KR20110104991A - 로봇 및 로봇의 전기 엔드 이펙터로 전기 연결을 하기 위한 시스템, 장치 및 방법 - Google Patents

로봇 및 로봇의 전기 엔드 이펙터로 전기 연결을 하기 위한 시스템, 장치 및 방법 Download PDF

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윌리엄 피. 라세키
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

로봇 장치에서 전기 엔드 이펙터로의 전기 연결을 허용하기 위한 시스템, 장치 및 방법이 공개된다. 하나의 양태에서, 전기 커플링은 진공 챔버 내의 전기 엔드 이펙터로 전력을 제공하도록 구성된다. 전기 커플링은 결속되는 전기적 접촉부를 포함할 수 있다. 소정의 실시예에서, 접촉부들 중 하나 이상이 스프링에 대해 매달릴 수 있어 결속 접속부가 로봇의 아암 회전 동안 서로에 대해 회전하지 않는다. 다른 실시예에서, 유도결합되는 코일이 포함된다. 다양한 다른 양태가 제공된다.

Description

로봇 및 로봇의 전기 엔드 이펙터로 전기 연결을 하기 위한 시스템, 장치 및 방법 {SYSTEMS, APPARATUS AND METHODS FOR MAKING AN ELECTRICAL CONNECTION TO A ROBOT AND ELECTRICAL END EFFECTOR THEREOF}
본 발명은 2009년 1월 11일에 출원하고, 발명의 명칭이 "로봇 및 로봇의 전기 엔드 이펙터로 전기 연결을 하기 위한 시스템, 장치 및 방법"(서류 번호 제 12099/L)인, 미국 가 특허 출원 제 61/143,809호를 우선권으로 청구하며, 이는 본 명세서에서 모든 목적을 위해 전체적으로 참조된다.
관련된 출원/특허에 대한 교차 참조
본 발명은 아래의 일반 양도되고 동시 계류중인 미국 특허 출원 및 특허와 관련되며, 이들은 본 명세서에서 모든 목적을 위해 전체적으로 참조된다:
2009년 1월 11일에 본 출원과 동시 출원되고 발명의 명칭이 "정전기 엔드 이펙터 장치, 기판을 운반하기 위한 시스템 및 방법"(서류 번호 13249/L)인, 미국 특허 출원 제 61/143,807호.
발명의 분야
본 발명은 전자 장치 제조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 운반하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 전자 장치 제조 시스템은 다중 공정 챔버 및 로드 록 챔버를 포함할 수 있다. 이 같은 챔버는 예를 들면, 클러스터 툴을 포함할 수 있다. 이러한 시스템 및 툴은 기판(실리콘 웨이퍼, 유리판, 등)을 다양한 공정 챔버와 로드 록 챔버 사이로(예를 들면, 공정 챔버 내지 공정 챔버, 로드 록 챔버 내지 공정 챔버, 및 공정 챔버 내지 로드 록 챔버) 이동시키기 위해 로봇을 구성할 수 있다. 다양한 시스템 챔버 부품들 사이로 기판의 효과적이고 정밀한 운반은 시스템 처리량에 중요할 수 있어서, 전체 작업 비용을 낮추게 된다.
따라서, 기판의 효과적이고 정밀한 이동을 위한 시스템, 장치 및 방법이 요구된다.
하나의 양태에서, 진공 챔버, 진공 챔버 내에서 기판을 운반하도록 구성되고 진공 챔버 내에서 회전하도록 구성된 복수의 아암을 포함하는, 로봇 장치, 복수의 아암들 중 하나 이상으로 부착되는 전기 엔드 이펙터, 및 진공 챔버 내의 전기 엔드 이펙터로 전력을 제공하도록 구성된 전기 커플링을 포함하는 로봇식 시스템이 제공된다.
또 다른 양태에서, 전자 장치 처리 시스템 내에서 기판을 이동하도록 구성된 기판 운반 로봇 장치가 제공되며, 이는 하나 이상의 가동 아암 및 하나 이상의 아암에 부착된 전기 엔드 이펙터, 및 전원으로부터 전기 엔드 이펙터로 전기 에너지를 제공하도록 구성된 전기 커플링을 포함한다.
또 다른 양태에서, 전자 장치 처리 시스템 내로 기판을 이동하도록 구성되는 기판 운반 로봇 장치가 제공된다. 이 장치는 가동 아암들 및 아암들 중 하나에 부착되는 전기 엔드 이펙터, 및 가동 아암들의 회전 조인트를 통과하는, 전기 엔드 이펙터로 결합되는 전기 리드를 포함하는 로봇을 포함한다.
또 다른 양태에서, 전자 장치 처리 도구 내로 기판을 이동하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 진공 챔버 내에 로봇이 제공되며, 로봇은 전기 엔드 이펙터를 포함하며 결속 접촉부(engaging contact)를 통하여 전기 에너지를 통과시킴으로써 전기 엔드 이펙터로 결합되는 전기 리드로 전기 에너지를 공급한다.
다양한 다른 양태가 본 발명의 이러한 및 다른 양태에 따라 제공된다. 본 발명의 다른 특징 및 양태는 아래의 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면으로부터 더 충분히 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 운반 시스템의 개략적인 평면도이며,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 기판 운반 시스템의 개략적인 부분 측 단면도이며,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 도 2a의 기판 운반 시스템의 일 부분의 개략적으로 확대된 측 단면도이며,
도 2c는 본 발명의 부가 실시예들에 따른 기판 운반 시스템의 일 부분의 개략적인 측 단면도이며,
도 2d는 본 발명의 부가 실시예에 따른 기판 운반 시스템의 일 부분의 개략적인 측 단면도이며,
도 2e는 결속된 접촉부가 도시된 도 2d의 기판 운반 시스템의 일 부분의 개략적으로 확대된 측 단면도이며,
도 2f는 본 발명의 부가 실시예들에 따른 기판 운반 시스템의 개략도이며,
도 2g는 본 발명의 부가 실시예들에 따른 기판 운반 시스템의 개략도이며,
도 2h는 본 발명의 부가 실시예들에 따른 기판 운반 시스템의 회로도이며,
도 3a는 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 장치의 상부에서 바라본 사시도이며,
도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 도 3a의 로봇의 단부 사시도이며,
도 3c는 본 발명에 따른 도 3a의 로봇의 바닥에서 바라본 사시도이며,
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 이중 로봇 장치의 사시도이며,
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 도 3a의 로봇 장치의 상부 아암을 따라 통과하는 전기 리드의 부분 사시도이며,
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 도 3a의 로봇 장치의 상부 아암에 있는 개구를 통과하는 전기 리드의 상부에서 바라본 부분 사시도이며,
도 7a는 본 발명의 실시예들에 따른 상부 아암을 따라 통과하는 전기 리드의 하부의 부분 사시도이며,
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 부재에 의해 클램핑되는 도 7a의 전기 리드의 하부의 부분 사시도이며,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 도 3a의 로봇 장치의 엘보우 조인트의 부분 단면도이며,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예들에 따른 위치설정 부재를 도시하는 도 3a의 로봇 장치의 부분들의 부분 사시도이며,
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 위치설정 부재로 전기 리드를 고정하는 클램핑 부재를 도시하는 도 3a의 로봇 장치의 일 부분의 부분 사시도이며,
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 전방 아암을 따라 연장하는 전기 리드를 도시하는 도 3a의 로봇 장치의 아웃보드 부분의 부분 사시도이며,
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 전방 아암으로 전기 리드를 고정하기 위한 클램핑 부재를 도시하는 도 3a의 로봇 장치의 아웃보드(outboard) 부분의 부분 사시도이며,
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 장치를 작동하는 방법을 설명하는 흐름도이며,
도 14는 본 발명의 부가 실시예들에 다른 기판 운반 시스템의 일 부분의 개략적인 측 단면도이며,
도 15는 본 발명의 부가 실시예들에 따른 기판 운반 시스템의 개략적인 도면이며,
도 16은 본 발명의 부가 실시예들에 따른 기판 운반 시스템의 개략적인 회로도이며,
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 장치를 작동하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
전자 장치 제조 설비 및 툴 내에서 기판의 운반의 정밀도 및/또는 속도를 개선하도록, 기판을 홀딩할 수 있고 기판이 미끄러짐을 방지할 수 있는 전기 엔드 이펙터가 이용될 수 있다. 예를 들면, 전기 엔드 이펙터는 적절히 전력이 공급될 때 정전기 전하 발생 성능을 제공하는 전극(예를 들면, 판)으로의 전력을 포함할 수 있다. 정전기 전하가 엔드 이펙터에 제공될 때, 정전기 인력으로 엔드 이펙터로 기판을 당기고 밀 수 있다. 기판 상의 정전기력은 엔드 이펙터 상의 기판이 미끄러짐 없이 엔드 이펙터 및 당겨진 기판이 측면 방향으로(X-Y 평면-도 1 참조) 상대적으로 높은 속도로 이동할 수 있기에 충분한 크기일 수 있다.
특히, 이 같은 정전기 엔드 이펙터는 전원으로의 전기 회로 연결부 및 엔드 이펙터 내에 정전기 인력을 생성하여 정전기 전하의 상대적인 양을 제어하도록 전력을 제공하기 위한 제어 시스템을 포함한다. 그러나, 이 같은 로봇이 작동하는 복수의 영역이 진공(예를 들면, 공정 클러스터 툴의 진공 이송 챔버) 내에 제공될 수 있기 때문에, 전기 엔드 이펙터로 연결되고 진공 챔버 벽을 연결할 수 있는 전기 연결부가 바람직할 수 있다. 더욱이, 로봇 아암의 상당한 반복성 운동을 견딜 수 있는 전기 연결부는 또한 바람직하여 수명이 최대화될 수 있다. 더욱이, 로봇이 동일한 회전 방향으로 360도 보다 크게 회전하는 것이 바람직할 수 있는데, 이러한 360도 보다 큰 회전의 경우 전기 엔드 이펙터와 전원 사이의 어떠한 고정된 연결 와이어 또는 다른 컨덕터도 비틀려져 손상될 수 있다. 본 발명은 이러한 문제점에 대한 해결책을 제공한다.
