KR20210127226A - 모듈 자재 취급 로봇 플랫폼 - Google Patents

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KR20210127226A
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마틴 호섹
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퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 연결된 적어도 하나의 전력 결합 구성 요소(power coupling component) 및/또는 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소(linear drive component)를 가지도록 구성된 제 1 베이스 플레이트로서, 진공 챔버 내측에 위치되도록 구성된, 제 1 베이스 플레이트; 및, 제 1 베이스 플레이트의 상부측에 있는 복수의 레일 또는 복수의 이송 가이드들;을 포함하는 장치가 개시된다. 제 1 베이스 플레이트의 단부는 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬하도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부를 구비한다. 제 1 베이스 플레이트는,로봇 구동부가 복수의 이송 가이드를 따라서 진공 챔버 안에서 움직이도록, 진공 챔버 내측에 구조 플랫폼을 제 2 베이스 플레이트와 조합되어 제공하도록 구성된다.

Description

모듈 자재 취급 로봇 플랫폼
예시된 비제한적인 실시예는 전체적으로 기판 이송 조립체에 관한 것이다.
기판을 이송하기 위한 로봇이 공지되어 있다. 미국 특허 공개 번호 US 2016/0229296 A1, US 2013/0071218 A1, US 2015/0214086 A1 및, US 2017/0028546 A1에 기술된 바와 같이 기판 이송 로봇을 이송하기 위한 선형 구동 시스템(Linear drive systems)이 또한 공지되어 있으며, 상기 문헌들은 본원에 참조로 포함된다.
본 발명의 목적은 개선된 모듈 자재 취급 로봇 플랫폼을 제공하는 것이다.
다음의 요약은 단지 예시를 위한 것이다. 요약은 청구범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
하나의 양상에 따르면, 제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 연결된 적어도 하나의 전력 결합 구성 요소(power coupling component) 및/또는 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소(linear drive component)를 가지도록 구성된 제 1 베이스 플레이트로서, 진공 챔버 내측에 위치되도록 구성된, 제 1 베이스 플레이트; 및, 제 1 베이스 플레이트의 상부측에 있는 복수의 이송 가이드들;을 포함하는 장치로서, 제 1 베이스 플레이트의 단부는, 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬시키도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부(alignment feature)를 포함하고, 제 1 베이스 플레이트는, 로봇 구동부가 복수의 레일들을 따라서 진공 챔버 안에서 움직이도록, 제 2 베이스 플레이트와 조합되어 진공 챔버 내측에 구조 플랫폼을 제공하게끔 구성되는, 장치인 예시적인 실시예가 제공된다. .
다른 양상에 따르면, 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계로서, 제 1 베이스 플레이트 조립체는 제 1 베이스 플레이트 및, 상기 제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 있는 복수의 제 1 레일들을 포함하는, 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계; 및, 진공 챔버 내측에 제 2 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계로서, 제 2 베이스 플레이트 조립체는 제 2 베이스 플레이트를 포함하고, 제 2 베이스 플레이트의 단부는 제 1 베이스 플레이트의 단부에 연결되는, 제 2 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계;를 포함하고, 제 1 베이스 플레이트 조립체는 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬하도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부를 포함하고, 제 1 베이스 플레이트는, 로봇 구동부가 복수의 제 1 레일들을 따라서 진공 챔버 내에서 움직이도록, 제 2 베이스 플레이트와 조합하여 진공 챔버 내측의 구조적 플랫폼을 제공하도록 구성된, 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 베이스 플레이트를 제공하는 단계; 베이스 플레이트의 상부 측에 복수의 레일들을 제공하는 단계; 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬시키도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부(alignment feature )를 베이스 플레이트의 단부에 제공하는 단계; 전력의 전달이 유도(induction)로써 이루어지는 전력을 로봇 구동부상의 다른 전력 결합 구성 요소에 전달하도록 구성된 전력 결합 구성 요소 또는 복수의 레일들을 따라 로봇 구동부를 움직이도록 자기장을 제공하게끔 구성된 선형 모터 구성 요소(linear motor component)중 적어도 하나를, 베이스 플레이트의 상부 측에 연결하는 단계; 를 포함하고, 베이스 플레이트는 로봇 구동부가 진공 챔버 안에서 복수의 제 1 레일들을 따라서 움직이도록 진공 챔버 내측에 구조 플랫폼을 제공하기 위해 진공 챔버 내측에서 제 2 베이스 플레이트와 연결되도록 구성되는, 방법이 제공된다.
상기의 양상들 및 다른 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음 설명에서 설명될 것이다.
도 1 은 본 명세서에 기재된 바와 같은 특징들을 포함하는 기판 처리 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 기판 처리 장치의 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 4 는 도 2 및 도 3 에 도시된 기판 이송 장치의 사시도의 단부도로서, 기판 처리 장치의 이송 챔버 내측을 도시한다.
도 5는 도 1 내지 도 4 에 도시된 기판 이송 장치의 로봇의 측면도이다.
도 6 은 도 5 에 도시된 로봇의 평면도이다.
도 7 은 도 5 및 도 6 에 도시된 로봇의 개략적인 단면도이다.
도 8 은 기판 처리 장치의 이송 챔버 내측의 기판 이송 장치의 단부도이다.
도 9 는 도 1 에 도시된 장치와 함께 사용되는 다양한 시스템을 도시하는 도면이다.
도 10 은 도 1 에 도시된 기판 처리 장치의 이송 챔버 내측의 기판 이송 장치에 대한 개략적인 평면도이다.
도 10a 는 도 10 에 도시된 기판 처리 장치의 이송 챔버 내측의 기판 이송 장치에 대한 단부의 단면도이다.
도 11 은 도 10 에 도시된 이송 챔버 내부의 기판 이송 장치의 단부에 대한 도면이다.
도 12 는 도 10 및 도 11 에 도시된 선형 모터의 피구동 부재(driven member) 및 자기 구동부(magnetic drivers)들중 하나를 도시하는 사시도이다.
도 13 은 도 12 에 도시된 자기 구동부의 사시도이다.
도 14 는 도 10 및 도 11 에 도시된 장치와 함께 사용되는 전력 모듈(power module)의 사시도이다.
도 14a 는 도 14 에 도시된 복수의 전력 모듈의 상대적인 배치(relative layout)를 도시하는 사시도이다.
도 15 는 도 14 및 도 14a 에 도시된 전력 모듈을 이용한 전력 커플링을 도시하는 도면이다.
도 16 은 도 15 에 도시된 예시적인 하나의 실시예의 커플링의 등각도이다.
도 17 은 도 10 및 도 11 에 도시된 광통신 시스템의 일부 구성요소를 도시하는 개략도이다.
도 18 은 이송실 저부 벽에 있는 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 18a 는 이송 챔버의 저부 벽에 있는 기판 이송 장치의 대안의 실시예의 사시도이다.
도 19 는 본 명세서에 기재된 바와 같은 특징들을 포함하는 기판 처리 장치의 개략적인 평면도이다.
도 20a 는 본 명세서에 기재된 바와 같은 특징을 포함하는 자재 취급 로봇 플랫폼의 개략적인 측면도이다.
도 20b 는 도 20a 에 도시된 플랫폼의 단부도이다.
도 20c 는 도 20a 및 도 20b에 도시된 플랫폼의 평면도이다.
도 20d 는 도 20a 내지 도 20c 에 도시된 플랫폼의 베이스 플레이트 조립체중 하나의 단부에 대한 부분적인 사시도이다.
도 20e 는 베이스 플레이트 조립체상에 일체로 형성된 레일 또는 자기 부상 가이드(maglev guide)의 부분 사시도이다.
도 20f 는 구멍들 및 시일들의 일부를 도시하는 베이스 플레이트 조립체들중 하나의 부분적인 단면도이다.
도 21a 는 본 명세서에 기재된 바와 같은 특징을 포함하는 챔버의 단면 및 자재 취급 로봇 플랫폼의 개략적인 측면도이다.
도 21b 는 도 21a 에 도시된 플랫폼의 단부 단면도이다.
도 21c 는 도 21a 및 도 21b 에 도시된 플랫폼의 상부 단면도이다.
도 22a 는 본 명세서에 기재된 바와 같은 특징을 포함하는 챔버의 단면 및 자재 취급 로봇 플랫폼의 개략적인 측면도이다.
도 22b 는 도 22a 에 도시된 플랫폼의 단부 단면도이다.
도 22c 는 도 22a 및 도 22b에 도시된 플랫폼의 상부 단면도이다.
도 23a 는 본 명세서에 기재된 바와 같은 특징을 포함하는 챔버의 단면 및 자재 취급 로봇 플랫폼의 개략적인 측면도이다.
도 23b 는 도 23a 에 도시된 플랫폼의 단부 단면도이다.
도 23c 는 도 23a 및 도 23b에 도시된 플랫폼의 상부 단면도이다.
도 24 는 선형 자기 부상 트랙/가이드와 자기 부상 갭 센서 타겟 사이의 천이를 설명하기 위해 다중 센서의 사용을 예시하는 개략도이다.
도 25 내지 도 30은 선형 로봇 제어 시스템의 예를 예시하는 다양하고 상이한 예시적인 실시예를 예시하는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예의 특징을 포함하는 장치(10)의 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 특징들이 설명될 것이지만, 특징들은 실시예의 많은 대안의 형태로 구현될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 요소들의 그 어떤 적절한 크기, 모양 또는 유형 또는 재료들이라도 사용될 수 있다.
이러한 예에서, 장치(10)는 기판 처리 장치이다. 기판 처리 장치(10)는 일반적으로 기판 이송 장치(12)(선형 진공 로봇이라고도 칭함), 다중 기판 처리 챔버(14), 이송 챔버(15), 장비 프론트 엔드 모듈(EFEM;equipment front end module)(16) 및, 기판 카세트 엘리베이터(18)를 포함한다. 이송 챔버(15)는 예를 들어 진공 챔버 또는 불활성 가스 챔버로서 유지될 수 있다. 이송 장치(12)는 챔버(15)에 위치되며, 예를 들어 챔버(14, 15)와 고정 이송 챔버(stationing transfer chambers) 또는 로드 록(load lock, 22) 사이에서 반도체 웨이퍼 또는 평탄 패널 디스플레이와 같은 기판(20)을 이송하도록 구성된다. EFEM(16)은 기판 카세트 엘리베이터(18)와 고정 이송 챔버(22) 사이에서 기판(20)을 이송하도록 구성된다. 이러한 예에서, EFEM 은 스카라 아암을 가진 로봇(24)을 가진다. 로봇(24)은 화살표 A로 표시된 바와 같이 EFEM에서 선형으로 움직이도록 구성된다. 그러나, 그 어떤 적절한 유형의 EFEM 이라도 제공될 수 있다. 장치(10)는 콘트롤러(50)를 포함한다. 콘트롤러(50)는 적어도 하나의 프로세서(52) 및 컴퓨터 프로그램 코드(56)를 포함하는 적어도 하나의 메모리(54)를 포함한다. 콘트롤러(50)는 장치(10)의 다양한 디바이스 및 로봇의 동작을 제어하도록 구성된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 이송 장치(12)의 사시도 및 단부도가 도시되어 있다. 이러한 예에서, 기판 이송 장치(12)는 로봇(26), 로봇 엔클로져(robot enclosure, 28) 및, 선형 구동 시스템(30)을 포함한다. 도 2 내지 도 3 은 이송 챔버(15)의 측벽 및 상부 벽이 도시되지 않은 상태에서 이송 챔버(15)의 저부 벽 상의 기판 이송 장치(12)를 도시한다. 도 4는 이송 챔버(15)의 상부 벽만 도시하지 않고 이송 챔버(15)의 저부 벽 또는 바닥에 있는 기판 이송 장치(12)를 도시한다. 로봇(26)은 로봇 엔클로져(28)에 연결되고, 로봇 엔클로져(28)는 선형 구동 시스템(30)에 의해 챔버(15)에 대하여 움직일 수 있다. 선형 구동 시스템(30)은 이송 챔버(15)의 바닥에 있는 가이드(32)와 엔클로져의 외측 저부측에 있는 트럭(truck, 33)들을 포함한다. 자기 부상형 선형 구동 시스템의 경우, 트럭은 자기/전자기에 의해 유지되는 간격만큼 가이드(32)로부터 분리될 수 있다. 자기 부상형이 아닌 선형 드라이브의 경우, 가이드는 레일을 포함하고 트럭이 상기 레일을 타게된다. 대안의 예에서, 가이드는 자기 부상 이송 가이드(mglev transport guides) 또는 트랙(track)일 수 있다. 일 예에서, 트럭(33)은 레일(32)을 타는 엔클로져의 저부면에 부착된 휘일(wheel)들을 가질 수 있다. 선형 구동 시스템(30)은 로봇 엔클로져(28)를 움직이고, 따라서 도 1에서 화살표 B로 표시된 선형 경로에서 레일(32)을 따라 이송 챔버(15) 내부에서 기판 이송 장치(12)를 움직이도록 구성된다. 엔클로져가 아닌 대안의 실시예에서, 로봇(26)은 비 엔클로징 슬라이드(non-enclosing slide) 또는 플랫폼에 부착될 수 있으며, 이것은 트럭을 가지고 레일/가이드(32)를 타게 된다. 다른 대안의 예에서, 가이드 및 트럭은, 챔버(15)의 바닥에 추가로서 또는 대안으로서, 챔버(15)의 측방향 측벽에 제공될 수 있다.
