(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置の基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法であって、
前記基板処理装置に２つの駆動シャフトを有する駆動部に接続された搬送アームを設けるステップと、
前記搬送アームのリスト部に回転可能に搭載されている末端作動体上に前記基板を提供するステップと、
前記２つの駆動シャフトを回転させて前記搬送アームの肩部における回転軸回りに前記搬送アームを回転させることにより、 前記回転軸回りに前記リスト部を回転せしめる回転ステップと、
前記搬送アームの肩部における回転軸に対して前記搬送アームのリスト部を半径方向に移動させるために前記搬送アームを伸展させる伸展ステップと、からなり、
前記リスト部を半径方向に移動させる前記搬送アームの伸展動作は、前記リスト部周りの前記末端作動体の回転を生じさせ、前記搬送アームの肩部における回転軸周りの前記リスト部の回転とともに前記搬送アームの肩部における回転軸周りに前記基板を回転させ、前記基板が前記駆動部の両側にある複数の平行な並進軸の１つに沿って移動させられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記回転ステップと前記伸展ステップが同時に行われ、それにより前記末端作動体上にある前記基板が前記基板保持エリアの基板搬送路を通って延伸している並進軸に沿って、前記基板保持エリアに対して直線的に並進することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記基板処理装置は、相互に並んで設置される前記基板保持エリアのうちの少なくとも２つを有し、前記搬送アームは前記基板保持エリアの各々の２つに対する基板の持込及び持出搬送をなし、前記搬送アームが前記基板保持エリアの各々の２つに対する基板の持込及び持出搬送をなす際に、前記搬送アームの前記肩部における前記回転軸は前記２つの基板保持エリアに対して１つの位置にとどまることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記搬送アームは上部アームリンク及び下部アームリンクから成る関節でつながれたアームであることと、前記搬送アームの前記伸展ステップは前記上部アームリンクに対して前記下部アームリンクを独自に回転せしめるステップから成ることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法であって、
駆動部によって駆動される搬送アームの末端作動体上に前記基板を提供する提供ステップと、
回転軸の回りに前記搬送アームを単体として回転させる回転ステップと、
前記回転軸に対して半径方向に前記搬送アームの前記末端作動体を移動させる移動ステップと、から成る方法であり、
前記末端作動体が、並進軸によって接続されている初期位置から最終位置へ移動させられ、
前記末端作動体の当該半径方向の移動と前記回転軸回りの前記搬送アームの回転とが組み合わされ、前記基板が前記基板保持エリアへ及び前記基板保持エリアから前記並進軸に沿って直線的に搬送され、前記並進軸が前記駆動部の両側における２つの平行な並進軸のうちの１つであることを特徴とする方法。
【請求項６】
基板保持チャンバに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法であって、
第１の位置へ搬送アームの末端作動体を配置する配置ステップと、
第１の経路に沿って前記第１の位置と第２の位置との間において前記末端作動体を移動することにより、前記基板も前記基板保持チャンバの開口部を通して前記第１の経路に沿って並進させる移動ステップと、
前記末端作動体を第２の位置から前記基板保持チャンバの前記開口部を通して第２の経路に沿って前記第１の位置へ返還する返還ステップと、からなり、
その際、前記基板保持チャンバの前記開口部を通って延びている前記第２の経路の一部分は前記基板保持チャンバの前記開口部を通って延びている前記第１の経路の相当する一部分とは末端作動体が移動する面内において異なっていることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記基板保持チャンバの前記開口部を通って延びている前記第２の経路の前記一部分が、前記搬送アームの肩部における前記搬送アームの旋回軸から該旋回軸の半径方向に伸び、前記基板保持チャンバまで達する線分の一部によってその軌道が描かれることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
基板搬送装置であって、
駆動部と、
前記駆動部に搭載されたロボット搬送アームとからなり、前記ロボット搬送アームは、リスト部及びその上に基板を保持するため末端作動体を有し、前記末端作動体は前記リスト部の回りを回転するよう前記リスト部に回転可能に搭載されており、前記リスト部の回りの前記末端作動体の回転は、前記ロボット搬送アームに従属し、
前記ロボット搬送アームは、３つの並んで方向付けられた基板保持エリア内にそしてそこから外へ基板を搬送し、前記駆動部は前記３つの保持エリアに対して唯一の位置に設置されており、当該３つの並んだ基板保持エリアが互いに整列されておりかつ前記駆動部の片側に配されており、前記ロボット搬送アームは各々の保持エリアに対応する並進軸に沿って３つの前記基板保持エリアの各々に対する直線的な基板の持込及び持出搬送をなし、前記３つの前記基板保持エリアの前記並進軸は互いに平行であることを特徴とする基板搬送装置。
【請求項９】
前記末端作動体は前記ロボット搬送アームに従属し、これにより前記末端作動体が前記ロボット搬送アームに対して前記リスト部の回りに回転する際、前記末端作動体及び前記リスト部上の前記基板が前記駆動部の回りに等しい速度で回転することを特徴とする請求項８記載の基板搬送装置。
【請求項１０】
前記ロボット搬送アームは前記駆動部の駆動軸に搭載され、前記末端作動体は前記ロボット搬送アームに従属することで、前記ロボット搬送アームが前記駆動軸に対して前記末端作動体を半径方向に並進させる際に、前記末端作動体が前記リスト部の回りに自動的に回転させられることを特徴とする請求項８記載の基板搬送装置。
