(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個以上の加工材を保持するシステムであって、
該システムがキャリアを備え、該キャリアが、
・格子状に並べられた複数の壁であって、それらのうち４個の壁がセルの外周を定め、該セルが加工材を保持するように構成された、該複数の壁と、
・前記外周の第１の側面に沿って設置された１個の位置合わせピンと、
・前記外周において前記第１の側面に隣接しかつ垂直な位置にある第２の側面に沿って設置された１個の位置合わせピンと、
・前記外周において前記第１の側面及び前記第２の側面とそれぞれ対向する第３の側面及び第４の側面に沿って位置付けされた可動突起であって、各々が開口を有する、該可動突起と、
・前記可動突起が自然の状態で前記外周内に付勢されるよう、各々の前記可動突起と連携する付勢部材と、
を備え、
前記システムがアクチュエータをさらに備え、
該アクチュエータが、各々の前記可動突起の前記開口に入り込むよう構成され、かつ、前記可動突起を前記外周から離して保持位置に動かすよう構成されており、
器具を備え、該器具が、
・前記キャリアが配置される上段プレートと、
・第１のリニアアクチュエータと連携し、その場所から上向きに伸長する前記アクチュエータを備えた可動なアクチュエータプレートと、を備え、
前記アクチュエータの第１のグループは第１の高さを有し、
前記アクチュエータの第２のグループは前記第１の高さより低い第２の高さを有する、システム。
【請求項２】
請求項１のシステムであって、
前記第１の側面及び前記第２の側面に沿って位置付けされた追加の複数の可動突起をさらに備え、前記追加の複数の可動突起が自然の状態で前記外周から離れる方向に付勢されるよう、各々が追加の付勢部材と連携するシステム。
【請求項３】
請求項２のシステムであって、
前記追加の可動突起は各アクチュエータがそれぞれ入り込む開口を有し、該アクチュエータはそれぞれ前記追加の可動突起の一つを前記外周に向かって前記追加の可動突起の保持位置に動かすシステム。
【請求項４】
請求項２のシステムであって、
前記第１の側面に隣接する第２のセルをさらに備え、前記第１の側面に沿った前記追加の可動突起は前記隣接する第２のセルで前記第３の側面に沿った前記可動突起として機能するシステム。
【請求項５】
請求項１のシステムであって、
前記セルの底部に設置されたプラテンをさらに備え、前記プラテンは、前記加工材を前記セルから取外すためリフトピンが伸長される開口を少なくとも１個以上の備えたシステム。
【請求項６】
請求項１のシステムであって、
前記器具が、
・第２のリニアアクチュエータと連携し、前記キャリアから前記加工材を持ち上げるためにその場所から伸長するリフトピンを備えた可動なリフトプレートと、を備えるシステム。
【請求項７】
請求項１のシステムであって、
前記アクチュエータの前記第１のグループの一つは前記第４の側面の前記可動突起の前記開口に位置合わせされ、
前記アクチュエータの前記第２のグループの一つは前記第３の側面の前記可動突起の前記開口に位置合わせされ、
前記可動アクチュエータプレートが前記キャリアから離れるとき、前記第４の側面の前記可動突起が前記アクチュエータの前記第１のグループから係脱された状態になる前に、前記第３の側面の前記可動突起が前記アクチュエータの前記第２のグループから係脱された状態になるようにした、システム。
【請求項８】
少なくとも１個以上の加工材を保持するシステムであって、
該システムがキャリアを備え、該キャリアが、
・格子状に並べられた複数の壁であって、それらのうち４個の壁がセルの外周を定め、該セルが加工材を保持するように構成された、該複数の壁と、
・前記外周の第１の側面に沿って設置された１個の位置合わせピンと、
・前記外周において前記第１の側面に隣接しかつ垂直な位置にある第２の側面に沿って設置された１個の位置合わせピンと、
・前記外周において前記第１の側面及び前記第２の側面とそれぞれ対向する第３の側面及び第４の側面に沿って位置付けされた可動突起であって、各々が開口を有する、該可動突起と、
・前記可動突起が自然の状態で前記外周内に付勢されるよう、各々の前記可動突起と連携する付勢部材と、
を備え、
前記システムがアクチュエータをさらに備え、
該アクチュエータが、各々の前記可動突起の前記開口に入り込むよう構成され、かつ、前記可動突起を前記外周から離して保持位置に動かすよう構成されており、
前記第１の側面及び前記第２の側面に沿って位置付けされた追加の複数の可動突起をさらに備え、前記追加の複数の可動突起が自然の状態で前記外周から離れる方向に付勢されるよう、各々が追加の付勢部材と連携し、
前記第１の側面に隣接する第２のセルをさらに備え、前記第１の側面に沿った前記追加の可動突起は前記隣接する第２のセルで前記第３の側面に沿った前記可動突起として機能するシステム。
