KR20180133532A - 로봇 서브어셈블리들, 엔드 이펙터 어셈블리들, 및 감소된 균열을 갖는 방법들 - Google Patents

로봇 서브어셈블리들, 엔드 이펙터 어셈블리들, 및 감소된 균열을 갖는 방법들 Download PDF

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KR20180133532A
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라즈 쿠마르 타누
데이먼 케이. 콕스
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

로봇 서브어셈블리는, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 롤, 피치, 및/또는 수직 배향 조정 기능 능력을 포함한다. 로봇 서브어셈블리는, 로봇 컴포넌트; 로봇 컴포넌트에 커플링되는 장착 플레이트 ― 장착 플레이트는, 로봇 컴포넌트에 대한 조정가능한 배향을 포함함 ―; 및 장착 플레이트에 커플링되는 취성 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터를 포함한다. 로봇 컴포넌트와 엔드 이펙터 사이의 배향을 조정하는 방법들뿐만 아니라 다수의 다른 양상들이 개시된다.

Description

로봇 서브어셈블리들, 엔드 이펙터 어셈블리들, 및 감소된 균열을 갖는 방법들
[001] 본 출원은, "ROBOT SUBASSEMBLIES, END EFFECTOR ASSEMBLIES, AND METHODS WITH REDUCED CRACKING"이라는 명칭으로 2016년 5월 5일자로 출원된 인도 특허 출원 제201641015705호(대리인 관리 번호 23944IN/CHC), 및 "ROBOT SUBASSEMBLIES, END EFFECTOR ASSEMBLIES, AND METHODS WITH REDUCED CRACKING"이라는 명칭으로 2016년 8월 1일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/225,394호(대리인 관리 번호 23944USA/CHC)의 이득 및 이들에 대한 우선권을 주장하며, 이로써 상기 출원들의 개시내용들은 모든 목적들을 위해 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
[002] 본 개시내용은 전자 디바이스들의 제조에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 취성(brittle) 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(end effector)들의 배향을 조정하기 위한 방법들 및 조정가능한 로봇식 엔드 이펙터 어셈블리(assembly)들에 관한 것이다.
[003] 전자 디바이스들, 제품들, 및 메모리 물품들의 제조에서, 그러한 반도체 웨이퍼들(예컨대, 기판들 - 패터닝된 것 및 패터닝되지 않은 것 둘 모두)에 대한 프리커서(precursor) 물품들은, 하나 이상의 로봇 장치에 의해 툴들의 다양한 챔버들 내에서 운반될 수 있다. 예컨대, 운반은, 이송 챔버 내에서 하나의 프로세스 챔버로부터 다른 프로세스 챔버로, 로드 록(load lock)으로부터 프로세스 챔버로, 또는 기판 캐리어로부터 팩토리 인터페이스(factory interface)에 있는 로드 포트로 행해질 수 있다. 그러한 로봇식 운반 동안, 기판들은, 로봇의 암(arm) 컴포넌트에 커플링되는 로봇식 엔드 이펙터 상에 놓인다. 예컨대, 종래 기술 로봇에서, 엔드 이펙터는, 로봇의 이동가능 컴포넌트, 이를테면, 로봇 리스트(wrist)에 커플링될 수 있다. 일부 경우들에서, 엔드 이펙터는, 동작 환경에 존재할 수 있는 높은 온도들 및 부식성 환경 노출을 수용하기 위해, 알루미나 재료로 만들어진다. 그러나, 기존의 알루미나 엔드 이펙터들(달리 "블레이드(blade)들"로 지칭됨)은 비교적 높은 파손율들을 갖는 경향이 있을 수 있다.
[004] 따라서, 파손 경향이 감소된 엔드 이펙터 장치, 시스템들, 및 방법들이 요구되고 있다.
[005] 제1 양상에 따르면, 로봇 서브어셈블리(subassembly)가 제공된다. 로봇 서브어셈블리는, 로봇 컴포넌트; 로봇 컴포넌트에 커플링되는 장착 플레이트 ― 장착 플레이트는, 로봇 컴포넌트에 대한 조정가능한 배향을 포함함 ―; 및 장착 플레이트에 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터를 포함한다.
[006] 다른 양상에서, 엔드 이펙터 어셈블리가 제공된다. 엔드 이펙터 어셈블리는, 로봇 컴포넌트에 조정가능하게 커플링되도록 구성되는 장착 플레이트; 장착 플레이트에 커플링되는 엔드 이펙터; 및 로봇 컴포넌트와 장착 플레이트 사이의 배향 조정 능력을 제공하는 배향-조정 부재들을 포함한다.
