KR20210097827A - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR20210097827A
KR20210097827A KR1020217024049A KR20217024049A KR20210097827A KR 20210097827 A KR20210097827 A KR 20210097827A KR 1020217024049 A KR1020217024049 A KR 1020217024049A KR 20217024049 A KR20217024049 A KR 20217024049A KR 20210097827 A KR20210097827 A KR 20210097827A
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율리시스 길크리스트
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브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드
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Abstract

직렬적으로 연결된 아암 링크들을 갖고 상기 아암 링크들 중 적어도 하나는 소정의 아암 링크 높이를 갖는 이송 아암; 적어도 제 1 풀리 및 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 한 아암 링크에 고정된 제 2 풀리; 및 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 상기 제1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 커플링된 적어도 하나의 토크 전달 밴드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드는 상기 소정의 아암 링크 높이에 대하여 대응되는 밴드 높이, 및 상기 대응되는 밴드 높이에 대하여 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드가 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트를 포함하도록 하는 가변적인 측방향 두께를 갖는 기판 처리 장치.

Description

기판 이송 장치 {Substrate transport apparatus}
예시적인 실시예들은 크게 로보틱 이송 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 로보틱 구동 트랜스미션들에 관한 것이다.
반도체 기판들의 크기가 증가함에 따라, 그러한 기판들을 이송하는 데 사용되는 로보틱 아암들의 크기/길이도 증가한다. 상기 로보틱 아암들은 로봇 구동 장치로부터 상기 로보틱 아암들의 조인트들로 운동 및 토크를 전달하기 위하여 금속 밴드들이 사용될 수 있다. 그러나 아암 링크들의 증가된 길이는 상기 금속 밴드들의 길이도 증가시킨다. 일반적으로, 이들 금속 밴드들은 예컨대 굽힘 응력을 최소화하기 위하여 그리고 상기 금속 밴드들의 기능적 수명을 유지하기 위하여 얇다. 상기 금속 밴드들이 얇기 때문에 상기 금속 밴드들의 단면적이 작다는 것은 깨달을 수 있을 것이다. 이러한 작은 단면적은 상기 밴드의 축방향 강성(axial stiffness)에 영향을 미칠 수 있고, 이는 동적 구동 시스템의 낮은 고유 진동수를 초래할 수 있으며, 이는 특히 다이렉트 구동 시스템들에서 서보/구동 모터의 튜닝을 어렵게 만들 수 있다. 예를 들면, 서보 대역폭(bandwidth)은 상기 금속 밴드들의 고유 진동수에 가까울 수 있으며, 진동의 제거를 어렵게 만들 수 있고, 낮은 서보 대역폭으로 인한 더 낮은 성능을 초래할 수 있다. 비-다이렉트 구동 시스템들에서, 상기 금속 밴드들의 낮은 고유 진동수는 긴 정착 시간(settling time)을 가져옴으로써 전체적인 스루풋 성능을 감소시킬 수 있다.
위에서 언급된 성능의 문제들 없이 금속 밴드들이 채용된 구동 시스템을 갖는다면 유리할 것이다.
직렬적으로 연결된 아암 링크들을 갖고 상기 아암 링크들 중 적어도 하나는 소정의 아암 링크 높이를 갖는 이송 아암; 적어도 제 1 풀리 및 제 2 풀리; 및 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드를 갖는 다중-밴드 토크 트랜스미션을 포함하고, 상기 제 2 풀리는 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 한 아암 링크에 고정되고, 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각에 의하여 각 토크 로드 트랜스미션은 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서, 토크 로드에 하에서, 상기 제 1 풀리로부터 상기 제 2 풀리까지 연장되는 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각의 전체 연장 길이에 걸쳐 연속적으로 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각을 통해 실질적으로 일정한 일방향 및 단축(uniaxial)의 장력 로드를 부여하도록 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연속적으로 연장되며 상기 제1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 독립적으로 커플링되고, 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 상기 소정의 아암 링크 높이에 대하여 대응되는 고정된 밴드 높이, 및 상기 대응되는 고정된 밴드 높이에 대하여 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각이 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트를 포함하도록 하는 가변적인 측방향 두께를 갖는 기판 처리 장치가 제공된다.
이상의 측면들과 개시된 실시예의 다른 특징들을 첨부 도면들과 관련하여 기재된 다음의 상세한 설명에서 설명된다.
도 1a 내지 도 1d는 개시된 실시예의 측면들을 포함하는 처리 장치의 개념적인 도면들이다.
도 2는 개시된 실시예의 측면들을 포함하는 처리 장치의 개념적인 도면이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 장치의 부분들의 개념적인 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 아암의 부분들의 개념적인 도면들이다.
도 5 및 도 5a는 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 아암의 부분들의 개념적인 도면들이다.
도 6은 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 아암의 한 부분의 개념적인 도면이다.
도 7은 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 아암의 한 부분의 개념적인 도면이다.
도 8은 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 아암의 한 부분의 개념적인 도면이다.
도 9a 내지 도 9k는 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 아암의 한 부분의 개념적인 도면들이다.
도 10은 개시된 실시예의 측면들에 따른 로보틱 이송 아암의 한 부분의 개념적인 도면이다.
도 1a 내지 도 1d 를 참조하면, 여기에 추가적으로 개시되는 바와 같이 개시된 실시예들의 태양들을 포함하는 기판 처리 장치 또는 툴(tool)의 개략적인 도면들이 도시되어 있다. 비록 상기 개시된 실시예의 태양들은 도면들을 참조하여 설명될 것이지만, 상기 개시된 실시예의 측면들은 많은 형태들로 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 임의의 적절한 크기, 형태 또는 타입을 갖는 요소들 또는 물질들이 사용될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 예를 들어 반도체 툴 스테이션(11090)과 같은 처리 장치가 개시된 실시예의 양상에 따라서 도시되어 있다. 비록 반도체 툴이 도면에 도시되어 있을지라도, 여기에 설명된 개시된 실시예의 양상들은 로봇 매니퓰레이터(robotic manipulator)를 채용하는 임의의 툴 스테이션 또는 응용 장치에라도 적용될 수 있다. 이러한 예에서 상기 툴(11090)은 클러스터 툴(cluster tool)로서 도시되어 있지만, 개시된 실시예들의 태양들은 임의의 적절한 툴 스테이션에도 적용될 수 있으며, 예를 들어 도 1c, 도 1d, 및 도 2에 도시되는 바와 같이 2013년 3월 19일 간행된 "Linearly Distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool" 제하의 미합중국 특허등록 제8,398,355호, 및 2011년 3월 8일 간행된 "Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates" 제하의 미합중국 특허등록 제7,901,539호에 설명된 바와 같은 직선형 툴 스테이션에 적용될 수 있다. 상기 특허 문헌들은 그 전체가 여기에 인용되어 통합된다. 상기 툴 스테이션(11090)은 일반적으로 분위기 전방 단부(atmospheric front end, 11000), 진공 로드 락(vacuum load lock, 11010) 및 진공 후방 단부(11020)를 포함한다. 다른 태양들에 있어서, 상기 툴 스테이션은 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다. 상기 전방 단부(11000), 로드 락(11010) 및 후방 단부(11020) 각각의 구성 요소들은 콘트롤러(11091)에 연결될 수 있으며, 상기 콘트롤러(11091)는 예를 들어 클러스터화 아키텍처 제어와 같은 임의의 적절한 콘트롤 아키텍처(control architecture)의 일부일 수 있다. 상기 콘트롤 시스템은 마스터 콘트롤러, 클러스터 콘트롤러들 및 자율 원격 콘트롤러들을 가진 폐쇄 루프 콘트롤러일 수 있으며, 예를 들어 2011년 3월 8일에 간행된 "Scalable Motion Control System" 제하의 미합중국 특허등록 제7,904,182호에 개시된 것으로서 상기 특허 문헌은 그 전체가 여기에 인용되어 포함된다. 다른 태양들에 있어서, 임의의 적절한 콘트롤러 및/또는 제어 시스템이 이용될 수 있다.
하나의 태양에 있어서, 상기 전방 단부(11000)는, 예를 들어 장비 전방 단부 모듈(equipment front end module, EFEM)과 같은 미니 환경부(11060) 및 로드 포트 모듈(11005)을 일반적으로 포함한다. 상기 로드 포트 모듈(11005)들은 300 mm 로드 포트들에 대한 SEMI 표준들 E15.1, E47.1, E62, E19.5 또는 E1.9, 450 mm 로드 포트들에 대한 SEMI 표준들, 전방 개방 또는 저부 개방 박스들/포드들(pods) 및 카세트들에 부합되는, 툴 표준에 대한 박스 오프너/로더(box opener/loader to tool standard, BOLTS) 인터페이스들일 수 있다. 다른 태양들에 있어서, 상기 로드 포트 모듈들은 200 mm, 300 mm 및/또는 450 mm 기판 또는 웨이퍼 인터페이스들 또는 예를 들어 더 크거나 더 작은 기판들, 또는 평판 패널 디스플레이용 평판 패널들과 같은 임의의 다른 적합한 기판 인터페이스들로서 구성될 수 있다. 비록 도 1a에 2개의 로드 포트 모듈들이 도시되었지만, 다른 태양들에서는 임의의 적절한 수의 로드 포트 모듈들이 상기 전방 단부(11000) 내부로 통합될 수 있다. 상기 로드 포트 모듈(11005)들은 오버헤드 이송 시스템, 자동 안내 차량, 인간 안내 차량, 레일 안내 차량으로부터 또는 임의의 다른 적절한 이송 방법으로부터 기판 캐리어들 또는 카세트들(11050)을 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 로드 포트 모듈(11005)은 로드 포트들(11040)을 통해 미니-환경부(11060)와 인터페이스될 수 있다. 상기 로드 포트들(11040)은 상기 기판 카세트들(11050)과 미니 환경부(11060) 사이의 기판들의 통과를 허용할 수 있다. 상기 미니 환경부(11060)는 일반적으로 임의의 적합한 분위기 전달 로봇(11013)을 포함하며, 상기 분위기 전달 로봇(11013)은 여기에 설명되고 개시된 실시예의 하나 이상의 태양들을 포함할 수 있다. 하나의 태양에 있어서, 상기 로봇(11013)은 예컨대 미합중국 특허등록 제6,002,840호에 설명된 것과 같은 트랙 장착 로봇일 수 있으며, 상기 특허문헌의 개시 내용은 그 전체가 여기에 인용되어 포함된다. 상기 미니-환경부(11060)는 다수의 로드 포트 모듈들 사이의 기판 전달을 위하여 제어된, 청정 영역(clean zone)을 제공할 수 있다.
