特表 2024-544910 高スループットの入れ子式大気圧ロボットアーム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-05

(54)【発明の名称】高スループットの入れ子式大気圧ロボットアーム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241128BHJP

   B25J 5/02 20060101ALI20241128BHJP

   B25J 9/06 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B25J5/02 Z

B25J9/06 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527482

(86)(22)【出願日】2022-11-09

(85)【翻訳文提出日】2024-06-27

(86)【国際出願番号】 US2022079585

(87)【国際公開番号】W WO2023086848

(87)【国際公開日】2023-05-19

(31)【優先権主張番号】63/263,937

(32)【優先日】2021-11-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ブランク・リチャード・エム．

【テーマコード（参考）】

3C707

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C707AS05

3C707AS24

3C707BS15

3C707CS01

3C707CT02

3C707CV07

3C707CW07

3C707DS01

3C707ES03

3C707ES17

3C707JS02

3C707LV02

3C707NS13

5F131AA02

5F131CA32

5F131DA22

5F131DA32

5F131DA33

5F131DA36

5F131DA42

5F131DB04

5F131DB52

5F131DB53

5F131DB57

5F131DB58

5F131DB62

5F131DB72

5F131DB82

5F131DB86

5F131DB95

(57)【要約】

【解決手段】
半導体処理ツールにおいて様々なウエハ載置位置間で半導体ウエハを移動させるために使用され得る入れ子式ウエハハンドリングロボットアームを提供する。入れ子式ウエハハンドリングロボットアームは、各ウエハハンドリングが平行移動システムに沿って平行移動でき、他方のウエハハンドリングの実行と独立して、ウエハをピッキングおよび載置できるように構成されてもよい。２つのウエハハンドリングロボットアームは、各ウエハハンドリングロボットが、一方のウエハ載置位置が他方の真上にある各ウエハ載置位置からウエハを同時にピッキングまたは載置し得るように、入れ子構成に入ってもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体処理ツールにおいてウエハを移送するための装置であって、
第１ウエハハンドリングロボットアームと、
第２ウエハハンドリングロボットアームと、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームと結合するように構成されているリニア平行移動システムと
を備え、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、対応する基部を有し、
前記装置は、それぞれの前記基部を少なくとも入れ子構成と非入れ子構成との間で水平な平行移動軸に沿って独立して横断させるように構成され、
前記リニア平行移動システム、前記第１ウエハハンドリングロボットアーム、および前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記基部が前記リニア平行移動システムによって、前記平行移動軸に沿って、かつ第１ゾーンおよび第２ゾーンを通るが第３ゾーンは通らずに移動可能であるとともに、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記基部が前記リニア平行移動システムによって、前記第２ゾーンおよび前記第３ゾーンを通るが前記第１ゾーンを通らずに移動可能であるように構成され、
前記第２ゾーンは、前記第１ゾーンと前記第３ゾーンとの間にある、装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置であって、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、
対応するエンドエフェクタと、
２つ以上の対応するロボットアームリンクと、を備え、前記２つ以上の対応するロボットアームリンクは、少なくとも（ａ）対応する第１端および対応する第２端を有する対応する第１ロボットアームリンクであって、前記対応する第１ロボットアームリンクが前記対応する基部に対して対応する第１軸を中心に回転可能なように、前記対応する第１ロボットアームリンクの前記第１端が、対応する第１回転継手を介して前記対応する基部に回転可能に接続されている、対応する第１ロボットアームリンクと、（ｂ）第１端および第２端を有する対応する第２ロボットアームリンクであって、前記対応するエンドエフェクタが前記対応する第２ロボットアームリンクに対して対応する第２軸を中心に回転可能なように、前記対応する第２ロボットアームリンクの前記第２端が、対応する第２回転継手を介して前記対応するエンドエフェクタに回転可能に接続されている、対応する第２ロボットアームリンクと、を含む、装置。

【請求項3】

請求項２に記載の装置であって、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記対応する基部はそれぞれ、前記対応するエンドエフェクタを前記対応する第１軸に平行な軸に沿って移動させるように構成された対応する垂直駆動機構を有する、装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、
前記リニア平行移動システムは、第１セットのリニアガイドを含み、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームの両方が、移動可能に前記第１セットのリニアガイドに接続されている、装置。

【請求項5】

請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、
前記リニア平行移動システムは、第１セットのリニアガイドおよび第２セットのリニアガイドを有し、前記第１ウエハハンドリングロボットアームは、移動可能に前記第１セットのリニアガイドに接続され、前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、移動可能に前記第２セットのリニアガイドに接続されている、装置。

【請求項6】

請求項２に記載の装置であって、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタの底面は、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第２ロボットアームリンクの上面に面している、装置。

【請求項7】

請求項６に記載の装置であって、
前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタの上面は、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第２ロボットアームリンクの底面に面している、装置。

【請求項8】

請求項７に記載の装置であって、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタの基板支持面は、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１ロボットアームリンクの上面から第１距離だけ上方にあり、
前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタの基板支持面は、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１ロボットアームリンクの上面から第２距離だけ上方にあり、
前記第１距離と前記第２距離との差は、１０ｍｍ±１ｍｍである、装置。

【請求項9】

請求項２に記載の装置であって、
各ウエハハンドリングロボットアームは、対応する第２エンドエフェクタを有する、装置。

【請求項10】

請求項２に記載の装置であって、
１つまたは複数のプロセッサに通信可能に接続されている１つまたは複数のメモリデバイスを有するコントローラをさらに備える、装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームを少なくとも第１構成と第２構成との間で移動させるように構成され、
前記第１構成では、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタが前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタの真上にあり、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸が前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸から第１距離だけ離隔するように位置決めされ、
前記第２構成では、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタが前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタから水平距離に離隔し、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸が前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸から第２距離だけ離隔するように位置決めされ、
前記第２距離は、前記第１距離よりも長い、装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の装置であって、
前記第１構成では、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタの基板支持面は、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記エンドエフェクタの基板支持面から１０ｍｍ±１ｍｍ下方にある、装置。

【請求項13】

請求項１０に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記リニア平行移動システムに、一方の前記ウエハハンドリングロボットアームの前記対応する基部を前記平行移動軸に沿って移動させる一方で、他方の前記ウエハハンドリングロボットアームの前記対応する基部を前記リニア平行移動システムに対して静止したままにさせるように構成されている、装置。

【請求項14】

請求項１０に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記リニア平行移動システムに、前記第１ウエハハンドリングアームロボットの前記対応する基部を前記平行移動軸に沿って第１方向に移動させるとともに、前記リニア平行移動システムに、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記対応する基部を前記平行移動軸に沿って第２方向に移動させるように構成されている、装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の装置であって、
前記第１方向および前記第２方向は、同じ方向である、装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の装置であって、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームがリニア平行移動軸に沿って平行移動する間、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸および前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸は、第１離隔距離だけ離れたままである、装置。

【請求項17】

請求項１４に記載の装置であって、
前記第１方向および前記第２方向は、異なる方向である、装置。

【請求項18】

請求項１０に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ウエハ載置位置からピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ウエハ載置位置から同時にピッキングさせるように構成され、前記第１ウエハ載置位置は、前記第２ウエハ載置位置の上方または下方に位置決めされる、装置。

【請求項19】

請求項１０に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ウエハ載置位置からピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ウエハ載置位置からピッキングさせるように構成され、前記第２ウエハ載置位置は、前記第１ウエハ載置位置から水平距離に離隔している、装置。

【請求項20】

請求項１９に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに前記第１基板を第３ウエハ載置位置に載置させ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに前記第２基板を第４ウエハ載置位置に同時に載置させるようにさらに構成され、前記第３ウエハ載置位置は、前記第４ウエハ載置位置の上方または下方に位置決めされる、装置。

【請求項21】

請求項１９に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに前記第１基板を第３ウエハ載置位置に載置させ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに前記第２基板を第４ウエハ載置位置に同時に載置させるようにさらに構成され、前記第３ウエハ載置位置は、前記第４ウエハ載置位置から水平距離に離隔している、装置。

【請求項22】

請求項１に記載の装置であって、
３つ以上のロードポートおよび２つ以上のロードロックをさらに含み、前記３つ以上のロードポートは前記リニア平行移動システムの第１の側に配置され、前記２つ以上のロードロックは前記第１の側と反対の前記リニア平行移動システムの第２の側にあり、前記３つ以上のロードポートのそれぞれが、対応するＦＯＵＰを受け入れるように構成されている、装置。

【請求項23】

請求項２２に記載の装置であって、
２つ以上のアライナーをさらに備え、各アライナーが、対応するロードロックの上方に配置されている、装置。

【請求項24】

請求項２２に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ＦＯＵＰからピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を前記第１ＦＯＵＰから同時にピッキングさせるように構成されている、装置。

【請求項25】

請求項２２に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ＦＯＵＰからピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ＦＯＵＰから同時にピッキングさせるようにさらに構成されている、装置。

【請求項26】

請求項２４に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに前記第１基板を第１ロードロック内に載置させ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに前記第２基板を第２ロードロック内に同時に載置させるようにさらに構成されている、装置。

【請求項27】

請求項２４に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに前記第１基板を第１アライナー上に載置させ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに前記第２基板を第２アライナー上に同時に載置させるようにさらに構成されている、装置。

【請求項28】

請求項２３に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板をロードロック内に載置させ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板をアライナー上に同時に載置させるようにさらに構成されている、装置。

【請求項29】

請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、
前記リニア平行移動システムは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記基部に接続され、前記基部を支持する第１セットのリンク機構と、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記基部に接続され、前記基部を支持する第２セットのリンク機構とを有するリンク機構ベースの平行移動システムである、装置。

【請求項30】

請求項２９に記載の装置であって、
前記リンク機構ベースの平行移動システムは、基部を有し、各セットのリンク機構は、少なくとも（ａ）対応する第１端および対応する第２端を有する対応する第１リンクであって、前記第１リンクの前記第１端が、前記対応する第１リンクが対応する第１軸を中心に前記リンク機構ベースの平行移動システムの前記基部に対して回転可能なように、対応する第１回転継手を介して前記リンク機構ベースの平行移動システムの前記基部に回転可能に接続されている、対応する第１リンクと、（ｂ）第１端および第２端を有する対応する第２リンクであって、前記対応するウエハハンドリングロボットアームが、対応する第２軸を中心に前記対応する第２リンクに対して回転可能なように、前記第２リンクの前記第１端が前記対応する第１リンクの前記第２端に回転可能に接続されるとともに、前記第２リンクの前記第２端が対応する回転継手を介して前記ウエハハンドリングロボットアームのうちの対応する１つに回転可能に接続されている、対応する第２リンクとを有する、装置。

【請求項31】

請求項３０に記載の装置であって、
前記リンク機構ベースの平行移動システムは、各第２リンクの前記第２端を制限して、前記平行移動軸に沿って移動させるように構成されている、装置。

【請求項32】

請求項３０に記載の装置であって、
前記リンク機構ベースの平行移動システムは、各第２リンクの前記第２端を制限して、前記第１軸に垂直な平行移動平面に沿って移動させるように構成されている、装置。

【発明の詳細な説明】

【関連出願】

【0001】

ＰＣＴ出願願書が、本願の一部として本明細書と同時に提出される。同時に提出されたＰＣＴ出願願書で特定され、本願が利益または優先権を主張する各出願は、参照によりその全体があらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハ処理ツールは、格納容器、例えばＦＯＵＰｓ（Ｆｒｏｎｔ－Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ（またはＵｎｉｆｉｅｄ）Ｐｏｄｓ）からウエハを処理チャンバに渡すためのＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ－Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）を有し得る。ＥＦＥＭは、１つまたは複数のウエハ格納容器と、１つまたは複数の処理チャンバロードポート（例えば、ロードロック）とを有し得る。ロードロックは、ウエハの移送元または移送先の圧力に合うように圧力を変化させるチャンバである。いくつかの実施形態では、ロードロックは、ウエハを保持するための単一の載置位置を有し得る。いくつかの他の実施形態では、ロードロックは、複数のウエハを保持するための複数のウエハ載置位置を有し得る。ウエハ処理中、ロードロックチャンバを加圧する前に、ロードロックは、各ウエハがウエハ載置位置のそれぞれに載置されるのを待つ場合がある。ＥＦＥＭは、ほとんどの場合、ウエハを格納容器、ロードロック、および／または他の位置間で移送するウエハハンドリングロボットを含み得る。

