KR20010074695A - Robots for microelectronic workpiece handling - Google Patents
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Abstract
본 발명은 처리 기계(14, 16) 내에서 마이크로일렉트릭 제품(W)을 이송하기 위한 개선된 컨베이어 시스템(20)을 제안한다. 이 컨베이어 시스템(20)은 제품(W)을 이송 및 조작하기 위한 컨베이어 레일(26) 상에서 슬라이딩가능하게 안내되는 이송 유닛(30, 32)을 포함한다. 이 이송 유닛(30, 32)은 두 개의 섹션을 갖는 로봇 아암(100)의 베이스 단부(base end)에 연결되어 있는 수직 부재(220)를 포함한다. 이 로봇 아암(100)은 그 말단부에서 제품의 둘레의 에지(edge)를 잡도록 작동하는 말단 작동기(108)를 포함한다. 제 1 회전 구동기(200)는 수직 부재(220)를 그 축 주위로 회전시켜 로봇 아암(100) 전체가 회전하도록 배치된다. 제 2 회전 구동기(240)는 볼트를 통해 로봇 아암(100)의 제 1 섹션(110)에 대하여 로봇 아암(100)의 제 2 섹션(114)을 회전시키도록 위치된다. 제 3 회전 구동기(302)는 말단 작동기(108)를 그 수평축 둘레에서 회전시키도록 배치된다. 이 제 3 회전 구동기(302)는 말단 작동기(108)가 제품(W)을 윗면 방향과 아래면 방향 사이에서 뒤집을(flip) 수 있게 한다.The present invention proposes an improved conveyor system 20 for transporting microelectrical products W in processing machines 14, 16. This conveyor system 20 comprises conveying units 30, 32 slidably guided on a conveyor rail 26 for conveying and manipulating the product W. This transfer unit 30, 32 comprises a vertical member 220 connected to the base end of the robot arm 100 having two sections. The robot arm 100 includes a distal actuator 108 that operates at its distal end to hold the circumferential edge of the product. The first rotary driver 200 is arranged to rotate the vertical member 220 about its axis so that the entire robot arm 100 rotates. The second rotary driver 240 is positioned to rotate the second section 114 of the robot arm 100 with respect to the first section 110 of the robot arm 100 via a bolt. The third rotary driver 302 is arranged to rotate the end actuator 108 about its horizontal axis. This third rotary driver 302 allows the end actuator 108 to flip the product W between the top direction and the bottom direction.
Description
최종적으로 마이크로일렉트로닉 장치가 되는 제품을 처리하기 위한 장치에는 여러 가지 형태가 있다. 마이크로일렉트로닉 산업계가 장치를 효율적이고 경제적으로 대량생산하는 것을 향해 나아감에 따라, 제품을 처리하는데 사용되는 장치에 대한 요구가 증가되어 왔다. 점점, 장치의 자동화가 이러한 계속 증가하는 요구사항을 만족시키기 위해 사용되고 있다. 보다 상세하게는, 이들 증가하는 요구사항 중 다수는, 처리 중에 마이크로일렉트릭 제품을 취급하는 자동화 장치에 대한 것이다.There are many types of devices for processing products that ultimately become microelectronic devices. As the microelectronics industry moves toward mass production of devices efficiently and economically, the demand for devices used to process products has increased. Increasingly, device automation is being used to meet these ever-increasing requirements. More specifically, many of these growing requirements are for automated devices that handle microelectric products during processing.
반도체 제품과 같은 마이크로일렉트릭 제품을 처리하는데 사용되는 장치는 자동화 장치는 본 명세서에서 참고문헌으로 통합된 발명의 명칭이 "들어올림 및 기울임 메커니즘을 갖는 반도체 처리 장치"인 1997년 12월 15일 출원된 미국 특허출원서 08/991,062호에 개시되어 있다. 이러한 장치는 다양한 처리 단계를 수행하기 위해 다수의 제품 처리용 모듈 또는 스테이션(station)을 사용한다. 제품 이송 유닛은 제품 카세트로의 접근 및 처리 장치에 걸쳐 제품을 이송하기 위해 사용된다.제품 컨베이어는 제품 인터페이스 모듈과 제품 처리 모듈 또는 스테이션 사이에서 개개의 제품을 이송하기 위한 제품 이송 유닛을 지지 및 안내한다. 이 제품 컨베이어는 장치 내에서 하나 이상의 제품 이송 유닛용 경로를 한정하는 기다란 레일(rail)과 같은 이송 유닛 가이드를 또한 포함한다. 레일을 따라 이동하는 제품 이송 유닛은 제품을 잡기 위해 진공 작동기(vacuum effector)를 구비한 단부(end)를 갖는 제품 이송용 아암 조립체를 갖도록 구성된다. 이 이송용 아암 조립체는 수직 높이에서 조정될 수 있고 작동기 및 제품을 정밀하게 위치조정하기 위해 수직축 둘레로 회전될 수 있다.A device used to process a microelectric product, such as a semiconductor product, is an automated device, filed December 15, 1997, entitled "Semiconductor Processing Device With Lifting and Tilting Mechanisms," the disclosure of which is incorporated herein by reference. US patent application 08 / 991,062. Such devices use multiple product processing modules or stations to perform various processing steps. The product conveying unit is used to access the product cassette and to convey the product across the processing unit. The product conveyor supports and guides the product conveying unit for transferring individual products between the product interface module and the product processing module or station. do. The product conveyor also includes a transfer unit guide, such as an elongated rail, that defines a path for one or more product transfer units within the apparatus. The product conveying unit moving along the rail is configured to have an arm assembly for product conveying having an end with a vacuum effector for catching the product. This transport arm assembly can be adjusted at the vertical height and rotated around the vertical axis to precisely position the actuator and the product.
제품은 전형적으로는 처리될 면(전면(front face))이 윗면으로 향해져 취급 및 보관된다. 이러한 배향은 상기 전면이 지지용 구조물과 접촉하는 것을 방지한다. 한편, 몇몇 처리용 모듈은 제품이 처리될 면이 하향으로 배향될 것을 요구한다. 이러한 요구사항을 수용하기 위해, 전기도금용 반응기와 같은 몇몇 처리용 모듈은 제품의 전면이 위를 향한 제품을 수용하도록 처리용 헤드가 위치되는 제 1 위치와, 제품의 전면이 처리를 위해 아래를 향하는 제 2 위치 사이에서 "뒤집어질(flipped)" 수 있는, 즉 회전될 수 있는 처리용 헤드(head)를 사용한다.The product is typically handled and stored with the side to be treated (front face) facing up. This orientation prevents the front face from contacting the support structure. On the other hand, some processing modules require that the surface on which the product is to be processed is oriented downward. To accommodate this requirement, some processing modules, such as electroplating reactors, have a first position in which the processing head is positioned so that the front of the product is facing up, and the front of the product is facing down for processing. Uses a processing head that can be "flipped", ie rotated, between the facing second positions.
처리를 위해 제품을 "뒤집는" 각각의 처리용 모듈 또는 스테이션을 위한 설비를 만드는데는 처리용 헤드를 회전시키기 위한 복잡한 헤드 조작 메커니즘이 요구된다. 이러한 조작 메커니즘은 처리용 헤드를 회전하기 위한 실질적으로 중량 또는 큰 구조물을 요구할 수 있으며, 회전 이동을 위해 상당히 높은 작업 공간을 요구할 수 있다.Creating a facility for each processing module or station that "turns over" the product for processing requires a complex head manipulation mechanism to rotate the processing head. Such manipulation mechanisms may require a substantially heavy or large structure for rotating the processing head and may require a significantly higher work space for rotational movement.
본 발명의 발명자는 처리용 모듈이 처리를 위해 제품을 뒤집을(turn over or flip) 필요성을 감소 또는 제거하는 것이 제품 장치 전체를 단순화할 수 있다는 것을 인식하였다. 본 발명자는 제품을 뒤집을 필요성을 제거함으로써 비용 절감 및 공정 단순화가 향상됨을 또한 인식하였다. 더 나아가, 본 발명자는 보다 넓은 범위의 상이한 형태의 처리용 스테이션이 단일 처리 장치에 통합될 수 있음을 인식하였다. 이러한 처리용 스테이션은 웨이퍼 방향을 바꿀 것을 요구할 수도 있으며, 한 스테이션은 처리를 위해 전면이 위를 향할 것을 요구하는 반면 다른 스테이션은 전면이 처리를 위해 전면이 아래를 향할 것을 요구할 수도 있다. 이러한 인식된 문제점 각각을 처리하는 장치가 제안된다.The inventors of the present invention have recognized that reducing or eliminating the need for the processing module to turn over or flip the product for processing can simplify the entire product apparatus. The inventor has also recognized that cost savings and process simplification are improved by eliminating the need to flip the product. Furthermore, the inventors have recognized that a wider range of different types of processing stations can be integrated into a single processing device. Such a processing station may require changing the wafer orientation, and one station may require the front side to face up for processing while the other station may require the front side to face down for processing. An apparatus is proposed to address each of these recognized problems.
부가적으로, 본 발명자들은 측방향으로 배치된 처리 유닛 사이에서 작동하는 컨베이어 및 이송 유닛에 필요한 작업 공간 또는 "용적(footprint)"을 최소화하는, 이송 유닛이 그 위에서 슬라이딩할 수 있는 제품 컨베이어를 제공하는 것이 유익함을 인식하였다. 이러한 장점을 제공하는 장치가 제안된다.In addition, the present inventors provide a product conveyor in which the conveying unit is slidable thereon, which minimizes the work space or “footprint” required for the conveying unit and the conveyor operating between the laterally disposed processing units. I recognized the benefits of doing. An apparatus that provides this advantage is proposed.
본 발명은 인터페이스 및/또는 모듈 제품 처리 스테이션 사이에서 개개의 제품을 이송하기 위해 사용되는 제품 컨베이어 시스템에 대한 것이다.The present invention is directed to a product conveyor system used for transferring individual products between interfaces and / or modular product processing stations.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 개선된 제품 컨베이어 시스템을 통합하는 제품 처리 장치의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a product processing apparatus incorporating an improved product conveyor system constructed in accordance with one embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 개선된 제품 컨베이어 시스템의 사시도.FIG. 2 is a perspective view of the improved product conveyor system shown in FIG. 1.
