(57)【要約】基板移送装置は、駆動部と、多関節アームと、グリッパとを備えている。多関節アームは駆動部に接続している。多関節アームは基板を移送するエンドエフェクタを有している。グリッパは、エンドエフェクタに接続してエンドエフェクタ上に基板を保持する。グリッパは基板をグリップする少なくとも２つの作動接触パッドを有している。２つの作動接触パッドがエンドエフェクタ上に設置されており、駆動の際、接触パッドがエンドエフェクタに対して内側に直動して基板をグリップし、基板の直径の違いにかかわらず、基板の中心をエンドエフェクタ上の所定位置に位置決めする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部と、
基板を搬送するエンドエフェクタを有し、前記駆動部に接続した多関節アームと、
前記エンドエフェクタに接続するものであって、前記エンドエフェクタ上に前記基板を保持し、前記基板をグリップする少なくとも２つの作動接触パッドを有するグリッパと、を備えた基板移送装置であって、
前記少なくとも２つの作動接触パッドは前記エンドエフェクタ上に配置されており、作動の際は前記少なくとも２つの作動接触パッドはエンドエフェクタに対して内側に直動して前記基板をグリップし、前記基板の大きさの変化にかかわりなく前記基板の中心を前記エンドエフェクタ上の所定の位置に位置決めすることを特徴とする基板移送装置。
【請求項２】
前記グリッパは３つ以上の作動接触パッドを有していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つのパッドは互いに前記エンドエフェクタの反対側に位置していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記グリッパは第３作動接触パッドを有し、作動の際、前記第３パッドが前記少なくとも２つのパッドと協働して前記エンドエフェクタ上で前記基板を中心に配置するように前記第３パッドが前記エンドエフェクタ上で前記少なくとも２つのパッドに対して配置されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記グリッパは、前記エンドエフェクタの反対側に延在する少なくとも２つの可動アームを有し、更に、前記少なくとも２つのアームに操作自在に接続するアクチュエータを有し、前記エンドエフェクタ中心方向に前記アームを作動させることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つのパッドの各々が、前記少なくとも２つのアームの対応するアームに配置されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記エンドエフェクタは隣接した末端部を有し、前記末端部において前記エンドエフェクタが前記多関節アームの支持部材に接続され、前記少なくとも２つの可動アームが前記隣接した末端部において作動自在に前記エンドエフェクタに取付けられ、前記少なくとも２つのパッドが前記エンドエフェクタの遠位末端部において前記少なくとも２つのアームに配置されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの接触パッドが、前記基板をグリップするために作動する時、前記少なくとも２つのパッドの少なくとも１つが前記基板の外周エッジ部に接触するように位置決めされていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記装置が更に前記基板の特徴を検知するセンサを有していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記センサは前記基板の表面及び前記表面のエッジ部を検知することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記センサが光学センサであることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１２】
作動の際、前記少なくとも２つの接触パッドが前記基板をグリップし、ほぼ同時に前記基板の前記中心を前記所定の位置に置くことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
駆動部と、
前記駆動部に接続して基板を移送するものであって、前記基板を保持するエンドエフェクタを有する多関節アームと、
前記エンドエフェクタ上に取付られて前記基板を前記エンドエフェクタ上に固定するものであって、前記基板の外周エッジ部をグリップして前記基板を内側に固定保持する接触パッドを前記エンドエフェクタ上に取付けているグリッパと、からなる基板移送装置であって、
前記エンドエフェクタは基板を保持する支持パッドを備えた基板保持部を有しており、前記支持パッドは前記支持部の表面から突出しており、前記基板が前記エンドエフェクタ上に搭載された時、前記支持パッドは前記基板を前記支持部の前記表面から持上げて保持し、