도 5 내지 도 7 을 참조하면, 로봇(26)은 일반적으로 로봇 구동부(34) 및, 상기 로봇 구동부(34)에 연결된 로봇 아암 조립체(36)를 포함한다. 도 5 내지 도 7 에 도시된 로봇(26)은 기판을 움직이기 위한 이펙터(effector)를 가진 로봇의 일 예일 뿐이며, 제한적인 것으로 간주되어서는 아니된다. 그 어떤 적절한 유형의 로봇, 로봇 구동부 및 로봇 아암이 제공될 수 있다. 이러한 예에서, 로봇 아암 조립체(36)는 2 중 아암 구성체(dual arm arrangement)이다. 로봇 아암 조립체(36)의 각각의 아암(36a, 36b)은, 로봇 구동부(34)의 동축 구동 샤프트(40a, 40b, 40c)에 의해 구동되는 아암 링크(arm link), 풀리, 밴드 및 기판 지지 엔드 이펙터(substrate support end effectors, 38)를 가진다. 대안의 예에서, 구동부는 서로에 대하여 동축으로 위치하지 않는 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 로봇 구동부(34)는 각각의 구동 샤프트용 모터(42a, 42b, 42c), 모터(46)를 포함하는 수직 구동 시스템(44), 모터(42) 및/또는 구동 샤프트(40)를 위한 다양한 위치 엔코더(postion encoder)/센서(48a, 48b, 48c) 및, 수직 구동 시스템(44)을 가진다.
로봇(26)은 로봇 아암 조립체(36)를 제외하고 거의 모든 로봇(26)이 로봇 엔클로져(28) 내부에 위치하도록 로봇 엔클로져(28)에 장착된다. 이것은 예를 들어 도 3 내지 도 4 에 가장 잘 도시되어 있다. 특히, 로봇 아암 조립체(36)는 로봇 엔클로져(28)의 상부 측에 인접한, 엔클로져(28)의 외측에 위치되며, 구동 샤프트(40a, 40b, 40c)들은 로봇 엔클로져(28)의 상부 측에 있는 구멍(58)(도 3)을 통하여 엔클로져(28) 내부에 위치하는 구동부(34)의 나머지로부터 연장된다. 밀봉(60)(도 3 참조)은 구멍(58)을 밀봉하기 위해 구멍(58)에 제공되지만, 수직 구동 시스템(44)에 의해 움직일 때 구동 샤프트(40a, 40b, 40c)가 축방향으로 회전하고 수직으로 움직이는 것을 여전히 허용한다. 이러한 유형의 실시예에서, 엔클로져(28) 내부의 영역은 챔버(15) 내부의 영역과 상이한 환경을 가질 수 있다. 예를 들어, 엔클로져 내부의 영역은 단지 대기압에서의 공기일 수 있고, 챔버(15) 내부(엔클로져(28) 외부)의 영역은 진공 환경 또는 불활성 가스 환경일 수 있다.
내포된 환경(nested environments)
도 8은 일 예에서 사용될 수 있는 구성의 "내포된(nested)" 유형을 개략적으로 도시한다. 로봇 엔클로져(28)는, 구멍(58)을 통해 연장되는 구동 샤프트의 작은 부분을 제외하고, 로봇 구동부(34)를 위한 밀폐 밀봉된(hermetically sealed) 로봇 엔클로져를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 모든 모터(42, 44), 모든 센서(48), 모든 전기 배선, 및 대부분의 구동 샤프트(40)(도 7 참조)는 로봇 엔클로져(28) 내부에 밀폐 밀봉되어 있다. 센서 및 모터를 포함하는 로봇 구동부(34)의 모든 능동 전기 하드웨어는 도 8에 도시된 영역(29)에서 밀폐 밀봉된 로봇 엔클로져(28) 내부에 유지될 수 있고; 이송 챔버(15)의 영역(17)에서 로봇 엔클로져(28) 외부의 환경과 분리된다. 영역(17)은 외부 대기 환경(13)과 분리된 이송 챔버(15) 내부의 분리된 환경으로서 유지될 수 있다. 따라서, 환경(29)은 환경(17) 내부에 내포(nested)되며, 여기서 환경(17)은 환경(29)을 외부 대기 환경(13)(챔버(15) 외부의 정상 대기(13))과 분리한다. 환경(29)은 진공 환경일 수 있지만, 환경(17)이 진공 환경일지라도 진공 환경일 필요는 없다. 로봇 엔클로져(28) 내부의 환경(29)은 진공 환경일 필요가 없기 때문에, 이는 로봇 엔클로져(28) 내부의 구성 요소로부터 증기의 가스 방출(outgassing of vapors)을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 환경의 내포(nesting)(영역(17) 내부에 내포된 영역(29))는, 이송 챔버(15)의 길이를 따른 상대적인 선형 움직임에 의해 중단되거나 또는 파괴되지 않으면서, 특히 이송 챔버(15) 내부에서 이동 가능한 로봇 엔클로져(28)에 대하여 적합화된다.
또한 도 9를 참조하면, 이러한 예에서 장치(10)는 선형 작동 시스템(30), 전력 결합 시스템(62), 데이터 통신 결합 시스템(64) 및, 열전달 결합 시스템(66)을 가진다. 전력 결합 시스템(62)은 엔클로져(28) 내부의 구성요소에 전력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 데이터 통신 결합 시스템(64)은 엔클로져(28) 내부의 구성 요소들에 데이터 신호를 송신하고(그리고/또는 엔클로져를 통해 아암에 있는 구성 요소로 송신하고) 그리고/또는 엔클로져(28) 내부의 구성 요소들로부터 챔버(15) 외부의 데이터 프로세서로 데이터 신호를 송신하도록(그리고/또는 엔크로져를 통해 아암에 있는 구성 요소들로부터 송신하도록) 사용될 수 있다. 열 전달 커플링 시스템(66)은 엔클로져(28) 내부의 구성요소로부터 챔버(15) 외부로 열을 전달하는 데 사용될 수 있다. 대안의 예시적인 실시예에서, 전력 결합 시스템(62) 및 데이터 통신 결합 시스템(64)은 챔버(15)의 영역(17) 내부의 구성 요소의 수를 감소시키기 위해 적어도 부분적으로 조합될 수 있다. 일부 실시예에서, 위에 언급된 시스템 모두를 포함하지 않는 장치가 제공될 수 있다.
도시된 예에서, 이들 시스템(30, 62, 64, 66) 모두는 도 8에 도시된 내포된 환경(nested environment)과 간섭하거나 그것을 파괴하지 않도록 구성된다. 즉, 시스템(30, 62, 64, 66)은, 모든 4 개의 시스템(30, 62, 64, 66)이 작동하면서, 엔클로져(28) 내부의 환경이 챔버(15) 내부의 환경으로부터 분리되게 유지되도록 구성되는 것이 적절하다.
선형 모터(linear motor)
도 10 및 도 11 을 참조하면, 선형 구동 시스템(30)은 일반적으로 선형 모터(70)를 포함한다. 선형 모터(70)는 토크(회전)를 발생시키는 대신 길이를 따라 선형의 힘(linear force)을 발생시키도록 고정자 및 회전자가 실질적으로 "언롤링(unrolling)"되는 전기 모터이다. 이것에 대한 예는 미국 특허 공개 번호 US 2015/0214086 A1에 개시되어 있으며, 상기 문헌은 전체가 참고로서 여기에 포함된다. 도면은 엔클로져(28) 아래에 위치한 선형 모터를 도시한다. 그러나, 대안의 실시예에서, 선형 구동부의 하나 이상의 구성 요소는 엔클로져(28) 아래에 위치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 선형 모터 및/또는 선형 구동 시스템(30)의 구성 요소는 엔클로져(28) 및 챔버(15)의 측방향 측들에 위치될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 선형 구동 시스템(30)은 비접촉의 자기적으로 지지되는 안내 서브시스템(non-contact magnetically supported guidance subsystem)을 이용하는 자기 부상 시스템을 포함할 수 있다. 도 12 내지 도 13을 참조하면, 도시된 예에서 선형 모터(70)는 정지 상태 자기 구동부(72) 및 피구동 부재(76)를 포함하는 모듈 디자인(modular design)을 이용한다. 구동부(72)는 이러한 예에서 일반적인 "C" 형상을 가진다. 일반적인 "C" 형상은 슬롯(73)의 상부 측 및 저부 측에, 대향하는 전자석(74)들을 가진 슬롯(73)을 형성한다. 구동부(72)들은 도 10 에 가장 잘 도시된 바와 같이 열(row)을 지어서 챔버(15)의 저부 벽에 정지 상태로 장착되고, 피구동 부재(76)는 로봇 엔클로져(28)의 저부 측의 외부에 부착된다. 대안의 예에서, 구동부(72)들은 로봇 엔클로져(28)에 부착될 수 있고, 레일(76)은 이송 챔버(15)에 정지 상태로 부착될 수 있다.
차폐부(shielding)는 선형 레일 둘레에 제공될 수 있다. 또한 도 10a를 참조하면, 이송 챔버(15)는 선형 레일(32) 및 트럭(30)을 가진 로봇을 포함하고, 선형 레일 및 트럭은 차폐부(31)에 부분적으로 또는 완전히 둘러싸일 수 있다. 차폐부의 목적은 레일 방향으로 로봇의 움직임을 허용하면서 레일이나 트럭으로부터 이송 챔버를 향해 상방향으로 원치 않는 미립자 또는 오염 물질의 이동을 줄이거나 제거하는 것이다. 또한, 단일 부품 또는 부품들의 조립체일 수 있는 차폐부는, 재료, 미립자, 파손된 웨이퍼 파편이 이송 챔버로부터 선형 레일의 작동 영역으로 이동하는 것을 방지한다. 이것은 선형 레일 메커니즘의 오염/막힘(clogging)을 방지하는데 도움이 된다.
이송 챔버는 또한 배기 포트(vent port, 16) 및 펌프 포트(17)를 포함할 수 있어서, 배기 포트들은 실질적으로 챔버(15)의 상부를 향하여 위치되고 펌프 포트들은 하부 섹션 또는 차폐부(31)의 차폐된 영역 내에 위치된다. 그러한 구성은 오염 물질이 차폐된 영역으로부터 이송 챔버로 이동하는 것을 더 방지한다. 배기 포트가 활성화되면, 배기부(vent)로부터의 분자들은 펌프 포트를 향하여 이동하여, 공기에 실린 오염 물질의 그 어떤 흔적(trace)이라도 운반한다. 배기 포트가 폐쇄될 때라도, 활성 펌핑은 여전히 챔버로부터 차폐 영역으로 그 어떤 오염 물질이라도 끌어당긴다.