도 3은 일반적으로 도 2의 선3-3을 따라 취해진 단면도.3 is a sectional view generally taken along line 3-3 of FIG.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 제품 이송 유닛의 사시도.4 is a perspective view of a product conveying unit constructed in accordance with one embodiment of the present invention;
도 5는 도 4에 도시된 제품 이송 유닛의 분해 사시도.5 is an exploded perspective view of the product transfer unit shown in FIG.
도 6a는 도 5의 이송 유닛의 로봇 아암 구성요소의 부분 분해 사시도.6A is a partially exploded perspective view of the robot arm component of the transfer unit of FIG. 5.
도 6b는 도 6a에 연속적인 도면이며, 도 6a의 이송 유닛의 로봇 아암 구성요소의 부분 분해 사시도.FIG. 6B is a view that is continuous to FIG. 6A, and is a partially exploded perspective view of the robot arm component of the transfer unit of FIG. 6A.
도 7은 조립된 도 6a, 도 6b의 로봇 아암 구성요소의 측면도.7 is a side view of the robot arm component of FIGS. 6A, 6B assembled;
도 8은 일반적으로 도 7의 선 8-8을 따라 취해진 단면도.8 is a cross-sectional view generally taken along line 8-8 of FIG.
도 9는 일반적으로 도 8의 선 9-9를 따라 취해진 단면도.9 is a cross-sectional view generally taken along line 9-9 of FIG.
도 10은 도 8의 부분 확대 단면도.10 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 8.
도 11은 도 7로부터 취해진 부분 확대 우측면도.FIG. 11 is a partially enlarged right side view taken from FIG. 7; FIG.
도 12는 도 8로부터 취해진 부분 확대 단면도.12 is a partially enlarged cross-sectional view taken from FIG. 8.
도 13은 도 4에 도시된 제품 이송 유닛에 사용되는데 적합한 말단 작동기의 일 실시예의 확대 사시도.13 is an enlarged perspective view of one embodiment of an end actuator suitable for use in the product conveying unit shown in FIG.
도 14는 말단 작동기가 제품을 유지하며, 아암이 다른 회전 위치에 있는, 도 4의 제품 이송 유닛의 후방 사시도.14 is a rear perspective view of the product transfer unit of FIG. 4 with the end actuator holding the product and the arms in different rotational positions.
도 15는 도 13의 말단 작동기의 평면도.FIG. 15 is a plan view of the end actuator of FIG. 13; FIG.
도 16은 일반적으로 도 15의 선 16-16을 따라 취해진 단면도.16 is a cross-sectional view generally taken along line 16-16 of FIG.
도 17은 제품을 유지하고 있는 것을 도시한, 도 16으로부터 취해진 부분 확대 단면도.FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view taken from FIG. 16 showing that the product is held. FIG.
도 18은 일반적으로 도 15의 선 18-18을 따라 취한 부분 확대 단면도.18 is a partially enlarged cross sectional view taken generally along line 18-18 of FIG.
도 19는 도 16으로부터 취한 부분 확대 단면도.19 is a partially enlarged cross-sectional view taken from FIG. 16.
도 20은 다른 실시예의 로봇 아암의 부분 확대 단면도.20 is a partially enlarged cross-sectional view of a robot arm of another embodiment.
도 21은 도 20으로부터 취한 확대도.21 is an enlarged view taken from FIG. 20.
도 22는 도 20의 로봇 아암을 통합하는 다른 이송 유닛을 사용하는 제품 컨베이어 시스템을 갖는 다른 제품 처리용 장치의 말단도(end view).FIG. 22 is an end view of another product processing apparatus having a product conveyor system using another transfer unit incorporating the robot arm of FIG. 20.
도 23은 도 22로부터 취해진 확대도.FIG. 23 is an enlarged view taken from FIG. 22;
도 24는 도 22의 제품 처리 장치의 평면도.24 is a plan view of the product processing apparatus of FIG. 22;
도 25는 도 20에 도시된 로봇 아암의 말단 작동기 및 제품의 분해 사시도.25 is an exploded perspective view of the end actuator and product of the robot arm shown in FIG. 20;
도 26은 도 25의 말단 작동기의 평면도.FIG. 26 is a top view of the end actuator of FIG. 25.
도 27은 도 26의 말단 작동기의 하면도.FIG. 27 is a bottom view of the end actuator of FIG. 26. FIG.
도 28은 도 26으로부터 취해진 확대도.FIG. 28 is an enlarged view taken from FIG. 26;
도 29는 도 26으로부터 취해진 확대도.FIG. 29 is an enlarged view taken from FIG. 26;
도 30은 도 26의 선 30-30을 따라 취해진 단면도.FIG. 30 is a sectional view taken along line 30-30 of FIG. 26;
도 31은 제품을 유지하고 있는, 도 25의 말단 작동기의 평면도.FIG. 31 is a top view of the end actuator of FIG. 25 holding a product.
도 32는 도 31의 선 32-32를 따라 취해진 단면도.FIG. 32 is a sectional view taken along line 32-32 of FIG. 31;
도 33은 도 31의 선 33-33을 따라 취해진 단면도.FIG. 33 is a cross sectional view taken along line 33-33 of FIG. 31;
도 34는 도 31의 선 34-34를 따라 취해진 단면도.FIG. 34 is a cross sectional view taken along line 34-34 of FIG. 31;
본 발명은 인터페이스 및/또는 모듈 제품 처리 스테이션 사이에서 개개의 제품을 이송하기 위해 사용되는 제품 컨베이어 시스템에 대한 것이다. 이 제품 컨베이어 시스템은 예를 들어, 컨베이어 레일 등의 위에서 장치 내의 제품을 이송하는 개선된 제품 이송 유닛을 포함한다. 이 이송 유닛은 하우징으로부터 연장하는 수직 부재를 포함한다. 아암 부재는 이 아암 부재의 베이스 단부(base end)에서 수직 부재로부터 연장한다. 제품을 잡아주는 말단 작동기(end effector)가 아암 부재의 말단에 배치되고, 위를 향한 방향과 아래를 향한 방향 사이에서 제품을 "뒤집기" 위해 수평축 둘레에서 선택적으로 회전구동된다. 이 작동기는 양호하게는 반도체 웨이퍼와 같은 제품의 에지를 잡도록 구성되고, 작동기 상에 제품이 있는지를 제어 유닛에 알려주기 위한 제품 존재 감지 센서를 가질 수 있다.The present invention is directed to a product conveyor system used for transferring individual products between interfaces and / or modular product processing stations. This product conveyor system includes an improved product conveying unit for conveying products in the apparatus, for example on conveyor rails or the like. The conveying unit includes a vertical member extending from the housing. The arm member extends from the vertical member at the base end of this arm member. An end effector for holding the product is disposed at the end of the arm member and is selectively rotated around the horizontal axis to "turn over" the product between the up and down directions. This actuator is preferably configured to hold the edge of a product, such as a semiconductor wafer, and may have a product presence detection sensor to inform the control unit if there is a product on the actuator.
본 발명의 일 실시에 따라, 제품 이송 유닛은 5개의 이동 "축"을 제공한다. 이를 위해, 이송 유닛은 수평 축(Y)을 따라 레일 상에서 선형적으로 구동될 수 있다. 수직 부재는 수직 축(Z1)을 따라 수직방향에서 들어올려지거나 내려질 수 있다. 아암 부재는 수직 축(Z1) 둘레에서 회전될 수 있고 아암 부재의 말단부는 수직 축(Z2) 둘레에서 회전될 수 있다. 말단 작동기는 예를 들어 제품을 전면이 위를 향하게 하거나 또는 전면이 아래를 향하도록 수평 축(R) 둘레에서 회전 또는 "뒤집을" 수 있다. 이러한 회전을 수행하기 위해, 아암 부재는 양호하게는 말단 작동기를 수평 축둘레에서 회전시키기 위해 아암 부재 내에 장착되는 회전 구동기를 포함한다.According to one embodiment of the invention, the product conveying unit provides five moving “axes”. For this purpose, the conveying unit can be driven linearly on the rail along the horizontal axis Y. The vertical member may be raised or lowered in the vertical direction along the vertical axis Z1. The arm member can be rotated around the vertical axis Z1 and the distal end of the arm member can be rotated around the vertical axis Z2. The end effector can, for example, rotate or “reverse” the product about the horizontal axis R with the front face up or the front face down. To perform this rotation, the arm member preferably comprises a rotational driver mounted in the arm member for rotating the end actuator around the horizontal axis.
수평 축 둘레의 회전을 포함하는 이동 융통성(flexibility of movement)이 증가된 제품 이송 유닛을 제공하여, 보다 비싸고 중량이며 복잡한 다수의 처리 모듈에서의 제품 뒤집기용 메커니즘을 회피할 수 있다. 부가적으로, 상이한 제품 배향 요구사항을 갖는 처리용 스테이션들을 단일 처리용 장치에 집적할 수 있다.By providing a product transfer unit with increased flexibility of movement including rotation around a horizontal axis, it is possible to avoid mechanisms for flipping the product in many more expensive, heavy and complex processing modules. Additionally, processing stations with different product orientation requirements can be integrated into a single processing device.
본 발명의 다른 양태에서, 제품을 말단 작동기에 유지하기 위한 진공식 그립 메커니즘(vacuum grip mechanism)을 갖는 제품 이송 유닛이 제공된다. 이 진공식그립 메커니즘은 제품의 에지 영역을 누르는 다수의 융기된 패드와, 이 패드 상에 제품을 있게 하는 패드를 관통하는 진공 포트를 포함한다.In another aspect of the invention, a product conveying unit is provided having a vacuum grip mechanism for retaining the product in an end effector. The vacuum grip mechanism includes a plurality of raised pads that press the edge regions of the article and a vacuum port through the pad that allows the article to be placed on the pad.
