KR20160106140A - 전자 디바이스 제조에서 기판들을 운송하기 위한 로봇 장치, 구동 조립체들, 및 방법들 - Google Patents

전자 디바이스 제조에서 기판들을 운송하기 위한 로봇 장치, 구동 조립체들, 및 방법들 Download PDF

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Abstract

기판-운송 로봇 장치가 개시된다. 로봇 장치는 상부 아암, 상부 아암에 대해 독립적으로 회전 가능한 포어 아암, 포어 아암에 대해 독립적으로 회전 가능한 리스트 부재, 및 기판을 운반하도록 이루어진 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 몇몇 양태들에서, 독립적인 회전은, 회전을 위해 제 1 구동 풀리 상에 장착된 제 2 구동 풀리를 갖는 로봇 구동 조립체에 의해 제공된다. 다른 양태에서, 베이스-장착식(base-mounted) 및 웨브-장착식(web-mounted) 풀리들을 포함하는 로봇 구동 조립체들이 개시된다. 많은 다른 양태들로서, 로봇 구동 조립체들 및 선택적인 방법들이 제공된다.

Description

전자 디바이스 제조에서 기판들을 운송하기 위한 로봇 장치, 구동 조립체들, 및 방법들{ROBOT APPARATUS, DRIVE ASSEMBLIES, AND METHODS FOR TRANSPORTING SUBSTRATES IN ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING}
관련 출원
[0001] 본 출원은, 2014년 1월 5일에 출원된 "ROBOT APPARATUS, DRIVE ASSEMBLIES, AND METHODS FOR TRANSPORTING SUBSTRATES IN ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING" 라는 명칭의 미국 가출원 제 61/923,701 호(대리인 문서 번호 제 21587USA/L 호)의 우선권을 주장하며, 이로써 상기 출원은, 모든 목적들을 위해서 인용에 의해 본원에 통합된다.
[0002] 본 발명은 전자 디바이스 제조에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 기판들을 운송하기 위한 로봇 장치, 구동 조립체들, 및 방법들에 관한 것이다.
[0003] 종래의 전자 디바이스 제조 시스템들은 다수의 프로세스 챔버들 및 로드 록(load lock) 챔버들을 포함할 수 있다. 그러한 챔버들은, 예컨대, 각각의 프로세스 챔버들과 로드 록 챔버들 사이에서 기판들이 운송될 수 있는 클러스터 툴들에 포함될 수 있다. 이러한 시스템들은 다양한 챔버들 사이에서 기판들을 이동시키기 위해 로봇 장치를 채용할 수 있으며, 로봇 장치는 이송 챔버에 상주할(reside) 수 있다. 그러한 이동들 동안, 기판은 리스트 부재(wrist member)에 커플링된 엔드 이펙터(end effector)(종종 "블레이드(blade)"로서 지칭됨) 상에 지지될 수 있다. 시스템 처리량을 위해, 다양한 시스템 챔버들 사이에서 기판들의 효율적이고 정확한 운송이 요구될 수 있으며, 이로써 아마도, 전체 운영 비용들을 낮출 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 엔드 이펙터를 독립적으로 관절 연결하는(articulate) 능력(예컨대, 요(yaw))이 요구되며, 이로써, 예컨대,오프셋(offset), 비-방사형(non-radial), 챔버들이 액세싱될(accessed) 수 있다.
[0004] 따라서, 기판들의 효율적이고 정확한 이동을 위한 요 능력을 갖는 로봇 장치, 조립체들, 및 방법들이 요구된다.
[0005] 일 양태에서, 로봇 장치가 제공된다. 로봇 장치는, 선내 단부(inboard end) 및 선외 단부(outboard end)를 갖는 상부 아암 하우징(upper arm housing)을 포함하는 상부 아암, 회전을 위해 선외 단부에서 상부 아암 하우징에 커플링된 포어 아암(forearm) 하우징을 갖는 포어 아암, 회전을 위해 포어 아암 하우징에 커플링된 리스트 부재, 리스트 부재에 커플링되고 기판을 운반하도록 구성되고 이루어진 엔드 이펙터, 및 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을, 양자 모두 X-Y 평면에서 야기하도록 구성되고 이루어진 구동 조립체를 포함하며, 구동 조립체는: 회전을 위해 상부 아암 하우징에 커플링된 제 1 구동 풀리(pulley), 및 회전을 위해 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리를 더 포함한다.
[0006] 다른 양태에서, 로봇 구동 조립체가 제공된다. 로봇 구동 조립체는 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진다. 로봇 구동 조립체는, 회전을 위해 상부 아암의 상부 아암 하우징에 커플링된 제 1 구동 풀리, 및 회전을 위해 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리를 포함한다.
[0007] 다른 양태에서, 전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판을 운송하는 방법이 제공된다. 방법은, 상부 아암, 포어 아암, 리스트 부재, 및 엔드 이펙터 - 엔드 이펙터는 기판을 운반하도록 이루어짐 - 를 갖는 로봇 장치를 제공하는 단계, 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체를 제공하는 단계, 회전을 위해 상부 아암의 상부 아암 하우징에 커플링된 제 1 구동 풀리를 구동하는 단계, 및 회전을 위해 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리를 구동하는 단계를 포함한다.
[0008] 다른 양태에서, 로봇 구동 조립체가 제공된다. 로봇 구동 조립체는 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진다. 로봇 구동 조립체는, 회전을 위해 상부 아암의 상부 아암 하우징의 제 1 파일럿(pilot)에 커플링된 제 1 구동 풀리, 회전을 위해 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리, 상부 하암 하우징의 선외 단부의 웨브(web)로부터 연장되는 상부 파일럿 및 하부 파일럿, 회전을 위해 하부 파일럿에 커플링되고 제 1 트랜스미션 부재(transmission member)에 의해 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 1 피구동(driven) 풀리, 회전을 위해 상부 파일럿에 커플링되고 제 2 트랜스미션 부재에 의해 제 2 구동 풀리에 커플링된 제 2 피구동 풀리 - 제 2 피구동 풀리는 포어 아암에 부착됨 -, 및 제 1 피구동 풀리와 리스트 부재 구동 풀리에 커플링된 이송 샤프트를 포함한다.
[0009] 다른 양태에서, 로봇 구동 조립체가 제공된다. 로봇 구동 조립체는, 로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진다. 로봇 구동 조립체는, 상부 아암 하우징의 베이스에 커플링되고 베이스로부터 멀어지는 방향으로(away from) 연장되는 제 1 파일럿, 회전을 위해 제 1 파일럿에 커플링된 제 1 구동 풀리, 상부 아암 하우징의 웨브에 커플링되고 웨브로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 파일럿, 및 회전을 위해 제 2 파일럿에 커플링된 제 2 구동 풀리를 포함한다.
