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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-02
(45)【発行日】2024-12-10
(54)【発明の名称】非対称のデュアルエンドエフェクタロボットアーム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/677 20060101AFI20241203BHJP
B25J 9/06 20060101ALI20241203BHJP
B25J 9/04 20060101ALI20241203BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 A
B25J9/06 D
B25J9/04 Z
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2021554561
(86)(22)【出願日】2020-03-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-05-06
(86)【国際出願番号】 US2020022004
(87)【国際公開番号】W WO2020185841
(87)【国際公開日】2020-09-17
【審査請求日】2023-03-06
(31)【優先権主張番号】62/816,413
(32)【優先日】2019-03-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】514062448
【氏名又は名称】パーシモン テクノロジーズ コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】ＰＥＲＳＩＭＭＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＣＯＲＰ．
(74)【代理人】
【識別番号】100127188
【弁理士】
【氏名又は名称】川守田 光紀
(72)【発明者】
【氏名】ウィルカス スコット
(72)【発明者】
【氏名】ホシェク マルチン
【審査官】久宗 義明
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１５４０３３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１６－５０５２１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１６１４１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２２９３６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１１８０１０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２０５４１６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０２０－５０７９３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
Ｂ２５Ｊ ９／０６
Ｂ２５Ｊ ９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のエンドエフェクタを備えると共に、不等リンク長を有する第１のリンク機構を備える、第１のアームと、第２のエンドエフェクタを備えると共に、等リンク長を有する第２のリンク機構を備える、第２のアームと、
前記第１のアーム及び前記第２のアームに接続された駆動ユニットであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームを動かすように構成された駆動ユニットと、
を備える装置であって、
前記第１のアームは、前記駆動ユニットに接続される第１の上方リンクと、前記第１の上方リンクを前記第１のエンドエフェクタに接続する第１の下方リンクとを有し、前記第２のアームは、前記駆動ユニットに接続される第２の上方リンクと、前記第２の上方リンクを前記第２のエンドエフェクタに接続する第２の下方リンクとを有し、前記装置の収縮位置において、前記第１の下方リンクと前記第２の下方リンクとは少なくとも部分的に上下に重なっており、
前記第１のエンドエフェクタは、前記第２のエンドエフェクタに対して非対称であり、
前記第１のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタ上の第１の基板支持部が前記第２のエンドエフェクタ上の第２の基板支持部の上又は下に位置しないように、前記第２のエンドエフェクタに対して角度が付けられている、
装置。
【請求項2】
前記第１のアーム又は前記第２のアームを動かす際に、前記第１のエンドエフェクタ上の前記第１の基板支持部又は前記第２のエンドエフェクタ上の前記第２の基板支持部のうちの一方は、前記第１のエンドエフェクタ上の前記第１の基板支持部又は前記第２のエンドエフェクタ上の前記第２の基板支持部のうちの他方の上又は下で移動しない、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記第２のリンク機構及び前記第１のリンク機構のうちの一方又は両方のリンク機構は、少なくとも１つの非円形のプーリによって動かされる、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記第１のアーム及び前記第２のアームは、前記第１のアームの伸長する動きの際に、前記第１のエンドエフェクタが前記第２のエンドエフェクタから離れて移動するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記第１のアーム及び前記第２のアームは、前記第２のアームの伸長する動きの際に、前記第２のエンドエフェクタが前記第１のエンドエフェクタから離れて移動するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記第２のリンク機構のリンク上にリンクがある位置では、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの向きは、前記第２のエンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記第２のエンドエフェクタが伸長位置にあるとき、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの前記向きは一定であり、前記第２のエンドエフェクタは、前記直線に沿って移動し続ける、請求項６に記載の装置。