따라서, 하나의 양태에서, 본 발명은 진공 챔버 내부에 전력을 제공하도록 진공 챔버를 전기 엔드 이펙터로 연결하기 위해 장치를 관통하는 전기 공급부를 제공하는 것에 관한 것이다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 로봇의 다양하고 상대적인 가동 로봇 아암을 통한 전기 연결부를 제공하기 위한 장치에 관한 것이다. 또 다른 양태에 따라, 전기 연결부는 전기 회로의 피로 및/또는 마모가 최소화될 수 있도록 배향 및 구성될 수 있다.
더욱이, 전기 연결부는 입자 발생이 최소화되도록 배향 및 구성될 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 이송 챔버 내에 포함된 정전기 엔드 이펙터를 가지는 로봇 장치를 포함하고 정전기 엔드 이펙터로 전력을 제공하도록 구성된 전기 커플링을 더 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 슬립 링 또는 다른 전기적 로터리 커플링으로부터 마찰 항력을 제한하면서 전기 엔드 이펙터로 전력 커플링을 제공할 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 전기 커플링은 선택적으로 결속가능하다. 이러한 선택적으로 결속가능한 피쳐는 로봇 운동 프로파일을 시작하기 전에 전기 엔드 이펙터로 전기 에너지를 제공하기 위한 전기적 연결부를 결속하고, 이어서 전기적 연결부를 분리하기 위한 로봇 운동 프로파일을 달성하기 위해 요구되는 시간 내에서 짧은 시간을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전기적 연결부는 로봇의 운동 프로파일 내의 하나 또는 둘 이상의 장소에서 순간적으로 단속될 수 있다. 결속은 로봇 운동 프로파일을 수행하는 것을 초래할 수 있는, 전원으로부터 엔드 이펙터로 연결된 전기 와이어가 어떠한 증강된 응력 또는 비틀림을 해제하는 것을 허용할 수 있다. 소정의 실시예에서, 선택적으로 결속가능한 피쳐는 정전기 엔드 이펙터로 전력을 공급하는 부품의 전력 공급 및/또는 충전, 그리고 이어서 접촉부의 분리를 허용하여, 로봇 아암이 최소화된 마찰 저항으로 회전될 수 있다. 접촉부가 분리된 후 조차 전기 엔드 이펙터로의 전력이 전기 용량성 부품 또는 충전성 회로에 의해 제공될 수 있는 전기 용량성 실시예들이 제시된다. 전원과 엔드 이펙터 사이의 결속 및 선택적인 분리를 위한 본 발명의 이러한 방법 및 장치는 진공 환경 내부에서 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 대기와 진공 환경 사이의 종래의 회전 공급 관통 메카니즘에 대한 요구를 제거할 수 있다.
부가 실시예들은 유도 결합된 코일을 가지는 전기 커플링을 포함하는 시스템에 관한 것이다. 이러한 실시예에서, 전기 엔드 이펙터로의 전력은 유도 결합된 코일을 통하여 제공될 수 있다. 전력은 전력 저장부 및 충전 회로로 전력을 제공하기 위해 이용될 수 있거나 정전기 엔드 이펙터로 직접 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 추가 상세함은 도 1 내지 도 17을 참조하여 아래 설명된다.
본 발명에 따라 제조되는 전자 장치 내의 다양한 챔버들 사이로 기판(예를 들면, 웨이퍼, 유리판 등)을 운반하기 위해 이용될 수 있는 하나의 시스템이 도 1을 참조하여 도시되고 설명된다. 로봇식 운반 시스템(100)은 인터페이스가 점선으로 표시된 진공 이송 챔버(102) 및 이송 챔버(102)와 결합된 하나 또는 둘 이상의 공정 챔버(104) 및/또는 하나 또는 둘 이상의 로드 록 챔버(106)를 포함한다(이들 또한 점선으로 표시된다).
종래의 SCARA("선택적 순응형 조합 로봇 아암(Selective Compliant Assembly Robot Arm)")와 같은 로봇(108)은 각각의 챔버들(104, 106)(예를 들면, 공정 챔버 대 공정 챔버, 공정 챔버 대 로드 록 챔버, 및 그 반대) 사이로 기판을 운반하기 위해 이용될 수 있다. SCARA는 쇼울더(shoulder) 축선(X 및 Y 축선의 교차부로 도시된)을 중심으로 회전가능한 상부 아암(110), 상부 아암(110)의 외부보드 단부 상의 엘보우(elbow) 축선을 중심으로 회전가능한 전방 아암(112), 및 전방 아암(112)의 외부보드 단부에서의 리스트(wrist) 부재 축선을 중심으로 회전가능한 리스트 부재(114)를 포함할 수 있다.
전기 엔드 이펙터(116)는 볼트, 스크류, 또는 다른 기계적 패스너와 같은 소정의 적절한 수단에 의해 리스트 부재(114)에 부착될 수 있다. 전기 엔드 이펙터(116)는 정전기 엔드 이펙터일 수 있고 두 개 또는 세 개 이상의 전극(118A, 118B)을 포함할 수 있으며, 이 전극들은 전극(118A, 118B)으로 인가된 전압 전위(voltage potential)가 제공될 때, 정전기 전하를 발생할 수 있으며, 정전기 전하는 일점 쇄선으로 도시된 기판(120)을 정전기 엔드 이펙터(116)로 부착하도록 구성된다. 정전기 엔드 이펙터는 2009년 1월 11일에 출원되고 발명의 명칭이 "정전기 엔드 이펙터 장치 및 시스템 및 기판을 운반하기 위한 방법"이고, 동시 출원된 미국 특허 출원 제 61/143.807호에서 더욱 상세하게 설명된다(서류 번호 13249/L).
전기 엔드 이펙터(116)는 전기 엔드 이펙터 제어기(124)에 의해 제어되는 전원(122)으로부터 전력을 수용할 수 있다. 엔드 이펙터 제어기(124)는 로봇(108)의 운동 프로파일을 수행할 때 미리결정된 시간에서 정전기 엔드 이펙터(116)와 같은, 전기 엔드 이펙터(116)로의 전력을 턴 온(turn on) 및 턴 오프(turn off)할 수 있다. 로봇 제어기(126) 및 엔드 이펙터 제어기(124)는 전력이 엔드 이펙터(116)으로 제공될 때 뿐만 아니라 엔드 이펙터(116)로의 전력이 중단될 때 소통할 수 있다. 또한, 제어기(124)는 원하는 경우 전기 엔드 이펙터(116) 내의 정전기 전하가 용이하게 방전될 수 있도록 선택가능한 접지부와 결속될 수 있다.
따라서, 정전하의 방출은 기판(120)이 하나의 위치에 용이하게 놓여지도록 할 수 있으며 공정 챔버(104) 또는 로드 록 챔버(106)로부터 전기 엔드 이펙터(116)를 제거(수축)할 때 기판이 끌려 나오지 않도록 한다. 로봇 제어기(126)는 로봇(108)의 작동 및 배향을 제어하기 위해 구성될 수 있다. 로봇 제어기(126)는 전적으로 종래의 것이며 여기에서 추가로 설명되지 않을 것이다.
예를 들면, 전기 엔드 이펙터(116)를 공정 챔버(104)로 및 공정 챔버로부터 연장 및 수축하도록, 로봇 제어기(126)는 상부 아암(110)을 도 1에 도시된 X 축선 및 Y 축선에 의해 한정된 바와 같이 X-Y 평면 내에서 화살표(128)에 의해 도시된 바와 같이, 쇼울더 축선을 중심으로 회전하도록 할 수 있다. 회전은 최고 약 +/- 360도 진폭의 각도를 통하여 시계방향(수축을 위해) 또는 반시계 방향(연장을 위해)일 수 있다. 종래의 SCARA로, 전방 아암(112)은 화살표(132)에 의해 도시된 바와 같은 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 종래의 기어링으로, 전방 아암(112)의 회전은 리스트 부재(114)가 화살표(134)에 의해 도시된 바와 같이 전방 아암(112)에 대해 회전하도록 할 수 있다. 종래의 SCARA 로봇이 로봇(108)으로서 이용될 때, 전기 엔드 이펙터(116)는 리스트 부재(114)의 리스트 축선 및 상부 아암(110)의 쇼울더 축선을 연결하는 이동 축선을 따라 베이스(130)에 대해 이동할 수 있으며, 이동 축선은 136으로서 표시되며, 이러한 실시예에서 Y 축선과 일치한다. 따라서, 연장 및 수축 운동을 수행할 때 회전하지 않으면서 엔드 이펙터(116)의 순전한 이동이 제공될 수 있다. 또한, 기판(120)은 화살표(137)를 따라 아암(110, 112, 114)의 조립체를 회전하는 로봇(108)의 작용에 의해 하나의 공정 챔버(104)로부터 또 다른 공정 챔버(104)로 또는 공정 챔버(104)로부터 로드 록 챔버(106)으로 또는 로드 록 챔버(106)로부터 공정 챔버(104)로 이동될 수 있다.
