CN110270989A - 叠排式线性轴线机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及叠排式线性轴线机器人结构。包括Z塔的线性轴线机器人结构。竖直驱动器构造在Z塔内，以及竖直驱动器机构适合于接合竖直驱动器以沿着Z塔沿着Z轴线线性运动。第一节段臂适合于附接到竖直驱动器机构并具有水平取向，其中第一节段臂构造成用于随着竖直驱动器机构的运动沿着Z塔线性运动。第一线性驱动器构造在第一节段臂内。第一线性驱动器机构适合于接合第一线性驱动器以沿着第一节段臂沿着Y轴线线性运动。第一抓持器适合于附接到第一线性驱动器机构并适合于随着第一线性驱动器机构的运动沿着Y轴线线性运动。

Description

叠排式线性轴线机器人

技术领域

本实施例涉及机器人，并且更具体地涉及在自动化测试和组装系统中使用的机器人。

背景技术

在自动化测试和组装系统中，机器人被用来将设备或模块（被测试的设备；DUT）从一个位置移动到另一个位置。例如，一个或多个机器人可被用来从位于装载端口或传送器中的DUT承载件上拾取DUT，将该DUT移动到测试位置，将该DUT移动到一个或多个中间位置（例如，顺序测试），并且将该DUT移动到一个或多个测试出口位置，这取决于测试结果。

在测试和组装系统中采用的典型的机器人的类型可以是通常所称的SCARA（选择性顺从组装机器臂）机器人。这些SCARA机器人包括连接在一起的手臂，这些手臂能在x-y平面内移动但是不能在z方向上单独移动。也就是说，这些手臂可以是能在水平平面内移动的双折手臂。例如，在一个具有两个臂段的手臂中，该手臂能够在水平平面内向外延伸到空间中以及向后折叠或缩回到自身上。这种移动对于将物体从一个单元转移到另一个单元来说是有益的，例如将DUT向测试位置运输和从测试位置运走。

然而，对于一些使用情况来说，每个SCARA机器人单元的成本可能是贵得令人望而却步的。也就是说，具有多个连接在一起的手臂的SCARA机器人要求多个径向驱动马达来控制所述手臂绕水平平面的移动。在不要求围绕SCARA机器人的水平平面的移动的使用情况中被采用的具有多个连接在一起的手臂的SCARA机器人不需要使用所述径向驱动马达中的一个或多个。也就是说，具有多个连接在一起的手臂的SCARA机器人会具有非必要的并且增加SCARA机器人的总成本的无关特征。

而且，SCARA机器人通常在用于操纵物体的手臂的数量方面受到限制。因此，为了增加被操纵的物体的数量，需要额外的SCARA机器人。然而，额外的SCARA机器人必然增加机器人系统的占地面积。许多使用情况不能容许机器人系统的占地面积的增加，并且因此，整个系统在它在一段时间上能够处理和/或操纵的物体的数量方面有严格限制。

有益的是，设计一种机器人，其能够以直线方式处理物体，并且用于处理更大数量的物体而不一定要增加机器人的占地面积。

此处给出的背景描述是用于总体描述本公开的背景。在这个背景技术部分中描述的目前提到的发明人的工作，以及上述描述中在其他情况下可能不能作为申请日时的现有技术的方面，都没有被明确地或暗示地承认为是针对本公开的现有技术。

实施例就是在这种背景下出现的。

发明内容

本实施例涉及解决在相关领域中发现的一个或多个问题，更具体地是包括构造成用于竖直取向的关节手臂运动的机器人。

本公开的实施例包括线性轴线机器人结构。该机器人结构包括Z塔。该机器人结构包括构造在所述Z塔内的竖直驱动器。该机器人结构包括适合于与竖直驱动器结合以用于沿着Z轴线的沿着Z塔的线性运动的竖直驱动器机构。该机器人结构包括适合于附接到竖直驱动器机构并且具有水平取向的第一节段手臂。该第一节段手臂被构造成用于随着竖直驱动器机构的运动沿着Z塔线性运动。机器人结构包括构造在第一节段手臂内的第一线性驱动器。机器人结构包括适合于与所述第一线性驱动器结合以用于沿着第一节段手臂沿着Y轴线的线性运动的第一线性驱动器机构 。机器人结构包括适合于附接到第一线性驱动器机构且适合于随着第一线性驱动器机构的运动沿着Y轴线线性运动的第一抓持器。

其它的实施例公开了另一种线性轴线机器人结构。该机器人结构包括平台。该机器人结构包括安装在该平台上并且适合于围绕该平台在θ方向旋转的可旋转基部。机器人结构包括附接到该可旋转基部的Z塔，其中Z塔随着可旋转基部一起旋转。机器人结构包括构造在Z塔内的竖直驱动器。机器人结构包括适合于与该竖直驱动器结合以用于沿着Z轴线的沿着Z塔的线性运动的竖直驱动器机构。机器人结构包括适合于附接到竖直驱动器机构的并且具有水平取向的节段手臂。该节段手臂构造成用于随着竖直驱动器机构的运动沿着Z塔线性运动。机器人结构包括构造在节段手臂内的第一线性驱动器。机器人结构包括适合于与第一线性驱动器结合以用于沿着Y轴线的沿着节段手臂的线性运动的第一线性驱动器机构。机器人结构包括适合于附接到第一线性驱动器机构并且适合于随着第一线性驱动器机构的运动沿着Y轴线线性运动的第一抓持器。

另外其它的实施例公开了线性轴线机器人结构。机器人结构包括Z塔。机器人结构包括构造在Z塔内的竖直驱动器。机器人结构包括适合于与竖直驱动器结合以用于沿着Z轴线的沿着Z塔的线性运动的竖直驱动器机构。机器人结构包括适合于附接到竖直驱动器机构的手臂支撑结构。手臂支撑结构被构造成用于随着竖直驱动器机构的运动沿着Z塔线性运动。机器人结构包括构造在手臂支撑结构内的多个线性驱动器。机器人结构包括多个狭槽，每个狭槽都水平地布置在手臂支撑结构的朝外表面内。机器人结构包括多个线性驱动器机构，每一个线性驱动器机构都适合于通过对应的狭槽与对应的线性驱动器结合以沿着Y轴线线性运动。机器人结构包括多个抓持器，每个抓持器适合于附接到对应的线性驱动器机构并且适合于随着对应的线性驱动器机构的运动沿着对应的Y轴线线性运动。

本领域技术人员在阅读整个说明书和权利要求后将理解这些优点和其它的优点。

附图说明

结合附图参照下面的描述可最佳地理解实施例。附图不是按比例绘制的。

图1图示了根据本公开的一个实施例的构造成用于测试设备（例如，基板、DUT等）的测试系统。

图2A图示了根据本公开的一个实施例的构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，其中机器人结构可被安装在轨道系统上。

图2B图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的图2A的叠排式线性轴线机器人结构的不同的透视图，其中机器人结构可被安装在轨道系统上。

图2C图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，其中机器人结构被构造成用于θ方向运动。

图2D图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，其中机器人结构被安装在固定的平台上使得机器人结构从所述平台向上延伸。

图2E图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，其中机器人结构被安装在固定的平台上，使得机器人结构从所述平台向下延伸。

图2F图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，并且还图示了被构造成与承载器机构接合以抓握设备或模块（例如，DUT）的抓持器。

图2G图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的图2F的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，并且还图示了被构造成附接到承载器（例如托盘）以用于抓握并接合设备（例如，移动电话）的转移机器人的抓持器。

图2H图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的图2F的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，并且还图示了被构造成直接附接到基板（例如，移动电话形状因数）以进行转移的转移机器人的抓持器。

图2I图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，其中手臂和/或抓持器的数量可在竖直方向上被缩放同时维持机器人结构的占地面积。

图3A是根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的俯视图，其中机器人结构的抓持器被构造成用于晶片处理，并且其中手臂支撑结构略长于抓持器和支架组合的长度。

图3B是根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的俯视图，其中机器人结构的抓持器被构造成用于晶片处理，并且其中手臂支撑结构比抓持器和支架组合的长度长得多。

图3C是根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的俯视图，其中机器人结构的抓持器被构造成用于运输设备，例如被测试的设备。

图3D是根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的俯视图，其中机器人结构的抓持器被构造成用于运输物体，并且其中所述抓持器的和所述物体的运动的中心线与机器人旋转重合。

图4A图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，其中机器人结构可被安装在轨道系统上，并且其中适合于附接到第一抓持器的线性驱动器机构（例如，悬臂梁延伸支架）包括悬臂梁段，该悬臂梁段被构造成用于增加间隙空间，使得该线性驱动器机构不干涉被放置在第二抓持器上的物体。

图4B图示了根据本公开的一个实施例的图4A的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，该机器人结构被构造成用于示出了第一抓持器的运动的直线手臂运动，使得线性驱动器机构不干涉被放置在第二抓持器上的物体。

图5A-5D图示了根据本公开的实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，其中这些透视图示出了对附接到手臂支撑部分的各种抓持器的运动的独立控制，并且示出了抓持器的各种不同的位置，包括完全延伸，和完全缩回。

图6A-6H图示了根据本公开的实施例的叠排式线性轴线机器人结构在测试系统的装载器内的使用，其中该机器人结构被构造成用于直线手臂运动，其中该机器人结构被构造成用于将DUT从多设备承载件上运输到一个或多个测试站。

图7A图示了根据本公开的一个实施例的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，该机器人结构具有适合用于多个抓持器中的每个抓持器的独立线性运动的多个线性驱动器和线性驱动器机构，其中所述抓持器被示出为处于完全缩回位置，其中所述抓持器可被移动到在完全缩回位置或完全延伸位置之前的任何位置。

图7B图示了根据本公开的一个实施例的图7A的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，示出了多个抓持器中的每个抓持器的独立运动，其中所述抓持器被示出为处于完全缩回位置或完全延伸位置中的其中一个。

图7C图示了根据本公开的一个实施例的图7A的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，示出了多个抓持器中的每个抓持器的独立运动，其中所述抓持器被构造成用于处理晶片，其中一个抓持器被示出为处于完全延伸位置，并且其余的抓持器被示出为处于完全缩回位置。

图7D图示了根据本公开的一个实施例的图7A的叠排式线性轴线机器人结构的透视图，示出了多个抓持器中的每个抓持器的独立运动，其中所述抓持器被构造成用于处理晶片，其中两个抓持器被示出为完全延伸，并且其余的抓持器被示出为完全缩回。

图8示出了用于控制上述系统的控制模块。

具体实施方式

尽管下面的具体描述为了说明目的包含了许多具体细节，但是本领域技术人员应该理解，在本公开的范围内有许多对下述细节的变型以及替代。因此，公开下面描述的本公开的各方面并非排除在本描述之后的权利要求的上位性，也没有对权利要求加以限制。

