特表 2025-502997 光学装置をハンドリングするための装置及び方法

(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】2025-01-30

(54)【発明の名称】光学装置をハンドリングするための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 1/10 20150101AFI20250123BHJP

【ＦＩ】

G02B1/10

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024542904

(86)(22)【出願日】2023-01-06

(85)【翻訳文提出日】2024-09-13

(86)【国際出願番号】 US2023010334

(87)【国際公開番号】W WO2023141025

(87)【国際公開日】2023-07-27

(31)【優先権主張番号】63/300,543

(32)【優先日】2022-01-18

(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】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】アハムド， ヤシール アラファス

(72)【発明者】

【氏名】リックス， ニール

(72)【発明者】

【氏名】シュトラスナー， ジェームズ ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ワン， カンカン

【テーマコード（参考）】

2K009

【Ｆターム（参考）】

2K009DD02

(57)【要約】

本開示の実施形態は、概して、光学装置に関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、光学装置を把持する装置及び方法に関する。実施形態では、光学装置を把持する装置は、ベースの底面から延びているステムの近位端に連結されたベースを含む。本装置はまた、ベースの底面に可動連結された複数のアームを含む。複数のアームは、ベースの底面に平行なＸ－Ｙ平面に沿って複数のアームを横方向に移動させるように動作可能なアクチュエータに連結されている。幾つかの実施形態では、本装置は、非接触の垂直吸引力を与えるように動作可能な吸引パッドを含む。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学装置を保持する装置であって、
ステムの近位端に連結されたベースであって、前記ステムはベースの底面から延びている、ベースと、
前記ステムの遠位端に配置された吸引パッドであって、保持される基板に対して垂直吸引力を与えるように動作可能な吸引パッドと、
前記ベースの底面に可動連結された複数のアームであって、前記ベースの底面に平行なＸ－Ｙ平面に沿って複数のアームを横方向に移動させるように動作可能なアクチュエータに連結された複数のアームと、
前記複数のアームの各々に配置された複数の保持パッドと
を備える装置。

【請求項2】

空気口を更に備え、前記空気口は空気源及び前記吸引パッドと流体連通している、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

可視化システムを更に備え、前記可視化システムは、コントローラに通信可能に連結された１又は複数のカメラ及び／又は１又は複数のセンサを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記保持される基板に光を供給するように構成された光源を更に備える、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記ベースの底面に沿った前記複数のアームの移動により、前記複数の保持パッドが、前記保持される基板のエッジに設定可能な横方向の力を加えることが可能になる、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記吸引パッドは、前記保持される基板に非接触の垂直吸引力を与えるように動作可能であり、前記吸引パッドは、約０．３ミリメートルから約０．８ミリメートルの範囲の間隙によって前記保持される基板から離間している、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

アクチュエータは、前記複数の保持パッドが前記保持される基板のエッジに横方向の力を加えることを可能にするように構成され、前記横方向の力は、約０．１から約３．８Ｎ、又は約１０グラムから約３５０グラムの範囲である、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記アクチュエータは、電気的プログラム可能なグリッパ装置を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

光学装置を保持する装置であって、
ステムの近位端に連結されたグリッパアクチュエータであって、前記ステムはグリッパアクチュエータの底面から延びている、グリッパアクチュエータと、
前記ステムの遠位端に配置された吸引パッドであって、保持される基板に対して垂直吸引力を与えるように動作可能な吸引パッドと、
前記グリッパアクチュエータに連結された第１及び第２のアームであって、前記グリッパアクチュエータは、前記グリッパアクチュエータの底面に平行なＸ－Ｙ平面に沿って前記第１及び第２のアームを横方向に移動させるように動作可能である、第１及び第２のアームと、
前記第１及び第２のアームの各々に配置された複数の保持パッドと
を備える装置。

【請求項10】

空気口を更に備え、前記空気口は空気源及び前記吸引パッドと流体連通している、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

可視化システムを更に備え、前記可視化システムは、コントローラに通信可能に連結された１又は複数のカメラ及び／又は１又は複数のセンサを含む、請求項９に記載の装置。

【請求項12】

前記保持される基板に光を供給するように構成された光源を更に備える、請求項９に記載の装置。

【請求項13】

前記グリッパアクチュエータの底面に沿った前記第１及び第２のアームの移動により、前記複数の保持パッドが、前記保持される基板のエッジに設定可能な横方向の力を加えることが可能になる、請求項９に記載の装置。

