に装填するために使用される。別のロボットは、加工物をロードロックから加工チャンバ内へ、及び１つの加工チャンバから別の加工チャンバへ移動させるために使用されることができる。つまり、加工システムにおいて、複数のロボットが設けられており、各ロボットは特定の仕事のために設計されている。加工システムは、蒸着システム、エッチングシステム、リソグラフィシステム、計測システム、検査システム、注入システム、処理システム又はあらゆる加工物加工システムであることができる。
【０００４】
別のタイプの機器は、加工物を必要とされるまで貯蔵するように設計されたストッカ、又は加工物にある所望の順序に分類するように設計されたソータ等の補足的な機器である。典型的な露出ストッカシステムにおいて、ロボットは、通常、加工物をキャリヤボックスから取り出し、次いでこれらの部材をロードロック内に装填するために使用される。別のロボットは、加工物をロードロックから貯蔵チャンバ内へ移動させるために使用されることができ、貯蔵チャンバにおいて加工物は元のキャリヤボックスなしに貯蔵される。ボックスストッカシステムのために、加工物は、加工物をキャリヤボックスから取り出す必要なく、キャリヤボックスと一緒に貯蔵される。
【０００５】
ロボット取扱いの目的は加工物を位置の間で搬送することであるので、ロボット取扱いは、オーバーヘッド（間接の）オペレーションであると考えることができる。つまり、製造設備の効率を改善し、機器のスループットを改善するために、ロボットのより速い移動、及び多数のロボットアセンブリが使用されることができる。幾つかの機器は、多数の加工物の受渡しを行うために多数のキャリヤアームを備えたロボットアセンブリを提供する。多数のキャリヤアームは通常独立していないので、最大効率は実現されることができない。別のロボット構成は、独立して移動することができる多数の独立したロボットアームを含み、ひいては、１つのロボットを用いてスループットを実質的に倍増することができる。さらに別のロボット構成は、ウェハを処理のために搬送するために２つの別個のロボットを有する。
【０００６】
製造プロセスにおける進歩と共に、より高いスループット、より小さな設置面積及びより優れた機能性の要求が生じている。受渡し機構を対象物識別及び対象物位置合わせ等の別の機能と組み合わせた、一体化されたロボットアセンブリは、この要求を著しく改善することができる。
【０００７】
概要
本発明は、半導体ウェハ、レチクル、フラットパネルディスプレイ等の、半導体製造対象物の搬送機器を改良するための装置及び方法を開示する。１つの実施形態において、本発明は、対象物受渡しを、対象物識別、対象物位置合わせ又は対象物中心合わせ等のその他の機能とを組み合わせる、一体化された受渡し機構を開示する。対象物識別サブシステムは、対象物の刻まれたマークを読み取るための光学式文字認識（ＯＣＲ）コンポーネントを含むことができる。この機能は、スループットの減少なく、又はスループットの最小限の減少で、処理される対象物の識別及び確認を提供する。対象物位置合わせサブシステムは、対象物を配向マークに合わせて回転させるための回転チャックを含むことができる。この機能は、処理される対象物の現場での位置合わせを提供する。
【０００８】
実施形態において、本発明は、同時移動のための方法を含む。開示された方法は、ウェハを受け渡すためのフロントエンドモジュール等の対象物受渡し装置、又はウェハソータ又はストッカ等の対象物ソータに適用されることができる。同時動作から成る運動命令は、１つのウェハ位置から別のウェハ位置へのロボットシステムの移動を含む。同時移動のうちの別の移動は、ウェハ識別操作、ウェハＩＤ探索操作、ウェハ位置合わせ操作、又はウェハ中心合わせ操作を含む。好適な実施形態において、同時移動は、同じウェハのエンドエフェクタの移動を排除する。すなわち、同時移動は、ウェハが出発ＦＯＵＰから受け取られ、ロボットアセンブリにおける休止位置において休止した後に初めて開始する。同時移動は、また、ウェハが宛先ＦＯＵＰに配置されることができる前に停止する。すなわち、同時移動は、ロボットボディの移動中にのみ生じ、エンドエフェクタの移動中には生じない。
【０００９】
同時移動のこの制限は、エンドエフェクタの移動をロボットボディの移動から切り離すために働く。ロボットボディの移動は受渡し環境において生じ、すなわち、通常はスペースの制約がない。これに対して、エンドエフェクタの移動はカセット内、又はＦＯＵＰ内において生じるので、これらのウェハの間のピッチは、垂直方向のスペースの制約となることができる。エンドエフェクタアセンブリの厚さは、２つの隣接するウェハの間のピッチによって制限されることができ、このピッチは僅か数ミリメートルであることができる。付加的に、カセット又はＦＯＵＰ内のエンドエフェクタの位置は、エンドエフェクタがカセット又はＦＯＵＰの内面と衝突してカセット又はＦＯＵＰに損傷を生じる横方向動作を排除する。
【００１０】
実施形態において、本発明は、同時移動を提供することができるロボットアセンブリを開示する。ロボットアセンブリは、ロボットボディと、ロボットボディに結合されたエンドエフェクタと、ロボットボディに結合された回転チャック及び／又はロボットボディ又はエンドエフェクタに結合された読取り機を有する。ロボットアセンブリは、好適には、受渡しチャンバ、フロントエンドモジュール、又はフロンインターフェース機構等の受渡し環境に配置されている。１つの態様において、本発明は、二重スピンドル位置合わせ及び識別をロボットシステムに一体化し、これにより、２つの対象物を、独立して、シータ方向、ｚ方向及び直線移動と並行して、同時に位置合わせ及び識別するための能力を提供する。
【００１１】
実施形態において、一体化された受渡しシステムは、ロボットアセンブリを調整するための制御装置と共に、少なくとも２つの独立したロボットアセンブリを有することができる。２つのロボットアセンブリは、それぞれ、対象物をステーションにおいて取り扱うためにエンドエフェクタを移動させるためのｘ方向移動機構を有する支持ボディを有することができる。回転機構は、さらに、エンドエフェクタが後退した時に対象物を回転させるために支持ボディに配置されている。各ロボットアセンブリは、ロボットボディ又はロボットアセンブリを移動させるためのｙ方向移動、ｚ方向移動又はシータ方向移動等の付加的な移動機構を有することもできる。すなわち、２つのロボットアセンブリは、最善の効率のために移動を調整及び同期化するための制御装置によって独立して制御される。
【００１２】
