KR20180069728A - 엔드 이펙터를 위한 적합한 진공 컵을 제공하기 위한 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

엔드 이펙터를 위한 적합한 진공 컵을 제공하기 위한 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

개시된 실시예들은 엔드 이펙터를 위한 진공 그립을 제공하기 위한 장치, 시스템 및 방법을 포함한다. 이 장치, 시스템 및 방법은 그 베이스 부분에 진공과 연결가능하게 연관되고, 상기 베이스 부분보다 최상위 부분에서 더 큰 단면 둘레를 가지는, 진공 흡인 아일렛; 상기 최상위 부분의 더 큰 단면 둘레를 그 안에 수령하기에 적합한 수령 부분을 포함하는 연장 컵 폼 부분; 및 상기 연장 컵 폼 부분의 단면 평면을 따라 삽입되는 2 개의 렉들을 가지는 와이어 클립을 포함할 수 있고, 상기 2 개의 렉들은 상기 더 큰 단면 둘레 아래의 상기 진공 흡인 아일렛의 제2 단면 둘레 상의 2 개의 탄젠트 점들에서 상기 수령 부분을 마찰 접촉으로 압축하는 데 적절하다.

Description

엔드 이펙터를 위한 적합한 진공 컵을 제공하기 위한 장치, 시스템 및 방법{APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING A CONFORMABLE VACUUM CUP FOR AN END EFFECTOR}
본 개시는 반도체 웨이퍼들과 같은, 물품들의 이송에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이러한 웨이퍼들을 위한 엔드 이펙터에 사용될 수 있는, 적합한 진공 컵에 관한 것이다.
로봇의 용도는 제조 수단으로서, 특히 수작업이 비효율적이거나 및/또는 바람직하지 않은 응용 분야에서, 잘 설립되었다. 이러한 환경 중 하나는 로봇이 다양한 웨이퍼-프로세스 단계들 동안 웨이퍼들을 다루는 데 사용되는, 반도체 기술 분야이다. 이러한 프로세스 단계들은, 예를 들어, CMP(chemical mechanical planarization), 식각(etching), 증착(deposition), 패시베이션(passivation), 및 다양한 상세한 프로세싱 조건들을 충족시키는 것을 보장하고 오염의 가능성을 제한하는 것과 같은, 밀폐된 및/또는 "깨끗한" 환경이 유지되어야 하는, 다양한 다른 프로세스들을 포함할 수 있다.
이러한 웨이퍼들을 로봇이 취급하는 반도체 기술 분야에서 현재의 관행은, 예를 들어 적재 스택으로부터 상기에서 언급된 예시적인 프로세스 단계들에 대응할 수 있는 다양한 프로세싱 포트들로 반도체 웨이퍼들을 적재하기 위해, 로봇에 작동가능하게 부착된 엔드 이펙터의 사용을 종종 포함한다. 즉, 로봇은 연관된 프로세스 챔버에서 프로세싱되기 전 및/또는 후와 같이, 특정 포트 또는 스택으로부터 웨이퍼를 검색하기 위해 엔드 이펙터를 배치하기 위해 채용된다. 이로써 웨이퍼는 추가적인 프로세싱을 위한 후속의 포트들로 이펙트에 연결가능하게 연관된 로봇에 의해 왕복될 수 있다. 웨이퍼 프로세싱 단계들이 완료되었을 때, 그후 로봇은 적재 포트로 프로세싱된 반도체 웨이퍼를 회귀시킬 수 있고, 또한 다시 엔드 이펙터를 이용해, 그후 시스템에 의한 프로세싱을 위해 다음 웨이퍼를 검색할 수 있다. 수 개의 반도체 웨이퍼들의 스택은 각각의 프로세스 작동 동안 엔드 이펙터를 이용하는 이러한 방식으로 프로세싱되는 것이 통상적이다.
통상적인 엔드 이펙터들은 예를 들어, 엔드 이펙터 상의 진공 흡인 아일렛들(vacuum draw eyelets)에 의해 제공되는 배면 흡입(backside suction)을 이용하는 것과 같이, 그 바닥 측에서 웨이퍼를 잡는다. 이 진공 아일렛들은 일반적으로 복수 개이고 엔드 이펙터의 말단 부분에 있다. 이 엔드 이펙터의 말단은, 한정되지 않는 예에 의해, 분기된 형태(forked shape), 주걱 형태(spatula shape), 등을 가진다. 반도체 프로세스들, 웨이퍼 정렬기들, 웨이퍼 카셋트들, 등의 사이에서 로봇 이송을 위해 각각의 실리콘 웨이퍼를 잡는 것도 이 진공 아일렛들이다.
공지 기술에 있어서, 엔드 이펙터의 말단 부분은 통상적으로 로봇과 인터페이스하고 이로부터 엔드 이펙터가 연장되는 베어링 암에 대하여 편평하다. 이와 같이, 엔드 이펙터에 실리콘 웨이퍼를 잡는 진공 아일렛들은, 엔드 이펙터의 말단 부분에 의해 제공되는 평면으로부터, 높이가 1/4 인치와 같은, 더 높은 높이 프로파일을 가지는 것이 통상적이다. 요약하면, 이 높은 높이 프로파일은 웨이퍼의 바닥과 엔드 이펙터의 말단 사이에 충분한 공간을 제공하여 웨이퍼와 엔드 이펙터 사이의 접촉을 방지한다. 이러한 접촉은 웨이퍼 손상 및/또는 오염으로 이어질 수 있다는 점에 있어서 바람직하지 않은 것이다.