진공 로드 락(vacuum load lock)(11010)은 상기 미니-환경부(11060)와 후방 단부(11020) 사이에 위치되고 이들과 연결될 수 있다. 여기서 사용될 때, 진공이라는 용어는 그 안에서 기판이 처리되는, 10-5 Torr 또는 그 미만과 같은 고진공을 가리킬 수 있음을 언급한다. 상기 로드 락(11010)은 분위기 및 진공 슬롯 밸브들을 일반적으로 포함한다. 상기 슬롯 밸브들은 환경 격리를 제공할 수 있는데, 이는 분위기 전방 단부로부터 기판을 로딩한 후에 로드 락을 비우도록 그리고 로드 락이 질소와 같은 불활성 기체로써 비워질 때 이송 챔버 안에 진공을 유지하도록 채용된다. 상기 로드 락(11010)은 처리를 위한 원하는 위치에 기판의 기점(fiducial)을 정렬하기 위한 정렬기(11011)를 포함할 수도 있다. 다른 태양들에 있어서, 상기 진공 로드 락은 처리 장치의 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있고 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다.
상기 진공 후방 단부(11020)는 이송 챔버(11025), 하나 이상의 처리 스테이션(들)(11030) 및 여기에 설명되고 개시된 실시예의 하나 이상의 태양들을 포함할 수 있는 임의의 적합한 이송 로봇(11014)을 일반적으로 포함한다. 상기 이송 로봇(11014)은 기판들을 로드 락(11010)과 다양한 처리 스테이션(11030)들 사이에서 이송하기 위하여 이송 챔버(11025) 안에 위치될 수 있다. 상기 처리 스테이션(11030)들은 상기 기판들 상에 전기 회로 또는 다른 원하는 구조물을 형성하도록 다양한 퇴적, 식각 또는 다른 유형의 처리들을 통해 상기 기판들에 대한 조작을 수행할 수 있다. 전형적인 처리들은 플라즈마 식각 또는 다른 식각 프로세스들, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD), 플라즈마 기상 증착(plasma vapor deposition, PVD), 이온 주입과 같은 주입(implantation), 메트롤로지(metrology), 급속 열 처리(rapid thermal processing, RTP), 건조 스트립 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD), 산화/확산, 질화물의 형성, 진공 리소그래피, 에피택시(EPI), 와이어 본더(wire bonder) 및 증발과 같은 진공을 사용하는 박막 공정들 또는 진공 압력을 이용하는 다른 박막 공정들을 포함하며, 그러나 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기 처리 스테이션들(11030)은 기판들이 이송 챔버(11025)로부터 처리 스테이션(11030)으로 통과되고 그리고 역으로도 통과되는 것을 허용하도록 이송 챔버(11025)에 연결된다.
이제 도 1c를 참조하면, 직선형 기판 처리 시스템(2010)의 개략적인 평면도가 도시되며, 여기에서 툴 인터페이스 섹션(2012)은 이송 챔버 모듈(3018)에 장착됨으로써 상기 인터페이스 섹션(2012)은 전체적으로 이송 챔버(3018)의 길이 방향 축(X)을 향하지만 (예를 들어 내측을 향하지만), 상기 길이 방향 축으로부터 오프셋되어 있다. 앞서 인용되어 여기에 통합된 미합중국 특허등록 제8,398,355호에 설명된 바와 같이 다른 이송 챔버 모듈(3018A, 3018I, 3018J)을 인터페이스들(2050, 2060, 2070)에 부착함으로써 이송 챔버 모듈(3018)은 임의의 적절한 방향으로 연장될 수 있다. 각각의 이송 챔버 모듈(3018, 3019A, 3018I, 3018J)은 처리 시스템(2010) 전체를 통하여 그리고 예를 들어 처리 모듈(PM)의 안과 밖으로 기판을 이송시키기 위하여 임의의 적합한 기판 이송부(2080)를 구비하며, 상기 기판 이송부(2080)는 여기에 개시되어 설명된 실시예의 하나 이상의 태양들을 포함할 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 각각의 챔버 모듈은 격리되거나, 제어된 분위기(예를 들어, 질소, 클린 에어, 진공)를 유지할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 직선형 이송 챔버(416)의 길이 방향 축(X)을 따라서 취해질 수 있는 것과 같은 예시적인 처리 툴(410)의 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 도 1d에 도시되고 개시된 실시예의 태양에 있어서, 툴 인터페이스 섹션(12)은 이송 챔버(416)에 대표적으로 연결될 수 있다. 이러한 태양에 있어서, 인터페이스 섹션(12)은 툴 이송 챔버(416)의 한 단부를 한정할 수 있다. 도 1d에서 보는 바와 같이, 예를 들어 인터페이스 섹션(12)으로부터 대향되는 단부에 이송 챔버(416)는 다른 작업물 반입/반출 스테이션(412)을 가질 수 있다. 다른 태양들에 있어서, 이송 챔버로부터 작업 부재(workpiece)들을 삽입/제거하기 위한 다른 반입/반출 스테이션들이 제공될 수 있다. 일 태양에 있어서, 인터페이스 섹션(12) 및 반입/반출 스테이션(412)은 상기 툴로부터의 작업 부재들의 로딩(loading) 및 언로딩(loading)을 허용할 수 있다. 다른 태양들에 있어서, 작업 부재들은 일 단부로부터 상기 툴로 로딩될 수 있고 다른 단부로부터 제거될 수 있다. 일 태양에 있어서, 상기 이송 챔버(416)는 하나 이상의 이송 챔버 모듈(들)(18B, 18i)을 가질 수 있다. 각각의 챔버 모듈은 격리되거나 제어된 분위기(예를 들어, 질소, 클린 에어, 진공)를 유지할 수 있다. 이전에 지적된 바와 같이, 도 1d에 도시된 이송 챔버(416)를 형성하는 작업 부재 스테이션들, 이송 챔버 모듈(18B, 18i), 및 로드 락 모듈(56A, 56B)의 구성/배열은 단지 예시적이며, 다른 양상들에서 상기 이송 챔버는 임의의 원하는 모듈식 배열로 배치된 더 많거나 더 적은 모듈들을 가질 수 있다. 도시된 상기 태양에서 스테이션(412)은 로드 락일 수 있다. 다른 태양들에 있어서, 로드 락 모듈은 (스테이션(412)과 유사한) 단부 반입/반출 스테이션 사이에 위치될 수 있거나 또는 (모듈(18i)과 유사한) 인접한 이송 챔버 모듈이 로드 락으로서 작동하도록 구성될 수 있다. 이전에 지적된 바와 같이, 이송 챔버 모듈(18B, 18i)들은 그 안에 위치된 하나 이상의 대응하는 이송 장치(26B, 26i)를 가지며, 상기 이송 장치(26B, 26i)는 여기에 설명되고 개시된 실시예의 하나 이상의 측면들을 포함할 수 있다. 개별의 이송 챔버 모듈(18B, 18i)들의 이송 장치(26B, 26i)는 함께 작동하여 상기 이송 챔버 안에 선형적으로 분포된 작업 부재 이송 시스템(420)을 제공할 수 있다. 이 태양에 있어서, 상기 이송 장치(26B)는 (비록 상기 이송 아암들은 다른 태양들에 있어서 프로그-레그 구성, 텔레스코픽 구성, 이중-대칭적 구성 등과 같은 임의의 다른 원하는 배열을 가질 수 있지만) 일반적인 선택적 순응 관절 로봇 아암(selective compliant articulated robot arm, SCARA) 구성을 가질 수 있다. 도 1d에 도시되어 개시된 실시예의 태양에 있어서, 상기 이송 장치(26B)의 아암들은 신속 교환 장치(fast swap arrangement)로서 지칭될 수 있는 것을 제공하도록 구성될 수 있는데, 이것은 픽/플레이스(pick/place) 위치로부터 이송부가 기판들을 신속하게 교환할 수 있게 한다 (예를 들면, 제1의 아암 또는 기판 홀더가 상기 위치로부터 기판을 픽(pick)하고, 픽된 기판이 제거된 후 실질적으로 즉시 제2의 아암 또는 기판 홀더가 동일한 위치에 기판을 배치(place)한다). 상기 이송 아암(26B)은, 적절한 임의의 수의 자유도(예를 들어, z 축 움직임과 함께 숄더(shoulder) 및 엘보우(elbow) 조인트 둘레의 독립적인 회전)를 각 아암에 제공하기 위하여 아래에 설명되는 바와 같은 적합한 구동 섹션을 가질 수 있다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 본 태양에 있어서 모듈들(56A, 56, 30i)은 이송 챔버 모듈들(18B, 18i) 사이 간극에 위치될 수 있고, 적절한 처리 모듈들, 로드 락(들), 버퍼 스테이션(들), 메트롤로지 스테이션(들) 또는 임의의 다른 원하는 스테이션(들)을 한정할 수 있다. 예를 들어, 로드 락들(56A, 56) 및 작업 부재 스테이션(30i)과 같은 간극 모듈(interstitial module)들은 각각 정지 상태 작업 부재 지지부들/선반들(56S, 56S1, 56S2, 30S1, 30S2)을 가질 수 있으며, 이들은 상기 이송 아암들과 함께 작용하여 상기 이송 챔버의 선형 축(X)을 따라서 이송 챔버의 길이를 통해 작업 부재의 이송을 이룰 수 있다. 일 예로서, 작업 부재(들)는 인터페이스 섹션(12)에 의해 상기 이송 챔버(416) 안으로 로딩될 수 있다. 상기 작업 부재(들)는 인터페이스 섹션의 이송 아암(15)을 갖는 로드 락 모듈(56A)의 지지부(들) 상에 위치될 수 있다. 로드 락 모듈(56A) 내의 작업 부재(들)는 모듈(18B)내의 이송 아암(26B)에 의해 로드 락 모듈(56A)과 로드 락 모듈(56) 사이에서 움직일 수 있고, 유사하고 연속적인 방식으로 로드 락(56)과 작업 부재 스테이션(30i) 사이에서 (모듈(18i)내의) 아암(26i)으로 움직일 수 있고, 그리고 모듈(18i)내의 아암(26i)으로 스테이션(30i)과 스테이션(412) 사이에서 움직일 수 있다. 이러한 프로세스는 반대 방향으로 작업 부재(들)를 움직이도록 전체적으로 또는 부분적으로 역전될 수 있다. 따라서, 하나의 태양에 있어서, 작업 부재들은 축(X)을 따라서 임의의 방향으로 움직일 수 있고 상기 이송 챔버를 따라서 임의의 위치로 움직일 수 있으며 상기 이송 챔버와 소통되는 원하는 임의의 모듈(처리 또는 다른 것)로 로딩되고 그로부터 언로딩될 수 있다. 다른 태양들에 있어서, 이송 챔버 모듈(18B, 18i)들 사이에, 정적인(static) 작업 부재 지지부 또는 선반들을 가진 간극의 이송 챔버 모듈(interstitial transfer chamber module)들이 제공되지 않을 수 있다. 그러한 태양들에 있어서, 인접한 이송 챔버 모듈들의 이송 아암들은 엔드 이펙터(end effector) 또는 하나의 이송 아암으로부터 다른 이송 아암의 엔드 이펙터로 작업 부재를 직접적으로 통과시켜서 작업 부재를 이송 챔버를 통해 움직일 수 있다. 상기 처리 스테이션 모듈들은 다양한 퇴적, 식각 또는 다른 유형의 공정들을 통하여 기판들을 조작하여 기판 상에 전기 회로 또는 원하는 다른 구조물을 형성할 수 있다. 상기 처리 스테이션 모듈들은 기판들이 이송 챔버로부터 처리 스테이션들로 그리고 그 역으로 통과될 수 있게 하는 이송 챔버 모듈들에 연결된다. 도 1d에 도시된 처리 장치에 유사한 일반적인 특징들을 가진 처리 툴의 적절한 예는 그 전체가 여기에 인용되어 통합되는 미합중국 특허등록 제8,398,355호에 설명되어 있다.
