(57)【要約】本発明加工材取扱いシステムの一実施形態はコンベアベルト及びロードロックを有する。第１交換ロボットは、加工材を保持し、また配列作出ステーションとロードロックとの間で搬送する。ガントリーロボットは加工材を各コンベアベルトと第１交換ロボットとの間で搬送する。一実施例において、加工済み加工材は第１交換ロボットから第１コンベアベルトに搬送し、未加工加工材は第２コンベアベルトからガントリーロボットを使用して第１交換ロボットに搬送する。第１交換ロボットとともに第２交換ロボットも使用して、加工材をロードロックに対して装荷（ローディング）及び除荷（アンローディング）することができる。【選択図】図１
2014532995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工材取扱いシステムにおいて、
複数個のコンベアベルトと、
ロードロックと、
複数個の加工材を保持するよう構成した第１交換ロボットであって、前記複数個の加工材を配列作出ステーションと前記ロードロックとの間で搬送するよう構成した、該第１交換ロボットと、及び
前記各コンベアベルトと前記第１交換ロボットとの間で前記複数個の加工材を搬送するよう構成したガントリーロボットと
を備えた、加工材取扱いシステム。
【請求項２】
請求項１記載の加工材取扱いシステムにおいて、さらに、前記複数個のコンベアベルトを撮像するよう構成した視野を有するカメラを備えた、加工材取扱いシステム。
【請求項３】
請求項１記載の加工材取扱いシステムにおいて、前記複数個のコンベアベルトは３個のコンベアベルトを有し、各コンベアベルトは、前記加工材を装荷及び除荷するよう構成した、加工材取扱いシステム。
【請求項４】
請求項１記載の加工材取扱いシステムにおいて、前記第１交換ロボットは、２次元で移動するよう構成した、加工材取扱いシステム。
【請求項５】
請求項１記載の加工材取扱いシステムにおいて、さらに、第２交換ロボットを備え、前記第２交換ロボットは、前記複数個の加工材を前記配列作出ステーションと前記ロードロックとの間で搬送するよう構成し、また前記第２交換ロボットは２次元で移動するよう構成した、加工材取扱いシステム。
【請求項６】
請求項１記載の加工材取扱いシステムにおいて、さらに、第２ロードロック及び第２交換ロボットを備え、前記第１交換ロボット及び第２交換ロボットは、複数個の加工材を配列作出ステーションと前記ロードロック及び第２ロードロックとの間で搬送するよう構成し、また前記第１交換ロボット及び第２交換ロボットは、２次元で移動するよう構成した、加工材取扱いシステム。
【請求項７】
加工材取扱い方法において、
複数個の加工済み加工材を交換ロボットから第１コンベアベルトにガントリーロボットを使用して搬送する加工済み加工材搬送ステップであって、前記交換ロボットは、前記加工済み加工材の複数個の列を有するものとした、該加工済み加工材搬送ステップと、
複数個の未加工加工材を第２コンベアベルトから前記交換ロボットに前記ガントリーロボットを使用して搬送するステップと、及び
前記加工済み加工材及び未加工加工材の前記搬送を繰返す繰返しステップであって、この繰返しは、前記交換ロボット上におけるすべての加工済み加工材が前記未加工加工材と入れ替わるまで行う、該繰返しステップと
を有する、方法
【請求項８】
請求項７記載の方法において、前記交換ロボットは前記列を４個有するものとした、方法
【請求項９】
請求項７記載の方法において、さらに、前記ガントリーロボットを使用する前記搬送中に前記加工材の位置を調整するステップを有する、方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法において、前記ガントリーロボットは、前記列のうち、前記ガントリーロボットが先に前記加工済み加工材を移転しておいた１つの列に未加工加工材を配置する、方法。
【請求項１１】
請求項７記載の方法において、さらに、前記交換ロボットを使用して前記未加工加工材をロードロックに装荷するステップを有する、方法。
【請求項１２】
加工材取扱い方法において、
複数個の未加工加工材を第１交換ロボット上に装荷するステップであって、この装荷中には第２交換ロボットは前記第１交換ロボットの下側に位置するようにしたステップと、
前記第２交換ロボットがロードロック内に移動して複数個の加工済み加工材を前記第２交換ロボットに装荷するステップであって、この移動装荷中には前記第１交換ロボットは前記ロードロックの外側に位置するようにしたステップと、
前記第２交換ロボット及び前記複数個の加工済み加工材を前記ロードロックから移転するステップと、
前記第１交換ロボットを前記ロードロック内に移動するステップであって、この移動中には前記第２交換ロボットは前記ロードロックの外側に位置するようにしたステップと、