【請求項１１】
前記末端作動体が前記リスト部の回りに回転することで前記基板を前記リスト部の回りに回転させ、これにより前記基板が前記リスト部の回りに回転する際に、前記基板、前記リスト部、及び前記駆動軸が整列していることを特徴とする請求項１０記載の基板搬送装置。
【請求項１２】
前記ロボット搬送アームは上部アームリンク及び下部アームリンクを含む関節アームであり、前記上部アームリンクは前記ロボット搬送の肩部から前記ロボット搬送アームの肘部まで伸びており、前記下部アームリンクは前記肘部から前記ロボット搬送アームの前記リスト部まで伸びており、前記ロボット搬送アームは前記駆動部の前記駆動軸の肩部に搭載されていることを特徴とする請求項８記載の基板搬送装置。
【請求項１３】
前記上部アームリンクは前記駆動軸に搭載されて前記駆動軸とともに回転し、前記下部アームリンクは前記上部アームリンクに回転可能に搭載されて前記上部アームリンクに対して回転することを特徴とする請求項１２記載の基板搬送装置。
【請求項１４】
前記ロボット搬送アームは前記末端作動体を前記リスト部の回りに自動的に回転する手段を備えており、前記末端作動体を自動的に回転する手段は前記下部アームリンクを前記末端作動体に駆動可能に接続して、前記リスト部の回りの前記末端作動体の回転を前記肘部の回りの前記下部アームリンクの回転に従属させていることを特徴とする請求項１２記載の基板搬送装置。
【請求項１５】
前記上部アームリンク及び前記下部アームリンクが互いに独立して回転させられ、前記ロボット搬送アームが３つの前記基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなすことを特徴とする請求項１２に記載の基板搬送装置。
【請求項１６】
前記ロボット搬送アームが３つの前記基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす際、前記駆動部が任意の２つの前記基板保持エリアの並進軸の間に位置決めされることを特徴とする請求項８に記載の基板搬送装置。
【請求項１７】
複数の並んだ基板貯蔵エリアを有するフレームと、前記基板貯蔵エリアと基板保持エリアとの間の基板搬送のために前記フレームに回動可能に搭載されるロボット搬送アームと、前記ロボット搬送アームに制御可能に接続されたコントローラと、からなる基板処理装置であって、
前記ロボット搬送アームは、末端作動体及びリスト部を有し、前記末端作動体は、前記ロボット搬送アームの前記リスト部に回動可能に搭載されており、
前記コントローラは前記ロボット搬送アームを制御するようにプログラムされ、前記基板貯蔵エリアの２つの各々に対応する並進軸に沿って、多数並んだ前記基板貯蔵エリアのうちの少なくとも２つに対する基板の直線的な往復移動をし、前記貯蔵エリアに対応した並進軸とは異なる経路に沿って、前記２つの貯蔵エリアのうち少なくとも１つに対する基板なしの末端作動体を持込・持出移動することを特徴とし、
前記ロボット搬送アームが２つの前記基板貯蔵エリア各々に対する基板の直線的な持込・持出移動をなす際と、前記末端作動体が２つの前記基板貯蔵エリアの少なくとも１つに前記基板なしで移動される際のいずれにおいても、前記ロボット搬送アームが前記フレームに対して旋回する軸は前記フレームに対して１つの位置にとどまり、
そして前記ロボット搬送アームが基板貯蔵エリア各々に対する基板の持込・持出移動をなす際に、前記末端作動体は前記ロボット搬送アームに従属して前記リスト部の回りに自動的に回転することを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記ロボット搬送アームが２つの前記基板貯蔵エリア各々に対する基板の持込・持出移動をなす際、前記ロボット搬送アームが旋回する軸は、２つの前記基板貯蔵エリアの前記並進軸の間に位置決めされることを特徴とする請求項１７記載の基板搬送装置。
【請求項１９】
２つの前記基板貯蔵エリアの２本の前記並進軸が互いに平行であることを特徴とする請求項１７記載の基板搬送装置。
【請求項２０】
前記ロボット搬送アームが上部アーム及び下部アームから成る関節アームであり、前記上部アームは前記ロボット搬送アームが旋回する前記軸に対して独自に回転可能であり、前記下部アームは前記上部アームに対して独自に回転可能であることを特徴とする請求項１７記載の基板搬送装置。
【請求項２１】
基板搬送装置であって、
その上に基板を保持する末端作動体を有するロボット搬送アームと、
第１の回転軸の回りに前記ロボット搬送アームを回転させるための手段であって、前記回転軸の回りに単体で前記ロボット搬送アームが回転するよう前記ロボット搬送アームに駆動するように接続している第１の駆動メカニズムから成る前記ロボット搬送アームを回転させるための手段と、
前記ロボット搬送アームの前記末端作動体を直線的に移動するための手段であって、前記回転軸に対して半径方向に前記末端作動体を移動するために前記ロボット搬送アームに駆動するように接続している第２の駆動メカニズムから成る前記末端作動体を移動するための手段と、
前記ロボット搬送アームを回転させる手段及び末端作動体を移動する手段を制御して、前記回転軸に対して前記末端作動体の半径方向の移動を伴う前記回転軸回りの前記ロボット搬送アームの複合回転を提供して、基板保持チャンバの搬送開口部を経た第１経路に沿った初期位置から最終位置までの前記基板の直線搬送をもたらすコントローラと、からなり、
前記コントローラは回転手段及び移動手段を制御して、前記基板保持チャンバ内の開口部を通る第２の経路に沿って前記最終位置から前記末端作動体を戻し、前記第２の経路は、前記末端作動体が移動する面内において前記第１の経路と異なることを特徴とする基板搬送装置。
【請求項２２】
基板処理装置上の基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法であって、
搬送アームのリスト部に回転可能に搭載された末端作動体の上に基板を提供するステップと、