总的来说，本公开的各种实施例描述了具有叠排式构造和直线手臂运动的机器人系统。具体来说，该机器人系统可被构造成附接到竖直取向的Z柱的线性滑动组件。该线性滑动组件可使用一个或多个水平线性驱动器元件。线性驱动器元件可包括围绕手臂支撑结构以竖直方式布置的引导轴承和运动元件。例如，在一个实施例中，线性驱动器元件被构造成以叠排式构造围绕手臂结构（例如，节段手臂）。在另一个实施例中，一个或多个线性驱动器元件被以竖直方式堆叠。以那种方式，一个或多个线性驱动器元件的竖直布置在一个占地面积中给机器人系统提供可变数量的线性驱动器元件。单个机器人系统可通过增加手臂元件（例如，节段手臂）的数量或通过增加手臂元件的大小来处理要求数量的线性驱动器元件来提供缩放性，所有这些都在相同的占地面积内。而且，将机器人系统的运动限制为直线手臂运动能实现基于具体应用的最优成本控制。以那种方式，具备直线手臂运动的机器人系统的叠排式构造支持不要求用于增加延伸的关节手臂运动的使用情况或应用。Z柱的额外的θ轴运动和/或x轴运动也可被构造成用于具体的应用要求。而且，手臂的竖直取向在负载支承方向上提供了增加的刚度，这与传统 的机器人手臂截然不同。这种改进的刚度能实现更快的运动、更少的振动、和在放下/拾取位置处的更高的放置位置精度。

本公开的实施例有益于各种不同的应用中的使用，因为它们提供了弹性的物体（例如，基板）运动能力，同时最小化相关的机械支撑和运动引导部件所要求的包络。例如，从使用具有线性轴线手臂运动的机器人系统中受益的应用包括基板处理应用（例如，DUT处理）、要求对基板、模块进行多层级组装和测试的面板显示器制造、医疗器械和/或设备（例如，支架、用于制药用途的微生物设备等）的制造。而且，改变运动能力的弹性使得能够在考虑具体应用的同时最优化成本控制。

给出了上述对各个实施例的总体理解后，现在将参照各种附图描述实施例的示例细节。在一个或多个附图中用相似数字标记的元件和/或组件意在总体上具有相同的构造和/或功能。而且，附图不是按比例绘制的，而是用来图示并强调新颖的构思。应该理解，目前的实施例在被实施时可不具有这些具体细节中的一些或全部。在其它的情况下，没有具体描述熟知的过程操作，以免不必要地妨碍对目前实施例的理解。

本公开的实施例涉及用于执行物体的处理和运输的方法和装置，包括联接到DUT测试模块的机器人和/或工具系统。其它的实施例被构造成用于使用联接到半导体处理模块的机器人和/或工具系统来处理和运输物体。本公开的各种不同的实施例可被实施在各种不同的测试和/或处理模块构造和/或系统中。而且，本公开的实施例不限于本文给出的示例，而是可被实践在采用不同的构造、几何形状和等离子体产生技术的不同的测试和/或处理系统中，并且可被实践在要求运输物体的不同的系统和/或应用中，例如在两个工具系统之间运输测试物体的测试设施；可被实践在提供供应链管理和订单处理的处理小、中和大物体的物流中心中；可被实践在制造中心（例如，制造面板显示器、智能电话等）中；以及可被实践在其它地方。

尽管本公开的实施例在此被描述为与处理晶片的系统有关，但是应理解本公开的实施例的机器人系统不限于处理晶片，并且适合于处理各种物体，例如在处理测试过程的DUT时。

图1图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于测试设备，例如DUT25的测试系统100。测试系统100在制造操作期间可被用在各种不同的阶段。例如，DUT25可以是经历多个设备的制造的基板，其中测试该基板以确定所形成的设备是否操作正常，并且基于测试结构决定是否在该基板上继续制造设备。在另一个示例中，DUT25可以是完全制造好的设备，例如移动电话，并且执行最终测试以确定该设备是否满足操作要求，然后它才可以被发布和销售。图1示出了DUT25的示例是正由承载件20握持并与承载件20接合的移动电话。

测试系统100可包括一个或多个测试站10，每个测试站被构造成用于执行特定测试。测试站10通常包括自动化测试装备（ATE）15，该装备被构造成用于在DUT25上执行一个或多个测试操作。而且，测试站10可包括装载器40，其被构造成用于装载和卸载DUT25到ATE15的测试环境中。例如，装载器40可包括机器人系统41，该机器人系统具有竖直取向的手臂运动，由此能实现具备独立于手臂延伸的紧凑的运动驱动器（例如，最小化相关的机械支撑和运动引导部件所要求的包络）。机器人系统41可被构造成用于装载和卸载DUT。例如，机器人系统41可被构造成用于与握持一个或多个DUT的承载件和/或托盘接合。而且，承载件和/或托盘可被构造成用于运输DUT以进入和离开测试系统100，以及在整个系统（例如制造系统）内将DUT运输到各种不同的工具系统。

而且，一旦已经测试了DUT25，机器人系统41就可将DUT25转送到多个容器50中的特定容器。例如，在完全制造好的设备（例如，移动电话）的情况下，如果测试结果是肯定的，那么就通过机器人系统41将DUT25放置在容纳已通过测试的DUT的容器中。另一方面，如果DUT25没有通过测试，那么机器人系统可将该DUT25放置到容纳要被修理并重新测试的DUT的另一个容器中。测试结果可进一步被存储在测试系统100的数据存储器（未示出）中。

如所示出的，测试系统100可使用测试承载件20移动DUT。例如，可使用传送带30或任何其他的用于通过测试承载件20运输DUT的装置在一个或多个测试站10之间移动DUT25。例如，可沿着一系列的轨道、装载端口、转移模块等将测试承载件20从一个机器人系统41移动到另一个机器人系统41。在图1中，测试站10被构造成带有装载机构，例如包括机器人系统41的装载器40，其中该装载机构从传送带拾取测试承载件，并且将测试承载件20运输到ATE15以进行测试。在测试之后，机器人系统41可将测试承载件20运回到传送带30，使得测试承载件20可被传送到另一个位置，例如另一个测试站、修理站、离开站、包装站等。机器人系统41也可将测试承载件20直接运输到另一个测试站10。而且，机器人系统41可根据测试结果将测试承载件20传送到容器，如前所述。

测试承载件20包括接收器45b，其被构造成与机器人系统41的抓持器（例如，抓持器240）的界面45a配合。以那种方式，机器人系统41能够拾取测试承载件20以进行运输。而且，测试承载件20可用作DUT25和到测试站10的ATE15之间的界面。也即，测试承载件20可被构造成直接与测试站10配合，而不是DUT25。例如，当与DUT25相比时，测试承载件20的设计可更加坚固并且装备得更好以处理与测试站10的接合。

图2A-2I图示了机器人结构的各种不同的实施例，每一个实施例都被构造成用于直线手臂运动。机器人结构在图2A-2E中被类似地构造，并且在可行的情况下包括被类似标号的元件，这些元件也被用在整个说明书中。根据本公开的实施例，图2A-2I中的以及在整个说明书中的机器人结构被构造成用于处理各种不同的物体和/或设备。例如，在一些实施例中，机器人结构（例如，图2A的200A）被构造成用于处理晶片和/或基板，其中机器人结构包括抓持器，该抓持器构造成带有末端执行器和/或与末端执行器接合。其它的实施例公开的机器人结构（例如，图2F的200D）被构造成用于处理DUT，其中该机器人结构包括抓持器，该抓持器被构造成带有承载件和/或托盘和/或与承载件和/或托盘接合。如之前所描述的，其它的实施例公开了使用构造成用于处理各种不同的物体、承载件、托盘、DUT等中的任一项的其它类型的抓持器。

图2A-2B图示了根据本公开的实施例的、被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200A的透视图。尤其是，图2A图示了根据本公开的一个实施例的，被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200A的透视图（例如，从空间中的第一透视角度观察的）。图2B图示了根据本公开的一个实施例的，被构造成用于直线手臂运动的图2A的叠排式线性轴线机器人结构的不同的透视图（例如，从第二透视角度观察的），其中该机器人结构可被安装在轨道系统上。例如，在图2A中Z塔210的前侧290是可见的，其中在图2B中前侧290被隐藏。在图2B中，Z塔210的后侧291是可见的，而前侧被隐藏。在一个实施例中后侧291可以是不透明的，这可有益于保持污染物不离开机器人结构200A。尤其是，机器人结构200A包括节段臂220，或者臂支撑结构，其中构造在节段臂200内的线性驱动器能实现沿着该节段臂的直线运动。

在一个实施例中，机器人结构200A没有被联接到轨道系统。尤其是，机器人结构200A被通过支架225固定地附接到支撑件215。支撑件215可被构造为刚性平台，该平台提供了刚性结构使得可准确地重复机器人结构200A的各种运动。例如，机器人结构200A的Z塔210可被通过支架225固定地附接到支撑件215。因此，不可能沿着X轴线发生Z塔210的运动，例如参照图2D所描述的。

在另一个实施例中，机器人结构200A被构造成用于部分地沿着X轴线运动。尤其是，支撑件215可被构造成带有驱动器（未示出）（例如，带系统，线性驱动器等）。支架225适合于可移动地接合该驱动器，从而能实现机器人结构200A的Z柱210沿着支撑件215的运动。也就是说，Z柱能沿着X轴线在X方向运动，至少是在支撑件215的一部分上。尽管未详细示出，X轴线在本领域是已知的并且不需要进一步公开。例如，X轴线可限定轨道的一部分的方向，其中X轴线可定义机器人系统200A在水平平面内沿X方向的运动。

机器人结构200A还包括竖直取向的Z塔210（还称作Z柱）。如所示，Z柱通过支架225被固定地附接到支撑件215或者可移动地与支撑件215接合。机器人结构200A被构造成用于沿着空间中的一个或多个定义直线的直线手臂运动，取决于Z塔210的位置和取向。以那种方式，沿着所定义的直线的手臂运动能实现缩回抓持器240A和240B以及伸出抓持器240A和240B，以拾取和/或放下物体。例如，当Z塔210被固定时，机器人结构200A被构造成用于沿着在空间中固定的一个或多个定义直线的直线手臂运动。当Z塔被构造成用于X运动时，机器人结构200A被构造成用于沿着可根据Z塔210的X运动和/或θ运动被进一步定位的直线的直线手臂运动。

竖直驱动器（未示出）被构造在Z塔210内。竖直驱动器机构适合于结合竖直驱动器以用于沿着Z塔210沿着Z轴线的线性运动。尽管未具体示出，Z轴线在本领域是已知的并且不需要进一步公开。例如，Z轴线可限定沿着Z塔或沿着Z方向的节段臂220的线性运动。如所示，位于Z塔210的前侧290上的狭槽251允许线性驱动器机构（未示出）与Z塔210内的竖直驱动器（未示出）结合。例如，竖直驱动器可包括滚珠滑动组件，其中线性驱动器机构适合于附接到该滚珠滑动组件以沿着Z轴线运动。在另一个示例中，竖直驱动器可包括滚珠螺杆组件。在一个实施例中，齿轮箱215包括控制部件和马达驱动器部件以促进线性驱动器机构的运动。

机器人结构200A包括节段臂220，或者臂支撑结构，其适合于附接到竖直驱动器机构。如所示，节段臂220具有水平取向，使得沿着节段臂的线性运动在水平平面内被执行，并且更具体地是沿着在水平平面内的一个或多个定义直线。而且，因为节段臂220适应性地附接到竖直驱动器机构，所以节段臂220被构造成用于基于竖直驱动器机构的运动沿着Z塔的线性运动。

在整个说明书中，用于线性驱动器机构和对应的抓持器沿着线性轴线的直线手臂运动的各种运动驱动器、沿着Z轴线的竖直驱动器的竖直运动、和/或用于θ运动的旋转驱动器，如下面所描述的，可利用各种解决方案。例如，滚珠滑动组件和/或滚珠螺杆组件可被用于提供直线和/或线性运动。而且，在一个实施例中，可包括具有集成的马达或正时皮带驱动的马达的谐波驱动器或行星驱动器。替换地，在另一个实施例中，直接驱动马达可被用于提供角度运动。在实施例中在驱动器解决方案中可采用高分辨率编码器/控制器。因此，可使用任何机构或手段来控制对应的节段臂220的线性驱动器机构的运动。例如，其它的控制机构可包括前述的驱动器、直接线性驱动器、链驱动器、径向驱动器、滚珠滑动组件、滚珠螺杆组件等。

