KR20160068991A - 기계적 스위치 메카니즘을 이용한 복수의 가동 암들을 갖는 기판 이송 장치 - Google Patents

기계적 스위치 메카니즘을 이용한 복수의 가동 암들을 갖는 기판 이송 장치 Download PDF

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Abstract

기판 이송 장치는, 프레임; 상기 프레임에 연결되고 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터를 포함하는 구동부; 상기 프레임에 연결되고 기판들을 지지하고 이송하기 위해 배치되는 암 링크들을 포함하는 적어도 2 개의 기판 이송 암들; 및 상기 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터 및 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들에 결합되고, 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들 중 하나의 펼침 및 접힘을 기동시키면서 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들 중 다른 하나는 실질적으로 접힘 구성으로 남게 하는 기계적 모션 스위치를 포함한다.

Description

기계적 스위치 메카니즘을 이용한 복수의 가동 암들을 갖는 기판 이송 장치{Substrate transport apparatus with multiple movable arms utilizing a mechanical switch mechanism}
개시된 실시예들은 기판 이송 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 기계적 스위치 메카니즘을 이용한 복수의 가동 암들을 갖는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2007년 5월 8일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제60/916,781호에 기초한 이익을 주장하며, 본 출원은 2007년 5월 8일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제60/916,724호의 관련 출원으로서, 이들의 개시 사항은 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
종래의 다중 암 기판 이송 장치에 있어서, 상기 이송 장치의 암들 또는 링크 부재들(linkages)은 3 개 이상의 모터들의 복잡한 구성에 의해 기동되고, 이들 모터들은, 예를 들면, 상기 이송 장치가 3 이상의 자유도를 갖는 운동이 가능하도록 동축 방식으로 구성되거나 상기 링크 부재들에 동심원으로 배열된 중공 축들(hollow shafts)에 의해 결합된다. 일반적으로, 최외각 축은, 예를 들면, 회전 중심 축 주위로 상기 다중 암들을 회전시키기 위한 허브(hub)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 2 개의 내부 축은 독립적인 벨트 및 풀리(pulley) 구성을 통하여 상기 다중 암들의 각각에 연결될 수 있다. 실제로, 상기 이송 장치의 움직임을 동작시키기 위해 채용되는 모터들의 수가 많을수록 상기 이송 장치의 움직임을 제어하는 제어 시스템의 부담도 더 커진다. 또한, 모터들의 수가 증가할수록 상기 이송 장치의 비용뿐만 아니라 모터의 오동작 가능성도 증가된다.
종래의 다중 암 이송 장치는 이송 챔버들 또는 상기 이송 장치나 구송 시스템이 챔버/설비의 내부에 및/또는 부분적으로 이의 하부에 배치되는 다른 기판 처리 설비에 사용되어, 다른 기판 처리 부품들 (예를 들면, 진공 펌프 등)이 이용할 수 있는 공간은 한계를 갖거나, 어떤 방식으로든 제한된다. 종래의 시스템들에서, 이것은 상기 챔버/설비의 바닥이 아닌 위치에, 예를 들면, 진공 펌프들을 탑재할 수 있는 이송 챔버의 크기를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 비용 상승이 초래된다.
종래의 비동축의 나란한 듀얼 스카라 암들(non-coaxial side-by-side dual Selective Compliant articulated Robot arm arms)은 여러 회사들에 의해 판매용으로 제공되며, 예를 들면, MECS 코리아사(MECS Korea, Inc.)의 UTW 및 UTV 시리즈의 로봇들, 로제 오토메이션사(Rorze automation, Inc.)의 RR 시리즈의 로봇들, 젤사(JEL Corp.)의 LTHR, STHR 및 SPR 시리즈의 로봇들이 있다. 나란한 듀얼 스카라 암 장치의 예는 미국 특허 제5,765,444호에 개시되어 있다.
종래의 비동축의 나란한 듀얼 암 로봇의 예시적인 구성은 도 1과 1a에 도시되어 있다. 로봇은 2 개의 스카라 암들 및 링크 부재들을 운반하는 피봇 허브 주위에 설치된다. 좌측 링크 부재는 외선 조인트들(revolute joints)에 의해 직렬로 결합된 어퍼 암, 포어 암 및 엔드 이펙터를 갖는다. 벨트 및 풀리 구성은 상기 좌측 암의 운동을 제한하여, 상기 허브에 대하여 상기 어퍼 암의 회전이 반대 방향으로 상기 포어 암을 회전시키도록 사용된다(예를 들면, 시계 방향의 어퍼 암의 회전은 반시계 방향의 포어 암의 회전을 기동시킨다). 다른 벨트 및 풀리 구성은 엔드 이펙터의 방사상 배향(radial orientation)을 유지하기 위하여 사용된다. 우측 링크 부재는 상기 좌측 암의 거울 상일 수 있다. 상기 좌측 및 우측 암들의 엔드 이펙터들은 상기 로봇의 2 개의 링크 부재들이 비제한적 움직임을 가능하게 하기 위하여, 서로 다른 수평 평면 내에서 움직인다. 도 1b-1d에 도시된 바와 같이, 상기 좌측 및 우측의 어퍼 암들을 회전시킴으로써, 각각의 링크 부재들은 허브의 피봇지점에 대하여 공통의 방사 방향으로 독립적으로 펼쳐질 수 있다.
*도 1, 1a-1d에 도시된 바와 같이, 종래의 나란한(side-by-side) 로봇들에 있어서, 상기 로봇 암들 또는 링크 부재들은 3 개 (이상의) 모터들의 복잡한 구성에 의해 기동되며, 이들 모터들은, 예를 들면, 동축 방식으로 구성될 수 있으며, 상기 로봇에 3의 자유도를 갖는 움직임을 제공하기 위해 이들 모터들은 중공 축들에 의해 상기 로봇에 결합된다. 최외각 축은 상기 허브에 결합될 수 있고, 반면에 2 개의 내부 축들은 독립적인 벨트 및 풀리 구조를 통하여 상기 좌측 및 우측의 링크 부재들의 어퍼 암들에 결합될 수 있다. 이를 구현하는 경우, 상기 로봇 암들의 움직임을 기동시키기 위해 사용되는 모터들의 개수가 많을수록, 로봇의 움직임을 제어하는 제어 시스템에 인가되는 부담은 더욱 커진다. 또한, 사용되는 모터들의 개수가 많을수록, 상기 로봇의 비용뿐만 아니라 모터의 오동작 가능성도 증가한다.
분위기 조절 시스템과 같은 챔버 내에 부설되는 다른 부품들 (예를 들면, 이송 챔버의 바닥에 부설되는 진공 펌프들)을 탑재하기 위해 이용되는 공간 인벨로프(space envelope)를 실질적으로 금지하거나 기껏해야 방해하거나 제한하도록 상기 로봇과 구동부가 챔버 내에 배치되는 이송 챔버들 내에, 도 1a-도 1d에 도시된 바와 같은 종래의 나란한 로봇들이 이용된다. 종래의 시스템들에서, 이것은 챔버의 바닥이 아닌 다른 위치에 진공 펌프들을 탑재하기 위한 이송 챔버의 크기를 증가시킬 수 있다. 이에 의해 비용 상승이 초래된다.
따라서, 복잡도 및 저장 면적이 감소되고, 신뢰성 및 청결도가 향상된 로봇 시스템을 갖는 독립적으로 움직일 수 있는 암들을 갖는 로봇 매니퓰레이터를 제공하는 것은 바람직하다.
일 실시예에서, 기판 이송 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 기판 이송 장치가 제공된다. 상기 기판 이송 장치는, 프레임, 상기 프레임에 연결되고 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터를 포함하는 구동부, 상기 프레임에 연결되고 기판들을 지지하고 이송하기 위하여 배치된 암 링크들을 포함하는 적어도 2 개의 기판 이송 암들 및 상기 적어도 독립적으로 제어가능한 모터 및 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들에 결합되는 기계적 모션 스위치를 포함하며, 상기 기계적 모션 스위치는 상기 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터들에 의하여 제 1 축 주위로 회전가능하게 구동되는 피봇 부재와 제 1 및 제 2 연결 링크들을 포함하며, 각각의 연결 링크들은 일 단부에서 상기 피봇 부재에 회전가능하게 결합되고, 제 2 반대쪽 단부에서 각각의 구동 링크에 회전가능하게 결합되며, 상기 구동 링크들은 서로에 대하여 나란히 배치되고 상기 제 1 축과 이격된 제 2 및 제 3 축 주위로 상기 프레임에 회전가능하게 결합되고, 각각의 구동 링크는 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들 중 어느 하나의 펼침 및 접힘을 기동시키면서 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들 중 다른 하나는 실질적으로 접힘 구성으로 남아 있게 하기 위하여 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들의 상기 암 링크들 중 각각의 어퍼 암 링크에 구동가능하게 결합된다.
다른 실시예에서, 기판 이송 장치가 제공된다. 상기 기판 이송 장치는 구동부 및 상기 구동부에 동작가능하게 연결되어 이동되는 스카라 암을 포함하며, 상기 스카라 암은 어퍼 암 및 상기 어퍼 암 상에 동작가능하게 탑재되고 상부에 기판을 파지(holding)할 수 있는 적어도 2 개의 포어 암들을 포함하며, 상기 어퍼 암은 실질적으로 강체 링크이고, 상기 어퍼 암 내부에 배치되고 상기 구동부에 동작가능하게 연결되는 기계적 모션 스위치는 상기 구동부의 단지 하나의 모터에 의해 가동되고 상기 적어도 2 개의 포어 암들 중 다른 하나와 실질적으로 독립적인 상기 적어도 2 개의 포어 암들 중 하나의 회전을 선택적으로 기동시키도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 기판 이송 장치가 제공된다. 상기 기판 이송 장치는 프레임, 상기 프레임에 연결되고 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터를 포함하는 구동부, 상기 프레임에 연결되고 기판들을 지지하고 이송하기 위해 배치된 암 링크들을 포함하는 적어도 2 개의 기판 이송 암들, 및 상기 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터 및 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들에 결합되는 컴팩트 기계적 모션 스위치를 포함하며, 상기 기계적 모션 스위치는 상기 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터에 의해 제 1 축 주위로 회전가능하게 구도되는 피봇 부재, 및 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들의 상기 암 링크들과 구별되는 제 1 및 제 2 구동 링크들을 포함하며, 각각의 구동 링크는 일 단부에서 각각의 제 1 조인트에서 상기 피봇 부재에 회전가능하게 결합되고 반대쪽의 제 2 단부에서는 각각의 제 2 조인트에서 상기 적어도 2 개의 기판 이송 암들 중 각각의 어퍼 암 링크에 회전가능하게 결합되며, 상기 제 1 구동 링크는 상기 제 2 구동 링크 상으로 교차하고, 상기 제 1 축과 상기 각각의 제 1 조인트들 사이의 거리는 상기 각각의 제 1 조인트로부터 상기 각각의 제 2 조인트까지의 거리와 실질적으로 동일하다.
따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 복잡도 및 저장 면적이 감소되고, 신뢰성 및 청결도가 향상된 로봇 시스템을 갖는 독립적인 가동 암들을 갖는 로봇 매니퓰레이터가 제공될 수 있다.
또한, 본 명세서에 설명한 기계적 모션 스위치(들)은, 최소수의 구동부를 이용하여 고속 기판 교환을 가능하게 한다. 또한, 기계적 모션 스위치의 구성은, 컴팩트 이송 챔버들에서의 사용을 위해 최소의 컨테인먼트를 갖는 컴팩트 이송 장치를 제공하는 동시에, 이송 비용을 감소시키고 그 신뢰도를 증대시킨다.
개시된 실시예들에 관한 전술한 특징들 및 다른 특징들은 첨부된 아래의 도면과 관련하여 하기의 개시사항으로부터 설명된다.
도 1 및 1a-1d는 복수의 가동 암들을 갖는 종래의 기판 이송 장치를 도시한다.
도 2a-2d는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 특징을 갖는 예시적인 처리 장치를 도시한다.
도 3a-3b는 도 2의 처리 장치의 이송 장치의 구동부에 관하여, 예시적인 실시예들에 따른 이송 장치의 다른 위치들을 개략적으로 도시한다.
도 4a-4c는 이송 챔버 모듈 및 도 3a-3b에 도시된 구동부를 갖는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시하며, 도 4d는 상기 이송 챔버 및 이송 장치를 도시하는 부분 입면도이다.
도 4e는 일 실시예에 따른 구동부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5a-5d는 각각 4 개의 다른 펼침 위치에 있는 도 4a-4c의 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 6a-6c는 각각 다른 3 개의 펼침 위치에 있는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 7a-7e는 각각 또 다른 회전 위치에 있는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 8a-8c는 각각 기판 이송 장치의 3 개의 대응하는 펼침/접힘 위치에 있는 각 암의 부분들을 도시한다.
도 9a-9d는 다른 위치에 있는 기판 이송 장치의 암 위치들을 개략적으로 도시한다.
도 10a-10b는 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 11a-11d는 4 개의 다른 펼침 위치에 있는 기판 이송 장치의 2 개의 암들을 갖는 도 10a-10b에 도시된 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 12a-12b는 다른 실시예에 따른 이송 장치의 다른 부분의 개략도와 상기 이송 장치의 움직임을 도시하는 그래프이다.
도 13a-13c는 이송 챔버 모듈 및 도 12a-12b의 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 14a-14c는 각각 다른 실시예에 따라 3 개의 다른 펼침 위치에 있는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 15a-15c는 각각 또 다른 실시예에 따라 다른 3 개의 펼침 위치에 있는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 16a-16d는 각각 또 다른 실시예에 따라 4 개의 다른 위치에 있는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 17a-17c는 또 다른 이송 챔버 모듈 및 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 18a-18d는 다른 실시예에 따라 이송 챔버 모듈과 2 개의 암들 중 하나의 암이 4 개의 다른 펼침 위치에 있는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 19a-19c는 2 개의 암들 중 하나의 암이 3 개의 다른 펼침 위치에 있는 또 다른 실시예에 따른 듀얼 정방형(bisymmetric) 스카라암을 갖는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 20a-20l은 이송 챔버 모듈 및 2 개의 암들 각각이 5 개의 다른 펼침 위치에 있는 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 21a는 종래의 이송 장치를 도시한다.
도 21b는 다른 실시예에 따른 이송 챔버 모듈 및 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 22a-22b는 8 개의 다른 회전 위치에 있는 도 20a-20b의 기판 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 23a-23b는 링크 부재에 의해 구동되며 독립적으로 기동되는 동축 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암의 역학도(kinetic diagram) 및 단계적 움직임의 방사상의 펼침도(phased motion radial extension diagram)이다.
도 24a-24b는 곧은 밴드들(bands)에 의해 구동되는 독립적으로 기동되는 동축 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암의 역학도 및 단계적 움직임의 방사상의 펼침도이다.
도 25a-25b는 교차된 밴드들에 의해 구동되는 독립적으로 기동되는 동축 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암의 역학도 및 단계적 움직임의 방사상의 펼침도이다.
도 26a-26b는 자성 커플링 부재에 의해 구동되는 독립적으로 기동되는 동축 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암의 역학도 및 단계적 움직임의 방사상의 펼침도이다.
도 27a-27b는 링크 부재들에 의해 구동되는 독립적으로 기동되는 동축 링들을 갖는 이중 엔드 이펙터 암의 역학도 및 단계적 움직임의 방사상의 펼침도이다.
도 28a-28b는 다른 기하학적 구성을 갖는 링크 부재에 의해 구동되는 독립적으로 기동되는 동축 링들을 갖는 이중 엔드 이펙터 암의 역학도 및 단계적 움직임의 방사상의 펼침도이다.
도 29a-29g는 다른 구성을 갖는 실시예에 따른 기판 이송 장치를 도시한다.
도 30a 및 30b는 일 실시예에 따른 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 31a-31c는 일 실시예에 따른 이송 장치의 커플링 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 32a-32d, 33a-33d, 34a, 34d, 35a-35d 및 36a-36d는 일 실시예에 따른 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 37은 일 실시예에 따른 기계적 모션 스위치의 동작을 도시한다.
도 38a-38e는 일 실시예에 따른 이송 장치의 예시적 동작을 개략적으로 도시한다.
도 39는 다른 실시예에 따른 이송 장치의 일부를 개략적으로 도시한다.
도 40a-40c는 일 실시예에 따른 기계적 모션 스위치를 도시한다.
도 41은 일 실시예에 따른 이송 장치의 예시적 동작 프로파일을 도시한다.
도 42a-42d, 43 및 44는 일 실시예에 따른 이송 장치의 예시적 동작을 개략적으로 도시한다.
도 45a-45c는 일 실시예에 따른 기계적 모션 스위치를 개략적으로 도시한다.
도 46a-46d는 일 실시예에 따른 이송 장치의 예시적 동작을 개략적으로 도시한다.
개시된 실시예가 도면들에 도시된 실시예를 참조하여 설명되지만, 개시된 실시예들은 다양한 선택적인 실시예들로 구현될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 임의의 적합한 크기, 형상 또는 종류의 구성 부재들 또는 재료들이 이용될 수 있다.
독립적인 가동 암들을 갖는 매니퓰레이터를 구비하는 기판 이송 장치가 제공되며, 2 개의 독립적으로 제어가능한 모터들만을 가지고서도 상기 독립적인 가동 암들은 기계적 스위치 메카니즘을 이용하여 상기 2 이상의 암들이 결합된 회전 및 독립적인 집기(pick)/놓기(place) 동작을 가질 수 있도록 한다(예를 들면, 각 암들의 적어도 하나의 자유도가 다른 암들의 자유도와 실질적으로 독립적이면서도, 각 암들은 2 이상의 자유도를 갖는다). 2 이상의 암들에 대한 구동은 예를 들면 진공 이송 챔버 벽들 내부로 일체화되어, 진공 시스템 부품들(진공 펌프들, 게이지들 및 밸브들)을 챔버의 저부에 일체화시킨다. 일 실시예에서, 상기 암들의 쇼울더부들(shoulders)은 중심에서 어긋나게 (처리 스테이션에 더 가까이) 배치되며, 그 결과 SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)를 갖는 분절 암들이 로봇에 도달하게 되면서도 종래의 암들보다 더 작을 수 있다.
도 2a-2d는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 특징들을 포함하는 기판 처리 장치 또는 툴들의 개략도이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 본 명세서에서 더욱 상세히 개시된 바와 같이, 실시예들의 특징들을 포함하는 예컨대 반도체 툴 스테이션(1090)과 같은 기판 처리 장치 또는 툴들이 개략적으로 도시된다. 도면들에서는 반도체 툴들이 도시되어 있지만, 본 명세서에 개시되는 실시예들은 로봇 매니퓰레이터들을 사용하는 임의의 툴 스테이션 또는 응용 장치에 적용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 툴(1090)은 클러스터 툴(cluster tool)로 나타내었지만, 예시적인 실시예들은 예를 들면, 도 2c 및 2d에 도시되어 있고, 본 명세서에 참조에 의해 개시 사항 전체가 포함된 "Linearly Distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool(선형적으로 안배된 반도체 피처리체 처리 툴)"이란 제하의 미국 특허 출원 제11/442, 511호에 개시된 선형 툴(linear tool)과 같은 임의의 적합한 툴 스테이션에 적용될 수도 있다. 툴 스테이션(1090)은 일반적으로 대기 프론트 엔드(atmospheric front end; 1000), 진공 로드 락(1010) 및 진공 백 엔드(1020)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 툴 스테이션은 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있다. 프론트 엔드(1000), 로드 락(1010) 및 백 엔드(1020)의 각 부품들은 예를 들면 클러스터형 아키텍쳐 제어부와 같은 임의의 적합한 제어 아키텍쳐의 일부분일 수 있다. 상기 제어 시스템은 본 명세서에 참조에 의해 개시 사항 전체가 포함된 "Scalable Motion Control System(측정가능한 동작 제어 시스템)"이란 제하의, 2005년 7월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/18, 615호에 개시된 것들과 같은 마스터 제어부, 클러스터 제어부들 및 자율적(autonomous) 원격 제어부들을 갖는 폐쇄형 루프 제어부일 수 있다. 다른 실시예들에서, 임의의 적합한 제어부 및/또는 제어 시스템이 이용될 수도 있다.
본 실시예들에 있어서, 프론트 엔드(1000)는 일반적으로 로드 포트 모듈들(1005), 및 예를 들면 설비 프론트 엔드 모듈(equipment front end module; EFEM)과 같은 미니 환경(mini-environment; 1060)을 포함한다. 로드 포트 모듈들(1005)은 300 mm 로드 포트들, 전방 개방 또는 바닥 개방형(front opening or bottom opening) 박스들/포드들 및 카세트들에 대한 SEMI 표준 E15.1, E47.1, E62, E19.5 또는 E1.9을 따르는 BOLTS(box/opener/loader to tool standards) 인터페이스들일 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 로드 포트 모듈은, 예를 들면, 200 mm 웨이퍼 인터페이스들로서, 또는, 예를 들면, 크거나 더 작은 웨이퍼들 또는 평판 디스플레이를 위한 평판 패널과 같은 임의의 다른 적합한 기판 인터페이스들로서 구성될 수도 있다. 도 2a에는 2 개의 로드 포트 모듈들이 도시되어 있으나, 다른 실시예들에서는, 프로트 엔드(1000) 내부로 임의의 적합한 개수의 로드 포트 모듈들이 삽입될 수도 있다. 로드 포트 모듈들(1005)은 오버헤드 이송 시스템(overhead transport system), 자동 안내형 이송 수단들(automatic guided vehicle), 유인 이송 수단들(person guided vehicle), 레일 안내형 이송 수단들(rail guided vehicles)로부터 또는 임의의 다른 적합한 이송 방법으로부터 기판 캐리어들 또는 카세트들(1050)을 수용하도록 구성될 수 있다. 로드 포트 모듈들(1005)은 로드 포트들(1040)을 통하여 미니 환경(1060)과 접할 수 있다. 로드 포트들(1040)은 기판 카세트들(1050)과 미니 환경(1060) 사이의 기판들의 통로를 확보할 수 있도록 한다. 미니 환경(1060)은 하기의 이송 로봇(1013)을 포함한다. 일 실시예에서, 로봇(1013)은 예를 들면, 본 명세서에 그 전체가 참조에 의해 포함된 미국 특허 제6,002,840호에 개시된 것과 같은 트랙 마운트형 로봇일 수 있다. 미니 환경(1060)은 복수의 로드 포트 모듈들 사이에서 기판 이송을 위한 제어되고 청결한 영역을 제공할 수 있다.
진공 로드 락(1010)은 미니 환경(1060)과 백 엔드(1020) 사이에 위치될 수도 있고 연결될 수도 있다. 일반적으로, 로드 락(1010)은 대기 및 진공 슬롯 밸브들을 포함한다. 이 슬롯 밸브들은 대기 프런트 엔드로부터 기판을 로딩한 이후에 로드 락을 배기하고, 질소와 같은 불활성 가스로 락을 배출할 때 이송 챔버에서 진공을 유지하기 위해 이용된 환경적 분리를 제공할 수도 있다. 로드 락(1010) 은 또한, 프로세싱하는 소정의 위치에 기판의 기준을 정렬하는 정렬기(1011)를 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 진공 로드 락은 프로세싱 장치의 임의의 적합한 위치에 위치될 수도 있으며, 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있다.
일반적으로, 진공 백 엔드(1020)는 이송 챔버(1025), 하나 이상의 프로세싱 스테이션(들)(1030) 및 이송 로봇(1014)을 포함한다. 이송 로봇(1014)이 이하 설명될 것이며, 로드 락(1010)과 다양한 프로세싱 스테이션들(1030) 사이에서 기판들을 이송하기 위해 이송 챔버(1025) 내에 위치될 수도 있다. 프로세싱 스테이션들(1030)은 기판들상에 전기 회로 또는 다른 소망의 구조를 형성하기 위해 다양한 증착, 에칭, 또는 다른 타입의 프로세스들을 통해 기판들에 대해 동작할 수도 있다. 통상의 프로세스들은, 플라즈마 에칭 또는 다른 에칭 프로세스, 화학적 기상 증착(CVD), 플라즈마 기상 증착(PVD), 이온 주입과 같은 주입 공정, 측정(metrology), 급속 열처리 (RTP), 건식 스트립, 원자층 증착(ALD), 산화/확산, 질화물 형성 공정, 진공 리소그래피, 에피택시, 와이어 본딩 및 증발법(evaporation)과 같은 박막 프로세스들, 또는 진공 입력을 사용하는 다른 박막 프로세스들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 프로세싱 스테이션들(1030)은 기판들이 이송 챔버(1025)로부터 프로세싱 스테이션들(1030)로 그리고 그 역으로 전달되는 것이 가능하도록 이송 챔버(1025)에 연결된다.
이제, 도 2c를 참조하면, 선형 기판 프로세싱 시스템(2010)의 개략적인 평면도가 도시되며, 여기서, 툴 인터페이스부(2012)가 이송 챔버 모듈(3018)에 탑재되어, 인터페이스부(2012)는 일반적으로 이송 챔버(3018)의 세로 X 축을 향해 (예를 들어, 내부로) 대면하지만, 그로부터 오프셋된다. 이송 챔버 모듈(3018)은 참조에 의해 본 명세서에 포함된 미국 특허 출원 제11/442,511호에 기재된 바와 같이 인터페이스들(2050,2060,2070)에 다른 이송 챔버 모듈들(3018I,3018J)을 부착함으로써 임의의 적절한 방향으로 펼쳐질 수도 있다. 각 이송 챔버 모듈(3018, 3019A, 3018I, 3018J)은 예를 들어, 프로세싱 시스템(2010) 전반적으로 및 프로세싱 모듈(PM) 내부로 및 외부로 기판을 이송하는 이하 매우 상세히 설명하는 바와 같은 기판 이송부(2080)를 포함한다. 인식될 수도 있는 바와 같이, 각 챔버 모듈은 분리되거나 제어된 대기(예를 들어, N2, 클린 에어, 진공)를 홀딩할 수도 있다.
도 2d를 참조하면, 선형 이송 챔버(416)의 세로 축을 따라 취해진 바와 같은 예시적인 프로세싱 툴(410)의 입면도가 도시되어 있다. 도 2d에 도시된 예시적인 실시예에서, 인터페이스부(12)는 대표적으로 이송 챔버(416)에 연결될 수도 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 인터페이스부(12)는 툴 이송 챔버(416)의 하나의 엔드를 정의할 수도 있다. 도 2d에서 알 수 있는 바와 같이, 이송 챔버(416)는 예를 들어, 인터페이스부(12)로부터 대향하는 엔드에서 다른 피처리체 입/출구 스테이션(413)을 가질 수도 있다. 다른 실시예들에서, 이송 챔버로부터 피처리체들을 삽입/제거하는 다른 입/출구 스테이션들이 제공될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 인터페이스부(12) 및 입/출구 스테이션(412)은 툴로부터의 피처리체들의 로딩 및 언로딩을 허용할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 피처리체들은 일 엔드로부터 툴로 로딩될 수도 있고 다른 엔드로부터 제거될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 이송 챔버(416)는 하나 이상의 이송 챔버 모듈(들)(18B,18i)을 가질 수도 있다. 각 챔버 모듈은 분리되거나 제어된 대기(예를 들어, N2, 클린 에어, 진공)를 홀딩할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 이송 챔버 모듈들(18B,18i)의 구성/배열은 락 모듈(56A,56B)을 로딩하며, 도 2d에 도시된 이송 챔버(416)를 형성하는 피처리체 스테이션들은 단지 예시이며, 다른 실시예들에서, 이송 챔버는 임의의 소정의 모듈 배열로 배치된 다소의 모듈들을 가질 수도 있다. 도시된 실시예에서, 스테이션(412)은 로드 락일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 로드 락 모듈은 (스테이션(412)과 유사한) 엔드 입/출구 스테이션 사이에 위치될 수도 있거나 (모듈(18i)과 유사한) 인접 이송 챔버 모듈은 로드 락으로서 동작하도록 구성될 수도 있다. 또한 상술한 바와 같이, 이송 챔버 모듈(18B,18i)은 그 내부에 위치된 하나 이상의 대응하는 이송 장치(26B,26i)를 가질 수도 있다. 각각의 이송 챔버 모듈(18B,18i)의 이송 장치(26B,26i)는 이송 챔버에서 선형적으로 분포된 피처리체 이송 시스템(420)을 제공하도록 협력할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 이송 장치(26B)는 여기에 또한 정의되는 바와 같은 일반 스카라 암 구성을 가질 수도 있다(다른 실시예들을 통해, 이송 암들은 임의의 다른 소정의 배열을 가질 수도 있다). 도 2d에 도시된 예시적인 실시예에서, 이송 장치(26B)의 암들은 아래에 또한 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 이송 장치가 픽/플레이스 위치로부터 웨이퍼들을 빠르게 교환하게 하는 고속 교환 장치로서 칭할 수도 있는 것을 제공하도록 배열될 수도 있다. 이송 암(26B)은 종래의 구동 시스템들에 비교하여 단순화된 구동 시스템으로부터 3 개의 (예를 들어, Z 축들 동작과 쇼울더 및 엘보우 조인트들에 관해 독립적 회전) 자유도를 각 암에 제공하는 적합한 구동부를 가질 수도 있다. 도 2d에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 실시예에서, 모듈(56A, 56, 30i)은 이송 챔버 모듈들(18B,18i) 사이에 틈이 있게 위치될 수도 있고, 적합한 프로세싱 모듈들, 로드 락(들), 버퍼 스테이션(들), 측정 스테이션(들) 또는 임의의 다른 소정의 스테이션(들)을 정의할 수도 있다. 예를 들어, 로드 락들(56A, 56) 및 피처리체 스테이션(30i)과 같은 틈새 있는 모듈들은 이송 챔버의 선형 축 X를 따라 이소 챔버의 길이를 통해 이송 또는 피처리체들을 동작시키기 위해 이송 암들과 협력할 수도 있는 정지 피처리체 지지부들/셀브들(56A, 56S1, 56S2, 30S1, 30S2)을 각각 가질 수도 있다. 예로서, 피처리체(들)는 인터페이스부(12)에 의해 이송 챔버(416)로 로딩될 수도 있다. 피처리체(들)은 인터페이스부의 이송 암(15)에 의해 로드 락 모듈(56A)의 지지부(들)상에 위치될 수도 있다. 로드 락 모듈(56A)에서의 피처리체(들)은 모듈(18B)에서의 이송 암(26B)에 의해 로드 락 모듈(56A)과 로드 락 모듈 사이, 및 유사하게 그리고 연속 방식으로 암(26i)에 의해 (모듈(18i에서) 피처리체 스테이션(30i)과 락 모듈(56) 사이 및 모듈(18i)에서 암(26i)에 의해 스테이션(412)과 스테이션(30i) 사이에서 이동될 수도 있다. 이러한 프로세스는 반대 방향에서 피처리체(들)를 이동시키기 위해 전체적으로 또는 일부분 리버스될 수도 있다. 따라서, 예시적인 실시예에서, 피처리체들은 축 X를 따라 임의의 방향에서 및 이송 챔버를 따라 임의의 위치로 이동될 수도 있으며, 이송 챔버와 (프로세싱하는 또는 그렇지 않으면) 연통하는 임의의 소정의 모듈에 로딩될 수도 있거나 거기로부터 언로딩될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 정지 피처리체 지지부들 또는 셀브들을 갖는 틈새가 있는 이송 챔버 모듈들은 이송 챔버 모듈(18B,18i) 사이에 제공되지 않을 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 인접하는 이송 챔버 모듈들의 이송 암들은 이송 챔버를 통해 피처리체를 이동시키기 위해, 엔드 이펙터 또는 하나의 이송 암으로부터 다른 이송 암의 엔드 이펙터로 직접 피처리체들을 전달할 수도 있다. 프로세싱 스테이션 모듈들은, 기판들상에 전기 회로 또는 다른 소정의 구조를 형성하기 위해 다양한 증착, 에칭 또는 다른 타입의 프로세스를 통해 기판상에서 동작할 수도 있다. 프로세싱 스테이션 모듈들은, 기판들이 이송 챔버로부터 프로세싱 스테이션들로 그리고 그 역으로 전달되게 하기 위해 이송 챔버 모듈들에 연결된다. 도 2d에 도시된 프로세싱 장치에 대한 유사한 일반적인 특징들을 갖는 프로세싱 툴의 적절한 예가 그 전체내용이 참조에 의해 본 명세서에 포함된 미국 특허 출원 제11/442,511호에 기재되어 있다.
