KR102199674B1

KR102199674B1 - 이격된 상부 암들 및 인터리빙된 리스트들을 포함하는 듀얼 로봇, 및 이를 포함하는 시스템들 및 방법들

Info

Publication number: KR102199674B1
Application number: KR1020197002415A
Authority: KR
Inventors: 카루파사미 무트후카마치; 데이먼 케이. 콕스; 제프리 씨. 허진스
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2021-01-07
Also published as: WO2018005046A1; US20200061805A1; KR20210002766A; US10850390B2; TW201800195A; CN109414821A; KR20190011827A; US10500719B2; TWI724971B; US20190270196A1; TWI707754B; JP2019521869A; TW202108324A; US20170368680A1; US10814475B2; KR102371539B1

Abstract

이격된 상부 암들을 포함하는 로봇들이 설명된다. 로봇은, 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제1 및 제2 상부 암들을 포함하며, 제2 상부 암은 제1 상부 암으로부터 이격된다. 다른 로봇 컴포넌트들(제1 및 제2 포어암들, 제1 및 제2 리스트 부재들, 및 제1 및 제2 엔드 이펙터들)은 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이의 공간에 인터리빙(interleave)된다. 제1 및 제2 상부 암들 및 제1 및 제2 포어암들 각각은 개별적으로 그리고 독립적으로 제어될 수 있다. 로봇을 동작시키는 방법들 및 로봇을 포함하는 전자 디바이스 프로세싱 시스템들이 여러 다른 양상들로서 제공된다.

Description

이격된 상부 암들 및 인터리빙된 리스트들을 포함하는 듀얼 로봇, 및 이를 포함하는 시스템들 및 방법들

[001] 본 출원은 "DUAL ROBOT INCLUDING SPACED UPPER ARMS AND INTERLEAVED WRISTS AND SYSTEMS AND METHODS INCLUDING SAME"이라는 명칭으로 2016년 6월 28일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/355,697호(대리인 관리 번호 24115/USA/L)를 우선권으로 주장하며, 상기 미국 가특허 출원은 이로써 모든 목적들을 위해 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.

[002] 본 개시내용의 실시예들은 전자 디바이스 제조에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 챔버들 사이에서 기판들을 운반하도록 적응된 로봇들에 관한 것이다.

[003] 전자 디바이스 제조 시스템들은, 다수의 챔버들, 이를테면, 프로세스 챔버들 및 하나 이상의 로드 록(load lock) 챔버들을 갖는 프로세스 툴들을 포함할 수 있다. 그러한 프로세스 챔버들은, 증착, 산화, 질화, 에칭, 연마, 세정, 리소그래피, 계측 등과 같은 임의의 수의 프로세스들을 기판들(예컨대, 실리콘-함유 웨이퍼들, 패터닝된 마스킹된 웨이퍼들뿐만 아니라 패터닝되지 않은 마스킹된 웨이퍼들, 유리 플레이트들, 실리카-함유 물품들 등)에 대해 수행하는 데 사용될 수 있다.

[004] 그러한 프로세스 툴들 내에서, 예컨대, 복수의 그러한 챔버들이 이송 챔버 주위에 분포될 수 있다. 다중-암(multi-arm) 로봇이 이송 챔버 내에 하우징(house)될 수 있고, 다양한 챔버들 사이에서 기판들을 운반하도록 구성 및 적응될 수 있다. 예컨대, 이송들은, 프로세스 챔버들 사이에서, 또는 프로세스 챔버들과 하나 이상의 로드 록 챔버들 사이에서 이루어질 수 있다. 슬릿 밸브(slit valve)들이 각각의 개별 챔버 내로의 입구들에 위치될 수 있다. 시스템 스루풋을 개선하기 위해서는 이러한 챔버들 사이에서의 기판들의 효율적이고 정확한 운반이 요구된다.

[005] 특히, 증가된 기능성을 제공하는, 시스템들, 장치, 및 방법들에 대한 임의의 개선이 환영받는다.

[006] 제1 실시예에서, 로봇이 제공된다. 로봇은, 숄더(shoulder) 축을 중심으로 회전가능한 제1 상부 암; 제1 상부 암으로부터 수직으로 이격되고 그리고 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제2 상부 암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋(offset)된 포지션에서 제2 축을 중심으로 제1 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 포어암(forearm); 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제3 축을 중심으로 제2 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 포어암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제2 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제4 축을 중심으로 제1 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 리스트 부재(wrist member); 및 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제3 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제5 축을 중심으로 제2 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 리스트 부재를 포함한다.

[007] 다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스 프로세싱 시스템이 제공된다. 전자 디바이스 프로세싱 시스템은, 이송 챔버; 및 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되고, 이송 챔버에 커플링되는 프로세스 챔버들로 그리고 프로세스 챔버들로부터 기판들을 운반하도록 적응되는 로봇을 포함하며, 로봇은, 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제1 상부 암; 제1 상부 암으로부터 수직으로 이격되고 그리고 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제2 상부 암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제2 축을 중심으로 제1 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 포어암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제3 축을 중심으로 제2 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 포어암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제2 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제4 축을 중심으로 제1 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 리스트 부재; 및 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제3 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제5 축을 중심으로 제2 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 리스트 부재를 포함한다.

[008] 또 다른 실시예에서, 전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판들을 운반하는 방법이 제공된다. 기판들을 운반하는 방법은, 로봇을 제공하는 단계 ― 로봇은, 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제1 상부 암; 제1 상부 암으로부터 수직으로 이격되고 그리고 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제2 상부 암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제2 축을 중심으로 제1 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 포어암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제3 축을 중심으로 제2 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 포어암; 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제2 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제4 축을 중심으로 제1 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 리스트 부재; 및 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제3 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제5 축을 중심으로 제2 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 리스트 부재를 포함함 ―, 제1 엔드 이펙터(end effector)가 제1 챔버 내로 반경방향으로 연장되도록 제1 상부 암을 독립적으로 회전시키는 단계, 및 제2 엔드 이펙터가 제2 챔버 내로 반경방향으로 연장되도록 제2 상부 암을 독립적으로 회전시키는 단계를 포함한다.

[009] 본 개시내용의 이들 및 다른 실시예들에 따라 다수의 다른 특징들이 제공된다. 본 개시내용의 실시예들의 다른 특징들 및 양상들은, 다음의 상세한 설명, 첨부된 도면들, 및 청구항들로부터 더 완전히 명백해질 것이다.