[0010] 또 다른 양태에서, 로봇 장치가 제공된다. 로봇 장치는, 선내 단부(inboard end) 및 선외 단부(outboard end)를 갖는 상부 아암 하우징(upper arm housing)을 포함하는 상부 아암, 회전을 위해 선외 단부에서 상부 아암 하우징에 커플링된 포어 아암(forearm) 하우징을 갖는 포어 아암, 회전을 위해 포어 아암 하우징에 커플링된 리스트 부재, 리스트 부재에 커플링되고 기판을 운반하도록 구성되고 이루어진 엔드 이펙터, 및 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을, 양자 모두 X-Y 평면에서 야기하도록 구성되고 이루어진 로봇 구동 조립체를 포함하며, 로봇 구동 조립체는: 상부 아암 하우징의 베이스에 커플링되고 베이스로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 1 파일럿, 회전을 위해 제 1 파일럿에 커플링된 제 1 구동 풀리, 상부 아암 하우징의 웨브에 커플링되고 웨브로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 파일럿, 및 회전을 위해 제 2 파일럿에 커플링된 제 2 구동 풀리를 더 포함한다.
[0011] 본 발명의 또 다른 양태들, 특징들 및 장점들은, 본 발명을 실시하기 위해 고려되는 최적의 모드를 포함하여, 다수의 예시적인 실시예들 및 구현예들을 예시함으로써, 이하의 상세한 설명으로부터 쉽게 자명할 수 있다. 또한, 본 발명은 다른 그리고 상이한 실시예들을 포함할 수 있으며, 실시예들의 몇몇의 세부사항들은 다양한 측면들(respects)에서 수정될 수 있고, 이 모두는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는다. 따라서 도면들 및 설명들은 사실상 예시적인 것으로 간주되며, 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 도면들은 반드시 실척으로 도시되지는 않는다. 본 발명은 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 수정들, 등가물들 및 대안들을 커버한다.
[0012] 본 발명은, 이하의 도면들과 함께 취해진 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
[0013] 도 1a는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 측평면도를 예시한다.
[0014] 도 1b는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 몇몇 컴포넌트들의 분해 사시도를 예시한다.
[0015] 도 1c는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 구동 조립체의 다양한 컴포넌트들의 분해 사시도를 예시한다.
[0016] 도 1d는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 측단면도를 예시한다.
[0017] 도 1e는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 구동 조립체의 선내 부분의 부분 단면도(구동 샤프트들은 도시되지 않음)를 예시한다.
[0018] 도 1f는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 구동 조립체의 선외 부분의 부분 단면도를 예시한다.
[0019] 도 1g-1h는, 각각, 실시예들에 따른 로봇 장치의 상부 아암 하우징의 평면도 및 저면도를 예시한다.
[0020] 도 2는, 실시예들에 따른 로봇 장치를 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 실시예의 (정상부가 제거된) 평면도를 예시한다.
[0021] 도 3a 및 3b는, 실시예들에 따른, 독립적인 포어 아암 및 리스트 부재 제어를 포함하는 로봇 장치에 의해 가능해지는 다양한 구성들의 (챔버들이 제거된) 기판 프로세싱 시스템의 실시예의 사시도들을 예시한다.
[0022] 도 4는, 본 발명에 따른 로봇 장치를 동작시키는 방법을 도시하는 흐름도이다.
[0023] 도 5a는, 실시예들에 따른, 다른 실시예의 로봇 장치의 측단면도를 예시한다.
[0024] 도 5b는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 로봇 구동 조립체의 선내 단부의 부분 단면도를 예시한다.
[0025] 도 5c는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 리스트 부재와 포어 아암 사이의 연결을 보여주는, 리스트 조인트(joint)의 부분 측단면도를 예시한다.
[0026] 도 5d-5e는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 상부 아암 하우징의 평면도들을 예시한다.
[0027] 도 5f는, 실시예들에 따른 로봇 장치의 상부 아암 하우징의 저면도들을 예시한다.
[0028] 전자 디바이스 제조는, 기판 제조 설비 내의 위치들 사이에서의 기판들의 이동을 위해 로봇 장치를 활용할 수 있다. 예컨대, 로봇 장치는 이송 챔버에 상주할 수 있고, 프로세싱 툴의 다양한 프로세싱 챔버들 및/또는 로드 록 챔버들 사이에서 하나 또는 그 초과의 기판들(예컨대, 실리콘 웨이퍼들, 유리 플레이트들, 마스크들, 등)을 이송하기 위해 사용될 수 있다. 많은 예들에서, 그러한 프로세스 및/또는 로드 록 챔버들은 진공 하에서 동작될 수 있다. 따라서, 로봇 장치는 유사하게, 진공 환경에 포지셔닝될 필요가 있을 수 있고, 진공 환경 내에서 동작할 수 있을 필요가 있을 수 있다. 몇몇 경우들에서, 로봇 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 비-방사형 챔버들(예컨대, 오프셋 챔버들, 즉, 로봇의 숄더 축(shoulder axis)으로부터 오프셋된 챔버들)에 액세싱할 수 있는 관절(articulation) 능력을 가지도록 설계될 수 있다. 게다가, 이송 챔버의 전체 크기를 감소시키기 위해, 작은 동작 범위(operating envelope)를 갖는 로봇들이 바람직할 수 있다.
[0029] 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 로봇 장치의 포어 아암과 리스트 부재를 독립적으로 관절 연결하는 능력을 갖는 로봇 장치가 제공된다. 특히, 리스트 부재는 포어 아암에 대한 독립적인 회전을 위해 이루어질 수 있으며, 포어 아암은 로봇 장치의 상부 아암에 대한 독립적인 회전을 위해 이루어질 수 있다. 부가적인 관절 기능을 부가하는 것은 로봇의 전체 크기가 상대적으로 더 작게 만들어질 수 있게, 그리고 따라서 이송 챔버가 상대적으로 더 작게 만들어질 수 있게 할 수 있으며, 또한, 오프셋 챔버들(챔버들의 패싯 라인들(facet lines)이 로봇 장치의 상부 아암의 숄더 축과 포컬라이징되지 않는(non-focalized) 챔버들)을 허용할 수 있다. 따라서, 로봇 동작은 더 작은 공간 범위에서 수행될 수 있고, 이로써, 기판 프로세싱 시스템 내에서의 기판들의 로봇 방식 운송은 더 작은 동작 범위를 필요로 할 수 있다.
[0030] 따라서, 증가된 회전 자유도들 및/또는 독립적인 회전 능력의 측면에서 향상된 기능을 포함하는 로봇 장치, 특히, X-Y 평면에서의 증가된 회전 자유도들을 갖는 로봇 장치가 요구된다(sought after).