而且，机器人结构200A包括至少一个臂延伸部，每一个臂延伸部被构造成用于沿着对应的Y轴线的线性运动，该Y轴线沿着节段臂220对准。例如，机器人结构200A包括臂延伸部R1和R2。尽管所示的机器人结构200A包括两个用于节段臂220的臂延伸部，但是臂延伸部的数量可从一变化到大于一，这取决于节段臂220或者臂支撑结构的构造。也就是说，机器人结构200A可被构造成具有单个臂延伸部，或者由一个或多个节段臂（例如，臂支撑结构）支撑的多个臂延伸部。

每个臂延伸部包括线性驱动器、线性驱动器机构、和抓持器构造。每个线性驱动器（未示出）被构造在节段臂220内。在一个实施例中，线性驱动器是滚珠滑动组件。尤其是，对应的线性驱动器机构（例如支架）适合于结合到线性驱动器以用于沿着节段臂220沿着对应的Y轴线的线性运动。而且，抓持器适合于附接到线性驱动器机构，其中该抓持器适合于随着线性驱动器机构的运动沿着对应的Y轴线线性运动。每个抓持器被构造成用于沿着对应的Y轴线（例如，通过保持物体的抓持器的端部的中心线Y定义）的线性运动。一个或多个控制机构可被实施为提供对每个臂延伸部的独立控制，使得臂延伸部R1的运动与臂延伸部R2的运动被分开控制。

例如，臂延伸部R1包括构造在节段臂220内的第一线性驱动器（未示出），以及适合于结合到第一线性驱动器以沿着节段臂220线性运动的对应第一线性驱动器机构221。例如，线性驱动器机构221适合于通过狭槽225与第一线性驱动器结合，其中狭槽225沿着第一节段臂220的外表面223水平布置。外表面223朝外远离Z塔210。而且，抓持器240A适合于附接到第一线性驱动器机构221，并且还适合于随着线性驱动器机构221的运动沿着对应的Y轴线线性运动。也即，抓持器240A被构造成用于沿着对应的Y轴线（例如，通过保持物体的抓持器240A的端部的中心线Y-1定义）线性运动。如所示，抓持器240A的端部245A适合于附接到线性驱动器机构221。在一个实施例中，端部245A被固定地附接到线性驱动器机构221。

而且，臂延伸部R2包括构造在节段臂220内的第二线性驱动器（未示出），和适合于结合到第二线性驱动器以沿着节段臂220线性运动的对应线性驱动器机构227。例如，线性驱动器机构227适合于通过狭槽226与第二线性驱动器结合（见图2B），其中狭槽226沿着第一节段臂220的内表面224水平布置。内表面224朝内面向Z塔210。而且，抓持器240B适合于附接到第二线性驱动器机构227，并且还适合于随着第二线性驱动器机构227的运动沿着对应的Y轴线线性运动。也即，抓持器240B被构造成用于沿着对应的Y轴线（例如，通过保持物体的抓持器240A的端部的中心线Y-2定义）线性运动。如所示，抓持器240B的端部245B适合于附接到线性驱动器机构227。在一个实施例中，端部245B被固定地附接到第二线性驱动器机构227。

抓持器240A和240B中的每一个都适合于接合对应的物体。抓持器240A和240B可以是主动或被动设备，使得它们可主动地啮合对应的物体（例如，真空），或者可被动地啮合对应的物体（例如，障碍物）。提供对抓持器240A的讨论是作为对整个说明书所描述的机器人结构中所使用的任意抓持器的代表性讨论。例如，在一种实施方式中，抓持器240A是构造成用于处理DUT的末端执行器。在另一个实施方式中，末端执行器可被构造成用于处理基板，或者基片基板。在又一个实施方式中，抓持器240A被构造成用于处理承载件，其中所述承载件可被用于运输物体。例如，承载件可被成形为篮子，物体可被放置在该篮子中，并且物体可被从篮子移出。纯粹是为了说明，承载件可被用在物流中心，或者承载件可被用在制造环境中以将部件从一个地方移动到另一个地方，例如当建造面板显示器时。例如，抓持器240A可适合于处理或连接具有用于保持一个或多个物体的容纳区域的容器。

在实施例中，整个说明书中描述的机器人结构（例如机器人结构200A）被构造成具有感测能力以执行各种感测操作。可通过任何感测手段或元件来执行所述感测能力，包括实施使用红外信号的红外感测手段或元件，实施使用可见光信号或紫外光信号的光感测手段或元件，实施使用超声波信号的超声波感测手段或元件，实施机械感测手段或元件等。下面描述了用于在说明书中描述的一个或多个机器人结构中实施感测能力的各种使用情况。

在一个实施例中，抓持器240A和240B每一个都被构造成具有感测能力以感测物体的存在或不存在（例如，元件、基板、晶片、DUT等）。当采用多个抓持器时，实施大量感测手段或元件，例如以一一对应关系。尤其是，感测能力可在物体的自动化转移和取回期间与抓持器240A和240B（例如末端执行器）上的支撑特征一起使用。也即，感测能力被用于确定对应的物体是否已经被放置在抓持器上或被从抓持器移除。

在另一个实施例中，感测能力可被实施以评估存储位置是空的还是满的。感测能力可被实施在存储部件中（例如，前开口统一的POD-FOUP），该存储部件包括存储位置（例如，在狭槽中存储物体）。而且，存储能力可被实施在与存储位置接合或啮合的部件中，例如抓持器240A和240B。例如，代替被指示感测物体是否正由抓持器240A处理，当接近存储部件时，抓持器240A的感测能力可被设置为确定存储部件是空的还是满的。另外，感测能力可被实施以提供关于抓持器240a和240B相对于存储部件和/或存储部件中的存储位置的定位的反馈。例如，反馈可被用于使抓持器240A和240B（例如末端执行器）或任何其他处理手段能被准确定位。

而且，每个直线元件（例如臂延伸部R1和R2）可被构造成带有感测能力以做出各种确定。例如，感测能力可被实施以确定物体厚度（例如，当由抓持器240A处理时，或者在被放置在存储部件的存储位置中期间。而且，感测能力可被实施以确定直线元件的平面性，例如确定臂延伸部是否被正确地定位以与存储部件（例如，FOUP）中的存储位置（例如狭槽）啮合。而且，感测能力可被实施以确定直线元件的θ方向，例如确定臂延伸部是否以正确的θ角倾斜定位以使得能够接合存储部件的存储位置。而且，感测能力可被实施以确定直线元件的角度倾斜，例如确定臂延伸部R1和R2的角度倾斜和/或抓持器240A和240B的角度倾斜的角度是否合适以使得能够接合存储部件的一个或多个存储位置。

机器人结构200A以叠排式线性轴线构造被构造。尤其是，臂延伸部R1（并且更具体地是抓持器240A）被构造成高于节段臂220，并且臂延伸部R2（并且更具体地是抓持器240B）被构造成低于节段臂220。其它的构造也被支持以提供一个或多个臂延伸部，每一个臂延伸部被构造成用于围绕节段臂或者对应的臂支撑结构的直线运动。

如所示，在一个实施例中，节段臂220被构造成增加沿Z方向的承载能力（例如，由于重力而在抓持器、以及被握持的物体上的力）。例如，当与水平尺寸比较时，臂节段220的截面在承载方向上（例如，竖直或Z方向）具有更宽的尺寸。这提供了节段臂S1的更好的刚度（例如，没有水平弯曲）以处理沿Z方向的向下的力。

在本公开的实施例中提供了用于防止被围封的系统被污染的手段，机器人结构200A位于该被围封的系统内。污染可源自机器人结构200A的移动部分。例如，微小颗粒可由机器人结构200A的内部机构产生。可通过密封旋转关节接头来实现对微小颗粒的控制。例如，可在允许部件的运动的接头或枢转点上设置保护盖。而且，可在关节接头处提供更低的内部气压。而且，可在狭槽225、226和251上设置盖。例如，为了Z轴线的竖直运动，可单独地或组合地在Z塔210内部使用滚动“密封带”或更低的气压以确保在Z轴线操作前所要求的清洁度。

图2C图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200C的透视图，其中机器人结构被构造成用于θ运动，并且被安装在轨道系统上。机器人结构200C的构造类似于图2A-2B的机器人结构200A，除了机器人结构200C被安装在平台201和轨道系统230上。而且，机器人结构200C还被构造成提供沿着θ轴线的theta（θ）运动，对应于臂延伸部的抓持器的运动的一个或多个Y运动、沿着轨道系统230的一部分的X运动，和沿着Z轴线的Z运动。尽管未被具体示出，θ轴线、一个或多个Y轴线、Z轴线和X轴线在本领域是已知的并且不要求进一步公开。例如，θ轴线可具有在空间中的特定取向以使得能够将机器人结构200C定位在特定的θ角度。而且，R轴线可限定对于任意特定θ角度的R距离。而且，Z轴线限定沿着Z方向的节段臂220的运动。而且，X轴线可限定轨道系统230的一部分的方向，其中X轴线可限定机器人系统200C在水平平面内沿X方向的运动。

尤其是，机器人结构200C包括平台201，在平台201上可添加额外的部件。平台201提供了刚性结构，使得机器人结构200C的各种运动可被准确地重复。如所示，平台201适合于可移动地接合轨道系统230，使得平台201可沿着X轴线在X方向上移动，至少在轨道系统230的一部分上。例如，线性驱动器可包括在机器人结构200C内（例如，在平台201内）以使得平台能够沿着X轴线的运动。因此，机器人结构200C也通过平台201的运动能够沿着X方向运动。

而且，可转动的基部205被可旋转地安装到平台201上。也即，可转动的基部205适合于围绕平台201在θ方向上转动。旋转驱动器（未示出）可被包含在机器人结构200A内以实现θ运动。如之前描述的，机器人结构200C也包括被固定地附接到可转动的基部205的竖直取向的Z塔210。因此，Z塔210随着可转动的基部205旋转。以那种方式，机器人结构200A可沿着任意θ方向被取向以缩回和伸出臂R1和R2，例如来拾取和/或放下物体，或者用于在沿着轨道系统230移动机器人结构200C时的定位。

图2D图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200D的透视图，其中机器人结构被安装在平台201'上使得该机器人结构从平台201'向上延伸。机器人结构200C的构造与图2A-2B中的机器人结构200A类似，除了机器人结构200D被安装在在空间中被固定的平台201'上。因此，机器人结构200D被固定在空间中的特定位置。如所示，在一个实施例中，机器人结构200D可实现没有任何θ运动（例如，如通过可转动的基部提供）的直线运动。其它的实施例也非常适合于构造机器人结构200D以提供沿着θ轴线的theta（θ）运动，沿着一个或多个对应的Y轴线的一个或多个Y运动，和沿着Z轴线的Z运动，如之前描述的。而且，在另一个实施例中，可通过轨道系统任选地提供X运动。