[0010] 도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른 듀얼(dual) 로봇을 포함하는 전자 디바이스 프로세싱 시스템의 평면도를 예시한다.
[0011] 도 2a는 하나 이상의 실시예들에 따른 듀얼 로봇의 등각도를 예시한다.
[0012] 도 2b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 듀얼 로봇의 수축(retract)된 배향 및 리스트 부재들의 구성을 예시하기 위해 제2 상부 암이 제거된 듀얼 로봇의 평면도를 예시한다.
[0013] 도 2c는 하나 이상의 실시예들에 따른 듀얼 로봇의 배면도를 예시한다.
[0014] 도 2d는 하나 이상의 실시예들에 따른 듀얼 로봇의 측면도를 예시한다.
[0015] 도 2e는 하나 이상의 실시예들에 따른 구동 컴포넌트들을 도시하는 듀얼 로봇의 측단면도를 예시한다.
[0016] 도 2f는 하나 이상의 실시예들에 따른 포어암 구동 컴포넌트들을 도시하는 듀얼 로봇의 평면도를 예시한다.
[0017] 도 2g는 하나 이상의 실시예들에 따른, Z-축 능력을 포함하는 모터 어셈블리의 부분 측단면도를 예시한다.
[0018] 도 3a 내지 도 3d는 하나 이상의 실시예들에 따른, 다양한 구성들로 도시된 2개의 듀얼 로봇들을 포함하는 전자 디바이스 프로세싱 시스템의 평면도를 예시한다.
[0019] 도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른, 전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판들을 운반하는 방법을 도시하는 흐름도를 예시한다.

[0020] 위에 논의된 바와 같이, 전자 디바이스 제조 프로세싱에서, 다양한 위치들 사이(예컨대, 챔버들 사이)에서의 기판들의 정확하고 신속한 운반을 제공하는 것이 바람직하다. 프로세싱 속도를 개선하기 위해, 듀얼-블레이드형(dual-bladed) 로봇들(즉, 블레이드-오버-블레이드(blade-over-blade) 구성을 갖는 로봇들)이 사용되었으며, 여기서, 챔버에서의 기판 교환들은 신속하게 그리고 회전 이동을 하지 않으면서 발생할 수 있다. 특히, 피킹(pick)이 듀얼-블레이드형 로봇의 하나의 엔드 이펙터에 의해 달성되고, 배치는 나머지 하나의 엔드 이펙터에 의해 달성된다.

[0021] 기존의 SCARA(selective compliance assembly robot arm) 로봇들, 이를테면, 미국 특허 제9,147,590호에서 발견된 듀얼 SCARA 로봇은, 수용가능한 레벨의 스루풋 및 정확도를 제공하지만, 특정 위치들에서의 엘보우 조인트(elbow joint)들 간의 간섭 없이는 독립적으로 회전될 수 없다. 따라서, 그들의 기능성 및 모션의 범위가 다소 제한되며, 특정 교환 기동(maneuver)들을 위해 필요한 것보다 더 긴 이동들이 이루어져야 할 수 있다.

[0022] 본 개시내용의 실시예들은, 로봇 암 어셈블리들(상부 암, 포어암, 및 리스트를 포함함) 각각이 임의의 간섭 없이 회전될 수 있는 구성을 포함하는 듀얼-블레이드 로봇들을 제공한다. 특히, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제1 및 제2 상부 암들을 포함하는 로봇이 제공되며, 여기서, 제2 상부 암은 제1 상부 암으로부터 이격(예컨대, 수직으로 이격)된다. 다른 로봇 컴포넌트들(제1 및 제2 포어암들, 제1 및 제2 리스트 부재들, 및 제1 및 제2 엔드 이펙터들)은 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 이격되어 수용된다. 제1 및 제2 상부 암들 및 제1 및 제2 포어암들 각각은 개별적으로 그리고 독립적으로 제어될 수 있다.

[0023] 이러한 고 기능성 구성은, 로봇이, 가장 작은 회전 이동으로 임의의 위치로 신속하게 이동할 수 있게 한다. 따라서, 효율 및 스루풋이 향상될 수 있다.

[0024] 예시적인 실시예들에 따른, 로봇, 로봇을 포함하는 전자 디바이스 프로세싱 시스템, 및 로봇을 동작시키는 방법들의 다양한 양상들의 추가적인 세부사항들은 도 2a 내지 도 5를 참조하여 본원에 설명된다.

[0025] 이제 도 1을 참조하면, 전자 디바이스 프로세싱 시스템(100)의 예시적인 제1 실시예가 개시된다. 전자 디바이스 프로세싱 시스템(100)은 유용하고, 다양한 챔버들로 그리고 그들로부터, 이를테면, 예컨대 프로세스 챔버들(174) 안팎으로 그리고/또는 로드 록 챔버들(176) 안팎으로 기판들(예컨대, 기판들(122, 124))을 이송하도록 구성 및 적응될 수 있다. 그러나, 로봇(117)은, 위치들 사이에서의 물품들의 신속한 이동이 바람직한 다른 환경들에서 유용할 수 있다.

[0026] 일 양상에서, 전자 디바이스 프로세싱 시스템(100)이 제공된다. 전자 디바이스 프로세싱 시스템(100)은, 이송 챔버(178), 및 이송 챔버(178) 내에 적어도 부분적으로 수용되는 로봇(117)을 포함할 수 있으며, 여기서, 로봇(117)은, 프로세스 챔버들(174) 및 로드 록 챔버들(176)로 그리고 그들로부터 기판들(122, 124)을 운반하도록 적응된다. 로봇(117)은 본원에 설명된 바와 같이 구성된다.

[0027] 전자 디바이스 프로세싱 시스템(100)은, 이송 챔버(178)를 포함하는 메인프레임 하우징(180)을 포함한다. 이송 챔버(178)는, 최상부, 최하부, 및 측벽들을 포함할 수 있으며, 일부 실시예들에서는, 예컨대, 진공으로 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 최상부(예컨대, 덮개(lid))는 제거되어 있다. 기판들(122, 124)의 피킹 또는 배치를 위한 목적지 위치들은, 프로세스 챔버들(174) 중 임의의 2개 또는 로드 록 챔버들(176) 중 임의의 2개일 수 있다.

[0028] 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇(117)은, 로드 록 챔버들(176)에 기판들(122, 124)을 일제히 배치하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 로봇(117)은 제1 엔드 이펙터(118)로 프로세스 챔버(174)를 서비스할 수 있는 한편, 제2 엔드 이펙터(120)는 로드 록 챔버(176)를 서비스할 수 있으며, 그 반대가 또한 가능하다. 유사하게, 제1 엔드 이펙터(118) 및 제2 엔드 이펙터(120) 각각은 프로세스 챔버들(174) 중 임의의 2개의 프로세스 챔버들을 한 번에 서비스할 수 있다. 프로세스 챔버들(174)은, 증착, 산화, 질화, 에칭, 연마, 세정, 리소그래피, 계측 등과 같은 임의의 수의 프로세스들을 기판들(122, 124) 및 다른 기판들에 대해 수행하도록 적응될 수 있다. 다른 프로세스들이 수행될 수 있다.

