KR20000048686A - 동축 구동 승강 기구 - Google Patents

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KR20000048686A
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크리스토퍼 호프마이스터
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스탠리 디. 피에코스
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Abstract

본 발명은 베이스 플레이트 상에 배치된 쳄버의 하부벽을 한정하는 베이스 플레이트를 구비하는 승강기구를 포함한다. 이 베이스 플레이트는 상부 및 하부면 사이에서 교통하는 개구를 갖는 하부면과 상부면을 가진다. 제1 구동장치는 제1의 주어진 방향에 평행하게 선형운동하도록 베이스 플레이트 아래에 배치된다. 캐리지는, 제1 구동장치에 대하여 운동하도록 연결되어, 주어진 방향을 따라 캐리지로부터 베이스 플레이트에서의 개구를 통해 상방으로 연장하는 리프트 튜브를 운반시킨다. 리프트 튜브는 그곳에 동축적으로 배치된 로터리 샤프트를 포함한다. 제2 구동장치는, 주어진 방향에 평행하게 캐리지 상에 설치되어 지지되는 출력을 가지고, 나란히 방위로 되도록 로터리 샤프트로부터 간격져있다. 또, 커플링은 로터리 샤프트의 제2 구동장치의 출력을 구동 가능하게 연결하기 위해 설치된다.

Description

동축 구동 승강 기구{COAXIAL DRIVE ELEVATOR}
본 발명은 자재이송장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼 및 또는 평면 패널의 형태를 취할 수 있는 기판, 또는 다른 기판, 또는 도체의 제조에 사용된 자재이송장치에서의 기판 홀더의 수직 이동 및 회전을 부여하는 데 사용되는 동축 구동식 승강기에 관한 것이다.
반도체 산업에 사용되는 웨이퍼 또는 패널의 제조에서 발견되는 바와 같은 그러한 제한된 풋프린트에 의해 한정되는 크게 제한된 영역 내의 원거리들 사이에서 작업편이나 기판을 이동시킬 수 있는 고처리율의 이송장치에 대한 필요성이 고조되어왔다. 이것은 반도체 산업에서 뿐만 아니라 제조과정, 한 위치에서 다음의 위치로의 작업편의 이동이 고처리율 뿐만 아니라, 지지면 상에 소정의 방향에서 정합으로 작업편의 배치에 대한 정밀한 반복성까지도 요구하기 때문이다. 그러나, 미립자가 존재한다고 해도, 그의 존재가 최소화된 청정실 환경에서 작업할 수 있는 위치결정장치를 제조하는 데 여전히 문제가 있다.
주어진 수직축을 따라 이 수직축을 중심으로 한 수직 및 회전이동을 동축적으로 부여하는 이송장치를 구동시키는 승강기구를 제조하는 것이 시도되어 왔다. 이러한 장치 중 하나는 미국 특허 제4,952,299호에 개시되어 있다. 여기에서, 상하 이동 가능한 프레임에는 구동 샤프트(76)을 회전시키기 위해 제공되는 구동 모터가 설치된다. 그러나, 구동 모터는 구동 모터의 길이를 설명하는 주어진 샤프트(76)의 스트로크 길이를 제한하는 구동 샤프트와 직선형으로 위치된다. 게다가, 그의 상단에서 구동 샤프트는, 본 발명이 샤프트(76)의 회전은 별개의 문제로 하고 관련되는 형식의 관절이음식 이송기구를 독립적으로 지지 가능하도록 아암에 직접적으로 연결하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 반복적 운동성을 갖는 직선형 경로에서 제1 및 제2 스테이션 사이에서 물품을 이동시키기 위해, 주어진 축을 중심으로 주어진 축을 따라 기구를 회전 및 수직이동시키는 구동장치에 의해 관절이음된 기구 즉, 물품이송기구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 주어진 하우징 크기에 대해 증가된 스트로크 길이를 제공하도록 콤팩트한 구동장치 배열을 활용하는 상술한 형식의 승강기구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판이 한 위치로부터 다음의 위치로 일군의 적층되는 기판으로서 이동되어, 처리 작업에서 보다 큰 처리량을 부여할 수 있는 상술한 형식의 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 일군으로서 처리되는 다수의 기판이 적층된 홀더를 제공하고, 이 홀더를 사용하는 그후의 조작에 의해 작동되는 상술한 형식의 이송기구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 청정실 환경에서 작동할 수 있는 이송기구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 이하의 명세서 및 첨부된 특허청구의 범위로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 장치는 자재이송장치에 관한 것이다. 