【発明の概要】

【0003】

いくつかの実施態様では、半導体処理ツールにおいてウエハを移送する装置を提供してもよい。装置は、第１ウエハハンドリングロボットアームと、第２ウエハハンドリングロボットアームと、第１および第２ウエハハンドリングロボットアームと結合するように構成されているリニア平行移動システムとを含んでもよい。第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームのそれぞれは、対応する基部を有してもよい。装置は、それぞれの基部を少なくとも入れ子構成と非入れ子構成との間で水平な平行移動軸に沿って独立して横断させるように構成されてもよい。リニア平行移動システム、第１ウエハハンドリングロボットアーム、および第２ウエハハンドリングロボットアームは、第１ウエハハンドリングロボットアームの基部がリニア平行移動システムによって、平行移動軸に沿って、かつ第１ゾーンおよび第２ゾーンを通るが第３ゾーンは通らずに移動可能であるとともに、第２ウエハハンドリングロボットアームの基部がリニア平行移動システムによって、第２ゾーンおよび第３ゾーンを通るが第１ゾーンを通らずに移動可能であるように構成されてもよい。第２ゾーンは、第１ゾーンと第３ゾーンとの間にある。

【0004】

装置のいくつかの実施態様では、第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、対応するエンドエフェクタと２つ以上の対応するロボットアームリンクとをさらに含んでもよく、２つ以上の対応するロボットアームリンクは、少なくとも（ａ）対応する第１端および対応する第２端を有する対応する第１ロボットアームリンクであって、対応する第１ロボットアームリンクが、対応する基部に対して対応する第１軸を中心に回転可能なように、対応する第１ロボットアームリンクの第１端が、対応する第１回転継手を介して対応する基部に回転可能に接続されている、対応する第１ロボットアームリンクと、（ｂ）第１端および第２端を有する対応する第２ロボットアームリンクであって、対応するエンドエフェクタが対応する第２ロボットアームリンクに対して対応する第２軸を中心に回転可能なように、対応する第２ロボットアームリンクの第２端が、対応する第２回転継手を介して対応するエンドエフェクタに回転可能に接続されている、対応する第２ロボットアームリンクとを含む。

【0005】

装置のいくつかの実施態様では、第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームの対応する基部はそれぞれ、対応するエンドエフェクタを対応する第１軸に平行な軸に沿って移動させるように構成された対応する垂直駆動機構を有してもよい。

【0006】

装置のいくつかの実施態様では、リニア平行移動システムは、第１セットのリニアガイドを含んでもよく、第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームの両方が、移動可能に第１セットのリニアガイドに接続されてもよい。

【0007】

装置のいくつかの実施態様では、リニア平行移動システムは、第１セットのリニアガイドおよび第２セットのリニアガイドを有してもよく、第１ウエハハンドリングロボットアームが移動可能に第１セットのリニアガイドに接続されてもよく、第２ウエハハンドリングロボットアームが移動可能に第２セットのリニアガイドに接続されてもよい。

【0008】

装置のいくつかの実施態様では、第１ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの底面が、第１ウエハハンドリングロボットアームの第２ロボットアームリンクの上面に面していてもよい。

【0009】

装置のいくつかの実施態様では、第２ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの上面が、第２ウエハハンドリングロボットアームの第２ロボットアームリンクの底面に面していてもよい。

【0010】

装置のいくつかの実施態様では、第１ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの基板支持面が、第１ウエハハンドリングロボットアームの第１ロボットアームリンクの上面から第１距離だけ上方にあってもよく、第２ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの基板支持面が、第２ウエハハンドリングロボットアームの第１ロボットアームリンクの上面から第２距離だけ上方にあってもよい。第１距離と第２距離との差が、１０ｍｍ±１ｍｍであってもよい。

【0011】

装置のいくつかの実施態様では、各ウエハハンドリングロボットアームは、対応する第２エンドエフェクタを有してもよい。

【0012】

装置のいくつかの実施態様では、装置は、１つまたは複数のプロセッサに通信可能に接続されている１つまたは複数のメモリデバイスを有するコントローラをさらに含んでもよい。

【0013】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームを少なくとも第１構成と第２構成との間で移動させるように構成されてもよい。第１構成では、第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームは、第２ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタが第１ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの真上にあり、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームの第１軸が第１ウエハハンドリングロボットアームの第１軸から第１距離だけ離隔するように位置決めされてもよい。第２構成では、第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームは、第２ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタが第１ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタから水平距離に離隔し、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームの第１軸が第１ウエハハンドリングロボットアームの第１軸から第２距離だけ離隔するように位置決めされてもよく、第２距離は、第１距離よりも長くてもよい。

【0014】

装置のいくつかの実施態様では、第１構成において、第１ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの基板支持面が、第２ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの基板支持面から１０ｍｍ±１ｍｍ下方にあってもよい。

【0015】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、リニア平行移動システムに、一方のウエハハンドリングロボットアームの対応する基部を平行移動軸に沿って移動させる一方で、他方のウエハハンドリングロボットアームの対応する基部をリニア平行移動システムに対して静止したままにさせるように構成されてもよい。

【0016】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、リニア平行移動システムに、第１ウエハハンドリングアームロボットの対応する基部を平行移動軸に沿って第１方向に移動させるとともに、リニア平行移動システムに、第２ウエハハンドリングロボットアームの対応する基部を平行移動軸に沿って第２方向に移動させるように構成されてもよい。

【0017】

装置のいくつかの実施態様では、第１方向および第２方向は、同じ方向であってもよい。

【0018】

装置のいくつかの実施態様では、第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームがリニア平行移動軸に沿って平行移動する間、第１ウエハハンドリングロボットアームの第１軸および第２ウエハハンドリングロボットアームの第１軸は、第１離隔距離だけ離れたままであってもよい。

【0019】

装置のいくつかの実施態様では、第１方向および第２方向は、異なる方向であってもよい。

【0020】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ウエハ載置位置からピッキングさせ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ウエハ載置位置から同時にピッキングさせるように構成されてもよく、第１ウエハ載置位置は、第２ウエハ載置位置の上方または下方に位置決めされる。

【0021】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ウエハ載置位置からピッキングさせ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ウエハ載置位置からピッキングさせるように構成されてもよく、第２ウエハ載置位置は、第１ウエハ載置位置から水平距離に離隔している。

【0022】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第３ウエハ載置位置に載置させ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第４ウエハ載置位置に同時に載置させるようにさらに構成されてもよく、第３ウエハ載置位置は、第４ウエハ載置位置の上方または下方に位置決めされる。

【0023】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第３ウエハ載置位置に載置させ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第４ウエハ載置位置に同時に載置させるようにさらに構成されてもよく、第３ウエハ載置位置は、第４ウエハ載置位置から水平距離に離隔している。

【0024】

装置のいくつかの実施態様では、装置は、３つ以上のロードポートおよび２つ以上のロードロックをさらに含んでもよい。３つ以上のロードポートはリニア平行移動システムの第１の側に配置されてもよく、２つ以上のロードロックは第１の側と反対のリニア平行移動システムの第２の側にあってもよく、３つ以上のロードポートのそれぞれが対応するＦＯＵＰを受け入れるように構成されてもよい。

【0025】

装置のいくつかの実施態様では、装置は、２つ以上のアライナーをさらに含んでもよく、各アライナーが、対応するロードロックの上方に配置されている。

【0026】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ＦＯＵＰからピッキングさせ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第１ＦＯＵＰから同時にピッキングさせるように構成されてもよい。

【0027】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ＦＯＵＰからピッキングさせ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ＦＯＵＰから同時にピッキングさせるようにさらに構成されてもよい。

【0028】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ロードロック内に載置させ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ロードロック内に同時に載置させるようにさらに構成されてもよい。

【0029】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１アライナー上に載置させ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２アライナー上に同時に載置させるようにさらに構成されてもよい。

【0030】

装置のいくつかの実施態様では、コントローラは、第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板をロードロック内に載置させ、かつ第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板をアライナー上に同時に載置させるようにさらに構成されてもよい。

【0031】

装置のいくつかの実施態様では、リニア平行移動システムは、第１ウエハハンドリングロボットアームの基部に接続され、基部を支持する、第１セットのリンク機構と、第２ウエハハンドリングロボットアームの基部に接続され、基部を支持する、第２セットのリンク機構とを有するリンク機構ベースの平行移動システムであってもよい。

【0032】

装置のいくつかの実施態様では、リンク機構ベースの平行移動システムは、基部を有してもよく、各セットのリンク機構は、少なくとも（ａ）対応する第１端および対応する第２端を有する対応する第１リンクであって、第１リンクの第１端が、対応する第１リンクが対応する第１軸を中心にリンク機構ベースの平行移動システムの基部に対して回転可能なように、対応する第１回転継手を介してリンク機構ベースの平行移動システムの基部に回転可能に接続されている、対応する第１リンクと、（ｂ）第１端および第２端を有する対応する第２リンクであって、対応するウエハハンドリングロボットアームが、対応する第２軸を中心に対応する第２リンクに対して回転可能なように、第２リンクの第１端が対応する第１リンクの第２端に回転可能に接続されるとともに、第２リンクの第２端が対応する回転継手を介してウエハハンドリングロボットアームのうちの対応する１つに回転可能に接続されている、対応する第２リンクとを有してもよい。

【0033】

装置のいくつかの実施態様では、リンク機構ベースの平行移動システムは、各第２リンクの第２端を制限して、平行移動軸に沿って移動させるように構成されてもよい。

【0034】

装置のいくつかの実施態様では、リンク機構ベースの平行移動システムは、各第２リンクの第２端を制限して、第１軸に垂直な平行移動平面に沿って移動させるように構成されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は、例示的なＥＦＥＭの上面図を示す。

【0036】

【図2】図２は、平行移動システムに取り付けられた例示的な入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの透視図を示す。

【0037】

【図3】図３は、例示的なウエハハンドリングロボットアームの上面図を示す。

【0038】

【図4】図４は、平行移動システムに取り付けられた、入れ子構成の例示的な入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの透視図を示す。

【0039】

【図5】図５は、例示的なウエハハンドリングロボットアームの断面図を示す。

【0040】

【図6】図６は、１セットのリニアガイドを有する平行移動システムの例を示す。

【0041】

【図7】図７は、２セットのリニアガイドを有する平行移動システムの例を示す。

【0042】

【図8-A】図８－Ａは、平行移動後の平行移動システム上の入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの概略を示す。

【図8-B】図８－Ｂは、平行移動後の平行移動システム上の入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの概略を示す。

【図8-C】図８－Ｃは、平行移動後の平行移動システム上の入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの概略を示す。

【図8-D】図８－Ｄは、平行移動後の平行移動システム上の入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの概略を示す。

【0043】

【図9】図９は、ウエハをピッキングする入れ子構成の例示的な入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの側面図を示す。

【0044】

【図10】図１０は、平行移動システムに取り付けられた例示的な入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの透視図を示す。

【0045】

【図11】図１１は、平行移動システムに取り付けられた例示的な入れ子式ウエハハンドリングロボットアームのさらに別の透視図を示す。

【0046】

【図12】図１２は、平行移動システムに取り付けられた別の例示的な入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの透視図を示す。

【0047】

【図13】図１３は、異なる構成の図１２の入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの例を示す。

【0048】

【図14】図１４は、入れ子式ウエハハンドリングロボットアームを有する例示的なＦＯＵＰの概略を示す。

【発明を実施するための形態】

【0049】

以下の説明では、提示した各実施形態を完全に理解できるように、多数の具体的な詳細が記載されている。本明細書に開示の実施形態は、これらの具体的な詳細の一部または全てが欠けていても実践し得る。他の例では、本開示の実施形態を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス動作を詳細には説明していない。さらに、本開示の実施形態は、特定の実施形態と併せて説明されるが、特定の実施形態は、本開示の実施形態を限定することを意図していないと理解されるであろう。