图2E图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200E的透视图，其中机器人结构被安装在平台201"上使得机器人结构200E从平台201"向下延伸。机器人结构200C的构造与图2A-2B中的机器人结构200A类似，除了机器人结构200E被安装在在空间中被固定的平台201'上，使得机器人结构200悬挂在平台201'下面（例如，构造在头顶起重机运输系统内——OHT）。因此，机器人结构200E被固定在空间中的特定位置处。如所示，在一个实施例中，机器人结构200E可实现没有任何θ运动（例如，通过可转动的基部提供）的直线运动。其它的实施例非常适合于构造机器人结构200E以提供沿着θ轴线的theta（θ）运动，沿着一个或多个对应的Y轴线的一个或多个Y运动，和沿着Z轴线的Z运动，如之前描述的。而且，在另一个实施例中，可通过轨道系统任选地提供X运动，例如在一些物流中心使用的头顶转移系统中。

图2F-H图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的机器人结构200F的透视图，还进一步图示了被构造成接合承载件或托盘部分或机构200以保持设备或模块（例如DUT）的转移机器人的抓持器。在图2F中，抓持器240A'和240B'被孤立地示出，而在图2G中，抓持器240A'和240B'被示出为与承载件或托盘20接合。

具体而言，图2F图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200F的透视图，并且还图示了被构造为或者被构造成处理用于保持和/或接合基板或模块（例如DUT）的承载件部分20的转移机器人的抓持器240A'和240B'。如之前所述的，机器人结构200F提供沿着一个或多个Y轴线的Y运动，沿着Z轴线的Z运动，和任选的沿着X轴线的X运动。而且，机器人结构200F可任选地被构造成用于沿着θ轴线的theta（θ）运动。尽管未具体示出，θ轴线、一个或多个Y轴线、Z轴线和X轴线在本领域是已知的，并且不要求进一步公开。

尤其是，机器人结构200F在结构上类似于图2A-2B的机器人结构200A，除了抓持器240A'和240B'被构造成与承载件20（在图2F中未示出）接合，而不是包括或接合基板或 晶片处理器。例如，抓持器240A'和240B'被构造成接合和/或处理承载件部分20，其中承载件部分20被构造成接合和处理DUT25。而且，抓持器240A'和240B'每一个可被构造成附接和脱离承载件部分20，使得对应的DUT25可被运输到另一个测试位置（如之前描述的），同时仍然由承载件部分20保持。例如，抓持器240A'可包括界面45a，该界面被构造成与位于承载件托盘20上的接收器（未示出）配合。

在一个实施例中，机器人结构200F可任选地包括适合于可释放地附接到一个或多个类型的抓持器的通用界面，其中每个抓持器都专门适合于接合对应的物体。例如，一个抓持器可适合于接合用于处理晶片基板的末端执行器。在另一个示例中，另一个抓持器可适合于接合用于保持物体的承载件。如在图2F中示出的，通用界面261A可适合于通过第一末端262A附接到线性驱动器机构221。通用界面261A可包括第二末端260A，其适合于可释放地附接到一个或多个类型的抓持器。也即，通用界面261A可被控制以可释放地附接到可选择的抓持器。如所示，通用界面261A可释放地附接到抓持器240A'。尽管未示出，臂延伸部R2可任选地包括通用界面261B，其包括可释放地附接到抓持器240B'的第二末端260B（隐藏）。而且，一个或多个抓持器可被布置在保持区域内，使得通用界面261A-261B可附接从保持区域中所选的抓持器，或者可将已附接的抓持器从通用界面261A-261B脱离并将脱离的抓持器放到保持区域中。传感器和ID标签可被用于节段以确定哪个抓持器要附接到通用界面。

图2G图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200F的透视图，并且还图示了被构造成附接到用于保持和接合设备（例如，移动电话）的承载件（例如，托盘）部分20的转移机器人的抓持器。尤其是，抓持器240A'和240B'被示出为接合对应的承载件部分20。例如，抓持器240A'接合承载件部分20，其中承载件部分20正处理DUT25。承载件部分20可被构造成保持一个或多个DUT，尽管示出的是一个DUT。如之前所述，抓持器240A'可被构造成附接和脱离承载件部分20。应理解，在实施例中抓持器（例如，抓持器240A'和240B'）可被构造成具有比被处理的物体（例如，承载件20）更小或更大或者与之类似的尺寸。例如，在支撑基板转移时，不同的抓持器可小于基板占地面积，或者延伸超过基板占地面积，或者具有与基板占地面积类似的尺寸。

图2H图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200F的透视图，并且还图示了被构造成直接附接到基板（例如，移动电话形状因数）以进行转移的转移机器人的抓持器。尤其是，根据本公开的一个实施例的，转移机器人200F的抓持器240A'和240B'被构造成直接附接到或接合基板25（例如移动电话形状因数）以进行转移。尤其是，抓持器240A'示出为直接接合基板25。如所示，抓持器240A'被构造成可移除地附接到基板25。例如，抓持器240A'上的脊部或其他保持手段可被定位成在运输期间固定地保持基板25在合适位置。而且，脊部或其他保持手段被构造成在被要求时（例如，应用合适的提升力）马上释放基板25。应该理解，在实施例中抓持器（例如，抓持器240A'和240B'）可被构造成具有比被处理的物体（例如，基板25）更小或更大或者与之类似的尺寸。例如，在支撑基板转移时，不同的抓持器可比基板占地面积小，或延伸超过基板占地面积，或具有与基板占地面积类似的尺寸。

图2I图示了根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200I的透视图，其中臂和/或抓持器的数量可在竖直方向上（例如，Z方向）缩放同时维持该机器人结构的占地面积。如之前所述的，机器人结构200I提供了沿着一个或多个Y轴线的Y运动，沿着Z轴线的Z运动，任选的沿着X轴线的X运动，以及任选的沿着θ轴线的theta（θ）运动。尽管未具体示出，θ轴线、一个或多个Y轴线、Z轴线和X轴线是本领域中已知的，并且不要求进一步公开。

机器人结构200A还包括竖直取向的Z塔21，如之前所述的。竖直驱动器（未示出）被构造在Z塔210中。竖直驱动器机构适合于结合竖直驱动器以用于沿着Z轴线的沿着Z塔210的线性运动。如所示，任选地，Z塔210被固定地附接到可转动的基部205，该可转动的基部205提供了沿着θ轴线的theta（θ）运动。可转动的基部205可旋转地附接到平台201。轨道系统230任选地与平台201接合。

机器人结构200I包括一个或多个节段臂220，每个节段臂220都适合于附接到竖直驱动器机构。如所示，机器人结构200I包括节段臂220A和220B。提供对节段臂220A的一般性讨论并且其代表了可移动地附接到竖直驱动器机构的全部节段臂，并且遵循之前对节段臂和对应的臂延伸部的讨论。尤其是，节段臂220A具有水平取向，使得沿着该节段臂的线性运动是在水平面内执行的，并且更具体地，沿着水平面内的一个或多个定义直线。而且，因为节段臂220适应性地附接到竖直驱动器机构，节段臂220被构造成用于基于竖直驱动器机构的运动沿着Z塔线性运动。

而且，机器人结构200I包括叠排式臂延伸部构造。每个臂延伸部被构造成用于沿着对应的Y轴线线性运动，该对应的Y轴线沿着节段臂220A对准。例如，节段臂220A包括臂延伸部R1和R2。每个臂延伸部包括线性驱动器、线性驱动器机构和抓持器构造，如之前所述。例如，臂延伸部R1包括构造在节段臂220A内的第一线性驱动器（未示出），和适合于通过狭槽225A结合第一线性驱动器以沿着节段臂220A线性运动的对应第一线性驱动器机构221A。而且，抓持器240A-1适合于附接到线性驱动器机构221A，并且还适合于随着线性驱动器机构221A的运动沿着对应Y轴线（例如，通过保持物体的抓持器240A-1的端部的中心线Y定义）线性运动。而且，臂延伸部R2包括构造在节段臂220A内的第二线性驱动器（未示出），以及适合于通过对应狭槽（未示出）结合第二线性驱动器以沿着节段臂220A线性运动的对应第二线性驱动器机构（未示出）。而且，抓持器240B-1适合于附接到对应线性驱动器机构，并且还适合于随着对应线性驱动器机构的运动沿着对应Y轴线（例如，通过保持物体的抓持器240B-1的端部的中心线Y定义）线性运动。

节段臂220B及其相应的臂延伸部的构造类似于节段臂220A，例如每一个都具有水平取向。如之前所述，节段臂220B适合于附接到位于Z塔210中的竖直驱动器机构，并且被构造成用于随着竖直驱动器机构的运动沿着Z塔线性运动。如所示，臂延伸部R3包括构造在节段臂220B内的线性驱动器（未示出），和适合于通过狭槽225B结合线性驱动器以沿着节段臂220B线性运动的对应线性驱动器机构221B。而且，抓持器240A-2适合于附接到线性驱动器机构221B，并且还适合于随着线性驱动器机构221B的运动沿着对应Y轴线（例如通过保持物体的抓持器240A-2的端部的中心线Y定义）线性运动。而且，臂延伸部R4包括构造在节段臂220B内的线性驱动器（未示出），和适合于通过对应狭槽（未示出）结合线性驱动器以沿着节段臂220B线性运动的对应线性驱动器机构（未示出）。而且，抓持器240B-2适合于附接到对应线性驱动器机构，并且还适合于随着对应线性驱动器机构的运动沿着对应Y轴线（例如，通过保持物体的抓持器240B-2的端部的中心线Y定义）线性运动。

一个或多个控制机构可被实施为提供对每个臂延伸部的独立控制，使得臂延伸部R1的运动与臂延伸部R2、R3和R4的运动被分开控制。也即，提供了对R1、R2、R3和R4的独立控制。

如所示，在一个实施例中，节段臂220B的叠排式构造类似于节段臂220A的构造。也即，在节段臂220A中，臂延伸部R1在臂延伸部R2之上，并且在节段臂220B中，臂延伸部R3在臂延伸部R4之上。但是，在节段臂220A和220B两者中，臂延伸部都在相应的节段臂的主体之上。在另一个实施例中，节段臂220B的叠排式构造被颠倒以使全部的节段臂更加靠近在一起。也即，臂延伸部R3和R4被构造在节段臂220B的主体下面。

图3A是根据本公开的一个实施例的，之前在图2A-2B中介绍的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200A的俯视图。尤其是直线手臂运动包括随着沿对应Y方向的对应臂延伸部的运动的抓持器240A和240B的延伸和缩回。机器人结构200A可提供每个对应臂延伸部的关于一个或多个Y轴线的一个或多个Y运动，沿着X轴线的X运动。任选地，机器人结构200A可提供关于θ轴线（未示出）的theta（θ）运动。一个或多个抓持器240A和240B被构造成用于基板或晶片处理，尽管机器人结构可包括任何类型的构造成用于处理各种类型的模块和/或设备的抓持器。如所示，抓持器240A和240B被构造成用于晶片310处理。

如之前描述的，机器人结构200A具有竖直取向的Z塔210。Z塔可被构造成包括构造成用于沿着Z轴线的Z运动的竖直驱动器，Z线性引导器（例如，滚珠滑动组件）、Z马达、滚珠螺杆组件等。节段臂220适合于通过竖直驱动器机构229附接到Z塔210，使得节段臂220适合于沿着Z轴线随着竖直驱动器竖直运动。