이송되는 자재는 규소 및 비화 갈륨과 같은 반도체 웨이퍼, 고밀도 연결(High Density Interconnects)과 같은 반도체 패키지 기판, 마스크 또는 레티클(reticle)과 같은 반도체 제조처리 이미지 플레이트(imaging plate), 및 액티브 매트릭스(active matrix) LCD 기판과 같은 대형 표시패널을 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 이송장치를 사용할 수 있는 형태의 한 쌍의 나란한 처리 스테이션을 개략적으로 도시한 부분 평면도,
도 2는 도 1에 예시된 처리 스테이션의 부분 측면도,
도 3은 도 1의 처리 스테이션 중 단일 스테이션을 더욱 상세히 도시하는, 부분 개략 평면도로서, 본 발명을 구현하는 이송장치를 이용한 도면,
도 4는 동축 구동장치를 명료하게 하기 위해 일부 절단하여 도시한 측단면도,
도 5a 및 도 5b는 본 이송장치의 연결체의 개략도,
도 6은 도 4의 구동장치에 직교하는 각으로부터 동축 구동장치를 명료하게 하기 위해 일부 절단하여 도시한 종단면도,
도 7은 승강기구의 저면도,
도 8은 승강기구의 평면도,
도 9는 도 7에 도시된 바와 같은 세타 구동장치 커플링수단의 제1 실시예를 도시한 측면도,
도 10은 세타 구동장치 커플링 수단의 제2 실시예를 부분적으로 도시한 측면도,
도 11은 도 10에 도시된 구동장치의 저면도,
도 12는 본 발명에 사용 가능한 제어 시스템의 개략도, 및
도 13은 본 발명에 사용 가능한 다른 제어 시스템의 개략도.
본 발명은 베이스 플레이트 상에 배치된 쳄버의 하부벽을 구획하는 베이스 플레이트를 구비하는 승강기구를 포함하며, 이 베이스 플레이트는 상하면 사이에서 교통하는 개구를 가지는 하면과 상면을 가진다. 제1 구동장치는 베이스 플레이트 아래로 제1의 주어진 방향에 평행하게 이동하도록 배치된다. 캐리지(carriage)는 이동하여 주어진 방향을 따라 베이스 플레이트에서의 개구를 통해 캐리지로부터 상방으로 연장된 리프트 튜브를 운반하도록, 제1 구동장치에 연결된다. 이 리프트 튜브는 그 내에 동축적으로 배치되고, 캐리지 상에 지지되는 로터리 샤프트를 포함한다. 제2 구동장치는 어느 한 방향으로 로터리 샤프트를 회전시키기 위해 캐리지 상에 설치 및 지지되는 출력을 가진다. 제1 구동장치 출력은 주어진 방향에 평행하게 배치되고 나란한 방향맞춤으로 로터리 샤프트로부터 간격져 있다. 또, 커플링 수단은 로터리 샤프트에 제2 구동장치의 출력을 구동 가능하게 연결시키기 위해 제공된다.
또, 본 발명은 베이스 내에 고착된 제1 및 제2 단부와 주어진 방향으로 연장하는 선형 위치결정 장치와 베이스를 가지는 로터리 리니어 구동장치를 포함한다. 제1 로터리 구동장치는 베이스에 고착되고 선형 위치결정 장치에 구동 가능하게 결합된다. 캐리지는 제1 로터리 구동장치의 여자화 및 역여자화에 응답하여 주어진 방향을 따라 이동시키기 위해 리니어 위치결정 장치에 연결된다. 캐리지는 통상 제1의 주어진 방향에 수직하게 연장하는 지지 베이스 면을 가진다. 리프트 튜브는 그의 하단에서 지지 베이스 상에 지지되고, 그 내에 로터리 샤프트를 수용하기 위한 중공의 내부 영역을 가진다. 로터리 샤프트는 리프트 튜브의 일단을 넘어 상방으로 연장하며, 그 상에 종속하는 연결 부위를 구획형성하도록 지지 베이스 내에 형성된 개구 사이에서 거기에 하방으로 매달리도록 리프트 튜브의 길이보다 더 긴 길이를 가진다. 제2 구동장치는 캐리지에 장착되고 로터리 샤프트를 회전시키기 위한 출력을 가진다. 커플링 수단은 어느 한 쪽의 회전방향으로 회전을 부여하기 위해 로터리 샤프트에 제2 구동장치의 출력을 구동 가능하게 결합하도록 설치된다. 제1 및 제2 구동장치의 ON 및 OFF는 제어수단에 의해 제어된다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 웨이퍼 및 평평한 패널을 포함하는 평면 기판 상에 작용하기 위한 일련의 처리 시스템(20)을 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 용어 "웨이퍼" 또는 "기판"은 이러한 기판을 언급할 목적으로 사용되나, 모든 기판에 적용되도록 넓은 의미로 사용될 의도가 있는 것임은 물론이다. 이 처리 시스템(20)은, 예를 들면, 벽(24)에 의해 외부 환경으로부터 격리된 "청정실(22)" 내에서 나란한 형태로 병행식으로 배열될 수 있다. 격리된 환경으로서 청정실을 제거하는 것이 가능하며, 대신에, 이 시스템(20) 내에 그리고 이 시스템(20)과 인터페이스하는 각각의 수단 내에 원하는 청정환경을 유지하는 것이 가능하다.