【請求項14】

前記吸引パッドは、約０．３ミリメートルから約０．８ミリメートルの範囲の間隙によって、前記保持される基板の上面から離間している、請求項９に記載の装置。

【請求項15】

前記グリッパアクチュエータは、前記複数の保持パッドが、前記保持される基板のエッジに横方向の力を加えることを可能にするように構成され、前記横方向の力は、約０．１から約３．８Ｎ、又は約１０グラムから約３５０グラムの範囲である、請求項９に記載の装置。

【請求項16】

光学装置を保持する方法であって、
保持装置の第１のアーム及び第２のアームに配置された複数の保持パッドの下方に保持される基板を位置決めすることであって、前記第１及び第２のアームはアクチュエータに動作可能に連結され、吸引パッドの対向する側に配置され、前記吸引パッドは前記保持される基板に垂直保持力を与えるように動作可能である、保持装置の第１のアーム及び第２のアームに配置された複数の保持パッドの下方に保持される基板を位置決めすることと、
前記第１のアームに配置された前記保持パッドを移動させて、前記保持される基板のエッジにちょうど接触させるように、前記第１のアームを操作することと、
前記第２のアームに配置された前記保持パッドを移動させ、前記保持される基板に接触させて横方向の力を加えるように、前記第２のアームを操作することと、
前記保持される基板に垂直保持力を与えるように、前記吸引パッドを作動させることと
を含む方法。

【請求項17】

前記保持装置に連結された可視化システムで前記保持される基板を走査することを更に含み、前記可視化システムは、コントローラに通信可能に連結された１又は複数のカメラ及び／又は１又は複数のセンサを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記保持される基板を走査することにより、前記保持される基板上の１又は複数のフィデューシャルの検出、及び／又は前記保持される基板のサイズ、配向、位置、及び／又は任意の他の物理的特性の決定が可能になる、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記保持される基板に垂直保持力を与えるように前記吸引パッドを作動させることにより、前記保持される基板を保持するために前記複数の保持パッドによって必然的に加えられる横方向の力を変化させることが可能になる、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

前記保持される基板に横方向の力を加えるように前記第２のアームを操作することにより、前記保持される基板の横方向の移動及び／又は回転が防止される、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示の実施形態は、概して、光学装置に関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、光学装置を保持する装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］仮想現実は、一般に、ユーザが見かけ上の物理的な存在感を有する、コンピュータによって生成されたシミュレートされた環境であるとみなされている。仮想現実体験は、３Ｄで生成され、実際の環境を置き換える仮想現実環境を表示するために、レンズとして近眼ディスプレイパネルを有する眼鏡又は他のウェアラブルディスプレイ装置等のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を用いて見ることができる。

【0003】

［０００３］拡張現実導波路コンバイナ等の導波路コンバイナ及びメタサーフェス等の平面光学装置を含む光学装置が、画像の重ね合わせを支援するために使用される。生成された光は、光が光学装置を出て周囲環境に重ね合わさるまで、光学装置を通って伝搬される。

【0004】

［０００４］光学装置は、概して、光学装置上に配置された構造及び構成要素を含む。光学装置及び構造は、外部応力又は外部汚染物質に曝されると損傷を受ける可能性のある薄くて脆い材料から形成される。更に、構造の上に塗布されるコーティングの一部は傷つきやすく、適切にハンドリングされないと製造中に損傷を受ける可能性がある。このように、光学装置は、異なる処理ツール間で光学装置を移送することが困難な場合、損傷を受けやすい。光学装置の薄くて繊細な性質だけでなく、その形状寸法も様々であるため、光学装置を保持すること、例えば把持することは困難である。上記の困難のうちの１つは、光学装置に損傷を与える、変形させる、歪ませる、跡を残す、及び／又はその上に常在することなく、光学装置を把持することである。

【0005】

［０００５］従って、当技術分野において、光学装置を保持するための改良された装置及び方法が必要である。

【発明の概要】

【0006】

［０００６］実施形態では、光学装置を保持する装置が提供される。本装置は、ベースの底面から延びているステムの近位端に連結されたベースを含む。吸引パッドは、ステムの遠位端に配置される。吸引パッドは、本装置によって保持される基板に対して非接触の垂直吸引力を与えるように動作可能である。本装置はまた、ベースの底面に可動連結された複数のアームを含む。複数のアームは、ベースの底面に平行なＸ－Ｙ平面に沿って複数のアームを横方向に移動させるように動作可能なアクチュエータに連結されている。複数のアームは、複数のアームの各々に配置された複数の保持パッドも含む。