【請求項９】
少なくとも１個以上の加工材を保持するキャリアであって、
格子状に並べられた複数の壁であって、それらのうち４個の壁がセルの外周を定め、該セルが加工材を保持するように構成された、該複数の壁と、
前記外周の第１の側面に沿って設置された１個の位置合わせピンと、
前記外周において前記第１の側面に隣接しかつ垂直な位置にある第２の側面に沿って設置された１個の位置合わせピンと、
前記外周において前記第１の側面及び前記第２の側面とそれぞれ対向する第３の側面及び第４の側面に沿って位置付けされた可動突起であって、保持位置と自然の状態で付勢される位置とを有する、該可動突起と、
前記自然の状態で付勢される位置にあるとき、前記可動突起が自然の状態で前記外周内に付勢されるよう、各々の前記可動突起と連携する付勢部材と、
を備え、
前記第１の側面及び第２の側面に沿って位置付けされた追加の可動突起をさらに備え、前記追加の可動突起が、前記自然の状態で付勢される位置で、自然の状態で前記外周から離れる方向に付勢されるよう、追加の付勢部材とそれぞれ連携し、
前記第１の側面に隣接する第２のセルをさらに備え、前記第１の側面に沿った前記追加の可動突起は前記隣接する第２のセルで前記第３の側面に沿った前記可動突起として機能する、キャリア。
【請求項１０】
請求項９のキャリアであって、
前記追加の可動突起は各アクチュエータが入り込む開口を有し、該アクチュエータは前記追加の可動突起を前記外周に向かって前記追加の可動突起に対する保持位置に動かすキャリア。
【請求項１１】
キャリア内で加工材の位置合わせをする方法であって、
前記キャリアは、すくなくとも１個のセルを備え、
前記セルは、第１の側面に設置された第１の位置合わせピンと、前記第１の側面に隣接しかつ垂直な位置にある第２の側面に設置された第２の位置合わせピンと、を備え、
前記方法は、
前記第１の側面と対向する第３の側面に設置された第１の可動突起及び前記第２の側面と対向する第４の側面に設置された第２の可動突起について、各々を前記セルの外周の外側の保持位置で保持する工程と、
前記セルに加工材を下降する下降工程と、
前記保持位置から前記第１の可動突起を開放する第１可動突起解放工程であって、前記第１の可動突起を前記セルの前記外周内の自然の状態で付勢される位置に動かすことができ、それにより前記加工材を前記第１の位置合わせピンに向かって動かすようにした、該第１可動突起解放工程と、
前記保持位置から前記第２の可動突起を開放する第２可動突起解放工程であって、前記第２の可動突起を前記セルの前記外周内の自然の状態で付勢される位置に動かすことができ、それにより前記加工材を前記第２の位置合わせピンに向かって動かすようにした、該第２可動突起解放工程と、
を有し、
前記第１及び第２の可動突起はそれぞれアクチュエータが入り込む開口を有し、
該アクチュエータは前記第１及び第２の可動突起を前記外周から離れる方向に前記保持位置に動かし、
前記方法は、プレートを動かす工程をさらに有し、
該プレートは、
前記キャリアから離れる方向に伸長する前記複数のアクチュエータを備え、該アクチュエータはそれぞれ前記開口の一つに位置合わせされ、前記アクチュエータの一つが前記開口にある間、前記第１及び第２の可動突起が前記保持位置に保たれ、前記アクチュエータが前記開口から離れたとき、前記第１及び第２の可動突起が前記外周内の自然の状態で付勢される位置に動くようにした方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法であって、
前記複数のアクチュエータは第１の高さを有するアクチュエータの第１のグループと、前記第１の高さより小さい第２の高さを有するアクチュエータの第２のグループと、を備え、
前記第１のグループの一つは前記第２の可動突起の前記開口に位置合わせされ、
前記第２のグループの一つは前記第１の可動突起の前記開口に位置合わせされ、
前記プレートが前記キャリアから離れる時、前記第２の可動突起が前記自然の状態で付勢される位置に動く前に、前記第１の可動突起が前記自然の状態で付勢される位置に動くようにした、方法。
【請求項１３】
請求項１１の方法であって、
前記下降工程は、
前記加工材を１個以上のリフトピンに載せる工程と、
前記キャリアから離れる方向にその位置から伸長するリフトピンを有する、前記キャリアの下に配置されたプレートを移動し、前記加工材が前記セル内に下降するようにした、移動工程と、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、米国政府の支援により、エネルギー省との契約番号ＤＥ−ＥＥ０００４７３７に基づいてなされたものである。米国政府はこの発明に一定の権利を有している。本発明は、加工材の２次元位置合わせに関し、特に、少なくとも１つの加工材を保持する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池または半導体ウエハの加工のような、加工材の加工は、完成品を得るために複数の工程を必要とする。いくつかの実施形態では、加工材は、これらの工程の一つを実行するステーションから、異なる工程を実行する別のステーションに移動しなければならない。いくつかの実施形態では、加工材は、これらの移動の間、加工材を保持及び保護するキャリアに配置される。