別の実施形態において、一体化された受渡しシステムは、ロボットアセンブリを調整するための制御装置と共に、少なくとも２つの独立したロボットアセンブリを有する支持ボディと、支持ボディを移動させるための付加的な移動とを含むことができる。２つのロボットアセンブリは、それぞれ、ステーションにおいて対象物を取り扱うためにエンドエフェクタを移動させるために支持ボディに結合されたｘ方向移動機構を有することができる。各エンドエフェクタに対応する回転機構は、さらに、エンドエフェクタが休止位置にある時に対象物を回転させるために支持ボディに配置されている。ｙ方向、ｚ方向又はシータ方向移動機構等の付加的な移動機構は、支持ボディ又は２つのロボットアセンブリを移動させるように設計されている。すなわち、２つのロボットアセンブリは、最良の効率のために移動を調整及び同期化するために制御装置によって制御されて、付加的な移動機構と共にユニットとして移動することができる。
【００１３】
本発明の一体化された受渡し機構は、ウェハソータ又はストッカ、ＬＣＤソータ又はストッカ、又はレチクルソータ又はストッカ等のソータ又はストッカ機器において使用されることができる。受渡し機構は、蒸着、エッチング、トラック、リソグラフィ露光、現像、及びベーキング等の加工機器において使用されることもできる。受渡し機構は、加工物を、ロードロックからバッファ、プロセスチャンバ、貯蔵チャンバ又はソータチャンバへ搬送する場合に使用されることができる。受渡し機構は、加工物をＦＯＵＰからロードロックへ受け渡すためにフロントエンドローダにおいて使用されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による典型的なロボットアセンブリを示す図である。
【図２】２つの独立したロボットアセンブリを有する典型的な一体化された受渡し機構を示す図である。
【図３Ａ】並置された２つのＦＯＵＰからウェハを分類するための典型的な処理順序を示す図である。
【図３Ｂ】並置された２つのＦＯＵＰからウェハを分類するための典型的な処理順序を示す図である。
【図３Ｃ】並置された２つのＦＯＵＰからウェハを分類するための典型的な処理順序を示す図である。
【図３Ｄ】並置された２つのＦＯＵＰからウェハを分類するための典型的な処理順序を示す図である。
【図４】２つの独立したロボットアセンブリを有する典型的な一体化された受渡し機構を示す図である。
【図５Ａ】本発明の典型的な実施形態の側面図である。
【図５Ｂ】本発明の一体化された受渡し機構の拡大図である。
【図６】本発明の一体化された受渡し機構と、ウェハを支持するＦＯＵＰに対するその関係とを示す図である。
【図７Ａ】本発明の一体化された受渡し機構を用いるウェハ受渡しの典型的な順序を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一体化された受渡し機構を用いるウェハ受渡しの典型的な順序を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の一体化された受渡し機構を用いるウェハ受渡しの典型的な順序を示す図である。
【図７Ｄ】本発明の一体化された受渡し機構を用いるウェハ受渡しの典型的な順序を示す図である。
【図７Ｅ】本発明の一体化された受渡し機構を用いるウェハ受渡しの典型的な順序を示す図である。
【図８】対向したＦＯＵＰに対して働く本発明の一体化された受渡し機構の実施形態を示す図である。
【図９】対向した２組のＦＯＵＰに対して働く本発明の一体化された受渡し機構の上面図である。
【図１０】対向したＦＯＵＰとＦＯＵＰ開放機構との間に配置された本発明の一体化された受渡し機構の側面図を示す図である。
【００１５】
好適な実施形態の詳細な説明
ここで、本発明を図面を参照して説明するが、図面においては同じ参照符号は全体を通じて同じ部材を表す。
【００１６】
実施形態において、本発明は、半導体ウェハ、レチクル、フラットパネルディスプレイ等の半導体製造対象物の搬送機器を改良するための装置及び方法を開示する。この改良は、対象物搬送移動への別の機能の一体化を含むことができ、これにより、機能を付加し、スループットを潜在的に改善し、設置面積を減じる。
【００１７】
典型的な改良は、対象物受渡しロボットシステムに対象物位置合わせサブシステムを一体化することであり、これは、対象物受渡しの間に対象物位置合わせを行うことができる。別の典型的な改良は、対象物受渡しロボットシステムに対象物識別サブシステムを一体化することであり、これは、対象物受渡しの間に対象物識別を行うことができ、すなわち、加工の前に対象物を潜在的に識別、分類、又は確認する。別の典型的な改良は、対象物受渡しロボットシステムに、対象物位置合わせ及び対象物識別サブシステムの両者を一体化することである。提供された改良は、対象物受渡し機構の同時移動に新たな能力を提供することができる。
【００１８】
実施形態において、本発明は、対象物を受け渡す同時移動のための方法を提供し、対象物がエンドエフェクタによって取り扱われている場合を除いて、対象物の多重並行移動を行う。すなわち、同時移動は、対象物が開始ＦＯＵＰから受け取られた後、及び対象物がロボットアセンブリにおける休止位置に到達した後に初めて開始する。同時移動は、また、対象物が宛先ＦＯＵＰに配置されることができる前に停止する。すなわち、同時移動は、ロボットボディの移動中に生じ、同じ対象物のためのエンドエフェクタの移動中には生じない。
【００１９】
典型的な実施形態において、対象物受渡し及び位置合わせ及び／又は識別の組み合わされた動作は、ロボットボディの移動中に生じ、エンドエフェクタの移動中には生じない。この態様において、エンドエフェクタの設計は、チャンバへの及びチャンバからの対象物の移動に重点を置くことができ、多数の対象物の小さなピッチを提供し、チャンバの可能な小さな開口を提供する。すなわち、エンドエフェクタの設計は、他の移動機構から制約を受けないことができる。例えば、カセットからウェハを取り上げるために、エンドエフェクタは休止位置から開始し、外方へ、カセットに向かって、２つの隣接するウェハの間へ延長し、次いでウェハを取り上げるために上昇し、次いで、休止位置へ後退する。
【００２０】
実施形態において、同時移動の制限は他のロボットアセンブリから独立している、つまり、同時移動の制限は同じウェハのための同じエンドエフェクタの移動にのみ当てはまる。例えば、ウェハＡがＦＯＵＰに配置される又はＦＯＵＰから回収される時にウェハＡのためのウェハ回転又はウェハ横移動の同時移動は生じない。しかしながら、ウェハＢがエンドエフェクタによってＦＯＵＰに配置される又はＦＯＵＰから回収される時にはウェハＡのためのウェハ回転又はウェハ横移動の同時移動は生じることができる。