【請求項8】
前記第１のリンク機構のリンク上にリンクがある位置では、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの向きは、前記第１のエンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項9】
前記第１のエンドエフェクタが伸長位置にあるとき、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの前記向きは一定であり、前記第１のエンドエフェクタは、前記直線に沿って移動し続ける、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
少なくとも２つの基板を搬送するための基板搬送装置であって、不等長の２つのリンク及び下方エンドエフェクタを備える下腕と、
等長の２つのリンク及び上方エンドエフェクタを備える上腕と、
前記下腕及び前記上腕に接続された駆動ユニットであって、前記下腕及び前記上腕を回転させ伸長させるように構成された駆動ユニットと、
を備え、
前記下腕は、前記駆動ユニットに接続される第１の上方リンクと、前記第１の上方リンクを前記下方エンドエフェクタに接続する第１の下方リンクとを有し、前記上腕は、前記駆動ユニットに接続される第２の上方リンクと、前記第２の上方リンクを前記上方のエンドエフェクタに接続する第２の下方リンクとを有し、前記基板搬送装置の収縮位置において、前記第１の下方リンクと前記第２の下方リンクとは少なくとも部分的に上下に重なっており、
前記下方エンドエフェクタは、前記下方エンドエフェクタの遠位端が前記上方エンドエフェクタの遠位端の下に位置しないように、かつ前記下腕又は前記上腕を動かす際に、前記下方エンドエフェクタの前記遠位端が前記上方エンドエフェクタの前記遠位端の下で移動しないように、前記上方エンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられている、
基板搬送装置。
【請求項11】
前記下腕の前記リンクの関節及び前記上腕の前記リンクの関節に配置されたプーリを更に備え、各アームの前記プーリは、前記駆動ユニットの動作が前記下腕の動き及び／又は前記上腕の動きをもたらすように、前記駆動ユニット及び同じアームの他のプーリに動作可能に接続されている、請求項１０に記載の基板搬送装置。
【請求項12】
前記プーリのうちの少なくとも１つは、非円形のプーリである、請求項１１に記載の基板搬送装置。
【請求項13】
前記下腕及び前記上腕はそれぞれ、前記下腕の伸長する動きの際に、前記下方エンドエフェクタが前記上方エンドエフェクタから離れて移動し、前記上腕の伸長する動きの際に、前記上方エンドエフェクタが前記下方エンドエフェクタから離れて移動するように構成されている、請求項１０に記載の基板搬送装置。
【請求項14】
前記上腕のリンク上にリンクがある位置では、前記上方エンドエフェクタ及び前記下方エンドエフェクタの向きは、前記下方エンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化し、前記下腕のリンク上にリンクがある位置では、前記下方エンドエフェクタ及び前記上方エンドエフェクタの向きは、前記上方エンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化する、請求項１０に記載の基板搬送装置。
【請求項15】
第１の基板及び第２の基板を搬送する方法であって、駆動ユニットのシャフト周りで、第１のエンドエフェクタを有する第１のリンク機構を備える第１のアームを回転させることと、
第２のエンドエフェクタを有する第２のリンク機構を備える第２のアームに対して、前記第１のリンク機構を伸長させることと、
を含み、
前記第１のエンドエフェクタは、前記第１の基板を搬送するように構成され、
前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられており、
前記第２のエンドエフェクタは、前記第２の基板を搬送するように構成され、
前記第１のアームは、前記駆動ユニットに接続される第１の上方リンクと、前記第１の上方リンクを前記第１のエンドエフェクタに接続する第１の下方リンクとを有し、前記第２のアームは、前記駆動ユニットに接続される第２の上方リンクと、前記第２の上方リンクを前記第２のエンドエフェクタに接続する第２の下方リンクとを有し、前記第１のアーム及び前記第２のアームが収縮した状態において、前記第１の下方リンクと前記第２の下方リンクとは少なくとも部分的に上下に重なっており、
前記収縮した状態で、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下に位置しておらず、
前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下で移動しない、
方法。
【請求項16】
前記第１のリンク機構は、少なくとも１つの非円形のプーリを使用して伸長される、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記第１のアーム及び前記第２のアームは、前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１のエンドエフェクタが前記第２のエンドエフェクタから離れて移動するように構成されている、請求項１５に記載の方法。