[0031] 본 발명의 다른 실시예에서, 개선된 기능을 갖는 로봇 장치가 제공된다. 로봇 장치는 상부 아암, 상부 아암에 커플링된 포어 아암, 및 포어 아암에 커플링된 리스트 부재를 포함한다. 리스트 부재는, 로봇 장치에 의해 액세싱 가능한 하나 또는 그 초과의 프로세스 챔버들에서 프로세싱될 수 있는 기판을 운반하도록 이루어진 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 리스트 부재는, 포어 아암에 대해서 X-Y 평면에서의 독립적인 회전을 위해 이루어지고, 포어 아암은, 상부 아암에 대해서 X-Y 평면에서의 독립적인 회전을 위해 이루어진다. X-Y 평면은, 프로세싱 동안 기판이 놓인 평면에 대해 평행한 평면이다. 결과적으로, 로봇 장치는 유리하게, 리스트 부재를 제공하도록 이루어질 수 있는데, 로봇 장치는 X-Y 평면에서 병진 운동할(translate) 수 있을 뿐만 아니라, X-Y 평면에서 리스트 부재에 요 운동(yaw movement)을 전달할 수 있다. 따라서, 그러한 요 운동은 엔드 이펙터에게 전달될 수 있다. 그러므로, 로봇 장치는, 챔버들 중 하나 또는 그 초과의 챔버들의 패싯 라인이 이송 챔버의 공통 방사상 중심점에 포컬라이징되지 않는 챔버들을 포함하는 기판 프로세싱 시스템들을 능숙하게 서비싱할(service) 수 있다. 게다가, 6개 또는 그 초과와 같은 많은 프로세싱 챔버들이 단일 로봇에 의해, 예컨대, 그러한 포컬라이징되지 않는 시스템들에서 상대적으로 작은 전용(special) 범위에서 서비싱될 수 있다.
[0032] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 로봇 장치를 위한 구동 조립체가 제공된다. 구동 조립체는 포어 아암 및 리스트 부재를 독립적으로 회전시키도록 동작 가능하게 구성된다. 특히, 다른 양태에 따르면, 구동 조립체는 트랜스미션 부재들(예컨대, 구동 벨트들)의 프리-텐셔닝(pre-tensioning)을 허용하는 구성을 포함한다.
[0033] 본 발명의 예시적인 실시예들의 추가적인 세부 사항들은 도 1a-5와 관련하여 이하에서 설명된다.
[0034] 도 1a-1h는, 본 발명에 따른, 로봇 장치(100), 구동 조립체(115), 및 컴포넌트들의 예시적인 실시예의 다양한 도면들을 예시한다. 로봇 장치(100)는 로봇 아암들, 예컨대, 상부 아암(102), 포어 아암(106), 및 리스트 부재(110)의 조립체, 구동 모터 조립체(114), 및 구동 조립체(115)를 포함할 수 있다. 구동 모터 조립체(114)는 베이스(103)(또는, 플랜지(flange))를 포함할 수 있고, 이송 챔버(107) 내에서의 동작을 위해 로봇 장치(100)를 벽(wall)(예컨대, 플로어(floor) - 도 1a에는 오직 부분만이 도시됨)(도 1a에서, 이송 챔버의 벽들은 점선들에 의해 묘사됨)에 장착시키도록 이루어질 수 있다.
[0035] 로봇 장치(100)의 다양한 아암들(상부 아암(102), 포어 아암(106), 및 리스트 부재(110))은 이송 챔버(107) 내에서 동작 가능할 수 있다. 이송 챔버(107)는, 예컨대, 진공 챔버일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇 장치(100)는, 하나 또는 그 초과의 기판들(105)을, 이송 챔버(107)에 커플링될 수 있는 다양한 챔버들, 예컨대, 프로세스 챔버들(209A-209F) 사이에서 운송하도록 이루어질 수 있다. 특히, 로봇 장치(100)는, 기판들(105)을 프로세싱하도록 구성되고 이루어진 전자 디바이스 프로세싱 시스템(101)의 하나 또는 그 초과의 로드 록 챔버들(211A, 211B)과 하나 또는 그 초과의 프로세스 챔버들(209A-209F) 사이에서 기판들(105)을 이송하도록 이루어질 수 있다.
[0036] 이제 도 1a 내지 1h를 참조하면, 로봇 장치(100)는, 선내 단부(104A) 및 선외 단부(104B)를 갖는 상부 아암 하우징(104)을 포함하는 상부 아암(102)을 포함한다. 상부 아암 하우징(104)은 제거 가능한 정상부 플레이트(104T) 및 분리 가능한(detachable) 베이스 부분(123D)을 포함할 수 있다. 상부 아암(102)은, 숄더 축을 중심으로 베이스(103)에 대해서 X-Y 평면(도 2 참고)에서 회전하도록 이루어진다. X-Y 평면은, 다양한 프로세스 챔버들(209A-209F)과 로드 록 챔버들(211A, 211B) 사이에서 기판들(105)을 피딩하기(feeding) 위한, 로봇 장치(100)의 동작 평면이다; 평면은 로봇 장치(100)의 Z-축일 수 있는 숄더 축(113)에 대해 수직이다.
[0037] 포어 아암(106)은, 회전을 위해 선외 단부(104B)에서 상부 아암 하우징(104)에 커플링된 포어 아암 하우징을 포함할 수 있다. 포어 아암(106)은 선내 단부 및 선외 단부를 포함할 수 있고, 선내 단부는 엘보우 축(elbow axis; 117)에서 상부 아암(102)에 커플링될 수 있다. 포어 아암(106)은, 예컨대, 포어 아암(106)의 선내 단부에서, 엘보우 축(117)을 중심으로 상부 아암(102)에 대해 X-Y 평면에서 회전하도록 이루어질 수 있다. 리스트 부재(110)는, 포어 아암(106)의 선외 단부에서 포어 아암(106)에 커플링될 수 있다. 리스트 부재(110)는, 리스트 축(119)을 중심으로 포어 아암(106)에 대한, X-Y 평면에서의 회전을 위해 이루어질 수 있다. 리스트 축(119)은 포어 아암(106)의 선외 단부에 로케이팅될 수 있다. 엔드 이펙터(112)는 리스트 부재(110)에 커플링될 수 있거나, 리스트 부재(110)와 통합될(integral) 수 있으며, 하나 또는 그 초과의 기판들(105)을, 예컨대, 전자 디바이스 프로세싱 시스템(101)의 프로세스 챔버들(209A-209F), 및 로드 록 챔버들(211A, 211B)과 같은 각각의 챔버들 사이에서 운반하도록 이루어질 수 있다. 도시된 실시예에서, 엔드 이펙터(112) 및 리스트 부재(110)는 별개의 연결된 물품들(articles)로서 도시된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 리스트 부재(110) 및 엔드 이펙터(112)는 선택적으로, 서로 통합될 수 있다.
[0038] 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇 장치(100)는 구동 조립체(115)를 포함할 수 있고, 이러한 구동 조립체(115)는, 리스트 부재(110)가, 그리고 따라서 엔드 이펙터(112)가, X-Y 평면에서 요 운동을 수행하는 것을 허용할 수 있다. 이러한 요 운동은, 예컨대, 상부 아암(102) 및 포어 아암(106)의 회전과 무관하게, 로봇 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 도 2 및 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 리스트 부재(110)는 전자 디바이스 프로세싱 시스템(301) 내부에서 요잉될(yawed) 수 있으며, 이에 의해, 오프셋 챔버들(즉, 포컬라이징되지 않는 챔버들)은 쉽게 액세싱될 수 있다. 프로세스 챔버들 및 이송 챔버의 정상부 커버는 도 3a-3b에서 제거되었다.
[0039] 게다가, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상부 아암(102), 포어 아암(106), 및 리스트 부재(110) 각각의 독립적인 회전이 달성될 수 있다. 예컨대, X-Y 평면에서 숄더 축(113)을 중심으로 한 상부 아암(102)의 독립적인 회전은 시계 방향 또는 반시계 방향 양자 모두로 제공될 수 있다. 특히, 상부 아암(102)의 회전은 0도 +/- 최대 약 360도, 또는 그 초과일 수 있다.