하지만, 이러한 높은 높이 프로파일 진공 아일렛들은 통상적으로 매우 불량한 진공을 도출해내고, 나아가 적어도 뒤틀린 프로파일들을 가지는 웨이퍼들에 대하여, 웨이퍼와 엔드 이펙터 사이에 원하는 접촉 방지의 효과를 제공하지 못할 수 있다. 이러한 뒤틀림은 웨이퍼 상의 프로세싱 효과들로부터 귀결되거나 또는 선처리된 웨이퍼에 이미 존재할 수 있다. 게다가, 엔드 이펙터와의 웨이퍼 접촉의 문제는, 적어도 적합하지 않은 진공 컵들에 의해 종종 도출되는 불량한 진공이 큰 웨이퍼를 잡을 때 더 큰 어려움을 야기시키기 때문에, 종종 알려진 실시예들에 있어서 큰 웨이퍼들에 있어서 악화될 수 있고, 이 불량한 그립핑은 웨이퍼가 로봇에 의한 이송 동안 움직이거나 또는 떨어지는 것이 야기될 수 있다. 따라서, 개선된 진공을 제공하고 또한 엔드 이펙터와 연관된 반도체 웨이퍼가 불충분한 진공 그립으로 인해 떨어지는 것을 더 잘 방지하는 엔드 이펙터에 사용되기 위한 진공 컵에 대한 필요가 있다.
개시된 실시예들은 적어도 엔드 이펙터를 위한 적합한 진공 그립을 제공하기 위한 장치, 시스템 및 방법을 포함한다. 이 장치, 시스템 및 방법은 적어도 그 베이스 부분에 진공과 연결가능하게 연관되고, 상기 베이스 부분보다 최상위 부분에서 더 큰 단면 둘레를 가지는, 진공 흡인 아일렛; 상기 최상위 부분의 더 큰 단면 둘레를 그 안에 수령하기에 적합한 수령 부분(receiving portion)을 포함하는 연장 컵 폼 부분, 및 상기 연장 컵 폼 부분의 단면 평면을 따라 삽입되는 2 개의 렉들을 가지는 와이어 클립을 포함할 수 있고, 상기 2 개의 렉들은 상기 더 큰 단면 둘레 아래의 상기 진공 흡인 아일렛의 제2 단면 둘레 상의 2 개의 탄젠트 점들에서 상기 수령 부분을 마찰 접촉으로 압축하는 데 적절하다.
상기 연장 컵 폼 부분과 조합된 상기 진공 흡인 아일렛은 1mm 내지 5mm의 범위에 있는 전체 높이를 가지고, 보다 상세하게는 대략 2mm의 높이를 가질 수 있다. 이 실시예들은 상기 단면 평면을 실질적으로 따라 삽입되는 2 개의 렉들을 포함하고, 상기 진공 흡인 아일렛의 상기 제2 단면 둘레 상의 제3 및 제4 탄젠트 지점들에서 상기 수령 부분을 마찰 접촉으로 압축하기에 적절하고 상기 제1 와이어 클립의 상기 2 개의 렉들에 실질적으로 수직하는 2 개의 제2 렉들을 가지는 제2 와이어 클립을 포함할 수 있다.
소정의 실시예들은 추가적으로 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 이 엔드 이펙터는 적어도 베어링 암; 상기 베어링 암의 제1 단에 연결된 매개 부분; 및 상기 매개 부분의 제2 단에서 상기 매개 부분에 연결되는 말단 끝을 포함할 수 있다. 이 말단 끝은 적어도 하나의 그 베이스 부분에 진공과 연결가능하게 연관되고, 상기 베이스 부분보다 그 최상위 부분에서 더 큰 단면 둘레를 가지는, 진공 흡인 아일렛; 상기 최상위 부분의 더 큰 단면 둘레를 그 안에 수령하기에 적합한 수령 부분을 포함하는 연장 컵 폼 부분; 및 상기 연장 컵 폼 부분의 단면 평면을 따라 삽입되는 2 개의 렉들을 가지는 와이어 클립을 포함할 수 있고, 상기 2 개의 렉들은 상기 더 큰 단면 둘레 아래의 상기 진공 흡인 아일렛의 제2 단면 둘레 상의 2 개의 탄젠트 점들에서 상기 수령 부분을 마찰 접촉으로 압축하는 데 적절하다. 그러므로, 실시예들은 적어도 개선된 진공을 제공하고 또한 엔드 이펙터와 연관된 반도체 웨이퍼가 불충분한 진공 그립으로 인해 떨어지는 것을 더 잘 방지하는 엔드 이펙터들에 사용되기 위한 진공 컵을 제공한다.
예시적인 구성들, 시스템들, 및 방법들은, 한정되지 않는 예들로서만 주어진, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 엔드 이펙터의 도면이다.
도 2는 엔드 이펙터의 말단 끝과 연관된 예시적인 진공 패드를 보여준다.
