(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット構成要素に接続されるように適合されたベースと、
前記ベース上に配置された空気圧吸引要素と、
を備えるエンドエフェクタ装置であって、
前記空気圧吸引要素が、前記ベースに連結された本体と、内側凹部と、前記内側凹部を囲む環状部を備え、前記本体と前記ベースとの間に配置されている環状フローチャネルと、前記環状フローチャネルと前記内側凹部との間の案内部と、前記環状フローチャネルと前記内側凹部との間に接続され、前記案内部を通過する１つ以上のフローポートと、前記本体の前記内側凹部の内部で上方に延びる支柱に連結されているコンタクトパッドとを備える、エンドエフェクタ装置。
【請求項２】
前記ベース上に配置された複数の空気圧吸引要素を備え、２つの空気圧吸引要素が前記本体と前記ベースによって形成される、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項３】
前記エンドエフェクタが、少なくとも１ｌｂ．の合計吸引力を発生させるように適合されている、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項４】
前記ベースが第一の脚部と第二の脚部とを更に備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項５】
前記ベースが、第一の層と第二の層を含む、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項６】
少なくとも部分的に前記ベースの内部に形成された空気圧通路を備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項７】
前記空気圧通路が、層間に形成される、請求項６に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項８】
前記ベースが、第一の層と第二の層を更に含み、少なくとも一つの空気圧通路が、前記層間に形成され、前記空気圧吸引要素まで延在する、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項９】
前記空気圧吸引要素が、前記ベースに連結するように適合された本体と、前記本体と前記ベースとの間に形成された環状部を備え、空気圧通路を相互連結する環状フローチャネルと、を備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項１０】
前記１つ以上のフローポートが、前記内側凹部の外壁に実質的に接して、前記内側凹部の中へ通る、請求項１に記載のエンドエフェクタ装置。
【請求項１１】
電子デバイス製造システム構成要素間で基板を搬送する基板搬送システムであって、
ロボット構成要素と、
前記ロボット構成要素に連結されたエンドエフェクタであって、
ロボット構成要素に接続されるように適合されたベースと、
前記ベース上に配置された空気圧吸引要素と、
を含むエンドエフェクタと、
を備え、前記空気圧吸引要素が、前記ベースに連結された本体と、内側凹部と、前記内側凹部を囲む環状部を備え、前記本体と前記ベースとの間に配置されている環状フローチャネルと、前記環状フローチャネルと前記内側凹部との間の案内部と、前記環状フローチャネルと前記内側凹部との間に接続され、前記案内部を通過する１つ以上のフローポートと、前記本体の前記内側凹部の内部で上方に延びる支柱に連結されているコンタクトパッドとを備える、基板搬送システム。
【請求項１２】
前記ベースの中に少なくとも部分的に形成された一つ以上の空気圧通路を備える、請求項１１に記載の基板搬送システム。
【請求項１３】
前記一つ以上の空気圧通路に連結された空気圧供給システムを備える、請求項１２に記載の基板搬送システム。
【請求項１４】
前記空気圧吸引要素と、前記ベース上に配置されている少なくとも一つの別の空気圧吸引要素と、を備える、請求項１１に記載の基板搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
［０００１］本出願は、２０１３年９月２６日に、「ＰＮＥＵＭＡＴＩＣ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ，ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＩＮＧ  ＳＵＳＢＴＲＡＴＥＳ」（代理人整理番号２１２３２／Ｌ）の名称で出願された米国特許仮出願第６１／８８２，７８７号に基づく優先権を主張し、ここに引用により全ての目的のため本出願に組み入れられる。