아무튼, 카세트(26) 내에서 또는 제어된 환경의 캐리어 박스(26') 내에서 많은 수의 기판 또는 작업편(S)(도 2)을 운반하는 것이 보통이다. 이러한 실예에 있어서, 다수의 기판은 카세트(26) 또는 캐리어 박스(26') 내에 적재되는 데, 여기서 각각의 기판은 간격져서, 적층된 관계로 각각 지지된 다음, 손으로 운반되거나, 그렇지 않으면 연합된 시스템에 인접한 선반 위에 놓여져서 처리를 기다린다. 이 카세트는 입구 도어(34)(도 3 및 도 4)가 로드 포트(35)(도 4)를 통해 출입할 수 있게 개방될 때, 로드록(32) 내의 대기 쳄버(30) 속으로 배치된다. 쳄버 베이스 플레이트(31)상에 위치결정되고 설명될 콘트롤러(10)에 의해 관절이음되는 이송장치(36)에 의해, 카세트(26) 또는 제어된 환경의 캐리어 박스(26') 내의 다수의 기판(S)은 카세트 또는 박스의 선반에서 들어올려져, 장치(36)의 한 동작으로 로드록 스테이션(32)의 쳄버(30) 속으로 적재된 형태로 이동된다. 따라서, 로드 록(32)에 연결된 이송쳄버(38)내에 배치된 이송장치(37)에 의해, 기판(S)은 이송쳄버(38)로 하나씩 이동되며, 그곳으로부터 하나 이상의 다수의 처리 스테이션(40)으로 이동된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이송장치(36)는 표시된 Z-축을 따라 수직이동하도록 승강기구(44)의 상부에 장착된다. 이 승강기구(44)는 로드 록(32)내에 지지된 마운트(45)와 하우징(43)을 가지고, 이송장치(37)와 맞물리도록 각각의 기판(S)을 위치설정하기 위해 다른 높이위치에서 장치(36)를 제어 가능하도록 선택적으로 위치시킨다. 이러한 목적을 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 승강기구(44)는 Z-축을 따라 수직방향으로 샤프트(56)를 이동시키기 위한 리프트 튜브(54)에 구동 가능하게 연결되는 리프팅 샤프트(56)를 포함한다. 리프팅 샤프트(56)의 상부에는 적합한 스크류 세트에 의해 튜브(54)로의 이동에 대항하여 고착되는 마운팅 블록(51)이 배치된다. 이송장치(36)는 표시된 축(AX)을 중심으로 회전하도록 마운팅 블록(51)을 중심으로 선회 가능하게 연결된 관절이음식 구동아암(60)을 포함한다. 구동아암(60)의 자유단(61)은 적층된 배열로 배치되며, 표시된 축(MX)을 중심으로 회전이동하도록 된 단부 작동체(66)의 복합체(64)를 번갈아 지지한다. 구동아암(60) 및 단부 작동체 복합체(64)는 카세트 지지 스테이션과 로드 록의 쳄버(30) 사이에서 일단의 기판(S)을 이동시키도록 지지아암(52)에 대하여 각도적으로 그리고 선형적으로 이동할 수 있다.