도 12에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피구동 부재(76)는 "C" 형상 구동부(72)들의 슬롯 내로 연장된다. 따라서, 구동부(72)들은 자율화된 방식으로 로봇 엔클로져(28)의 저부측으로부터 연장되는 동일한 레일(76)을 이용할 수 있다. 대안의 양상에서, 다른 가이드 레일 구성은, 예를 들어, 챔버(15)의 측벽 상에, 더 많거나 더 적게 대안의 배치로 제공되고 장착될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 모듈식 선형 구동 시스템은 비접촉의 자기적으로 구동되는 힘의 서브시스템(non-contact magnetically driven forcer subsystem)을 이용할 수 있다. 서브시스템은 하나 이상의 선형 모터 모듈과 하나 이상의 위치 피드백 모듈을 포함할 수 있다. 상기 설명된 예의 사용으로써, 엔클로져(28)는 상기 엔클로져(28)를 통하여 임의의 와이어를 통과시킬 필요 없이 도 1 에서 화살표 B로 표시된 바와 같이 챔버(15) 내부에서 선형으로 움직일 수 있다. 선형 모터(70)는 완전히 엔클로져(28) 외부에 있고, 따라서 선형 모터(70)의 제공은 2개의 영역(17, 29) 사이의 틈(breach)의 위험을 증가시키지 않는다. 또한, 피구동 부재(76)는 그 어떤 구동부(72)와도 접촉하지 않고 피구동 부재의 구동은 단지 자기적으로만 제어되기 때문에, 영역(17)에서 피구동 부재(76) 및 구동부(72)로부터의 오염물의 위험성은 적다. 드라이버(72)에 대한 전력 공급은 도 1에 도시된 콘트롤러(50)에 의해 제어될 수 있다. 드라이버(72) 또는 드라이버(72)의 일부는 자기장을 생성하여 선형 방향(B)으로 피구동 부재(76)를 움직이도록(예를 들어 가속 및 감속하도록) 전력을 받을 수 있고, 또한 필요에 따라서 전방 챔버(14, 22)에 있는 고정 위치들에 엔클로져(28)를 자기적으로 위치되게끔 잠그도록 전력을 받을 수 있다.
각각의 선형 모터 모듈은 정지 상태의 패시브 자기 스테인리스 스틸 부분(stationary passive magnetic stainless steel part)을 가질 수 있다. 정지 상태 패시브 자기 스테인리스 스틸 부분은 대응하는 1 차 힘 발생기(forcer)와 상호 작용하는 치형 부분(toothed portion)을 가질 수 있다. 패시브 부분에는 자석들이 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 다중의 지지부(multiple supports)는 자율적인 방식으로 동일한 보조(secondary)를 사용할 수 있다. 각각의 선형 모터 모듈은 지지부들에 결합된 1 차 힘 발생기(primary forcer)를 가질 수 있는데, 1 차 힘 발생기는 3 상 권선(three phase windings)과 영구 자석을 가질 수 있다. 대안의 양상들에서, 영구 자석들은 중력 및 동적 하중을 상쇄할 목적으로 피구동 부재의 일부로서 제공될 수 있다. 대안의 양상에서, 영구 자석은 중력 및 동적 하중을 상쇄할 목적으로 하나 이상의 자기 베어링의 일부로서 제공될 수 있다. 잠재적인 1차 힘 발생기(primary forcer) 및 2차 토폴로지(topology)의 예에는 Siemens 1FN6 Design 이 제공된다. 대안의 양상에서, 임의의 적절한 힘 발생기(forcer)가 제공될 수 있다. 힘 발생기들의 영구 자석들은, 자기 베어링들이 정상 작동 중에 전력 사용을 최소화하도록, (권선과 결합된) 추력의 효율적인 발생을 용이하게 하고 페이로드를 오프셋(offset)하는 구성 요소로서 제공될 수 있다. 여기에서, 힘 발생기와 대응하는 패시브 레일 사이의 인력(attractive force)은 공칭의 갭(norminal gap)으로 설정될 수 있어서, 그 힘이 중력에 의해 유발되는 힘을 상쇄하여 전력 소모를 최소화시키는 결과를 가져온다. 또한, 페이로드가 변화됨에 따라 갭이 조절되도록 갭에 대한 설정점(set point)은 변화될 수 있어서, 힘은 중력에 의해 유발된 힘을 상쇄시켜서 페이로드가 변화될 때 최소의 전력 소모를 초래한다. 예를 들어, 왼쪽 힘 발생기상의 갭은 오른쪽 힘 발생기의 갭과 독립적으로 변할 수 있다. 고급 제어 서브시스템(advanced control subsystem)에 의하여 전압은 1 차 힘 발생기의 자기 코일에 선택적으로 인가될 수 있어서 정지 상태 패시브 자기 스테인리스 스틸 세컨더리(stationary passive magnetic stainless steel secondary)에 대한 지지부에 추력을 생성한다. 각각의 정지 상태 패시브 자기 스테인레스 스틸 세컨더리(stationary passive magnetic stainless steel secondary)는 수직 아래로의 방위를 가진 치(teeth)와 함께 장착될 수 있어서 1 차 힘 발생기의 영구 자석들의 인력(attractive force)은 지지부 및 페이로드의 중량을 오프셋시킬 수 있음으로써, 비접촉의 자기적으로 지지된 안내 서브시스템의 수직 코일들에 의해 인가될 필요가 있는 DC 성분을 최소화시킨다.
파워 커플링 시스템(power coupling system)
또한 도 14를 참조하면, 이 예시적인 실시예에서 파워 커플링 시스템(power coupling system, 62)은, 엔클로져(28) 내부의 구성요소와 함께 사용하기 위한 것과 같이, 기판 이송 장치(12)에 전력을 전달하기 위해 자기 유도 공진 효과(magnetic inductional resonant)를 사용하도록 구성된다. 파워 커플링 시스템(62)은 일반적으로 이송 챔버(15)의 내측 저부 벽에 있는 파워 커플링 또는 모듈(78) 및, 로봇 엔클로져(28)의 외측 저부 측에 있는 파워 커플링 또는 모듈(80)을 포함한다. 도 14a, 도 4, 도 10 및 도 11 에 가장 잘 도시된 바와 같이, 복수의 1차 모듈(78)은 이송 챔버(15)의 저부 벽에 열(row)을 지어 정렬되어 배치될 수 있고, 2 차 모듈(80)은 엔크로져(28)의 외측 저부측에 부착되어 1 차 모듈(78)의 열 위에 위치될 수 있다. 기판 이송 장치를 위한 유도 전력 전달의 예는 미국 특허 공개 번호 US 2016/0229296 A1에 개시되어 있으며, 상기 문헌은 전체가 참고로서 본원에 포함된다. 파워 커플링은 통신 장치와 결합될 수 있다.
도 15를 참조하면, 파워 커플링 시스템(62)의 하나의 예시적인 실시예의 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 파워 커플링 시스템(62)은 AC 전원(82), 적어도 하나의 주 모듈(78) 및 적어도 하나의 2 차 모듈(80)을 가진 파워 커플링 및, 선택적인 정류기 회로(84)를 포함할 수 있다. AC 전력(86)은 주 모듈(78)에 공급되며, 여기서 주 모듈(78)은 다시 2 차 모듈(80)이 정류기 회로(84)에 AC 전력(90)을 제공하는 갭(88)에 걸쳐 2차 모듈(80)에 전력을 제공한다. 2차 모듈(80)은 로봇 엔클로져(28)와 함께 움직이는 반면에 주 모듈(78)은 정지 상태로 유지된다. 그러나, 대안의 예에서, 주 모듈 및 2차 모듈은 이들이 병진, 회전 또는 이 둘의 조합을 포함하여 서로에 대해 움직일 수 있도록 구성될 수 있다. 주 모듈 및 2 차 모듈은 1 차 코어(primary core) 또는 2 차 코어 또는 주 레일(primary rail) 또는 2 차 레일일 수 있다. 대안의 양상에서, 그 어떤 적절한 조합 또는 기하학적 구조가 제공될 수 있다. 모듈(80)로부터의 전기 라인(들)은 엔크로져(28)에 있는 밀봉된 구멍을 통해 연장되어, 로봇의 모터(42) 및/또는 콘트롤러(예를 들어, 서보 모터 콘트롤러) 및/또는 또는 엔클로져(28) 내부의 통신 장비 및/또는 센서, 또는 후속하여 예를 들어 로봇 아암 조립체(36) 내부 또는 로봇 아암 조립체상의 장치들과 같은 것에 전기를 공급한다. 대안의 실시예에서, 하나 보다 많은 모듈(80)이 제공될 수 있고, 엔클로져(28)의 하나 이상의 측방향 측부에 있을 수 있다. 모듈(78, 80)은 서로 접촉하지 않기 때문에, 모듈(80)이 모듈(78)에 대하여 움직일 때 챔버(15) 내부의 오염 위험은 적다.
이제 도 16 을 참조하면, 전력 커플링(62a)의 하나의 예시적인 대안의 실시예에 대한 등각 표현이 도시되어 있다. 도 14 에 가장 잘 도시된 바와 같이, 주 모듈(들)(78)은 1 차 코어 또는 레일(94) 및 주 권선 또는 코일(96)로 구성될 수 있으며, 이것은 예를 들어 AC 전원(82)에 의해 주 권선(96)을 통하여 공급된 AC 전류가 1 차 코어 또는 레일(94)에 교류의 자속(magnetic flux)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 1 차 코어 또는 레일(94)은 주 모듈(78)과 2 차 모듈(80) 사이의 상대적인 움직임(B)의 방향을 따른 연장부(98)를 특징으로 할 수 있다. 2차 모듈(80)은 2차 코어 또는 레일(100)의 교번하는 자속이 2차 권선(102)에 전압을 유도하도록 구성된 2차 권선 또는 코일(102) 및 2 차 코어 또는 레일(100)로 이루어질 수 있다. 2차 코어 또는 레일(100)이 1 차 코어 또는 레일(94)의 연장부(98)를 따라서 2 차 모듈의 부분으로서 움직일 수 있도록, 그리고 2 차 코어 또는 레일(100)과 1 차 코어 또는 레일의 연장부(98)들 사이의 공기 갭(air gap, 104)을 가로지른 슈우 부분(shoe portions)에서 2 차 코어 또는 레일과 1 차 코어 또는 레일의 연장부들 사이에 자속이 통과할 수 있도록, 제 2 코어 또는 레일(100)이 배치될 수 있다. 2차 권선(102)의 출력은 AC 전원으로서 직접 사용될 수 있거나, 또는 만약 DC 전력이 필요다면, 2차 권선은 (예를 들어 엔클로져(28) 내부)의 정류기 회로(84)에 전력을 공급할 수 있으며, 이는 다시 도 15 에 도시된 바와 같이 DC 전원(92)으로서의 역할을 할 수 있다. 주 권선(96) 및 2차 권선(102)은, 2차 권선의 출력 전압의 진폭이 AC 전원(82)에 의해 공급되는 전압의 진폭과 실질적으로 동일하도록 실질적으로 동일한 수의 회선(turns)을 특징으로 할 수 있다. 2차 권선(102)의 회선의 수(number of turns)는, 만약 더 높은 출력 전압이 필요하다면, 주 권선(96)의 회선의 수보다 많을 수 있다. 역으로, 2차 권선(102)의 회선의 수(number of turn)는, 만약 더 낮은 출력 전압이 필요하다면, 주 권선(96)의 회선의 수보다 많을 수 있다. 1 차 코어(94) 및 2차 코어(100)는 도 16에 도식적으로 도시된 바와 같이 C-형상일 수 있거나, E 형상일 수 있거나, 또는 주 모듈(78)과 2차 모듈(80) 사이의 유도 결합을 허용하는 그 어떤 적절한 형상을 특징으로 할 수 있다. 1차 코어(94)의 연장부(98)는 1차 모듈(78)과 2차 모듈(80) 사이의 직선 움직임을 지원하기 위해 직선일 수 있거나, 곡선 또는 회전 움직임을 지원하기 위해 만곡될 수 있다. 1차 코어(94), 연장부(98) 및 2차 코어(100)는 연자성 재료로 제조될 수 있고, 예를 들어, 실리콘 스틸, 연자성 복합체, 자속을 전달(channel)하기에 적합한 다른 재료 또는 이러한 재료의 조합으로 제조될 수 있다. 라미네이트 구조가 사용될 수 있다. 여기에서, 1 차 및 2 차는 권선이 코일인 유도 섹션(induction section)들로 간주될 수 있다. 2차 모듈(80)의 모든 전기 배선은, 영역(17)에 배선이 위치하지 않도록 로봇 엔클로져(28) 내측에 위치될 수 있다. 1차 모듈(78)의 모든 전기 배선은 영역(17)에 배선이 위치되지 않도록 이송 챔버(15) 외부에 위치될 수 있다.