도 2를 참조하면, 직선형 이송 챔버(232)를 갖는 직선형의 또다른 예시적인 처리 툴(200)이 도시된다. 상기 처리 툴(200)은 앞서 여기에 인용되어 통합된 미합중국 특허등록 제7,901,539호에 설명된 바와 실질적으로 유사할 수 있다. 여기서 상기 직선형 이송 챔버(232)는 처리 모듈들(231) 및/또는 반입/반출 모듈들(235)(예를 들면, 로드락)이 연결되는 하나 이상의 개방부들을 갖는다. 이러한 측면에 있어서, 직선형 트랙(243)이 상기 이송 챔버(232) 내에 배치된다. 하나 이상의 이송 아암들(241A, 241B)은 상기 반입/반출 모듈(235)과 상기 처리 모듈들(231) 사이에서 기판들을 이송하기 위하여 직선형 트랙(243)을 따라 통과할 수 있다. 상기 이송 아암들(241A, 241B)은 각각의 구동 및 지지 메커니즘(245)에 장착될 수 있다. 상기 구동 및 지지 메커니즘(245)은 상기 직선형 트랙(243)을 통과하며, 관절을 이루기 위하여 또는 그렇지 않다면 상기 직선형 트랙(243)을 따르는 상기 아암의 움직임뿐만 아니라 상기 아암의 신장 및 수축을 이루기 위한 구동 트랜스미션의 적어도 일부를 포함한다. 예를 들면, 하나의 실시예에서 각 아암에 대한 적어도 하나의 선형 및/또는 회전 구동부는 상기 이송 챔버(232)의 밀폐된 환경의 외부에 배치될 수 있다. 그 결과, 상기 적어도 하나의 선형 및/또는 회전 구동부(미도시)가 상기 구동 및 지지 메커니즘(245)의 자성 헤드(248) 또는 적어도 하나의 후행자(follower)에 자성적으로 결합된다. 상기 적어도 하나의 선형 및/또는 회전 구동부와 상기 적어도 하나의 자성 헤드(248) 사이의 자성적 결합은 미합중국 특허등록 제7,901,539호뿐만 아니라 2012년 10월 23일 간행된 "Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates" 제하의 미합중국 특허등록 제8,293,066호, 및 2013년 4월 16일 간행된 "Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm" 제하의 미합중국 특허등록 제8,419,341호에서 설명된 것들과 실질적으로 유사한 방식으로 상기 이송 아암들(241A, 241B)의 신장 및 선형 트랙(243)을 따른 상기 이송 아암들(241A, 241B)의 선형 운동을 가져온다. 상기 특허 문헌들은 그 전체가 여기에 인용되어 포함된다.
알 수 있는 바와 같이, 위에서 설명한 상기 로보틱 이송 장치의 각각은 적어도 하나의 토크(torque) 트랜스미션 밴드에 의하여 구동되는 적어도 하나의 아암 링크를 포함할 수 있다. 이제 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 여기에 설명된 것들과 같은 로보틱 이송 장치에서 사용되기 위한 예시적인 토크 트랜스미션 밴드 구성이 상기 개시된 실시예의 특징들에 따라 도시된다. 도 3a 및 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 로보틱 이송 장치(320)는 임의의 적절한 베이스 또는 구동 하우징(322)에 장착된 이송 아암(324)을 포함한다. 하나의 실시예에서, 상기 이송 아암(324)은 SCARA 아암일 수 있으며, 근접 단부 및 원격 단부를 갖는 상부 아암(326), 근접 단부 및 원격 단부를 갖는 전방 아암(328), 및 하나 이상의 기판들을 그 위에 홀드하도록 구성된 적어도 하나의 기판 서포트 또는 엔드 이펙터(330)를 포함할 수 있다. 상기 상부 아암(326)의 근접 단부는 쇼울더 조인트(332)에서 상기 베이스(322)에 회전 가능하도록 결합된다. 상기 전방 아암(328)의 근접 단부는 엘보우 조인트(334)에서 상기 상부 아암(326)의 원격 단부에 회전 가능하도록 결합된다. 상기 하나 이상의 기판 서포트들(330)은 손목 조인트(336)에서 상기 전방 아암의 원격 단부에 회전 가능하도록 결합된다. 여기에 도시된 SCARA 아암 뿐만 아니라 상기 개시된 실시예의 태양들과 함께 채용될 수 있는 아암 구성들의 다른 예들은 2008년 5월 8일에 제출된 "Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing a Mechanical Switch Mechanism" 제하의 미합중국 특허출원 제12/117,415호 및 2013년 2월 11일에 제출된 "Substrate Processing Apparatus" 제하의 국제특허출원 제PCT/US13/25513호에 설명된 아암 구성들, 또는 상기 벨트들 및/또는 밴드들이 (예를 들면 샤프트 장치를 구동하는 모터들이 옆으로 나란히 있는 것과 같이) 상기 구동 섹션 내에 및/또는 상기 아암 링크들 내에 배치되었는지 여부와는 무관하게 상기 이송 아암의 동작을 위해 하나의 풀리로부터 다른 풀리로 토크를 전달하기 위하여 벨트들 및/또는 밴드들을 사용하는 임의의 다른 적합한 이송 아암을 포함하지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 특허 문헌들의 개시 내용은 그들 전체가 여기에 인용되어 통합된다.
알 수 있는 바와 같이, 상기 이송 아암의 각 아암 링크들(326, 328, 330)은 각각의 아암 링크 높이 ALH1, ALH2를 가질 수 있다(기판 홀더(330)의 높이는 도시되지 않음). 또한 알 수 있는 바와 같이, 각 아암 링크의 높이(ALH1, ALH2) 및 상기 이송 아암의 총괄적인 높이(미도시)는 상기 이송 아암이 그 안에서 동작하는 (위에서 설명된 것들과 같은) 이송 챔버의 높이(TCH)에 의하여 제한될 수 있다. 따라서, 상기 아암들을 구동하기 위해 각 아암 링크 내에 배치된 토크 전달 밴드들 각각의 높이(H)는 각 아암 링크 높이에 의하여 제한될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 아암 링크 내에 다수의 풀리들이 적층되어 있거나 또는 (아래에서 설명하는 바와 같이) 각 풀리 트랜스미션이 다수의 밴드들을 사용하는 경우, 아암 링크 내에서 하나 위에 다른 것이 수직으로 적층된 다수의 밴드들로 인해 상기 토크 전달 밴드의 높이는 더욱 제한될 수 있다. 상기 이송 아암에 의하여 운반되는 기판들의 크기가 커짐에 따라 상기 아암 링크들의 길이도 증가하지만, 상기 아암 링크들 및/또는 이송 챔버의 높이 제한은 증가하지 않을 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 각 밴드의 두께와 각 아암 링크의 두께 사이의 관계를 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 유지하면서 상기 토크 전달 밴드들의 증가된 강성도(stiffness)를 제공하기 위하여 상기 토크 전달 밴드들의 두께가 증가되거나 또는 그와 달리 변화될 수 있다. 역시 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 예를 들면, 상기 토크 전달 밴드는 예컨대 두 개의 풀리들 사이에서 길이 방향으로 연장될 수 있으며, 제 1 두께를 갖고 제1 길이 방향으로 연장되는 밴드부 및 제 2 두께를 갖고 제2 길이 방향으로 연장되는 밴드부를 적어도 가질 수 있다. 여기서 상기 제 2 두께는 상기 제 1 두께보다 더 크다.