도 3은 확대된 헤드 부분을 가지는 예시적인 진공 흡인 아일렛을 보여준다.
도 4는 와이어 유지 클립(wire retaining clip)을 가지는 예시적인 연장 컵 폼 부분을 보여준다.
도 5는 예시적인 U-자형 와이어 프레임을 보여준다.
도 6은 와이어 유지 클립을 가지는 예시적인 연장 컵 폼 부분의 단면을 보여준다.
도 7은 와이어 프레임 클립을 가지는 예시적인 연장 컵 폼 부분의 단면을 보여준다.
도 8은 그 위에 반도체 웨이퍼를 가지는 예시적인 연장 컵 폼 부분의 프로파일을 보여준다.
도 9는 하부판에 장착되는 2 개의 U-자형 와이어 프레임 클립들을 보여준다.
도 10은 예시적인 U-자형 와이어 프레임 삽입기를 보여준다.
도 11은 예시적인 와이어 프레임 삽입기를 보여준다.
여기서 제공되는 도면들 및 상세한 설명들은, 명확함을 위해, 통상적으로 유사한 장치들, 시스템들, 및 방법들에서 발견될 수 있는 다른 측면들은 제거하는 한편, 여기서 설명되는 장치들, 시스템들, 및 방법들의 명확한 이해에 관련된 측면들을 설명하기 위해 단순화되어 있다. 이로써 당업자들은 여기서 설명되는 장치들, 시스템, 및 방법들을 구현하기 위해 다른 요소들 및/또는 동작들은 바람직할 수 있고 및/또는 필요할 수 있음을 인식할 수 있다. 하지만 이러한 요소들 및 동작들은 업계에 알려져 있기 때문에, 또한 본 개시의 더 나은 이해에 도움을 주지 않기 때문에, 간결함을 위해 이러한 요소들 및 동작들의 설명은 여기서 제공되지 않을 수 있다. 하지만, 본 개시는 그럼에도 불구하고 당업자에게 알려진 설명된 측면들에 있어서의 이러한 모든 요소들, 변형들, 및 변경들을 포함하는 것으로 취급된다.
실시예들이 상세하게 제공되고 있어 이 개시는 당업자에게 개시된 실시예들의 범위를 충분히 그리고 완전히 전달한다. 특정한 구성요소들, 장치들, 및 방법들의 예들과 같이, 많은 상세한 세부사항들이 본 개시의 실시예들의 완벽한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그럼에도 불구하고, 몇몇의 특정한 개시된 세부사항들은 채용될 필요가 없고, 또한 실시예들은 다른 형태들로 구체화될 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다. 이와 같이, 개시된 실시예들은 개시 내용의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 상기를 참조하면, 몇몇의 실시예들에 있어서, 공지의 프로세스들, 공지의 장치 구조들, 및 공지 기술들은 상세하게 설명되지 않을 수 있다.
여기서 사용되는 용어들은 특정 실시예들을 설명하고자 할 뿐 이를 한정하고자 하는 것은 아니다. 예를 들어, 여기서 사용되는 바와 같이, 단수형 "하나의" 및 "상기"는, 문맥에서 그렇지 않다고 명백하게 지시하지 않는 한, 복수형을 포함할 수 있음은 물론이다. 용어 "포함한다", "포함하는", 및 "가지는"은 포괄적으로 포함되는 것이고 그러므로 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들, 및/또는 그 군들의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다. 여기서 설명되는 단계들, 프로세스들, 및 동작들은 바람직하거나 또는 필수적인 수행 순서로 특별히 식별되지 않는 한, 설명되거나 또는 도시된 특정한 순서로 각각의 수행이 반드시 필수적인 것으로 이해되지는 않는다. 또한 개시된 측면들과 연관되거나 또는 대신하여, 추가적인 또는 대체적인 단계들이 채용될 수 있음이 이해되어야 한다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "그 위에", "연결되어" 또는 "결합되어"로 언급될 때, 이것은 그렇지 않다고 명백하게 지시되지 않는 한, 다른 요소 또는 층에 직접 그 위에, 연결되어 또는 결합될 수 있거나, 또는 매개 요소들 또는 층들이 존재할 수 있다. 이와 달리, 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "직접 그 위에", "직접 연결되어" 또는 "직접 결합되어"로 언급될 때, 매개 요소들 또는 층들은 존재하지 않을 수 있다. 요소들 사이의 관계를 설명하는 데 사용되는 다른 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예. "사이에" vs "직접 그 사이에", "인접하여" vs "직접 인접하여" 등). 나아가, 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 하나 또는 그 이상의 연관된 열거된 항목들의 어떠한 모든 조합들을 포함한다.
더 나아가, 제1, 제2, 제3 등의 용어들은 다양한 요소들, 구성성분들, 영역들, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위해 여기서 사용될 수 있지만, 이 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들 및/또는 부분들은 이 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이 용어들은 하나의 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 부분을 다른 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 부분과 단지 구별하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 여기서 사용될 때 "제1", "제2", 및 다른 서수 용어들과 같은 용어들은 문맥에 의해 명백하게 지시되지 않는 한 순서 또는 차례를 암시하지 않는다. 그러므로, 이하에서 설명되는 제1 요소, 구성성분, 영역, 층 또는 부분은 실시예들의 교시로부터 벗어나지 않으면서 제2 요소, 구성성분, 영역, 층 또는 부분으로 지칭될 수 있다.
