(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬送するための基板搬送装置であって、
フレームと、
前記フレームに接続された少なくとも１つの搬送アームと、
前記少なくとも１つの搬送アームに取付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタと、
前記少なくとも１つのエンドエフェクタ上に配設された少なくとも１つの基板支持パッドと、
を備え、
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、方向によって摩擦係数が変化し、摩擦係数の増大により摩擦力の増大をもたらす構造を有し、
少なくとも１つの所定の方向において、他の所定の方向の摩擦係数よりも大きい基板搬送装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、力を前記基板に前記基板の平面に略垂直な方向で実質的に提供することなく、方向性摩擦力を前記基板の平面内で印加するように構成されている、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、少なくとも１つのエンドエフェクタの各々とモノリシックな構造を形成する、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記摩擦力は方向性摩擦力であり、前記少なくとも１つの基板支持パッドの各々の、増大された摩擦係数から生じる増大された摩擦力が作用する方向は、前記基板の平面に沿った前記基板の加速度ベクトルに依存する、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの基板支持パッドの各々は少なくとも１つの方向性摩擦パッドを備え、各方向性摩擦パッドは、増大された摩擦係数から生じる増大された摩擦力を少なくとも１つの所定の方向に印加するよう構成された表面特徴を備える、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの方向性摩擦パッドは２つ以上の方向性摩擦パッドを備え、各方向性摩擦パッドの前記少なくとも１つの所定の方向は１つの共通点に集中する、請求項５に記載の基板搬送装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは２つ以上の基板支持部を備え、各基板支持パッドの前記少なくとも１つの所定の方向は少なくとも１つのエンドエフェクタの各々の１つの共通点に集中する、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの基板支持パッドの各々は、前記摩擦力を提供するマイクロスコピックな構造及びナノスコピックな構造のうち１つ以上を備える、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、前記少なくとも１つの基板支持部の配向が１つの方向から別の方向へと変化するように制御可能である、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、加熱ウエハを支持するよう構成されている、請求項１に記載の基板搬送装置。
【請求項１１】
駆動部と、
前記駆動部と接続された基板支持部と、
を備え、
前記基板支持部は、少なくとも１つの基板支持パッドを備え、
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、方向によって摩擦係数が変化し、摩擦係数の増大により摩擦力の増大をもたらす構造を有し、
少なくとも１つの所定の方向において、他の所定の方向の摩擦係数よりも大きい基板保持装置。
【請求項１２】
前記駆動部は、回転軸を中心に前記基板支持部を回転させるよう構成されている、請求項１１に記載の基板保持装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの基板支持パッドの各々の少なくとも１つの所定の方向は、前記基板支持部の回転に対して接線方向に配向される、請求項１２に記載の基板保持装置。
【請求項１４】
前記基板保持装置は前記駆動部に回転可能に結合された少なくとも１つのアームリンクを備え、前記少なくとも１つの基板支持部は前記少なくとも１つのアームリンクに回転可能に結合される、請求項１２に記載の基板保持装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、力を基板に前記基板の平面に略垂直な方向で実質的に提供することなく、方向性摩擦力を前記基板の面内で印加するように構成される、請求項１１に記載の基板保持装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは、前記少なくとも１つの基板支持部の各々とモノリシックな構造を形成する、請求項１１に記載の基板保持装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの基板支持パッドの各々は少なくとも１つの方向性摩擦パッドを備え、各方向性摩擦パッドは、少なくとも１つの所定の方向で、増大された摩擦係数から生じる増大された摩擦力を印加するよう構成された表面特徴を備える、請求項１１に記載の基板保持装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの方向性摩擦パッドは、２つ以上の方向性摩擦パッドを備え、各方向性摩擦パッドの前記少なくとも１つの所定の方向は１つの共通点に集中する、請求項１７に記載の基板保持装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの基板支持パッドは２つ以上の基板支持パッドを備え、各基板支持パッドの前記少なくとも１つの所定の方向は、前記少なくとも１つの基板支持部の各々の１つの共通点に集中する、請求項１１に記載の基板保持装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの基板支持パッドの各々は、前記摩擦力を提供するマイクロスコピックな構造及びナノスコピックな構造のうち１つ以上を備える、請求項１１に記載の基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年１２月１６日に提出された米国特許仮出願第６１／５７６，４５０号の非仮出願であって、その利益を主張する。当該出願の開示内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
代表的な実施形態は概して搬送装置に係り、より詳細にはロボット搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、搬送装置は、基板とエンドエフェクタとの間の受動的な接触（例えば受動的なグリップ）を利用するエンドエフェクタ又は基板ホルダを採用する。この受動的なグリップのエンドエフェクタで達成される最大加速度閾値は、基板に受動的に接触するために用いられる材料の選択に大きく依存する。より高い加速度閾値は、アルミナ又は石英等の他の材料に比べて元来より柔軟な、カルレッツ（登録商標）４０７９などの「ゴム状の」材料を用いることによって得ることができる。その一方で、ゴム状の材料はより高い接着力を有する傾向があり、このことは基板の配置精度ならびに処理の清浄度に悪影響を及ぼし得る。また、ゴム状の材料は、加熱基板に対応できない可能性があることも注目される。アルミナ及び石英のような材料は、比較的高い温度で動作することが可能であり、ゴム状の材料よりも接着力が低いが、ゴム状の材料と比較すると加速閾値（又は摩擦係数）が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１１／４４２，５１１号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１１／１７８，６１５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，００２，８４０号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１２／１１７，４１５号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１２／１２３，３２９号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１５８，９４１号