상기 베이스(322)는 각 구동 샤프트를 구동하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 서보들 또는 모터들(370M, 371M)을 포함할 수 있다. 상기 이송 베이스 또는 구동부(322)는 위에서 설명된 바와 같은 임의의 적절한 대기 또는 진공 로보틱 이송기 내에 채용될 수 있다. 상기 구동부는 적어도 하나의 구동 샤프트(339, 340)를 갖는 구동 하우징을 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 구동 샤프트(339, 340)는 적어도 부분적으로 상기 구동 하우징 내에 배치될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 구동 샤프트들은 동축 배열 또는 나란히(side by side) 배열과 같은 임의의 적합한 배열을 가질 수 있다. 비록 도 3a에는 두 개의 구동 샤프트들이 도시되었지만, 다른 태양들에 있어서, 상기 구동부는 적합한 임의의 수의 구동 샤프트들을 포함할 수 있다. 상기 구동 샤프트들(339, 340)은 2012년 10월 9일에 간행된 "Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings" 제하의 미합중국 특허등록 제8,283,813호 및 2011년 8월 30일에 간행된 "Substrate Processing Apparatus with Motors Integral to Chamber Walls" 제하의 미합중국 특허등록 제8,008,884호에 설명된 바와 같은 적합한 임의의 방식으로 상기 하우징 내에 기계적으로 지지되거나 또는 (예를 들면, 실질적으로 접촉 없이) 자성적으로(magnetically) 지지될 수 있다. 상기 특허 문헌들은 그들의 개시 내용 전체가 여기에 인용되어 통합된다. 상기 베이스(322)의 각 구동 샤프트(339, 340)는 각각의 모터(370M, 371M)에 의하여 구동될 수 있으며 각 모터는 고정자(STAT)와 회전자(ROT)를 포함한다. 여기에 설명된 상기 구동 모터들은 영구 자석 모터들, (대응되는 코일 유닛을 갖는 적어도 하나의 돌극(salient pole) 및 그 각각에 대하여 자성 투자 물질로 된 적어도 하나의 돌극을 갖는 적어도 하나의 회전자를 갖는) 가변 릴럭턴스 모터들, 또는 다른 임의의 적합한 구동 모터들일 수 있음을 언급해 둔다. 상기 고정자(들)은 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 고정될 수 있으며, 상기 회전자(들)은 각각의 구동 샤프트(339, 340)에 적합한 임의의 방식으로 고정될 수 있다. 일 태양에 있어서, 상기 회전자(들)(ROT)은 밀폐된 환경 내에 배치되는 한편 상기 고정자(들)(STAT)은 적합한 임의의 격리 벽이나 장벽을 채용함으로써 상기 로봇 아암(들)(208)이 동작하는 분위기로부터 밀폐되는 "외부(external)" 또는 "비-밀폐(non-sealed)" 환경 내에 배치될 수 있다(여기서 로봇 아암(들)이 동작하는 분위기는 진공 또는 다른 임의의 적합한 환경일 수 있는 "밀폐된" 환경을 지칭한다). 여기서 사용될 때 "격리 벽"이라는 용어는 임의의 적절한 비-강자성(non-ferromagnetic) 물질로 제조된 벽체를 지칭할 수 있으며 이는 상기 로봇 구동부의 이동부들 및/또는 (상기 구동부와 관련된) 센서들과 그에 대응되는 상기 로봇 구동부의 정지부 및/또는 센서들 사이에 배치될 수 있음을 언급해 둔다. 여기서 상기 제 1 구동 샤프트(339)는 상기 쇼울더 조인트(332)를 중심으로 하는 상기 상부 아암(326)의 구동 회전을 위하여 모터들(370M, 371M) 중 하나와 구동적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 구동 샤프트(340)는 (본 태양에 있어서는 제 1 구동 샤프트와 동심을 이루는데) 엘보우 조인트(334)를 중심으로 하는 상기 전방 아암(328)의 구동 회전을 위하여 모터들(370M, 371M) 중 다른 하나와 구동적으로 연결될 수 있다. 상기 아암 링크들(예를 들면, 상부 아암, 전방 아암, 및/또는 엔드 이펙터)의 각각을 구동하기 위한 상기 모터들(370M, 371M)은 상기 로보틱 이송 장치(320)의 기판의 피킹 및 기판의 배치(placing) 동작들을 제어하기 위한 콘트롤러(11091)와 같은 임의의 적합한 콘터롤러와 임의의 적합한 방식으로 연결될 수 있음을 언급해 둔다.
도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 풀리(342)는, 상기 구동 샤프트(340)가 회전할 때 상기 제 1 풀리(342)가 상기 구동 샤프트(340)와 함께 회전하도록, 예컨대 쇼울더 축(332)에서 구동 샤프트(340)에 연결된다. 제 2 풀리(344)는, 상기 제 2 풀리(344)가 회전할 때 상기 전방 아암(328)이 상기 제 2 풀리(344)와 함께 회전하도록, 상기 엘보우 조인트(334)에서 예컨대 샤프트 S1에 (예를 들면 임의의 적합한 베어링들(B1)을 이용하여) 회전 가능하도록 장착되고, 상기 전방 아암(328)에 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 (상기 상부 아암(326)에 고정될 수 있는) 샤프트(354)에 의하여 연결될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리는 서로에 대하여 상대적으로 임의의 적합한 직경들(예를 들면 구동비(drive ratio))을 가질 수 있으며, 일 태양에 있어서, 상기 풀리들은 동일한 직경을 가질 수도 있고 상이한 직경들을 가질 수도 있다(예를 들면 구동 풀리는 종동 풀리보다 더 작을 수 있고, 그 반대일 수도 있다). 알 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리는 각각 구동 풀리 및 종동 풀리일 수 있다. 상기 제 2 풀리(344)는 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 하나 이상의 토크 전달 밴드들(350)에 의하여, 상기 제 1 풀리(342)에 결합될 수 있다(도 3에는 두 개의 토크 전달 밴드들(350, 351)이 도시됨). 상기 토크 전달 밴드들은 상기 제 1 풀리(342)로부터 상기 제 2 풀리(344)로 토크를 전달할 수 있는 임의의 적합한 물질로 이루어질 수 있다. 일 태양에 있어서, 상기 토크 전달 밴드들은 적합한 임의의 금속으로 이루어진 금속성 밴드들일 수 있다.
상기 토크 전달 밴드들(350, 351)은 상기 풀리들(342, 344) 주위로 연속적인 원형의 벨트를 형성하지 않을 수 있다. 오히려, 상기 토크 전달 밴드(350)의 일측 단부는 상기 제 1 풀리(342)에 부착되어 적어도 부분적으로 (예컨대 시계 방향으로) 그 주위를 휘어져 감쌀(wrapped around) 수 있고, 한편 상기 토크 전달 밴드(350)의 타측 단부는 상기 제 2 풀리(344)에 부착되어 적어도 부분적으로 (예컨대 반시계 방향으로) 그 주위를 휘어져 감쌀(wrapped around) 수 있다. 상기 토크 전달 밴드(350)의 단부들은 각 풀리(342, 344)에 적합한 임의의 방식으로, 예컨대 핀들 또는 다른 임의의 적합한 제거 가능하거나 제거 불가능한 화학 물질 또는 기계적 잠금 장치로 부착될 수 있다. 토크 전달 밴드(350)와 실질적으로 유사하게 제 2 토크 전달 밴드(351)는 그의 단부들에서, 상기 토크 전달 밴드(350)와 관련하여 위에서 설명된 것들과 실질적으로 유사한 방식으로 상기 풀리들(342, 344)에 부착될 수 있다. 다만, 상기 토크 전달 밴드(351)가 상기 풀리들(342, 344)을 감싸며 휘어지는 방향은 반대가 될 수 있다(예를 들면, 상기 토크 전달 밴드(351)의 일측 단부가 제 1 풀리(342) 주위를 반시계 방향으로 감싸며 휘어지고, 상기 토크 전달 밴드(351)의 타측 단부가 제 2 풀리(344) 주위를 시계 방향으로 감싸며 휘어진다). 이러한 이중 토크 전달 밴드 구성은 두 개의 토크 전달 밴드(350, 351) 모두 일정한 장력을 갖도록 하고, 토크 전달 밴드의 어느 것도 느슨해지지 않도록 한다.
알 수 있는 바와 같이, 상기 기판 서포트(330)는 예컨대 여기에 설명된 풀리 트랜스미션과 토크 전달 밴드와 같은 적합한 임의의 트랜스미션을 사용함으로써 종속 작동(slave)될 수 있고, 상기 기판 서포트(330)의 길이 방향 축 330X가 상기 로보틱 아암(324)의 연장 및 수축의 축과 정렬된 채 남을 수 있다. 예를 들어 도 3b를 참조하면, 제 1 풀리(342')는 샤프트(S1)에 고정될 수 있으며, 전방 아암(328) 내부로 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 제 2 풀리(344')는 적합한 임의의 베어링들(B2)을 이용하여 예컨대 (전방 아암(328)에 고정될 수 있는) 샤프트(S2) 위의 손목 조인트(336)에 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 제 2 풀리(344')는 적합한 임의의 방식으로, 예컨대 샤프트(354')로 상기 엔드 이펙터(330)에 연결될 수 있으며, 상기 제 2 풀리(344')가 회전할 때 상기 엔드 이펙터(330)는 상기 제 2 풀리(344')와 함께 회전할 수 있다. 토크 전달 밴드들(350, 351)과 실질적으로 유사한 토크 전달 밴드들(350', 351')은 상기 제 1 풀리(342')를 상기 제 2 풀리(344')에 결합시킬 수 있으며, 그에 따라 상기 전방 아암(328)과 상기 상부 아암(326) 사이의 상대적인 운동은 상기 제 2 풀리(344')의 회전을 초래하고, 이는 다시 상기 제 2 풀리(344')가 엔드 이펙터(330)를 상기 상부 아암 및 전방 아암에 대하여 상대적으로 회전시킴으로써 상기 엔드 이펙터의 길이 방향 축(330X)이 연장 및 수축의 축과 정렬되어 남도록 한다. 다른 측면들에 있어서, 여기서 전방 아암과 관련하여 설명된 바와 실질적으로 유사한 방식으로 상기 손목 조인트(336)에 대한 상기 기판 서포트(330)의 회전을 구동하기 위하여 상기 로보틱 이송 장치(320)에 제 3 모터 및 구동 샤프트가 부가될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 도 3a를 다시 참조하면, 상기 기판 홀더(330)는 양면(double sided) 엔드 이펙터(예를 들면 상기 엔드 이펙터의 회전축 또는 손목 조인트의 대향하는 면들 위에 하나 이상의 기판들을 홀딩할 수 있는 엔드 이펙터)로 도시되었지만, 다른 태양들에 있어서 여기에 설명된 이송 아암들의 기판 홀더들은 적합한 임의의 구성, 예컨대 단면(single sided) 엔드 이펙터, (예를 들면 하나보다 많은 기판을 적층하여 혹은 나란히 홀딩할 수 있는) 뱃치 엔드 이펙터, 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 또한 알 수 있는 바와 같이, 상기 밴드들 및 풀리들에 의하여 생성된 어떤 파티클들도 상기 아암 링크들의 외부로 전달되지 않도록, 상기 이송 아암(324)의 상부 아암(326) 및 전방 아암(328) 링크들은 상기 이송 아암이 동작하는 환경으로부터 상기 아암 링크들의 내부를 밀폐하거나 아니면 격리시키기 위하여 적절한 임의의 커버들(C1, C2)을 가질 수 있다.