그러므로, 개시된 실시예들은 적합한, 둘레로 연장된 컵 부분을 가지는 낮은 프로파일 진공 컵을 제공하는데, 이것은 바람직하게 ESD 특성들을 가지는, 실리콘에 기초한 폼과 같은, 폼(foam) 또는 스폰지로 형성되어 있을 수 있다. 연장된 진공 컵은 엔드 이펙터와 통상적으로 연관된, 알려진 진공 흡인 아일렛의 둘레 주위에서 적어도 부분적으로 연장될 수 있다.
이 연장된 진공 컵은 알려진 진공 흡인 아일렛 주위에서 실질적으로 마찰로 결합되도록 허용하는, 이를 관통하는 와이어 클립을 가질 수 있다. 이 클립은 폼 내부에 내재될 수 있어 이 폼은 상부 둘레, 또는 알려진 진공 흡인 아일렛의 "헤드"로 신장될 수 있고, 헤드 위로 가면 그후 와이어 클립은 상부 헤드의 최대 둘레보다 작은 둘레를 가지는 진공 아일렛 헤드의 아래쪽을 따라 폼의 일 부분을 마찰로 압축하기 위해 "스냅핑"될 수 있다. 이 와이어 클립은 진공 흡인 아일렛 헤드의 둘레의 2 개의 대향하는 탄젠트 지점들을 따라 평행한 와이어 클립들을 제공하는 "U 자형"일 수 있다. 게다가, 2 개의 u-자형 클립들이 제공될 수 있고, 이로써 진공 흡인 아일렛 헤드의 4 개의 탄젠트 지점들에 대하여 폼을 마찰로 압축하는, 서로 실질적으로 수직하는 것과 같은, 2 개의 평행한 와이어 클립들의 셋들을 제공하게 된다. 이 유지 클립은 연장된 부분이 아일렛 부분에 실질적으로 마찰로 고착되는 것을 허용하기 위해 폼이 진공 흡인의 아일렛 상에서 신장되기만 하면 그후 폼을 재순응시킨다.
u-자형 클립은 한정하지 않는 예로서만 여기에 개시되고, u-자형은 폼 연장 컵으로 삽입 후 필요한 이중-탄젠트 지점 마찰 접촉을 가능하게 하기 위해 편리하게 평행한 연장 와이어 부분들을 제공할 수 있고, 또한 쉽게 삽입을 가능하게 하기 위해, 고정 요소(grasping element), 즉 u-자형의 베이스를 추가적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, u-자형은 평행한 와이어 부분들, 즉 u-자형의 "렉들(legs)"을 폼을 관통해 삽입하기 위해 u-자형의 베이스의 고정을 허용할 수 있고, 삽입 후 렉들 부분들의 노출된 부분들은 초기의 u-자형 와이어 클립으로 실질적으로 사각형의 최종 폼을 제공하기 위해 서로를 항해 구부러질 수 있다.
와이어 클립에 의해 연장된 컵 폼 부분 내의 "도넛 홀"의 일 측에 가해지는 압력, 및 연장 컵을 제공하는 데 사용되는 폼의 자체-밀폐 특성은, 폼이 진공 흡인 아일렛 헤드 주위로 압축하고 또한 아일렛 헤드와 와이어 주위를 밀폐하도록 야기시켜서, 실리콘 웨이퍼가 아일렛 및 그 폼 연장 컵과 접촉하게 될 때 진공 흡인의 누출을 방지하게 된다. 특히, 연장 컵 폼 부분은 이로써 아일렛의 진공 흡인을 향상시켜 통상적으로 공지 기술에서 사용되는 것과 같이, 진공 흡인 아일렛에 있어서 더 큰 높이 프로파일이 소정의 개시된 실시예들에서는 필요하지 않다. 게다가, 소정의 실시예들에 의해 제공되는 향상된 진공은 공지된 기술에서보다 불규칙한 표면들 및 큰 웨이퍼들을 더 잘 다룬다.
특정 실시예에 있어서, 연장 컵은 대응하는 엔드 이펙터의 평면 상에서의 높이로, 2mm와 같이, 1mm 내지 5mm의 범위에 있을 수 있다. 결과적으로, 엔드 이펙터의 표면에 의해 제공되는 진공 흡인 아일렛의 높이는 연장 컵의 높이와 대략 같으면 된다. 이것은 상기에서 언급한 바와 같이, 통상적인 진공 아일렛 흡인의 높이가 7.5mm, 즉 1/4 인치인 공지 기술과는 다르다.
기술한 바와 같이, 연장 컵은 적어도 연장 컵이 진공 아일렛 헤드 상에서 신장되는 도넛 홀을 가지도록 허용하고, 그후 진공 아일렛 주위에 연장 컵 홀을 마찰로 고정하기 위해 폼 내부의 와이어 프레임이 아일렛 주위로 폼을 압축하는 것을 허용하기 위해 바람직하게는 신장 및 압축에 적절할 수 있다. 더 나아가, 폼은 실리콘 웨이퍼 또는 그 위에 생성된 장치들의 손상을 잘 방지하기 위해 전기 전하의 형성에 영향을 받지 않는 것이 바람직할 수 있고, 결과적으로 폼은 적어도 부분적으로 실리콘으로 형성될 수 있다.