前記グリッパの全ての接触パッドが駆動されると前記エンドエフェクタに対して第１位置と第２位置との間で運動することを特徴とする基板移送装置。
【請求項１４】
前記接触パッドが前記第１位置にある時は前記グリッパが開き、前記接触パッドが前記第２位置にある時は前記グリッパが閉じていることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記第２位置に移動した時、 前記接触パッドが前記基板を前記エンドエフェクタに対して中心にするように前記接触パッドが配置されていることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記グリッパは、前記エンドエフェクタの反対側に前記エンドエフェクタに沿って延在し、前記エンドエフェクタに運動自在に接続しているアームを有し、前記グリッパは前記アームに操作自在に接続しているアクチュエータを有し、よって前記アームを前記エンドエフェクタの中心に対して内外に作動させることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
各アームがその上に少なくとも１つの前記接触パッドを有していることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記アクチュエータが動力駆動部材を有し、前記動力駆動部材は往復運動するように作動し、前記アームに接続して前記アームの運動を生じることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
前記接触パッドの少なくとも１つが前記駆動部材に取付けられていることを特徴とする請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記装置が更に、前記基板の前記外周エッジ部を検知する光学センサを備えていることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項２１】
基板を保持するエンドエフェクタと、前記基板を前記エンドエフェクタで捕捉する前記エンドエフェクタ上のグリッパとを備えた多関節アームを有した基板移送装置において、
前記グリッパは前記エンドエフェクタの反対側に延在した前記基板をグリップする一対の可動アームを有し、各アームは前記エンドエフェクタに移動自在に接続されて前記エンドエフェクタに対して移動し、前記グリッパは前記可動アームに接続して前記アームを開位置と閉位置との間で互いに反対方向に移動させるアクチュエータを有することからなる改良点を特徴とする基板移送装置。
【請求項２２】
前記可動アームは接触パッドを有し、前記閉位置においては前記接触パッドは前記基板の外周エッジ部に対してバイアスしており、前記開位置においては少なくとも１つの接触パッドが前記基板から離間していることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記アクチュエータは前記アームに接続した前記アームに移動を生じる動力駆動部材と、前記アームが前記閉位置のとき前記基板に対してバイアスしている接触パッドとを有していることを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２４】
基板移送装置によって基板を移送する方法であって、前記方法は、
前記基板を搬送するエンドエフェクタと、前記基板をグリップする作動接触パッドを有して前記エンドエフェクタ上に前記基板を保持するグリッパとを備えた前記基板移送装置を提供するステップと、
前記基板を前記エンドエフェクタによってピックするステップと、
前記基板がピックされる時とほぼ同時に前記グリッパを閉じて前記基板を前記エンドエフェクタに固定するように前記接触パッドが駆動されるステップと、
前記エンドエフェクタを所定の位置に移動させるステップと、からなることを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記接触パッドを駆動させるステップが、前記基板を前記エンドエフェクタの中心にバイアスさせることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記接触パッドが前記基板の外周エッジ部をグリップすることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板移送装置に関し、特に、エッジグリップ（edge grip）エンドエフェクタを有する基板移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやフラット・パネル・ディスプレイの移送に使用する基板移送装置は、通常、移送装置の作動の際に基板を保持するエンドエフェクタを有している。真空掴み装置（vacuum chuck）を用いてエンドエフェクタ上で基板を保持するエンドエフェクタの例がある。この方法では、基板のエンドエフェクタに接する面に汚染が生じる。エッジ部をグリップすることにより基板をエンドエフェクタで支持する他のエンドエフェクタの例がある。