본 발명의 또다른 양태에서, 두 개의 제품 이송 유닛이 가이드 레일 구조물의 대향 측방향 측면에서 슬라이딩할 수 있다. 이송 유닛 중의 적어도 하나는 각각의 제 1 로봇 아암의 인접한 섹션 위로 들어올려있어 그 사이에 수직 공간을 제공하는 제 1 말단 작동기를 포함한다. 이 수직 공간은 낮은 높이에서 작동하는 다른 이송 유닛의 다른 말단 작동기 각각이 제 1 말단 작동기 아래와 제 1 로봇 아암 위를 지나가도록 수평 방향에서 충분히 계산되어 있다. 그러므로, 두 개의 말단 작동기에 의해 유지되는 웨이퍼들이 계획적으로 오버랩(overlap)될 수 있고, 두 개의 이송 유닛이 함께 컨베이어 레일을 따라 길이방향으로 이동되거나 또는 말단 작동기나 또는 이에 의해 유지되는 웨이퍼 사이의 간섭이 없이 서로에 대해 독립적으로 이동될 수 있다. 이러한 배치는 장치의 대향하고 있는 처리 유닛 사이에 필요한 측방향 용적을 최소화한다.In another aspect of the invention, two product transfer units can slide on opposite lateral sides of the guide rail structure. At least one of the transfer units includes a first end actuator that is lifted over an adjacent section of each first robot arm to provide a vertical space therebetween. This vertical space is sufficiently calculated in the horizontal direction such that each of the other end actuators of the other transfer unit operating at a lower height passes under the first end actuator and above the first robot arm. Therefore, the wafers held by the two end actuators can be intentionally overlapped, and the two transfer units move together longitudinally along the conveyor rail or between the end actuators or the wafers held by it. It can be moved independently of each other without this. This arrangement minimizes the lateral volume required between opposing processing units of the apparatus.
본 발명의 여러 다른 장점 및 특징은 하기의 본 발명의 상세한 설명과 그 실시예 및 청구범위와 본 발명의 세부사항이 본 명세서의 부분으로서 완전하게 개시되는 첨부한 도면으로부터 용이하게 알 수 있을 것이다.Various other advantages and features of the present invention will be readily apparent from the following detailed description of the invention, its examples and claims, and the accompanying drawings in which the details of the invention are fully disclosed as part of this specification.
본 발명은 많은 상이한 형태의 실시예를 가질 수 있지만, 본 명세서가 개시하는 것은 본 발명의 원리의 예시로 간주되어야 하며 본 발명을 예시된 특정 실시예에 제한하고자 함이 아니라는 인식 하에 특정 실시예를 상세하게 본 명세서에 설명하였으며 도면에 도시하였다.While the present invention may have many different forms of embodiment, it is to be understood that the disclosure herein is to be considered as illustrative of the principles of the invention and is not intended to limit the invention to the specific embodiments illustrated. It is described in detail herein and shown in the drawings.
도 1은 본 발명의 개선된 컨베이어 시스템을 사용할 수 있는 예시적인 모듈식 제품 처리 장치(10)를 예시한다. 예시한 바와 같이, 장치(10)는 입출력 조립체(12; input/output assembly)와, 좌측 및 우측 처리용 모듈(14, 16)을 포함한다. 이 장치(10)는 개선된 제품 컨베이어 시스템(20)과, 상부 배기용 조립체(24)와, 단말기(25; end panel)를 또한 포함한다. 예시된 바와 같이, 각각 다수의 제품 처리용 스테이션을 포함하는 좌측 및 우측 처리용 모듈(14, 16)은 길이방향으로 배치된 흡입구 및 배출구를 갖는 처리용 챔버를 형성하기 위해 제품 컨베이어 시스템 주위에 서로에 대해 고정될 수 있다. 양호하게는, 제품 컨베이어 시스템(20)은 처리용 챔버 내에 배치되어 입출력 조립체(12) 내의 다수의 제품 카세트 인터페이스 모듈 각각에 접근할 수 있고, 또한, 좌측 및 우측 처리용 모듈(14, 16) 내의 제품 처리용 스테이션 각각에 접근할 수 있다.1 illustrates an exemplary modular product processing apparatus 10 that may utilize the improved conveyor system of the present invention. As illustrated, the device 10 includes an input / output assembly 12 and left and right processing modules 14, 16. The apparatus 10 also includes an improved product conveyor system 20, an upper exhaust assembly 24, and a terminal 25. As illustrated, the left and right processing modules 14, 16, each comprising a plurality of product processing stations, each other around a product conveyor system to form a processing chamber having inlets and outlets arranged longitudinally. Can be fixed relative to. Preferably, the product conveyor system 20 is disposed in a processing chamber to access each of the plurality of product cassette interface modules in the input / output assembly 12 and also within the left and right processing modules 14, 16. Each station for product processing can be accessed.
다수의 처리용 모듈(14, 16)은 끝과 끝을 접하는(end-to-end) 형상으로 고정되어 각각의 제품에 많은 수의 처리를 수행하거나 또는 다르게는, 많은 수의 제품을 동시에 처리할 수 있는 연장된 처리용 챔버를 제공할 수 있다. 이러한 예에서, 한 장치(10)의 제품 컨베이어 시스템(20)은 하나 이상의 앞의 또는 뒤의 컨베이어시스템(20)의 제품 컨베이어 시스템(20)과 함께 작동하도록 프로그램된다.The multiple processing modules 14, 16 are fixed in end-to-end shape to perform a large number of treatments on each product or otherwise process a large number of products simultaneously. An extended processing chamber can be provided. In this example, the product conveyor system 20 of one device 10 is programmed to work with the product conveyor system 20 of one or more front or rear conveyor systems 20.
도 2는 도 1의 처리용 장치(10)를 통해 제품을 이송하기 위한 제품 컨베이어 시스템(20)을 보다 상세하게 예시한다. 도시한 바와 같이, 제품 컨베이어 시스템(20)은 제품 이송 유닛 가이드(26)를 따라 이동하기 위해 연결되는 하나 이상의 제품 이송 유닛(30, 32)을 일반적으로 포함한다. 이송 유닛 가이드(26)는 양호하게는 프레임(28) 상에 장착된 기다란 스파인(26a; spine)을 포함한다. 다르게는, 이송 유닛 가이드(26)는 그 위에 제품 이송 유닛(30, 32)을 안내하기 위해 트랙 또는 다른 기다란 형상으로 형성될 수 있다. 제품 컨베이어 시스템(20)과 이송 유닛 가이드(26)의 길이 및 형상은 변할 수 있고, 제품 이송 유닛(30, 32)이 장치(10) 내의 처리용 스테이션 각각에 접근할 수 있도록 형성될 수 있다.FIG. 2 illustrates in more detail a product conveyor system 20 for transporting product through the processing apparatus 10 of FIG. 1. As shown, the product conveyor system 20 generally includes one or more product transfer units 30, 32 connected to move along the product transfer unit guide 26. The transfer unit guide 26 preferably comprises an elongated spine 26a (spine) mounted on the frame 28. Alternatively, the conveying unit guide 26 may be formed in a track or other elongate shape to guide the product conveying units 30, 32 thereon. The length and shape of the product conveyor system 20 and the conveying unit guide 26 can vary and can be formed so that the product conveying units 30, 32 can access each of the processing stations in the apparatus 10.
예시된 실시예에서, 제품 이송 유닛 가이드(26)는 스파인을 포함하며, 이 스파인은 스파인(26a)의 상부 부분의 대향 측에 장착된 한 쌍의 상부 가이드 레일(36, 38)과, 스파인(26a)의 하부 부분의 대향 측에 장착된 한 쌍의 하부 가이드 레일(40, 42)을 지지한다. 각각의 제품 이송 유닛(30, 32)은 양호하게는 각각의 상부 및 하부 가이드 레일(36, 40; 38, 42) 쌍과 결합한다. 각각의 가이드 레일 쌍은 스파인(26a)을 따라 하나 이상의 이송 유닛을 장착할 수 있다.In the illustrated embodiment, the product conveying unit guide 26 comprises a spine, which comprises a pair of upper guide rails 36, 38 mounted on opposite sides of the upper portion of the spine 26a and the spine ( Supports a pair of lower guide rails 40, 42 mounted on opposite sides of the lower portion of 26a). Each product transfer unit 30, 32 preferably engages with each pair of upper and lower guide rails 36, 40; 38, 42. Each guide rail pair can mount one or more transfer units along spine 26a.
각각의 제품 이송 유닛(30, 32)은 적절한 구동기(driver)에 의해 각각의 경로를 따라 구동된다. 보다 상세하게는, 구동 조작기(61, 64; drive operator)는 가이드(26)를 따라 제품 이송 유닛(30, 32)에 정밀한 위치조정을 제공하기 위한 리니어 자석 모터(linear magnetic motor)일 수 있다. 특히, 구동 조작기(61, 64)는 양호하게는 리니어 브러쉬리스 직류 모터이다. 이러한 양호한 구동 조작기(61, 64)는 이송 유닛 가이드(26)를 따라 유닛을 추진하기 위해 제품 이송 유닛(30, 32) 각각에 장착되는 전자석(69) 각각과 자기적으로 상호작용하는 일련의 자석 세그먼트를 사용한다.Each product transfer unit 30, 32 is driven along each path by a suitable driver. More specifically, the drive operators 61 and 64 may be linear magnetic motors for providing precise positioning to the product transfer units 30 and 32 along the guide 26. In particular, the drive manipulators 61 and 64 are preferably linear brushless direct current motors. This preferred drive manipulator 61, 64 is a series of magnets which magnetically interact with each of the electromagnets 69 mounted on each of the product transfer units 30, 32 to propel the unit along the transfer unit guide 26. Use segments.
케이블 안전장치(72, 73; cable guard)가 개개의 제품 이송 유닛(30, 32)과, 그 안의 통신 또는 전원 케이블을 보호하기 위해 프레임(28에 연결될 수 있다. 케이블 안전장치(72, 73)는 이송 유닛 가이드(26)를 따라 제품 이송 유닛(30, 32)이 충분한 이동 범위를 갖도록 다수의 상호 연결된 세그먼트를 포함할 수 있다.Cable guards 72, 73 may be connected to the frame 28 to protect the individual product transport units 30, 32 and the communication or power cables therein. Cable guards 72, 73 May comprise a plurality of interconnected segments such that the product conveying units 30, 32 along the conveying unit guide 26 have a sufficient range of movement.
도 3에 도시된 바와 같이, 제품 이송 유닛(30)은 가이드(26)의 스파인(26a)의 제 1 측면과 연결되고, 제품 이송 유닛(32)은 스파인(26a)의 제 2 측면에 연결된다. 각각의 제품 이송 유닛(30, 32)은 리니어 가이드 레일(36, 40, 38, 42) 각각과 결합하기 위해 네 개의 리니어 베어링(136, 140, 138, 142)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the product conveying unit 30 is connected with the first side of the spine 26a of the guide 26, and the product conveying unit 32 is connected with the second side of the spine 26a. . Each product transfer unit 30, 32 may include four linear bearings 136, 140, 138, 142 to engage with each of the linear guide rails 36, 40, 38, 42.