[0029] 로드 록 챔버들(176)은 팩토리(factory) 인터페이스(182), 또는 팩토리 인터페이스(182)의 하나 이상의 로드 포트들에 도킹(dock)된 하나 이상의 기판 캐리어들(183)(예컨대, FOUP(Front Opening Unified Pod)들)로부터 기판들을 수용할 수 있는 다른 시스템 컴포넌트와 인터페이싱(interface)하도록 적응될 수 있다. 로드/언로드 로봇(184)(점선 박스로 도시됨)이 사용되어 기판 캐리어들(183)과 로드 록 챔버들(176) 사이에서 다양한 기판들을 이송할 수 있다. 로봇(117)의 다양한 암들 사이의 간섭이 완전히 없기 때문에, 프로세스 챔버들과 로드 록 챔버들 사이에서의 이동들은 최소 회전량으로 이루어질 수 있다. 더욱이, 원한다면, 이동들은, 제1 엔드 이펙터(118) 및 제2 엔드 이펙터들(120) 각각에 의해, 기판(124)이 기판(122)의 최상부 바로 위에 결코 놓이지 않도록 이루어질 수 있으며, 그에 따라, 임의의 입자들이 기판(124)으로부터 떨어져 기판(122) 상에 놓이게 될 수 있는 위험성이 감소된다. 제1 엔드 이펙터(118) 및 제2 엔드 이펙터(120)는, 종래 기술의 듀얼-블레이드형 SCARA 로봇과 마찬가지로 또한, 하나가 다른 하나 위에 있게 일제히 연장 및 수축되도록 동작가능할 수 있다. 따라서, 개개의 제1 엔드 이펙터(118) 및 제2 엔드 이펙터(120) 각각은, 다른 하나가 위치되는 곳에 의존하지 않는 상호 배타적인 작업 엔벨로프(work envelope)를 갖는다는 것이 인지되어야 한다.

[0030] 도 1의 도시된 실시예에서, 로봇(117)은, 이송 챔버(178)에서 동작가능한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 로봇(117)의 이러한 실시예는 유리하게는, 예컨대, 로봇(117)이 로드 포트들과 로드 록 챔버들(176) 사이에서 기판들을 운반할 수 있는 팩토리 인터페이스(182)에서와 같은 전자 디바이스 제조의 다른 영역들에서 사용될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 본원에 설명된 로봇(117)은 또한 다른 운반 용도들에 사용가능하다.

[0031] 이제 도 2a 내지 도 2g를 참조하면, 로봇(117)은, 메인프레임 하우징(180)(도 1)의 벽(예컨대, 바닥)에 부착 및 고정되도록 적응되는 플랜지(flange) 또는 다른 부착 피쳐(feature)들을 포함할 수 있는 베이스(201)를 포함할 수 있다. 로봇(117)은 제1 상부 암(202) 및 제2 상부 암(204)을 포함하며, 이들 각각은, 도시된 실시예에서, 실질적으로 강성 캔틸레버 빔(rigid cantilever beam)들이다. 제1 상부 암(202)은, 시계방향 또는 반시계방향의 회전 방향으로 베이스(201)에 대해 숄더 축(203)을 중심으로 독립적으로 회전되도록 구성 및 적응된다. 마찬가지로, 제2 상부 암(204)은, 시계방향 또는 반시계방향의 회전 방향 둘 모두로 베이스(201)에 대해 숄더 축(203)을 중심으로 독립적으로 회전되도록 구성 및 적응된다. 제1 상부 암(202) 및 제2 상부 암(204)의 회전은 숄더 축(203)을 중심으로 +/- 360 도 또는 그 초과일 수 있고, 제어기(130)에 의해 명령받는 모터(226)에 의해 달성될 수 있다. 제2 상부 암(204)은 제1 상부 암(202)으로부터 수직으로 이격된다.

[0032] 도시된 실시예에서, 숄더 축(203)은 고정식이다. 로봇(117)의 이러한 실시예는 Z-축 능력을 포함하지 않으며, 기판 교환을 달성하기 위해서는, 다양한 프로세스 챔버들(174) 및 로드 록 챔버들(176)(도 1)에서 리프트 핀(lift pin)들, 이동 플랫폼들 등과 함께 사용되어야 한다. 그러나, 다른 실시예들은, 본원에 추가로 설명되는 바와 같이 Z-축 능력을 포함할 수 있다.

[0033] 제1 포어암(206)은, (예컨대, 제1 상부 암(202)의 선외(outboard) 단부에서) 숄더 축(203)으로부터 이격된 제1 포지션에 장착되고 회전식으로(rotationally) 커플링된다. 제1 포어암(206)은, 제1 포지션에 위치된 제2 축(205)을 중심으로 제1 상부 암(202)에 대해 X-Y 평면에서 회전되도록 구성 및 적응된다. 제1 포어암(206)은, 제1 포어암 구동 어셈블리(도 2f)에 의해 제1 상부 암(202)에 대해 X-Y 평면에서 독립적으로 회전가능하다. 제1 포어암(206)은, 제1 상부 암(202)과 제2 상부 암(204) 사이에 수직으로 위치된다.

[0034] 제2 포어암(208)은, (예컨대, 제2 상부 암(204)의 선외 단부에서) 숄더 축(203)으로부터 이격된 포지션에 장착되고 회전식으로 커플링된다. 제2 포어암(208)은, 이격된 포지션에 위치된 제3 축(207)을 중심으로 제2 상부 암(204)에 대해 X-Y 평면에서 회전되도록 구성 및 적응된다. 제2 포어암(208)은, 제2 포어암 구동 어셈블리에 의해 제2 상부 암(204)에 대해 X-Y 평면에서 회전가능하다. 제2 포어암(208)은, 제1 상부 암(202)과 제2 상부 암(204) 사이에 수직으로 위치된다.

[0035] 특히, 제1 포어암(206) 및 제2 포어암(208)은 각각 제2 축(205) 및 제3 축(207)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향의 회전 방향 중 어느 하나로 회전되도록 구성 및 적응된다. 회전은 약 +/- 140 도일 수 있다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 포어암(206) 및 제2 포어암(208)은 제1 상부 암(202)과 제2 상부 암(204) 사이의 상이한 수직 위치들에 위치되고, 제1 및 제2 상부 암들(202, 204)의 회전을 통해 독립적으로 회전될 때 서로 간섭하지 않는다.

[0036] 제1 리스트 부재(210)는, 제2 축(205)으로부터 이격된(예컨대, 오프셋된) 포지션에 위치된다(예컨대, 제1 포어암(206)의 선외 단부에 회전식으로 커플링됨). 제1 리스트 부재(210)는, 이를테면 베이스(201)에 대해, X-Y 평면에서 병진이동(translation)하도록 구성 및 적응된다. 특히, 개개의 구동 시스템 및 제어는, 피킹 및 배치 동작들이 수행될 수 있도록, Y 방향을 따른 순수한 병진이동을 가능하게 한다.