또, 이송장치(37)는 쳄버(30) 내의 단부 작동체(66) 상에 지지된 기판(S)을 픽업하고, 처리를 위한 처리모듈 중 하나로 기판을 이동시키고, 이후 기판이 단부 작동체(66)중 하나에 지지되는 쳄버 내로 복귀하는 기판 상에 작업된 기판을 배치하도록, 콘트롤러로부터 로드록 쳄버(30, 30)의 내외로 지시에 의해 제어 가능하게 이동되는 기판 홀더(33, 33)를 포함한다.
도시된 바와 같이, 반경(R)은 규격화된 이송쳄버 중심(TC)으로부터 기판 홀더(33)의 스트로크 길이를 한정한다. 각각의 기판 홀더(33)는 그 사이의 상대수직이동이 승강기구(44)에 의해 성취될 때, 수반된 단부 작동체에서 기판(S)을 들어올리도록, 반경(R)을 따라 이동되면, 단부 작동체(66)의 형상과 균형을 이루도록 구성된다. 따라서, 로드록(32) 내의 반경(R)과 일렬로 작동체(66)를 각도적으로 방향 설정함으로써, 단부 작동체의 상대수직이동을 통해 기판(S)의 픽업 및 배치가 성취될 수 있다.
이송장치(36)는 도 3의 위치(A-C) 사이를 연장하는 점선(P)으로 도시된 바와 같이, 직선형 경로를 따라 다수의 적층된 기판(S)(또는, 단일의 기판)의 중심(C)을 이동시킬 수 있다. 위치(A 및 C)는 카세트 적재 및 비적재 위치(위치 A)와 이송쳄버 적재 및 비적재 위치(위치 B)와 개별적으로 연관된다. 따라서, 선형 라인(P)은 카세트(26)와 록킹 스테이션(32)의 내부 영역(30) 사이에서와 같이, 기판(S)에 의해 뒤따르는 경로와 동일하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 리프트 튜브(54)는 세트 스크류(63)를 매개로 그의 상단에 고착된 칼라 플레이트(59)(collar plate)를 구비한다. 마운팅 플레이트(51)는 스크류(65)에 의해 마운팅 플레이트에 연결되는 칼라 플레이트를 매개로 리프트 튜브(54)의 단부에 고착된다. 마운트(45)는 플레이트(31)의 하부면에 형성된 나사진 개구 내에 수용되는 나사진 볼트(67)를 사용하여 쳄버 베이스 플레이트(31)에 연결된다. 또, 마운트(45)는 리프트 튜브가 지나가는 벽(69)을 포함한다. 이 칼라 플레이트(59)와 벽(69)의 하부에는 쳄버(30) 내에서 밀봉된 환경을 유지하도록 리프트 튜브의 수직이동과 더불어 축상으로 연장될 수 있는 벨로우즈 시일(73)이 연결된다. 개구(68)는 베이스 플레이트(31) 내에 형성되며, 벨로우즈 시일(73)과 이를 통해 결합된 리프트 튜브의 통로를 형성하기에 충분한 직경으로 되어 있다. 벨로우즈 시일로 대체할 때, 슬라이딩 카트리지는 상하 립 시일과 계합함에 있어 웰(69)(well) 내에 사용 및 삽입될 수 있다. 베이스 플레이트(31)의 하면에 직면하는 마운트(45)의 페이스에 형성된 환형 그루브 내에 수용되는 환형 시일(77)이 베이스 플레이트(31)에서의 개구(68)를 그의 반경방향 외방으로 둘러싸고 있다.
도 5에 도시된 예시방법으로 마운팅 블록(51)은 표기된 축(AX)을 중심으로 회전하도록 그 상에 구동아암(60)을 회전 가능하게 지지한다. 구동아암(60)의 자유단(61)은 표기된 축(MX)를 중심으로 회전이동하도록 적층식으로 배열되는 상태에서 단부 작동체(66)의 복합체(64)를 번갈아 지지한다. 구동아암(60)과 마찬가지로, 마운팅 블록(51)은 Z-축에서의 이동을 제외하고는 정지되어 있다. 허나, 구동아암(60)과 단부 작동체 복합체(64)는 블록(51)에 대하여 각도적 및 선형적으로 이동 가능하다.