[007] 또 다른 양상에서, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 배향을 조정하는 방법이 제공된다. 방법은, 로봇 컴포넌트, 로봇 컴포넌트에 조정가능하게 커플링되는 장착 플레이트, 및 장착 플레이트에 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터를 제공하는 단계; 및 로봇 컴포넌트와 장착 플레이트 사이의 하나 이상의 갭들을 조정함으로써 로봇 컴포넌트에 대한 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 롤(roll), 피치(pitch), 및 수직 배향 중 하나 이상을 조정하는 단계를 포함한다.
[008] 본 개시내용의 이들 및 다른 실시예들에 따라 다수의 다른 양상들이 제공된다. 본 개시내용의 실시예들의 다른 특징들 및 양상들은, 다음의 설명, 첨부된 청구항들, 및 첨부된 도면들로부터 더 완전히 명백해질 것이다.
[009] 도 1a는 종래 기술에 따른, 로봇 리스트에 커플링된 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 등각도(isometric view)를 예시한다.
[0010] 도 1b는 종래 기술에 따른, 로봇 리스트에 커플링된 것으로 도시된 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 일부분의 부분 횡단면 측면도를 예시한다.
[0011] 도 1c는 종래 기술에 따른, 로봇 리스트에 커플링되고 심(shim)들을 사용하여 배향 조정된 것으로 도시된 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 일부분의 부분 횡단면도를 예시한다.
[0012] 도 2a는 하나 이상의 실시예들에 따른 로봇 서브어셈블리의 등각도를 예시한다.
[0013] 도 2b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 2a의 단면 라인 2B-2B를 따라 취해진 로봇 서브어셈블리의 부분 횡단면 측면도를 예시한다.
[0014] 도 2c는 하나 이상의 실시예들에 따른, 엔드 이펙터의 부착을 위한 부착 어셈블리의 부분 횡단면 측면도를 예시한다.
[0015] 도 2d는 하나 이상의 실시예들에 따른, 로봇 컴포넌트와 장착 플레이트 사이의 배향 조정을 위한 심들을 포함하는 로봇 서브어셈블리의 부분 횡단면 측면도를 예시한다.
[0016] 도 2e는 하나 이상의 실시예들에 따른, 배향 조정을 위한 심들을 포함하고 그리고 장착 플레이트의 엔드 이펙터 부착 표면 상의 경사진(inclined) 표면을 더 포함하는 로봇 서브어셈블리의 부분 횡단면 측면도를 예시한다.
[0017] 도 2f는 하나 이상의 실시예들에 따른, 배향 조정을 위한 심들을 포함하고 그리고 장착 플레이트의 로봇 컴포넌트 부착 표면 상의 경사 표면을 더 포함하는 로봇 서브어셈블리의 부분 횡단면 측면도를 예시한다.
[0018] 도 3a는 하나 이상의 실시예들에 따른 셋팅(setting) 엘리먼트들을 나타내는 셋팅 및 로킹(set and lock) 조정 메커니즘을 포함하는 로봇 서브어셈블리의 부분 횡단면 측면도를 예시한다.
[0019] 도 3b는 하나 이상의 실시예들에 따른 로킹 엘리먼트들을 나타내는 셋팅 및 로킹 조정 메커니즘을 포함하는 로봇 서브어셈블리의 횡단면 측면도를 예시한다.
[0020] 도 3c는 하나 이상의 실시예들에 따른, 셋팅 및 로킹 조정 메커니즘의 셋팅 및 로킹 엘리먼트들에 대한 가능한 위치들을 나타내는 로봇 서브어셈블리의 등각도를 예시한다.
[0021] 도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 로봇 서브어셈블리의 등각도를 예시한다.
[0022] 도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른, 엔드 이펙터의 배향을 조정하는 방법의 흐름도를 예시한다.
[0023] 전자 디바이스 제조 프로세스들은, 최종 전자 디바이스(예컨대, 컴퓨터 칩)를 생산하기 위해 다양한 프리커서 물품들, 이를테면, 패터닝된 반도체 웨이퍼들 및 패터닝되지 않은 반도체 웨이퍼들 둘 모두, 유리 플레이트들, 마스크들(이러한 모든 프리커서 물품들은 본원에서 "기판" 또는 "기판들"로 지칭됨)을 제조한다. 프로세스들 중 하나 이상을 수행하는 제조 툴 내에서의 하나의 위치로부터 다른 위치로의 그러한 기판들의 운반 동안, 기판들은 엔드 이펙터(종종 "블레이드"로 지칭됨)에 의해 운반될 수 있다. 운반 동안 기판은 엔드 이펙터 상에 놓인다. 제조 공차(tolerance)들 및 공차 구축(buildup)들 때문에, 교정 프로세스의 일부로서, 엔드 이펙터는 종종 사용되기 전에 자신의 배향이 조정될 것이므로, 다양한 프로세스 챔버들 및/또는 로드 록 챔버들과의 엔드 이펙터의 적절한 배향이 보장된다. 특히, 배향 조정은, 롤 조정, 피치 조정, 수직 조정, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다.