【0050】

半導体ウエハ処理ツールの改良が進むにつれ、スループット（そのようなツールが所与の期間内に潜在的に処理できるウエハの数）が依然としてツールの評価の基準となっている。ツールのスループットに影響を与える重要な要因は、ツール内の様々な位置間でのウエハ移送、特に、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）において生じるウエハ移送に要する時間である。本明細書では、ウエハ移送およびツールのスループットにおける効率を上げるために使用され得る入れ子式ウエハハンドリングロボットアームを有する装置を提供する。特定の実施形態では、各装置は、それぞれの対応するウエハの第１位置からそれぞれの対応するウエハの第２位置へ複数のウエハを同時に移送するために使用されてもよい。入れ子式ウエハハンドリングロボットアームを使用することにより、半導体ウエハ処理ツールは、ウエハ移送の待機時間を短縮し、ツールの半導体処理時間を大幅に改善できる。

【0051】

図１は、半導体ウエハ処理ツールのＥＦＥＭ１０２の例を示す。ＥＦＥＭ１０２には、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３がある。各入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３は、リニア平行移動システム１０４に接続されている。入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３は、２つのウエハハンドリングロボットアーム、つまり第１ウエハハンドリングロボットアーム１０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１０８である。ＥＦＥＭ１０２の外部には、ウエハ格納ユニット、すなわち、ＦＯＵＰｓ（Ｆｒｏｎｔ－Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｏｄｓ）１１２を保持し得るロードポート１１０がある。図１に示す実施形態では、４つのロードポート１１０が存在し、それぞれが、対応するＦＯＵＰ１１２を有する。他の実施形態では、複数のロードポートが存在してもよい。ロードポート１１０の反対側では、ＥＦＥＭ１０２が、複数のロードロック１１４を有してもよい。図示の実施形態では、２つのロードロック１１４が存在し、それぞれが、対応するアライナー１１６を上部に有する。いくつかの実施形態では、ＥＦＥＭ１０２は、単一のロードロック１１４を有してもよい。また、図１は、１つまたは複数のプロセッサ１７２とメモリ１７４とを有するコントローラ１７０を特徴とするが、これについては、さらに後述する。

【0052】

ＥＦＥＭ１０２は、概して、半導体処理ツールの前端であり、大気圧または大気圧に近い圧力を有する環境である。ロードポート１１０、ＦＯＵＰｓ１１２、および入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３は、大気環境にある。ロードロック１１４は、ＥＦＥＭ１０２と、大気圧よりも低い圧力を通常有するプロセスチャンバとの間で半導体ウエハを移送する。ロードロック１１４は、双方向（入ってくるウエハと出ていくウエハを保持する）または一方向（入ってくるウエハまたは出ていくウエハのみを保持する）のいずれでもよい。大気環境とプロセスチャンバとの間のウエハ移送中、ロードロックは、ロードロック内の圧力を変化させ得る。例えば、処理対象の半導体ウエハがＦＯＵＰから処理チャンバに移送されるとき、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３のうちの一方のウエハハンドリングロボットアームが、半導体ウエハをロードロック１１４へ移送する。半導体ウエハがロードロック１１４内に入ると、ロードロックは、内圧を大気圧から接続されているチャンバの圧力に変更することになる。いくつかの実施形態では、接続されているチャンバは、移送チャンバである。いくつかの実施形態では、接続されているチャンバは、プロセスチャンバである。ロードロックの内圧が接続されているチャンバの圧力と一致すると、半導体ウエハは、ロードロック１１４から接続されているチャンバに移送される。接続されているチャンバが移送チャンバである実施形態では、半導体ウエハは、移送チャンバを介してプロセスチャンバに移送されてもよい。半導体ウエハがプロセスチャンバから大気環境に移送されるときにも、同様のプロセスが行われる。ロードロック１１４は、ウエハのスループットのボトルネックとなる。というのも、ロードロックが圧力を変化させている間、半導体ウエハが、ロードロック内に留まらなければならないためである。いくつかの実施形態では、図１に示すように、ロードロック１１４を通じて一度に移送可能な複数のウエハが存在してもよい。これを用いて、複数のウエハを、ロードロック１１４を通じて大気環境からプロセスチャンバへ、またはプロセスチャンバから大気環境へ同時に移送してもよいため、ウエハのスループットを向上し得る。これらの実施形態では、チャンバがロードロックの内圧を変化させるのに先だってウエハの搬入をさらなる時間待つ必要があるため、ロードロック１１４への連続したウエハ載置とロードロック１１４からの連続したウエハピッキングがスループットを低下させる。ロードロック１１４などのＥＦＥＭ１０２内の位置からのウエハのピッキングおよび載置動作が並行して行われ、潜在的にウエハスループットの向上につながるように、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３を使用してもよい。

【0053】

いくつかの実施形態では、入れ子式ウエハハンドリングロボット１０３およびリニア平行移動システム１０４は、真空移送モジュール（図示せず）において使用されてもよい。真空移送モジュールは、２つ以上のウエハ処理モジュールと接続されていてもよい。いくつかの実施形態では、真空移送モジュールはまた、真空移送モジュールからＥＦＥＭにウエハを移送するように構成されている１つまたは複数のロードロックと接続されてもよい。入れ子式ウエハハンドリングロボットによって複数のウエハがウエハ処理モジュールおよび／またはロードロック間で同時に移送されてもよいため、入れ子式ウエハハンドリングロボット１０３およびリニア平行移動システムを使用して、ウエハのスループットを向上し得る。

【0054】

図２は、本開示のいくつかの実施形態による入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム２０３の等角図を示す。入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム２０３は、図１に示す入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３のように使用してもよい。入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム２０３は、２つのウエハハンドリングロボットアーム、つまり第１ウエハハンドリングロボットアーム２０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム２０８を含む。各ウエハハンドリングロボットアームは、基部２１８と、ロボットアームリンクと、エンドエフェクタ２２０とを有する。図２に示す実施形態では、各ウエハハンドリングロボットアーム（２０６および２０８）は、対応する基部２１８と、対応する第１アームリンク２２２と、対応する第２アームリンク２２４と、エンドエフェクタ２２０とを有する。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のウエハハンドリングロボットアームは、デュアルエンドエフェクタ（図示せず）を有してもよい。図３は、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム２０３において使用され得るウエハハンドリングロボットアーム３０７ａ～３０７ｃ（総称して、３０７）の例を示すが、不図示の他の例を用いてもよい。ウエハハンドリングロボットアーム３０７ａの第１例は、デュアルエンドエフェクタ３２０ａおよび３２０ｂを有する。ウエハハンドリングロボットアーム３０７ａは、２つのアームリンク、つまり第１アームリンク３２２および第２アームリンク３２４を有する。デュアルエンドエフェクタ３２０ａおよび３２０ｂは、第２アームリンク３２４に取り付けられているが、いくつかの実施態様では、単一のエンドエフェクタのみが第２アームリンク３２４に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、デュアルエンドエフェクタを使用して、複数のウエハを同時に移送してもよい。いくつかの他の実施形態では、第１エンドエフェクタ３２０ａが、処理対象のウエハを運ぶために使用されてもよく、その間に第２エンドエフェクタ３２０ｂが、処理されたウエハを運ぶために使用されてもよい。

【0055】

ウエハハンドリングロボットアーム３０７ｂの第２例は、単一のエンドエフェクタ３２０と３つのアームリンクとを有するウエハハンドリングロボットアームを示す。第１アームリンク３２２は、基部３１８に回転可能に接続されている。第２アームリンク３２４は、第１アームリンク３２２に回転可能に接続されている。第３アームリンク３２５は、第２アームリンク３２４に回転可能に接続されている。エンドエフェクタ３２０は、第３アームリンク３２５に回転可能に接続されている。第３アームリンク３２５を使用して、図２に示すように、２つのアームリンクを有するウエハハンドリングロボットアームと比べてウエハハンドリングロボットアームのリーチを拡大し、ロボットアームにより高い自由度を与えてもよい。

【0056】

同様に、ウエハハンドリングロボットアーム３０７ｃの第３例は、単一のエンドエフェクタ３２０と４つのアームリンクとを有するウエハハンドリングロボットアームを示す。第１アームリンク３２２は、基部３１８に回転可能に接続されている。第２アームリンク３２４は、第１アームリンク３２２に回転可能に接続されている。第３アームリンク３２５は、第２アームリンク３２４に回転可能に接続されている。第４アームリンク３２７は、第３アームリンク３２５に回転可能に接続され、エンドエフェクタ３２０は、第４アームリンク３２７に回転可能に接続されている。３つのリンクを有するウエハハンドリングロボットアームと同様に、４つのリンクを有するウエハハンドリングロボットアームにより、リーチが拡大し、より自由度が高まることで、ロボットアームにより多くの可能な構成が与えられる。上記の各例は、入れ子式ウエハハンドリングロボットアームとして使用され得るいくつかのウエハハンドリングロボットアームの例を説明するために提供される。これらの例は、本開示の態様を例示するとともにより明瞭に説明するために提供され、限定することを意図していない。他の実施態様では、例えば、追加のエンドエフェクタおよび／またはアームリンクを含んでもよい。いくつかの例では、単一の基部が、それぞれ固有の１つまたは複数のエンドエフェクタを有する、複数のロボットアームを支持してもよい。

【0057】

図２に戻ると、図示のウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、２つのアームリンクと単一のエンドエフェクタ２２０とを有する。第１アームリンク２２２は、２つの端、つまり第１アームリンク第１端２３０および第１アームリンク第２端２３２を有する。第１アームリンク２２２の第１アームリンク第１端２３０は、第１回転継手２２６を介して基部２１８に回転可能に接続され、第１軸２２８を中心に回転する。第２アームリンク２２４は、第２アームリンク第１端２３４および第２アームリンク第２端２３６を有する。第２アームリンク第１端２３４における第２アームリンク２２４は、回転エルボ継手２５０を介して、第１アームリンク第２端２３２における第１アームリンク２２２に回転可能に接続されている。エンドエフェクタ２２０は、第２回転継手２３８を介して第２アームリンク第２端２３６における第２アームリンク２２４に回転可能に接続され、第２軸２４０を中心に回転する。

【0058】

各回転継手の回転は、アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。いくつかの実施形態では、各回転継手は、固有のアクチュエータを有する。他の実施形態では、２つ以上の回転継手が、単一のアクチュエータを共有してもよい。これらの実施形態では、２つの回転継手が、互いに回転可能に接続されてもよい。例えば、第２回転継手２３８およびエルボ回転継手２５０が互いに回転可能に接続されているとき、この２つの回転継手は、エルボ回転継手２５０の回転時に第２回転継手２３８を回転させるプーリーとベルトシステム（図示せず）を介して接続されてもよい。第１回転継手２２６、回転エルボ継手２５０、および第２回転継手２３８において回転することにより、各ウエハハンドリングロボットアームは、その対応するエンドエフェクタ２２０を、第１回転継手２２６に配置されたその対応する第１軸２２８に対して移動可能である。第１回転継手２２６における第１アームリンク２２２と基部２１８との間の回転可能な接続によって、対応するエンドエフェクタ２２０が第１軸２２８を中心に回転可能となる。回転エルボ継手２５０における第１アームリンク２２２と第２アームリンク２２４との間の回転可能な接続、および第２回転継手２３８における第２アームリンクとエンドエフェクタ２２０との間の回転可能な接続によって、エンドエフェクタが第１軸２２８に対して外側に伸び、かつ内側に縮むことが可能になる。いくつかの実施形態では、エルボ継手の回転が、エンドエフェクタ２２０を第１軸２２８に対して半径方向に伸縮させるような方法で第２回転継手を回転させるように、回転エルボ継手２５０が第２回転継手２３８に回転可能に接続されてもよい。

【0059】

各ウエハハンドリングロボットアーム（２０６および２０８）は、対応するエンドエフェクタ２２０をｚ駆動軸２５２に沿って移動させるように構成され得る垂直駆動機構（図示せず）を有してもよい。ｚ駆動軸２５２は、第１軸２２８に平行である。垂直駆動機構は、基部２１８内に搭載されてもよく、第１アームリンク２２２および第２アームリンク２２４とともにエンドエフェクタ２２０をｚ駆動軸２５２に沿って移動させてもよい。垂直駆動機構は、例えば、回転モータによって駆動されるリードスクリューを用いたリニア駆動アセンブリであってもよい。