前記第１交換ロボットを前記ロードロックから移転するステップと、及び
前記第１交換ロボットが待機位置にある間に、第２の複数個の未加工加工材を前記第２交換ロボットに装荷し、また前記複数個の加工済み加工材を前記第２交換ロボットから除荷するステップと、
を有する、方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、前記待機位置は、前記ロードロックの下側とする、方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法において、前記複数個の未加工加工材を第１交換ロボットに装荷するステップは、さらに、第２の複数個の加工済み加工材を前記第１交換ロボットから除荷するステップを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の方法において、さらに、前記第１交換ロボットを前記待機位置から移転させ、また前記第１交換ロボットを前記ロードロック内に移動させて、第２の複数個の加工済み加工材を前記第１交換ロボットに装荷するステップを有する、方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の方法において、さらに、前記複数個の未加工加工材を前記第１交換ロボットに装荷する垂直位置と前記第２交換ロボットを前記ロードロック内に移動する垂直位置との間で前記第１交換ロボット及び前記第２交換ロボットの垂直位置を変化させるステップを有する、方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の方法において、前記複数個の未加工加工材を前記第１交換ロボットに装荷するステップは、ガントリーロボットを使用して前記複数個の未加工加工材をコンベアベルトから前記第１交換ロボットに搬送するステップを含むものとした、方法。
【請求項１８】
請求項１２記載の方法において、前記複数個の加工済み加工材を前記第２交換ロボットから除荷するステップ、及び前記第２の複数個の未加工加工材を前記第２交換ロボットに装荷するステップは、さらに、前記第２交換ロボットが前記加工済み加工材の複数個の列を有する場合にガントリーロボットを使用して前記複数個の前記加工済み加工材を前記第２交換ロボットから第１コンベアベルトに搬送するステップと、
ガントリーロボットを使用して前記第２の複数個の未加工加工材を第２コンベアベルトから前記第２交換ロボットに搬送するステップと、及び
前記複数個の加工済み加工材を搬送する前記ステップ及び前記第２の複数個の未加工加工材を搬送する前記ステップを繰返す繰返しステップであって、この繰返しは、前記交換ロボットにおける前記複数個の加工済み加工材のすべてが前記第２の複数個の前記未加工加工材に入れ替わるまで行う、該繰返しステップと
を含むものとした、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加工材（ワークピース）取扱いに関し、より具体的には、取扱い処理能力が高い用途の加工材取扱いに関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入は、導電性を変化させる不純物を加工材に導入する標準技術である。望ましい不純物材料はイオン源内でイオン化し、このイオンを加速して所定エネルギーのイオンビームを形成し、このイオンビームを加工材表面に照射する。イオンビームにおける活動的なイオンは、加工材材料のバルク内に貫入し、加工材材料の結晶格子内に埋設されて或る範囲内の所望導電性を形成する。
【０００３】
太陽電池製造産業における２つの関心事は、製造処理能力及び太陽電池効率である。太陽電池効率は電気に変換されるエネルギー量を測定する。より高い太陽電池効率は競争力を維持するのに必要である。しかし、製造処理能力を犠牲にできないなら、太陽電池効率向上を犠牲にするしかないであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
イオン注入は太陽電池をドーピングする実行可能な方法であることが実証されている。イオン注入の使用は、既存技術、例えば拡散炉に必要とされる処理ステップを排除し、これにより処理能力を向上し、またコストを低減することができる。例えば、炉拡散の代わりにイオン注入を使用する場合、レーザーエッジ分離ステップを排除することができ、なぜならイオン注入は単に望ましい表面にのみドーピングするだけであるからである。処理ステップを排除することの他に、イオン注入を使用することにより、より高い太陽電池効率が実証されている。イオン注入は、さらに、太陽電池の表面全体にわたるブランケット注入、又は太陽電池の一部のみに対する選択的（パターン化）注入を行う能力が得られる。