[0037] 제1 리스트 부재(210)는 제1 엔드 이펙터(118)에 커플링될 수 있다. 커플링은, 도 2b에 도시된 체결구(fastener)들(215)과 동일한 체결구들에 의해 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 리스트 부재(210)와 제1 엔드 이펙터(118) 및 제2 리스트 부재(212)와 제2 엔드 이펙터(120)는 서로 일체로(즉, 동일 재료 피스로) 만들어짐으로써 커플링될 수 있다. 제1 리스트 부재(210)는, 제1 포어암(206)에 대해 제4 축(209)을 중심으로 상대적으로 회전하도록 구성 및 적응된다. 제1 엔드 이펙터(118)는, 피킹 및/또는 배치 동작들 동안 기판들(122)을 전달 및 운반하도록 적응되게 구성될 수 있다.

[0038] 제1 리스트 부재(210)의 회전 및 그에 따른 제1 엔드 이펙터(118)의 회전은 제1 리스트 부재 구동 어셈블리에 의해 부여될 수 있다. 제1 리스트 부재(210)는, 제1 리스트 부재 구동 어셈블리에 의해 제4 축(209)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향의 회전 방향 중 어느 하나로 제1 포어암(206)에 대해 회전하도록 구성 및 적응된다. 회전은 약 +/- 70 도일 수 있다. 특히, 제1 포어암(206)과 제1 상부 암(202) 사이의 상대적인 회전은, 제1 리스트 부재(210), 커플링된 제1 엔드 이펙터(118), 및 지지된 기판(122)으로 하여금 Y 방향으로 병진이동하게 한다(도 2a 참조). 그러한 병진이동은, 예컨대, 도 3d에 도시된 바와 같이 프로세스 챔버(174) 내로 이루어질 수 있다.

[0039] 제2 리스트 부재(212)는, 제3 축(207)으로부터 이격된(예컨대, 오프셋된) 포지션에 위치된다(예컨대, 제2 포어암(208)의 선외 단부에 회전식으로 커플링됨). 제2 리스트 부재(212)는, 이를테면 베이스(201)에 대해, X-Y 평면에서 병진이동하도록 구성 및 적응된다. 특히, 개개의 구동 시스템 및 제어는, 피킹 및 배치 동작들이 수행될 수 있도록, Y 방향을 따른 순수한 병진이동을 가능하게 한다.

[0040] 제2 리스트 부재(212)의 병진이동 및 그에 따른 제2 엔드 이펙터(120) 및 지지된 기판(124)의 병진이동은 제2 리스트 부재 구동 어셈블리에 의해 부여될 수 있다. 제2 리스트 부재(212)는, 제2 리스트 부재 구동 어셈블리에 의해 제5 축(211)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향의 회전 방향 중 어느 하나로 제2 포어암(208)에 대해 회전하도록 구성 및 적응된다. 회전은 약 +/- 70 도일 수 있다. 특히, 제2 포어암(208)과 제2 상부 암(204) 사이의 상대적인 회전은, 제2 리스트 부재(212) 및 커플링된 제2 엔드 이펙터(120)뿐만 아니라 지지된 기판(124)으로 하여금 Y 방향으로 병진이동하게 한다. 그러한 병진이동은, 예컨대, 도 3d에 도시된 바와 같이 프로세스 챔버(174) 내로 이루어질 수 있다.

[0041] 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 포어암(206), 제2 포어암(208), 제1 리스트 부재(210), 및 제2 리스트 부재(212)는 모두 제1 상부 암(202) 및 제2 상부 암(204)의 수직 위치들 사이에 수직으로 수용된다. 또한, 제1 상부 암(202), 제1 포어암(206), 및 제1 리스트 부재(210)는 모두, 제2 상부 암(204), 제2 포어암(208), 및 제2 리스트 부재(212)의 위치들 아래에 배열됨으로써, 모든 회전 조건들에 대한 간섭이 피해진다. 로봇(117)은, 도 2a 내지 도 2d에서, 접혀진, 완전히-수축된 포지션으로 도시된다. 본원에서 나중에 설명될 바와 같이, 제2 상부 암(204)에 커플링되는 제2 샤프트(shaft)(240)는, 제1 상부 암(202)과 제2 상부 암(204) 사이에서 수직으로 연장되고 그리고 제1 및 제2 리스트 부재들(210, 212)의 측부들 옆을 지나간다.

[0042] 하나 이상의 실시예들에서, 제1 상부 암(202) 및 제1 포어암(206)은, 중심간(center-to center)에 측정된, 즉, 제1 상부 암(202)의 길이의 경우 숄더 축(203)과 제2 축(205) 사이에서 수평으로 그리고 제1 포어암(206)의 길이의 경우 제2 축(205)과 제4 축(209) 사이에서 측정된 동일하지 않은 길이들을 가질 수 있다. 제2 상부 암(204) 및 제2 포어암(208)이 또한 동일하지 않은 중심간 길이들을 가질 수 있다. 제2 상부 암(204)의 중심간 길이는 숄더 축(203)과 제3 축(207) 사이에서 측정될 수 있고, 제2 포어암(208)의 길이의 경우 제3 축(207)과 제5 축(211) 사이에서 측정될 수 있다.

[0043] 예컨대, 제1 상부 암(202) 및 제2 상부 암(204)의 중심간 길이들은 각각, 제1 포어암(206)과 제2 포어암(208)의 중심간 길이들보다 약 110 % 내지 200 % 더 클 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 제1 및 제2 상부 암들(202, 204)의 길이들은 약 200 mm 내지 약 380 mm일 수 있다. 제1 및 제2 포어암들(206, 208)의 길이들은 약 100 mm 내지 약 345 mm일 수 있다.

[0044] 모터 어셈블리(226) 및 다양한 구동 어셈블리들의 세부사항들이 도 2e 및 도 2f를 참조하여 이제 설명될 것이다. 숄더 축(203)을 중심으로 한 X-Y 평면에서의 제1 상부 암(202)의 회전은 제1 상부 암 구동 어셈블리에 의해 제공될 수 있다. 제1 상부 암 구동 어셈블리는, 제1 상부 암(202)의 최하부에 커플링된 제1 샤프트(229)를 회전시키도록 구성되는 제1 모터(228)를 포함한다. 제1 모터(228)는 스텝퍼(stepper) 모터, 가변 자기저항(reluctance) 모터, 영구 자석 전기 모터 등일 수 있다. 다른 타입들의 모터들이 사용될 수 있다. 제1 상부 암(202)의 회전은, 제어기(130)로부터 제1 모터(228)에 제공되는 적절한 커맨드들에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 제어기(130)는, 개개의 구동 모터들 각각에 포지션 커맨드들을 제공할 수 있고, 와이어링 하니스(wiring harness)(231)를 통해 적절한 포지션 인코더들로부터 포지션 피드백 정보를 수신할 수 있다. 제1 상부 암(202)은 +/- 360 도 또는 그 초과로 자유롭게 회전될 수 있다.