데이터 통신 커플링 시스템(Data Communications Coupling System)
이러한 예에서, 데이터 통신 결합 시스템(64)은 광 통신 시스템(106)을 포함하며, 이것은 도 10, 도 11 및 도 17 에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 부재(108) 및 제 2 부재(110)를 포함한다. 제 1 부재(108)는 로봇 엔클로져(28)의 외부 저부측에 연결된다. 대안의 예에서, 제 1 부재(108)는 엔클로져를 통한 광학 윈도우(optical window)를 가진 엔클로져 내부에 있을 수 있거나, 저부 측이 아닌 엔클로져의 측에 위치될 수 있다. 제 2 부재(110)는 이송 챔버(15)의 측벽에 연결된다. 제 2 부재(110)는 영역(17)의 외측에 위치할 수 있고, 이송 챔버(15)는 그럼에도 불구하고 서로 광학적으로 통신하기 위한 2 개 부재(108, 110)를 위한 윈도우를 가질 수 있다. 대안의 예에서, 제 2 부재(110)는 챔버(15) 내측에 있을 수 있다.
2 개의 부재(108, 110)는, 엔클로져가 챔버(15) 내에서 이동할 때, 엔클로져(28)와 챔버(15) 사이의 변화되는 거리에서 데이터 신호를 송수신하기 위해 하나 이상의 레이저 빔 또는 다른 광학 신호(112)를 사용할 수 있다. 데이터 신호는, 로봇(26) 및/또는 선형 구동 시스템(30)을 제어하기 위해, 그리고 기판 이송 장치(12)의 센서들로부터의 데이터가 콘트롤러(50)로 전송되도록, 로봇 엔클로져(28) 내측의 구성요소로부터 그리고 상기 구성 요소로 차후에 송신될 수 있다. 제 1 부재(108)로부터의 모든 배선(전기적 및/또는 광학적 배선)은 영역(17)에 배선이 위치하지 않도록 로봇 엔클로져(28) 내측에 위치될 수 있다. 제 2 부재(110)로부터의 모든 배선(전기적 및/또는 광학적 배선)은 영역(17)에 배선이 위치하지 않도록 이송 챔버(15) 외측에 위치될 수 있다. 이것은 상기 와이어들로부터의 가스 방출(outgassing)과 같은 영역(17) 내부의 오염 위험을 감소시킨다. 통신은 전력 전달과 결합될 수 있다.
열전달 커플링 시스템(Heat Transfer Coupling System)
위에서 언급한 바와 같이, 장치(10)는 또한 열전달 커플링 시스템(66)을 포함할 수 있다. 열 전달 커플링 시스템(66)은, 로봇 엔클로져(28) 내측의 기판 이송 장치(12)의 구성 요소들에 대한 열 관리를 제공하도록; 그리고 로봇 엔클로져(28) 내측으로부터 이송 챔버(15) 외부로 열을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 만약 영역(17)이 불량한 열전달 성능을 가진 진공 환경이라면, 특히 중요할 수 있다. 이동 로봇 엔클로져(28)는 기판 이송 장치(12)와 함께 움직이는 모든 고급 제어 서브시스템을 수용하는 역할을 한다. 이동 로봇 엔클로져(28)는 위치들 사이에서 하나 이상의 기판을 이송하기 위해 이동 지지부와 협력하는 로봇 이송 아암을 지지하는 역할을 더 한다. 예를 들어, 모터(42)와 같은, 이동 로봇 엔클로져(28)에 결합된 능동 구성 요소가 있으므로, 능동 구성 요소들에 의해 발생된 열은 열 관리 서브시스템(thermal management subsystem)에 의해 소산될 수 있다. 진공 상태에서의 이동 지지부에 대하여, 열은 복사에 의해 또는 매체를 통한 전달에 의해 소산될 수 있으며, 예를 들어 가스를 통하여 또는 벨로우즈를 이동 지지부에 결합하고 냉각기를 통해 가스 또는 액체 냉각제를 순환시킴으로써 소산될 수 있다. 복사만으로의 냉각(또는 복사와 대류의 조합)의 경우, 이동 부분의 전체 또는 일부와 챔버 사이의 허용 가능한 온도 차이는 예를 들어 섭씨 50도로 지정될 수 있거나 또는 다르게 지정될 수 있다. 도면에 도시된 예시적인 실시예에서, 비접촉 끼움 핀 유사 구조(non-contacting interleaving fin-like structure120, 122)(도 2 내지 도 4 및 도 10 내지 도 11 참조)는 대향 표면적을 최대화하기 위해 사용될 수 있다. 고방사 코팅(High emissivity coatings)은 또한 열 전달과 관련된 표면적을 최대화시키도록 사용될 수 있다. 적합한 코팅의 예는 산화알루미늄, 질화알루미늄 또는 임의의 적절한 고방사 코팅일 수 있다. 대안의 양상에서, 그 어떤 적절한 표면 또는 코팅이 제공될 수 있다. 기체 또는 불활성 환경에서의 이동 지지부에 대하여, 복사 또는 대류 또는 둘 다에 의해 열은 소산될 수 있다. 이동 지지부(28)에 결합된 능동 구성 요소가 있으므로, 전력 및 통신은 위의 예에서 설명된 바와 같이 전력 결합부(62) 및 통신 결합부(64)로써 이동 지지 서브시스템으로 전달될 수 있다. 전력 및 통신은 유도 결합, 서비스 루프 또는 이러한 접근 방식의 조합을 통해 위의 예에서 설명한 대로 이동 지지 서브시스템으로 무선으로 전송될 수 있다.
지지부에 결합된 능동 구성요소는 진공에 양립될 수 있는 포팅(potting) 또는 에폭시로 포팅(potting)될 수 있거나, 또는 대안으로서 엔클로져(28) 또는 이 둘의 조합 내에서 밀폐 밀봉될 수 있다. 적절한 이동 지지부의 열적으로 가라앉은 서브시스템(thermally sunk subsystems)의 예는 Hosek M., Hofmeister C., 의 Low Variability Robot(미국 특허 출원 번호 13/618,117, 2012년 9월 14일, 미국 특허 공개 번호 US 2013/0071218 A1)에 개시되어 있으며, 이것은 본원에 참고로서 포함된다. 그러나, 로봇 엔클로져(28)의 사용으로 인해, 포팅 또는 에폭시의 사용이 감소되거나 제거될 수 있다.
예시적인 대안
도 18을 참조하면 대안의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예는 도 2 내지 도 4 에 도시된 것과 유사하지만, 감소된 형태 인자(form factor)를 가진다. 리니어 모터가 포함되며, 차폐 리니어 베어링(shield linear bearig)과 보호 광학 링크(protected optical link)가 있다. 일부 시나리오에서는 열 전달 핀이 필요하지 않을 수 있다. 또한 도 18a 를 참조하면 다른 대안의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 도 18에 도시된 것과 유사하지만, 이 예에서 엔클로져(28)는 열 전달 핀을 포함하지 않는다. 이러한 유형의 실시예에서, 냉각용 핀(fin for cooling)이 없을 때, 챔버 벽을 통해 냉각제를 흐르게 하는 것과 같이, 벽 냉각은 엔클로져(28)의 벽 및/또는 진공 챔버의 벽에 제공될 수 있다. 그러나 이러한 냉각 시스템은 핀(fin)과 관련되어 사용될 수 있다. 도 18a는 챔버(15')의 벽에 있는 냉각 도관(15a)의 예를 도시한다.
일부 실시예에서, 로봇의 냉각은 진공 챔버 벽의 냉각에 의해 향상될 수 있다. 열은 복사나 대류 또는 이 둘의 어떤 조합을 통해 로봇 드라이브로부터 진공 챔버 벽으로 전달될 수 있다. 로봇 구동부로부터 진공 챔버로의 열 전달 메커니즘에 관계없이, 열이 전달되는 양과 속도는 챔버 벽의 냉각에 의해 향상될 수 있다. 챔버 벽의 냉각은 여러 상이한 방법들 또는 이들의 조합에 의해 달성될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 냉각은 진공 챔버 벽에 직접 또는 간접적으로, 벤트(vent)의 냉각 채널을 통합함으로써 달성될 수 있다. 작동 유체가 진공 챔버 벽 온도보다 낮은 초기 유입부 온도를 가지도록 액체, 또는 가스 또는 둘의 조합일 수 있는 작동 유체의 연속적 또는 간헐적 흐름은, 진공 벽 온도의 냉각을 달성하기 위해 채용될 수 있다. 이것은 로봇 구동부의 냉각 향상을 초래한다. 대안의 실시예에서, 열전 냉각 타일(thermoelectric cooling tiles)이 진공 챔버의 표면을 냉각시키기 위해 사용될 수 있어서, 열전 타일의 고온 측에서의 더 높은 온도에서 열이 거부됨으로써, 더 효과적인 냉각을 가능하게 한다.
도 19 를 참조하면, 대안의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이러한 예에서, 시스템은 2개의 클러스터 도구(clust tools; 150a, 150b) 사이에서 사용된다. 챔버(15)는 도구(150a, 150b)에 결합되는 대향 단부들에서 로드 록(152)들을 가진다. 로봇 엔클로져(28) 및 부착된 로봇(26)은 도구 로봇(tool robot, 154a, 154b) 사이에서 기판을 이송하기 위해 화살표(B)로 표시된 바와 같이 움직일 수 있다. 로봇은 도 1 과 같이 진공 EFEM 에서도 사용될 수 있다.
특징
여기에 설명된 특징들중 하나는, 기판 운송 장치(12)에 필요한 모든 구성 요소를 운반하고 이송 챔버(15)와의 유일한 물리적 접촉이 레일(32)상에서 이루어지는, 운송 챔버(15) 내부에서 선형으로 움직이는 카트(cart)로서 기능하는 로봇 엔클로져(28)의 성능이다. 그러나, 만약 자기 부상 시스템이 사용된다면, 레일(32)과의 그러한 접촉조차도 제거될 수 있다.
여기에 설명된 다른 특징은, 로봇 아암 조립체(36) 및 로봇 구동 샤프트의 정상 부분을 제외하고, 기판 이송 장치(12)의 거의 모든 구성 요소가 영역(29) 내의 로봇 엔클로져(28) 내부에 격리될 수 있다는 것이다. 영역(29)이 진공일지라도, 영역(29)은 진공이 아닌 대기를 가질 수 있다. 이것은 로봇(26)이 진공 양립 가능 로봇일 수 없게 한다(진공 양립 불 가능 로봇(non-vacuum compatible robot)). 진공 양립 불가능 로봇(non-vacuum compatible robot)에서, 기체 방출(outgassing)은 설계 및 제조에서 중요한 인자가 아니다. 따라서, 가스 방출이 적거나 아예 없는 설계를 제공할 필요 없이, 진공 양립 불가능 로봇은 진공 양립 가능 로봇보다 저렴하다. 로봇 엔클로져(28)는 또한 부재(108)가 로봇 엔클로져(28)의 내부에 완전히 위치될 수 있도록 광 통신을 위한 윈도우를 가질 수 있다. 로봇 엔클로져(28)의 일부는 2 개의 전력 커플링(78, 80)이 인덕션(induction)과 적절하게 기능하는 자기적으로 투명한 섹션을 가지면서, 전력 커플링(80)은 로봇 엔클로져(28)의 내부에 전체적으로 위치될 수도 있다. 이송 챔버(15)에는, 레일(32) 상의 로봇 엔클로져(28)의 선형 위치를 감지하기 위해, 도 10 에 도시된 바와 같이 선형 인코더(156)가 제공될 수 있다. 로봇 엔클로져(28)의 내부 및/또는 로봇 엔클로져상의 구성 요소들과의 모든 통신은 광학적으로 또는 무선으로, 또는 전력 커플링을 통해 이루어질 수 있어서, 통신 전기 와이어 또는 광 와이어(optical wire)는 영역(17)을 횡단할 필요가 없다.