イオン注入を使用して高い処理能力で選択的注入を行うことによって、炉拡散で使用されるコストがかかり、時間を消費するリソグラフィステップ又はパターン化ステップを回避する。イオン注入装置の製造処理能力又はその信頼性に対するいかなる改善も、全世界の太陽電池製造業者にとって有益である。このことは、太陽電池を代替エネルギー源として採用することを促進することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１態様によれば、加工材取扱いシステムを提供する。この加工材取扱いシステムは、複数個のコンベアベルト及びロードロックを備える。さらに、第１交換ロボットを備え、この第１交換ロボットは、複数個の加工材を保持するよう構成し、また前記複数個の加工材を配列作出ステーションと前記ロードロックとの間で搬送するよう構成する。さらにまた、ガントリーロボットを備え、このガントリーロボットは、前記各コンベアベルトと前記第１交換ロボットとの間で前記複数個の加工材を搬送するよう構成する。
【０００６】
本発明の第２態様によれば、加工材取扱い方法を提供する。この方法は、複数個の加工済み加工材を交換ロボットから第１コンベアベルトにガントリーロボットを使用して搬送する加工済み加工材搬送ステップを有する。この交換ロボットは、前記加工済み加工材の複数個の列を有する。複数個の未加工加工材は、第２コンベアベルトから前記交換ロボットに前記ガントリーロボットを使用して搬送される。前記加工済み加工材及び未加工加工材の搬送を繰返し、この繰返しは、前記交換ロボット上におけるすべての加工済み加工材が前記未加工加工材と入れ替わるまで行う。
【０００７】
本発明の第３態様によれば、加工材取扱い方法を提供する。この本発明方法は、複数個の未加工加工材を第１交換ロボット上に装荷（ローディング）するステップであって、この装荷中には第２交換ロボットは前記第１交換ロボットの下側に位置するようにしたステップを有する。さらに、本発明方法は、前記第２交換ロボットがロードロック内に移動して複数個の加工済み加工材を前記第２交換ロボットに装荷するステップであって、この移動装荷中には前記第１交換ロボットは前記ロードロックの外側に位置するようにしたステップを有する。さらに、本発明方法は、前記第２交換ロボット及び前記複数個の加工済み加工材を前記ロードロックから移転するステップを有する。さらに、本発明方法は、前記第１交換ロボットを前記ロードロック内に移動するステップであって、この移動中には前記第２交換ロボットは前記ロードロックの外側に位置するようにしたステップを有する。さらに、本発明方法は、前記第１交換ロボットを前記ロードロックから移転するステップを有する。さらにまた、本発明方法は、前記第１交換ロボットが待機位置にある間に、第２の複数個の未加工加工材を前記第２交換ロボットに装荷（ローディング）し、また前記複数個の加工済み加工材を前記第２交換ロボットから除荷（アンローディング）するステップを有する。
【０００８】
本発明をよりよく理解するため、参照によって本明細書に組入れられる添付図面につき、説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】加工材取扱いシステムの第１実施形態の側方から見た斜視図である。
【図２】図１に示す加工材取扱いシステムの第１実施形態を頂部から見た平面図である。
【図３】図１に示す加工材取扱いシステムの第１実施形態の側面図である。
【図４Ａ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの一実施形態を示す。
【図４Ｂ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの一実施形態を示す。
【図４Ｃ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの一実施形態を示す。
【図４Ｄ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの一実施形態を示す。
【図４Ｅ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの一実施形態を示す。
【図５Ａ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの他の一実施形態を示す。
【図５Ｂ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの他の一実施形態を示す。
【図５Ｃ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの他の一実施形態を示す。
【図５Ｄ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの他の一実施形態を示す。