机器人结构200A包括适合于沿着节段臂220线性或直线运动的包括一个或多个抓持器240A和240B的臂延伸部。每个臂延伸部包括线性驱动器、线性驱动器机构、和抓持器构造，如之前所述。例如，第一臂延伸部R1包括构造在节段臂220内的线性驱动器（未示出）、适合于接合线性驱动器的线性驱动器机构221、和抓持器240A。而且，第二臂延伸部R2包括线性驱动器228、适合于（例如通过狭槽226）接合线性驱动器228的线性驱动器机构227、和抓持器240B。例如，线性驱动器机构227可适合于附接到线性驱动器228的线性滚珠滑动组件的滑架229，使得滑架229的运动通过线性驱动器机构227的运动被转换成抓持器240B的运动。

臂延伸部R1和R2中的每一个都适合于沿着对应Y轴线移动。因为它们被对准，例如通过抓持器240A和240B，所以臂延伸部R1和R2的运动与延伸通过抓持器240A和240B的中心的中心线或Y轴线320对准。尤其是，臂延伸部R1和抓持器240A的Y运动，以及臂延伸部R2和抓持器240B的Y运动都与中心线320对准。然而，臂延伸部R1的Y运动和臂延伸部R2的Y运动处于不同的水平面内。也即，对于机器人结构220A的臂延伸部的叠排式构造来说，臂延伸部R1和抓持器240A的Y运动在臂延伸部R2和抓持器240B的Y运动之上。因此，抓持器240A在抓持器240B之上。在其它的实施例中，臂延伸部R1和R2的Y运动都可不对准（例如，每一个与中心线320对准）。

如所示，根据本公开的一个实施例，节段臂220的长度330略长于抓持器和支架组合的长度335。以那种方式，在完全缩回时，由对应的抓持器处理的基板（例如晶片）或DUT的前边缘将刚好延伸超过节段臂220的端部。这些尺寸可防止节段臂220和发生基板或DUT转移的区域之间的干涉。例如，节段臂220的长度330略长于抓持器240B和对应线性驱动器机构227（例如支架）的组合的长度335，使得当抓持器240B完全缩回时，它的前边缘312位于节段臂220的长度330的尺寸内。节段臂330的长度在不同的实施例中可变化，并且可甚至比图3A中所示的更长或更短。

在图3A中以及在整个说明书的其它附图中，基板310被示出为具有比抓持器240A的占地面积更大的大小（例如，直径）。也即，抓持器240A的宽度（例如，在末端执行器的延伸部之间的尺寸）可小于基板310的直径。然而，应该理解，基板310或正由抓持器240A处理的任何其他物体（例如，基板、DUT、设备等）的大小是可变的。因此，正被对应的抓持器处理的物体的大小可比对应抓持器更小或更大或者与之相等。也即，不同的抓持器可被构造成大小比正被处理的物体更小或更大或者与之类似。例如，当支持基板转移时，不同的抓持器可比基板占地面积更小，或者延伸超过基板占地面积，或者具有与基板占地面积类似的大小。

图3B是根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200A'的俯视图，其中机器人结构的抓持器被构造成用于基板处理，并且其中手臂支撑结构比抓持器和支架组合的长度长得多。根据本公开的一个实施例，机器人结构200A'的构造与图2A-2B和3A中的机器人结构200A类似，除了节段臂220'的长度330'长于抓持器和支架组合的长度335。如之前所描述的，节段臂220'的长度在实施例中是可变的，并且如在图3B中所示，长度330'可长于图3A中所示的长度。以那种方式，当完全缩回时，节段臂220'的端部222'延伸超过正由对应抓持器（例如抓持器240B）处理的基板310（例如晶片）或DUT的前边缘311，而在图3A中，节段臂220的端部222没有延伸超过基板310的前边缘311。例如，在图3B中节段臂220'的长度330'长于抓持器240B和对应线性驱动器机构227（例如支架）的组合的长度335，使得当抓持器240B完全缩回时，其前边缘312位于节段臂220的长度330'的尺寸内。

图3C是根据本公开的一个实施例的构造成用于直线手臂运动的（之前在图2F中介绍的）叠排式线性轴线机器人结构200F的俯视图，其中机器人结构的抓持器被构造成用于运输设备，例如被测试的设备。具体而言，根据本公开的一个实施例，机器人结构200F的抓持器240A'和240B'被构造成用于接合承载件部分20，每个承载件部分20都被构造成用于处理基板、模块，例如DUT。如之前结合图2F所描述的，机器人结构200F的构造类似于图2A-2B中的机器人结构200A，除了抓持器240A'和240B'被构造为DUT处理器，而非晶片处理器。如所示，抓持器240A'包括构造成与位于承载件部分20上的接收器（未示出）配合的界面45a。而且，抓持器240B'包括构造成与位于承载件部分20上的接收器（未示出）配合的界面45b。例如，承载件部分20被构造成接合并处理（例如，支撑）DUT25， 例如移动电话。而且，抓持器240A'和240B'每一个可被构造成附接和脱离承载件部分20，使得对应的DUT可被运输到另一个测试位置（如之前所描述的），同时仍然由测试承载件20保持。

而且，根据本公开的一个实施例，机器人结构200F的构造与图3A的机器人结构200A'类似，因为节段臂220"的长度330"长于抓持器和支架组合的长度335。以那种方式，当完全缩回时，节段臂220"的端部222"延伸超过承载件部分20或正由对应抓持器（例如抓持器240B'）处理的DUT的前边缘311"。也即，节段臂220"的长度330"长于抓持器240B'和对应的线性驱动器机构227（例如支架）的组合的长度335，使得当抓持器240B'完全缩回时，它的前边缘312"位于节段臂220"的长度330"的尺寸内。

图3D是根据本公开的一个实施例的被构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200A的俯视图，其中机器人结构200A的抓持器被构造成用于运输物体，并且其中抓持器的和物体的运动的中心线与机器人旋转重合。

具体地，机器人结构200A包括平台201（未示出）和可转动的基部205，该可转动的基部205可旋转地安装在平台201上。可转动的基部205适合于围绕平台在θ方向旋转。以那种方式，机器人结构200A提供了关于θ轴线的theta（θ）运动和关于Z轴线的Z运动。具体来说，竖直取向的Z塔210固定地附接到可转动的基部205。因此，Z塔210与可转动的基部205一起关于θ轴线旋转。以那种方式，机器人结构200A可被定向在任意θ方向以用于缩回和伸出臂延伸部R2的抓持器240B，例如来拾取和/或放下物体，或者用于在将机器人结构200A沿着轨道系统（未示出）移动时的定位。臂延伸部R1在图3D中未示出。Z塔210可被构造成包括竖直驱动器、Z线性引导器（例如，滚珠滑动组件）、Z₁和Z₂马达、滚珠螺杆组件、和θ轴承。

而且，根据本公开的一个实施例，节段臂220的长度330略长于抓持器240B和线性驱动器机构227（例如支架）的组合的长度335。以那种方式，在完全缩回时，正由对应的抓持器240B处理的基板（例如晶片）或DUT的前边缘（未示出）将刚好延伸超过节段臂220的端部222。类似地，节段臂220的长度330长于抓持器240B和对应线性驱动器机构227（例如支架）的组合的长度335，使得当抓持器240B完全缩回时，它的前边缘312没有延伸超过节段臂220的端部222。

图4A图示了根据本公开的一个实施例的构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构400的透视图，该机器人结构包括构造成用于增加间隙空间的悬臂梁延伸部支架221A以使得线性驱动器机构不与放置在第二抓持器上的物体发生干涉。直线手臂运动包括抓持器240A和240B的随着对应的臂延伸部沿着对应Y方向的运动的延伸和缩回。机器人结构400的构造类似于图2A-2B的机器人结构200A，除了线性驱动器机构221包括延伸部支架，该延伸部支架构造成具有第一端部401以通过狭槽225结合和/或适应地附接到第一线性驱动器，以及适合于附接到抓持器240A的端部245A的第二端部402。

如所示，臂延伸部R1的线性驱动器被构造成低于臂延伸部R2的线性驱动器。也即，臂延伸部R2的线性驱动器高于节段臂220中的臂延伸部R1的线性驱动器，使得抓持器240B低于抓持器240A。

更具体地，悬臂梁延伸部支架221A被构造成带有悬臂梁部分，该悬臂梁部分适合于增加水平地位于臂延伸部R2的抓持器240B之上的间隙空间，如在虚线圆AA中所强调的。以那种方式，悬臂梁延伸部支架221A不与放置在抓持器240上的基板发生干涉，该基板具有足够的大小和尺寸以占据该间隙空间，如在下面描述的图4B中进一步所示。

图4B图示了根据本公开的一个实施例的构造成用于直线手臂运动的在图4A中介绍的叠排式线性轴线机器人结构400的透视图。根据本公开的一个实施例，图4B中的机器人结构400图示了抓持器240A的线性运动，使得悬臂梁延伸部支架221A（即，线性驱动器机构）不与放置在抓持器240B上并正由抓持器240B处理的承载件部分20和基板25发生干涉，如在虚线圆BB中所强调的。也即，当臂延伸部R1移动到完全延伸位置时，臂延伸部R1的悬臂梁延伸部支架221A具有足够的尺寸以绕过臂延伸部R2的抓持器240B所处理的承载件部分20。如所示，臂延伸部R2处于完全缩回位置。

图5A-5D图示了根据本公开的实施例的、构造成用于直线手臂运动的叠排式线性轴线机器人结构200A'的透视图。任选地，图5A-5D的机器人结构200A'可支持轨道系统结合，如之前所描述的。图5A-5D的透视图是在空间中的第一有利位置观察的，该有利位置能无阻挡地观察机器人结构200A'的后侧291。在叠排式构造中，用于臂延伸部R1的抓持器240A位于用于臂延伸部R2的抓持器240B之上，尽管它们的取向可能被颠倒。

而且，如之前在图3B中所讨论的，根据本公开的一个实施例，节段臂220'的长度330'长于对应的抓持器和线性驱动器机构的组合的长度335。例如，节段臂220'的长度长于抓持器240A和线性驱动器机构221的组合的长度。而且，节段臂220'的长度长于抓持器240B和线性驱动器机构227的组合的长度。

更具体地，图5A-5D示出了机器人结构200A'的臂延伸部R1和R2的各种位置，包括完全延伸和完全缩回。在图5A-5D中，臂延伸部R1和R2被示出为延伸和缩回以在测试和/或组装过程中在测试系统的全部测试站处提取、运输、和放置基板、模块、DUT。在一些实施例中，臂延伸部R1和R2的至少一个的完全缩回是可能的，其中对应抓持器（例如末端执行器）被构造成允许完全缩回。图5A-5D纯粹是为了图示目的，因为许多未示出的机器人结构200A'的臂延伸部R1和R2的不同构造也得到支持。例如，尽管未示出，臂延伸部R1和R2可每一个都被放置在各种延伸程度上，例如延伸一半或延伸四分之一。在一些实施例中，臂延伸部R1和R2的至少一个的完全延伸是可能的，其中对应抓持器（例如末端执行器）被构造成允许完全延伸（例如，以拾取或放下物体）。而且，尽管在图5A-5D中未示出，臂延伸部R1和R2可被沿着Z轴线竖直移动，其中臂延伸部R1和R2中的每一个具有额外的直线手臂运动，如之前所描述的。

根据本公开的实施例，图5A-5D的以及整个说明书中的机器人结构被构造成用于处理各种不同的物体和/或设备。例如，在一些实施例中，图5A-5D的机器人结构200A'被构造成用于处理晶片和/或基板310，其中机器人结构包括构造成具有和/或接合末端执行器的抓持器。其它的实施例公开了被构造成用于处理设备、模块、和/或DUT的机器人结构（例如，200F），其中机器人结构包括构造成带有和/或接合承载件部分（例如，承载件和/或托盘）的抓持器。如之前所述，其它的实施例公开了使用其它类型的抓持器，这些抓持器被构造成用于处理各种物体、承载件、托盘、DUT等中的任一种。