米国特許第5,988,971号は、ウエハを搬送するウエハパドル（paddle）を有したウエハ移送ロボットの一例を開示している。該ウエハパドルは、ウエハのエッジ部を開放自在にグリップするエッジグリッパ（edge grippers）を有している。該エッジグリッパは、静止エッジグリッパとウエハに対して移動する可動エッジグリッパとを有しており、これにより、ウエハは静止エッジグリッパと可動エッジグリッパとの間にグリップされる。薄片（slice）ハンドリング装置の他の例が米国特許第5,022,695号に開示されている。かかる装置は中心枝部（center tine）と２つの側枝部（side tine）とを有している。該側枝部は所定位置に固定されており、中心枝部は内外に移動する。該枝部は位置出しピン（locator pins）を有しており、これにより薄片を保持する。可動枝部上の位置出しピンは、固定枝部上の位置出しピンに向けて薄片を追いたてるように移動し、よって薄片をグリップする。ウエハ搬送装置の更に他の例が米国特許第6,092,971号に開示されており、該装置は、固定保持レーキ（fixed holding rake）と該保持レーキに対して回転自在な数個のグリップヘッド（gripping heads）とを備えたグリップデバイスを有している。
【０００３】
上記の例からわかるように、かかるエッジグリップ・エンドエフェクタ形式を備えた基板移送装置は、基板を片方にひずませるグリッパをおおむね有している。すなわち、該エッジグリッパは、ウエハをその片面から固定硬質停止部に向けて押付ける。かかる方法では基板の中心を正確に参照せず、実際は基板のエッジ部を参照している。従って、これらエンドエフェクタを中央に設置する精度は、基板の直径の製作誤差によって生じる基板の直径の差異の影響を受ける。この方式のエッジグリップ・エンドエフェクタは、真空グリップ・エンドエフェクタに比べて処理能力が低い。その理由は、これらエンドエフェクタによる余分な動作のためであり、この動作は支持部での最小限の基板の滑道によって基板をピック・プレースするために必要である。更に、この余分な動作により基板が後方の基板支持部に押されることを回避している。本発明は、自動的に中央に配置する特徴を有したエッジグリップ・エフェクタを提供するものであり、真空グリップ・エンドエフェクタと同等の処理能力を有しており、真空グリップ・エフェクタによって生じる汚染の問題がない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の第１実施例においては、基板移送装置が提供される。該装置は、駆動部と、エンドエフェクタと、多関節アームと、グリッパとを有している。多関節アームは駆動部に接続している。多関節アームは基板を搬送するエンドエフェクタを有している。グリッパはエンドエフェクタに接続し、エンドエフェクタ上に前記基板を保持する。グリッパは基板をグリップする少なくとも２つの作動接触パッドを有する。２つの作動接触パッドはエンドエフェクタ上に配置されており、作動の際は、２つの作動接触パッドはエンドエフェクタに対して内側に直動して基板をグリップし、基板の大きさの変化にかかわりなく基板の中心をエンドエフェクタ上の所定の位置に位置決めする。
【０００５】
本発明の他の実施例においては、基板移送装置が提供される。該装置は、駆動部と、多関節アームと、グリッパとを有している。多関節アームは駆動部に接続して基板を移送する。多関節アームは基板を保持するエンドエフェクタを有している。エンドエフェクタは基板を保持する支持パッドを備えた基板保持部を有している。支持パッドは支持部の表面から突出しており、基板がエンドエフェクタ上に搭載された時、支持パッドは基板を支持部の表面から持上げて保持する。グリッパはエンドエフェクタ上に取付られ、基板をエンドエフェクタ上に固定する。グリッパはエンドエフェクタ上に接触パッドを取付け、基板の外周エッジ部をグリップして基板をグリップ内側に固定保持する。グリッパの全ての接触パッドが駆動されるとエンドエフェクタに対して第１位置と第２位置との間で運動する。
【０００６】
本発明の他の実施例においては、基板移送装置が提供される。該装置は、基板を保持するエンドエフェクタと、基板をエンドエフェクタで捕捉するエンドエフェクタ上のグリッパとを備えた多関節アームを有している。グリッパはエンドエフェクタの反対側に延在した基板をグリップする一対の可動アームを有している。各アームはエンドエフェクタに移動自在に接続されてエンドエフェクタに対して移動する。グリッパは可動アームに接続してアームを開位置と閉位置との間で互いに反対方向に移動させるアクチュエータを有している。
【０００７】
本発明の方法においては、基板移送装置を備えた基板移送方法が提供される。該方法は、基板を搬送するエンドエフェクタを備えた前記基板移送装置を提供するステップと、基板をエンドエフェクタによってピックするステップと、接触パッドを駆動するステップと、エンドエフェクタを移動させるステップとからなる。基板移送装置はグリッパを備えてエンドエフェクタ上に基板を保持する。グリッパは基板をグリップする作動接触パッドを有している。基板はエンドエフェクタによってピックされる。接触パッドは、基板がピックされる時とほぼ同時にグリッパを閉じて基板をエンドエフェクタに固定するように駆動される。エンドエフェクタを所定の位置に移動する。