이제 도 3c를 참조하면, 알 수 있는 바와 같이, 여기에 설명된 로보틱 이송 장치의 임의의 적합한 아암 링크들은 여기에 설명된 것들과 같은 토크 전달 밴드에 의하여 종속 작동되어 구동될 수 있다. 예를 들어, 도 3c에 도시된 로보틱 이송 장치는 제1 또는 상부 아암 링크(1721) 및 상기 제 1 아암 링크(1721)에 회전 가능하도록 장착된 제2 또는 전방 아암 링크(1722)를 갖는 아암(1720)을 포함한다. 상기 아암 링크들은 임의의 적절한 구동 섹션(1700)에 의하여 구동될 수 있다. 본 태양에 있어서, 상기 구동 섹션은 각각의 구동 모터들(미도시)에 의하여 각각 구동되는 내측 구동 샤프트(1262), 중간 구동 샤프트(1261), 및 외측 구동 샤프트(1260)를 갖는 동축 구동 샤프트 배열을 포함한다. 상기 외측 구동 샤프트(1260)가 회전할 때 상기 제 1 아암 링크(1721)가 그와 함께 회전하도록 상기 외측 구동 샤프트(1260)는 회전의 구동축 X에 대하여 상기 제 1 아암 링크(1721)에 결합될 수 있다. 베이스 아암(1720)이 연장 및 수축될 때 (예를 들면 단일 구동 모터가 상기 아암(1720)의 연장 및 수축을 가져옴) 상기 제 2 아암 링크(1722)의 쇼울더 축(SX)이 실질적으로 선형의 경로를 따라 이동하도록 강제하기 위하여 상기 제 2 아암 링크(1722)는 예를 들면 상기 구동 섹션(1700)의 하우징(1701)(또는 다른 적합한 임의의 위치)에 종속 작동될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 풀리(1780)가 상기 제 1 아암 링크(1721)에 대하여 상대적으로 회전적 정지하도록(rotationally stationary) 제 1 풀리(1780)는 회전의 구동축 X에 대하여 실질적으로 동심이 되도록 장착되고, 예컨대 상기 구동 섹션(1700)의 하우징(1701)(또는 상기 이송 장치의 다른 임의의 적합한 부분)에 임의의 적합한 방식으로 접지될(grounded) 수 있다. 다른 태양들에 있어서, 상기 제 1 풀리(1780)는 임의의 적합한 방식으로 회전적으로 고정될 수 있다(rotationally fixed). 종속 동작되는 또는 제 2 풀리(1783)는 적합한 임의의 방식으로, 예컨대 임의의 적합한 베어링들(EXB)에 의하여 상기 아암(1720)의 엘보우 축(EX)에 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 제 2 풀리(1783)가 회전할 때 상기 제 2 아암 링크(1722)도 그와 함께 회전하도록 상기 제 2 풀리(1783)는 예컨대 샤프트(1763)에 의하여 상기 제 2 아암 링크(1722)에 결합될 수 있다. 상기 풀리들(1780, 1783)은 적합한 임의의 방식에 의하여, 예컨대 여기에 설명된 바와 같은 토크 전달 밴드(1791)에 의하여 서로 결합될 수 있다. 일 태양에 있어서, 위에서 설명된 바와 같이 느슨함과 배격(backlash)를 실질적으로 제거하기 위하여 상기 풀리들(1780, 1783)은 적어도 두 개의 토크 전달 밴드들에 의하여 상기 풀리들의 어느 한 쪽 단부 위에서 종결되고 그런 다음 서로에 대하여 긴장됨으로써 서로 결합될 수 있다. 다른 태양에 있어서, 임의의 적합한 전달 부재가 상기 풀리들(1780, 1783)을 결합하기 위하여 사용될 수 있다.
본 태양에 있어서, 외측 샤프트(1271) 및 내측 샤프트(1270)를 갖는 동축 스핀들(구동 샤프트 배열)은 상기 제 2 아암 링크(1722)의 쇼울더 축(SX)에 배치될 수 있다. 상기 외측 샤프트(1271)는 예컨대 중간 구동 샤프트(1261)에 의하여 임의의 적합한 방식으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 풀리(1781)는, 상기 중간 구동 샤프트(1261)가 회전할 때 상기 풀리(1781)가 그와 함께 회전하도록, 상기 중간 구동 샤프트(1261)에 결합될 수 있다. 상기 제 1 아암 링크(1721) 내에는 엘보우 축(EX)에 대한 회전을 위하여 아이들러 풀리(1784)가 배치될 수 있다. 상기 아이들러 풀리(1784)가 회전할 때 샤프트(1765)가 그와 함께 회전하도록 상기 아이들러 풀리(1784)는 샤프트(1765)에 결합될 수 있다. 상기 샤프트(1765)와 풀리(1784)는 적합한 임의의 방식으로 예컨대 적합한 임의의 베어링들(EXB)로 지지될 수 있다. 상기 아이들러 풀리(1784)는 임의의 적절한 방식으로, 예컨대 여기에 설명된 것들과 실질적으로 유사한 임의의 적절한 트랜스미션(1790)을 통하여 풀리(1781)에 결합될 수 있다. 또한 상기 풀리들(1784 및 1787)이 일제히 회전하도록 제 2 아이들러 풀리(1787)가 제 2 아암 링크(1722) 내에서 상기 샤프트(1765)에 결합될 수 있다. 상기 샤프트(1271)와 쇼울더 풀리(1789)가 일제히 회전하도록 쇼울더 풀리(1789)가 상기 샤프트(1271)와 결합될 수 있다. 상기 제 2 아이들러 풀리(1787)는 상기 쇼울더 풀리(1789)와 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 여기에 설명된 것과 실질적으로 유사한 임의의 적합한 트랜스미션(794)을 통하여 결합될 수 있다.
상기 동축 스핀들의 내측 샤프트(1270)는 예컨대 상기 내측 구동 샤프트(1262)에 의하여 적합한 임의의 방식으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 풀리(1782)는, 상기 구동 샤프트(1262)가 회전할 때 상기 풀리(1782)가 그와 함께 회전하도록 상기 내측 구동 샤프트(1262)에 결합될 수 있다. 엘보우 축(EX)에 대한 회전을 위하여 상기 제 1 아암 링크(1721) 내에 아이들러 풀리(1785)가 배치될 수 있다. 상기 아이들러 풀리(1785)는, 상기 아이들러 풀리(1785)가 회전할 때 상기 샤프트(1764)도 그와 함께 회전하도록 상기 샤프트(1764)에 결합될 수 있다. 상기 샤프트(1764)와 풀리(1785)는 적합한 임의의 방식으로 예컨대 적합한 임의의 베어링들(EXB)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 아이들러 풀리(1785)는 적합한 임의의 방식으로, 예컨대 여기에 설명된 것들과 실질적으로 유사한 임의의 적합한 트랜스미션(792)을 통하여 풀리(1782)에 결합될 수 있다. 또한 제 2 아이들러 풀리(1786)는, 상기 풀리들(1785 및 1786)이 일제히 회전하도록, 상기 제 2 아암 링크(1722) 내에서 상기 샤프트(1764)에 결합될 수 있다. 상기 샤프트(1270)와 쇼울더 풀리(1788)가 일제히 회전하도록 쇼울더 풀리(1788)가 상기 내측 샤프트(1270)와 결합될 수 있다. 상기 제 2 아이들러 풀리(1786)는 상기 쇼울더 풀리(1788)와 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 여기에 설명된 것과 실질적으로 유사한 임의의 적합한 트랜스미션(1793)을 통하여 결합될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 일 태양에 있어서, 적합한 임의의 기판 홀더(들)이 적합한 임의의 방식으로 상기 샤프트들(1270, 1270)에 장착될 수 있다. 또 다른 태양에 있어서 (예를 들면 적합한 임의의 수의 아암 링크들 및 기판 홀더들을 갖는) 적합한 임의의 이송 아암(1214)이 상기 샤프트들(1270, 1270)에 장착될 수 있고, 상기 아암(1720)은, 예를 들면 2013년 2월 11일에 제출된 "Substrate Processing Apparatus" 제하의 국제특허출원 제PCT/US13/25513호에 설명된 바와 같은 연장된 이송 챔버를 통하여 상기 이송 아암(1214)을 이송하기 위한 "붐(boom)" 타입 또는 "베이스(base)" 타입의 아암으로서 구성된다. 상기 특허 문헌은 그 개시 내용 전체가 앞서 여기에 인용되어 통합된 바 있다.
예를 들면, 도 3d를 참조하면, 개시된 실시예의 일 태양에 따른 자동화 또는 이송 모듈(2030)이 도시된다. 여기서 기판들은 상기 기판과 단일 접촉(single touching)하는 자동화 모듈(2030)을 통하여 처리 툴 모듈들(2025, 2026, 2040) 사이에서 이송된다. 상기 처리 툴 모듈들은 상기 자동화 모듈(2030)과 적합한 임의의 방식(예를 들면 나란히, 하나 위에 다른 것이 적층된, 및/또는 임의의 다른 적절한 배열)으로 예컨대 상기 자동화 모듈(2030)의 포트들(2030P1-2030P6)을 통하여 결합될 수 있다. 상기 자동화 모듈(2030)은 이송 로봇(2080)을 포함한다. 일 태양에 있어서, 상기 이송 로봇(2080)은 위에서 설명된 것들과 실질적으로 유사할 수 있는 구동 섹션(2081)을 포함할 수 있다. 붐 또는 베이스 아암(2082B)은 상기 구동 섹션(2081)에 회전 가능하도록 장착될 수 있고, 하나 이상의 각 기판 홀더들(2083)을 갖는 하나 이상의 다중링크 아암들(2082)은 쇼울더 축(SX)에서 상기 베이스 아암(2082B)에 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 자동화 모듈(2030)의 양 측방향 측면들로 기판들을 이송하기 위하여 상기 아암(들)(2082)이 기판들을 화살표(2401)의 방향으로 뿐만 아니라 화살표(2400)의 방향으로 (예를 들면, 상기 자동화 모듈(2030) 및/또는 진공 터널의 길이 방향 축을 따라) 이송할 수 있도록 상기 구동 섹션(2081)은 상기 쇼울더 축(SX)에 대하여 하나의 단위로서 상기 아암(들)(2082) 및 엔드 이펙터(들)(2083)을 회전시키도록 구성될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 베이스 아암(2082B)은 하나 이상의 멀티링크 아암들(2082) 및 그들의 엔드 이펙터들을 상기 자동화 모듈(2030)의 길이를 따른 방향(2400)으로 이송하기 위해 축(BX)에 대하여 회전될 수 있다.