前記搬送アームの肩部で回転軸の回りに前記搬送アームを回転させることで、前記回転軸の回りに前記リスト部を回転せしめる回転ステップと、
前記搬送アームを移動することで、前記搬送アームの前記肩部における前記回転軸に対して前記搬送アームの前記リスト部を半径方向に移動せしめる移動ステップであって、前記搬送アームを移動するステップは前記リスト部の回りに前記末端作動体を回転させることで、前記搬送アームの前記肩部における回転軸回りのリスト部の回転と協力して前記搬送アームの前記肩部における前記回転軸の回りに前記基板を回転せしめることを特徴とする移動ステップと、から成る方法であり、
前記搬送アームの前記移動及び回転は、前記末端作動体上の基板を、前記基板保持エリアを通る基板搬送通路による第１の経路に沿って初期位置から最終位置まで移動させ、前記末端作動体は前記基板搬送通路による第２の経路であって前記第１の経路とは前記末端作動体が移動する平面内で異なる第２の経路、に沿って前記初期位置に戻ることを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記末端作動体が前記基板なしに前記初期位置に戻ることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
基板処理装置上の基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法であって、
駆動装置によって駆動される搬送アームのリスト部に回転可能に搭載された末端作動体の上に基板を提供するステップと、
前記搬送アームの肩部で回転軸の回りに前記搬送アームを回転させることで、前記回転軸の回りに前記リスト部を回転せしめる回転ステップと、
前記搬送アームを移動することで、前記搬送アームの前記肩部における前記回転軸に対して前記搬送アームの前記リスト部を半径方向に移動せしめる移動ステップであって、前記搬送アームを移動するステップは前記リスト部に対して前記末端作動体を回転させ、前記搬送アームの前記肩部における回転軸回りのリストの回転と協力して前記搬送アームの前記肩部における前記回転軸の回りに前記基板を回転せしめることを特徴とする移動ステップと、から成る方法であり、
前記基板処理装置は相互に並んで設置された前記基板保持エリアのうちの少なくとも３つから成り、前記搬送アームは前記基板保持エリアの３つの各々に対する前記基板の持込及び持出搬送をなしていることを特徴とし、また前記搬送アームが前記基板保持エリアの３つの各々に対する前記基板の持込及び持出搬送をなす際、前記搬送アームの前記肩部における前記回転軸は３つの前記基板保持エリアに対して１つの位置にとどまり、前記搬送アームは、前記基板保持エリアの各々に対応する並進軸に沿って前記少なくとも３つの基板保持領域の各々に基板を直線的に持出及び持込搬送し、前記少なくとも３つの基板保持エリアの並進軸が互いに平行であることを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記末端作動体上の前記基板が第１の経路に沿って基板保持エリアに対する持込及び持出搬送され、更に前記方法は前記基板の前記末端作動体からの解放及び第１の経路より短い第２の経路に沿った前記基板保持エリアに対して持込及び持出される基板なしに前記末端作動体を戻すステップから成ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項２６】
基板搬送装置であって
第１の駆動シャフトおよび第２駆動シャフトを有する駆動部と、
前記駆動部に設けられたロボット搬送アームと、を含み、
前記ロボット搬送アームは、上部アーム、前記上部アームに枢動可能に接続されて前記上部アームの肘部回りに枢動する前方アーム、及び前記前方アームに枢動可能に接続されて前記前方アームのリスト部回りに枢動する末端作動体を有し、前記上部アームが前記第１の駆動シャフトに接続されて、前記第１の駆動シャフトが回転させられた際に前記上部アームが前記駆動部回りに回転させられ、前記肘部が前記第２の駆動シャフトに接続されて、前記第２の駆動シャフトが回転させられた際に前記前部アームが前記肘部回りに回転させられ、前記末端作動体が前記前部アームに従属して、前記前部アームが前記肘部回りに回転した際に前記末端作動体が前記リスト部回りに回転し、
前記ロボット搬送アームが、前記末端作動体を用いて、基板を基板処理装置の片側に沿って配された２つの並んだ基板保持エリア間で平行な並進軸に沿って前記駆動部を越えて往復搬送することができ、当該往復搬送の際に前記駆動部が前記基板処理装置に対して唯一の位置にあることを特徴とする装置。
【請求項２７】
基板処理装置上の基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法であって、
前記基板処理装置に２本の駆動シャフトを有する駆動部に接続された搬送アームを設けるステップと、
前記搬送アームのリスト部に回転自在に設けられた末端作動体に前記基板を提供するステップと、
前記２本の駆動シャフトを回転させて前記搬送アームの肩部における回転軸回りに前記搬送アームを回転させ、前記回転軸回りに前記リスト部を回転させるステップと、
前記搬送アームの肩部における回転軸に対して前記搬送アームのリスト部を半径方向に移動させるために前記搬送アームを伸展させるステップと、を含み、
当該第２の駆動シャフトが回転させられたときに、前記搬送アームの伸展によって前記リスト部回りに前記末端作動体が回転させられ、前記肩部における回転軸回りの前記搬送アームの回転、前記肩部の前記回転軸に対する前記リストの半径方向への移動のための前記搬送アームの伸展及び前記リスト回りの前記末端作動体の回転が組み合わされ、前記基板が、多数の平行な並進軸のうちの１つの並進軸に沿って前記基板保持エリア内へかつ前記基板保持エリア外へ前記肩部の前記回転軸を越えて移動させられることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は基板搬送装置、特に基板搬送装置のロボット搬送アームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術において、種々のタイプの基板搬送装置が知られている。基板搬送装置の例は、米国特許第５，４０４，８９４号、第５，４３１，５２９号、第５，７６５，９８３号に開示されている。