구동아암(60)과 단부작동체 복합체(64) 사이 및 마운팅 블록(51)에 대하여 취해진 이들 요소 사이의 상대이동은 도 6a 및 6b에 '70'으로 도시된 관절이음된 연결체를 매개로 성취된다. 이 연결체의 일단은 지점(71)에서 구동아암(60)에 고정되며, 연결체(70)의 타단은 지점(74)에서 로터리 샤프트(56)의 선단에 회전 불능하게 연결된다. 관절이음식 연결체(70)는, 짧은 아암(80)과, 피봇 조인트(86)에서 서로 선회 가능하게 연결된 큰 아암(82)으로 구성됨을 알 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 로터리 샤프트(56)와 연합되는 짧은 아암(80)의 단부는 로터리 샤프트(56)의 상단부에 형성된 대응 형상의 표면 상에 계합하는 절두원추형 고정 칼라(88)를 가진다. 체결볼트(90)가 꽉 조여 설치되면, 짧은 아암(80)에 샤프트(56)를 회전 불능하게 고정한다. 이러한 방식으로, 로터리 샤프트(56)가 시계방향으로 회전하면, 구동 아암을 시계방향으로 나아가게 하고, 로터리 샤프트(56)가 반시계방향으로 회전하면, 구동 아암을 반시계방향으로 나아가게 한다. 단부 작동체(66)의 회전은, 동축 구동식 로더 아암이라는 명칭의 미국 출원 제 08/716,943호에 기재된 바와 같이, 단부 작동체가 마운팅 블록(51)에 연결되는 마운팅 샤프트를 회전 가능하게 결합함에 따라 성취된다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 긴 리드 스크류(92)는 승강기구(44) 내에 설치되고, 하우징 또는 프레임(43)의 상하단부 사이에서 Z-축에 수직으로 평행하게 연장하여 있다. 리드 스크류(92)의 상단은 하우징(43)의 수평방향 연장부(100) 내에서 회전하도록 저널지지되고, 그의 하단은 하우징(43)에 고착된 브레이크 어셈블리(102) 내에서 회전하도록 저널지지된다. 리드 스크류(92)는 하우징(43)으로의 이동에 대항하여 고착되는 Z-축 구동장치 모터(100)에 구동회전 가능하게 결합되고, 콘트롤러(10)에 의해 발생된 지령에 응답하여 어느 한 회전방향으로 리드 스크류를 제어 가능하게 회전시킨다. 구동장치 벨트(101)는 모터(100) 상에 장착된 출력 풀리(103)와, 리드 스크류(92)의 하단에 회전 불능하게 결합되는 종동 풀리(105)를 돌아서 설치되어 맞물린다. 어느 한 방향으로의 리드 스크류의 회전이 리프트 캐리지(104)의 대응하는 상방 이동 또는 하방 이동을 초래하도록 리프트 캐리지에 고착된 구동장치 너트(106)에 의해 리드 스크류(92)에 가동 가능하게 맞물림 결합된 리프트 캐리지(104)는, 리드 스크류(92)를 축으로 이동하도록 배치된다.
리프트 캐리지는 리드 스크류(92)의 길이방향의 범위에 직교 연장하는 그 위에 지지 표면(112)을 구획형성하는 지지 베이스(108)를 가진다. 리프트 튜브(56)의 하단(114)은, 지지 표면(112) 상에 지지되고, 리프트 튜브가 구동장치 모터(100)의 여자화 또는 역여자화에 응답하여 캐리지(104)와 일체로 상방 또는 하방으로 이동하도록, 로킹 스크류(116)에 의해 거기에서의 이동에 대비하여 고착된다. 지지 베이스는 리프트 튜브의 외경(D2) 보다 더 작지만, 로터리 샤프트(56)의 직경(D3) 보다 다소 큰 직경의 직경 'D1'으로 형성된 개구(120)를 가진다. 로터리 샤프트(56)는, 연결체(70)의 클램핑 칼라(88)가 연결되는 표면을 제공하기 위해, 로터리 샤프트(56)의 일부가 리프트 튜브를 넘어 상방으로 연장하도록, 리프트 튜브(54)의 길이(L2) 보다 더 큰 길이(L1)를 가진다. 게다가, 상대 길이는, 로터리 샤프트(56)의 하단이 리프트 튜브(56)의 하단을 지나서 지지 베이스(108)의 개구(120) 내로 개구를 통해 하방으로 연장하도록 되어 있다.
지지 베이스(108)에 따라 달라지는 샤프트(56)의 길이는, 단부 플레이트(126)에 의해 리프트 캐리지(104)의 지지 베이스(108)로의 축방향 이동에 대항하여 클램프된 환형 로킹부재(124)를 가지는 연결 길이(122)를 한정한다. 레이스 베어링(128)은 로터리 샤프트(56)의 하단을 회전 가능하게 저널 지지하도록지지 베이스(108) 내에 설치되어 배치된다.