【０００２】
［０００２］本発明は、電子デバイスの製造に関し、より具体的には、基板を搬送するためのエンドエフェクタ装置、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］電子デバイス、生産物、及びメモリ品の製造において、そのような半導体ウェハへの前駆体品（例えば、基板−パターン形成された基板及びパターン形成されていない基板の両方）が、製造設備の様々な構成要素の間で、及びロボット装置のツールの内部で、搬送され得る。例えば、搬送は、移送チャンバの中で一つのプロセスチャンバから別のプロセスチャンバへ、又はロードロックからプロセスチャンバへ、又は基板キャリアからクラスタツールのファクトリインターフェースのロードポートへ、などであってよい。そのようなロボット搬送中、速度と精度を伴った基板の運動と配置が望まれる。エンドエフェクタ上での基板のいかなる滑りも、不要な微粒子を発生させ得、時間のかかり得る不整合の修正を必要とし得る。
【０００４】
［０００４］従って、電子デバイスの製造において基板を搬送するための効率的なシステム、装置、及び方法が、求められている。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］第一の態様によれば、電子デバイス製造システムの中のシステム構成要素間で基板を搬送するためのエンドエフェクタ装置が、提供される。エンドエフェクタ装置は、ロボット構成要素に接続されるように適合されたベース、及びベース上に配置された空気圧吸引要素を含む。
【０００６】
［０００６］他の態様において、電子デバイス製造システム構成要素間で基板を搬送するための基板搬送システムが、提供される。基板搬送システムは、ロボット構成要素、及びロボット構成要素に連結されたエンドエフェクタを含み、エンドエフェクタは、ロボット構成要素に接続されるように適合されたベース、及びベース上に配置された空気圧吸引要素を含む。
【０００７】
［０００７］更に別の態様において、電子デバイス製造システムの構成要素間で基板を搬送する方法が、提供される。本方法は、１つ以上の空気圧吸引要素及び３つ以上のコンタクトパッドを有する、ロボット構成要素に連結されたエンドエフェクタを提供すること、基板を３つ以上のコンタクトパッド上で支持すること、及び１つ以上の空気圧吸引要素の作用によって吸引力を発生させ、基板を引き寄せて、少なくとも３つのコンタクトパッドとの接触を、重力によって与えられる接触を超えて増加させること、を含む。
【０００８】
［０００８］多数の他の態様が、本発明のこれらおよび他の実施形態に従って提供される。本発明の実施形態の他の特徴及び態様が、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面からより十分に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態による、空気圧吸引要素を含むエンドエフェクタの透視図を示す。
【図２】実施形態による、露出された空気圧チャネル（カバーが取り外されている）を含むエンドエフェクタベースの実施形態の一部分の透視下面図を示す。
【図３Ａ】図１の断面線３Ａ−３Ａに沿って見たエンドエフェクタの空気圧吸引要素の部分断面図を示す。
【図３Ｂ】実施形態による、エンドエフェクタ装置の吸引要素の透視図である。
【図４】実施形態による、１つ以上の空気圧吸引要素を有するエンドエフェクタを含む電子デバイス処理システムの上面概略図を示す。
【図５】実施形態による、電子デバイス製造システムの構成要素間で基板を搬送する方法を示すフローチャートである。
【図６Ａ】実施形態による、１つ以上の空気圧吸引要素を有する他のエンドエフェクタの様々なアセンブリ及び部品図を示す。
【図６Ｂ】実施形態による、１つ以上の空気圧吸引要素を有する他のエンドエフェクタの様々なアセンブリ及び部品図を示す。