【請求項18】
前記第１のリンク機構のリンク上にリンクがある位置では、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの向きは、前記第１のエンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化する、請求項１５に記載の方法。
【請求項19】
前記第１のエンドエフェクタが伸長位置に移動しているとき、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの前記向きは一定であり、前記第１のエンドエフェクタは、前記直線に沿って移動し続ける、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
基板搬送装置を組み立てる方法であって、第１のリンク機構アームの上方リンクを駆動ユニットの回転可能なシャフトに接続することと、
第１の肘関節で前記第１のリンク機構アームの下方リンクを前記第１のリンク機構アームの前記上方リンクに接続することと、
第１の手首関節で第１のエンドエフェクタを前記第１のリンク機構アームの前記下方リンクに接続することと、
第２のリンク機構アームの上方リンクを前記駆動ユニットの回転可能なシャフトに接続することと、
第２の肘関節で前記第２のリンク機構アームの下方リンクを前記第２のリンク機構アームの前記上方リンクに接続することと、
第２の手首関節で第２のエンドエフェクタを前記第２のリンク機構アームの前記下方リンクに接続することと、
を含み、
少なくとも前記第１のリンク機構アームの前記上方リンク及び前記第１のリンク機構アームの前記下方リンクは、不等長であり、
前記基板搬送装置の収縮位置において、前記第１のリンク機構アームの前記下方リンクと前記第２のリンク機構アームの前記下方リンクとは少なくとも部分的に上下に重なっており、
前記第１のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタの遠位端における第１の基板支持部が前記第２のエンドエフェクタの遠位端における第２の基板支持部の上又は下でないように、前記第２のエンドエフェクタに対して角度が付けられている、
方法。
【請求項21】
少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを格納する少なくとも１つの不揮発性メモリと、
を備える装置であって、
前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサによって、前記装置に少なくとも、
駆動ユニットのシャフト周りで、第１のエンドエフェクタを有する第１のリンク機構を備える第１のアームを回転させることと、
第２のエンドエフェクタを有する第２のリンク機構を備える第２のアームに対して、前記第１のリンク機構を伸長させることと、
を実行させるように構成され、
前記第１のエンドエフェクタは、第１の基板を搬送するように構成され、
前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられており、
前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板を搬送するように構成され、
前記第１のアームは、前記駆動ユニットに接続される第１の上方リンクと、前記第１の上方リンクを前記第１のエンドエフェクタに接続する第１の下方リンクとを有し、前記第２のアームは、前記駆動ユニットに接続される第２の上方リンクと、前記第２の上方リンクを前記第２のエンドエフェクタに接続する第２の下方リンクとを有し、前記装置の収縮位置において、前記第１の下方リンクと前記第２の下方リンクとは少なくとも部分的に上下に重なっており、
前記収縮位置で、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下に位置しておらず、
前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下で移動しない、
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書で開示される例示的かつ非制限的な実施形態は、概して、ロボットアームに関し、より詳細には、アーム上のエンドエフェクタが互いに対してオフセットされている２つ以上のアームを有するロボットに関する。
【従来技術の簡単な説明】
【0002】
半導体、ＬＥＤ、ソーラー、ＭＥＭＳ、又は他のデバイスの製造のためのプロセスは、保管場所、処理場所、又は他の場所へ、及びこれらの場所から、基板及び基板に対応付けられたキャリアを搬送するために、ロボティクス及び他の形態の自動化を利用する。このような基板の搬送は、１つ以上の基板を搬送する単一のアーム、又は各々が１つ以上の基板を搬送する複数のアームで、個々の基板や基板のグループを移動させることを含み得る。例えば、半導体製造に対応付けられる製造の大部分は、設置面及び容積が貴重な真空環境で行われる。更に、自動化された搬送の大部分は、ワークスペースの容積内で最大効率の基板移動を実現するために行われる。したがって、最大化された移動効率で、所与の範囲の搬送用途について最小の設置面及びワークスペースの容積を利用する基板搬送自動化を提供する要望がある。
【摘要】
【0003】
以下の摘要は、単に例示的であるように意図される。当該摘要は、特許請求の範囲を制限することを意図したものではない。
【0004】