【特許文献７】米国特許第６，４６４，４４８号
【特許文献８】米国特許第６，４８５，２５０号
【特許文献９】米国特許第７，５７８，６４９号
【特許文献１０】米国特許第８，０１６，５４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最大限の加速度閾値を可能にしながら少なくとも低い接着力を維持する、受動的なグリップのエンドエフェクタを備えた搬送部を有することが有利であろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
前述の態様及び開示される実施形態の他の特徴を、添付の図面と関連付けて、以下の記述において説明する。
【０００７】
【図１Ａ】開示される実施形態の態様による処理ツールの概略図。
【図１Ｂ】開示される実施形態の態様による処理ツールの概略図。
【図１Ｃ】開示される実施形態の態様による処理ツールの概略図。
【図１Ｄ】開示される実施形態の態様による処理ツールの概略図。
【図１Ｅ】開示される実施形態の態様による搬送カートの略図。
【図２Ａ】開示される実施形態の態様による搬送装置の略図。
【図２Ｂ】開示される実施形態の態様による搬送装置の略図。
【図２Ｃ】開示される実施形態の態様による搬送装置の略図。
【図２Ｄ】開示される実施形態の態様による搬送装置の略図。
【図２Ｅ】開示される実施形態の態様による搬送装置の略図。
【図３Ａ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図３Ｂ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図４】開示される実施形態の一態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ａ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｂ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｃ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｄ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｅ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｆ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｇ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｈ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｉ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｊ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｋ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図５Ｌ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図６Ａ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図６Ｂ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図６Ｃ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図６Ｄ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図６Ｅ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図７Ａ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図７Ｂ】開示される実施形態の態様による搬送装置の一部の略図。
【図８】開示される実施形態の一態様による基板保持装置の略図。
【０００８】
図面に図示された特徴の大きさは単に説明を目的とするものであって、その特徴の実際の大きさを表現するものではないことに留意されたい。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
開示される実施形態の態様を図面を参照して説明するが、この開示される実施形態の態様は様々な形で体現され得ることが理解されるべきである。また、任意の適当な寸法、形状、あるいは要素又は材料の種類が用いられ得る。
【００１０】
図１Ａ乃至１Ｄを参照すると、本明細書においてさらに開示されるように、開示される実施形態の態様を組み込んだ基板処理装置又はツールの概略図が示されている。
図１Ａ及び１Ｂを参照すると、例えば半導体ツールステーション１０９０のような、開示される実施形態の一態様による処理装置が示されている。図面には半導体ツールが示されているが、本明細書において説明される、開示される実施形態の態様は、ロボットマニピュレータを採用するどんなツールステーション又は用途にも適用することができる。
【００１１】
この例においては、ツール１０９０はクラスタツールとして示されているが、開示される実施形態の態様は、例えば図１Ｃ及び１Ｄに示される線形ツールステーションのような、任意の適当なツールステーションに適用されてもよい。そのようなツールステーションは、２００６年５月２６日に出願された「直線状に分布された半導体ワークピース処理ツール」と題される特許文献１に説明されており、その開示内容は全体が参照により本明細書に組み込まれる。ツールステーション１０９０は一般に、大気フロントエンド１０００と、真空ロードロック１０１０と、真空バックエンド１０２０とを備えている。
【００１２】
別の態様においては、ツールステーションは任意の適当な構成を有していてもよい。フロントエンド１０００、ロードロック１０１０及びバックエンド１０２０の各々の構成要素は制御部１０９１に接続されていてもよく、該制御部は、例えばクラスタ型アーキテクチャ制御などの任意の適当な制御アーキテクチャの一部であってもよい。制御システムは、マスタ制御部と、クラスタ制御部と、自立した遠隔制御部とを有する閉ループ制御部であってもよい。そのような制御部は、２００５年７月１１日に出願された「拡張可能な動作制御システム」と題される特許文献２に開示されており、その開示内容は全体が参照により本明細書に組み込まれる。別の態様においては、任意の適当な制御部及び／又は制御システムが利用されてもよい。
【００１３】
ツールモジュールのうち１つ以上は、ツールの全体を通じて単数又は複数のワークピースを運搬するための（本明細書中に説明されるような）ワークピース搬送部又はロボットを備えていてもよいことに注意されたい。ワークピース搬送部は、運搬中に単数又は複数のワークピースを保持するための（本明細書中に説明されるような）エンドエフェクタを備えていてもよく、該エンドエフェクタは柔軟なミクロ構造及び／又はナノ構造を有する１つ以上の接触パッドを備えていてもよい。このミクロ構造及び／又はナノ構造は、以下において別に詳述されるように、従来の平坦な（例えば無方向性摩擦）面と比較して、実質的にワークピース上の接着力（例えば、ワークピース上の、該ワークピースの面に対して略垂直であり得る力）を増大させることなく、エンドエフェクタ上に装着された単数又は複数のワークピースに対する高い方向性摩擦力を発生させる。