【0060】

図４は、「完全な入れ子」構成の入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム４０３を示し、この構成では、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６のエンドエフェクタ４２０Ａが、第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８のエンドエフェクタ４２０Ｂと垂直方向に並んでいる。完全な入れ子構成は、「入れ子」構成の特定の種類である。入れ子構成とは、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６のエンドエフェクタ４２０Ａの少なくとも一部が、第２ウエハハンドリングロボットのエンドエフェクタ４２０ｂの上方または下方にある場合である。入れ子構成により、各入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム４０３は、互いに上方に位置するウエハを同時にピッキングおよび載置できる。完全な入れ子構成とは、各エンドエフェクタが、それによって支持される各ウエハの中心が互いに真上／真下になるように位置決めされる構成である。本明細書における「入れ子」構成への言及は、完全な入れ子構成および他の入れ子構成の両方を含むものと理解されたい。「非入れ子」構成とは、第１ウエハハンドリングロボットのエンドエフェクタ４２０のうち、第２ウエハハンドリングロボットのエンドエフェクタ４２０ｂの上方または下方にある部分がない場合である。

【0061】

図４は、入れ子構成（具体的には完全な入れ子構成）の入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム４０３を示す。入れ子構成では、例えば、各ウエハハンドリングロボットアームが単一のＦＯＵＰにおいてウエハを同時にピッキングまたは載置し得るように、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム４０３が構成されている。入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム４０３は、ウエハが保持されてもよく、そのために間隔が空けられた対応するエンドエフェクタを有し得るＦＯＵＰ内の任意の２つの位置から同時にピッキングするように構成されてもよい。概して、ＦＯＵＰにおけるウエハ間隔は、通常、中心から中心まで１０ｍｍである（ただし、以下の議論は、適切な置換を行うことで、１０ｍｍ間隔以外のＦＯＵＰウエハ間隔にも同じように適用可能であると理解されるであろう）。この例では、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム４０３がＦＯＵＰからピッキングするための入れ子構成であるとき、エンドエフェクタ４２０は、垂直方向に１０ｍｍの倍数、例えば、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ等で離隔されるべきである。垂直間隔が最小距離、例えば１０ｍｍである入れ子構成を達成するために、対応するエンドエフェクタ４２０は、ウエハハンドリングロボットアーム（４０６および４０８）ごとに異なる方法で取り付けられてもよい。図示のように、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６は、対応するエンドエフェクタの底面４４２が、対応する第２アームリンク４２４Ａの第２アームリンク上面４４４に面するように取り付けられたエンドエフェクタ４２０Ａを有する。第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８は、対応するエンドエフェクタの上面４４６が、対応する第２アームリンク４２４Ｂの第２アームリンク底面４４８に面するように取り付けられたエンドエフェクタ４２０Ｂを有する。エンドエフェクタの可変取り付け構成を考慮して、各ウエハハンドリングロボットアームの第２アームリンク４２４（４２４ａおよび４２４ｂ）は、エルボ回転継手４５０において異なる高さで取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、高さの差は、２つのウエハハンドリングロボットアームの一方にスペーサ４２９を使用することによって生じてもよい。例えば、第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８は第１アームリンク４２２Ｂと第２アームリンク４２４Ｂとの間にスペーサ４２９を有し、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６はスペーサを有しない。いくつかの実施形態では、両ウエハハンドリングロボットアームがスペーサを有してもよいが、第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８のスペーサは、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６のスペーサよりも高さがあってもよい。様々なエンドエフェクタ４２０の取り付け構成により、入れ子式ウエハハンドリングロボットアームが入れ子構成に移行し、ｚ方向に最小間隔でウエハをピッキングまたは載置できる。

【0062】

図４では、示した実施形態は、単一の対応するエンドエフェクタ４２０（４２０ａまたは４２０ｂ）をそれぞれが有する、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８の両方を有する。各エンドエフェクタ４２０は、対応する第２回転継手４３８に取り付けられる。いくつかの実施形態では、各ウエハハンドリングロボットアームは、リスト軸にさらなる自由度を加えるリストマウント（図示せず）を有してもよい。本実施形態では、リストマウントは、第２アームリンク第２端４３６と第２回転継手４３８が位置するエンドエフェクタ４２０との間に取り付けられる。いくつかの実施形態では、各ウエハハンドリングロボットアームが、図３にて上述したように、２つ以上のエンドエフェクタを有してもよい。これらの実施形態のいくつかでは、エンドエフェクタはそれぞれ、同じ回転継手に回転可能に接続されてもよい。いくつかの他の実施形態では、エンドエフェクタは、２つの異なる回転継手に接続されてもよく、互いに独立して回転可能である。

【0063】

第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６と第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８はそれぞれ、リニア平行移動システム４０４に接続されている。リニア平行移動システム４０４は、フレーム４５４と、フレームに装着された１セットのリニアガイド４５６とを有する。いくつかの実施形態では、リニア平行移動システム４０４は、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８の両方のための１セットのみのリニアガイド４５６を有してもよい。いくつかの他の実施形態では、リニア平行移動システム４０４は、２セット（図示せず）のリニアガイド４５６を有してもよく、１セットのリニアガイドは第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６のためのものであり、２つ目の１セットのリニアガイドは第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８のためのものである。リニアガイド４５６は、例えば、レール、トラック、スライド等であってもよい。図４は、単一セットのリニアガイド４５６を有するリニア平行移動システム４０４を示す。ウエハハンドリングロボットアームのそれぞれは、各ウエハハンドリングロボットアームが平行移動軸４５８に沿って独立して移動できるように、この１セットのリニアガイド４５６に取り付けられる。平行移動軸４５８は、この１セットのリニアガイド４５６に実質的に平行であり、第１軸４２８に垂直である。

【0064】

図５は、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３において使用され得るウエハハンドリングロボットアーム５０６の例の断面図を示す。図５に示すように、ウエハハンドリングロボットアーム５０６は、１セットのリニアガイド５５６に沿って平行移動するように構成されている基部５１８を有する。別の実施形態では、基部５１８は、この１セットのリニアガイドに沿ってスライドするように構成され得るプレート（図示せず）またはブラケット（図示せず）に取り付けられてもよい。基部５１８は、リニア駆動スクリュー５８０（例えば、５８０ａ、５８０ｂ）によって駆動されてもよい。図示の実施形態では、第１リニア駆動スクリュー５８０ａと第２リニア駆動スクリュー５８０ｂが存在する。第１リニア駆動スクリュー５８０ａはウエハハンドリングロボットアーム５０６を駆動するように構成されてもよく、第２リニア駆動スクリュー５８０ｂは第２ウエハハンドリングロボットアーム（図示せず）を駆動するように構成されてもよい。これについては、図６に関してさらに後述する。ウエハハンドリングロボットアーム５０６は、エンドエフェクタ５２０と、第１アームリンク５２２と、第２アームリンク５２４とを有してもよい。第１アームリンク５２２は、第１回転継手５２６によって基部５１８に回転可能に接続されている。第２アームリンク５２４は、エルボ回転継手５５０によって第１アームリンク５２２に回転可能に接続されている。エンドエフェクタ５２０は、第２回転継手５３８によって第２アームリンク５２４に回転可能に接続されている。モータ５９０および５９２およびプーリー５８２を使用して、各アームリンクを動かしてもよい。１セットのアームリンクおよびエンドエフェクタ５２０は、垂直駆動機構５８６によってｚ方向に沿って動かされてもよい。図示の例では、垂直駆動機構５８６は、ｚ軸駆動モータ５８８およびｚ駆動リードスクリュー５８７を含む。第１モータ５９０は、第１回転継手５２６周りの第１アームリンク５２２の回転を制御するように構成されてもよい。プーリー５８２の構成と組み合わされた第２モータ５９２を使用して、アームリンクを伸縮させてもよい。いくつかの実施形態では、第２モータ５９２およびプーリー５８２は、エンドエフェクタ５２０を制御するように構成されてもよい。図示の実施形態では、ウエハハンドリングロボットアーム５０６は、エンドエフェクタ５２０を第２回転継手５３８の周りで駆動させるように構成されているエンドエフェクタ駆動モータ５９３を有する。

【0065】

図６は、リニア平行移動システム５０４の例を示す。図示の例では、第１ウエハハンドリングロボットアーム（図示せず）用の第１基部５１８ａと第２ウエハハンドリングロボットアーム（図示せず）用の第２基部５１８ｂとを有する単一セットのリニアガイド５５６が存在する。いくつかの実施形態では、基部５１８は、リニアガイド５５６に沿って平行移動するように構成されているプレートまたはブラケットに取り付けられてもよい。リニアガイド５５６は、平行移動軸５５８に実質的に平行である。各基部５１８は、リニア駆動システムによって平行移動軸５５８に沿って駆動されてもよい。この例では、リニア駆動システムは、リニア駆動モータ５７８とリニア駆動スクリュー５８０（５８０ａおよび５８０ｂ）とを含む。各基部５１８は、対応するリニア駆動システムによって駆動されてもよい。例えば、第１ウエハハンドリングロボットアーム用の第１基部５１８ａは第１駆動モータ５７８および第１リニア駆動スクリュー５８０ａによって駆動されてもよく、第２ウエハハンドリングロボットアーム用の基部５１８ｂは第２駆動モータ５７８ｂおよび第２リニア駆動スクリュー５８０ｂによって駆動されてもよい。いくつかの実施形態では、さらに後述する、制御システム（図示せず）が、各リニア駆動モータ５７８ａおよび５７８ｂを制御して、各ウエハハンドリングロボットアームの基部５１８を他のウエハハンドリングロボットアームの基部から独立して平行移動軸５５８に沿って平行移動させてもよい。

【0066】

図７は、第１セットのリニアガイド５５６ａおよび第２セットのリニアガイド５５６ｂの２セットのリニアガイド５５６を有する例示的なリニア平行移動システムを示す。第１基部５１８ａは第１セットのリニアガイド５５６ａに装着され、第２基部５１８ｂは第２セットのリニアガイド５５６ｂに装着される。リニアガイドの両セットは、平行移動軸５５８に対して実質的に平行である。各基部５１８は、対応するリニア駆動システムによって駆動されてもよい。第１基部５１８ａは、第１リニア駆動モータ５７８ａおよび第１リニア駆動スクリュー５８０ａによって第１セットのリニアガイド５５６ａに沿って駆動されてもよい。第２基部５１８ｂは、第２リニア駆動モータ５７８ｂおよび第２リニア駆動スクリュー５８０ｂによって第２セットのリニアガイド５５６ｂに沿って駆動されてもよい。図６の単一のリニアガイドシステムと同様に、２セットのリニアガイドにより、各基部５１８を平行移動軸５５８に沿って互いに独立して駆動できるようにしてもよい。

【0067】

リニア平行移動システム５０４は、第１基部５１８ａを介した第１ウエハハンドリングロボットアームが、第２基部５１８ｂを介した第２ウエハハンドリングロボットアームから独立して平行移動できるように構成されている。各リニア駆動システムは、各基部５１８が他方から独立して移動してもよいように、独立して制御されてもよい（ただし、両基部は少なくともいくつかの共通領域を通って平行移動可能なため、一方の基部の進行が他方の基部の位置決めに基づいて制限されてもよい）。例えば、第２基部５１８ｂが静止した状態の間、第１基部５１８ａは、平行移動軸５５８に沿って第１方向に進行できる。この例では、第１リニア駆動モータ５７８ａは、第１基部５１８ａを第１方向に移動させる第１リニア駆動スクリュー５８０ａを駆動させてもよい。同時に、第２リニア駆動モータ５７８ｂは、アイドリングしてもよく、これにより第２基部５１８ｂが静止したままとなってもよい。別の例では、第１基部５１８ａおよび第２基部５１８ｂは、同じ方向に沿うが、異なる速度で平行移動してもよい。この例では、第１リニア駆動モータ５７８ａは、第１リニア駆動スクリュー５８０ａを第１レートで駆動し、第１基部５１８ａを第１速度で第１方向に移動させてもよい。第２リニア駆動モータ５７８ｂは、第２リニア駆動スクリュー５８０ｂを第２レートで駆動し、第２基部５１８ａを第２速度で第１方向に移動させてもよい。このように、第１基部５１８ａおよび第２基部５１８ｂの両方が、第１方向に、ただし異なる速度で移動してもよい。各基部５１８は他の基部から独立して制御できるため、その対応する基部に取り付けられたウエハハンドリングロボットアームのそれぞれを、他方の基部から独立して平行移動軸５５８に沿って平行移動するように制御できる。上記の例は、様々な実施形態の態様を示すために提供される。これらの例は、態様を例示するとともに、より明確に説明するために提供され、限定することを意図していない。