【図６Ｃ】実施形態による、１つ以上の空気圧吸引要素を有する他のエンドエフェクタの様々なアセンブリ及び部品図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［０００１６］電子デバイス製造プロセスは、最終のデバイスを生産するために、半導体ウェハ、ガラス板、マスクなど（全てのそのような前駆体品は、本書において、「基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」又は「基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）」と呼ばれる）の、種々の前駆体品を使用する。製造プロセス及びシステム内での一つの場所から他の場所への基板の搬送中に、基板は、エンドエフェクタ（「ブレード」と呼ばれることもある）によって運ばれ得る。基板は、搬送中、エンドエフェクタに載っており、ブレードと基板との間の滑りが減少又は除去されることが望まれ得る。横方向の運動を受けるときに、エンドエフェクタと基板との間のそのような相対的な滑り運動を減少又は除去することは、位置決めの誤りを減らし、滑りが実際に起こったときに、再位置決め時間（例えば、位置合わせ誤り修正時間）を減らし、更に、ツール、他のシステム部品、及び基板を汚染するのを助長し得る微粒子の発生を減少させ得る。
【００１１】
［０００１７］基板をエンドエフェクタにクランプで固定する又は他の方法で付着させるために、適切な下方への吸引力が与えられる場合、エンドエフェクタ及び固定された基板の加速（例えば、垂直方向及び／又は横方向の加速）が増加し得るということを、本書で発明者は発見した。この場合、基板が種々のシステム構成要素間をより速く移動し得るので、処理スループットの増加をもたらし得、電子デバイス製造コストの低下につながる可能性がある。更に、微粒子の発生が減少し得、プロセス歩留まりの改善につながり得る。加えて、クランプ固定又は付着機構が容易に動作可能及び解除可能であることもまた、望まれ得る。
【００１２】
［０００１８］第一の態様によれば、エンドエフェクタ装置の１つ以上の実施形態は、その上に１つ以上の空気圧吸引要素（図示された実施形態においては複数）を有するベースを含み得る。空気圧要素は、基板をエンドエフェクタのコンタクトパッドに引き付ける付着力を増加させるように動作可能であり得る。このように、エンドエフェクタ及び固定された基板のより速い運動が、１つ以上の空気圧要素を用いることによって、実行され得る。
【００１３】
［０００１９］他の態様によれば、基板搬送システムが提供される。基板搬送システムは、ロボットリスト、ロボットアーム、及び／又は一連のロボット構成要素などのロボット部材、並びにロボット部材に連結された１つ以上の空気圧吸引要素を含むエンドエフェクタ装置を含み得る。１つ以上の空気圧吸引要素を含むエンドエフェクタは、エンドエフェクタと基板の間の滑りが、垂直方向の及び／又は横方向の運動の間、減少又は除去され得るように、適切に大きな付着力（「チャッキング力」と呼ばれることもある）を発生させ得る。場合によっては、基板に対して１ポンドより大きい吸引力が、達成され得る。
【００１４】
［０００２０］１つ以上の空気圧吸引要素を含むエンドエフェクタ装置、基板搬送システム、並びに電子デバイス製造システムの構成要素間で基板を搬送し、エンドエフェクタ及びシステムを動作させる方法についてのこれら及び他の実施形態が、図１〜図６Ｃを参照して以下に記載される。同様な要素を示すために、同様な数字が、明細書を通じて用いられる。
【００１５】
［０００２１］図１〜図３Ｂは、本発明の１つ以上の実施形態による、エンドエフェクタ１００及びその種々の構成要素を示す。エンドエフェクタ１００は、ロボット構成要素（図示せず）に取り付けられるように適合された第一の端部、並びに第一の脚部１０６及び第二の脚部１０７を含む、第一の端部の反対端の第二の端部を含むベース１０２を含む。ベース１０２は、示されているように、実質的に平面であり得、約０．１１８インチ（３ｍｍ）〜約０．１５７インチ（４ｍｍ）の厚さを有し得、例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼又はセラミックなどの適当な材料から製造され得る。他の材料及び寸法が、基板サイズ及びエンドエフェクタ１００が曝され得る処理温度に応じて、用いられ得る。
【００１６】
［０００２２］ベース１０２並びに第一の脚部１０６及び第二の脚部１０７は、例えば、基板支持体（例えば、プロセスチャンバのリフトピン（図示せず））のそばを通り過ぎるのに適合するように、できるだけ幅が広くてもよい。エンドエフェクタ１００は、締め具（例えば、ボルト、ねじ、リベット、クランプ、クイックディスコネクト、又は同様なもの）によるなどの、任意の適切な手段によって、第一の端部で、ロボット構成要素１０９（例えば、図４に点々で示されたロボットリスト又は任意選択でロボットアームに）に取り付けられ得る。
【００１７】