도 4a-c를 참조하면, 기판 이송 장치(300)는 예를 들어, 이중 동측 스카라 암들을 가지고 기계적 스위치 메카니즘을 포함한다(도 3a-b를 또한 참조). 이송 챔버(30)는 일반적으로 도 2에 도시된 챔버 모듈들(18B,18i)과 유사할 수도 있다. 도 4b 및 4c에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 이송 장치는 독립적으로 분절된 암들(A 및 B)을 포함할 수도 있으며, 이송 챔버(30) 내에 위치된다. 도 4b에서, 이중 동측 스카라 암들은 이송 챔버가 도시되지 않은, 암 A(41) 및 암 B(43)로서 표시된다. 이송을 위한 기판은 S로 표시되고, 포크형상의 엔드 이펙터(32)상의 위치된다. 엔드 이펙터는 패들 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 대체의 형상일 수도 있다. 하나의 엔드 이펙터가 예시를 위해 도시되며, 다른 실시예들에서, 암(들)은 임의의 수의 엔드 이펙터들을 가질 수도 있다. 기판 S이 대표적일 수도 있고, 200mm, 300mm, 450mm 또는 더 큰 반도체 웨이퍼, 플랫 스크린 디스플레이용 레티클, 펠리클 또는 패널과 같은 임의의 사이즈 및 형상일 수도 있다. 상술한 바와 같이, 각 암은 예를 들어, 스카라 배열을 가질 수도 있지만, 다른 실시예들에서는, 이송 암들은 임의의 다른 소정의 배열을 가질 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 이송 암들은 일반적으로 유사하지만, 다른 실시예들에서는 암들은 상이할 수도 있다. 엔드 이펙터(32)가 각 암 A(41) 및 B(43)에 대한 포어암(36)에 리스트 조인트(34)에서 피벗하게 연결된다. 포어암(36)은 암 A(41) 및 암 B(43) 각각에 대한 상부 암(40)에 엘보우 조인트(38)에서 피벗하게 연결된다. 다른 실시예에서, 상부 암(40), 예를 들어, 암 A(41) 및 B(43)는 암 쇼울더 조인트(46)를 통해 T2 모터(42)에 대한 공통 베이스 회전자(42R)에 차례로 탑재된다.
도 4d는 이송 장치(300)의 구동부 및 이송 챔버(30)의 개략적인 부분 입면도이다. 도 4d에서 알 수 있는 바와 같이, 예시적인 실시예에서, T1, T2 모터들은 임의의 적합한 타입의 모터들일 수도 있으며, 챔버(30)의 벽 구조내에 일체화될 수도 있다. 예를 들어, T1, T2 모터들은, 고정자 코일들이 벽들에 일체화되고 챔버(30)의 내부 대기로부터 분리된, 무브러시 DC 모터들(임의의 다른 적합한 모터들이 사용될 수도 있음)일 수도 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 구동부는 도 4e에 도시되고 아래에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 챔버(30) 아래에 적어도 부분적으로 위치된 베어링 구동 시스템일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 구동부는 예를 들어, 챔버 벽들에 위치된 구동부와 베어링 구동 시스템의 조합일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 구동부는 여기에 개시된 구동 시스템과 임의의 적합한 종래의 구동 시스템의 임의의 조합일 수도 있다.
다시 도 4d를 참조하면, 모터들은 도 4d에 도시된 바와 같이 Z 축 동작할 수 있는 공통부(302)에 하우징될 수도 있어서, Z 동작을 갖는 암들을 제공할 수도 있다. (벨로우 실들과 같은) 적합한 플렉시블 실들(SC)은 이송 챔버 모듈에서 분리가능한 대기를 유지하기 위해 구동부를 인접하는 벽 구조에 연결할 수도 있다. 구동부는 도 4d에 실질적으로 예시된 적합한 Z-구동부(T3)에 동작가능하게 연결될 수도 있다. Z-구동부는 Z 방향에서 회전자들(42R,50R)을 이동시킬 수 있는 고정자에서 권선들(미도시)을 포함하는 것과 같은, 임의의 적합한 타입일 수도 있다. 또한, 소정의 Z 위치에서 회전자들 및 암들을 홀딩하는 모터 회전자들 및 암들에 대한 Z 위치 제어, Z-안정성에 추가하여, Z-구동 권선들이 제공될 수도 있다. 모터들은 방사상 및 Z-방향들에서 셀프 베어링일 수도 있거나, Z 및 방사상 베어링에 대한 영구 자석들 또는 기계적 베어링들 또는 이들의 조합과 같은 패시브 방사상 및 Z 베어링 시스템들을 가질 수도 있다. 다른 실시예들에서, Z-구동부는 이송 암들의 Z-동작을 작동시키기 위해 섹션(302)에 연결된 리드 나사를 파워링하는 Z-구동 모터를 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 암들(41,43)의 쇼울더 조인트(46)는 동축이고, 각각의 상부 암들(40A,40B)은 회전의 모터 축(22)으로부터 오프셋될 수도 있는 공통 샤프트(24)에 대해 피벗한다. 다른 실시예들에서, 임들은 서로 실질적으로 평행한 회전의 대응하는 축에 대하여 각각 회전하는 오프셋 쇼울더 조인트들과 탑재될 수도 있다. 예시적인 실시예들에서, 모터 회전자들(42R,50R)은, 예시를 위해 챔버(30)의 바닥 벽(30L)과 같은 일 측상에 위치되는 것으로 도시되지만, 다른 실시예들에서는, 회전자들은 (이송 암들 위의) 상부상의 일 회전자 및 (암들 아래의) 바닥상의 일 회전자와 같은, 이송 챔버 벽들중 하나 이상에 배치될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 회전자들은 중량 감소를 위해, 일반적인 중공 링 구조를 가질 수도 있다. 다른 실시예들에서, 회전자들은 임의의 적합한 형상 및 구성을 가질 수도 있다.
도 4a, 4b, 4d에서 가잘 잘 알 수 있는 바와 같이, 크랭크 링크(48A, 48B)가 각 암 A(41) 및 B(43)에 대한 상부 암(40A,B)을 모터(50)의 회전자(50R)상의 회전 조인트(52)에 연결한다. 도 4a-d에 도시된 바와 같이, 2개의 크랭크 링크들(48A, 48B)은 모터(T1)의 회전자(50R)상에서 공통 컨버전트 또는 피벗 (예를 들어, 샤프트)(52)을 공유한다. 도 4a 및 4b에 예시된 평면도에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 각각의 상부 암들(40A,40B)에 대한 각 링크(48A,48B)의 회전 조인트들(20A,20B)의 위치들은 예를 들어, 각 암의 엔드 이펙터(32)가 펼쳐지고/접히는 X 축의 실질적으로 대향 측들상에 있다. 암 A(41) 또는 암 B(43)의 펼침을 작동시키기 위해 (예를 들어, 엔드 이펙터(32)상의 기판 S의 픽 및 플레이스를 위해), T1 모터(50)가 회전되는 동안 T2 모터(42)는 정지이다. 모터로부터 암들을 물리적으로 결합해제하지 않고 공통 모터에 의해 생성된 하나의 다른 암으로부터 하나의 암의 동작을 전개하는 기계적 스위치 또는 로스트 동작 시스템이라 칭할 수도 있기 때문에, T1 모터가 일 방향에서 회전될 때, 하나의 암은 펼쳐지거나 접히고 제 2 암은 실제로는 이동하지 않는다. 도 4c는 이송 챔버(30)의 경계를 넘어 펼쳐진 위치에서 암 A(41)을 도시하지만, 암 B는 이송 챔버(30)내에서 접힌다. 이러한 암 A(41)의 이동은 기판 S가 저장 챔버 또는 프로세싱 스테이션에서 픽업되고 플레이스되게 한다. 암들의 회전을 작동시키기 위해, T2 모터(42) 및 T1 모터(50) 모두는 동일한 정도로 회전된다. T1 모터(50) 및 T2 모터(42)는 T1의 회전 중심이 T2 로부터 오프셋되는 것을 필요로 하는 독립적인 구동 샤프트들을 갖는다.
이제, 도 3a-b를 참조하여, 여기에 개시된 암 동작에 대한 기계적 스위치 메카니즘(10)의 동작 원리를, 동측 이중 암 구성에서 사용될 때 설명한다. 도 3a-b는 도 4a-4d에 도시된 동측 이중 스카라 암 구성의 기계적 스위치 메카니즘(10)을 도시한다. 인식될 수도 있는 바와 같이, 각각의 암들(40A,40B) 및 공통 모터(T1), 회전자(50R)에 대한 라인들 및 이들의 연결들은 실질적으로 서로 미러 이미지들이며, 그것의 동작을 명확히 예시하기 위해 도 3a-3b에 도시된 바와 같이 표현될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 기계적 스위치 메카니즘(10)은 예시적인 실시예에서 공통 회전 조인트(24)를 공유하는 상부 암들(40A,40B)을 포함할 수도 있지만, 대향하는 회전 조인트들(24,24'), T1 모터 회전자(50R)상에 (직경 14를 갖는) 원형 부재들로서 도시되고, (공통) 회전 축(22)상에 (직경 12를 갖는) 대향하는 원형 부재들로서 도시된다. 이들 부재들은 링크들(48A,48B)의 각 측상에 위치된 (각각의 상부 암들에 대한) 회전 조인트들(18,18'), 조인트들(20A,20B)에서 크랭크 링크들(48A,48B)과 함께 링크될 수도 있다. 제한하지 않는 예시적인 베어링들(18,20) 은 니들 타입, 볼 베어링 타입 또는 부싱 타입을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 회전자(50R,50R')의 회전의 중심(22) 및 (상부 암들) 원(40A,40B,24,24')의 회전의 중심(예를 들어, 쇼울더 조인트)은 예시적인 실시예에서 서로에 대해 오프셋될 수도 있다. 따라서, 도 3a에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 각 암(41,43)은 모터 회전자(50R,50R')를 나타내는 원(T1)을 이 예에서 대응하는 암들의 상부 암들(40A,40B)을 나타내는 더 작은 원(T2)과 결합하는 대응하는 크랭크 링크(48A,48B)를 가질 수도 있다. 다른 실시예들에서, 링크 결합 모터 및 분절된 암은 암의 임의의 다른 소정의 부(section)에 체결될 수도 있다.
기계적 스위치(10)를 통해 모터 T1(50)에 의해 작동된 암들 A,B(41,43)의 결과적인 동작들이, T1이 0과 -135도 사이에서 (반시계 방향) 회전하고, 암 A(41)가 (쇼울더(24)에 대해) 펼침 각을 변화하거나 회전할 때 예로서 도 3b에 실질적으로 도시된다. 반대로, 암 B(43)는 실제로 이동하지 않는다. 그러나, T1이 0과 +135도 사이에서 (시계 방향) 회전할 때, 암 B는 (쇼울더(24)에 대해) 펼침 각을 변화하거나 회전하며, 암 A는 실제로 이동하지 않는다. 예시적인 실시예에서의 스위치의 동작을 예시하는 상대적 운동들이 암들 (A 및 B) 의 펼침 각 대 T1의 방향을 도시하는 도 3b의 그래프에 그래프적으로 또한 도시된다. 상술한 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 2개의 크랭크 링크들(48A, 48B)는 대칭 축의 반대에 부착될 수도 있어서, T1이 일 방향에서 회전할 때, 하나의 링크 및 암 조합이 실질적으로 락되어서, 이것은 T1 및 다른 링크와의 암 회전 및 암 조합이 실질적으로 릴리즈되거나 자유롭게 하여서 T1에 의한 이동을 경험하지 않는다. 대응하게는, T1이 대향하는 방향에서 회전할 때, 이전에 락된 암은 릴리즈되어 T1으로 회전하고, 이전에 자유로운 암은 실질적으로 락되어 T1으로 회전한다. 이것은 단지 하나의 모터(T1)로부터 (회전의 방향 및 정도에 의존하여) 2개의 암들의 독립적 펼침을 허용한다. 인식될 수도 있으며 이하 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, T1 및 T2 모두가 함께 회전할 때, 2개의 암들은 예를 들어, 이송 챔버(30)에 대해 (예를 들어, 회전의 중심(22)에 대해) 일 유닛으로서 상대적으로 회전한다.
도 3a 및 도 4a-4d로부터 알 수 있듯이, 본 실시예에서, T1, T2 모터들(42, 50)은 무축의 구동 커플링 시스템이라 지칭될 수 있는 것을 통하여 각각의 암들 A, B(41, 43)에 결합되는 (전술한 바와 같이 브러시가 없는 DC 모터들과 같은) 로터리 모터들(rotary motor)일 수 있다. 본 실시예에서, T1 및 T2 모터들의 고정자들(50S, 42S)은 이송 챔버(30)의 외주를 따라 근방에서 일반적으로 아치형과 같이 대체로 선형적으로 안배될 수 있다. T1, T2 모터들의 직경은 이송 챔버의 공간 엔벨로프와 대비하여 최대화될 수 있으며, 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 이송 챔버의 공간 엔벨로프는 상기 암들의 하나 이상의 엔드 이펙터(들) 상에 암들 A, B 및 웨이퍼들의 이동을 위한 유격들을 둘러싸는 공간 엔벨로프까지 최소화된다. 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서, 예를 들면, T1 모터는 회전의 쇼울더 축에 편심되는 암들 A, B에 힘을 인가하도록 동작하며, 이로 인하여, 예로서, T1 모터 50의 출력은 예를 들면, 쇼울더 조인트(24)에 의해 한정되는 펄크럼(fulcrum) 주위로 상기 암들을 피봇시키는 암들 A, B 내에 레버리지 힘을 인가한다. 전술한 바와 같이 기계적 스위치(10)을 포함하는 암들과 모터(50) 사이의 커플링 시스템은 모터(50)에 의해 회전의 쇼울더 축에 편심인 암들에 인가될 수 있는 힘을 결과적으로 발생시킨다. 다른 실시예들에서, 상기 모터들 및 상기 모터로부터 상기 암으로 힘을 전달하는 커플링들은 다른 적합한 구성을 가질 수도 있다.
도 5a-5d는 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메커니즘을 포함하는 듀얼 동측 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치에 대하여 4 개의 다른 펼침 위치들에 있는 암 A(41)의 펼침 운동을 도시한다. 도 5a에서, T2 모터 마운팅 플레이트 44 상의 암 쇼울더 조인트들(46)을 T1 모터(50)에 연결하는 2 개의 크랭크 링크들(48)은 전술한 바와 같이, T1(50)의 외주를 따라 (도 4,d의 조인트(52)와 유사하게) 외선 조인트(62)에서 실질적으로 수렴하지만, 다른 실시예에서, 상기 링크들은 오프셋된 외선 조인트들에서 T1 모터(50)의 로터에 체결될 수도 있다. T1 모터(50)의 로터(50R)이 시계 방향으로 회전할 때, 크랭크 링크들(48A, 48B)도 도 5b의 지점(62)로부터 지점 B(64)까지 T1의 외주를 따라 회전하며, 이에 의해, 이번에는, 암 (41)이 우측 방향으로 바깥쪽으로 펼쳐지고, 암 B(3)은 접힘 위치에서 실질적으로 고정된 채로 있게 된다. T1(50)이 시계 방향으로 더 회전함에 따라, 크랭크 링크들(48)은 도 5c의 지점 C(66)까지T1의 외주를 따라 더 회전하며, 이에 의해, 이번에는, 암 A(41)이 우측을 향하여 바깥쪽으로 더 펼쳐지지만, 암 B(43)은 접힘 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남게 된다. T1(50)이 시계 방향으로 더 회전함에 따라, 크랭크 링크들(48)은 도 5c의 지점 C(66)까지 T1의 외주를 따라 더 회전하며, 이에 의해, 이번에는, 암 A(41)이 우측을 향하여 바깥쪽으로 더 펼쳐지고, 암 B(43)은 접힘 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남게 된다. T1(50)이 시계 방향으로 더 회전함에 따라, 크랭크 링크들(48)은 도 5d의 지점 D(68)까지 T1의 외주를 따라 더 회전하며, 이에 의해 이번에는 암 A(41)가 우측 방향으로 바깥쪽으로 더 펼쳐지면서 암 B(43)는 접힘 위치에서 실질적으로 고정된 채로 여전히 남아있게 된다. 암 A(41)를 접기 위하여 T1(50)의 방향은, 지점들 C(66), B(64) 및 A(62)를 따라 역전된다. 다른 실시예에서 2 개의 암들(41, 43)을 위한 2 개의 크랭크 링크들(48)은 T1(50)의 외주상의 동일 지점상에 수렴될 필요가 없다.
도 6a-6c는 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메커니즘을 포함하는 듀얼 동측 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(300)에 대하여 3 개의 서로 다른 펼침 위치에 있는 암 B(43)의 펼침 운동을 도시한다. 도 6a에서, T2 모터 로터(42R) 상의 지지되는 암 쇼울더 조인트(46)를 T1 모터에 연결하는 2 개의 크랭크 링크들(48A, 48B)은 예(50)에 따라, 예를 들면, T1 모터(50)의 외주를 따르는 지점 E(72)에 위치한다. T1 모터(52)가 반시계 방향으로 회전함에 따라, 크랭크 링크들(48A,48B)도 도 6b의 지점 F(74)까지 T1의 외주를 따라 회전하며, 이에 의해 이번에는 암 B(43)가 우측 방향으로 바깥쪽으로 펼쳐지고, 암 A(41)는 접힘 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남아있는다. T1(50)이 반시계 방향으로 더 회전함에 따라 크랭크 링크들(48A,48B)은 도 6c의 지점 G(76)까지 T1의 외주를 따라 더 회전하며, 이에 의해 이번에는 암 B(43)가 우측 방향으로 바깥쪽으로 더 펼쳐지고, 암 A(41)는 접힘 위치에서 실질적으로 고정된 채로 여전히 남아있는다. 암 B(43)를 접기 위하여 T1(50)의 방향은 지점들 F(74) 및 E(72)를 따라 역전된다.
도 7a-7e는 기판 이송 장치(300)의 5 개의 서로 다른 회전 위치에 있는 암 A(41) 및 암 B(43)의 회전 운동을 도시한다. 도 7a에서 엔드 이펙트(들)(32)는 양의 x축을 따라 가리킨다. T1 및 T2 모터들(50, 42)은 모두 동일 방향으로 동일 양만큼 회전할 때, 암들 A 및 B(41, 43)는 이에 대응하여 동일 방향으로 도 7b, 7c, 7d 및 7e에 도시된 컨티넘을 따라 회전축(22) 주위로 일 단위로서 회전한다.
도 8a-8c은 암 A(41)의 대응되는 위치들에 따르는 3 개의 서로 다른 예시적인 위치들에서의 본 실시예에 따른 암 B(43)의 펼침/접힘 운동을 도시한다. 알 수 잇는 바와 같이, 도 8a의 실시예에서, 암 B는 펼침 위치에 있고, 도 8c에서, 암(8)은 접힘 위치에 있다. 도 8a에서, T2 모터 마운팅 플레이트(44) 상의 암 쇼울더들(46)을 T1 모터(50)에 연결시키는 2 개의 크랭크 링크들(48A,48B)을 위한 외선 조이트는 T1 모터(50)의 외주를 따라 지점 H(82)에 배치된다. T1 모터(50)가, 예를 들면, 시계 방향으로 회전함에 따라, 크랭크 링크들(48A,48B)도 T1의 외주를 따라 도 8b의 지점 I(84)까지 회전하며, 이에 의해, 이번에는, 암 B(43)가 좌측으로 내부를 향하여 접히고, 암 A(41)는 접힘 위치에서 실질적으로 정적으로 남게 된다. T1(50)이 시계 방향으로 더 회전할 수록, 크랭크 링크들(48A,48B)은 T1의 외주를 따라 도 8c의 지점 J(86)까지 더 회전하고, 이에 의하여, 이번에는, 암 B(43)가 우측 방향으로 내부로 더 접히고, 암 A(41)은 여전히 접힘 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남아 있게 된다.
도 5a-5d, 6a-6c, 7a-7e 및 8a-8c에 도시된 동작은 단지 2 개의 모터들(T1 및 T2)이 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘(mechanical switch mechanism)을 통하여 각 암의 실질적으로 독립적인 펼침/접힘을 기동시키거나 듀얼 동측형 스카라 암들(dual same side SCARA arms)의 회전을 동작시킬 수 있다. 이와 달리, 표준 듀얼 동측형 스카라 암들은 상기 2 개의 암들의 펼침/접힘 및 회전을 동작시키기 위하여 3 개의 모터들이 필요하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘에 의하여, 하나의 모터를 생략하는 것이 가능하고, 그에 따른 비용 절감과 공간 감소의 이득을 얻을 수 있다.
구현된다면, 엔드 에펙터, 포어 암들 및 어퍼 암들은 싱크로(synchro) 시스템에 의하여 링크되어, 쇼울더부의 외선 조인트(revolute joint) 주위로 어퍼 암의 회전이 어퍼 암과 포어 암들 사이, 그리고 포어 암들과 엔드 이펙터 사이의 상대적 운동을 발생시키며, 그 결과, 상기 암의 펼침/접힘은 엔드 이펙터가, 도 9a에 도시된 축 P와 같은 이동 축을 따라 이동하도록 한다. 도 9a-9c는 하기의 예시적인 실시예에 따라 3 개의 다른 펼침 위치에 있는 듀얼 동측형 스카라 암들 또는 암 조립체들을 위한 예시적인 싱크로 시스템을 도시한다. 기판 이송 장치(300)는 구동부 (모터들 T1 및 T2 는 미도시), 상기 구동부 사이의 커플링 시스템, 및 암들 또는 암 조립체들(491L, 491R)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 2 개의 스카라 암 조립체를 갖는 기판 이송(300)이 도시되었지만, 다른 실시예에서, 상기 기판 이송은 적합한 개수 및/또는 구성의 암 조립체들을 갖는 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다. 도 3-8에서 전술한 바와 같은 상기 구동부 및 커플링 시스템은 사기 구동부의 2 개의 구동 모터들 T1 및 T2 가 서로에 대하여 하나 이상의 스카라 암의 펼침/접힘 및 회전을 실질적으로 독립적으로 동작시킬 수 있으며, 본 명세서에서 기계적 스위치 메카니즘이라 지칭되는 것을 포함하거나 정의한다. 상기 T1 및 T2 모터들은 진공의 외부에 존재할 수도 있는 이송 챔버 벽들 내에 일체화되는 고정자 권선들(stator windings)에 결합되는 2 개의 적층된 링들 (로터들)로 이루어진다. 또한, 상기 어퍼 암 쇼울더를 이송 챔버의 중심 축외로 위치시킴으로써 종래의 스카라 암 설계와 비교시 상당히 작아진 암들로 SEMI를 달성할 수 있다.
다시 도 9a-9c를 참조하면, 일 실시예에서, 암들(491L 및 491R)은 이송 장치(3000)의 암들 A, B(41, 43)과 실질적으로 유사하며, 어퍼 암 부재(490L, 490R), 포어 암 부재(460L, 460R), 및 각각의 외선 조인트들(492, 493, 494 및 495)에 의해 서로 연결된 엔드 이펙터(430L, 430R)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 암들은 소정 개수의 분절들을 가질 수도 있다. 실시예에서, 어퍼 암들(490L 및490R)은 외선 조인트들(402, 401) (예를 들면, 쇼울더 조인트 24, 도 4a-4d 참조)을 축으로 회전한다. 어퍼 암들(490L, 490R)의 인접하는 단부들은 상기한 바와 같이 외선 조인트들(404, 406)에 의해 커플링 시스템의 링크들(422L, 422R)에 피봇 가능하게 체결된다. 어퍼 암들(490L, 490R)의 디스털(distal) 단부들은, 예를 들면, 외선 조인트들(492, 493)에서 포어 암들(460L, 460R)의 각각의 인접하는 단부들에 피봇 가능하게 체결된다. 엔드 이펙터들(460L, 460R)은 엔드 이펙트의 전방부로부터 엔드 이펙터의 후방부로 연장되는 세로축을 갖는다. 상기 엔드 이펙터들의 세로축은 도 3-8을 참조하여 상기한 바와 같이, 암들의 펼침 및 접힘 경로 P에 정렬될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 암들은 펼침/접힘의 축 P에 대하여 소정의 구성을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 커플링 시스템의 링크들(48A, 48B; 도 3-8 참조)은 각각 어퍼 암들(490L, 490R)의 내부로 삽입되거나 일부가 되어, 링크들(423L, 423R) 은 상기한 바와 같이 그들 각각의 암의 일부 또는 펼침을 제공한다. 다른 실시예들에서, 상기 암들은 임의의 적합한 방식으로 어퍼 암 부분들(423L, 423R)을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, (모터 T2에 장착되는) 외선 조인트들(402, 401)은 각각 어퍼 암들(490L, 490R)의 피봇 지점들일 수 있다. 다른 실시예들에서, 어퍼 암 부분들(423L, 423R)은 상기 어퍼 암에 장착되는 풀리 또는 디스크에 연결되어, 각각의 디스크가 지점(402 또는 401) 주위로 회전하며, 이로써, 각각의 어퍼 암(491L, 491R)이 회전한다. 또 다른 실시예들에서, 상기 어퍼 암 부분들은 상기 어퍼 암에 토크를 인가하기 위한 암의 어떤 부분에 종속될 수도 있다. 구현되는 경우, 도 9a-9c에 도시된 바와 같이 어퍼 암의 다른 부분들에 대한 어퍼 암 부분들(423L, 423R)의 관계 또는 배향은 예시적일 뿐, 어퍼 암 부분들 423L, 423R은 상기 어퍼 암에 대하여 임의의 적합한 관계/배향을 가질 수 있다.
또한, 도시된 실시예에서, 암들(491L, 491R)은 상기 포어 암을 구동하기 위한 벨트 및 풀리 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들면, 풀리들 435L, 435R은 (예를 들면, 도 4d에 도시된 바와 같이, 포스트 24에 고정된) 조인트들 402, 401에서 (고정된 또는 정적인) 고정체(fixture) 또는 허브에 결합되어, 어퍼 암들이 회전할 때, 이들의 각 풀리들(435L, 435R)은 상기 장치 프레임 대비 정적으로 남게 된다(예를 들면, 어퍼 암 운동은 어퍼 암과 대응되는 풀리 사이의 상대적인 운동에 영향을 미친다). 제 2 (아이들러; idler) 풀리(445L, 445R)은 조인트들(492, 493) 주위로 포어 암들(460L)에 결합될 수 있다. 풀리들(435L, 445R 및 435L, 445R)은 어퍼 암들(490L, 490R)이 회전할 때 풀리들(435L, 435R)에 대한 상대적인 운동에 의해 풀리들(445L, 445R)이 상기 벨트들을 통하여 회전 구동되도록 임의의 적합한 벨트 또는 밴드들(440L, 440R)에 의해 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 풀리들은 상기 풀리들에 핀 고정되거나 이와 다르게 고정된 하나 이상의 금속 밴드들에 의해 연결될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 풀리들은 임의의 적합한 방식으로 연결되거나 다른 적합한 트랜스미션 시스템이 이용될 수도 있다. 상기 풀리들(435L, 435R, 445L, 445R)은 상기 암 부재들의 운동을 제한하여 조인트들(402, 401) 주위로의 어퍼 암들(490L, 490R)의 회전이 포어 암들(460L, 460R)의 각 암에 대하여 반대 방향으로 소정의 회전을 기동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 이러한 회전 관계를 얻기 위하여, 플리들(450L, 450R)대 풀리들(445L, 445R)의 라디언(radii)의 비율은 2:1일 수 있다.