【0068】

図４に戻ると、リニア平行移動システム４０４は、いくつかの実施形態に従って、平行移動軸４５８に沿った３つの平行移動ゾーン、つまり第１ゾーン４６０、第２ゾーン４６２、および第３ゾーン４６４を有する。第２ゾーン４６２は、第１ゾーン４６０と第３ゾーン４６４との間にある。ウエハハンドリングロボットアーム４０６または４０８はいずれも、ウエハハンドリングロボットアーム４０６または４０８のうち他方のウエハハンドリングロボットアームが通路を妨げない限り、平行移動軸に沿って第２ゾーン４６２内の任意の位置まで平行移動可能である。例えば、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６は、第１ウエハハンドリングロボットアームの基部４１８が第１ゾーン４６０または第２ゾーン４６２のいずれかにあるように、平行移動軸４５８に沿って平行移動できる。第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８の基部４１８がそれ以上移動できないので、第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８の基部４１８が第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６の基部４１８を妨げることになるために、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６の基部４１８は、第３ゾーン内に平行移動できない。同様に、第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８は、第２ウエハハンドリングロボットアームの基部４１８が第２ゾーン４６２から第３ゾーン４６４に至るまで平行移動できるように、平行移動軸４５８に沿って平行移動できる。第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６および第３ゾーン４６４と同様に、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６の基部４１８がそれ以上移動できず、第２ウエハハンドリングロボットアームの基部４１８が第１ゾーン４６０内へ移動するのを妨げるため、第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８の基部４１８は、第１ゾーン４６０に入ることができない。

【0069】

図８－Ａ、図８－Ｂ、図８－Ｃ、および図８－Ｄは、２つのウエハハンドリングロボットアームが他方から独立して平行移動することを示す４つの例である。以下の例は、様々な実施形態の態様をさらに説明するために提供される。これらの例は、特定の態様を例示するとともに、より明確に説明するために提供され、限定することを意図していない。各図には、リニア平行移動システム８０４の上面、第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部の描写、および第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部の描写を示す。リニア平行移動システム８０４には、３つの平行移動ゾーン、つまり第１ゾーン８６０、第２ゾーン８６２、および第３ゾーン８６４と、ウエハハンドリングロボットアームが平行移動できる方向を表す平行移動軸８５８とがある。各図において、２つの略図がある。ウエハハンドリングロボットアームのそれぞれの初期位置を表す略図（１）、および平行移動後のウエハハンドリングロボットアームのそれぞれの位置を表す略図（２）である。

【0070】

図８－Ａは、一方のウエハハンドリングロボットアームが平行移動軸８５８に沿って新たな位置に平行移動する一方で、他方のウエハハンドリングロボットアームは、平行移動軸に対して静止したままであることを示す。図示のように、第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部の位置は、略図（１）および略図（２）の両方において、第２ゾーン８６２内の同じ位置に留まっているため、第１ウエハハンドリングロボットアームは、平行移動していない。第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部は、略図（１）の第２ゾーン８６２内の位置から、略図（２）の第３ゾーン８６４内の新たな位置に平行移動している。２つの略図間の第２ウエハハンドリングロボットアームの平行移動は、矢印で表されている。この例に示すように、第２ウエハハンドリングロボットアームが平行移動軸８５８に沿って平行移動できる一方で、第１ウエハハンドリングロボットアームは、静止したままである。

【0071】

図８－Ｂは、平行移動軸８５８に沿って同時に平行移動している両ウエハハンドリングロボットアームを示す。第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部および第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部の両方が、略図（１）におけるそれぞれの初期位置から略図（２）における最終位置まで平行移動軸８５８に沿って右に平行移動する。両ウエハハンドリングロボットアームが平行移動軸８５８に沿って右に平行移動する一方で、第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部は、第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部よりもより長い距離を平行移動軸８５８に沿って移動する。第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部による平行移動は、第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部の平行移動よりも大きいので、略図（２）における第１ウエハハンドリングロボットアームの基部と第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部との間の距離は、略図（１）における２つのウエハハンドリングロボットアーム間の距離よりも長い。

【0072】

図８－Ｃは、略図（１）におけるそれぞれの初期位置から略図（２）における最終位置まで平行移動軸８５８に沿って右に平行移動している両ウエハハンドリングロボットアームを示す。両ウエハハンドリングロボットアームは、平行移動軸８５８に沿って右に同じ距離だけ平行移動する。略図（１）の初期位置における第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部と第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部との間の距離は、略図（２）に示す平行移動後の２つのウエハハンドリングロボットアーム間の距離と同じである。実際の平行移動の間、２つのウエハハンドリングロボットアームは、平行移動の初めから終わりまで２つのウエハハンドリングロボットアーム間で同じ距離を維持しながら、同じ速度で同時に平行移動してもよく、あるいは、異なる速度で進行し、異なる距離だけ離れてもよい。

【0073】

図８－Ｄは、平行移動軸８５８に沿って異なる方向に平行移動している両ウエハハンドリングロボットアームを示す。第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部が平行移動軸８５８に沿って左へ平行移動する一方で、第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部は、平行移動軸に沿って右へ平行移動する。図示のように、両ウエハハンドリングロボットアームは、第２ゾーン８６２内を起点とした。第１ウエハハンドリングロボットアーム８０６の基部が左に平行移動して第１ゾーン８６０内へ入る一方で、第２ウエハハンドリングロボットアーム８０８の基部は、右に平行移動して第３ゾーン８６４内へ入った。この４つの例において示すように、各ウエハハンドリングロボットアームは、平行移動軸８５８に沿って、２つの異なる方向に異なる速度で、または同じ方向に異なる量だけ、同時にかつ独立して平行移動できる。ウエハハンドリングロボットアームのそれぞれを平行移動軸８５８に沿って独立して平行移動させることによって、２つのウエハハンドリングロボットアームは、互いに独立して働いてもよく、これによりツール効率が向上し、ウエハスループットが増加する。例えば、２つのウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、ロードロックから処理済ウエハをピッキングし、各ウエハを、それぞれの潜在的に離隔されたＦＯＵＰ（一連のＦＯＵＰｓの対向端のＦＯＵＰｓなど）に載置してもよい。それらは同様に、それぞれのＦＯＵＰｓ（同様に離隔されていてもよい）から処理対象のウエハを同時にピッキングしてもよく、両方が、第２ゾーン８６２のロードロックに向かって移動し、ウエハをロードロック内に載置してもよい。複数のウエハロードロックに対するウエハの搬入および搬出にかかる時間が短縮されるように、これは同時に行われてもよい。

【0074】

図４に戻ると、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム４０３は、入れ子構成になっている。入れ子構成では、第１ウエハハンドリングロボットアーム４０６のエンドエフェクタ４２０Ａと第２ウエハハンドリングロボットアーム４０８のエンドエフェクタ４２０Ｂは、互いの上方に位置決めされる。これにより、両方のウエハハンドリングロボットアームは、一方が他方の上方にある２つの位置からピッキングできるようになり、または２つの位置の上に載置できるようになる。例えば、図１に示すように、各ウエハハンドリングロボットアームが、単一のＦＯＵＰ１１２内の２つの異なるスロットからピッキングできてもよい。別の例では、ウエハハンドリングロボットアームの一方がウエハをアライナー１１６上に載置し、他方のウエハハンドリングロボットアームが同時に第２ウエハをロードロック１１４内に載置する。この２つの例の側面図を、図９－Ａおよび図９－Ｂに示す。

【0075】

図９－Ａは、入れ子構成の入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム９０３の側面図を示し、すなわち、一方のウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタ９２０が、他方のウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの真上にある。この例では、第２ウエハハンドリングロボットアーム９０８のエンドエフェクタ９２０Ｂが、第１ウエハハンドリングロボットアーム９０６のエンドエフェクタ９２０Ａの上方にある。２つのロボットアームは、一方の位置が他方の真上にある２つの異なる位置にウエハを同時に載置する位置にある。この例では、上部位置は、ロードロック９１４の底部位置の真上にあるアライナー９１６である。上述したように、ロードロックを使用して、ウエハを、大気圧を有する環境から、大まかに言えば、大気圧よりも低い圧力を有する環境を有する、処理チャンバまたは真空移送チャンバ（図示せず）に移送する。アライナー９１６を使用して、ロードロック９１４に入るのに先立ってウエハを回転させ、ウエハ処理のためにウエハが適切な方向を確実に向くようにする。２つのウエハハンドリングロボットアームは、エンドエフェクタを互いの真上に位置決めできる。各ウエハハンドリングロボットアームの対応する垂直駆動機構（図示せず）は、エンドエフェクタがアライナー９１６内のウエハ支持面９６６とロードロック９１４内のウエハ支持面９６６との間で同じ距離だけ離隔するように、対応するエンドエフェクタをｚ駆動軸に沿って移動させてもよい。２つのウエハハンドリングロボットアームは、入れ子位置にあるときに、各ウエハを同時にピッキングでき、各ウエハを同時に載置でき、または一方のウエハハンドリングがウエハをピッキングしながら、他方のウエハハンドリングロボットアームがウエハを同時に載置できる。例えば、第２ウエハハンドリングロボットアーム９０８は、第１ウエハハンドリングロボットアーム９０６がロードロック９１４内のウエハをピッキングしている間に、アライナー９１６内にウエハを載置できる。これにより、ロードロック内のウエハを取り除きながら、アライナー内のウエハのアライメントが可能である。

【0076】

図９－Ｂは、ＦＯＵＰ９１２からピッキングを行おうとしている入れ子構成の入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム９０３を示す。ＦＯＵＰ９１２は、ＥＦＥＭ（図示せず）のロードポート９１０上に置かれている。図１において上述したように、単一のＥＦＥＭ内にドッキングされた複数のＦＯＵＰｓが存在してもよい。ＦＯＵＰ９１２は、半導体ウエハを格納するために使用される複数のスロット９６８を有する。概して、ＦＯＵＰ９１２内のスロット９６８は、１０ｍｍ間隔で離隔されている。各入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム９０３は、２つのエンドエフェクタ間の距離が各ウエハハンドリングロボットアームのピッキング元の対応するスロット９６８の位置と一致するように、それぞれのエンドエフェクタ９２０を位置決めできる。例えば、ウエハハンドリングロボットアームがＦＯＵＰ９１２内の連続するスロット９６８からピッキングする場合、一方のウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタ９２０は、他方のウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタの１０ｍｍ真上になる。各入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム９０３は、同じＦＯＵＰ９１２内の対応するスロット９６８から対応するウエハを同時にピッキングできる。別の例では、各入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム９０３は、対応するウエハを同じＦＯＵＰ９１２内の対応するスロット９６８に同時に載置できる。さらに別の例では、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム９０３は、一方のウエハハンドリングロボットアームがＦＯＵＰ内の対応するスロット９６８からウエハを同時にピッキングしながら、他方のウエハハンドリングロボットアームが同じＦＯＵＰ内の対応するスロット内にウエハを同時に載置できる。

