KR20030044908A - 공작물들의 병렬 공정용 시스템 - Google Patents

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Abstract

이중 패들 단부 이펙터 로봇(108)은 공작물들의 병렬 공정이 가능한 것으로 개시되어 있다. 단부 이펙터(108)는, 말단 링크(106)의 단부에 회전 가능하게 결합된 하부 패들(250)과, 하부 패들(250)에 회전 가능하게 결합된 상부 패들(252)을 포함한다. 하부 패들은 하부 패들(250)에 대하여 상부 패들(252)을 회전시킬 수 있는 구동 어셈블리를 지지한다. 본 발명의 일 실시예에서, 이중 패들 단부 이펙터 로봇(108)은 웨이퍼 선별기 내에서 한 쌍의 정렬기 상의 공작물의 병렬 공정을 수행하도록 웨이퍼 선별기 내에서 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 로봇(100)은 공작물 카세트 내에서 인접한 선반들로부터 한 쌍의 공작물들을 먼저 얻을 수 있다. 카세트로부터 물러난 후에, 단부 이펙터(108) 상의 각각의 패들은 부채꼴로 펼쳐져서 각각의 정렬기의 척들로 웨이퍼를 이송한다. 정렬기 상의 공작물의 공정이 완료된 후에, 펼쳐진 단부 이펙터 패들은 공작물을 획득하고, 상부 패들(252)은 하부 패들(250) 위에 직접 위치된 본래 위치로 돌아가며, 이어서 처리된 공작물을 원래 카세트 또는 새로운 카세트로 되돌아가게 한다. 이 방식에서의 공작물들의 병렬 공정은 종래의 웨이퍼 선별기 시스템에서 보다 상당히 더 많은 처리량을 제공한다. 처리량은 각각의 정렬기에서 공작물들을 위한 완충 위치를 제공함으로써 또한 향상될 수 있다.

Description

공작물들의 병렬 공정용 시스템{SYSTEM FOR PARALLEL PROCESSING OF WORKPIECES}
반도체 제조 공정에 공작물 핸들링 로봇을 도입하여 자동화에서 수동을 넘는 상당한 진전을 보여주었고, 다양한 공정 도구들 및/또는 공작물 저장 위치들 사이에 반도체 웨이퍼들과 같은 공작물들을 이송시키는 빠른 이송 장비가 나타나게 되었다. 종래의 공작물 핸들링 로봇들의 중요한 특징은 제 1 위치로부터 공작물을 빠르고 정확하게 획득하여, 데카르트 공간 내의 다른 X, Y 및 Z 좌표를 갖는 새로운 위치로 공작물을 운반하고, 공작물을 손상시키지 않고 배치할 수 있는 것이다.
이를 달성하기 위해서, 전형적인 로봇은 수직 축선을 따라 이송하기 위하여 베이스 내에 장착된 중앙 마스트(mast)를 포함한다. 인접 암(proximal arm) 또는 링크는 마스트의 상부 단부에 회전 가능하게 장착되고, 말단(distal) 암 또는 링크는 인접 링크의 대향 단부에 회전하여 장착된다. 웨이퍼 핸들링 로봇은 공작물을 지지하기 위하여 말단 링크에 부착된 단부 이펙터를 포함한다. 단부 이펙터는 말단 및 인접 링크들과 함께 동시화된 이동을 위하여 말단 링크에 선회 가능하게 장착된다. 여러가지 모터들은, 단부 이펙터가 3차원 공간 내에서 제어 가능하게 조종될 수 있도록 중앙 마스트를 이송시키기 위하여, 그리고 인접 및 말단 링크들을 회전시키기 위하여, 종래의 베이스 내에 장착되어, 또한 제공된다.
웨이퍼들에 집적 회로를 형성하는 공정 도구들 내에서 로봇들의 사용에 부가하여, 공작물 핸들링 로봇들은 예를 들어 웨이퍼 선별기와 같은 독립형 공정 도구에서 사용된다. 상기 공정 동안, 많은 카세트들로부터 선별되는 웨이퍼들은 하나의 카세트로 집합될 수 있고, 하나의 카세트로부터 선별되는 웨이퍼들은 선택적으로 많은 카세트들 사이로 분할될 수 있다. 웨이퍼들은 의도된 바와 같이 동일한 순서 또는 재조정된 순서로 카세트들 사이에 이송될 수 있다. 웨이퍼 선별기의 다른 기능은, 카세트 내에서 웨이퍼의 위치 지도를 만드는 것과, 카세트 내에서 웨이퍼들의 부정확한 위치를 탐지하는 것이다.
웨이퍼 선별기는 정렬기를 또한 포함한다. 종래의 정렬기는, 하나의 웨이퍼와 전형적으로 2개의 카메라를 지지하고 회전시키는 척(chuck)과 반경 방향 이탈 (radial runout)(즉, 공작물이 척의 중심 위치로부터 벗어난 크기 및 방향)을 확인하고, 웨이퍼의 원주를 따라 위치된 노치(notch)의 위치를 확인하기 위한 것을 포함한다. 정렬기는 전형적으로 공작물을 인식하는 광학 문자 판독(OCR) 표시를 판독하기 위하여 제 2 카메라를 포함한다. 종래의 웨이퍼 선별기에서, 웨이퍼들은 정렬기의 척으로 한 번에 하나씩 이송되고, 이어서 상기 정렬기의 척은 반경 방향 이탈이 측정되도록, 노치의 위치가 확인되도록, 그리고 OCR 표시가 판독되도록 웨이퍼를 회전시킨다. 그 다음에, 웨이퍼들은 웨이퍼 카세트들로 한 번에 하나씩 되돌아간다. 공작물 카세트와 정렬기 사이에 한 번에 하나씩 공작물을 이송하는 종래의 정렬기/로봇 시스템은 시간당 약 200-250개의 수준의 상대적으로 낮은 웨이퍼 처리량을 갖는다. 이 낮은 처리량은, 정렬 공정이 확인 표시 판독이 요구되는 각 공정 장소에서 실행되어야 할 때, 그리고 이들 각 장소에서 각각의 개별적인 웨이퍼에 실행되어야 할 때는 중요하게 된다.
처리량을 증가시키기 위해서 2개의 독립적인 배치의 로봇 암들 또는 링크들을 제공하는 것이 알려져 있다. 이러한 다수의 암을 갖춘 로봇은, 발명자가 게노브 (Genov) 등인 미국 특허 제 5,789,890호에서 개시되어 있다. 여기서 개시되는 바와 같이, 이러한 로봇들은 전형적으로 카세트로부터 제 1 공작물을 얻을 수 있도록 하기 위해서 서로 파생된 단부 이펙터들을 포함하고, 주변에서 회전하여, 그 다음 제2 공작물을 얻는다. 이러한 로봇은 초청정 공기를 갖도록 선별기를 유지하는 비용으로 인하여 상당한 비용이 드는 선별기 내의 공간을 상당히 많이 차지한다. 또한, 전형적인 2중 암을 갖춘 로봇은 값비싸고, 더욱 복잡한 제어를 필요로 한다.
[관련 특허/출원의 상호 참조]
본 출원은 하기 특허 출원에 관련된 것으로, 하기 특허 출원은 본 발명의 소유자에게 양도되고 그 특허 출원 모두는 본 명세서에 포함된다.
2000년 4월 12일자로 출원되어 현재 계류 중에 있는, 발명자가 바브스 (Babbs) 등이고 발명의 명칭이 "모듈형 선별기(MODULAR SORTER)"인 미국 특허 출원 제 09/547,829호와,
1999년 11월 30일자로 출원되어 현재 계류 중에 있는, 발명의 명칭이 "웨이퍼 방향조정 및 판독 장치(WAFER ORIENTING AND READING MECHANISM)"인 미국 특허 출원 제 09/452,059호.
본 발명은 공작물을 이송하고 선별하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작물들의 병렬 공정에 영향을 줄 수 있는 이중 패들 단부 이펙터를 포함하는 이송 및 선별 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명을 하기와 같은 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 패들 단부 이펙터를 포함하는 로봇의 사시도이다.
도 2는 로봇의 베이스의 절개부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 로봇 마스트와 엘보우(elbow) 구동 어셈블리의 정면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 링크들 내에 포함된 회전 및 구동 어셈블리들과 함께 로봇 인접 및 말단 링크의 정면을 나타낸 도면이다.
도 5는 링크들 내에 포함된 회전 및 구동 어셈블리들을 갖춘 인접 및 말단 링크들을 분해한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이중 패들 단부 이펙터를 확대한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이중 패들 단부 이펙터를 분해한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 로봇이 사용되는 웨이퍼 선별기의 정면을 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8에서 도시된 웨이퍼 선별기의 후방 절개부를 나타낸 사시도이다.
도 10은 선별기에 위치된 공작물 카세트로부터 빼내어진 한 쌍의 공작물들을 갖는 본 발명에 따른 로봇을 보여주는 웨이퍼 선별기의 평면도이다.
도 11은 바깥쪽으로 펼쳐진 단부 이펙터의 패들을 구비한 본 발명에 따른 로봇을 포함하는 웨이퍼 선별기의 평면도이다.
도 12는 공작물 처리을 위하여 공작물을 한 쌍의 정렬기들 상에 배치되도록 전진시킨 본 발명에 따른 웨이퍼 선별기의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 선택적인 실시예에 따른 2개의 패들의 평면도이다.
도 14는 도 13의 실시예에서 도시된 패들을 확대한 사시도이다.
본 발명의 장점은 시간당 처리량을 향상시키기 위해서 공작물들의 병렬 공정이 가능한 공작물 핸들링 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 종래의 공작물 핸들링 로봇 보다 상대적으로 적은 변화를 갖는 공작물들의 병렬 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 이중 또는 단일 패들(paddle) 로봇으로서 작동 가능한 다용도 공작물 핸들링 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 로봇이 정렬기를 왔다갔다하며 웨이퍼를 이송하는 동안 정렬기가 휴지(idle)하지 않는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 정렬기가 정렬기의 작동을 하는 동안 로봇이 휴지하지 않는 것이다.
이들과 다른 장점들은 바람직한 실시예에서 공작물들의 병렬 공정이 가능한 이중 패들 단부 이펙터 로봇에 관한 본 발명에 의해 달성된다. 로봇은 바람직하게 로봇 베이스의 안쪽으로 혹은 바깥쪽으로 수직 이송 가능한 마스트, 마스트에 고정되게 장착된 인접 링크, 및 인접 링크에 회전 가능하게 결합된 말단 링크를 포함한다. 로봇은 인접 링크에 회전 가능하게 결합된 단부 이펙터를 또한 포함하고, 상기 단부 이펙터는 서로에 대하여 회전 가능한 한 쌍의 공작물 지지 패들을 포함한다.