【００１４】
開示される実施形態の態様においては、フロントエンド１０００は概して、ロードポートモジュール１００５と、例えば機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ：equipment front end module）などのミニエンバイロメント１０６０とを備えている。ロードポートモジュール１００５は、３００ｍｍロードポート、フロントオープニング又はボトムオープニングボックス／ポッド及びカセットに関するＳＥＭＩスタンダードＥ１５．１，Ｅ４７．１，Ｅ６２，Ｅ１９．５又はＥ１．９に準拠するボックスオープナ／ローダ・ツー・ツール・スタンダード（ＢＯＬＴＳ：box opener/loader to tool standard）インタフェースであってもよい。
【００１５】
別の態様においては、本明細書に記載のロードポートモジュール及びツールの他の構成要素は、２００ｍｍ，３００ｍｍ又は４５０ｍｍウエハ、あるいは例えばより大型又はより小型のウエハ、長方形又は正方形のウエハなど、任意の他の適当な寸法及び形状の基板、あるいはフラットパネルディスプレイ、発光ダイオード又は太陽電池アレイ用のフラットパネルとインタフェースするように、さもなければその基板上で動作するように、構成されてもよい。別の態様においては、本明細書に記載の、例えば基板搬送部を備えるツールの構成要素は、本明細書に記載の半導体製造工程のうちいずれか１つ以上からの加熱ウエハを処理するよう構成されていてもよい。
【００１６】
図１Ａには２つのロードポートモジュールが示されているが、別の態様においては、任意の適当な数のロードポートモジュールがフロントエンド１０００に組み込まれてもよい。ロードポートモジュール１００５は、天井搬送システム、自動誘導搬送車、無軌道人力台車、有軌道無人搬送車から、あるいは任意の他の適当な搬送方法から基板キャリア又はカセット１０５０を受け取るように構成されていてもよい。ロードポートモジュール１００５は、ロードポート１０４０を通じてミニエンバイロメント１０６０とインタフェースしてもよい。ロードポート１０４０が基板カセット１０５０とミニエンバイロメント１０６０との間での基板の通過を可能にしてもよい。
【００１７】
ミニエンバイロメント１０６０は概して、以下で詳述する搬送ロボット１０１３を備えている。開示される実施形態の一態様においては、ロボット１０１３は、例えば特許文献３に記載されているような軌道搭載ロボットであってもよい。該文献の開示内容は全体が参照により本明細書に組み込まれる。ミニエンバイロメント１０６０は、複数のロードポートモジュール間での基板搬送のための制御された清浄域を提供してもよい。
【００１８】
真空ロードロック１０１０は、ミニエンバイロメント１０６０とバックエンド１０２０との間に位置してこれらに接続されていてもよい。ロードロック１０１０は一般に、大気スロット弁及び真空スロット弁を備えている。これらのスロット弁によって、大気フロントエンドから基板をロードした後でロードロックを空にするため、及び窒素などの不活性ガスで該ロックを通気する際に搬送チャンバ内の真空状態を維持するため用いられる、環境隔離を図ることができる。また、ロードロック１０１０は、基板の基準を処理のための所望の位置に整列させるアライナ１０１１を備えていてもよい。別の態様においては、真空ロードロックは、処理装置の任意の適当な位置にあって任意の適当な構成を有していてもよい。
【００１９】
真空バックエンド１０２０は一般的に、搬送チャンバ１０２５と、１つ以上の処理ステーション１０３０と、搬送ロボット１０１４とを備える。搬送ロボット１０１４は、以下において説明するが、搬送チャンバ１０２５内にあってロードロック１０１０と様々な処理ステーション１０３０との間で基板を搬送してもよい。処理ステーション１０３０は、基板上に電気回路又は他の所望の構造を形成するための様々な成膜、エッチング、又は他の種類の処理を通じて、基板を加工してもよい。
【００２０】
典型的な処理は、プラズマエッチング又は他のエッチング処理、化学蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）、プラズマ蒸着（ＰＶＤ：plasma vapor deposition）、イオン注入などの注入、計測、急速加熱処理（ＲＴＰ：rapid thermal processing）、ドライストリップ原子層堆積（ＡＬＤ：atomic layer deposition）、酸化／拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィ、エピタキシ（ＥＰＩ）、ワイヤボンダ及び蒸発などの真空を使用する薄膜処理、あるいは真空圧力を使用する他の薄膜処理を含むが、これらに限定されない。処理ステーション１０３０は搬送チャンバ１０２５に接続され、基板が搬送チャンバ１０２５から処理ステーション１０３０へ、及びその逆で引き渡されることを可能にする。
【００２１】
次に図１Ｃを参照すると、線形基板処理システム２０１０の概略平面図が示されている。同図においては、ツールインタフェース部２０１２が、該インタフェース部２０１２が搬送チャンバ３０１８の長手軸Ｘに（例えば内側に）面しているが該長手軸Ｘからオフセットされるように、搬送チャンバモジュール３０１８に搭載されている。搬送チャンバモジュール３０１８は、先に参照により本明細書に組み込まれている特許文献１に記載されているとおり、他の搬送チャンバモジュール３０１８Ａ，３０１８Ｉ，３０１８Ｊをインタフェース２０５０，２０６０，２０７０に取り付けることにより、任意の適当な方向に延長されてもよい。各搬送チャンバモジュール３０１８，３０１８Ａ，３０１８Ｉ，３０１８Ｊは、以下で詳述するように、処理システム２０１０の全体を通じて基板を搬送するとともに例えば処理モジュールＰＭに基板を搬入出するための基板搬送部２０８０を備える。理解されるであろうが、各チャンバモジュールは、隔離雰囲気、制御雰囲気、又は密閉雰囲気（例えばＮ２、清浄空気、真空）を保持することができるものであってもよい。
【００２２】
図１Ｄを参照すると、例示的な処理ツール４１０の概略正面図が示されており、これは例えば線形の搬送チャンバ４１６の長手軸Ｘに沿ったものであってもよい。一態様においては、図１Ｄに示されるように、ツールインタフェース部１２が代表的に搬送チャンバ４１６に接続されていてもよい。この態様では、インタフェース部１２がツール搬送チャンバ４１６の一端を規定してもよい。図１Ｄに見られるとおり、搬送チャンバ４１６は、例えばインタフェースステーション１２とは反対端に、別のワークピース出入ステーション４１２を有していてもよい。別の態様においては、搬送チャンバに／からワークピースを挿入する／取り出すための他の出入ステーションが、ツール搬送チャンバ４１６の両端の間などに設けられてもよい。
【００２３】
開示される実施形態の一態様においては、インタフェース部１２及び出入ステーション４１２によってツールからのワークピースのロード及びアンロードを可能にしてもよい。別の態様においては、ワークピースは一端からツールにロードされ、他端から取り出されてもよい。一態様においては、搬送チャンバ４１６は１つ以上の搬送チャンバモジュール１８Ｂ，１８ｉを有していてもよい。各チャンバモジュールは、隔離雰囲気、制御雰囲気、又は密閉雰囲気（例えばＮ２、清浄空気、真空）を保持することができるものであってもよい。
【００２４】