여기에서 설명된 바와 같은 특징으로써, 로봇 구동부(34)는 밀폐 밀봉된 로봇 엔클로져(28)에 의해 밀봉될 수 있다. 따라서, 이송 챔버(15)는 기판 이송 장치(12)가 그것을 따라서 움직이는 레일(32)만을 필요로 할 수 있고, 이송 챔버(15)에 의하여 로봇 엔클로져(28) 또는 기판 이송 장치(12)에 대한 다른 직접적인 물리적 접촉은 이루어지지 않는다. 자기 부상이 아닌 실시예에서도, 레일(32)을 제외한 다른 모든 위치들에서 이송 챔버(15)와 기판 이송 장치(12) 사이에 갭 또는 간격이 항상 제공될 수 있다. 이것은 이러한 비접촉으로 인하여 기판 이송 장치(12)에 의한 영역(17)의 오염을 감소시킨다.
모듈 플랫폼(Modular Platform)
여기에 설명된 특징들은 모듈인 횡단 진공 환경 로봇(traversing vacuum-environment robot)을 자재 취급 플랫폼(material-handling platform)에 제공하는데 사용될 수 있다. 모듈 시스템은 확장성(scalability)을 허용할 수 있고, 특대형 구성요소를 제조 및 운송할 필요성을 제거할 수 있다. 모듈 특징들은 위에 설명된 특징들중 하나 이상과 관련되어 또는 완전히 다른 시스템에서 사용될 수 있다.
자재 취급 로봇 플랫폼(200)의 예시적인 실시예는 여기에서 도 20a 내지 도 20d 에 도식적으로 도시된 바와 같은 특징들을 포함한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 플랫폼(200)은 로봇 아암(36) 및 콘트롤러(50)를 가진 로봇 구동 유닛(202) 및 하나 이상의 베이스 플레이트 조립체(모듈)(204)로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 3 개의 베이스 플레이트 조립체(204)가 도 20a 내지 도 20c 에 도시되어 있다. 그러나, 3 개보다 많거나 적은 베이스 플레이트 조립체(204)가 제공될 수 있다. 콘트롤러(50)는 적어도 하나의 프로세서(52) 및 컴퓨터 프로그램 코드(56)를 포함하는 적어도 하나의 메모리(54)를 포함한다. 콘트롤러(50)는 장치(200)의 다양한 디바이스 및 로봇의 동작을 제어하도록 구성된다. 로봇 구동 유닛(202)은 선형 구동 시스템(30) 및 로봇 구동부(34)를 포함하는 전술한 바와 같은 특징들을 포함할 수 있다. 그러나 다른 유형의 구동부들이 대안으로서 사용할 수 있다. 또한 그 어떤 적절한 로봇 아암 조립체라도 제공될 수 있다.
베이스 플레이트 조립체(204)는 동일할 수 있거나, 상이한 특징을 가질 수 있다. 각각의 베이스 플레이트 조립체(204)는 베이스 플레이트(206) 및, 각각의 베이스 플레이트 조립체(204)를 따라 로봇 구동 유닛(202)의 횡단 움직임을 용이하게 할 수 있는 다양한 모듈(208)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 모듈(208)은 레일(예를 들어, 기계적 선형 베어링 또는 자기 베어링), 전력 전달 장치(예를 들어, 서비스 루프, 아암, 비접촉식 전력 커플링 모듈), 통신 장치(예를 들어, 서비스 루프, 아암, 무선 주파수 모듈, 광통신 모듈, 비접촉 전력 커플링을 통한 통신), 선형 전기 모터(예를 들어, 자석 트랙, 고정자 세그먼트 등) 및 선형 위치 인코더(예를 들어, 광학용 스케일, 자기, 유도 또는 용량성 위치 인코더 리이드 헤드)를 포함할 수 있다. 모듈은 개별 베이스플레이트 조립체(204)상에 완전히 포함될 수 있다. 대안으로서, 모듈들은 두 개 이상의 인접한 베이스 플레이트에 걸쳐 설치될 수 있다.
이송 챔버(15)에는, 레일(32) 상의 로봇 엔클로져(28)의 선형 위치를 감지하기 위해, 도 10에 도시된 바와 같이 선형 인코더(156)가 제공될 수 있다. 선형 위치 인코더는 하나의 연속 위치 트랙 또는 다중 인라인 위치 트랙을 포함할 수 있고 다중 판독 헤드(multiple read heads)를 사용한다. 로봇 엔클로져(28)의 내부 및/또는 로봇 엔클로져상의 구성 요소들과의 모든 통신은 광학적으로 또는 무선으로, 또는 전력 커플링을 통해 이루어질 수 있어서, 통신 전기 와이어 또는 광 와이어(optical wire)는 영역(17)을 횡단할 필요가 없다. 센서(들)는 광학, 자기, 유도 또는 용량성 위치 인코더와 같은 위치 인코더, 레이저 간섭계 또는 예를 들어 챔버(15)에 대한 것과 같이 소망되는 횡단 움직임의 방향을 따라 로봇 구동 유닛의 위치를 측정할 수 있는 임의의 다른 적절한 장치를 포함할 수 있다. 위치 센서(들)로부터의 측정을 이용하여, 선형 액튜에이터에 의해 생성된 힘은 로봇의 소망되는 횡단 움직임의 방향을 따라서 로봇 구동 유닛의 위치를 제어하는데 사용될 수 있다. 진공 챔버(즉, 다중 섹션들로 구성된 진공 챔버)의 모듈 디자인을 지원하기 위하여, 선형 작동 시스템용의 추가적인 엔코더 리이드 헤드 및/또는 자기 지원 시스템(magnetic support system)을 위한 추가적인 위치 센서들이 사용되어 진공 챔버의 개별 섹션들 사이의 원활한 천이(transition)가 가능해질 수 있다. 상세하게는, 기계식 선형 베어링의 경우에, 정지 상태 레일은 선형 트랙의 직사각형 배치의 경우 원활한 전달을 허용하기 위해 베이스 플레이트(206) 외측으로 작은 범위에서 연장될 수 있다. 삼각형과 같은 다른 배치는 이러한 특징이 필요하지 않을 수 있다.
베이스 플레이트 조립체(204)는 이들이 서로 옆에 배치될 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 배치는 화살표 B 로 표시된 바와 같이 하나의 베이스 플레이트 조립체(204)로부터 다른 베이스 플레이트 조립체로(204)로 로봇 구동 유닛(202)이 횡단하는 것을 허용하도록 구성된다. 이를 위해, 각각의 베이스 플레이트 조립체(204)는, 2개의 이웃하는 베이스 플레이트 조립체(204)가 조인트(211)에서 수직 및 측방향으로 정렬될 수 있고, 2 개의 이웃하는 베이스 플레이트 조립체(204) 사이에서 로봇 구동 유닛(202)의 원활한 천이를 제공하도록, 예를 들어 도 20d에 도시된 바와 같은 정렬 구성(210)을 특징으로 할 수 있다. 일 예로서, 정렬 구성(210)은 적절한 기하학적 구조의 정밀한 짝맞춤 표면들에 의해 형성될 수 있거나, 또는 핀과 실린더형 및/또는 타원형 구멍들의 시스템에 의해 형성될 수 있다.
베이스 플레이트 조립체(204)는 진공 챔버에 설치될 때 조인트(211)에서 밀봉된 조인트를 용이하게 할 수 있는 밀봉 특징부(212)를 더 포함할 수 있다. 일 예로서, 밀봉 특징부(212)는 연마된 밀봉 표면, 코팅된 밀봉 표면, 밀봉 요소를 위한 홈(groove) 및/또는 O-링과 같은 밀봉 요소를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트 조립체(204)는 베이스 플레이트 조립체(204)와 진공 챔버 사이의 기계적 연결 특징부(214)를 더 포함할 수 있으며, 예를 들어 구멍, 나사형 스터드, 나사형 패스너(threaded fasteners) 또는 클램프를 더 포함할 수 있다. 기계적 연결 특징부(214) 및 베이스 플레이트(206) 자체는 로봇 구동 유닛(202)의 횡단 움직임을 용이하게 할 수 있는 다양한 모듈(204)들이 이웃하는 베이스 플레이트 조립체(204) 상의 대응하는 모듈들과 직접 정렬(line up)될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한 도 20e를 참조하면, 베이스 플레이트(206)는 레일(32)이 일체로 형성된 금속으로 이루어질 수 있다. 대안으로서, 레일은 분리 형성될 수 있고 차후에 베이스 플레이트(206)의 상부 측(207)에 연결될 수 있다. 이러한 예에서, 모듈(208)은 베이스 플레이트(206)의 상부 측(207)에 부착된다. 모듈은, 예를 들어, 복수의 자기 구동부(magnetic drivers,72) 및 복수의 전력 커플링(power coupling,78)을 포함할 수 있고; 이들은 베이스 플레이트(206)의 길이 방향 길이를 따라 정렬된다. 도 20f 에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(206)는 상부 측(207)과 저부 측(213) 사이에 관통하는 구멍(209, 211)을 포함할 수 있다. 모듈(72, 78)로부터의 전기 와이어(215, 217)들은 구멍(209, 211)들을 통해 콘트롤러(50) 또는 다른 전기 공급/콘트롤러로 통과할 수 있다. 밀봉부(219, 221)는 구멍(209, 211)들을 밀봉하기 위해 구멍(209, 211)들에 제공될 수 있다.
도 21a 내지 도 21c 에 도시된 바와 같이, 다중 베이스 플레이트 조립체(204)들은 진공 챔버(220)에 통합될 수 있다. 도 21a 내지 도 21c 의 예에서, 3 개의 베이스 플레이트 조립체(204)들이 사용된다. 도면에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(220)는 구조적 강도를 제공하기 위해 하나 이상의 횡방향 리브(222)들을 포함할 수 있다. 챔버에는 또한 하나 이상의 뚜껑(224)이 맞춰질 수 있다. 본 발명의 특징으로서, 베이스 플레이트 조립체(204)들의 상기 설명된 디자인은 베이스 플레이트 조립체들이 화살표 C 로 표시된 바와 같이 챔버의 상부로부터 설치될 수 있어서, 각각의 베이스 플레이트 조립체는 횡방향 리브(222)들로 인한 중단 없이 다른 베이스 플레이트 어셈블리를 직접 마주한다; 따라서 화살표 B로 표시된 바와 같이 진공 챔버(220)의 전체 길이를 따라서 로봇 구동 유닛(202)의 중단 없는 횡단 움직임을 용이하게 한다.
이러한 실시예에서, 베이스 플레이트(206)는 대향하는 측방향 측부들 및 대향하는 단부들에서 저부 측에 선반부(ledge, 223)(예를 들어, 도 20f 및 20a 참조)들을 가진다. 진공 챔버의 프레임은 도 21A에 가장 잘 도시된 바와 같이 저부 측을 통해 구멍들을 가진다. 베이스 플레이트(206)들은 구멍들을 폐쇄하고 진공 챔버의 저부 벽의 적어도 일부를 형성하기 위해 통공들에 배치될 수 있다. 선반부(223)들은 조인트에서 시일을 형성하는 시일(225)(도 20f 참조)과 함께 진공 챔버 프레임의 저부 부분들의 상부에 안착될 수 있다.