一態様によれば、例示的な装置は、第１のエンドエフェクタを有する不等リンクのリンク機構を備える第１のアームと、第２のエンドエフェクタを有する等リンクのリンク機構を備える第２のアームと、前記第１のアーム及び前記第２のアームに接続された駆動ユニットであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームを動かすように構成された駆動ユニットと、を備える。前記第１のエンドエフェクタは、前記第２のエンドエフェクタに対して非対称である。前記第１のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタ上の第１の基板支持部が前記第２のエンドエフェクタ上の第２の基板支持部の上又は下に位置しないように、前記第２のエンドエフェクタに対して角度が付けられている。
【0005】
別の態様によれば、少なくとも２つの基板を搬送するための例示的な基板搬送装置は、不等長の２つのリンク及び下方エンドエフェクタを備える下腕と、等長の２つのリンク及び上方エンドエフェクタを備える上腕と、前記下腕及び前記上腕に接続された駆動ユニットであって、前記下腕及び前記上腕を回転させ伸長させるように構成された駆動ユニットと、を備える。前記下方エンドエフェクタは、前記下方エンドエフェクタの遠位端が前記上方エンドエフェクタの遠位端の下に位置しないように、かつ前記下腕又は前記上腕を動かす際に、前記下方エンドエフェクタの前記遠位端が前記上方エンドエフェクタの前記遠位端の下で移動しないように、前記上方エンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられている。
【0006】
別の態様によれば、第１の基板及び第２の基板を搬送する例示的な方法は、駆動ユニットのシャフト周りで、第１のエンドエフェクタを有する第１のリンク機構を備える第１のアームを回転させることと、第２のエンドエフェクタを有する第２のリンク機構を備える第２のアームに対して、前記第１のリンク機構を伸長させることと、を含む。前記第１のエンドエフェクタは、前記第１の基板を搬送するように構成されている。前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられている。前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板を搬送するように構成されている。静止位置で、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下に位置していない。前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下で移動しない。
【0007】
別の態様によれば、基板搬送装置を組み立てる例示的な方法は、第１のリンク機構アームの上方リンクを駆動ユニットの回転可能なシャフトに接続することと、第１の肘関節で前記第１のリンク機構アームの下方リンクを前記第１のリンク機構アームの前記上方リンクに接続することと、第１の手首関節で第１のエンドエフェクタを前記第１のリンク機構アームの前記下方リンクに接続することと、第２のリンク機構アームの上方リンクを前記駆動ユニットの前記回転可能なシャフトに接続することと、第２の肘関節で前記第２のリンク機構アームの下方リンクを前記第２のリンク機構アームの前記上方リンクに接続することと、第２の手首関節で第２のエンドエフェクタを前記第２のリンク機構アームの前記下方リンクに接続することと、を含む。少なくとも前記第１のリンク機構アームの前記上方リンク及び前記第１のリンク機構アームの前記下方リンクは、不等長である。前記第１のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタの遠位端での第１の基板支持部が前記第２のエンドエフェクタの遠位端での第２の基板支持部の上又は下でないように、前記第２のエンドエフェクタに対して角度が付けられている。
【0008】
別の態様によれば、例示的な装置は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つの非一時的メモリと、を備える。前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサによって、前記装置に少なくとも、駆動ユニットのシャフト周りで、第１のエンドエフェクタを有する第１のリンク機構を備える第１のアームを回転させることと、第２のエンドエフェクタを有する第２のリンク機構を備える第２のアームに対して、前記第１のリンク機構を伸長させることと、を実行させるように構成されている。前記第１のエンドエフェクタは、第１の基板を搬送するように構成されている。前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられている。前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板を搬送するように構成されている。静止位置で、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下に位置していない。前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下で移動しない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
前述の態様及び他の特徴は、以下の説明で添付図面と共に説明される。
【0010】
【図1A】基板を移動させるためのロボットの斜視図であり、このロボットは、等リンクのリンク機構アームと、不等リンクのリンク機構アームと、を有し、ここで、これらのアーム上のエンドエフェクタは、積み重ねられた構成で配置されている。
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【図3】エンドエフェクタが積み重ねられていない基板搬送装置の斜視図である。
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【図7】非対称のデュアルアームを有し、非円形プーリを使用し、収縮位置にある搬送装置の概略図である。
【0022】
【図8A】収縮位置から伸長位置への、搬送装置の斜めでないエンドエフェクタの伸長の概略図である。