【０００３】
しかし、これらのキャリアは、しばしば、加工材のエッジを保持し、または包むように構成されている。それによって、加工材の少なくとも一部が覆われる。その結果、場合によっては、加工するためには一般的に加工材をキャリアから取り外さなければならず、加工までの所要時間と複雑性とが増大する。キャリアの中で加工材に加工が実行される場合、キャリアにより遮られまたは覆い隠されたエッジが加工材の残り物として同じ扱いを受け取ることを保証するには、しばしば追加の工程が必要となる。これらの余分な工程により、加工までの所要時間と複雑性がさらに増大する。さらに、場合によっては、加工の間覆われている加工材のエッジが、加工材の効果と性能を低下させて、別の工程に扱われないかもしれない。
【０００４】
加えて、加工材を加工している間、典型的にはイオンまたは光の形で、エネルギーに加工材がさらされることを制限するために、加工材の表面または上面にマスクを設置することがしばしば必要とされる。加工材が適切に加工されるためには、このマスクは加工材に正確に位置合わせされなければならない。不運なことに、この際どい位置合わせは、マスクの熱膨張または加工中の熱膨張率（ＣＴＥ）に関して熱的に適合しない他の物質、加工材へのマスクの位置ズレ、普通公差の累積、加工材の不規則性、及びその他の問題、など様々なエラー形式により、障害を受ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえに、キャリアが加工材のエッジを遮らず、または覆い隠さずに、それによりキャリアの中で加工材の加工が完了するような、加工材を保持するのに使用できるキャリアがあれば有益である。このキャリアが加工材へのマスクの調整を促進できればさらに有利である。このキャリアが複数の加工材と、各々が加工材に関連する複数のマスクと、を保持できれば更なる利点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書は、複数個の加工材を保持可能としたキャリアを開示している。このキャリアは、複数の境界のある領域（以下、「セル」と呼ぶ。）に分割され、各々が一つの加工材を保持する。キャリアは各々のセルの側面に沿って設置された可動突起を備える。このキャリアは、別々の位置合わせ器具と協同して、セルへの加工材の適切な位置付けを保証する複数の工程位置合わせ処理を使用して、いくつかの位置合わせピンに寄せて各々の加工材をそのそれぞれのセル内で位置合わせする。第１に、加工材はセルの一側面に向かって動く。一度加工材がこの側面に寄せて位置合わせされると、加工材がセルの２つの側面に位置合わせされるように、加工材はそのあと隣接して直行する側面に向かって動く。一度位置合わせされると、加工材は各々のセルの各々の側面に沿って設置された突起によって所定の場所に保持され、加工材のエッジに押して寄せられる。これらの突起はエッジ、加工材の上部表面または底面を覆い隠さずに加工すべき加工材を保持する。加えて、また、位置合わせピンは関連するマスクを位置合わせするためにも使用され、それによりマスクが適切に加工材に位置合わせされることが保証される。
【０００７】
位置合わせ器具は、キャリアによって、各々の加工材をセルの側面に向かって動かす第１のアクチュエータセットを備える。また、この位置合わせ器具は、第１のアクチュエータセットの後に作動するものであって、キャリアによって、加工材をセルに隣接し直行する第２の側面に向かって位置合わせする第２のアクチュエータセットを備える。また、位置合わせ器具は、加工材をキャリアに適合して下降する別のアクチュエータセットを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態におけるキャリアの斜視図を示す。
【図２】図１のキャリアに使用されるマスクの拡大図を示す。
【図３】キャリアのセルに取り付けることができるマスクに設置されたマスク位置合わせ手段の一つの詳細を示す。
【図４】マスクが外されたキャリアのセルの拡大図を示す。
【図５】マスク位置合わせ形体に係合するセルの位置合わせピンの拡大図を示す。
【図６】位置合わせ後の加工材を示す。
【図７】位置合わせ前の加工材を示す。
【図８】位置合わせ処理中の加工材を示す。
【図９】一実施形態による可動突起の拡大図を示す。
【図１０Ａ】アクチュエータと可動突起との相互作用を示す。