【００２１】
１つの態様において、ロボットボディの移動と並行して生じる同時移動は、対象物中心合わせ、対象物回転、対象物位置合わせ、対象物ＩＤ位置決め、対象物読取り及び／又は対象物識別を含む。対象物中心合わせは中心合わせ機構によって行われることができる。対象物回転及び対象物位置合わせは、回転可能なチャックの回転によって対象物を回転させることによって行われることができる。対象物読取りはＯＣＲ読取り機によって行われることができる。対象物ＩＤ位置決めは、定置の読取り機と回転する対象物とによって、又は対象物の周囲を回転する読取り機によって行われることができる。
【００２２】
例えば、同時ウェハ中心合わせが行われることができる。回転チャックに対する中心合わせ機構、例えばウェハを中心合わせ位置へ押し付ける３ピン移動又は２バー移動が、適用されることができる。中心合わせは、ウェハパドルの拘束から基板を持上げ、リニアセンサの上方で基板を回転させ、これにより基板の偏心率を測定することによって行われることができる。計算されると、位置合わせ軸線はウェハパドルの軸線と整合させられることができ、基板は、ウェハパドル上へ下降させられ、規定された距離だけ移動させられ、回転チャックによって持ち上げられ、リニアセンサによって偏心率が再測定される。これは、他のロボット操作と並行して行われることができる。
【００２３】
同時ウェハ位置合わせも行われることができる。エンドエフェクタ休止位置において、エンドエフェクタの拘束からウェハを解放するために、回転チャックが持ち上げられる。次いで、回転チャックは、ノッチ、オリフラ又はＩＤ位置決め機構に従って、ノッチ、オリフラ又はウェハＩＤ位置に従ってウェハを位置合わせするために回転することができる。位置合わせが完了した後、回転チャックは下降させられ、ウェハはエンドエフェクタに再び載置される。安定した回転のために必要とされる中心位置を提供するために、ウェハ中心合わせは、通常ウェハ位置合わせの前に行われる。
【００２４】
同時ウェハ識別が行われることもできる。ＯＣＲサブシステム等のウェハ識別アセンブリはウェハＩＤを読み取ることができる。ウェハ識別サブシステムは、ウェハＩＤが知られている位置に配置されていることができる。ウェハ識別サブシステムは、ウェハ位置合わせサブシステムに依存していることができ、この場合、ウェハは、ウェハをウェハ識別サブシステムの下方に位置決めするために回転させられる。ウェハ識別サブシステムは、ウェハ位置合わせサブシステムから独立していることができ、この場合、ウェハ識別サブシステムはウェハＩＤを探すために回転する。
【００２５】
開示された方法は、ウェハを受け渡すためにフロントエンドモジュール等の対象物受渡し、又はウェハソータ又はストッカ等の対象物ソータに適用されることができる。同時動作から成る動作命令は、１つのウェハ位置から別のウェハ位置へのロボットシステムの移動を含む。同時移動のうちの別の移動は、ウェハ識別操作、ウェハＩＤ探し操作、ウェハ位置合わせ操作、又はウェハ中心合わせ操作を含む。
【００２６】
実施形態において、方法は、位置の間の対象物の移動の間に、対象物を回転させ、位置合わせマークに従って対象物を位置合わせし、ＩＤマークを読み取ることによって対象物を識別すること、又はこれらのあらゆる組合せを含む。異なる位置は、同じステーションにおける異なるスロット、又は異なるステーションにおけるスロットであることができる。すなわち、対象物位置の間の移動は、異なるステーションの同じ又は異なる対象物位置の間の移動、又は１つのステーション内の異なる対象物位置の間の移動であることができる。同時移動の間の対象物移動は、ステーションの間の全ての対象物の移動を含むが、対象物位置への及び対象物位置からの同じ対象物の移動を排除する。対象物位置への及び対象物位置からの対象物移動は、貯蔵領域等の対象物位置から対象物を延長又は後退させることを含む。対象物を延長させることはさらに、対象物を貯蔵位置に配置すること、例えば対象物を支持するエンドエフェクタを延長させ、対象物を位置支持部へ下降させ、エンドエフェクタを後退させることを含む。対象物を後退させることはさらに、対象物を貯蔵位置から回収すること、例えばエンドエフェクタを延長させ、位置支持部から対象物を抜き取るためにエンドエフェクタを持上げ、対象物と共にエンドエフェクタを後退させることを含む。
【００２７】
例えば、ＦＯＵＰＡからＦＯＵＰＢへ、又はＦＯＵＰＡの位置からＦＯＵＰＡの別の位置への対象物Ａの移動の間、対象物Ａは、回転等の別の移動を行うことができる。しかしながら、ＦＯＵＰからの又はＦＯＵＰへの対象物Ａの回収又は配置の間、対象物は、回転、位置合わせ又はＩＤ読取りが行われないようになっている。しかしながら、対象物Ｂはこのように制限されておらず、対象物Ａの移動の間にこれらの操作を行うことができる。
【００２８】
実施形態において、本発明の方法は、少なくとも２つのｘ方向移動機構、少なくとも２つの回転機構、及び少なくとも１つのｙ方向移動機構を含む一体化された受渡し機構に適用されることができる。ｘ方向移動機構は、配置又は回収等の、対象物位置における対象物を取り扱うように設計されている。ｙ方向移動機構は、異なる対象物位置の間において対象物又は対象物支持アセンブリを移動させるように設計されている。回転機構は、ｘ方向移動及びｙ方向移動の間に同時移動を提供する。
【００２９】
実施形態において、本発明の方法は、対象物を、全ての対象物のｙ方向移動の間、及び別の対象物アセンブリのｘ方向移動の間には回転させ、同じ対象物アセンブリのｘ方向移動の間は回転させない。例えば、新たな位置へのアセンブリのｙ方向移動の間又は対象物を取り扱うエンドエフェクタのｘ方向移動の間、回転機構は、別の対象物を支持するために回転チャックを延長させ、別の対象物を回転させ、次いで、回転の完了の後に回転チャックを後退させることができる。
【００３０】
実施形態において、本発明は、同時移動を提供することができる一体化されたロボットアセンブリを開示する。１つの態様において、一体化されたロボットアセンブリは、ロボットボディ、ロボットボディを移動させるための移動機構、ロボットボディに結合されたエンドエフェクタ、ロボットボディに結合された回転チャック及び／又はロボットボディ又はエンドエフェクタに結合された読取り機を有する。ロボットアセンブリは、好適には、受渡しチャンバ、フロントエンドモジュール又はフロントインターフェース機構等の受渡し環境に配置されている。