【0077】

入れ子式ウエハハンドリングロボットアームは、水平距離に離隔した位置で、各ウエハを他方に対して同時にピッキングおよび載置できる。図１０は、水平距離に離隔した位置からウエハをピッキングする準備をしている入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１００３の等角図を示す。図示の例では、第１ウエハハンドリングロボットアーム１００６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１００８は、リニア平行移動システム１００４と同じ側のウエハ載置位置でウエハをピッキングする準備をする。これまでの例では、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１００３は、互いの上方の位置でウエハをピッキングおよび載置した。この例では、第１ウエハハンドリングロボットアーム１００６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１００８の両方のエンドエフェクタ１０２０は、他方から水平距離に離隔した位置にある。各ウエハハンドリングロボットアームは、対応するエンドエフェクタを他方のウエハハンドリングロボットアーム上の他方のエンドエフェクタの高さに載置するために使用できる垂直駆動機構を有してもよい。垂直駆動機構により、各ウエハハンドリングロボットアームは、他方のウエハハンドリングロボットアームがウエハをピッキングおよび／または載置している第２位置の位置レベル（または異なるＦＯＵＰウエハ高さなど、異なるレベル）で同時にピッキングおよび載置できるようになる。いくつかの例では、２つのウエハハンドリングロボットアームがウエハをピッキングおよび／または載置する２つの位置は、２つの位置間に水平距離を有し、互いに異なる高度であってもよい。

【0078】

図１１は、水平距離に離隔した入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１１０３の別の等角図を示す。第１ウエハハンドリングロボットアーム１１０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１１０８は、リニア平行移動システム１１０４の両遠端のウエハ位置からウエハをピッキングする準備をする。２つのウエハハンドリングロボットアームはリニア平行移動システム１１０４の両最遠端にあり、第１ウエハハンドリングロボットアーム１１０６はリニア平行移動システムの第１ゾーン１１６０にあり、第２ウエハハンドリングロボットアーム１１０８はリニア平行移動システムの第３ゾーン１１６４にある。先述したように、２つのウエハハンドリングロボットアームは、互いから水平距離に離隔した位置で互いに独立してウエハをピッキングおよび載置できる。この例では、２つのウエハハンドリングロボットアームは、ウエハハンドリングロボットアームの対応する各基部１１１８がリニア平行移動システム１１０４の別々のゾーンにある間に、ウエハをピッキングしている。

【0079】

図１１に示す例では、２つの入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１１０３が、リニア平行移動システム１１０４の第１の側に示されている。いくつかの実施形態（図示せず）では、第１ウエハハンドリングロボットアームはリニア平行移動システムの第１の側に取り付けられ、第２ウエハハンドリングロボットアームはリニア平行移動システムの第２の側に取り付けられてもよい。各ウエハハンドリングロボットアームは、平行移動システムの全長に沿って進行するように構成されてもよい。

【0080】

上述したリニア平行移動システムは、本明細書にて述べた入れ子式ロボットアームシステムを提供するために使用され得るリニア平行移動システムの一例であり、さらなるリニア平行移動システムを、図１２および図１３に関して後述する。

【0081】

図１２は、リンク機構ベースの平行移動システム１２０４を有する入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの別の例の等角図である。図示の例では、ウエハハンドリングロボットアームは、２つのウエハハンドリングロボットアーム、つまり第１ウエハハンドリングロボットアーム１２０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１２０８を含む。各ウエハハンドリングロボットアームは、対応する基部１２１８と、ロボットアームリンクと、エンドエフェクタ１２２０とを有する。この例における各ウエハハンドリングロボットアームは、２つのアームリンク、つまり第１アームリンク１２２２および第２アームリンク１２２４を有するが、他の類似の構成では、異なる数のアームリンク、例えば、３つまたは４つのアームリンクを有するウエハハンドリングロボットアームを特徴としてもよい。

【0082】

図示のリンク機構ベースの平行移動システム１２０４において、リンク機構ベースの平行移動システム１２０４は、リンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４を有する。リンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４は、２つの平行移動リンクセット１２９１ａおよび１２９１ｂを有する。各平行移動リンクセット１２９１は、ウエハハンドリングロボットアームのうちの対応する１つに接続され、支持する。第１平行移動リンクセット１２９１ａは第１ウエハハンドリングロボットアーム１２０６の基部１２１８に接続され、第２平行移動リンクセット１２９１ｂは第２ウエハハンドリングロボットアーム１２０８の基部１２１８に接続される。いくつかの実施形態では、各平行移動リンクセット１２９１が、２つ以上のリンクを有してもよい。図示の実施形態では、各平行移動リンクセット１２９１は、２つのリンク、つまり第１リンク１２９５および第２リンク１２９６を有する。いくつかの実施形態では、第１リンク１２９５および第２リンク１２９６は、同じサイズであってもよい。いくつかの実施形態では、各リンクが、異なるサイズであってもよく、例えば、第１リンク１２９５が、第２リンク１２９６よりも長くてもよい。図示の実施形態では、各平行移動リンクセット１２９１の第１リンク１２９５および第２リンク１２９６は、同じサイズである。

【0083】

第１リンク１２９５の各第１端は、対応する第１回転継手１２１０によってリンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４に回転可能に接続され、第１回転軸１２１１を中心に回転可能である。いくつかの実施態様では、各第１リンク１２９５は、第１回転軸１２１１を中心に３６０°回転するように構成されてもよく、時計回り方向および反時計回り方向の両方に回転してもよい。そのような実施態様では、各第１リンク１２９５は、第１リンクの第２端がリンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４の真下の位置へ、または真下の位置を通って移動し得るように、回転してもよい。同様に、各第１リンク１２９５もまた、そのような実施態様では、第１リンクの第２端がリンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４の真上の位置へ、または真上の位置を通って移動し得るように、回転してもよい。いくつかの実施形態では、アームリンクの長さに応じて、リンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４の下のフロア内にキャビティを形成してもよい。キャビティにより、アームリンクのそれぞれが下方に回転して、そのエルボ継手（第１リンク１２９５と第２リンク１２９６との間）が下にスイングしてキャビティ内に入り、フロアに衝突するのを避けることができ、基部１２１８を、通常よりもフロアにより近い位置に配置できる。第２リンク１２９６の各第１端は、対応する第２回転継手１２１２によって第１リンク１２９５の対応する第２端に回転可能に接続され、対応する第２回転軸１２１３を中心に回転可能である。各第２回転軸１２１３は、第１回転軸１２１１と実質的に平行である。各ウエハハンドリングロボットアームの基部１２１８は、第３回転継手１２１４によって、対応する平行移動リンクセット１２９１の第２リンク１２９６の対応する第２端に回転可能に接続される。

【0084】

図示のリンク機構ベースの平行移動システム１２０４は、第１ウエハハンドリングロボットアーム１２０６と第２ウエハハンドリングロボットアーム１２０８とを互いに独立して移動可能である。いくつかの実施態様では、リンク機構ベースの平行移動システム１２０４は、リンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４内に配置された複数のモータによって駆動され得る平行移動リンクセット１２９１を特徴としてもよく、これによりリンク機構ベースの平行移動システム１２０４はそれぞれ、平行移動平面１２１５に沿って任意の方向にウエハハンドリングロボットアームを移動できるように、単一の自由度以上の自由度を有する。平行移動平面１２１５は、第１回転軸１２１１に対して垂直である。例えば、リンク機構ベースの平行移動システム１２０４のそれぞれは、それによって支持されたウエハハンドリングロボットアームを、水平軸１２１６、垂直軸１２１７に沿って、または水平軸１２１６および垂直軸１２１７の両方に沿った構成要素を有する方向または経路に沿って移動できるように構成されてもよい。そのような実施態様では、ウエハハンドリングロボットアーム１２０６および１２０８のエンドエフェクタの垂直移動は、その基部１２１８に配置されたアクチュエータを通して促進されるのではなく、平行移動リンクセット１２９１の作動を通して促進されてもよい。

【0085】

リンク機構ベースの平行移動システムの他の実施態様では、平行移動リンクセットは、その動作範囲が限定されてもよい、例えば、それぞれが、単一の自由度のみを有してもよい。そのような実施態様では、単一の駆動モータが、各平行移動リンクセットを駆動してもよく、これによりその第１リンク１２９５をリンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４に対して回転させる。各平行移動リンクセットの残りのリンクおよびそれによって支持される対応する基部１２１８は、その平行移動リンクセット１２９１の第１リンクの動きに運動学的にリンクしてもよく、そのような回転により、それによって支持される基部１２１８を、回転または垂直平行移動させずに水平軸１２１６に沿って平行移動させる（重力負荷および平行移動リンクの撓みによるわずかな変位は、本開示の目的上、平行移動と見なさない）。

【0086】

リンク機構平行移動システム１２０４は、その基部１２１８が水平距離に離隔されるように、ウエハハンドリングロボットアームを移動させてもよい。図１２に示すように、２つのウエハハンドリングロボットアーム基部１２１８は、互いに同じレベルにある。第１ウエハハンドリングロボットアーム１２０６がリンク機構平行移動システム１２０４の基部１２９４の真正面に位置決めされる一方、第２ウエハハンドリングロボットアーム１２０８は、リンク機構ベースの平行移動システム基部１２９４の右に位置決めされる。上記のリニア平行移動システムと同様に、リンク機構平行移動システム１２０４は、各ウエハハンドリングロボットアームの基部１２１８を互いに独立して移動させてもよい。

【0087】

図１３は、入れ子構成のリンク機構ベースの平行移動システム１２０４を有するウエハハンドリングロボットアームを示す。入れ子式ウエハ構成では、第１ウエハハンドリングロボットアーム１２０６のエンドエフェクタ１２２０ａは、第２ウエハハンドリングロボットアーム１２０８のエンドエフェクタ１２２０ｂの真上にある。リンク機構ベースの平行移動システム１２０４は、各ウエハハンドリングロボットアームの基部１２１８を互いに隣接して移動可能であり、これにより各ウエハハンドリングロボットアームは、その対応するエンドエフェクタを、他方のウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタに垂直かつ一列になる位置に位置決めできる。基部１２１８のこのような隣り合った配列は、平行移動リンクセット１２９１の他の位置を用いても得られることが理解されるであろう。したがって、リンク機構ベースの平行移動システム１２０４は、本明細書で先述したリニア平行移動システムを使用して得られ得るものと類似したウエハハンドリングロボットアーム１２０６および１２０８の平行移動を生じさせるために使用されてもよく、先述のリニア平行移動システムの実施態様に関して上述した移動もまた、図１２および図１３に示すようなリンク機構ベースの平行移動システムを使用して再現されてもよいと認識されるであろう。

【0088】

リンク機構ベースの平行移動システムは、半導体ウエハ処理ツールにおいて使用されてもよい。例えば、リンク機構ベースの平行移動システムを、ＥＦＥＭにおいて使用してもよい。別の例では、リンク機構ベースの平行移動システムを、真空移送モジュールにおいて使用してもよい。リンク機構ベースの平行移動システムがＥＦＥＭにおいて使用されるとき、リンク機構ベースの平行移動システムの基部は、ＥＦＥＭのいずれの側にあってもよい。概して、ＥＦＥＭは、第１の側に１つまたは複数のＦＯＵＰｓを、第１の側とは反対の第２の側に１つまたは複数のロードロックを有してもよい（図１参照）。いくつかの実施形態では、リンク機構ベースの平行移動システムは、１つまたは複数のＦＯＵＰｓと同じ側である第１の側に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、リンク機構ベースの平行移動システムは、１つまたは複数のロードロックと同じ側である、第２の側に取り付けられてもよい。

【0089】

図１４は、ＥＦＥＭ１４０２の実施形態の概略図である。ＥＦＥＭ１４０２内には、入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１４０３、つまり第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８がある。４つのＦＯＵＰｓ１４１２、つまり第１ＦＯＵＰ１４１２ａと、第２ＦＯＵＰ１４１２ｂと、第３ＦＯＵＰ１４１２ｃと、第４ＦＯＵＰ１４１２ｄが示されている。図示の実施形態では、２つのロードロック１４１４、つまり第１ロードロック１４１４ａおよび第２ロードロック１４１４ｂと、対応するロードロックの上方にそれぞれ載置された、２つのアライナー１４１６、つまり第１アライナー１４１６ａおよび第２アライナー１４１６ｂが存在する。入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１４０３は、リニア平行移動システム（図示せず）の平行移動軸１４５８に沿って平行移動するように構成されている基部を有する第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８を含む。ウエハハンドリングロボットアームのそれぞれは、他方のウエハハンドリングロボットアームによって実施されている動作から独立して動作を実施してもよい。例えば、ウエハハンドリングロボットアームのそれぞれの位置決めに応じて、各ウエハハンドリングロボットアームは、ウエハのピッキング、ウエハの載置、平行移動軸に沿った平行移動などの動作を実施できる。いずれのウエハハンドリングロボットアームも、他方から独立して動作を実施できるが、ツールのウエハスループットを増加させるために２つのウエハハンドリングロボットアームが連携して動作を実施してもよい。入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１４０３がどのように協働するかの例を以下に列挙する。以下の例は、様々な実施形態の態様をさらに説明するために提供される。これらの例は、態様を例示するとともに、より明確に説明するために提供され、限定することを意図していない。