특대형 구성 요소들의 제작 및 이송을 더 회피하기 위하여, 진공 챔버는 도 22a 내지 도 22c 에 예시된 바와 같이 섹션(240)들로 분할될 수 있다. 도 22a 내지 도 22c 의 예에서, 3개의 섹션(240)들이 도시되어 있다. 챔버 섹션들에는 하나 이상의 뚜껑(224)들이 맞춰질 수 있다. 각각의 섹션(240)은 도 21a 내지 도 21c 와 관련하여 위에서 설명된 방식으로 설치된 하나 이상의 베이스 플레이트 조립체(204)들을 이용할 수 있다. 섹션(240)들은 예를 들어 도 20d 의 도면 번호 212 와 같은 섹션(240)들의 조인트들에서 연결 및 밀봉 특징부(242)들을 포함할 수 있다. 밀봉 특징부들은 챔버의 끝과 같은 다른 영역에서도 아마 사용될 수 있다. 이것은 하나의 섹션(240)이 다음 섹션(240)에 그 사이에서 전체 내부 개방 영역 둘레의 주위에 있는 밀봉으로써 부착되는 것을 허용하고; 이러한 예에서는 도 22B 의 형상으로 도시된 바와 같은, 정사각형 또는 직사각형의 유형이다. 예를 들어, 패스너(fasteners) 또는 클램프가 있는 플랜지는 기계적 연결을 위해 사용될 수 있다. 연마된 밀봉 표면, 코팅된 밀봉 표면, 밀봉 요소용 홈 및/또는 O-링과 같은 다양한 밀봉 요소를 사용하여 적절한 밀봉을 얻을 수 있다. 이들은 단지 일부 예일 뿐이며, 제한적인 것으로 간주되어서는 아니된다.
선형 진공 로봇의 X 축 움직임의 범위가 매우 커지면, 앞에서 설명한 선형 액튜에이터 시스템의 일부인, 위치 센서에 대한 위치 트랙(position track)을 구축하는 것이 곤란해진다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 이중 위치 센서(dual position sensors)를 가진 세그먼트 위치 트랙 접근 방식(segmented position track approach)이 여기에 개시된다. 도 24 를 참조하면, 로봇 구동부가 X 방향으로 횡단할 때, 센서(RH1, RH2)들중 하나 또는 다른 것이 2 위치 트랙(E1, E2)들의 단부들 사이에서의 천이를 목표로 지정하는 경우를 제외하고, 양쪽 위치 센서(RH1, RH2)는 모든 경우에 간격 길이(F)만큼 유효 위치 데이터 오프셋(valid position data offset)을 발생시킨다. 갭(gap) 또는 천이(transition) N 에 주목한다. 개시된 해법은 다른 센서로 전환함으로써 하나의 센서 데이터가 유효하지 않은 기간을 극복한다. 센서(RH1, RH2)는 가이드/트랙(E1, E2)의 길이에 대하여 물리적으로 오프셋되어 있기 때문에, 센서(RH1, RH2)들중 적어도 하나는 항상 유효한 위치를 보고한다. 트랙(E1, E2)들 사이의 천이(N)의 위치는 디자인 수량(design quantity)이기 때문에, 이것은 미리 알려져 있고, 콘트롤러(2406)는 센서(RH1, RH2)들 사이에서 전환하기 위해 천이(N)의 알려진 위치에 기초하여 결정을 내린다. 다른 실시예에서, 능동 센서가 스위칭(switching)됨에 따라 데이터의 점진적이거나 원활한 천이를 달성하기 위하여, 센서(RH1, RH2)로부터의 데이터를 사용, 병합 또는 결합하도록 알고리즘이 구현될 수 있다. 양쪽 센서로부터의 데이터가 유효한 기간 동안, 더 높은 정확도, 해상도, 신뢰성 또는 노이즈 제거를 달성하기 위하여, 양쪽 센서로부터의 데이터는 다양한 방식으로 결합되거나 병합될 수 있다.
자기 부상에 의해 지지된 로봇(maglev supported robot)의 X 축 움직임의 범위가 매우 커지면, 갭 센서(gap sensor)들이 목표로 하는 원활하고 연속적인 표면을 만드는 것이 곤란하다는 점이 주목된다. 도 31을 참조하면, 타겟(T1, T2)들을 목표로 하는 2개의 수직 센서 (P, Q)들이 있다. 위치(L)에서 타겟(T1, T2)에 중단/천이가 있다. 양쪽 센서로부터의 간격 측정은 이들이 위치(L)을 통해 이동하지 않는 한 유효하다. 콘트롤러(2406)는, 갭 센서가 L 을 통해 천이할 때의 순간에 센서(RH1, RH2)로부터의 X 움직임 위치에 기초하여 결정을 내린다. 통지된 알고리즘은 P 또는 Q 로부터의 갭 데이터(gap data)를 사용하기 위해 콘트롤러(2406)상에서 구현된다.
예시적인 실시예에는, 제 1 베이스 플레이트의 상부측에 연결된 적어도 하나의 전력 결합 구성 요소 및/또는 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소를 가지도록 구성된 제 1 베이스 플레이트로서, 진공 챔버 내측에 위치되도록 구성된 제 1 베이스 플레이트; 및, 상기 제 1 베이스 플레이트의 상부 측상에 있는 복수의 레일 또는 이송 가이드;를 포함하는 장치가 제공될 수 있으며, 제 1 베이스 플레이트의 단부는 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬하도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부를 포함하고, 제 1 베이스 플레이트는 로봇 구동부가 복수의 이송 안내부를 따라서 진공 챔버 안에서 움직이도록 진공 챔버 내측에 제 2 베이스 플레이트와 조합된 구조 플랫폼을 제공하도록 구성된다.
적어도 하나의 정렬 특징부(alignment feature)는 복수의 이송 가이드를 제 2 베이스 플레이트의 이송 가이드와 정렬시키도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 정렬 특징부는 제 1 베이스 플레이트의 단부로부터 연장되는 적어도 하나의 돌출부 및, 제 1 베이스 플레이트의 제 1 단부 내로 연장되는 적어도 하나의 요부(recess)를 포함할 수 있다. 제 1 베이스 플레이트의 단부는 제 1 베이스 플레이트의 단부로부터 돌출되는 적어도 하나의 기계적 연결 특징부를 포함할 수 있고, 여기에서 적어도 하나의 기계적 연결 특징부는 적어도 하나의 패스너(fastener)로 제 2 베이스 플레이트에 기계적으로 부착되도록 구성된다. 상기 제 1 베이스 플레이트는 상기 진공 챔버의 저부 측에서 상기 진공 챔버에 직접 기계적으로 부착되도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 베이스 플레이트는 상기 진공 챔버의 저부 벽의 적어도 일부를 형성하도록 구성될 수 있다. 제 1 베이스 플레이트는 진공 챔버의 저부를 통해 구멍을 폐쇄할 수 있다. 제 1 베이스 플레이트는 제 1 베이스 플레이트의 2개의 대향하는 측부들 상에 제 1 돌출부(ledge)들을 포함할 수 있는데, 여기에서 제 1 선반부들은 진공 챔버의 대향하는 측방향 측부 상에서 진공 챔버에 의해 형성된 선반부(shelves)의 상부에 안착하도록 구성된다. 제 1 베이스 플레이트는 제 1 베이스 플레이트의 2개의 대향하는 단부 상에 제 2 돌출부들을 포함할 수 있고, 여기에서 제 2 돌출부들은 진공 챔버를 가로질러 횡방향으로 연장되는 진공 챔버에 의해 형성된 선반부들의 상부에 안착하도록 구성된다. 제 1 베이스 플레이트는 제 1 베이스 플레이트의 저부 측으로부터 제 1 베이스 플레이트의 상부 측으로 제 1 베이스 플레이트를 통해 전기 와이어가 연장되도록 구성된 구멍들을 포함할 수 있고, 장치는 와이어가 있는 구멍을 밀봉하도록 구성된 시일을 더 포함한다. 장치는 진공 챔버를 더 포함할 수 있으며, 여기에서 진공 챔버는 단부에 대한 단부의 구성(end-to-end configuration)으로 서로 부착되도록 구성된 복수의 메인 섹션(main section)들을 포함하여 신장된 형상의 프레임을 형성하는데, 제 1 베이스 플레이트가 그에 연결되고, 메인 섹션들은 대향하는 측방향 측벽들 및 저부 벽 부분을 포함하고, 대향하는 측방향 측벽들의 상부 측들에 제거 가능하게 연결되도록 구성된 적어도 하나의 뚜껑 섹션을 포함한다. 장치는 제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 연결된 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소를 더 포함할 수 있고, 여기에서 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소는 복수의 이송 가이드를 따라서 로봇 구동부를 움직이도록 자기장을 제공하게끔 구성된다. 장치는 전력 결합 구성 요소를 더 포함할 수 있고, 전력 결합 구성요소는 전력을 로봇 구동부 상의 다른 전력 결합 구성 요소로 전달하도록 구성되며, 여기에서 전력의 전달은 유도(induction)에 의해 이루어진다.
예시적인 방법은: 제 1 베이스 플레이트 및 상기 제 1 베이스 플레이트의 상부측에 있는 복수개의 제 1 레일 또는 이송 가이드를 포함하는 제 1 베이스 플레이트 조립체를 진공 챔버 내측에 연결하는 단계; 및 제 2 베이스 플레이트의 단부가 제 1 베이스 플레이트의 단부에 연결되는 제 2 베이스 플레이트를 구비한 제 2 베이스 플레이트 조립체를 진공 챔버 내측에 연결하는 단계;를 포함하고, 제 1 베이스 플레이트 조립체는 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬시키도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부를 포함하고, 로봇 구동부가 복수의 제 1 이송 가이드를 따라서 진공 챔버 안에서 움직이도록 제 1 베이스 플레이트는 제 2 베이스 플레이트와 조합되어 진공 챔버 내측에 구조 플랫폼을 제공하도록 구성된다.
제 2 베이스 플레이트 조립체는 제 2 베이스 플레이트의 상부 측에 복수의 제 2 레일 또는 이송 가이드를 포함할 수 있으며, 여기에서 진공 챔버 내측에 제 2 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는 복수의 제 2 이송 가이드를 복수의 제 1 이송 가이드와 정렬시키는 적어도 하나의 정렬 특징부를 포함한다. 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는 진공 챔버의 저부 벽의 적어도 일부를 형성하는 제 1 베이스 플레이트를 포함할 수 있다. 제 1 베이스 플레이트는 진공 챔버의 저부를 통해 구멍을 폐쇄할 수 있다. 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는 제 1 베이스 플레이트의 2 개의 대향하는 측부상에 제 1 돌출부(ledge)를 포함하는 제 1 베이스 플레이트를 포함할 수 있으며, 여기에서 제 1 돌출부들은 진공 챔버의 대향하는 측방향 측부상에 있는 진공 챔버에 의해 형성된 선반부(shelves)들의 상부에 안착된다. 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는 제 1 베이스 플레이트의 2 개의 대향하는 단부들상에 제 2 돌출부(ledge)들을 포함하는 제 1 베이스 플레이트를 포함할 수 있으며, 여기에서 제 2 돌출부들은 진공 챔버를 가로질러 횡방향으로 연장되는 진공 챔버에 의해 형성된 선반부(shelves)들의 상부에 안착된다.
예시적인 방법은: 베이스 플레이트를 제공하는 단계; 베이스 플레이트의 상부 측에 복수의 레일 또는 이송 가이드를 제공하는 단계; 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬시키도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부를 베이스 플레이트의 단부에 제공하는 단계; 전력 전달이 유도(induction)를 통해 이루어지는, 로봇 구동부상의 다른 전력 결합 구성 요소에 전력을 전달하도록 구성된 전력 결합 구성 요소 또는 복수의 이송 가이드를 따라 로봇 구동부를 움직이도록 자기장을 제공하게끔 구성된 선형 모터 구성 요소중 적어도 하나를, 베이스 플레이트의 상부 측에 연결하는 단계;를 포함하고, 베이스 플레이트는, 진공 챔버 내측에서 제 2 베이스 플레이트에 연결되도록 구성됨으로써 로봇 구동부가 복수의 제 1 이송 가이드를 따라서 진공 챔버 안에서 움직이도록 진공 챔버 내측에 구조적인 플랫폼을 제공한다.