【００３１】
ロボットボディ移動機構は、対象物を受け取るための又は配置するための正しい位置にエンドエフェクタを配置するために必要な移動を提供する。ロボットボディは、積層された構成における全ての対象物又はチャンバに達するためのｚ方向動作、及びｙ方向に並置された対象物ステーションに達するためのｙ方向動作を含むことができる。円形又は包囲する構成に配置された対象物ステーションの場合、ロボットボディ機構はシータ運動を行うことができる。並置された対象物ステーションの場合、ロボットボディは、横方向軌道又はリニアガイド等の直線移動を行うことができる。
【００３２】
１つの態様において、ロボットシステムは、受渡し環境へ又は受渡し環境から、及び、プロセスチャンバ、ロードロック室、ＦＯＵＰ（正面開口式一体型保管箱）、又はＦＯＳＢ（正面開口式運搬箱）等の、受渡し環境に結合された複数のプロセスチャンバ又は貯蔵チャンバから、又はこのチャンバへ、対象物を移動させるためのエンドエフェクタを支持するためのロボットボディを有する。ロードロック、ポッド、ボックスにおいて、対象物は、通常、数ミリメートルの小さなピッチで積層されている。プロセスチャンバにおいて、対象物は、通常、支持体から、数ミリメートルのオーダの小さな距離だけ離れている。すなわち、エンドエフェクタは、実用的に薄い、薄いブレードである。エンドエフェクタは、対象物を支持し、滑りを阻止するための支持パッドを有することができる。エンドエフェクタは、対象物を保持するための真空ポートを有することができる。エンドエフェクタは、エッジ接触取扱いのためのエッジ掴みを有することができる。さらに、エンドエフェクタは、エアクッションを提供するための複数のガスポートを有することができ、これにより、対象物は、エンドエフェクタのいかなる部分にも接触せずに、空隙において浮遊することができる。エンドエフェクタは、対象物の滑りを阻止するためのエッジピンを有することができる。エンドエフェクタの延長及び後退動作は、好適には、関節ジョイントアーム又はリニアガイドを介する直線運動を含むが、あらゆる機械的運動であることができる。エンドエフェクタは、対象物を持ち上げるための持上げ運動（例えばｚ方向）をも提供することができる。エンドエフェクタは、対象物を保持するための、エッジ掴み、エアクッション、又は真空吸着を含むことができる。
【００３３】
１つの態様において、対象物位置合わせサブシステムは、ロボットボディに配置された、ひいてはロボットの移動と共に移動する回転チャックを含む。すなわち、対象物は、ロボットボディの移動の間に位置合わせされることができる。位置合わせは、ノッチ、オリフラ、又はＩＤの配向に合わせて行われることができる。位置合わせサブシステムは、さらに、エッジ掴みパッド等の中心合わせ機構を含むことができる。回転チャックは、ロボットボディに結合されることができ、ひいては、回転移動からエンドエフェクタ機能を切り離す。回転チャックは、対象物回転を提供することができ、好適には、対象物を保持するために真空吸着、静電掴み、又はエッジ掴みを有する。対象物中心合わせ機構は、対象物を回転チャックにおいて中心合わせするために設けられていてよい。
【００３４】
１つの態様において、対象物識別サブシステムは、ロボットボディに配置され、ひいてはロボット移動と共に移動するＯＣＲアセンブリ又はウェハＩＤ読取りアセンブリを含む。すなわち、対象物は、ロボットボディの移動の間に識別されることができる。ＩＤ読取りは、対象物の上側又は下側から行われることができる。対象物識別サブシステムは、この位置がエンドエフェクタの機能を妨害しないならば、エンドエフェクタのロボット端部に配置されていることができる。ＩＤ追跡機構は、対象物識別サブシステムが対象物ＩＤを見つけることができるように、設けられていることができる。
【００３５】
ＯＣＲ読取り機等の対象物読取り機は、ロボットボディ又はエンドエフェクタボディに結合されることができる。対象物読取り機は、受け取る又は配置する対象物が実際に正しい対象物であるという識別及び確認を提供するために対象物ＩＤを読み取ることができる。定置の対象物読取り機は、エンドエフェクタの機能を妨害することなく、ロボットボディ、又はエンドエフェクタのロボットの端部に取り付けられることができる。しかしながら、対象物読取り機は、受取りチャンバへの開口を妨害する恐れがある。すなわち、定置の対象物読取り機は、好適にはロボットボディに取り付けられるが、エンドエフェクタへの取付けも可能である。１つの態様において、対象物読取り機は、対象物ＩＤを見つけるために対象物の周囲を回転する。回転する対象物読取り機は、好適には、エンドエフェクタの機能から切り離すために、ロボットボディに結合される。対象物読取り機及び対象物の両方が回転させられることができるが、好適には、効率を高めるために互いに半径方向に回転させられる。
【００３６】
図１は、対象物１１を受け渡すためのエンドエフェクタ１０のｘ方向移動と、対象物を位置合わせするための回転チャック１４の回転運動とを行う、典型的な基本的なロボットアセンブリ１３を示している。ロボットアセンブリは、ロボットのシータ回転、ロボットのｙ方向移動及びｚ方向移動等のその他の移動を行うことができる。回転チャックは、例えば対象物をエンドエフェクタから持ち上げるための昇降運動を行うこともできる。典型的なロボットアセンブリは、対象物位置合わせ又はＩＤ読取りのための位置合わせ又はＯＣＲサブシステム１２を有することもできる。
【００３７】
別の典型的な実施形態において、一体化された受渡し機構は、ＦＩＭ（フロントインターフェース機構）、又はＦＥＭ／ＥＦＥＭ（フロントエンドモジュール又はエクイップメントフロントエンドモジュール）等の受渡しシステムにおいて用いられる。チャンバは、一体化された受渡し機構を取り囲むように円環状に配置されているか、一体化された受渡し機構の一方の側に並置されているか、又は一体化された受渡し機構の両側に並置されていることができる。本発明の一体化された受渡し機構は、ポッドアセンブリにおけるカセットの間で加工物を受け渡すためにストッカ又はフロントエンドアセンブリにおいて使用されることもできる。フロントエンドアセンブリは、概して、フロントエンドアセンブリ又は中央モジュールへ加工物を移動させるために水平運動ロボットアセンブリを有する。
【００３８】