【0007】

［０００７］別の実施形態では、光学装置を保持する装置が提供される。本装置は、ステムの近位端に連結されたグリッパアクチュエータであって、ステムは、アクチュエータの底面から延びている、グリッパアクチュエータと、ステムの遠位端に配置された吸引パッドであって、保持される基板に対して非接触の垂直吸引力を与えるように動作可能な吸引パッドとを含む。本装置はまた、グリッパアクチュエータに連結された第１及び第２のアームを含む。アクチュエータは、アクチュエータの底面に平行なＸ－Ｙ平面に沿って複数のアームを横方向に移動させるように動作可能である。複数のアームはまた、複数のアームの各々に配置された複数の保持パッドを含む。

【0008】

［０００８］更に別の実施形態では、光学装置を保持する方法が提供される。本方法は、保持装置の第１のアーム及び第２のアームに配置された複数の保持パッドの下方に保持される基板を位置決めすることを含む。保持装置の第１のアーム及び第２のアームは、アクチュエータに動作可能に連結され、保持される基板に垂直保持力を与えるように動作可能な吸引パッドの対向する側に配置される。本方法は、第１のアームに配置された保持パッドを移動させて、保持される基板のエッジにちょうど接触させるように、第１のアームを操作することと、第２のアームに配置された保持パッドを移動させ、保持される基板に接触させて横方向の力を加えるように、第２のアームを操作することと、保持される基板に垂直保持力を与えるように、吸引パッドを作動させることとに続く。

【0009】

［０００９］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は例示的な実施形態を示すものに過ぎず、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】本明細書に記載の特定の実施形態に係る保持装置の概略断面図である。

【図1B】本明細書に記載の特定の実施形態に係る、図１Ａに示す保持装置の一部の概略断面図である。

【図1C】本明細書に記載の特定の実施形態に係る、図１Ａに示す保持装置の一部の概略断面図である。

【図2】Ａ及びＢは、本明細書に記載の特定の実施形態に係る把持装置の概略底面図である。

【図3】本明細書に記載の特定の実施形態に係る保持パッドの概略斜視図である。

【図4】本明細書に記載の特定の実施形態に係る、図１Ａに示す保持装置の実施形態を使用して光学装置を保持する方法のフロー図である。

【図5】本明細書に記載の特定の実施形態に係る、図１Ａに示す保持装置の実施形態を使用して光学装置を保持する方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００１７］理解を容易にするために、可能な限り、図面に共通の同一要素を示すのに同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び特徴は、更に詳述することなく、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【0012】

［００１８］本開示の実施形態は、概して、光学装置に関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、光学装置を保持する装置及び方法に関する。一実施形態では、装置は、ベースの底面から延びているステムに連結されたベースを含む。ステムに配置された吸引パッドは、装置によって保持される基板に非接触の垂直保持力を与えるように動作可能である。複数のアームがベースから延び、複数のアームの各々は、複数のアームの各々をベースの底面に対して平行に、かつベースの底面に沿って横方向に移動させるように動作可能なアクチュエータに連結され得る。複数の保持パッドもまた、複数のアームの各々に配置され、光学装置を保持するために直接接触して横方向の力を与える。

【0013】

［００１９］図１Ａは、本明細書に記載の実施形態に係る保持装置１００の概略断面図である。実施形態では、保持装置１００は、基板１０２を保持するように動作可能である。保持装置１００は、処理前、処理後、及び／又は処理中に基板１０２を移送し、ハンドリングするように動作可能である。

【0014】

［００２０］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、基板１０２は、当技術分野で使用される任意の基板であってよく、基板の用途に応じて不透明又は透明のいずれかであってよい。更に、基板１０２の選択は、様々な形状、厚さ、及び直径を有する基板を更に含み得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、基板１０２は、ガラス、炭化ケイ素、又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、基板１０２は、導波路コンバイナなどの光学デバイス、メタサーフェス等の平面光学装置、光学レンズ、光学レンズアセンブリ、光学フレーム、半導体ウエハ等である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態では、基板１０２は、基板１０２の１又は複数の表面上にパターニングされた光学装置構造を有していてよい。

【0015】

［００２１］一実施形態では、保持装置１００は、２軸リニア保持装置である。保持装置１００は、ベース１０４と、ステム１０６と、複数のアーム１０８と、吸引パッド１１０と、空気口１１２と、保持パッド１１４とを含む。本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる特定の実施形態では、ベース１０４は、モジュラカート、処理チャンバの内部部分、処理チャンバの外部部分等を延伸する移送ロボットのロボットアームアセンブリ等の、基板１０２を移送してハンドリングするように動作可能なベース装置（図示せず）に連結されていてよい、又はそこから延びていてよい。ベース１０４は、ベース１０４及び保持装置１００全般が、処理チャンバに対して相対的に移動して、保持装置１００及びそれに保持されている任意の基板１０２の総体的な移動及び位置決めを提供することができるように、ベース装置に可動接続されていてよい。