【０００３】
【発明の概要】
本発明の第１の実施例による基板搬送装置は駆動部とロボット搬送アームとから成る。ロボット搬送アームは駆動部に搭載される。ロボット搬送アームはリスト部と基板を保持する末端作動体とを有する。末端作動体はリスト部の回りに回転するようにリスト部に回転可能に搭載される。リスト部に対する末端作動体の回転はロボット搬送アームに従属する。ロボット搬送アームは、２つのほぼ並んで方向付けられている基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなすように設置されている。駆動部は保持エリアに対して唯一の位置に位置決めされている。
【０００４】
本発明の第２の実施例による基板処理装置は多数の並んだ基板貯蔵エリアを有するフレームと、該フレーム上に旋回可能に搭載されたロボット搬送アームと、から成る。ロボット搬送アームは、基板貯蔵エリアと基板保持エリアとの間で基板を搬送する。ロボット搬送アームは末端作動体とリスト部を有する。末端作動体はロボット搬送アームのリスト部に旋回可能に搭載されている。ロボット搬送アームは、２つの基板貯蔵エリアのそれぞれに対応する搬送軸に沿って並置された基板貯蔵エリアの少なくとも２つに対して基板を実質的に直線的な往復移動をなすように設置されている。ロボット搬送アームが２つの基板貯蔵エリアのそれぞれに対する基板の往復移動をなす際、フレームに対してロボット搬送アームが旋回する軸は、フレームに対して１つの位置にとどまる。ロボット搬送アームの末端作動体はロボット搬送アームに従属し、ロボット搬送アームが基板貯蔵エリアのそれぞれに対する基板の往復移動をなす際、リスト部の回りに自動的に回転する。
【０００５】
本発明の第１の方法によれば、基板処理装置上の基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法が提供される。この方法は、搬送アームの末端作動体上への基板の提供ステップと、搬送アームの回転ステップと、搬送アームの移動ステップの各ステップから成る。搬送アームは、回転軸の回りにリスト部を回転する為に搬送アームの肩部における回転軸の回りに回転される。上記搬送は、搬送アームの肩部における回転軸に対して搬送アームのリスト部を半径方向に移すためになされる。搬送アームを移動するステップは、リスト部の回りに末端作動体を回転し、搬送アームの肩部における回転軸回りのリスト部の回転に呼応して、搬送アームの肩部における回転軸の回りに基板を回転する。
【０００６】
本発明の第３の実施例によれば、基板搬送装置が提供される。この基板搬送装置はロボット搬送アームと、該ロボット搬送アームを回転させる手段と、該ロボット搬送アームの末端作動体を直線的に移動する手段と、コントローラと、から成る。ロボット搬送アームは基板を保持するための末端作動体を有する。ロボット搬送アームを回転させるための手段は、第１回転軸の回りにアームを回転させる。上記ロボットアームを回転させるための上記手段は、上記ロボット搬送アームに接続している第１の駆動メカニズムから成り、回転軸の回りに単体としてロボット搬送アームを回転させる。末端作動体を移動するための手段はロボット搬送アームに接続している第２の駆動メカニズムから成り、回転軸に対して実質的に半径方向に末端作動体を移動する。コントローラは、ロボット搬送アームを回転させるための手段および末端作動体を移動するための手段を制御し、回転軸に対して末端作動体の半径方向の移動を伴う、回転軸の回りのロボット搬送アームの、複合回転を提供する。ロボット搬送アームの複合回転、および末端作動体の半径方向の移動は、基板保持チャンバに対する基板のほぼ直線の往復移動を招来する。
【０００７】
本発明の第２の方法によれば、基板保持エリアに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法が提供される。この方法は搬送アームの末端作動体上への基板の提供ステップと、回転軸の回りの装置としての搬送アームの回転ステップと、搬送アームの末端作動体の移動ステップの各ステップから成る。末端作動体は、回転軸に対して半径方向に末端作動体を移動させられる。末端作動体を移動するステップは回転軸に対して搬送アームを回転させるステップを補償し、基板保持エリアに対して基板の持込及び持出搬送を招来する。
【０００８】
本発明の第３の方法に従う、基板保持チャンバに対する基板の持込及び持出搬送をなす方法は、末端作動体を第１の位置の搬送アームへの配置ステップ、第１の位置と第２の位置の間への末端作動体の移動ステップ、第２の位置から第１の位置への末端作動体の帰還ステップ、の各ステップから成る。末端作動体は、第１の経路に沿って第１の位置及び第２の位置の間で移動され、そして基板保持チャンバの開口部を通して末端作動体上の基板を軸方向に移動する。基板は、第１の経路に沿って軸方向に移動される。末端作動体は、第２の経路に沿って基板保持チャンバの開口部を通しての第２の位置から第１の位置まで戻される。基板保持チャンバの開口部を通って延在する第２の経路の一部は、基板保持チャンバの開口部を通って延在する第１の経路の一部と比較して異なっている。
【０００９】
【好ましい実施例の詳細な説明】
本発明の上述した特徴は、添付の図面を伴ってなされる以下の説明において説明される。
図１の参照により、本発明の特徴を取り入れている装置１０の概略平面図が示される。本発明が図面に示される一つの実施例に関して記載されているにもかかわらず、本発明が実施例の多くの代替の様態において実施されることができると理解されなければならない。加えて、いかなる適切な要素または材料のサイズ、形またはタイプが使用され得る。
【００１０】