［０００２３］１つ以上の空気圧吸引要素（例えば、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄ）が、機械的締め付け又は凹部によってベース１０２に配置され得る。４つの空気圧吸引要素が示されているが、望まれる追加の付着力のレベルに応じて、わずかに１つ及び４つ以上もの数が設けられてもよい。図示されたエンドエフェクタ１００の中に、複数の空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄが、ベース１０２上に配置されている。複数の空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄは、適当な間隔で設けられてもよい。例えば、図示された実施形態において、第一の空気圧吸引要素１０５Ａが、第一の脚部１０６上に第一の脚部の先端１０６Ｔに近接して設けられ得る。第二の空気圧吸引要素１０５Ｂが、第二の脚部１０７上に第二の脚部の先端１０７Ｔに近接して設けられ得る。第三の空気圧吸引要素１０５Ｃ、及び第四の空気圧吸引要素１０５Ｄさえもが、接続部１０８に近接してベース１０２上に設けられ得る。接続部１０８は、ロボット構成要素１０９（点線で示される）に連結するように適合される。本書で更に論じられように、エンドエフェクタ１００は、基板３４５をエンドエフェクタ１００上に保持するために、供給される吸引により、少なくとも１ｌｂ．（少なくとも１．１Ｎ）の下向きの合計吸引力を発生させるように適合される（図４参照）。幾つかの実験に基づく実施形態において、およそ６０ｐｓｉの流れにおける各空気圧吸引要素によって約４．３Ｎが生成され得るということが、推定された。同様に、４０ｐｓｉの流れで、約０．４３ｌｂ．（約１．９Ｎ）の力が、生成され得る。それゆえ、４つの空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄを用いて、４０ｐｓｉで動作させることにより、おそらくは約１．７ｌｂ．（約０．４３ｌｂ．ｘ４＝１．７ｌｂ．（約７．５Ｎ））の付着力を発生させ得る。
【００１８】
［０００２４］エンドエフェクタ１００は、ベース１０２の内部に形成される１つ以上の空気圧通路（例えば、１１１Ａ〜１１１Ｄ）を含んでもよい。描かれているように、４つの空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄが、設けられている。空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄは、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄに接続し、空気流を供給する。通路１１１Ａ〜１１１Ｄは、溝１１２Ａ〜１１２Ｄ及び溝の上に受け入れられる１つ以上のカバー１１４（１つのカバー１１４だけが図２に示される）のアセンブリによって形成され得る。溝１１２Ａ〜１１２Ｄは、図２に示されるように、ベース１０２の下面に形成され得る。それ故、空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄは、ベース１０２の層間に形成され得る。カバー１１４（１つのみが示されている）が、ベース１０２の中の溝１１２Ａ〜１１２Ｄを囲む凹んだポケットの中に受け入れられ、その中に固定され得る。固定は、締め具、ブレージング、接着剤などによってなされ得る。従って、描かれている実施形態において、ベース１０２の中の空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄは、中に溝１１２Ａ〜１１２Ｄが形成された第一の層及びカバー１１４を含む第二の層からなり得る。従って、空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄは、ベース１０２の層間などの、層間に形成され得る。空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄに接続するための他の適当な構造及び導管が、用いられてもよい。
【００１９】
［０００２５］幾つかの実施形態において、空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄが、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄに伸びて、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄを相互連結し得る。各空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄは、主連結部１１５に相互連結し得る。主連結部１１５は、主空気圧供給チャネル１１６（図１に点線で示される）に連結し得、これは、空気圧通路１１１Ａ〜１１１Ｄ及びそれ故に空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄを空気圧供給システム１１８に接続し得る。幾つかの実施形態において、主空気圧供給チャネル１１６は、エンドエフェクタ１００が取り付けられるロボットの様々なアーム構成要素を通過し得る。