[0040] X-Y 평면에서 엘보우 축(117)을 중심으로 한 포어 아암(106)의 독립적인 회전은 또한, 시계 방향 또는 반시계 방향 양자 모두로 제공될 수 있다. 특히, 포어 아암(106)은 상부 아암(102)에 대해서, 예컨대, 최대 약 +/- 140도의 각도로 회전될 수 있다. 이로써, 상부 아암(102)이 겪는 각회전(angular rotation)과 무관하게, 포어 아암(106)은 동일한 방향으로, 반대 방향으로 회전될 수 있거나, 상부 아암(102)에 대해서 고정적으로 유지될 수 있다. 게다가, 포어 아암(106)은, 상부 아암(102)과 동일한 각속도(angular rate)로, 더 느리게, 또는 더 빠르게 회전될 수 있다.
[0041] 유사하게, 리스트 축(119)을 중심으로 한 리스트 부재(110)의 회전은, 포어 아암(106)에 대하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 제공될 수 있다. 특히, X-Y 평면에서 포어 아암(106)에 대한 리스트 부재(110)의 회전 각도는, 예컨대, 최대 약 +/- 140도일 수 있다.
[0042] 따라서, 종래의 SCARA 로봇과 비교할 때 X-Y 평면에서의 요 능력, 및/또는 포어 아암(106)에 대해서 리스트 부재(110)를 독립적으로 회전시키는 능력의 부가에 의해서, 전자 디바이스 프로세싱 시스템(101)(도 2)의, 포컬라이징되지 않는 프로세스 챔버들(209A-209F)은 도달될 수 있고 서비싱될 수 있다. 그러한 프로세스 챔버들(예컨대, 프로세스 챔버(209C))에서, 프로세스 챔버(209C)가 연결되는 패싯으로부터의 법선 벡터(점선으로 도시됨)는 이송 챔버(107)의 공통 중심에 포컬라이징되지 않는다. 물론, 로봇 장치(100)의 실시예들이, 다른 유형들의 프로세스 챔버들, 예컨대, 포컬라이징되는 프로세스 챔버들을 액세싱하고 서비싱하기 위해 유용할(find utility) 수 있음이 인지되어야 한다. 예컨대, 로봇 장치(100)는 팩토리 인터페이스(factory interface)에서 사용될 수 있고, 로드 포트(load port)와 로드 록 챔버 사이에서 기판들을 이송하도록 이루어질 수 있다.
[0043] 다시 도 1a-1h를 참조하면, 로봇 장치(100) 및 로봇 장치(100)의 구동 조립체(115)의 더 많은 세부 사항들이 설명된다. 베이스(103)에 대한, X-Y 평면에서의 로봇 장치(100)의 상부 아암(102)의 회전은 구동 모터 조립체(114)에 의해 수용될(accommodated) 수 있다. 도시된 실시예에서, 구동 모터 조립체(114)는, 각각, 구동 샤프트들(121A, 121B, 121C)을 통해 상부 아암(102) 및 제 1 및 제 2 구동 풀리들(116, 118)에 커플링되는 3개의 구동 모터들(114A, 114B, 114C)(도 1a)을 포함할 수 있다. 제 1 구동 모터(114A)의 구동 샤프트(121A)와 모터 하우징(114H) 사이에 하나 또는 그 초과의 지지 베어링들(bearings)이 제공될 수 있다. 구동 샤프트(121A)는 상부 아암(102)에 커플링되고, 제 1 구동 모터(114A)의 액션(action)을 통한 구동 샤프트(121A)의 회전은 상부 아암(102)을 회전시킨다. 구동 샤프트(121A)는 Z 축 방향을 따라서 연장될 수 있다. 지지 베어링은, 숄더 축(113)을 따른 수직 운동(Z 운동)을 제한하고 회전을 허용하기 위한 임의의 적합한 부재일 수 있다. 지지 베어링은, 예컨대, 밀봉된 볼 베어링일 수 있다. 다른 유형들의 베어링들 또는 부싱들(bushings)이 사용될 수 있다.
[0044] 몇몇 실시예들에서, 고정식 리프트 핀들 또는 고정식 기판 플랫폼들이 프로세스 챔버들에 제공되는 기판 프로세싱 시스템에서 기판(105)의 풋(put) 및 픽(pick)이 달성될 수 있도록, 몇몇의 제한된 Z-축 운동 능력이 제공될 수 있다. 그러한 Z-축 능력은, 예컨대, 모터 하우징(114H)에 커플링되고, 그리고 상부 아암(102), 포어 아암(106), 리스트 부재(110), 및 엔드 이펙터(112) 모두가, 기판(105)의 픽 또는 풋을 수용하기에 충분한 양만큼 Z 방향으로 병진 운동하도록 야기하는 종래의 Z-축 동력 디바이스(motive device)(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다.
[0045] 도시된 실시예에서, 구동 모터들(114A, 114B, 114C)은, 예컨대, 각각의 구동 샤프트들(121A, 121B, 121C)에 부착될 수 있는 회전자(rotor)(예컨대, 일련의 자석들), 및 모터 하우징(114H)에 부착될 수 있는 고정자들(stators)(일련의 권선들(windings))을 갖는 전기 모터들이다. 구동 모터들(114A, 114B, 114C)의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 특히, 몇몇 실시예들에서, 고정자들은, 진공 하에 있지 않은 지역, 이송 챔버(107)보다 덜 진공(lesser vacuum) 하에 있는 지역, 또는 이송 챔버(107)로부터 적어도 물리적으로 분리된 지역에 제공될 수 있다. 임의의 적합한 종래의 3-축 구동 모터 조립체(114)가 사용될 수 있다.
[0046] 도 1c-1h에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 구동 조립체(115)는, 상부 아암(102)에 대한 포어 아암(106)의 독립적인 회전, 및 포어 아암(106)에 대한 리스트 부재(110)의 독립적인 회전 양자 모두를 X-Y 평면에서 야기하도록 구성되고 이루어진다. 구동 조립체(115)는 숄더 축(113)을 중심으로 한 회전을 위해 상부 아암 하우징(104)에 커플링된 제 1 구동 풀리(116)를 포함할 수 있다. 도 1e에 도시된 바와 같이, 상부 아암 하우징(104)은 제 1 파일럿(120)을 포함하고, 제 1 구동 풀리(116)는 회전을 위해 제 1 베어링(122)에 의해 제 1 파일럿(120)에 커플링된다. 제 1 파일럿(120)은 상부 아암 하우징(104)에 통합될 수 있고, 상부 아암 하우징(104)의 베이스(123)(도 1e)로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 제 1 구동 풀리(116)는, 제 2 구동 모터(114B)로부터 연장되는 제 2 구동 샤프트(121B)에, 제 1 샤프트 커넥터(128)에 의해서 커플링되도록 구성될 수 있고, 이루어질 수 있다. 제 1 샤프트 커넥터(128)는 상부 아암 하우징(104)의 제 1 파일럿(120)의 정상부 위로(overtop) 연장될 수 있으며, 제 1 구동 풀리(116)의 정상부에 커플링될 수 있다.