前述のように、図１Ｄに示される搬送チャンバ４１６を形成する搬送チャンバモジュール１８Ｂ，１８ｉ、ロードロックモジュール５６Ａ，５６及びワークピースステーションの構成／配置は例示的なものに過ぎず、他の態様においては、搬送チャンバは任意の所望のモジュール配置で配設されたより多数又はより少数のモジュールを有していてもよい。一態様においては、ステーション４１２はロードロックであってもよい。別の態様においては、ロードロックモジュールは（ステーション４１２に類似の）端部出入ステーション間に配置されてもよく、あるいは、（モジュール１８ｉに類似の）隣接する搬送チャンバモジュールはロードロックとして動作するよう構成されてもよい。
【００２５】
また、やはり前述したように、搬送チャンバモジュール１８Ｂ，１８ｉは、その内部に位置する１つ以上の対応する搬送装置２６Ｂ，２６ｉを有する。各搬送チャンバモジュール１８Ｂ，１８ｉの搬送装置２６Ｂ，２６ｉは、連携して搬送チャンバ内に線形分布ワークピース搬送部システム４２０を設けてもよい。別の態様においては、搬送チャンバモジュール１８Ｂは、任意の適当な搬送カート９００（図１Ｅ）が線形搬送チャンバ４１６の長さの少なくとも一部に沿って搬送チャンバモジュール１８Ｂ間で移動できるよう構成されていてもよい。理解されるであろうが、搬送カート９００は、該搬送カートに搭載された、本明細書中に説明される搬送装置と略同様の、任意の適当な搬送装置を備えていてもよい。
【００２６】
図１Ｄに示すように、一態様においては、搬送装置２６Ｂのアームは、以下においても詳述されるように、搬送部がウエハをピック／プレイス位置から迅速に交換できるようにする高速交換構成と称してもよいものを提供するように配列される。搬送アーム２６Ｂは、従来の駆動システムと比較して簡略化された駆動システムから各アームに３（例えば、Ｚ軸運動を伴う肩ジョイント及び肘ジョイントを中心とした独立回転）自由度を提供するのに適した駆動部を有していてもよい。別の態様においては、駆動部は、３自由度より多い又は少ない自由度をアームに提供してもよい。
【００２７】
図１Ｄに見られるように、一態様においては、モジュール５６Ａ，５６，３０ｉは搬送チャンバモジュール１８Ｂ，１８ｉの間に介在して位置していてもよく、適当な処理モジュール、ロードロック、バッファステーション、計測ステーション又は任意の他の所望のステーションを定義してもよい。例えば、ロードロック５６Ａ，５６及びワークピースステーション３０ｉなどの介在モジュールは、それぞれ搬送アームと連携して、搬送チャンバの線形軸Ｘに沿って搬送チャンバの全長に亘りワークピースの搬送に影響を与え得る固定的なワークピース支持部／シェルフ５６Ｓ，５６Ｓ１，５６Ｓ２，３０Ｓ１，３０Ｓ２を有していてもよい。
【００２８】
一例として、ワークピースはインタフェース部１２によって搬送チャンバ４１６内にロードされてもよい。ワークピースはインタフェース部の搬送アーム１５によってロードロックモジュール５６Ａの支持部上に配置されてもよい。ワークピースは、ロードロックモジュール５６Ａにおいては、モジュール１８Ｂ内の搬送アーム２６Ｂによってロードロックモジュール５６Ａとロードロックモジュール５６との間で移動されてもよく、同様に連続的に、（モジュール１８ｉ内の）アーム２６ｉによってロードロック５６とワークピースステーション３０ｉとの間、ならびにモジュール１８ｉ内のアーム２６ｉによってステーション３０ｉとステーション４１２との間で移動されてもよい。この処理は、ワークピースを反対方向に移動させるために、全体的又は部分的に逆転させてもよい。
【００２９】
したがって、一態様においては、ワークピースは軸Ｘに沿った任意の方向で、搬送チャンバに沿った任意の位置に移動されてもよく、搬送チャンバと連通する任意の所望のモジュール（処理用又はその他）へ／からロード／アンロードされてもよい。別の態様では、静的なワークピース支持部又はシェルフを備えた介在する搬送チャンバモジュールは、搬送チャンバモジュール１８Ｂ，１８ｉの間には設けられないかもしれない。
【００３０】
開示される実施形態のそのような態様においては、搬送チャンバの全体に亘ってワークピースを移動させるために、隣接する搬送チャンバモジュールの搬送アームが、１つの搬送アームのエンドエフェクタから別の搬送アームのエンドエフェクタへと直接（又はバッファステーションの使用を通じて）ワークピースを引き渡してもよい。処理ステーションモジュールは、様々な堆積、エッチング、又は他の種類の処理を通じて基板を加工し、電気回路又は他の所望の構造を基板上に形成してもよい。処理ステーションモジュールは搬送チャンバモジュールに接続され、基板が搬送チャンバから処理ステーションへ、及びその逆で、引き渡されることを可能にする。図１Ｄに図示される処理装置に類似の一般的特徴を備えた処理ツールの適当な例は、先に参照により全体が組み込まれている特許文献１に記載されている。
【００３１】
次に図２Ａ乃至Ｅを参照すると、例示的な基板搬送装置２００乃至２０４が示されている。搬送装置２００乃至２０４は、上述の搬送装置２６Ｂ，２６ｉ，１０１３，１０１４，２０８０と実質的に類似していてもよい。一態様において、搬送装置２００は、一般的なスカラ（ＳＣＡＲＡ）アーム構造を有していてもよい。ここで、搬送装置２００は、半導体製造工程において、半導体ウエハ２０２を１つの基盤保持ステーションから別の基盤保持ステーションへと移動させるためのものである。
【００３２】
搬送装置２００はアーム２２０を備えており、該アームは、該アームを垂直に上げ下げするための昇降機構（図示しない）を収容する中心柱及びアーム２２０の伸縮を引き起こすための回転駆動部などの、支持部又は駆動部２００Ｄに搭載されている。アーム２２０は、内アーム２１１と、外アーム２１２と、エンドエフェクタ２１３とを備える。内アーム２１１は回転可能な「肩」ジョイント２２６で中心柱２００Ｄにより支持され、中心柱２００Ｄの全体に亘り縦軸を中心とした回転をもたらす。同様に、外アーム２１２は、縦軸を中心とした回転のため、回転可能な「肘」ジョイント２２８で内アーム２１１に取り付けられ、エンドエフェクタ２１３は、縦軸を中心とした回転のため、回転可能な「手首」ジョイント２３２で外アーム２１２に取り付けられる。３つの回転可能なジョイント２２６，２２８及び２３２を中心とした回転により、エンドエフェクタ２１３は水平面内の任意の座標位置へと移動することができ、同時に中心柱上でのアーム２２０の並進運動が垂直運動をもたらす。
【００３３】
本発明が他のロボットアーム構成とともに用いられ得ることは理解されるであろう。例えば、他の態様においては、任意の適当な数のアームリンク２１１，２１２及びエンドエフェクタ２１３が任意の適当な手法によって駆動部２００Ｄにより駆動されてもよい。２つのアームリンク及び１つのエンドエフェクタを有する１つのアームだけが駆動部に取り付けられている様子が示されているが、他の態様においては、各々が任意の数のエンドエフェクタを有する任意の数のアームが駆動部２００Ｄに取り付けられ、該駆動部により駆動されてもよいことに注意されたい。
【００３４】
別の態様においては、搬送装置は、カエル脚構造２０１、左右相称構造２０２、跳躍カエル構造２０３、線形摺動構造２０４など、任意の適当なアーム構造を有していてもよい。基板搬送装置の適当な例は、２００８年５月８日に出願された「機械スイッチ機構を利用した複数の可動アームを備えた基板搬送装置」と題される特許文献４、２００８年５月１９日に出願された「コンパクト基板搬送システム」と題される特許文献５、ならびに参照により開示内容の全体が本明細書に組み込まれる特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９及び特許文献１０に見られる。
【００３５】