[0024] 종래 기술 엔드 이펙터 어셈블리들(100)에서, 배향 조정은, 도 1a-1c에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터(102)와 로봇 리스트(104) 사이에 삽입되는 하나 이상의 심들(101)(이를테면, 와셔(washer)들)을 사용하여 엔드 이펙터(102)와 로봇 리스트(104) 사이에 조정 능력을 제공함으로써 수행될 수 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 심들(101)을 사용하여 엔드 이펙터(102)의 롤, 피치, 또는 수직 배향 중 하나 이상을 조정하는 경우, 구부러짐(flexing)이 발생할 수 있고 그리고 굽힘 응력(bending stress)들이 엔드 이펙터(102)의 하나 이상의 부분들 상에 가해질 수 있다. 재료가 매우 취성인, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 경우에, 이는, 굽힘 응력이 가장 높게 가해진 구역들, 이를테면, 체결구(fastener)들(106A, 106B) 사이의 구역 1(105), 또는 심지어 구역 2(107)의 체결구(106B) 선외(outboard)의 구역에서 균열을 초래하는 바람직하지 않은 응력들을 야기할 수 있다. 다른 구역들이 또한 균열이 발생하는 경향이 있을 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같은 세라믹은, 고온에서 비금속성 광물질을(mineral)을 소성(firing)시킴으로써 만들어진, 강성이고, 취성이고, 내열성이고, 그리고 내부식성인 재료들을 의미한다. 본원에 사용되는 바와 같은 유리는, 고온들을 견딜 수 있는, 순수한 실리카를 융해(melting)시킴으로써 형성되는 투명하거나 반투명한 유리질 고체를 의미한다. 엔드 이펙터들에 사용되는 유리는 용융(fused) 석영 또는 용융 실리카로 만들어질 수 있다.
[0025] 본 개시내용의 실시예들은, 롤, 피치, 또는 수직 배향 조정들 중 하나 이상을 계속 허용하면서 그러한 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터 균열을 감소시키거나 제거할 수 있다. 따라서, 제1 양상에 따르면, 하나 이상의 실시예들은, 로봇 컴포넌트(이를테면, 로봇 리스트), 로봇 컴포넌트에 커플링되는 장착 플레이트 ― 장착 플레이트는, 로봇 컴포넌트에 대한 조정가능한 배향을 포함함 ―, 및 장착 플레이트에 견고하게(securely) 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터를 포함하는 로봇 서브어셈블리를 제공한다. 장착 플레이트와 로봇 컴포넌트(예컨대, 리스트) 사이에 조정가능한 배향이 제공될 수 있으며, 부재들 둘 모두는 비교적 높은 연성(ductility) 및/또는 탄성을 갖는 금속일 수 있고, 그에 따라, 균열 또는 파손 없이 굽힘 응력들을 수용하는 능력을 나타낼 수 있다. 개선된 로봇 서브어셈블리에서, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터는, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터가, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 균열을 야기하는 경향이 적은 주로 압축 응력들을 실질적으로 겪도록, 장착 플레이트 및 부착 어셈블리의 상호-평행(co-parallel) 표면들 사이에 단단히(rigidly) 클램핑(clamp)된다.
[0026] 엔드 이펙터 어셈블리들, 로봇 서브어셈블리들, 엔드 이펙터의 배향을 조정하는 방법들의 이들 및 다른 실시예들이 도 2a-5를 참조하여 아래에서 설명되며, 그 도면들에서, 동일한 번호들이 전체에 걸쳐 동일한 엘리먼트들을 나타내기 위해 사용된다.