도 1은 연관된 진공 그립을 가지는 예시적인 엔드 이펙터(10)를 보여준다. 도면에 있어서, 베어링 암(12)은 엔드 이펙터와 로봇의 연동을 허용하기 위해 소정의 전자 또는 전자기계적 요소들(14)과 연관되어 있고, 이 전자 및 전자기계 요소들 위에 덮개(16)를 포함한다. 도 1에는 이러한 전자 및 전자기계적 요소들과 엔드 이펙터(10)를 활성화시키는 로봇 암 또는 암들과의 연관을 허용하는 로봇 플랜지(20)가 더 도시되어 있어 웨이퍼 프로세싱 단계들 사이에서 웨이퍼들을 움직일 수 있다.
또한 도 1에서는 엔드 이펙터(10)의 분기된 말단 끝(22)이 도시되어 있는데, 이것은 그 위에 실리콘 웨이퍼를 수령하기 위한 복수의, 도시된 바와 같이 3 개의, 진공 패드들(30)과 연관되어 있다. 물론, 말단 끝(22)은, 도시된 바와 같이 포크이거나 또는 주걱 형태와 같이, 알려진 형태일 수 있다. 추가적으로 도 1의 실시예에서 베어링 암(12)과 엔드 이펙터의 말단 끝(22) 사이에서 매개 부분(32)을 볼 수 있고, 이때 예시적인 매개 부분(32)은 진공 패드들(30)과 연관된 실리콘 웨이퍼의 아래쪽에 의해 말단 끝(22), 매개 부분(32), 또는 베어링 암(12)과 접촉하는 것을 추가적으로 방지하도록 제공되는 하나 또는 그 이상의 굴곡들, 만곡부들, 또는 각 부분들(40)을 포함한다.
도 1의 진공 패드들(30)은 진공 흡인 아일렛 수령 부분(50), 즉, 그 개방된 내부 둘레에 진공 흡인 아일렛(52)을 수령하는 "도넛 홀"을 포함한다. 진공 아일렛(52)은 고무, 플라스틱, 등으로 형성될 수 있는 것과 같이, 공지 기술에서 발견되는 종류일 수 있다. 진공 흡인 아일렛(52) 주위에 제2 둘레를 제공하는 연장 컵 폼 부분(62)은 아일렛 수령 부분(50)으로부터 진공 패드(30)의 최상위 둘레(60)까지 연장되어 있다. 연장 컵 폼 부분을 기준으로 하였지만, 당업자라면 이러한 특징은 다양한 종류의 폼을 포함하는 것과 같이, 다양한 물질들로 형성될 수 있음을 이해할 수 있다.
도 2는 말단 끝(22)과 연관된 예시적인 진공 패드(30)를 더 상세하게 보여준다. 도시된 바와 같이, 아일렛(52)은 그 베이스(52a)로부터 최상위 부분, 또는 "헤드"(52b)까지 둘레가 다를 수 있다. 이 둘레의 편차는, 헤드(52b) 아래에서와 같이, 와이어 유지 클립(102)이 아일렛(52)에 대하여 연장 컵 폼 부분(62)을 고정하기 위해 마찰로 결합될 수 있는, 아일렛(52)의 일 부분을 제공할 수 있다.
따라서, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 연장 컵 폼 부분(62)은 아일렛(52)의 최상위 부분(52a)의 둘레보다 실질적으로 더 큰 둘레일 수 있다. 게다가, 와이어 프레임(102)은, 연장 컵 폼 부분(62)의 최상위 부분과 연장 컵 폼 부분(62)의 최하위 부분 사이의 실질적으로 중간 정도와 같이, 연장 컵 폼 부분(62)을 통해 연장될 수 있다. 와이어 프레임(102)은 한정되지 않는 예에 의해, 스테인레스 스틸로 구성될 수 있다.
도 3은 베이스 둘레(52b)와 관련하여 확대된 헤드 부분(52a)을 가지는 예시적인 아일렛(52)을 보여준다. 도 3에 도시된 바와 같이, u-자형 와이어 프레임(102)은 실질적으로 연장 컵 폼 부분(62)의 중심을 통하도록 배치되었고, 와이어 렉들(202) 사이의 와이어 프레임(102)의 결합 부분은 렉들(202)을 삽입하는 데 사용될 수 있는 연결 부분(204)을 제공하고, 렉들(202)의 노출된 끝단들(206)은 이 렉들(202)은 연장 컵 폼 부분(62)으로부터 돌출되어 있는 부분에서 서로를 향해 구부러져있다. 게다가, 와이어 프레임(102)의 렉들(202)은 아일렛(52)의 헤드(52a) 바로 아래 도시와 같이 결합된다. 따라서, u-자형 와이어 프레임(102)은 진공 흡인 아일렛(52)에 대하여 연장 컵 폼 부분(62)을 유지하는 클립을 제공한다.