【図8B】収縮位置から伸長位置への、搬送装置の斜めでないエンドエフェクタの伸長の概略図である。
【図8C】収縮位置から伸長位置への、搬送装置の斜めでないエンドエフェクタの伸長の概略図である。
【0023】
【実施形態の詳細説明】
【0024】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、基板搬送のための装置は、全体を参照符号１０で示されるようなロボットを備え得る。ロボット１０は、例えば、基板処理室及びロードロック間で基板１４ａ、１４ｂを搬送するように構成された基板搬送装置１２（以下、「搬送装置１２」）を備える。ロボット１０はまた、搬送装置１２のアーム及び複数のエフェクタを駆動し、それによって基板を搬送させるように構成された（例えば、１つ以上のモータ又は任意の他の好適な駆動手段を含み得る）駆動ユニット１６を備える。一例として、複数のエンドエフェクタを有するロボットは、２０１８年２月１５日出願の米国特許出願番号第１５／８９７，３７４号（発明の名称「複数のエンドエフェクタを備えた材料取り扱いロボット（Material-Handling Robot With Multiple End-Effectors）」）に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0025】
搬送装置１２は、各アームが駆動ユニット１６を介して伸長可能及び回転可能にされた複数のアームを備える。例示的な一実施形態では、複数のアームは、非円形のプーリで駆動可能な少なくとも１つの不等リンクのリンク機構２０を備える。不等リンクのリンク機構２０は、上腕３１と下腕３２とを有し、上腕３１は、肩部で駆動ユニット１６に接続されており、下腕３２は、肘部で上腕３１に接続されている。第１のエンドエフェクタ２２が、手首で下腕３２に接続されている。第１のエンドエフェクタ２２は、脚部と、下方基板１４ａを支持するための脚部の遠位端での基板支持部と、を有する。複数のアームはまた、上腕３３と下腕３４とを有する少なくとも１つの等リンクのリンク機構２４を備え、上腕３３は、肩部で駆動ユニットに接続されており、下腕３４は、肘部で上腕３３に接続されている。第２のエンドエフェクタ２６が、手首で下腕３４に接続されている。第２のエンドエフェクタ２６は、脚部と、上方基板１４ｂを支持するための脚部の遠位端での基板支持部と、を有する。
【0026】
第１のエンドエフェクタ２２及び第２のエンドエフェクタ２６は、非対称である。図示するように、第１のエンドエフェクタ２２の脚部は、曲がっているか、他の形で角度が付けられているか、又は湾曲しているが、一方、第２のエンドエフェクタ２６の脚部は、まっすぐである。但し、いくつかの例示的な実施形態では、第１のエンドエフェクタ２２の脚部及び第２のエンドエフェクタ２６の脚部の両方が曲がっていてもよい。各エンドエフェクタ２２、２６の脚部は、対応するリンク機構２０、２４についてエンドエフェクタの手首関節に基板支持部を接続している。ここで、脚は、手首関節に接続された第１の部分と、基板支持部に接続された第２の部分と、を有する。脚が曲がっている第１のエンドエフェクタ２２では、第１及び第２の部分は、約９０度～約１２０度の角度で互いに接続されている。一例として、エンドエフェクタの脚が曲がっているか、又は他の形で角度が付けられているアームを有するロボットは、２０１５年１０月６日発行の米国特許第９，１４９，９３６号（発明の名称「不等リンク長を有するアームを有するロボット（Robot Having Arm With Unequal Link Lengths）」）に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0027】
図１Ｂに示すように、不等リンクのリンク機構２０は、床面２８から距離Ｄ以上で配置されている。搬送装置１２の構成は、所与の格納直径から最大の径方向のリーチを提供する。一例として、不等リンク長を有するアームを有するロボットは、２０１５年１０月６日発行の米国特許第９，１４９，９３６号（発明の名称「不等リンク長を有するアームを有するロボット（Robot Having Arm With Unequal Link Lengths）」）に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0028】
図１Ｃ及び図１Ｄを参照すると、例示的な基板処理システム又は半導体ウェハ処理システムの全体が１０００で示されており、以下、「システム１０００」と称される。システム１０００は、例えば、１つ以上の径方向ステーション１０１２と、１つ以上のオフセットステーション１０１４と、を備え得る。ロボット１０は、ステーション１０１２、１０１４間、又は環境室１０１３に接続された他のモジュール／ステーション（図示せず）間で１つ以上の基板Ｓを移動させるために提供され得る。環境室１０１３は、例えば、真空環境を提供し得、この室１０１３の底壁を介して、ロボット１０は少なくとも部分的に室１０１３によって定められる環境内に延在する。ロボット１０及びステーション１０１２、１０１４は、少なくとも１つのプロセッサ１０１７と、システム１０００の動作を制御するためのソフトウェア１０２１を含む少なくとも１つのメモリ１０１９と、を備える少なくとも１つのコントローラ１０１５に接続されている。システム１０００は、例えば、以下のウェハ取り扱い動作を提供し得る。（ａ）図１Ｃに図示するように、単一の径方向ステーション１０１２から／へ単一のウェハ又は基板Ｓを取り上げ（pick）／配置（place）し（１０１６）、（ｂ）図１Ｄに図示するように、１対の積み重ねられた径方向ステーション１０１２から／へ１対のウェハ又は基板Ｓを同時に取り上げ／配置する（１０１８）。オフセットステーション１０１４に関係する他の動作も可能である。
【0029】