본 실시예에서, 제 2 벨트 및 풀리들(450L, 450R, 465L, 465R)을 포함하는 풀리 구성 및 벨트들(455L, 455R)은 엔드 이펙터들(430L, 430R)을 구동하여, 경로 P의 공통 경로를 따르는 엔드 이펙터들(430L, 430R)의 지름 방향의 배향 또는 길이 방향의 축이 암들(491L, 491R)이 펼쳐지고 접힐 때에 유지되도록 제공될 수 있다. 풀리들(450L, 450R)은 조인트들(492, 493) 주위로 이들 각각의 엔드 이펙터들(430L, 430R)에 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 풀리들(465L, 465R)에 대한 풀리들(450L, 450R)의 비는 1:2 일 수 있다. 도 9a-9c에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 풀리들(450L, 450R)은 조인트들(492, 493) 주위의 풀리들(445L, 445R)의 각각에 나란하게 탑재되어, 풀리들(445L, 445R)이 포어 암들(460L, 460R)과 함께 회전할 때, 풀리들(450L, 450R)이 이들의 각 어퍼 암들(490L, 490R)에 대하여 정적으로 남게 된다. 임의의 적합한 벨트(455L, 455R)가 상기 풀리들의 각 쌍을 연결하여, 포어 암들(460L, 460R)이 회전할 때, 풀리들(465L, 465R)도 회전 구동된다. 다른 실시예들에서, 상기 풀리들은 상기 풀리들에 핀 고정되거나 다른 방식으로 고정된 하나 이상의 금속 밴드들에 의해 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 임의의 가요성 밴드가 상기 풀리들을 연결할 수도 있다. 또 다른 실시예들에서는, 상기 풀리들은 다른 적합한 방식으로 연결될 수도 있다.
엔드 이펙터들(430L, 430R)은 외선 조인트(494, 495)에서 각 포어 암에 결합될 수 있다. 엔드 이펙터들(430L, 430R)은 풀리들(465L, 465R)의 각각에 구동가능하게 결합되어, 상기 암들이 펼쳐지거나 접힐 때에, 엔드 에펙터들(430L, 430R)은 도 9b, 9c에 도시된 바와 같이 이동(travel) P의 공통 경로와 길이 방향으로 정렬된다. 본 명세서에 개시된 상기 벨트 및 풀리 시스템들은 실제 응용시 생성된 임의의 파티클들이 암 조립체들 내에 포함될 수 있도록 암 조립체들(491L, 491R) 내에 하우징될 수 있다. 또한, 입자들이 기판들을 오염시키는 것을 방지하기 위해서, 적합한 배기/진공 시스템이 더 이용될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 동기화 시스템(synchronization)은 상기 암 조립체의 외부에 위치할 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 동기화 시스템은 임의의 적합한 위치에 배치될 수도 있다.
도 9a-9c를 참조하면, 기판 이송 장치(300)의 동작은, 도 3-8을 참조하여 상술한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 이용하고 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 기판 이송(300)은 접힘 위치에서 양 암들(491L, 491R)에 대하여 그것의 초기 또는 중립 위치에 있게 된다. 상기 커플링 시스템 및 상기 암들의 일부는 기판 이송의 동적 부품들에 의해 생성된 파티클들이 상기 기판을 오염시키지 못하도록 적합하게 구성된 하우징 내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 하우징 내에 슬롯들이 배치되어, 상기 암들이 상기 슬롯들과 상기 암들 사이의 개구들이 가요성 실링 부재(seal)로 밀봉되는 곳을 통과하도록 한다. 다른 실시예들에서, 상기 하우징은 상기 이송의 동적 부품들로부터 생성될 수 있는 파티클들로부터 기판이 오염되는 것을 방지하기 위하여 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 커플링 시스템은 하우징 내에 배치되지 않을 수도 있다. 도 9b에서, 암(491L)은 펼침 위치에 있지만, 암(491R)은 접힘 위치에 있다. 도 9c에서, 암(491R)은 펼침 위치에 있지만, 암(491L)은 접힘 위치에 있다. 암들(491L, 491R)의 펼침 및 접힘은 도 3-8을 참조하여 상술한 상기 드라이브 및 기계적 스위치 커플링 시스템을 이용하여 달성된다.
도 9c-9d를 참조하면, 어퍼 암(490L의 회전은 정적인 풀리(435L)가 벨트(440L)을 통하여 풀리(445L)을 구동하여, 상기 암이 펼쳐질 때 상기 포어 암(430L)이 외선 조인트(492) 주위로 반대 방향으로 실질적으로 동일한 양만큼 회전하게 한다. 포어 암(490L의 회전은 차례로 풀리(450L)가 벨트(455L)을 통하여 풀리(465L)를 구동하도록 하여, 상기 엔드 에펙터가 지점(494) 주위로 회전되게 한다. 지점(494) 주위의 상기 엔드 이펙터의 회전은 암(491L)이 펼쳐지거나 접히는 때에 이동 P의 공통 경로를 따라 엔드 이펙터(430L)의 반지름 방향의 배향 또는 세로 축이 유지되도록 한다. 따라서, 도 9a-9c를 참조하여 상술한 바와 같이, 포어 암(430L)의 회전은 지점(492) 주위의 어퍼 암(490L)의 회전에 종속되며, 엔드 이펙터(430L)의 회전은 지점(494) 주위의 포어 암(460L)의 회전에 종속된다. 그 결과, 암(491L)은 반지름 방향으로 펼쳐지지만, 암(491R)은 접힌 위치에서 실질적으로 정적으로 남게 된다. 암(491L)의 접힘은 실질적으로 반대의 방식으로 일어난다.
어퍼 암(490R)의 회전은 정적인 풀리(435R)이 벨트(440R)을 통하여 풀리(445R)을 구동하도록 하여, 상기 암이 펼쳐질 때, 포어 암(460R)이 외선 조인트(493 주위로 반대방향으로 동일한 양만큼 회전한다. 포어 암(460R)의 회전은 차례로 풀리(450R)가 벨트(455R)을 통하여 풀리(465R)을 회전시키도록 하여, 엔드 이펙터(430R)가 지점(495) 주위로 회전하게 한다. 지점(495) 주위의 엔드 이펙터(430R)의 회전은, 암(491R)이 펼쳐지거나 접혀질 때에, 엔드 이펙터(430R)의 반지름 방향의 배향 또는 새로 방향의 축이 이동 P의 공통 경로를 따라 유지되게 한다. 따라서, 암(491L)에 대하여 상기한 바와 같이, 포어 암(460R)의 회전은 지점(493) 주위의 어퍼 암(490R)의 회전에 종속되고, 엔드 이펙터(430R)의 회전은 지점(495) 주위의 포어 암(460R)의 회전에 종속된다. 그 결과, 암(491R)은 반지름 방향으로 펼쳐지고, 암(491L)은 접힌 위치에서 실질적으로 정적으로 남게 된다. 암(491R)의 접힘은 실질적으로 반대의 방식으로 작동된다.
구현된다면, 일 실시예에서, 엔드 이펙터들(430L, 430R)은 이동 P의 공통 경로를 따라 이동하며, 상기 엔드 이펙터들은 이동 P의 경로를 따라 서로 다른 평면 내에 있도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 암들(491L, 491R)은, 상기 엔드 이펙터들이 공통 경로 P를 따라 이동할 수 있도록 다른 높이로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예들에서는, 상기 이송 장치는 복수의 엔드 이펙터들이 이동의 공통 경로를 따라 이동할 수 있도록 적합한 구성을 가질 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 상기 엔드 이펙터들은 서로에 대하여 일반적으로 평행하거나 각을 가질 수 있는 다른 경로들을 따라 이동할 수도 있다. 상기 경로들은 동일 평면 내에 배치될 수도 있다. 상기 커플링 시스템의 링크 부재들의 도시된 운동은 단지 예시적이며, 다른 실시예들에서, 상기 링크 부재들은 서로에 독립적인 상기 암들을 구동하는 것으로부터 얻어지는 소정 범위의 운동 스위칭을 제공하고 겪도록 배치될 수 있다.
*다른 실시예들에 따르면, 듀얼 동측 스카라 암들 및 기계적 스위치 메카니즘을 갖는 상기 기판 이송 장치는, 동축 구동 축 조립체에 의해 구동부로부터 동력을 제공받을 수 있다. 예를 들면, 도 4e에 도시된 바와 같이, 구동 시스템(100)은 모터들(104, 103)에 의해서 각각 구동되는 동축의 내부 및 외부 구동 축들(101, 102)을 가질 수 있다. 모터들(103, 104)은 각각 이들의 각 구동 축(102, 101)에 부착되는 로터(103R, 104R), 상기 로터들을 구동하기 위한 고정자(103S, 104S)를 가질 수 있으며, 고정자(103S, 104S)는 구동 시스템(100)의 하우징(100H)에 정적으로 연결된다. 다른 실시예들에서, 상기 구동 시스템은 동축이 아닐 수 있다. 구동 시스템(100)의 하우징(100H)은, 구송 시스템 하우징(100H)의 적어도 일부가 챔버 내벽의 일부를 형성하도록, 챔버(30; 도 4a 참조)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 로터들(103R, 104R)은 챔버(30)의 대기 내에 배치되지만, 고정자들(103S, 104S)는 챔버 대기로부터 적절히 분리된다. 동축 구동부(100)의 적합한 예들은 미국 특허 제5,720,590호, 제5,899,658호, 제5,813,823호 및 제6,485,250호 및/또는 미국 특허공개공보 제2003/0223853호에 개시된 것과 실질적으로 유사하며, 이들 문헌의 개시 사항은 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되어 있다. 다른 실시예들에서, 예를 들면, 비동축 구동 조립체 또는 자성 구동 조립체와 같은 임의의 적합한 구동부가 이용될 수도 있다.
상기 구동부는 상기 구동부의 동적 부품들로부터 발생할 수 있는 파티클들로부터 기판이 오염되거나 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 기판 이송의 하우징 내에 수용될 수 있다. 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 상기 동축 구동 조립체가 내부 및 외부 구동 축(101, 102)을 가질 수 있다. 외부 구동 축(102)은 상기 기판 이송의 하우징에 연결될 수 있으며, 이에 의해, 외부 구동 축(102)이 회전할 때, 상기 기판 이송 장치의 암들(491L, 491R)이 외부 구동 축(102) 의 회전 축 주위로 회전되도록 한다. 내부 구동 축(101)은 회전 지점(46)에서 상기 커플링 시스템에 연결될 수 있으며, 이에 의해, 내부 구동 축(101)이 회전할 때, 상기 커플링 시스템은 내부 구동 축(101)의 회전 축(즉, 회전 지점 46) 주위로 회전하거나 피봇될 것이다. 본 실시예에서, 외부 구동 축(102)은 상기 기판 이송 장치의 (일반적으로, 암 펼침/접힘을 위한 동력을 제공하는 T1 모터와 유사하게) 모토 로터에 연결될 수 있으며, 이에 의해, 상기 외부 구동 축이 회전될 때, 상기 이중 암들은 전술한 바와 같은 유사한 방법으로, 도 3-8에 도시된 바와 같이, 독립적으로 펼쳐지거나 접힐 수 있다. 실제로 구현되는 경우, 상기 동축 구동 조립체의 내부 구동 축(101은 상기 외부 구동 축과 동일한 방향으로 실질적으로 동일한 속도로 회전하여, 상기 이송 장치의 암들이, 상기 기판 이송 장치의 암들이 실질적으로 일 단위로서 회전하는 동안 펼쳐지거나 접히는 것을 방지한다. 내부 구동 축(101)은 회전 지점(46)에서 커플링 시스템을 통하여 (다소 모터 T2와 유사한) 허브 조립체에 연결되어, 내부 구동 축(101)이 회전할 때 상기 커플링 시스템이 상기 내부 구동 축의 회전 축(즉, 회전 지점(46)) 주위로 회전하거나 피봇되도록 한다.
도 10a-10b를 참조하면, 동축 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 동측 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(310)이 도시되어 있다. 도 10a에서, 암들 A(141) 및 암들 B(143)을 포함하는 동축 구동 조립체를 갖는 상기 이송 장치가 이송 챔버(130) 내에 배치된다. 도 10b에서, 상기 이송 챔버(미도시)를 갖고 (명확성을 위하여 일부만 표시한) 암 A(141) 및 암 B 로서 듀얼 동측 스카라 암들이 도시되어 있다. 상기 암들 및 이송 챔버는 전술한 이송 채버(30) 내의 암들 A, B와 실질적으로 유사하다. 동일한 특징들은 동일한 참조 부호로 표시하였다. 이송(310)을 위한 기판은 도시하지 않았으나, 엔드 이펙터(132) 상에 배치될 것이다. 본 실시예에서, 엔드 이펙터(132)는 포크(forked) 형상을 가지고 있는 것으로 도시하였으나, 다른 실시예들에서, 상기 엔드 이펙터는 패들(pddle) 형상과 같은 형상을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 엔드 이펙터(132)는 리스트(wrist) 또는 피봇 조인트(134)에 피봇가능하게 연결되며, 차례로 각 암 A(141) 및 B(143)에 대하여 포어 암(136)에 연결된다. 포어 암(136)은 엘보우 또는 피봇 조인트(138)에 피봇가능하게 연결되며, 차례로 각 암 A(141) 및 암 B(143)에 대하여 어퍼 암(140)에 연결된다. 암 A(141) 및 암 B(143)을 위한 어퍼 암(140) 은 차례로 T1 및 T2 모터들(150, 144)를 위한 공통 베이스 또는 탑재 플레이트(142)에 각각의 암 쇼울더 조인트들(146)을 통하여 탑재된다. 상기 T1 및 T2 모터들을 위한 동축 구동 조립체의 중심은 또한 공통 베이스 또는 탑재 플레이트(142)의 중심이다. 본 실시예에서, 펼침 암(147)은 T1 모터(150)을 위한 동축 구동축으로부터 반지름 방향으로 바깥쪽으로 연장된다. 또한, 크랭크 링크(148)은 암 A(141) 및 암 B(143) 각각의 암 쇼울더 조인트들(146)을 펼침 암(147) 또는 모터 T1 상의 외선 조인트(152)에 연결한다. 도 10a-10b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 2 개의 크랭크 링크들(148)은 동축 구동 조립체(142)의 중심으로부터 오프셋된 공통 피봇 지점(152)을 공유하지만, 다른 실시예에서는, 상기 링크들이 오프셋된 외선 조인트들에서 모터 T1에 체결될 수도 있다.
도 10a-10b를 참조하면, 엔드 이펙터(132) 상에 기판 S를 집거나 위치하기 위한 암 A(141) 또는 암 B(143)의 펼침을 작동시키기 위하여, T1 모터(150)은 회전하면서, T2 모터(144)는 고정된다. 상기 T1 모터가 일 방향으로 회전할 때, 제 1 암은 펼쳐지거나 접혀지고, 제 2 암은 도 3a-b를 참조하여 전술한 바와 같은 유사한 방식으로 움직이지는 않는다. 도 10a는 일 실시예에 따라 이송 챔버(130)의 영역(confine)을 지나는 펼침 위치에 있는 암 A(141)와 이송 챔버(130) 내에서 접혀질 수 있는 암 B를 도시한다. 암 A(141)의 이러한 움직임은 스토리지 챔버 또는 처리 스테이션 내에서 기판 S의 집기와 놓기를 가능하게 한다. 상기 암들의 순회전(pure rotation)을 달성하기 위하여, T2 모터(144 및 T1 모터(150)은 모두 동일한 각도로 회전한다. 이는 암 A(141)과 암 B 를 위한 크랭크 링크들(148)을 서로에 대하여 고정시켜 펼침 또는 접힘을 달성하기 위한 상기 2 개의 암들 중 하나에 토크를 인가하지 않도록 한다. 동축 구동 조립체를 포함하는 본 실시예에서, T1 및 암 쇼울더 조인트들(146)은 회전 공통 축 주위로 회전한다.
도 11a-11d를 참조하면, 본 명세서에 개시된 동축 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 동측 스카라 암들을 구비하는 기판 이송 장치에 있어서, 4 개의 펼침 위치에 있는 암 A(141)의 펼침 운동을 도시한다. 도 11a에서, 플레이트(144)를 T1 모터(150)에 탑재하는 상기 T2 모터 상의 암 쇼울더 조인트들(146)을 T1 모터(150)에 연결시키는 2 개의 크랭크 링크들(148) 및 펼침 암(147)은 T1(150)의 외주를 따라 지점 A(162)에서 수렴된다. 도 11b에서, T1(150)이 반 시계 방향으로 회전할 때, 크랭크 링크들(148) 및 펼침 암(147)은 T1의 외주를 따라 지점 B(164)까지 회전하며, 차례로 암 A 가 우측 방향(P 방향)으로 바깥쪽으로 펼쳐지게 하면서, 암 B(143)가 접힘 위치에서 실질적으로 고정되게 남아있게 한다. 도 11c에서, T1(150)이 시계 방향으로 더 회전할 때, 크랭크 링크들(148) 및 펼침 암(147)은 T1(150)의 외주를 따라 지점 C(166) 까지 더 회전하며, 차례로 암 A(141)이 우측 방향으로 바깥쪽으로 더 펼쳐지게 하면서 암 B(143)은 접힘 위치에서 실질적으로 고정되게 남아 있게 한다. 도 11d에서, T1(150) 이 시계 방향으로 더 회전할 때, 크랭크 링크들(148) 및 펼침 암(147)은 T1의 외주를 따라 지점 D(168)까지 더 회전하며, 차례로, 암 A(141) 가 우측을 향하여 바깥으로 더 펼쳐지게 하면서 암 B(143)이 접힘 위치에서 실질적으로 고정되게 남아있게 한다. 암 A(141)을 접기 위해, T1(150)의 방향은 지점들 C(166), B (164) 및 A(162)를 따라 역전된다. 다른 실시예에서, 2 개의 암들(141, 143)을 위한 2 개의 크랭크 링크들(148)은 T1(150)에 대한 펼침 암(147)의 동일 지점 상으로 수렴될 필요는 없다.
본 명세서에 개시된 기판 이송 장치의 다른 실시예에 따르면, 도 3-11에 개시된 듀얼 동측 스카라 암 구동 장치 대신에, 도 12a-12b 및 13a-13c에 도시된 바오 같은 정방형(bisymmetric) 스카라 암 구동 장치가 이용될 수 있다. 정방형 스카라 암 구동 장치에서, 기판 이송 장치의 2 개 이상의 암들은 서로에 대하여 다른 또는 반대 방향으로 배치되고/또는 배향될 수 있다. 전술한 바와 유사한 기계적 스위치 메카니즘을 이용하는 정방형 스카라 암 구성을 갖는 기판 이송 장치는 암 A 및 암 B가 동일 평면 내에 위치하게 하고 그에 따라 더 작은 동작 범위(envelop of motion)을 갖도록 한다. 차례로, 이에 의해, 이송 챔버의 부피가 최소화될 수 있으며, 차례로, 기판의 교차 오염 가능성을 감소시킨다. 듀얼 동측 암들에 관하여 전술한 바와 마찬가지로, 기계적 스위치 메카니즘을 이용하는 정방형 암 구성을 갖고서, 암 A 및 암 B의 독립적인 펼침/접힘 및 회전이 겨우 2 개의 모터들 (T1 및 T2)로 달성될 수 있다. 상기 T1 및 T2 모터들은 다시 상기 이송 챔버들의 (가능한 한 진공에 대한 외부의) 벽들에 일체화된 스테이터 권선들에 결합된 2 개의 적층된 링들(로터들)로 구성될 수 있으며, 이에 의해, 이송 챔버의 바닥에 진공 시스템 부품들을 탑재하는 것이 가능해진다. 또한, 어퍼 암을 이송 챔버의 중심으로부터 어긋나게 배치시킴으로써, 종래의 스카라 암 구성과 비교시 현저히 더 작은 암들로 SEMI 달성을 가능하게 한다.
도 12a-12b를 참조하면, 목적에 따라 실질적으로 독립적인 암 운동을 위한 정방형 스카라 암 구성 및 기계적 스위치 메카니즘으로서 지칭될 수 있는 것을 구비하는 이송 장치(320)의 대략적인 평면도 및 모터의 이동에 따른 각 암 동작을 도시하는 그래프가 각각 도시된다. 기계적 스위치 메카니즘은 대체로 전술한 것과 유사하며, 대응되는 암부들(예를 들면, 스카라 암들의 어퍼 암들) 상의 외선 조인트들에 의해 각각 연결되는 2 개 이상의 링크들(247, 248)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, T1 모터(250) 및 T2 모터(244) 와 같은 각 모터는 이들에 피봇가능하게 연결된 링크(247, 248)을 갖는다(예를 들면, T1 모터에는 링크(248) 및 T2 및 T2 모터에는 링크(247)임). 도시된 실시예에서, 하나의 크랭크 링크(247)는 암 B(241)의 엘보우 조인트(238)를 T2(244)에 연결한다. 다른 크랭크 링크(248)은 암 A(244)의 엘보우 조인트(238)를 T1(250)에 연결한다. T1 및 T2(250, 244) 는 도 4d에 도시된 것과 실질적으로 유사한 모터들일 수 있다. 본 실시예에서, 각 스카라 암은 예를 들면 상기 T1, T2 모터들의 각 로터의 쇼울더 조인트에서 해당 외선 조인트(246A, 246B)에 의해 체결된다. 도 12a에 잘 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, (암 A의) 외선 조인트(246A)는 상기 T2 모터 로터에 고정되고, (암 A의) 어퍼 암(240A)에 일단부가 체결되는 링크(248)는 상기 T1 모터 로터에 체결된다. 역으로, 암 B의 쇼울더 조인트(246B)가 상기 T1 모터 로터에 고정되고, 링크(247) 가 상기 T2 모터 로터에 핀 고정된다.
*도 12a에 도시된 실시예에서는, 이송 챔버(미도시)를 갖는 암 A(241) 및 암 B(243)으로서 정방형 스카라 암들이 도시되어 있다. 이송(320)의 기판은 S로 지시되어 있으며, 엔드 이펙터(232) 상에 배치된다. 상기 엔드 이펙터는 임의의 적합한 포크(fork) 및 패들(paddle) 형을 포함하는 임의의 형태를 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 엔드 이펙터(232 A, B)는 리스트 조인트(234 A, B)에 피봇가능하게 연결되고, 차례로, 각 암 A(241) 및 B(243)을 위한 포어 암(236 A, B)에 연결된다. 포어 암(236)은 엘보우 조인트(238)에 피봇가능하게 연결되고, 차례로, 암 A(241) 및 암 B(243)의 각각에 대하여 어퍼 암(240)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 암 A(241) 및 B(243) 을 위한 어퍼 암(들)(240 A, B)는 차례로 각각의 암 쇼울더 조인트(들)(246 A, B)에 의해 상기 T1, T2 모터(들)을 위한 해당 로터(들)(244, 250)에 각각 탑재된다. 전술한 바와 같이, 하나의 크랭크 링크(247)은 암 B(243의 엘보우 조인트(238)를 T2(244에 연결한다. 다른 크랭크 링크(248) 는 암 A (241)의 엘보우 조인트(238)를 T1(250)에 연결시킨다.
엔드 이펙터(232) 상에 기판 (S)를 집기 및 놓기 위한 암 A(241) 또는 암 B(243 의 펼침을 달성하기 위하여, T1 모터(250)은 회전하면서 T2 모터(244)는 고정된다. 이런 종류의 스위치 타입 메카니즘을 이용하여, 일 예로서, T1(250)이 일 방향으로 회전하고, T2(244)가 정적일 때, 이것은 하나의 암의 펼침 및 접힘을 달성한다. 더욱 상세하게는, T1 또는 T2 모터들 중 어느 하나가 회전하여 T2 와 T1 모터들 사이에 일 방향으로 상대적인 이동을 초래하면, 제 1 암은 펼쳐지거나 접혀지지면서, 제 2 암은 실질적으로 기계적 스위치 메카니즘 때문에 실질적으로 움직이지 않는다. T2(244) 와 T1(250) 모터의 상대적인 움직임이 반대 방향인 경우, 이것은 제 1 암에 대해 반대쪽에 위치하는 다른 암의 펼침을 기동시킨다. 더욱 상세하게는, 제 2 모터가 반대 방향으로 회전할 때, 제 2 암은 펼쳐지거나 접혀지면서, 제 1 암은 실질적으로 기계적 스위치 메카니즘의 동작 원리 때문에 움직이지 않는다. 도시된 실시예에서, 오직 예시적인 목적으로, 대응하는 로터들(250, 244) 상의 각 외선 조인트들(예를 들면, 쇼울더 조인트(246) A, B 및 링크 피봇들)은 실질적으로 동축인 것으로 도시되어 있으며, 다른 실시예에서, 각 로터 상의 쇼울더 조인트 및 링크 피봇들은 서로로부터 오프셋될 수 있다. 실질적으로 일 단위로서 암들(241, 243)의 회전을 기동시키기 위해, T2 모터(244) 및 T1 모터(250)은 모두 동일한 각도까지 회전한다.
도 12b를 참조하면, 기계적 스위치 메카니즘의 동작 원리가 T1 과 T2 사이의 회전 앵글의 차이에 대한 암들 A 및 B의 펼침 각을 도시하는 그래프로 나타내었다. 암 펼침 각과 펼쳐지거나/접혀지는 암에 대한 T1과 T2 사이의 차이 사이에는 선형 관계를 갖는다. 하나의 암이 펼쳐지거나/접혀지면서, 다른 암은 실질적으로 펼쳐지거나/접혀지지 않는다. 듀얼 정방형 스카라 암들을 사용하는 기계적 스위치 메카니즘에 있어서, 2 개의 크랭크 링크들(247, 248)은 대칭 축에 반대로 부착되어, T1이 반대 방향으로 회전하면, 하나의 암은 물리적으로 잠기고, 다른 암은 T1에 의해 자유롭게 회전한다. 마찬가지로, T1이 반대 방향으로 회전하면, 이전에 잠겨있던 암은 해제되고 자유롭게 T1에 의해 회전하면서, 이전의 자유로운 암은 물리적으로 잠겨진다. 이에 의하면, T1 회전의 방향과 각도에 따라 2 개의 암들의 독립적인 펼침이 가능해진다. 또한, T1 및 T2가 모두 같이 회전하면, 2 개의 암들은 펼쳐지지 않도록 회전한다.
도 13a-13c를 참조하면, 도 12a-12b에 도시된 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(320)이 도시되어 있다. 도 13a 및 13c 에서, 암들 A 및 B를 포함하는 이송 장치가 이송 챔버(230) 내에 배치된다. 도 13b에서, 듀얼 정방형 스카라 암들은 이송 챔버(미도시)와 함께 암 A(241) 및 암 B(243)으로서 나타내었다.
도 14a-14c를 참조하면, 본 명세서에 개시된 기P적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(320)를 위한 3 개의 서로 다른 펼침 위치에 있는 암 B(243)의 펼침 운동이 도시되어 있다. 도 14a에서, 암 B(243)은 약간 펼쳐진 것으로 도시되어 있고, 암 A(241)은 T1(250)을 따라 지점 A(262에서 암 B(243) 의 운동을 기동시키는 크랭크 링크(248)과 함께 완전히 접혀진 것으로 도시되어 있다. 도 14b에 도시된 바와 같이, T1(250)이 T2 모터 로터(244)에 상대적으로) 시계 방향으로 회전하면서, T1 로터(250)에 연결된 크랭크 링크(248)은 T1(250)과 함께 더 움직이며, 차례로, 암 B(243)이 우측 방향으로 바깥 쪽으로 더 펼쳐지게 하면서 암 A(241)은 여전히 접힌 위치에서 실질적으로 고정된 채로 있게 된다(그러나, 로터(250)의 회전과 함께 회전할 수도 있다). 그에 따라, 암 A(241)의 움직임을 기동시키기 위한) 크랭크 링크(247)가 외선 조인트(240 A에서 해제되어, 쇼울더 조인트(246A) 주위로 어퍼 암(240A)에 대하여 어떠한 회전 운동도 초래하지 않는다. 도 14c에 도시된 바와 같이, T1(250)이 시계 방향으로 더 회전하면서, T1 로터(250)에 연결된 크랭크 링크(248)는 T1(250)을 따라 더 움직이고, 이에 의해, 차례로, 암 B(243)이 우측 방향으로 바깥 쪽으로 더 펼쳐지면서, 암 A(241) 이 여전히 접힌 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남게 된다. 그에 따라, 암 B(243)의 움직임을 기동시키기 위한 크랭크 링크(248)가 T1 모터를 따라 지점 B(264)로부터 지점 C(266)으로 더 움직인다. 암 B(243) 을 접기 위하여, T1(250) 의 방향은 지점들 C(266), B(264) 및 A(262)를 따라 역전된다.
도 15a-15c를 참조하면, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(320)의 기판 이송 장치에 대한 3 가지 다른 펼침 위치들에 있는 암 A(241)의 펼침 운동이 도시되어 있다. 실제로, 도 15a-15c에 도시된 이송 장치는 (예를 들면, 기판 홀딩 스테이션으로부터 스왑(swap)을 기동시길 때와 같이) 도 14a-14c에 도시된 장치의 배향으로부터 180 도 회전될 수 있다. 도 15a에서, 암 A(241)은 약간 펼쳐진 것으로 도시되어 있지만, T1(250)을 따라 지점 D(272)에서 크랭크 링크(247)이 암 A(241)의 운동을 기동시키고 있고, 암 B(243) 은 완전히 접혀진 것으로 도시되어 있다. 도 15b에 도시된 바와 같이, T2 로터(244)가 T1 로터(250)에 대하여 상대적으로 반시계 방향으로 회전하면, T2 로터(244)에 연결된 크랭크 링크(247)도 T2 로터(244)의 외주를 따라 움직이며, 이에 의해, 이번에는, 암 A(241)이 우측 방향으로 바깥쪽으로 펼쳐지면서, 암 B(243은 접힌 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남게 된다(크랭크 링크(248)은 해제됨). 그에 따라, 암 A(241)의 움직임을 기동시키는 크랭크 링크(247은 T2(244)를 따라 지점 D(272)로부터 지점 E(274)까지 움직인다. 도 15c에 도시된 바와 같이, T2(244)가 반시계 방향으로 더 회전하면서, T2 로터(244)에 연결된 크랭크 링크(247은 T2(244)의 외주를 따라 더 회전하며, 이에 의해, 이번에는, 암 A(241)이 우측 방향으로 바깥쪽으로 더 연장되지만, 암 B(243)은 여전히 접힌 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남게 된다. 그에 따라, 암 A(241)을 기동시키는 크랭크 링크(247)은 T2(244)를 따라 지점 E(247)로부터 지점 F(246)으로 움직인다. 암 A(241)을 접기위하여, T2(244)의 방향은 지점들 F(276), E(274) 및 D(272)를 따라 역전된다.