도 4는 최상위 부분(52a)으로부터 최하위 부분(52b)까지 변하는 둘레를 가지는 연장 컵 폼 부분(62)과 통상적인 진공 흡인 아일렛(52)과의 결합 직전에 관통 배치된 와이어 유지 클립(102)을 가지는 연장 컵 폼 부분(62)을 보여준다. 이때 최상위 부분(52a)은 그 아래에 와이어 클립(102)의 유지를 허용하기 위해 더 큰 상위 둘레를 가진다. 이로써, 충분히 유연한 수령 부분(50)이 최상위 부분(52a)에 대해 신장된 후 연장 컵 폼 부분(62)을 통한 와이어 클립(102)은 아일렛(52)의 최상위 부분(52a) 아래에 고정될 수 있다.
도 5는 언급된 유지 와이어 클립(102)의 작동을 허용하기 위해, 연장 컵 폼 부분(62)의 단면 평면을 관통할 수 있는, 예시적인 u-자형 와이어 프레임(102)을 보여준다. 도시된 바와 같이, 와이어 프레임(102)은 다른 와이어 프레임들의 형태들 및 종류들이 제공될 수 있지만, u-자형을 가질 수 있다. 와이어 렉들(202)은 한정되지 않는 예에 의해, 와이어 프레임(102)이 연장 컵 폼 부분(62)의 단면을 쉽게 관통하는 것을 허용하기 위해서와 같이, 그 첨단들(206)에서 각지거나 또는 뾰족(502)해질 수 있다. 말할 필요 없이, u-자형 와이어 프레임(102)의 렉들(202) 사이의 수직 거리는 진공 흡인 아일렛(52a)의 최상위 지름보다 약간 작을 수 있거나, 및/또는 와이어 프레임(102)이 아일렛(52)에 고정되는 아일렛(52) 상의 지점에서의 아일렛(52)의 지름과 거의 동일할 수 있어, 와이어 클립은 진공 흡인 및/또는 웨이퍼의 배치와 같이, 낮은 수준의 힘들이 적용될 때조차도, 아일렛 상의 제자리에 연장 컵 폼 부분(62)을 적절하게 유지할 것이다.
도 6은 진공 흡인 아일렛(52)의 최상위 둘레(52a) 바로 아래에 고정되는 와이어 유지 클립(102)을 가지는 연장 컵 폼 부분(62)의 단면을 보여준다. 도시된 바와 같이, 와이어 유지 클립(102)은 진공 흡인 아일렛(52)의 둘레 상의 2 개의 지점들에 접선 마찰력(tangential friction)을 제공하기 위해 실질적으로 2 개의 지점들에서 가장 많이 연장 컵 폼 부분(62)의 둘레에 접촉 또는 실질적으로 접촉할 수 있다. 이와 같이, 이 2 개의 지점들은 진공 흡인 아일렛(52)의 지름을 따라 실질적으로 대향하는 점들인 것이 바람직할 수 있다.
도 7은 나사산들을 이용하는 것과 같이, 고정자(602)를 이용해 엔드 이펙터의 말단 부분(22)에 고정되고, 진공 흡인 아일렛(52)의 베이스 부분(52b)으로 이어지는 하나 또는 그 이상의 채널들(604)을 가지는 진공 흡인 아일렛(52)과 이를 통한 와이어 프레임(102)을 가지는 연장 컵 폼 부분(62)의 물리적 결합의 단면을 보여준다. 연장 컵 폼 부분(62)은 한정되지 않는 예에 의해, 2 mm의 엔드 이펙터의 말단 끝(22)에 의해 제공되는 평면 상에서 연장되는 높이를 가질 수 있다. 게다가, 연장 컵 폼 부분(62)은 연장 컵 폼 부분(62)의 내부 둘레(50)가 진공 흡인 아일렛(52)의 최상위 둘레(52a)에 대하여 잘 맞도록 허용하는 것과 같이, 매우 적합한 구성(construction)일 수 있어, 와이어 프레임(102)은 연장 컵 폼 부분(62)의 내부 둘레(50)를 압축하여 연장 컵 폼 부분(62)이 이로써 진공 흡인 아일렛(52) 주위에 유지되게 된다.
나아가, 연장 컵 폼 부분(62)의 적합한 특성(conformable nature)은 반도체 웨이퍼, 솔더 범프들 등과 같은 실리콘 웨이퍼 상의 프로세스 형성들, 및 더 큰 웨이퍼들 상의 불규칙한 표면들에 대해 적응성 및 개선된 진공을 허용할 수 있다. 종래 기술의 강성을 갖는 진공 아일렛들은 불량한 진공 밀폐 및 실질적으로 더 높은 프로파일 높이들을 제공하여 불량한 진공 및 불량한 적응성을 초래한다.
도 8은 물리적으로 반도체 웨이퍼(802)와 연장 컵 폼 부분(62)를 결합한 프로파일 도면을 제공한다. 도면에 있어서, 연장 컵 폼 부분(62)의 개방 셀 형태는 실리콘 웨이퍼(802)에 의해 제공되는 불규칙하고 틸트되어 있고, 울퉁불퉁한 표면들에 잘 맞고 밀폐된다.