[0027] 도 2a-2b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 로봇 서브어셈블리(200) 및 그의 다양한 컴포넌트들의 부분 등각도 및 횡단면도를 예시한다. 로봇 서브어셈블리(200)는, 로봇 컴포넌트(204)(로봇 리스트와 같은 최선외(outboard-most) 로봇 컴포넌트일 수 있음), 및 로봇 컴포넌트(204)에 커플링되는 장착 플레이트(208)를 포함하며, 여기서, 장착 플레이트(208)는 로봇 컴포넌트(204)에 대한 조정가능한 배향을 포함한다. 최선외 로봇 컴포넌트는, 로봇의 숄더 조인트(shoulder joint)로부터 가장 멀리 떨어져 있는 로봇 암 컴포넌트이다. 장착 플레이트(208)는, 로봇 컴포넌트(204)와 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202) 사이의 중간 부재이다. 장착 플레이트(208)가 플레이트형 구조로서 도시되지만, 다른 구성들이 사용될 수 있다. 로봇 서브어셈블리(200)는, 장착 플레이트(208)(도 2b에서 절단된 상태(truncated)로 도시됨)에 단단히 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)를 더 포함한다. 조정가능한 배향은, 엔드 이펙터(202)와 로봇 컴포넌트(204) 사이의 상대적인 배향의 롤, 피치, 또는 수직 조정 중 하나 이상, 또는 조정들의 조합을 허용하지만, 조정은, 로봇 컴포넌트(204)와 장착 플레이트(208) 사이에서 발생한다. 이는, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)가 툴의 프로세스 챔버들 및/또는 로드 록 챔버들에 대한 적절한 배향으로 조정되는 것을 허용하고 그리고 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 최소의 균열로 그렇게 행한다.
[0028] 도 2a 및 도 2b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)는, 부착 어셈블리(210)(도 2b 및 도 2c에 도시됨)에 의해 장착 플레이트(208)에 견고하게 체결되고 부착된다. 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)는, 예컨대, 알루미나, 알루미나-티타니아 세라믹 등과 같은 적절한 세라믹 재료, 또는 용융 실리카, 용융 석영 등과 같은 적절한 유리로 만들어질 수 있다. 장착 플레이트(208)에 커플링된 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 부분은 얇을 수 있고, 서로 실질적으로 평행한 최상부 표면 및 최하부 표면을 가질 수 있다. 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 두께는, 예컨대, 약 1.5 mm 내지 약 5 mm일 수 있다. 다른 두께들이 사용될 수 있다. 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 두께는 클램핑된 부분 전체에 걸쳐 동일할 수 있다.
[0029] 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)는, 원형, 타원형, 정사각형, 육각형, 팔각형, 또는 직사각형과 같은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있는 접촉 패드들(202P)을 포함할 수 있다. 다른 형상들이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 2개의 접촉 패드들(202P)이, 이를테면 레그(leg)들(202L, 202R) 상에, 측방향으로 이격될 수 있으며, 적어도 하나 이상이 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202) 상에 다른 곳에서 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 접촉 패드들(202P)은 기판(도시되지 않음)과의 적어도 3-점(three-point) 접촉을 제공할 수 있으며, 그에 따라, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 최상부 표면과 기판 사이에 갭이 제공된다.
[0030] 접촉 패드들(202P)은, 일부 실시예들에서 세라믹 바디(body) 상에 일체로 기계가공될 수 있거나, 대안적으로는, 임의의 적절한 수단, 이를테면, 압입(press fitting), 소결(sintering), 접착, 기계적 체결구들(예컨대, 스크류들)을 이용한 체결 등에 의해 세라믹 바디에 체결될 수 있다. 접촉 패드들(202P)은 편평한 또는 돔형(domed) 프로파일을 가질 수 있다.
[0031] 부착 어셈블리(210)는, (도시된 바와 같이) 장착 플레이트(208)의 아래측에 커플링될 수 있는 부착 플레이트(212), 및 엔드 이펙터 체결구들(218)로 구성될 수 있다. 부착 플레이트(212)는, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 아래측과 접촉하게 제공될 수 있는 상부 표면(214)을 포함할 수 있다. 부착 플레이트(212)는 금속(예컨대, 알루미늄 또는 스테인리스 강)일 수 있다.
[0032] 장착 플레이트(208)는, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 상부측과 접촉하게 제공될 수 있는 하부 표면(216)을 (도시된 바와 같이) 포함할 수 있다. 하부 표면(216) 및 상부 표면(214) 각각은 상호-평행한 평면형 표면들일 수 있고, 엔드 이펙터 체결구들(218)을 조임으로써 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)와의 단단한 클램핑 맞물림으로 끌어 들여질(drawn into) 수 있다. 엔드 이펙터 체결구들(218)은, 적절한 스크류들, 이를테면, 도시된 챔퍼형-헤드(chamfered-head) 스크류들일 수 있다. 다른 적절한 체결 시스템들 및/또는 체결구들이 사용되어 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)를 장착 플레이트(208)에 클램핑할 수 있다. 클램핑은, 비교적 큰 면적(예컨대, 약 5000 mm2 또는 그 초과의 면적)에 걸쳐 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 클램핑된 부분에 넓게 압축 응력들을 가할 수 있으며, 그에 따라, 굽힘 응력들이 최소화된다. 따라서, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 균열 경향이 감소될 수 있다.