【0016】

［００２２］ステム１０６の近位端は、ベース１０４の底面１１８に連結され、吸引パッド１１０は、ベース１０４とは反対側のステム１０６の遠位端に配置される。吸引パッド１１０は、基板１０２に物理的に接触することなく、基板１０２を「保持」するための非接触の吸引力を与えるように構成される。一実施形態では、基板１０２を接触せずに支持するために、保持パッド１１４の代わりに吸引パッド１１０の力を使用することができる。あるいは、保持パッド１１４に加えて吸引パッド１１０を使用して、保持装置１００による基板１０２へのより強い保持力を可能にすることもできる。

【0017】

［００２３］一実施形態では、吸引パッド１１０は、吸引パッド１１０が保持パッド１１４によって保持された基板１０２の上面から約０．３ミリメートルから約０．８ミリメートル、例えば約０．５ミリメートルの間隙だけ離間するように、基板１０２に非接触の垂直吸引力を与える。本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、吸引パッド１１０は、ベルヌーイパッド又はコアンダパッドであってよい。例えば、吸引パッド１１０は、ベルヌーイの原理又はコアンダ効果を利用して、基板１０２に吸引力を生じさせることができる。実施形態では、ステム１０６は、吸引パッド１１０に動作可能に接続され、外部空気源又は外部真空源（図示せず）と流体連通している空気口１１２を更に含み得る。空気口１１２は、外部空気源又は外部真空源を使用して、吸引パッド１１０による垂直保持吸引力の生成を可能にするために、吸引パッド１１０に空気を供給及び／又は吸引パッド１１０から空気を除去することができる。特定の実施形態では、吸引パッド１１０は、基板１０２に接触することなく基板１０２に垂直保持力を与えるように動作可能な任意の装置であってよい。

【0018】

［００２４］実施形態では、図１Ａ及び図２Ａに示すように、複数のアーム１０８は、第１のアーム１０８Ａ及び第２のアーム１０８Ｂを含み得る。第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂは各々、ベース１０４の底面１１８に隣接し、ベース１０４の対向する端部に配置された長方形の部材として形成され得る。第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂは、ステム１０６及び吸引パッド１１０が第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂの間の中間部分に配置されるように、互いに平行に配置され得る。複数のアーム１０８は各々、複数の保持パッド１１４を含む。保持パッド１１４は、基板１０２を保持するために基板１０２のエッジに接触するように構成される。図１Ｂ及び図２Ａに示すように、保持装置１００は、複数の保持パッド１１４によって画定される保持領域を有する。実施形態では、保持領域は、保持装置１００によって保持される光学装置の表面積に対応する大きさである。実施形態では、吸引パッド１１０からの力は、基板１０２を垂直方向すなわちＺ方向に保持するために使用され、保持パッド１１４は、基板１０２の横方向の移動及び／又は回転、すなわちＸ方向の移動及びＸ－Ｙ平面に沿った回転を防止する。

【0019】

［００２５］本明細書に記載の他の実施形態を含むことができる一実施形態では、複数のアーム１０８は、複数のアーム１０８を制御してベース１０４に対して相対的に移動させるためのアクチュエータ１１９に接続されていてよい。実施形態では、アーム１０８Ａ、１０８Ｂは、基板１０２を支持し保持するために、互いから離れるように延びる、及び／又は互いに向かって後退するように動作することができる。一実施形態では、複数のアーム１０８は、力、位置、又は速度において個々に制御され得る。別の実施形態では、複数のアーム１０８は一緒に制御され得る。複数のアーム１０８は各々、ベース１０４の底面１１８に平行なＸ－Ｙ平面に沿って複数のアーム１０８（及び複数のアーム１０８の各々に配置された複数の保持パッド１１４）を横方向に移動させるためのアクチュエータ１１９を含み得る、又はアクチュエータ１１９に連結され得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、アクチュエータは、ベース１０４に連結された、又はベース１０４に組み込まれたＳＭＡＣグリッパ等の電気的プログラム可能なグリッパ装置であってよい。別の実施形態では、アクチュエータはマイクロアクチュエータであってよい。更に、アクチュエータはボイスコイルアクチュエータであってよい。ボイスコイルアクチュエータは、単極永久磁石と銅コイルで構成された非整流型ＤＣリニアアクチュエータである。