次に図３を参照すると、開示される実施形態の一態様による例示的なエンドエフェクタ２１３が図示されている。エンドエフェクタはベース部３０２と基板保持部３０３とを有していてもよい。ベース部３０２は、一般的にエンドエフェクタ２１３が例えば上述の搬送アーム２００乃至２０４のいずれかの手首ジョイント（例えば手首ジョイント２３２）又は任意の他の適当なジョイントに取付け可能となるよう構成されてもよく、同時に基板保持部３０３は一般的に、半導体基板、フラットパネル、太陽電池パネル、発光ダイオード、有機発光ダイオードなどを含むがこれらに限られない、任意の適当な基板２０２を支持するとともに受動的にグリップするよう構成されてもよい。
【００３６】
エンドエフェクタ２１３は一体型の部材（例えばモノリシック部材）であってもよく、あるいはエンドエフェクタ２１３の重量を軽減するための所望のアセンブリであってもよい。エンドエフェクタ２１３は、金属、及び／又は炭素材料、プラスチック、カルレッツ４０７９、ステンレス鋼、アルミナ、石英又は任意の他の適当な材料を含むがこれらに限られない合成物などの、堅い軽量材料から作成されてもよい。エンドエフェクタ２１３は、図示されるように略平坦であってもよく、あるいは他の任意の適当な構成を有していてもよい。
【００３７】
エンドエフェクタ２１３の上面３２４Ｕは任意の適当な基板支持構造を有していてもよい。一態様においては、この支持構造は基板２０２の端部グリップをもたらすよう構成された１つ以上の基板支持パッド２１３Ｐであってもよい。この態様においては、パッド２１３Ｐ（例示目的で４つが示されているが、他の態様においては４つより多数又は少数のパッド２１３Ｐがあってもよい）が上面３２４Ｕから隆起している。一態様においては、パッド２１３Ｐは、メカニカルファスナー又はボンディングによってなど、任意の適当な手法で個々にエンドエフェクタ２１３に取り付けられてもよい。別の態様においては、パッド２１３Ｐは、エンドエフェクタの一体型構造の一部を形成するように、モノリシックなエンドエフェクタに組み込まれてもよい。
【００３８】
図中に示された基板支持パッド２１３Ｐの位置は例示的なものにすぎない点に注意するとともに、基板支持パッドはエンドエフェクタ上の任意の適当な位置に配置されてよいことを理解されたい。例えば、一態様においては、基板支持パッド２１３Ｐは、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Material International：国際半導体製造装置材料協会）スタンダードに規定されるように基板の除外領域（例えば基板の周囲、外縁など）において、あるいは基板２０２との接触が可能な該基板の任意の他の適当な位置において、基板２０２に接触するよう配置されていてもよい。
【００３９】
一態様においては、パッド２１３Ｐは基板２０２の底面に接触するよう配置されていてもよく（例えば図３Ａ及び３Ｂを参照）、また別の態様においては、パッド２１３Ｐは基板の周縁に接触するよう配置されていてもよい（例えば図４のエンドエフェクタ２１３’を参照）。基板は、エンドエフェクタ２１３によって保持されると、パッド２１３Ｐの上に装着され、この基板２０２とエンドエフェクタ２１３の上面３２４Ｕとの間には図３Ｂに示すように隙間が形成される。
【００４０】
一態様においては、パッド２１３Ｐは受動的なパッドであってもよく、また別の態様においては、（空気圧手段又は電磁気的手段などによって）移動可能であって基板の端部に係合してパッド間に該基板をグリップする１つ以上のパッドが提供されてもよい。さらに別の態様においては、１つ以上のパッド２１３Ｐは、エンドエフェクタ、基板２０２、又はエンドエフェクタと基板２０２との両方に対するパッド２１３Ｐの位置及び／又は配向を変更するよう選択的に作動可能（例えば制御可能）であってもよい（例えば図６Ｃを参照。
【００４１】
同図では、角度β’が変更されるようにパッド６４０が配向６４０’へと回転可能である）。例えば、パッド２１３Ｐの位置及び／又は配向は、所定のパッド配向を有するあるエンドエフェクタを異なる所定のパッド配向を有する別のエンドエフェクタと交換することにより手動で変更されてもよいし、あるいは、パッド２１３Ｐは基板搬送部内の任意の適当な駆動部によって任意の適当な手法で（例えば直線的に又は回転可能に）移動されてもよい。
【００４２】
さらに別の態様においては、エンドエフェクタ２１３の一部は、少なくとも部分的に基板２０２をチャックに固定するための真空源（図示しない）を備えていてもよい。エンドエフェクタ２１３，２１３’の構成及び形状は例示的なものにすぎず、別の態様においてはエンドエフェクタは任意の適当な構成及び／又は形状を有していてもよい点に注意されたい。また、エンドエフェクタ２１３，２１３’は１つの基板２０２を保持するものとして構成され示されているが、別の態様においては、エンドエフェクタは、任意の適当な数の基板を、実質的に積み重ねられた構成（例えば実質的に垂直柱の形）及び実質的に並列の構成（例えば実質的に水平方向の列の形）のうち１つ以上の形で支持又は保持するよう構成されていてもよい点にも注意されたい。
【００４３】
図５Ａも参照すると、支持パッド２１３Ｐの各々は、基板２０２を受動的にグリップするための所定の摩擦係数を提供するよう構成された所定の表面形状を備えていてもよい。この所定の摩擦係数は、１つ以上の方向における摩擦係数が他の方向におけるよりも大きくなるように所定の手法で方向的に可変であり、その結果（例えば基板２０２上の一般的な垂直力の単位から）対応するより大きな所定の摩擦力が生じて、基板２０２を摩擦係数のより大きな方向で受動的にグリップする。一態様においては、支持パッド２１３Ｐの所定の表面形状は、パッドを形成する材料（任意の適当な材料であってよい）に、（所定の表面形状を有さない同一の材料のパッドと比較して）より高い摩擦係数及びより低い接着力を提供すると同時に、（パッド２１３Ｐの材料の選択次第で）パッド２１３Ｐがより高い温度で動作できるようにしてもよい。本明細書において、パッド２１３Ｐは、該パッド２１３Ｐの表面の設計及び製造において方向性摩擦の原理又は「ゲッコー効果（Gecko effect）」を利用する方向性摩擦パッドと称されてもよい。
【００４４】
一態様においては、所定の表面形状は、小さくて非対称的又は対称的な毛状の特性の１つ以上のアレイ５００を備えていてもよい。非限定的な一例として、アレイ５００は、本明細書中ではまとめてナノ構造５０１と称される、任意の適当な整列されたマイクロスコピック又はナノスコピックな柱状体、あるいはナノチューブ（例えば単層ナノチューブ及び／又は多層ナノチューブ）又はナノロッド（例えば略固体の棒状ナノ構造）を含むがこれらに限定されない、任意の他の適当なマイクロスコピックな構造及び／又はナノスコピックな構造を備えていてもよい。
【００４５】
この実施態様においては、ナノ構造５０１は、基板２０２を水平方向に支持するために、Ｚ軸に沿って実質的に垂直方向に整列されているが（図５Ａ）、別の態様においては、ナノ構造５０１は、任意の適当な配向に基板を支持するか、そうでなければ保持するために、任意の適当な方向に整列されてもよい。例えば、別の態様においては、図５Ｆ，５Ｇ及び５Ｈを参照すると、ナノ構造５０１は、基板２０２を水平に支持するために、Ｚ軸に対して任意の適当な量Ψだけ角度をつけられていてもよい。ナノ構造５０１は、後述するように、所定の軸又は摩擦／抵抗の方向に対しても角度をつけられていてもよいことに注意されたい。ナノ構造５０１は、ナノ構造５０１により、例えば基板２０２上において任意の適当な方向で提供される摩擦係数の直接変化に起因する可変摩擦力を提供してもよい。一態様においては、より高い摩擦係数に起因する増大した摩擦力の方向は、運動により生じる、より高い予想慣性負荷に対応するように選択される。
【００４６】