【００２０】
［０００２６］主空気圧供給チャネル１１６を通る流れ、及びそれ故に、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄによって基板に加えられる吸引力のレベルが、空気圧供給システム１１８によって制御され得る。空気圧供給システム１１８は、空気圧源１２０、１つ以上のバルブ１２２、及びコントローラ１２４を含み得る。空気圧源１２０は、ポンプ、リザーバ、アキュムレーター、及び／又は他の適当な空気圧部品を含み、約２５ｓｌｍ〜約９０ｓｌｍの流量を供給し得る。他の流量及びガス流を制御する手段が、用いられてもよい。流れは、空気圧供給システム１１８によって出したり止めたりしてもよいし、又は流量は他の方法で制御又は調整されてもよい。
【００２１】
［０００２７］次に、図３Ａと図３Ｂを参照し、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄの詳細が、説明される。空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄの各々が、ここに記載された空気圧吸引要素１０５Ａと同一であってもよい。示されているように、空気圧吸引要素１０５Ａは、ベース１０２に連結するように適合され、案内部３２６を有する本体３２５、内側凹部３２８、及び内側凹部３２８と交差し、内側凹部３２８の中へ通る１つ以上のフローポート３３０Ａ〜３３０Ｃを備える。描かれている実施形態において、フランジ部３３２が設けられてもよい。示されているように、空気圧吸引要素１０５Ａは、本体３２５とベース１０２の中に形成された空洞３３４との間に形成された環状フローチャネル３３３を含む。環状フローチャネル３３３は、ベース１０２の中に形成された空気圧通路１１１Ａに相互連結し、そこから空気流を受け取る。図３Ａに示されるように、カバー１１４及びベース１０２の主プレート３３５が、空気圧通路１１１Ａを形成し得る。
【００２２】
［０００２８］描かれた実施形態において、３つのフローポート３３０Ａ〜３３０Ｃが示される。しかしながら、より少ないフローポートが用いられてもよいし、より多いフローポートが用いられてもよい。フローポート３３０Ａ〜３３０Ｃは、環状フローチャネル３３３と内側凹部３２８との間を接続する。詳細には、フローポート３３０Ａ〜３３０Ｃは、内側凹部３２８の外壁３３６と交差する。描かれた実施形態において、１つ以上のフローポート３３０Ａ〜３３０Ｃが、内側凹部３２８の中へ通り、内側凹部３２８の外壁３３６で流れを射出するように構成される。例えば、フローポート３３０Ａ〜３３０Ｃは、流れが内側凹部３２８の外壁３３６に接する仕方で内側凹部３２８に入るような角度にしてもよい。このようにして、フローポート３３０Ａ〜３３０Ｃを通過する流れは、内側凹部３２８の中で循環的に周回する渦状の流れのパターンを設定し得る。
【００２３】
［０００２９］示されているように、本体３２５が空洞３３４の中に受け入れられ得、フランジ部３３２が設けられ、Ｏリングシールなどのシール３３８と密閉接触し得る。締め具３４０が、空気圧吸引要素１０５Ａをベース１０２に固定し得る。
【００２４】
［０００３０］追加的に、空気圧吸引要素１０５Ａは、基板３４５（一部しか示されていない）をベース１０２から適当な距離だけ間隔を置いて配置するためのコンタクトパッド３４２を含んでもよい。描かれた実施形態において、コンタクトパッド３４２は、本体３２５に、例えば、内側凹部３２８の内部で上方に伸びる支柱３４６に、連結されている。図１及び図２の描かれた実施形態において、コンタクトパッド３４２の数は、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄごとに１つのコンタクトパッドから本質的に構成され得る。他の実施形態において、コンタクトパッド３４２は、適当な場所で、すなわち、空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄと異なる場所で、ベース１０２に連結されてもよいし、ベース１０２と一体であってもよい。
【００２５】