도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 캐리지(104)는 Z 축에 평행하게 연장하는 출력 샤프트(134)를 가지는 세타 구동 모터(132)가 그곳에 장착되고, 나란한 배열로 그것으로부터 간격져 일체로 형성된 외팔보형 플레이트부(130)를 포함한다. 커플링 수단(136)은 샤프트(56)의 회전을 제어하도록 세타 구동 모터(132)와 출력축(134)의 최저의 연결 길이(122)와의 사이에 설치된다. 후술하는 바와 같이, 커플링 수단은 다양한 다른 형상을 취할 수 있지만, 우선 커플링 수단이 로터리 샤프트(56)를 회전시키기 위해 세타 구동 모터(132)로부터 회전이동 또는 선형이동 중 어느 하나를 병진시키는 것이 이해되어야 한다.
구동 너트(106)의 위치에 대향하여 배치된 캐리지의 단부는 표기된 Z 축에 수직한 관계로 캐리지의 연합된 단부를 이동 가능하게 지지 및 유지시키기 위한 리니어 베어링 수단(140)을 지지한다. 이를 목적으로, 상기 수단(140)은 하우징(43) 내에 고정되어 Z축에 평행하게 연장하는 웨이(way)(142)를 포함한다. 슬라이드(144)는 캐리지(104)에 고정되고, 종래기술로 공지된 바와 같은 방식으로 웨이를 따라 미끄럼 이동 가능하게 되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, Z 축 및 세타 구동 모터는 하우징(43)의 상부에 매달려 있는 코일형 파워코드(146)를 매개로 전원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또, 하우징 상부에는 외부 차동 펌프에 일단이 연결된 진공 라인(148)이 매달려 있다. 이 라인(148)의 타단은 그곳으로부터 공기를 비우도록 리프트 튜브(54)의 내부 영역과 연통하는 통로(도시하지 않음)에 연결된다. 진공 라인(148)의 분기는 리프트 튜브(56)의 칼라 플레이트(59)에 위치된 덕트(149)에 추가로 연결되어 리프트 튜브의 내부 영역과 연통한다.
상술한 바와 같이, 커프링 수단(136)은 많은 다른 형태를 취할 수 있다. 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 커플링 수단(136)은 세타 구동 모터(132)의 로터리 출력 샤프트(134)에 회전할 수 없게 연결된 제1 링크 피스와; 일단이 로터리 샤프트(56)의 단부 길이(122)에 회전할 수 없게 연결되고, 타단이 제2 링키지 피스(156)의 자유단에 선회 가능하게 연결된 제3 링키지 피스(158)에 선회 가능하게 연결되는 제2 링키지 피스(156)를 가지는 3-피스 링키지(150)를 포함한다. 이러한 방식으로, 출력 샤프트(154)의 로터리 운동(CC)은 로터리 샤프트(56)의 합성 회전(CC)을 일으키고, 그 역 또한 같다. 상술한 바와 같이, 로터리 샤프트(56)의 운동은 원호 AR(도 5 참조)로 제한되고, 이에 따라, 리미트 스톱(160)은 이러한 목적을 위해 링키지 피스(156)에 대비하여 작동하도록 제공된다. 또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 커플링 수단(136)은 세타 구동 모터(132)와 연합된 구동 풀리와, 로터리 샤프트(56)와 연합된 종동 풀리(166)의 주위에 연이어 당겨지는 구동벨트(162)의 형식으로 될 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 로터리 샤프트(56)를 회전제어 가능하게 수직으로 위치결정시키고, Z축을 중심으로 리프트 튜브(54)를 수직으로 위치결정시키기 위한 제어 시스템이 2개 형식으로 취해질 수 있다. 도 12에 도시된 형식에 있어서, Z축 및 세타 모터(100, 132)의 각각은 콘트롤러(10)에 의해 모터(100, 132)의 제어 에 관계없이 각도적 및 수직으로 이동된 요소들을 위치결정하도록, 콘트롤러(10)와 연결된 서보 구동 피드백 루프(166)를 채용하는 서보 모터이다. 이러한 목적을 위해, 센서(170)는 하우징 상에 설치되어, 리프트 캐리지(104)의 수직위치를 검지하는 데 반해, 각위치 센서(172)는 로터리 샤프트(54)의 각위치를 검지하도록 설치되고 그 각각은 연합된 피드백 루프(166)에 연결된다. 캐리지(104)는 루프 각각을 위한 서브 콘트롤러 패널(174, 176)을 운반한다. 또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 사용된 구동 모터(100, 132)는 스텝 모터로 될 수 있고, 오픈 루프 타입의 시스템에서의 드라이버(180, 182)로 콘트롤러(10)로부터 직접적으로 지시함으로써 구동될 수 있다.