【図１０Ｂ】アクチュエータと可動突起との相互作用を示す。
【図１０Ｃ】アクチュエータと可動突起との相互作用を示す。
【図１１】図１のキャリアに使用される位置合わせ器具を示す。
【図１２Ａ】様々な実行段階における図１１の位置合わせ器具を示す。
【図１２Ｂ】様々な実行段階における図１１の位置合わせ器具を示す。
【図１２Ｃ】様々な実行段階における図１１の位置合わせ器具を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、キャリア１００の一実施形態を示す。この実施形態は、４列x４行でグループ化した１６個のセル１１０を示しているが、他の構成及びセルの数量もこの発明の範囲内である。キャリア１００は、４個の外壁１２０ａ〜１２０ｄ及び複数の内壁１２５を有する。これらの外壁及び内壁は、格子状に並んでおり、交差する壁の間の領域にセル１１０が定められている。内壁１２５の数はキャリア１００内のセル１１０の数を決定するのに役立っている。当然、セルが一つだけの場合は、内壁１２５は不要である。
【００１０】
外壁１２０ａ〜１２０ｄ及び内壁１２５の上部表面は、これらは被覆加工としても参照されるが、スパッタリングにより引き起こされるコンタミネーションを最小限にするために、好ましくは黒鉛から構成される。キャリア１００の内側の枠組み、その内側の枠組み内の構成要素及びイオン注入にさらされない任意の表面は、例えばアルミニウムのような、異なる物質から構成されてもよい。また、図１はセル１１０の一つに位置付けされるマスク１３０を示している。
【００１１】
図２は、図１に示すマスク１３０の拡大図である。マスク１３０は、肩部１４０ａ〜ｅを有し、肩部は外壁１２０ｃ及び１２０ｄ並びに内壁１２５の上に静止している（図１参照。）いくつかの実施形態では、マスク１３０は、頑丈な黒鉛の機械加工の構成要素である。肩部１４０ａ、１４０ｄ及び１４０ｅのいくつかに、マスク位置決め手段１４５が設置されている。これらのマスク位置決め手段１４５は炭化ケイ素から構成されてもよく、マスク１３０の肩部１４０ａ、１４０ｄ及び１４０ｅに形成された対応する孔に押し込まれている形態でもよい。熱が上昇する環境であっても、確実に各々のマスク１３０を正確にかつ反復して各々のセルに位置合わせするため、これらのマスク位置決め手段１４５は、マスターモジュールのレイアウトデータに基づいて加工される。

【００１２】
図３は、図２のマスク１３０の底面図を示す。この図は、下面の肩部１４０ｄが見えるように拡大されている。この肩部１４０ｄには、１個以上の細長凹部１５０またはＶ型の溝が区画されている。マスク位置決め手段１４５の底は可視的であり、それぞれの細長凹部１５０またはＶ字の溝内に配置される。位置合わせピン（図４参照）は、これらの細長凹部１５０に嵌合し、かつマスク位置決め手段１４５の位置と合う。また、他の肩部１４０は、１個以上の細長溝及びマスク位置決め手段を有してもよい。
【００１３】
図４は、マスクが取り付けられていないセル１１０の拡大図を示す。外壁１２０ａ、１２０ｂ及び内壁１２５ａ、１２５ｂの一部は、セル１１０の外周を形成する。セル１１０の外周内のセル１１０の底面に、プラテン１６０が設置されている。このプラテン１６０は、技術的に知られているように、静電チャックであってもよい。このプラテン１６０には、１個以上の開口１６５が形成されていてもよく、さらに詳しくは後述するように、この開口により、加工材を持ち上げるために、プラテン１６０を通り抜けてリフトピンのセットが伸長することができる。
【００１４】
プラテン１６０の外側のエッジに沿って（すなわち外周に最も近い一部に）遮蔽１７０が存在してもよく、プラテン１６０が注入の間イオンにさらされないようにする。これは、加工材が占める領域がセル１１０の外周で定められる領域よりわずかに狭いときに、生じるものである。コンタミネーションを低減するために、この遮蔽１７０は黒鉛であってもよい。内壁１２５ｂに沿って２個の位置合わせピン１８０ａ、１８０ｂが設置されている。第３の位置合わせピン１８０ｃは、外壁１２０ａに沿って設置されている。これらの３個のピン１８０ａ〜１８０ｃは外周上に設置され、セル１１０内で加工材を位置合わせする機能を果たす。また、これらのピンは、図２〜３に示す、これらの位置合わせピン１８０ａ〜１８０ｃと対応するマスク位置決め手段１４５を用いて、マスク１３０を位置合わせする機能を果たす。３個の位置合わせピン１８０ａ〜１８０ｃが示されている一方で、異なる数の位置合わせピンを使用してもよい。例えば、２個の位置合わせピンが外壁１２０ａに沿って設置されてもよい。
【００１５】
図５は、マスク１３０の肩部１４０と係合する位置合わせピン１８０の拡大図を示す。マスク１３０と位置合わせピン１８０との相互作用が見えるように、マスク１３０は透明として示す。上述のように、マスク位置決め手段１４５は細長凹部１５０内に配置される。マスクがキャリアと係合すると、位置合わせピン１８０はマスク位置決め手段１４５内に位置付けされる。