【0090】

第１例では、第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８は、第１ＦＯＵＰ１４１２ａからロードロック１４１４に第１ウエハと第２ウエハとを移送する動作を実施する。第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６および第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８は、平行移動軸１４５８に沿って、両ウエハハンドリングロボットアームが第１ＦＯＵＰ１４１２ａからピッキングできる位置、例えば、平行移動軸に垂直かつ第１および第２ウエハの中心を通る中心軸から両ウエハハンドリングロボットアームの第１回転継手が概ね等しい距離となる、互いに隣り合った位置まで平行移動する。各ウエハハンドリングロボットアームの基部が定位置になると、２つのウエハハンドリングロボットアームは、移動して入れ子構成になってもよく、入れ子構成では、各ウエハハンドリングロボットアームのエンドエフェクタは、第１ＦＯＵＰ１４１２ａの前において一方が他方の上方にある位置、例えば、対応する上面が垂直方向に１０ｍｍだけ離隔した位置に載置される。２つのウエハハンドリングロボットアームは次に、第１のＦＯＵＰ１４１２ａから対応するウエハを同時にピッキングしてもよい。いくつかの実施形態では、ピッキング動作を実質的に同時にでき、他の実施形態では、ピッキング動作がエンドエフェクタ間で連続していてもよい。各ウエハハンドリングロボットアームが対応するウエハをピッキングした後、ウエハハンドリングロボットアームは、図１４に示すように、第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６が第１アライナー１４１６ａおよび第１ロードロック１４１４ａの近くにあり、第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８が第２アライナー１４１６ｂおよび第２ロードロック１４１４ｂの近くにあるように、平行移動軸１４５８に沿って平行移動してもよい。第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６が第１ウエハを第１アライナー１４１６ａ内に載置してもよく、一方で第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８は、第２ウエハを第２アライナー１４１６ｂ内に同時に載置する。２つのアライナー１４１６は、回転し、その対応するウエハのアライメントを行う。ウエハのアライメントが行われると、２つのウエハハンドリングロボットアームは、対応するアライナー１４１６から対応するウエハを同時にピッキングしてもよい。第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６は第１ウエハを第１ロードロック１４１４ａ内に載置してもよく、第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８は第２ウエハを第２ロードロック１４１４ｂ内に同時に載置してもよい。第１ウエハおよび第２ウエハの両方を移動させる動作は、互いに並行して、即ち、少なくとも部分的に同時に行われてもよい。

【0091】

ＥＦＥＭ１４０２のいくつかの実施形態では、アライナーが存在せず、ウエハがＦＯＵＰ１４１２からロードロック１４１４内に直接載置されてもよい。本実施形態では、ウエハハンドリングロボットアームが適切なＦＯＵＰ１４１２から対応するウエハをピッキングすると、各ウエハハンドリングロボットアームは、その対応するウエハを対応するロードロック１４１４内に載置する。例えば、第１ＦＯＵＰ１４１２ａからの第１ウエハを有する第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６は、第１ウエハを第１ＦＯＵＰ１４１２ａから直接第１ロードロック１４１６ａ内に載置してもよく、第１ＦＯＵＰ１４１２ａからの第２ウエハを有する第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８は、第２ウエハを第１ＦＯＵＰ１４１２ａから直接第２ロードロック１４１６ｂ内に同時に載置することになる。

【0092】

また、２つのウエハハンドリングロボットアームに、上記と同様のプロセスを完了させるようにしてもよいが、それに代わり、単一のＦＯＵＰではなく２つの異なるＦＯＵＰＳ１４１２からピッキングさせてもよい。この例では、第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６は、第１ウエハを第２ＦＯＵＰ１４１２ｂからピッキングし、第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８は、同時に第２ウエハを第４ＦＯＵＰ１４１２ｄからピッキングする（他の実施態様では、異なるＦＯＵＰｓが選択／異なるＦＯＵＰからピッキングされてもよいことが理解されるであろう）。２つのウエハハンドリングロボットアームが上記のプロセスを継続して、各ウエハがその対応するＦＯＵＰ１４１２から同時にピッキングされた後に、両ウエハがアライナー１４１６および／またはロードロック１４１４内に同時に載置されるようにしてもよい。

【0093】

別の例では、２つのウエハハンドリングロボットアームは、確実にロードロックが絶えずまたはほとんど絶えず使用され、ウエハの搬入または搬出動作による遅延が最小限になるように働いてもよい。この例では、第１ウエハは、処理が終了し、第１ロードロック１４１４ａからＥＦＥＭ１４０２内の大気圧条件に戻る準備ができていてもよい。第１ウエハハンドリングロボットアーム１４０６は、第２ＦＯＵＰ１４１２ｂから第２ウエハをピッキングし、第２ウエハを第１アライナー１４１６ａ内に載置してもよい。第２ウエハハンドリングロボットアーム１４０８は、同時に第１ウエハをロードロック１４１４ａからピッキングし、ウエハを第４ＦＯＵＰ１４１２ｄ内に載置してもよい。第２ウエハハンドリングロボットアームは次に、第３ウエハを第３ＦＯＵＰ１４１２ｃからピッキングしてもよい。第２ウエハのアライメントが行われると、第１ウエハハンドリングロボットアームは、第１ウエハをアライナー１４１６ａからピッキングしてもよい。第１ウエハハンドリングロボットアームは次に、第１ウエハをアライナー１４１６ａから第１ロードロック１４１４ａ内に載置し、一方で第２ウエハハンドリングロボットアームは、同時に第３ウエハをＦＯＵＰ１４１２ｃから第１アライナー１４１６ａ内に載置する。これを行うために、２つのウエハハンドリングロボットアームは、入れ子構成内に戻ってもよい。この方法でウエハをハンドリングすることにより、ウエハハンドリングロボットアームは、ウエハをロードロック１４１４ａからピッキングするとすぐに、他方のウエハハンドリングロボットアームが新しいウエハをロードロック内に載置する準備をする。これにより、確実にロードロックがより効率的に使用され、ウエハが搬入されるまでの待機時間が短縮される。

【0094】

ＥＦＥＭ１４０２に２つのウエハハンドリングロボットアームを設けることにより、ツールは、スループットを向上できる。ＥＦＥＭ内に単一のウエハハンドリングロボットアームを有するツールと比較すると、２つのウエハハンドリングロボットアームは、ＦＯＵＰから２枚のウエハをピッキングし、２枚のウエハを同時にロードロック内に載置してもよい。これにより、スループットが倍になり得る。例えば、単一のＥＦＥＭウエハハンドリングロボットアームを有するシステムであって、ウエハハンドリングロボットアームがウエハをＦＯＵＰからピッキングし、ロードロックまで進み、ロードロック内にウエハを載置し、ロードロックから処理済ウエハをピッキングし、ＦＯＵＰまで進み、ＦＯＵＰ内にウエハを載置するまでの平均サイクル時間が１３．４秒間であるシステムについて検討する。ロードロックが２枚のウエハを必要とし、１つのウエハハンドリングロボットアームしか有していないと、ウエハハンドリングロボットアームが２枚のウエハをロードロック内に搬入するために、このようなサイクルを２回連続して、合計で２６．８秒間実施する必要がある。しかしながら、同じ例のシステムが、代わりに２つのウエハハンドリングロボットアームを備えていると、各ウエハハンドリングルートは、対応するウエハをＦＯＵＰから同時にピッキングし、ロードロックまで進み、ウエハをロードロック内に載置し、処理済ウエハをロードロックからピッキングし、ＦＯＵＰまで進み、処理済ウエハをＦＯＵＰ内に載置してもよく、このようにして単一のウエハを搬入するサイクル時間で２枚のウエハをロードロック内に搬入してもよい。したがって、ウエハハンドリングロボットアームは、同じレートで働きつつ、１つのウエハハンドリングロボットアームがなす２倍の作業が可能である。第１の例では、スループットがボトルネックであることを前提に、単一のウエハハンドリングロボットアームは、１時間に約２６９枚のウエハを搬入してもよい。第２の例では、スループットがツールのボトルネックであることを前提に、デュアルウエハハンドリングロボットアームが、１時間に約５３７枚のウエハを搬入してもよい。

【0095】

上述したように、いくつかの実施態様では、コントローラが、本明細書にて述べた入れ子式ウエハハンドリングロボットアームの一部であってもよい。図１は、１つまたは複数のプロセッサ１７２およびメモリ１７４を有する例示的なコントローラ１７０の概略図を示し、コントローラ１７０は、第１ウエハハンドリングロボットアーム１０６、第２ウエハハンドリングロボットアーム１０８、リニア平行移動システム１０４、ロードロック１１４、およびアライナー１１６の動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムの種類に応じて、本明細書に開示のリニア平行移動システム１０４および入れ子式ウエハハンドリングロボットアーム１０３の制御のためのプロセスなど、いずれかのプロセス、ならびに処理ガスの送出、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体送出設定、位置および動作設定、ツールならびに特定のシステムに接続またはインターフェースするチャンバおよび他の移送ツールおよび／またはロードロックへのウエハの搬入出など、本明細書にて述べていない他のプロセスまたはパラメータを制御するようにプログラムされてもよい。

【0096】

本明細書にて述べ、示したウエハハンドリングロボットアームは、長さが等しいアームリンク、例えば、等しい長さの第１および第２アームリンク、または長さが等しくないアームリンク、例えば、長さが等しくない第１および第２アームリンクを有するように構成されてもよいと理解されるであろう。したがって、ウエハハンドリングロボットアームの２つのアームリンクの長さが等しい（長さとは、リンクの対向端に関連する回転軸間の距離を指す）ものとして特定の図に示していたとしても、示したそれらのリンクは、長さが等しくないようにも設計されてもよいことを理解されたい。同様に、ウエハハンドリングロボットの２つのアームリンクの長さが等しくないものとして特定の図に示していたとしても、示したそれらのリンクは、長さが等しいようにも設計されてもよいことを理解されたい。

【0097】

概して、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、クリーニング動作を可能にし、エンドポイント測定等を可能にする各種集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）として定義されたチップ、および／またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つもしくは複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個別設定（またはプログラムファイル）の形でコントローラに伝達される命令であって、半導体ウエハ上もしくは半導体ウエハ用に、またはシステムに対して特定のプロセスを実行する動作パラメータを定めるものであってもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハのダイの製造の際の１つまたは複数の処理ステップを達成するためにプロセスエンジニアによって定められるレシピの一部であってもよい。

【0098】

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムに統合されているか、結合されているか、そうでなければシステムにネットワーク接続されているか、それらの組み合わせであるコンピュータの一部であるか、コンピュータに結合されていてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内、または、ウエハ処理のリモートアクセスを可能とする製造工場のホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。このコンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能とすることで、製造動作の現在の進行を監視し、過去の製造動作の履歴を検証し、複数の製造動作から傾向または性能指標を検証することで、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理工程を設定し、または新しいプロセスを開始できる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えばサーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含み得るネットワークを通じてシステムにプロセスレシピを提供できる。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能とするユーザインターフェースを含んでもよく、パラメータおよび／または設定は次に、リモートコンピュータからシステムに伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つまたは複数の動作中に行われる各処理ステップのパラメータを定めたデータの形式で命令を受信する。このパラメータは、実施されるプロセスの種類、およびコントローラが結合または制御するように構成されているツールの種類に特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述の通り、コントローラは、互いにネットワーク接続されて、本明細書に記載のプロセスおよび制御など、共通の目的に向かって働く１つまたは複数の別個のコントローラを含めることなどにより、分散されてもよい。そのような目的のために分散されたコントローラの例としては、チャンバ上のプロセスを制御するために組み合わされ、リモート配置（プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部としてなど）された１つまたは複数の集積回路と通信する、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路が挙げられる。