【実施例】
【０００８】
図1を参照すると、本発明の特徴を備えた基板移送装置10の分解斜視図が示されている。図面に示された単一の実施例を参照しながら以下に本発明の説明を行なうが、本発明には他の多くの代替実施例が存在することを理解すべきである。更に、いかなる好適な構成要素の大きさ、形状、形式や材質を使用しても良い。
【０００９】
本実施例においては、基板移送装置は、大概、駆動装置42と多関節（articulated）アームアセンブリ44とを有している。該アームアセンブリ44は、駆動装置42上に取付けられている。図1から判るように、アームアセンブリ44は、上部アーム60と、前部アーム62と、エンドエフェクタ64とを有している。図1に示すアームアセンブリ44は、例示であり、本発明は他の好適な種類のいかなるアームアセンブリにも同様に適用できる。それらには、例えば、フロッグレッグ型アームリンク装置（frog leg arm linkage）を備えたアームアセンブリ構造がある。上部アーム60、前部アーム62、及びエンドエフェクタ64は連続に接続している。上部アーム60は、エルボ74において、前部アーム62にピボット結合されている。前部アーム62は、リスト（wrist）76において、エンドエフェクタ64にピボット結合されている。図1に示される実施例においては、アームアセンブリ44は、前部アーム62に枢支された第２エンドエフェクタ66を有している。図1に示す基板移送装置10を参照して本発明を以下に説明するが、本発明は他のいかなる基板移送装置にも同様に適用できる。
【００１０】
図1を参照すると、駆動装置42は、ハウジングすなわちケーシング46を含み得るものであり、該ケーシング46は駆動装置の駆動部を収納している。駆動装置42は3軸駆動装置であり、多関節アーム44を3軸に沿って運動させることが可能である。例えば、駆動装置は、アーム44を上げ下げする好適な駆動部を有している。駆動装置42は、更に、図1に示すように、回転軸Θ周りに回転させ(すなわちΘ運動)、且つ、アームを半径軸Tに沿って伸び縮みさせる(すなわちT運動)同軸駆動部を含んでいる。駆動装置42の該同軸駆動部は、米国特許第5,899,658号に開示されている同軸駆動部とほぼ同等であり、全て本願の開示に組み入れられる。駆動装置42の該同軸駆動部は、好適なリンク装置すなわち伝動システムを用いて結合されており、アーム上のエンドエフェクタ64、66を回転させる。該リンク装置は、エンドエフェクタが互いに対して、更に他のアームに対して独立して回転できるように配置されているか、あるいは、エンドエフェクタはアームと同時に運動するように結合されている。
【００１１】
図2を参照すると、１つのエンドエフェクタ64と該エンドエフェクタに支持されている基板との平面図が示されている。基板は200/300 mmのウエハか、またはフラット・パネル・ディスプレイである。エンドエフェクタ64は、大概、基部12と、支持部14と、グリッパ16とを備えている。該支持部及びグリップ部14、16は、基部12に従属している。該基部12は、大概、好適な形状の台(例えば、略六面体)か、または、好適なインターフェースを備えたプレートを有し、エンドエフェクタのピボットシャフト（図示せず）が取付けられるようになっている。図1から判るように、エンドエフェクタ64の基部12に取付けられているシャフトは前部アーム62に枢着されても良く、これによりエンドエフェクタが、リスト74周りを前部アームに対して回転自在となる。例えばニードル・ベアリング（needle bearings）等の好適な軸受が、前部アームのエンドエフェクタシャフトを支持するために用いられる。
【００１２】
図2に示されるように、本実施例の支持部14は、２つの枝部（tines）すなわちフィンガ部（fingers）18、20を有しており、該枝部はエンドエフェクタの基部12から外側に飛び出ている。該枝部18、20は基部から縦前方に向けて延在しており、エンドエフェクタ64上の基板を保持する十分な支持領域14Aを備えている。図2に示すように、基板支持領域14Aは対称軸C及び中心点Oを有している。支持領域14Aの中心点Oは、例えば基板加工装置（図示せず）のアームアセンブリを移動させる際の、アームアセンブリの移動プロフィールを構築するための参照データとして使用される。他の実施例においては、エンドエフェクタ支持部は、基板を保持するための十分な支持領域を備えた他のいかなる好適な形状であっても良い。例えば、該支持部はいかなる数量の枝部を有しても良く、または所望の単一プレートであっても良い。枝部18、20は、互いに線対称の関係である以外はほぼ同様である。本実施例においては、枝部18、20は、各々、略傾斜形状を有しており、枝部の先端部18T、20Tから根元部18B、20Bに向って広がっている。