도 16a-16d를 참조하면, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(320)에 대한 4 가지 다른 회전 위치에 있는 암 A(241) 및 암 B(243)의 회전 운동이 도시되어 있다. 도 16a에서, 2 개의 암들(241, 243)은 P 를 따라 반대 방향을 가리키고 있다. T1 및 T2 모터들(250, 244)이 모두 동일한 방향(예를 들면, 반시계 방향)으로 동일한 양만큼 회전하면, 암들 A 및 B(241, 243)은, 이에 따라, T1 및 T2가 회전하는 방향에 따라) 예를 들면, 도 16b, 16c 및 16d에서 나타낸 컨티넘을 따라 반시계 방향으로 회전할 것이다. T1 및 T2가 시계 방향으로 동일한 양만큼 회전하는 다른 실시예에서, 암들 A 및 B(241, 243) 은 이에 대응하여, 예를 들면, 도 16b, 16c 및 16d에 도시된 반시계 방향의 회전과 실질적으로 반대인 시계 방향으로 회전할 것이다(즉, 회전의 순서가 16a 내지 16d가 아닌 16d로부터 16a가 됨)
본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 이용한 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치의 다른 실시예에서, 동축 구동 축 조립체가 T1 및 T2 모터를 스카라 암들 및 기계적 스위치에 결합시기키 위하여 사용될 수 있다. 본 실시예에서, T1 및 T2 의 회전 중심은 실질적으로 동일할 수 있다. 동축 구동은 실질적으로 도 4e를 참조하여 상술한 것과 실질적으로 유사한다. 외부 구동 축 102 는 기판 이송 장치의 T1 모터 로터에 연결되어, 외부 구동 축(102)가 회전할 때, 듀얼 암들은 도 12-16에서 상술한 기계적 스위치의 동작 원리에 따라 독립적으로 펼쳐지거나/접힐 수 있다. 실제로, 상기 동축 구동의 내부 구동 축 101은 상기 이송 장치의 암들이 상기 기판 이송 장치의 암들이 회전하면서 펼쳐지거나 접혀지는 것을 방지하기 위하여 동일한 방향, 동일한 속도로 회전할 것이다. 내부 구동 축 101은 회전 지점(242 에서 커플링 시스템을 통하여 T2 허브 조립체에 연결되어, 내부 구동 축 101이 회전할 때, 커플링 시스템이 내부 구동 축 101의 회전 축(즉, 회전 지점; 242) 주위로 회전하거나 피복하여 T2의 회전을 기동시킨다.
도 17a-17b를 참조하면, 동축 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치가 개시된다. 도 17a-17b에서, 암 A(341) 및 암 B(343)을 포함하는 동축 구동 조립체를 갖는 이송 장치(380)는 이송 챔버(330) 내에 배치된다. 본 실시예에서 상기 동축 구동 조립체는 도 3a 및 도 4a-4d 를 참조하여 전술한 챔버(330)의 벽들 내부로 일체화된 고정자들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 상기 동축 구동은 도 4e에 도시된 것과 유사할 수 있다. 도 17c에서 상기 듀얼 정방형 스카라 암들은 상기 이송 챔버(미도시)의 암 A(341) 및 암 B(미도시)로서 도시되어 있다. 이송을 위한 기판 S는 도 17a의 포크형 엔드 이펙터(332)상에 놓여진 것으로 도시되어 있지만, 도 17b-17c에는 도시하지 않았다. 엔드 이펙터(332)는 패들형을 포함하는 다른 형상을 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 엔드 이펙터(332)는 리스트 또는 피봇 조인트(334)에 피봇 가능하게 연결되며, 이에 의해 차례로 암 A(341) 및 암 B(343)의 각각을 위한 포어 암(336)에 연결된다. 포어 암(336)은 엘보우 또는 피봇 조인트(338)에 피봇 가능하게 연결되며, 이에 의해 차례로 암 A(341) 및 암 B(343)의 각각을 위한 어퍼 암(340)에 연결된다. 암 A(341) 및 암 B(343)을 위한 어퍼 암(340)은 차례로 이들의 각각의 암 쇼울더 조인트들(346)에 의해 T1 및 T2 모터들(350, 344)을 위한 공통 베이스 또는 마운틴 플레이트(342)에 탑재된다. T1 및 T2 모터들을 위한 동축 구동 조립체의 중심은 또한 공통 베이스 또는 마운틴 플레이트(342)의 중심일 수 있다. 본 실시예에서 2 개의 펼침 암들(349a, 349b)은 T1 및 T2 모터들(350, 444)을 위한 동축 구동축으로부터 반지름 방향으로 바깥쪽으로 펼쳐진다. 또한, 2 개의 크랭크 링크들(347, 348)은 암 A(341) 및 암 B(343)의 각각을 위한 암 쇼울더 조인트들(346)을 펼침 암들(349a, 349b)상의 피봇 지점(352, 도 17c의 점선으로 표시됨)에 연결한다. 펼침 암들(349a, 349b)은 암 쇼울더(346)을 T1(350) 및 T2(444)의 회전 축(351)의 중심에 연결한다. 도 17b-17c에 도시된 바와 같이, 2 개의 펼침 암들은 다른 축으로부터 나왔지만, 동일한 회전축(351)을 갖는다. 2 개의 크랭크 링크들(347, 348)은 공통 수렴점 또는 피봇 지점들을 공유하지 않으며, 동축 구동 조립체(351)의 중심으로부터 오프셋된다.
도 17-17c를 참조하면, 엔드 이펙터(332) 상에 기판 S를 집기 및 놓기를 위하여 암 A(341) 및 암 B(343)의 펼침을 기동시키기 위하여, T1 모터(350)은 회전하면서, T2 모터(344)는 정적으로 있는다. T1 모터가 일 방향으로 회전하면, 제 1 암은 펼쳐지거나 접혀지지만, 제 2 암은 도 12a-12b를 참조하여 전술한 바와 같은 동작 원리에 따라 실질적으로 움직이지 않는다. 특히, 암 A(341)을 펼치기 위하여, T1(350)은 반시계 방향으로 회전하고, 이에 의해, 크랭크 링크(348)이 암 A(341)의 어퍼 암(340)을 반시계 방향으로 회전시키고, 이에 의해, 이번에는, 암 A(341)이 펼쳐지게 된다. 도 17b는 이송 챔버(330)의 영역을 벗어난 펼침 위치에 있는 암 A(341)과 이송 챔버(330) 내에 접혀 있는 암 B(343)을 도시한다. 암 A(341)의 이러한 운동은 기판 S가 스토리지 챔버 또는 처리 스테이션 내에서 픽업되거나 재치되는 것을 가능하게 한다. 실질적으로 일 단위로서 상기 암들의 회전을 기동시키기 위하여, T2 모터(344) 및 T1 모터(350)은 모두 동일한 방향으로 동일한 각도로 회전한다. 이에 의해, 암 A(341) 및 암 B(343)을 위한 크랭크 링크들(347, 348) 및 펼침 암들(349a, b)가 서로에 대하여 고정되어, 2 개의 암들 중 어느 하나에 펼침 또는 접힘을 기동시킬 수 있는 토크가 인가되지 않는다. 동축 구동 조립체를 포함하는 본 실시예에서, T1 및 T2는 공통 회전 축(351) 주위로 회전한다.
도 18a-18d를 참조하면, 본 명세서에 개시된 동축 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(380)에 대하여 4 개의 서로 다른 접힘 위치 (A 내지 D)에 있는 암 A(341)의 접힘 운동이 도시되어 있다.
도 17-18에 개시된 동축 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(380)의 동작 원리는 대칭축의 반대로 2 개의 크랭크 링크들이 부착되어 있는 것에 기초하며, 이로 인하여 T1이 일 방향으로 회전하면 하나의 암은 물리적으로 잠기고 다른 암은 T1과 함께 자유롭게 회전한다. 그에 따라, T1이 반대 방향으로 회전하면 이전의 잠겨있던 암이 해제되고, T1을 따라 자유롭게 회전하지만 이전의 자유로운 암은 물리적으로 잠긴다. 이에 의하여 T1의 회전 방향 및 각도에 따라 상기 2 개의 암들의 독립적인 펼침이 가능하다. 또한, T1 및 T2가 모두 함께 회전하면 상기 2 개의 암들은 펼쳐지지 않도록 실질적으로 일 단위로써 함께 회전한다. 따라서, 도 17-18에 개시된 동축 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(380)의 동작 원리는 T1 및 T2를 위한 독립적인 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(320, 도 13-16)와 동일하다.
도 19a-19c를 참조하면, 본 명세서에 개시된 동축 구동 조립체를 갖는 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 듀얼 정방형 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(380)에 대하여, 3 개의 다른 위치들(A 내지 C)에 있는 암 A(341)의 접힘 운동이 도시되어 있다. 암 B(343)는 도면의 좌측에 도시되어 있으며, 암 A(341)는 도면의 우측에 도시되어 있다. 도 19a에서, 암 A(341)는 펼쳐져 있으며, 암 B(343)는 크랭크 링크(347)가 T1(350)을 따라 지점 A(382)에서 암 A(341)를 기동시키면서 완전히 접혀 있다. 도 15b에 도시된 바와 같이, T1(350)이 시계 방향으로 회전하면서 T1(350)의 외주를 따라 암 A(341)의 엘보우 조인트(338)에 연결된 크랭크 링크(347)는 T1(350)의 외주를 따라 T1(350)을 따르는 지점 B(384)까지 시계 방향으로 회전한다. 이에 의해 이번에는 암 A(341)이 P 방향으로 안쪽으로 접히며, 암 B(343)는 접힌 위치에서 실질적으로 고정된 채로 남게 된다. T1의 외주를 따라, 암 B(343)의 엘보우 조인트(338)에 연결된 크랭크 링크(348)는 T1의 외주 상의 지점 D(388)에서 고정된 채로 남아 있으며, 이에 의해 이 암은 잠기게 된다. 도 15c에 도시된 바와 같이, T1(350)이 시계 방향으로 더 회전할수록 T1(350)의 외주를 따라 연결된 크랭크 링크(347) 및 암 A(341)의 엘보우 조인트(338)는 T1(350)의 외주를 따라 T1(350)을 따르는 지점 C(386)까지 시계 방향으로 더 회전한다. 이에 의해 이번에는 암 A(341)가 P 방향으로 안쪽으로 완전히 더 접혀지고, 암 B(343)는 완전히 접힌 위치에서 실질적으로 접혀진 채로 남겨된다. 다시 T1의 외주를 따라 암 B(343)의 엘보우 조인트(338)에 연결된 크랭크 링크(348)는 T1의 외주상의 지점 D(388)에 고정된 채로 남게 되며, 이에 의해 이 암은 잠기게 된다.
도 20a-20l을 참조하면, 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(2800)가 도시되어 있다. 본 실시예에서 기판 이송 장치(2800)는 각각 어퍼 암(2840L, 2840R), 포어 암(2855L, 2855R) 및 엔드 이펙터(2830L, 2830R)를 갖는 제 1 및 제 2 암(2891L, 2891R)을 포함한다. 암들(2891L, 2891R)은 도 9a-9b를 참조하여 전술한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예들에서 암들(2891L, 2891R)은 다른 적합한 구성을 가질 수 있다. 상기 각 암들의 쇼울더들(2802L, 2802R)은 마운팅 플랫폼(2801) 또는 임의의 다른 적합한 마운팅 구조에 회전가능하게 결합될 수 있다. 상기 쇼울더들은 도 20a에 도시된 바와 같이, 나란한 배열로 플레이트(2801)상에 탑재될 수 있다. 다른 실시예들에서, 쇼울더들(2802L, 2802R)은 동축 배열로 탑재될 수 있다. 마운팅 플랫폼(2801)은 구동 모터 T2에 고정 결합되어 구동 모터 T2가 (구동 모터 T1과 함께) 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 때, 모터 T2와 함께 암들(2891L, 2891R)은 예를 들면, 이송 챔버 하우징(2880)에 대하여 펼침 및 펼침 경로의 각도 배향을 변화시킨다. 각 암(2891L, 2891R)의 어퍼 암들(2840L, 2840R)은 연결 링크들(2899L, 2899R)을 통하여 구동 모터 T1에 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 연결 링크들(2899L, 2899R)은 곡선 형을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 연결 링크들(2899L, 2899R)은 구동 모터 T1에 암들(2891L, 2891R)을 연결시키기 위한 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 암들(2891L, 2891R)은 각 암들을 펼치고 접기 위하여 임의의 적합한 방식으로 구동 모터 T1에 연결될 수 있다. 모터들 T1, T2는 임의의 적합한 종류의 모터들일 수 있으며, 도 4d를 참조하여 개시한 바와 같이 챔버(30)의 벽 구조 내에 삽입될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 구동부는 동축 구동축 조립체를 사용할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 모터들 T1, T2 는 예를 들면, 비동축 구동 조립체 또는 자성 구동 조립체와 같은 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다.
도 20a-20f는 또 다른 실시예에 따른 듀얼 동측 스카라 암을 도시한다. 암들(2891L, 2891R)은 도 4a-4c를 참조하여 전술한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서, 상기 암들과 상기 구동부 사이의 결합은 일 단부가 각 암(2891L, 2891R)에 결합되고 타 단부가 상기 구동부의 단지 하나의 구동 모터 T1에 결합되는 분절 링크들(2899L, 2899R)을 포함한다. 본 실시예에서, 구동 모터들 T1, T2는 도 4d를 참조하여 전술한 바와 같이 챔버의 벽들 내부로 일체화된 무축의 구동부(shaftless drives)인 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 상기 구동부들은 본 명세서에 개시된 것들을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 20a-20f는 다수의 펼침 위치들에 있는 암(2891L)의 펼침을 도시한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, T1 모터는 도 20a의 중립 지점으로부터 반시계 방향으로 회전할 때, 암(2891L)은 펼쳐지면서 암(2891R)은 실질적으로 접힘 위치에 남게 된다. 상기 모터 T1이 도 20b-20f에 나타낸 바와 같이 반시계 방향(화살표 2870의 방향)으로 회전할수록, 연결 링크(2899L)은 어퍼 암(2840L)을 밀어, 상기 어퍼 암이 반시계 방향으로 이의 쇼울더 축 주위로 회전하게 한다. 어퍼 암(2840L)에 대한 연결 링크(2899L)의 밀침 효과는 연결 링크(2899L)의 형상에 의해 달성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 연결 링크 2899L의 밀침 효과는 다른 적합한 방식으로 제공될 수도 있다. 포어 암(2855L) 및 엔드 이펙터(2830L)은 어퍼 암(2840L)에 종속되기 때문에, 어퍼 암이 회전할수록, 포어 암(2855L) 및 엔드 이펙터(2830L)은 경로 P를 따라 펼쳐진다. 이들 도면들에 도시된 바와 같이, 모터 T1이 반시계 방향으로 회전할수록, 연결 링크(2899R)은 어퍼 암(2840R)과 함께 반시계 방향으로 이의 결합(2880R) 주위로 피봇되며, 어퍼 암(2840R)에는 어떠한 실질적인 움직임도 초래되지 않는다(즉, 암(2891R)은 접힘 위치에 남게 된다). 연결 링크(2899L)이 어퍼 암(2840L)을 시계 방향으로 당기고 이에 의해 암(2891L)이 도 20f에 도시된 위치로부터 도 20a에 도시된 위치로 접히게 되는 것처럼, 암(2891L)의 접힘은 전술한 것과 실질적으로 반대되는 방식으로 달성된다.
도 20g-20j를 참조하면, 암(2891R)의 펼침은 암(2891L)의 펼침과 실질적으로 동일한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들면, 암(2891R)이 접혀지고 모터 T1가 시계 방향(화살표 2871의 방향)으로 도 20g에 도시된 중립 위치까지 회전하면, 연결 링크(2899R)는 어퍼 암(2840R)을 밀고, 반면에, 연결 링크(2899L)은 어퍼 암(2840L)과의 커플링(2880L)의 주위로 회전한다. 상기 모터 T1이 시계 방향으로 계속 회전함에 따라, 암(2891R)은 도 20g에 도시된 접힘 위치로부터 도 20l에 도시된 펼침 위치까지 펼쳐진다. 연결 링크(2899L)은 커플링(2880L) 주위로 자유롭게 회전하기 때문에, 모터 T1은 회전하여, 암 2891L에 어떠한 실질적인 움직임을 기동시키지 않으면서 암(2891R)을 펼칠 수 있다. 암(2891L)의 접힘은 이것의 펼침에 대하여 전술한 것과 실질적으로 반대인 방식으로 달성될 수 있다.
전술한 바와 같이, T1 모터만이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 때, 암들(2891L, 2891R) 중 어느 하나가 펼쳐지거나 접혀진다. T1 및 T2 모터들이 모두 동일한 방향으로 실질적으로 동일한 속도로 회전하면, 2 개의 암들(2891L, 2891R)은 모두 하나의 단위로서 회전하여, 예를 들면, 이송 챔버 하우징(2880)에 대하여 상기 암들의 펼침 및 접힘의 방향 P을 변화시킨다.
도 21a를 참조하면, 2×2 동측 스카라 암 구성을 갖는 종래의 이송 장치의 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 이러한 종래의 구성에서, 각 암의 독립적인 펼침/접힘 및 4개의 스카라 암의 회전을 기동시키기 위해 3개 이상의 모터들이 채용될 수도 있다. 도 21a에서의 각 암상에 위치된 이중 엔드 이펙터가 도 4a-4b에 대하여 상술한 이송 장치 상에 일체화될 수도 있어서, 최소 수의 구동 모터들을 갖는 기계적 스위치가 2×2 동측 스카라 암 구성으로 이용될 수 있다.
이제, 도 21b를 참조하면, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 이용하는 더블 듀얼 동측 스카라 암(예를 들면, 2×2 동측 스카라 암(총 4개의 암) 조립체)을 갖는 기판 이송 장치의 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 따라서, 기판 이송 장치(500)내에는 총 4개의 암이 구성될 수도 있다. 그러나, 도 21a에 도시된 바와 같은 종래의 장치와는 반대로, 도 21b에 도시된 실시예에서는, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 이용하는 기판 이송 장치(500)에 대한 2×2 동측 스카라 암 구성은 암들의 각 쌍의 독립적 펼침/접힘 및 4개의 스카라 암의 회전을 기동시키기 위해 2개의 모터를 사용한다. 도 21b에서, 암 1A(541)는 (벨트/풀리 시스템과 같은) 임의의 적합한 트랜스미션(541TA)을 통해 암 2A(542)에 결합될 수 있고, 암 1B(543)는 다른 적합한 트랜스미션(미도시)을 통해 암 2B(544)에 결합될 수도 있다. 이송 장치는 이송 챔버(530)내에 적어도 부분적으로 하우징될 수도 있다. 일반적으로, 스카라 암 및 기계적 스위치는, 이동 동측 암 구성에 대해 도 3-11에 상술하고 도시한 바와 유사하며 (유사한 특징부는 유사하게 넘버링됨), 암 모터들은 상술한 바와 유사한 방식으로 작동될 수도 있다. 일반적으로, T1 및 T2 모터들은 이송 챔버(530)에, 및 예를 들면, 진공 또는 챔버 대기에 대해 외부에 일체화된 고정자와 각각 결합된, 2개의 스택된 링들(회전자들)(550R, 544)을 갖는 T1 및 T2 모터들과 유사할 수도 있다. 다른 실시예에서, 더블 스카라 암들에 대한 구동부는 동축 구동 축 조립체를 채용할 수도 있다. 다른 실시예에서, 예를 들면, 비동축 구동 조립체 또는 자기 구동 조립체와 같은 임의의 적합한 구동부가 채용될 수도 있다. 구동부는 그 구동부의 움직이는 부분들로부터 생성될 수도 있는 임의의 입자들로부터 기판들에 대한 오염 또는 손상을 방지하기 위해 기판 이송의 하우징 내에 수용될 수도 있다. 도 21a의 종래의 설계와 비교하여, 도 21b에 도시된 기계적 스위치 메카니즘을 이용하는 더블 스카라 암 구동은 어퍼 암 쇼울더의 위치 지정, 예를 들면, 이송 챔버의 오프 센터를 제공하며, 이것은 현저하게 작아서 경량인 암들을 스테이션 도달거리에 대응하게 제공한다.
도 21b에서 가잘 잘 알 수 있는 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 링크 부재(548A, 548B)가 상술한 기계적 스위치와 일반적으로 유사한 기계적 스위치를 정의하기 위해 채용될 수도 있다. 상기한 바와 같이, 각 암 쌍(예를 들면, A 암들(541, 542), B 암들(543, 544))의 대응하는 암들이 결합되며, 따라서, 아래의 설명은 일반적으로 각 암 쌍 중 하나의 암(예를 들면, A 암(541), B 암(543))만을 참조할 것이다. 도 21b에서 알 수 있는 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 대응하는 암 쌍들(541, 544, 542, 543)은 서로 오프셋된 쇼울더 조인트들과 탑재될 수도 있지만, 다른 실시예들 실시예에서는, 쇼울더 조인트들은 동축일 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 암 쌍들은 하나의 모터(예를 들면, T2 모터 회전자(544))에 실질적으로 고정되는 지지 플랫폼(580)상에 탑재될 수도 있다. 도시된 지지 플랫폼은 예시적인 구성을 가지며, 다른 실시예들에서, 지지 플랫폼은 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있으며, 예를 들면, 모터 회전자와 일체화될 수도 있다. Z-지지 및 동작이 상술한 바와 같은 방식으로 제공될 수도 있다. 도 21b에서 알 수 있는 바와 같이, 링크 부재들(548A, 548B)은 외선 조인트들(도시된 실시예에서는, 조인트들이 오프셋되지만, 다른 실시예들에서는 조인트들은 공통 회전 축들을 가짐)에 의해 T1 모터의 회전자에 연결될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 링크 부재들(548A, 548B)은 외선 조인트에 의해 조인트된 제 1 및 제 2 또는 크랭크 링크를 각각 가지고 분절될 수도 있다. 예시적인 실시예에서의 링크 부재들(548A, 548B)의 크랭크 링크부는 외선 조인트들(541R, 543R)에 의해 지지 플랫폼(580)에 연결될 수도 있다. 링크 부재들의 크랭크 링크부는 (벨트/풀리 시스템과 같은) 적합한 트랜스미션(541T, 543T)에 의해 암들(541, 543)의 대응하는 어퍼 암에 각각 연결될 수도 있다. 따라서, 링크 부재(548A)의 크랭크 링크는 트랜스미션(541T)을 통해 A 암(541)의 어퍼 암에 연결되며, 링크 부재(548B)의 크랭크 링크는 트랜스미션(543T)을 통해 B 암(543)의 어퍼 암에 연결된다. 링크 부재들(548A, 548B)의 크랭크 링크들은 대응하는 외선 조인트들(541R, 543R)에 대하여 회전하는데 각각 자유롭다. 예로서, 예시적인 실시예에서, 회전자(550R)의 반시계 방향 회전은 링크 부재(548A)가 분절되게 하여서, 링크 부재(548A)의 크랭크 링크는 외선 조인트(541R)에 대하여 회전하고, 따라서, 트랜스미션(들)(541T)을 통한 A 암(541, 542)의 펼침/접힘을 초래한다. 다른 링크 부재(548B)는 실질적으로 릴리즈되어, 분절이 거의 발생하지 않거나 외선 조인트(548R)에 대한 대응하는 크랭크 링크의 회전이 실질적으로는 없고, 따라서, B 암(543)의 이동이 실질적으로는 없다. 반대로, 초기 위치로부터의, T1 모터 회전자(550R)의 시계 방향 동작은, 각 암 쌍으로부터 B 암(543, 544)의 펼침을 초래한다.
이제, 도 22a를 참조하면, 4 개의 암들의 펼침 및 접힘 이동이, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 더블 이중(2×2) 동측 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(500)에 대한 7개의 다른 펼침 위치들에서 도시된다. 도 22a에서의 구성도들의 하부 열을 참조하면, 크랭크 링크들(548A, 548B)의 지점 P가 T1(550)의 반시계 방향에 기초하는 반시계 방향으로 T1(550)을 따라 이동할 때, 방향 P를 따른 암들(암 1A(541) 및 암 2A(542)) 중 2개의 펼침 이동이 예시된다. T1(550)이 반시계 방향으로 회전할 때, 링크 부재(548A)의 분절은 링크(599A)가 외선 조인트(541R)에 대하여 회전하게 한다. 차례로, 외선 조인트(541R)에 대한 링크(599A)의 회전은 암(541)을 펼치는 트랜스미션(541T)의 회전을 초래한다. 상기한 바와 같이, 암(541)은 트랜스미션(541TA)을 통해 암(542)에 결합되어, 암(541)이 펼쳐지고/접힐 때, 암(542)은 암(541)과 펼쳐지고/접힌다. 도 22a에서 알 수 있는 바와 같이, 암들(541, 542)이 펼쳐질 때, 링크 부재(548B)의 링크(599B)는 예를 들면, 지지 플랫폼(580) 에 대하여 실질적으로 회전가능하게 고정되어 유지되어 있어서, 암들(543, 544)은 실질적으로 접힌 위치에 유지된다. 도 22a에서의 구성도의 상부 열을 참조하면, 크랭크 링크들(548A, 548B)의 지점(595)가 T1(550)의 시계 방향 회전에 기초하여 시계 방향으로 T1(550)을 따라 이동할 때, P 방향을 따른 다른 2개의 암들(암 1B(543) 및 암 2B(544)) 의 펼침 이동이 예시된다. T1(550)이 시계 방향으로 회전할 때, 링크 부재(548B)의 분절은 링크(599B)가 외선 조인트(543R)에 대해 회전하게 한다. 차례로, 외선 조인트(543R)에 대한 링크(599B)의 회전은 암(543)을 펼치는 트랜스미션(543T)의 회전을 초래한다. 상기한 바와 같이, 암(543)은 적합한 트랜스미션을 통해 암(544)에 결합되어, 암(543)이 펼쳐지고/접힐 때, 암(544)은 암(543)과 펼쳐지고/접힌다. 도 22a에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 암들(543, 544)이 펼쳐질 때, 링크 부재(548A)의 링크(599A)는 예를 들면, 지지 플랫폼(580)에 대하여 실질적으로 회전가능하게 고정되어 유지되어서, 암들(541, 542)은 실질적으로 접힌 위치에 유지된다.
이제, 도 22b를 참조하면, 4개의 암들(541-544)의 반시계 방향 회전 이동이, 본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 포함하는 더블 이중(2×2) 동측 스카라 암들을 갖는 기판 이송 장치(500)에 대한 8개의 다른 회전 위치들에서 도시된다. 예시를 위해, 도 22b의 상부 좌측 코너에 도시된 이송 장치(500)의 위치만을 암들(541-544)의 회전에 대한 시작 위치로서 참조할 것이다. 다른 실시예들에서, 암들의 회전에 대한 시작 위치는 장치의 임의의 적합한 회전 배향일 수도 있다. 도 22b에서 알 수 있는 바와 같이, 이송 암들은, T1 및 T2 모터들 모두를 동작시킴으로서 일 단위으로서 회전되어서, 이들은 실질적으로 동일한 속도로 동일 방향으로 회전한다. 이러한 예에서, T1 및 T2 모터들 모두는 반시계 방향(즉, 화살표 563의 방향)에서 회전된다. 모터들(T1,T2)이 동일한 방향 및 실질적으로 동일한 속도로 회전될 때, 예를 들면, 지지 플랫폼(580)과 링크 부재들(548A, 548B) 사이에 유도되는 상대적 동작은 없다. 이와 같이, 링크 부재들(548A, 548B)은, 암들(541-544)의 어떠한 실질적 펼침 또는 접힘을 제공하지 않고 일 단위으로서 암들(541-544)의 회전 전반적으로 동일한 배향으로 실질적으로 유지된다.
본 명세서에 개시된 기계적 스위치 메카니즘을 이용하는 기판 이송 장치가, 예를 들면, 어퍼 암, 밴드 구동 포어 암 및 밴드 구동 엔드 이펙트를 포함할 수도 있는 스카라 암들과의 사용에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 또한, 상술한 동측 또는 이중대칭 스카라 암들이 대체의 설계들 및 구성들일 수도 있다는 것을 이해해야 한다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 이송 장치는 이송 챔버의 외주에 노출된 독립적으로 작동된 동축 링들의 쌍을 포함할 수 있는 일반 스카라 암 배열을 가질 수도 있다. 예를 들면, 어퍼 암의 구조적 역할은 작동 링들(도 4d에 도시된 모터들(214, 50R)과 유사한 모터 회전자들) 중 하나에 의해 직접적으로 가정된다. 제 2 독립적으로 작동된 동축 링은 결합 메카니즘에 의해 암에 결합된다. 암에 결합된 제 2 독립적으로 작동된 동축 링을 링킹하는 비제한적 예시적인 결합 메카니즘은, (하나 이상의 외선 조인트를 포함하는) 기계적 링크, 밴드 구동부, 교차된 밴드 구동부, 및 자기 결합부재를 포함한다. 독립적으로 작동된 동축 링들은, 예를 들면, 서로 동심일 수도 있는 2개의 독립적 모터 회전자 링들일 수도 있다. 하나 이상의 핀이 2개의 동축 링에 연결된 링크 부재들에 대한 외선 조인트들을 부착하는 동축 링들 각각에 부착될 수도 있다. 암의 회전 및 펼침은 다른 결합된 동축 링에 대한 하나의 동축 링의 상대적 동작에 의해 작동될 수도 있다. 단지 설명을 위해, 이러한 구성을 작동 링들을 갖는 암으로서 본 명세서에서 칭한다. 작동 링 설계를 갖는 암은 하나의 동축 링의 외주에 링크된 하나 또는 2개의 암을 포함할 수도 있다. 작동 링 설계를 갖는 이러한 암의 다양한 실시예들이 나머지 암 링크 부재들의 작동을 위해 다른 기계적 설계를 통해 제공될 수도 있다. 단일 암 실시예들에서, 암의 좌수 구성 및 우수 구성이 제공될 수도 있다. 독립적으로 작동된 동축 링들의 쌍은 동일하거나 다른 직경을 가질 수도 있다. 또한, 독립적으로 작동된 동축 링들의 쌍은 도 23-28에 도시된 바와 같이 동일한 수평면에서 회전할 수도 있거나 서로 인접한 2개의 상이한 수평면(예를 들면, 서로의 상부 또는 서로에 대해 나란히)에서 회전할 수도 있다. 2개의 독립적으로 작동된 동축 링들 사이의 링크 부재 타입 및 구성은 2개의 동축 링들의 상대적 직경 및 상대적 위치에 의존하여 변화할 것이다.