도 9는 2 개의 u-자형 와이어 프레임 클립들(102a, 102b)이 유지 클립들로서 제공되는 실시예를 보여준다. 당업자에 의해 이해될 바대로, 평행한 연장 렉들(202)을 가지는 제2 u-자형 와이어 클립(102b)의 추가는 아일렛(52)과 제2 와이어 프레임(102b)의 2 개의 추가적인 접선마찰 접촉 지점들을 제공한다. 이로 인해, 와이어 프레임들(102a, 102b)의 4 개의 렉들(202)로부터, 총 4 개의 접선마찰 접촉 지점들이, 진공 흡인 아일렛(52)과 연장 컵 폼 부분(62)의 향상된 물리적 결합을 제공한다.
도 10은 개시된 와이어 프레임들(102) 및 연장 컵 폼 부분(62)을 이용하기 위한 u-자형 와이어 프레임 삽입기(1002)의 예시적인 실시예를 제공한다. 도면에 있어서, u-자형 와이어 프레임(102)은, 그 렉들(202)은 연장 컵 폼 부분(62)을 향하고, 브레이스(1004)의 베이스와 같이, 저마찰 슬라이더(1006)와 슬라이드가능하게 연관될 수 있는 슬라이더 브레이스(1004)의 실린더들(1003)로 삽입될 수 있다. 요약하면, 실린더들(1003)은 연장 컵(62)을 관통하기 위해 브레이스(1004) 상에서 슬라이드될 수 있어, 와이어 클립 프레임(102)의 와이어 렉들(202)의 끝단은 슬라이딩 브레이스(1004)에 반대되는 연장 컵(62) 측 상에서 실린더들(1003)로 수령될 수 있다. 나아가, 연장 컵 폼 부분(62)은 척(1010) 상에 배치될 수 있고, 실린더들(1003) 및 와이어 렉들(202)의 삽입을 결국 수령하기 위해, 연장 컵 폼 부분(62)의 내부 둘레(50)의 크기에 대략 맞는 척(1010)으로부터 위쪽으로 연장되는 중심 고정 부분(1012)을 가질 수 있다.
도 11은 예시적인 와이어 프레임 삽입기(1002)의 근접 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 잠금판(1102)이 연장 컵 폼 부분(62)을 척(1010)과 관련하여 제 위치에 잠그기 위해 연장 컵 폼 부분(62) 맨 위에 삽입될 수 있다. 게다가, 슬라이딩 브레이스(1004) 근처의 척(1010)의 일 부분에는 안내판(1110)이 마련될 수 있는데, 이를 통해 실린더들(1003)이 와이어 렉들(202)이 수령될, 연장 컵 폼 부분(62)의 적절한 단면 평면으로 안내될 수 있다. 이로 인해, 슬라이딩 브레이스(1004)가 앞으로 밀어질 때, 실린더들(1003)은 연장 컵 폼 부분(62)으로 원하는 높이 및 위치에서 실린더들(1003)로 와이어 렉들(202)의 최종 삽입을 허용하기 위해 안내판(1110)을 지나갈 수 있다. 렉들(202)이 완전히 삽입되기만 하면, 슬라이딩 브레이스(1004)는 실린더들(1004)을 제거하기 위해 슬라이딩될 수 있고, 연장 컵 폼 부분(62)의 (브레이스(1004)와 관련하여) 가까운 호(proximal arc)로부터 돌출된 와이어 렉들(202)은 클립을 완성하기 위해 구부려질 수 있고, 척(101) 위의 잠금장치(1102)는 제거될 수 있고, 연장 컵 폼 부분(62)은 제거를 위해 척(1010)의 중심 확장을 따라 위쪽으로 슬라이드될 수 있다. 물론, 당업자라면 와이어 클립 프레임(102)을 위한 다른 삽입 메카니즘들이 제공될 수 있고, 이로써 상기에서 언급된 삽입기(1002)는 예로서 제공됨을 이해할 것이다.
이와 같이, 연장 컵 폼 부분은 솔더 범프 표면들, 트렌치된 웨이퍼들, 그루빙된 솔라 셀들, 고르지 못한 뒤틀림을 가지는 큰 웨이퍼들, 등과 같은, 반도체 프로세싱을 위한 거친 표면 구조들에 개선된 진공 고착을 위한 향상된 밀폐를 제공한다. 게다가, 예를 들어 전도성 있는 실리콘 폼의 개방 셀 구조는, 연장 컵 폼 부분에 사용될 수 있는데, 진공이 적용될 때 쉽게 압축되고 밀폐되어, 이로써 진공 흡인 아일렛에 의해 흡인되는 진공을 향상시킨다. 게다가, 연장 컵 폼 부분에 의해 제공되는 최상위 높이 프로파일이 진공 흡인 아일렛의 최상위 높이 프로파일보다 약간 더 높은 정도까지, 적합한 상부 진공 표면은 틸팅된 구조들 및 무작위의 표면들에 쉽게 맞춰져서, 이로써 연장 컵 폼 부분이 진공 흡인에 의해 압축될 때 이러한 표면들에 개선된 밀폐가 제공되게 된다.
상술한 바와 같이, 부분적으로는 진공이 새는 것을 밀폐하기 위해 연장 폼 부분이 유연하고 금속 클립 주위에서 잘 맞기 때문에 와이어 클립의 연장 컵 폼 부분으로의 삽입은 진공 흡인을 약화시키지 않는다. 연장 컵 폼 부분들의 이러한 특성은, 상술한 바와 같이, 유사하게 이전 실시예들에 대하여 진공 흡인 아일렛에 의해 흡인되는 진공을 향상시킨다.