［０００３１］コンタクトパッド３４２は、円形、長円形、正方形、六角形、八角形又は長方形などの、任意の適当な形状（上面図において）であってもよい。他の形状が用いられてもよい。描かれた実施形態において、２つのコンタクトパッド３４２が、第一の脚部１０６及び第二の脚部１０７の上などに、横方向に間隔を置いて配置され得、少なくとももう１つが、ベース１０２上の他の場所に設けられてもよい。描かれた実施形態において、コンタクトパッド３４２は、空気圧吸引要素１０５Ａの実質的に中心線上に配置されてもよい。幾つかの実施形態において、コンタクトパッド３４２は、基板３４５との少なくとも３点接触を提供し得、それにより、基板３４５とベース１０２の上面との間に間隙を提供し得る。幾つかの実施形態において、間隙は、約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍであり得る。例えば、０．１５ｍｍ未満の、又は０．１０ｍｍ未満でさえある、又は０．９ｍｍ未満でさえある間隙が、用いられてもよい。他の間隙寸法が用いられてもよい。
【００２６】
［０００３２］コンタクトパッド３４２は、溶接、圧入、接着、ネジ締め、ボルト締め、又は他の機械的締め付けなどの任意の適当な手段によって、本体３２５に固定され得る。コンタクトパッド３４２は、平坦な輪郭であってもよいし、ドーム形の輪郭であってもよい。
【００２７】
［０００３３］図４は、電子デバイス製造システム構成要素間で基板３４５（点線で示される）を搬送するように適合された基板搬送システム４００を示す。基板搬送システム４００は、ロボットリスト要素又は他の可動性ロボット要素すなわちアームなどの、ロボット構成要素１０９を含む。描かれた実施形態において、ロボット構成要素１０９は、描かれた実施形態においてメインフレームハウジング４５４の移送チャンバ４５２の中に設けられ得るロボット４５０の構成要素（例えば、ロボットリスト部材）であり得る。ロボット４５０及び連結されたエンドエフェクタ１００は、クラスタツールの種々のチャンバへ及びチャンバから、例えば、プロセスチャンバ４５５Ａ〜４５５Ｆへ及びから、並びにロードロックチャンバ４５６Ａ、４５６Ｂへ及びから、基板３４５（図４において点線で示される）を搬送するように構成され適合され得る。ロボット構成要素１０９に連結されたエンドエフェクタ１００は、本書に記載の１つ以上の空気圧吸引要素１０５Ａ〜１０５Ｄを含むエンドエフェクタ１００のうちの任意のものであってよい。
【００２８】
［０００３４］示されているように、エンドエフェクタ１００の主連結部１１５（図１）に連結し得る主空気圧供給チャネル１１６は、ロボット構成要素１０９及びアーム４５８、４６０などの、ロボット４５０の種々の構成要素を通過し、空気圧供給システム１１８に連結し得る。
【００２９】
［０００３５］ロボット４５０は、３リンクロボット、４リンクロボット、水平多関節ロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）ロボット、又は独立制御可能アームロボットなどの、任意の形状のロボットであってよい。他のタイプのロボットが用いられてもよい。ロボット４５０は、例えば、メインフレームハウジング４５４に取り付けられるように適合された支持ベースを含んでもよい。任意選択で、本書に記載のエンドエフェクタ１００を含むファクトリインターフェースロボット４６１（点線ボックスで示される）が、ファクトリインターフェース４６２のロードポートに連結された基板キャリア４６４及びロードロックチャンバ４５６Ａ、４５６Ｂから基板を搬送するために、ファクトリインターフェース４６２において用いられてもよい。幾つかの実施形態において、ロボット４５０、４６１は、垂直（Ｚ軸）運動能力を含み得る。Ｚ軸に沿ったエンドエフェクタ１００の垂直運動は、例えば、プロセスチャンバ（例えば、プロセスチャンバ４５５Ａ〜４５５Ｆのうちの任意の１つ以上）の中のリフトピン上に、又は基板キャリア４６４若しくはロードロックチャンバ４５６Ａ、４５６Ｂのスロット上に基板３４５を配置するなどによって、基板支持体上への基板３４５の配置を達成するために、用いられ得る。ロボット４５０、４６１は、ベルト又は他の伝達部品によって接続及び駆動され得る任意の数のロボットアームを含んでよい。ロボットコントローラ（図示せず）が、エンドエフェクタ１００の動きを制御するために、ロボット４５０、４６１に適切な制御信号を与え得る。空気圧供給システム１１８のコントローラ１２４（図１）は、ロボットコントローラと一体であってもよいし、さもなければ、基板３４５の搬送を遂行するために、ロボットコントローラと通信してもよい。
【００３０】