도 4는 제품 이송 유닛(32)과 거의 동등한 제품 이송 유닛(30)을 예시한다. 단순성을 위해, 이송 유닛(30)만을 상세하게 설명한다. 이송 유닛(30)은 아암 부재의 베이스 단부에서 이송 유닛 하우징(106)으로부터 아암 부재의 말단에서 에지 그립 말단 작동기(108)에 수평으로 연장하는 로봇 아암 또는 아암 부재(100)를 포함한다. 아암 부재(100)는 제 2 아암 섹션(114)에 회전가능하게 연결되는 제 1 아암 섹션(110)을 포함한다. 제 1 아암 섹션(110)은 하우징(106)에 대해 수직 축(Z1) 둘레에서 회전할 수 있다. 회전가능한 제 2 아암 섹션(114)은 제 1 아암 섹션(110)에 대해 수직 축(Z2) 둘레에서 회전할 수 있다. 말단 작동기(108)는 수직 축(Z1, Z2)에 대해 수직인, 수평 축(또는 "플립(flip)" 축)(R) 둘레에서 회전할 수 있다.4 illustrates a product transfer unit 30 which is approximately equivalent to the product transfer unit 32. For simplicity, only the transfer unit 30 will be described in detail. The transfer unit 30 comprises a robot arm or arm member 100 extending horizontally from the transfer unit housing 106 to the edge grip end actuator 108 at the distal end of the arm member at the base end of the arm member. Arm member 100 includes a first arm section 110 rotatably connected to second arm section 114. The first arm section 110 can rotate about a vertical axis Z1 with respect to the housing 106. The rotatable second arm section 114 may rotate about a vertical axis Z2 relative to the first arm section 110. The end actuator 108 may rotate about a horizontal axis (or “flip” axis) R, which is perpendicular to the vertical axis Z1, Z2.
하우징(106)은 수직으로 배치된 베이스 판(120)과, 제 1 상부 커버 판(122)과, 제 2 상부 커버 판(124)과, 바닥 커버 판(126)과, U형 측판(128; shroud)을 포함한다. U형 측판(128)은 측벽(129, 130)과 뒤쪽 벽(132)을 포함한다.The housing 106 includes a base plate 120 disposed vertically, a first top cover plate 122, a second top cover plate 124, a bottom cover plate 126, and a U-shaped side plate 128; shroud). U-shaped side plate 128 includes sidewalls 129 and 130 and rear wall 132.
도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 레일을 수용하는 네 개의 리니어 베어링(136, 138, 140, 142)이 베이스 판에 장착되어 있다. 가이드(26)의 구동 조작기(61)에 작용하는 브러쉬리스 모터(69)는 상부 리니어 베어링(136, 138)과 하부 리니어 베어링(140, 142) 사이에 배치된다(도 2 및 도 3에 도시됨). 헤드 리더 리니어 인코더(149; head reader linear encorder)는 가이드(26) 상의 이송 유닛(30)의 위치에 따른 위치 신호를, 이송 유닛을 제어하기 위해 사용되는 제어 유닛에 제공한다.As shown in FIG. 3, four linear bearings 136, 138, 140, 142 for receiving guide rails are mounted to the base plate. A brushless motor 69 acting on the drive manipulator 61 of the guide 26 is disposed between the upper linear bearings 136, 138 and the lower linear bearings 140, 142 (shown in FIGS. 2 and 3). ). A head reader linear encoder 149 provides a position signal according to the position of the transfer unit 30 on the guide 26 to the control unit used to control the transfer unit.
도 5는 하우징(106) 내측에 배치되는 다양한 구성요소를 예시한다. 예시한 바와 같이, 리프트 조립체(154; lift assembly) 및 아암 조립체(100)의 함께 작동하는 구성요소들이 하우징(106) 내에 배치된다.5 illustrates various components disposed inside the housing 106. As illustrated, the lift assembly 154 and working components of the arm assembly 100 are disposed within the housing 106.
리프트 조립체(154)는 수직 축(Z1)을 따라 아암 조립체(100)를 구동하기 위해 사용되는 다양한 구성요소를 포함한다. 이를 위해, 리프트 조립체(154)는 나사식 리드 스크류(158)를 회전시키며 리프트 브라켓(160; lift bracket) 내에서 회전하도록 배치되는 리드 스크류 모터(156; lead screw motor)를 포함한다. 리드 스크류 너트(162)는 리드 스크류(158)에 나사식으로 결합하고 리프트 너트 어댑터(164; lift nut adapter)와 체결된다. 리프트 조립체(154) 내의 수직 이동은 리니어레일(170)에 의해 안내된다. 그러므로, 그 축 둘레에서의 리드 스크류(158)를 회전시키면 리드 스크류(158)를 따라 축방향에서 상향으로 어댑터(164)와 너트(162)를 전진시킨다. 리드 스크류 모터(156)를 역회전시키면 리드 스크류(158)를 따라 너트(162) 및 어댑터(164)를 낮춘다. 수직축(Z2)을 따른 아암 조립체(100)의 수직 위치에 대응하는 신호가 절대 위치 센서(165)에 의해 제공된다.Lift assembly 154 includes various components used to drive arm assembly 100 along vertical axis Z1. To this end, the lift assembly 154 includes a lead screw motor 156 that is arranged to rotate the threaded lead screw 158 and to rotate within the lift bracket 160. Lead screw nut 162 is threadedly coupled to lead screw 158 and engaged with a lift nut adapter 164. Vertical movement in the lift assembly 154 is guided by the linear rail 170. Therefore, rotating lead screw 158 around its axis advances adapter 164 and nut 162 along the lead screw 158 in an axial direction upward. Reverse rotation of lead screw motor 156 lowers nut 162 and adapter 164 along lead screw 158. A signal corresponding to the vertical position of the arm assembly 100 along the vertical axis Z2 is provided by the absolute position sensor 165.
아암 부재(100)는 수직 축(Z2)에 따른 이동을 위해 수직 레일(176)에 연결된다. 트랙(172)과 슬라이딩 요소(174)를 갖는 수직 리니어 베어링 조립체(170)는 리프트 조립체(154)에 인접하게 배치된다. 수직 부재는 수직 레일(176)과 아암 부재(100)가 리드 스크류 모터(156)를 작동하여 어댑터(164)에 의해 수직으로 들어올려지거나 낮춰질 수 있도록, 이동 요소(174)와 어댑터(164)에 연결되는 캐리어 판(180; carrier plate)을 그 베이스 단부에 포함한다. 리니어 베어링 조립체(170)는 수직 부재가 정확하고 안정적으로 수직으로 들어올려지는 것을 보장한다. 리프트 인코더(177)는 이송 유닛을 제어하기 위해 정확한 리프트 위치 신호를 보내기 위해 리드 스크류 모터(156)의 구동 축에 연결된다.Arm member 100 is connected to vertical rail 176 for movement along vertical axis Z2. Vertical linear bearing assembly 170 with track 172 and sliding element 174 is disposed adjacent to lift assembly 154. The vertical member is movable element 174 and adapter 164 such that vertical rail 176 and arm member 100 can be lifted or lowered vertically by adapter 164 by operating lead screw motor 156. A carrier plate 180 connected to the base plate at its base end. The linear bearing assembly 170 ensures that the vertical member is lifted vertically accurately and stably. The lift encoder 177 is connected to the drive shaft of the lead screw motor 156 to send the correct lift position signal to control the transfer unit.
도 6a 및 도 12는 출력 축(201)을 회전시켜 하우징(106)에 대해 수직 축(Z1) 둘레로 제 1 아암 섹션(110) 및 수직 부재(176)를 회전시키는 제 1 회전 이동용 모터(200)를 예시한다. 모터(200)는 모터 장착부(202)에 의해 하부 하우징(206)에 연결된다. 하부 하우징은 스크류(210)에 의해 캐리어 판(180)에 연결된다. 커플링(214)은 모터(200)의 출력축(201)을 튜브 조립체(220)의 입력축(218)에 연결한다. 튜브 조립체(220)와 하부 하우징(206) 사이에는 베어링 리테이너(224;bearing retainer)와, 리졸버 센서(226; resolver sensor)와, 롤러 베어링(230; 개략적으로 도시됨)과, 하부 베어링 리테이너(232)가 있다. 리졸버 센서(226)는 하우징(106)에 대한 튜브 조립체(220)의 정확한 회전 위치 신호를 이송 유닛의 제어장치에 보낸다.6A and 12 illustrate a first rotational motor 200 which rotates the output shaft 201 to rotate the first arm section 110 and the vertical member 176 about the vertical axis Z1 with respect to the housing 106. ). The motor 200 is connected to the lower housing 206 by the motor mount 202. The lower housing is connected to the carrier plate 180 by screws 210. The coupling 214 connects the output shaft 201 of the motor 200 to the input shaft 218 of the tube assembly 220. Between the tube assembly 220 and the lower housing 206 a bearing retainer 224, a resolver sensor 226, a roller bearing 230 (shown schematically), and a lower bearing retainer 232 There is). The resolver sensor 226 sends an accurate rotational position signal of the tube assembly 220 relative to the housing 106 to the control unit of the transfer unit.
도 6b, 도 8 및 도 9는 튜브 조립체(220)를 제 1 아암 섹션(110)의 하부 하우징(242)에 연결하는 것을 예시한 것이다. 튜브 조립체(220)가 회전하면 하부 하우징(242)과 제 1 아암 섹션(110)이 수직 축(Z1) 둘레로 회전된다. 상부 커버(245)는 하부 하우징(242)에 끼워져 실질적으로 닫힌 체적(244; volume)을 형성하며, 이 체적에서 상기 구성요소들이 유지된다.6B, 8, and 9 illustrate connecting the tube assembly 220 to the lower housing 242 of the first arm section 110. Rotation of the tube assembly 220 rotates the lower housing 242 and the first arm section 110 about the vertical axis Z1. Top cover 245 fits into lower housing 242 to form a substantially closed volume 244 in which the components are held.