작동 링 설계를 갖는 암은, 아래의 비제한적 이점들 : 감소된 복잡성, 낮은 비용, 감축된 사이즈, 토크의 개선된 이용 및 개선된 레졸루션 중 하나 이상을 제공할 수도 있다. 작동 링 설계를 갖는 암은 각 엔드 이펙터에 대해 2개의 풀리 및 밴드를 포함하는 하나의 링크 및 조인트를 제거한다. 또한, 작동 링 설계를 갖는 암은, 그 암이 펼쳐질 때, 암의 엘보우 조인트가 진공 챔버내에 유지되게 하여, 예를 들면, 엔드 이펙터 또는 엔드 이펙터 및 관절 조인트가 SEMI 표준에 따라서 원하는 도달거리를 제공하기 위해 슬롯 밸브를 통과할 수도 있다. 또한, 작동 링 설계를 갖는 암은 임의의 적합한 풀리비가 사용될 수도 있지만 예를 들면, 1:1 풀리비를 제공할 수도 있다. 이러한 작동 링 설계를 갖는 암의 다양한 실시예가 아래에서 더욱 상세히 설명하는 단일 및 이중 엔드 이펙터 모두에 대한 나머지 암 링크 부재들의 작동을 위한 다른 기계적 설계를 통해 제공될 수도 있다. 도 23a-23b에 관하여 후술하는 이송 장치를 둘러싸는 진공 또는 이송 챔버 하우징과 같은 하우징은 단지 명확화를 위해 도면으로부터 생략된다.
이제, 도 23a를 참조하면, 예를 들면, 링크 부재에 의해 적어도 부분적으로 구동되는 작동 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암(600)이 예시된다. 이러한 실시예에서, 암(600)은 독립적으로 작동되는 한 쌍의 동축 링들(601 및 602) 상에 설치된다. 암(600)은 제 1 링크 부재(603), 엔드 이펙터(604) 및 제 2 링크 부재(605)를 포함한다. 2개의 링크 부재들(6003, 605)은 동축 링들(601, 602)의 외주를 따르는 그들의 길이 및 위치에 의존하여 대칭 또는 비대칭일 수도 있다. 기판 S는 예시를 위해 엔드 이펙터(604) 상에 도시되어 있다. 제 1 링크 부재(603)는 외선 조인트(606)에 의해 하나의 동축 링(601)에 결합된다. 엔드 이펙터(604)는 외선 조인트(607)에 의해 제 1 링크 부재(603)에 결합되며, 밴드 장치(608)에 의해 펼침/접힘의 경로(P)에 따라 방사상으로 가리키도록 제한된다. 밴드 장치는 제 1 풀리(608A)와 제 2 풀리(608B) 및 밴드(608C)를 포함할 수도 있다. 제 1 풀리(608A)는 조인트(606)에서 제 1 동축 링에 고정 결합된 구동 풀리일 수 있으며, 링(601)이 회전할 때, 풀리는 이들 둘 사이에서 어떠한 상대적 동작없이 링을 따라 회전한다. 제 2 풀리(608B)는 조인트(610)에서 엔드 이펙터(604)에 고정 결합된 구동 풀리일 수 있으며, 풀리(608)가 회전할 때, 엔드 이펙터(604)는 이와 함께 회전한다. 도 23a에서 알 수 있는 바와 같이, 풀리들(608A, 608B)은 예를 들면, 1:2 비율을 가질 수 있으며, 암(600)이 펼쳐지고/접힐 때, 엔드 이펙터(604)는 이동의 경로 P에 따라 길이 방향으로 유지된다. 다른 실시예들에서, 풀리들은 기판 및/또는 엔드 이펙터의 이동의 원하는 경로에 의존하여 임의의 적합한 비율을 가질 수도 있다. 2개의 풀리들(608A, 608B)을 연결하는 밴드(608C)는 (예를 들면, 핀들 또는 다른 적합한 고정 디바이스에 의해) 풀리들 각각에 결합된 하나 이상의 금속 밴드 및 톱니 모양 밴드들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 밴드 장치일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 밴드 장치는 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 엔드 이펙터(604)는 임의의 적합한 방식으로, 경로 P와 같은 소정의 경로를 따라 이동하도록 제한될 수도 있다. 제 2 링크 부재(605)가 외선 조인트(609 및 610) 각각을 통해 다른 동축 링(602) 및 엔드 이펙터(604)에 결합된다.
암(600)은 동일 방향으로 동일하게 동축 링들(601 및 602)을 회전시킴으로써 일 단위로서 회전될 수도 있다. 암(600)은 동축 링들(601 및 602)을 반대 방향으로 동시에 이동시킴으로써 방사상으로 펼쳐질 수도 있다. 제 1 링크 부재 및 제 2 링크 부재(603, 605)의 대칭은 2개의 동축 링들(601, 602)의 회전에 대한 암(600)의 회전 또는 펼침의 양을 결정할 수도 있다. 이제, 도 23b를 참조하면, 그 위에 기판 S를 갖는 링크 부재에 의해 구동된 작동 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암(600)의 방사상의 펼침이 P 방향을 따라 6개의 다른 위치들에서 단계적(phased) 형태로 도시된다. 예로서, 도 23b의 상부 좌측 도면으로 시작하면, 동축 링(601)이 시계 방향으로 회전하고, 동축 링(602)이 동일량 만큼 반시계 방향으로 회전할 때, 링크 부재(603)는 외선 조인트(607)에서 엔드 이펙터를 당기는 반면에, 링크 부재(605)는 외선 조인트(610)에서 엔드 이펙터를 민다. 동축 링들이 반대 방향으로 계속 회전하기 때문에, 도 23b에서의 상부 우측 도면에서 알 수 있는 바와 같이 링크 부재는 외선 조인트(607)에서 엔드 이펙터를 밀기 시작하는 지점에 도달하여서, 펼침 동작 전반적으로, 링크 부재들(603, 605) 모두는 도 23b의 도면들의 바닥 열에서 알 수 있는 바와 같이 펼침의 경로를 통해 엔드 이펙터를 민다. 상술한 바와 같이, 엔드 이펙터의 이동은 밴드 장치(608)에 의해 제한되어서 펼침 및 접힘 동안 경로 P와 길이 방향으로 정렬된다. 예를 들면, 동축 링(602)이 시계 방향으로 회전할 때, 링크 부재(603)는 그것의 피벗 지점(606) 및 링(601)에 대하여 반시계 방향으로 회전한다. 차례로, 밴드 장치(608)는 (링크 부재(603)와 링(601) 사이의 상대적 동작에 기초하여) 풀리(608B)가 시계 방향으로 회전하게 하여, 엔드 이펙터는 이동의 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다(예를 들면, 조인트(607)에 대한 엔드 이펙터의 회전은 조인트(606)에 대한 엔드 이펙터의 회전에 대향한다). 인식할 수도 있는 바와 같이, 암(600)의 접힘은 암(600)의 펼침에 대하여 상술한 바와 실질적으로 반대인 방식으로 달성될 수 있다.
이제, 도 24a를 참조하면, 예를 들면, 직선형 밴드들에 의해 적어도 부분적으로 구동된 작동 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암(620)이 예시된다. 이러한 실시예에서, 암(620)은 다시 독립적으로 작동가능한 한 쌍의 동축 링들(621 및 622)상에 설치된다. 2개의 작동 링 (621, 622)은 도 24에 도시된 바와 같이 서로에 대하여 연결될 수도 있다. 암은 링크 부재(623), 엔드 이펙터(624) 및 직선형 밴드 구동부(625)를 포함한다. 기판 S는 예시를 위해 엔드 이펙터(624) 상에 도시된다. 링크 부재(623)는 일 단부에서 외선 조인트(606)를 통해 동축 링(621)에 및 밴드 구동부(625)를 통해 다른 동축 링(622)에 모두 연결된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 직선형 밴드 구동부(625)는 제 1 구동 풀리(625A), 제 2 구동 풀리(625B) 및 벨트(625C)를 포함한다. 벨트는 도 23a에 대하여 상술한 벨트와 실질적으로 유사할 수도 있다. 이러한 예에서의 풀리들(625A, 625B)은 1:1의 비율을 가져서, 동축 링(622)의 회전이 회전 속도의 어떠한 증가 또는 감소 없이 암 링크 부재(623)로 전달된다. 구동 풀리(625A)는 동축 링(622)에 고정 탑재될 수도 있어서, 동축 링이 회전할 때, 풀리(625A)가 동축 링과 회전한다. 이러한 예에서, 구동 풀리(625A)는 휠의 형태일 수도 있는 내부 작동 링(622)의 중심에 실질적으로 탑재된다. 다른 실시예들에서, 구동 풀리(625A)는 내부 작동 링(622)의 중심 이외의 위치에 탑재될 수도 있다. 구동된 풀리(625B)는 외선 조인트(628)에 대하여 암 링크 부재(623)에 고정적으로 탑재될 수도 있다.
엔드 이펙터(624)는 외선 조인트(627)를 통해 링크 부재(623)에 결합되며, 밴드 장치(628)에 의해 방사상으로 가리키도록 제한된다. 밴드 장치(628)는 제 1 구동 풀리(628A), 제 2 구동된 풀리(628B) 및 밴드(628C)를 포함한다. 밴드 장치(928)는 도 23a에 대하여 상술한 밴드 장치(608)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 밴드 장치는 임의의 적합한 구성들을 가질 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 엔드 이펙터(624)는 임의의 적합한 방식에서 경로 P와 같은 소정의 경로를 따라 이동하도록 제한될 수도 있다.
암(620)은, 동일 방향으로 실질적으로 동일량 만큼 동축 링들(621 및 622)을 회전시킴으로써 단위으로서 회전될 수도 있다(예를 들면, 링들(621, 622)의 시계 방향 회전은 링들(621, 622)의 회전의 중심에 관하여 암(620)의 시계 방향 회전을 생성한다). 암(620)의 방사상의 펼침은 반대 방향으로 동축 링들(621 및 622)을 동시에 이동시킴으로써 제어될 수도 있다. 이러한 예에서, 암(620)을 펼치기 위해, 링들(621, 622)은 밴드 구동부(625)가 1:1 풀리 비율을 가질 때 반대 방향으로 동일량 만큼 회전될 수도 있다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 다른 실시예들에서, 링들(621, 622)은 예를 들면, 풀리들(625A, 625B) 사이의 비율에 의존하여 암(20)을 펼치기 위해 비동일량 만큼 반대 방향으로 회전될 수도 있다. 이제, 도 24b를 참조하면, 직선형 밴드들에 의해 구동된 작동 링들(621, 622)을 갖는 암(620)의 방사상의 펼침이 방향 P에 따른 6개의 다른 위치에서 단계적 형태로 도시된다. 단지 예시를 위해 도 24b에서의 상부 좌측 도면으로 시작하면, 암(620)은 실질적으로 접힘 구성으로 도시된다. 링(621)이 시계 방향으로 회전하고 링(622)이 반시계 방향으로 회전할 때, 암은 경로 P를 따라 펼쳐진다. 도 24b에서 알 수 있는 바와 같이, 링(621)의 회전은 링(621)과 구동 풀리(628A) 사이에 어떠한 상대적인 동작을 유도하지 않고 외선 조인트(628)가 링(621)의 외주를 따라 이동하게 한다. 반시계 방향으로의 링(622)의 회전은, 밴드 장치(625)가 반시계 방향으로 암 링크 부재(623)를 회전하게 한다. (외선 조인트를 이동시키는) 링(621) 및 (암 링크 부재(623)를 이동시키는) 링(622)의 결합된 이동은 암 링크 부재(623)가 펼쳐지게 한다. 상술한 바와 같이, 엔드 이펙터(624)가 제한되어서, 펼침 및 접힘 동안 이동의 경로 P와 길이 방향으로 정렬된다. 반대 방향으로의 링들(621, 622)의 결합된 회전은, 링크 부재(623)와 구동 풀리(628) 사이에 상대적 이동을 생성하여, 링크 부재(623)는 조인트(628)에 대하여 반시계 방향으로 회전하는 것으로 보인다. 이러한 상대적 이동은 밴드 조립체(628)가 시계 방향으로 엔드 이펙터(624)를 회전하게 하여서, 엔드 이펙터(624)는 암(620)의 펼침 및 접힘 동안 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다.
이제, 도 25a를 참조하면, 예를 들면, 교차 밴드들에 의해 적어도 부분적으로 구동된 작동 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암(640)이 예시된다. 이러한 실시예에서, 암(640)은 다시 독립적으로 작동된 동축 링들(641 및 642)의 쌍에 연결된다. 2개의 작동 링들(641, 642)은 도 25a에 도시된 바와 같이 서로에 대하여 동심일 수도 있다. 암(640)은 링크 부재(643), 엔드 이펙터(644), 교차된 밴드 구동부(645) 및 엔드 이펙터 밴드 장치(648)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 암(640)은 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있다. 기판 S가 예시를 위해 엔드 이펙터(644)상에 도시된다. 링크 부재(643)는 일 단부에서 외선 조인트(646)를 통해 동축 링(641)에 및 교차된 밴드 구동부(645)를 통해 다른 동축 링(642)에 모두 연결된다. 구동된 풀리(645B)가 링크 부재(643)에 고정 결합되어서, 그 풀리(645B)가 회전할 때 링크 부재(643)는 조인트(646)에 대해 그 풀리와 회전한다. 이러한 예에서, 내부 동축 링(645)이 구동 풀리로서 구성될 수도 있어서, 교차된 밴드 구동부(645)는 내부 동축 링(642)의 외주를 따라 위치될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 교차된 밴드 구동부(645)는, 동축 링(642)에 대한 휠 장치가 이용될 수도 있는 다른 위치에 위치될 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 동축 링(642)과 링크 부재 구동된 풀리(645B) 사이의 구동 결합부재는 교차된 밴드 구동부가 아닐 수도 있다. 예를 들면, 구동 밴드는 밴드(625C) 및 도 24a에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 링(642)과 구동 풀리(645B)를 결합할 수도 있다. 엔드 이펙터(644)는 외선 조인트(647)를 통해 링크 부재(643)의 다른 단부에 결합되고, 밴드 장치(648)에 의해 방사상으로 가리키도록 제한되어서, 암이 펼쳐지고/접힐 때, 엔드 이펙터(644)는 이동의 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다. 이러한 예에서, 엔드 이펙터는 밴드 장치(648)를 통해 제한된다. 밴드 장치(648)는 구동 풀리(648A), 구동된 풀리(648B) 및 밴드(648C)를 포함한다. 밴드 장치(648)는 도 23a에 대하여 상술한 밴드 장치(608)와 실질적으로 유사할 수도 있다.
암(640)은 동일한 방향으로 실질적으로 동일량 만큼 동축 링들(641 및 642)을 회전시킴으로써 일 단위으로서 회전될 수도 있다(예를 들면, 링들(641, 642)의 시계 방향 회전은 예를 들면, 링들의 회전의 중심에 대해 시계 방향으로 암(640)을 회전시킨다). 암(640)의 방사상의 펼침은 동일한 방향으로 비동일량 만큼 동축 링들(641 및 642)을 동시에 이동시킴으로써 작동될 수도 있다. 이제, 도 25b를 참조하면, 그 위에 기판 S를 갖는 교차된 밴드들에 의해 구동된 작동 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터의 방사상의 펼침이 방향 P에 따른 6개의 다른 위치에서 단계적 형태로 도시된다. 단지 예시를 위해 도 25b에서의 상부 좌측 도면으로 시작하면, 암(640)은 실질적으로 접힘 구성으로 도시된다. 동축 링들(641, 642) 모두가 동일한 방향으로 동시에 비동일량 만큼 회전될 때(이러한 예에서, 링들은 시계 방향으로 회전됨), 외선 조인트(646)는 예를 들면, 링(641)의 외주를 따라 이동한다. 링(641)과는 다른 속도로 링(642)을 회전시킴으로써, 교차된 밴드(645)는 암 링크 부재(643)가 외선 조인트(646)에 대하여 반시계 방향으로 회전하게 한다. 링들(641, 642)의 결합된 회전은 이동의 경로 P에 따른 암 링크 부재(643)의 펼침과 회전을 초래한다. 상술한 바와 같이, 엔드 이펙터(644)는 밴드 장치(648)에 의해 제한되어서, 링크 부재(643)가 펼쳐질 때, 엔드 이펙터는 도 23a에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 이동의 경로와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다. 예를 들면, 암 링크 부재(643)가 외선 조인트(646)에 대하여 반시계 방향 회전할 때, 밴드 장치(648)는 외선 조인트(647)에 대하여 시계 방향으로 엔드 이펙터(644)를 회전시키도록 구성된다. 포어 암(644)의 회전은 링크 부재(643)의 회전을 방해하며, 포어 암은 도 25b에서 알 수 있는 바와 같이 이동의 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다.
이제, 도 26a를 참조하면, 예를 들면, 자기 결합부재에 의해 적어도 부분적으로 구동된 작동 링들을 갖는 단일 엔드 이펙터 암(660)이 예시된다. 이러한 실시예에서, 암(660)은 독립적으로 작동된 동축 링들(661 및 662)의 쌍에 연결된다. 2개의 작동 링들(661, 662)은 도 25에 도시된 바와 같이 서로에 대해 동심일 수도 있다. 암(660)은 링크 부재(663), 엔드 이펙터(664), 밴드 장치(668) 및 자기 결합부재(665)를 포함한다. 링크 부재(663)는 외선 조인트(666)를 통해 링(661)에 회전가능하게 결합될 수도 있다. 풀리(666p)는 조인트(666)에서 링크 부재(663)에 고정 결합될 수도 있어서, 풀리(666p)가 회전할 때, 링크 부재(663)는 아래에 설명하는 바와 같이 풀리와 회전한다. 엔드 이펙터(664)는 외선 조인트(667)에 의해 링크 부재(663)에 회전가능하게 결합된다. 엔드 이펙터는 밴드 장치(668)에 의해 이동의 경로(예를 들면, 펼침/접힘)를 따라 이동하도록 제한될 수도 있다. 밴드 장치는 링(661)에 고정 결합된 구동 풀리(668A), 엔드 이펙터(664)에 고정 결합된 구동된 풀리 및 밴드(668C)를 포함한다. 밴드 장치(668)는 도 23a에 대하여 상술한 밴드 장치(608)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 기판 S은 예시를 위해 엔드 이펙터(664)상에 도시된다.
이러한 예시적이 실시예에서, 내부 동축 링(622)은 그것의 외주를 따라 위치된 자석들(662M)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 자석들(662M)은 예를 들면, 내부 동축 링(662)에 대한 휠 장치가 이용되는 다른 위치에 위치될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 링크 부재(663)는 외선 조인트(666)를 통해 동축 링(661)에 연결된다. 조인트(666)에 대하여 또한 회전가능한 풀리(666p)는 링크 부재(663)를 내부 동축 링(662)에 자기적으로 결합할 수도 있다. 예를 들면, 링크 부재(663)에 고정 결합된 풀리(666p)는 그것의 외주 주위에 위치된 자석들(666M)을 포함한다. 자석들은, 각 자석이 다른 극성을 갖도록 배열될 수도 있다. 예를 들면, 도 26c에서 알 수 있는 바와 같이, 풀리(666p)상의 자석들(666M)은 자석들(666MS, 666MN)에 대하여 알 수 있는 바와 같이 극성이 북-남-북-남 패턴으로 교호하도록 배열된다. 도 26c에서 알 수 있는 바와 같이, 내부 동축 링(662)상의 자석들은 자석들(662MN, 662MS)에 대하여 알 수 있는 바와 같이 유사한 방식으로 교호한다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 풀리(666p)상의 자석들 및 링(662)상의 자석들은, 풀리(666p)상에서 “북” 극성을 갖는 자석들이 도 26c에 도시된 바와 같이 링(662)상에서 “남” 극성을 갖는 자석들과 메이트되어 자성 결합부재(665)를 형성하도록 배열될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 자석들은 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있어서, 자성 결합부재가 링(662)와 링크 부재(663) 사이에 형성된다.
암(660)은 동일한 방향으로 실질적으로 동일량 만큼 동축 링들(661 및 662)을 회전시킴으로써 일 단위으로서 회전될 수도 있다. 암(660)의 방사상의 펼침은 동일한 방향으로 동축 링들(661 및 662)을 비동일량 만큼 동시에 회전함으로써 제어될 수도 있다(예를 들면, 링들(641, 642)의 시계 방향 회전은 예를 들면, 링들의 회전의 중심에 대하여 시계 방향으로 암(640)을 회전시킨다). 이제, 도 26b를 참조하면, 그 위에 기판 S을 갖는 자성 결합부재에 의해 구동된 작동 링들을 갖는 단일의 엔드 이펙터 암(660)의 방사상의 펼침이 방향 P를 따라 6개의 다른 위치에서 단계적 형태로 도시된다. 단지 예시를 위해 도 26b에서의 상부 좌측 도면으로 시작하면, 암(640)은 실질적으로 접힘 구성으로 도시된다. 동축 링들(661, 662) 모두가 동일한 방향(이 예에서는, 링들은 시계 방향으로 회전된다)에서 비동일량 만큼 동시에 회전될 때, 외선 조인트(666)는 예를 들면, 링(661)의 외주를 따라 이동한다. 링(661)과는 다른 속도로 링(662)을 회전함으로써, 자성 결합부재(665)는 암 링크 부재(663)가 외선 조인트(666)에 대하여 반시계 방향으로 회전하게 한다. 링들(661, 662)의 결합된 회전은 이동 경로 P를 따른 암 링크 부재(663)의 펼침과 회전을 초래한다. 상술한 바와 같이, 엔드 이펙터(664)는 밴드 장치(668)에 의해 제한되어서, 링크 부재(663)가 펼쳐질 때, 엔드 이펙터(664)는 도 23a에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 이동 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다. 예를 들면, 암 링크 부재(663)가 외선 조인트(666)에 대하여 반시계 방향으로 회전할 때, 밴드 장치(668)는 외선 조인트(667)에 대하여 시계 방향으로 엔드 이펙터(664)를 회전하도록 구성된다. 포어 암(664)의 회전은 링크 부재(663)의 회전에 대향하며, 포어 암은 도 26b에서 알 수 있는 바와 같이 이동 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다.
이제, 도 27a를 참조하면, 예를 들면, 삼각 다중-링크 부재에 의해 적어도 부분적으로 구동된 작동 링들을 갖는 이중 엔드 이펙터 암 장치(700)가 예시된다. 이러한 실시예에서, 이중 엔드 이펙터 암 장치(700)는 독립적으로 작동된 동축 링들(701 및 702)의 쌍에 연결된다. 좌수측 암(700L)은 제 1 연동부재(703L), 엔드 이펙터(704L) 및 제 2 링크 부재(705L)를 포함한다. 기판 S이 예시를 위해 엔드 이펙터(704L)상에 도시된다. 제 1 링크 부재(703L)는 외선 조인트(706L)를 통해 링(701)에 결합된다. 도 27a에 도시된 삼각 링크 부재(703L)의 장치는 단지 예시이고 다른 실시예들에서, 링크 부재는 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수도 있다. 엔드 이펙터(704L)는 외선 조인트(707L)를 통해 제 1 링크 부재(703L)에 결합되며, 밴드 장치(708L)에 의해 방사상으로 가리키도록 제한된다. 밴드 장치(708L)는 링(701)에 고정 결합된 구동 풀리(711L)를 포함하여서, 링(701)이 회전할 때, 풀리(711L)는 둘 사이에 어떠한 상대적 동작 없이 링과 회전한다. 구동된 풀리가 엔드 이펙터(704L)에 고정 결합되어서, 엔드 이펙터(704L)가 회전할 때, 풀리(712L)는 엔드 이펙터와 회전한다. 풀리들(711L, 712L)는 밴드(713L)에 의해 함께 결합된다. 밴드 장치 및 벨트는 도 23a에서의 밴드 장치(608)와 실질적으로 유사할 수도 있으며 그 밴드 장치와 실질적으로 유사한 방식으로 동작할 수도 있어서, 암이 펼쳐질 때, 엔드 이펙터(704L)의 회전은 링(711L)에 슬레이브되고, 암(700L)이 펼쳐지고 접힐 때 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다. 다른 실시예들에서, 엔드 이펙터(712L)는 임의의 적합한 방식으로 링(711L)에 슬레이브될 수 있다. 제 2 링크 부재(705L)는 외선 조인트(709L 및 710L) 각각을 통해 일 단부에서는 동축 링(702)에 및 다른 대향하는 엔드에서는 제 1 링크 부재(703L)에 결합된다.
유사하게는, 우수측 암(700R)은 제 1 링크 부재(703R), 엔드 이펙터(704R), 밴드 장치(708R) 및 제 2 링크 부재(705R)를 포함한다. 제 1 링크 부재(703R)는 외선 조인트(706R)를 통해 동축 링(701)에 결합된다. 엔드 이펙터(704R)는 외선 조인트(707R)를 통해 제 1 링크 부재(703R)에 결합되고, 밴드 장치(708R)에 의해 방사상으로 가리키도록 제한된다. 밴드 장치(708R)는 링(701)에 고정 결합된 구동 풀리(711R), 엔드 이펙터(704R)에 고정 결합된 구동된 풀리(712R) 및 풀리들(711R, 712R)을 결합하는 밴드(713R)를 포함한다. 밴드 장치(708)는 상술한 밴드 장치(708L)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 제 2 링크 부재(705R)는 외선 조인트들(709R 및 710R) 각각을 통해 일 단부에서는 동축 링(702)에 및 다른 대향하는 엔드에서는 제 1 링크 부재(703R)에 결합된다.
이러한 실시예에서, 예로서, 암들(700L 또는 700R) 중 하나가 방사상으로 펼쳐질 때, 다른 암(700R 또는 L)이 그것의 접힘 구성에 근접한 특정된 스윙 반경내에서 회전한다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 암(700)은 실질적으로 동일한 회전 속도에서 동일한 방향으로 동축 링들(701, 702)을 회전시킴으로써 일 단위으로서 회전될 수 있다(예를 들면, 링들(701, 702)의 시계 방향 회전은 예를 들면, 링들의 회전의 중심에 대해 시계 방향으로 암들(700L, 700R)을 회전한다). 암들(700L 또는 700R) 중 하나는 예를 들면, 링(701)을 회전함으로써 펼쳐질 수도 있는 반면 링(702)은 최소량 회전한다. 다른 실시예들에서, 링(702)은 암들 중 하나를 펼치기 위해 임의의 적합한 양을 이동하거나 실질적으로 정지하여 유지될 수도 있다. 펼쳐진 암(700L, 700R)은 암들(700R, 700L)의 접힌 또는 중립 위치로부터의 링(701)의 회전 방향에 의존한다. 예를 들면, 이러한 예시적인 실시예에서, 암들(700R, 700L) 모두가 접히고 링(701)이 시계 방향 회전하면, 암(700L)은 펼쳐지는 반면에, 암(700R)은 소정의 스윙 반경내에서 실질적으로 접힘 구성으로 회전된다. 링(701)이 암(700R, 700L)의 접힌 위치로부터 반시계 방향 회전하면, 암(700R)은 펼쳐지는 반면에, 암(700L)은 소정의 스윙 반경내에서 실질적으로 접힘 구성으로 회전된다.
이제, 도 27b를 참조하면, 그 위에 기판 S를 갖는 삼각 다중-링크 부재에 의해 적어도 부분적으로 구동된 작동 링들을 갖는 이중 엔드 이펙터의 좌측 암(700L)의 방사상의 펼침이 방향 P에 따라 6개의 다른 위치에서 단계적 형태로 도시된다. 단지 예시를 위해 도 27b에서의 상부 좌측 도면으로 시작하면, 좌 및 우 암들(700L, 700R)이 실질적으로 접힘 구성으로 구성된다. 이러한 예에서, 암(700L)을 펼치기 위해, 링(701)이 시계 방향(화살표 A의 방향)으로 회전되어서, 외선 조인트가 링(701)의 외주를 따라 이동한다. 링(702)은 처음에 반시계 방향(화살표 A2의 방향으로) 회전할 수도 있어서, 제 2 링크 부재(705L)는 반시계 방향으로 외선 조인트(706)에 대하여 제 1 링크 부재를 당기고 회전시킨다. 링(702)은, 링(701)이 시계 방향으로 자체 회전을 통해 제 1 링크 부재(703L)의 반시계 방향 회전을 유지할 수 있을 때 까지 반시계 방향으로 계속 회전할 수도 있다. 링(701)이 반시계 방향으로 제 1 링크 부재(703L)를 충분하게 회전시킬 수 있으면, 링(702)은 암(700L)의 최대 펼침을 얻기 위해 시계 방향(화살표 A3의 방향)으로 회전할 수도 있다. 제 2 링크 부재(705L)는 암(700L)의 펼침과 접힘 동안 외선 조인트(706)에 대하여 제 1 링크 부재(703L)의 회전을 부분적으로 작동시키기 위해 외선 조인트(710L)에서 제 1 링크 부재(703L)를 제한한다. 상술한 바와 같이, 엔드 이펙터(704L)의 회전은 도 23a 및 23b에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 밴드 장치(708L)를 통해 링(701)에 슬레이브되어서, 암이 펼쳐질 때, 엔드 이펙터(704L)는 펼침의 경로 P와 실질적으로 길이 방향으로 정렬되어 유지된다.