【0020】

［００２６］図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂを互いに相対的に移動させて距離「Ｄ」を変更することができ、それによって複数の保持パッド１１４間の空間によって画定された保持装置１００の保持領域を変化させることができる。保持領域は、第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂ間の距離「Ｄ」をそれぞれ増加及び減少させることによって、必要に応じて増加及び減少させることができる。基板１０２を保持するために、保持パッドの位置を、基板１０２のサイズ、形状、及び位置に基づいて調整することができる。本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、アーム１０８Ａ、１０８Ｂは独立して制御可能であってよい。

【0021】

［００２７］図２Ａは、保持装置１００の概略底面図である。保持装置１００は、ベース１０４、ステム１０６、吸引パッド１１０、第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂ、及び保持パッド１１４を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂは各々、複数の貫通孔１２０を通して固定された複数のファスナを介してベース１０４のアクチュエータに連結される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、複数の保持パッド１１４の各々は、複数の開口部１２２を介して複数のアーム１０８Ａ、１０８Ｂに連結される。複数の開口部１２２は、第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂの各々に配置される保持パッド１１４の様々な配置及び数を可能にする。

【0022】

［００２８］本明細書における他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、ベース１０４は、複数のアーム１０８がＺ軸の周囲を回転することができ、それによってベース１０４の底面１１８に平行なＸ－Ｙ平面に沿って複数のアーム１０８及びそれに配置された保持パッド１１４の回転並進移動が可能になるように、シータアクチュエータに連結され得る、又はそれを更に含み得る。このような回転移動により、保持装置１００が、様々なサイズ及び配向の基板１０２に対して、より良好に位置合わせされ、対応可能になり得る。別の実施形態では、保持パッド１１４は、複数のアーム１０８の各々に接続されるときに、様々な配向及び位置合わせにすることができる。例えば、一実施形態では、第１のアーム１０８Ａの保持パッド１１４は、第２のアーム１０８Ｂの保持パッド１１４と横方向に位置合わせされ得る。別の実施形態では、図１Ｂに示すように、第１のアーム１０８Ａの保持パッド１１４は、第２のアーム１０８Ｂの保持パッド１１４とは位置がずれていてよい。

【0023】

［００２９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、保持装置１００は光源１２４を含む。一態様では、光源１２４は保持装置１００に対して可動であってよい、又は固定であってよい。別の態様では、光源は保持装置１００の外部に設けられていてよい、又は保持装置１００と一体化されていてよい。光源１２４は、基板１０２の追加処理のための光を供給し得る。例えば、光源１２４は、基板１０２に紫外線を供給する等、硬化プロセスのための光を供給し得る。光源１２４は、保持装置１００の周囲環境に照明を提供するために用いられ得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、光源１２４はリングライトである、すなわち光源１２４は、光が基板１０２に均等に又は実質的に均等に供給されるようなリング形状である。

【0024】

［００３０］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、保持装置１００は可視化システム１２６を含む。可視化システム１２６は、保持装置１００の外部に設けられていてよい、又は保持装置１００と一体化されていてよい。実施形態では、図２Ａに示すように、保持装置１００は、可視化システム１２６を保持装置１００と一体化するためにステム１０６に配置された複数のポート１２８を含む。複数のポート１２８は、可視化システム１２６の１又は複数のカメラ及び／又はセンサ等の１又は複数の装置を収納するように動作可能である。実施形態では、可視化システム１２６はまた、コントローラ１３０に通信可能に連結され得る。コントローラ１３０は、可視化システム１２６からの基板１０２について収集されたデータに応答して、可視化システム１２６の動作、及び保持装置１００による基板１０２のハンドリング及び移送を容易にし得るように、保持装置１００に通信可能に連結され得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、コントローラ１３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１３２に通信可能に連結されている。コントローラ１３０は、入出力（Ｉ／Ｏ）装置（図示せず）を通してメモリ記憶媒体に記憶されたプログラムをダウンロードし、プログラムに従って可視化システム１２６及び保持装置１００を制御することによって、以下に記載の方法４００を実行することができる。