특히, 단부 이펙터는 말단 링크의 단부에 회전 가능하게 결합된 하부 패들과, 하부 패들에 회전 가능하게 결합된 상부 패들을 포함한다. 하부 패들은 하부 패들에 대하여 상부 패들을 회전시킬 수 있는 구동 어셈블리를 지지한다. 상부 및 하부 패들은 카세트 내에서의 공작물의 피치와 바람직하게 동일한 거리로 서로 떨어져 간격을 두고, 상기 패들과 함께 본 발명에 따른 로봇이 작동된다. 이렇게, 상부 및 하부 패들은 공작물 카세트 내에서의 선반들로부터 한 쌍의 공작물을 동시에 빼낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 이중 패들 단부 이펙터 로봇은 선별기 내에서의 한 쌍의 정렬기에 공작물들의 병렬 공정을 수행하도록 웨이퍼 선별기 내에서 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 로봇은 공작물 카세트 내에서 인접한 선반들로부터 한 쌍의 공작물들을 먼저 얻을 수 있다. 카세트로부터 물러난 후에, 단부 이펙터 상의 각각의 패들은 부채꼴로 펼쳐져서(fan out) 각각의 정렬기의 척들로 웨이퍼를 이송한다. 정렬기 상의 공작물의 처리가 완료된 후에, 부채꼴로 펼쳐진 단부 이펙터 패들은 공작물을 획득하고, 상부 패들은 하부 패들 위에 직접 위치된 본래 위치로 돌아가며, 이어서 처리된 공작물을 원래 카세트 또는 새로운 카세트로 되돌아가게 한다. 이 방식에서의 공작물들의 병렬 공정은 종래의 웨이퍼 선별기 시스템에서 보다 상당히 더 많은 처리량을 제공한다. 처리량은 각각의 정렬기에서 공작물들을 위한 완충 위치를 제공함으로써 또한 향상될 수 있다.
본 발명은 일반적으로 공작물 저장 위치들과 공정 도구들 사이로 병렬로 공작물을 이송하는 공작물 핸들링 로봇에 관하여 도 1 내지 도 14를 참조하여 이제 기술할 것이다. 본 발명에 의해 이송될 공작물은 반도체 웨이퍼, 레티클 및 편평한 패널 디스플레이를 포함하는 여러 가지 편평한 평면 대상물들이 포함됨을 알 수 있다.
본 발명에 따른 시스템과 로봇은 웨이퍼 패브 내에서, 예를 들어 웨이퍼 상의 집적 회로를 형성하는 도구들과, 웨이퍼 선별기와 같이 웨이퍼를 확인, 재구성 및 이송하는 도구들을 포함하는, 다양한 공정 도구와 함께 작동할 수 있다. 본 발명에 따른 시스템과 로봇은 모든 인가 가능한 SEMI 표준에 동의하고 준수됨을 알 수 있다.
도 1 및 도 2에서는, 본 발명과 일치하여 베이스(102), 인접 링크(104), 말단 링크(106) 및 단부 이펙터(108)를 포함하는 본 발명에 따른 로봇을 도시하고 있다. 베이스(102) 내의 마스트(116)(도 1에서 도시되지 않고 도 2에서 도시)는 베이스(102) 안쪽 및 바깥쪽으로 수직 Z-축을 따라 이송될 수 있고, 인접 링크, 말단 링크 및 단부 이펙터는 Z-축에 수직인 X-Y 평면에서 그들 각각의 회전 축에 대하여 모두 선회될 수 있다. 이와 같이, 단부 이펙터는 로봇(100)의 부근에 3차원 공간을 통하여 조종될 수 있다.
베이스(102)와 링크들(104, 106) 뿐만 아니라 그 구성 요소들은 종래의 설계일 수 있음을 알 수 있다. 일 실시예에서, 이들 구성 요소들(단부 이펙터(108) 제외)은, 발명의 명칭이 "공작물 핸들링 로봇(WORKPIECE HANDLING ROBOT)"인 미국 특허 제 09/483,625호에 개시되고, 참조로 본 명세서에 포함된다. 그러나, 단부 이펙터(108)를 지지하고 조정하는 로봇 구성 요소의 구성은 선택적인 실시예에서 변화될 수 있음을 알 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 베이스(102)는 베이스 내의 구성 요소들을 둘러싸서 보호하는 원통형 하우징(112)(도 2에서 부분적으로 도시됨)을 포함한다. 베이스(102)는 하우징(112)의 상단부 부분과 결합하여 고정된 상단부 플레이트(114)를 또한 포함한다. 상단부 플레이트(114)는 연장되고 이동되는 마스트를 관통한 중앙 구멍(115)을 포함한다. 마스트(116)는 바람직하게 외부 직경이 약 100mm이고 길이가 20"이며 두께가 약 0.08"인 스테인레스강 튜브로 형성된 중공 실린더이다. 마스트(116)의 상술된 재료 및 치수는 선택적인 실시예에서 변화될 수 있음을 알 수 있다.
도 2에서, 마스트는 쇼울더(shoulder) 구동부(120)(이하에서 설명)의 회전 부분에 앉혀져서 고정되며, 상기 구동부(120)는 Z-축을 따라 구동부(120)와 마스트 (116)를 선형으로 이송하는 선형 구동부(122) 내에서 번갈아 지지된다. 특히, 선형 구동부(122)는 지지되는 쇼울더 구동부(120) 내에서 운반대(124), 운반대(124)를 수직으로 이송하는 볼 나사(screw)(126), 및 볼 나사(126)를 회전시키는 모터 어셈블리(128)를 포함한다. 부가적으로, 한 쌍의 레일(127)들은 하우징(112) 내에서 고정되고, 운반대는 롤러(도시되지 않음)를 거쳐 레일(127)들에 이송되게 번갈아 고정된다. 도 2와 도 3에서, 쇼울더 구동부(120)는, 마스트(116)와 인접 링크(104)를 회전시키기 위하여 제공되고, 마스트에 고정되게 장착된다. 바람직한 실시예에서, 쇼울더 구동부(120)는 조화 구동 감소 시스템(harmonic drive reduction system) (138)에 결합된 브러시(brush) 없는 모터(137)를 포함한다. 조화 구동 감소 시스템의 내부 파장 발생기(139)는 모터(137)의 출력 샤프트(143)에 결합된다. 조화 구동 감소 시스템(138)은 각 속도를 감소시키고, 선택적인 실시예에서 약 140:1 에서 약 40:1 까지의 비율 범위와 최적으로는 약 50:1의 비율로 모터(137)의 토크(torque) 출력을 증가시키는 것이 고려된다.
마스트(116)는, 조화 구동 감소 시스템(138)의 출력 스플라인(spline) (145)에 결합되고, 바람직한 실시예에서 쇼울더 구동부의 최외부의 단면이다. 쇼울더 구동부는 운반대(124)와 모터(137)를 둘러싸는 정지 모터 하우징(149) 양쪽에 고정되게 장착된 환상 어댑터(annular adapter)를 거쳐 운반대(124)에 의해 지지된다. 바람직한 실시예에서, 조화 구동 감소 시스템(138)의 회전하는 출력 스플라인(145)은 출력 스플라인(145)을 둘러싸는 큰 크로스(cross) 롤러 베어링(도시되지 않음)에 의해 운반대(124) 내에서 회전되게 지지되고, 상기 베어링은 출력 스플라인(145)과 운반대(124) 사이에 장착된다.
도 4와 도 5에서, 엘보우 구동부(150)는 링크(104) 내의 장착 허브(hub) (144)의 내부에 장착되고 마스트(116)의 내부 내로 늘어진다. 특히, 모터 지지 플레이트(152)는 엘보우 구동부(150)가 고정되는 장착 허브(144)의 저부 부분에 장착된다. 엘보우 구동부(150)는, 쇼울더 구동부(12)와 구조적으로 그리고 작동적으로유사하고, 상술된 부수의 각 장점들을 포함한다. 특히, 엘보우 구동부(150)는 바람직하게 조화 구동 감소 시스템(156)에 결합된 브러시 없는 모터(154)를 포함한다. 조화 구동 감소 시스템의 내부 파장 발생기는 모터(154)의 출력과 연관된다. 구동부(150)의 속도 및 토크 감소는 선택적인 실시예에서 140:1 에서 40:1 까지의 범위를 가지고 최적으로는 약 50:1의 비율이며, 그에 따라 매우 견고하고 부드러우며 정확한 출력 회전을 발생시킨다.
조화 구동 감소 시스템(156)으로부터 출력 스플라인은 모터 지지 플레이트 (152) 내의 구멍을 통하여 위로 연장하는 구동 돌기(boss)(161)에 고정된다. 풀리 (pulley)(162)는 구동 돌기(161) 위에 번갈아 고정된다. 풀리(162)는 엘보우 구동부(150)에 의해 풀리(162)의 회전이 의도되는 바와 같이 말단 링크(106)를 회전시키도록 스트랩들(straps)(198, 200)을 거쳐 말단 링크(106)에 결합된다.
근접 및 말단 링크들이 서로 회전 가능하게 지지되도록 여러 가지 구성이 고려됨을 알 수 있다. 도 4와 도 5에서의 바람직한 실시예에서, 인접 링크(104)의 장착 허브(146)는 장착 허브(146)의 저부에 고정되게 장착되어 위로 연장되는 환상 돌기(177)를 포함한다. 하부 풀리(179)는 돌기(177)와 하부 풀리(179) 사이에 장착된 큰 크로스 롤러 베어링(184)에 의해 돌기(177) 둘레에 회전되게 장착될 수 있다. 하부 풀리(179)는 엘보우 구동부(150)에 의해 하부 풀리(179)의 회전이 말단 링크(106)의 회전을 야기하도록 말단 링크(106)에 고정되게 장착된다. 크로스 롤러 베어링(184)은 반경 방향 및 축 상의 안정성을 제공하고 인접 링크에 대한 말단 링크의 회전 축의 어떤 기울어짐을 방지한다. 환상 밀봉(186)은 바람직하게 인접 및말단 링크들 사이로 외부 환경에서 발생된 가스 또는 유체가 들어가는 것을 방지하도록 인접 및 말단 링크들 사이에 제공된다.