ロボットアセンブリは、さらに、加工物位置決めセンサ、位置誤差のイメージ検出、ＲＦ電界検出、磁気共鳴検出、レーザ自動読み取り、光検出器配列を用いる検出、電動操作検出、アーム位置検出、又は操作及び保守に関連したあらゆるセンサ等の、複数のセンサを含むことができる。さらに、センサは、ロボットアセンブリの状況及び位置を提供し、これにより、アセンブリの残りの作動部分の最適な利用と、アセンブリの非作動部分を保守するためにオペレータに警告することを可能にする。
【００３９】
ロボットアセンブリは、スループットを高めかつ設置面積を減じるための同時移動を行うことができる。典型的な受渡し順序は、エンドエフェクタがウェハを回収するために延長し、次いで休止位置へ後退することを含むことができる。回転チャックは、ウェハを支持するために上昇し、次いで、位置合わせ及びＯＣＲプロセスのために回転を開始する。このプロセスの間、ロボットアセンブリは、ｙ方向移動、ｚ方向移動又はシータ移動によって新たな位置へ移動することができる。
【００４０】
移動機構は、複数の関節ジョイントアーム、直線移動、又は回転シータ移動を含むことができる。移動機構は、直線軌道、リニアガイド、リードねじ、多数のセグメントを有する関節アーム、フロッグアーム、スイベルアーム、はさみ及び望遠鏡式機構、４つのバーを有するリンク機構を含むことができる。ロボットアセンブリは、同期装置を備えたサーボモータ等のモータを用いて構成されることができる。
【００４１】
典型的な実施形態において、本発明の一体化された受渡し機構は複数のロボットアセンブリを有することができ、各ロボットアセンブリは、固有の又は共有されたエンドエフェクタ、ウェハ中心合わせサブシステム、回転チャック等のウェハ位置合わせサブシステム及び／又はＯＣＲ等のウェハ識別サブシステムを備える。
【００４２】
一体化された受渡し機構は、互いに隣接して、例えば並んで、又は上下に配置された少なくとも２つのロボットアセンブリを有することができる。一体化された受渡し機構の操作は、好適には、多数のロボットアセンブリを調整し且つ同期させるために制御装置又はコンピュータシステムによって制御される。
【００４３】
２つ以上のロボットアセンブリが設けられていることにより、１つだけのロボットアセンブリの場合又は２つのエンドエフェクタを有する１つのロボットアセンブリの場合には実現されない利点を提供することができる。例えば、唯一のロボットＡ等の１つのロボットアセンブリだけの場合、ウェハＡを分類するための時間（回転、中心合わせ、位置合わせ又はＩＤ読取りを含む）は、ＦＯＵＰＡからＦＯＵＰＢまで移動する時間の間に生じ、これにより、ボトルネックは分類時間又は移動時間である。分類時間が移動時間よりも長いならば、ロボットＡは宛先に到着し、依然としてウェハの分類が完了するのを待つ。移動時間のほうが長いならば、ロボットＡが宛先に到着するまでに、ウェハの分類は既に完了し、配置される準備が完了している。
【００４４】
２つ以上のロボットアセンブリ、例えば２つのロボットアセンブリの場合、分類時間の制限が著しく減じられることができる。分類時間は、ＦＯＵＰＡからＦＯＵＰＢまでのロボットＡの移動の間だけに生じるのではなく、他のロボットが仕事を行うのをロボットＡが待機しなければならない時間の間にも生じることができる。例えば、分類時間は、ロボットＡが、ロボットＢがウェハを取り上げる又は配置するのを待機している時に生じることができる。分類時間への依存は、付加的なロボットアセンブリによって有効に排除されることができる。付加的なロボットアセンブリの数は、ウェハが分類されるための待機時間がなくなるまで、増加することができる。すなわち、複数のロボットアセンブリは、ウェハ分類時間への依存を著しく減じる又は排除することができる。複数のロボットアセンブリのスループットは、受渡し時間だけに依存することができる。
【００４５】
典型的な実施形態において、本発明の一体化された受渡し機構は、調整する制御装置を用いてｙ方向移動、ｚ方向移動又はシータ移動を介して互いに結合された少なくとも２つのロボットアセンブリを有する。この構成は、ロボットアセンブリの完全な独立性を提供し、ロボットアセンブリは、離れた２つの別個のステーションからウェハを取り扱うことができる。高いスループットを得るために、ロボットアセンブリの移動は制御装置によって同期化される。
【００４６】
つまり、一体化された受渡しシステムは、ロボットアセンブリを調整するための制御装置と共に、少なくとも２つのロボットアセンブリを有することができる。２つのロボットアセンブリは、それぞれ、ステーションにおいて対象物を取り扱うためにエンドエフェクタを移動させるためにｘ方向移動機構を有する支持体を有することができる。エンドエフェクタは、通常、支持ボディ内に設けられており、ステーションに到達するために外方へ延長する。回転機構は、さらに、エンドエフェクタが休止位置にある時に対象物を回転させるために支持ボディに配置されている。各ロボットアセンブリは、ロボットボディ又はロボットアセンブリを移動させるための付加的な移動機構、例えばｙ方向移動、ｚ方向移動又はシータ移動機構を有することもできる。すなわち、２つのロボットアセンブリは、独立して操作することができ、最善の効率のために移動を調整及び同期化するための制御装置によって制御されることができる。
【００４７】
図２は、ｙステージリニアガイドを介して互いに結合された２つの独立したロボットアセンブリの典型的な構成を示している。各ロボットアセンブリは、ＦＯＵＰ等のステーションにおいてウェハを取り扱うためにｘ方向に移動するエンドエフェクタと共に、持上げ及び回転真空チャックを有している。選択的なＯＣＲカメラは、ウェハＩＤを読み取るためにロボットアセンブリに配置されることができる。各ロボットアセンブリは、さらに、ＦＯＵＰ内の全てのウェハに達するためにアセンブリを垂直に移動させる、固有の直線状ｚステージを有している。２つのロボットアセンブリのためのｚステージの移動は、ＦＯＵＰにおける全ての可能なウェハ位置の到達を保証するために、重なり合うことができる。横方向移動のために、垂直のｚステージは、軌道から外れるための余分な移動を必要とする。例えば、１つのｚステージはさらに上方へ移動しなければならないのに対し、別のｙステージはロボットアセンブリの交換位置の間にさらに下方へ移動する。
【００４８】
２つのロボットアセンブリは、２つの結合されたｙ方向リニアガイドによって連結されており、ロボットアセンブリは、ＦＯＵＰの間を移動することができる。ｙステージは、２つの位置、すなわち各ＦＯＵＰの前方の位置を有することができる。この図においては、ロボットアセンブリは、これらの２つの静止位置の間、すなわち一方のＦＯＵＰから他方のＦＯＵＰへ移動することができる。２つのロボットアセンブリの同時移動は、図示されていない制御装置によって調整及び同期化されている。