다시 도 3c를 참조하면, 여기에 설명된 상기 이송 장치는 임의의 적당한 z-축 구동부(1203)를 포함할 수 있다. 상기 z-축 구동부(1203)는 상기 이송 아암의 연장/수축의 축에 대하여 실질적으로 수직인 방향(1799)으로 상기 이송 아암을 이동시키도록 구성될 수 있다.
이제 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 토크 전달 밴드(350, 351)의 강성도(stiffness)는 상기 엔드 이펙터/페이로드(payload) 이너셔(inertia) 및 구동 비틀림 고유 진동수와 함께 상기 로보틱 아암의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 적어도 상기 토크 전달 밴드의 강성도는 아암 응답에 영향을 미칠 수 있는데, 상기 아암 응답은 상기 아암의 가속도, 상기 아암의 저크(jerk) 및 저크 속도(jerk rate), 그리고 상기 아암의 최대 속도와 같은 상기 토크 전달 밴드 강성도의 함수일 수 있다. 또한 더 긴 이송 아암 링크들도 상기 토크 전달 밴드의 강성도에 영향을 미칠 수 있는데 이는 아암 길이가 길어짐에 따라 상기 이송 아암 내의 변형으로부터 상기 밴드의 변위도 마찬가지기 때문이다. 또한 상기 이송 아암 링크들의 증가된 길이로 인한 상기 이송 아암 링크들의 각속도 변화는 예컨대 상기 밴드의 길이 방향 축을 따라 및/또는 상기 토크 전달 밴드의 측방향 축을 따라 예를 들면 상기 밴드의 고유 진동수의 1차 모드들에서의 반응을 만들 수 있다. 또한 토크 전달 밴드의 진동의 주파수 모드는 대개 상기 로보틱 아암 내의 진동의 최저 모드이기 때문에 예를 들면 상기 아암이 임의의 적절한 기판 홀딩 위치로 연장될 때 이러한 진동의 주파수 모드는 구동 모터들, 포지셔닝 정확도, 및 상기 로보틱 아암의 세틀링 성능에 영향을 미칠 수 있다. 상기 토크 전달 밴드들(350, 351)의 고유 진동수는 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pat00001
[1]
여기서 r은 풀리 반경이고, I는 기판 홀더 및 페이로드(예를 들면, 기판 S)의 이너셔(inertia)이다. K는 각 토크 전달 밴드의 강성도(스프링 모듈러스)로서 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pat00002
[2]
여기서 A는 상기 토크 전달 밴드의 단면적이고, E는 탄성 모듈러스이고, L은 상기 토크 전달 밴드의 길이 방향 축(LA)을 따르는 상기 토크 전달 밴드의 자유 길이(예를 들면, 구동 및 종동 풀리들(P1, P2) 각각과 접촉하는 지점들 사이의 상기 토크 전달 밴드의 길이)이다. 식 [2]에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 토크 전달 밴드의 강성도는 상기 토크 전달 밴드의 길이 L에 반비례한다. 반도체 기판들의 크기가 300 mm로부터 450 mm로 증가함으로 인하여, 상기 로보틱 아암의 아암 링크들(예를 들면, 상부 아암, 전방 아암, 엔드 이펙터)의 길이도 증가하여야 한다. 따라서 상기 토크 전달 밴드의 강성도 K 및/또는 진동수 f를 증가시키는 것이 소망된다.
일 측면에 있어서, 상기 토크 전달 밴드의 고유 진동수가 상기 로보틱 아암 모터들의 튜닝과 간섭하지 않도록 상기 진동수 f는 극대화될 수 있다. 일 측면에 있어서, 상기 진동수는 토크 전달 밴드의 주어진 높이에 대하여 상기 토크 전달 밴드의 단면적을 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 예를 들면, 계속하여 도 4b 및 도 5를 참조하면, 예를 들면 토크 전달 밴드(350)와 같은 각 토크 전달 밴드는 측방향의 측면들(LS1, LS2), 소정의 또는 고정된 높이(H), 및 두께(T)를 갖는다. 또한 각 토크 전달 밴드는 풀리 인터페이스 섹션들(350PS1, 350PS2) 및 증가된 측방향 두께/단면적의 부분 또는 섹션(350IS)을 포함한다. 상기 토크 전달 밴드의 두께(T)는 적어도 풀리 인터페이스 섹션들(350PS1, 350PS2)에서는, 예를 들면 상기 토크 전달 밴드가 상기 풀리들(P1, P2) 주위를 감쌀 수 있도록 굴곡을 허용하기에 충분할 정도로 얇아야 하는 한편 상기 토크 전달 밴드의 높이(H)는 상기 토크 전달 밴드가 그 안에 배치된 각 아암 링크(326, 328)(도 3b 참조)의 높이(HA1, HA2) 및/또는 프로파일에 의하여 제한되거나 아니면 고정됨을 언급해 둔다. 상기 토크 전달 밴드들의 단면적은 상기 토크 전달 밴드의 (예를 들면 미리 정해진/제한된 높이(H)에 대하여) 측방향으로의 두께(T)를 두께(T')로 (예를 들면 상기 토크 전달 밴드가 가변적인 측방향 두께를 갖도록) 적어도 상기 토크 전달 밴드 길이(L)의 일부 또는 세그먼트(350IS)에 걸쳐 증가시킴으로써 증가될 수 있고, 그 결과 상기 토크 전달 밴드의 강성도가 증가하여 각 토크 전달 밴드에 대한 등가 강성도(equivalent stiffness) K eq 는 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pat00003
[3]
여기서 K1은 토크 전달 밴드의 두께 T를 갖는 각 부분의 강성도이고, K2는 토크 전달 밴드의 증가된 두께 T'를 갖는 부분의 강성도이다. 도 4b 및 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 토크 전달 밴드(350)의 변화하는 두께는 상기 밴드의 두께(T)가 두께(T')로 증가되도록 상기 토크 전달 밴드의 단면적을 상기 세그먼트(350IS)를 따라, 예를 들면 측방향으로 증가시킴으로써 이루어질 수 있다. 일 측면에 있어서, 상기 토크 전달 밴드(350)의 세그먼트(350IS)는 굴곡되지 않는(non-flexing) 밴드 세그먼트일 수 있으며, 여기서 "굴곡되지 않는"의 용어는 증가된 단면적/두께(T')의 세그먼트(350IS)가 풀리들(P1, P2)과의 접촉으로 인하여 또는 풀리들(P1, P2)의 영향에 의하여 구부러지는 것이 기대되지 않음을 가리킨다. 다른 측면들에 있어서, 상기 세그먼트(350IS)는 소정 정도의 유연성을 일부 허용할 수 있다.
도 5를 계속 참조하면, 상기 토크 전달 밴드(350)의 증가된 두께(T')는 임의의 적합한 방식으로 제공될 수 있다. 일 측면에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 풀리 인터페이스 섹션들(350PS1, 350PS2) 및 측방향 두께/단면적이 증가된 섹션(350IS)이 하나의 단일한 피스(piece)로 제조되도록 상기 토크 전달 밴드는 적합한 임의의 방식으로 형성될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 밴드의 추가적인 두께는 상기 토크 전달 밴드(350)의 측방향 면들(LS1, LS2)의 하나 이상으로부터 연장되거나 아니면 상기 측방향 면들(LS1, LS2)의 하나 이상 위에 형성될 수 있다. 본 측면에 있어서, 상기 증가된 두께(T')는 측방향 면(LS1)으로부터 연장된 것으로 도시되었지만, 다른 측면들에 있어서 상기 증가된 두께는 측방향 면(LS2)으로부터 연장되거나 또는 측방향 면들(LS1, LS2) 모두로부터 연장될 수 있다(도 5a 참조).
도 6을 참조하면, 개시된 실시예의 또 다른 측면에 있어서, 상기 구동 벨트의 일부들/세그먼트들은 기계적으로 체결되거나 아니면 서로 함께 이어지는 별개의 피스들일 수 있다. 예를 들면, (위에서 설명된 구동 벨트들과 실질적으로 유사할 수 있는) 구동 벨트(600)는 두께 T 및 높이 H를 갖는 풀리 인터페이스 세그먼트들(601, 602)을 포함할 수 있다. 또한 상기 구동 벨트(600)는, 두께 T', 높이 H, 및 예컨대 상기 토크 전달 밴드가 채용되는 아암 링크의 길이 및/또는 상기 밴드의 자유 길이에 대응되는 임의의 적합한 소정의 길이를 갖는 증가된 두께의 세그먼트(603)(여기서는 설명의 목적상 "평판 세그먼트(603)"라고 지칭함)를 가질 수 있다. 상기 평판 세그먼트(603)는 스탠드오프들(standoffs) 또는 다른 적절한 돌출부들(605)을 포함할 수 있으며, 이들은 상기 평판 세그먼트(603)의 측방향 면으로부터 측방향으로 연장된다. 상기 풀리 인터페이스 세그먼트들(601, 602)의 각각은 상기 돌출부들(605)이 관통하여 연장될 수 있는 개구부(609)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부들은 임의의 적합한 유지 부재(610)(예컨대 임의의 적합한 클립, 너트, 핀 등)와 인터페이스 되도록 구성된 임의의 적합한 리세스들, 슬롯들, 개구부, 쓰레드(thread)들 등과 맞춰질 수 있고, 조립이 되면 상기 풀리 인터페이스 세그먼트들(601, 602)이 상기 평판 세그먼트(603)와 각각의 유지 부재(610) 사이에 배치된다. 본 측면에 있어서, 상기 평판 세그먼트(603)와 각 풀리 인터페이스 세그먼트들(601, 602) 사이의 상기 돌출부(605)와 상기 개구부(609)의 연결부는 상기 토크 전달 밴드(600)에 장력이 가해질 때 상기 평판 세그먼트(603)와 각 풀리 인터페이스 세그먼트들(601, 602)의 자기-정렬(self-alignment)을 가능하게 할 수 있다. 다른 측면들에 있어서, 상기 풀리 인터페이스 세그먼트들(601, 602)은 적합한 임의의 방식으로, 예컨대 화학적 결합체들(fasteners), 웰딩, 브레이징, 에폭시, 또는 예컨대 나사, 볼트/너트, 클립, 스냅 등과 같은 다른 임의의 적절한 기계적 결합체들에 의하여 상기 평판 세그먼트(603)에 화학적으로 또는 기계적으로 본딩되거나 아니면 부착될 수 있다.