装置１０は、基板処理装置１４のロードロック１２に接続していることが示されている。処理装置１４は、周知のように半導体ウェーハのような基板の処理をなす。基板処理装置の例は、米国特許第４，７１５，９２１号および第５，５１２，３２０号に記載されている。別の実施例において、装置１０はいかなる適切なタイプの基板処理装置についての作業をもなすように構成され得る。装置１０は、全体としてフレーム２０、カー２２、ロボット２４、コントローラ５２および基板カセット２６から成る。装置１０は、カセット２６とロードロック１２との間で半導体ウェーハまたはフラットパネルディスプレイ基板等の基板を移動するために設置される。装置１０は、カセット２６から基板を個々に移動し、かつロードロック１２に基板を挿入するために、ロボット２４を使用する。処理装置１４が基板を処理し終わったときに、装置１０はロードロック１２からカセット２６まで基板を戻すために用いられる。装置１０は大気圧下で稼働するが、真空を含む他の圧力状況下においても使用され得る。装置１０は多くのカセット２６を保持するようになっている。
【００１１】
フレーム２０は、ロードロック１２に固着している。フレーム２０の背面部１３はロードロック１２の前面に対向している。フレーム２０は、着脱自在にカセット２６を支持出来るようになっている。図１は、２００ｍｍの半導体ウェーハを保持するために使用されるカセット２６を支持しているフレーム２０を示している。また図５に示されているように、装置１０のフレーム２０は３００ｍｍの半導体ウェーハを保持するために、「開放した」カセット２２６のような第２のタイプのカセットを支持することも可能である。２００ｍｍウェーハ用のカセット２６は、１３枚か２６枚の半導体ウェーハを保持することが可能である。図１に示すように、カセット２６の各々は、カセット２６の正面の基板アクセス開口部１２６を有する。基板は、カセット２６の側面１２７と実質的に平行に方向付けられた軸Ｘに沿って、正面アクセス開口部を通ってカセット２６の中へかつそこから外へ搬送される。カセットはフレーム２０の正面１１の近くにほぼ並んで配置される。カセット２６の基板アクセス開口部１２６は、フレーム２０の背面部１３の方と同じ方向に面する。よって、それぞれのカセット２６の中へかつそこから外へ基板がそれに沿って搬送される軸Ｘは、互いに実質的に平行に整列配置される。フレーム２０の背面部１３で、軌道エリア２１はフレーム２０の長さを延長する。カー２２は移動できるようにフレームの軌道エリア２１に載置され、経路Ａに沿って位置ＢからＣの間を移動するかまたは転動する。カー駆動機構２３は、カーをフレーム２０に駆動自在に接続する。駆動機構２３はコントローラ５２によって制御され、軌道エリア２１に沿って異なる位置に制御可能にカー２２を移動する。そのようなカー駆動機構は、本願明細書に全体として引用したものとする「ロボットアーム移動システム」と題して１９９７年７月１１日に出願された米国特許出願第０８／８９１，５２３号に記載されている。別の実施例においては、他のタイプのロボットアーム移動システムが使用され得る。例えば、ロボットアームは回転可能に単一の回転軸に搭載され得る。
【００１２】
ロボット２４はカー２２に搭載される。よって、ロボット２４はカー２２と共に移動する。ロボット２４は全体として可動アームアセンブリ２５および駆動部２７から成る。好適な実施例において、駆動部２７は可動アームアセンブリ２５をカー２２に接続する。別の実施例においては、アームアセンブリがカーに直接搭載され得る一方、アームアセンブリに従属している駆動部を有する。駆動部２７は、可動アームアセンブリ２５に接続することで、単一の回転軸の回りに独自に単体としてアームアセンブリを回転し、更にアームアセンブリ２５の伸展及び格納をせしめる。さらに、駆動部２７は必要に応じて垂直にアームアセンブリを配置するためにフレーム２０と関連して上下にアームアセンブリ２５を移動することが可能である。アームアセンブリ２５は図１において収納状態にある。アームアセンブリ２５が伸展される際、その末端作動体を、基板を持ち上げるかまたは降ろすロードロック１２あるいはカセット２６の内部に置かれることが可能である（図２Ａ及び３Ａ参照）。
【００１３】
図４は、可動アームアセンブリ２５の概略斜視図を示している。この示された実施例において、アームアセンブリは、例えば本願明細書に全体として引用したものとする米国特許第５，４３１，５２９号又は米国特許第５，７６５，９８３号において開示されるようなアームアセンブリである。アームアセンブリ２５は、全体として、上部アーム３１、前方アーム部３２およびリスト延長部３４を含む順に接続した３つのアーム部を有する。上部アーム３１は駆動部２７からアームアセンブリ２５を支持する。リスト延長部３４は前方アーム部３２を介して上部アーム３１に接続していて、その末端で末端作動体部４４を含む。可動アームアセンブリ２５の上部アーム３１は駆動部２７に搭載され、アームアセンブリの肩部４０において垂直回転軸Ｙ１の回りに回転する。前方アーム部３２は上部アーム３１に回動可能に搭載され、アームアセンブリ２５の肘部４１を形成する。前腕３２は可動アームアセンブリ２５の肘部４１において、垂直回転軸Ｙ２の回りに上部アーム３１と連動して回転する。肘部４１の反対側に前方アーム部３２は回動可能にリスト延長部３４に接続しており、アームアセンブリのリスト部４２を形成する。リスト延長部３４はリスト部４２において、前方アーム部３２と連動して垂直回転軸Ｙ３の回りに回転する。好適な実施例において、末端作動体部４４はリスト延長部３４に置かれ、基板Ｓをその中心が半径方向軸ｒにほぼ合う様に保持する。半径方向軸ｒは、肩部４０およびリスト部４２における回転軸Ｙ１、Ｙ３を通って延在する（図４参照）。別の実施例においては、末端作動体によって保持される基板の中心が肩部およびリスト部における回転軸との半径方向の接続と相殺されるので、末端作動体は位置することができる。
【００１４】