枝部18、20は、各々、ほぼ平面な部材であり、プラスチックや金属等のいかなる好適な材料から作られても良い。枝部は基部12の先端部12Fから飛び出している。枝部は、例えば機械的留め金具（mechanical fasteners）や蝋づけ（brazing）等のいかなる好適な手段で基部に固定されても良い。他の実施例においては、基部及びエンドエフェクタの支持部は一体部材として形成されていても良い。枝部18、20は十分な間隔を有して配置されており、これにより、基板を保持するための横方向に十分なサイズを有した基板支持領域14Aを備えている。枝部18、20は、基板を保持する好適なコーティングがなされたほぼ平面な上部表面18U、20Uを有しても良い。図2に示す本実施例においては、各枝部18、20の該上部表面18U、20Uは、該上部表面から突出した２つのシート部（seats）21、23を有しており、該シート部上に基板が載せられることにより、基板を持ち上げて保持する。これにより枝部と基板との接触面積の最小化が図られている。
【００１３】
図2Aを更に参照すると、図2の線2A-2Aから見たエンドエフェクタ64の部分正面図が示されている。本実施例においては、エンドエフェクタは４つのシート部21、23を有しており、前述したように、各枝部18、20は２つのシート部を有している。他の実施例においては、エンドエフェクタに載せられる基板の周りにほぼ等間隔に配された、いかなる好適な数量のシート部を有しても良い。本実施例においては該シート部21、23はほぼ同様であり、図2に示すシート部21を代表として以下に説明する。該シート部21は図2に例示的に示されているように、傾斜した側面部とエンドエフェクタに搭載された際に基板が接触する頂部接触面21Tとを有している。該接触面21Tはほぼ平面で小さく、よって基板との接触面積が最小化される。他の実施例においては、シート部は他のいかなる形状であっても良い。図2に示されるように、枝部18、20の各々の上側表面にある２つのシート部21、23は、支持領域14Aの中心点から離れた位置に配されており、これにより基板がシート部21、23上に搭載された際、該シート部は外側エッジ部Pのみにおいて基板と接触する。
【００１４】
エンドエフェクタ64は、基板の特徴を検出する１または複数のセンサを有し、よって基板保管コンテナすなわちロードポート（loadport）のマッピングを行なって内部にある基板位置を明確化するのみならず、離れた場所の基板へのエンドエフェクタの移動や、エンドエフェクタ上への基板の配置を容易にする。図2に示されるように、本実施例では、エンドエフェクタ64はセンサ22を有しており、該センサは外周エッジ部Pを検知することが可能であり、更に必要に応じて基板の底面を検知することも可能である。他の実施例においては、エンドエフェクタ上に、他のいかなる好適な基板検知センサを有していても良い。本実施例においては、センサ22は光学センサである。該センサ22は光ファイバ22L、22Rを含んでおり、図2に示すように、該ファイバは枝部18、20の下側に延在している。光ファイバ22L、22Rの１つは光源ファイバであり、好適な光源（例えば、レーザ）に接続している。該光源は図示していない。ファイバ22L、22Rの他方は光受容ファイバであり、好適なフォトセル（図示せず）等の光学センサに接続している。光源及び光学センサはエンドエフェクタの基部12に取付けられても良く、これによりエンドエフェクタの慣性重量モーメントを低減することが可能となり、よってリスト76（図1参照）周りのエンドエフェクタの回転コントロールが改善される。図2に示されるように、ファイバ22L、22Rは、枝部18、20の端部18T、20Tの直前において互いに向けて折り曲がっており、これにより光源ファイバ末端部の光放出開口部が、光受容ファイバ末端部の光受容開口部に対面している。光ファイバ22L、22Rの対面する両開口部は、これによりファイバの両末端部間に光通路22Pを形成する。該通路22Pが基板の底表面や基板の外周エッジ部等によって遮断された場合、かかる遮断は光学センサによって検知され、好適な指示信号がコントローラ(図示せず)に送信され、よって基板の検知が登録される。
【００１５】
図2をなおも参照すると、グリップ部すなわちグリッパ（gripper）16は、好適には一対の対向するグリップ枝部すなわちフィンガ24、26及び駆動機構28を有している。該駆動機構28はグリップ枝部24、26を操作し、これにより以下に詳細に説明するように、エンドエフェクタが搬送する基板をグリップしたり手放したりする。グリップ枝部24、26は、互いに線対称の関係にある以外は、ほぼ同様である。従って、以下において、グリップ枝部24を特に参照しながら説明する。グリップ枝部24は横断部材（transverse member）32と、伸長縦部材（elongated longitudinal member）30とを有している。伸長縦部材30は横断部材32に従属している。