[0047] 도시된 실시예에서, 제 2 구동 풀리(118)는 회전을 위해 제 1 구동 풀리(116)에 커플링된다. 특히, 제 2 파일럿(124)은 제 1 구동 풀리(116)에, 예컨대, 제 1 구동 풀리(116)의 정상부에 부착된다. 제 2 구동 풀리(118)는 회전을 위해 제 2 베어링(126)에 의해서 제 2 파일럿(124)에 커플링된다. 제 2 샤프트 커넥터(130)는 제 2 파일럿(124)의 정상부 위로 연장될 수 있고, 제 2 구동 풀리(118)의 정상부에 커플링될 수 있다. 제 3 구동 모터(114C)로부터의 제 3 구동 샤프트는 제 2 샤프트 커넥터(130)에 커플링될 수 있다.
[0048] 도 1f에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 구동 조립체(115)는 제 1 피구동 풀리(132) 및 제 2 피구동 풀리(134)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 상부 아암 하우징(104)의 선외 단부(104B)는 웨브(104W)를 포함하고, 제 1 외측 파일럿(135)(하부 파일럿) 및 제 2 외측 파일럿(136)(상부 파일럿)은 웨브(104W)로부터 연장된다. 제 1 외측 파일럿(135) 및 제 2 외측 파일럿(136)은, 각각, 웨브(104W)로부터 하방으로 및 상방으로 연장될 수 있다. 웨브(104W)는 상부 아암 하우징(104)의 나머지 부분에 통합될 수 있거나, 또는 별개의 조각(piece)일 수 있다. 제 1 피구동 풀리(132)는 회전을 위해 제 1 외측 파일럿(135)에 커플링되고, 제 2 피구동 풀리(134)는 회전을 위해 제 2 외측 파일럿(136)에 커플링된다. 회전을 위한 커플링은 적절한 제 3 및 제 4 베어링들(138, 140)에 의한 것일 수 있다. 이송 샤프트(142)는 제 1 피구동 풀리(132)를 리스트 부재 구동 풀리(144)에 커플링한다. 이송 샤프트(142)는 회전을 위해, 제 1 외측 파일럿(135) 및 제 2 외측 파일럿(136) 양자 모두에 의해서, 이송 샤프트 지지 베어링들, 예컨데, 제 3 베어링(138) 및 제 5 베어링(145)에 의해 지지될 수 있다. 제 5 베어링(145)은 이송 샤프트(142)와 제 2 외측 파일럿(136)의 내부 사이에서 커플링될 수 있다. 도시된 실시예에서, 포어 아암(106)의 선내 단부는, 예컨대, 볼트들, 등에 의해 제 2 피구동 풀리(134)에 직접적으로(directly) 부착되고, 이에 의해서 회전된다.
[0049] 도시된 바와 같이, 리스트 부재 피구동 풀리(146)는 리스트 부재(110)에 부착된다. 리스트 부재 피구동 풀리(146)는 회전을 위해, 리스트 부재 지지 베어링(150)에 의해서 포어 아암 파일럿(148)에 커플링된다. 동작 시에, 제 1 피구동 풀리(132)는, 제 1 구동 풀리(116)에 커플링된 제 1 트랜스미션 부재(152)에 의해 구동된다. 유사하게, 제 2 피구동 풀리(134)는, 제 2 구동 풀리(118)에 커플링된 제 2 트랜스미션 부재(154)에 의해 구동된다. 제 1 및 제 2 트랜스미션 부재들(152, 154)은, 예컨대, 제 1 구동 풀리(116), 제 2 구동 풀리(118), 제 1 피구동 풀리(132), 및 제 2 피구동 풀리(134)의 각각의 측들(sides)에 핀결합 될(pinned) 수 있는 금속 구동 벨트들일 수 있다.
[0050] 동작 시에, 제 2 구동 모터(114B)에 의한, 숄더 축(113)을 중심으로 하는 제 1 구동 풀리(116)의 회전은 연결된 제 1 피구동 풀리(132)를 구동하고, 이는, 이송 샤프트(142) 및 커플링된 리스트 부재 구동 풀리(144)를 회전시킨다. 이는, 제 3 트랜스미션 부재(156)를 통한 리스트 부재 피구동 풀리(146)에 대한 연결에 의해서, 리스트 부재(110)를 X-Y 평면에서 회전시킨다. 풀리들(116, 118, 132, 134, 144, 146) 각각은 일반적으로, 원통형 풀리들일 수 있다.
[0051] 다시 도 1a-1f를 참조하면, 로봇 장치(100)의 포어 아암(106)은 독립적으로 회전될 수 있다. 독립적인 회전은 제 3 구동 모터(114C)를 이용하여 숄더 축(113)을 통해 제 2 구동 풀리(118)를 구동하는 것에 의해 제공될 수 있고, 이는 결과적으로, 제 2 트랜스미션 부재(154)를 통해 제 2 피구동 풀리(134)를 구동한다. 이는, 엘보우 축(117)을 중심으로 한 포어 아암(106)의 회전을 야기한다. 상부 아암(102)의 회전은 제 1 구동 모터(114A)의 직접적인 액션에 의한 것일 수 있다.
[0052] 인지되어야 하는 바와 같이, X-Y 평면에서의 리스트 부재(110)의 독립적인 요, 상부 아암(102)에 대한, X-Y 평면에서의 포어 아암(106)의 독립적인 회전, 및 상부 아암(102)의 독립적인 회전은, 기판(105)의 의도된 목적지로 기판(105)을 전달하기 위해 사용될 광범위한 전달 경로들을 허용할 수 있다. 로봇 장치(100)에 의해 기판들(105)의 운송을 달성하기 위한 이송 챔버(107)의 크기가 최소화될 수 있도록, 상부 아암(102), 포어 아암(106), 및 리스트 부재(110)의 매우 다양한 운동들이 제공될 수 있다. 이는 재료 비용들을 감소시킬 수 있고, 전체 크기를 줄일 수 있으며, 진공 펌프들이 더 작게 만들어질 수 있다.
[0053] 게다가, 리스트 부재(110)의 독립적인 요 운동, 포어 아암(106), 및 상부 아암(102)의 독립적인 회전 운동은, 예컨대, 도 2에 도시된 포컬라이징되지 않는 프로세스 챔버 구성과 같은, 공통점에 포컬라이징되지 않는 패싯 법선 벡터들을 포함하는 포컬라이징되지 않는 프로세싱 챔버들 내로의 기판들(105)의 삽입을 허용할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 패싯 벡터는, 프로세스 챔버(209A-209F) 내로의 진입부(패싯)에 걸쳐서 투사되는 선에 수직으로 도시된, X-Y 평면에서의 축으로서 정의된다. 패싯 벡터(257)의 예가 도 2에서 점선에 의해 도시된다. 포컬라이징되지 않는 시스템들에서, 패싯 벡터들(257)은 로봇 장치(100)의 숄더 축(113)을 통과하지 않는다.