【００４９】
２つの独立したロボットアセンブリを連結するその他の構成も可能である。例えば、ロボットアセンブリは、２つの結合するｚ方向移動又はシータ移動を介して連結されることができる。
【００５０】
２つのロボットアセンブリを有するこの構成のソータ及び受渡しシステムは、有効に、１つのＦＯＵＰにおけるウェハを分類し、ウェハを別のＦＯＵＰに配置することができる。ほとんどの移動は並行して行われるので、ソータのスループットは最も長時間の操作だけに依存し、毎時６００枚を超えるウェハのスループットを達成することができる。この一体化された受渡し機構は、ＦＩＭ又はＦＥＭ等の受渡しシステムにおいて利用されることができ、装置は、ウェハ又はその他の対象物のためのソータシステムにおいて利用されることができる。この図は、並置された２つのＦＯＵＰを示している。ＦＯＵＰの数は変化することができるが、配列は好適には並置のままである。ＦＯＵＰは、ＦＯＢＳ、ロードロック室、又はウェハカセット等のその他のウェハ容器であることもできる。ＦＯＵＰの開口の前に、２つのリニアロボットアセンブリを有する受渡しシステムが配置されている。２つのロボットアセンブリが示されているが、ロボットアセンブリの数も変化することができる。
【００５１】
図３Ａ〜図３Ｄは、制御装置によって制御されるこの典型的なソータのための典型的な移動順序を示している。図３Ａにおいて、ロボットＡは、ＦＯＵＰＡから受け取られた分類されていないウェハを有しており、ロボットＡは、分類されたウェハをＦＯＵＰＢに配置している。図３Ｂ〜図３Ｃは、ロボットの交換を示しており、この場合、ロボットＡはＦＯＵＰＢに面し、ロボットＢはＦＯＵＰＢに面している。まず、ロボットＢは、分類されたウェハを配置した後に直線移動高さに移動する（図３Ｂ）。次いで、ロボットは位置を交代する（図３Ｃ）。ロボットＢのこの交代及び／又は移動の間、ロボットＡにおけるウェハは（回転チャックによって）位置合わせされ、（ＯＣＲによって）識別され、ロボットＡにおけるウェハがここで分類される。付加的に、ウェハを正しいスロットに位置決めするために、ｙ方向移動が必要とされる。ウェハの分類は移動の間に行われるので、一体化されたロボットアセンブリは、ロボットの移動（ＦＯＵＰＡからＦＯＵＰＢへ）と、ウェハの分類（中心合わせ、位置合わせ及び識別）を組み合わせることができ、スループットを改善する。次いで、図３Ｄは、分類されたウェハをＦＯＵＰＢに配置するロボットＡと、次の分類されていないウェハを取り上げるためにＦＯＵＰＡに進入するロボットＡとを示している。
【００５２】
付加的に、２つのロボットアセンブリは互いに独立しているので、１つのウェハが１つのロボットアセンブリにおいて分類されることができるのに対し、別のロボットアセンブリは別のウェハを取り出す又は配置する。１つのロボットアセンブリの同時移動は、別のロボットアセンブリの移動を含むことができる。言い換えれば、ロボットＡにおけるウェハの分類は、ロボットＢがウェハを取り出す又は取り上げる間に、またロボットシステムの移動の間に行われることができる。
【００５３】
例えば、ロボットＡが、分類されていないウェハＡをＦＯＵＰＡから取り上げた後、ロボットＡは休止位置へ後退する。次いで、ロボットシステムは、ウェハＢを取り上げるために移動する。ウェハＢがＦＯＵＰＡにあるならば、ロボットＢの移動は、ロボットＢのエンドエフェクタを正しい位置に位置決めするための垂直移動である。ウェハＢがＦＯＵＰＢにあるならば、ロボットＢの移動は、垂直移動の前に、ロボットシステムをＦＯＵＰＢのドアに位置決めするための横方向動作をも含む。ロボットシステムの移動及びロボットＢのエンドエフェクタの移動を含むこの移動の間、ロボットＡは、中心合わせ、位置合わせ及び／又は識別等のその他の動作を同時に行うことができる。
【００５４】
ロボットＢがウェハＢの取上げを終了した後、ロボットシステムは、今や分類されたウェハＡを配置するための位置へ移動する。すなわち、ウェハＡを分類するための時間は、ここで、ウェハＡの出発点からウェハＡの宛先までの移動時間と、ウェハＢの出発点までの移動時間及びウェハＢを取り上げるための時間とを含む。すなわち、多数の出発点から分類するために、制限は今や移動時間であろう。分類時間は、もはやスループット方程式において役割を果たさない。これは、１つのアセンブリだけを具備するか又は１つの回転チャックだけを有する２つのエンドエフェクタを具備するロボットシステムと比較して有利である。
【００５５】
別の典型的な実施形態において、本発明の一体化された受渡し機構は、ユニットとして互いに連結された少なくとも２つのロボットアセンブリを含む。この構成は、ロボットアセンブリの依存性により、設計及び制御を単純化する。２つのロボットアセンブリは１つステーションから別のステーションへ一緒に移動するので、スループットが僅かに減じられることができる。
【００５６】
すなわち、一体化された受渡しシステムは、ロボットアセンブリを調整するための制御装置と共に、少なくとも２つのロボットアセンブリを有する支持ボディと、支持ボディを移動させるための付加的な移動とを有することができる。２つのロボットアセンブリはそれぞれ、ステーションにおいて対象物を取り扱うためにエンドエフェクタを移動させるために支持ボディに結合されたｘ方向移動機構を有することができる。エンドエフェクタは、通常、支持ボディ内に滞在し、ステーションに到達するために外方へ延長する。エンドエフェクタが休止位置に位置している時に対象物を回転させるために、各エンドエフェクタに関連した回転機構がさらに支持ボディに配置されている。支持ボディ又は２つのロボットアセンブリを移動させるために、ｙ方向移動機構、ｚ方向移動機構又はシータ移動機構等の付加的な移動機構が設計されている。すなわち、２つのロボットアセンブリは、最善の効率のために移動を調整及び同期化するために制御装置によって制御されて、付加的な移動機構と共にユニットとして一緒に移動することができる。
【００５７】