【００１６】
図６は、キャリア１００の内部の構成要素が見えるようにするために黒鉛による被覆加工を外したセル１１０の拡大図を示す。黒鉛による被覆加工の下には、セル１１０の位置合わせピン１８０ａ〜１８０ｃに加工材１０を位置合わせするために使用される機構が設置されている。セルの各々の側面に沿って１個以上の可動突起１９０が設置され、作動すると加工材１０を動かすよう作動する。可動突起１９０は、例えば杭または車輪のような、任意の適切なデバイスでもよい。これらの可動突起１９０は各々、例えばバネ、弾性ゴム、または同種のもののような、付勢部材の使用を通じて自然の状態で付勢されている。図６は、そのような可動突起１９０で、セル１１０の各々の側面に設置されたものを示す。一実施形態では、可動突起１９０ａ、１９０ｂは、突起をセル１１０の内側に向かって動かすように、内側に向けて付勢されている。また、同様に、可動突起１９０ｃ、１９０ｄは、内側に向けて付勢されている。対照的に、残りの可動突起１９０ｅ〜１９０ｈは、セル１１０から離れるよう、全て外側に向けて付勢されている。「内側に向けて」又は「外側に向けて」という用語は、目的のセルの内側に対して参照される。外周の向かい合う側面に設置された可動突起１９０はお互い反対方向に付勢されている。いくつかの実施形態では、位置合わせピン１８０が配置されている側面に沿って設置されている可動突起１９０が自然の状態で外側に向けて付勢され、一方残りの可動突起１９０が自然の状態で内側に向けて付勢される。当然、他の付勢の構成も可能である。
【００１７】
可動突起１９０がセル１１０の外周の各々の側面に沿って示されている一方で、他の実施形態も可能である。例えば、いくつかの実施形態では、可動突起１９０は、位置合わせピン１８０が配置されている側面と対向する側面のみに設置される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、例えば図６に示す実施形態のように、例えば可動突起１９０ａ〜１９０ｄのような内壁１２５に沿って設置されている可動突起１９０を２個の隣接したセル１１０に使用してもよい。換言すれば、可動突起１９０ａ〜１９０ｄは隣接するセルに対する可動突起としても機能する。他の実施形態では、各々のセル１１０が専用の可動突起１９０を備えてもよい。
【００１９】
作動中、図７に示すように、加工材１０をキャリア１００に配置するために、可動突起１９０は全て、自然の状態に打ち勝つように作動する。換言すれば、可動突起１９０ａ〜ｄは外側に向けて付勢され、一方可動突起１９０ｅ〜１９０ｈは内側に向けて付勢される。これにより、加工材がプラテン１６０に配置できる。可動突起１９０ａ、１９０ｂはセル１１０に関して外側に付勢され、しかし隣接するセル１１０には相対的に内側に付勢されるということに留意する。このように、これらの可動突起は２個の隣接するセル１１０で作動できる。この位置では、加工材１０は位置合わせピン１８０に向かって押されていない。
【００２０】
図８に見られるように、可動突起１９０ａ、１９０ｂは、自然の状態で付勢される位置に戻ることができ、これによりセル１１０の外周の内側に伸長する。この動作により、加工材１０が位置合わせピン１８０ａ及びｂに向かって押される。一度加工材１０が位置合わせピン１８０ａ及びｂに接触すると、この方向への動作は停止する。可動突起１９０ａ及びｂの自然の状態での付勢により、位置合わせピン１８０ａ及びｂに寄せて加工材１０を保持する。
【００２１】
図６に見られるように、可動突起１９０ａ及びｂが動作を停止した後、可動突起１９０ｃ、１９０ｄは、自然の状態で付勢される位置に戻ることができる。このことは、位置合わせピン１８０ａ、１８０ｂに既に位置合わせされている加工材１０を、位置合わせピン１８０ｃに向かって押す機能を果たす。一度加工材１０が位置合わせピン１８０ｃに接触すると、この方向への動作は停止する。自然の状態での可動突起１９０ｃ、１９０ｄの付勢により、位置合わせピン１８０ｃに寄せて加工材１０を保持する。このようにして、加工材１０は、一部とも遮られず、また覆い隠されずに所定の位置に保持される。
【００２２】
キャリア１００から加工材１０を取外すためには、これらの工程は逆の順番で実行される。この場合、可動突起１９０ｃ、１９０ｄは自然の状態で付勢される位置に打ち勝つように作動し、可動突起１９０ｇ、１９０ｈは位置合わせピン１８０ｃから加工材１０を離す。そのあと、可動突起１９０ａ、１９０ｂは自然の状態で付勢される位置に打ち勝つように作動し、可動突起１９０ｅ、１９０ｈは位置合わせピン１８０ａ、１８０ｂから加工材１０を離す。
【００２３】