엘보우 구동부(150)에 의한 말단 링크(106)의 회전이 도 4 및 도 5를 참조하여 이제 기술될 것이다. 제 1 및 제 2 스트랩들(198, 200)은 엘보우 구동부(150)의 풀리의 일 단부에서 고정되고, 장착 허브(146) 내의 하부 풀리(179) 둘레의 대향 단부에서 고정된다. 각각의 스트랩들(198, 200)은 다르고 겹쳐지지 않는 수평 평면에 놓여지고, 풀리 둘레로부터 스트랩들이 완전히 풀려지지 않고 어느 방향으로 약 160도 회전할 수 있도록 각각의 풀리들(162, 179) 둘레에 둘러싸여 진다. 풀리가 어느 방향으로 회전할 수 있는 각도는, 180도와 같거나 그 보다 작다는 조건하에, 선택적인 실시예에서 160도 보다 크거나 작을 수 있다. 또한, 스트랩들은 바람직한 실시예에서 금속이지만, 스트랩들은 선택적인 실시예에서 다른 금속들로 형성될 수 있다. 이러한 재료들은 케블라(Kevlar?)와 나일론(Nylon?)과 같은 합성 중합체를 포함한다.
제 1 방향으로 풀리(162)의 회전은 하부 풀리와 결과적으로 하부 풀리에 고정된 말단 링크를 제 1 방향으로 회전시키기 위해서 스트랩들 중 하나, 예를 들어 스트랩(198)을 당길 것이다. 이에 따라, 스트랩(200)은 바람직한 링크 회전이 과도하게 되는 것을 방지하도록 그리고 설사 있다 하더라도 고정(settling) 시간(즉, 링크 내의 어떤 진동이 고정되어 없어지기 위해서 걸리는 시간)을 최소화하도록 장력 하에 유지된다. 다시, 이에 따라, 스트랩(198)은 바람직한 링크 회전이 과도하게 되는 것을 방지하도록 그리고 설사 있다 하더라도 고정 시간을 최소화하도록 장력 하에 유지된다.
단부 이펙터(108)는 인접 링크에 장착된 단부에 대향하여 말단 링크(106)의 단부에 회전되게 장착된다. 인접 링크에 말단 링크를 회전되게 장착하는 것과 함께, 말단 링크(106)에 단부 이펙터(108)를 회전되게 장착하기 위하여 여러 가지 구성이 고려될 수 있음을 알 수 있다. 바람직한 실시예에서, 아래에서 지시되는 것을 제외하고, 단부 이펙터는 말단 링크가 인접 링크에 회전되게 장착되는 실질적으로 동일한 방식으로 말단 링크에 회전되게 장착된다. 인접 링크에 말단 링크를 장착하기 위한 구성이 선택적인 실시예에서 말단 링크에 단부 이펙터를 장착하는 구성과 다를 수 있음을 알 수 있다.
바람직한 실시예에서, 단부 이펙터(108)는 말단 링크(106)의 장착 허브(178) 내에서 회전되게 장착된 단부 이펙터 장착 플레이트에 단부 이펙터(108)를 고정함으로써 말단 링크에 회전되게 장착될 수 있다. 장착 허브(178) 내에 플레이트 (206)를 회전되게 장착하기 위해서, 말단 링크(106)의 장착 허브(178)는 장착 허브 (178)의 저부에 고정되게 장착하여 위로 연장되는 환상 돌기(207)를 포함할 수 있다. 풀리(208)는 돌기(207)와 풀리(208) 사이에 장착된 큰 크로스 롤러 베어링 (209)에 의해 돌기(207) 둘레에 회전되게 장착될 수 있다. 단부 이펙터 장착 플레이트는 풀리(208)와 함께 회전하기 위해서 풀리(208)의 상단부에 고정되게 장착된다. 환상 밀봉(210)은, 바람직하게 인접 및 말단 링크들 사이로 외부 환경에서 발생된 가스 또는 유체가 들어가는 것을 방지하도록, 그리고 로봇을 둘러싸는 환경으로 로봇 움직임에 의해 발생된 분진들이 빠져나가는 것을 방지하도록, 말단 링크(106)와 단부 이펙터(108) 사이에 제공된다. 밀봉(210)은 선택적인 실시예에서 생략될 수 있음을 알 수 있다.
말단 링크로부터 단부 이펙터로 토크를 이송하기 위해서, 상부 풀리(214)는, 인접 링크(104)의 장착 허브(146) 내의 돌기(177)에 고정되게 장착되고, 말단 링크 (106)의 장착 허브(176) 내에서 위치되기 위해서 허브 내의 돌기로부터 위쪽으로 연장된다. 상부 풀리는, 돌기와 함께 회전하도록 한정되고, 인접 링크의 말단 단부에 번갈아 고정되게 장착된다.
단부 이펙터 장착 플레이트(206)와 단부 이펙터(108)를 회전시키기 위해서, 제 1 및 제 2 강철 스트랩들(216, 218)은 상부 풀리(214)의 일 단부에서 고정되고, 풀리(208) 둘레의 대향 단부에서 고정된다. 스트랩들(216, 218)의 단부들은 말단 링크(106)에 대한 상부 풀리(214)의 회전과 동시에 스트랩들의 미끄러짐을 방지하도록 풀리들(214, 218)에 고정된다(기술된 바와 같이, 풀리(214)는 인접 링크(104)에 고정되게 장착되고, 풀리(214)는 인접 링크(104)의 회전과 동시에 회전한다). 각각의 스트랩들(216, 218)은 단부 이펙터(108)가 말단 링크(106)의 회전과 동시에 회전하도록 상술된 스트랩들(198, 200)과 구조적으로 유사하고 동일한 방식으로 작동한다.
상술된 바와 같이, 단부 이펙터를 조정하기 위한 상술된 구성 요소들은 알려진 구조일 수 있고 선택적인 실시예에서 여러 가지 다른 구성을 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7에서, 본 발명과 일치하는, 단부 이펙터(108)는 하부 패들(250)과 상부 패들(252)을 포함하고, 상기 패들 들은 서로에 대하여 회전할 수 있다. 하부 패들(250)은 상술된 바와 같이 말단 링크의 회전과 동시에 장착 플레이트(206)와 함께 회전하기 위해서 장착 플레이트(206)에 고정되게 부착된다. 나사(249)(단지 하나만 도시됨)는 플레이트(206)에 패들(250)을 고정하기 위해서 하부 패들 베이스(251)의 저부 표면을 관통하여 플레이트(206) 내로 연장된다. 하부 패들(250)은 베이스(251)로부터 연장되는 후방 연장부(253)를 또한 포함하고, 이하에서 기술되는 바와 같이 상부 패들 구동 어셈블리를 지지하기 위하여 상기 후방 연장부에는 지지 포스트(post)(282)가 장착된다.
하부 패들(250)은, 공작물들을 지지하고 이송하기 위하여, 브래킷(bracket) (261)의 상부 표면에 장착된, 실질적으로 평면의 블레이드(blade)(260)를 또한 포함한다. 블레이드(260)는 이송 동안 블레이드(260)에 공작물을 고정되게 지지하도록 블레이드(260)의 표면 도처에 낮은 압력을 전달하기 위한 진공 포트(port)(268)를 포함할 수 있다. 진공원(도시되지 않음)으로부터의 진공 라인(도시되지 않음)은 로봇을 관통하여 나사 결합될 수 있고 블레이드(260)의 상부 표면에서 낮은 압력을 발생시키도록 진공 포트(268)에 연결될 수 있다.
블레이드(260)는 실질적으로 "U"자형 단부(264)로 한정되는 한 쌍의 핑거 (finger)(262)를 또한 포함할 수 있다. 블레이드(260)의 하부에 위치된 핑거(262)의 구성과 방향은 축선(266)을 따라 이동하는 동안 블레이드가 하나의 공작물을 획득하게 하고, 상기 축은 하부 패들(250)의 종방향 주축에 실질적으로 평행하다. 핑거(262)는 진공 포트(268)를 통하여 발생된 낮은 압력이 닫혀지는 결과로서 공작물이 패들(250)에 고정되게 지지되어 유지될 수 있도록 패들(250)에 지지된 공작물의무게 중심이 패들의 단부로부터 안쪽으로 위치되게 한다.
덮개 플레이트(254)는 장착 나사(256)와 잭(jack) 나사(257)에 의해 하부 패들 베이스(251)에 고정된다. 덮개 플레이트(254)의 평면성은 독립적으로 각각의 잭 나사(257)를 회전시켜 조정될 수 있고, 덮게 플레이트의 적당한 평면성이 달성될 때, 장착 나사(256)는 바람직한 위치에서 베이스(251)에 덮개 플레이트(254)를 고정하도록 아래로 죄여진다. 덮개 플레이트(254)는 크로스 롤러 베어링(269)들의 정지된 일부가 고정되게 장착되는 개구를 또한 포함한다. 상부 패들(252)은 베어링 (269)들의 회전 부분에 번갈아 고정되게 장착되고, 따라서 상부 패들(252)이 하부 패들(250)에 대하여 회전하게 한다. 고저 조정(leveling) 나사(257)는 상부 및 하부 패들이 평행하고 수평인 평면에서 회전하는 것을 보장하도록 덮개 플레이트 (254), 베어링(269) 및 상부 패들(252)의 평면성을 조정하게 한다.
상부 패들(252)은, 브래킷(272)의 하부 표면에 장착되어 공작물들을 지지하고 이송하기 위한 실질적으로 평면인 블레이드(270)를 또한 포함한다. 블레이드 (270)는 이송 동안 블레이드에 공작물을 고정되게 지지하도록 블레이드(270)의 표면 도처에 낮은 압력을 전달하기 위한 진공 포트(282)를 포함할 수 있다. 상술된 진공 라인들은 베어링(269)을 통하여 연장하는 진공 관이음쇠(fitting)(271)에 연결될 수 있고, 연결부(도시되지 않음)는 블레이드(270)의 표면에서 낮은 압력을 발생시키도록 진공 포트(282)에 낮은 압력을 번갈아 전달한다.
블레이드(270)는 실질적으로 "C"자형 단부(278)로 함께 한정되는 제 1 의 가늘고 긴 핑거(274)와 제 2 의 짧은 핑거(276)를 또한 포함한다. 블레이드(270)에위치된 핑거들(274, 276)의 구성과 방향은 축선(280)을 따라 이동하는 동안 블레이드가 하나의 공작물을 획득하게 하고, 상기 축은 상부 패들(252)의 종방향 주축에 실질적으로 평행하지 않다. 핑거들(274, 276)은 진공 포트(282)를 통하여 발생된 낮은 압력이 폐쇄된 경우에 공작물이 상부 패들(252)에 고정되게 지지되어 유지될 수 있도록 상부 패들(252)에 지지된 공작물의 무게 중심이 패들의 단부로부터 안쪽으로 또한 위치되게 한다.