예시적인 실시예의 장치에 제공될 수 있으며, 이것은: 제 1 베이스 플레이트 및 상기 제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 복수의 제 1 레일 또는 이송 가이드를 포함하는 제 1 베이스 플레이트 조립체를 진공 챔버 내측에 연결하는 수단; 및, 제 1 베이스 플레이트의 단부에 연결된 제 2 베이스 플레이트의 단부를 가진 제 2 베이스 플레이트를 포함하는 제 2 베이스 플레이트 조립체를 진공 챔버 내측에 연결하는 수단을 포함하고, 제 1 베이스 플레이트 조립체는 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬하도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부를 포함하고, 제 1 베이스 플레이트는, 로봇 구동부가 진공 챔버 안에서 복수의 제 1 이송 가이드를 따라 움직이도록 제 2 베이스 플레이트와 조합하여 진공 챔버 내측에 구조 플랫폼을 제공하게끔 구성된다.
특대형 구성 요소의 제작 및 이송을 줄이기 위한 대안의 수단은 도 20 및 도 21 의 베이스 플레이트(204)를 제거하는 것이다. 도 23a 내지 도 23c 는 베이스 플레이트가 챔버(241)의 일체형 부분인 실시예의 예를 도시한다. 챔버는 도 23a 에 도시된 바와 같이 단일 부재 또는 분할된 부재들(segmented pieces)일 수 있다. 로봇 구동 유닛(202)의 횡방향 움직임을 용이하게 하는데 필요한 모든 특징들 및 구성 요소는 챔버(241)의 바닥(또는 벽)에 직접적으로 설치될 수 있으며, 예를 들어, 레일 또는 이송 가이드(예를 들어, 기계적 선형 베어링 또는 자기 베어링 같은 것), 전력 전달 장치(예를 들어, 서비스 루프, 아암, 비접촉 전력 결합 모듈과 같은 것), 통신 장치(예를 들어, 서비스 루프, 아암, 무선 라디오 주파수 모듈, 광 통신 모듈, 비접촉 전력 커플링을 통한 통신과 같은 것), 선형 전기 모터(예를 들어, 자석 트랙, 고정자 세그먼트 등과 같은 것), 및, 선형 위치 인코더(예를 들어, 광학, 자기, 유도성 또는 용량성 위치 인코더 리드 헤드(read-head)를 위한 스케일)에 설치될 수 있다. 챔버 섹션(241)은 섹션(241)의 조인트에서 연결 및 밀봉 특징부(242)를 포함할 수 있다. 밀봉 특징부들은 챔버의 끝과 같은 다른 영역에서도 아마 사용될 수 있다. 이것은 하나의 섹션(241)이 다음 섹션(241)에 그 사이에서 전체 내부 개방 영역 둘레의 주위에 있는 밀봉으로써 부착되는 것을 허용하고; 이러한 예에서는 도 23b 의 형상으로 도시된 바와 같은, 정사각형 또는 직사각형의 유형이다. 예를 들어, 패스너(fasteners) 또는 클램프가 있는 플랜지는 기계적 연결을 위해 사용될 수 있다. 폴리싱된 밀봉 표면, 코팅된 밀봉 표면, 밀봉 요소용 홈 및/또는 O-링과 같은 다양한 밀봉 요소를 사용하여 적절한 밀봉을 얻을 수 있다. 이들은 단지 일부 예일 뿐이며, 제한적인 것으로 간주되어서는 아니된다.
선형 진공 로봇 제어 시스템 구조(Linear Vacuum Robot Control System Architecture)
선형 로봇 제어 시스템의 예시적인 실시예의 블록도가 도 25 에 제공된다.
마스터 콘트롤러는 다음 기능을 수행할 수 있다: 사용자 인터페이스, 호스트 콘트롤러와의 통신(예를 들어, 직렬 통신 또는 이더넷 통신을 이용), 구성 데이터 관리(configuration data management), 높은 수준의 모션 계획(high-level motion planning)(즉, 로봇의 움직임에 대한 시??싱(sequencing)), 궤적 생성 (각각의 동작 축에 대한 각각의 동작에 대한 동작 프로파일(motion profile) 계산), 모든 동작 축에 대한 위치 제어 및 APS(적응 배치 시스템(adaptive placement system)). 적응형 배치 시스템의 일 예는 미국 특허 번호 US 10,058,996 에 설명되어 있으며, 이는 그 전체가 본원에 참고로서 포함된다.
마스터 콘트롤러는, 예를 들어 집어 올리거나 배치하라는 작용을 수행하라는 명령들과 같은, 작용 명령, 요청 및 구성을 포함하는 다양한 명령을 호스트 콘트롤러로부터 수신할 수 있으며, 호스트 콘트롤러에 명령 및 다른 정보의 완료를 다시 보고할 수 있다.
마스터 콘트롤러는 고속 네트워크에 걸쳐서 (모터 증폭기로부터 주기적으로) 모든 모션 축(axes of motion)들의 위치들, (I/O 모듈 및, 적용 가능하다면 모터 증폭기로부터) 디지털 및 아날로그 입력들의 상태 및, (I/O 모듈 및, 적용 가능하다면 모터 증폭기로부터) 디지털 입력 변화의 타이밍을 수신할 수 있다. 마스터 콘트롤러는 고속 네트워크에 걸쳐서 (모터 증폭기로부터 주기적으로) 각각의 모션 축에 대한 명령 전류(commaned current) 및, (I/O 모듈 및, 적용 가능하다면 모터 증폭기들에 대하여) 디지털 및 아날로그 출력을 세팅(setting)하도록 정보를 보낼 수 있다. 레일 기반 선형 시스템이든 자기 부상 선형 시스템(maglev linear systems)이든, 제어 시스템은 광 통신 링크 또는 다른 무선 통신 링크의 사용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 25 에 도시된 바와 같이, 시스템은 진공 챔버 벽 및 로봇 구동부 벽에 개별의 뷰포트(viewport)를 가진 2 개의 광 통신 모듈을 포함할 수 있다. 따라서, 광 통신 링크는 외부 콘트롤러와 로봇 구동부 사이에 제공될 수 있는데, 이는 위에서 언급한 바와 같은 폐쇄 루프 제어를 포함할 수 있다.
I/O 모듈은 디지털 및 아날로그 입력(APS 센서의 입력을 포함할 수 있음)을 읽을(read) 수 있고, 디지털 및 아날로그 출력을 세팅할 수 있다. I/O 모듈은 (마스터 콘트롤러로부터) 디지털 및 아날로그 출력을 설정하도록 정보를 고속 네트워크를 통해 수신할 수 있고, 고속 네트워크 상태를 통해 디지털 및 아날로그 입력의 상태를 (마스터 콘트롤러로) 보낼 수 있으며 디지털 입력 변화의 타이밍을 (또한 마스터 콘트롤러에) 보낼 수 있다.
각각의 모터 증폭기는 다음의 기능들을 수행할 수 있다: 모터 정류 알고리즘 실행, 전류 제어 루프 실행, 디지털 및 아날로그 입력 읽기, 디지털 및 아날로그 출력 설정능을 수행할 수 있다. 각각의 모터 증폭기는 위치 인코더(들)로부터 주기적으로 측정 위치(들)를 읽고, 모터(들) 제어를 위한 출력 전압을 설정할 수 있다. 각각의 모터 증폭기는 고속 네트워크를 통해 마스터 콘트롤러로부터 (주기적으로) 지원되는 움직임의 축 또는 축들에 대한 명령된 전류(commanded current)와 디지털 및 아날로그 출력을 세팅하기 위한 정보를 수신할 수 있다. 고속 네트워크를 통해 마스터 콘트롤러로, 지원되는 움직임의 축 또는 축들의 측정된 위치들을 (주기적으로) 보낼 수 있고, 디지털 및 아날로그 입력 상태를 보낼 수 있고, 그리고 적용 가능하다면, 디지털 입력 변화의 타이밍을 보낼 수 있다.
고속 네트워크(예를 들어, EtherCAT)는 모터 증폭기 뿐만 아니라 I/O 모듈과 마스터 콘트롤러 사이의 통신을 용이하게 할 수 있다. (마스터 콘트롤러로부터 I/O 모듈 및 모터 증폭기로의) 아웃바운드 트래픽(outbound traffic)은 각각의 움직임의 축(axis of motion)에 대한 (마스터 콘트롤러로부터 모터 증폭기로 주기적으로 보내진) 명령된 전류(commanded currents)를 포함할 수 있고, (마스터 콘트롤러로부터 I/O 모듈로 보내지고, 만약 적용 가능하다면 모터 증폭기로 보내진) 디지탈 및 아날로그 출력을 세팅하는 정보를 포함할 수 있다. (I/O 모듈 및 모터 증폭기로부터 마스터 콘트롤러로의) 인바운드 트래픽(inbound traffic)은, (모터 증폭기들로부터의) 측정 위치, (I/O 모듈로부터의, 그리고 적용 가능하다면 모터 증폭기로부터의) 디지탈 및 아날로그 입력들의 상태 및, (I/O 모듈로부터의, 그리고 적용 가능하다면 모터 증폭기로부터의) 디지털 입력 변화의 타이밍을 포함할 수 있다.
만약 APS(적응 배치 시스템(adaptive placement system)) 기능이 필요하다면, APS 센서(들)은 직접적으로 또는 I/O 연결 보드(connecton board)를 통해 I/O 모듈의 하나 이상의 입력에 라우트(route)를 만들 수 있다. 선택적인 I/O 연결 보드의 목적은 I/O 모듈로 라우팅(routing)되는 입력들의 수를 줄이는 것이다.
선형 로봇 제어 시스템의 다른 예시적인 실시예의 블록도가 도 26에 제공된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 마스터 콘트롤러는 외부 콘트롤러의 일부가 되는 것에 대향되게 로봇 구동부에 위치될 수 있다.
도 26의 예시적인 실시예에서, 마스터 콘트롤러는 이전 실시예에서와 실질적으로 동일한 방식으로 고속 네트워크를 통해 모터 증폭기와 통신할 수 있다. 그러나 마스터 콘트롤러와 I/O 모듈 사이의 통신을 위하여 다른 통신 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 별도의 통신 네트워크(예를 들어, 이더넷)가 사용될 수 있다. 동일한 통신 네트워크가 도 26에 도식적으로 도시된 바와 같이 호스트 콘트롤러와의 통신을 위해 사용될 수도 있으며, 그러한 경우에 네트워크 라우터(network router)는 외부 콘트롤러 보드에 편리하게 포함될 수 있다. 대안으로서, 호스트 콘트롤러와 마스터 콘트롤러 사이의 통신 및 마스터 콘트롤러와 I/O 모듈 사이의 통신을 위해 별도의 통신 수단이 사용될 수 있다. 이러한 2 개의 통신 채널은 동일한 물리적 매체(예: 이더넷을 통한 직렬 통신)를 통해 발생될 수 있거나 또는 상이한 물리적 매체를 사용할 수 있다.
마스터 콘트롤러와 I/O 모듈 간의 통신은, 2 개 장치에서 실행되는 클록(clock)들의 동기화를 허용할 수 있거나, 또는 APS 계산 목적(APS calculation purposes)을 위해 I/O 모듈상에서 디지털 입력 변경 타이밍을 적절하게 결정하는 다른 메커니즘을 특징으로 할 수 있다(예를 들어, 2 개 클록 사이의 오프셋은 주기적으로 식별되어 디지털 입력 변경이 발생할 때 적용될 수 있다).
또 다른 예시적인 실시예에서, 양방향 광 비임(bidirectional light beam)을 통한 고속 통신은 전력 결합(power coupling)을 통해 라우팅될 수 있다. 전력 결합은 데이터를 송신하도록, 전력 전송을 위한 것과 동일한 코일들의 세트를 채용할 수 있거나 또는 추가적인 코일 세트를 채용할 수 있다. 도 25 와 동등한 예시적인 실시예는 도 27에 도식적으로 도시되어 있고, 도 26과 동등한 예시적인 실시예는 도 28에 도식적으로 도시되어 있다.
자기 지지 시스템(magnetic support system)(maglev)의 제어를 포함하는 선형 로봇 제어 시스템의 추가 예시적인 실시예들의 블록도는 도 29 및 도 30에 도시되어 있다.