특히, 각각의 공정 챔버(104) 및 로드 록 챔버(106)는 로봇(108)에 의해 서비스될 수 있어 기판(120)이 다양한 챔버로부터 집혀서 다양한 챔버로 배치될 수 있다. 더욱 상세하게는, 전기 엔드 이펙터(116)는 기판(120)을 전기 엔드 이펙터(116) 상으로 배치하면서 하나의 챔버(예를 들면, 104)로부터 수축된다. 수축되면, 전체 로봇은 화살표(137)를 따라 베이스(130)를 중심으로 회전될 수 있다. 그 후, 로봇 아암(110,112, 114)은 전기 엔드 이펙터(116) 및 그 위에 놓여 있는 기판(120)을 또 다른 챔버(예를 들면, 104 또는 106)로 전달하도록 작동될 수 있다.
기판(120)은 설비 인터페이스(138) 내에 놓여 있을 수 있는, 로봇(도시안됨)에 의해 로드 록 챔버(106)로 이송할 수 있다. 설비 인터페이스(138) 내에서 기판의 이송은 예를 들면 로드 포트(142)에 도킹된 기판 캐리어(140)로부터 일 수 있다. 기판 캐리어(140) 내의 기판에 대한 가능한 장소 및 로드 록(106) 및 공정 챔버(104)의 그 밖의 장소가 점선으로 표시된 원으로서 도시된다.
지금부터 도 2a를 참조하면, 본 발명의 기판 운반 시스템(100)의 예시적인 일 실시예의 개략적인 측면도가 도시된다. 상부 아암(110), 전방 아암(112) 및 리스트 부재(114)를 포함하는, 로봇(108)은 기판(120)이 리프트 핀 또는 또 다른 적절한 메카니즘(도시안됨)에 의해 엔드 이펙터(116)로부터 상승될 수 있도록 전기 엔드 이펙터(116)(도 1을 참조하여 설명된 바와 같이)를 공정 챔버(104) 내로 삽입함으로써 공정 챔버(104)를 서비싱하는 완전히 연장된 배향으로 도시된다. 선택적으로, 챔버(104 또는 106) 내의 설치(기판의 배치)는 로봇(108)의 z-축선 기능성에 의해 달성될 수 있어 로봇(108)이 Z 축선을 따른 배치(put) 또는 파지(pick)를 달성하도록 엔드 이펙터(116)가 하강 및 상승의 성능을 가진다. 로봇(108)의 운동은 로봇 제어기(126)에 의해 제어된다.
본 발명의 양태에 따라, 리스트 부재(114)에 장착된 전기 엔드 이펙터(116)의 전극(118A, 118B)(도 1)과 전기적으로 연결되도록 상부 아암(110), 전방 아암(244), 및 리스트 아암(114)를 통과하는 전기 리드(244)가 제공된다. 접지 리드(도시안됨)가 또한 제공될 수 있으며 전기 리드(244, 246)로서 동일한 경로를 따라 통과할 수 있다. 상부 아암(110), 전방 아암(112), 및 리스트 부재(114)를 통하여, 전기 리드(244, 246)의 경로의 상세함이 도 2a 내지 도 11를 참조하여 설명된다.
도 2a을 다시 참조하면, 진공 챔버(102) 내에 위치된 전기 엔드 이펙터(116)로 전력을 제공하기 위해 구성될 수 있는 전기 커플링(250)이 도시된다. 커플링은 진공 챔버(102) 내의 가동 부품으로의 연결, 즉 커플링을 허용한다. 전기 커플링(250)은 도 2b의 부분 확대도에 가장 잘 도시되어 있다. 도 2b에서, 커플링(250)은 예를 들면 전도성 재료의 동심 고리형 링일 수 있는, 접촉부 쌍들(252, 254)과 같은 결속하는 접촉부들을 포함할 수 있다. 다른 접촉부 구성이 이용될 수 있다. 제 1의 접촉부 쌍(252) 중 상부 접촉부는 제 1 전기 리드(244)로 연결될 수 있으며 제 1의 접촉부 쌍(252) 중 하부 접촉부는 제 1 전력 리드(256)에 의해 전원(122)으로 연결될 수 있다. 또한, 제 2 접촉부 쌍(254) 중 상부 접촉부는 제 2 전기 리드(246)에 연결될 수 있으며 제 2 접촉부 쌍(254) 중 하부 접촉부는 제 2 전력 리드(258)에 의해 전원(122)으로 연결될 수 있다. 전력 리드(256, 258)는 다른 리드들(257A, 257B)과 같이(아래에서 설명됨) 기밀 밀봉될 수 있고 진공 타이트될 수 있다. 하부 전기적 접촉부(252, 254)는 가동될 수 있는 가동 지지부(260)로 부착될 수 있으며, 적절한 스프링 부재(264)에 의해 모터 하우징(262)에 대해 매달릴 수 있다. 252 및 254의 상부 접촉부는 도시된 샤프트의 확대된 부분과 같이, 샤프트(265)의 단부에 부착될 수 있다.
전력 공급 리드(257A, 257B)에 의해 전자석(267)에 적절한 전류를 공급할 때 전자석(267)이 영구 자석(268) 또는 선택적으로 샤프트(265)의 강자성 부분으로 당겨져서 지지부(260) 및 부착된 하부 접촉부(252, 254)가 Z 방향으로 상방으로 이동하도록 하여 접촉부 쌍(252, 254)의 하부 접촉부가 상부 접촉부와 작동적으로 결속되어 접촉하도록, 스프링 부재(264)는 Z 축선 방향을 따라 충분히 낮은 강도일 수 있다. 리드(256, 257A, 257B, 및 258)는 모두 리드의 과변형없이 축방향 변위를 수용하도록 변형 제거 루프를 포함할 수 있다.
이러한 상태의 확대된 전기적 접촉부에서, 적절한 전력은 기판(120)을 전기 엔드 이펙터(116)로 당기기 위해 정전기 전하를 형성하도록 전원(122)이 전력 리드(256, 258)에 전력을 공급함으로써 전기 엔드 이펙터(116)의 전극(118A, 118B)에 제공될 수 있다. Z 방향으로 낮은 강도인 것에 부가하여, 스프링 부재(264)는 z 축선에 대한 비틀림 방향으로 낮은 강도일 수 있다.
이러한 방식으로, 접촉 쌍들(252, 254)이 확대될 때, 로봇(108)은 (예를 들면, 회전자 및 고정자를 가지는) 원동 장치(269)의 작용에 의해 또 다른 공정 챔버(104)와 같은, 또 다른 장소로 회전될 수 있다. 이는 360도 또는 그 초과 만큼, 비틀려져 있는 부드러운 스프링 부재(264)를 효율적으로 감는다. 따라서, 비틀려져 있는 접촉 쌍들(252, 254) 사이가 움직이지 않는다. 리드(256, 257A, 257B 및 258)의 변형 제거 루프는 또한 리드를 과 변형시키지 않으면서 미리결정된 양의 회전 변위를 수용하기에 충분할 수 있다.
도 2b에서, 바람직하게는 실질적으로 동시에 전자석(267) 및 전력 리드(258, 256)로의 전력을 제거함으로써 전력이 전기 엔드 이펙터(116)로부터 제거되자 마자, 완화된 또는 변형되지 않은 상태로 복귀될 수 있도록, 스프링 부재(264)가 비틀림으로 및 z 축선을 따라 축방향으로 모두 언로딩된다. 전력이 다시 전자석(267)으로 인가될 때, 스프링 부재(264)는 초기에 변형되지 않고, 완화된 중립 상태에 있을 수 있다. 전력 공급을 할 때, 다시 접촉부(252, 254)가 접촉하게 되고 스프링(264)은 로봇(108)의 다음 운반 운동시 비틀려져 감겨지게 된다. 또한, 전방 아암(112) 및 리스트 부재(114)의 운동을 달성하도록 샤프트(265)의 개별 회전은 결속될 때 접촉부 쌍들(252, 254) 사이에 어떠한 상대적인 운동도 없이 수용될 수 있으다. 이러한 방식으로, 접촉부 쌍들(252, 254)의 슬라이딩 접촉이 샤프트(265)의 회전 운동 동안 최소화될 때 입자 발생이 최소화된다. 전자석(267)으로 전력의 인가시 접촉부 쌍들(252, 254)의 축방향 정렬을 최대화하도록, 파일럿(270) 및 리세스(272)가 샤프트(265)의 단부에 제공될 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 접촉부 쌍들은 다른 전기 연결부를 로봇(108)으로 제공하도록 제 1 및 제 2 접촉부 쌍들(252, 254) 쪽에 이용될 수 있다. 예를 들면, 부가 접촉부 쌍(도시안됨)이 접지를 위해 제공될 수 있으며, 이는 엔드 이펙터 제어기(124)에 의해 선택적으로 스위치가능할 수 있다. 더욱이, 이중 엔드 이펙터를 구비한 이중 SCARA 로봇에서와 같이 부가 SCARA 로봇이 부가되는 경우 부가 접촉부 쌍들이 제공될 수 있다. 명백하게 되는 바와 같이, 또 다른 양태에 따른, 전기 리드(244, 246)는 전기 회로의 부분일 수 있으며 쇼울더 축선(z)의 샤프트(265)를 통과하는 구멍(274)을 통과하는 것과 같이, 로봇(108)의 복수의 아암의 회전 축선을 통과할 수 있으며 이어서 전기 엔드 이펙터(116)로 연결될 수 있다.
선택적인 일 실시예에서, 접촉부 쌍들(252, 254)의 하부 전기적 접촉부의 복귀는 가동 부재(260)로 결합되는 스프링 부재(264)의 이용 없이 달성될 수 있다. 예를 들면, 접촉부(252, 254)가 결합될 때, 플런저 또는 다른 작동 수단은 분리된 하부 접촉부를 중립 또는 "제로" 위치로 회전하도록 작동될 수 있다.