공작물들이 지지되는 카세트들은 서로 미리 한정된 공간 또는 피치(pitch)에서 공작물들을 지지하는 선반을 포함한다. 상기 피치는 SEMI에 의해 규정되고 사용되는 카세트의 크기에 따라 변화된다. 브래킷들(261, 272)은 로봇(100)과 함께 작동하는 카세트 내에서의 공작물들의 피치와 바람직하게 같은 상부 및 하부 지지 구역들(260, 270) 사이의 간격을 한정한다. 이렇게, 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 상부 및 하부 패들 들은 공작물 카세트 내의 인접한 선반들로부터 한 쌍의 공작물들을 동시에 빼낼 수 있다.
상술된 바와 같이, 장착 포스트(282)는 베이스(251)의 후방 부분(253)에 고정된다. 장착 포스트(282)는 개구(286) 내에 장착된 상부 패들 구동 어셈블리(284)를 지지하기 위해 제공된다. 구동 어셈블리(284)는 개구(286) 내로 밀어 끼워 넣을 수 있거나 혹은 체결구(fastener)에 의해 개구(286) 내에서 고정될 수 있다. 장착 포스트(282)는 나사(288)들에 의해 하부 패들(250)에 고정되게 장착되므로 장착 포스트(282)와 구동부(284)가 하부 패들(250)과 함께 회전하게 된다.
바람직한 실시예에서, 구동부(284)는 상술된 쇼울더 구동부(120)와 엘보우구동부(150)와 유사하다. 구동부(284)는 바람직하게 출력 스플라인(290)을 포함하는 조화 구동부에 연결된 브러시 없는 모터를 포함한다. 구동부(284)의 속도 및 토크 감소는 선택적인 실시예에서 140:1 에서 40:1 까지의 범위를 가지고, 최적으로는 약 50:1의 비율이며, 그에 따라 매우 견고하고 부드러우며 출력 스플라인의 정확한 출력 회전을 발생시킨다.
출력 스플라인(290)은 상부 패들(252)에 고정되게 장착된 클램프(clamp) (292) 내에 번갈아 고정된다. 특히, 출력 스플라인(290)은 클램프의 개구(294) 내에 끼워질 수 있고, 한 쌍의 세트(set) 나사(296)는 구동부(284)에 상부 패들(252)을 고정하기 위해서 플레이트를 관통하여 클램프 내로 죄여질 수 있다. 전기적 연결부(298)을 통해 제어기로부터 발생된 적절한 신호를 받음과 동시에, 구동부(284)는 넓은 이동 범위로 하부 패들(250)에 대하여 상부 패들(252)을 회전시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상부 패들은 하부 패들 위에 직접 그 위치로부터 ±140도 회전할 수 있다. 하부 패들에 대한 상부 패들의 회전 범위는 선택적인 실시예에서의 범위 보다 더 작거나 클 수 있음을 알 수 있다.
바람직한 실시예에서, 장착 포스트(282)는 종래의 브레이크-빔(break-the-beam) 센서일 수 있는 광학 센서(300)를 또한 포함할 수 있다. 상부 패들(252)은 직선 테두리(303)를 갖는 반원형 플래그(flag)(302)를 또한 포함한다. 플래그(302)는, 상부 패들(252)에 고정되게 장착되어 상부 패들과 함께 회전되고, 전송기로부터 수신기로 전달되는 빔을 차단할 수 있도록 센서(300)의 전송기와 수신기 사이의 공간 내에서 회전한다.
상부 패들이 하부 패들에 대하여 회전하는 동안 센서는 하부 패들 위에 상부 패들의 "본래(home)" 위치, 즉 상부 패들이 저부 패들 위에 직접 정렬되는 위치를 측정하기 위해서 플래그(302)의 직선 테두리(303)를 탐지한다. 특히, 제어기는 빔이 차단되느냐 차단되지 않느냐에 따라 시계방향 또는 시계반대방향으로 상부 패들을 회전시키도록 초기에 결정할 수 있다. 만약 상부 패들이 예를 들어 도 6에서 도시된 하부 패들에 대하여 시계방향으로 회전된 위치에 있다면, 그것은 상부 패들이 시계방향으로 회전된 위치에 있고 그 본래 위치로 상부 패들을 위치시키기 위해서 시계반대방향으로 회전시켜야 한다는 것을 제어기에 지적한다. 시계반대방향의 회전 동안 어느 지점에서, 플래그(302)의 직선 테두리(303)는 빔이 센서 수신기에 받아지도록 센서(303) 아래에서 지나간다. 반대로, 만약 상부 패들이 예를 들어 도 6에서 도시된 하부 패들에 대하여 시계반대방향으로 회전된 위치에 있다면, 그것은 상부 패들이 시계반대방향으로 회전된 위치에 있고 그 본래 위치로 상부 패들을 위치시키기 위해서 시계방향으로 회전시켜야 한다는 것을 제어기에 지적한다. 시계방향의 회전 동안 어느 지점에서, 플래그(302)의 직선 테두리(303)는 빔이 센서 수신기에 받아지지 않게 차단되도록 센서(303) 아래에서 지나간다. 상기 시스템으로, 센서(300)가 상태(빔이 차단되는 상태에서 차단되지 않는 상태로 또는 그 반대로 진행되는 상태)를 변화시킬 때, 제어기는 하부 패들 위에 상부 패들의 본래 위치를 확인할 수 있다. 상기 본래 위치는 센서(300)가 상태를 변화시킬 때의 상부 패들의 위치 또는 센서(300)가 상태를 변화시킬 때의 하부 패들의 위치로부터 알려진 오프셋(offset)일 수 있다. 상기 알려진 오프셋은 센서(300)가 상태를 변화시킨 후에구동부(284)의 모터를 구동시킴으로써 고정된 수의 모터를 계산하여 달성될 수 있다. 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 여러 가지 다른 알려진 센서와 시스템들이 선택적인 실시예에서 하부 패들(250)에 대한 상부 패들(252)의 본래 위치를 지시하기 위하여 상술된 것과 대체될 수 있다.
인쇄 회로 보드(283)는 또한 장착 포스트(282)의 상단부 표면에 또한 장착될 수 있다. 보드(283)는 구동부(284)와 제어기(108) 사이의 전기적 연결을 위한 접합을 제공하는 전기적 터미널들을 포함할 수 있다. 보드(283)는 센서(300)로부터 발송된 신호를 또한 제어하거나 혹은 전송할 수 있다.
구동부(284)는 덮개(304) 내에서 구동부(284)와 구동부에 의해 발생된 어떤 분진들을 고립시키도록 장착 포스트(282)의 상부 표면에 부착한 덮개(304) 내에서 수용될 수 있다. 도시되지 않지만, 연속적인 진공원은 덮개(304) 내의 분진들이 주변 환경으로 빠져나가는 것을 방지하도록 덮개(304) 내에서 낮은 압력을 발생시키기 위해서 덮개(304)를 관통하여 연결될 수 있다.
이중 패들 단부 이펙터(108)는, 예를 들어 도 8 내지 도 12에서 도시된 웨이퍼 선별기내에서와 같이, 공작물들의 병렬 공정을 허용한다. 도 8은 선별기의 정면을 나타낸 사시도이고, 도 9는 단순하게 도시하기 위하여 선별기의 일부가 생략된 후방 사시도이며, 도 10 내지 도 12는 다른 위치에서 로봇(100)을 보여주는 선별기의 내부의 평면도이다. 본 발명에 따른 로봇(100)에 부가하여, 웨이퍼 선별기(350)는 한 쌍의 정렬기들(352a, 352b), 다수의 로드 포트 어셈블리(354)(도 9에서 생략), 제어기(356) 및 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(357)를 포함한다. 웨이퍼 선별기(350)는 로봇(100)이 병렬 공작물 공정을 달성하도록 사용될 수 있는 많은 가능한 실시예들 중 하나임을 알 수 있다.
로드 포트 어셈블리(354)는, 예를 들어 "로드 포트 오프너(LOAD PORT OPENER )"라는 제목으로 미국 특허 출원 제 08/730,643호에서 개시된 종래의 설계일 수 있고, 상기 출원은 본 발명의 소유자에게 양도되고 여기서 참조로 모두 병합된다. 어셈블리(354)는 일반적으로 SMIF 포드 또는 바(bar) 카세트와 같은 컨테이너를 받기 위하여, 컨테이너로부터 카세트를 분리하기 위하여(컨테이너가 제공될 때), 그리고 카세트 내의 공작물을 로봇에 의해 이송하도록 로봇(100)에 카세트를 전달하기 위하여 제공된다. 하나 또는 그 이상의 로드 포트 어셈블리를 각각 포함하는 모듈형 구획부들은 "모듈형 선별기(MODULAR SORTER)"라는 제목으로 미국 특허 출원에서 개시된 바와 같이 함께 결합될 수 있고, 상기 출원은 참조로 이미 병합되었다.
정렬기들(352a, 352b)은 종래의 설계일 수 있거나, 예를 들어 발명의 명칭이 "웨이퍼 방향조정 및 판독 장치(WAFER ORIENTING AND READING MECHANISM)"인 미국 특허 출원 제 09/452,059 호(이하에서 "'059 출원"이라 함)에서 개시된 바와 같이 완충 위치를 포함할 수 있고, 상기 출원은 참조로 이미 포함된다. 정렬기(352)들은, 서로 바람직하게 동일하고, 일반적으로 공작물들의 중심과 반경 방향 이탈을 측정하고, 공작물들에 노치 또는 기준 표시의 위치를 위치시키고, 이어서 각 공작물에 제공된 OCR 또는 다른 확인 표시를 판독하기 위하여 제공된다. 정렬기들 (352a, 352b)은 베이스(360) 내에 회전되게 장착된 척들(358a, 358b)을 포함한다. 일단 공작물들이 척(358)들에 놓여지면, 척들은 각 공작물 상의 노치의 위치를 인식하도록 그리고 각 공작물의 반경 방향 이탈을 측정하도록 각각의 공작물을 회전시킨다. 알려진 구조의 센서(362)는 노치 위치와 반경 방향 이탈 둘 다를 인식하기 위하여 각 정렬기에 제공된다. 일단 노치의 위치가 공작물 상에서 인식되었다면, 공작물은 비디오 카메라가 OCR 표시를 판독할 수 있도록 비디오 카메라(364) 아래에 OCR 표시를 위치시키기 위해서 회전된다. 이어서, 각 공작물은, 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 중심의 단부 이펙터에 의해 얻어질 수 있고, 그 원래 카세트로 또는 새로운 카세트로 되돌아갈 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 각 정렬기(352)는 바람직하게 완충 패들 (365a, 365b)을 또한 포함하여, 공작물들이 일반적으로 정렬기와 시스템의 처리량을 증가시키도록 완충될 수 있다. 각 정렬기 상의 완충 패들(365)은 제 1 공작물이 처리되는 동안 제 2 공작물을 로봇이 정렬기로 가져갈 수 있게 하고, 이어서 제 2 공작물이 처리되는 동안 정렬기로부터 떨어져 제 1 공작물을 로봇이 운반할 수 있게 한다. 이렇게, 정렬기는 로봇이 정렬기를 왔다갔다하며 공작물들을 이송하는 동안 휴지하지 않고, 로봇은 정렬기가 정렬기의 작동을 수행하는 동안 휴지하지 않는다. 정렬기(352)들은 선택적인 실시예에서 완충 패들을 포함하지 않을 수 있음을 알 수 있다.