[0054] 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전자 디바이스 제조 시스템(예컨대, 전자 디바이스 프로세싱 시스템(101)) 내에서 기판을 운송하는 방법이 도 4에서 제공된다. 방법(400)에 따르면, 402에서, 상부 아암(예컨대, 상부 아암(102)), 포어 아암(예컨대, 포어 아암(106)), 리스트 부재(예컨대, 리스트 부재(110)), 및 엔드 이펙터(예컨대, 엔드 이펙터(112))를 갖는 로봇 장치가 제공되고, 그러한 로봇 장치는 진공 이송 챔버와 같은 챔버(예컨대, 진공 챔버(107))에 제공된다. 엔드 이펙터(예컨대, 엔드 이펙터(112))는 기판(예컨대, 기판(105))을 운반하도록 이루어진다.
[0055] 404에서, 리스트 부재(예컨대, 리스트 부재(110))는, 챔버(예컨대, 이송 챔버(107)) 외부에 장착된 원격 동력 디바이스(예컨대, 제 2 구동 모터(114B))에 의해 X-Y 평면에서 독립적으로 회전된다. 예컨대, 리스트 부재(예컨대, 리스트 부재(110))는, 본원에서 설명되는, 리스트 부재(예컨대, 리스트 부재(110))를 원격 동력 디바이스(예컨대, 제 2 구동 모터(114B))에 커플링하는 구동 조립체(예컨대, 구동 조립체(115))와의 연결을 통해 X-Y 평면에서 회전될 수 있다. 예컨대, 동력 디바이스(예컨대, 제 2 구동 모터(114B))는, 챔버(예컨대, 이송 챔버(107))의 외부에 로케이팅될 수 있는 모터 하우징에 수용된 전기 모터일 수 있다.
[0056] 방법(400)은, 406에서, 회전을 위해 상부 아암(예컨대, 상부 아암(102))의 상부 아암 하우징(예컨대, 상부 아암 하우징(104))에 커플링된 제 1 구동 풀리(예컨대, 제 1 구동 풀리(116))를 구동하는 동작을 포함하고, 408에서는, 회전을 위해 제 1 구동 풀리(예컨대, 제 1 구동 풀리(116))에 커플링된 제 2 구동 풀리(예컨대, 제 2 구동 풀리(118))를 구동하는 동작을 포함한다. 회전을 위한 커플링은 제 2 파일럿(124) 및 제 2 베어링(126)을 통한 것일 수 있다.
[0057] 일 양태에서, 로봇 장치(100)가 이송 챔버(107) 내에서 어디에 포지셔닝되는지와 관계없이, 본 발명의 실시예가 포컬라이징되지 않는 챔버들뿐만 아니라 포컬라이징되는 챔버들을 서비싱하는 것에 능숙하다는 것이 자명해질 것이다. 도시된 바와 같이, 리스트 부재(110) 및 커플링된 엔드 이펙터(112)는, 포컬라이징되지 않는 프로세스 챔버(209A-209F)의 패싯에 대한 수직 배향 이외에서, 슬릿 밸브를 통해, 포컬라이징되지 않는 프로세스 챔버(209A-209F) 내에 삽입될 수 있다. 포어 아암(106) 및 리스트 부재(110)는, 필요에 따라, 운동 동안 이송 챔버(107)의 벽들로부터 적합한 간극(clearance)를 제공하도록 배향될 수 있고, 그러면서 여전히, 그러한 포컬라이징되지 않는 프로세스 챔버들(209A-209F)을 서비싱하기 위한 추가적인 도달 범위(extra reach) 또는 운동 능력을 제공하도록 배향될 수 있다.
[0058] 로봇 장치(500) 및 로봇 장치(500)의 컴포넌트들의 다른 실시예가 도 5a-5e에 도시된다. 외부에서 볼 때, 로봇 장치(500)는 도 1a에 도시된 로봇 장치(100)와 동일하며, 상부 아암(502), 포어 아암(506), 및 리스트 부재(510)를 포함한다. 그러나, 도 1c-1f에 개시된 구성과 비교해볼 때, 로봇 구동 조립체(515)의 상이한 구성이 사용되었다. 특히, 이러한 실시예에서, 다양한 풀리들 간의 크로스토크(cross talk)가 회피된다. 게다가, 로봇 구동 조립체(515)의 조립은, 중력 조립 방법들(gravity assembly methods)을 통해, 즉, 조립이 이루어지는 동안, 중력이 모든 컴포넌트들을 홀딩하는 정상부로부터, 모든 컴포넌트들을 제 위치에 낙하시켜서(dropping) 달성될 수 있다.
[0059] 더 상세하게, 로봇 구동 조립체(515)는, 로봇 장치(500)에서, 상부 아암(502)에 대한 포어 아암(506)의 독립적인 회전, 및 포어 아암(506)에 대한 리스트 부재(510)의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진다. 로봇 구동 조립체(515)는 상부 아암(502)의 선내 단부(504A)와 선외 단부(504B) 사이에서 연장되며, 상부 아암 하우징(504)의 베이스(523)로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 1 파일럿(520)(예컨대, 관형(tubular) 파일럿), 및 회전을 위해 제 1 파일럿(520)에 커플링된 제 1 구동 풀리(516)를 포함한다. 로봇 구동 조립체(515)는 상부 아암 하우징(504)의 웨브(504W)로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 파일럿(524)(예컨대, 관형 파일럿), 및 회전을 위해 제 2 파일럿(524)에 커플링된 제 2 구동 풀리(518)를 포함한다.
[0060] 도시된 실시예에서, 제 1 파일럿(520)은, 상부 아암 하우징(504)의 베이스(523)의 분리 가능한 베이스 부분(523D)과 통합될 수 있고, 파스너들(예컨대, 볼트들, 스크류들, 등)에 의해, 상부 아암 하우징(504)의 주 본체(main body; 504M)의 밑면(underside)에 부착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 2 파일럿(524)은, 적합한 파스너들에 의해, 상부 아암 하우징(504)의 웨브(504W)에 커플링된 분리 가능한 어댑터(adapter; 525)와 통합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 어댑터(525)는 주 하우징 부분(504M)과 통합되도록 만들어질 수 있다.
[0061] 도시된 실시예에서, 상부 아암 하우징(504)의 베이스(523) 및, 특히, 분리 가능한 베이스 부분(523D)은, 제 1 구동 모터(114A)와 같은 구동 모터(도시되지 않음)에 커플링되는 제 1 구동 샤프트(521A)에 커플링되도록 구성된다. 제 1 샤프트 커넥터(528)가 제공될 수 있고, 제 1 구동 풀리(516)를, 제 2 구동 모터(114B)와 같은 구동 모터(도시되지 않음)에 커플링되는 제 2 구동 샤프트(521B)에 커플링하도록 구성된다. 유사하게, 제 2 샤프트 커넥터(530)가 제공될 수 있고, 제 2 구동 풀리(518)를, 제 3 구동 모터(114C)와 같은 구동 모터(도시되지 않음)에 커플링되는 제 3 구동 샤프트(521C)에 커플링하도록 구성된다.