[0045] 제1 모터(228)는, 예컨대, 베이스(201)에 커플링될 수 있는 모터 하우징(232)에 수용될 수 있다. 베이스(201)는 메인프레임 하우징(180)의 바닥에 커플링될 수 있다. 제1 상부 암(202)의 정확한 회전 포지션을 결정하기 위해 임의의 적절한 타입의 피드백 디바이스가 제공될 수 있다. 예컨대, 제1 인코더(236)는 제1 샤프트(229)에 커플링될 수 있다. 제1 인코더(236)는 로터리 인코더(rotary encoder)일 수 있고, 자기 타입, 광학 타입, 또는 다른 타입의 인코더일 수 있다. 일부 실시예들에서, 모터 하우징(232) 및 베이스(201)는 서로 일체로 만들어질 수 있다. 다른 실시예들에서, 베이스(201)는 메인프레임 하우징(180)과 일체로 만들어질 수 있다.

[0046] 마찬가지로, 숄더 축(203)을 중심으로 한 X-Y 평면에서의 제2 상부 암(204)의 독립적인 회전은 제2 상부 암 구동 어셈블리에 의해 제공될 수 있다. 제2 상부 암 구동 어셈블리는 제2 샤프트(240)를 회전시키는 제2 모터(238)를 포함할 수 있으며, 여기서, 제2 샤프트는, 도시된 바와 같이, 제2 상부 암(204)에(이를테면, 제2 상부 암(204)의 상부 부분에서) 강성으로(rigidly) 커플링된다. 제2 모터(238)는 스텝퍼 모터, 가변 자기저항 모터, 영구 자석 전기 모터 등일 수 있다. 다른 타입들의 모터들이 사용될 수 있다. 제2 상부 암(204)의 회전은, 제어기(130)로부터 제2 모터(238)에 제공되는 적절한 커맨드들에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 제어기(130)는 또한, 와이어링 하니스(231)를 통해 제2 인코더(242)로부터 포지션 피드백 정보를 수신할 수 있다. 제1 상부 암(202) 및 제2 상부 암(204)의 회전은, 도 2a에 도시된 완전히 수축된 포지션으로부터 최대 약 +140 도일 수 있다.

[0047] 제2 축(205)을 중심으로 한 X-Y 평면에서의 제1 포어암(206)의 회전은, 임의의 적절한 운동 부재에 의해, 이를테면, 제3 샤프트(245)를 회전시키는 제3 모터(244)의 동작에 의해 제공될 수 있다. 제3 모터(244)는 위에 논의된 것과 동일할 수 있다. 제1 포어암(206)의 회전은, 제어기(130)로부터 제3 모터(244)에 제공되는 적절한 커맨드들에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 제어기(130)는 또한, 와이어링 하니스(231)를 통해, 제3 샤프트(245)에 커플링된 제3 인코더(246)로부터 포지션 피드백 정보를 수신할 수 있다.

[0048] 제1 포어암 구동 어셈블리는, 제1 포어암(206)을 회전식으로 구동하기 위한 임의의 적절한 구조를 포함할 수 있다. 제1 포어암 구동 어셈블리는, 예컨대, 제3 샤프트(245)에 커플링되고 제3 샤프트(245)를 구동시킬 수 있는 제3 모터(244)의 로터(rotor)를 포함할 수 있다. 제1 포어암 구동 어셈블리는, 제1 포어암 구동 부재(247), 제1 포어암 피구동 부재(248), 및 제1 포어암 트랜스미션(transmission) 엘리먼트(249)를 더 포함할 수 있다. 제1 포어암 구동 부재(247)는 제3 샤프트(245)에 커플링될 수 있는 반면, 제1 포어암 피구동 부재(248)는 제1 포어암(206)의 바디(body)로부터 연장되는 원통형 파일럿(pilot)일 수 있다. 예컨대, 도시된 실시예에서, 제1 포어암 구동 부재(247)는, 도시된 바와 같이, 제3 샤프트(245)에 커플링되거나 그와 일체인 원통형 풀리(pulley)일 수 있거나, 단순하게는, 제3 샤프트(245)의 원통형 단부일 수 있다. 제1 포어암 트랜스미션 엘리먼트(249)는, 제1 포어암 구동 부재(247)와 제1 포어암 피구동 부재(248)를 연결한다. 제1 포어암 트랜스미션 엘리먼트(249)는, 하나 이상의 벨트들 또는 스트랩들, 이를테면, 2개의 대향하게-감긴 단속적(discontinuous) 금속 스트랩들일 수 있으며, 여기서, 각각의 스트랩은, 제1 포어암 구동 부재(247) 및 제1 포어암 피구동 부재(248)에 그들의 단부들에서 강성으로 커플링된다(예컨대, 피닝됨(pinned)).

[0049] 도시된 실시예에서, 제1 리스트 부재 구동 어셈블리는, 제1 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트(254)에 의해 연결되는, 제1 리스트 부재 구동 부재(250)(도 2f에 가장 잘 도시된 바와 같이, 캠 표면(cam surface)(250S)을 포함함) 및 제1 리스트 부재 피구동 부재(252)를 포함한다. 제1 리스트 부재 구동 부재(250)는, 캠 표면(250S)을 포함하는 장방형(oblong) 풀리일 수 있다. 제1 리스트 부재 구동 부재(250)는, 제1 포어암 샤프트(255)에 의해 제1 상부 암(202)에(이를테면, 제1 상부 암(202)의 하부 단부에서) 강성으로 커플링될 수 있다. 다른 타입들의 강성 연결들이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 제1 리스트 부재 피구동 부재(252)는, 캠 표면(252S)을 포함하는 장방형 풀리일 수 있다.

[0050] 제1 리스트 부재 구동 부재(250) 및 제1 리스트 부재 피구동 부재(252)의 캠 표면들(250S, 252S)(도 2f)은, 제1 리스트 부재(210)의 회전 속도(rate of rotation)가 비선형적이도록 구성될 수 있다. 따라서, 제1 상부 암(202) 및 제1 포어암(206)의 길이들이 동일하지 않다 하더라도, 제1 리스트 부재(210) 및 커플링된 제1 엔드 이펙터(118)는 Y 방향으로의 순수한 병진이동으로 구동될 수 있다(도 2b 참조). 특히, 캠 표면들(250S, 252S) 및 그에 따른 회전 속도는, 제1 상부 암(202)의 중심간 길이(L1) 및 제1 포어암(206)의 중심간 길이(L2)에 관련된다. 최소 캠 반경(R1)과 최대 캠 반경(R2) 사이의 관계는, 제1 및 제2 상부 암들(202, 204) 및 제1 및 제2 포어암들의 길이들에 기반하여 그리고 회전 동안 일정한 벨트 길이가 제공될 수 있도록 선택될 수 있다. 제1 및 제2 엔드 이펙터들(118, 120)에 대한 궤적은, 일부 실시예들에서는 선형일 수 있고, 또는 선택적으로는 일부 실시예들에서, 선택된 캠 프로파일에 따라 스위핑(sweeping)할 수 있다. 캠 표면들(250S 및 252S)은, 최대 반경을 갖는 로브(lobe)들의 포지션들이 서로 90 도로 배향되도록 배향되어야 한다. 다른 로브 형상들이 사용될 수 있다. 로브 프로파일은, 일 실시예에서, 제1 엔드 이펙터(118)가 연장 및 수축 시에 항상 Y 축을 따라 선형 경로로 이동하도록 이루어진다. 제2 리스트 부재(212)를 구동하도록 구성되는 제2 리스트 부재 구동 어셈블리는 위에 설명된 제1 리스트 부재 구동 어셈블리와 동일하다.