보다 상세하게 도 10 내지 도 12를 참조하면, 바람직한 실시예에서, 이중 패들 단부 이펙터(108)는 다음과 같이 병렬 공작물 공정이 가능하다. 제어기(356)는, 하부 패들(250)이 제 1 공작물(400a) 아래에 위치되고 상부 패들이 제 1 공작물 (400a) 바로 위에 그리고 제 2 공작물(400b) 아래에 위치되도록, 로드 포트 어셈블리(354) 상의 공작물 카세트 내로 단부 이펙터를 유도하기 위해서 구동하는 로봇에 적절한 신호를 보낸다. 이어서, 마스트(116)는 공작물들(400a, 400b)이 공작물 카세트 선반을 떠나서 각각의 패들(250, 252)에 지지되도록 위쪽으로 이동한다. 그 다음에, 공작물들은 단부 이펙터(108) 상의 카세트로부터 동시에 빼내어진다.
카세트로부터 2개의 공작물들을 얻은 후에, 로봇(100)은 2개의 공작물들 (400a, 400b)을 정렬기(352)로 이송한다. 특히, 단부 이펙터(108)는, 도 10에서 도시된 바와 같이 하부 패들(250)의 축선(266)이 척(358a)의 중심을 관통하여 정렬될 때까지, 하부 패들(250) 위에 그 본래 위치에서 상부 패들(252)과 함께 회전한다. 이후에, 상부 패들의 축선(280)이 도 11에서 도시된 바와 같이 척(358b)의 중심을 관통하여 지나갈 때까지, 하부 패들(250)이 정지되어 유지되는 동안, 구동부(300)는 상부 패들(252)을 회전시키거나 부채꼴로 펼칠 수 있다. 이 지점에서 축선들 (266, 280)은 서로 평행하거나 대체로 평행하다. 본 발명의 일 실시예에서, 상부 패들(252)은 하부 패들에 대하여 약 54도로 부채꼴로 펼쳐질 수 있다. 이 각도는 척들(358a, 358b) 사이의 공간과 패들(250, 252)의 길이에 의해 결정된다. 각각의 패들(250, 252) 사이의 펼쳐지는 각도는 척(358)들 사이의 공간의 변화 및/또는 패들 (250, 252)의 길이에서의 변화에 따라 변할 수 있다.
이 후에, 로봇은 각각의 공작물들(400a, 400b)이 도 12에서 도시된 바와 같이 각각의 척들(258a, 258b) 위에 위치될 때까지 축선들(266, 280)을 따라 정렬기 (352)들을 향하여 단부 이펙터(108)를 전진시킨다. 축선들(266, 280)이 서로 평행하고 단부 이펙터(108)의 이송 방향에 평행함에 따라서, 하부 패들(250)의 "U"자형단부(264)와 상부 패들(252)의 "C"자형 단부(278)는, 각각의 척(358)들을 부분적으로 둘러쌀 때까지 정렬기(352)들을 향하여 둘다 이송된다. 이 내부 연동은 패들 (250, 252)과 척들(258a, 258b) 사이에 공작물의 이송을 원활히 한다.
바람직한 실시예에서, 척들(358a, 358b)은, 예를 들어, 척(358b)이 척(358a) 보다 약간 더 높은 높이에 있도록 다른 수평 평면들에서 위치된다. 수평 평면들 사이의 간격은 바람직하게 패들(250, 252)에의 공작물들 사이의 간격 보다 약간 더 작다. 일단 공작물들(400a, 400b)이 척(358)들 위에 위치되면, 마스트(116)는 단부 이펙터(108)를 내리기 위해서 하우징(112) 내로 내려간다. 척들(358a, 358b)의 평면들 사이의 수직 간격이 패들 들의 사이의 간격 보다 약간 더 작을 때, 공작물 (400b)이 상부 패들(250)로부터 척(358b)으로 넘겨지기 전에 공작물(400a)은 하부 패들(252)로부터 척(358a)으로 넘겨진다.
척들(358a, 358b)은, 정렬기들이 공작물들의 중심을 확인하고 공작물들의 OCR 표시를 인식한 후에 각각의 패들(250, 252)이 중심 상의 두 공작물들을 다시 얻을 수 있도록, 다른 높이에 위치된다. 특히, 두 공작물의 중심을 알게됨과 동시에, 제어기(356)는 먼저 상부 패들(252)이 위쪽으로 이동하여 중심 상의 공작물 (400b)을 다시 얻을 수 있도록 수평 평면 내의 단부 이펙터(108)의 위치를 먼저 조정한다. 이어서, 공작물(400b)이 상부 패들(252)에 위치된 상태로, 제어기는 패들 (250)이 위쪽으로 이동하여 중심 상에 공작물(400a)을 다시 얻을 수 있도록 수평 평면 내의 단부 이펙터(108)의 위치를 다시 조정한다. 선택적인 실시예에서, 척들 (358a, 358b)의 수평 평면들 사이의 간격은 패들 들의 사이의 간격보다 더 클 수있다. 이러한 실시예에서, 먼저 공작물(400b)이 그리고 이어서 공작물(400a)이 공작물들 각각의 척들에서 내려지게 된다. 유사하게, 상기 선택적인 실시예에서, 먼저 공작물(400a)이 그리고 이어서 공작물(400b)이 공작물들 각각의 척들로부터 중심 상에 위치된다.
회전하고 이송하는 척을 포함하는 정렬기를 제공하는 것이 알려져 있다. 이러한 정렬기에서, 공작물의 반경 방향 이탈이 확인된 후에, 척은 정렬기가 자체적으로 척 상의 공작물을 중심에 두도록 독립적으로 지지되는 공작물을 이송시킨다. 이러한 정렬기는 선택적인 실시예에서 본 발명에 따른 로봇과 함께 사용될 수 있다. 이러한 선택적인 실시예에서, 척(358)들은 웨이퍼들이 동시에 척들에 놓여지고 척들로부터 다시 얻어지도록 상술된 바와 같이 다른 수평 평면들 또는 동일한 수평 평면들에서 위치될 수 있다.
정렬기가 OCR 표시를 인식하고 패들(250, 252)이 중심 상의 공작물들(400a, 400b)을 다시 얻은 후에, 상부 패들(252)은 그 본래 위치로 다시 회전하고, 공작물들(400a, 400b)은 공작물들의 원래의 카세트 또는 새로운 카세트로 되돌아간다.
상술된 바와 같이, 정렬기들(352a, 352b)은 공작물들이 척(358)들 상에 앉혀지는 동안 공작물들을 완충하기 위한 완충 패들(365a, 365b)을 포함할 수 있다. 공작물 카세트와 정렬기들 사이에 공작물들을 이송하는 이러한 실시예의 작동은 '059 출원에서 개시되어 있다. 그러나, '059 출원에서는 단일 단부 이펙터와 단일 정렬기 사이에 한 번에 하나의 공작물이 이송되고, 본 발명은 이중 패들 단부 이펙터와 2개의 개별적인 정렬기들 사이에 한 번에 2개의 공작물을 이송하면서도 '059 출원에서 기술된 단계들을 달성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제 1 세트의 공작물들 (400a, 400b)은 상술된 바와 같이 초기에 척들(358a, 358b) 상에 앉혀진다. 이어서, 이들 공작물들은 정렬기(352)들에 의해 처리된다. 즉, 공작물들은 각각의 공작물들이 반경 방향 이탈을 측정하도록 그리고 공작물들의 OCR 표시를 인식하도록 회전된다.
척(358)들 상의 제 1 세트의 공작물들이 놓여진 후에, 단부 이펙터가 물러나고, 상부 패들(252)은 그 원래 위치로 되돌아가며, 로봇은 공작물 카세트로부터 제 2 세트의 공작물들(400a, 400b)을 얻는다. 이어서, 단부 이펙터는 부채꼴로 펼쳐지고, 제 2 세트의 공작물들(400a, 400b)을 완충 패들(365a, 365b)에 놓는다.
제 2 세트의 공작물들이 완충 패들에 놓여질 때까지, 척들 상의 제 1 세트의 공작물들의 처리는 완료된다. 제 2 세트의 공작물들이 완충 패들에 놓여진 후에, 단부 이펙터는 물러나서, 내려가고, 척(358)들로부터 중심 상의 제 1 세트의 공작물들을 다시 얻도록 다시 전진한다. 이어서, 단부 이펙터는 물러나고, 상부 패들 (252)은 그 원래 위치로 되돌아가며, 그 다음에 제 1 세트의 공작물들은 그들 원래의 카세트 또는 새로운 카세트로 되돌아간다. 원래 위치 내의 상부 패들과 함께, 제 3 세트의 공작물들(400a, 400b)은 카세트로부터 로봇(100)에 의해 얻어진다. 단부 이펙터가 제 3 세트의 공작물들을 얻는 동안, 완충 패들(365)은 공작물 처리를 위하여 척(358)들 위로 제 2 세트의 공작물들을 내리고, 처리가 완료될 때, 완충 패들(365)은 제 2 세트의 공작물들을 척(358)들에서 떨어져 다시 올리도록 위쪽으로 이동한다. 대략 같은 시간에 이것은 완료되고, 로봇은 제 3 세트의 공작물들과함께 되돌아가며, 공작물 처리를 위하여 척(358)들 상에 공작물들을 두고, 물러나서, 위쪽으로 이동하고, 완충 패들(365)로부터 중심 상의 제 2 세트의 공작물들을 얻도록 다시 전진한다. 이어서, 단부 이펙터는 물러나고, 상부 패들(252)은 그 원래 위치로 돌아가며, 제 2 세트의 공작물들은 카세트로 되돌아간다. 원래 위치 내의 상부 패들과 함께, 제 4 세트의 공작물들(400a, 400b)은 얻어지고, 공정이 다시 시작한다.