図２Ａ～図２Ｃを参照すると、搬送装置１２の最初の位置は、上方基板１４ｂが積み重ねられた構成で下方基板１４ａの上に位置するように、第２のエンドエフェクタ２６の一部が第１のエンドエフェクタ２２の一部の上に位置する（図２Ａ）構成である。下方基板１４ａを支持する第１のエンドエフェクタ２２が伸長する際（図２Ｂ）、不等リンクのリンク機構２０（下腕）上の手首３０は、等リンクのリンク機構２４（上腕）上の肩部４０を通過する。同様の移動が、同じエンドエフェクタの収縮の間に生じる。等リンクのリンク機構２４の移動なしで、下方基板１４ａを支持する第１のエンドエフェクタ２２が完全に伸長する際（図２Ｃ）、等リンクのリンク機構２４移動の長さは、手首の格納及び最大移動を可能にする。
【0030】
図３を参照すると、エンドエフェクタ上の基板支持部が静止位置で互いにオフセットされるか、又は互いに対して斜めであるように、少なくとも１つのエンドエフェクタが、角度が付けられているか、又は曲がっているエンドエフェクタを有する基板処理のための基板搬送装置の全体が１１２で示されており、以下、「搬送装置１１２」と称される。例示的な一実施形態では、搬送装置１１２は、不等リンクのリンク機構１２０及び第１のエンドエフェクタ１２２を備える下腕と、等リンクのリンク機構１２４及び第２のエンドエフェクタ１２６を備える上腕と、を備える。アームは、例えば、駆動ユニット１１６（１つ又は複数のモータ）によって伸長可能及び回転可能である。第１のエンドエフェクタ１２２は、第２のエンドエフェクタ１２６に対して非対称であるが、第１のエンドエフェクタ１２２はまた、基板支持部が静止位置で互いにオフセットされるか、又は互いに対して斜めである（積み重ねられていない）ように、第２のエンドエフェクタ１２６に対して角度が付けられているか、曲がっているか、又は湾曲している。上記のように、各エンドエフェクタ１２２、１２６の脚部は、手首関節に基板支持部を接続している。ここで、脚は、手首関節に接続された第１の部分と、基板支持部に接続された第２の部分と、を有する。エンドエフェクタが、角度が付けられているか、又は曲がっている場合、脚の第１及び第２の部分は、約９０度～約１２０度の角度で互いに接続されている。本明細書に示すように、第１のエンドエフェクタ１２２は、最初の静止位置にある間、上腕の等リンクのリンク機構１２４の基板支持部上で支持される上方基板１１４ｂが不等リンクのリンク機構１２０の基板支持部上で支持される下方基板１１４ａの上に位置しないように、第２のエンドエフェクタ１２６に対して角度が付けられている。また、不等リンクのリンク機構１２０によって定められる下腕及び等リンクのリンク機構１２４によって定められる上腕のいずれか又は両方の移動の間、上方基板１１４ｂは、下方基板１１４ａの上で移動しない。搬送装置１１２又はロボット組み込み搬送装置１１２は、ロボット１０と同様に、少なくとも１つのプロセッサと、システムの動作を制御するためのソフトウェアを含む少なくとも１つのメモリと、を備える少なくとも１つのコントローラに接続され得る。
【0031】
図４を参照すると、リンク機構は、第１のエンドエフェクタ１２２上のウェハ（基板１１４ａ）から離れて第２のエンドエフェクタ１２６上のウェハ（基板１１４ｂ）を移動させるために、駆動ユニット１１６のシャフト周りで回転する。等リンクのリンク機構１２４の一部は、不等リンクのリンク機構１２０の手首から離れて等リンクのリンク機構１２４の肘部を動かすように関節でつながれている。不等リンクのリンク機構１２０のリンク機構は、不等リンクのリンク機構１２０の手首、肘部、及び／又は肩部の駆動ユニット１１６への接続などの不等リンクのリンク機構１２０の関節に配置された１つ以上のプーリ１２１によって伸長され得るか、又は別の形で動かされ得、ここでプーリは、円形又は非円形である。いくつかの例示的な実施形態では、等リンクのリンク機構１２４のリンク機構は、同様に、円形又は非円形であるプーリ２５によって動かされ得る。
【0032】
図５Ａを参照すると、静止位置で、オフセットされるか又は斜めである基板支持部を有する非対称のエンドエフェクタ１２２、１２６の構成は、第２のエンドエフェクタ１２６上で搬送されるウェハ（基板１１４ｂ）が第１のエンドエフェクタ１２２上のウェハ（基板１１４ａ）の上にならないようにする。
【0033】
図５Ｂを参照すると、不等リンクのリンク機構１２０が駆動ユニット１１６によって回転するとき、不等リンクのリンク機構１２０が伸長され、第１のエンドエフェクタ１２２は、第２のエンドエフェクタ１２６から離れて移動する。
【0034】
図５Ｃを参照すると、不等リンクのリンク機構１２０が更に伸長されるとき、第１のエンドエフェクタ１２２は、第２のエンドエフェクタ１２６から更に離れて移動する。
【0035】
図６Ａを参照すると、静止位置で、オフセットされるか又は斜めである基板支持部を有する非対称のエンドエフェクタの構成は、第２のエンドエフェクタ１２６上で搬送されるウェハ（基板１１４ｂ）が第１のエンドエフェクタ１２２上のウェハ（基板１１４ａ）の上にならないようにする（図５Ａも参照）。
【0036】
図６Ｂを参照すると、等リンクのリンク機構１２４が駆動ユニット１１６によって回転するとき、等リンクのリンク機構１２４が伸長され、第２のエンドエフェクタ１２６は、第１のエンドエフェクタ１２２から離れて移動する。
【0037】
図６Ｃを参照すると、等リンクのリンク機構１２４が更に伸長されるとき、第２のエンドエフェクタ１２６は、第１のエンドエフェクタ１２２から更に遠くに離れて移動する。
【0038】
図７を参照すると、不等リンクのリンク機構１２０及び等リンクのリンク機構１２４は、円形又は非円形のプーリによって動かされ得る。エンドエフェクタ１２２、１２６は、各エンドエフェクタ１２２、１２６間及び各リンク機構１２０、１２４の少なくとも肘部間で追加の間隔を取るするために、径方向の向きから回転する。
【0039】
【0040】
図８Ｂに示すように、リンク上にリンクがある位置では、エンドエフェクタ１２２、１２６の向きは、エンドエフェクタ１２６が直線１２７に沿って移動するにつれて変化する。より具体的には、等リンクのリンク機構１２４の手首が、等リンクのリンク機構１２４が駆動ユニット１１６（肩部）に接続されているポイントの真上に位置しているとき、エンドエフェクタ１２２、１２６の向きは、基板１１４ｂの中心が直線１２７に沿って移動するにつれて変化する。