전원(122)으로부터 전기 엔드 이펙터(116)로의 전기 에너지를 제공하기 위한 또 다른 장치가 도 2c에 도시된다. 이러한 실시예에서, 접촉부(252, 254)의 순간적인 결속은 주어진 로봇 운동 프로파일 동안 기판(120)을 제 위치에 홀딩하기에 충분한 에너지로 적절한 커패시터 부재(275)를 전기적으로 충전한다. 접촉부(252, 254)는 이어서 전자석(267)으로부터 전력을 제거함으로써 분리되고 전원(122)으로부터 전력을 끊어서, 운동 부재(260)가 중립 위치에 대해 축방향으로 완화되도록 하여 전원(122)으로부터 전기 엔드 이펙터(116)를 분리한다. 이어서 커패시터 부재(275)에서 저장된 에너지는 기판(120) 상에 정전기 인력을 발생하도록 전기 엔드 이펙터(116)에 의해 요구된 에너지를 공급한다. 평소에는 로봇 제어기(126)의 제어 하에서 로봇(108)에 의해 수행되는 운동 프로파일 동안, 접촉부(252, 254)는 커패시터 부재(275)를 충전하기에 충분한 시간 동안과 같이 엔드 이펙터 제어기(124)에 의해 표시된 바와 같이 순간적으로 재결속될 수 있으며, 이어서 접촉부(252, 254)는 분리될 수 있다. 이러한 결속 및 분리는 예를 들면 로봇(108)이 정지부에 도달할 때 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 로봇(108)은 이전에 설명된 실시예에서와 같이, 샤프트(265)의 운동을 달성하도록 스프링(264)의 감김을 초래하는 비틀림 스프링력을 극복하는 것이 필요하지 않다. 즉, 가동 지지부(260)가 분리될 때, 로봇 제어기(126)로부터 로봇 모터로의 적절한 제어 신호를 경유하여 샤프트(265)의 회전이 최소화된 저항으로 수행될 수 있다. 로봇 제어기 및 엔드 이펙터 제어기(124)는 커패시터 부재(275)의 충전이 발생될 때를 결정하기 위해 소통할 수 있다. 커패시터 부재(275)는 기판(120)을 전기 엔드 이펙터(116)로 홀딩하도록 정전기력을 제공하기에 충분한 크기의 하나 또는 둘 이상의 커패시터를 포함할 수 있다. 선택적으로, 재 충전은 접촉부(252, 254)와 결속되고 스프링 부재(264)를 비틀림식으로 결속함으로써 운동 프로파일의 운동 부분 동안 수행될 수 있다. 이러한 방법들은 전기 엔드 이펙터(116)로 저장된 에너지를 전달하기 위해 제공될 수 있으며 메카니즘의 어떠한 회전 마찰 항력 및 신뢰도의 최소화가 개선될 수 있다. 부가적으로, 하나 또는 둘 이상의 접촉부는 접촉부들을 통한 접지 경로를 제공하기 위해 부가될 수 있어 엔드 이펙터(116) 상에 증강된 정전 전하는 로봇 운동 프로파일 동안 적절한 때에 배출될 수 있다(흘러나올 수 있다). 예를 들면, 배치 작동 전에, 정전 전하는 선택적으로 스위치가능한 접지부의 스위칭을 통하여 방출될 수 있다. 이러한 방식으로, 엔드 이펙터 제어기(124)는 전원(122)으로부터의 전력을 끊을 수 있지만, 선택적으로 스위치가능한 접지부를 통하여 정 전하를 방출하기에 충분한 시간 동안 전자석(267)으로 전력을 계속적으로 공급한다.
추가 실시예에서, 도 2d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 액츄에이터는 가동 지지부(260)를 작동시키기 위한 기능을 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 전기 커플링(250)의 가동 지지부(260)는 가동 지지부(260)로 연결되는 샤프트(282) 상에 위치된 키이 또는 스플라인(280)에 의한 회전 운동을 억제할 수 있다. 회전을 제한하기 위한 다른 적절한 수단이 제공될 수 있다. 엔드 이펙터 제어기(124)에 의해 표시된 바와 같이, 전원으로부터 권선부(286)로 적절한 전력을 제공함으로써 가동 지지부(260)를 선택적으로 작동시킬 수 있는, 권선부(286) 및 자석(288)을 포함하는 솔레노이드(284)가 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 접촉부(252, 254)는 솔레노이드(284)의 작동 시 물리적 접촉으로 결속될 수 있다. 또한, 접촉부(252,. 254)는 솔레노이드(284) 및 충전가능한 부품으로의 전력을 끊을 때 중립 위치로(도시된 바와 같이) 복귀되는 솔레노이드(284)에 의해 물리적으로 분리될 수 있다. 이전에 설명된 실시예와 유사하게, 충전가능한 부품(예를 들면, 하나 또는 둘 이상의 커패시터 또는 충전가능한 회로)은 전기 엔드 이펙터(116)로 전력을 제공하도록 충전될 수 있다. 본 실시예에서, 전력 저장부 및 분배 회로(290)가 제공되며, 엔드 이펙터(116) 및 접촉부들 중 상부 접촉부(293H)로 전기적으로 연결된다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 가동 지지부(260)는 전기 접촉부(252, 254)가 전기적으로 접촉되도록 솔레노이드(284)에 의해 작동된다. 접촉시,전력 저장부 및 충전 회로(290)(도 2F) 내의 하나 또는 둘 이상의 커패시터가 충전될 수 있다. 로봇(108)이 잠시 중단될 때 작동이 발생될 수 있고, 충전 회로(290)의 이 같은 충전이 일초 또는 그 미만 또는 심지어 약 500 ms 또는 그 미만 발생될 수 있다. 또한 고리형 일래스토머 링으로서 형성될 수 있는 가동 지지부(260) 또는 샤프트(265)로 고정되는 가요성 밀봉부(292)가 결속될 때 각각의 접촉부(252, 254)에 대해 공기 공간을 밀봉할 수 있다. 이러한 밀봉 기능은 글로우 방전, 아크, 코로나 및/또는 충전이 발생될 때 다른 전기적 방전을 최소화할 수 있다. 충전하기 전에 우수한 밀봉이 발생하는 것을 보장하도록 전력 저장부 및 충전 회로(290)를 충전하기 위해 고압을 제공하기 바로 전에 솔레노이드(284)가 작동될 수 있다.
충전이 완료되면, 전원(122)으로부터의 전력은 더 이상 솔레노이드(284) 또는 전력 저장부 및 충전 회로(290)로 제공되지 않을 수 있으며, 가동 지지부(260)는 도 2d에 도시된 바와 같이, 중립 위치로 복귀될 수 있다. 이전의 실시에에서와 같이, 전기 리드(256, 258)에는 Z 축선을 따른 가동 부재(260)의 축방향 운동을 수용하도록 변형 제거 루프가 제공될 수 있다. 또한, 리드(258, 259)는 모터 하우징(262)에 장착된 기밀 밀봉부(259)를 통과할 수 있으며, 모터 하우징(262)은 진공 하에서 제공된 모터 챔버(263)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 본 발명의 전기 커플링(250)은 모터 챔버(263)에 연결된 진공 챔버(102) 내에 위치되는 전기 엔드 이펙터(116)로 전기 에너지를 제공하도록 구성된다. 모터 챔버(263) 및 진공 챔버(102)는 둘다 진공 하에서 제공될 수 있다. 솔레노이드가 엔드 이펙터 제어기(124)에 의해 명령받은 바와 같이 전원(122)에 의해 전력이 공급될 수 있는 경우, 리드(289A, 289B)는 코일(286)로 제공될 수 있다.
본 발명에서, 전기 커플링(250)은 진공 챔버 벽을 연결하고 어떠한 슬라이딩 전기 접촉부(예를 들면, 슬립 링) 없이 엔드 이펙터(116)로 전력을 제공하기 위한 수단을 제공하며, 이는 입자 발생 및 와류 마찰 저항을 일으킬 수 있다. 비록 솔레노이드(284)가 가동 지지부(260)를 작동시키기 위해 제공되지만, 소정의 적절한 자기 또는 기계적 장치는 가동 부재(260)를 이동시키기 위해 이용될 수 있어, 상부 및 하부 전기 접촉부들(252, 254) 사이에 물리적 접촉을 일으키도록 가동 부재(260)를 이동시키기 위해 이용될 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 전력 저장부 및 충전 회로(290)가 적절히 하전되었는지를 모니터링 및 결정하기 위한 다양한 수단이 제공될 수 있다.
이제부터 도 2f를 참조하면, 전력 저장부 및 충전 회로(290) 및 로봇식 운반 시스템(200)의 다른 부품들에 대한 관계가 더욱 상세하게 설명될 것이다. 상술된 바와 같이, 가동 지지부(260)는 솔레노이드 또는 엔드 이펙터 제어기(124)의 제어 하에서 유사한 이동-발생 메카니즘(284)에 의해 작동될 수 있다. 로봇 운동 프로파일 동안 미리결정된 시간에서, 엔드 이펙터 제어기(124)는 전기적 접촉부가 접촉되고 전기적으로 결속되도록 하기 위해 솔레노이드(284)의 작동을 일으킬 수 있다. 이러한 실시예에서, 각각 두 개 또는 세 개 이상의 전기 경로를 나타내는 접촉부는 고압 접촉부(293H) 및 저압 접촉부(293L)로서 제공된다. 고압 접촉부(293H) 및 저압 접촉부(293L)은 전원(122) 내에 제공된 각각의 고압 소스 및 저압 소스로 전기적으로 연결될 수 있다. 전원이 접촉부들(293H, 293L)을 통하여 연결될 때, 각각의 고압 전기 용량성 어레이(294) 및 저압 전기 용량성 어레이(295)가 전기적으로 충전될 수 있다. 충전 후, 가동 지지부(260)는 솔레노이드(284)로 끊어지는 전원(22)으로부터 전력을 경유하여 엔드 이펙터 제어기(124)의 제어 하에서 중립(비-접촉 위치)으로 역으로 이동될 수 있다.