【0025】

［００３１］複数のポート１２８に収納された１又は複数のカメラは、保持装置１００の機能だけでなく計測プロセスを支援するように動作可能であり得る。複数のポート１２８に収納された１又は複数のセンサは、近接センサであってよく、コントローラ１３０と通信するように動作可能である。例えば、センサは、基板１０２が保持装置１００によって保持されているときに、コントローラ１３０と通信することができる。図２Ａに、複数のポート１２８のうちの４つを有する可視化システム１２６を図示したが、複数のポート１２８のうちの１又は複数を用いることができる。任意の数の装置、例えば１又は複数のカメラ及びセンサを、保持装置１００と共に用いることができる。更に、複数のポート１２８は、保持装置１００の他の部分、例えばベース１０４の底面１１８に沿って配置されていてよく、したがって、複数のアーム１０８に配置されることに限定されない。

【0026】

［００３２］複数のアーム１０８の各々は、力モード及び／又は位置モードで操作され得る。位置モードでは、それぞれのアーム１０８は、それぞれのアーム１０８上の保持パッドが基板１０２のエッジに接触して、複数のアーム１０８の保持パッド１１４間に基板１０２を「把持」するための位置合わせ面を提供するように、基板１０２に対して所定の位置に移動させられる。力モードでは、別のアーム１０８を操作して基板１０２に接触させ、基板１０２に位置合わせ面を提供する保持パッド１１４に対して設定可能な力を基板１０２に加え、保持パッド１１４の間に基板１０２を「把持」する。例えば、図１Ｂに示す実施形態では、第１のアーム１０８Ａが、基板１０２に接触し、基板１０２を保持するための位置合わせ面を提供する位置モードで操作され、第２のアーム１０８Ｂは、基板１０２に設定可能な力を加え、複数のアーム１０８Ａ、１０８Ｂから延びた複数の保持パッド１１４の間に基板１０２を保持する力モードで操作され得る。基板１０２の中心に向かって非接触の垂直真空力を加えるための吸引パッド１１０の使用と組み合わせると、保持装置１００によって基板１０２のエッジに沿って加えられる横方向の力は高度に制御可能であり、形状寸法に関係なく、基板１０２を把持するために使用することができる。

【0027】

［００３３］保持装置１００によって複数の保持パッド１１４の間で基板１０２に加えられる保持力は、約０．１から約３．８Ｎ、又は約１０グラムから約３５０グラムの範囲であり得る。保持装置１００によって基板１０２に加えられる実際の保持力は、基板１０２に、及び吸引パッド１１０が使用中であるかどうかに依存し得る。この保持力により、レンズアセンブリ及びレンズフレーム等の光学装置の繊細なハンドリングが可能になる。一実施形態では、吸引パッド１１０は、真空吸引が適用される表面を有さないレンズフレームを保持するために保持装置１００が使用される場合等、基板１０２の「保持」を支援する垂直吸引力を発生させるためには作動されない。この実施形態では、基板１０２は、保持パッド１１４によって加えられる横方向の力によって完全に支持される。

【0028】

［００３４］図２Ｂは、本明細書に記載の特定の実施形態に係る保持装置２００の概略底面図である。保持装置２００は、ベースプレート２０４、ステム２０６、吸引パッド２１０、複数のアーム２０８、及び保持パッド２１４を含む。本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、ベース２０４は、モジュラカート、処理チャンバの内部部分、処理チャンバの外部部分等を延伸する移送ロボットのロボットアームアセンブリ等の、基板１０２を移送してハンドリングするように動作可能なベース装置（図示せず）に連結され得る、又はそこから延びていてよい。ベース２０４は、ベース２０４及び保持装置２００全般が、処理チャンバに対して相対的に移動して、保持装置２００及びそれに保持されている任意の基板１０２の総体的な移動及び位置決めを提供し得るように、ベース装置に可動接続され得る。

【0029】

［００３５］本明細書における他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、吸引パッド２１０は、複数の開孔２１６を含む。複数の開孔２１６は、入口２１２と連結している。したがって、複数の開孔２１６を介して空気を供給又は除去して、基板１０２上に保持力を生じさせることができる。例えば、基板上の保持力は、コアンダ効果を利用する等、複数の開孔２１６を介して印加される真空力で生成され得る。

【0030】

［００３６］特定の実施形態では、保持パッド１１４は、基板１０２のエッジへの角部接触又は直接接触を利用することができる。したがって、光学装置構造及びその上のコーティング等の基板１０２の繊細な部分が、移送又はハンドリングの間に損傷を受けない。

【0031】

［００３７］図３は、本明細書に開示される特定の実施形態に係る例示的な保持パッド１１４の概略斜視図である。保持パッド１１４は、保持装置１００において用いられ、基板１０２のエッジに接触するように動作可能である。図２Ａ及び図２Ｂでは、複数のアーム１０８の各々に保持パッド１１４を２つのみ図示したが、任意の数の保持パッド１１４を用いて基板１０２を保持することができる。本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、保持パッド１１４は各々、シリコーンスリーブを更に含み得る。