尤其是，图5A-5D示出了从完全缩回到完全延伸的臂延伸部R1和R2中每一个的运动，例如当从工具系统拾取晶片时。在图5A-5C中，臂延伸部R1和R2的抓持器240A和240B没有处理基板310或DUT。在一种情况下，当处理基板和/或晶片时，抓持器240B可被构造成末端执行器。

在臂延伸部R1和R2两者的一系列运动中，在图5A中臂延伸部R1被完全延伸，使得抓持器240A延伸超过节段臂220'。而且，臂延伸部R2完全缩回，使得抓持器240B没有延伸超过节段臂220'，使得抓持器240B和对应的线性驱动器机构227的长度完全限定在节段臂220'的长度的尺寸内。在图5B中，臂延伸部R2的抓持器240B已被移动到完全延伸位置，而且240B没有处理晶片。另外，臂延伸部R1也处于完全延伸位置，并且抓持器240A没有处理晶片。

在图5C中，臂延伸部R1已被移动到完全缩回位置，并且抓持器240A没有处理晶片。而且，臂延伸部R2保持处于完全延伸位置，其中抓持器240B没有处理晶片。在图5D中，具有和图5C中所示的相同的臂延伸部构造，臂延伸部R1处于完全缩回位置，并且臂延伸部R2完全延伸。而且，在图5C中，示出的臂延伸部R2是在拾取基板310之后。可执行相同的或不同的运动（例如，从完全提取移动到完全缩回）来提取基板310以使用臂延伸部R2进行运输，例如当移动臂延伸部以从测试站或装载器拾取基板时。

在图5D中并且在整个说明书的其它附图中，基板310被示出为具有与抓持器240B相同的直径。应该理解，基板310或正由抓持器240B处理的任何其他物体（例如，基板、DUT、设备等）的大小是可变的。因此，正由对应的抓持器处理的物体的大小可比对应的抓持器更小或更大或与之相等。也即，不同的抓持器可被构造成比正被处理的物体更小或更大。例如，当支持基板转移时，不同的抓持器可比基板占地面积更小或者延伸超过基板占地面积。

图6A-6H图示了根据本公开的实施例的在图2A-2B中介绍的机器人结构200A的在测试系统中的装载器40内的使用，其中机器人结构200A被构造成用于从一个敞口或可密封的多设备承载件665将基板、模块、DUT运输到其它的测试站和/或制造站。尤其是，装载器40可包括用于接收多设备承载件665的一个或多个装载端口660，该多设备承载件665被构造成用于运输保持DUT25的承载件或托盘20。装载端口660被构造为多设备承载件665和机器人结构200A之间的标准界面。例如，装载端口660被构造成将承载件和/或托盘20提供给装载器40内的机器人结构200A，其中机器人结构被构造成将由承载件和/或托盘20处理的DUT移动到对应的测试站（未示出）

多设备承载件665可包括被构造成与运输系统（例如，被构造成通过对应的装载器40将多设备承载件665从测试站移动到测试站的头顶起重机转移（OHT）系统）配合的柄（未示出）。多设备承载件665包括舱壳和舱门，其中舱门在被从舱壳移除以使得能够接近位于承载件660内的盒620之前，舱门与装载端口660的端口门啮合。盒620包括一个多个紧密地间隔开的狭槽621（例如621A-621N），其中每个狭槽621被构造成用于保持更小的承载件或托盘20。盒620可具有任意数量的狭槽621。

装载器包括安装表面610，安装表面610被构造成用于支撑多设备承载件665。锁定组件605被附接到安装表面，其中锁定组件605被构造成将多设备承载件665锁定在安装表面610上的合适位置。一旦被锁定，多设备承载件665就被正确地对接到装载端口160，并且舱门可被打开。以那种方式，机器人结构200A能够进入多设备承载件665以提取和/或放置DUT（例如，通过承载件部分20），以及通过承载件或托盘20将DUT运输到装载器40的内部中。可使得进一步的运输成为可能以通过承载件或托盘20将DUT25移动到连接的测试站（未示出）和从该测试站移出。而且，机器人结构200A可被接合或者结合到轨道系统230以使得能够在装载器40内移动，例如当装载器40支持多个装载端口时。

位于装载器40内部的机器人结构200A被构造成双臂延伸部结构（例如，在叠排式构造中），但是可被构造成具有一个或多个臂延伸部。如所示，机器人结构200A包括臂延伸部R1和R2，其中臂延伸部R1包括构造成用于处理DUT（例如，承载件部分20）的抓持器240A。而且，机器人结构200A包括臂延伸部R2，其包括构造成用于处理DUT的抓持器240B。在一个实施例中，抓持器240A和240B可被构造成用于处理晶片，如之前所述的。

在图6A-6C中，臂延伸部R1和R2被协调以按顺序的方式从非邻近的狭槽中拾取位于狭槽621A和621C中的处理DUT的承载件或托盘20。例如，第一臂延伸部R1从狭槽621A拾取承载件或托盘20并且从多设备承载件665移出，并且然后臂延伸部R2移入多设备承载件665以从狭槽621C移除承载件或托盘20，其中狭槽621A和621C不是邻近的（例如，狭槽621B位于狭槽621A和621C之间）。

在图6A中，臂延伸部R1被定位成进入多设备承载件665并接近狭槽621A以通过对应的承载件或托盘20进行DUT提取。臂延伸部R1的抓持器240A运动以啮合狭槽中的承载件或托盘20是熟知的并且不需要进一步的讨论。如所示，臂延伸部R2被定位成不干涉臂延伸部R1并且可处以缩回位置。

在图6B中，臂延伸部R1已经拾取承载件部分20并且正移出多设备承载件665并进入测试系统的装载器40的内部。而且，臂延伸部R2被定位成进入多设备承载件665并且接近另一个狭槽（例如，狭槽621C）以进行DUT提取。在图6C中，臂延伸部R2已经拾取承载件部分20并且正移出多设备承载件665并进入测试系统的装载器40的内部，使得这两个臂延伸部都已移出多设备承载件665。臂延伸部R1或R2的抓持器240A或240B移动以啮合狭槽中的承载件部分20是熟知的并且不需要进一步的讨论。如所示，承载件或托盘20从狭槽621A和621C中消失。

在图6D-6F中，臂延伸部R1和R2被协调以从邻近的狭槽中按顺序地同时拾取多设备承载件665内部的承载件或托盘20。例如，第一臂延伸部R1从狭槽621A拾取承载件或托盘20并移出多设备承载件665，并且然后臂延伸部R2移入多设备承载件665以从狭槽621B移除承载件或托盘20，其中狭槽621A和621B邻近。

在图6D中，臂延伸部R1被定位成进入多设备承载件665并且接近狭槽621A以通过对应的承载件或托盘20进行DUT提取。如所示，臂延伸部R2被定位成不干涉臂延伸部R1并且可处于缩回位置。

在图6E中，臂延伸部R1已经拾取了承载件部分20并且正移出多设备承载件665并进入测试系统的装载器40的内部。而且，臂延伸部R2被定位成进入多设备承载件665并且接近另一个狭槽（例如，狭槽621B）以进行DUT提取。在图6E中，臂延伸部R2已经拾取了承载件部分20并且正移出多设备承载件665并进入测试系统的装载器40的内部，使得这两个臂延伸部R1和R2都已移出多设备承载件665。在图6F中，臂延伸部R1和R2已经移出多设备承载件665并进入装载器40的内部。也即，这两个臂延伸部R1和R2都完全缩回。如所示，承载件或托盘20从狭槽621A和621B中消失。

而且，其它的臂延伸部运动也是可行的。例如，臂延伸部R1和R2可同时进入多设备承载件665并拾取狭槽621A和621B中的承载件或托盘20。此后，臂延伸部R1和R2可同时离开多设备承载件665并移出多设备承载件665并进入装载器40的内部。

图6G和6H图示了机器人结构200A在装载器40内的运动（例如，旋转）以将晶片移动到测试站（未示出）和从测试站移开。尤其是，图6G示出了机器人结构200A的正面图，其中两个臂延伸部R1和R2都正在处理承载件或托盘20，并且可正在沿着轨道系统230移动。臂延伸部R1的抓持器240A被定位在臂延伸部R2的抓持器240B之上。在机器人结构200A在装载器40中的进一步旋转之后，图6H示出了臂延伸部R1和R2的取向使得在完全或部分延伸时臂延伸部R1和R2可进入连接的测试站（未示出）。

图7A-7D图示了根据本公开的一个实施例的叠排式线性轴线机器人结构700的透视图，该机器人结构具有适合于多个抓持器中每一个的独立的线性运动的多个线性驱动器和线性驱动器机构。图7A-7D的透视图是从空间中的第一有利位置观察的，该有利位置不阻挡对机器人结构700的前侧790的观察。机器人结构700包括一个或多个包括抓持器的臂延伸部，这些抓持器被构造成用于处理各种物体和/或设备。每个臂延伸部和抓持器都被独立地控制以进行线性运动并进行处理。而且，机器人结构700的相同占地面积可支持任意数量的臂延伸部1-N。以那种方式，正由机器人结构700处理的物体的数量可显著增加而不影响该机器人结构在整个系统（例如，测试、制造、运输等）内所要求的水平占地面积。之前，为了增加正被处理的物体和/或设备的数量要求增加水平占地面积以容纳额外的传统的机器人系统（每一个都要求自己的水平占地面积），这些额外的传统的机器人系统对于支持物体和/或设备的数量的增加而言是必需的。以许多情况下，在不显著地增加整个系统的成本和/或大小的情况下，不能增加机器人系统的水平占地面积。有时，没有额外的空间可用，因此，不能增加正被处理的物体和/或设备的数量。另一方面，对于本公开的实施例，增加正被处理的物体和/或设备的数量不要求水平占地面积的增加。

机器人结构700也包括竖直取向的Z塔210（也称为Z柱）。如所示，Z塔可被固定地附接到或者可移动地接合到结构215（例如，通过支架或其他连接装置）。机器人结构700被构造成用于沿着空间中的一个或多个定义直线的直线手臂运动，这取决于Z塔210的位置和取向。例如，机器人结构700被构造成用于缩回和伸出对应的臂延伸部的一个或多个抓持器，以沿着所述一个或多个定义直线拾取和/或方向物体。

如所介绍的，根据本公开的一个实施例，机器人结构700可被构造成用于运动，部分地沿着X轴线。尤其是，支撑件215可被构造成带有驱动器（未示出）（例如，带系统，线性驱动器等）。例如，支架（未示出）或其他的连接器可适合于可移动地接合该驱动器以使机器人结构700的Z塔210能够沿着支撑件215移动。也即，Z塔210能够沿着X轴线在X方向上移动，至少对于支撑件215的一部分。尽管未具体示出，X轴线是本领域已知的并且不要求进一步公开。例如，X轴线可定义轨道的一部分的方向，其中X轴线可定义机器人结构700沿着X方向在水平平面内的运动。

而且，机器人结构700可以不联接到轨道系统。例如，机器人结构700可被固定地附接到支撑件215（例如，通过支架）。支撑件215可被构造为刚性平台，其提供了刚性结构使得机器人结构700的各种运动可被准确地重复。当机器人结构200A的Z塔210被固定地附接到支撑件215时，Z柱210不可能沿着X轴线运动。