この発明は、加工材１０を最初に位置合わせピン１８０ａ、１８０ｂに向かって動かし、次に位置合わせピン１８０ｃに向かって動かすという一連の動作を説明しているが、他の実施形態も可能である。例えば、加工材１０を同時に両方の方向に動かすこともできる。別の実施形態では、加工材１０を最初に位置合わせピン１８０ｃに向かって動かし、次に位置合わせピン１８０ａ、１８０ｂに向かって動かすこともできる。
【００２４】
同様に、加工材１０を開放する処理も異なってもよい。別の実施形態では、加工材が全ての位置合わせピン１８０ａ〜１８０ｃから同時に離れるように、可動突起１９０ａ〜１９０ｄが同時に作動する。別の実施形態では、可動突起１９０ａ、１９０ｂが先に作動し、それにより加工材１０を押しつけて位置合わせピン１８０ａ、１８０ｂから離す。そして、可動突起１９０ｃ、１９０ｄが作動し、加工材１０を位置合わせピン１８０ｃから離す。
【００２５】
換言すれば、可動突起１９０は任意の所定の順序で作動することができる。可動突起１９０は様々な方法で作動させることができる。図９は可動突起１９０の一実施形態の拡大図を示す。可動突起１９０は、突起１９０の一端の近辺に設置された軸の周りを旋回可能な回転車輪１９１を有する。
【００２６】
可動突起１９０はピボット軸１９２の周りを旋回できる。突起１９０の他端は、付勢部材１９３に取り付けられる。付勢部材１９３により可動突起１９０がピボット軸１９２の周りを回転する。付勢部材１９３は、不規則な形をした加工材１０をキャリアで使用できるよう、弾性バネ機構であってもよい。また、それにより、加工中の熱成長による膨張ができる。なぜなら、加工材１０に与えられるエネルギー、例えばイオン注入中のようなエネルギー、が著しく、加工材１０の一部を異なる比率で成長させるためである。また、付勢部材１９３は各々の可動突起１９０に独立し、各々を独立して使用することができる。これにより、各々の加工材１０のエッジにかかるヘルツ応力が低減する。アクチュエータ２２１は、押し上げと押し下げを行い、可動突起１９０をピボット軸１９２の周りに旋回させる機械部品である。そして、付勢部材１９３は反作用機構として機能し、アクチュエータ２２１が開口１９４から引っ込められたあと、可動突起１９０が自然の状態で付勢される位置に戻ることができる。付勢部材１９３を抑えるのに役立つバネ停止機構を付勢部材１９３の背面に設置してもよい。いくつかの実施形態では、付勢部材１９３は、可動突起１９０を引く方向に動かす。第１の位置で、可動突起１９０、及び特に車輪１９１は、セル１１０内に伸長する。第２の位置で、車輪１９１はセル１１０から引っ込められる。可動突起１９０に開口１９４が形成されている。この開口１９４は可動突起１９０の下の開口部に位置合わせされており、それを通してアクチュエータが伸長する。アクチュエータが開口１９４に伸長すると、可動突起１９０が動き、自然の状態で付勢される位置と異なる保持位置で保持される。
【００２７】
図９は車輪１９１を示す一方で、可動突起１９０の他の構成もまたこの発明の範囲内である。例えば、車輪１９１は、杭または同様の機能を実行する回転する必要のない他の固い部位に置き換えてもよい。この杭または他の機構はなお付勢部位１９３に接続していてもよい。この車輪１９１の表面または加工材１０と接触する他の機構は平らでも、角度付けられていても、歪曲していても、または他の形でもよい。
【００２８】
図１０Ａ〜Ｃは可動突起１９０の断面図を示し、アクチュエータ２２１と開口１９４との間の相互作用を示している。図１０Ａで見られるように、可動突起１９０がその自然の状態で付勢される位置にあるとき、アクチュエータ２２１は開口１９４に厳密には位置合わせされていない。可動突起１９０の開口１９４は、下向きの勾配１９５を備える側壁を有する。アクチュエータ２２１がキャリア１００の開口部を通して上向きに移動すると、図１０Ｂで見られるように、それは勾配１９５に沿って進行し、可動突起１９０をその自然の状態で付勢される位置から離す。アクチュエータ２２１が十分に伸長したとき、図１０Ｃに示すように、可動突起１９０は保持位置にある。
【００２９】
図１１は実行可能な位置合わせ器具２００の一例を示す。この位置合わせ器具２００はキャリア１００に加工材１０を降ろすのに使用することができる。所定の順序で可動突起１９０を作動し、のちに、加工材をキャリアから持ち上げる。
【００３０】
位置合わせ器具２００は多数のプレートを有し、固定のものもあれば、可動のものもある。上段プレート２１０は固定され、キャリア１００が配置されるプラットフォームを供給する。この上段プレート２１０は、リフトピン２３１とアクチュエータ２２１とが通過できる複数の孔を備えてもよい。他の実施形態では、上段プレート２１０の一部は、例えば中間部分は、これらのリフトピン２３１とアクチュエータ２２１とが通過できるようスペースができるよう取り除かれている。また、上段プレート２１０は、キャリア１００を保持して固定するのに使用する機構を有してもよい。一実施形態では、この機構は磁石のセットであってもよく、キャリア１００の底部に設置された磁石の一部に位置合わせされる。