単なる例示の目的で図２Ｂを簡単に参照すると、同図では運搬ロボットが中心軸を中心として矢印２９９の方向に回転されるものであり、増大した摩擦力の方向は、矢印２９９の方向での移動中にパッド２１３Ｐ上に載置されている基板２０２にかかる予想慣性負荷に起因して、矢印２９８の方向であってもよい。例えば、この可変摩擦力は、後述するように各基板支持パッドの軸に沿っていてもよいし、あるいは任意の適当な方向であってもよい。別の態様においては、ナノ構造５０１は、可変摩擦力が２以上の方向で（例えば、方向が互いに対して角度をつけられている場合には２つ以上の軸に沿って）基板２０２に印加されてもよいように配置されてもよい。
【００４７】
単なる例示の目的で図５Ｈを簡潔に参照すると、一態様において、ナノ構造５０１は、基板支持パッド５００からの接触が基板表面２０２Ｓに対して略垂直となるように、ナノ構造５０１の自由端５０１ＦＥが、基板表面２０２Ｓと略一致する表面ＳＰを有する基板接触／装着面ＳＳを規定するよう配列されてもよい。別の態様においては、（表面ＳＰを含む）装着面は、基板支持パッド２１３Ｐの外形が例えば基板支持パッド２１３Ｐと基板２０２と間の摩擦の方向に基板表面に対して角度をつけられるように、基板表面２０２Ｓに対して斜めに配置されてもよい。さらに別の態様においては、装着面は、支持パッド２１３Ｐの外形が基板支持パッド２１３Ｐと基板２０２との摩擦の方向に対して任意の適当な配向を有するように配置されてもよい。
【００４８】
アレイ５００の各ナノ構造５０１は、以下で詳述されるように、炭素材料、プラスチック、カルレッツ４０７９、ステンレス鋼、アルミナ、石英、又は加えられる基板２０２の重量に対応して変形する（例えば、ナノ構造５０１は基板の重量によって偏向する。角度をつけられた柔軟なナノ構造を図示する図５Ｋ及び図５Ｌを参照）あるいは加えられる基板の重量に対応して変形しない（例えば、ナノ構造５０１は基板の重量によっては実質的に偏向しない。角度をつけられた実質的に非柔軟なナノ構造を図示する図５Ｉ及び図５Ｊを参照）任意の他の材料を含むがこれらに限定されない、任意の適当な材料から構成されてもよい。認識されるとおり、ナノ構造用に選択される材料は、搬送されている基板の温度に依存していてもよい。一例として、エンドエフェクタにより搬送される際の基板２０２の温度は、約２５０℃（又はそれ以下）乃至約８００℃（又はそれ以上）であってもよい。エンドエフェクタが熱いすなわち高温の基板（例えば約３００℃又はそれ以上の温度の基板）を搬送できるようにするためには、基板支持パッド２１３Ｐは、エンドエフェクタにより搬送されている基板（例えば、シリコンウエハ、ガラス基板、サファイア基板など）との間に高い摩擦係数を有し得る、耐高温性の材料から構成されてもよい。
【００４９】
図５Ｉ及び図５Ｊ（ならびに図５Ｋ及び図５Ｌ）も参照すると、ナノ構造５０１が、抵抗の方向Ｆｃ（例えば、それに沿ってナノ構造５０１により基板２０２に摩擦力が印加される軸の方向）に角度をつけられて図示されている。一態様においては、抵抗の方向Ｆｃは最大抵抗の方向であってもよい。認識されるとおり、抵抗の方向Ｆｃは、基板支持パッド及び基板２０２のうち１つ以上に対して、所定の単数又は複数の軸に沿って配列されてもよい。別の態様においては、ナノ構造５０１は、例えば抵抗の方向Ｆｃとは略反対の方向など、任意の適当な方向に角度をつけられていてもよい。さらに別の態様においては、抵抗の方向Ｆｃは、ナノ構造５０１の勾配の方向に対して角度をつけられていてもよい。ナノ構造５０１に角度／勾配をつけることによって各ナノ構造５０１と基板２０２との面接触面積を増大させてもよく、それによりナノ構造５０１と基板２０２との間の摩擦係数が高められ得る。一態様においては、アレイ５００のナノ構造５０１は、アレイ５００が印加される基板の重量に実質的に対応して変形しないように構成されてもよい。例えば、ナノ構造５０１は、基板２０２がナノ構造５０１上に載置される前後には、Ｚ軸に対して実質的に角度／勾配αで配置されていてもよい。認識されるとおり、ナノ構造５０１はまた、図５Ｊに示すように、任意の適当な角度α’’だけ抵抗の軸５９９に対して角度をつけられていてもよい。
【００５０】
別の態様においては、図５Ｋ及び図５Ｌも参照すると、アレイ５００のナノ構造５０１は、アレイ５００が、ナノ構造５０１の歪み及び湾曲によって、加えられる基板の重量への高い対応変形性を示すように構成されてもよい。例えば、弛緩（例えばアンロード）状態のときには、ナノ構造５０１はＺ軸に対して角度α（図５Ｉ）で配列されてもよい。ナノ構造５０１が柔軟性のナノ構造である場合には、アレイ５００上に基板２０２をロードすると（例えば基板２０２がナノ構造と接触すると）、ナノ構造が、角度αがα’に変化するように、任意の適当な量だけ偏向してもよい。ナノ構造５０１の偏向又は湾曲の方向は、抵抗の方向Ｆｃであってもよい（例えば、ナノ構造の偏向は、抵抗の方向へのナノ構造の勾配を増大させる）。別の態様においては、ナノ構造５０１の偏向は、抵抗の方向Ｆｃと略反対の方向であってもよい。上述のとおり、ナノ構造５０１は、抵抗の軸５９９に対して、図５Ｌに示されるように任意の適当な角度α’’’だけ角度をつけられていてもよい。
【００５１】
一態様においては、ナノ構造の柔軟性によって、ナノ構造５０１と基板２０２の面（例えば底部及び又は端部）との実質的な界面接触が見込まれるとともに可能となってもよい。このナノ構造５０１と基板２０２との実質的な界面接触により、基板の面内（例えばＸ−Ｙ面内。図３Ａ，３Ｂを参照）で高い動摩擦がもたらされてもよい。基板２０２の重量がナノ構造５０１に及ぼす垂直な負荷は、ナノ構造の負荷周期の全体に亘って正であると思われる点にも注意されたい。例えば、アレイ５００は、基板２０２が、アレイの垂直配列に対して略垂直（例えば基板２１３の表面又はＸ−Ｙ面に対して略垂直）なエンドエフェクタ２１３の移動によって設置されるとき、基板２０２が適当な基板保持位置に設置されている間、圧縮を支持する一方で、実質的に全く引張抵抗（例えば、実質的に全く粘着力）を生じない。
【００５２】
ナノ構造アレイ５００は、マイクロ鋳造又は他の成形工程、アーク放電、レーザ切断、高圧一酸化炭素、及び化学蒸着（ＣＶＤ）を含むがこれらに限られない任意の適当な手法で、パッド２１３Ｐ上に、又は該パッド２１３Ｐと一体に、形成されてもよい。別の態様においては、ナノ構造アレイ５００は、任意の適当な手法でパッド２１３Ｐに貼付された任意の適当な基板上に形成されてもよい。各ナノ構造５０１は、例えばテーパ状の先端５１０（図５Ｂ）、凸状の先端５１１（図５Ｃ及び図５Ｇ）、凹状の先端５１２（図５Ｄ）（又は他の丸みを帯びた先端）、略平坦な先端５１３（図５Ｅ及び図５Ｆ）、及びへら状もしくは張り出した先端（図５Ｈ）など、任意の適当な先端形状を有していてもよい。一態様においては、ナノ構造５０１の先端の形状は、ナノ構造アレイ５００と基板２０２との間に最大限の面接触面積が提供されるように、基板２０２の重量によるナノ構造５０１の対応変形性の度合いに依存してもよい。別の態様においては、ナノ構造５０１の側部が（ナノ構造の先端と基板との接触に代わって又はそれに加えて）、上述のようなナノ構造５０１の柔軟性の結果として、少なくとも部分的に方向性摩擦を提供してもよい。
【００５３】
次に図６Ａ及び６Ｂを参照すると、パッド２１３Ｐは、該パッドが基板２０２の平面又はパッド接触表面に沿ったいずれの方向でも高い摩擦係数を提供するように、協調的にエンドエフェクタ２１３上に配列されてもよい。一態様においては、摩擦力はパッド２１３Ｐにより１つ以上の方向で基板２０２に印加されてもよい。パッド２１３Ｐの各々の配向は、摩擦力が印加される所定の方向に基づいていてもよく、及び／又は所定の摩擦力プロファイルに基づいていてもよい。例えば、図６Ａを参照すると、エンドエフェクタ（実質的にエンドエフェクタ２１３又は２１３’と同様であってもよい）は、エンドエフェクタの表面上に任意の適当な手法で配列された（又はエンドエフェクタと一体に形成された）３つの基板支持パッド６０１乃至６０３を有していてもよい。各基板支持パッド６０１乃至６０３は、パッド６０１乃至６０３のナノ構造５０１が実質的に各方向６１１乃至６１３に沿って摩擦力を提供するように、上述のパッド２１３Ｐと実質的に同様であってもよい。