竖直驱动器（未示出）被构造在Z塔210内。竖直驱动器机构适合于结合竖直驱动器以实现沿着Z塔210沿着Z轴线的线性运动。尽管未具体示出，Z轴线是本领域已知的并且不要求进一步公开。例如，Z轴线可限定节段臂220沿着Z塔，或沿着Z方向的线性运动。如所示，位于Z塔210的前面290上的狭槽251允许竖直驱动器机构（未示出）结合位于Z塔210内的竖直驱动器（未示出）。例如，竖直驱动器可包括滚珠滑动组件，其中竖直驱动器机构适合于附接到滚珠滑动组件以沿着Z轴线运动。在另一个示例中，竖直驱动器可包括滚珠螺杆组件。

机器人结构700包括适合于附接到竖直驱动器机构的手臂支撑结构720。以那种方式，手臂支撑结构720被构造成用于随着竖直驱动器机构的运动沿着Z塔的线性运动。

机器人结构700包括一个或多个臂延伸部R1-RN，其中每个臂延伸部至少包括线性驱动器、线性驱动器机构、和抓持器。臂延伸部被构造成用于处理各种物体和/或设备。例如，在一些实施例中，图7A-7D的机器人结构700被构造成用于处理晶片和/或基板310，其中机器人结构700包括抓持器，该抓持器构造成带有和/或接合末端执行器。在其它的实施例中，机器人结构700被构造成用于处理设备、模块和/或DUT，其中该机器人结构包括抓持器，该抓持器被构造成带有和/或接合承载件部分（例如承载件和/或托盘）。机器人结构700的另外其它实施例公开了使用被构造成用于处理各种物体、承载件、托盘、DUT等中的任一个的其它类型的抓持器。

对于臂延伸部，多个线性驱动器（未示出）被构造在手臂支撑结构720中。例如，可通过对应的滚珠滑动组件实施线性驱动器以提供直线运动。而且，多个狭槽725（例如，包括狭槽725A-725E）被布置在手臂支撑结构720的外表面790中。例如，狭槽725A-725E中的每一个被水平地布置在外表面790中。而且，提供了多个竖直驱动器机构，其中每个线性驱动器机构适合于通过对应的狭槽结合对应的线性驱动器，以沿着对应的Y轴线线性运动。例如，线性驱动器机构可适合于通过对应的狭槽附接到对应的滚珠滑动组件的滑架以沿着对应的Y轴线线性运动。该机器人结构包括多个抓持器，每个抓持器适合于附接到对应的线性驱动器机构。因此，每个抓持器适合于随着对应的线性驱动器机构的运动沿着对应的Y轴线线性运动。

如所示，机器人结构700包括五个臂延伸部R1到R5。例如，臂延伸部R1包括适合于附接到对应的线性驱动器机构（未示出）的抓持器740A，其中该线性驱动器机构还适合于通过狭槽725A附接接合到对应的线性驱动器（未示出）以沿着对应Y₁轴线线性运动。而且，臂延伸部R2包括适合于附接到对应的线性驱动器机构（未示出）的抓持器740B，其中该线性驱动器机构适合于通过狭槽725B附接接合到对应线性驱动器（未示出）以沿着对应Y₂轴线线性运动。另外，臂延伸部R3包括适合于附接到对应的线性驱动器机构（未示出）的抓持器740C，其中该线性驱动器机构还适合于通过狭槽725C附接接合到对应线性驱动器（未示出）以沿着对应Y₃轴线线性运动。而且，臂延伸部R4包括适合于附接到对应的线性驱动器机构（未示出）的抓持器740D，其中该线性驱动器机构还适合于通过狭槽725D附接接合到对应的线性驱动器（未示出）以沿着对应的Y₄轴线线性运动。另外，臂延伸部R5包括适合于附接到对应线性驱动器机构（未示出）的抓持器740E，其中该线性驱动器机构还适合于通过狭槽725E附接接合到对应线性驱动器（未示出）以沿着对应Y₅轴线线性运动。在一个实施例中，该一个或多个Y₁到Y₅轴线可与竖直方向对准。

可预先选择邻近的臂延伸部之间的间距。在一个实施例中，邻近的臂延伸部对之间的间距是均匀的。在另一个实施例中，邻近的臂延伸部对之间的间距是不均匀的。例如，一对邻近的臂延伸部可被构造具有间距以能实现接近多设备承载件（例如承载件665）的邻近的接近狭槽（例如，狭槽621）。以那种方式，当延伸机器人结构700的全部五个臂延伸部R1-R5进入多设备承载件时，进入5个邻近的狭槽，例如拾取包含在其内的基板。对于具有25个接近狭槽的承载件来说，臂延伸部R1-R5的一系列动作可被重复5次，以移除在该多设备承载件中的基板。另一对邻近的臂延伸部可被构造成带有间距以能实现接近承载件的非邻近的接近狭槽（例如，跳过一个或多个接近狭槽）。在一个实施例中，一对邻近的臂延伸部之间的间距还可以是可控制的。例如，手臂支撑结构720可包括手风琴式的部分，该部分可被扩展和缩回以增加或减少邻近的臂延伸部对之间的间距。在一个实施例中，机器人结构700的大小设置成使得该一个或多个臂延伸部能同时接合作为多设备承载件的前方开口统一的盒中的接近狭槽。

而且，每个臂延伸部可被独立控制以在测试和/或组装过程期间在测试系统的全部测试站中提取、运输和放置基板、模块、DUT。单个控制器或多个控制器可被构造成用于控制对应的臂延伸部的多个线性驱动器中每一个的运动。以那种方式，可通过一个或多个臂延伸部（例如，抓持器）接合多设备承载件的接近狭槽的各种分类，这取决于手臂支撑结构720的取向以及臂延伸部R1到R5的定位。

例如，图7A-7D示出了机器人结构700的臂延伸部R1-R5的各种位置，包括完全延伸和完全缩回。在图7A-7D中，臂延伸部R1到R5被示出为延伸和缩回以在测试和/或组装过程期间在测试系统的全部测试站中提取、运输、和放置基板、模块、DUT。在一些实施例中，臂延伸部R1到R5中的至少一个的完全缩回是可行的，其中对应的抓持器（例如末端执行器）被构造成允许完全缩回。图7A-7D被提供纯粹是为了说明目的，因为未示出的机器人结构700的臂延伸部R1到R52的许多不同的构造也是支持的。例如，尽管未示出，臂延伸部R1到R5可每一个都被放置在各种不同的延伸程度上，例如延伸一半或延伸四分之一。在一些实施例中，臂延伸部R1到R5中的至少一个的完全延伸是可行的，其中对应的抓持器（例如，末端执行器）被构造成允许完全延伸（例如，以拾取或放下物体）。而且，尽管在图5A-5D中未示出，臂延伸部R1和R2可被沿着Z轴线竖直地移动，其中臂延伸部R1和R2中的每一个都具有额外的直线手臂运动，如之前所述。

尤其是，在图7A中，臂延伸部R1-R5中的抓持器740A-740E中的每一个都处于完全缩回位置，其中抓持器可被移动到在完全缩回位置和完全延伸位置之间的任何位置。

在图7B中，臂延伸部R2和R5处于完全延伸位置，使得抓持器725B和725E完全延伸。其余的臂延伸部R1、R3和R4处于完全缩回位置，使得抓持器725A、725C和725D完全缩回。

在图7C中，臂延伸部R3处于完全延伸位置，使得抓持器725C完全延伸。其余的臂延伸部R1、R2、R4和R5处于完全缩回位置，使得抓持器725A、725B、725D和725E完全缩回。而且，在图7C中，臂延伸部R3被示出为已经拾取了基板310，或者在放下基板310的过程中。相同的或不同的运动（例如，从完全提取向完全缩回移动）可被执行以使用臂延伸部R3提取晶片310以进行运输，例如在移动臂延伸部以从测试站或装载器拾取基板时。而且，其余的臂延伸部R1、R2、R4和R5中的每一个具有之前就已拾取的基板310，并且已经被移动到缩回位置以进行运输。

在图7C中以及在整个说明书的其它附图中，基板310被示出为具有和抓持器740A-740E相同的直径。应该理解，基板310或由抓持器740A-740E正在处理的任何其他物体（例如，基板、DUT、设备等）的大小是可变的。因此，正在由对应的抓持器处理的物体的大小可比对应的抓持器更小或更大或与之相同。也即，不同的抓持器可被构造成比正被处理的物体更小或更大。例如，当支持基板转移时，不同的抓持器可小于基板占地面积，或者延伸超过基板占地面积。

在图7D中，示出的两个臂延伸部R3和R4正在放下和/或拾取基板310。例如，臂延伸部R3和R4处于完全延伸位置，使得抓持器725C和725D完全延伸。其余的臂延伸部R1、R2和R5处于完全缩回位置，使得抓持器725A、725B和725E完全缩回以进行运输。例如，臂延伸部R1、R2和R5接下来可被完全延伸以放下基板310，或者在缩回全部臂延伸部R1-R5之后，Z塔210被沿着X轴线移动以运输到不同的位置（例如，不同的测试站）。

图8示出了用于控制上述系统的控制模块810。控制模块810可被构造在用于执行本公开的各种实施例的各方面的示例设备中。例如，图8图示了适合于实施根据一个实施例的设备的示例性硬件系统800。硬件系统800可以是适合于实践本公开的实施例的计算机系统，并且可以包括处理器、存储器、和一个或多个接口。尤其是，硬件系统800包括中央处理单元或处理器801，以用于运行软件应用程序并任选地运行操作系统。处理器801可以是一个或多个具有一个或多个处理芯的通用目的微处理器。而且，系统800可包括用于存储由处理器801使用的应用程序和数据的存储器850。存储器852提供了用于应用程序和数据的非易失性存储器和其它的计算机可读介质，并且可包括固定硬盘驱动器、可移除硬盘驱动器、闪存设备、和CD-ROM、DVD-ROM、蓝光、HD-DVD、或其它光设备，以及信号传输和存储介质。系统800的部件通过一个或多个数据总线814相连。

控制模块800可被用来部分地基于感测值来控制系统中的设备。仅例如，控制模块800基于感测的值和其它的控制参数可控制竖直驱动器802、旋转驱动器804、双延伸驱动器806（例如，用于延伸和缩回机器人系统的手臂）、轨道系统808、和其它传感器812中的一个或多个。控制模块800将通常包括一个或多个存储设备和一个或多个处理器。存储在存储设备上的与控制模块800相关的其它的计算机程序可在一些实施例中被采用。

通常存在与控制模块800相关的用户界面。该用户界面可包括显示器界面818，该显示器界面被构造成用于提供指示给测试系统的显示屏和/或图形软件显示器；以及用户输入设备820，例如指向设备、键盘、触摸屏、麦克风等，这些被用于将用户输入传输给系统800。

在一些实施例中，控制器是系统的一部分，其可以是上述示例的一部分。这样的系统可包括测试系统。另外其他的系统可包括半导体处理装备，包括一个或多个处理工具、一个或多个腔、用于处理的一个或多个平台、和/或专用处理部件（基板座、气体流系统等）。所有这些系统可被集成有电子元件以在半导体晶片或基板的测试或处理的之前、期间和之后控制它们的操作。电子元件可被称为“控制器”，其可控制一个或多个系统的各种部件或子部分。取决于处理要求和/或系统类型，控制器可被编程为控制本文公开的过程中的任一个，包括各种驱动器机构，和用于所描述的机器人结构的手臂机构，并且控制器可还包括对传递处理气体、温度设置（例如，加热和/或冷却）、压力设置、真空设置、功率设置、射频（RF）发生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流速设置、流体传递设置、位置和操作设置、进出工具的基板转移和连接到或接合到特定系统的其它转移工具和/或装载锁的控制。