【図５Ｅ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの他の一実施形態を示す。
【図５Ｆ】図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用する加工材取扱いの他の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書における加工材取扱いシステムは太陽電池に関連して説明する。しかし、この実施形態は、他の加工材、例えば半導体ウェハ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ウェハ、又は他のデバイスに使用することができる。この加工材取扱いシステムは、イオン注入装置、又は他の処理設備、例えば、堆積、エッチング、若しくは他の加工材処理システムに使用することができる。このように、本発明は以下に説明する特定実施形態に限定されない。
【００１１】
図１〜３に示す加工材取扱いシステム１００は、４×４の加工材１１２マトリクス１０１を使用して１時間あたり約３０００個のウェハ又は加工材（ｗｐｈ）を処理することができる。勿論、他の形式のマトリクス１０１を使用することができ、この実施形態は、単に４×４のマトリクス１０１に限定するものではない。
【００１２】
この加工材取扱いシステム１００は、加工材１１２をカセット又は他のインタフェース（図示せず）から搬送し、加工材１１２のマトリクス１０１に配列し、また加工材１１２のマトリクス１０１をロードロック１０２に移動する。ロードロック１０２は、イオン注入装置１１１の一部又は処理設備における何らかの他のピースに接続する。ロードロック１０２を使用してイオン注入装置１１１の真空条件を外気条件から分離し、またロードロック１０２の圧力を上昇又は低下させることができる。加工材１１２は、一実施例において、ロードロック１０２又はイオン注入装置１１１の内側で、機械的又は静電的なクランピングを使用するキャリヤに配置することができる。加工材取扱いシステム１００によってカセット又は他のインタフェースに戻し搬送する、逆プロセスを行うこともできる。図１〜３におけるロードロック１０２は１個又は複数のロードロックチャンバを有することができる。図１の実施形態において、２個のロードロック開孔１１３を示し、各ロードロック開孔１１３はイオン注入装置１１１に接続した個別のロードロックチャンバに達する。これら２個のロードロックチャンバはロードロック１０２内で互いに上下に配置することができる。他の実施形態において、これら２個のロードロックチャンバは、両者間に設けたキャップにより分離することができる。
【００１３】
この実施形態において、３個のコンベアベルト１０６ａ〜ｃが加工材１１２をカセット又は他のインタフェースから搬送する。加工材１１２の搬送は、特定の速度、間隔、又はピッチで行う。一実施例において、ロボットを使用して加工材１１２をコンベアベルト１０６ａ〜ｃに配置する。他の実施例において、加工材１１２はカセットから直接除荷し、コンベアベルト１０６ａ〜ｃに配置する。他の実施形態において、３個より多い又は少ないコンベアベルト１０６ａ〜ｃを使用することができる。各コンベアベルト１０６ａ〜ｃは、加工材の装荷（ローディング）又は除荷（アンローディング）を行うよう設計する、又は装荷及び除荷の双方を行うよう設計することができる。１つの特定実施例において、コンベアベルト１０６ａは加工材１１２をカセットから除荷するのに使用するとともに、他のコンベアベルト１０６ｃは加工材１１２をカセットに装荷するのに使用する。しかし、コンベアベルト１０６ａ〜ｃの装荷又は除荷機能は動作中変化させることができる。このことは、例えば、特定コンベアベルト１０６ａ〜ｃが仕えているカセットが空か又は満たされているか否かに基づく。
【００１４】
コンベアベルト１０６ａ〜ｃの上方にカメラ１０７を配置し、カメラ１０７に接続したプロセッサが加工材１１２の各コンベアベルト１０６ａ〜ｃ上における又は各コンベアベルト１０６ａ〜ｃに対する位置を決定し、加工材１１２の位置又は向きを修正する必要がある場合には、搬送中にマトリクス１０１を修正する。カメラ１０７はコンベアベルト１０６ａ〜ｃの一部を視界にとらえる。一実施例において、カメラ１０７は、複数の加工材１１２、例えばコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうちの１つにおける４個の加工材１１２の列を見る又は撮像するに十分な視野を有する。他の実施例において、カメラ１０７は、各コンベアベルト１０６ａ〜ｃ上の複数加工材１１２を撮像できる視野を有する。例えば、カメラ１０７は各コンベアベルト１０６ａ〜ｃ上の４個の加工材１１２を撮像できるものとする。