[0033] 도 2c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 부착 플레이트(212)는, 내부에 엔드 이펙터 체결구들(218)을 수용하는 나사형 파일럿(threaded pilot)들(220)을 포함할 수 있다. 나사형 파일럿들(220)은, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)에 형성된 장착 홀들을 통과할 수 있고 그리고 장착 플레이트(208)의 아래측에 형성된 리세스(recess)들(215)에 수용될 수 있다(도 2b에 도시됨). 예컨대, 엔드 이펙터 체결구들(218) 및 나사형 파일럿들(220)의 개수는 3개 이상일 수 있으며, 도 2a에 도시된 바와 같이 장착 플레이트(208) 상에 포지셔닝될 수 있다. 다른 배향들의 엔드 이펙터 체결구들(218)이 사용될 수 있다. 선택적으로, 일부 실시예들에서, 부착 플레이트(212)는, 내부에 설치된 Penn Engineering & Manufacturing Corp.로부터 입수가능한 PEM® 브랜드 체결구들과 함께 판금(sheet metal)으로 만들어질 수 있다. 다른 구성들의 부착 플레이트(212)가 가능하다.
[0034] 일부 실시예들에서, 클램핑을 추가로 개선하고 국부적 응력 집중들을 최소화하기 위해, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 최상부 및/또는 최하부에 폴리이미드 테이프가 적용될 수 있다.
[0035] 도 2a 및 도 2b를 다시 참조하면, 조정가능한 배향을 제공하고 로봇 컴포넌트(204)를 장착 플레이트(208)에 커플링시키는 하나의 방법 및 장치가 도시된다. 특히, 로봇 컴포넌트(204)(예컨대, 로봇 리스트)는 제1 리세스(222)를 포함할 수 있고, 장착 플레이트(208)는 제2 리세스(224)를 포함할 수 있다. 이러한 리세스들(222, 224)이 로봇 컴포넌트(204) 및 장착 플레이트(208)의 상부 및 하부 표면들의 정렬을 허용함으로써, 로봇 서브어셈블리(200)는 비교적 얇은 수직 프로파일을 나타낼 수 있는 한편, 각각에 형성된 스텝(step)들이 또한 어셈블리를 도울 수 있다.
[0036] 로봇 컴포넌트(204)와 장착 플레이트(208) 사이의 조정가능한 배향은, 하나 이상의 실시예들에서, 로봇 컴포넌트(204) 및 장착 플레이트(208)의 개개의 표면들 사이에 하나 이상의 심들(226)(예컨대, 얇은 디스크 형상 와셔들)을 삽입함으로써 제공될 수 있다. 심들(226)은, 일부 실시예들에서, 컴포넌트 체결구들(228)에 걸쳐 삽입될 수 있다. 심들(226)은 스테인리스 강 재료로 만들어질 수 있다. 심들(226)은, 롤, 피치, 및/또는 수직에서의 조정의 양에 따라 두께가 변할 수 있다.
[0037] 예컨대, 심들(226)은, 예를 들어, 약 0.025 mm 내지 약 0.305 mm로 두께가 변할 수 있다. 다른 두께들의 심들(226) 또는 심 재료들이 사용될 수 있다. 각각의 조정 위치에서 하나 또는 수 개의 심들(226)이 사용될 수 있다. 조정 위치들은 3개 이상의 위치들, 이를테면, 도시된 4개의 위치들을 포함할 수 있다. 가변적 갭들을 제공함으로써 배향 조정을 돕기 위해, 위치들 중 하나 이상에 다양한 양들의 심들(226)(가능하게는 두께들이 다름)이 배치될 수 있다.
[0038] 그러나, 다른 타입들의 심들(226) 및 심들(226)의 위치들이 사용될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 심들(226)은, 로봇 컴포넌트(204)와 장착 플레이트(208) 사이에 배향 조정을 제공하여 그에 따라 롤, 피치, 및/또는 수직에서 엔드 이펙터(202)의 배향을 조정하기 위해, 다양한 위치들에서 가변적 갭들을 이루는 것을 제공하는 임의의 적절한 형상, 두께, 및 위치를 가질 수 있다. 심들(226)은, 컴포넌트 체결구들(228)을 조임으로써 로봇 컴포넌트(204)와 장착 플레이트(208) 사이에 클램핑될 수 있다. 컴포넌트 체결구들(228)은, 예컨대, 챔퍼형-헤드 스크류들일 수 있다. 다른 적절한 체결구들이 사용될 수 있다. 장착 플레이트(208) 및 로봇 컴포넌트(204) 각각은, 금속, 이를테면, 알루미늄, 스테인리스 강 또는 다른 적절한 금속일 수 있고, 굽힘 응력들을 겪을 수 있지만, 그들은 세라믹 또는 유리 재료들보다 훨씬 더 탄력적이고 연성이므로, 소성 변형(plastically yield)되거나 균열을 일으키지 않는다. 컴포넌트 체결구들(228)의 숄더들 그 자체가 장착 플레이트(208) 상에 형성된 메이팅(mating) 챔퍼들 내에 중심이 놓일 때, 컴포넌트 체결구들(228)의 조임은 로봇 컴포넌트(204)에 대한 장착 플레이트의 X 및 Y 포지션을 고정시킨다. 일부 실시예들에서, 장착 플레이트(208)를 로봇 컴포넌트(204)에 대략적으로 로케이팅하는 것을 보조하기 위해 로케이팅 핀(209)이 제공될 수 있다.