이중 패들 단부 이펙터가 카세트로부터 한 쌍의 공작물들을 이동시키고, 2개의 공작물들을 따로 펼쳐지게 하며, 이어서 정렬기(352)들을 향하여 이동한다. 그러나, 선택적인 실시예에서, 선별기(300) 내의 구성 요소들은, 단부 이펙터가 카세트로부터 한 쌍의 공작물들을 이동시키고, 정렬기(352)들 중 하나의 정렬기 위로 전진하고, 이어서 패들(250, 252)에 위치된 공작물들을 떨어져 펼쳐지게 하도록 제공됨을 알 수 있다. 이러한 실시예에서, 상부 패들(252)의 단부에 위치된 핑거들 (274, 276)은 상술된 바와 같이 선형으로 전진하는 대신에 척(258)들 중 하나의 척을 부분적으로 둘러싸는 위치 내로 회전될 수 있다. 이와 같이, 핑거들(274, 276)은 회전 후에 척에 대하여 공작물을 적절하게 위치시키도록 형상화되어야 한다. 상기 실시예에 따라 공정이 완료된 후에, 패들은, 완충 패들 또는 척들로부터 공작물들을 얻고, 함께 회전하고, 이어서 공작물들을 카세트로 되돌아가도록 정렬기들로부터 떨어져 전진한다.
도면들은 서로 간격을 둔 정렬기(352)들을 보여준다. 정렬기들은 선택적으로 서로 가깝게 위치될 수 있으므로, 정렬기에 지지된 공작물들은, 실질적으로 서로겹쳐지고, 공작물 노치와 각 공작물의 OCR 표시가 위에서 적어도 충분히 보여지도록 떨어져 간격을 둔다. 이러한 실시예는 '059 출원에서 개시되어 있다. 이중 패들 단부 이펙터(108)는, 상술된 바와 같이 이러한 실시예에서 작동될 수 있지만, 가깝게 간격을 둔 정렬기들에서 공작물들을 위치시키기 위해서 상기 개시된 것보다 더 작은 각도로 펼쳐질 수 있다.
이중 패들 단부 이펙터(108)와 완충 패들(365)을 둘다 사용하는 상술된 공정에서, 작업이 4개의 공작물들에 동시에 일어나도록, 2개의 공작물들은 2개의 다른 공작물들이 정렬기로 또는 정렬기로부터 이송되는 동안 처리될 수 있다. 이러한 시스템은 시간당 600개의 공작물을 처리할 수 있다. 이것은 종래 설계의 로봇 및 정렬 시스템의 처리량 보다 2배 이상 많은 것이다. 상술된 바와 같이, 본 발명은 선택적인 실시예에서 완충 패들(365) 없이 작동할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 선택적인 실시예들은 종래의 웨이퍼 선별기 시스템에서의 처리량 보다 상당히 더 많은 처리량을 제공한다.
선별기(350) 내의 주변 로봇의 조정에 있어서, 제어기(356)는 로봇(100)의 움직임을 제어하도록 소위 "경로 계획(path planning)" 알고리즘을 사용할 수 있다. 특히, 종래 기술의 로봇 제어 알고리즘은 먼저 바람직한 방향으로 로봇 암을 회전시키고, 회전 후에, 로봇의 회전 축으로부터 반경 방향 밖의 직선 라인을 따라 바람직한 위치로 단부 이펙터를 연장한다. 공작물(400)들은 공작물 카세트로부터 바깥쪽의 일직선으로 이동해야 하고 공작물 카세트 내로 일직선으로 삽입되어야 하며 (카세트의 측면과의 접촉을 피하기 위해서), 직선 라인 알고리즘을 채택한 로봇들은 카세트 바깥쪽의 직선으로 또는 안쪽의 직선으로 웨이퍼를 이송하기 위해서 카세트의 바로 정면에서 이동되어야 한다. 이것을 달성하기 위해서 수평 구동 트랙 상에 로봇을 장착하는 것이 알려져 있다. 그러나, 로봇이 로드 포트 어셈블리의 바로 정면에 위치되는 경우에는, 덮개의 측면들이 로드 포트 어셈블리의 폭 만을 위하여 요구되는 것 보다 더 크게 바깥쪽으로 이동되어야 한다. 이것은 로봇 링크들 (104, 106)이 조종되기 위해서 충분한 공차가 요구되기 때문이고, 요구된 공차는 로드 포트 어셈블리만을 위하여 필요한 공간 보다 더 크다.
그러나, 경로 계획 알고리즘의 사용을 통해, 로봇(100)은, 로드 포트 어셈블리(534)의 바로 정면으로 위치되지 않고, X-Y 데카르트 평면으로, 특히 로드 포트 어셈블리(354) 상의 카세트 내로 혹은 바깥으로 직선으로 이동할 수 있다. 이것은 로봇의 각도 θ(즉, 기준 축에 대한 단부 이펙터의 회전 위치)와 함께 로봇의 반경 R(즉, 로봇의 회전축으로부터 단부 이펙터의 거리)을 일치시킴으로써 달성된다. 특히, 단부 이펙터가 이송될 때와 동시에 인접 링크가 회전하도록 로봇 이동을 일치시킴으로써, 단부 이펙터의 단부는 로봇의 회전축을 통하여 지나가지 않는 직선 라인으로 이동하도록 제어될 수 있다.
공작물 카세트들이 로봇(100) 쪽으로 지지되는 지지 플레이트의 선회는 카세트의 정면으로 바로 위치되도록 로봇을 구비하지 않는다면 카세트와 로봇 단부 이펙터 사이의 공작물 이송을 또한 원활히 한다. 이러한 카세트 지지 플레이트의 선회는 당업자에게 알려져 있다. 그러나, 선택적인 실시예에서, 로봇(100)은 단부 이펙터의 단부가 로봇의 중심으로부터 방사부(radials)를 따라서만 이동되는 직선 라인 로봇 이동 알고리즘에 따라 작동할 수 있다.
선별기(350) 내에서 상술된 로봇(100)의 사용은 본 발명의 많은 용도 중 하나이다. 다른 선택적인 실시예에서, 본 발명은 2개 또는 그 이상의 카세트들 사이에 공작물들, 즉 한 번에 한 쌍의 공작물들을 이송하도록 선별기 내에서 사용될 수 있다. 상기 실시예에서, 단부 이펙터(108)는 상술된 바와 같이 한 쌍의 공작물들을 빼내도록 제 1 카세트 내로 연장된다. 이어서, 단부 이펙터는 제 2 카세트로 이동하고, 카세트 내로 들어가서, 한 쌍의 인접 카세트 선반에 2개의 공작물들을 놓도록 아래쪽으로 내려간다. 상기 실시예에서, 상부 패들(522)은 전체 이송 작업 동안 그 원래 위치에서 유지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 로봇은 웨이퍼 선별기들과 다른 도구들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 로봇(100)은 웨이퍼 상의 집적 회로를 형성하기 위하여 공정 도구 내에서 또는 정면에서 장착될 수 있다. 상기 실시예에서, 로봇은 공정 도구에 장착된 카세트들과 공정 동안 웨이퍼를 지지하기 위한 공정 도구 내의 척들 사이에 한 번에 한 쌍의 웨이퍼를 이송할 수 있다.
상술된 바와 같이, 상부 및 하부 패들 사이의 간격은 공작물들이 실질적으로 동시에 카세트로부터 얻어져서 다시 이송되도록 바람직하게 공작물 카세트 내의 공작물들 사이의 피치와 같다. 그러나, 선택적인 실시예에서, 단부 이펙터 상의 상부 및 하부 패들(252, 250) 사이의 간격은 카세트 내의 선반들 사이의 피치 보다 약간 작을 수 있음을 알 수 있다. 상기 실시예는 다른 시간에 공작물을 공작물 카세트로부터 얻거나 혹은 다시 이송하게 한다. 상기 실시예에서, 공작물을 얻는 동안, 단부 이펙터는 시간 t1에서 먼저 하부 패들(250)에 공작물(400a)이 얻어지도록 위쪽으로 이동하고, 그 후에 시간 t2에서, 상부 패들(252)은 제 2 공작물(400b)을 얻는다. 유사하게, 상기 실시예에 따라 공작물들을 되돌릴 때, 단부 이펙터는 시간 t1에서 상부 패들(252)로부터 공작물(400b)을 맡도록 아래쪽으로 이동하고, 그 후에 시간 t2에서 하부 패들(250)로부터 공작물(400a)을 맡는다. 한 번에 2개의 공작물들을 단부 이펙터와 카세트 사이에 공작물 이송하는 것에 부가하여, 상기 실시예는, 단부 이펙터로부터 2개의 개별적인 카세트들로, 또는 2개의 개별적인 카세트들로부터 단부 이펙터로 2개의 공작물들을 이송하게 한다. 바람직한 실시예에서, 카세트 내의 공작물들은 공작물들의 위치 지도(mapping)가, 예를 들어 종래에 알려진 바와 같이 로드 포트 어셈블리에 의해, 만들어지므로, 단부 이펙터(108) 및/또는 단부 이펙터에 지지된 공작물들은 카세트와 단부 이펙터(108) 내의 공작물들 또는 단부 이펙터에 지지된 공작물들 사이의 의도하지 않은 접촉을 피하게 된다.
본 발명의 다른 선택적인 실시예에서, 단부 이펙터(108)는 카세트로부터 단일 공작물을 빼내도록 사용될 수 있고 종래의 공작물 핸들링 로봇들에 의해 달성되는 바와 같이 정렬기, 다른 카세트 또는 다른 지정물로 공작물을 이송하도록 사용될 수 있다. 상기 실시예에서, 상부 패들(252)은 통로의 바깥쪽에 있는 대기 위치로 회전될 수 있고 로봇이 바람직한 공작물 이송을 달성하도록 그 이동 범위를 넘어 회전할 때 방해하지 않는다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼 카세트는 일반적으로 25개의 웨이퍼들을 포함한다. 먼저 24개의 웨이퍼들은 2개씩 12개의 그룹으로 처리되어진 후에, 25번째 마지막 웨이퍼는 상부 패들(252)이 대기 위치로 회전함과 동시에 단일 하부 패들(250)에 의해 접근될 수 있다. 상기 대기 위치는, 선택적인 실시예에서 로봇(100)이 사용되는 시스템의 특정한 구성에 따라 변할 수 있고, 시스템 내에서 로봇을 구성할 때 기술자에 의해 경험적으로 결정될 수 있다. 본 발명의 상기 특징은 본 발명이 이중 패들 단부 이펙터로서 작동할 뿐만 아니라 제조자의 특정한 필요에 따라 이중 패들 또는 단일 패들 단부 이펙터로도 작동하도록 본 발명에 융통성을 제공한다는 점에서 상당한 장점을 제공한다.