図2に示すように、グリップ枝部は対応する支持枝部18に隣接しており、縦部材30はほぼ支持枝部に沿って延在しており、横断部材32は支持枝部を横断して延在している。グリップ枝部24は支持枝部18を土台とするか、さもなければ図2に示すようにエンドエフェクタの基部から支持されている。本実施例においては、リニアベアリング（linear bearing）34が基部12の下側に取付けられている。図2から判るように、該リニアベアリング34は基部のリスト端部12Wの直近であって、基板支持領域14Aから離れた位置に配されている。これは、支持領域14Aにある基板が、リニアベアリングの運動により生じる粒子によって汚染されるのを最小化するという利点がある。リニアベアリングはバー（bar）材料に使用されるいかなる好適な材料から製造されても良く、好適な数量のベアリングがバーの外側に取付けられている。他の実施例においては、リニアベアリングは他のいかなる所望の構造であっても良い。グリップ枝部の横断部材32は、その内部末端に軸受筒（bushing）またはソケット36を有している。該ソケット36は、リニアベアリングの周囲に当接するサイズの内径を有している。これにより該ソケットがリニアベアリング上で遊びなく保持され、かつ顕著な静止摩擦を生じることなくリニアベアリング34前後に沿って滑動自在となる。グリップ枝部24は、ソケット36を横断部材32上のリニアベアリング34の一方の端部において滑動させることによってエンドエフェクタ上に取付けられている。このようにしてリニアベアリング34はグリップ枝部24を垂直に支持し、枝部がエンドエフェクタ中心線Cに対して横方向（図2の矢印Eで示される方向）に移動することを可能にしている。反対側のグリップ枝部26もリニアベアリングの反対側端部に同様に取付けられており、よって矢印Eで示された方向で内外の移動が同様に可能となる。各グリップ枝部は、基板グリップ部材すなわちコンタクトパッド40、42を備えている。グリップ部材40はタブその他の部材であって良く、伸長縦部材24、26から上方に突出ている。グリップ部材40、42は略曲線形状を有しており、基板の外側エッジ部Pの曲率に適合している。図2に示す本実施例においては、グリップ部材は縦部材24、26の外側端部に配置されているが、他の実施例においては、グリップ部材はグリップ枝部に沿ったいかなる所望の位置に配置しても良い。グリップ部材40、42はグリップ枝部上に配置されており、これにより、両枝部が近接した場合(図2に示す)、グリップ部材がエンドエフェクタに保持されている基板の外側エッジ部Pに接する。本実施例においては、グリップ部材40、42はエンドエフェクタ上に���置されており、よって各グリップ部材40、42は、グリップ枝部24、26が閉じられた際、おおよそ２時と10時の位置において基板のエッジ部Pに接する。他の実施例においては、グリップ部材はエンドエフェクタ上の基板の外周エッジ部の他のいかなる所望の位置において接するように配置しても良い。他の実施例においては、グリップ枝部は１つより多いグリップ部材を有しても良い。
【００１６】
駆動機構28が、グリップ枝部24、26の開閉に使用される。駆動機構28は、大概、アクチュエータ（actuator）100と、該アクチュエータをグリップ枝部24、26に操作自在に結合しているリンク装置（linkage）102とを有している。アクチュエータ100はいかなる好適な型式であって良く、例えば、バネ式ソレノイドや空気式アクチュエータでも良い。アクチュエータ100はシャフト101を有しており、かかるシャフトは軸方向に前後運動する(矢印Aで示される方向)。本実施例においは、アクチュエータ100は両支持枝部間の中心に設置されている。アクチュエータは、図2に示すように、支持枝部またはエンドエフェクタ64の基部12に固着されて良い。連動装置102は、大概、中央ブラケット（central bracket）104と、該ブラケット104の反対側に延在する対向リンク（opposing links）106、108とを有している。中央ブラケット104はクロス部材（cross member）を有しても良く、該クロス部材はアクチュエータ100のシャフトに好適な手段によって固着されており、これにより、中央ブラケット104はアクチュエータシャフトと一体的に運動する。本実施例においては、中央ブラケット104のクロス部材は、そこに従属する第３基板グリップ部材41を有している(図2参照)。従って、閉位置において(図2に示されている)、ブラケット上のグリップ部材41が基板の外側エッジ部に接するようにブラケットは位置決めされている。グリップ部材41は、おおよそ12時の位置で基板エッジ部に接するように配置されている。中央ブラケット104は一対のUリンク（clevises）105、107を有しても良く、該Uリンクはクロス部材の反対側末端に位置している。リンク106、108の一方はUリンク105、107に各々ピン留めされており、これにより各リンクは対応するUリンク105、107に対して回転する。各リンクの他の末端部はグリップ枝部24、26上の対応するソケット36にピン留めされている。