大体而言，控制器可被定义为具有接收指令、发出指令、控制操作、能实现清除操作、能实现端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器、和/或软件的电子元件。集成电路可包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器（DSP）、定义为专用集成电路（ASIC）的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令（例如软件）的微控制器。程序指令可以是以各种单独的设置（或者程序文件）的形式通信给控制器的指令，所述设置限定了用于在半导体基板上或为半导体基板执行特定过程或者向系统执行特定过程的操作参数。在一些实施例中，操作参数可以是由过程工程师定义的用来在制造一个或多个层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路、和/或晶片的裸芯期间实现一个或多个处理步骤的方法的一部分。

在一些实施方式中，控制器可以是计算机的一部分或者联接到该计算机，该计算机结合到系统、联接到系统、以其它方式网络连接到系统，或者它们的组合。例如，控制器可以位于全部或部分制造主机系统的“云”中，该云可允许对基板处理的远程访问。该计算机可能实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过往制造操作的历史、从多个制造操作中检查趋势或性能指标，以改变当前处理的参数，以设置当前处理之后的处理步骤，或者以开始新的过程。在一些实例中，远程计算机（例如，服务器）能通过网络给系统提供过程方法，该网络可包括局部网络或者互联网。

远程计算机可包括用户界面，其能实现参数和/或设置的输入或编程，这些参数和/或设置然后从该远程计算机被通信给系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，该数据具体说明了用于要在一个或多个操作中被执行的每个处理步骤的参数。应该理解，参数可专属于要被执行的过程的类型以及控制器被构造成接合或控制的工具的类型。因此，如上所述，控制器可例如通过包括一个或多个离散的控制器而被分布，这些离散的控制器网络连接在一起并且为了共同的目的而工作，例如本文描述的过程和控制。用于这种目的的分布式控制器的示例会是在一个室上的一个或多个集成电路，这些集成电路与位于远处的一个或多个集成电路相联通（例如在平台水平上或者作为远程计算机的一部分），这些集成电路组合以控制室上的过程。

如上所指出的，取决于要由工具执行的一个或多个过程步骤，控制器可与其它工具电路或模块、其它部件、集束工具、其它工具界面、邻近的工具、相邻的工具、位于整个工厂的工具、主要计算机、另一控制器、或者在将晶片的容器带到半导体制造工厂中的工具位置和/或装载端口和从工具位置和/或装载端口带离的材料运输中使用的工具中的一个或多个通信。

给出前面对实施例的描述是为了说明和描述。上述描述不是排他性的也不是限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在合适的时候，可互换以及可被用在所选的实施例中，即使没有具体示出或描述。也可以以许多方式改变上述元件或特征。这种改变不被认为是脱离了本公开，并且所有这些改进都意在包含于本公开的范围内。

尽管为了澄清理解而在一定程度上详细描述了前面的实施例，但是很明显，在所附权利要求的范围内能实践某些变化和改进。因此，目前的实施例被认为是说明性的而非限制性的，并且实施例不限于本文给出的细节，而是可在它们的范围和权利要求的等同方式内被改进。

Claims (29)

1.一种线性轴线机器人结构，包括：

Z塔；

构造在所述Z塔内的竖直驱动器；

适合于接合所述竖直驱动器以沿着所述Z塔沿着Z轴线线性运动的竖直驱动器机构；

适合于附接到所述竖直驱动器机构并具有水平取向的第一节段臂，其中所述第一节段臂被构造成用于随着所述竖直驱动器机构的运动沿着所述Z塔线性运动；

构造在所述第一节段臂内的第一线性驱动器；

适合于接合所述第一线性驱动器以沿着所述第一节段臂沿着Y轴线线性运动的第一线性驱动器机构；以及

适合于附接到所述第一线性驱动器机构并且适合于随着第一线性驱动器机构的运动沿着所述Y轴线线性运动的第一抓持器。

2.如权利要求1所述的机器人结构 ，还包括：

构造在所述第一节段臂内的第二线性驱动器；以及

适合于接合所述第二线性驱动器以沿着所述第一节段臂沿着所述Y轴线线性运动的第二线性驱动器机构；

适合于附接到所述第二线性驱动器机构并且适合于随着所述第二线性驱动器机构的运动沿着所述Y轴线线性运动的第二抓持器。

3.如权利要求2所述的机器人结构 ，还包括：

其中所述第一线性驱动器机构包括构造在第一端处以接合所述第一线性驱动器的延伸支架，和适合于附接到所述第一抓持器的第二端，

其中所述第二线性驱动器被构造在所述第一线性驱动器之上，使得所述第二抓持器低于所述第一抓持器，

其中所述悬臂梁延伸支架被构造成具有适合于增加水平地位于所述第二抓持器上方的间隙空间的悬臂梁部分，使得所述延伸支架不干涉放置在所述第二抓持器上并占据所述间隙空间的基板。

4.如权利要求2所述的机器人结构 ，还包括：

构造成用于独立控制所述第一线性驱动器和所述第二线性驱动器的运动的控制器。

5.如权利要求2所述的机器人结构 ，还包括：

适合于附接到所述竖直驱动器机构并具有水平取向的第二节段臂，其中所述第二节段臂被构造成用于随着所述竖直驱动器机构的运动沿着所述Z塔线性运动；

构造在所述第二节段臂内的第三线性驱动器；

适合于接合所述第三线性驱动器以沿着所述第二节段臂沿着Y轴线线性运动的第三线性驱动器机构；以及

适合于附接到所述第三线性驱动器机构并且适合于随着所述第三线性驱动器机构的运动沿着所述Y轴线线性运动的第三抓持器。

6.如权利要求2所述的机器人结构 ，还包括：

沿着所述第一节段臂的面向外背离所述Z塔的外表面水平地布置的第一狭槽，其中所述第一线性驱动器机构适合于通过所述第一狭槽接合所述第一线性驱动器；以及

沿着所述节段臂的面向内朝着所述Z塔的内表面水平地布置的第二狭槽，其中所述第二线性驱动器机构适合于通过所述第二狭槽接合所述第二线性驱动器。

7.如权利要求1所述的机器人结构 ，还包括：

平台，其中所述Z塔延伸到所述平台之上。

8.如权利要求1所述的机器人结构 ，还包括：

平台，其中所述Z塔延伸到所述平台之下。

9.如权利要求1所述的机器人结构 ，其中所述竖直驱动器包括滚珠螺杆组件。

10.如权利要求1所述的机器人结构 ，其中所述第一线性驱动器包括滚珠滑动组件。

11.如权利要求1所述的机器人结构，其中所述第一抓持器包括适合于保持被测试设备（DUT）的末端执行器。

12.如权利要求1所述的机器人结构 ，其中所述第一抓持器适合于与容器连接，所述容器具有适合于保持一个或多个物体的容纳区域。

13.如权利要求1所述的机器人结构 ，还包括：

在第一端适合于连接到所述第一线性驱动器机构的通用界面，其中所述通用界面的第二端适合于可释放地附接一个或多个抓持器，每个抓持器专门适合于接合对应的物体。

14.如权利要求1所述的机器人结构 ，其中所述抓持器包括主动设备或者被动设备。

15.一种线性轴线机器人结构，包括：

平台；

安装到所述平台并且适合于围绕所述平台沿θ旋转的可转动的基部；

附接到所述可转动的基部的Z塔，其中所述Z塔随着所述可转动的基部旋转；

构造所述Z塔内的竖直驱动器；

适合于接合所述竖直驱动器以沿着所述Z塔沿着Z轴线线性运动的竖直驱动器机构；

适合于附接到所述竖直驱动器机构并具有水平取向的节段臂，其中所述节段臂被构造成用于随着所述竖直驱动器机构的运动沿着所述Z塔线性运动；

构造在所述节段臂内的第一线性驱动器；

适合于接合所述第一线性驱动器以沿着所述节段臂沿着Y轴线线性运动的第一线性驱动器机构；以及

适合于附接到第一线性驱动器机构并且适合于随着所述第一线性驱动器机构的运动沿着所述Y轴线线性运动的第一抓持器。

16.如权利要求15所述的机器人结构 ，还包括：

构造在所述节段臂内的第二线性驱动器；以及

适合于接合所述第二线性驱动器以沿着所述节段臂沿着所述Y轴线线性运动的第二线性驱动器机构；

适合于附接到所述第二线性驱动器机构并且适合于随着所述第二线性驱动器机构的运动沿着所述Y轴线线性运动的第二抓持器。

17.如权利要求16所述的机器人结构 ，还包括：

构造成用于独立控制所述第一线性驱动器和所述第二线性驱动器的运动的控制器。

18.如权利要求15所述的机器人结构 ，其中所述Z塔延伸到所述平台之上。

19.如权利要求所述的机器人结构 ，还包括：

轨道系统，其中所述平台适合于可移动地附接到所述轨道系统以沿着轨道移动。

20.如权利要求15所述的机器人结构 ，其中所述第一抓持器包括适合于保持被测试设备（DUT）的末端执行器。

21.如权利要求15所述的机器人结构 ，其中所述第一抓持器适合于与容器连接，所述容器具有适合于保持一个或多个物体的容纳区域。

22.如权利要求15所述的机器人结构 ，还包括：

在第一端适合于连接到第一线性驱动器机构的通用界面，其中所述通用界面的第二端适合于可释放地附接到一个或多个抓持器，每个抓持器专门适合于接合对应的物体。

23.如权利要求15所述的机器人结构 ，其中所述抓持器包括主动设备或者被动设备。

24.一种线性轴线机器人结构，包括：

Z塔；

构造在所述Z塔内的竖直驱动器；

适合于接合所述竖直驱动器以沿着所述Z塔沿着Z轴线线性运动的竖直驱动器机构；

适合于附接到所述竖直驱动器机构的手臂支撑结构，其中所述手臂支撑结构被构造成用于随着所述竖直驱动器机构的运动沿着所述Z塔线性运动；

构造在所述手臂支撑结构内的多个线性驱动器；

多个狭槽，每一个都水平地布置在所述手臂支撑结构的朝外的表面内；

多个线性驱动器机构，每一个都适合于通过对应的狭槽接合对应的线性驱动器以沿着对应的Y轴线线性运动；以及

多个抓持器，每一个都适合于附接到对应的线性驱动器机构并且适合于随着对应的线性驱动器机构的运动沿着对应的Y轴线线性运动。

25.如权利要求24所述的机器人结构 ，还包括：

构造成用于独立控制所述多个线性驱动器中的每一个的运动的控制器。

26.如权利要求24所述的机器人结构 ，其中所述竖直驱动器包括滚珠螺杆组件。

27.如权利要求24所述的机器人结构 ，其中所述多个线性驱动器中的至少一个包括滚珠滑动组件。

28.如权利要求24所述的机器人结构 ，其中所述多个抓持器中的至少一个包括适合于保持被测试设备（DUT）的末端执行器。

29.如权利要求24所述的机器人结构 ，其中所述多个抓持器中的至少一个适合于与容器连接，所述容器具有适合于保持一个或多个物体的容纳区域。