고압 전기 용량성 어레이(294) 및 저압 전기 용량성 어레이(295)는 전력 저장부 및 충전 회로(290)의 다른 부품으로 그리고 전기 엔드 이펙터(116)로 전력을 제공할 수 있다. 특히, 고압 전기 용량성 어레이(294)는 고압 전력 스위칭으로 연결되어 전기 엔드 이펙터(116)로의 전력을 연결 및 단속한다. 고압 전력 스위칭 회로(296)는 전기 엔드 이펙터(116)로의 저장된 고압을 연결 및 단속하도록 적절한 일렉트로닉스 및 부품을 포함할 수 있으며 또한 전기 엔드 이펙터(116)로 공급된 전류의 조절을 수행하도록 부품을 포함할 수 있다. 그러나, 조절 부품 없이 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.
충전될 때 저압 커패시터 어레이(295)는 피드백 회로(297)로 전력을 제공하고, 고압 전력 스위칭 회로(296)로 전력을 제공할 수 있다. 피드백 회로(297)는 전기 엔드 이펙터(116)로 공급되는 전류 및/또는 전압 전위를 모니터링하는 기능을 가질 수 있다. 선별 회로에 의해 결정된 바와 같이, 공급된 전류 및/또는 전압 전위가 미리결정된 크기 이상인 경우, 이때 발광 다이오드(LED)(298)는 연속적으로 조명될 수 있다. 이는 적절한 척킹 성능이 전기 엔드 이펙터(116)에 존재하는 것을 표시한다. LED(298)로부터의 광이 리시버에서 수용될 때 엔드 이펙터 제어기(124)로 전기적으로 연결된 리시버(299)는 신호를 제어기(124)로 제공할 수 있다. 따라서, 리시버(299)가 광 신호를 수신하는데 실패한 경우, 엔드 이펙터 제어기(124)는 로봇 제어기(126)와 소통될 수 있어 재 충전을 위한 다음 기회가 로봇의 운동 프로파일 내에서 자체적으로 존재할 때까지 로봇(108)이 재충전을 위해 일시적으로 로봇(108)을 중단시키거나 로봇의 운동을 감속시키도록 한다. 미리 한정된 값은 엔드 이펙터(116)의 가속이 운반 동안 기판(120)을 엔드 이펙터(116) 상에 적절히 위치되지 않도록 하거나 엔드 이펙터로부터 떨어지도록 할 수 있는 지점에 대해 인력을 감소시키는 수준으로 설정된다.
운동 프로파일 내의 시간에서, 엔드 이펙터 제어기(124)는 솔레노이드(284)의 결속을 일으킬 수 있어 전원(122)이 고압 전기 용량성 어레이(294) 및 저압 전기 용량성 어레이(295)를 재충전하도록 한다. 설명된 LED/리시버 시스템이 아닌 피드백 메카니즘은 전기 엔드 이펙터(116)로 공급된 전류 및/또는 전압의 상태와 관련된 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들면, 피드백은 전압 대 주파수 변환기 회로, 무선 주파수 통신 또는 다른 무선 통신과 같은 소정의 적절한 피드백 메카니즘에 의해 제공될 수 있다. 실시예에서, 제어기(124 및 126)는 개별 제어기일 수 있거나 하나의 공통 제어기로 통합될 수 있다.
도 2g는 본 발명의 양태들에 따라 운반 시스템(200A)의 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 부품들은 전원(122A)이 24 볼트 DC 전원일 수 있고, 전력 저장부 및 충전 회로(290A)가 고압 출력으로의 24 볼트 공급을 전기 엔드 이펙터(116)로 전환하도록 구성될 수 있는 것을 제외하고 이전의 실시예들과 동일하다. 이전의 실시예에서와 같이, 가동 지지부(260)는 24 볼트 전원(122A)으로부터 전기 용량성 부품(294A)(예를 들면, 커패시터 또는 전기 용량성 어레이)으로 전류를 통과하기 위해 결속가능할 수 있는, 전기적 접촉부(293A)를 포함한다. 다양한 다른 공급 전압은 정전기적 구성을 위한 적절한 DC/DC 컨버터로 전력을 공급하도록 24V 외에 이용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
충전되면, DC/DC 컨버터(301)는 24 볼트 공급을 고압 공급(예를 들면, 약 500 V 내지 2,000 V)으로 변환하도록 기능할 수 있고 고압을 고압 전력 스위칭 회로(296A)로 공급할 수 있다. 스위칭 회로(296A)로의 전력은 전압 조절기(302)를 경유하여 전기 용량성 어레이(294A)로부터의 전압을 조절함으로써 제공될 수 있다. 선택적으로, 저압 전원은 도 2f 실시예에서 도시된 것과 유사하게, 개별 저압 접촉부를 통하여 저압 전기 용량성 어레이로 제공될 수 있다.
이전의 실시예에서와 같이, 전력 상태 피드백이 제공될 수 있다. 이전과 같이, 피드백 회로(297)는 광원(298)(예를 들면, LED)을 조명할 수 있고 광 신호(298A)는 가동 부재(260) 상에 장착되거나 그렇지 않으면 모터 하우징(262)에 장착된 광 리시버(299)(예를 들면, 포토 센서)에 의해 수신될 수 있다. 리시버(299)는 엔드 이펙터 제어기(124) 또는 로봇 제어기(126), 둘다로 전기적으로 결합될 수 있어, 광 신호(298A)를 더 이상 수신하지 않음으로서 표시된 바와 같은, 저 전력 상태의 결정시, 교정 조치(remedial measures)(상술됨)가 채택될 수 있다.
도 2h는 상술된 기능을 수행하기 위해 이용될 수 있는 전기 회로도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 솔레노이드(284)의 작동에 의해 가동 부재(260)의 운동을 경유하여 선택적으로 결속가능한 각각의 접촉부(293h)로 고압 소스를 커플링하는 전원(122)이 제공된다. 공급된 전류는 이어서 전기 용량성 부품(294) 내의 저기 에너지로서 저장된다. 전기 용량성 부품(294)은 예를 들면 적절한-크기의 커패시터 또는 커패시터의 어레이일 수 있다. 스위칭 회로(296)는 전기 용량성 부품(294)을 엔드 이펙터 전극으로 연결함으로써 또는 전극으로부터 전기 용량성 부품(294)을 분리함으로써 엔드 이펙터(116)의 양(+) 및 음(-) 전극으로 제공된 전력(전압 전위)을 제어한다. 완화된 상태에 있는 K1 릴레이는 전기 용량성 부품(294)을 엔드 이펙터(116)의 전극으로 연결하는 위치에서 릴레이 접촉부를 홀딩한다. 이는 척킹 상태이며, 척킹 상태는 가동 부재(260)가 접촉부(293H 및 293L)로부터 분리될 때 디폴트(default)에 의해 발생된다. 분리되면, K1 릴레이 코일을 통전하기 위한 전력이 없어, K1 접촉부가 정상 상태에서 폐쇄된 상태로 완화되도록 하여, 전기 용량성 부품(294)과 엔드 이펙터(116)의 전극 사이를 접촉한다. 가동 부재(260)가 작동되어 접촉부(293H 및 293L)와 접촉할 때, K1 릴레이 코일이 통전되어, K1 릴레이 접촉부가 엔드 이펙터 전극으로부터 전기 용량성 부품(294)과 단속되도록 강제된다. 이어서 K1 릴레이 접촉부는 엔드 이펙터 전극이 함께 단락되도록 하거나 또는 적어도 저항을 통하여 서로 연결되도록 하여 전극들 사이의 어떠한 전압 전위도 신속하게 중립화되도록 한다. 이는 기판 상의 어떠한 척킹력도 신속하게 해제하여, 기판이 "배치(put)" 운동 프로파일에서와 같이 엔드 이펙터(116)로부터 제거되는 것을 허용한다. 이는 척킹 해제(de-chuck) 상태이다. 또한, 이러한 상태에 있는 동안, 전기 용량성 부품(294)은 엔드 이펙터 전극으로부터 절연될 수 있지만 접촉부(293H)를 통하여 전원(122)으로 연결되어, 전기 용량성 부품(294)이 충전되는 것을 허용한다. 적절한 충전이 완료된 후, 가동 부재(260)는 다시 분리될 수 있어, 척킹 상태가 전술된 바와 같이 다시 발생되도록 한다.
피드백 회로(297)는 전기 엔드 이펙터(116)의 전극으로 공급되는 전압 수준과 관련된 피드백 정보를 제공할 수 있다. 피드백 회로(297)로 결합된 광학 다이오드는 정상적으로 전력 공급될 수 있다. 전압 슈퍼바이저(276)(예를 들면, STM 1061)는 피드백 회로(297)에 의해 모니터링된 바와 같이, 엔드 이펙터(116)로의 고압이 전압 디바이더(278)에 의해 설정된 미리결정된 한계치 아래로 떨어질 때 출력 전압을 감소시킬 수 있다. 제공된 감소 출력 신호는 예를 들면 광학 다이오드를 부작동시킬 수 있다. 따라서, 광 신호(298A)는 Mosfet를 경유하여 전류를 끊어서 차단할 수 있다. 신호(298A)의 결합은 이이서 +V 신호를 엔드 이펙터 제어기로 제공함으로써 무선 포토 센서 리시버로부터 엔드 이펙터 제어기(124)로의 신호를 경유하여 통신될 수 있다. 따라서 저압 피드백의 결과로서, 부가 충전은 요구된 대로 제공될 수 있거나, 다른 교정 초치가 로봇 제어기(126)로 통신될 수 있어 로봇이 중단되거나 느려져서 기판이 엔드 이펙터(116)로부터 떨어지는 것을 방지하도록 한다.