【００１５】
ガントリーモジュール１０８は加工材１１２をコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうち１つから取上げ、マトリクス１０１を形成し、この場合、例えば静電気的、機械的又は真空的な力を使用する。一実施形態において、ガントリーモジュール１０８は、コンベアベルト１０６ａ〜ｃ上方に移動可能なフレーム又はレールを有する。ガントリーモジュール１０８はガントリーロボット２００を有し、３次元的に移動し、また傾動できる。したがって、ガントリーモジュール１０８はコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうち任意なコンベアベルトから加工材１１２を取上げ、又は加工材１１２をコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうち任意なコンベアベルトに配置することができる。ガントリーモジュール１０８は、さらに、加工材１１２をマトリクス１０１からコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうち任意なコンベアベルト上に配置してカセット又は他のインタフェースに逆搬送することができる。マトリクス・エンドエフェクタ１０５をガントリーモジュール１０８のガントリーロボット２００に接続する。このマトリクス・エンドエフェクタ１０５は、１つの特定実施形態において、４個の加工材１１２を保持することができるが、他の個数の加工材１１２もあり得る。このガントリーモジュール１０８はカメラ１０７及びプロセッサからの情報を使用して、例えば、搬送中に、加工材１１２の位置又は向きを修正することができる。
【００１６】
ガントリーモジュール１０８は、一実施形態において、２個のｙ軸アクチュエータ、１個のｘ軸アクチュエータ、１個のｚ軸アクチュエータ及びチルトアクチュエータを有するものとすることができる。これにより４自由度が得られ、加工材１１２の取上げ及び配置（ピック・アンド・プレース）操作が可能となる。ガントリーモジュール１０８はマトリクス・エンドエフェクタ１０５の位置を調整し、加工材１１２の位置をコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうちの１つに合致させる。ガントリーモジュール１０８は、さらに、１個又は複数の加工材１１２に対して、例えば、ｘ，ｙ及びθ（傾動）方向の修正をすることができる。ガントリーモジュール１０８は、コンベアベルト１０６ａ〜ｃのうち任意なコンベアベルト相互間でマトリクス１０１における任意の位置に加工材１１２を搬送し、このマトリクス１０１は、例えば、交換ロボット１０３ａのような交換モジュール１０９の一部上に存在し得る。修正は、例えばこの搬送中に行うことができる。１８０゜までの回転、又はθ方向の傾動はガントリーモジュール１０８によって行うことができる。
【００１７】
代替的実施形態において、ガントリーモジュール１０８は、「不良」加工材をスキップする、又は配置しないようにすることができる。これら「不良」加工材は、損傷した、又は破損したものとすることができる。ガントリーモジュール１０８は、さらに、マトリクス１０１における１つのコンベアベルト１０６ａ〜ｃ上に適正に装荷されなかった「欠陥（missing）」加工材の補償を行うことができる。カメラ１０７及びカメラ１０７に接続したプロセッサを使用し、これに関連してガントリーモジュール１０８を支援する。
【００１８】
ガントリーモジュール１０８のエンドエフェクタ１０５は、マトリクス１０１のより小さいバージョンであるマルチグリッパ設計とする。したがって、マトリクス１０１は４×４の加工材１１２であるが、ガントリーモジュール１０８は１×４又は何らかの他の設計にすることができる。加工材１１２はガントリーモジュール１０８によって個別に、又はグループとして修正することができる。
【００１９】
操作の一実施形態において、ガントリーモジュール１０８は、４個の加工済み加工材１１２を取上げ、これら加工済み加工材１１２をコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうち１つのコンベアベルト上に配置する。この後、ガントリーモジュール１０８は、４個の未加工の加工材１１２をコンベアベルト１０６ａ〜ｃから取上げ、これら未処理加工材１１２をマトリクス１０１に配置する。加工済み及び未加工の加工材１１２は、異なるコンベアベルト１０６ａ〜ｃ上に行き交う。これにより、ガントリーモジュール１０８の移行時間量を減少し、ガントリーモジュール１０８が加工材１１２を搬送しない時間を短縮する。未加工の加工材１１２は、先に加工された加工材１１２がマトリクスから取出されているマトリクス１０１の位置に配置する。このプロセスを繰返し、ガントリーモジュール１０８によるマトリクス１０１に対する装荷及び除荷の組合せを使用して、マトリクス１０１全体を異なる加工材１１２に交換することができる。