[0062] 도시된 바와 같이, 제 1 샤프트 커넥터(528)는 제 1 파일럿(520)과 제 2 파일럿(524) 사이에 포지셔닝된다. 제 1 샤프트 커넥터(528)는, 제 1 샤프트 커넥터(528)를 제 2 구동 샤프트(521B)에 고정시키기 위해, 일 단부 상에서 샤프트 클램프(clamp)(527)(예컨대, 샤프트 마찰 고정부(friction lock))를 포함한다. 제 1 샤프트 커넥터(528)의 다른 단부는, 파스너들(예컨대, 스크류들, 볼트들, 등)에 의해, 분리 가능한 어댑터(525)의 바닥부에 인접하여 제 1 구동 풀리(516)의 정상부 측에 부착된다.
[0063] 제 2 샤프트 커넥터(530)는 제 2 파일럿(524)의 말단 단부(terminal end)와 상부 아암 하우징(504)의 정상부(504T) 사이에서 연장된다. 도시된 바와 같이, 상부 아암 하우징(504)의 정상부(504T)는 주 본체(504M)로부터 분리 가능하고, 파스너들(예컨대, 스크류들, 볼트들, 등)에 의해 부착 가능하다. 제 2 샤프트 커넥터(530)는, 제 2 샤프트 커넥터(530)를 제 3 구동 샤프트(521C)에 고정시키기 위해, 일 단부 상에서 제 2 샤프트 클램프(531)(예컨대, 샤프트 마찰 고정부)를 포함한다. 제 2 샤프트 커넥터(530)의 다른 단부는, 파스너들(예컨대, 스크류들, 볼트들, 등)에 의해, 정상부(504T)의 바닥부에 인접하여 제 2 구동 풀리(518)의 정상부 측에 부착된다.
[0064] 제 1 및 제 2 구동 풀리들(516, 518) 각각은, 회전을 위해, 제 1 및 제 2 베어링들(522, 526)에 의해서, 각각의 제 1 및 제 2 파일럿들(520, 524) 상에 장착된다. 제 1 및 제 2 베어링들(522, 526)을 고정시키고 사전 부하를 가하기(preload) 위해, 적합한 베어링 리테이너들(retainers)이 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 로봇 구동 조립체(515)의 피구동 컴포넌트들 및 상부 아암(502)의 선외 단부(504B)는 도 1f와 관련하여 설명되고 도시된 구성과 동일하다. 제 1 및 제 2 구동 풀리들(516, 518)은, 제 1 및 제 2 트랜스미션 부재들(152, 154)(예컨대, 금속 벨트들 - 도 1c 참고)을 통해, 제 1 및 제 2 피구동 풀리들(132, 134)(도 1e)을 구동한다.
[0065] 도 5c는 로봇 장치(500)의 리스트 조인트(joint)의 상세도를 예시한다. 리스트 부재 피구동 풀리(546)는, 포어 아암 파일럿(548) 및 리스트 부재 지지 베어링(550)을 통해, 포어 아암(506)의 포어 아암 하우징(533)에 회전식으로(rotationally) 장착된다. 리스트 부재 피구동 풀리(546)의 회전은 구동 모터 및 제 2 구동 샤프트(521B)의 회전을 통해 달성되며, 이는, 제 1 트랜스미션 부재(152)를 통해 제 1 구동 풀리(516) 및 제 1 피구동 풀리(132)를 회전시킨다. 제 1 피구동 풀리(132)의 회전은 이송 샤프트(142) 및 리스트 부재 구동 풀리(144)를 회전시키고, 이는 결과적으로, 리스트 부재 피구동 풀리(546)에 커플링된 제 3 트랜스미션 부재(156)를 구동한다. 리스트 부재(510)는 파스너들(볼트들, 스크류들, 등)에 의해 리스트 부재 피구동 풀리(546)에 체결된다(fastened). 따라서, 리스트 부재 피구동 풀리(546)의 회전은 리스트 부재(510) 및 엔드 이펙터(112)를 회전시킨다.
[0066] 도 5d-5e는 로봇 장치(500)의 이러한 실시예의 상부 아암 하우징(504)의 평면도 및 저면도를 예시한다.
[0067] 로봇 구동 조립체(515)의 이러한 실시예는 분리 가능한 베이스 부분(523D)으로부터 상향으로 빌딩하는(building) 것에 의해 조립될 수 있으며, 각각의 연속하는 컴포넌트는 제 위치에 낙하되고 적합하게 부착된다.
[0068] 바람직한 실시예들이 도시되었지만, 당업자는, 청구된 본 발명의 범위 내에 여전히 존재할 많은 변형들이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 의도는, 본 발명을 오직 청구항들의 범위에 의해서 표시된 대로만 제한하는 것이다.

Claims (26)

  1. 로봇 장치로서,
    선내 단부(inboard end) 및 선외 단부(outboard end)를 갖는 상부 아암 하우징(upper arm housing)을 포함하는 상부 아암;
    회전을 위해 상기 선외 단부에서 상기 상부 아암 하우징에 커플링된 포어 아암(forearm) 하우징을 갖는 포어 아암;
    회전을 위해 상기 포어 아암 하우징에 커플링된 리스트 부재(wrist member);
    상기 리스트 부재에 커플링되고 기판을 운반하도록 구성되고 이루어진 엔드 이펙터(end effector); 및
    상기 상부 아암에 대한 상기 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 상기 리스트 부재의 독립적인 회전을, 양자 모두 X-Y 평면에서 야기하도록 구성되고 이루어진 구동 조립체(drive assembly)를 포함하며,
    상기 구동 조립체는:
    회전을 위해 상기 상부 아암 하우징에 커플링된 제 1 구동 풀리(pulley), 및
    회전을 위해 상기 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리를 더 포함하는,
    로봇 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 아암 하우징은 제 1 파일럿(pilot)을 포함하고, 상기 제 1 구동 풀리는 회전을 위해 제 1 베어링에 의해서 상기 제 1 파일럿에 커플링되는,
    로봇 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 풀리에 부착된 제 2 파일럿을 포함하고, 상기 제 2 구동 풀리는 회전을 위해 제 2 베어링에 의해서 상기 제 2 파일럿에 커플링되는,
    로봇 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 아암 하우징의 선외 단부의 웨브(web)로부터 연장되는 상부 파일럿 및 하부 파일럿;
    회전을 위해 상기 하부 파일럿에 대해 커플링된 제 1 피구동 풀리; 및
    회전을 위해 상기 상부 파일럿에 대해 커플링된 제 2 피구동 풀리를 포함하는,
    로봇 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 피구동 풀리를 리스트 부재 구동 풀리에 커플링하는 이송 샤프트(transfer shaft)를 포함하고, 상기 이송 샤프트는 회전을 위해 상기 하부 파일럿 및 상기 상부 파일럿 양자 모두에 의해서 이송 샤프트 지지 베어링들에 의해 지지되는,
    로봇 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 포어 아암의 선내 단부는 상기 제 2 피구동 풀리에 직접적으로(directly) 부착되는,
    로봇 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 아암 하우징의 제 1 파일럿의 정상부 위로(overtop) 연장되는 제 1 샤프트 커넥터를 포함하고, 상기 제 1 샤프트 커넥터는 제 1 구동 풀리의 정상부에 커플링되는,
    로봇 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 아암 하우징의 제 2 파일럿의 정상부 위로 연장되는 제 2 샤프트 커넥터를 포함하고, 상기 제 2 샤프트 커넥터는 제 2 구동 풀리의 정상부에 커플링되는,
    로봇 장치.