【００３１】
上段プレート２１０の下に、アクチュエータプレート２２０として識別されている可動のプレートが位置付けされている。アクチュエータプレート２２０は、リニアアクチュエータ２８０と連結し、アクチュエータプレート２２０を中心軸２９０に沿って上方及び下方に動かす。アクチュエータプレート２２０の上部表面に複数のアクチュエータ２２１が設置され、上向きに伸長している。これらのアクチュエータ２２１は様々な高さであってもよい。高さが異なる２種類の場合、第１のアクチュエータセット２２１ａは各々のセル１１０の可動突起１９０ａ及びｂ並びにｅ及びｆを作動するために使用される（図６参照）。これらのアクチュエータは第１の高さである。第２のアクチュエータセット２２１ｂは各々のセル１１０の可動突起１９０ｃ及びｄ並びにｇ及びｈを作動するために使用される（図６参照）。これらのアクチュエータは第２の高さであり、第１の高さより大きい。これらのアクチュエータ２２１は、上述のように、上段プレート２１０の開口を通して通過する。加工材を特定の、装荷、除荷、固定、オフセット及び回転位置に動かすのを容易にするために、他の様々な高さのアクチュエータが採用されてもよい。これは、例えば、加工、テーラニングの改善、再現性及び正確性の検証の画像診断、またはロボットのティーチング方法に実行してもよい。
【００３２】
アクチュエータプレート２２０の下に、リフトプレート２３０がある。リフトプレート２３０の上面は、キャリア１００から加工材１０を持ち上げるのに使用する、上向きに伸長する複数のリフトピン２３１を有する。これらのリフトピン２３１は加工材１０の下面と接触するように設置されている。上述のように、各々のプラテン１６０（キャリア１００に設置されている）には、これらのリフトピン２３１がキャリア１００に伸長し加工材１０を持ち上げることができるよう開口を有してもよい。このリフトプレート２３０はリニアアクチュエータ２８１により制御され、リフトプレート２３０を中心軸２９０に沿って垂直に動かすことができる。これらのリフトピン２３１を収容するため、アクチュエータプレート２２０に、リフトピン２３１が通過することができる開口を備えてもよい。
【００３３】
また、位置合わせ器具２００は、固定されて、軸受部及びアンカー支持具として使用される下部平面２４０を備えてもよい。
【００３４】
作動中、図１２Ａに示すように、リフトプレート２３０が上段プレート２１０に向かって持ち上げられる。リフトピン２３１がキャリア１００を通り抜けて伸長する。そして、ロボットまたは他の機構により、加工材１０を各々それぞれのセル１１０に関連するリフトピン２３１のセットに載せる。いくつかの実施形態では、各々のセル１１０に関連する４個のリフトピン２３１が存在するが、他の数のリフトピン２３１で各々のセルを通り抜けて伸長することもできる。
【００３５】
そして、図１２Ｂに示すように、リフトプレート２３０がリニアアクチュエータ２８１に制御されると降下し、加工材１０をそれぞれのセル１１０に置くことができる。加工材１０はキャリア１００の内部に置かれているため、この図ではもはや見えない。この時点では、図１０Ｃに示すように、アクチュエータａ及びｂが可動突起１９０の開口１９４と係合するように、アクチュエータプレート２２０はなお上段プレート２１０に向けて上に位置付けされている。
【００３６】
アクチュエータプレート２２０は下向きに動き、図１２Ｃに見られるように、上段プレート２１０及びキャリア１００から離れると、最初に短いピンである第１のアクチュエータセット２２１ａが可動突起１９０ａ及びｂ並びにｅ及びｆから係脱する（図６〜８参照）。これにより、図８に示すように、これらの可動突起１９０ａ及びｂ並びにｅ及びｆが、自然の状態で付勢される位置に動くことができ、加工材１０を位置合わせピン１８０ａ及びｂに寄せて動く。
【００３７】
アクチュエータプレート２２０が上段プレート２１０から離れ続けると、図１２Ｃに示すように、長い第２のアクチュエータセット２２１ｂが残りの可動突起１９０ｃ及びｄ並びにｇ及びｈから係脱する。これにより、残りの可動突起１９０ｃ及びｄ並びにｇ及びｈが、自然の状態で付勢される位置に戻ることができる。この動作により加工材１０は位置合わせピン１８０ｃに寄せて動く（図６参照）。第１のアクチュエータセット２２１ａ及の係脱と、第２のアクチュエータセット２２１ｂの係脱と、の時間間隔は、これらの２種類のアクチュエータセット２２１ａ及びｂの高さの違いと、アクチュエータプレート２２０の動く速さ（アクチュエータプレート２２０が一定の速さで動くと仮定している）と、に基づいて決定される。もちろん、この時間間隔はアクチュエータプレート２２０の速さに対する非線形的なプロファイルを使用して調整することができる。これは、第１のアクチュエータセット２２１ａが係脱した後アクチュエータプレート２２０を減速するために、リニアアクチュエータ２８０を制御することで達成できる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、二方向の位置合わせを二つの別々の工程で実行することで、セルでの加工材の破損または加工材のジャミングもしくは位置ズレを減少させる。他の実施形態では、両方向の位置合わせは同時に実行される。