【0032】

［００３８］図４は、本明細書に記載の特定の実施形態に係る図１に記載の保持装置１００を用いて基板１０２を保持するための例示的な方法４００のフロー図である。実施形態では、方法４００は、保持装置１００を用いて基板１０２をピックアップし、ターゲットステージに移動させることを提供する。

【0033】

［００３９］方法４００は、工程４０２において、基板１０２を走査して保持装置１００に位置合わせするために、基板１０２を保持装置１００の下方、及び可視化システム１２６による視界内に位置決めすることによって開始する。保持装置１００に通信可能に連結された視覚化システム１２６は、保持装置１００の外部に設けられていてよい、又は保持装置１００と一体化されていてよい。可視化システム１２６が保持装置１００の外部に設けられた実施形態では、可視化システム１２６は、基板１０２を走査するために必要に応じて制御及び移動させることができる１又は複数の可動カメラ及び／又はセンサを含み得る。別の実施形態では、可視化システム１２６の１又は複数のカメラ及び／又はセンサは保持装置１００と一体化され、これにより、移送の準備のために保持装置１００の下方に基板１０２を位置決めすることが、走査のために可視化システム１２６による視界内に基板１０２を位置決めすることにもなり得る。

【0034】

［００４０］次に、工程４０４において続いて、基板１０２上の１又は複数のフィデューシャルの検出、及び／又は基板１０２の位置、配向、サイズ、及びエッジ等の基板１０２の特性及び関連仕様の検出のために、可視化システム１２６の１又は複数のカメラ及び／又はセンサを使用して基板１０２を走査する。実施形態では、基板１０２は、保持装置１００による位置合わせ及び保持のために、保持装置１００が基板１０２の配向、位置、及び／又は任意の他の物理的特性を決定するのを支援するために、１又は複数のフィデューシャルを有するように形成されていてよい。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、工程４０２は、基板１０２の特性及び保持装置１００が吸引パッド１１０を採用するか否かを決定するために、可視化システム１２６の１又は複数のセンサで基板１０２を走査することを含む。例えば、基板１０２が吸引パッド１１０が吸引力を加えるための表面を有しないフレームアセンブリであると可視化システム１２６が決定した場合、走査された基板１０２を保持するために吸引パッド１１０を作動させない場合がある。

【0035】

［００４１］工程４０６において、可視化システム１２６による基板１０２の走査時に、コントローラ１３０は、複数の保持パッド１１４との接触に備えて、基板の走査に基づき、保持装置１００の複数のアーム１０８Ａ、１０８Ｂを基板１０２の上に基板１０２に対して相対的に位置合わせする。実施形態では、コントローラ１３０は、保持装置１００を位置合わせする際に、利用可能であれば、走査された基板１０２に関連する記憶されたデータを用いる場合もある。実施形態では、基板１０２の特性に関連する仕様等の、走査された基板１０２に関連する記憶されたデータがＣＰＵ１３２によって取得され、視覚化システム１２６によって走査された基板１０２上の１又は複数のそれぞれのフィデューシャルに基づいて用いられ得る。

【0036】

［００４２］基板１０２の保持又は「把持」を開始するために、工程４０８において、保持装置１００は、まず、第１のアーム１０８Ａを位置モードで操作して、基板１０２に対して第１のアーム１０８Ａを所定の位置に移動させ、基板１０２を「把持」するための位置合わせ面を基板１０２に提供することから開始する。実施形態では、第１のアーム１０８は、したがって、第１のアーム１０８Ａ上の複数の保持パッド１１４がちょうど基板１０２と接触するような位置に移動される。

【0037】

［００４３］第１のアーム１０８Ａの保持パッド１１４が基板１０２に隣接して位置決めされると、工程４１０において、第２のアーム１０８Ｂを力モードで操作して基板１０２に接触させ、第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂの保持パッド１１４の間に基板１０２を位置決めし、保持パッド１１４の間に設定可能な力を加える。

【0038】

［００４４］工程４１２において、保持装置１００はオプションとして基板１０２に応じて、吸引パッド１１０を作動させ、基板１０２の中心に向かって非接触の真空力を加える場合がある。吸引パッド１１０が、垂直保持力の印加を支援するために作動される場合、ハンドリング中の基板１０２の横方向の移動及び／又は回転を防止するために、保持パッド１１４によって低い横方向の力のみが加えられる必要があり得る。実施形態では、保持パッド１１４の力及び吸引パッド１１０への供給空気の圧力を変化させることによって、基板１０２の欠陥、損傷、及び歪みを回避するために基板１０２に利用される保持力も変化させることができる。