도 3a 내지 도 3c 및 도 5 내지 도 12는 로봇 장치(300)의 또 다른 실시예를 도시하며, 로봇 장치는 상부 아암(310) 및 리스트 부재(명확하게 도시안됨)를 구비한 전방 아암(312)을 포함할 수 있다. 비록 이러한 실시예가 이중-아암 로봇(도 4에 두 개의 아암이 도시됨)이지만, 전기 리드(244, 246)의 경로가 단일 및 이중-아암 로봇 모두에 동일하게 인가된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양태에 따라 이중-아암 로봇 장치(408)는 챔버(예를 들면, 진공 챔버) 내에 로봇을 장착하기 위한 베이스(430), 하나 이상이 샤프트(431)에 결합되는 제 1 및 제 2 상부 아암(410A, 410B), 제 1 및 제 2 상부 아암(410A, 410B)에 대한 회전을 위해 결합된 제 1 및 제 2 상부 아암(410A, 410B), 및 전방 아암(412A, 412B)에 대한 회전을 위해 결합된 제 1 및 제 2 리스트 부재(414A, 414B)를 포함할 수 있다. 리스트 부재(414A, 414B)에 부착된 전기 엔드 이펙터(416A, 416B)가 도시된다. 전기 엔드 이펙터(416A, 416B)는 정전기 엔드 이펙터로서 구성될 수 있고 하나 이상의 전극 쌍(418A, 418B)을 포함할 수 있고, 예를 들면, 쌍들(418C, 418B), 쌍들(418E, 418F)과 같은, 수 개의 전극 쌍들을 포함할 수 있다. 소정의 개수의 전극 쌍들이 이용될 수 있다. 적절히 충전될 때 쌍들(418A, 418B, 등)은 운반 동안 전기 엔드 이펙터(416A, 416B)로 기판(도시안됨)을 끌어 당기도록 구성된다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 전기 리드는 샤프트(431) 및 각각의 아암 및 리스트 부재를 통과하여 예를 들면 전기 리드(444D, 446C)를 경유하여 전기 엔드 이펙터(416A, 416B)의 전극으로 전기적으로 연결된다. 다른 전기 리드는 동일한 형태로 다른 전극으로 부착될 수 있다. 적절한 접지 리드는 또한 전극으로 부착될 수 있고 전극으로 전력을 공급하는 전기 리드와 동일한 경로를 통하여 통과한다. 이러한 접지 리드는 접지가 선택적으로 결속되도록 스위칭가능한 접지 회로로 결합될 수 있어 운동 프로파일 동안 적절한 지점에서 엔드 이펙터(418A, 418B) 상에 증강되는 정전기 전하를 배출하도록 한다.
더욱 상세하게 그리고 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 로봇 장치(300)의 전기 리드(344, 346)는 로봇 아암 및 진공 챔버 내로 전력을 통과하는 전기 커플링(예를 들면 도 2a 내지 도 2g, 및 도 14)을 통하여, 전원으로, 그리고 궁극적으로 전기 엔드 이펙터로 연결되도록 구성되다. 전기적 회로의 일 부분을 구성하는 전기 리드(344, 346)는 첫번째로 샤프트들(365)(도 3c에 도시된 바와 같이) 중 하나를 통하여 상부 아암(310)(도 3b에 가장 잘 도시됨)의 상부면으로 통과할 수 있다. 리드(344, 346)는 이어서 아암 내에 형성된 채널을 통하여 상부 아암(310)의 방사상 크기를 따라 통과할 수 있고 리드(344, 346)가 상부 아암(310)(도 3a, 도 5 및 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이)을 통하여 형성된 개구(345)를 통과하는 엘보우 축선(348)을 향하여 외측 방사상으로 연장한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 아암(310)에 형성된 채널(347)은 전기 리드(344, 346)를 수용한다. 채널(347)은 전기 리드(344, 346)의 직경보다 약간 들(less) 깊이서 클램핑 부재(349)가 패스너(도시안됨)에 의해 제 위치에 고정될 때 전기 리드(344, 346)가 약간 압축되고 제 위치에 단단히 고정되도록 한다. 따라서, 와이어는 상부 아암(310)의 작동 동안 방사상 내측 또는 외측으로 이동할 수 없다. 클램핑 부재(349) 없는 와이어 리드의 크리프(creep)는 전기 리드(344, 346)의 손상 및/또는 과도한 마모를 일으킬 수 있다. 적절한 제거가 상부 아암(310)의 회전에 의한 어떠한 제한된 감아올림(windup)도 수용하도록 샤프트를 통과하는 영역 내에 제공될 수 있다. 클램핑 부재(349)는 하나 또는 둘 이상의 판 또는 와이어 리드(344, 346)를 제위치에 클램핑하도록 구성된 다른 부재를 포함할 수 있다. 전기 리드(344, 346)의 방사상 운동을 방지하도록 소정의 다른 적절한 클램핑 메카니즘이 이용될 수 있다. 전기 리드(344, 346)는 구리 또는 은 도금 구리일 수 있으며 두퐁(DuOont)사로부터 입수가능한 테플론(TEFLON)(등록상표) 또는 캡톤(KAPTON)(등록상표)과 같은 적절한 절연체 내에 피복될 수 있다.
지금부터 도 7a 내지 도 7b 및 도 8을 참조하면, 상부 아암(310) 내의 개구(345)를 통과한 후, 리드(344, 346)는 부가 채널을 통과할 수 있고 이어서 조인트 개구(351)(도 6 참조)를 통과할 수 있다. 따라서, 리드(344, 346)는 도 8의 측단면도에서 가장 잘 도시된 상부 아암(310)과 전방 아암(312) 사이로 연장하여 엘보우 조인트를 통하여 연장한다. 리드(344, 346)는 상부 아암(310) 내의 구멍을 통하여, 베어링 지지부(355) 내의 구멍을 통하여, 그리고 베어링 지지부(355)에 고정되는, 리스트 구동 풀리(361) 내의 구멍을 통하여 통과한다. 리스트 풀리(361)는 핀(357A)에서 연결되는 금속 구동 벨트(도시안됨)를 경유하여 리스트 부재(도시안됨)로 부착된다. 인정되어야 하는 바와 같이, 쇼울더 축선(도시안됨)에서 구동 부재로 상호 연결괴고 핀(357)에서 부착된 금속 구동 벨트(도시안됨)를 경유한 전방 아암(312)의 회전은 위치설정 부재(353)의 회전을 일으켜서, 리스트 구동 풀리(361)의 회전을 일으키지 않는다. 따라서, 전기 리드(344, 346)의 어떠한 회전 또는 비틀림도 개구(351) 내에 수용된다. 유연한 마무리 및 소정의 접촉부 코너 표면 상의 반지름 제공은 리드의 마모를 최소화한다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(349A) 또는 다른 적절한 클램핑 메카니즘은 패스너(도시안됨) 또는 다른 적절한 수단에 의해 아암(310)으로 부착될 수 있으며 전기 리드(344, 346)를 클램핑하도록 구성될 수 있고 전기 리드를 제 위치에 단단히 홀딩하여 아암(310)에 대한 리드(344, 346)의 방사상 이동을 방지한다.
전기 리드(344, 346)가 개구(351)를 통과하면, 이어서 리드는 도 9a 및 도 9b에 가장 잘 도시된 바와 같이 전방 아암(312)의 방사상 길이를 따라 연장한다. 리드(344, 346)는 개구(351)(도 8)의 거의 중앙 위에 리드를 위치시키도록 구성된 위치설정 부재(353)를 따라 통과한다. 위치설정 부재(353)는 개구가 위치되는 전방 아암(312)의 일 단부에 근접하게 개구(345A)를 포함할 수 있다. 개구(345A)는 전기 리드가 개구(351)를 통하여 연장할 때 전기 리드(9344, 346) 사이의 어떠한 접촉도 최소화하도록 측방향으로 이격될 수 있다. 앞에서와 같이, 전기 리드가 상부 아암(310)에 대해 전방 아암(312)의 회전을 수용하도록 개구(351)를 통과할 때, 적절한 양의 변형을 제거하는 특별한 길이의 전기 리드가 제공될 수 있다.
위치설정 부재(353)는 전방 아암(312)의 타 단부 상에 제공된 리스트 부재(도시안됨)를 향하여 샤프트로부터 연장할 수 있으며 패스너(예를 들면, 스크류)에 의해 전방 아암의 상부로 연결될 수 있다. 위치설정 부재(353)는 전기 리드(344, 346)를 수용하기 위해 내부에 형성된 채널을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(349B) 또는 다른 적절한 클램핑 메카니즘은 패스너(도시안됨) 또는 다른 적절한 수단에 의해 위치설정 부재(353)에 부착될 수 있으며, 전기 리드(344, 346)를 클램핑하도록 구성될 수 있으며, 전기 리드를 제 위치에 단단히 홀딩하여 전방 아암(312)에 대해 전기 리드(344, 346)의 방사상 운동을 방지할 수 있다.