【００５４】
同じように、図６Ｂを参照すると、別の態様においては、エンドエフェクタは４つの基板支持パッド６２０乃至６２３を有していてもよい。この態様においては、支持パッド６２０乃至６２３は略直交する対となって配列されており（例えばパッド６２０，６２２はパッド６２１，６２３に対して略直角に配列されている）、ここで、パッド６２０乃至６２３は各方向６３０乃至６３３に沿って摩擦力を提供する。摩擦力の方向６１１乃至６１３，６３０乃至６３３は双方向の矢印で図示されているが、個々のナノ構造５０１によって又はパッド５００として集合的に提供される摩擦力は、単方向、双方向、及び／又は互いに対して角度をつけられた複数の方向に作用してもよい。また、パッド６０１乃至６０３，６２０乃至６２３は対称的に配列されているが、別の態様においては（後述するように）、パッドは非対称的に配列されてもよい点にも注意されたい。さらに別の態様においては、パッドは、対称と非対称とを組み合わせた配列を有していてもよい。
【００５５】
この態様においては、パッド６０１乃至６０３は長方形状を有し、摩擦力は実質的にパッドの長手軸に沿って提供される点に注意されたい。別の態様においては、ナノ構造５０１により提供される摩擦力は、パッドに対して任意の適当な一方向又は複数の方向の組み合わせで提供されてもよい。また、別の態様では、パッドは任意の適当な形状を有していてもよい点にも注意されたい。この態様においては、パッド６０１乃至６０３は、該パッドにより提供される摩擦力の方向６１１乃至６１３が互いに対して任意の適当な角度θで配置されるように配列されている。一態様においては、各パッドの力方向６１１乃至６１３は図６Ａに示されるように変化し得る点に注意されたい。ここでは例えばパッド６０２と６０３とが角度θで配置され、パッド６０１がパッド６０２及び６０３に対して角度θ’で配置されている。別の態様においては、各パッドの各力方向間の角度は等角であってもよい。また、図６Ａには３つのパッドが示されているが、別の態様においては任意の適当な数のパッドが用いられてもよいことも理解されるべきである。
【００５６】
基板支持パッド２１３Ｐ，６０１乃至６０３，６２０乃至６２３，６４０乃至６４３，６５０乃至６５５，６７０乃至６７５（図６Ａ乃至６Ｅ）により提供される摩擦力の配列は、例えば、基板２０２がエンドエフェクタ２１３，２１３’により輸送される際に基板２０２に印加される加速度ベクトル（又は他の慣性因子）に依存していてもよい点に注意されたい。例えば、上述のように、各パッドは最大摩擦係数を発生可能な線形軸に沿った方向を有していてもよい。パッド２１３Ｐ，６０１乃至６０３，６２０乃至６２３，６４０乃至６４３，６５０乃至６５５，６７０乃至６７５は、その動作の組み合わせが、実質的に基板２０２の平面Ｐ（図３Ｂ）に沿って基板２０２に印加される加速度ベクトルを相殺できるように、又はそうでなければ該加速度ベクトルに対する高い摩擦係数を提供するように、エンドエフェクタ２１３，２１３’上に、互いに対して所定のパターンで配置されてもよい。基板２０２がエンドエフェクタ上で移動される際に該基板に作用する加速度は、約０．１ｇ（又はそれ以下）乃至約０．３ｇ（又はそれ以上）であってもよい点に注意されたい。
【００５７】
図６Ｂを参照すると、４つの基板支持パッド６２０乃至６２３が示されている。パッド６２０乃至６２３は、上述のパッド２１３Ｐと実質的に同様であってもよい。この態様においては、パッド６２０乃至６２３は、パッド６２０乃至６２３の各々の摩擦力方向６３０乃至６３３が略９０度ずつ離隔するように配列されている。別の態様では、パッドは、基板２０２に印加される任意の適当な摩擦力を提供するために、任意の適当な配列を有していてもよい。
【００５８】
次に図６Ｃ乃至６Ｅを参照すると、基板支持パッド６４０乃至６４３，６５０乃至６５５，６７０乃至６７５の別の例示的な配列が、開示される実施形態の態様に従って図示されている。基板支持パッド６４０乃至６４３，６５０乃至６５５，６７０乃至６７５は、各パッドにより提供される摩擦力が各矢印６４４乃至６４７，６５６乃至６６１，６７６乃至６８１の方向に単方向又は双方向で印加され得る上述のパッドと実質的に同様であってもよい。上述したように、各基板支持パッド６４０乃至６４３，６５０乃至６５５，６７０乃至６７５により提供される摩擦力は２以上の方向に印加されてもよく、また、各矢印６４４乃至６４７，６５６乃至６６１，６７６乃至６８１に沿った印加に限定されない。
【００５９】
図６Ｃに見られるように、対で配列された４つの基板支持パッド６４０乃至６４３がある。別の態様では、対、他のグループ分け、あるいは単独で配列された任意の適当な数の基板支持パッドがあってもよい。パッド６４０，６４２は、それぞれ角度β’，β’’だけ軸ＸＬに対して角度をつけられていてもよい。上述のように、角度β’，β’’は、パッド６４０，６４２の配向が変化するように調整可能／作動可能であってもよい。一態様においては角度β’，β’’は略同一であってもよいが、別の態様においては角度β’，β’’は互いに異なっていてもよい。パッド６４１，６４３は、軸ＸＬに対して任意の適当な角度に配向され得る共通の軸ＸＭに実質的に沿って配列されていてもよい。別の態様においては、パッド６４１，６４３は共通の軸に沿って配列されていなくてもよく、パッド６４０，６４２と任意の適当な角度関係を有していてもよい。
【００６０】
図６Ｄは基板支持パッド配列を図示しており、基板支持パッド６５０乃至６５５は放射状に配列されている。例えば、各パッドの摩擦力が印加される方向は、基板２０２の中心と一致する中心点ＣＰに集中しても、中心点ＣＰから分散しても、あるいは集中と分散との組み合わせであってもよい。６つの基板支持パッド６５０乃至６５５が図示されているが、別の態様においては任意の適当な数の基板支持パッドが提供されてもよいことが理解されるべきである。
【００６１】
認識されるとおり、基板支持パッドは、任意の適当な力プロファイル／方向が提供されるように配列されてもよい。例えば、図６Ｅはパッド６７０乃至６７５を有する基板支持パッド配列を図示しており、ここで各パッドの摩擦力は各方向に沿って（例えば各矢印６７６乃至６８１の方向で）印加される。認識されるとおり、各パッド６７０乃至６７５の各摩擦力方向は、パッド６７０乃至６７５のうちの別のパッドにより提供される１つ以上の他の摩擦力方向とは異なっていてもよい。一態様においては、１つ以上のパッド６７０乃至６７５が実質的に共通の方向に摩擦力を印加してもよい点に注意されたい。
【００６２】
図７Ａ及び７Ｂを参照すると、一態様においては、エンドエフェクタ７１３，７１３’（エンドエフェクタ２１３，２１３’と実質的に同様であってもよい）は任意の適当な数の基板支持パッドを有していてもよく、各基板支持パッドは１つ以上の方向性パッドを含む。例えば、図７Ａを参照すると、エンドエフェクタ７１３は３つの基板支持パッド７０１乃至７０３を備え、ここで各パッドは、パッド６０１乃至６０３と略同じように、あるいは上述の任意の他の適当な配置で配列され得る、３つの方向性パッド７０５乃至７０７を有している。図７Ｂを参照すると、エンドエフェクタ７１３’は、パッド６２０乃至６２３と略同じように、あるいは上述の任意の他の適当な配置で配列され得る４つの方向性パッド７３１乃至７３４を各々が有する、４つの基板支持パッド７２１乃至７２４を備えている。
【００６３】
別の態様においては、図８を参照すると、本明細書に記載の方向性摩擦パッドは、回転チャック８１０を採用する任意の装置などの回転装置８００とともに使用されてもよい。回転チャック装置の一例は基板アライナである。一態様においては、チャック８１０は、上述のものと実質的に同様であってもよい任意の適当な数の基板支持パッド８２０を備えていてもよい。例示の目的で、図８には８つのみのパッド８２０が示されているが、チャック８１０が８つより多い又は少ないパッドを有していてもよいことは理解されるべきである。各パッド８２０は、チャック８１０の回転方向８０１に対して、各パッドのナノ構造５０１により提供される力方向が回転方向８０１の略接線方向となるように配列されてもよい。別の態様においては、パッド８２０は、各パッドの力の方向８２１が回転方向８０１に対して任意の適当な方向関係を有するように配列されてもよい。