【0039】

［００４５］本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、吸引パッド１１０が基板１０２の保持に利用されない場合、基板１０２は、保持パッド１１４の間で基板１０２のエッジに対して加えられる設定可能な横方向の力によって完全に支持される。複数のアーム１０８の各々は、位置モード又は力モードのいずれかで別々に操作可能であるため、基板１０２のエッジに対して加えられる力は細かく調整可能であり、基板１０２を歪ませる、又は損傷させることなく、基板１０２を「把持」するように調整することができる。

【0040】

［００４６］基板１０２が保持パッド１１４の間に確実に保持されると、工程４１４において、保持装置１００に接続されたベース装置のアクチュエータを操作して、保持装置１００及びその中に保持された基板１０２を移動させ、基板１０２をターゲットステージに移送することができる。本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、工程４１４は、基板１０２が保持装置１００によって適切かつ確実に保持されていることを確認するために、基板１０２を移送する前に基板１０２を走査することをオプションで含むことができる。基板１０２をターゲット部位に移送したら、工程４１６において、保持装置のアーム１０８を後退させて、基板１０２をターゲットステージ上で解放する。

【0041】

［００４７］図５は、本明細書に記載の特定の実施形態に係る基板１０２を保持する例示的な方法５００のフロー図である。実施形態では、方法５００は、保持装置１００を使用して基板１０２をピックアップし、ターゲットステージに移動させることを提供する。

【0042】

［００４８］方法５００は、工程５０２において、保持装置１００の下方の保持装置１００によって保持されるための位置に基板１０２を位置決めすることによって開始する。工程５０４において、保持装置１００は、まず、第１のアーム１０８Ａを位置モードで操作して、第１のアーム１０８Ａを基板１０２に対して所定の位置に移動させ、基板１０２を「把持」するための位置合わせ面を基板１０２に提供することによって開始する。実施形態では、第１のアーム１０８は、したがって、第１のアーム１０８Ａ上の複数の保持パッド１１４がちょうど基板１０２と接触するような位置に移動される。

【0043】

［００４９］第１のアーム１０８Ａの保持パッド１１４が基板１０２に隣接して位置決めされると、工程５０６において、第２のアーム１０８Ｂを力モードで操作して基板１０２に接触させ、第１及び第２のアーム１０８Ａ、１０８Ｂの保持パッド１１４の間に基板１０２を位置決めして、保持パッド１１４の間に設定可能な力を加える。

【0044】

［００５０］工程５０８において、保持装置１００はオプションとして基板１０２に応じて、吸引パッド１１０を作動させ、基板１０２の中心に向かって非接触の真空力を加える場合がある。吸引パッド１１０が、垂直保持力の印加を支援するために作動される場合、ハンドリング中の基板１０２の横方向の移動及び／又は回転を防止するために、保持パッド１１４によって低い横方向の力のみを加える必要があり得る。実施形態では、保持パッド１１４の力及び吸引パッド１１０への供給空気の圧力を変化させることによって、基板１０２の欠陥、損傷、及び歪みを回避するために基板１０２に利用される保持力も変化させることができる。

【0045】

［００５１］本明細書の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、吸引パッド１１０が基板１０２の保持に利用されない場合、基板１０２は、保持パッド１１４の間で基板１０２のエッジに対して加えられる設定可能な横方向の力によって完全に支持され得る。複数のアーム１０８の各々は、位置モード又は力モードのいずれかで別々に操作可能であるため、基板１０２のエッジに対して加えられる力は細かく調整可能であり、基板１０２を歪ませる、又は損傷させることなく、基板１０２を「把持」するように調整することができる。

【0046】

［００５２］基板１０２が保持パッド１１４の間に確実に保持されると、工程５１０において、保持装置１００に接続されたベース装置のアクチュエータを操作して、保持装置１００及びその中に保持された基板１０２を移動させ、基板１０２をターゲットステージに移送することができる。基板１０２をターゲット部位に移送したら、工程５１２において、保持装置のアーム１０８を後退させ、基板１０２をターゲットステージ上で解放する。

【0047】

［００５３］要約すると、基板を把持する装置及び基板を把持する方法が本明細書に図示及び記載されている。前述の内容は本開示の実施例を対象としているが、以下の特許請求の範囲によって決定されるその基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施例を考案することが可能である。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】