나아가, 개시 내용의 상세한 설명들은 당업자가 개시된 실시예들을 생산 또는 사용하는 것이 가능하도록 하기 위해 제공된다. 개시에 대한 다양한 변형들은 당업자들에게 명백할 것이고, 여기서 정의된 일반적인 원리들은 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경들에 적용될 수 있다. 그러므로, 개시는 여기서 설명되는 예들 및 디자인들로 한정하고자 하는 것은 아니고, 차라리 여기서 개시된 새로운 특성들 및 원리들에 합치되는 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims (20)

  1. 엔드 이펙터를 위한 진공 그립에 있어서,
    적어도 하나의 그 베이스 부분에 진공과 연결가능하게 연관되고, 상기 베이스 부분보다 그 최상위 부분에서 더 큰 단면 둘레를 가지는, 진공 흡인 아일렛;
    상기 최상위 부분의 더 큰 단면 둘레를 그 안에 수령하기에 적합한 수령 부분을 포함하는 연장 컵 폼 부분; 및
    상기 연장 컵 폼 부분의 단면 평면을 따라 삽입되는 2 개의 렉들을 가지는 와이어 클립을 포함하고, 상기 2 개의 렉들은 상기 더 큰 단면 둘레 아래의 상기 진공 흡인 아일렛의 제2 단면 둘레 상의 2 개의 탄젠트 점들에서 상기 수령 부분을 마찰 접촉으로 압축하는 데 적절한, 진공 그립.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 클립은 스테인레스 스틸을 포함하는, 진공 그립.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연장 컵 폼 부분은 실리콘으로 구성되는, 진공 그립.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 클립은 상기 와이어 클립을 삽입하기 위한 힘을 수령할 수 있는 렉-결합 부분을 더 포함하는, 진공 그립.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 와이어 클립은 상기 삽입 부분으로부터 말단 지점에 상기 와이어 클립을 닫기 위해 상기 렉들의 중첩된 끝단들을 더 포함하는, 진공 그립.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단면 평면은 상기 연장 컵 폼 부분의 바닥 평면과 상부 평면 사이에서 실질적으로 중간에 있는, 진공 그립.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 흡인 아일렛은 고무와 플라스틱 중 하나를 포함하는, 진공 그립.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 연장 컵 폼 부분과 조합된 상기 진공 흡인 아일렛은 1mm 내지 5 mm의 범위에 있는 전체 높이를 가지는, 진공 그립.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 연결가능한 연관은 입구 포트를 포함하는, 진공 그립.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 단면 평면을 실질적으로 따라 삽입되는 2 개의 렉들을 포함하고, 상기 진공 흡인 아일렛의 상기 제2 단면 둘레 상의 제3 및 제4 탄젠트 지점들에서 상기 수령 부분을 마찰 접촉으로 압축하기에 적절하고 상기 2 개의 렉들에 실질적으로 수직하는 2 개의 제2 렉들을 가지는 제2 와이어 클립을 더 포함하는, 진공 그립.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 흡인 아일렛이 장착되는 상기 엔드 이펙터의 말단 끝을 더 포함하는, 진공 그립.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 말단 끝은 분기된 말단 끝을 포함하는, 진공 그립.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진공 흡인 아일렛은 3 개의 진공 흡인 아일렛들을 포함하는, 진공 그립.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 연장 컵 폼 부분은 개방 셀 형식을 포함하는, 진공 그립.
  15. 엔드 이펙터에 있어서,
    베어링 암;
    상기 베어링 암의 제1 단에 연결된 매개 부분;
    상기 매개 부분의 제2 단에서 상기 매개 부분에 연결되고, 또한
    적어도 하나의 그 베이스 부분에 진공과 연결가능하게 연관되고, 상기 베이스 부분보다 그 최상위 부분에서 더 큰 단면 둘레를 가지는, 진공 흡인 아일렛;
    상기 최상위 부분의 더 큰 단면 둘레를 그 안에 수령하기에 적합한 수령 부분을 포함하는 연장 컵 폼 부분; 및
    상기 연장 컵 폼 부분의 단면 평면을 따라 삽입되는 2 개의 렉들을 가지는 와이어 클립을 포함하는 말단 끝을 포함하고, 상기 2 개의 렉들은 상기 더 큰 단면 둘레 아래의 상기 진공 흡인 아일렛의 제2 단면 둘레 상의 2 개의 탄젠트 점들에서 상기 수령 부분을 마찰 접촉으로 압축하는 데 적절한, 엔드 이펙터.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 매개 부분은 적어도 하나의 각 부분을 포함하는, 엔드 이펙터.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 베어링 암은 로봇 플랜지 및 상기 로봇 플랜지에 맞물리기 위한 전자기계적 요소들을 포함하는, 엔드 이펙터.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 단면 평면은 상기 연장 컵 폼 부분의 바닥 평면과 상부 평면 사이에서 실질적으로 중간에 있는, 엔드 이펙터.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 진공 흡인 아일렛은 고무와 플라스틱 중 하나를 포함하는, 엔드 이펙터.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 연장 컵 폼 부분과 조합된 상기 진공 흡인 아일렛은 대략 2mm의 전체 높이를 가지는, 엔드 이펙터.
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