도 27a 및 27b를 참조하여, (암(700L)의 펼침 동안) 실질적으로 접힘 구성의 암(700R)의 회전을 이제 설명한다. 링(701)이 시계 방향으로 회전할 때, 외선 조인트(706R)는 링(701)의 외주를 따라 이동한다. 외선 조인트(706R)가 링(701)의 외주를 따라 이동할 때, 제 1 링크 부재(703R)는 제 2 링크 부재(705R)에 의해 제한되어서, 제 2 링크 부재(705R)는 외선 조인트(710R)에서 제 1 링크 부재(703R)를 당긴다. 링(701) (및 링(702))의 회전을 통한 제 1 링크 부재(703R)의 당김 동작은, 시계 방향으로 외선 조인트(706R)에 대한 제 1 링크 부재(703R)의 회전을 초래하여, 제 1 링크 부재(703R)와 링(701) 사이에는 상대적 이동이 거의 또는 완전히 존재하지 않는다. 제 1 링크 부재(703R)와 링(701) 사이에 상대적 이동이 거의 또는 실질적으로 완전히 존재하지 않기 때문에, 암(700R)의 슬레이브된 엔드 이펙터(704R)는 실질적으로 접힌 위치에 유지되는 반면에, 암은 소정의 스윙 반경내에서 링들(701, 702)의 회전의 중심에 대해 실질적으로 회전(시계 방향)된다.
상술한 바와 같이, 도 27b에서의 상부 좌측 도면에 도시된 바와 같이 암들의 접힌 위치로부터의 링들(701, 702)의 회전의 방향은, 어느 암이 펼쳐지는지를 결정한다. 상술한 바와 같이, 중립 위치로부터 방향 A1에서의 링(701)과 방향 A2에서의 링(702)의 동시 회전은 암(700L)이 펼쳐지게 한다. 반대로, 중립 위치로부터의 반대 방식의 링들(701, 702)의 회전은 암(700R)이 펼쳐지게 한다. 암(700L)이 실질적으로 접힌 위치에서 회전되는 동안 암(700R)의 펼침은 암(700L)의 펼침과 암(700R)의 회전에 대하여 상술한 바와 실질적으로 동일한 방식으로 작동된다. 이와 같이, 도 27a, 27b에 도시된 링크들은 중립 또는 접힌 위치에서 하나의 암으로부터 다른 암으로 펼침 동작을 전달하도록 구성된다. 예를 들면, 도 27b에서의 하부 우측 도면을 참조하면, 암(700L)은 실질적으로 펼쳐진 구성으로 도시된다. 암(700L)을 접기 위해, 링(701)이 A2의 방향(반시계 방향)으로 회전되고, 링(702)이 A1의 방향(시계 방향)으로 회전된다. 도 27b에서 알 수 있는 바와 같이, 암(700L)의 접힘은 암(700L)의 펼침에 대하여 상술한 바와 실질적으로 반대인 방식으로 발생한다. 암(700L)이 중립 위치로 접힐 때, 링들(701, 702)은 고속 기판 교환 동안과 같이, 계속 회전할 수도 있다. 반대 방향으로의 링들(701, 702)의 계속된 회전 동안, 링크들(703L, 705L, 703R, 705R)은 펼침 동작의 전달을 초래하여서, 암(700R)은 펼쳐지는 반면에, 암(700L)은 소정의 스윙 반경내에서 실질적으로 접힘 구성으로 회전한다. 인식할 수 있는 바와 같이, 암(700L)이 실질적으로 접힘 구성으로 회전되는 동안 암(700R)의 펼침은 암(700L)의 펼침 및 암(700R)의 회전에 대하여 상술한 바와 실질적으로 동일한 방식으로 작동된다.
이제, 도 28a를 참조하면, 예를 들면, 도 27a-b에 대하여 다른 기하학적 구성의 삼각 멀티 링크 부재에 의해 구동된 작동 링들을 갖는 이중 엔드 이펙터 암 장치(720)가 예시된다. 이러한 기하학적 구성은 메카니즘의 실질적으로 다른 동작 특성들을 발생시킨다. 이러한 실시예에서, 이중 엔드 이펙터 암 장치(720)는 독립적으로 작동된 동축 링들(721 및 722)의 쌍에 연결된다. 좌수측 암(720L)은 제 1 링크 부재(723L), 엔드 이펙터(724L) 및 제 2 링크 부재(725L)를 포함한다. 기판 S이 예시를 위해 엔드 이펙터(724)상에 도시된다. 도 28a에 도시된 삼각 링크 부재(723L)의 장치는 단지 예시이며 다른 실시예들에서, 링크 부재는 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수도 있다. 제 1 링크 부재(723L)는 외선 조인트(726L)를 통해 하나의 동축 링(721)에 결합된다. 엔드 이펙터(724L)는 외선 조인트(727L)를 통해 제 1 링크 부재(723L)에 결합되고, 밴드 장치(728L)에 의해 방사상으로 가리키도록 제한된다. 밴드 장치(728L)는 구동 풀리(740L), 구동된 풀리(741L) 및 벨트(742L)를 포함한다. 구동 풀리(740L)은 링(721)에 고정 결합될 수도 있어서, 링(721)이 회전할 때, 풀리(742L)는 둘 사이에 어떠한 상대적 동작 없이 링과 회전한다. 구동된 풀리(741L)는 엔드 이펙터(724L)에 고정 결합될 수도 있어서, 엔드 이펙터(724L)가 회전할 때, 풀리(741L)는 엔드 이펙터와 회전한다. 풀리들(740L, 741L)은 밴드(742L)에 의해 함께 결합된다. 밴드 장치 및 벨트는 도 23a에서의 밴드 장치(608)와 실질적으로 유사할 수도 있고 그 밴드 장치와 실질적으로 유사한 방식으로 동작할 수도 있어서, 암이 펼쳐질 때, 엔드 이펙터(724L)의 회전은 링(721L)에 슬레이브되고, 암(720L)이 펼쳐지고 접힐 때 경로 P와 실질적으로 길이 방향으로 정렬되어 유지된다. 다른 실시예에서, 엔드 이펙터(724L)는 임의의 적합한 방식으로 링(721)에 슬레이브될 수 있다. 제 2 링크 부재(725L)는 일 단부에서는 외선 조인트(729L)를 통해 다른 동축 링(722)에 및 다른 대향하는 엔드에서는 외선 조인트(730L)를 통해 제 1 링크 부재(723L)에 결합된다.
유사하게는, 우수측 암(720R)은 제 1 링크 부재(723R), 엔드 이펙터(724R) 및 제 2 링크 부재(725R)를 포함한다. 제 1 링크 부재(723R) 는 외선 조인트(726R)를 통해 동축 링(721)에 결합된다. 엔드 이펙터(724R)는 외선 조인트(727R)를 통해 제 1 링크 부재(723R)에 결합되고, 밴드 장치(728R)에 의해 방사상으로 가리키도록 제한된다. 밴드 장치(728R)는 링(721)에 고정 결합된 구동 풀리(740R), 엔드 이펙터(724R)에 고정 결합된 구동된 풀리(741R) 및 풀리들(740R, 741R)을 결합하는 밴드(742R)를 포함한다. 밴드 장치(728R)는 상술한 밴드 장치(728L)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 제 2 링크 부재(725R)는 일 단부에서는 외선 조인트(729R)를 통해 동축 링(722)에 및 다른 대향하는 엔드에서는 외선 조인트(730R)를 통해 제 1 링크 부재(723R)에 결합된다.
이러한 실시예에서, 예로서, 암들(720L 또는 720R) 중 하나가 방사상으로 펼쳐질 때, 다른 암(720R 또는 720L)은 실질적으로 폴드되거나 접힘 구성으로 소정의 스윙 반경내에서 회전한다. 이제, 도 28b를 참조하면, 그 위에 기판 S를 갖는 삼각 다중 링크 부재에 의해 구동된 작동 링들을 갖는 이중 엔드 이펙터의 좌측 암(720L)의 방사상의 펼침이 방향 P에 따라 6개의 다른 위치에서 단계적 형태로 도시된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 이중 암 조립체(720)는 동일한 방향으로 동일량 만큼 동축 링들 모두를 동시에 회전시킴으로써 일 단위으로서 회전될 수도 있다(즉, 암 모두는 링들(721, 722)의 회전의 중심에 대해 실질적으로 회전한다). 암들(720R, 720L)중 하나는 동일한 방향으로 비동일량 만큼 링들(721, 722)을 회전시킴으로써 펼쳐질 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 링들(721, 722)의 회전의 방향은, 아래에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 어느 암이 펼쳐지는지를 결정할 수도 있다.
*이러한 예에서, P 방향으로의 암(720R)의 방사상의 펼침을 설명한다. 단지 예시를 위해 도 28b의 상부 좌측 코너에서의 도면으로 시작하면, 암들(720L, 720R)은 예를 들면, 실질적으로 접히거나 중립 위치에서 볼 수 있다. 이러한 예에서, 암(720R)을 펼치기 위해, 링들(721, 722)은 비동일량 만큼 반시계 방향으로 회전된다. 도 28b에서 알 수 있는 바와 같이, 링(722)은 암(720R)을 펼치기 위해 링(721) 보다 큰 각을 통해 회전한다. 다른 실시예에서, 암들은, 링(721)이 암(720R)을 펼치기 위해 링(722) 보다 큰 거리를 회전되도록 구성될 수도 있다. 링들(721, 722)이 동일한 방향으로 비동일량 만큼 회전될 때, 외선 조인트(726R)는 링(721)의 외주를 따라 이동함으로써, 펼침의 방향으로 제 1 링크(723R)를 이동시킨다. 또한, 링(722)의 더 큰 회전 속도는, 제 2 링크(725R)가 외선 조인트(730R)에서 제 1 링크(723R)를 밀게 한다. 제 2 링크(725R)에 의해 제 1 링크(723R)에 가해진 미는 힘은 제 1 링크(723R)가 외선 조인트(726R)에 대해 시계 방향으로 회전하게 하여, 제 1 링크(723R)를 더 펼친다. 상술한 바와 같이, 밴드 장치는 엔드 이펙터의 이동을 제한하여서, 제 1 링크(723)가 외선 조인트(726R)에 대하여 회전될 때, 엔드 이펙터(724R)는 소정의 위치에서 기판 S을 피킹(picking)하거나 플레이싱(placing)하기 위해 이동 경로 P와 길이 방향으로 정렬되어 유지된다.
도 28b에서 알 수 있는 바와 같이, 암(720R)이 펼쳐질 때, 암(720L)은 실질적으로 접힘 구성으로 특정된 스윙 반경내에서 회전한다. 링(721)이 반시계 방향으로 회전할 때, 외선 조인트(726L)는 링(721)의 외주 주위를 이동한다. 링(722)의 더 빠른 회전 레이트는 제 2 링크(725L)가 외선 조인트(730L)에서 제 1 링크(723L)를 약간 당기게 한다. 제 2 링크(725L)에 의해 제공된 당기는 힘은, 제 1 링크가 시계 방향으로 외선 조인트(726L)에 대해 회전하게 한다. 도 28b에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 및 제 2 링크들(723L, 725L)의 구성은, 제 1 링크(723L)의 회전이 최소화되어서 암(720L)이 소정의 스윙 반경내에서 실질적으로 접힘 구성으로 링들(721, 722)의 중심에 대해 회전하도록 되어 있다.
상술한 바와 같이, 도 28b에서의 상부 좌측 도면에 도시되어 있는 바와 같이 암들의 접힌 위치로부터 링들의 회전의 방향은, 어느 암이 펼쳐지는지를 결정한다. 상술한 바와 같이, 중립 위치로부터의 링들(721, 722)의 반시계 방향 회전은 암(720R)이 펼쳐지게 한다. 반대로, 중립 위치로부터의 링들(721, 722)의 시계 방향으로의 회전은 암(720L)이 펼쳐지게 한다. 암(720R)이 실질적으로 접힌 위치에서 회전되는 동안 암(720L)의 펼침은 암(720R)의 펼침과 암(720L)의 회전에 대하여 상술한 바와 실질적으로 동일한 방식으로 작동된다. 이와 같이, 도 28a, 28b에 도시된 링크들은 펼침 동작을 중립 위치에서 하나의 암으로부터 다른 암으로 전달하도록 구성된다. 예를 들면, 도 28b의 하부 우측 도면을 참조하면, 암(720R)은 실질적으로 펼쳐진 구성으로 도시된다. 암(720R)을 접기 위해, 링들(721, 722)이 시계 방향으로 비동일량 만큼 회전된다. 도 28b에서 알 수 있는 바와 같이, 암(720R)의 회전은 암(720R)의 펼침에 대하여 상술한 바와 실질적으로 반대인 방식으로 발생한다. 암(720R)이 중립 위치로 접힐 때, 링들(721, 722)은 고속 기판 교환 동안과 같이, 시계 방향으로 계속 회전할 수도 있다. 시계 방향으로의 링들(721, 722)의 계속된 회전 동안, 링크들(723R, 725R, 723L, 725L)은 펼침 동작의 전달을 초래하여서, 암(720L)은 펼쳐지는 반면에, 암(720R)은 소정의 스윙 반경내에서 실질적으로 접힘 구성으로 회전한다.
도 23a-28b에 도시된 상술한 단일 및 이중 엔드 이펙터 암들은 대체의 구성들을 가질 수도 있다. 예를 들면, 좌수 구성들에 도시되어 있는 엔드 이펙터 암들 각각은 우수 버전으로 다르게 도시되고 설명될 수도 있다. 다르게는, 암들의 전달하기 위해 챔버의 외주에서 노출되는 독립적으로 작동된 동축 링들의 쌍은 도 23a-28b에 도시되어 있는 바와 같이 다른 직경을 가질 수도 있고 수평면에서 회전할 수도 있다. 다르게는, 독립적으로 작동된 동축 링들의 쌍은, 서로 동심인 것에 반대인 것으로서 2개의 병렬 수평면에서 서로의 상부상에서 동작하고 동일한 직경을 가질 수도 있다.
이제 도 29a-29d를 참조하면, 기판 이송 장치(3800)의 개략적인 예시가 예시적인 실시예에 따라 도시된다. 이송 장치(3800)는 반경 암 구성을 가지고(예를 들면, 암들 각각의 어퍼 암 부분들은 일 단위으로서 축에 대해 회전한다), 아래에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 2개 이상의 암들이 겨우 2개의 독립적으로 제어가능한 모터들로 결합된 회전 및 독립적인 집기/놓기 동작을 갖도록 하기 위한 기계적 스위치 메카니즘에 결합된 독립적으로 이동가능한 암들(3801, 3802)(예를 들면, 각 암은 2 이상의 자유도를 갖고, 각 암의 적어도 하나의 자유도는 다른 암들의 자유도와 실질적으로 독립적이다)을 갖는 매니퓰레이터를 포함한다.
기계적 모션 스위치는, 예를 들면, 이송 장치의 어퍼 암(3810)과 같은 이송 장치(3800)의 임의의 적합한 부분 또는 부분들 내부로 일체화되고/되거나 그에 의해 수용될 수도 있다. 적어도 기계적 모션 스위치의 부분 및/또는 암들의 부분은 기판 이송 장치(3800)의 부품들을 이동시킴으로써 생성된 입자가 기판들(S1, S2)을 오염시키는 것을 방지하도록 적합하게 구성된 하우징 내에 위치될 수도 있다. 예를 들면, 패스하기 위해 암들(3801, 3802)에 대해 하우징에 슬롯이 제공될 수도 있으며, 여기서, 슬롯들과 암들(3801, 3802) 사이의 임의의 개구들은 가요성 시일로 시일링된다. 다른 실시예들에서, 하우징은 이송 장치(3800)의 부품들을 이동시키는 것으로부터 생성될 수도 있는 미립자가 기판을 오염시키는 것을 방지하기 위한 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있다. 또 다른 실시예들에, 이송 장치(3800)는 그 이송 장치(3800)의 이동에 의해 생성된 임의의 미립자를 수집하는 적합한 진공 시스템을 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 기계적 모션 스위치는 하우징내에 있지 않을 수도 있다. 이송 장치(3800)가 2개의 암을 갖는 것으로서 도면에 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서는, 이송 장치(3800)는 2개 보다 많은 암들을 가질 수도 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 이송 장치(3800)는 구동 축들(T1,T2) 중 각각의 축을 구동시키는 2개의 구동 모터를 포함하는 구동부(3806; 도30a)를 포함한다. 적합한 구동부들(3806)의 예들은 예를 들면, 도 3-8 및 10에 대해 상술한 것들과 같은 본 명세서에 설명된 것들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예들에서, 이송 장치는 2개 보다 많거나 적은 구동 축/모터를 갖는 임의의 적합한 구동부를 가질 수 있고, 임의의 적합한 로스트 동작 구동 메카니즘 또는 기계적 모션 스위치에 적응될 수 있다.
아래에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 동일한 방향 및 실질적으로 동일한 속도에서의 구동 축들(T1,T2)의 회전은, 이송 장치(3800)의 회전을 회전 중심 축(3805)에 대해 일 단위으로서 발생시킨다(예를 들면, 암들(3801, 3802) 모두는 그 암들의 펼침 및 접힘의 방향을 변경하기 위해 함께 회전한다). 반대 방향으로의 구 축들(T1,T2)의 회전은, 이송 장치(3800)의 암들(3801, 3802)중 하나의 펼침 또는 접힘을 발생시키는 반면에, 암들(3801, 3802)중 다른 하나는 도 29b 및 29c에서 알 수 있는 바와 같이 실질적으로 접힘 구성으로 축(3805)에 대해 회전한다. 일 단위으로서 이송 장치(3800)의 회전 뿐만 아니라 암들(3801, 3802)의 펼침/접힘 모두를 기동시키기 위해 단지 2개의 구동 축들(T1,T2)을 갖는 것은, 이송 장치의 신뢰도를 증가시키는 것 이외에도 이송 장치와 관련된 비용을 감소시킬 수도 있다. 예를 들면, 단지 2개의 구동 축들(T1, T2)을 갖는 것은, 구동 모터들, 인코더들 및 모터 제어부들의 수가 최소화되게 한다. 다른 실시예들에서, 이송 장치(3800)는 2개 보다 많거나 작은 구동 축들 및 임의의 적합한 수의 인코더들 및/또는 모터 제어부들을 가질 수도 있다.
상기한 바와 같이, 단지 2개의 독립적으로 제어가능한 모터들이 이송 장치(3800)의 축들(T1, T2)을 구동하기 위해 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 모터들은 동축 또는 나란한 장치를 포함하는 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있지만 이에 제한되지는 않는다. 적합한 동축 모터 구성들의 예들은, 그 개시물이 참조로서 본 명세서에 그 전체가 포함된, 미국 특허 제5,720,590호, 제5,899,658호, 제5,813,823호, 및 제6,485,250호 및/또는 공개 특허 제 2003/0223853호에서 개시되어 있다. 다른 실시예에서, 이송 장치는 구동 모터들이 예를 들면, 도 3a 및 4a-4d에 대해 상술한 바와 같은 이송 또는 진공 챔버의 벽들 내에 일체화되는 무축의 동축 구동 시스템을 가질 수도 있다. 예를 들면, T1, T2 구동 축들의 고정자들은 이송 챔버(3900)의 외주의 실질적인 주위 및 근처에서 일반적으로 아치형 방식과 같이 일반적으로 선형으로 안배될 수도 있다. T1, T2 구동 축들에 대응하는 모터들의 직경은, 인식할 수도 있는 바와 같이, 암들의 하나 이상의 엔드 이펙터(들) 상의 기판들(S1,S2) 및 암들(3801, 3802)의 동작에 대한 클리어런스의 경계를 정하는 공간 엔벨로프로 최소화될 수도 있는 이송 챔버(3900)의 공간 엔벨로프에 대해 최대화될 수도 있다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 다른 실시예에서, T1(또는 T2) 구동 축은 예를 들면, 회전의 쇼울더 축(예를 들면, 외선 조인트(3805))에 대해 편심인 암들(3801, 3802)에 대한 힘을 전하도록 동작하고, 따라서, 예로서, T1 구동 축 출력은 예를 들면, 쇼울더 조인트(3805)에 의해 정의된 풀크럼(fulcrum)에 대해 암들을 피벗하는 암들(3801, 3802)에서의 레버리지 힘을 전한다. 예를 들면, 이송 또는 진공 챔버들의 벽들에 구동 시스템을 일체화하는 것은, 예를 들면, 챔버의 바닥에 진공 시스템 또는 다른 컴포넌트들(예를 들면, 진공 펌프들, 게이지들, 밸브들 등)를 일체화시키는 것을 가능하게 한다.
인식할 수도 있는 바와 같이, 이송 장치(3800)의 구동부는 상술한 축 구동 및 축레스 구동 시스템의 조합일 수도 있다. 또한, 인식할 수도 있는 바와 같이, 하나의 예시적인 실시예에서, 구동 모터들은 각각의 구동 축(T1,T2)과 동축일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 구동 모터들은, 고둥 시스템(예를 들면, 기어들, 벨트들 및 풀리들 또는 다른 적합한 구동 부재들)이 모터 토크를 각각의 구동 축(T1,T2)에 전달하는 각각의 구동 축(T1,T2)으로부터 오프셋될 수 있다.
또한, 도 30a 및 30b를 참조하면, 이송 장치(3800)의 각 암(3801, 3802)은 어퍼 암부(3810L, 3810R), 포어 암부(3811L, 3811R) 및 기판 지지체 또는 엔드 이펙터(3812L, 3812R)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 암들은 더 많거나 적은 관절을 가질 수도 있다. 이러한 예에서, 엔드 이펙터(3812L, 3812R)는 플랫 스크린 디스플레이들에 대한 200mm, 300mm, 450mm 또는 더 큰 반도체 웨이퍼, 레티클 또는 펠리클 또는 패널과 같은 임의의 사이즈 및 형상의 기판들을 이송하는 포크 형상 엔드 이펙터들로서 도시된다. 다른 실시예들에서, 엔드 이펙터는 패들 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 대체의 형상일 수도 있다. 각 암이 단지 예시를 위해 하나의 엔드 이펙터를 갖는 것으로 도시되었지만, 다른 실시예들에서는, 암들 각각은 예를 들면, 나란히 또는 다른 하나상에 적층되어 배열될 수도 있는 임의의 수의 엔드 이펙터를 가질 수도 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)은 회전의 중심축(3805)에 위치된 쇼울더 조인트(3820)에서 구동부(3806)에 피봇가능하게 조인된다. 다른 실시예들에서, 쇼울더(3820)는 기판 이송 장치(3800)의 회전 축(3805)으로부터 (예를 들면, 프로세싱 스테이션에 더 근접한) 중심에서 어긋난 위치될 수도 있고, 이것은 반도체 장비 및 재료 협회(SEMI)가 종래의 암들 보다 작은 암들로 특정된 도달거리를 가능하게 한다.
이러한 예시적인 실시예에서, 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)은 실질적으로 강체인 어퍼 암 부재(3810)를 형성한다. 일 실시예에서, 어퍼 암(3810)은 도 29b에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같은 실질적으로 V-형상 또는 부메랑 형상 프로파일을 가질 수도 있다. 다른 실시예들에서, 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)은 U-형상 및 직사각형 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 형상을 형성할 수도 있다. 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)의 치수들 및 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)에 의해 형성된 각(
Figure pat00001
)(도 30b)은, 암의 최대 도달 거리 또는 펼침(예를 들면, 암의 컨테인먼트에 대한 펼침이 최대화된다)을 제공하면서 암들(3801, 3802)이 이송 챔버(3900; 도 29)내에 컴팩트하게 피트하게 하는 임의의 적합한 치수들 및 각일 수도 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 어퍼 암 부분들 및 그들의 각각의 암들은 아래에 설명하는 바와 같은 더블 스카라 암 장치를 형성할 수도 있다. 도 30b에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 어퍼 암(3810)은 축(3805)에서 구동 축(T2)에 피봇가능하게 결합되어서, 구동 축(T2)이 회전할 때, 어퍼 암(3810)은 그 구동 축과 회전한다. 어퍼 암(3810)과 구동 축(T2) 사이를 결합하는 구동 축은 엘보우 조인트들(3821L, 3821R) 사이에서 암(3810)을 따라 임의의 적합한 지점에 위치된다. 도 30b에서 알 수 있는 바와 같이, 엘보우 조인트들(3821L, 3821R)은 암(3810)의 대향하는 엔드들에 실질적으로 위치된다. 상기한 바와 같이, 이러한 예시적인 실시예에서, 어퍼 암(3810) 및 구동 축은 축(3805)에 대한 회전을 위해 쇼울더 조인트(3820)에서 조인된다. 다른 실시예에서, 엘보우 조인트들(3821L, 3821R)은 어퍼 암(3810)상의 임의의 적합한 지점(들)에 위치될 수도 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 어퍼 암 부재(3810)는 단위 구성(예를 들면, 부분들(3810L)이 원-피스(one-piece) 구성으로 형성됨)일 수도 있어서, 엘보우 조인트들(3821L, 3821R)은 서로에 대하여 공간적으로 고정된다. 다른 예시적인 실시예에서, 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)은 임의의 적합한 패스너들(예를 들면, 용접, 납땜, 나사들, 접착제들, 또는 임의의 다른 적합한 기계적 또는 화학적 패스너)을 사용하여 함께 고정적으로 체결되어서, 이들은 회전의 중심(3805)에 대하여 일 단위으로서 회전한다. 또 다른 실시예들에서, 어퍼 암 링크들(3810L, 3810R)은 조절가능하게 조인될 수도 있어서, 각
Figure pat00002
는, 그 개시 사항이 참조에 의해 본 명세서에 전체가 포함되는 2005년 6월 9일 출원된 “듀얼 스카라 암(Dual Scara Arm)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제11/148,871호에 매우 상세히 설명되어 있는 바와 같이 조정가능하다. 예를 들면, 각
Figure pat00003
는 쇼울더 조인트(3820)에 관하여 하나의 암 링크(3810L, 3810R)을 다른 암 링크(3810L, 3810R)에 대해 회전시킴으로써 조정될 수도 있고, 여기서, 소정의 각
Figure pat00004
에 도달할 때, 암 링크들(3810L, 3810R)은 적절하게 락될 수 있어서, 이들은 쇼울더(3820)에 대해 일 단위으로서 회전한다. 이러한 예에서, 어퍼 암 부재(3810)는 예를 들면, 구동 축(T2)에 대응하는 구동부 모터에 의해 축(3805)에 대해 회전된다.
포어 암(3811L)은 엘보우 조인트(3821L)에서 어퍼 암 부분(3810L)에 피봇가능하게 결합되는 반면에, 포어 암(3810R)은 엘보우 조인트(3821R)에서 어퍼 암 부분(3810R)에 피봇가능하게 결합된다. 엔드 이펙터(3812L)는 리스트(wrist) 조인트(3822L)에서 포어 암(3811L)에 피봇가능하게 결합되고, 엔드 이펙터(3812R)는 리스트 조인트(3822R)에서 포어 암(3811R)에 피봇가능하게 결합된다. 엔드 이펙터들(3812L, 3812R) 각각은 엔드 이펙터의 전면(리스트(3822L, 3822R)로부터 말단의 엔드)으로부터 엔드 이펙터의 배면(리스트(3822L, 3822R)에 근접한 엔드)로 런하는 세로 축을 갖는다. 하나의 예시적 실시예에서, 각 암(3801, 3802)은 각각의 엔드 이펙터(3812L, 3812R)를 구동하는 엔드 이펙터 결합부재 또는 구동 시스템을 포함할 수도 있다. 엔드 이펙터 결합부재 시스템은 임의의 적합한 결합부재 시스템일 수도 있다. 예를 들면, 엔드 이펙터 결합부재 시스템은 슬레이브된 시스템일 수도 있어서, 각각의 리스트(3822L, 3822R)에 대한 엔드 이펙터들(3812L, 3812R)의 회전은, 예를 들면, 도 9a-9d에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 각각의 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)에 적어도 부분적으로 의존한다.
단지 예시를 위해, 도 31a-31c를 참조하여, 엔드 이펙터 결합부재 시스템의 슬레이브된 구성을 설명할 것이다. 암들(3801, 3802)은 단지 예시를 위해 개별 어퍼 암들을 갖는 것으로서 도 31a-31c에 도시된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 암들(3801, 3802)은 엔드 이펙터들(3812L, 3812R)을 구동하는 벨트 및 풀리 시스템을 포함할 수도 있다. 벨트 및 풀리 시스템은 벨트들(4555L, 4555R) 및 풀리들(4550L, 4550R, 4565L, 4565R)을 포함한다. 풀리들(4550L, 4550R)은 엘보우 조인트들(3812L, 3812R)에 대하여 각각의 어퍼 암 부분(3810L, 3810R)에 고정적으로 탑재될 수도 있다. (어느 암이 펼쳐지는지에 의존하여) 어퍼 암(3810)이 축(3805)에 대해 회전되고, 포어 암들(3811L, 3811R)이 그들의 각각의 엘보우 조인트(3821L, 3821R)에 대하여 회전될 때, 풀리(4550L, 4550R)는 엔드 이펙터(3812L, 3812R)를 구동하는 벨트(4555L)를 통해 각각의 풀리(4565L, 4565R)를 구동적으로 회전시켜서, 공통 이동 경로 P1에 따른 엔드 이펙터(3812L, 3812R)의 방사상의 배향 또는 세로 축은, 암들(3801, 3802) 각각이 펼쳐지고 접힐 때 유지된다.