関節アームを動かすための駆動部は周知である。好適な実施例において、駆動部２７は同軸的に取り付けられた駆動軸４６、４８を含むタイプであり得る。なお、他のいかなる適切な駆動システムも使用され得る。同軸駆動軸４６、４８は可動アームアセンブリ２５の肩部４０において、回転軸Ｙ１の回りをスピンするように位置する。上部アーム３１は、肩部４０における軸Ｙ１の回りにシャフト４６と同調して向きを変えるために第１の駆動軸４６に固定的に搭載される。第２の駆動軸４８は前方アーム部３２に搬送システム１４０によって操作可能な状態で接続され、アームアセンブリ２５の肘部４１において回転軸Ｙ２の回りに前方アーム部を回転させる。好適な実施例において、搬送システムは上部アーム４０内に位置する。前方アーム伝送部１４０に対する駆動軸は、リンクおよびクランクを含み得、さもなくば肘部４１の回りに前方アーム部３２を回転させるために第２の駆動軸４８の回転を伝えるベルトおよび滑車システムを含み得る。別の実施例においては、搬送システムは上部アームの外側に位置し得る。更なる実施例においては、肘部に対して前方アーム部を回転させるための駆動軸は、直接前方アーム部の回転をなすように位置し得る。（例えば、第２の駆動軸は第２の駆動軸に直接搭載される前方アーム部を有する肘部において、上部アームに搭載され得る。）肘部４１の回りの前腕の回転に応答してリスト部４２で回転軸Ｙ３の回りにリスト延長部３４を同期して逆回転するリスト部伝送システム１４２に、リスト延長部３４は、肘部によって前方アーム部３２に接続している。好適な実施例において、リスト部搬送システム１４２に対する肘部は一般に前方アーム部３１の内に位置する。リスト部伝送システムに対する肘部は、リンクおよびオフセットのクランク、または前方アーム部３２をリスト延長部３４に接続しているベルトおよび滑車システムから成ることができ、その結果肘部４１に対して前方アーム部の回転はリスト部４２に対する反対の一方向へリスト延長部３４を回転させる。例えば、肘部４１に対して前方アーム部３１の時計回りの回転はリスト部４２に対して反時計回りに回転しているリスト延長部３２に帰結する。そして、逆に肘部４１の回りの前方アーム部３１の反時計回りの回転は、リスト部４２の回りで時計回りにリスト延長部を駆動する。よって、リスト部４１の回りのリスト延長部３４の回転は、肘部４１の回りの前方アーム部３１の回転に従属する。
【００１５】
駆動部２７は、様々な回転速度でいずれの方向へも駆動軸４６、４８を独立して回転させることが可能である。コントローラ５２は、２本の駆動軸４６、４８の方向及び回転速度を制御し、可動アームアセンブリ２５を操作する。肩部４０において可動アームアセンブリ２５を回転軸Ｙ１の回りに単体として回転させるために、駆動軸４６、４８は共に同調して回転する。（例えば肩部４０に対して時計回りにアーム２５を回転させるために、軸４６、４８は共に同調して時計回りに回転する。）上部アーム３１と前方アーム部３２の間の回転は相関していないので、同調した両軸４６、４８の回転はアームアセンブリ２５を肩部４０の回りに単体として回転させる。図４上の矢印Ｔで示される単体としての可動アームアセンブリ２５の肩部４０の回りのこの回転は、一方では可動アームアセンブリ２５の「Ｔ」移動とされる。実質的に半径方向の軸に沿って肩部４１に対してリスト部４２を移動する可動アームアセンブリ２５の伸展および格納（一方ではアームアセンブリの「Ｒ」移動とされる運動）は駆動軸４６、４８を逆回転することによって達成される。駆動軸４６、４８の逆回転は上部アーム３１と前方アーム部３２との間の相対的な回転を生じ、それゆえに肩部４０に対するリスト部４２の移動を生じる。（例えばこの実施例において、伸展位置の可動アームアセンブリ２５については、軸４６の時計回りの回転は肩部４０の回りに時計回りに上部アーム３１を回転させ、そして軸４８の半時計回りの回転は、肘部４１の回りに半時計回りに前方アーム部３２を回転させ、それにより肩部へ向かってリスト部４２を移動する。）同速度での駆動軸４６、４８の逆回転は、図４の矢印Ｒによって示されるように、肩部４０に対して単一の半径方向の軸にほぼ沿ってリスト部４２を移動させる。上述したように、肘部４１回りの前方アーム部３２の回転は、リスト部４２の回りにリスト延長部３４を自動的に逆回転する。肘部からリスト部への搬送は前方アーム部３２に対してリスト延長部３４を同時に逆回転し、その基板はリスト部４２が可動アームアセンブリ２５の伸展または格納（すなわち「Ｒ」型運動）の間移動されている半径方向の軸上のリスト部４２に、末端作動体部４４によって保持されている基板の中心を維持する。
【００１６】
コントローラ５２もまたアームアセンブリの「Ｒ」および「Ｔ」の複合移動において、駆動部を実質的に同時に可動アームアセンブリ２５を回転し、伸展または格納するために制御する。可動アームアセンブリ２５の「Ｒ」および「Ｔ」の複合移動を成し遂げるために、駆動軸４６、４８は異なる速度で回転する。駆動軸の異なる回転速度は、上部アーム３１および前方アーム部３２の異なる速度に帰結し、それはアームアセンブリの伸展／格納（すなわち「Ｒ」運動）と合成される肩部４０の回りの可動アームアセンブリ２５の回転（すなわち「Ｔ」運動）をもたらす。前方アーム部３２の回転に対してリスト延長部３４を自動的に逆回転するリスト部肘部搬送システムは、リスト部４２と末端作動体部４４上の基板の中心とを、肩部４０で回転軸Ｙ１を横切っている軸にほぼ整列するように維持する。換言すれば、リスト部４２が可動アームアセンブリ２５の「Ｒ」および「Ｔ」の複合移動によって肩部４０の回りに回転するにつれて、末端作動体４４上の基板Ｓの中心がリスト部４２と実質的に同一速度で肩部４０の回りに回転するためにリスト延長部３４はリスト部４２に対して自動的に回転し、それゆえに肩部４０の中心、リスト部４２の中心および末端作動体４４上の基板Ｓの中心はほぼ同一直線上のままの位置にある。例えば、アームアセンブリ２５が図３Ａに示されるように伸展されるときに、リスト部４２および末端作動体によって保持した基板Ｓの中心は肩部４０を通って延びる半径方向の軸Ｒ３によって全体として整列する。アームアセンブリ２５が図３Ｂに示されるように格納されるときに、リスト部４２および基板Ｓの中心は再び肩部４０を通って延びる半径方向の軸Ｒ４によってほぼ整列する。
【００１７】