【００２０】
交換モジュール１０９は加工材１１２のマトリクス１０１を配列作出ステーション１０４とロードロック１０２との間における搬送を行う。この交換モジュール１０９は少なくとも１個の交換ロボット（又は「スワップボット」）１０３を含み、各交換ロボットは１個以上のリニアアクチュエータを使用することができる。例えば、図１の実施形態において、交換ロボット１０３ａ及び交換ロボット１０３ｂを示す。交換ロボット１０３ａは、交換ロボット１０３ｂの上方に配置する。交換ロボット１０３ａ，１０３ｂのうち一方は、装荷及び除荷中邪魔にならない所に待機するようにすることができる。一実施形態において、各交換ロボット１０３ａ，１０３ｂは、加工材１１２を配置又は保持するブレードのためのｚ軸アクチュエータ及び２個のｙ軸アクチュエータを有する。
【００２１】
一実施例において、交換ロボット１０３ａは、マトリクス１０１における未加工の加工材１１２を配列作出（build）ステーション１０４から取上げ、交換ロボット１０３ｂは、ロードロック１０２内に突入して加工済みの加工材１１２を取上げる。加工済み加工材１１２はロードロック１０２から移転し、また未加工の加工材１１２をロードロック１０２内に配置する。加工済み加工材１１２を、除荷のため配列作出ステーション１０４に帰還させるとともに、未加工の加工材１１２はイオン注入又は他の加工処理を行う。
【００２２】
マトリクス１０１の配列作出（building）は、ロードロック１０２のポンプダウン（空気排出）又はベント（空気抜き）と協調動作させることができる。このことにより、ロードロック１０２に取付けたシステム、例えばイオン注入装置１１１の処理能力を向上することができる。
【００２３】
図４Ａ〜４Ｅは、図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用した加工材取扱いの一実施形態を示す。図４Ａにおいて、図１〜３に示すガントリーモジュール１０８の一部とすることができるガントリーロボット２００を、第１コンベアベルト１０６ｃ上に位置決めする。マトリクス１０１は、４×４配列にした１６個の加工済み加工材２０１を含み、この実施形態においては加工済み加工材２０１の４個の列を含む。マトリクス１０１は、図１〜３に示すように、交換ロボット１０３ａ，１０３ｂのうち一方の上に載置又は保持することができる。コンベアベルト１０６ａ〜ｃのうち１つ、この実施例ではコンベアベルト１０６ａが未加工加工材２０２（図４Ａの実施形態では陰付きで示す）を有する。加工済み加工材２０１及び未加工加工材２０２は、図１〜３に示す加工材１１２の例である。
【００２４】
図４Ｂにおいて、ガントリーロボット２００をマトリクス１０１の上方に位置決めし、４個の加工済み加工材２０１をマトリクス１０１からピックアップする。これら４個の加工済み加工材２０１は１列を表す。ガントリーロボット２００は、これら加工済み加工材２０１を把持又はピックアップした後、加工済み加工材２０１の位置又は傾きを修正することができる。
【００２５】
図４Ｃにおいて、ガントリーロボット２００は、４個の加工済み加工材２０１をコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうちの１つ、図示の実施例ではコンベアベルト１０６ｃに除荷用に搬送する。図４Ｄにおいて、ガントリーロボット２００は未加工加工材２０２上に位置決めし、未加工加工材２０２をピックアップする。ガントリーロボット２００は、未加工加工材２０２を把持又はピックアップした後、未加工加工材２０２の位置又は傾きを修正することができる。未加工加工材２０２は、カセット又は他のインタフェース（図示せず）から除荷する際のエラーに起因して不揃い状態、又は不適正に位置決めされることがあり得る。
【００２６】
図４Ｅにおいて、ガントリーロボット２００は４個の未加工加工材２０２をマトリクス１０１に配置する。除荷した加工済み加工材２０１は、コンベアベルト１０６ａ〜ｃのうちの１つを使用してカセット又は他のインタフェースに移転しておくことができる。より多くの個数の未加工加工材２０２をコンベアベルト１０６ａ〜ｃのうちの１つ上に装荷することができる。このプロセスを繰返し、この繰返しは、加工済み加工材２０１をマトリクス１０１から除荷し、また未加工加工材２０２をマトリクス１０１上に装荷するまで行う。このようにして、マトリクス１０１における加工済み加工材２０１は未加工加工材２０２と入れ替わる。
【００２７】