이와 같이 기술된 실시예에서, 단부 이펙터(108)는 서로에 대하여 펼쳐질 수 있는 한 쌍의 패들을 포함한다. 그러나, 다른 선택적인 실시예에서, 단부 이펙터 (108)는 3개의 패들을 포함하는 것을 생각할 수 있다. 이러한 실시예에서, 상술된 하부 패들(250)과 같은 단부 이펙터 상의 정지 패들과, 상술된 상부 패들(252)과 같은 첫 번째 패들에 대하여 첫 번째 방향으로 펼쳐질 수 있는 하나의 패들과, 첫 번째 패들에 대하여 첫 번째 방향과 반대인 두 번째 방향으로 펼쳐질 수 있는 세 번째 패들을 포함할 수 있다. 세 번째 패들은 상술된 상부 및 하부 패들(252, 250)과 유사할 수 있다. 제 2 독립형 구동 시스템은 상부 패들(252)을 회전시키기 위하여 상술된 구동 시스템(284)에 부가하여 세 번째 패들을 회전시키기 위하여 추가될 수 있다. 상술된 2개의 패들 시스템에서, 구동 시스템(284)은 상부 패들(252)의 회전 축과 동축이다. 3개의 패들 실시예에서, 2개의 독립형 구동부는 회전 축과 동축으로 서로의 상단부 상에 하나의 구동부가 장착될 수 있거나, 상기 구동부는 기어 또는 벨트 장치와 같은 토크 전달 시스템을 통해 개별적인 패들로 전송되는 구동부에서 발생된 출력 토크로 나란히 장착될 수 있다. 각각의 패들은 서로 바람직한 간격으로 패들 들의 3개의 블레이드들을 위치시키기 위하여 상술된 바와 같이 브래킷들을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 간격은 웨이퍼 카세트 내의 웨이퍼들 사이의 피치와 동일하거나 웨이퍼 피치 보다 약간 작을 수 있다. 3개의 패들 들을 포함하는 실시예는 카세트들 사이에, 또는 카세트와 3개의 정렬기(352)들과 같은 3개의 독립형 워크스테이션 사이에 공작물들을 이송하도록 실행될 수 있다. 상기 실시예에서, 하나 또는 2개의 패들은 주어진 이송 작동 동안 상술된 바와 같이 대기 위치로 이동될 수 있다. 본 발명의 다른 선택적인 실시예에서, 단부 이펙터(108)는 2개의 패들을 포함할 수 있고, 상기 각각의 패들은 단부 이펙터에 회전 가능하게 장착된다. 이러한 실시예에서, 2개의 독립형 구동부들은 3개의 패들을 포함하는 실시예에서 상술된 바와 같이 단부 이펙터(108)에 장착될 수 있다. 선택적으로, 단일 모터는 각각의 패들을 독립적으로 회전시키도록 사용될 수 있다. 상기 실시예는 도 13 및 도 14에서 도시되어 있다. 도 13 및 도 14에서 도시된 실시예에 따라서, 패들(370, 372)은 각 패들의 인접 단부(즉, 공작물들을 지지하는 방향에 대향하는 패들의 단부) 가까이에 형성된 각각 아치형인 슬롯들(374, 376)을 포함한다. 슬롯들(374, 376)은 바람직하게 회전 축으로부터 공통의 반경(r)을 따라 제공되고, 패들 들이 슬롯(374)의 단부(380)에서 그리고 슬롯(376)의 단부(382)에서 위치된 작게 겹쳐지는 부분(378)에서만 정렬될 때 각각의 상단부로부터 겹쳐지기 위해서 서로에 대하여 뒤틀린다(skewed).
도 13 및 도 14에서 도시된 실시예는 상술된 구동 어셈블리(284)와 같이 구동 어셈블리의 출력 스플라인에 장착된 캠(cam)(384)을 또한 포함한다. 캠은 구동 어셈블리(284)와 캠(384)의 회전 축으로부터 반경(r)에서 제공된 편심 핀(386)을 포함한다. 편심 핀(386)은 패들 들이 서로 정렬될 때 각 슬롯들(374, 376) 내로 그리고 겹쳐진 부분(378) 내로 아래쪽으로 연장되어 끼워 넣어진다.
전류가 제 1 방향으로 구동 어셈블리의 모터를 통해 지나갈 때, 출력 스플라인은 제 1 방향, 예를 들어 시계방향으로 캠(384)을 회전시킨다. 캠(384)의 시계방향 회전과 동시에, 편심 핀은 패들(370)을 시계방향으로 구동시키도록 슬롯(374)의 단부(380)와 맞물린다. 그러나, 캠의 시계방향 회전은 편심 핀이 슬롯(376)과 패들 (372) 내에서 자유롭게 단지 걸쳐지게 초래하여, 편심 핀은 원래 위치에서 유지한다. 다른 한편으로, 전류가 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 구동 어셈블리의 모터를 통해 지나갈 때, 출력 스플라인은 제 2 방향, 예를 들어 상기 예시에서 시계반대방향으로 캠(384)을 회전시킨다. 캠(384)의 시계반대방향 회전과 동시에, 편심 핀은 패들(370)을 시계반대방향으로 구동시키도록 슬롯(376)의 단부(382)와 맞물린다. 그러나, 캠의 시계반대방향 회전은 편심 핀이 슬롯(374)과 패들(370) 내에서 자유롭게 단지 걸쳐지게 초래하여, 편심 핀은 원래 위치에서 유지한다. 2개의 패들 들은 캠(384)에 의해 작동되지 않을 때 각각의 스프링(도시되지 않음)에 의해 원래 위치로 유지되도록 기울어질 수 있다. 패들이 스프링의 기울기 힘으로 인해 원래 위치를 지나 이동하는 것을 방지하도록 각각의 패들을 맞물리는 멈춤부가 또한 제공될 수 있다.
상기 실시예는 다른 패들이 공작물들에 접근하도록 사용되는 동안 어떤 패들이 대기 위치로 회전할 수 있다는 점에서 본 발명에 의해 제공된 융통성을 또한 증가시킨다. 이렇게, 만약 하부 패들에 있는 공작물에 접근하는 것이 바람직하지만 공작물 카세트 내로 상부 패들을 삽입할 공간이 없다면, 상부 패들은 대기 위치로 회전될 수 있다. 마찬가지로, 만약 상부 패들에 있는 공작물에 접근하는 것이 바람직하지만 공작물 카세트 내로 하부 패들을 삽입할 공간이 없다면, 하부 패들은 대기 위치로 회전될 수 있다.
단부 이펙터에 다수의 공작물을 지지하기 위하여 다수의 가지(tine)들을 갖는 단부 이펙터를 제공하는 것이 또한 알려져 있다. 하나의 이러한 단부 이펙터는 발명의 명칭이 "직선 라인 웨이퍼 이송 시스템(STRAIGHT LINE WAFER TRANSFER SYSTEM)"인 미국 특허 제 5,647,718호에서 개시되었고, 상기 특허는 피알아이 오토메이션 인코포레이티드(PRI Automation, Inc.)에 양도되고 본 명세서에서 참조로 모두 포함된다. 본 발명의 다른 선택적인 실시예에서, 2개의 패들 구성이든 또는 3개의 패들이든 어느 하나에서, 각 패들은 다수의 가지들을 포함하고, 각 가지는 가지에 공작물을 지지할 수 있다. 각 패들 상의 가지들과 다른 패들 상의 인접한 가지들은 바람직하게 같은 크기로 서로 각각 간격을 둔다. 상기 간격은 바람직하게 공작물 카세트들 내의 공작물들의 피치와 동등하거나, 공작물 피치보다 약간 작다.
상기 실시예에 따라서, 단부 이펙터(108)는 카세트들 사이에 한 번에 다수의 공작물들을 이송하도록 작동될 수 있다. 패들 상의 가지의 수는 예를 들어 카세트 내의 공작물 슬롯들의 수, 예를 들어 25개만큼 많을 수 있으므로, 단부 이펙터는 하나의 카세트의 전체 내용물들을 다른 카세트로 이송할 수 있다(적절한 위치 지도를 만드는 공정들은 수신 카세트가 공작물을 받게 되는 위치로 공작물들을 가지고 있지 않도록 보장하기 위해서 수행된다). 선택적으로, 다수의 공작물들은 상술된 바와 같이 카세트로부터 이송될 수 있고, 이어서 패들은 2개 또는 3개의 개별적인 카세트나 워크스테이션들 사이에 다수의 공작물들의 부그룹(subgroup)을 이송하기 위해서 부채꼴로 펼쳐진다. 하나의 패들(2개 또는 3개의 패들 구성에서) 또는 2개의 패들 들(3개의 패들 구성에서)은 주어진 이송 작동 동안 상술되는 바와 같이 대기 위치로 이동될 수 있다. 본 발명이 여기서 상세하게 기술되었지만, 본 발명이 여기서 개시된 실시예들에 제한되지 않음을 알 수 있다. 여러 가지 변화, 대체 및 수정들은 첨부된 청구범위에 의해 기술되고 한정된 바와 같이 본 발명의 정신 또는 범위에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 만들어질 수 있다.

Claims (33)

  1. 베이스와,
    상기 베이스에 대하여 회전 가능한 제 1 링크와,
    상기 제 1 링크에 대하여 회전 가능한 제 2 링크와,
    상기 제 2 링크에 대하여 회전 가능한 단부 이펙터를 포함하고,
    상기 단부 이펙터는, 다수의 공작물들 중 제 1 공작물을 지지할 수 있는 제 1 패들과, 다수의 공작물들 중 제 2 공작물을 지지할 수 있는 제 2 패들을 포함하고, 상기 제 1 패들은 상기 제 2 패들에 대하여 회전 할 수 있는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 패들은 공통의 회전 축을 갖는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 패들은 상기 단부 이펙터 상에 고정되게 장착되고, 상기 제 2 패들은 회전 가능한 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 패들은 회전 가능하고, 상기 제 2 패들도 회전 가능한 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송로봇.
  5. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 제 1 및 제 2 패들에 대하여 회전 가능한 상기 단부 이펙터 상에 장착된 제 3 패들을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇.