도 6b 및 도 8 내지 도 10은 제 2 아암 섹션(114)이 수직 축(Z2) 둘레로 회전하게 하는 구성요소들을 예시한다. 도시한 바와 같이, 제 2 회전 모터(240)는 튜브 조립체(220) 및 하부 하우징(242) 내에 수납된다. 모터(240)는 상기 하우징(242)과 튜브 조립체(220)의 하부 벽(242a; bottom wall)에 고정되어 있는 모터 플랜지(248; motor flange)에 의해 수직으로 지지되어 있다. 또한 플랜지(248)는 도 8에 도시한 바와 같이, 체결요소(fastener; 도시되지 않음)에 의해 모터(240)의 상부에 고정되어 있다. 모터(240)의 출력축(250)은 풀리 플랜지(252)와, 구동 풀리(254)와, 풀리 클램프(256)를 수용하며, 이들은 도 8에 조립된 상태로 도시한 바와 같이 종동 풀리 장치를 함께 구성한다. 제 2 회전 모터(240)는 이 모터와 일체로 되는 회전 위치 인코더(도시하지 않음)를 포함한다. 이 인코더는 이송 유닛 작동의 제어를 위해 제어 유닛에 회전 위치 신호를 전송한다.6B and 8-10 illustrate the components that cause the second arm section 114 to rotate about the vertical axis Z2. As shown, the second rotary motor 240 is housed in the tube assembly 220 and the lower housing 242. The motor 240 is vertically supported by a motor flange 248 fixed to the housing 242 and the bottom wall 242a of the tube assembly 220. The flange 248 is also secured to the top of the motor 240 by fasteners (not shown), as shown in FIG. 8. The output shaft 250 of the motor 240 houses the pulley flange 252, the drive pulley 254, and the pulley clamp 256, which together drive the driven pulley device as shown in FIG. 8. Configure. The second rotary motor 240 includes a rotary position encoder (not shown) integrated with the motor. This encoder transmits a rotational position signal to the control unit for control of the transfer unit operation.
도 10에 보다 명확하게 도시한 바와 같이, 손목부 토크 튜브(260; wrist torque tube)가 하부 하우징(242) 내에서 회전하기 위해 장착되며 아암 벨트(290)에 의해 둘러싸인다. 아암 벨트(290)는 구동 풀리(254)에 의해 구동된다. 베어링 리테이너(266)와 토크 튜브 리테이너(272)에 의해 유지되는 베어링(264; 개략적으로 도시됨)은 토크 튜브(260)를 지지 및 안내한다. 상부 및 하부 리테이닝 링(262, 263; upper and lower retaining ring)은 토크 튜브(260)에 끼워맞춰지며, 토크 튜브(260) 상에서 회전하는 벨트(290)를 수직방향에서 유지한다. 판독용 헤드 장착부(268; read head mount)는 앱솔루트형 로터리 인코더(270; rotary absolute encorder)와 함께 하부 하우징(242)에 장착된다. 앱솔루트형 로터리 인코더(270)는 제 1 아암 섹션(110)에 대한 제 2 아암 섹션(114)의 회전 위치 신호를 생성한다. 위치 신호는 이송 유닛 제어기에 공급된다. 앱솔루트형 인코더 커버(274)는 하부 하우징(242)의 바닥 부분과 정합된다.As shown more clearly in FIG. 10, a wrist torque tube 260 is mounted for rotation within the lower housing 242 and is surrounded by an arm belt 290. Arm belt 290 is driven by drive pulley 254. Bearings 264 (shown schematically) held by bearing retainers 266 and torque tube retainers 272 support and guide torque tubes 260. Upper and lower retaining rings 262 and 263 fit into the torque tube 260 and hold the belt 290 rotating on the torque tube 260 in the vertical direction. A read head mount 268 is mounted to the lower housing 242 with an absolute rotary encoder 270. The absolute rotary encoder 270 generates a rotational position signal of the second arm section 114 relative to the first arm section 110. The position signal is supplied to the transfer unit controller. The absolute encoder cover 274 is mated with the bottom portion of the lower housing 242.
하부 하우징(242) 위에는 이 하부 하우징(242)에 고정되는 로봇 손목부 하우징(280)과, 토크 튜브(260)에 고정되는 하부 커버(282)가 위치되어 있다. 또한, 하부 하우징(242)의 용적 내에는 플립 축 증폭기(292; flip axis amplifier)와, 스프링이 장착된 벨트 인장기(294; belt tensioner)가 유지된다.The robot wrist housing 280 fixed to the lower housing 242 and the lower cover 282 fixed to the torque tube 260 are positioned on the lower housing 242. In addition, a flip axis amplifier 292 and a spring-loaded belt tensioner 294 are held in the volume of the lower housing 242.
도 9를 참조하면, 인장기(294)는 아암 벨트(290) 상의 장력을 유지하기 위한 공회전 풀리(295; idler pulley)를 포함한다. 공회전 풀리는 하부 하우징(242)에 대해 핀(296) 둘레로 피벗(pivot)되어 있는 판(297)에 의해 지지된다. 이 판은 하부 하우징(242) 상의 고정된 곳과 판(297)에 지지되어 있는 스프링 핀 사이에서 신장되는 스프링(도시되지 않음)이 장착되어 있다. 스프링의 작용력은 상기 판을 회전시켜 벨트(290)에 대해 공회전 풀리(295)를 가압하게 한다.9, tensioner 294 includes an idler pulley 295 to maintain tension on arm belt 290. The idle pulley is supported by a plate 297 pivoted about the pin 296 relative to the lower housing 242. This plate is equipped with a spring (not shown) that extends between a fixed portion on the lower housing 242 and a spring pin supported on the plate 297. The action of the spring causes the plate to rotate to press the idle pulley 295 against the belt 290.
제 2 회전 모터(240)는 손목부 토크 튜브(260) 둘레에 둘러싸인 벨트(290)를 회전시키기 위해 선택적으로 구동된다. 이러한 구동은 제 2 아암 섹션(114)을 수직 축(Z2) 둘레에서 회전하게 한다(swing).The second rotary motor 240 is selectively driven to rotate the belt 290 surrounded around the wrist torque tube 260. This drive swings the second arm section 114 around the vertical axis Z2.
도 6b 및 도 10은 작동기(108)가 수평 축(R) 둘레로 회전하게 하는 플립 축 구성요소를 예시한다. 제 2 아암 섹션(114) 내의 플립 축 커버(300) 내에는 플립 축 모터(302)가 위치된다. 플립 축 모터(302)는 말단 작동기(108)를 수평 축(R) 둘레에서 회전하도록 선택적으로 구동된다. 플립 축 모터는 구동기 장착부(304)에 연결된다. 베어링 하우징(306)은 커버(300) 내에 위치되고 베어링(308; 개략적으로 도시됨)을 리테이너(310)와 함께 유지한다. 플립 축 허브(312)는 말단 작동기(108)에 장착된다.6B and 10 illustrate the flip axis component that causes the actuator 108 to rotate around the horizontal axis R. FIGS. Within the flip shaft cover 300 in the second arm section 114 is a flip shaft motor 302. Flip shaft motor 302 is selectively driven to rotate end actuator 108 around horizontal axis R. FIG. The flip shaft motor is connected to the driver mount 304. Bearing housing 306 is located within cover 300 and holds bearing 308 (shown schematically) with retainer 310. Flip shaft hub 312 is mounted to end actuator 108.
플립 축 모터는 모터(302)의 뒤쪽 단부에서 두 개의 회전 위치 인코더(351)에 연결되는 출력축(350)을 포함한다. 중복된 회전 위치 인코더는 제 2 아암 섹션(114)에 대한 수평 축(R) 둘레에서 작동기(108)의 회전 위치에 대응하는 신호를 이송 유닛의 제어기에 제공한다. 출력축(350)은 작동기(108)의 후방 플랜지(356)와 플립 축 허브(312) 사이에서 죄여지는 상호작용하는 압력 플랜지 클램프(354)와 고정 링(352; clamp ring)의 작용에 의해 플립 축 허브(312)에 고정된다. 후방 플랜지(356)는 체결요소에 의해 플립 축 허브(312; 정합하는 체결요소용구멍이 도 6b에 도시됨)에 부착된다.The flip shaft motor includes an output shaft 350 connected to two rotational position encoders 351 at the rear end of the motor 302. The redundant rotational position encoder provides a signal to the controller of the transfer unit corresponding to the rotational position of the actuator 108 around the horizontal axis R with respect to the second arm section 114. The output shaft 350 is flipped by the action of an interactive pressure flange clamp 354 and a clamp ring 352 clamped between the rear flange 356 of the actuator 108 and the flip shaft hub 312. It is fixed to the shaft hub 312. The rear flange 356 is attached to the flip shaft hub 312 (holes for mating fastening elements shown in FIG. 6B) by fastening elements.
플립 축 허브(312)는 베어링(308)에 의해 회전을 위해 저널 지지되는 환형 베어링 면(360)을 포함한다. 베어링(308)은 체결요소에 의해 베어링 하우징(306; 정합하는 체결요소용 구멍이 도 6b에 도시됨)에 부착되는 베어링 리테이너(310)에 의해 제위치에 유지된다. 베어링 하우징(306)은 체결요소(364)에 의해 손목부 토크 튜브(260)와 하부 커버(282)에 고정되는 베이스 부분(362)을 포함한다. 구동기 장착부(304)는 체결요소에 의해 모터(302; 정합하는 체결요소용 구멍이 도 6b에 도시됨)의 전방 쪽에 부착된다.Flip shaft hub 312 includes an annular bearing face 360 that is journal-supported for rotation by bearing 308. The bearing 308 is held in place by a bearing retainer 310 which is attached to the bearing housing 306 (shown in FIG. 6B by the fastening element) by the fastening element. The bearing housing 306 includes a base portion 362 secured to the wrist torque tube 260 and the lower cover 282 by fastening elements 364. The driver mount 304 is attached by the fastening element to the front side of the motor 302 (the hole for the matching fastening element is shown in FIG. 6B).