[0039] 도 2d는 하나 이상의 실시예들에 따른, 로봇 컴포넌트(204)와 장착 플레이트(208) 사이의 심들(226)을 포함하는 로봇 서브어셈블리(200)의 부분 횡단면 측면도를 예시한다. 다양한 위치들에서의 심들(226)의 부가는, 롤, 피치, 및/또는 수직 조정들을 제공할 수 있다.
[0040] 도 2e는, 장착 플레이트(208)의 엔드 이펙터 부착 표면으로서 형성된 경사진 표면(230)을 포함하는 로봇 서브어셈블리(200A)의 부분 횡단면 측면도를 예시한다. 경사진 표면(230)은, 약 0.2 도보다 큰, 또는 심지어 약 0.2 도 내지 2 도의 수평에 대한 각도를 포함할 수 있다. 다른 각도들이 가능하다. 경사진 표면(230)은, 다양한 챔버들(예컨대, 프로세스 챔버들 및/또는 로드 록 챔버들) 내로 연장될 때 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202) 및 다른 로봇 컴포넌트들의 드룹(droop)으로 인한 피치 변화들에 대해 대략적으로 오프셋되도록 셋팅될 수 있다. 일부 예시들에서, 수평 배향을 달성하기 위해 더 적은 심들(226)이 사용될 수 있다.
[0041] 도 2f는 하나 이상의 실시예들에 따른, 장착 플레이트(208)의 로봇 컴포넌트 부착 표면으로서 형성된 경사진 표면(230)을 포함하는 로봇 서브어셈블리(200B)의 횡단면 측면도를 예시한다. 또한, 경사진 표면(230)은, 예상되는 드룹을 수용 및 정정하고 그리고 배향 조정 이전에 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)를 더 수평인 초기 포지션으로 가져갈 수 있다. 로봇 컴포넌트 부착 표면 및 엔드 이펙터 부착 표면 상의 경사진 표면들의 조합들이 사용될 수 있다. 대안적으로, 경사진 표면은, 드룹을 수용하기 위해 로봇 컴포넌트 상에 배치될 수 있다.
[0042] 또한, 도 3a-3c에 도시된 로봇 서브어셈블리(300)의 셋팅 및 로킹 메커니즘(332)과 같은 다른 타입들 또는 배향 조정 수단이 사용될 수 있다. 셋팅 및 로킹 메커니즘(332)에서, 로봇 컴포넌트(304)와 장착 플레이트(308) 사이의 배향은, 장착 플레이트(308) 상의 상이한 위치들에서 제공되는 3개 이상의 조정 스크류들(334)(도 3c에서는 4개가 도시됨)에 의해 달성될 수 있다. 조정 스크류들(334)은, 상이한 위치들에서 로봇 컴포넌트(304)와 장착 플레이트(308) 사이의 상대적으로 상이한 갭들을 허용하도록 조정될 수 있다. 셋팅된 상이한 갭들은, 장착 플레이트(308)와 로봇 컴포넌트(304) 사이에 수용되는 스프링 부재(335)에 의해 가해진 힘 하에서 유지된다. 스프링 부재들(335)은, 웨이브(wave) 스프링들 또는 임의의 다른 적절한 스프링 타입일 수 있다. 조정 스크류들(334)의 조정(인(in) 또는 아웃(out))에 의해 적절한 배향이 일단 셋팅되면, 로킹 스크류들(336)(도 3b 및 도 3c에 도시됨)은, 다양한 조정 위치들에서 갭들을 고정시킴으로써 로봇 컴포넌트(304)와 장착 플레이트(308) 사이의 롤, 피치, 및/또는 수직에서의 상대적인 배향을 고정시키도록 셋팅될 수 있다. 로봇 컴포넌트의 표면에 대하여 로킹 스크류들(336)을 조이는 것은, 장착 플레이트(308)에 대하여 조정 스크류들(334)의 헤드를 밀어서 갭들을 고정시킨다. 로킹 스크류들(336)은, 조정 스크류들(334)에 근접하게 또는 다른 곳에서 적절한 위치들에 로케이팅될 수 있다. 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)에 대한 연결은 도 2a-2c에서 이전에 설명된 바와 동일하다.