지금부터 도 11을 참조하면, 리드(344, 346)는 아암(312)의 방사상 크기를 따라 계속적으로 연장하고 이어서 리스트 부재(도시안됨)와 전방 아암(312) 사이로 연장하는 샤프트를 통과한다. 전방 아암(312)은 전기 리드(344, 346)를 수용하기 위해 전방 아암의 외측 보드 상에 형성된 채널을 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(349C) 또는 다른 적절한 클램핑 메카니즘은 패스너(도시안됨) 또는 다른 적절한 수단에 의해 외측 보드에서 전방 아암(312)으로 부착될 수 있으며 전기 리드(344, 346)를 클램핑하도록 구성될 수 있고 전기 리드를 제위치에 단단히 홀딩하여 전방 아암(312)에 대해 전기 리드(344, 346)의 방사상 이동을 방지할 수 있다. 리스트 부재의 파일럿 또는 샤프트를 통하여 형성된 통로를 통과한 후, 전기 리드(344, 346)는 전기 엔드 이펙터(116)의 전극으로 연결된다.
본 발명에 따른 방법(1300)이 도 13에 제공된다. 1302에서, 로봇 장치는 전자 장치 처리 시스템의 진공 챔버 내에 제공되며, 로봇 장치는 복수의 로봇 아암 및 로봇 아암들 중 하나 이상에 부착되는 전기 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 1304에서, 전력(예를 들면, 전류 또는 전압 전위)은 전기 엔드 이펙터로 결합되는 전류의 전기 리드로 공급될 수 있다. 이와 같이, 전력은 운동 프로파일 동안 적어도 소정의 시간에서 진공의 외부로부터 공급될 수 있다. 특히, 전류 또는 전압 전위는 예를 들면 결속되는 접촉부를 가질 수 있는, 전기 커플링을 경유하여 공급될 수 있다. 1306에서, 접촉부는 운동 프로파일 및 액츄에이터(예를 들면 전자석 또는 솔레노이드)에 의한 것과 같이 기판의 운반 동안 소정의 시간에서만 결속될 수 있어, 때때로 접촉부의 전기적 결속이 손상될 수 있다. 접촉부의 전기적 결속이 분리될 때, 전력은 여전히 충전가능한 부품 또는 회로(도 2c 내지 도 2h)에 의해 전기 엔드 이펙터(116)로 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 유도 결합된 실시예에서와 같이, 전력은 유도 결합된 코일(도 14 내지 도 17 참조)을 통하여 엔드 이펙터로 제공될 수 있다.
특히, 소정의 실시예에서, 결속하는 접촉부는 기판 운반 이벤트 동안 로봇 장치의 회전하는 샤프트와 함께 이동될 수 있고 로봇 장치가 일시적으로 목적지에서 중단될 때와 같이, 적어도 짧은 기간 동안 분리될 수 있다. 유용하게는, 로봇 장치의 회전 동안, 전기 접촉부는 실질적으로 비틀림에서 상대적인 슬라이딩 운동이 없는 것을 경험할 수 있어, 입자 발생이 최소화된다. 이는 접촉부 쌍의 전기 접촉부 중 하나 이상이 스프링 상에 지지되는 것을 허용함으로써 제공될 수 있어, 접촉부가 결속될 때 및 로봇 아암이 회전할 때 스프링이 비틀림으로 회전하면서 감아 올려질 수 있도록 한다. 그러나, 목적지에서 로봇이 정지될 때와 같이 회로가 간헐적으로 중단될 때 스프링이 중립 위치에서 완화되는 것을 허용한다. 중단될 때, 전자석으로의 전력은 임시적으로 끊어질 수 있으며 스프링은 축방향으로 완화되어 접촉부가 분리되는 것을 허용한다. 전기 커플링은 전류 또는 전압 포텐셜이 전기 엔드 이펙터에 대해 최소화되는 것을 허용하여 기판의 운반 운동 동안 때때로 정전 전하를 형성하도록 하여, 전력이 잠깐의 간격 동안 끊어져서 접촉부가 중립 비틀림 위치 및 배향에 대해 스프링이 되튀어서 회전하는 것을 허용하도록 한다.
다른 실시예에서, 접촉부는 충전가능한 부품(예를 들면, 커패시터 또는 커패시터의 어레이) 또는 전력 저장부 및 충전 회로가 충전되도록 로봇의 운동 프로파일 동안 단지 짧은 간격동안 결속된다. 충전 후, 전기 커플링 접촉부는 분리될 수 있고 전력은 전력 저장부 및 충전 회로 내에 저장된 에너지를 기초로 하여 전기 엔드 이펙터(116)로 제공될 수 있다. 따라서, 소정의 실시예에서, 전력은 로봇의 운동 동안 전기 엔드 이펙터(116)에 제공될 수 있으며, 로봇으로 전달된 마찰 뿐만 아니라 스프링 저항이 접촉부를 분리하는 것을 경유한 로봇의 운동 동안 최소화될 수 있다. 또한, 이러한 무선 전력 분배는 또한 로봇이 와이어를 비틀지 않고 그리고 와이어를 비틀지 않는 것에 대한 요구 없이 무한하게 동일한 회전 방향으로 로봇이 자유롭게 회전하는 것을 허용한다.
도 14 및 도 15는 로봇식 시스템(1400)의 선택적인 일 실시예를 도시하며, 로봇식 시스템은 하나 이상의 아암, 그리고 바람직하게는 로봇(108)의 복수의 아암(예를 들면 리스트 부재(114) 중 하나로 부착되는 전기적 에드 이펙터(116)(도 1)) 상의 기판을 운반하도록 구성된다. 로봇식 시스템(1400)은 전력을 진공 챔버(예를 들면, 102) 내에서 작동가능할 수 있는, 전기 엔드 이펙터(116)로 제공하도록 구성된 전기 커플링(1450)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 전기 커플링(1450)은 서로 매우 근접하게 장착되고 주(primary) 코일(1452)를 통전할 때 유도 결합되는 주 코일(1452) 및 보조(secondary) 코일(1454)을 포함한다. 주 코일(1452)은 모터 하우징(262)에 대해 정지되게 장착될 수 있으며, 반면 보조 코일(1454)은 샤프트(265)를 따른 회전을 위해 장착될 수 있다.
주 코일(1452)은 주 코일(1552) 내에서 사각 파형 전류 펄스와 같은, 펄스형 전류 유동을 일으키도록 고압 펄스형 전원(122)에 의해 구동될 수 있다. 펄스형 전원(122)은 예를 들면 약 500 V 내지 2,000 V의 상호잠금된 전압 소스와 같은, 소정의 적절한 전압 소스일 수 있다. 다른 전압 크기가 이용될 수 있다.
작동 중, 주 코일(1452)에서의 전류 흐름은 보조 코일(1454)에서의 전류 흐름을 유도한다. 전류의 흐름은 전원(122) 및 예를 들면 신호 진동을 제공하기 위한 적절한 수단을 로봇의 운동 프로파일 내에서 원하는 시간에 턴 온 및 턴 오프할 수 있다. 그러나, 전기 커플링(1450)이 이전의 실시예에서와 같이 전기 접촉부를 요구하지 않기 때문에, 충전은 예를 들면 로봇의 운동 프로파일 동안 어떠한 때에도 발생될 수 있다는 것이 명백하여야 한다. 물론, 유도 결합된 코일은 연속적으로 또는 심지어 커패시터의 이용 없이 엔드 이펙터에 전력을 직접 제공하는 것이 가능하다.
보조 코일(1454)로 전달된 전기 에너지를 저장 및 제어하도록, 코일(1454)은 전력 저장부 및 분배 회로에 결합될 수 있으며, 이는 차례로 로봇(108)(명료성을 위해 단지 일부만 도시됨)의 각각의 아암(110, 112, 114)을 통과할 수 있는 전기 리드(110, 112, 114)를 통하여 전기 엔드 이펙터(116)로 전류 및/또는 전압 전위의 조절된 흐름을 제공한다.
더욱 상세하게는, 전력 저장부 및 분배 회로(1455)는 보조 코일(1454) 내에 유도된 교류 전류의 총-정류 또는 부분-정류를 제공하도록 기능하고 전류를 직류로 변환하는, 브리지 정류기와 같은 정류기 회로(1458)를 포함할 수 있다. 정류 회로 없이 본 발명을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 교류 전류를 이용하여, 평균적인 영향이 달성될 수 있다. 또한, 교류 전류의 오프셋 상태가 엔드 이펙터(116)로 원하는 정전기력에 적합한 평균 전압을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 위에서 언급된 직류는 선택적인 전기 용량성 부품(1460)을 충전할 수 있다. 전기 용량성 부품(1460)은 단일 커패시터 또는 예를 들면 전기적 직렬로 또는 서로 병렬로 배치된 커패시터의 어레이일 수 있다. 소정의 실시예를 위해, 약 1600 μF의 전기 용량을 제공하는 커패시터 또는 커패시터의 어레이가 구성될 수 있으며 정전기적 엔드 이펙터(116)에 대해 적절한 척킹력을 제공할 수 있다. 다른 크기의 전기 용량이 이용될 수 있다. 전기 용량성 부품(1460) 내에 저장된 전력은 고압 전력 스위칭 회로(1462)에 의해 적절한 때에 전기 엔드 이펙터(116)로 제공될 수 있다.
고압 전력 스위칭 회로(1462)는 로봇(108)의 운동 프로파일 동안 소정의 때에 전기 엔드 이펙터(116)의 전극으로 전력을 연결 및 단속하기 위한 기능을 할 수 있다. 또한, 스위칭 회로(1462)는 배치 작업을 실행할 때와 같이, 엔드 이펙터(116)로부터 기판을 척킹 해제할 때 전극을 쇼팅하기 위한 기능을 할 수 있다. 전극의 이러한 쇼팅은 소정의 정전기 전위의 신속한 소산을 일으켜서, 기판의 신속한 해제를 초래한다. 소정의 실시예에서, 상술된 바와 같이 전기 엔드 이펙터(116)에 제공되는 전류 및/또는 전압 전위의 상태가 모니터링될 수 있고 이는 도 16을 참조하여 추가로 설명된다.