도 10에 예시된 바와 같이, 공압 실린더(414)는 나사식 소켓(473)을 통해 플런져(434; plunger)에 연결되어 있는 피스톤(472)에 추력(thrusting force)을 작용시키는 스프링(470)을 포함한다. 포트(422; port)에 도입된 가압 공기는 스프링의 확장력에 대향하여 피스톤(472)에 작용하며 플런져(434)를 후퇴시킨다(도10에서 왼쪽).As illustrated in FIG. 10, the pneumatic cylinder 414 has a spring 470 that exerts a thrusting force on the piston 472, which is connected to the plunger 434 via a threaded socket 473. It includes. Pressurized air introduced into port 422 acts on piston 472 against the expanding force of the spring and retracts plunger 434 (left in FIG. 10).
도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 공압 배관(pneumatic tubing)을 포함하기 위해 환형 공간(600)이 공압 실린더(414) 둘레와 플립 축 커버(300) 아래에 제공되고, 전원 도선(power conductor)이 말단 작동기(108)가 회전할 수 있도록 헐겁게 배치된다. 이러한 공압 배관 및 파워 컨덕터는 부분적으로 제 2 아암 섹션(114)을 통해 후방으로 공간(600)으로부터, 그리고 토크 튜브(260)의 중앙 통로(260a)를 통해 하향으로 우회(routing)될 수 있다. 모터(302)와 인코더(351)로부터와 같은 다른 도선은 공동(260b) 내에 배치된 인쇄 회로 케이블을 통해 우회된다. 이러한 배치는 토크 튜브(260) 둘레에 이들 케이블을 감거나 또는 풀어서 아암 섹션(114)이 축(Z2) 둘레에서 회전할 수 있게 한다. 그다음, 배관 및 도선은 상향으로는 인코더 하우징(224)을 통해 하부 하우징 커버(245)에 의해 제공되는 체적(244)으로 및 하향으로는 수직 부재(176)를 통해, 도 6a에 도시된 바와 같이 개구(604)에서 튜브 조립체(220)를 나간다. 제 1 및 제 2 아암 섹션(110, 114) 사이에서의 상대 회전에 대해 충분한 가요성(flexibility)을 허용하기 위해, 도선 및 배관은 토크 튜브(260) 내에서 빠져나가기 전에 헐겁게 권취(coil)될 수 있다.As can be seen in FIG. 10, an annular space 600 is provided around the pneumatic cylinder 414 and under the flip shaft cover 300 to include pneumatic tubing, and a power conductor is provided. The end actuator 108 is disposed loosely so that it can rotate. Such pneumatic tubing and power conductor may be partially routed downward from space 600 rearward through second arm section 114 and through central passage 260a of torque tube 260. Other leads, such as from motor 302 and encoder 351, are bypassed through printed circuit cables disposed in cavity 260b. This arrangement winds or unwinds these cables around the torque tube 260 to allow the arm section 114 to rotate about the axis Z2. The piping and leads are then upwardly through the encoder housing 224 to the volume 244 provided by the lower housing cover 245 and downwardly through the vertical member 176, as shown in FIG. 6A. Exit tube assembly 220 at opening 604. To allow sufficient flexibility for relative rotation between the first and second arm sections 110, 114, the leads and tubing may be loosely coiled before exiting in the torque tube 260. Can be.
도 13 내지 도 16은 에지 그립(edge-gripping) 말단 작동기(108)의 일 실시예를 도시한다. 예시된 바와 같이, 말단 작동기(108)는 브라켓(402) 상에 위치된 베이스 부분(400a; 도 19에 도시됨)으로부터 연장하는 패들(400; paddle)을 포함한다. 패들(400)은 두 개의 실질적으로 평행한 분지부(prong)들, 즉 제 1 분지부(401)와 제 2 분지부(403)를 갖는 실질적으로 Y형이다. 그립퍼 본체(404; gripper body)는 체결요소(408)에 의해 브라켓(402)에 연결되어 있으며, 그립퍼 본체(404)와 브라켓(402) 사이에서 패들(400)의 베이스 부분(400a)을 고정하도록 작용한다. 공압 구동기(414)는 다수의 체결요소(416)에 의해 연결되어, 브라켓(402)의 직립형 지지부(410; upstanding leg)에 연결된다. 공압 구동기(414)는 체결요소(414; 도시되지 않음)에 의해, 작동기(108)의 후방 플랜지(356)에 연결된다. 공압 구동기(414)는 공기 공급 라인(도시되지 않음)의 튜브 배관(tube fitting)을 수용하기 위한 나사식 개구일 수 있는 공기 흡입 포트(422)를 포함한다.13-16 illustrate one embodiment of an edge-gripping end actuator 108. As illustrated, the end actuator 108 includes a paddle 400 extending from the base portion 400a (shown in FIG. 19) located on the bracket 402. Paddle 400 is substantially Y-shaped with two substantially parallel prongs, namely first branch 401 and second branch 403. The gripper body 404 is connected to the bracket 402 by a fastening element 408, to secure the base portion 400a of the paddle 400 between the gripper body 404 and the bracket 402. Works. The pneumatic actuator 414 is connected by a number of fastening elements 416 and is connected to an upstanding leg 410 of the bracket 402. The pneumatic actuator 414 is connected to the rear flange 356 of the actuator 108 by fastening elements 414 (not shown). The pneumatic actuator 414 includes an air intake port 422 which may be a threaded opening for receiving a tube fitting of an air supply line (not shown).
그립퍼 본체(404)는 패들(400) 위에 있으며, 그립퍼 본체의 전방 단부에 있는 가이드 탭(428; guide tab)을 포함한다. 가이드 탭은 그 상부 표면에 반원형 홈(430)을 포함한다. 플런져(434)는 그립퍼 본체(404)를 관통하는 길이방향 보어(bore) 내에서 홈(430)과 정합하여, 끼워맞춰진다. 탭(428)은 패들(400)의 표면을 향해 전방 방향에서 하향으로 경사지는 경사면(440)을 그 전방 단부에 포함한다.The gripper body 404 is above the paddle 400 and includes a guide tab 428 at the front end of the gripper body. The guide tab includes a semicircular groove 430 on its upper surface. The plunger 434 fits and fits into the groove 430 in a longitudinal bore through the gripper body 404. The tab 428 includes an inclined surface 440 at its front end that slopes downward in the forward direction towards the surface of the paddle 400.
그립퍼 본체(404)의 전방 표면에는 제품 존재 센서(442)가 있다. 제품 존재 센서는 광 비임을 방출하며 제품이 패들(400) 상에 존재하면 제품으로부터의 반사광을 수신하는 발광 및 수광 센서이다. 제품이 없으면 반사광이 수신되지 않고, "제품 없음" 신호 또는 조건이 전송된다. 양호하게는, 센서(442)는 적외선 비임을 방출한다.On the front surface of the gripper body 404 is a product presence sensor 442. The product presence sensor is a light emitting and receiving sensor that emits a light beam and receives reflected light from the product when the product is on the paddle 400. Without the product, no reflected light is received, and a "no product" signal or condition is sent. Preferably, sensor 442 emits an infrared beam.
패들(400)의 전방 단부에는 두 개의 동등한 제품 에지 그립 핀(450, 452)이 위치한다. 이 핀은 양호하게는 플라스틱 재료로 형성된다. 단순성을 위해, 핀(452)만이 설명된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 반경방향으로 연장하는 상부 플랜지(458)와 중간 베이스(460)를 구비하는 원통형 본체(456)를 갖는다. 베이스(460)는 패들(400)의 분지부(403)의 층진 영역(462)에 끼워맞춰진다. 실린더(456)의 하부 부분은 마찰, 접합 또는 접착제에 의해 분지부(403)에 걸쳐 개구(464) 내에 유지된다. 중간 베이스(460)는 둘레가 외향으로 경사진 상부 표면(466)을 갖는다. 초기에 핀에 의해 고정되기 전에 제품이 패들 상에 위치되면, 경사진 표면(466)은 제품의 에지만이 경사진 표면(466) 상에서 작동기와 접촉함을보장한다.At the front end of paddle 400 are two equivalent product edge grip pins 450 and 452. This pin is preferably formed of a plastic material. For simplicity, only pin 452 is described. As shown in FIG. 17, it has a cylindrical body 456 with an upper flange 458 extending radially and an intermediate base 460. Base 460 fits into layered area 462 of branch 403 of paddle 400. The lower portion of the cylinder 456 is held in the opening 464 over the branch 403 by friction, bonding, or adhesive. The intermediate base 460 has an upper surface 466 that is circumferentially inclined outward. If the product is initially placed on the paddle before being secured by the pins, the inclined surface 466 ensures that only the edge of the product is in contact with the actuator on the inclined surface 466.
도 18은 초기에 경사진 표면(466) 상에서 에지(467) 상에 지지되어 있는 제품(W; 실선(solid)으로 도시됨)을 예시한다. 작동기가 플런져(434)를 사용하여 핀(450, 452)에 대해 제품을 고정하면, 핀의 경사진 환형 반경부(468)는 수직으로 연장하여 제품(W)이 핀(452)의 수직 접촉 표면(456a)과 에지로 접촉하게 된다. 이는 제품(W)이 실질적으로 제품의 외측 에지(469)에서만 핀과 접촉함을 보장한다. 고정력(gripping force)에 부가하여, 또한, 제품(W)은 특히 뒤집는 작업중에, 플랜지(458)에 의해 수직으로 유지된다.FIG. 18 illustrates an article W (shown in solid) that is initially supported on edge 467 on sloped surface 466. When the actuator uses the plunger 434 to secure the product against the pins 450, 452, the inclined annular radius 468 of the pin extends vertically such that the product W is in vertical contact with the pin 452. Edges are in contact with the surface 456a. This ensures that the product W is in contact with the pin substantially only at the outer edge 469 of the product. In addition to the gripping force, the product W is also held vertically by the flange 458, especially during the flipping operation.
도 19에 도시된 바와 같이, 플런져(434)는 패들(400) 상에서 제품을 수직으로 유지하기 위해 제품(W)의 에지(475)를 누르는 경사진 부분(474)을 갖는 원추형 팁(434a)을 포함한다. 경사면(440)은 제품이 그 에지(475) 상에서만 접촉하며, 그 편평한 배면에 놓여지지 않음을 보장한다. 말단 작동기(108)가 플립 모터(302)에 의해 수평 축(R) 둘레에서 회전하면, 핀(450, 452)의 플랜지(458)와 플런져(434)의 원추형 팁(434a)은 제품이 패들(400)로부터 떨어지지 않음을 보장한다.As shown in FIG. 19, the plunger 434 has a conical tip 434a having an inclined portion 474 that presses the edge 475 of the product W to hold the product vertically on the paddle 400. It includes. The inclined surface 440 ensures that the product contacts only on its edge 475 and does not lie on its flat back. When the end actuator 108 is rotated around the horizontal axis R by the flip motor 302, the flange 458 of the pins 450, 452 and the conical tip 434a of the plunger 434 will cause the product to paddle. To ensure it does not fall from 400.