【0041】
図８Ｃに示すように、エンドエフェクタ１２６（したがって、基板１１４ｂ）が伸長位置にある最後の段階では、エンドエフェクタ１２２、１２６の向きは一定であり、基板１１４ｂの中心は、直線１２７に沿って移動し続ける。
【0042】
図９Ａ～図９Ｃを参照すると、不等リンクのリンク機構１２０の伸長について、最初の段階（図９Ａ、収縮位置）では、この場合も、基板１１４ｂは、基板１１４ａの上に位置していない。図９Ｂに示すように、リンク上にリンクがある位置では、エンドエフェクタ１２２、１２６の向きは、基板１１４ａの中心が直線に沿って移動するにつれて変化する。図９Ｃに示すように、基板１１４ａが伸長位置にある最後の段階では、エンドエフェクタ１２２、１２６の向きは一定であり、基板１１４ａの中心は、直線に沿って移動し続ける。
【0043】
任意の実施形態では、本明細書に記載されるロボットアームの上腕（例えば、上腕３１及び上腕３３）は、駆動ユニットの第１のシャフトに直接取り付けられ得る。下腕（例えば、下腕３２及び下腕３４）は、回転肘関節を介して対応する上腕に接続され、ベルト機構を使用して、第１のシャフトと同軸に配置された、駆動ユニットの第２のシャフトによって駆動され得る。このベルト機構は、駆動ユニットの第３のシャフトに取り付けられ得る肩プーリと、上腕に取り付けられ得る肘プーリと、２つのプーリ間で動作を伝達し得るバンド、ベルト、もしくはケーブル（又は任意の他の好適な手段）と、を備え得る。ベルト機構は、一定又は可変の伝達比を特徴とし得る。一例として、可変の伝達比は、エンドエフェクタを有する上腕の向きが、上腕及び駆動ユニットの駆動シャフトの相対位置に応じて、予め定められた方法で変化するように選択され得る。しかしながら、任意の他の好適な機構を使用してもよい。
【0044】
例示的な一実施形態では、装置は、第１のエンドエフェクタを有する不等リンクのリンク機構を備える第１のアームと、第２のエンドエフェクタを有する等リンクのリンク機構を備える第２のアームと、前記第１のアーム及び前記第２のアームに接続された駆動ユニットであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームを動かすように構成された駆動ユニットと、を備える。前記第１のエンドエフェクタは、前記第２のエンドエフェクタに対して非対称である。前記第１のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタ上の第１の基板支持部が前記第２のエンドエフェクタ上の第２の基板支持部の上又は下に位置しないように、前記第２のエンドエフェクタに対して角度が付けられている。
【0045】
前記第１のアーム又は前記第２のアームを動かす際に、前記第１のエンドエフェクタ上の前記第１の基板支持部又は前記第２のエンドエフェクタ上の前記第２の基板支持部のうちの一方は、前記第１のエンドエフェクタ上の前記第１の基板支持部又は前記第２のエンドエフェクタ上の前記第２の基板支持部のうちの他方の上又は下で移動しない場合がある。前記等リンクのリンク機構及び前記不等リンクのリンク機構のうちの一方又は両方のリンク機構は、少なくとも１つの非円形のプーリによって動かされ得る。前記第１のアーム及び前記第２のアームは、前記第１のアームの伸長する動きの際に、前記第１のエンドエフェクタが前記第２のエンドエフェクタから離れて移動するように構成され得る。前記第１のアーム及び前記第２のアームは、前記第２のアームの伸長する動きの際に、前記第２のエンドエフェクタが前記第１のエンドエフェクタから離れて移動するように構成され得る。前記等リンクのリンク機構のリンク上にリンクがある位置では、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの向きは、前記第２のエンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化し得る。前記第２のエンドエフェクタが伸長位置にあるとき、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの前記向きは一定であり得、前記第２のエンドエフェクタは、前記直線に沿って移動し続け得る。前記不等リンクのリンク機構のリンク上にリンクがある位置では、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの向きは、前記第１のエンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化し得る。前記第１のエンドエフェクタが伸長位置にあるとき、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの向きは一定であり得、前記第１のエンドエフェクタは、前記直線に沿って移動し続け得る。
【0046】
別の例示的な実施形態では、少なくとも２つの基板を搬送するための基板搬送装置は、不等長の２つのリンク及び下方エンドエフェクタを備える下腕と、等長の２つのリンク及び上方エンドエフェクタを備える上腕と、前記下腕及び前記上腕に接続された駆動ユニットであって、前記下腕及び前記上腕を回転させ伸長させるように構成された駆動ユニットと、を備える。前記下方エンドエフェクタは、前記下方エンドエフェクタの遠位端が前記上方エンドエフェクタの遠位端の下に位置しないように、かつ前記下腕又は前記上腕を動かす際に、前記下方エンドエフェクタの前記遠位端が前記上方エンドエフェクタの前記遠位端の下で移動しないように、前記上方エンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられている。
【0047】