본 실시예에서, 온/오프(척킹/척킹 해제 상태)를 나타내는 전기 신호는 고압 전력 스위칭 회로(1462)로 제공될 수 있다. 특히, 제어 신호는 엔드 이펙터 제어기(124)로부터 무선 이미터(예를 들면 포토 이미터(LED))와 같은 이미터(1565A)로 출력될 수 있다. 무선 신호(1565B)(예를 들면, 광 신호)는 전달된 신호(예를 들면, 광 신호)를 수신하도록 배열 및 위치된 무선 수신기(1565c)(예를 들면 광 센서)에서 수신될 수 있다. 무선 리시버(1465C)에 의해 수신된 신호는 전기 엔드 이펙터로의 전력을 끊도록 및/또는 전기 엔드 이펙터(116)의 전극을 쇼팅(short)하도록 스위칭 회로(1462)로 송신될 수 있다. 다이오드 및 포토 센서와 같은 소정의 적절한 무선 통신이 이용될 수 있다.
추가의 실시예에서, 도 16에서 도시된 실시예에서와 같이, 통신은 양방일 수 있으며, 여기에서 무선 신호(1665, 1667)은 전극을 쇼팅하도록 및/또는 엔드 이펙터(116)로의 전력을 끊도록 스위칭 회로를 제어하도록 이미터로부터 리시버로 제공될 수 있다(전기 용량성 부품(1660)이 포함되는 경우). 양방 통신의 또 다른 예는 각각 작동 또는 부작동하는 척킹 또는 척킹 해제 신호를 전력 저장부 및 분배 회로(1662) 내의 고압 릴레이로 제공하기 위한 하나의 신호를 위한 것이다. 다른 무선 신호는 보조 코일 측부 상의 전압 수준을 모니터링하고 엔드 이펙터 제어기(124)로 역으로 대응하는 신호를 송신하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 제 2 저압 코일(1650L)은 다양한 전기 부품으로 전력을 제공하도록 저압 소스를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 저압 코일(1650L)은 고압 코일(1650H)의 외부의 내측부에 배치(동-축방향으로)될 수 있다.
도 16은 상술된 기능을 수행하기 위해 이용될 수 있는 전기 회로도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 고 및 저압 소스(122H, 122L)를 전기 커플링(1650L, 1650H)의 각각의 고 및 저압의 제 1 및 보조 코일로 커플링하는, 전원(122)이 제공된다. 전력은 유도 커플링에 의해 코일들 사이로 전달된다. 정류기 회로(1658L, 1658H)는 DC로 공급된 AC 전류를 정류할 수 있다. 직류는 이어서 전기 용량성 부품(1660L, 1660H) 내에 전기 에너지로서 저장될 수 있다. 전기 용량성 부품(1660L, 1660H)은 적절한 크기의 커패시터 또는 커패시터의 어레이일 수 있다. 스위칭 회로(1662)는 정상적으로 폐쇄된 스위치 상의 접지 상태로부터 전력 공급 상태로 릴레이 K1을 스위칭함으로써, 엔드 이펙터(116)의 양(+) 및 음(-) 전극으로 제공된 전력(전압 전위)를 제어한다. 접지된 상태(정상적으로 폐쇄된)는 전기 엔드 이펙터 전극이 서로 쇼팅되거나 또는 적어도 서로 저항 연결되어 전극들 사이의 전압 전위가 기판이 엔드 이펙터(116) 상의 제 위치에 더 이상 홀딩되지 않는 수준으로 효과적으로 중립화되도록 한다. 전력 공급된 상태는 릴레이 접촉부를 작동시켜 엔드 이펙터 전극이 서로로부터 전기적으로 절연되도록 하고 동시에 각각의 개별 전극이 이러한 예에서 커패시터(1660H)에 저장된 고압 전원으로 연결되도록 한다.
피드백 회로(1664)는 전기 엔드 이펙터(116)의 전극으로 공급되는 전압 수준에 관한 피드백 정보를 제공할 수 있다. 피드백 회로(1664)에 커플링되는 광학 다이오드는 정상적으로 전력이 공급될 수 있다. 피드백 회로(1664)에 의해 모니터링된 바와 같이, 엔드 이펙터(116)으로의 고압이 전압 디바이더(1670)에 의해 설정된 미리결정된 한계치 아래로 떨어질 때, 전압 수퍼바이저(1668)(예를 들면, STM(1061))가 출력 전압을 떨어뜨릴 수 있다. 전압 조절기의 떨어진 출력은 1664 내에 도시된 N-채널 모스페트(mosfet)를 턴 오프하여, LED 이미터(1667)을 통한 전류 흐름을 못하게 하거나 적어도 부분적으로 못하게 한다. 이는 LED(1667)를 끄게 한다. 신호(1667)의 결함은 이이서 무선 포토 센서 리시버로부터 제어기(124)로 신호를 경유하여 통신될 수 있다. 예를 들면, 1667의 아노드와 V+ 사이에 결합된 풀-업(pull-up) 레지스터는 LED(1667)가 꺼졌을 때 엔드 이펙터 제어기(124)로의 신호가 V+ 수준으로 풀 업되도록 한다. 따라서, 저압 피드백의 결과로서, 부가 충전은 요구된 대로 제공될 수 있거나 다른 교정 조치가 로봇 제어기(126)로 통신될 수 있어 로봇(108)이 기판이 엔드 이펙터(116)로부터 떨어지는 것을 방지하도록 중단 또는 느려지게 한다.
전술된 상세한 설명은 본 발명의 단지 예시적인 실시예를 공개한다. 본 바명의 범위 내에 있는 상술된 시스템, 장치 및 방법의 변형은 본 발명의 기술분야의 기술자들에게 상당히 명백하게 될 것이다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 예시적인 실시예와 관련하여 공개되지만, 다른 실시예들이 아래 청구범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위 내에 있을 수 있다.

Claims (15)

  1. 로봇식 시스템으로서,
    진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내로 기판을 이송하도록 구성된 로봇 장치를 포함하며,
    상기 로봇 장치는:
    상기 진공 챔버 내에서 회전하도록 구성된 복수의 아암,
    상기 복수의 아암 중 하나 이상으로 부착되는 전기 엔드 이펙터, 및
    상기 진공 챔버 내의 상기 전기 엔드 이펙터로 전기 에너지를 제공하
    도록 구성된 전기 커플링을 포함하는,
    로봇식 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 커플링은 선택적으로 결속되는 접촉부를 포함하는,
    로봇식 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 커플링은 제 2 세트의 접촉부와 접촉되게 제 1 세트의 접촉부를 이동시키도록 작동되는 전자석을 포함하는,
    로봇식 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 커플링은 유도 결합가능한 코일을 포함하는,
    로봇식 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 엔드 이펙터로 연결된 전기 회로는 상기 복수의 아암의 회전 조인트를 통과하는,
    로봇식 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 커플링은 스프링 부재에 의해 매달리는 가동 부재를 포함하는,
    로봇식 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가동 부재는 전기 접촉부를 포함하며 상기 전기 커플링은 상기 전기 접촉부의 결속 및 상기 가동 부재의 이동을 일으키도록 구성된 전자석을 포함하며, 상기 전기 접촉부는 상기 로봇 장치의 샤프트에 커플링되는,
    로봇식 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 커플링은 에너지를 상기 전기 엔드 이펙터로 제공하도록 구성된 전기 용량성 부품으로 전기적으로 커플링되는,
    로봇식 시스템.
  9. 전자 장치 처리 시스템 내에서 기판을 이동하도록 구성된 기판 운반 로봇 장치로서,
    하나 이상의 가동 아암 및 상기 하나 이상의 가동 아암으로 부착된 전기 엔드 이펙터를 포함하는 로봇; 및
    전원으로부터 상기 전기 엔드 이펙터로 전기 에너지를 제공하도록 구성된 전기 커플링을 포함하는,
    기판 운반 로봇 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기 커플링은 선택적으로 결속가능한 전기 접촉부를 포함하는,
    기판 운반 로봇 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기 커플링은 유도 결합가능한 코일을 포함하는,
    기판 운반 로봇 장치.
  12. 전자 장치 처리 툴 내에서 기판을 이동하기 위한 방법으로서,
    진공 챔버 내에 전기 엔드 이펙터를 포함하는 로봇을 제공하는 단계, 및
    결속 접촉부를 통하여 전류를 통과시킴으로써 상기 전기 엔드 이펙터로 결합된 전기 리드로 전기 에너지를 공급하는 단계를 포함하는,
    전자 장치 처리 툴 내에서 기판을 이동하기 위한 방법.
  13. 전자 장치 처리 시스템 내에서 기판을 이동시키도록 구성된 기판 운반 로봇 장치로서,
    가동 아암들 및 상기 가동 아암들 중 하나로 부착되는 전기 엔드 이펙터를 포함하는 로봇; 및
    상기 가동 아암들의 회전 조인트를 통하여 상기 전기 엔드 이페터로 결합되는 전기 리드를 포함하는,
    기판 운반 로봇 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전기 리드는 클램핑 부재에 의해 채널 내에 클램핑되는,
    기판 운반 로봇 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 전기 리드는 선태적으로 결속되는 접촉부 또는 유도 결합되는 코일을 포함하는 전기 커플링과 상기 전기 엔드 이펙터 사이에 연결되는,
    기판 운반 로봇 장치.
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