플런져는 팁(434a)을 포함하는 원통형의 얇은 전방 연장부(434b)와, 이로부터 후방으로 연장하는 두꺼운 배럴(barrel) 부분(434c)을 포함한다. 배럴 부분(434c)에는 원통형의 공구 그립 부분(434d)을 렌치(wrench)와 맞물리기 위한 대향하는 편평한 표면(434e, 434f)을 갖는 원통형의 공구 그립 부분(434d)이 연결되어 있다. 나사식 연결용 단부 부분(434g)이 나사식 소켓(473)으로 나사식으로 체결된다. 플런져(434)는 층진 보어(476)으로 끼워맞춰진다. 층진 보어(476)는 후방배럴 부분(434c)을 안내하기 위한 대형의 후방 보어(476b)와, 얇은 전방 연장부(434b)를 안내하기 위한 좁은 전방 보어(476a)를 포함한다.The plunger includes a cylindrical thin front extension 434b comprising a tip 434a and a thick barrel portion 434c extending rearward therefrom. The barrel portion 434c is connected to a cylindrical tool grip portion 434d having opposing flat surfaces 434e and 434f for engaging the cylindrical tool grip portion 434d with a wrench. End portion 434g for screw connection is screwed into threaded socket 473. Plunger 434 fits into layered bore 476. The layered bore 476 includes a large rear bore 476b for guiding the rear barrel portion 434c and a narrow front bore 476a for guiding the thin front extension 434b.
그러므로, 작동중에, 제품(W)이 도 14에 도시된 바와 같이, 패들(400)상에 위치되면, 공기가 공압 실린더(414)로부터 방출되고 스프링(470)은 플런져(434)를 전방으로(도 19에서 좌측으로) 민다. 원추형 팁(434a)은 제품 에지를 핀(450, 452)으로 누른다. 제품 에지는 핀의 수직 접촉 표면(456a)으로 및 경사면(440)과 경사진 부분(474) 사이에서 가압된다. 제품은 가압 공기를 공압 실린더(414)로 도입하여 플런져(434)를 후퇴시켜 해제될 수 있다.Therefore, during operation, when product W is positioned on paddle 400, as shown in FIG. 14, air is released from pneumatic cylinder 414 and spring 470 moves plunger 434 forward. Push (to the left in FIG. 19). Conical tip 434a pushes the product edge with pins 450 and 452. The product edge is pressed into the vertical contact surface 456a of the pin and between the inclined surface 440 and the inclined portion 474. The product may be released by introducing pressurized air into the pneumatic cylinder 414 to retract the plunger 434.
도 20은 다른 로봇 아암 조립체(500)를 예시한다. 로봇 아암 조립체는 예를 들어 도 8에서 설명한 로봇 아암 조립체와 후술하는 부분을 제외하고는 많은 공통적인 특징을 공유한다. 제 1 회전가능한 아암 섹션(510)은 손목부 튜브(540)를 수직 축(Z2) 둘레에서 회전하기 위해 전기 모터(240)와 벨트(290)를 포함한다. 진공 챔버 캡(546)이 다수의 수직으로 향해진 체결요소(도시되지 않음)에 의해 손목부 튜브(540)에 고정된다. 말단 작동기(562)는 진공 챔버 캡(546)에 고정된다. 그러므로, 손목부 튜브(540)를 회전시키면 말단 작동기(562)가 회전한다.20 illustrates another robot arm assembly 500. The robot arm assembly shares many common features with the exception of the parts described below, for example, and the robot arm assembly described in FIG. 8. The first rotatable arm section 510 includes an electric motor 240 and a belt 290 for rotating the wrist tube 540 around the vertical axis Z2. Vacuum chamber cap 546 is secured to wrist tube 540 by a number of vertically facing fastening elements (not shown). End actuator 562 is secured to vacuum chamber cap 546. Thus, rotating wrist tube 540 rotates end actuator 562.
도 21에 보다 명백하게 도시된 바와 같이, 제 1 아암 섹션(510)은 앱솔루트형 로터리 인코더(270)를 둘러싸는 하우징(560)을 포함한다. 공압 배관(564; pneumatic fitting)은 진공원(source of vacuum)에 연결되기 위해 하우징(560)의 외측에 노출되어 있고, 손목부 튜브(540)를 통해 채널과 유체가 교통할 수 있다. 채널은 손목부 튜브(540)의 오목 영역(572; indented region)과 유체가 교통할 수있다. 진공 챔버 캡(546)은 오목 영역(572)으로 하향으로 연장하는 흡입구 부분(574)을 포함한다. 흡입구 부분(574)은 다수의 포트(576)와 내부 흡입구 노즐(578)을 포함한다. 흡입구 노즐(578)은 말단 작동기(562) 내에서 진공 채널(760; 후술함)과 유체가 교통할 수 있는 축방향 채널(580)로 상향으로 연장한다.As shown more clearly in FIG. 21, the first arm section 510 includes a housing 560 surrounding the absolute rotary encoder 270. Pneumatic fittings 564 are exposed outside of the housing 560 to connect to a source of vacuum, and fluid may communicate with the channel through the wrist tube 540. The channel may be in fluid communication with an indented region 572 of the wrist tube 540. Vacuum chamber cap 546 includes an inlet portion 574 that extends downwardly into recessed area 572. Inlet portion 574 includes a plurality of ports 576 and internal inlet nozzles 578. Inlet nozzle 578 extends upwardly into axial channel 580 through which fluid may communicate with vacuum channel 760 (described below) within end actuator 562.
도 22는 중앙 제품 컨베이어 시스템(620)을 갖는 처리용 장치(600)를 예시한다. 제품 컨베이어 시스템(620)은 상술한 바와 같은 제품 이송 유닛 가이드(26)와, 상술한 바와 가이 가이드의 각각의 측면 상에 슬라이딩 가능하게 장착되는 이송 유닛(630, 632)을 포함한다. 제품 이송 유닛(630, 632)은 도 20 및 도 21에서 설명한 바와 같이 로봇 이송 아암(500)을 통합한다.22 illustrates an apparatus 600 for processing with a central product conveyor system 620. The product conveyor system 620 includes a product conveying unit guide 26 as described above, and conveying units 630 and 632 slidably mounted on each side of the bar guide as described above. The product transfer units 630, 632 incorporate the robotic transfer arm 500 as described in FIGS. 20 and 21.
도 23은 가이드 레일(26)에 따라 컴팩트하게 상호 슬라이딩하기 위한 측방향 외측 치수(640)를 갖는 이송 유닛(630, 632)의 소형의 측방향 배치를 예시한다. 측방향 치수(640)는 캡(546)이 말단 작동기(562) 사이에서 수평으로 돌출되며, 충분한 수직 간극을 허용하여 (우측) 로봇 아암(500)이 (좌측) 로봇 아암(500)보다 약간 낮은 높이에서 유지되고, (우측) 말단 작동기(562)와 이에 의해 유지되는 웨이퍼(W)가 (좌측) 잔공 챔버 캡(546)과 매우 인접하면서 (좌측) 말단 작동기(562)와 이에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 아래쪽에 있을 수 있으므로 최소화될 수 있다. (좌측) 말단 작동기(562)와 이에 의해 유지되는 웨이퍼(W)는 (우측) 말단 작동기(562)와 이에 의해 유지되는 웨이퍼(W)보다 위에 있을 수 있다. 이송 유닛(630, 632)은 이러한 설정으로 가이드 레일(26)의 레일을 따라 둘다 이동될 수있거나, 또는 개별적으로 이동될 수 있다.FIG. 23 illustrates a compact lateral arrangement of the transfer units 630, 632 with lateral outer dimensions 640 for sliding mutually compactly along the guide rail 26. The lateral dimension 640 allows the cap 546 to protrude horizontally between the end actuators 562 and allow sufficient vertical clearance so that the (right) robot arm 500 is slightly lower than the (left) robot arm 500. The wafer held at the height and the (right) end actuator 562 and the wafer W held thereby are very adjacent to the (left) remnant chamber cap 546 and the (left) end actuator 562 and the wafer held thereby. It may be below (W) and thus minimized. The (left) end actuator 562 and the wafer W held by it may be above the (right) end actuator 562 and the wafer W held by it. The transfer units 630, 632 can both be moved along the rail of the guide rail 26 in this setting, or can be moved separately.
도 24는 웨이퍼(W)들이 약간 상이한 높이인 이러한 컴팩트하고 축소된 배치의 (좌측 및 우측) 이송 유닛(630, 632)을 예시한다. 이송 유닛은 웨이퍼를 측방향으로 배치된 처리용 용기(650; processing vessel)로 이송할 수 있다.FIG. 24 illustrates the transfer units 630, 632 in this compact and reduced arrangement where the wafers W are at slightly different heights. The transfer unit may transfer the wafer to a processing vessel 650 disposed laterally.
도 22 내지 도 24의 설계는 한 말단 작동기 및 웨이퍼를 각각의 다른 로봇 말단 작동기 및 웨이퍼의 상부 위로 지나가게 하여 간섭없이 레일을 따라 양방향에서 두 로봇에 의해 웨이퍼를 동시에 선형적으로 이송할 수 있게 한다. 이는 각각의 로봇에 대해 수직으로 안전한 이동 영역을 설정하여 이루어진다. 로봇 아암 조립체의 진공 캡(546)은 인접한 로봇 말단 작동기 및 이에 의해 유지되는 웨이퍼가 제 1 아암 섹션(510)과 개개의 말단 작동기 사이를 지나가게 하기 충분한 거리만큼 말단 작동기를 제 1 아암 섹션(510) 위로 높히는 축방향 길이를 갖는다.The designs of FIGS. 22-24 allow one end actuator and wafer to pass over the top of each other robot end actuator and wafer so that the wafers can be simultaneously linearly transferred by both robots in both directions along the rail without interference. . This is done by setting a safe moving area vertically for each robot. The vacuum cap 546 of the robot arm assembly allows the end arm actuator 510 to be moved by a distance sufficient to allow adjacent robot end actuators and the wafers held therebetween to pass between the first arm section 510 and the individual end actuators. Have an axial length that rises above.