도 7을 참조하면, 개시된 실시예의 측면들에 따라 다른 구동 벨트(700)가 도시된다. 상기 구동 벨트(700)는 토크 전달 밴드(600)와 실질적으로 유사할 수 있으나, 본 측면에 있어서 풀리 인터페이스 세그먼트들(701, 702)은 평판 세그먼트(703)에 적합한 임의의 방식으로 화학적으로 또는 기계적으로 부착될 수 있다. 예를 들면, 상기 평판 세그먼트(703)는, 상기 평판 세그먼트(703)의 각 길이 방향 단부 위에 배치된 하나 이상의 리세스들(703R)을 가질 수 있다. 상기 리세스들(703R)은 각 풀리 인터페이스 세그먼트들(701, 702)의 단부(701E, 702E)를 수용하도록 하는 모양과 크기를 가질 수 있다. 상기 각 풀리 인터페이스 세그먼트들(701, 702)의 단부들(701E, 702E)은 적합한 임의의 방식으로, 예컨대 화학적 결합체들(fasteners), 웰딩, 브레이징, 에폭시 등에 의하여 상기 평판 세그먼트(703)에 화학적으로 또는 기계적으로 본딩되거나 아니면 부착될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 조립하는 동안 상기 풀리 인터페이스 세그먼트들(701, 702)과 상기 평판 세그먼트(703)를 정렬하기 위하여 적합한 임의의 정렬 고정 장치(alignment fixture)가 채용될 수 있다.
이제 도 8을 참조하면, 개시된 실시예의 측면들에 따라 토크 전달 밴드(800)가 도시된다. 상기 토크 전달 밴드(800)는 위에서 설명된 것들과 실질적으로 유사할 수 있으나, 본 측면에 있어서 상기 토크 전달 밴드(800)는 단일체(monolithic) 밴드(850) 및 밴드 더블러(doubler)(예를 들면 상기 평판 세그먼트는 상기 밴드의 길이를 따라 길이 방향으로 연장되고, 상기 길이 방향의 길이를 따라 상기 밴드와 상당한 접촉을 한다)를 형성하기 위하여 상기 단일체 밴드에 부착된 평판 세그먼트(803)를 포함한다. 상기 평판 세그먼트(803)는 적합한 임의의 방식으로 예컨대 위에서 설명된 바와 실질적으로 동일한 방식으로 상기 단일체 밴드(850)에 화학적으로 또는 기계적으로 본딩되거나 아니면 화학적으로 또는 기계적으로 부착될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 조립하는 동안 상기 단일체 밴드(850)와 상기 평판 세그먼트(803)를 정렬하기 위하여 적합한 임의의 정렬 고정 장치(alignment fixture)가 채용될 수 있다.
위에서 설명되고 개시된 실시예의 측면들에 있어서, 증가된 측방향 두께/단면(350IS) 및 평판 세그먼트들(603, 703, 803)의 통합적으로 형성된 섹션은 실질적으로 직사각형 단면을 갖는 것으로 도시되었다. 그러나 다른 측면들에 있어서, 상기 증가된 측방향 두께/단면의 통합적으로 형성된 섹션 및/또는 상기 평판 세그먼트들(설명의 목적상 평판 단면부(들)로 총괄하여 지칭함)은 도 9a 내지 도 9h에 설명된 바와 같은 임의의 적합한 단면을 가질 수 있다. 예를 들면 도 9a는 측방향 면들(PLS1, PLS2)을 갖는 "T"(또는 위아래로 뒤집힌 "T") 형태의 단면을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면들(PLS1, PLS2)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9b는 측방향 면들(PLS1, PLS2)을 갖는 "I" 형태의 단면을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면들(PLS1, PLS2)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9c는 측방향 면들(PLS1, PLS2)을 갖는 "C" (또는 뒤집힌 "C") 형태의 단면을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면들(PLS1, PLS2)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9d는 측방향 면들(PLS1, PLS2)을 갖는 "L" (또는 위아래로 뒤집힌 "L") 형태의 단면을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면들(PLS1, PLS2)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9e는 측방향 면들(PLS1, PLS2)을 갖고 내부가 비워진 직사각형 형태의 단면(예컨대, 직사각형 튜브)을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면들(PLS1, PLS2)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9f는 측방향 면(PLS1)을 갖고 삼각형 형태의 단면을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면(PLS1)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9g는 측방향 면(PLS1)을 갖고 내부가 비워진 삼각형 형태의 단면(예컨대, 삼각형 튜브)을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면(PLS1)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9h는 측방향 면(PLS1)을 갖는 눕혀진 "T" 형태의 단면을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면(PLS1)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 도 9i는 측방향 면들(PLS1, PLS2)을 갖는 "Z" 형태의 단면을 갖는 평판 단면부를 도시한다. 상기 측방향 면들(PLS1, PLS2)에는 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들이 부착될 수도 있고, 또는 함께 일체로 형성될 수도 있다. 알 수 있는 바와 같이, 도 9a 내지 도 9i에 도시된 평판 세그먼트들 중의 하나 이상은 위에서 설명된 토크 전달 밴드(350, 600, 700, 800)의 풀리 인터페이스 섹션들의 하나 이상의 측방향 면들(LS1, LS2)과 (단일한 하나의 피스인 구조물로서) 통합적으로 형성되거나, 하나 이상의 측방향 면들(LS1, LS2)에 본딩되거나, 또는 하나 이상의 측방향 면들(LS1, LS2)에 부착될 수 있다. 도 9j 및 도 9k는 위에서 설명된 평판 세그먼트들에 유사한 하나 이상의 와이어 세그먼트들(WS)을 도시한다. 상기 하나 이상의 와이어 세그먼트들(WS)은 밴드 더블러를 형성하기 위하여 위에서 설명된 것들과 같은 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 세그먼트들의 하나 이상의 측방향 측면들(PLS1, PLS2)에 (예를 들면, 적합한 임의의 방법으로, 예컨대 기계적으로 및/또는 화학적으로, 예를 들면 본딩되거나, 웰딩되거나, 크림프(crimp)되는 등으로) 부착될 수 있다. 각 측방향 측면 위에 하나의 와이어 세그먼트(WS)가 도시되었지만, 다른 측면들에 있어서, 하나보다 많은 와이어 세그먼트가 각 측방향 측면 위에 부착될 수 있음을 언급해 둔다.
다시 도 5를 참조하면, 여기에 설명된 평판 섹션들은 상기 밴드 내의 응력 집중을 감소시키기 위하여 하나 이상의 웹 또는 다른 적합하게 성형된 부분들(550, 551)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 섹션들에 부착된 상기 평판 섹션들의 단부들은 상기 평판 섹션과 상기 단일체 밴드 또는 풀리 인터페이스 섹션들 사이의 전환되는 부분에서 테이퍼되거나, 필렛화되거나(filleted) 또는 다른 적합한 형태를 갖는 단부(550, 551)를 가질 수 있다. 다른 측면들에 있어서, 상기 밴드 및/또는 평판 섹션들 내부에서의 응력 집중들은 적합한 임의의 방법들에 의하여 감소될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 밴드의 강성도를 더욱 증가시키기 위하여, 상기 평판 섹션이 상기 밴드의 움직임을 제한하고 가이드하도록 구성된 임의의 적합한 가이드에 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 10은 토크 전달 밴드(1001)가 배치되는 예시적인 아암 링크를 나타낸다. 상기 토크 전달 밴드(1001)는 위에서 설명된 것들과 실질적으로 유사할 수 있다(명확성을 위하여 상기 밴드(1001)와 상기 풀리들이 생략됨을 주의한다). 선형의 가이드 레일(1010)이 상기 이송 아암 링크(1000) 내에 배치될 수 있다. 상기 캐리지(1011)가 상기 이송 아암 링크(1000)의 길이 방향 축(예컨대 X 방향)을 따른 움직임에 실질적으로 제한되도록, 움직일 수 있는 캐리지(1011)가 가이드레일(1010)과 인터페이스하며 이를 따라 타고 가도록 구성될 수 있다. 또한 상기 밴드(1001)의 평판 섹션(1001P)이 X 방향으로의 움직임에 실질적으로 제한되도록, 커플링 부재(1012)가 예컨대 상기 밴드(1001)의 평판 섹션(1001P)을 상기 캐리지(1011)에 커플링시키거나 아니면 연결시킬 수 있다. 다른 측면들에 있어서, 평판 섹션(1001P)의 움직임을 X 방향으로의 움직임으로 실질적으로 제한하기 위하여 임의의 적합한 가이드 구조가 제공될 수 있다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 기판 처리 장치가 직렬적으로 연결된 아암 링크들을 갖고 상기 아암 링크들 중 적어도 하나는 소정의 아암 링크 높이를 갖는 이송 아암; 적어도 제 1 풀리 및 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 한 아암 링크에 고정된 제 2 풀리; 및 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 상기 제1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 커플링된 적어도 하나의 토크 전달 밴드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드는 상기 소정의 아암 링크 높이에 대하여 대응되는 밴드 높이, 및 상기 대응되는 밴드 높이에 대하여 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드가 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트를 포함하도록 하는 가변적인 측방향 두께를 갖는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들의 연장 및 수축을 달성하기 위하여 상기 제 1 풀리에 구동적으로 연결된 구동 섹션을 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 제 1 풀리는 구동 풀리이고 상기 제 2 풀리는 종동 풀리이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트는 굴곡되지 않는(non-flexing)의 밴드 세그먼트이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 이송 아암은 구동 섹션에 결합된 근접 단부를 갖는 제 1 아암 링크; 상기 제 1 아암 링크의 원격 단부에 회전 가능하도록 자신의 근접 단부에서 결합된 제 2 아암 링크; 및 상기 제 2 아암 링크의 원격 단부에 연결된 기판 서포트를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 이송 아암은 SCARA 아암을 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 각각은, 상기 측방향으로 증가된 단면과 상이한 제 1 측방향 단면을 갖는 제 1 풀리 인터페이스 섹션 및 제 2 풀리 인터페이스 섹션을 갖고, 상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 상기 제 1 풀리 인터페이스 섹션을 제 2 풀리 인터페이스 섹션에 연결시킨다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 각각은 제 1 풀리 인터페이스 섹션 및 제 2 풀리 인터페이스 섹션을 갖고, 상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 제 1 풀리 인터페이스 섹션과 제 2 풀리 인터페이스 섹션의 사이에서 적어도 하나의 토크 전달 밴드 상에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트는 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드에 부착된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트는 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드와 하나인 단일한 피스(piece)의 구조를 갖는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트는 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 측방향 면들의 하나 이상으로부터 측방향으로 연장된 하나 이상의 플랜지들을 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 기판 처리 장치가 직렬적으로 연결된 아암 링크들을 갖고 상기 각 아암 링크들은 소정의 아암 링크 높이를 갖는 이송 아암; 적어도 제 1 풀리 및 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 종동 아암 링크에 연결된 제 2 풀리; 및 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 상기 제1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 커플링된 적어도 하나의 토크 전달 밴드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드는 측방향 밴드 두께 및 상기 소정의 아암 링크 높이와 관련된 소정의 높이, 및 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 적어도 하나의 측방향 면에 결합된 밴드 세그먼트를 포함하고, 상기 밴드 세그먼트는 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 소정의 길이에 걸쳐서 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 두께를 변화시키기 위한 더블러(doubler) 부재를 형성하도록 구성된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 상기 아암 링크들의 연장 및 수축을 달성하기 위하여 상기 제 1 풀리에 구동적으로 연결된 구동 섹션을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 제 1 풀리는 구동 풀리이고 상기 제 2 풀리는 종동 풀리이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 