図４は、ベース区分４１Ａ及び４１Ｂの端部においてユニットとして連結された２つのロボットアセンブリの典型的な構成を示している。各ロボットアセンブリは、それぞれ持上げ及び回転真空チャック４２Ａ及び４２Ｂを有しており、それぞれエンドエフェクタ４３Ａ及び４３Ｂと一緒に、ｘ方向に移動する。選択的なＯＣＲカメラ（図示せず）は、ウェハＩＤを読み取るためのロボットアセンブリに配置されることができる。各真空チャックは、ウェハを回転させるために上昇及び回転することができる。各エンドエフェクタは、それぞれｘ方向移動機構４４Ａ及び４４Ｂに結合されており、これにより、エンドエフェクタは、貯蔵ステーションにおけるウェハを取り扱うために延長及び後退することができる。２つのｘ方向移動機構は、両側に配置されて示されており、各機構は対応するベース区分に取り付けられている。しかしながら、その他の構成が可能であり、例えば、ｘ方向移動機構４４Ａ及び４４Ｂの両方はベース区分４１Ａ及び４１Ｂの同じ側に配置されている。ｘ方向移動機構４４Ａ及び４４Ｂの両方は、同じベース区分、例えば４１Ａに、両側又は同じ側において配置されている。ｘ方向移動機構の両方が同じベース区分４１Ａに配置されているならば、ベース区分４１Ｂは、回転チャック４２Ｂを支持するためにロボットボディに併合されることができる。
【００５８】
２つのロボットアセンブリを有する一体化された受渡し機構は、付加的なｙ方向移動機構、ｚ方向移動機構及びシータ移動機構に結合されることができ、さらに、例えば１つのステーションから別のステーションへ、同じステーション又は異なるステーションにおけるウェハ位置から別の位置へ、受渡し機構全体を移動させるための付加的なｘ方向移動機構に結合されることができる。本発明の２つのロボットアセンブリは、図示されていない制御装置によって調整及び同期化された同時移動を行うことができる。
【００５９】
２つのロボットアセンブリを有するこれらの構成のソータ及び受渡しシステムは、有効に、１つのＦＯＵＰにおけるウェハを分類し、これらのウェハを他のＦＯＵＰに配置することができる。ほとんどの移動は並行して行われるので、ソータのスループットは最も長時間の操作だけに依存し、毎時６００枚を超えるウェハのスループットを達成することができる。この一体化された受渡し機構は、ＦＩＭ又はＦＥＭ等の受渡しシステムにおいて使用されることができ、装置は、ウェハ又はその他の対象物のためのソータシステムにおいて使用されることができる。ＦＯＵＰは、いろいろな数のＦＯＵＰを用いて直線状又は曲線状の配列において並置されることができる。ＦＯＢＳ、ロードロック室又はウェハカセット等のその他のウェハ容器を使用することもできる。
【００６０】
独立したロボットアセンブリの場合、２つのロボットの並行する時間は、２つのロボットが交差する場合、又は２つのロボットが同じ一般位置にアクセスする必要がある場合に、衝突する。依存したロボットアセンブリの場合、複数のエンドエフェクタの移動は、特にいろいろな貯蔵容器内のウェハのために、順次に行われ、つまり一度に１つのウェハを移動させる。例えば、２つのエンドエフェクタが、同じＦＯＵＰにおいて２つのウェハを受け取る（又は配置する）場合、２つのウェハが同時にアクセスされることができる場合がある。しかしながら、一般的に、ウェハのアクセスは順次に行われる。つまり、複数の独立したロボットアセンブリ（それぞれ固有の位置合わせ／読取りサブアセンブリを具備する）を備えた一体化された受渡し機構は、分類、位置合わせ又は読取りのために付加的な移動時間を提供することができる。
【００６１】
実施形態において、本発明の一体化された受渡しシステムは、２つのロボットアセンブリを備えた７つの操作軸線を有することができる。ほとんどの動作は、他の軸線の動作から独立して生じることができ、時間を節約するために並行されることができる。例えば、アーム＃２が対象物＃２を受け取っている一方で、アーム＃１及び中心合わせ装置＃１′の操作は、アーム＃２と並行されることができ、これにより、操作のスループットを高める。アーム＃２及び中心合わせ装置＃２が後退させられ、中心合わせに従事させられると、ロボット全体は、ｚ方向、シータ方向に移動することができ、引渡し地点へ直線移動し、この場合、アーム＃１は対象物＃１を持ち上げ、個々の最終位置に配置する。この時間の間、中心合わせ装置＃２の操作が完了し、アーム＃２が対象物＃２を掴み、堆積のための準備をする。すなわち、対象物＃１の中心合わせ及び識別は、対象物＃２′の回収及びｚ方向、シータ方向及び直線移動におけるロボットの運動と並行される。同様に、対象物＃２′の中心合わせ及び識別は、ｚ方向、シータ方向及び直線運動におけるロボットの運動と対象物＃１の配置と並行される。中心合わせ及び／又は対象物識別時間を、ロボット運動と並行することにより、より高いシステムスループットが提供され、エンドユーザのためのコストが減じられる。
【００６２】
図５Ａは、シータ軸回転を提供するエレベーションチューブ９８に取り付けられた多数の依存したロボットアセンブリ１００及び１０２を有する本発明の実施形態を示している。ｚ軸モータ８０は、垂直リードねじ８２と、支持軸受８６と、案内レール８８とから成る垂直駆動システムを介してｚ軸プレート９０を駆動することによってロボットアセンブリのためのｚ方向移動を提供する。シータ軸回転を提供するためにシータ駆動装置にｚ軸プレート９０が取り付けられている。これは、駆動システム９４を介してシータ軸を位置決めする位置決めモータ９２から成る。シータ軸は軸受９６を介してｚ軸プレートにおいて回転する。シータ回転動作は、エレベーションチューブ９８を介して上側エンドエフェクタハウジング１０２及び下側エンドエフェクタハウジング１００に連結されている。システム全体は直線運動（ｙ軸）駆動装置（図示せず）に取り付けられている。
【００６３】
図５Ｂは、エレベーションチューブ９８の上部に取り付けられた、上側エンドエフェクタハウジング１０２と下側エンドエフェクタハウジング１００とのより近づいた図を示している。２つのエンドエフェクタハウジングは、ロボット操作のための安定した構造を提供するために機械的に連結されている。図示されているように、下側エンドエフェクタハウジング１００は、機械式リンク１０４を介して、下側エンドエフェクタ１１２と、この下側エンドエフェクタの駆動機構とを容易にする。下側エンドエフェクタ１１２は、対象物３１２を貯蔵領域又はＦＯＵＰから運び、対象物を回転可能なチャック１２４に配置する。回転可能なチャック１２４は上昇し、対象物３１２をエンドエフェクタ１１２から持ち上げ、中心合わせ計算及びＯＣＲのために対象物を回転させる。下側エンドエフェクタ１１２は、通し番号文字を観察するために使用される個々のカメラ１２０を有する。下側のカメラ１２０は、ブラケット１１４を介して下側エンドエフェクタハウジングに取り付けられている。
【００６４】