カセット２６とロードロック１２との間での基板の移動手順は、実質的に以下の通りである。図２Ａ−２Ｃおよび３Ａ−３Ｃからも明らかなように、当該手順の第１のステップはカー２２を動かして肩部４０を位置決めして、それゆえに位置Ｄで可動アームアセンブリ２５が回転する回転軸Ｙ１を位置決めすることである。位置Ｄはカセット２６Ｌと２６Ｒの間に位置する。アームアセンブリ２５の肩４０が位置Ｄに位置すると、それに沿って基板が２つの横に並んだカセット２６Ｌ、２６Ｒの中へ及びそこから外へ移動する軸Ｘ１、Ｘ２は肩４０の両側に延伸する。その肩部４０を位置Ｄに位置決めするように可動アームアセンブリ２５を移動した後、アームアセンブリ２５は作動せしめられ、並置されたカセット２６Ｌと２６Ｒとのどちらか一方に末端作動体４４を挿入して基板を捕捉する。肩部４０が位置Ｄにある故、可動アームアセンブリ２５は、末端作動体４４を、カセットに対して肩部４０の再配置することなしに２つのカセット２６Ｌ、 ２６Ｒのどちらにでも嵌入出来るように作動せしめられ得る。好適な実施例において、末端作動体４４をカセット２６Ｌ、２６Ｒに挿入するために、コントローラ５２はカセット２６Ｌ、２６Ｒの開口部と共にリスト部４２を半径方向に整列させるために肩部４０の回りに最初に単体としてのアームアセンブリ２５全体を回転させ（「Ｔ」運動）、「Ｔ」運動の終了後、カセット２６Ｌ、２６Ｒに末端作動体４４を挿入するために半径方向に沿って、実質的にアームアセンブリ２５を伸展する（「Ｒ」運動）。本実施例において、位置Ｄにおける肩部４０に対するカセット２６Ｌ、２６Ｒの内側部１２７Ｌ、１２７Ｒ（図２参照）の位置は、側部１２７Ｌ、１２７Ｒがカセット２６Ｌ、２６Ｒ内に実質的に単一の半径方向に沿って末端作動体４４を並進させることを妨げないようなものである。別の実施例においては、カセットの内側の位置がアームアセンブリ２５の「Ｒ」移動を妨げるところでは、末端作動体４４はカセットに対応する基板除去／挿入軸Ｘ１、Ｘ２に対して小さい角度の軸に沿って、カセットに対して末端作動体を並進させることによりカセットに挿入される。このことは、末端作動体４４の中心 のまっすぐなＸ軸運動を提供する、「Ｒ」及び「Ｔ」の複合運動をなすようにアームアセンブリ２５を動かすコントローラ５２によって達成される。カセット２６Ｌ、２６Ｒ中に末端作動体４４が存在する状態において、末端作動体４４は基板Ｓを捕らえる。一旦、基板Ｓが末端作動体４４によって捕えられると、可動アームアセンブリ２５はカセット２６Ｌ、２６Ｒから基板Ｓを取り出すために作動せしめられる。末端作動体４４によって保持される基板Ｓは対応する基板除去軸Ｘ１、Ｘ２に実質的に沿ってカセット２６Ｌ、２６Ｒから移動される。よって、基板Ｓの除去はカセット２６Ｌ、２６Ｒへの末端作動体４４の挿入経路とは異なる経路に沿う（図２Ｂ−２Ｃ及び３Ｂ−３Ｃ参照）。軸Ｘ１、Ｘ２に実質的に沿って末端作動体４４上の基板Ｓを移動するために、可動アームアセンブリ２５ は、「Ｒ」及び「Ｔ」の複合運動において移動される（図２Ａ−２Ｂ及び３Ａ−３Ｂ参照）。コントローラ５２は２本の駆動軸４６、４８の旋回速度および方向を制御し、実質的に軸Ｘ１、Ｘ２に沿ってカセット２６Ｌ、２６Ｒからの基板Ｓの移動を招来する「Ｒ」および「Ｔ」の複合運動でのアームアセンブリ２５の移動をなす。基板Ｓがカセット２６Ｌ、２６Ｒの外に出た後、可動アームアセンブリ２５はロードロック１２に基板Ｓを搬送する。図２Ｂ及び３Ｂに示すように、肩部４０の位置Ｄが実質的にロードロック１２の前にあるならば、肩部４０は位置Ｄの場所にとどまり、そしてアームアセンブリ２５は一連の「Ｔ」運動および「Ｒ」運動を経ることによって基板Ｓを移動する。もし肩部４０の位置Ｄが実質的にロードロック１２の正面でなくむしろ隣接しているならば、可動アームアセ ンブリ２５は肩部４０の位置Ｄにとどまっているままで「Ｒ」及び「Ｔ」の複合運動を経ることによって、ロードロックに基板Ｓを移動する。さもなければ、ロードロック１２に基板Ｓを搬送するために、カー２２は位置Ｄから異なる位置まで可動アームアセンブリ２５の肩部４０を移動することで、アームアセンブリが基板をロードロック１２に挿入することができる。ロードロック１２における基板Ｓの解放に続き、可動アームアセンブリ２５は末端作動体４４を上記の通りにカセット２６Ｌ、２６Ｒに戻す。カセット２６Ｌ、２６Ｒが空になるまで、上記の一連のステップは必要に応じて繰り返される。加えて、カセット２６Ｌ、 ２６Ｒとロードロック１２との間における基板の転送は、一度に１つのカセットになされる必要はない。それは、既述したように、位置Ｄから可動アームアセン ブリ２５は左上のカセット２６Ｌと右上のカセット２６Ｒのいずれに対する基板の出し入れをすることも可能であるからである。よって、カセットから基板を取り出す間、基板は、位置Ｄから肩部４０を再配置することなく、順番に左右のカセット２６Ｌ、２６Ｒ双方から移動され得る。あるいは、基板はアームアセンブ リ２５の搬送サイクルの前半において１つのカセット２６Ｌ、２６Ｒから移動され得る。そして異なる（すなわち既処理の）基板はアームアセンブリ２５の肩部４０が位置Ｄにとどまっている間、搬送サイクルの戻りまたは後半において隣接しているカセット２６Ｒ、２６Ｌに戻され得る。
【００１８】
アームアセンブリ２５の肩部４０が位置Ｄに設置されたカセット２６Ｌ、２６Ｒそれぞれに基板を戻す際に、アームアセンブリ２５の末端作動体４４に保持される基板Ｓはまた、実質的に軸Ｘ１、Ｘ２に沿ってカセット２６Ｌ、２６Ｒに挿入される。実質的に軸Ｘ１、Ｘ２に沿ってカセット２６Ｌ、２６Ｒに基板Ｓを移動するために、アームアセンブリ２５は再び「Ｒ」及び「Ｔ」の複合運動を、逆に、軸Ｘ１、Ｘ２に沿ってカセットから基板を移動するために実行される「Ｒ」及び「Ｔ」の複合運動を、実行する（図２Ａ−２Ｂ及び３Ａ−３Ｂ参照）。基板Ｓがカセット２６Ｌ、２６Ｒにおける末端作動体４４によって解放された後、末端作動体４４はアームアセンブリを格納するだけ（「Ｒ」運動のみ）でカセットから取り戻される。よって、基板解放後の末端作動体４４の取下げは、カセット２６Ｌ、２６Ｒへの基板の挿入経路とは異なる経路に沿ってなされる（図２Ｂ−２Ｃ及び３Ｂ−３Ｃ参照）。図２Ａ−２Ｃ及び３Ａ−３Ｃは装置のフレーム２０の側面に設置される２つのカセット２６Ｌ、２６Ｒの中そして外へ基板を移動する可動アームアセンブリ２５を示しており、並んだカセット２６のいずれかの２つの中そして外へ基板を移動する際のアームアセンブリ２５の手順及び運動は、本質的に図２Ａ−２Ｃと３Ａ−３Ｃに示された、かつ上述されたものと同じである。
【００１９】