［０００３６］エンドエフェクタ１００は、基板３４５を搬送するように適合された任意の適当なロボット４５０、４６１での使用に適合され得る。例えば、エンドエフェクタ１００は、米国特許第５，７８９，８７８号、第５，８７９，１２７号、第６，２６７，５４９号、第６，３７９，０９５号、第６，５８２，１７５号、及び第６，７２２，８３４号、並びに米国特許出願公開第２０１０／０１７８１４７号、第２０１３／００３９７２６号、第２０１３／０１４９０７６号、第２０１３／０１１５０２８号、及び第２０１０／０１７８１４６号に記載されたロボットでの使用に適合され得る。同様に、エンドエフェクタ１００は、他のタイプ及び構成のプロセスチャンバでの使用に適合され得る。
【００３１】
［０００３７］図５は、電子デバイス製造システム（図４参照）の構成要素間で基板を搬送する方法５００を示す。本方法５００は、５０２において、ロボット構成要素（例えば、リスト部材又は他のロボット構成要素などの、ロボット構成要素１０９）に連結されたエンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタ１００）であって、１つ以上の空気圧吸引要素（例えば、空気圧吸引要素１０５Ａ，１０５Ｂ、１０５Ｃ、及び／又は１０５Ｄ）並びに３つ以上のコンタクトパッド（例えば、コンタクトパッド３４２）を有するエンドエフェクタを用意することを含む。
【００３２】
［０００３８］本方法５００は、５０４において、基板（例えば、基板３４５）を３つ以上のコンタクトパッド上で支持することを更に含み、５０６において、１つ以上の空気圧吸引要素の作用によって吸引力を発生させ、基板を引き寄せて、少なくとも３つのコンタクトパッドとの接触を、重力によって与えられる接触を超えて増加させることを更に含む。重力によって与えられる下向きの力を超えて、吸引力によって与えられる追加の下向きの力は、１ｌｂ．（約４．４５Ｎ）以上であり得る。
【００３３】
［０００３９］図６Ａ〜図６Ｃは、エンドエフェクタ６００及びその様々な構成要素の他の実施形態を示す。エンドエフェクタ６００は、ロボット構成要素（図示せず）に取り付けられるように適合された第一の端部、並びに第一の脚部６０６及び第二の脚部６０７を含む、第一の端部の反対端にある第二の端部を含むベース６０２を含む。ベース６０２は、示されているように、実質的に平面であってよく、上記のような厚さを有し、上記のような材料で作られ得る。
【００３４】
［０００４０］エンドエフェクタ１００は、締め具（例えば、ボルト、ねじ、リベット、クランプ、クイックディスコネクト、又は同様なもの）によるなどの、任意の適切な手段によって、ロボット構成要素１０９に（例えば、図４に示されるようなロボットリスト又はロボットアームに）取り付けられ得る。
【００３５】
［０００４１］１つ以上の空気圧吸引要素が、機械的締め付け、ブレージング、又は凹部へのはめ込みによってベース６０２上に配置され得る。２つの空気圧吸引要素６０５Ａ，６０５Ｂが示されているが、重力によって与えられる付着力を超えて望まれる追加の付着（例えば、吸引）力の程度に応じて、わずかに１つの空気圧吸引要素が設けられてもよいし、４つ以上もの空気圧吸引要素が設けられてもよい。描かれたエンドエフェクタ６００において、空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂが、ベース６０２上に配置されている。空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂは、脚部６０６、６０７上以外のベース６０２上に設けられてもよい。
【００３６】
［０００４２］エンドエフェクタ６００は、その中に形成された１つ以上の空気圧通路（例えば、６１１Ａ、６１１Ｂ）を含み得る。描かれているように、空気圧通路６１１Ａ、６１１Ｂは、空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂにおいて空気流を供給する。通路６１１Ａ、６１１Ｂは、ベース６０２に形成された溝６１２Ａ、６１２Ｂ及び本体６２５に形成された溝６１２Ｃ、６１２Ｄのアセンブリによって形成され得る。従って、空気圧通路６１１Ａ、６１１Ｂは、ベース６０２の層と本体６２５の層との間に形成され得る。本体６２５は、ベース６０２に形成された凹んだポケットの中に受け入れられ得る。固定が、締め具又は接着剤などによってなされ得る。
【００３７】
［０００４３］幾つかの実施形態において、空気圧通路６１１Ａ、６１１Ｂが、空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂに伸びて、空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂを相互連結し得る。各空気圧通路６１１Ａ、６１１Ｂは、主連結部６１５に相互連結し得る。主連結部６１５は、図１に示される主空気圧供給チャネル１１６などの、主空気圧供給チャネルに連結し得る。