これにより、図2から判るように、アクチュエータ100が起動・停止される際(すなわち、アクチュエータシャフト101が矢印Aで示される方向に前後運動する際)、中央ブラケット104は矢印Aで示される方向に前後運動する。この運動はリンク106、108によって横方向の運動に変換され、これによりグリップ枝部24、26をリニアベアリング34に沿って矢印Eで示される方向に、エンドエフェクタ中心線Cに対して内外に作動させる。本実施例のリンク106、108はほぼ同等の長さを有しており、よって、グリップ枝部24、26は中心線Cの横方向にほぼ等距離運動する。他の実施例においては、必要に応じて同等ではない長さのリンクを使用しても良く、これにより、横方向の運動距離が互いに異なっているグリップ枝部が得られる。
【００１７】
図3は、グリップ枝部24OP、26OPを有する開位置のエンドエフェクタ64を示す平面図である（図3乃至4において、開位置のエンドエフェクタの参照番号には記号OPが付記されている）。開位置OPにおいては、駆動機構の中央ブラケット104OPは、基板から後方に離れた位置に移動している。この運動により、中央のグリップ部材41OPは、基板エッジ部から離れている。グリップ枝部24OP、26OPも外側に移動し、エンドエフェクタの基板支持領域14Aの中心点O及び支持枝部から離れている(図2参照)。グリップ枝部が外側に移動することにより、グリップ枝部の前方グリップ部材40、41も基板エッジ部Pから離れるように移動する。これにより、素早い１つの動きにより基板をエンドエフェクタから手放すことになり、エンドエフェクタは下方に移動して基板から離れる。グリップ枝部は横方向に十分に移動し、よって、垂直方向のピック・リリース運動の際の基板周りのクリアランスを確保する。基板を拾い上げるため、エンドエフェクタ64は基板の下方で基板が支持枝部のシート部に接触するまで垂直移動する。前述したように、基板の検知に光学センサが使用され、これにより支持枝部18、20のシート部21、23上に基板が搭載されるのを補助する(図2参照)。本実施例においては、図2に示すように、アクチュエータ100は、エンドエフェクタ64がシート部21、23上に基板を搭載する垂直ピック運動とほぼ同時に、グリップ枝部24、26が元の閉位置に移動するように作動させる。 本実施例のシート部構造と併せた、グリップ部材40、41及び42の配置と、グリップ枝部24、26の運動とによって、以下に更に説明するように、ピック(すなわち、基板の搭載)及びプレース(支持領域14A内の基板の位置決め)がほぼ同時に可能となる。グリップ枝部24、26を閉じる場合は、上記した枝部を開く場合とほぼ反対の方法で行なわれる。これは、前方グリップ部材40、42及び中央グリップ部材41(駆動機構の中央ブラケットにある)を戻して基板エッジ部に接触させることによる。
【００１８】
図4は、グリップ枝部が開かれた場合と(部材40OP、42OPと共に24OP、26OPとして示されている)閉じられた場合とにおける、グリップ枝部及び駆動機構リンク装置の位置を示している。中央グリップ部材41の閉運動に加えて対向するグリップ枝部24OP、26OPのほぼ同等で互いに反対の運動によって、基板がエンドエフェクタ64の基板支持領域14A上のほぼ中央に配される。これにより、グリップ枝部24、26が閉じられる際、基板の中心(図3でSCとして示されている)の基板支持領域14Aの中心点Oへの整合が維持される。グリップ枝部が閉じられる際の中央に位置決めする運動によって、エンドエフェクタ64によってピックされる全ての基板において、基板中心の支持領域14A中心点への整合が、基板の直径の差異にかかわらず維持されることが判る。エンドエフェクタ上への基板の配置は、グリップ枝部24、26上のグリップ部材40、42及び中央グリップ部材41による１作動工程により行なわれる。更に、グリップ枝部24、26が閉じられるタイミング、すなわち基板の設置は、基板がエンドエフェクタ上に搭載される垂直ピック動作とほぼ同時に行なわれる。この理由は、前述したように、支持シート部21、23は垂直支持にのみ使用され、いかなる場合も基板の配置には影響しないことによる。実際、グリップ枝部24、26を閉じることによる基板の設置は、基板の搭載とほぼ同時に行なうのが望ましい。これにより、基板の外周エッジ部Pがシート部21、23の頂部(例えば21T)に乗ることが保証される。他の実施例においては、しかし、必要に応じてシート部上への基板の搭載は、グリップ枝部が閉じられる前に行なわれても良い。基板とエンドエフェクタ構造との接触は支持シート部、及び支持シート部と外側エッジ部に沿ったグリップ部材40、41及び42との接触に限定される。グリップ部材は、高加速力で作動する際に基板が移動しないような十分な所定の力で基板エッジ部に接する。基板がグリップされると、アームは基板を所望の通り搬送するために作動する。
【００１９】