자기 부상 콘트롤러는 로봇 구동부의 위치 제어(예를 들어, 로봇 구동부의 측방향 위치, 수직 위치, 피치 각도, 롤 각도(roll angle) 및 요우 각도(yaw angle)와 관련된 5 개 자유도 제어)를 수행하고, 자기 지지 시스템의 액튜에이터들 각각에 대한 전류 제어 루프를 실행할 수 있다. 이러한 프로세스에서, 자기 부상 콘트롤러는 자기 지지 시스템의 위치 센서(예를 들어, 2개의 수평 센서 및 3개의 수직 센서)로부터 측정 위치를 주기적으로 읽고, 자기 지지 시스템의 힘 액튜에이터(예를 들어, 2 개의 수평 액튜에이터 쌍 및 3 개의 수직 액튜에이터 쌍)에 대한 출력 전압을 세팅할 수 있다. 자기 부상 콘트롤러는 고속 네트워크를 통해 마스터 콘트롤러로부터 다양한 명령을 수신할 수 있으며, 상기 명령은 주어진 위치를 유지하도록 이륙하라는 명령(이것은 편리하게는 로봇 구동부와 자기 지지 시스템의 가이드 사이의 간격 형태로 표현될 수 있다) 및, 로봇 구동부를 착륙시키라는 명령을 포함한다. 대안으로서, 자기 부상 콘트롤러는 명령된 위치들의 스트림(stream)을 마스터 콘트롤러로부터 수신할 수 있다 (예를 들어, 주기적으로 송신되는 데이터 프레임의 형태로 수신할 수 있다).
다른 대안으로서, 마스터 콘트롤러는 자기 지지 시스템을 통해 로봇 구동부의 위치 제어를 실행할 수 있다. 이러한 프로세스에서, 마스터 콘트롤러는, 자기 지지 시스템의 센서들로부터의 측정 위치들을 고속 네트워크를 통해 자기 부상 콘트롤러로부터 주기적으로 수신하고, 고속 네트워크를 통해 자기 부상 콘트롤러에 주기적으로 자기 지지 시스템의 각각의 힘 액튜에이터를 위한 명령된 전류들을 보낼 수 있다. 이러한 구성에서, 자기 부상 콘트롤러는 자기 지지 시스템의 액튜에이터들 각각을 위한 전류 제어 루프를 계속 실행할 수 있다.
진공 챔버(즉, 다중 섹션으로 구성된 진공 챔버)의 모듈 설계를 지원하기 위하여, 선형 작동 시스템을 위한 추가적인 엔코더 리이드 헤드(encoder read head) 및/또는 자기 지지 시스템(magnetic support system)을 위한 추가적인 위치 센서를 사용하여 진공 챔버의 개별 섹션들 사이의 원활한 천이를 가능하게 할 수 있다. 이것은 도 29 및 도 30 에 도식적으로 도시되어 있다.
위의 모든 실시예는 단순화를 위해 도면에서 생략된 추가적인 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 콘트롤러는 티치 펜던트(teach pendant), e-stop, 인터록(interlock), 안전 회로(솔리드 스테이트 구성 요소들 및 전기기계 접촉기(들)을 포함) 및, 에너지 저장(예를 들어, 배터리 및/또는 캐패시터)에 대한 지원을 포함할 수 있다. 유사하게, 온보드 콘트롤러(on-board controller)는 안전 회로(솔리드 스테이트 구성 요소들 및 전자 기계 접촉기(들)을 포함) 역기전력 재생 시스템(back emf regeneration system ) 및, 전력 저장 장치(예를 들어, 배터리 및/또는 캐패시터)를 특징으로 할 수 있다.
비록 도 25 내지 도 28 과 관련하여 설명된 상기의 예시적인 실시예들은 3 개의 움직임의 로터리 축(T1, T2 및 T3)들을 도시하지만, 임의 갯수의 로터리 축들이 사용될 수 있거나 또는 로타리 축이 사용되지 않을 수 있다. 유사하게, 비록 도 25 내지 도 28 의 상기 예시적인 실시예들은 하나의 z 축을 도시할지라도, 임의 개수의 z 축이 채용될 수 있거나 또는 z 축이 사용되지 않을 수 있다.
전술한 설명은 단지 예시적인 것임이 이해되어야 한다. 다양한 대안 및 수정이 당업자에 의해 안출될 수 있다. 예를 들어, 다양한 종속항에 기재된 특징은 임의의 적절한 조합(들)으로 서로 조합될 수 있다. 또한, 상기의 상이한 실시예들의 특징은 새로운 실시예로 선택적으로 조합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 설명은 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 모든 그러한 대안, 수정 및 변경을 포함하도록 의도된다.
10. 장치 12. 기판 이송 장치
15. 이송 챔버 20. 기판
18. 기판 카세트 엘리베이터 50. 콘트롤러

Claims (20)

  1. 제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 연결된 적어도 하나의 전력 결합 구성 요소(power coupling component) 및/또는 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소(linear drive component)를 가지도록 구성된 제 1 베이스 플레이트로서, 진공 챔버 내측에 위치되도록 구성된, 제 1 베이스 플레이트; 및,
    제 1 베이스 플레이트의 상부측에 있는 복수의 이송 가이드들;을 포함하는 장치로서,
    제 1 베이스 플레이트의 단부는, 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬시키도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부(alignment feature)를 포함하고,
    제 1 베이스 플레이트는, 로봇 구동부가 복수의 이송 가이드들을 따라서 진공 챔버 안에서 움직이도록, 제 2 베이스 플레이트와 조합되어 진공 챔버 내측에 구조 플랫폼을 제공하게끔 구성되는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 정렬 특징부는 복수의 이송 가이드를 제 2 베이스 플레이트의 이송 가이드들과 정렬시키도록 구성되는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 정렬 특징부는 제 1 베이스 플레이트의 단부로부터 연장된 적어도 하나의 돌출부 및, 제 1 베이스 플레이트의 제 1 단부로 연장된 적어도 하나의 요부를 포함하는, 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트의 단부는 제 1 베이스 플레이트의 단부로부터 돌출된 적어도 하나의 기계적인 연결 특징부를 포함하고, 적어도 하나의 기계적인 연결 특징부는 적어도 하나의 패스너(fastener)로써 제 2 베이스 플레이트에 기계적으로 부착되도록 구성되는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트는 진공 챔버의 저부 측에서 진공 챔버에 직접 기계적으로 부착되도록 구성되는, 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트는 진공 챔버의 저부 벽의 적어도 일부를 형성하도록 구성되는, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트는 진공 챔버의 저부를 통해 구멍을 폐쇄하는, 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 베이스 플레이트는 상기 제 1 베이스 플레이트의 2 개의 대향하는 측방향 측부들상에 제 1 돌출부(ledge)들을 포함하고, 상기 제 1 돌출부들은 상기 진공 챔버의 대향하는 측방향 측부 상에서 상기 진공 챔버에 의해 형성된 선반부(shelves)들의 상부에 안착되도록 구성되는, 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트는 제 1 베이스 플레이트의 2개의 대향하는 단부 상에 제 2 돌출부들 포함하고, 제 2 돌출부들은 진공 챔버를 가로질러 횡방향으로 연장되는 진공 챔버에 의해 형성된 선반부들의 상부에 안착되도록 구성되는, 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트는 상기 제 1 베이스 플레이트의 저부 측으로부터 상기 제 1 베이스 플레이트의 상부측으로 상기 제 1 베이스 플레이트를 통하여 전기 와이어들이 연장되도록 구성된 구멍들을 포함하고, 상기 장치는 와이어들을 가진 구멍들을 밀봉하도록 구성된 시일들을 더 포함하는, 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 진공 챔버를 더 포함하고, 진공 챔버는, 제 1 베이스 플레이트가 연결된 신장된 형상의 프레임을 형성하도록 단부-대-단부 구성(end-to-end configuration)으로 서로 부착되게끔 구성된 복수의 주 섹션(main section)들을 포함하고, 메인 섹션들은 대향하는 측방향 측부 벽들 및 저부 벽 부분을 포함하고, 적어도 하나의 뚜껑 섹션은 대향하는 측방향 측부 벽들의 상부 측들에 제거 가능하게 연결되도록 구성되는, 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 연결된 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소를 더 포함하고, 적어도 하나의 선형 구동 구성 요소는 복수의 이송 가이드를 따라서 로봇 구동부를 움직이도록 자기장을 제공하게끔 구성되는, 장치.
  13. 제 13 항에 있어서, 전력 결합 구성 요소를 더 포함하고, 전력 결합 구성 요소는 전력을 로봇 구동부의 다른 전력 결합 구성 요소로 전달하도록 구성되며, 전력의 전달은 유도(induction)에 의해 이루어지는, 장치.
  14. 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계로서, 제 1 베이스 플레이트 조립체는 제 1 베이스 플레이트 및, 상기 제 1 베이스 플레이트의 상부 측에 있는 복수의 제 1 이송 가이드를 포함하는, 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계; 및,
    진공 챔버 내측에 제 2 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계로서, 제 2 베이스 플레이트 조립체는 제 2 베이스 플레이트를 포함하고, 제 2 베이스 플레이트의 단부는 제 1 베이스 플레이트의 단부에 연결되는, 제 2 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계;를 포함하고,
    제 1 베이스 플레이트 조립체는 제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬하도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부를 포함하고, 제 1 베이스 플레이트는, 로봇 구동부가 복수의 제 1 이송 가이드들을 따라서 진공 챔버 내에서 움직이도록, 제 2 베이스 플레이트와 조합하여 진공 챔버 내측의 구조적 플랫폼을 제공하도록 구성된, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 2 베이스 플레이트 조립체는 제 2 베이스 플레이트의 상부 측에 복수의 제 2 이송 가이드를 포함하고, 진공 챔버 내측에 제 2 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는 복수의 제 2 이송 가이드와 복수의 제 1 이송 가이드의 정렬을 야기하는 적어도 하나의 정렬 특징부를 포함하는, 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는 진공 챔버의 저부 벽의 적어도 일부를 형성하는 제 1 베이스 플레이트를 포함하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 제 1 베이스 플레이트는 진공 챔버의 저부를 통해 구멍을 폐쇄하는, 방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는, 제 1 베이스 플레이트의 2 개의 대향하는 측방향 측부상에 제 1 돌출부(ledge)들을 구비한 제 1 베이스 플레이트를 포함하고, 제 1 돌출부들은 진공 챔버의 대향하는 측방향 측부에서 진공에 의해 형성된 선반부(shelves)들의 상부에 안착되는, 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 진공 챔버 내측에 제 1 베이스 플레이트 조립체를 연결하는 단계는, 제 1 베이스 플레이트의 2 개의 대향하는 측방향 측부상에 제 2 돌출부(ledge)들을 구비한 제 1 베이스 플레이트를 포함하고, 제 2 돌출부들은 진공 챔버를 진공에 의해 형성된 선반부(shelves)들의 상부에 안착되어 진공 챔버를 가로질러 횡방향으로 연장되는, 방법.
  20. 베이스 플레이트를 제공하는 단계;
    베이스 플레이트의 상부 측에 복수의 이송 가이드를 제공하는 단계;
    제 1 베이스 플레이트의 단부를 제 2 베이스 플레이트의 단부에 정렬시키도록 구성된 적어도 하나의 정렬 특징부(alignment feature )를 베이스 플레이트의 단부에 제공하는 단계;
    전력의 전달이 유도(induction)으로 이루어지는 전력을 로봇 구동부상의 다른 전력 결합 구성 요소에 전달하도록 구성된 전력 결합 구성 요소 또는
    복수의 이송 가이드를 따라 로봇 구동부를 움직이도록 자기장을 제공하게끔 구성된 선형 모터 구성 요소(linear motor component)중 적어도 하나를, 베이스 플레이트의 상부 측에 연결하는 단계; 를 포함하고,
    베이스 플레이트는 로봇 구동부가 진공 챔버 안에서 복수의 제 1 이송 가이드를 따라서 움직이도록 진공 챔버 내측에 구조 플랫폼을 제공하기 위해 진공 챔버 내측에서 제 2 베이스 플레이트와 연결되도록 구성되는, 방법.

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