【００６４】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、基板を搬送するための基板搬送装置が提供される。この基板搬送装置は、フレームと、該フレームに接続された少なくとも１つの搬送アームと、該少なくとも１つの搬送アームに取付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタと、該少なくとも１つのエンドエフェクタ上に配設された少なくとも１つの基板支持パッドとを備える。該少なくとも１つの基板支持パッドは、増大された摩擦係数から生じる増大された摩擦力を少なくとも１つの所定の方向に作用させる構成を有する。
【００６５】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、力を基板に該基板の平面に略垂直な方向で実質的に提供することなく、方向性摩擦力を該基板の平面内で印加するように構成されている。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、少なくとも１つのエンドエフェクタの各々とモノリシックな構造を形成する。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、摩擦力は方向性摩擦力であり、少なくとも１つの基板支持パッドの各々の摩擦力が作用する方向は、基板の平面に沿った該基板の加速度ベクトルに依存する。
【００６６】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドの各々は少なくとも１つの方向性摩擦パッドを備え、各方向性摩擦パッドは、増大された摩擦係数から生じる増大された摩擦力を少なくとも１つの所定の方向に印加するよう構成された表面特徴を備える。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの方向性摩擦パッドは２つ以上の方向性摩擦パッドを備え、各方向性摩擦パッドの少なくとも１つの所定の方向は１つの共通点に集中する。
【００６７】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは２つ以上の基板支持部を備え、各基板支持パッドの少なくとも１つの所定の方向は少なくとも１つのエンドエフェクタの各々の１つの共通点に集中する。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドの各々は、摩擦力を提供するマイクロスコピックな構造及びナノスコピックな構造のうち１つ以上を備える。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、少なくとも１つの基板支持部の配向が１つの方向から別の方向へと変化するように制御可能である。
【００６８】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、加熱ウエハを支持するよう構成されている。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、基板保持装置が提供される。この基板保持装置は、駆動部と、該駆動部と接続された基板支持部とを備える。該基板支持部は、増大された摩擦係数から生じる増大された摩擦力を少なくとも１つの所定の方向に作用させる構成を有する少なくとも１つの基板支持パッドを備えている。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、駆動部は、回転軸を中心に基板支持部を回転させるよう構成されている。
【００６９】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドの各々の少なくとも１つの所定の方向は、基板支持部の回転に対して接線方向に配向される。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、基板保持装置は駆動部に回転可能に結合された少なくとも１つのアームリンクを備え、少なくとも１つの基板支持部は該少なくとも１つのアームリンクに回転可能に結合される。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、力を基板に該基板の平面に略垂直な方向で実質的に提供することなく、方向性摩擦力を該基板の面内で印加するように構成される。
【００７０】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、少なくとも１つの基板支持部の各々とモノリシックな構造を形成する。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドの各々は少なくとも１つの方向性摩擦パッドを備え、該少なくとも１つの方向性摩擦パッドの各々は、該少なくとも１つの基板支持パッドの各々に対して所定の方向で方向性摩擦力を印加するよう構成された表面特徴を備える。さらなる態様においては、少なくとも１つの方向性摩擦パッドは２つ以上の方向性摩擦パッドを備え、各方向性摩擦パッドの所定の方向は各方向性摩擦パッドの１つの共通点に集中する。
【００７１】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは２つ以上の基板支持部を備え、各基板支持パッドの少なくとも１つの所定の方向は、該少なくとも１つの基板支持部の各々の１つの共通点に集中する。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドの各々は、摩擦力を提供するマイクロスコピックな構造及びナノスコピックな構造のうち１つ以上を備える。
【００７２】
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、少なくとも１つの基板支持部の配向が１つの方向から別の方向へと変化するように制御可能である。
開示される実施形態の１つ以上の態様によれば、少なくとも１つの基板支持パッドは、加熱ウエハを支持するよう構成されている。
【００７３】
前述の記載は単に開示される実施形態の態様を説明するものであることが理解されるべきである。当業者であれば、開示される実施形態の態様から逸脱することなく、様々な代替案及び変形を考え出すことができる。したがって、開示される実施形態の態様は、添付の特許請求の範囲に該当するそのような代替案、変形及び変化のすべてを包含することを意図されている。また、互いに相違する従属請求項又は独立請求項に異なる特徴が記載されているという事実のみでは、これらの特徴の組み合わせが有利に用いられ得ないことを表すものではなく、そのような組み合わせは本発明の態様の範囲内にとどまる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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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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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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