上側エンドエフェクタハウジング１０２は、機械式リンク１０６を介して、上側エンドエフェクタ１０８と、この上側エンドエフェクタの駆動機構とを支持する。上側エンドエフェクタ１０８は、対象物３１３を貯蔵領域又はＦＯＵＰから運び、対象物を第２の回転可能なチャック１２２に配置する。回転可能なチャック１２２は上昇し、対象物３１３をエンドエフェクタ１０８から持ち上げ、中心合わせ計算及びＯＣＲのために対象物を回転させる。上側エンドエフェクタ１０８は、ブラケット１１６を介して上側エンドエフェクタハウジング１０２に取り付けられた、通し番号文字を観察するために使用される個々のカメラ１１８を有する。この図に示された受渡し機構は、並行した位置合わせ計算及びＯＣＲのために、２つの対象物アームと２つの回転可能なチャックとを支持している。
【００６５】
この典型的な構成は多数のロボットアセンブリをまずシータ回転機構と結合し、次いで、システム全体は、ｙ及びｚ水平直線移動及び垂直方向持ち上げ等の付加的な移動機構と結合される。その他の構成の可能であり、例えば、多数のロボットアセンブリは、まずｙ水平直線移動又はｚ垂直持上げと結合される。さらに、２水平直線移動等の付加的な移動機構が提供されることができる。
【００６６】
図６は、ロボットの運動軸を示している。リニアガイドレール１３２はｙ軸又は直線移動軸における案内された運動を提供する。直線運動プレート１３６は、リニアガイド１３２を介して直線運動軸受に載置されている。ｚ軸プレート１３０は、直線運動プレート１３６に取り付けられており、ｚ軸駆動ベルトシステム及びｚ軸リードねじを有するｚ軸駆動装置８８のための支持を提供している。ｚ軸機構は、ＦＯＵＰ又はカセット１４０及び１４２等の対象物キャリヤに垂直方向にアクセスするために、ｚ軸プレートを垂直方向で位置決めする。シータ駆動システム９４は、ｚ軸プレートに取り付けられており、エレベーションチューブ９８のための回転方向の位置決めを提供する。エレベーションチューブの上部には、エンドエフェクタハウジング１００及び１０２が取り付けられている。上部ＯＣＲカメラ１１８及び下部ＯＣＲカメラ１２０は、それぞれ、上側エンドエフェクタ及び下側エンドエフェクタのための通し番号識別を行う。
【００６７】
図７Ａ〜図７Ｅは、作動時の本発明の実施形態を示している。図７Ａは、ＦＯＵＰ又はカセットから上側エンドエフェクタによって回収されたウェハを示している。図７Ｂは、同じＦＯＵＰ又はカセットから第２のウェハを回収する下側エンドエフェクタを示しているのに対し、上側エンドエフェクタは、第１のウェハを第１の回転可能なチャックに配置しており、チャックは、オフセットを計算するか又はＯＣＲ操作のためにウェハを回転させる。図７Ｃは、下側エンドエフェクタが後退させられており、第２のウェハが第２の回転可能なチャックに配置されており、チャックが、オフセットを計算するか又はＯＣＲ操作のためにウェハを回転させる。ロボットが第１のＦＯＵＰから第２のＦＯＵＰへ直線移動しながら、中心合わせ計算及び／又はＯＣＲ操作が並行して行われる。図７Ｄは、第２のＦＯＵＰの前方に位置決めされ且つ第１のウェハを配置しているロボットを示している。この交代時間の間、第２のウェハは、中心合わせ又はＯＣＲのために処理されている。図７Ｅは、第２のウェハを宛先ＦＯＵＰに配置する下側エンドエフェクタを示している。両方のウェハは、回収及び配置操作及びロボットｚ方向及び直線移動操作に関して並行して処理される。
【００６８】
図８は、シータ操作を要求する構成を示している。ＦＯＵＰ１４０及び１４２は一方の側に直線状に配置されており、ＦＯＵＰ１４４及び１４６は反対側に直線状に配置されている。ロボットアセンブリの回転シータ機構により、エンドエフェクタは、１４０及び１４４等の向き合ったＦＯＵＰにアクセスする。
【００６９】
図９は、システムの上面図である。本発明のロボットは、２つの向き合ったＦＯＵＰのセットの間に示されており、ＦＯＵＰ／カセットの間を横方向に移動する能力、向き合ったＦＯＵＰ又はカセットに面するように回転する能力、又は与えられたＦＯＵＰ又はカセット内の対象物を処理するためにｚ方向に移動する能力を提供する。
【００７０】
図１０は、システム包囲体１５８によって包囲され且つこのシステム包囲体に取り付けられた、ＦＯＵＰ１４０及び１４４及びＦＯＵＰの個々の開放機構１５０及び１５４の側面図である。包囲体内において、ロボットは、直線的なｙ方向移動機構及び回転シータ機構を介してＦＯＵＰ位置の間を移動することができ、ｚ方向移動機構を介してＦＯＵＰ内のウェハ位置の間を移動することができる。これらの移動の間、ウェハは、中心合わせ及びＯＣＲのために個々に処理され、これにより、システムのスループットを最大化する。
【００７１】
したがって、発明の詳細な説明がよりよく理解され、技術への本発明の貢献がよりよく認められるように、発明のある実施形態がかなり広く概説された。もちろん、以下に説明される、添付の請求項の主体を形成する付加的な実施形態が存在する。
【００７２】
発明の多くの特徴及び利点は詳細な説明から明らかであり、発明の精神及び範囲に該当する発明の全てのこのような特徴及び利点を網羅することが、添付の請求項によって意図されている。さらに、当業者は多くの変化態様に容易に想到するので、例示及び説明された構成及び操作自体に発明を限定することは望ましくなく、全ての適切な変化態様及び均等物は発明の範囲に該当する。
【符号の説明】
【００７３】
１０  エンドエフェクタ、  １１  対象物、  １２  位置合わせ又はＯＣＲサブシステム、  １３  ロボットアセンブリ、  ４１Ａ，４１Ｂ  ベース区分、  ４２Ａ，４２Ｂ  回転真空チャック、  ４３Ａ，４３Ｂ  エンドエフェクタ、  ４４Ａ，４４Ｂ  ｘ方向移動機構、  ８０  ｚ軸モータ、  ８２  垂直リードねじ、  ８６  支持軸受、  ８８  案内レール、  ９０  ｚ軸プレート、  ９２  位置決めモータ、  ９４  駆動システム、  ９６  軸受、  ９８  エレベーションチューブ、  １００，１０２  ロボットアセンブリ、  １０４  機械式リンク、  １０６  機械式リンク、  １０８  上側エンドエフェクタ、  １１２  下側エンドエフェクタ、  １１８，１２０  カメラ、  １２４  チャック、  １３０  ｚ軸プレート、  １３２  リニアガイドレール、  １３６  直線運動プレート、  １４０，１４２，１４４，１４６  ＦＯＵＰ又はカセット、  １５０，１５４  開放機構、  １５８  システム包囲体
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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