[0043] 도 2a에 도시된 바와 같이, 로봇 컴포넌트(204)와 장착 플레이트(208) 사이의 포지션 조정가능 부착에 의해 달성되는 배향 조정은, 롤 조정(231), 피치 조정(232), 수직 조정(235), 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 배향 조정은, 상이한 위치들에서 로봇 컴포넌트(204, 304)와 장착 플레이트(208, 308) 사이의 가변적 크기의 갭들을 야기하는 배향 조정 부재들(예컨대, 하나 이상의 심들(226) 또는 조정 스크류들(334))에 의해 제공된다. 예컨대, 롤 조정(231)은, 심들(226)을 좌우로(side-to-side) 부가하거나 차감함으로써, 또는 셋팅 및 로킹 메커니즘(332)의 일 측을 적절하게 조정함으로써, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 일 측이 다른 측에 대해 상승되거나 하강되는 경우이다. 피치 조정(232)은, 이를테면, 심들(226)을 장착 플레이트(208)의 길이를 따라 부가하거나 차감함으로써, 또는 셋팅 및 로킹 메커니즘(332)의 조정 스크류들(334)을 조정함으로써, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 하나의 길이방향 단부(예컨대, 레그들(202L, 202R))가 다른 단부에 대해 상승되거나 하강되는 경우일 수 있다. 예컨대, 심들(226)을 로봇 컴포넌트(204)에 더 가깝게 부가하는 것은 레그들(202L, 202R)을 하강시키는 반면, 심들(226)을 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)에 더 가깝게 부가하는 것은 레그들(202L, 202R)을 상승시킨다. 수직 조정(235)은, 심들(226)을 부가하거나 차감함으로써 또는 셋팅 및 로킹 메커니즘(332)의 조정 스크류들(334)을 조정함으로써 달성될 수 있다. 수직 조정(235)은, 예컨대, 심들(226)을 각각의 위치에서 동등하게 부가함으로써 또는 조정 스크류들(334)을 동등하게 조정함으로써 이루어질 수 있다. 상이한 위치들에 부가된 상이한 두께의 심들 또는 조정 스크류들(334)에 대한 상이한 조정들에 의해, 전술한 것의 조합들이 조정될 수 있다.
[0044] 도 4는, 전자 디바이스 제조 시스템 챔버들 사이에서 기판들을 운반하도록 적응된 로봇 서브어셈블리(400)를 예시한다. 로봇 서브어셈블리(400)는, 강성 빔(beam)(409) 및 커플링된 로봇 컴포넌트(204), 이를테면, 강성 빔(409)의 대향하는 단부들에 커플링된 로봇 리스트들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 강성 빔(409)은, 메인프레임 하우징(도시되지 않음)의 이송 챔버에서 제공될 수 있는, 로봇(도시되지 않음)의 하나 이상의 부가적인 로봇 컴포넌트들에 부착될 수 있다. 로봇 어셈블리들(200)은, 이전에 설명된 바와 같이, 강성 빔(409)에 커플링된다. 로봇 서브어셈블리(400)는, 예컨대, 툴의 다양한 챔버들로 그리고 그러한 챔버들로부터(이를테면, 프로세스 챔버들로 그리고 프로세스 챔버들로부터, 그리고 로드 록 챔버들로 그리고 로드 록 챔버들로부터) 기판들을 운반하도록 구성 및 적응될 수 있다. 도시된 실시예에서, 롤, 피치, 및 수직 조정들은, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터들(202) 각각에 대해 개별적으로 이루어질 수 있다. 특정한 쌍을 이룬(twinned) 로봇 구성이 도시되지만, 로봇은, 3-링크 로봇, 4-링크 로봇, SCARA(Selective Compliance Articulated Robot Arm) 로봇, 또는 독립적으로-제어가능한-암 로봇과 같은 임의의 형태의 로봇일 수 있다. 다른 타입들의 로봇들이 이용될 수 있고 그리고 본 개시내용의 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있다. 예컨대, 로봇 서브어셈블리(200)는, 예를 들어, 미국 특허 번호 제5,789,878호; 제5,879,127호; 제6,267,549호; 제6,379,095호; 제6,582,175호; 및 제6,722,834호; 및 미국 특허 공보 제2010/0178147호; 제2013/0039726호; 제2013/0149076호; 제2013/0115028호; 및 제2010/0178146호에 설명된 로봇들과 함께 사용하도록 적응될 수 있다. 마찬가지로, 도 3a-3c의 로봇 서브어셈블리(300)는 임의의 적절한 로봇에 적응될 수 있다.