  6. 베이스를 포함하는 제 1 공작물 지지 패들과,
    상기 베이스에 회전 가능하게 장착된 제 2 공작물 지지 패들과,
    상기 베이스에 지지된 구동 어셈블리를 포함하고,
    상기 구동 어셈블리는 상기 제 1 공작물 지지 패들에 대하여 상기 제 2 공작물 지지 패들을 회전시키기 위하여 상기 제 2 공작물 지지 패들에 고정된 출력 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 베이스는 덮개 플레이트를 포함하고, 상기 제 2 공작물 지지 패들은 상기 덮개 플레이트에 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 베이스에 상기 덮개 플레이트를 고정하는 체결구를 또한 포함하고, 상기 체결구는 상기 베이스와 상기 제 1 공작물 지지 패들에 대하여 평면의 상기 덮개 플레이트와 상기 제 2 공작물 지지 플레이트를 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 사이의 간격은 단부 이펙터가 제 1 및 제 2 공작물들을 획득하는 카세트 내의 제 1 및 제 2 공작물들의 간격과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 공작물 지지 패들이 상기 제 1 공작물 지지 패들 위에 직접 정렬될 때를 감지하기 위하여 상기 베이스에 대하여 고정되게 장착된 센서를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 공작물의 이송 동안 상기 제 1 공작물 지지 플랫폼에 제 1 공작물을 고정하기 위하여 상기 제 1 공작물 지지 플랫폼의 표면 도처에 전달된 낮은 압력을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 공작물의 이송 동안 상기 제 2 공작물 지지플랫폼에 제 2 공작물을 고정하기 위하여 상기 제 2 공작물 지지 플랫폼의 표면 도처에 전달된 낮은 압력을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  13. 제 6 항에 있어서, 상기 구동 어셈블리는 제 1 구동 어셈블리를 포함하고, 단부 이펙터는 상기 제 2 공작물 지지 패들에 대하여 상기 제 1 공작물 지지 패들을 회전시키기 위한 제 2 구동 어셈블리를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 구동 어셈블리는 상기 제 2 공작물 지지 패들을 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터..
  15. 제 6 항에 있어서, 상기 구동 어셈블리는 상기 제 1 공작물 지지 패들과 상기 제 2 공작물 지지 패들을 회전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 다수의 공작물들을 동시에 지지할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  16. 제 1 세트의 지지 표면들과 제 2 세트의 지지 표면들 사이에서 공작물들을 이송할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터로서,
    제 1 세트의 지지 표면들 중 하나의 지지 표면과 제 2 세트의 지지 표면들중 하나의 지지 표면 사이에 적어도 제 1 공작물을 이송하기 위한 적어도 제 1 공작물 지지 패들과,
    상기 제 1 세트의 지지 표면들 중 하나의 지지 표면과 상기 제 2 세트의 지지 표면들 중 하나의 지지 표면 사이에 적어도 제 2 공작물을 이송하기 위하여, 상기 적어도 제 1 공작물 지지 패들에 대하여 이동 가능한, 적어도 제 2 공작물 지지 패들을 포함하고,
    상기 적어도 제 1 공작물 지지 패들과 상기 적어도 제 2 공작물 지지 패들은 실질적으로 동시에 상기 제 1 세트 지지 표면들로부터 상기 적어도 제 1 공작물과 상기 적어도 제 2 공작물을 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  17. 제 1 세트의 지지 표면들과 제 2 세트의 지지 표면들 사이에서 공작물들을 이송할 수 있는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터로서,
    제 1 세트의 지지 표면들 중 하나의 지지 표면과 제 2 세트의 지지 표면들 중 하나의 지지 표면 사이에 적어도 제 1 공작물을 이송하기 위한 적어도 제 1 공작물 지지 패들과,
    상기 제 1 세트의 지지 표면들 중 하나의 지지 표면과 상기 제 2 세트의 지지 표면들 중 하나의 지지 표면 사이에 적어도 제 2 공작물을 이송하기 위하여, 상기 적어도 제 1 공작물 지지 패들에 대하여 이동 가능한, 적어도 제 2 공작물 지지 패들을 포함하고,
    상기 적어도 제 1 공작물 지지 패들과 상기 적어도 제 2 공작물 지지 패들은 실질적으로 동시에 상기 제 2 세트 지지 표면들로부터 상기 적어도 제 1 공작물과 상기 적어도 제 2 공작물을 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 제 1 공작물 지지 패들과 상기 적어도 제 2 공작물 지지 패들은 서로에 대하여 부채꼴로 펼쳐질 수 있는 것을 특징으로 하는 공작물 이송 로봇용 단부 이펙터.
  19. 서로에 대하여 회전할 수 있는 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들을 포함하는 공작물 이송 로봇에 의해서 공작물을 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면 사이에서 이송시키는 방법으로서,
    (a) 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들 중 하나의 지지 패들이 다른 지지 패들의 상단부에 실질적으로 정렬된 상태로 제 1 지지 패들에 제 1 공작물을 취득시키는 단계와,
    (b) 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들 중 하나의 지지 패들이 다른 지지 패들의 상단부에 실질적으로 정렬된 상태로 제 2 지지 패들에 제 2 공작물을 취득시키는 단계와,
    (c) 서로에 대하여 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들을 펼치는 단계와,
    (d) 제 1 지지 표면으로 제 1 공작물을 이송하는 단계와,
    (e) 제 2 지지 표면으로 제 2 공작물을 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면들 사이의 공작물 이송 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 제 1 공작물을 얻는 상기 단계(a)와 제 2 공작물을 얻는 상기 단계(b)는 실질적으로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면들 사이의 공작물 이송 방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들은 제 2 지지 패들에 제 2 공작물을 취득시키는 상기 단계(b)와 제 2 지지 표면으로 제 2 공작물을 이송하는 상기 단계(e) 사이에 하나의 지지 패들이 다른 지지 패들의 상단부에 실질적으로 정렬된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면들 사이의 공작물 이송 방법.
  22. 제 19 항에 있어서, 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들이 서로에 대하여 부채꼴로 펼쳐진 상태로 제 1 지지 표면으로부터 제 1 지지 패들에 제 1 공작물을 취득시키는 단계(f)와, 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들이 서로에 대하여 부채꼴로 펼쳐진 상태로 제 2 지지 표면으로부터 제 2 지지 패들에 제 2 공작물을 취득시키는 단계(g)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면들 사이의 공작물 이송 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 제 1 지지 패들에 제 1 공작물을 취득시키는 상기 단계 (f)는 제 2 지지 패들에 제 2 공작물을 취득시키는 상기 단계(g)와 비교하여 다른 시간에 일어나는 것을 특징으로 하는 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면들 사이의 공작물 이송 방법.
  24. 제 22 항에 있어서, 제 1 공작물은 상기 단계(f)에서 제 1 지지 패들의 중심에서 얻게 되고, 제 2 공작물은 상기 단계(g)에서 제 2 지지 패들의 중심에서 얻게 되는 것을 특징으로 하는 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면들 사이의 공작물 이송 방법.
  25. 제 22 항에 있어서, 제 2 지지 패들에 제 2 공작물을 취득시키는 상기 단계 (g) 이후에, 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들 중 하나의 지지 패들이 다른 지지 패들의 상단부에 실질적으로 정렬될 때까지 제 1 지지 패들과 제 2 지지 패들을 회전시키는 단계(h)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너와 공작물용 한 쌍의 지지 표면들 사이의 공작물 이송 방법.
  26. 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들을 포함하는 단부 이펙터로 공정 도구 내의 컨테이너와 제 1 및 제 2 지지 표면들 사이에 공작물들을 이송하는 단계들을 포함하고, 상기 제 1 지지 표면은 상기 제 1 지지 표면과 결합된 제 1 완충 위치를 구비하고, 상기 제 2 지지 표면은 상기 제 2 지지 표면과 결합된 제 2 완충 위치를구비하는 공작물을 처리하는 방법으로서,
    (a) 제 1 공작물 지지 패들과 제 2 공작물 지지 패들 중 하나의 공작물 지지 패들이 다른 공작물 지지 패들의 상단부에 실질적으로 정렬된 상태로 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들에 컨테이너로부터 제 1 및 제 2 공작물을 취득시키는 단계와,
    (b) 제 1 및 제 2 지지 표면들로 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 위치된 제 1 및 제 2 공작물들을 이송하는 단계와,
    (c) 상기 제 1 및 제 2 공작물들을 처리하는 단계와,
    (d) 처리하는 상기 단계(c) 동안 제 1 공작물 지지 패들과 제 2 공작물 지지 패들 중 하나의 공작물 지지 패들이 다른 공작물 지지 패들의 상단부에 정렬된 상태로 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 컨테이너로부터 제 3 및 제 4 공작물들을 취득시키는 단계와,
    (e) 제 1 및 제 2 완충 위치들로 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 위치된 제 3 및 제 4 공작물들을 이송하는 단계와,
    (f) 상기 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 제 1 및 제 2 지지 표면으로부터 제 1 및 제 2 공작물들을 취득시키는 단계와,
    (g) 제 1 및 제 2 지지 표면들로 제 3 및 제 4 공작물들을 이송하는 단계와,
    (h) 제 3 및 제 4 공작물들을 처리하는 단계와,
    (i) 처리하는 상기 단계(h) 동안 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 위치된 제 1 및 제 2 공작물들을 컨테이너로 다시 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 처리하는 상기 단계(h) 이후에, 상기 제 1 및 제 2 완충 위치로 상기 제 3 및 제 4 공작물들을 다시 이송하는 단계(j)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 단계(a)에서 상기 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 제 1 및 제 2 공작물을 취득시키는 것이 실질적으로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 단계(b)에서 제 1 및 제 2 공작물들을 제 1 및 제 2 지지 플랫폼들로 이송하는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  30. 제 26 항에 있어서, 상기 단계(d)에서 상기 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 제 3 및 제 4 공작물들을 취득시키는 것이 실질적으로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  31. 제 26 항에 있어서, 상기 단계(e)에서 제 3 및 제 4 공작물들을 제 1 및 제 2 완충 위치들로 이송하는 것이 실질적으로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  32. 제 26 항에 있어서, 상기 단계(f)에서 상기 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 제 1 및 제 2 공작물들을 취득시키는 것이 실질적으로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
  33. 제 26 항에 있어서, 상기 단계(g)에서 상기 제 1 및 제 2 공작물 지지 패들 들에 위치된 제 1 및 제 2 공작물들을 이송하는 것이 실질적으로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 공작물 처리 방법.
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