  9. 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체로서,
    상기 로봇 구동 조립체는:
    회전을 위해 상기 상부 아암의 상부 아암 하우징에 커플링된 제 1 구동 풀리; 및
    회전을 위해 상기 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리를 포함하는,
    상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부 아암의 상부 아암 하우징의 선외 단부의 웨브로부터 연장되는 상부 파일럿 및 하부 파일럿;
    회전을 위해 상기 하부 파일럿에 커플링된 제 1 피구동 풀리; 및
    회전을 위해 상기 상부 파일럿에 커플링된 제 2 피구동 풀리를 더 포함하는,
    상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 피구동 풀리를 리스트 부재 구동 풀리에 커플링하는 이송 샤프트를 포함하고, 상기 이송 샤프트는 회전을 위해 상기 하부 파일럿 및 상기 상부 파일럿 양자 모두에 의해서 이송 샤프트 지지 베어링들에 의해 지지되는,
    상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  12. 전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판을 운송하는 방법으로서,
    상부 아암, 포어 아암, 리스트 부재, 및 엔드 이펙터 - 상기 엔드 이펙터는 기판을 운반하도록 이루어짐 - 를 갖는 로봇 장치를 제공하는 단계;
    상기 상부 아암에 대한 상기 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 상기 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체를 제공하는 단계;
    회전을 위해 상기 상부 아암의 상부 아암 하우징에 커플링된 제 1 구동 풀리를 구동하는 단계; 및
    회전을 위해 상기 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리를 구동하는 단계를 포함하는,
    전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판을 운송하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제 1 피구동 풀리를, 상기 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 1 트랜스미션(transmission) 부재를 이용하여 구동하는 단계; 및
    제 2 피구동 풀리를, 상기 제 2 구동 풀리에 커플링된 제 2 트랜스미션 부재를 이용하여 구동하는 단계를 포함하는,
    전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판을 운송하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부 아암 하우징의 웨브로부터 연장되는 하부 파일럿 상에 제 1 구동 풀리를 제공하는 단계;
    상기 웨브로부터 연장되는 상부 파일럿 상에 제 2 구동 풀리를 제공하는 단계;
    회전을 위해 상기 하부 파일럿 상에서 상기 제 1 피구동 풀리를 지지하는 단계; 및
    회전을 위해 상기 상부 파일럿 상에서 상기 제 2 피구동 풀리를 지지하는 단계를 포함하는,
    전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판을 운송하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 피구동 풀리에 커플링된 이송 샤프트를 통해 상기 리스트 부재를 구동하는 단계를 포함하는,
    전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판을 운송하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 로봇 장치를 이용하여 기판을 프로세스 챔버 - 상기 프로세스 챔버에 대한 진입부(entry)는 포컬라이징되지 않음(non-focalized) - 내에 위치시키는 단계를 포함하는,
    전자 디바이스 프로세싱 시스템 내에서 기판을 운송하는 방법.
  17. 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체로서,
    상기 로봇 구동 조립체는:
    회전을 위해 상기 상부 아암의 상부 아암 하우징의 제 1 파일럿(pilot)에 커플링된 제 1 구동 풀리;
    회전을 위해 상기 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 2 구동 풀리;
    상기 상부 하암 하우징의 선외 단부의 웨브(web)로부터 연장되는 상부 파일럿 및 하부 파일럿;
    회전을 위해 상기 하부 파일럿에 커플링되고 제 1 트랜스미션 부재(transmission member)에 의해 상기 제 1 구동 풀리에 커플링된 제 1 피구동(driven) 풀리;
    회전을 위해 상기 상부 파일럿에 커플링되고 제 2 트랜스미션 부재에 의해 상기 제 2 구동 풀리에 커플링된 제 2 피구동 풀리 - 상기 제 2 피구동 풀리는 상기 포어 아암에 부착됨 -; 및
    상기 제 1 피구동 풀리와 리스트 부재 구동 풀리에 커플링된 이송 샤프트를 포함하는,
    상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  18. 로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체로서,
    상기 로봇 구동 조립체는:
    상부 아암 하우징의 베이스에 커플링되고 상기 베이스로부터 멀어지는 방향으로(away from) 연장되는 제 1 파일럿;
    회전을 위해 상기 제 1 파일럿에 커플링된 제 1 구동 풀리;
    상기 상부 아암 하우징의 웨브에 커플링되고 상기 웨브로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 파일럿; 및
    회전을 위해 상기 제 2 파일럿에 커플링된 제 2 구동 풀리를 포함하는,
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 파일럿은 상기 상부 아암 하우징의 베이스의 분리 가능한(detachable) 베이스 부분과 통합되는(integral),
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 파일럿은 상기 상부 아암 하우징의 웨브에 커플링되는 분리 가능한 어댑터(adapter)와 통합되는,
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 상부 아암 하우징의 상기 베이스는 제 1 샤프트에 커플링되도록 구성되는,
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 풀리를 제 2 구동 샤프트에 커플링하도록 구성된 제 1 샤프트 커넥터를 포함하는,
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 샤프트 커넥터는 상기 제 1 파일럿과 상기 제 2 파일럿 사이에 포지셔닝되는,
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 풀리를 제 3 구동 샤프트에 커플링하도록 구성된 제 2 샤프트 커넥터를 포함하는,
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 샤프트 커넥터는 상기 제 2 파일럿의 말단 단부(terminal end)와 상기 상부 아암 하우징의 정상부 사이에서 연장되는,
    로봇 장치에서 상부 아암에 대한 포어 아암의 독립적인 회전, 및 포어 아암에 대한 리스트 부재의 독립적인 회전을 야기하도록 이루어진 로봇 구동 조립체.
  26. 로봇 장치로서,
    선내 단부(inboard end) 및 선외 단부(outboard end)를 갖는 상부 아암 하우징(upper arm housing)을 포함하는 상부 아암;
    회전을 위해 상기 선외 단부에서 상기 상부 아암 하우징에 커플링된 포어 아암(forearm) 하우징을 갖는 포어 아암;
    회전을 위해 상기 포어 아암 하우징에 커플링된 리스트 부재;
    상기 리스트 부재에 커플링되고 기판을 운반하도록 구성되고 이루어진 엔드 이펙터; 및
    상기 상부 아암에 대한 상기 포어 아암의 독립적인 회전, 및 상기 포어 아암에 대한 상기 리스트 부재의 독립적인 회전을, 양자 모두 X-Y 평면에서 야기하도록 구성되고 이루어진 로봇 구동 조립체를 포함하며,
    상기 로봇 구동 조립체는:
    상기 상부 아암 하우징의 베이스에 커플링되고 상기 베이스로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 1 파일럿,
    회전을 위해 상기 제 1 파일럿에 커플링된 제 1 구동 풀리,
    상기 상부 아암 하우징의 웨브에 커플링되고 상기 웨브로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제 2 파일럿, 및
    회전을 위해 상기 제 2 파일럿에 커플링된 제 2 구동 풀리를 더 포함하는,
    로봇 장치.
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