次に、図５から明らかなように、アームアセンブリ２５が位置Ｄにおけるその肩部４０（即ち回転軸Ｙ１）によって位置決めされる際に、可動アームアセンブリ２５はまた、３つの並んだ「開放」カセット２２６とロードロック１２との間の基板移動のために使用され得る。先に示されたように、「開放」カセット２２６は一般に３００ｍｍの半導体ウェーハを保持するために使用される。位置Ｄにおける可動アームアセンブリ２５の肩部４０は、ほぼロードロック１２の前にある２つのカセット２２６の間に設置される。例えば、図５は肩部４０（すなわち位置Ｄ）が中心のカセット２２６Ｃと右外側のカセット２２６ＥＲとの間に設置されることを示す。図５は３つのカセット２２６ＥＬ、２２６Ｃ、２２６ＥＲ各々に設置される末端作動体４４を伴う３つの異なる位置へ伸展される可動アームアセンブリ２５を示す。３つのカセット２２６ＥＬ、２２６Ｃ、２２６ＥＲとロードロック１２との間における基板移動のための手順は、図２Ａ−２Ｃ及び３Ａ−３Ｃで示されるような並んだ２つのカセット２６Ｌ、２６Ｒから基板を移動するための先に記載されている手順と実質的に同様である。一旦、可動アームアセンブリ２５が肩部４０が位置Ｄにある状態で位置決めされると、可動アームアセンブリは「Ｒ」及び「Ｔ」の複合運動において作動せしめられ、実質的に対応する撤去／挿入軸Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５に沿ってその対応するカセット２２６ＥＬ、２２６Ｃ、２２６Ｒの中そして外へ基板を移動する。カセット２２６ＥＬ、２２６Ｃ、２２６ＥＲそれぞれからの末端作動体４４の挿入および撤去は、対応するカセット２２６ＥＬ、２２６Ｃ、２２６ＥＲとアームアセンブリ２５の肩部４０との間で伸びている半径方向の軸に沿って、或いはカセットの撤去／挿入軸Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５と小さい角度をなす軸に沿ってされ得る。
【００２０】
従来技術において、基板搬送装置のロボットはカセットの前に直接可動アームアセンブリの肩部を設置することによりカセットの中へ及びそこから外へ基板を移動し、そしてアームアセンブリの単なる伸展または格納（即ちアームアセンブリの「Ｒ」移動のみ）により基板を移動してきた。このことは、基板がその特定のカセットの中へ及びそこから外へ移動されるべき際にロボットが各々のカセットの正面へ再配置されることを必要とした。アームアセンブリを再配置するために必要とされた追加の時間は、従来技術の装置のスループットを減少させた。別な方法では、従来技術のロボット可動アームアセンブリは、リスト部に対して独立して可動アームアセンブリのリスト延長部を回転させるために別々に独立した駆動システムを備えていて、そのリスト部はこれらの型のアームアセンブリがカセットの前に直接アームの肩部を配置することなしに、カセットの中へ及びそこから外へ基板を移動するのを可能にした。しかしながら追加された駆動システムは、アームアセンブリのリスト延長部に対して従来技術の搬送装置の複雑さとコストの増加を必要とした。本発明は、可動アームアセンブリ２５が、各々のカセットの正面へ可動アームアセンブリ２５を再配置することなしにカセット２６の中へ及びそこから外へ基板を移動することが可能になったことで従来技術の課題を解決し、基板はそのカセットに対して、リスト部に対して独立してリスト延長部を回転することに専従している追加の独立駆動システムなしで往復移動される。
【００２１】
前述の説明は発明を説明するためだけであることが理解されなければならない。様々な代替物および変更態様は、発明から逸脱することなく当業者によって考案され得る。したがって、本発明は添付された請求の範囲内にある代替、修正及び変形の全てを包含することを企図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を持った処理装置に対する基板の持込及び持出搬送をなすための装置の概略平面図である。
【図２Ａ】アームアセンブリが第１の基板貯蔵エリアの中へ及びそこから外へアームアセンブリに保持された基板を移動する際のある１つの位置の可動アームアセンブリを示す、図１に示される装置の部分的な概略平面図の第１の組である。
【図２Ｂ】アームアセンブリが第１の基板貯蔵エリアの中へ及びそこから外へアームアセンブリに保持された基板を移動する際のもう１つの位置の可動アームアセンブリを示す、図１に示される装置の部分的な概略平面図の第１の組である。
【図２Ｃ】基板の保持なしに第１の基板貯蔵エリアに対するアームの往復移動する際の第３の位置の可動アームアセンブリを示す、図１に示される装置のもう１つの部分的な概略平面図である。
【図３Ａ】アームアセンブリが第２の基板貯蔵エリアの中へ及びそこから外へアームアセンブリに保持された基板を移動する際のある１つの位置の可動アームアセンブリを示す、図１に示される装置の部分的な概略平面図の第２の組である。
【図３Ｂ】アームアセンブリが第２の基板貯蔵エリアの中へ及びそこから外へアームアセンブリに保持された基板を移動する際のもう１つの位置の可動アームアセンブリを示す、図１に示される装置の部分的な概略平面図の第２の組である。
【図３Ｃ】基板の保持なしに第２の基板貯蔵エリアに対するアームの往復移動する際の第３の位置の可動アームアセンブリを示す、図１に示される装置のもう１つの部分的な概略平面図である。
【図４】図１に示される装置の可動アームアセンブリの概略斜視図である。そして
【図５】３つの異なる基板記憶域に対応する３つの異なる位置において延長される可動アームアセンブリを示す、図１に示される装置の部分的な概略平面図である。
【図１】
0004959053.tif 000002
【図２Ａ】
0004959053.tif 000003
【図２Ｂ】
0004959053.tif 000004
【図２Ｃ】
0004959053.tif 000005
【図３Ａ】
0004959053.tif 000006
【図３Ｂ】
0004959053.tif 000007
【図３Ｃ】
0004959053.tif 000008
【図４】
0004959053.tif 000009
【図５】
0004959053.tif 000010