밴드 세그먼트는 굴곡되지 않는(non-flexing)의 밴드 세그먼트이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 이송 아암은 구동 섹션에 결합된 근접 단부를 갖는 제 1 아암 링크; 상기 제 1 아암 링크의 원격 단부에 회전 가능하도록 자신의 근접 단부에서 결합된 제 2 아암 링크; 및 상기 제 2 아암 링크의 원격 단부에 연결된 기판 서포트를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 이송 아암은 SCARA 아암을 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 밴드 세그먼트는 상기 적어도 하나의 측방향 면에 화학적으로 본딩되거나 기계적으로 고정된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 밴드 세그먼트는 상기 적어도 하나의 측방향 면으로부터 측방향으로 연장되는 하나 이상의 플랜지들을 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 밴드 세그먼트는 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 제 1 측방향 면 위에 배치된 제 1 밴드 세그먼트; 및 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 제 2 측방향 면 위에 배치된 제 2 밴드 세그먼트를 포함하고, 상기 제 2 측방향 면은 상기 제 1 측방향 면과 반대쪽에 위치한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 기판 이송 장치는 구동 섹션; 셋 이상의 아암 링크들을 갖고, 적어도 하나의 아암 링크는 소정의 아암 링크 높이를 갖는 SCARA 아암; 적어도 제 1 풀리 및 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 한 아암 링크에 고정된 제 2 풀리; 및 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 상기 제1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 커플링된 적어도 하나의 토크 전달 밴드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드는 상기 소정의 아암 링크 높이에 대하여 대응되는 밴드 높이, 및 상기 대응되는 밴드 높이에 대하여 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드가 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트를 포함하도록 하는 가변적인 측방향 두께를 갖는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드는 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 적어도 하나의 측방향 면 위에 배치되는 밴드 세그먼트를 포함하고, 상기 소정의 높이에 대하여 상기 밴드 세그먼트는 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드의 소정의 길이에 걸쳐서 상기 밴드 세그먼트의 단면이 변화하도록 구성된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 밴드 세그먼트는 상기 적어도 하나의 측방향 면에 화학적으로 본딩되거나 기계적으로 부착된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 상기 밴드 세그먼트는 상기 적어도 하나의 측방향 면으로부터 측방향으로 연장되는 하나 이상의 플랜지들을 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 태양들에 따르면, 기판 처리 장치는 직렬적으로 연결된 아암 링크들을 갖고 상기 아암 링크들 중 적어도 하나는 소정의 아암 링크 높이를 갖는 이송 아암; 적어도 제 1 풀리 및 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 한 아암 링크에 연결된 제 2 풀리; 및 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 상기 제1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 커플링된 적어도 하나의 토크 전달 밴드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 토크 전달 밴드는 상기 소정의 아암 링크 높이에 대하여 대응되는 밴드 높이, 상기 제 1 및 상기 제 2 풀리들의 사이에서 길이 방향으로 연장되는 제 1 밴드 부분, 및 상기 제 1 및 상기 제 2 풀리들의 사이에서 길이 방향으로 연장되는 제 2 밴드 부분을 포함하고, 상기 제 2 밴드 부분의 두께가 상기 제 1 밴드 부분의 두께보다 더 크다.
이상의 설명은 개시된 실시예의 측면들의 예시하는 것일 뿐임이 이해되어야 한다. 다양한 대안들과 변형들이 통상의 기술자에 의하여 상기 개시된 실시예의 측면들로부터 벗어남이 없이 창안될 수 있다. 따라서, 상기 개시된 실시예의 측면들은 첨부 청구항의 범위 내에 속하는 모든 그러한 대안들, 변형들 및 변경들을 포괄하도록 의도된다. 또한, 상이한 특징들이 서로 상이한 독립항 또는 종속항에 한정되었다는 사실만으로 이러한 특징들의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내는 것은 아니며, 그러한 조합은 본 발명의 측면들의 범위 내에 존재한다.

Claims (20)

  1. 기판 처리 장치의 기판 이송 아암을 위한 작동 방법으로서, 상기 작동 방법은:
    상기 기판 처리 장치에 상기 이송 아암을 제공하는 단계로서, 상기 이송 아암이 직렬적으로 연결된 아암 링크들로서 상기 아암 링크들 중 적어도 하나는 소정의 아암 링크 높이를 갖는 상기 아암 링크들, 및 적어도 제 1 풀리 및 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 한 아암 링크에 고정된 제 2 풀리를 포함하는 상기 이송 아암을 제공하는 단계; 및
    둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드를 갖는 다중 밴드 토크 트랜스미션으로 상기 제 1 풀리를 상기 제 2 풀리에 커플링시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각에 의하여 각 토크 로드 트랜스미션은 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서, 토크 로드 하에서, 상기 제 1 풀리로부터 상기 제 2 풀리까지 연장되는 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각의 전체 연장 길이에 걸쳐 연속적으로 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각을 통해 일정한 일방향 및 단축(uniaxial)의 장력 로드를 부여하도록 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연속적으로 연장되며 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 독립적으로 커플링되고,
    상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 상기 소정의 아암 링크 높이에 대하여 대응되는 밴드 높이, 및 상기 대응되는 밴드 높이에 대하여 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각이 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트를 포함하도록 하는 가변적인 측방향 두께를 갖는 상기 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들의 연장 및 수축을 달성하기 위하여 구동 섹션을 상기 제 1 풀리에 구동적으로 커플링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 풀리가 구동 풀리이고 상기 제 2 풀리가 종동 풀리인 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 굴곡되지 않는(non-flexing) 밴드 세그먼트인 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 아암이:
    구동 섹션에 커플링된 근접 단부를 갖는 제 1 아암 링크;
    상기 제 1 아암 링크의 원격 단부에 회전 가능하도록 자신의 근접 단부에서 커플링된 제 2 아암 링크; 및
    상기 제 2 아암 링크의 원격 단부에 연결된 기판 서포트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 아암이 SCARA 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은, 상기 측방향으로 증가된 단면과 상이한 제 1 측방향 단면을 갖는 제 1 풀리 인터페이스 섹션 및 제 2 풀리 인터페이스 섹션을 갖고,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 상기 제 1 풀리 인터페이스 섹션을 상기 제 2 풀리 인터페이스 섹션에 연결시키는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 제 1 풀리 인터페이스 섹션 및 제 2 풀리 인터페이스 섹션을 갖고,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 제 1 풀리 인터페이스 섹션과 제 2 풀리 인터페이스 섹션의 사이에서 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각의 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각에 부착된 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트는 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각과 하나인 단일한 피스(piece)의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트는 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각의 측방향 면들의 하나 이상으로부터 측방향으로 연장된 하나 이상의 플랜지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  12. 직렬적으로 연결된 아암 링크들을 갖고 상기 아암 링크들 중 적어도 하나는 소정의 아암 링크 높이를 갖는 이송 아암;
    적어도 제 1 풀리 및 제 2 풀리; 및
    둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드를 갖는 다중-밴드 토크 트랜스미션;
    을 포함하고,
    상기 제 2 풀리는 상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들 중 한 아암 링크에 고정되고,
    상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각에 의하여 각 토크 로드 트랜스미션은 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서, 토크 로드 하에서, 상기 제 1 풀리로부터 상기 제 2 풀리까지 연장되는 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각의 전체 연장 길이에 걸쳐 연속적으로 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각을 통해 일정한 일방향 및 단축(uniaxial)의 장력 로드를 부여하도록 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리 사이에서 길이 방향으로 연속적으로 연장되며 상기 제 1 풀리 및 상기 제 2 풀리의 각각에 독립적으로 커플링되고,
    상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 상기 소정의 아암 링크 높이에 대하여 대응되는 밴드 높이, 및 상기 대응되는 밴드 높이에 대하여 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트를 형성하도록 평판 세그먼트가 부착된 상기 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 길이를 따라 부착 부분을 갖는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 직렬적으로 연결된 아암 링크들의 연장 및 수축을 달성하기 위하여 상기 제 1 풀리에 구동적으로 연결된 구동 섹션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 풀리가 구동 풀리이고 상기 제 2 풀리가 종동 풀리인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 굴곡되지 않는(non-flexing) 밴드 세그먼트인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 이송 아암이:
    상기 구동 섹션에 결합된 근접 단부를 갖는 제 1 아암 링크;
    상기 제 1 아암 링크의 원격 단부에 회전 가능하도록 자신의 근접 단부에서 결합된 제 2 아암 링크; 및
    상기 제 2 아암 링크의 원격 단부에 연결된 기판 서포트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 이송 아암이 SCARA 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각은 제 1 풀리 인터페이스 섹션 및 제 2 풀리 인터페이스 섹션을 갖고,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트가 제 1 풀리 인터페이스 섹션과 제 2 풀리 인터페이스 섹션의 사이에서 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각의 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 측방향으로 증가된 단면의 세그먼트는 상기 둘 이상의 독립적인 일방향 토크 전달 밴드의 각각의 측방향 면들의 하나 이상으로부터 측방향으로 연장된 하나 이상의 플랜지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 평판 단면부는 "T" 형태의 단면, 위아래로 뒤집힌 "T" 형태의 단면, 눕혀진 "T" 형태의 단면, "I" 형태의 단면, "C" 형태의 단면, 뒤집힌 "C" 형태의 단면, "L" 형태의 단면, 위아래로 뒤집힌 "L" 형태의 단면, 내부가 비워진 직사각형 형태의 단면, 삼각형 형태의 단면, 또는 "Z" 형태의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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