他の実施例においては、両側面グリップ・エンドエフェクタが提供され、エンドエフェクタ上の基板のエッジ部を保持する、好適な数量のグリップ枝部及びグリップ部材を有している。他の実施例においては、グリップ枝部を横方向に移動させる駆動機構は他のいかなる好適な型式でも良い。図5にかかる機構の例が示されている。本実施例のエンドエフェクタ64Aは、大概、上述し、更に図2乃至図4に示されたエンドエフェクタ64と同様であることが判る。従って、同様の特徴部分には、同様の番号を付している。本実施例においては、しかし、アクチュエータ100Aは横向き構造で取付けられており、アクチュエータシャフト101Aがエンドエフェクタの中心線CAを横切るように配置されている。これにより、本エンドエフェクタのグリップ部分16Aは中央グリップ部材を有しておらず、その替わり各グリップ枝部24A、26Aに一対の対向するグリップ部材40A、41R及び42A、41Lを有している。グリップ部材40A、42Aは上述の部材40、42とほぼ同様である。図5に示されるように、グリップ部材41R、41Lは、グリップ部材40A、42Aに対して、大概、線対称となるような構造を有している。本実施例においては、アクチュエータ100Aをグリップ枝部24A、26Aに接続させるリンク装置102Aは、中央クランク部材104Aを有し、図5に示されるように、該中央クランク部材104Aはエンドエフェクタに枢着されており、その一端がアクチュエータ100Aにピボット接続している。リンク106A、108Aは、クランク104Aを対向するグリップ枝部24A、26Aに接続する。グリップ枝部は、各々、図2に示すグリップ枝部24、26において説明した方法と同様の方法により、１または複数のリニアベアリングまたはレール上に該枝部を取付けたソケットを有している。他の実施例においては、グリップ部分の対向するグリップ枝部は、グリップ枝部が横向き方向に移動自在となるのであれば、エンドエフェクタ上に他のいかなる好適な方法で取付けられていても良い。図5に示されるように、グリップ部材40A、41R、42A、41Lを基板のエッジ部周りに開閉させるために、アクチュエータは対向するグリップ枝部24A、26Aを、図5の矢印Eで示されるような反対方向に作動させることが可能である。
【００２０】
本発明はエンドエフェクタ基板グリップ装置を提供し、該装置はエンドエフェクタ上の基板を、高処理能力で使用するために高加速度で作動する際、裏面に接触することなく積極的に保持することが可能である。本発明のエッジグリップ・エンドエフェクタは、真空グリップ・エンドエフェクタと比べて、基板の裏面に加えられる多くの欠点を低減する。本発明のグリップ・エンドエフェクタは、更に、基板を中心に位置決めするので、ウエハ整列装置（aligners）の機能性を簡素化し、これにより、種々の特徴（例えば、半導体ウエハの場合のウエハのノッチ）を有する基板の位置決めを簡易にする。本発明のエンドエフェクタの４枝部構造は、更に、エンドエフェクタ上において、リスト上またはその近傍であって、かつ、基板の直近から離れた位置に全てのベアリング及び支持機構を配置することを可能にする。これにより、粒子を発生させるいかなる摩擦部分も基板の近傍に配されない。更に、本発明のエッジグリップ・エンドエフェクタは、真空グリップエフェクタに比べて処理能力の影響を及ぼすことなく基板を置き、かつ、ピックすることが可能である。なぜならば、本発明のエッジグリップ・エンドエフェクタは、従来のエッジグリップ・エンドエフェクタのような余分な運動を採用していないからである。
【００２１】
上記の説明は、本発明の単なる例示であることを理解すべきである。当業者は、本発明の趣旨から乖離することなく種々の変更例や変形例を案出し得る。従って、本発明は、添付した請求項の範囲内のかかる変更例、変形例及び改良例の全てを含んでいることを企図している。
【００２２】
本出願は、2001年7月14日出願の米国仮出願第60/305,384号に基づく優先権を主張するものであり、本願の開示に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の特徴を有した基板移送装置の斜視図を示している。
【図２】図1に示す基板移送装置のエンドエフェクタ及び基板の平面図である。
【図２Ａ】図2の2A-2A線から見たエンドエフェクタの部分正面図である。
【図３】図2に示すエンドエフェクタの他の平面図であり、エンドエフェクタの第２位置を示している。
【図４】図2に示すエンドエフェクタの略平面図であり、図2乃至3に示すエンドエフェクタ位置に対応した２つのエンドエフェクタ位置の関連を示している。
【図５】本発明の他の実施例におけるエンドエフェクタの平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  基板移送装置
４２  駆動装置
４４  アームアセンブリ
４６  ケーシング
６０  上部アーム
６２  前部アーム
６４、６６  エンドエフェクタ
７４  エルボ
７６  リスト
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
2004535681.tif 000071