설명한 설정의 결과 평면도로 보았을 때 대략 폭이 22.86cm(9 in)인 감소된 장치 용적을 갖게 된다.The resulting set-up results in a reduced device volume that is approximately 22.86 cm (9 in) wide when viewed in plan view.
도 8에 도시한 실시예가 유사한 방식으로 제 1 아암 섹션(110)과 말단 작동기(108) 사이에 간극을 제공하기 위해 토크 튜브(260)를 연장하도록 수정될 수도 있다.The embodiment shown in FIG. 8 may be modified to extend the torque tube 260 to provide a gap between the first arm section 110 and the end actuator 108 in a similar manner.
도 25는 웨이퍼(W)와 같은 제품을 쥐는 다른 실시예의 말단 작동기(700)를 예시한다. 말단 작동기(700)는 패들 부재(706)와 링크 부재(708)를 포함한다. 패들 부재(706)는 링크 부재(708)에 고정된다. 패들 부재(706)는 그 하부 면에 진공 채널(740)을 포함하며, 이 채널은 진공 클로즈아웃(710; vacuum closeout)에 의해 닫힐 수 있다. 패들 부재는 웨이퍼(W)를 패들(706) 상에 위치시키는 위치결정 핀(locator pin) 또는 버튼(714)을 수용하는 네 개의 구멍을 포함한다. 링크 부재의 진공 클로즈아웃(716)은 링크 부재의 바닥면에 배치된 진공 채널(760)을 닫는다(도 32에 도시됨).25 illustrates another embodiment end actuator 700 for holding a product such as wafer W. As shown in FIG. End actuator 700 includes paddle member 706 and link member 708. Paddle member 706 is secured to link member 708. Paddle member 706 includes a vacuum channel 740 on its bottom surface, which can be closed by a vacuum closeout 710. The paddle member includes four holes for receiving a locator pin or button 714 that positions the wafer W on the paddle 706. The vacuum close out 716 of the link member closes the vacuum channel 760 disposed on the bottom surface of the link member (shown in FIG. 32).
도 26은 패들(706)의 상부 표면(706a)을 예시한다. 패들(706)은 평행한 분기부(722, 724)를 포함한다. 분기부의 말단에는 융기된 웨이퍼 지지용 릿지(ridge) 또는 패드 영역(726, 727)이 있다. 위치결정 핀(714)은 패드 영역(726, 727)에 인접하게 위치된다. 패들(706)의 베이스 단부에는 기다란 웨이퍼 지지용 리지 또는 패드 영역(730)이 위치된다. 패드 영역(726, 727, 730)은 패들 상에 지지된 웨이퍼의 에지 영역에 대응하는 원의 일부분을 외접한다.26 illustrates the top surface 706a of the paddle 706. Paddle 706 includes parallel branches 722 and 724. At the end of the branch is a raised wafer support ridge or pad region 726, 727. Positioning pins 714 are positioned adjacent pad regions 726 and 727. At the base end of the paddle 706 is an elongated wafer support ridge or pad area 730. Pad regions 726, 727, 730 circumscribe a portion of the circle corresponding to the edge region of the wafer supported on the paddle.
도 27은 도 25에 도시된 진공 클로즈아웃(710)의 형상에 대응하는 오목한 레지(742; recessed ledge)로 둘러싸인 기다란 진공 채널(740)을 포함하는 패들 부재(706)의 바닥을 예시한다. 부가적으로, 진공 채널(740) 내에는 패들 부재(706)의 두께를 관통하여 진공 채널을 패드 영역의 진공 개구(vacuum opening)로 개방하는 진공 포트 또는 구멍(744)이 위치된다.FIG. 27 illustrates the bottom of the paddle member 706 including an elongated vacuum channel 740 surrounded by a recessed ledge corresponding to the shape of the vacuum closeout 710 shown in FIG. 25. Additionally, a vacuum port or hole 744 is located in the vacuum channel 740 that penetrates the thickness of the paddle member 706 and opens the vacuum channel to the vacuum opening of the pad area.
도 28은 이를 통해 진공 채널(740)과 통할 수 있는 진공 포트(744)를 포함하는 패드 영역(727)을 예시한다.FIG. 28 illustrates a pad region 727 that includes a vacuum port 744 through which the vacuum channel 740 can communicate.
도 31은 네 개의 위치결정 핀(714) 사이에 위치되고 패드 영역(726, 727, 730)을 덮는 웨이퍼(W)를 예시한다.FIG. 31 illustrates a wafer W positioned between four positioning pins 714 and covering pad regions 726, 727, and 730.
도 32는 기다란 진공 채널(760)을 닫는 링크 부재의 진공 클로즈아웃(716)을도시한다. 클로즈아웃(716)은 흡입 개구(764)와 배출 개구(766)를 포함한다. 흡입 개구(764)는 도 21에 도시한 바와 같이 진공 챔버 캡(546)과 유체가 교통할 수 있다. 개구(766)는 진공 채널(740)과 유체가 교통할 수 있다.32 illustrates a vacuum close out 716 of the link member closing the elongated vacuum channel 760. The close out 716 includes a suction opening 764 and a discharge opening 766. Suction opening 764 may be in fluid communication with vacuum chamber cap 546 as shown in FIG. 21. The opening 766 may be in fluid communication with the vacuum channel 740.
도 33 및 도 34는 위치결정 핀(714) 중의 하나를 보다 상세하게 예시한다. 위치결정 핀(714)은 경사진 표면(714b)의 베이스에 인접한 그 정확한 위치에 웨이퍼가 도달하도록 웨이퍼(W)의 하향 적재 이동을 안내하는 경사진 표면(714b)을 포함한다.33 and 34 illustrate one of the positioning pins 714 in more detail. The positioning pin 714 includes an inclined surface 714b that guides the downward loading movement of the wafer W so that the wafer reaches its exact position adjacent the base of the inclined surface 714b.
도 25 내지 도 34의 말단 작동기 조립체는 패들 상부 표면(706a)의 나머지 부분 위로 높혀진 세 개의 진공 패드 영역(726, 727, 730)에 진공압력을 전달하는 진공 다기관(vacuum manifold)을 구비한다. 각각의 진공 패드 영역에 작용하는 진공 압력차는 웨이퍼를 패들에 대해 정적으로 유지하는 힘을 제공한다. 유익하게는, 높혀진 진공 패드 영역은 예를 들어 3mm의 미리 선택되고 정의된 배제 영역에서만 웨이퍼 표면과 접촉한다. 유익하게는, 네 개의 버튼 또는 위치결정 핀(714)은 웨이퍼 배제 영역에서만 접촉함을 보장하기 위해 융기된 패드 영역에 대해 웨이퍼를 정확하게 위치시키는 각진 도입부(angled lead-in)를 갖는 가이드 "부품(furniture)"를 구비한다.The end actuator assembly of FIGS. 25-34 has a vacuum manifold that delivers vacuum pressure to three vacuum pad regions 726, 727, and 730 raised above the rest of paddle top surface 706a. The vacuum pressure difference acting on each vacuum pad area provides a force to hold the wafer static against the paddle. Advantageously, the elevated vacuum pad area is in contact with the wafer surface only in, for example, 3 mm preselected and defined exclusion areas. Advantageously, the four buttons or positioning pins 714 are guide " parts having an angled lead-in that accurately positions the wafer relative to the raised pad area to ensure contact only in the wafer exclusion area. furniture) ".
장치 시스템은 제어되는 진공원을 말단 작동기 진공 공압식 배관(564)에 제공하여 장치 내의 진공 압력 센서(도시되지 않음)가 웨이퍼의 존재를 검출할 수 있게 한다.The device system provides a controlled vacuum source to the end effector vacuum pneumatic tubing 564 so that a vacuum pressure sensor (not shown) in the device can detect the presence of the wafer.
도 25 내지 도 34의 진공식 그립 말단 작동기는 도 13 및 도 15 내지 도 19의 플런져식 웨이퍼 그립 메커니즘에 대해 몇가지 장점을 제공할 수 있다. 웨이퍼에 대해 작용하는 플런져는 웨이퍼가 패들에 대해 슬라이딩하게 할 수 있다.The vacuum grip end actuator of FIGS. 25-34 can provide several advantages over the plunger wafer grip mechanism of FIGS. 13 and 15-19. The plunger acting on the wafer may cause the wafer to slide relative to the paddle.
웨이퍼가 이러한 운동 중에 캐리어 또는 처리용 헤드의 형상(feature)과 간섭하는 것을 방지하기 위해, 로봇은 먼저 말단 작동기를 높인 후에 플런져를 구동시켜야 한다. 도 25 내지 도 34의 진공식 에지 그립은 진공식 패드 영역을 웨이퍼에 부착할 때까지 들어올리는 것만을 요구하여 로봇 이동을 간략화할 수 있다. 부가적으로, 플런져 타입의 에지 그립은 그립 메커니즘과 개별적인 웨이퍼 존재 센서 시스템을 요구한다. 이는 상술한 실시예에 설명한 바와 같은 전기적/광학적 센서를 포함하며, 이는 손목 축을 통해 배선을 우회할 것을 요구한다. 이러한 배선 우회는 손목부의 360°회전을 제한한다.To prevent the wafer from interfering with the features of the carrier or processing head during this movement, the robot must first raise the end actuator and then drive the plunger. The vacuum edge grips of FIGS. 25-34 can simplify robot movement by requiring only lifting the vacuum pad area until it is attached to the wafer. Additionally, plunger type edge grips require a grip mechanism and a separate wafer presence sensor system. This includes the electrical / optical sensor as described in the above embodiments, which requires bypassing the wiring through the wrist axis. This wiring bypass limits the 360 ° rotation of the wrist.
수많은 변형이 본 발명의 기본적인 원리를 벗어나지 않고 상술한 시스템에 이루어질 수 있다. 비록 본 발명은 하나 이상의 특정 실시예를 참조하여 상당히 상세하게 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구범위에 제시된 본 발명의 진의 및 범위를 벗어나지 않고 변화가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.Numerous variations can be made to the systems described above without departing from the basic principles of the invention. Although the invention has been described in considerable detail with reference to one or more specific embodiments, those skilled in the art will recognize that changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.
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