【００３８】
［０００４４］再び図６Ａ〜図６Ｃを参照して、空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂの詳細を説明する。空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂの各々は、同じであり得るが、鏡像であり得る。示されているように、空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂは、ベース６０２に連結するように適合された本体６２５を備える。本体６２５とベース６０２は、案内部６２６、内側凹部６２８、及び内側凹部６２８と交差し、内側凹部６２８の中へ通る１つ以上のフローポート６３０Ａ〜６３０Ｄを形成する。
【００３９】
［０００４５］描かれている実施形態において、フランジ部６３２が設けられてもよい。示されているように、空気圧吸引要素６０５Ａ、６０５Ｂは、各々、本体６２５とベース６０２との間に形成され、空気圧通路６１１Ａ、６１１Ｂを相互連結する環状フローチャネル６３３を含む。
【００４０】
［０００４６］描かれた実施形態において、４つのフローポート６３０Ａ〜６３０Ｄが示される。しかしながら、より少ないフローポートが用いられてもよいし、より多いフローポートが用いられてもよい。フローポート６３０Ａ〜６３０Ｄは、環状フローチャネル６３３と内側凹部６２８との間を接続し、その間にフローポートを提供する。詳細には、フローポート６３０Ａ〜６３０Ｄは、内側凹部６２８の外壁６３６と交差する。描かれた実施形態において、１つ以上のフローポート６３０Ａ〜６３０Ｄが、内側凹部６２８の中へ通り、内側凹部６２８の外壁６３６でガス流を射出するように構成される。例えば、フローポート６３０Ａ〜６３０Ｄは、ガス流が内側凹部６２８の外壁６３６に実質的に接する仕方で内側凹部６２８に入るような角度にしてもよい。このようにして、フローポート６３０Ａ〜６３０Ｄを通過する流れは、内側凹部６２８の中に渦状のガス流パターンを設定し、これは基板６４５（図６Ａに点線で示される）に対して下向きの力を生じ得る。
【００４１】
［０００４７］示されているように、本体６２５は、ベース６０２の空洞の中に受け入れられ得、溶接、ブレージング、接着剤、締め具などによって、本体と密閉接触し得る。
【００４２】
［０００４８］追加的に、ベース６０２は、基板６４５をベース６０２から適当な距離だけ間隔を置いて配置するためのコンタクトパッド６４２を含み得る。ある数のコンタクトパッド６４２は、３つ以上を含んでもよく、適当な場所でベース６０２に連結されてもよいし、又はベースと一体であってもよい。
【００４３】
［０００４９］コンタクトパッド６４２は、円形、長円形、正方形、六角形、八角形又は長方形などの、任意の適当な形状（上面図において）であってもよい。他の形状が用いられてもよい。好ましくは、２つのコンタクトパッド６４２が、脚部６０６、６０７の上などに、横方向に間隔を置いて配置されてもよく、少なくとももう１つが、ベース６０２上の他の場所に設けられてもよい。描かれた実施形態において、コンタクトパッド６４２は、基板６４５との少なくとも３点接触を提供し、それにより、基板６４５とベース６０２の上面との間に間隙を提供する。幾つかの実施形態において、間隙は、約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍであり得る。例えば、０．１５ｍｍ未満の、又は０．１０ｍｍ未満でさえある、又は０．９ｍｍ未満でさえある間隙が、用いられてもよい。他の間隙寸法が用いられてもよい。コンタクトパッド６４２は、平坦な輪郭であってもよいし、ドーム形の輪郭であってもよい。
【００４４】
［０００５０］上記の説明は、本発明の例示的な実施形態のみを開示する。本発明の範囲に入る、上記で開示されたシステム、装置、及び方法の修正は、当業者にとって容易に明らかであろう。従って、本発明は、その幾つかの実施形態に関連して開示されたが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲によって定められるような本発明の範囲に入り得るということが、理解されるべきである。
【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４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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