상술한 바와 같이, 개선된 이송장치는 양호한 실시예에 의해 기술되었다. 그러나, 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않고 많은 변형 및 대체가 가능하다. 특히, 본 발명은 반시계방향/시계방향, 수직, 수평 및 다른 각도 표시를 참조로 기술되어 있다. 그러나, 이러한 표시는 단지 설명을 위해 사용된 것이지, 본 발명의 범주를 이들 방위성에 제한하기 위해 취한 것은 아니다. 또, 세타 구동 모터(132)는 로터리 샤프트(56)의 하단을 축으로 벨 크랭크에 직접적으로 링크될 수 있는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 가동 가능한 슬라이딩 피스톤을 가지는 공압 액츄에이터의 형식으로 취할 수 있다. 이러한 배열에 있어서, 구동 모터의 ON, OFF 제어를 성취하기 위해 오픈 루프 제어 시스템을 채용하는 것이 유익할 것이다. 더욱이, 동축 구동장치는 다른 분야게서 이용할 수도 있고, 기판을 취급하는 데만 한정되지는 않는다.
따라서, 본발명은 제한보다는 오히려 예로서 설명되었다.

Claims (20)

  1. 그의 상부에 배치된 쳄버의 하부벽을 구획하는 베이스 플레이트로서, 상부 및 하부면 사이에서 연통하는 개구를 갖는 하부면과 상부면을 가지는 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트 아래로 제1의 주어진 방향에 평행하게 이동하도록 배치된 제1 구동장치;
    상기 제1 구동장치와 함께 이동하도록 연결되어, 상기 주어진 방향을 따라 상기 캐리지로부터 상기 베이스 플레이트에서의 상기 개구를 통해 상방으로 연장하는 리프트 튜브를 운반하는 캐리지;
    출력을 가지고, 어느 한 방향으로 상기 로터리 샤프트를 회전시키기 위해 상기 로터리 샤프트에 관련하여 나란히 방향지어지도록 상기 캐리지 상에 지지되는 제2 구동장치; 및
    상기 로터리 샤프트에 상기 제2 구동장치의 출력을 연결시키는 커플링 수단을 구비하며,
    상기 리프트 튜브는 그곳에 동축적으로 배치된 로터리 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구동장치는 제1 및 제2 단부를 가지는 긴 리드 스크류를 가지고, 상기 리드 스크류의 길이방향 영역은 상기 제1 및 제2 단부 사이에서 상기 로터리 샤프트에 평행하게 연장하여 있고, 상기 제1 단부는 상기 베이스 플레이트에 고착되며, 상기 제2 단부는 상기 베이스 플레이트 아래 위치에 고착되는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링 수단은 다중-피스의 피봇 링키지로 이루어진 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링 수단은 상기 제2 구동장치의 출력축에 연결된 풀리와, 상기 로터리 구동장치 샤프트에 연결된 다른 풀리의 주위에 연이어 당겨지는 구동 벨트로 되는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 구동장치는 벽을 포함하는 마운트에 고착되고, 상기 리프트 튜브는 수직이동하도록 이송장치를 지지하기 위한 칼라 플레이트를 가지는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 리프트 튜브의 칼라 플레이트에 상방으로 상기 벽의 하부로부터 연장하여 있는 벨로우즈 시일을 포함하고, 상기 베이스 플레이트의 개구는 상기 벨로우즈 시일의 외경이 간섭없이 그 사이에서 이동하기에 충분한 크기의 직경으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 칼라 플레이트는 상기 이송장치를 지지하는 마운팅 블록에 연결되고, 상기 로터리 샤프트는 상기 리프트 튜브를 넘어 상방으로 연장하는 상단부를 가지도록 상기 리프트 튜브의 길이보다 더 긴 길이를 가지며,
    상기 로터리 샤프트의 상단부는 제1 및 제2의 주어진 위치 사이에서 이송장치를 관절이음하기 위한 링키지에 연결되는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 캐리지는 그곳에 고착된 구동 너트를 가지고, 리드 스크류를 중심으로 가동 가능하게 맞물리는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 로터리 샤프트와 상기 리프트 튜브 사이의 공간 사이에서 연통 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는, 서보 모터로 이루어져, 서보 루프를 통해 콘트롤러에 링크되는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는 오픈 루프를 통해 콘트롤러에 링크된 스텝 모터로 된 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는, 서보 모터로 이루어져, 서보 루프를 통해 콘트롤러에 링크되는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는 오픈 루프를 통해 콘트롤러에 링크된 스텝 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 리드 스크류의 제2 단부는 브레이크 어셈블리 내에 저널되는 것을 특징으로 하는 승강 기구.