[0051] 제1 리스트 부재 피구동 부재(252)는, 제1 리스트 부재(210)의 바디로부터 연장되는 파일럿에 커플링될 수 있다. 제1 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트(254)는 하나 이상의 벨트들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 벨트들은, 위에 설명된 바와 같이, 제1 리스트 부재 구동 부재(250) 및 제1 리스트 부재 피구동 부재(252) 둘레에 대향하게 감긴 단속적인 제1 및 제2 강철 벨트들일 수 있다.

[0052] 더 상세하게는, 제1 리스트 부재(210)는, 제1 부분이, 도 2b에 도시된 바와 같이 제4 축(209)으로부터 제4 샤프트(268)로 연장된 다음, 제1 엔드 이펙터(118)의 중심의 동작(256)(점선으로 도시됨)의 엔드 이펙터 라인이 동작(258)(또한 점선으로 도시됨)의 제4 축의 라인으로부터 오프셋되도록 제4 샤프트(268) 주위에서 우측으로 돌출되게 하도록 이루어진 오프셋을 포함한다. 동작(256)의 엔드 이펙터 라인과 동작(258)의 제4 축의 라인 사이의 오프셋 거리(260)는, 예컨대, 약 25 mm 내지 200 mm, 그리고 일부 실시예들에서, 약 125 mm일 수 있다. 제2 엔드 이펙터(120)가 도시된 것과 동일한 방식으로 오프셋되도록, 제4 샤프트(268) 주위에서 좌측으로 돌출된 유사한 오프셋이 제2 리스트 부재(212) 상에 제공될 수 있다.

[0053] 제2 포어암(208) 및 제2 리스트 부재(212)의 동작은 제1 포어암(206) 및 제1 리스트 부재(210)에 대해 앞서 설명된 것과 동일할 수 있다.

[0054] 제2 포어암 구동 어셈블리는, 도 2e에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 포어암 트랜스미션 엘리먼트(265)에 의해 연결되는, 제2 포어암 구동 부재(262) 및 제2 포어암 피구동 부재(264)를 포함한다. 제2 포어암 구동 부재(262)는, 예컨대, 제4 샤프트(268)에 강성으로 커플링되는 원통형 풀리일 수 있다. 제4 샤프트(268)는, 위에 논의된 것과 동일한 모터일 수 있는 제4 모터(269)에 의해 구동될 수 있다. 제4 인코더(271)는, 제4 샤프트(268)의 정확한 포지셔닝의 피드백을 제어기(130)에 제공할 수 있다. 제2 포어암 피구동 부재(264)는, 제2 포어암(208)의 바디로부터(이를테면, 제2 포어암(208)의 상부 단부에서) 상향으로 연장되는 파일럿일 수 있다. 제2 포어암 트랜스미션 엘리먼트(265)는 하나 이상의 벨트들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 벨트들은, 대향하는 방향들로 제2 포어암 구동 부재(262) 및 제2 포어암 피구동 부재(264) 둘레에 감긴 제1 및 제2 단속적 강철 벨트들일 수 있으며, 여기서, 각각의 벨트는 그들 개개의 단부들에서 제2 포어암 구동 부재(262) 및 제2 포어암 피구동 부재(264) 각각에 피닝된다. 제3 축(207)을 중심으로 한 제2 포어암(208)의 회전은 제2 포어암 구동 어셈블리의 동작에 의해 제공된다.

[0055] 도시된 실시예에서, 제2 리스트 부재 구동 어셈블리는, 도 2e 및 도 2f에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트(273)에 의해 연결되는, 제2 리스트 부재 구동 부재(270) 및 제2 리스트 부재 피구동 부재(272)를 포함한다. 제2 리스트 부재 구동 부재(270)는, 제2 포어암 샤프트(274)에 의해 제2 상부 암(204)에(이를테면, 제2 상부 암(204)의 상부 단부에서) 강성으로 커플링되는 캠일 수 있다. 다른 타입들의 강성 연결들이 사용될 수 있다. 제2 리스트 부재 피구동 부재(272)는, 제2 리스트 부재(212)의 바디로부터 상향으로 연장되는 파일럿에 커플링되는 캠일 수 있다. 제2 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트(273)는 하나 이상의 벨트들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 벨트들은, 위에 설명된 바와 같이, 제2 리스트 부재 구동 부재(270) 및 제2 리스트 부재 피구동 부재(272) 둘레에 대향하게 감긴 제1 및 제2 단속적 강철 벨트들일 수 있다.

[0056] 샤프트들(229, 240, 245, 및 268)과 제1 및 제2 포어암들(206, 208)과 제1 및 제2 리스트 부재들(210, 212)은, 적절한 회전 수용 베어링들에 의한 회전을 위해 지지될 수 있다. 임의의 적절한 베어링, 이를테면 볼 베어링들이 사용될 수 있다. 예컨대, 밀봉식 볼 베어링들이 사용될 수 있다.

[0057] 동작 시, 제2 엔드 이펙터(120)를 기판(124)의 피킹 또는 배치를 위한 원하는 목적지로 이동시키기 위해, 제2 상부 암(204) 및 제2 포어암(208)은 충분한 양으로 액추에이팅(actuate)되어 제2 리스트 부재(212)를 병진이동시킴으로써 챔버로부터 기판(124)을 피킹하거나 챔버에 기판(124)을 배치할 수 있다. 제2 리스트 부재(212)에 커플링된 제2 엔드 이펙터(120)가 기판(124)을 원하는 목적지 위치에 배치하기 위해 챔버(도 1) 내로 삽입될 때, 이동식 리프트 핀들이 상승하여 기판(124)과 접촉하고, 엔드 이펙터(120)가 수축될 수 있도록 엔드 이펙터(120)로부터 기판(124)을 리프팅할 수 있다.

[0058] 도 2g는, 제1 및 제2 상부 암들(202, 204)(제1 상부 암(202)만이 도시됨)의 (Z축을 따른) 수직 모션을 야기하도록 구성 및 적응되고 그리고 제1 및 제2 포어암들(206, 208)(도시되지 않음), 제1 및 제2 리스트 부재들(210, 212)(도시되지 않음), 및 제1 엔드 이펙터(118)와 제2 엔드 이펙터(120)(도시되지 않음)에 커플링되는 수직 구동 메커니즘(286) 및 수직 모터(285)를 더 포함할 수 있는 로봇(117A)의 일부분을 예시한다. 제1 및 제2 상부 암들(202, 204), 제1 및 제2 포어암들(206, 208), 제1 및 제2 리스트 부재들(210, 212), 및 제1 및 제2 엔드 이펙터들(118, 120)은 도 2a 내지 도 2g의 실시예에 설명된 것과 동일할 수 있다.