[0045] 도 5는, 로봇 컴포넌트(204, 304)에 대한 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202)의 배향을 조정하는 방법(500)을 예시한다. 방법(500)은, 502에서, 로봇 컴포넌트(예컨대, 로봇 컴포넌트(204, 304)), 로봇 컴포넌트에 조정가능하게 커플링되는 장착 플레이트(예컨대, 장착 플레이트(208, 308)), 및 장착 플레이트에 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(예컨대, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202))를 제공하는 단계를 포함한다.
[0046] 방법(500)은, 504에서, 로봇 컴포넌트와 장착 플레이트 사이의 하나 이상의 갭들을 조정함으로써, 로봇 컴포넌트(예컨대, 로봇 컴포넌트(204, 304))에 대한 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(예컨대, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(202))의 롤 배향, 피치 배향, 및/또는 수직 배향, 또는 롤 배향, 피치 배향, 및/또는 수직 배향의 조합들을 조정하는 단계를 포함한다. 위에 설명된 바와 같이, 갭의 조정은, 임의의 적절한 갭 조정 수단에 의해, 이를테면, 심들(226)을 부가하거나 차감하는 것, 셋팅 및 로킹 메커니즘(332)을 조정하는 것 등에 의해 이루어질 수 있다.
[0047] 전술한 설명은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 개시한다. 본 개시내용의 범위 내에 속하는 위에 개시된 어셈블리들, 장치, 및 방법들의 수정들은 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 본 개시내용의 몇몇 실시예들 포함하지만, 다른 실시예들이 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시내용의 범위 내에 속할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 로봇 서브어셈블리(subassembly)로서,
    로봇 컴포넌트;
    상기 로봇 컴포넌트에 커플링되는 장착 플레이트 ― 상기 장착 플레이트는, 상기 로봇 컴포넌트에 대한 조정가능한 배향을 포함함 ―; 및
    상기 장착 플레이트에 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터(end effector)를 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터는 부착 어셈블리에 의해 상기 장착 플레이트에 견고하게(securely) 부착되며,
    상기 부착 어셈블리는,
    부착 플레이트, 및
    상기 장착 플레이트와 상기 부착 플레이트 사이에 커플링되는 체결구(fastener)들
    을 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장착 플레이트의 조정가능한 배향은, 상기 장착 플레이트와 상기 로봇 컴포넌트 사이에 배치되는 하나 이상의 심(shim)들에 의해 제공되는, 로봇 서브어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터는 알루미나를 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 컴포넌트는 최선외(outboard-most) 로봇 컴포넌트를 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 컴포넌트는 로봇 리스트(wrist)를 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 컴포넌트는, 다수의 로봇 리스트들이 상부에 배치되는 빔(beam)을 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조정가능한 배향은 셋팅 및 로킹(set and lock) 메커니즘에 의해 제공되는, 로봇 서브어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 셋팅 및 로킹 메커니즘은 조정 스크류들을 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 셋팅 및 로킹 메커니즘은 로킹 스크류들을 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 장착 플레이트는, 상기 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 드룹(droop)을 조정하도록 구성되는 경사진(inclined) 표면을 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 경사진 표면은 로봇 컴포넌트 부착 표면을 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 컴포넌트에 대한 상기 장착 플레이트의 조정가능한 배향은,
    a) 롤(roll) 조정;
    b) 피치(pitch) 조정; 및
    c) 수직 조정
    중 하나 이상의 조정을 포함하는, 로봇 서브어셈블리.
  14. 엔드 이펙터 어셈블리로서,
    로봇 컴포넌트에 조정가능하게 커플링되도록 구성되는 장착 플레이트;
    상기 장착 플레이트에 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터; 및
    상기 로봇 컴포넌트와 상기 장착 플레이트 사이의 배향 조정 능력을 제공하는 배향 조정 부재들을 포함하는, 엔드 이펙터 어셈블리.
  15. 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 배향을 조정하는 방법으로서,
    로봇 컴포넌트, 상기 로봇 컴포넌트에 조정가능하게 커플링되는 장착 플레이트, 및 상기 장착 플레이트에 커플링되는 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터를 제공하는 단계; 및
    상기 로봇 컴포넌트와 상기 장착 플레이트 사이의 하나 이상의 갭들을 조정함으로써 상기 로봇 컴포넌트에 대한 상기 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 롤, 피치, 및 수직 배향 중 하나 이상을 조정하는 단계를 포함하는, 세라믹 또는 유리 엔드 이펙터의 배향을 조정하는 방법.
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