【0099】

限定するものではないが、本開示による例示的な入れ子式ウエハハンドリングロボットアームおよびリニア平行移動システムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、クリーンチャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、および半導体ウエハの製造および／または生産に関連づけられるかまたは使用され得る他の任意の半導体処理システムを有する半導体処理ツールに搭載されるか、またはその一部であってもよい。

【0100】

上述のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路またはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、近隣ツール、工場全体に配置されたツール、メインコンピュータ、他のコントローラ、またはウエハのコンテナをツール位置および／または半導体製造工場内のロードポート内外に移送する材料搬送に使用されるツールの１つまたは複数と通信してもよい。

【0101】

本明細書で使用される場合、「１つまたは複数の＜アイテム＞の各＜アイテム＞について」、「１つまたは複数の＜アイテム＞の各＜アイテム＞」等の表現は、単一のアイテム群および複数のアイテム群の両方を包含するものであり、すなわち、「…それぞれについて」という表現は、言及されたアイテムの集団が何であれ、各アイテムに言及するためにプログラミング言語において使用される意味で使用されると理解されたい。例えば、言及されたアイテムの集団が単一のアイテムであると、「各／それぞれ」はその単一のアイテムのみを指し（「各／それぞれ」の辞書的な定義では、「各／それぞれ」は「２つ以上のものの１つ１つ」を指す用語であると定義されていることが多いにもかかわらず）、そのアイテムが少なくとも２つ存在する必要があるという意味にはならない。同様に、「セット」または「サブセット」という用語は、それ自体、必ずしも複数のアイテムを包含するものと見なされるべきではない。セットまたはサブセットは、１つの部材のみ、または複数の部材を（文脈において別の示唆がなければ）含有できると理解されるであろう。

【0102】

本開示および特許請求の範囲において、序数の表示、例えば、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）等を使用する場合、特定の順番または順序を伝えるものではないと理解すべきであるが、そのような順番または順序が明示的に示される場合は除く。例えば、（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）が付された３つのステップがある場合、別段の指示がない限り、これらのステップは、どのような順番で実施されてもよい（禁忌でなければ同時でもよい）ことを理解されたい。例えば、ステップ（ｉｉ）がステップ（ｉ）において作成された要素の取り扱いを含む場合、ステップ（ｉｉ）は、ステップ（ｉ）の後のある時点で起こると見なしてもよい。同様に、ステップ（ｉ）がステップ（ｉｉ）において作成される要素の取り扱いを含む場合は、その逆であると理解されたい。また、本明細書において、例えば「第１アイテム」のように序数の表示「第１」を使用する場合、暗黙的または本質的に、例えば、「第２アイテム」のように「第２」の例が必然的に存在することを示唆すると解釈すべきではないことを理解されたい。

【0103】

本明細書で使用される用語「間」は、値の範囲とともに使用される場合、別段の指示がない限り、その範囲の開始値および終了値を含むものと理解されたい。例えば、１～５の間は、２、３、および４という数字だけでなく、１、２、３、４、および５という数字も含むと理解されたい。

【0104】

上記の概念のすべての組み合わせ（そのような概念が相互に矛盾しないことを条件とする）が、本明細書に開示の発明的主題の一部であると意図されることを理解されたい。特に、本開示の末尾に記載の特許請求される主題のすべての組み合わせは、本明細書に開示の発明的主題の一部であると意図される。また、本明細書で明示的に採用される用語は、参照により組み込まれる任意の開示にも現れることがあり、最も一致する意味が付与されるべきであることを理解されたい。

【0105】

上記開示は、特定の例示的な実施態様または複数の実施態様に焦点を当てながらも、上述の例のみに限定されず、類似の変形例および機構にも適用されてもよく、そのような類似の変形例および機構もまた、本開示の範囲内であると見なされることをさらに理解されたい。

【0106】

前述の実施形態は、理解を明確にするためにある程度詳細に説明されているが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更および修正が実施され得ることは明らかであろう。本実施形態のプロセス、システム、および装置を実現する多くの代替方法が存在することに留意されたい。したがって、本実施形態は、例示であって制限的なものではないと考えられ、本実施形態は、本明細書にて与えられた詳細に限定されるものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8-A】

【図8-B】

【図8-C】

【図8-D】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体処理ツールにおいてウエハを移送するための装置であって、
第１ウエハハンドリングロボットアームと、
第２ウエハハンドリングロボットアームと、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームと結合するように構成されているリニア平行移動システムと
を備え、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、対応する基部および対応する第１エンドエフェクタを有し、
前記装置は、それぞれの前記基部を少なくとも入れ子構成と非入れ子構成との間で水平な平行移動軸に沿って独立して横断させるように構成され、
前記リニア平行移動システム、前記第１ウエハハンドリングロボットアーム、および前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記基部が前記リニア平行移動システムによって、前記平行移動軸に沿って、かつ第１ゾーンおよび第２ゾーンを通るが第３ゾーンは通らずに移動可能であるとともに、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記基部が前記リニア平行移動システムによって、前記第２ゾーンおよび前記第３ゾーンを通るが前記第１ゾーンを通らずに移動可能であるように構成され、
前記第２ゾーンは、前記第１ゾーンと前記第３ゾーンとの間にあり、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１エンドエフェクタは、上方から前記第１ウエハハンドリングロボットアームのリンクと接続され、
前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１エンドエフェクタは、下方から前記第２ウエハハンドリングロボットアームのリンクと接続されている、装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置であって、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、
２つ以上の対応するロボットアームリンクと、を備え、前記２つ以上の対応するロボットアームリンクは、少なくとも（ａ）対応する第１端および対応する第２端を有する対応する第１ロボットアームリンクであって、前記対応する第１ロボットアームリンクが前記対応する基部に対して対応する第１軸を中心に回転可能なように、前記対応する第１ロボットアームリンクの前記第１端が、対応する第１回転継手を介して前記対応する基部に回転可能に接続されている、対応する第１ロボットアームリンクと、（ｂ）第１端および第２端を有する対応する第２ロボットアームリンクであって、前記対応する第１エンドエフェクタが前記対応する第２ロボットアームリンクに対して対応する第２軸を中心に回転可能なように、前記対応する第２ロボットアームリンクの前記第２端が、対応する第２回転継手を介して前記対応する第１エンドエフェクタに回転可能に接続されている、対応する第２ロボットアームリンクと、を含む、装置。

【請求項3】

請求項２に記載の装置であって、
前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記対応する基部はそれぞれ、前記対応する第１エンドエフェクタを前記対応する第１軸に平行な軸に沿って移動させるように構成された対応する垂直駆動機構を有する、装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、
前記リニア平行移動システムは、第１セットのリニアガイドを含み、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームの両方が、移動可能に前記第１セットのリニアガイドに接続されている、装置。

【請求項5】

請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、
前記リニア平行移動システムは、第１セットのリニアガイドおよび第２セットのリニアガイドを有し、前記第１ウエハハンドリングロボットアームは、移動可能に前記第１セットのリニアガイドに接続され、前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、移動可能に前記第２セットのリニアガイドに接続されている、装置。

【請求項6】

請求項２に記載の装置であって、
第１ウエハハンドリングロボットアームおよび第２ウエハハンドリングロボットアームはそれぞれ、対応する第２エンドエフェクタを有する、装置。

【請求項7】

請求項２に記載の装置であって、
１つまたは複数のプロセッサに通信可能に接続されている１つまたは複数のメモリデバイスを有するコントローラをさらに備える、装置。

【請求項8】

請求項７に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームを少なくとも第１構成と第２構成との間で移動させるように構成され、
前記第１構成では、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１エンドエフェクタが前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１エンドエフェクタの真上にあり、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸が前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸から第１距離だけ離隔するように位置決めされ、
前記第２構成では、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームは、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１エンドエフェクタが前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１エンドエフェクタから水平距離に離隔し、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸が前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記第１軸から第２距離だけ離隔するように位置決めされ、
前記第２距離は、前記第１距離よりも長い、装置。

【請求項9】

請求項７に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ウエハ載置位置からピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ウエハ載置位置から同時にピッキングさせるように構成され、前記第１ウエハ載置位置は、前記第２ウエハ載置位置の上方または下方に位置決めされる、装置。

【請求項10】

請求項７に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ウエハ載置位置からピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ウエハ載置位置からピッキングさせるように構成され、前記第２ウエハ載置位置は、前記第１ウエハ載置位置から水平距離に離隔している、装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに前記第１基板を第３ウエハ載置位置に載置させ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに前記第２基板を第４ウエハ載置位置に同時に載置させるようにさらに構成され、前記第３ウエハ載置位置は、前記第４ウエハ載置位置の上方または下方に位置決めされる、装置。

【請求項12】

請求項１０に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに前記第１基板を第３ウエハ載置位置に載置させ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに前記第２基板を第４ウエハ載置位置に同時に載置させるようにさらに構成され、前記第３ウエハ載置位置は、前記第４ウエハ載置位置から水平距離に離隔している、装置。

【請求項13】

請求項７に記載の装置であって、
３つ以上のロードポートおよび２つ以上のロードロックをさらに含み、前記３つ以上のロードポートは前記リニア平行移動システムの第１の側に配置され、前記２つ以上のロードロックは前記第１の側と反対の前記リニア平行移動システムの第２の側にあり、前記３つ以上のロードポートのそれぞれが、対応するＦＯＵＰを受け入れるように構成されている、装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の装置であって、
２つ以上のアライナーをさらに備え、各アライナーが、対応するロードロックの上方に配置されている、装置。

【請求項15】

請求項１３に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ＦＯＵＰからピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を前記第１ＦＯＵＰから同時にピッキングさせるように構成されている、装置。

【請求項16】

請求項１３に記載の装置であって、
前記コントローラは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームに第１基板を第１ＦＯＵＰからピッキングさせ、かつ前記第２ウエハハンドリングロボットアームに第２基板を第２ＦＯＵＰから同時にピッキングさせるようにさらに構成されている、装置。

【請求項17】

請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、
前記リニア平行移動システムは、前記第１ウエハハンドリングロボットアームの前記基部に接続され、前記基部を支持する第１セットのリンク機構と、前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記基部に接続され、前記基部を支持する第２セットのリンク機構とを有するリンク機構ベースの平行移動システムである、装置。

【請求項18】

請求項１７に記載の装置であって、
前記リンク機構ベースの平行移動システムは、基部を有し、第１セットのリンク機構および第２セットのリンク機構はそれぞれ、少なくとも（ａ）対応する第１端および対応する第２端を有する対応する第１リンクであって、前記第１リンクの前記第１端が、前記対応する第１リンクが対応する第１軸を中心に前記リンク機構ベースの平行移動システムの前記基部に対して回転可能なように、対応する第１回転継手を介して前記リンク機構ベースの平行移動システムの前記基部に回転可能に接続されている、対応する第１リンクと、（ｂ）第１端および第２端を有する対応する第２リンクであって、前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームの対応する１つが、対応する第２軸を中心に前記対応する第２リンクに対して回転可能なように、前記第２リンクの前記第１端が前記対応する第１リンクの前記第２端に回転可能に接続されるとともに、前記第２リンクの前記第２端が対応する回転継手を介して前記第１ウエハハンドリングロボットアームおよび前記第２ウエハハンドリングロボットアームの前記対応する１つに回転可能に接続されている、対応する第２リンクとを有する、装置。

【請求項19】

請求項１８に記載の装置であって、
前記リンク機構ベースの平行移動システムは、各第２リンクの前記第２端を制限して、前記平行移動軸に沿って移動させるように構成されている、装置。

【請求項20】

請求項１８に記載の装置であって、
前記リンク機構ベースの平行移動システムは、各第２リンクの前記第２端を制限して、前記第１軸に垂直な平行移動平面に沿って移動させるように構成されている、装置。

【国際調査報告】