[0059] 수직 구동 메커니즘(286)은, 웜 구동부(worm drive), 리드 스크류(lead screw), 볼 스크류, 또는 랙 앤 피니언(rack and pinion) 메커니즘(수직 모터(285)에 의해 회전될 때, 모터 하우징(232A)으로 하여금 Z 방향을 따라 수직으로 병진이동하게 함)을 포함할 수 있다. 진공 배리어(287)(예컨대, 밀봉된 벨로우즈(bellows))는 수직 모션을 수용하는 데 사용될 수 있고, 또한, 로봇 암들을 하우징하는 챔버와 외부 하우징(288)의 내부(대기압으로 있을 수 있음) 사이의 진공 배리어로서 작용할 수 있다. 선형 베어링들, 부싱(bushing)들, 또는 다른 선형 모션-억제 수단과 같은 하나 이상의 병진이동-수용 디바이스들(289)이 사용되어, 외부 하우징(288)의 모션을 Z 방향을 따른 수직 모션만으로 억제할 수 있다. 도시된 실시예에서, 리드 스크류(290)는, 모터 하우징(232A)에 장착된 리드 너트(291)에 맞물릴 수 있다. 수직 모터(285)는, 수직 포지션 피드백 정보를 제어기(130)에 제공하기 위해 회전 피드백을 포함할 수 있다.

[0060] 도 3a 내지 도 3d는, 각각이 로봇(117)을 포함하는 다수의 메인프레임들을 포함하는 전자 디바이스 프로세싱 시스템들(300A-300D)을 예시한다. 로봇의 다양한 구성들은, 다양한 챔버들을 서비스함에 있어서의 극도의 유연성을 예시하기 위해 도시되어 있다. 예컨대, 도 3a는, 각각이 로드 록 챔버들 및 비아 통과 챔버(via pass through chamber)들을 각각 서비스하는 로봇들(117)을 예시한다. 도 3b 및 도 3c는, 로드 록 챔버들, 비아 챔버, 및 프로세스 챔버를 서비스하는 로봇들(117)을 예시한다. 도 3d는, 로드 록 챔버들 및 프로세스 챔버들을 서비스하는 로봇들(117)을 예시한다.

[0061] 실시예들에 따른, 전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판들을 운반하는 방법(400)이 도 4를 참조하여 제공 및 설명된다. 방법(400)은, 402에서, 로봇(예컨대, 로봇(117))을 제공하는 단계를 포함하며, 로봇은, 숄더 축(예컨대, 숄더 축(203))을 중심으로 회전가능한 제1 상부 암(예컨대, 제1 상부 암(202)); 제1 상부 암으로부터 수직으로 이격되고 그리고 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제2 상부 암(예컨대, 제2 상부 암(204)); 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제2 축(예컨대, 제2 축(205))을 중심으로 제1 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 포어암(예컨대, 제1 포어암(206)); 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제3 축(예컨대, 제3 축(207))을 중심으로 제2 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 포어암(예컨대, 제2 포어암(208)); 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제2 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제4 축(예컨대, 제4 축(209))을 중심으로 제1 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 리스트 부재(예컨대, 제1 리스트 부재(210)); 및 제1 상부 암과 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 제3 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제5 축(예컨대, 제5 축(211))을 중심으로 제2 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 리스트 부재(예컨대, 제2 리스트 부재(212))를 포함한다.

[0062] 방법(400)은, 404에서, 제1 엔드 이펙터(예컨대, 제1 엔드 이펙터(118))가 제1 챔버 내로 반경방향으로 연장되도록 제1 상부 암을 독립적으로 회전시키는 단계를, 그리고 추가로, 406에서, 제2 엔드 이펙터(예컨대, 제2 엔드 이펙터(120))가 제2 챔버 내로 반경방향으로 연장되도록 제2 상부 암을 독립적으로 회전시키는 단계를 포함한다.

[0063] 명백할 바와 같이, 본원에 설명된 바와 같은 로봇(117)을 사용하여, 기판들의 피킹 및 배치가 감소된 시간 내에 달성될 수 있으며, 그에 따라, 전체 툴 스루풋이 향상된다. 전술한 설명은 단지 예시적인 실시예들을 개시한다. 본 개시내용의 범위 내에 속하는 위에 개시된 장치, 시스템들, 및 방법들의 수정들은 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 본 개시내용의 예시적인 실시예들과 관련하여 제공되었지만, 다른 실시예들이 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 범위 내에 속할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