풀리들(4565L, 4565R)은 그들의 각각의 포어 암들(3811L, 3811R)에 회전가능하게 결합될 수도 있으면서, 리스트 조인트들(3822L, 3822R)에 대하여 각각의 엔드 이펙터들(3812L, 3812R)에 고정 결합된다. 이러한 예에서, 풀리들(4565L, 4565R)에 대한 풀리들(4550L, 4550R)의 비율은 1:2 비율일 수도 있어서, 포어 암들(3811L, 3811R)이 회전할 때, 그들의 각각의 엔드 이펙터는 소정의 양 만큼 반대 방향으로 회전한다. 다른 실시예들에서, 풀리들은 포어 암 및/또는 어퍼 암에 대한 엔드 이펙터의 임의의 적합한 회전 특징을 획득하는 임의의 적합한 비율을 가질 수도 있다. 단지 예시를 위해, 리스트 조인트에 대한 엔드 이펙터 회전은 엘보우 조인트에 대한 포어 암의 회전과 동일하고 반대일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 포어 암들 및 엔드 이펙트들은 임의의 적합한 회전 관계(들)를 가질 수도 있다. 도 31a-31c에서 알 수 있는 바와 같이, 풀리들(4550L, 4550R)은 엘보우 조인트들(3821L, 3821R)에 대해 탑재되어서, 포어 암들(3811L, 3811R)이 회전될 때, 풀리들(4550L, 4550R)은 그들의 각각의 어퍼 암 부분들(3810L, 3810R)에 대하여 정지로 유지된다. 임의의 적합한 벨트(4555L, 4555R)가 풀리들의 각각의 쌍을 연결할 수도 있어서, 포어 암들(2811L, 2811R)이 회전될 때, 풀리들(4565L, 4565R)은 구동적으로 회전된다. 다른 실시예들에서, 풀리들은 그 풀리들에 핀되거나 그렇지 않으면 고정될 수도 있는 하나 이상의 금속 밴드들에 의해 연결될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 임의의 적합한 가요성 밴드가 풀리들을 연결할 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 풀리들은 임의의 적합한 방식으로 연결될 수도 있거나 임의의 다른 적합한 트랜스미션 시스템이 사용될 수도 있다.
엔드 이펙터들(3812L, 3812R)은 외선 조인트(3822L, 3822R)에서 각각의 포어 암에 결합될 수도 있다. 엔드 이펙터들(3812L, 3812R)은 풀리들(4565L, 4565R)중 각각의 하나에 구동적으로 결합될 수도 있어서, 암들(3801, 3802)중 하나가 펼쳐지거나 접힐 때, 각각의 엔드 이펙터(3812L, 3812R)는 예를 들면, 도 31b, 31c에서 알 수 있는 바와 같이 공통 이동 경로 P1과 길이 방향으로 정렬되어 유지되는 반면에, 다른 암은 아래의 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 실질적으로 접힘 구성으로 유지된다. 본 명세서에 설명하는 벨트 및 풀리 시스템들이 암 조립체들(3801, 3802)내에 하우징될 수도 있어서, 생성된 임의의 입자들이 암 조립체들내에 포함될 수도 있다는 것을 인식할 수도 있다. 또한, 통풍/진공 시스템이 입자들이 기판들을 오염시키는 것을 더 방지하기 위해 암 조립체들내에 이용될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 동기 시스템들이 암 조립체들 외부에 위치될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 동기 시스템들은 임의의 적합한 위치에 있을 수도 있다.
인식할 수도 있는 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 엔드 이펙터(3812L, 3812R)는 공통 이동 경로 P1를 따라 이동할 수도 있고, 이동 경로 P1을 따른 다른 면들에 있도록 구성될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 암들(3801, 3802)은 다른 높이들이도록 구성될 수도 있어서, 엔드 이펙터들은 공통 이동 경로 P1를 따라 이동할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이송 장치는 다중의 엔드 이펙터들이 공통 이동 경로를 따라 이동하게 하는 임의의 적합한 구성을 가질 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 엔드 이펙터들은 일반적으로 평행하거나 서로에 대해 각을 갖는 다른 경로들을 따라 이동할 수도 있다. 이 경로들은 동일한 면에 위치될 수도 있다. 결합부재 시스템의 링크 부재들의 예시된 동작들은 단지 예시이며, 다른 실시예들에서, 링크 부재들은 서로 독립적으로 암들을 구동하는 것으로부터 임의의 원하는 동작 스위칭 범위를 제공하고 경험하도록 배열될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 암 구동부는 최소 수의 구동 축들(T1,T2)을 사용하면서 암들(3801, 3802) 각각이 펼쳐지고 접히게 하는 기계적 모션 스위치를 포함한다. 개시된 실시예들을 동축 구동 시스템(즉, T1 및 T2의 회전의 중심이 서로 실질적으로 일직선이다)에 대하여 설명하였지만, 다른 실시예들에서는, 구동 축들(T1,T2)은 나란히 또는 임의의 다른 적합한 공간 구성으로 위치될 수도 있다. 또한, 축들(T1,T2)에 대한 구동 모터들이 동축으로 또는 나란히 위치될 수도 있으며, 임의의 적합한 방식으로 구동 축들(T1,T2)에 연결될 수도 있다. 예를 들면, 구동 축(T2)은 회전의 중심 축(3805)에 대해 위치될 수도 있는 반면에, 구동 축(T1)은 회전의 축(3940; 도32a)에 위치될 수도 있다. 구동 링크들(T1A, T1B)의 회전은, 구동 축(T1)이 적합한 기어링, 캠들 및/또는 벨트와 풀리 시스템들을 통해 회전 축(3940)에 위치될 때 달성될 수 있어서, 링크들(T1A,T1B)은 단일 구동 모터를 사용하여 본 명세서에 설명한 바와 같이 회전한다.
도 29d 및 32a-32c를 참조하여, 예시적인 기계적 모션 스위치를 설명한다. 도 32a-32d에 도시된 예시적인 실시예에서, 기계적 스위치는 제 1 구동 링크들(T1A, T1B), 제 2 구동 링크들(3910, 3911) 및 연결 링크들 (3920, 3921)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 기계적 스위치는 임의의 적합한 방식 및/또는 구성으로 서로에 및/또는 이송 암들에 결합된 임의의 적합한 수의 링크들을 포함할 수도 있다.
제 1 구동 링크들(T1A, T1B)은 아래에 설명하는 바와 같이 구동 축(T1)에 연결될 수도 있다. 구동 링크들(T1A, T1B) 각각의 제 1 단부는 임의의 적합한 방식으로 회전 축(3940)에 피봇가능하게 연결될 수도 있어서, 링크들(T1A,T1B)은 축(3940)에 대해 피벗가능하다. 이러한 예시적인 실시예에서, 축(3940)은 이송 장치(3800)의 회전의 중심(3805)으로부터 임의의 적합한 거리 D만큼 오프셋될 수도 있다. 이러한 예에서, 축(3940)은 실질적으로 이동 경로 P1을 따라 있을 수도 있다. 다른 실시예에서, 기계적 스위치의 축(3940)은 이동 경로 P1을 따라 있지 않을 수도 있다. 다른 다른 실시예들계적 스위치는, 링크들(T1A, T1B)이 축(3805)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 축에 대해 피벗하도록 구성될 수도 있다. 축(3940)은 예를 들면, 이송 장치(3800)의 베이스상에 위치될 수도 있어서, 암들(3801, 3802)이 펼쳐지고 접힐 때 축은 축 (3805)에 대하여 회전적으로 고정되거나 정지되어 유지되면서, 동시에 이송 장치(3800)가 화살표 R의 방향으로 일 단위으로서 회전될 때 축(3805)에 대하여 회전할 수 있다.
상기한 바와 같이, 기계적 스위치는 또한 제 2 구동 링크들(3910, 3911)을 포함할 수도 있다. 구동 링크(3910)의 제 1 단부는 회전 결합부재(3931)에서 구동 링크(T1B)에 피봇가능하게 결합될 수도 있다. 구동 링크(3911)의 제 1 단부는 회전 결합부재(3930)에서 구동 링크(T1A)에 피봇가능하게 결합될 수도 있다. 구동 링크들(3910, 3911) 각각의 제 2 단부는 임의의 적합한 방식으로 구동 축(T1)에 피봇가능하게 결합될 수도 있다. 예를 들면, 하나의 예시적인 실시예에서, 구동 링크들(3910, 3911)은 임의의 적합한 형상 및 구성을 가질 수도 있는 구동 플랫폼에 피봇가능하게 결합될 수도 있다. 예시를 위해, 구동 플랫폼은 도 29d에서는 구동 축(T1)에 결합된 삼각형 형상 부재(3960')로서 및 도 32a에서는 디스크 형상 부재(3960)로서 도시된다. 다른 실시예들에서, 구동 링크들(3910, 3911)은 구동 축(T1)에 의해 생성된 토크를 구동 링크들(3910, 3911)의 제 2 단부들에 전달하는 임의의 적합한 형상의 부재를 통해 구동 축에 결합될 수도 있어서, 제 2 단부들은 축(3805)에 대해 회전한다. 구동 링크들(T1A,T1B, 3910, 3911)은 본 명세서에 설명하는 바와 같은 암들(3801, 3802)의 이동을 작동시키는 임의의 적합한 치수들(예를 들면, 길이, 단면 등)을 가질 수 있다. 예를 들면, 도32a 및 32c에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 구동 링크들(3910, 3911)은 구동 링크들(3910, 3911)이 서로 교차하도록 배열된다. 구동 축(T1,T2)의 회전의 방향에 의존하여, 이러한 교차된 구성은 아래에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 구동 링크들(3910, 3911)중 하나가 구동 링크들(T1A,T1B)중 각각의 하나를 밀게 하고, 구동 링크들(3910, 3911)중 다른 하나가 각각의 구동 링크(T1A,T1B)중 다른 하나에 대해 실질적 이동을 제공하지 않고 회전하게 할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 구동 링크들(3910, 3911)은 임의의 다른 적합한 구성 및 공간 관계를 가질 수도 있다.
구동 링크들(T1A, 3911)은 임의의 적합한 방식으로 암(3801)의 임의의 적합한 부분에 적합하게 연결될 수도 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 연결 링크(3921)가, 도 32d에서 알 수 있는 바와 같이 예를 들면, 제 1 단부에서 외선 조인트(3930)에 피봇가능하게 체결될 수도 있으면서 제 2 단부에서 포어 암(3811L)에 피봇가능하게 조인된다. 유사하게는, 구동 링크들(T1B, 3911)이 연결 링크(3920)를 통해 암(3802)에 연결될 수도 있다. 연결 링크(3920)가, 예를 들면, 제 1 단부에서 외선 조인트(3931)에 피봇가능하게 조인될 수도 있으면서 제 2 단부에서 포어 암(3811R)에 피봇가능하게 조인된다. 도면에 도시된 구동 링크들(T1A, 3910 및 T1B, 3911)과 그들의 각각의 암들(3801, 3802) 사이의 연결은 단지 예시이며, 임의의 적합한 형상들 및 사이즈들을 갖는 임의의 적합한 연결 링크들이 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 구동 링크들(T1A,T1B, 3910, 3911)이 벨트들 및 풀리들에 의한 것과 같이, 임의의 적합한 방식으로 각각의 암들에 연결될 수도 있다.
도 29e 및 29f를 참조하여, 다른 예시적인 기계적 모션 스위치를 설명할 것이다. 이러한 예에서, 스위치는 어퍼 암 또는 하우징(3810)내에 인클로징될 수도 있다. 기계적 모션 스위치는 구동 축(T1) 및 구동 링크들(3910', 311')에 결합된 구동 플랫폼(3960'')을 포함한다. 구동 링크(3910')는 제 1 단부에서 외선 조인트(3965)에서의 구동 플랫폼의 제 1 단부에 회전가능하게 결합될 수도 있다. 구동 링크(3910')의 제 2 단부는 임의의 적합한 방식으로 연결될 수도 있다. 예를 들면, 도 29f에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 풀리(3970R)는 구동 링크(3910')가 외선 조인트(3966)에서 암에 결합되도록 풀리로부터 펼쳐지는 암(3970RA)을 포함할 수도 있다. 구동 링크(3911')는 제 1 단부에서 외선 조인트(3967)에서의 구동 플랫폼의 제 1 단부에 회전가능하게 결합될 수도 있다. 구동 링크(3911')의 제 2 단부는 임의의 적합한 방식으로 포어 암 구동 풀리(3970L)에 연결될 수도 있다. 예를 들면, 도 29f에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 풀리(3970L)는 또한, 구동 링크(3911')가 외선 조인트(3968)에서 암에 결합되도록 풀리로부터 펼쳐지는 암(3970LA)을 포함할 수도 있다. 포어 암 구동 풀리들(3970R, 3970L)은 각각의 축(CL1,CL2)에 대한 베어링들(3980A, 3980B)에 의한 것과 같은, 임의의 적합한 방식으로 어퍼 암(3810)내에서 회전가능하게 지지될 수도 있다. 포어 암 구동 풀리들(3970R, 3970L)은 포어 암들(3811R, 3811L)의 회전을 구동하는 벨트들/밴드들(3981, 3982)에 의해 각각의 포어 암 풀리들(3971R, 3971L)에 결합될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 풀리들(3970R, 3971R 및 3970L, 3971R)은 포어 암들을 구동하는 임의의 적합한 방식으로 결합될 수도 있다.
도 29g를 참조하면, 다른 예시적인 기계적 모션 스위치가 도시된다. 이러한 예에서, 동작 스위치는 도 29f에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사하지만, 이러한 실시예에서는, 포어 암 풀리들(3970R, 3970L)이 연결 부재들(3990R, 3990L)을 통해 각각의 포어 암들(3811R, 3811L)에 직접 결합된다. 도 29g에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 엔드 이펙터 풀리들(3995R, 3995L)은 상술한 바와 같이 엔드 이펙터들을 슬레이브하게 구동하는 어퍼 암(2810)에 연결된다.
이제, 도 32a-36c를 참조하여, 이송 장치(3800)의 동작을 설명할 것이다. 상기한 바와 같이, 동일한 방향 및 동일한 속도에서의 구동 축(T1 및 T2)의 회전은, 이송 장치(3800)를 화살표 R의 방향으로 축(3805)에 대해 일 단위으로서 시계 방향 또는 반시계 방향 회전하게 한다. 도 33a에서 알 수 있는 바와 같이 반대 방향으로의 구동 축(T1,T2)의 회전은 2개의 암들(3801, 3802)중 하나를 펼친다. 예를 들면, 개시된 실시예들은, T1이 반시계 방향 회전하고 T2가 시계 방향 회전하는 암(3801)의 펼침을 설명한다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 암(3802)은 T2가 반시계 방향 회전하고 T1이 시계 방향 회전하는 후술하는 바와 실질적으로 유사한 방식으로 펼쳐질 수 있다.
예시적인 실시예들에서, T2는 축(3805)에 대해 어퍼 암 부재(3810)를 대응하게 회전시키기 위해 화살표 R2의 방향으로 회전한다. 동시에, T1은 화살표 R1의 방향으로 회전하여서, 구동 링크들(3910, 3911)의 제 2 단부들이 축(3805)에 대하여 회전한다. 도 32a 및 33b를 비교할 때 알 수 있는 바와 같이, T1이 회전하면, 구동 링크들(T1A,T1B, 3910, 3911)은, 구동 링크(3911)가 축(3940)에 대해 링크(T1A)를 반시계 방향 회전시키기 위해 암 링크(T1A)를 밀도록 배열된다. 도 32d, 33c, 34c 35c 및 36c를 비교할 때 알 수 있는 바와 같이, 방향 R1에서의 T1의 회전 동안, 구동 링크들은 또한, 구동 링크(3910)가 외선 조인트(3931)에 대해 회전하여 링크(T1B)가 축(3940)에 대해 실질적으로 회전적으로 고정되어 유지되도록 배열된다. 예를 들면, 구동 링크들(T1B, 3910) 및 연결 링크(3920)에 의해 형성된 3-링크 구성의 2개의 링크(예를 들면, 링크들(T1B 및 3920))는, 링크 TIB 및/또는 3920에 어떠한 실질적인 동작을 제공하지 않고 구동 링크(3910)가 회전하게 하기 위해 외선 조인트(3931)를 적어도 부분적으로 제한할 수도 있다.
도 32d, 33c, 34c, 35c 및 36c는 구동 축(T1,T2)의 각 회전에 대하여 축(3940)에 관한 구동 링크들(T1A,T1B)의 각 회전을 그래프적으로 예시한다. 도 32c, 33c, 34c, 35c 및 36c에서 알 수 있는 바와 같이, T1A 및 T1B의 각 회전은 그래프의 수직 축을 따라 도시되고, T1의 각 회전은 수평 축을 따라 도시된다. 도 32c, 33c, 34c, 35c 및 36c의 그래프는, 수평 축상의 제로의 좌측에 대한 값들이 링크(T1A)의 회전에 대응하고 제로의 우측에 대한 값들이 링크(T1B)의 회전에 대응하는 "스플릿(split)" 그래프이다. T1 및 링크들(T1A,T1B)의 각 회전은, 도 32a 및 32b에 도시된 접힌 위치에 있을 때, T1, T1A, T1B의 위치로부터 측정될 수도 있다. T1의 회전 각이 (네거티브 또는 반시계 방향으로) 증가할 때, T1A의 회전 각이 또한 동일한 방향으로 증가한다. 도 32c, 33c, 34c, 35c 및 36c를 비교할 때 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, T1B의 회전 각은, T1의 회전 각이 반시계 방향으로 증가할 때 실질적으로 제로로 유지된다.
이제, 도33a-d를 참조하면, 포어 암(3811L)이 상술한 바와 같이 링크(3921)를 링크들(3911,T1A)에 연결함으로써 구동적으로 제한된다. 구동 링크(3911)가 구동 링크(T1A)를 밀 때, 연결 링크(3921)는 포어 암(3811L)을 당기게 되고, 이것은 차례로, 포어 암(3811L)이 엘보우 조인트(3821L)에 대하여 회전하게 한다. 연결 링크(3921)는, 도 34a-d에서 알 수 있는 바와 같이, 연결 링크(3921)가 포어 암(3811L)을 밀기 시작하는 어느 지점에서, 포어 암(3811L)이 어퍼 암 부분(3810L)상에 교차할 때 까지 구동 축들(T1 및 T2)의 결합된 회전에 의해 포어 암(3811L)을 계속 당긴다. 구동 축들(T1,T2)은, 도 35a-d 및 36a-d에서 알 수 있는 바와 같이, 암(3801)이 펼쳐져서 엔드 이펙터(3812L)가 기판 S2을 피킹하거나 플레이싱하는 소정의 위치에 위치될 때 까지, 반대 방향(R1,R2) 각각에서 계속 회전한다. 인식할 수 있는 바와 같이, 엔드 이펙터(3812L)가 상술한 바와 같이 어퍼 암(3810)에 슬레이브되기 때문에, 방향 R2에서의 어퍼 암(3810)의 회전 및 반대의 반시계 방향으로의 포어 암(3811L)의 회전은, 엔드 이펙터(3812L)가 이동 경로 X1과 길이 방향으로 정렬되어 유지되는 동안 암이 펼쳐지게 한다. 예를 들면, 어퍼 암(3810)이 방향 R2에서 시계 방향 회전하고 포어 암(3811L)이 방향 R1에서 반시계 방향 회전할 때, (어퍼 암(3810)에 고정적으로 연결된) 풀리(4550L)는 포어 암(3811L)에 대하여 시계 방향 회전하는 것으로서 보인다. 풀리(4550L)는 시계 방향으로 풀리(4565L)를 구동적으로 회전시켜서, 엔드 이펙터(3812L)의 회전은 포어 암(3811L)의 회전과 실질적으로 동일하고 반대이며, 엔드 이펙터는 펼침 (및 접힘) 동안 경로 X1과 길이 방향으로 정렬되어 유지된다.
또한, 도 32a-36d를 참조하면, 암(3801)이 펼쳐질 때, 암(3802)은 실질적으로 접혀서 유지되고 축(3805)에 대해 회전된다. 상술한 바와 같이, 구동 축(T1)이화살표 R1의 방향으로 회전할 때, 구동 링크(3910)의 제 2 단부는 동일한 방향으로 회전하게 된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 예를 들면, 도 32d에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 링크(T1B)는 연결 링크(3920)를 통해 포어 암(3811R)에 결합된다. 연결 링크(3920)에 의해 형성된 포어 암(3811R)과 링크(T1B) 사이의 이러한 결합은 회전 결합부재(3931)를 제한할 수도 있어서, 구동 링크(3910)는 구동 링크(T1B) 또는 회전 결합부재(3931)의 이동을 실질적으로 초래하지 않고 회전 결합부재(3931)에 대하여 회전한다. 도 32d, 33d, 34d, 35d 및 36d에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 링크들(T1B, 3910, 3920)은, 회전 결합부재(3931)가 암(3801)의 펼침 동안 어퍼 암(3810)의 회전 축(3805)에 인접하여 위치되도록 구성된다. 회전 축(3805)에 인접한 회전 결합부재(3931)를 갖는 것은, 암(3801)이 펼쳐지고 접힐 때, 어떠한 실질적인 접힘 또는 펼침 이동 없이 축(3805)에 대해 암(3802)이 회전할 수 있게 한다.
제 2 암(3802)의 펼침을 작동시키기 위해, 제 1 암(3801)은 암(3801)의 펼침에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 접힐 수도 있다. 암(3801)이 소정의 범위 또는 위치(예를 들면, 도 29a, 30a, 및 32a에 도시된 중립 위치)로 접힐 때, 기계적 위치는 구동 시스템의 동작을 암(3802)으로 스위치하여, 암(3802)은 펼쳐지는 반면에 암(3801)은 실질적으로 접힘 구성으로 유지된다. 암(3802)의 펼침은 암(3801)에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 발생한다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 기계적 모션 스위치는, 도 37에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, T1의 회전 각이 0도를 실질적으로 통과할 때 동작한다. 도 37은, 암들(3801, 3802)이 펼쳐질 때, 링크들(T1A,T1B)의 각 회전 대 T1의 각 회전을 예시한다. 도 37에서, 링크들(T1A, T1B)의 각 회전의 값은, 링크(T1A, T1B)의 회전이 시계 방향 또는 반시계 방향인지에 관계없이 암들(3801, 3802)이 펼쳐질 때 양의 수로서 그래프상에 도시된다.
이제, 도 38a-38e를 참조하여, 이송 장치(3800')의 다른 예시적인 실시예를 설명할 것이다. 이러한 예에서의 이송 장치(3800')는 다르게 언급한 바를 제외하고는 도 29a-37에 대하여 상술한 이송 장치(3800)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 이러한 예에서, 이송 장치(3800')는 더블 스카라 암 장치를 가져서, 각 암의 어퍼 암들(3810R', 3810L')은 독립적으로 회전가능하다. 암(이송 장치)의 기계적 모션 스위치는, 스위치가 예를 들면, 구동 축(T1)에 연결된 상술한 플랫폼(3960, 3960')과 실질적으로 유사한 구동 플랫폼을 포함한다는 지점에서, 이송 장치(3800)에 대하여 상술한 스위치와 실질적으로 유사할 수도 있다. 구동 링크들(3910, 3911)은 제 1 단부에서 구동 플랫폼에 회전가능하게 결합되고, 각각의 연결 링크(명확화를 위해 도면들에는 미도시)에 회전가능하게 결합된다. 일 실시예에서, 연결 링크는 어퍼 암들(3810R', 3810L')중 각각의 하나에 조인될 수도 있다. 다른 실시예에서, 연결 링크들은 각각의 어퍼 암에 회전가능하게 또는 이동가능하게 조인될 수도 있다. 연결 링크들은 구동 링크들(3910, 3911) 각각의 제 2 단부를 어퍼 암들(3810R', 3810L')의 각각의 하나에 직접 결합한다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 연결 링크들은 임의의 적합한 위치에서 각각의 어퍼 암들에 회전가능하게 또는 고정 결합될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 연결 링크들은 그들의 각각의 어퍼 암을 갖는 단위 구성일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 기계적 스위치는 임의의 적합한 방식 및/또는 구성으로 서로 및/또는 이송 암들에 결합된 임의의 적합한 수의 링크들을 포함할 수도 있다.
도 38a-38c에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 축(T1)이 반시계 방향으로 구동 플랫폼을 회전시킬 때, 구동 플랫폼은 구동 링크들(3910, 3911)의 제 1 단부가 구동 플랫폼에 따라 반시계 방향으로 아치형 경로로 이동하게 한다. 구동 링크(3911)는 연결 링크가 어퍼 암(3810R')을 밀게 하여, 어퍼 암(3810R')이 반시계 방향으로 또한 회전하게 한다. 이러한 예에서, 암 링크들은 상술한 바와 같이 슬레이브되어서, 어퍼 암(3910R')이 반시계 방향 회전할 때, 포어 암(3811R')은 시계 방향 회전하고, 엔드 이펙터(3812R')의 세로 축은 암(3801')의 펼침 및 접힘의 경로를 따라 유지된다. 또한, 도 38a-38c에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 축(T1)이 반시계 방향 회전할 때, 구동 링크(3910)는 그것의 제 2 단부(3910E)가 실질적으로 정지로 유지되도록 회전하여서, 암(3802')은 실질적으로 접힘 구성으로 유지되고 암(3801')은 지점(3870)에 기판을 픽/플레이스하기 위해 펼쳐진다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 암(3801')의 접힘은 암(3801')의 펼침에 대하여 상술한 바와 실질적으로 반대의 방식으로 발생할 수도 있다. 도 38d 및 38e에서 알 수 있는 바와 같이, 암(3802')은 예를 들면, 구동 축(T1)을 시계 방향으로 회전시킴으로써 펼쳐져서, 구동 플랫폼은 구동 링크들(3910, 3911)의 제 1 단부가 구동 플랫폼을 따라 시계 방향으로 아치형 경로로 이동하게 한다. 여기서, 구동 링크(3910)는 그것의 연결 링크가 시계 방향으로 어퍼 암(3810')을 회전시키는 상부암(3810L')을 밀게 한다. 상술한 바와 같이, 암(3802')의 링크들은 슬레이브될 수도 있어서, 포어 암(3811L')은 반시계 방향 회전하며, 엔드 이펙터(3812L')의 세로 축은 펼침 및 접힘의 경로를 따라 유지된다. 또한, 도 38d 및 38e에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 축(T1)이 시계 방향 회전할 때, 구동 링크(3910)는 그것의 제 2 단부(3910E)가 실질적으로 정지로 유지되도록 회전하여서, 암(3801')은 실질적으로 접힘 구성으로 유지되고 암(3802')은 지점(3870)에 기판을 픽/플레이스하기 위해 펼쳐진다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 암(3802')의 접힘은 암(3802')의 펼침에 대하여 상술한 바와 실질적으로 반대의 방식으로 발생할 수도 있다.
이제, 도 39를 참조하여, 반경 암 구성을 갖고 기계적 모션 스위치를 포함하는 다른 예시적인 이송 장치(4000)를 설명할 것이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 이송 장치는, 이송 장치의 감소되거나 최소화된 높이/두께를 발생시킬 수도 있는 나란한 구동 풀리 장치 및 이송 장치의 암 링크들을 구동하는 단축되거나 최소화된 길이의 벨트들/밴드들을 포함한다. 최소화된 사이즈의 암 및 최소화된 길이의 벨트들은, 암이 위치될 수도 있는 진공/이송 챔버의 깊이/볼륨에서의 대응하는 감소 및 예를 들면, 이송 장치의 개선된 구조적 특성으로 인한 암의 개선되거나 최대화된 제어 성능 및 속도를 제공할 수도 있다.
이러한 예에서, 이송 장치는 하우징 또는 어퍼 암부(4001)를 포함한다. 어퍼 암부(4001)는 임의의 적합한 구성 및 사이즈를 가질 수도 있고, 기계적 스위치(4005)를 하우징하는 것으로서 도면에 도시된다. 다른 실시예들에서, 어퍼 암부(4001)는 기계적 스위치(4005)를 하우징하지 않을 수도 있거나 기계적 스위치의 일부만을 하우징할 수도 있다. 어퍼 암부(4001)는 또한, 하나 이상의 이송 암들(4055A, 4055B)을 지지하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 암들(4055A, 4055B)은 예를 들면, 하우징(4000)에 연결되지만 그 하우징과는 별개인 암 지지체에 의한 것과 같이, 임의의 적합한 방식으로 지지될 수도 있다. 여기서, 2개의 이송 암들(4055A, 4055B)이 존재하지만, 다른 실시예들에서는, 이송 장치(4000)는 임의의 적합한 수의 이송 암들을 포함할 수도 있다. 어퍼 암부(4001)는 상부 및 바닥(도 39에 도시된 바닥)을 포함하는 조립체일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 하우징은 예를 들면, 기계적 스위치(4005)의 컴포넌트들과 같은 어퍼 암부(4001)내에 위치되는 이송 장치(4000)의 컴포넌트들로의 액세스 및 이송 장치(4000)의 조립체를 허용하는 임의의 적합한 컴포넌트들 및/또는 피처들(커버들, 도어들 등)을 가질 수도 있다.
이러한 예시적인 실시예에서, 이송 장치(4000)는 예를 들면, 도 3-8 및 10에 대하여 상술한 구동부와 같은 임의의 적합한 구동부(미도시)를 포함할 수도 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 구동부는 예를 들면, 2개의 구동 축들(T1,T2)을 갖는 동축 구동부일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 구동부는 2 보다 많거나 적은 구동 축들을 가질 수도 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 구동부는 또한, 예를 들면, 이송 장치(4000)가 작용하는 기판 프로세싱 스테이션들, 로드 락들, 또는 다른 기판 홀딩 영역들/장치에 대한 이송 장치의 높이를 조정하는 Z-축 구동부를 포함할 수도 있다. 이러한 예에서, 아래에 더욱 상세히 설명하는 하는 바와 같이, 구동 축(T1)은 하우징에 결합될 수도 있고, 구동 축(T2)은 이송 장치(4000) 및 암들을 일 단위으로서 회전시키고/시키거나 암들(4055A, 4055B)을 펼치고 접는 기계적 모션 스위치(4005)에 결합될 수도 있다.