前記基板搬送装置は、前記下腕の前記リンクの関節及び前記上腕の前記リンクの関節に配置されたプーリを更に備え得、各アームの前記プーリは、前記駆動ユニットの動作が前記下腕の動き及び／又は前記上腕の動きをもたらすように、前記駆動ユニット及び同じアームの他のプーリに動作可能に接続されている。前記プーリのうちの少なくとも１つは、非円形のプーリであり得る。前記下腕及び前記上腕はそれぞれ、前記下腕の伸長する動きの際に、前記下方エンドエフェクタが前記上方エンドエフェクタから離れて移動し、前記上腕の伸長する動きの際に、前記上方エンドエフェクタが前記下方エンドエフェクタから離れて移動するように構成され得る。前記上腕のリンク上にリンクがある位置では、前記上方エンドエフェクタ及び前記下方エンドエフェクタの向きは、前記下方エンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化し得、前記下腕のリンク上にリンクがある位置では、前記下方エンドエフェクタ及び前記上方エンドエフェクタの向きは、前記上方エンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化し得る。
【0048】
別の例示的な実施形態では、第１の基板及び第２の基板を搬送する方法は、駆動ユニットのシャフト周りで、第１のエンドエフェクタを有する第１のリンク機構を備える第１のアームを回転させることと、第２のエンドエフェクタを有する第２のリンク機構を備える第２のアームに対して、前記第１のリンク機構を伸長させることと、を含む。前記第１のエンドエフェクタは、前記第１の基板を支持及び搬送するように構成されている。前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられている。前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板を支持及び搬送するように構成されている。静止位置で、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下に位置していない。前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下で移動しない。
【0049】
前記第１のリンク機構は、少なくとも１つの非円形のプーリを使用して伸長され得る。前記第１のアーム及び前記第２のアームは、前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１のエンドエフェクタが前記第２のエンドエフェクタから離れて移動するように構成され得る。前記第１のリンク機構のリンク上にリンクがある位置では、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの向きは、前記第１のエンドエフェクタが直線に沿って移動するにつれて変化し得る。前記第１のエンドエフェクタが伸長位置に移動しているとき、前記第１のエンドエフェクタ及び前記第２のエンドエフェクタの前記向きは一定であり得、前記第１のエンドエフェクタは、前記直線に沿って移動し続け得る。
【0050】
別の例示的な実施形態では、基板搬送装置を組み立てる方法は、第１のリンク機構アームの上方リンクを駆動ユニットの回転可能なシャフトに接続することと、第１の肘関節で前記第１のリンク機構アームの下方リンクを前記第１のリンク機構アームの前記上方リンクに接続することと、第１の手首関節で第１のエンドエフェクタを前記第１のリンク機構アームの前記下方リンクに接続することと、第２のリンク機構アームの上方リンクを前記駆動ユニットの前記回転可能なシャフトに接続することと、第２の肘関節で前記第２のリンク機構アームの下方リンクを前記第２のリンク機構アームの前記上方リンクに接続することと、第２の手首関節で第２のエンドエフェクタを前記第２のリンク機構アームの前記下方リンクに接続することと、を含む。少なくとも前記第１のリンク機構アームの前記上方リンク及び前記第１のリンク機構アームの前記下方リンクは、不等長である。前記第１のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタの遠位端での第１の基板支持部が前記第２のエンドエフェクタの遠位端での第２の基板支持部の上又は下でないように、前記第２のエンドエフェクタに対して角度が付けられている。
【0051】
別の例示的な実施形態では、装置は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つの非一時的メモリと、を備える。前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサによって、前記装置に少なくとも、駆動ユニットのシャフト周りで、第１のエンドエフェクタを有する第１のリンク機構を備える第１のアームを回転させることと、第２のエンドエフェクタを有する第２のリンク機構を備える第２のアームに対して、前記第１のリンク機構を伸長させることと、を実行させるように構成されている。前記第１のエンドエフェクタは、第１の基板を支持及び搬送するように構成されている。前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタに対して、非対称であり、かつ角度が付けられている。前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板を支持及び搬送するように構成されている。静止位置で、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下に位置していない。前記第１のリンク機構を伸長させる際に、前記第１の基板は、前記第２の基板の上又は下で移動しない。
【0052】
前述の説明は、単なる例示であることを理解されたい。様々な代替及び修正が当業者によって考案され得る。例えば、様々な従属請求項で列挙される特徴は、任意の好適な組合せ（複数可）で互いに組み合わされ得る。加えて、上述の異なる実施形態からの特徴が、新しい実施形態に選択的に組み合わされ得る。したがって、前述の説明は、これらすべての代替、修正、及び変形を包含することが意図される。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】