図４Ａ〜４Ｅに示す装荷及び除荷プロセスは、ガントリーロボット２００の移動期間中順次に生ずる。ガントリーロボット２００の活動の特定期間中、ガントリーロボット２００は、未加工加工材２０２のマトリクス１０１への装荷、及び加工済み加工材２０１のマトリクス１０１からの除荷の双方を行う。装荷及び除荷プロセスの種々のステップは、この活動中交互に生じ、これはマトリクス１０１における加工済み加工材２０１が未加工加工材２０２と入れ替わるまで行う。ガントリーロボット２００を使用するマトリクス１０１に対する装荷又は除荷のステップシーケンスは、他のシーケンスとすることができる。
【００２８】
図５Ａ〜５Ｆは、図１〜３に示す加工材取扱いシステムを使用した加工材取扱いの他の実施形態を示す。第１交換ロボット３００及び第２交換ロボット３０１は、図１〜３の交換モジュール１０９の一部とすることができ、また一実施例において、交換ロボット１０３ａ〜ｂに対応するものとすることができる。図５Ａにおいて、ガントリーロボット２００が、未加工加工材２０２をコンベアベルト１０６のうち１つから第１交換ロボット３００上に装荷済みである。これら未加工加工材２０２は４×４のマトリクスにすることができるが、図５Ａは断面図であるため、図５Ａには４個のみ示す。第２交換ロボット３０１は装荷中第１交換ロボット３００の下側に位置する。
【００２９】
第１交換ロボット３００及び第２交換ロボット３０１は、図５Ｂにおいて垂直方向に移動し、空の第２交換ロボット３０１はロードロック１０２内に突入する。第２交換ロボット３０１は、図５Ｃにおいて加工済み加工材２０１を移転させ、この移転において、やはり４×４のマトリクスとすることができる。次に、第１交換ロボット３００が未加工加工材２０２をロードロック１０２内に配置する。第１交換ロボット３００及び第２交換ロボット３０１は、ロードロック１０２が単独開孔のみ有する場合、ロードロック１０２における装荷及び除荷中に垂直方向位置を変化させることができる。ロードロック１０２が複数開孔を有する場合、又は第１交換ロボット３００及び第２交換ロボット３０１の双方を収容するのに十分大きい開孔を有する場合、装荷及び除荷中の垂直方向位置変化は不要である。
【００３０】
図５Ｄにおいて、第１交換ロボット３００は邪魔にならない所に待機する。例えば、第１交換ロボット３００はロードロック１０２の下側又は他の何れかの所で待機する。このことにより、ガントリーロボット２００が加工済み加工材２０１を第２交換ロボット３０１からコンベアベルト１０６のうち１つのコンベアベルト上に除荷することができる。ガントリーロボット２００は、さらに、未加工加工材２０２を第２交換ロボット３０１上に装荷することもできる。第１交換ロボット３００は待機位置から移動し、図５Ｅに示すように、加工済み加工材２０１をロードロック１０２から除荷し、次に第２交換ロボット３０１が、図５Ｆに示すように、未加工加工材２０２をロードロック１０２内に配置する。ガントリーロボット２００は加工済み加工材２０１を第１交換ロボット３００からコンベアベルト１０６のうち１つのコンベアベルト上に除荷し、またコンベアベルト１０６のうち１つのコンベアベルトから未加工加工材２０２をこの第１交換ロボット３００上に装荷する。ことのき、図５Ａに示す状態となり、このプロセスを再び開始する。第２交換ロボット３０１は待機位置に配置するか、又は第１交換ロボット３００の装荷及び除荷中第１交換ロボット３００の下側に位置するままとすることができる。
【００３１】
図５Ａ〜５Ｆに示すプロセスは、２個のロードロックチャンバが互いに垂直方向上下に並置されているシステムに使用することができる。この実施形態において、第１交換ロボット３００及び第２交換ロボット３０１は、垂直方向により大きな移動範囲を有することができる。第１交換ロボット３００は、２個のロードロックチャンバ間におけるキャップに待機するか、又は、例えば最下ロードロックの下方で待機することができる。
【００３２】
本発明は、本明細書に記載した特定実施形態によって範囲を限定されるものではない。実際、本明細書に記載した実施形態の外に、他の種々の実施形態及び変更例があることは、当業者にとって、上述の説明及び添付図面から明らかであろう。これら他の実施形態及び変更例は本発明の範囲内であることを意図する。さらに、本発明は特定目的のための特定環境における特定実施における文脈で説明したが、当業者であれば、その有用性はそれらに限定されるものではなく、本発明は、任意な多数の目的に対する任意な多数の環境で有利に実施できることは理解されるであろう。したがって、特許請求の範囲が、本明細書に記載した本発明の範囲及び精神として解釈すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【国際調査報告】
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