도 39 및 40a-c에서 알 수 있는 바와 같이, 암들(4055A, 4055B) 각각은, 각각의 쇼울더 조인트(4055SR, 4055SL)를 통해 일 단부에서 어퍼 암부(4001)에 회전가능하게 결합되고, 각각의 리스트 조인트(4055W)에서 다른 반대의 엔드에서의 각각의 엔드 이펙터(4056L, 4056R)에 회전가능하게 결합되는 포어 암(4055L, 4055R)을 포함한다. 구동 축(T2)과 쇼울더 조인트(4055S) 사이의 거리(LH)는 조인트 중심으로부터 조인트 중심까지(예를 들면, 쇼울더 조인트의 중심으로부터 리스트 조인트의 중심까지)(도 43을 또한 참조)의 어퍼 암(4055R, 4055L)의 길이(LA)와 실질적으로 동일하다. 다른 실시예들에서, 길이들(LH,LA)은 동일하지 않을 수도 있으며, 임의의 적합한 길이들을 가질 수도 있다. 엔드 이펙터들(4056L, 4056R)은 어퍼 암부(4001)에 슬레이브될 수도 있어서, 엔드 이펙터(4056L, 4056R)의 세로 축은 그것의 각각의 암(4055A, 4055B)의 펼침 및 접힘의 경로를 따른다. 다른 실시예들에서, 엔드 이펙터들은 어퍼 암부(400)에 슬레이브될 수도 있으며, 임의의 적합한 방식으로 회전가능하게 구동될 수도 있다. 포어 암들(4055L, 4055R)은 아래에 설명하는 바와 같이 포어 암들(4055L, 4055R)을 구동하는 각각의 풀리(4051L, 4051R)에 고정 결합될 수도 있다.
도 39 및 40a-c에 도시된 예시적인 실시예들에서, 기계적 모션 스위치(4005)는 피벗하는 플랫폼(4021), 2개의 연결 링크들(4022L, 4022R), 및 2개의 구동 링크들(4023L, 4023R)을 포함한다. 피벗하는 플랫폼(4021)은 예를 들면, 풀리 시스템을 통하는 것과 같은 직접 결합부재 또는 트랜스미션 결합부재를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 방식으로 구동부의 구동 축(T2)에 결합될 수도 있다. 피벗하는 플랫폼(4021)은 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있으며, 단지 예시를 위해 부메랑 또는 실질적으로 V-형상 구성을 갖는 것으로서 도면에 도시된다. 다른 실시예들에서, 플랫폼(4021)은 실질적으로 직선 연장된 형상, 삼각 형상, 원 형상 또는 본 명세서에 설명하는 바와 같은 이송 암들의 펼침 및 접힘을 초래하는데 적합한 임의의 다른 형상을 가질 수도 있다. 이러한 예에서, 플랫폼(4021)은 제 1 방향으로 (구동 축(T2)과 동일할 수도 있는) 회전 축(CL)으로부터 벗어나 펼쳐지는 제 1 부분 또는 측면 및 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 회전 축(CL)으로부터 벗어나 펼쳐지는 제 2 부분 또는 측면을 포함한다. 연결 링크(4022L)의 제 1 단부는 외선 조인트(4010)에서 제 1 부분에 회전가능하게 결합된다. 연결 링크(4022L)의 제 2 단부는 외선 조인트(4012)에서 구동 링크(4023L)에 회전가능하게 결합된다. 이러한 예에서, 연결 링크(4022L)는 실질적으로 직선 연장된 링크로서 도시되지만, 다른 실시예들에서는, 연결 링크(4022L)는 임의의 적합한 형상 및/또는 구성을 가질 수도 있다. 구동 링크(4023L)는 적합한 베어링들에 의한 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 회전 축(CL1)에서 예를 들면, 어퍼 암부(400)에 회전가능하게 결합되는 풀리 부분(4024L) 및 연결 링크(4022L)와 결합하는 풀리 부분(4024L)으로부터 펼쳐지는 암 부분(4024LA)을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 구동 링크(4023L)의 풀리 부분(4024L) 및 암 부분(4024LA)은 단위 원-피스 구성일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 풀리 부분(4024L) 및 암 부분(4024LA)은 조립체일 수도 있거나 임의의 다른 적합한 구성을 가질 수도 있어서, 암 부분(4024LA)은 풀리 부분(4024L)의 회전을 초래한다. 또 다른 실시예들에서, 구동 링크는 풀리(4024L)에 회전가능하게 직접 결합될 수도 있다. 구동 링크(4023L)는 예를 들면, 풀리(4051L) 및 포어 암(4055L)을 구동적으로 회전시키는 벨트 또는 밴드(4050L)에 의해 포어 암 풀리(4051L)에 결합된다. 다른 실시예들에서, 임의의 적합한 방식으로 포어 암(4055L)에 결합될 수도 있다. 유사하게는, 연결 링크(4022R)의 제 1 단부는 외선 조인트(4011)에서 플랫폼(4021)의 제 2 부분에 회전가능하게 결합된다. 연결 링크(4022R)의 제 2 단부는 외선 조인트(4013)에서 구동 링크(4023R)에 회전가능하게 결합된다. 연결 링크(4022R)는 연결 링크(4022L)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 구동 링크(4023R)는 상술한 구동 링크(4023L)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 예를 들면, 구동 링크(4023R)는 예를 들면, 적합한 베어링들과 같은 임의의 적합한 방식으로 회전 축(CL2)에서 어퍼 암부(4001)에 회전가능하게 결합되는 풀리 부분(4024R) 및 연결 링크(4022R)와 결합하는 풀리 부분(4024R)으로부터 펼쳐지는 암 부분(4024RA)를 포함할 수도 있다. 구동 링크(4023R)는 예를 들면, 풀리 (4051R) 및 포어 암(4055R)을 구동적으로 회전시키는 벨트 또는 밴드(4050R)에 의해 포어 암 풀리(4051R)에 결합된다. 다른 실시예들에서, 구동 링크(4023R)는 임의의 적합한 방식으로 포어 암(4055R)에 결합될 수도 있다. 도 39에서 알 수 있는 바와 같이, 링크들(4022L, 4022R, 4023L, 4023R)은 피벗하는 플랫폼(4021)을 통해 결합된 4-바 메카니즘들의 쌍을 형성한다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 회전 축들(CL,CL1,CL2) 서로에 대한 위치들은 단지 예시를 위해 도면에 도시되고, 다른 실시예들에서는, 회전 축들(CL, CL1, CL2)은 서로에 대해 임의의 적합한 공간 관계를 가질 수도 있다.
이제, 도 40a-44를 참조하여, 이송 장치(4000)의 예시적인 동작을 설명할 것이다. 도 40a-40c에서 알 수 있는 바와 같이, 기계적 스위치 메카니즘(4005)은 매우 상세히 도시된다. 이러한 예에서, 플랫폼(4021)의 회전 축(CL)은 도 41a에서 알 수 있는 바와 같이 스위치(4005)가 중립 또는 초기 위치/구성에 있을 때 외선 조인트들(4010, 4011) 보다는 회전 축들(CL1, CL2)의 대향 측상에 위치된다. 링크들(4021, 4022L, 4022R, 40213L)의 지오메트리는, 도 41b에서 알 수 있는 바와 같이 시계 방향으로 중립 위치로부터 플랫폼(4021)의 회전이 링크(4023L)의 각 배향의 변화를 발생시키면서 링크(4023R)가 그것의 접힘 구성에서 실질적으로 정지로 유지되도록 선택될 수도 있다. 도 41a-41c에 도시된 예에서, 기계적 모션 스위치(4005)는, 약 90도 회전에 대하여, 플랫폼(4021)이 링크(4023L)(또는 플랫폼(4021)의 회전 방향에 의존하여 4024L)의 약 180도 동작을 생성하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 링크들(4021, 4022L, 4022R, 4023L, 4023R)은 플랫폼(4021)의 임의의 소정의 회전 각에 대해 링크들(4023L, 4023R)의 임의의 소정의 각 변화를 생성하도록 구성될 수도 있다. 인식할 수도 있는 바와 같이, 예를 들면, 플랫폼(4021)이 반시계 방향으로 회전될 때, 도 40c에서 알 수 있는 바와 같이 링크(4023R)의 각 배향이 변화하지만, 링크(4023L)는 그것의 접힘 구성에서 실질적으로 정지로 유지된다.
플랫폼(4021)의 각 위치의 함수로서 링크들(4023L, 4023R)의 각 배향들은 도 41에 그래프되고 도시되며, 여기서, θ1은 플랫폼(4021)의 각 위치를 나타내고, θ3L 및 θ3R은 링크들(4023L, 4023R)의 각각의 각 배향들이다. 각들(θ1,θ3L 및 θ3R)은 도 40a에 도시된 바와 같이 링크들의 초기 구성에 대하여 측정되며, θ1 및 θ3R은 반시계 방향으로 포지티브이고, θ3L은 시계 방향으로 포지티브이다. 링크들(4023R, 4023L)중 다른 하나가 이동하는 동안의 정지 링크(4023R, 4023L)에 의한 잔류 동작의 양은, 예를 들면, L2/L1의 비율에 의해 제어될 수 있으며, 여기서, 도 40b에 도시된 바와 같이, L1은 플랫폼(4021)의 피벗하는 지점(축(CL))과 링크들(4022L, 4022R)을 플랫폼에 결합하는 외선 조인트들(4010, 4011) 사이의 거리이며, L2는 조인트 중심으로부터 조인트 중심까지의 링크들(4022L, 4022R)의 길이이다. 도 41에서 알 수 있는 바와 같이, 잔류 동작의 양은, 비율 L2/L1이 1의 값에 접근할 때 감소한다.
도 42a-42d, 43 및 44를 참조하면, 일반적으로, 기판 교환 시퀀스에서, 엠프티 암(4055B)은 도 39(또한 도 42 참조)에 도시된 바와 같은 접힌 위치로부터 예를 들면, 도 43에서 알 수 있는 바와 같은 워크스테이션, 또는 다른 적합한 기판 홀딩 위치(미도시)로 방사상으로 펼쳐지고, 프로세싱된 기판 S2를 픽하며, 도 39에서 알 수 있는 바와 같이 접힌 위치로 다시 접는다. 암의 수직 위치는 조정되어서(또는 기판 홀딩 위치가 조정됨, 여기서, 이송 장치는 Z-동작 구동부를 갖지 않음), 다른 암(4055A)은 워크스테이션으로 진입할 수 없다. 인식할 수 있는 바와 같이, 일 실시예에서, Z-동작 구동부는 다른 면들에서 이중으로 위치된 엔드 이펙터들(4056L, 4056R)을 보상할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 엔드 이펙터들은 동일한 면에 나란히 위치될 수도 있다. 암(4055A)은 가공하지 않거나 프로세싱되지 않은 기판 S1을 운반하는 도 44에서 알 수 있는 바와 같이 방사상으로 펼쳐지고, 워크스테이션에 기판을 플레이스하며, 도 39에 도시된 접힌 위치로 리턴한다. 암(4055A)의 펼침은 도 42a-42d에 매우 상세히 도시되어 있다. 도 42b에서 알 수 있는 바와 같이, T1 및 T2 구동 축들 모두는, 예를 들면, 암들(4055A, 4055B)을 전달하는 암 지지체(미도시, 실질적으로 어퍼 암부(4001)와 유사함)와 암들중 하나의 펼침을 초래하는 플랫폼(4021) 사이에서 상대적 이동을 초래하기 위해 다른 속도에서 회전할 수도 있다. 이러한 예에서, 암(4055A)을 펼치기 위해, 플랫폼(4021)과 암 지지체는 도 42b에 도시되어 있는 바와 같이 처음에는 반대 방향으로 회전되지만(암 지지체는 화살표 4200의 방향으로 반시계 방향 회전되고 플랫폼은 화살표 4021의 방향으로 시계 방향 회전됨), 나중에는 도 42c 및 42d에 도시되어 있는 바와 같이 동일한 방향으로(이러한 예에서, 화살표 4200의 방향으로 반시계 방향) 회전된다. 실질적으로 동일한 속도에서 동일한 방향의 구동 축들(T1,T2)의 회전은, 예를 들면, 축(CL)에 대해 일 단위으로서 이송 장치(4000)를 회전시킨다. 여기서, 암 지지체의 회전은 워크스테이션(4070)을 향해 반시계 방향으로 아치형 경로를 따라 암(4055A)의 쇼울더 조인트(4055S)를 이동시킨다. 플랫폼(4021)의 회전은, 연결 링크(4022R)가 구동 링크(4023R)를 당기게 하여서, 구동 링크(4023R)는 시계 방향 회전한다. 다른 실시예들에서, 플랫폼(4021)은 연결 링크가 구동 링크(4023R)를 밀게 할 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 플랫폼(4021)은 구동 링크(4021R)가 암(4055R)을 펼치는 임의의 적합한 방식으로 이동하게 할 수도 있다. 구동 링크(4023R)는 시계 방향으로의 (벨트(4050R), 구동 풀리(4024R) 및 어퍼 암 풀리(4051R)를 통한) 포어 암(4055R)의 회전이 암(4055A)을 펼치게 한다. 상술한 바와 같이, 엔드 이펙터들(4056R, 4056L)은 예를 들면, 벨트들/밴드들 및 풀리들과 같은 임의의 적합한 트랜스미션에 의해 암 지지체에 슬레이브될 수도 있어서, 포어 암(4055R)이 시계 방향 회전할 때, 엔드 이펙터(4056R)는 경로(4090)와 길이 방향으로 정렬되고 그 경로를 따라 펼쳐진다. 인식할 수 있는 바와 같이, 암(4055A)의 접힘은 상술한 바와 실질적으로 반대의 방식으로 발생할 수도 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 암(4055B)의 펼침 및 접힘은 암(4055A)에 대해 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 발생할 수도 있다. 도 42a-42d에서 알 수 있는 바와 같이, 암(4055A)이 펼쳐질 때, 암(4055B)은 실질적으로 접힘 구성으로 유지되면서 축(CL)에 대해 회전하고 그 역도 가능하다. 이러한 예에서, 기계적 모션 스위치(4005)는 연결 링크들(4022L, 4022R) 모두가 단일 모터에 의해 구동되게 하여 예를 들면, 모터 인코더 조립체 및 대응하는 전자기기의 비용 및 복잡성을 제거함으로써 이송 장치 구동 시스템을 단순화시킨다.
이제, 도 45a-46d를 참조하여, 다른 예시적인 이송 장치(4100)를 설명할 것이다. 이송 장치(4100)는 이송 장치(4000)와 실질적으로 유사할 수도 있지만, 기계적 모션 스위치(4105)가 아래에 설명하는 바와 같이 다른 구성을 갖는다. 도 45a에서 알 수 있는 바와 같이, 플랫폼(4131)을 연결 링크들(4132L, 4132R)에 연결하는 외선 조인트들(4110, 4111) 및 피벗하는 플랫폼(4131)의 회전 축(CL')은 축들(CL1',CL2')의 동일한 측상에 위치된다. 이러한 예에서, 플랫폼(4131)은 도 39 및 40에 도시된 바와 실질적으로 유사한 방식으로 구동 축(T2)에 결합될 수도 있어서, 구동 축(T2)이 회전할 때, 플랫폼은 구동 축과 회전한다. 일 예에서, 구동 축(T2)(및/또는 T1)은 회전 축(CL')과 동축일 수도 있다. 플랫폼(4131)은 플랫폼(4021)에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 회전 축(CL')으로부터 벗어나 각각 펼쳐지는 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는다. 플랫폼(4131)의 제 1 부분은 외선 조인트(4111)의 연결 링크(4132L)의 제 1 단부에 결합되고, 플랫폼(4131)의 제 2 부분은 외선 조인트(4110)에 의해 연결 링크(4132R)의 제 1 단부에 결합된다. 연결 링크들(4132L, 4132R)의 제 2 대향 엔드는 외선 조인트들(4113, 4112)에 의해 구동 링크들(4133L, 4133R)에 각각 결합된다. 도 45a에서 알 수 있는 바와 같이, 연결 링크들(4132L, 4132R)은, 기계적 모션 스위치(4105)가 초기 또는 중립 위치에 있을 때 서로상에서 교차한다. 연결 링크들(4132L, 4132R)은 상술한 연결 링크들(4022L, 4022R)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 구동 링크들(4133L, 4133R)은 또한 도 39 및 40에 대하여 상술한 구동 링크들(4023L, 4023R)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 예를 들면, 구동 링크들(4133L, 4133R)은 포어 암들(4155L, 4155R)의 회전을 초래하는 각각의 포어 암 풀리(4151L, 4151R)를 구동하는 구동 풀리(4134L, 4134R)를 각각 포함할 수도 있다. 도 39 및 40에 대하여 상술한 바와 같이, 구동 링크들(4133L, 4133R)은 벨트들(4150L, 4150R)에 의해 포어 암 풀리들(4151L, 4151R)에 결합될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 구동 축들(4133L, 4133R)은 임의의 적합한 방식으로 포어 암들(4155L, 4155R)에 구동적으로 연결될 수도 있다. 도 45b에서 알 수 있는 바와 같이, 플랫폼(4131)이 반시계 방향(예를 들면, 화살표 4600의 방향)에서 회전될 때, 구동 축(4133R)은 또한 반시계 방향으로 회전하지만, 구동 축(4133L)은 도 45a에 도시된 초기 위치에 실질적으로 유지된다. 유사하게는, 도 45c에서 알 수 있는 바와 같이, 플랫폼(4131)이 시계 방향(예를 들면, 화살표 4601의 방향)에서 회전할 때, 구동 축(4133L)은 또한 시계 방향으로 회전하지만, 구동 축(4133R)은 도 45a에 도시된 초기 위치에 실질적으로 유지된다. 기계적 모션 스위치(4105)의 동작 프로파일은 도 41에 도시된 바와 실질적으로 유사할 수도 있다.
이제, 도 46a-46d를 참조하여, 이송 장치(4000)의 암(4155A)의 펼침을 설명할 것이다. 이 예에서, 암(4155A)을 펼치기 위해, 구동 축은 반시계 방향(예를 들면, 화살표 4600의 방향)에서 (상술한 어퍼 암부(4001)와 실질적으로 유사할 수도 있는) 암 지지체를 회전시킬 수도 있다. 여기서, 암 지지체의 회전은 워크스테이션(4070)을 향해 반시계 방향으로 아치형 경로를 따라 암(4155A)의 쇼울더 조인트(4155S)를 이동시킨다. 구동 축(T2)은 처음에서는 시계 방향(예를 들면, 화살표 4601의 방향)에서 그리고 그 후 반시계 방향으로, 피벗하는 플랫폼(4131)을 회전시킬 수도 있다. 암 지지체에 대한 플랫폼(4131)의 회전은, 도 46a-46d에 도시된 바와 같이 암(4155A)을 펼치는 시계 방향으로 포어 암(4155L)이 실질적으로 회전하게 하는 연결 링크(4132L)를 통해 플랫폼(4131)이 구동 링크(4133L)를 밀게 한다. 다른 실시예들에서, 플랫폼(4131)은 구동 링크(4133L)에 대한 당김을 초래할 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 플랫폼(4131)은 구동 링크(4131L)가 암(4155A)을 펼치는 임의의 적합한 방식으로 이동하게 할 수도 있다. 실질적으로 동일한 속도에서 동일한 방향으로의 구동 축들(T1,T2)의 회전은, 이송 장치(4100)의 방사상의 펼침 및 접힘의 경로의 각 배향을 변경하기 위해 이송 장치(4100)를 일 단위으로서 회전시킬 수도 있다. 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식에서, 구동 링크 풀리(4134L)는, 예를 들면, 벨트/밴드(4150L)를 통해 포어 암 풀리(4151L)를 구동한다. 엔드 이펙터(4156L)는 예를 들면, 도 41a-41d에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 벨트들 및 풀리들(4156L, 4157L)과 같은 적합한 트랜스미션을 통해 암 지지체에 슬레이브될 수도 있어서, 엔드 이펙터(4156L)의 세로 축은 암(4155A)의 펼침 및 접힘의 축(4610; 도 46c)을 따라 실질적으로 유지된다. 인식될 수도 있는 바와 같이, 암(4155A)의 접힘은 암(4155A)의 펼침에 대하여 상술한 바와 실질적으로 반대인 방식으로 발생할 수도 있다. 또한 인식될 수도 있는 바와 같이, (포어 암(4155R), 엔드 이펙터(4156R) 및 풀리들(4151R, 4159R, 4157R)을 포함하는) 암(4155B)의 펼침 및 접힘은 암(4155A)에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사할 수도 있다.
도 39-46d에 도시된 예들에서, 포어 암들의 벨트들 및 풀리들을 통해 각각의 구동 축에 의해 구동된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 이송 장치는 포어 암들이 도 29g에 대하여 상술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 각각의 구동 링크에 의해 직접 구동되도록 구성될 수도 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 기판 이송 장치가 제공된다. 이 기판 이송 장치는, 프레임; 그 프레임에 연결되고 제 1 회전 축을 구동하는 제 1 모터 및 제 2 회전 축을 구동하는 제 2 모터를 갖는 구동부; 그 프레임에 회전가능하게 연결된 실질적으로 강체인 어퍼 암부; 실질적으로 강체인 어퍼 암부에 회전가능하게 탑재되며, 각각이 이들에 종속하는 적어도 하나의 기판 지지체를 갖는 적어도 2 개의 포어 암들; 및 제 2 모터에 적어도 2 개의 포어 암들을 연결하여, 적어도 2 개의 포어 암들과 제 2 모터가 항상 연결되도록 하는 기계적 모션 스위치를 포함하며, 실질적으로 강체인 어퍼 암부는 제 1 모터에 의해 회전가능하게 구동되고 적어도 2 개의 포어 암들은 기계적 모션 스위치를 통하여 제 2 모터에 의해 회전가능하게 구동되고, 그 기계적 모션 스위치는 단지 제 1 및 제 2 회전 축들을 구동하는 2 개의 모터들이 기판 이송 장치에 적어도 3 개의 자유도를 제공하도록 구성된다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 기판 이송 장치가 제공된다. 이 기판 이송 장치는, 프레임; 프레임내에 하우징된 적어도 2개의 스카라 암들로서, 적어도 2개의 스카라 암들이 접힘 구성일 때, 그 스카라 암들 각각은 그 위에 기판을 홀딩하는 적어도 하나의 엔드 이펙터를 포함하는, 적어도 2개의 스카라 암들; 및 프레임의 주위를 따라 아치형으로 근방에서 실질적으로 선형적으로 안배된 고정자를 갖는 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터를 갖는 구동부를 포함하며, 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터 중 단지 하나의 독립적으로 제어가능한 모터는 구동 링크를 통하여 적어도 2 개의 스카라 암들 각각에 동시에 연결되고, 단지 하나의 독립적으로 제어가능한 모터는 서로 실질적으로 독립적인 적어도 2 개의 스카라 암들을 각각 펼치거나 접히도록 구동 링크를 회전시키기 위해 편심의 구동력을 인가하도록 구성된다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 기판 이송 장치가 제공된다. 이 기판 이송 장치는, 적어도 2 개의 독립적으로 제어가능한 모터들을 갖는 구동부; 제 1 방향으로 펼쳐지도록 구성된 제 1 스카라 암 및 상기 제 1 방향과 실질적으로 반대인 제 2 방향으로 펼쳐지도록 구성된 제 2 스카라 암을 포함하며, 제 1 및 제 2 스카라 암들 각각은 상부에 기판을 지지하는 엔드 이펙터를 갖는 분절된 암; 제 1 및 제 2 스카라 암들 각각을, 서로에게 그리고 적어도 2 개의 독립적으로 제어가능한 모터들 중 각각의 하나에 실질적으로 연속적으로, 동작가능하게 결합시키는 결합 부재를 포함하며, 결합 부재는 적어도 2 개의 독립적으로 제어가능한 모터들 사이의 상대적 이동이 서로에 독립적인 제 1 및 제 2 스카라 암들 중 각각의 하나의 펼침과 접힘을 작동시키도록 구성된다.
또 다른 실시예에 따르면, 기판 이송 장치가 제공된다. 이 기판 이송 장치는, 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터를 갖는 구동부; 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터에 동작가능하게 연결되고, 제 1 쌍의 스카라 암들 및 제 2 쌍의 스카라 암들을 포함하며, 제 1 및 제 2 쌍의 스카라 암들 내의 각 암이 상부에 기판을 홀딩하기 위한 엔드 이펙터를 갖는 분절된 암; 제 1 및 제 2 쌍의 스카라 암들 내의 각 암을 동시에 그리고 실질적으로 연속적으로 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터에 결합에 의해 결합시키는 결합 부재를 포함하며, 결합 부재는, 상기 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 모터들 중 단지 하나의 독립적으로 제어가능한 모터가 제 1 및 상기 제 2 쌍의 암들 각각 내의 다른 암의 조화된(coordinated) 동시의 펼침 및 접힘에 대하여 실질적으로 독립적인 상기 제 1 및 상기 제 2 쌍의 암들 각각 내의 하나의 암의 조화된 동시의 펼침 및 접힘을 작동시키도록 구성된다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 기판 이송 장치가 제공된다. 이 기판 이송 장치는, 적어도 제 1 및 제 2 독립적으로 제어가능한 모터를 갖는 구동부; 제 1 암 링크 및 그 제 1 암 링크에 연결되고 상부에 기판을 홀딩하기 위한 제 1 엔드 이펙터를 갖는 제 1 분절된 암; 제 2 암 링크 및 그 제 2 암 링크에 연결되고 상부에 기판을 홀딩하기 위한 제 2 엔드 이펙터를 갖는 제 2 분절된 암을 포함하며, 제 1 및 제 2 암 링크들 각각은 제 1 및 제 2 독립적으로 제어가능한 모터들 모두의 회전자들(rotors)에 회전가능하도록 체결되어, 제 1 및 제 2 독립적으로 제어가능한 모터들의 동시적인 운동이 제 1 및 제 2 분절된 암들 중 하나의 펼침을 작동시키면서 제 1 및 제 2 분절 암들 중 다른 하나는 실질적으로 접힘 구성으로 회전된다.
또 다른 실시예에 따르면, 기판 이송 장치가 제공된다. 이 기판 이송 장치는, 프레임; 적어도 제 1 및 제 2 독립적으로 제어가능한 모터들을 포함하는 프레임에 연결된 구동부; 암 링크 및 상부에 기판을 홀딩하기 위한 엔드 이펙터를 포함하는 분절된 암을 포함하며, 암 링크는, 그 암 링크의 제 1 단부에서 제 1 독립적으로 제어가능한 모터의 회전자에 회전가능하게 체결되고, 암 링크의 반대의 제 2 단부에서 엔드 이펙터에 회전가능하게 결합되고, 암 링크의 제 1 단부에서 구동 결합에 의해 제 2 독립적으로 제어가능한 모터에 구동적으로 결합된다.
본 명세서에 설명한 기계적 모션 스위치(들)은, 최소수의 구동부를 이용한 고속 기판 교환 능력을 허용한다. 또한, 기계적 모션 스위치의 구성은, 컴팩트 이송 챔버들에서의 사용을 위해 최소의 컨테인먼트를 갖는 컴팩트 이송 장치를 제공하는 동시에, 이송 비용을 절감하고 그 신뢰도를 증대시킨다.
예시적인 실시예들이 개별적으로 또는 이들의 임의의 조합으로 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 상술한 설명이 실시예들의 예시일 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 다양한 등가물 및 변형물이 실시예들을 벗어나지 않고 당업자에 의해 발명될 수 있다. 따라서, 본 실시예들은 첨부한 청구범위의 범주내에 있는 모든 이러한 대체, 변형 및 변경을 포함하는 것이다.

Claims (8)

  1. 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터를 적어도 갖는 구동부;
    제1 암 링크 및 상기 제1 암 링크에 연결되고 위에 놓인 기판을 지지하기 위한 제1 엔드 이펙터를 갖는 제1 분절 암; 및
    제2 암 링크 및 상기 제2 암 링크에 연결되고 위에 놓인 기판을 지지하기 위한 제2 엔드 이펙터를 갖는 제2 분절 암;
    을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 암 링크들의 각각은 상기 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터들의 모두의 회전자들에 회전 가능하도록 체결되되, 상기 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터들의 동시적인 운동이 상기 제1 및 제2 분절 암들 중 하나의 펼침을 기동시키면서 상기 제1 및 제2 분절 암들 중 다른 하나는 실질적으로 접힘 구성인 채로 회전하도록 하는 기판 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 암 링크는 상기 독립적으로 제어 가능한 제1 모터의 구동 부재에 회전가능하게 결합되고, 일 단부에서 상기 제1 암 링크에 회전가능하게 결합되고 반대쪽의 타 단부에서는 상기 독립적으로 제어 가능한 제2 모터에 회전가능하게 결합되는 제1 링크 부재에 의해 상기 독립적으로 제어 가능한 제2 모터에 연결되며,
    상기 제2 암 링크는 독립적으로 제어 가능한 상기 제1 모터의 상기 구동 부재에 회전가능하게 결합되고, 일 단부에서 상기 제2 암 링크에 회전가능하게 결합되고 반대쪽의 타 단부에서는 상기 독립적으로 제어 가능한 제2 모터에 회전가능하게 결합되는 제2 링크 부재에 의해 상기 독립적으로 제어 가능한 제2 모터에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 암 링크들 중 하나가 펼쳐질 때, 상기 제1 및 제2 링크 부재들은, 각각, 상기 제1 암 링크 및 상기 제2 암 링크가 이들 각각과 상기 독립적으로 제어 가능한 제1 모터와의 결합에 대하여 각각 회전하도록 기동시키는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터들이 반대 방향으로 회전할 때, 상기 제1 및 제2 분절 암들 중 하나가 펼쳐지면서, 상기 제1 및 제2 분절 암들 중 다른 하나는 실질적으로 접힘 구성으로 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터들이 동일한 방향으로 회전할 때, 상기 제1 및 제2 분절 암들 중 하나가 펼쳐지면서, 상기 제1 및 제2 분절 암들 중 다른 하나는 실질적으로 접힘 구성으로 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 엔드 이펙터들은 상기 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터들 중 하나에 결합되어, 이들의 각 분절 암이 펼쳐질 때 상기 엔드 이펙터들은 펼침 경로에 실질적으로 길이 방향으로 정렬하도록 유지되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분절 암들이 실질적으로 접힘 구성으로 있을 때, 상기 제1 및 제2 분절 암들을 둘러싸는 하우징을 더 포함하며,
    상기 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터들 각각은 상기 하우징 내부로 일체화되고 상기 하우징의 주위를 따라 근방에서 아치형으로 실질적으로 선형적으로 안배되는 고정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 독립적으로 제어 가능한 제1 및 제2 모터들의 상기 고정자들은 적층된 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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