로봇으로서,
숄더(shoulder) 축을 중심으로 회전가능한 제1 상부 암(arm);
상기 제1 상부 암으로부터 수직으로 이격되고 그리고 상기 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제2 상부 암;
상기 제1 상부 암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 숄더 축으로부터 오프셋(offset)된 포지션에서 제2 축을 중심으로 상기 제1 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 포어암(forearm);
상기 제2 상부 암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제3 축을 중심으로 상기 제2 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 포어암;
상기 제1 포어암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 제2 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제4 축을 중심으로 상기 제1 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 리스트 부재(wrist member);
상기 제2 포어암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 제3 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제5 축을 중심으로 상기 제2 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 리스트 부재;
상기 제1 상부 암 및 제1 리스트 부재 구동 부재에 강성으로(rigidly) 커플링되는 제1 포어암 샤프트;
상기 제1 리스트 부재에 커플링되는 제1 리스트 부재 피구동 부재 ― 상기 제1 리스트 부재 구동 부재는 제1 캠 표면를 포함하고 상기 제1 리스트 부재 피구동 부재는 제 2 캠 표면을 포함함 ―; 및
상기 제1 캠 표면과 상기 제2 캠 표면 사이에 커플링된 제1 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트 ― 상기 제1 및 제2 캠 표면들은 상기 제1 포어암에 대해 상기 제1 리스트 부재의 비선형적인 회전 속도(rate of rotation)를 가능하게 함 ―;를 포함하는,
로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 리스트 부재에 커플링되는 제1 엔드 이펙터(end effector) 및 상기 제2 리스트 부재에 커플링되는 제2 엔드 이펙터를 포함하는,
로봇.
제1항에 있어서,
제1 모터를 포함하는 제1 상부 암 구동 어셈블리를 더 포함하며,
제1 샤프트(shaft)가 상기 제1 모터 및 상기 제1 상부 암에 커플링되어 상기 제1 상부 암의 독립적인 회전을 야기하도록 적응되는,
로봇.
제1항에 있어서,
제2 모터 및 상기 제2 상부 암에 커플링되는 제2 샤프트를 포함하는 제2 상부 암 구동 어셈블리를 더 포함하며,
상기 제2 샤프트는 상기 제1 리스트 부재 및 상기 제2 리스트 부재의 측부를 따라 지나가고, 상기 제2 상부 암의 독립적인 회전을 야기하도록 적응되는,
로봇.
제1항에 있어서,
제1 포어암 구동 어셈블리를 더 포함하며,
상기 제1 포어암 구동 어셈블리는,
제3 모터;
상기 제3 모터 및 제1 포어암 구동 부재에 커플링되는 제3 샤프트;
상기 제1 포어암에 커플링되는 제1 포어암 피구동 부재; 및
상기 제1 포어암 구동 부재와 상기 제1 포어암 피구동 부재 사이에 커플링되는 제1 포어암 트랜스미션(transmission) 엘리먼트
를 포함하는,
로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 리스트 부재 구동 부재는 제1 장방형(oblong) 풀리를 포함하고 상기 제1 리스트 부재 피구동 부재는 제2 장방형 풀리를 포함하며, 상기 제1 장방형 풀리의 제1 최대 반경은 상기 제2 장방형 풀리의 제2 최대 반경에 수직인,
로봇.
제1항에 있어서,
제2 포어암 구동 어셈블리를 더 포함하며,
상기 제2 포어암 구동 어셈블리는,
제4 모터;
상기 제4 모터 및 제2 포어암 구동 부재에 커플링된 제4 샤프트;
상기 제2 포어암에 커플링된 제2 포어암 피구동 부재; 및
상기 제2 포어암 구동 부재와 상기 제2 포어암 피구동 부재 사이에 커플링되는 제2 포어암 트랜스미션 엘리먼트;를 포함하는,
로봇.
제1항에 있어서,
제2 리스트 부재 구동 어셈블리를 더 포함하며,
상기 제2 리스트 부재 구동 어셈블리는,
상기 제2 상부 암 및 제2 리스트 부재 구동 부재에 강성으로 커플링되는 제2 포어암 샤프트;
상기 제2 리스트 부재에 커플링되는 제2 리스트 부재 피구동 부재; 및
상기 제2 리스트 부재 구동 부재와 상기 제2 리스트 부재 피구동 부재 사이에 커플링되는 제2 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트
를 포함하는,
로봇.
제8항에 있어서,
상기 제2 리스트 부재 구동 부재는 제3 캠 표면을 포함하고, 상기 제2 리스트 부재 피구동 부재는 제4 캠 표면을 포함하고,
상기 제3 및 제4 캠 표면은 상기 제2 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트에 의해 결합되며 상기 제2 포어암에 대해 상기 제2 리스트 부재의 비선형적인 회전 속도를 가능하게 하는,
로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 포어암 및 상기 제1 리스트 부재는 상기 제2 포어암 및 상기 제2 리스트 부재 아래에 포지셔닝되는,
로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 포어암은 상기 제1 상부 암과 상이한 중심간(center-to-center) 길이를 포함하고, 상기 제2 포어암은 상기 제2 상부 암과 상이한 중심간 길이를 포함하는,
로봇.
전자 디바이스 프로세싱 시스템으로서,
이송 챔버; 및
상기 이송 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 이송 챔버에 커플링되는 프로세스 챔버들로 그리고 상기 프로세스 챔버들로부터 기판들을 운반하도록 적응되는 로봇을 포함하며,
상기 로봇은,
숄더 축을 중심으로 회전가능한 제1 상부 암;
상기 제1 상부 암으로부터 수직으로 이격되고 그리고 상기 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제2 상부 암;
상기 제1 상부 암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제2 축을 중심으로 상기 제1 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 포어암;
상기 제2 상부 암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제3 축을 중심으로 상기 제2 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 포어암;
상기 제1 포어암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 제2 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제4 축을 중심으로 상기 제1 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 리스트 부재;
상기 제2 포어암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 제3 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제5 축을 중심으로 상기 제2 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 리스트 부재;
상기 제1 상부 암 및 제1 리스트 부재 구동 부재에 강성으로 커플링되는 제1 포어암 샤프트;
상기 제1 리스트 부재에 커플링되는 제1 리스트 부재 피구동 부재 ― 상기 제1 리스트 부재 구동 부재는 제1 캠 표면를 포함하고 상기 제1 리스트 부재 피구동 부재는 제 2 캠 표면을 포함함 ―; 및
상기 제1 캠 표면과 상기 제2 캠 표면 사이에 커플링된 제1 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트 ― 상기 제 1 및 제2 캠 표면들은 상기 제1 포어암에 대해 상기 제1 리스트 부재의 비선형적인 회전 속도를 가능하게 함 ―;를 포함하는,
전자 디바이스 프로세싱 시스템.
전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판들을 운반하는 방법으로서,
로봇을 제공하는 단계 ― 상기 로봇은, 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제1 상부 암, 상기 제1 상부 암으로부터 수직으로 이격되고 그리고 상기 숄더 축을 중심으로 회전가능한 제2 상부 암, 상기 제1 상부 암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제2 축을 중심으로 상기 제1 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 포어암, 상기 제2 상부 암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 숄더 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제3 축을 중심으로 상기 제2 상부 암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 포어암, 상기 제1 포어암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 제2 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제4 축을 중심으로 상기 제1 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제1 리스트 부재, 상기 제2 포어암에 커플링되며 상기 제1 상부 암과 상기 제2 상부 암 사이에 수직으로 위치되고 그리고 상기 제3 축으로부터 오프셋된 포지션에서 제5 축을 중심으로 상기 제2 포어암에 대해 회전하도록 적응되는 제2 리스트 부재, 상기 제1 상부 암 및 제1 리스트 부재 구동 부재에 강성으로(rigidly) 커플링되는 제1 포어암 샤프트, 상기 제1 리스트 부재에 커플링되는 제1 리스트 부재 피구동 부재로서, 상기 제1 리스트 부재 구동 부재가 제1 캠 표면를 포함하고 상기 제1 리스트 부재 피구동 부재가 제 2 캠 표면을 포함하는, 제1 리스트 부재 피구동 부재, 및 상기 제1 캠 표면과 상기 제2 캠 표면 사이에 커플링된 제1 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트로서, 상기 제1 및 제2 캠 표면들이 상기 제1 포어암에 대해 상기 제1 리스트 부재의 비선형적인 회전 속도(rate of rotation)를 가능하게 하는, 제1 리스트 부재 트랜스미션 엘리먼트를 포함함 ―;
제1 엔드 이펙터가 제1 챔버 내로 반경방향으로 연장되도록 상기 제1 상부 암을 독립적으로 회전시키는 단계; 및
제2 엔드 이펙터가 제2 챔버 내로 반경방향으로 연장되도록 상기 제2 상부 암을 독립적으로 회전시키는 단계를 포함하는,
전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판들을 운반하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 포어암을 독립적으로 회전시키는 단계를 더 포함하는,
전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판들을 운반하는 방법.