  15. 베이스;
    주어진 방향으로 연장하고, 상기 베이스 내에 고착된 제2 단부와 제1 단부를 가지는 선형 위치결정장치;
    상기 베이스에 고착되고, 상기 선형 위치결정장치에 구동 가능하게 결합된 제1 로터리 구동장치;
    상기 제1 로터리 구동장치의 여자화 및 역여자화에 응답하여 상기 주어진 방향을 따라 운동하도록 상기 선형 위치결정장치에 연결된 캐리지;
    그의 하단부에서 상기 지지 베이스 상에 지지되고, 그 내에 로터리 샤프트를 수용하기 위한 중공의 내부 영역을 가지는 리프트 튜브;
    상기 캐리지에 장착되고, 상기 로터리 샤프트를 회전시키기 위한 출력을 가지는 제2 구동장치;
    어느 한 회전방향으로 회전시키기 위해 로터리 샤프트에 상기 제2 구동장치의 출력을 구동 가능하게 결합시키기 위한 커플링 수단; 및
    상기 제1 및 제2 구동장치의 온 및 오프 상태를 제어하기 위한 제어수단을 구비하며,
    상기 캐리지는 상기 제1의 주어진 방향에 직교하여 연장하는 지지 베이스면을 가지며,
    상기 로터리 샤프트는, 상기 리프트 튜브의 일단을 넘어 상방으로 연장하고, 관련된 연결부를 구획형성하기 위해 상기 지지 베이스 내에 형성된 개구로부터 그리고 개구를 통해 하방으로 연장하도록 상기 리프트 튜브의 길이보다 더 긴 길이로 되는 것을 특징으로 하는 로터리 리니어 구동장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는 서보 모터로 이루어지고, 상기 제어수단은 서보 루프를 통해 상기 제1 및 제2 구동장치에 링크된 콘트롤러를 가지는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는 스텝 모터로 이루어지고, 상기 제어수단은 오픈 루프를 통해 상기 제1 및 제2 구동장치에 링크된 콘트롤러를 가지는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는 서보 모터로 이루어지고, 상기 제어수단은 서보 루프를 통해 상기 제1 및 제2 구동장치에 링크된 콘트롤러를 가지는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동장치는 오픈 루프를 통해 콘트롤러에 링크된 스텝 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동장치.
  20. 로드 록에 있어서, 그곳에 배치된 승강 기구는,
    상기 로드 록에서의 쳄버의 하부벽을 구획형성하고, 그 상부면과 하부면 사이에서 교통하는 개구를 갖는 하부면과 상부면을 가지는 베이스 플레이트;
    개구를 가지며, 상기 베이스 플레이트에서의 개구가 상기 벽에서의 개구와 일치하도록 상기 베이스에 고착된 벽;
    상기 벽 내에 수용되고, 상기 베이스 플레이트를 넘어 상기 쳄버 내로 상방으로 연장하는 상단을 가지는 리프트 튜브;
    상기 베이스 플레이트의 상기 하부면으로부터 분기하여 상기 쳄버를 유지하도록, 상기 리프트 튜브의 상단과 상기 벽 사이에 연결된 수직방향으로 탄성적인 시일;
    상기 베이스 플레이트에 대하여 플레이트 아래로 운동하도록 배치된 제1 구동장치;
    상기 리프트 튜브를 운반하고, 상기 제1 구동장치와 함께 이동하도록 연결된 캐리지; 및
    로터리 출력을 가지고, 상기 캐리지 상에 지지되며, 상기 로터리 샤프트를 어느 한 방향으로 회전시키기 위해 상기 로터리 샤프트에 구동 가능하게 연결된 제2 구동장치를 구비하며,
    상기 리프트 튜브는 동축적으로 배치된 로터리 샤프트를 포함하는 조합체인 것을 특징으로 하는 승강 기구.
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