【００３９】
別の実施形態では、アクチュエータプレート２２０は２枚の別々のプレートとして実施でき、第１のプレートは第１のアクチュエータセット２２１ａを備え、第２のプレートは第２のアクチュエータセット２２１ｂを備える。これらのプレートは、任意の望ましい順序でアクチュエータ２２１を動かすことができるよう、別々のリニアアクチュエータによって独立して制御してもよい。この構成により係合及び係脱を異なる順序で行うことができる。
【００４０】
上述のように、他の実施形態も可能である。例えば、加工材１０の位置合わせが両方向に同時に起きるので、全てのアクチュエータ２２１は同じ高さであってもよい。
【００４１】
一度アクチュエータプレート２２０及びリフトプレート２３０が加工すると、可動突起１９０（図９参照）により、加工材は全てそれぞれのセルに位置合わせされ、固定される。一度加工材が固定されると、キャリア１００は加工される。加工材の加工には、技術的によく知られているように、イオン注入、膜形成、エッジングまたはその他の加工工程が含まれる。一実施形態では、加工材の加工に先立って、例えば図１〜３に示したようなマスクが各々それぞれのセルに配置される。これにはロボット機構を利用してもよい。別の実施形態では、加工中マスクは使用されない。キャリア１００を、加工材の位置合わせを行う場所から、例えばイオン注入などの加工のための他の場所に移動させてもよい。この加工には、キャリア１００の反転または回転が含まれてもよい。本明細書で開示される実施形態は、移動、反転、回転またはその他の動作の間、加工材１０をセル１１０に維持してもよい。
【００４２】
本発明は、本明細書に記載した特定の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特定の実施形態の外に、他の様々な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る。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、その有用性は特定目的における特定環境に限定されるものではなく、本発明が、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言うまでもない。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。
【符号の説明】
【００４３】
１００：キャリア
１１０：セル
１２０ａ〜１２０ｄ：外壁
１２５、１２５ａ、１２５ｂ：内壁
１３０：マスク
１４０、１４０ａ〜１４０ｅ：肩部
１４５：マスク位置決め手段
１５０：細長凹部
１６０：プラテン
１６５：開口
１７０：遮蔽
１８０、１８０ａ〜１８０ｃ：位置合わせピン
１９０、１９０ａ〜１９０ｈ：可動突起
１９１：回転車輪
１９２：ピボット軸
１９３：付勢部材
１９４：開口
１９５：勾配
２００：位置合わせ器具
２１０：上段プレート
２２０：アクチュエータプレート
２２１：アクチュエータ
２２１ａ：第１のアクチュエータセット
２２１ｂ：第２のアクチュエータセット
２３０：リフトプレート
２３１：リフトピン
２８０、２８１：リニアアクチュエータ
２９０：中心軸
【図１】
0006270852.tif 000002
【図２】
0006270852.tif 000003
【図３】
0006270852.tif 000004
【図４】
0006270852.tif 000005
【図５】
0006270852.tif 000006
【図６】
0006270852.tif 000007
【図７】
0006270852.tif 000008
【図８】
0006270852.tif 000009
【図９】
0006270852.tif 000010
【図１０Ａ】
0006270852.tif 000011
【図１０Ｂ】
0006270852.tif 000012
【図１０Ｃ】
0006270852.tif 000013
【図１１】
0006270852.tif 000014
【図１２Ａ】
0006270852.tif 000015
【図１２Ｂ】
0006270852.tif 000016
【図１２Ｃ】
0006270852.tif 000017