KR20230016685A - 고온 적용을 위한 로봇 - Google Patents

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KR20230016685A
KR20230016685A KR1020227046005A KR20227046005A KR20230016685A KR 20230016685 A KR20230016685 A KR 20230016685A KR 1020227046005 A KR1020227046005 A KR 1020227046005A KR 20227046005 A KR20227046005 A KR 20227046005A KR 20230016685 A KR20230016685 A KR 20230016685A
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마틴 호섹
히만슈 슈클라
투안 하
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퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

로봇 구동부; 및 로봇 구동부에 연결된 로봇 팔을 포함하고, 상기 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 엔드 이펙터를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 기판 지지 영역과 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 제1 회전가능한 연결부 또는 제2 회전가능한 연결부 중 적어도 하나는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함한다.

Description

고온 적용을 위한 로봇
예시적이고 비제한적인 실시예들은 일반적으로, 예컨대 반도체 웨이퍼 처리 시스템에서와 같이, 핫 페이로드를 처리할 수 있고 고온 환경에서 동작하기에 적합한 로봇에 관한 것이다.
미국 특허 제10,569,430호는 로봇 구동부 및 팔에서의 열 전달을 개시하고, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 채용된다. 미국 특허 제10,424,498호는 냉각수를 제공하는 서비스 루프를 개시하고, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 채용된다. 미국 특허 제10,541,167호는 열 전달에 대해 개시하고 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 채용되어 있다.
다음의 요약은 단지 예시를 위한 것일 뿐이다. 요약은 청구범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
일 실시예에 따르면, 예시적인 장치는, 로봇 구동부; 및 로봇 구동부에 연결된 로봇 팔을 포함하고, 상기 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 엔드 이펙터를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 기판 지지 영역과 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 제1 회전가능한 연결부 또는 제2 회전가능한 연결부 중 적어도 하나는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함하여 제공될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 예시적인 장치는, 로봇 구동부; 및 로봇 구동부에 연결된 로봇 팔을 포함하고, 상기 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 적어도 하나의 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 적어도 하나의 제3 링크를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제3 링크는, 이 적어도 하나의 제3 링크의 기판 지지 영역과 상기 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 제1 회전가능한 연결부 또는 제2 회전가능한 연결부 중 적어도 하나는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함하여 제공될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 예시적인 방법은, 기판 지지 영역을 갖는 엔드 이펙터의 제1 단부와 이 엔드 이펙터의 대향 제2 단부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하는 엔드 이펙터를 제공하는 단계; 상기 엔드 이펙터의 제2 단부를 회전 연결부에서 링크에 연결하는 단계로서, 상기 링크와 엔드 이펙터는 적어도 부분적으로 기판 이송 로봇의 팔을 형성하도록 구성되고, 엔드 이펙터의 제2 단부를 링크에 연결하는 단계는 회전 연결부에서 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 제공하는 것을 포함하는, 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 예시적인 방법은, 기판을 로봇 팔의 엔드 이펙터에 위치시키기 위해 로봇 팔을 이동시키는 단계로서, 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 엔드 이펙터를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 기판 지지 영역과 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 상기 제2 회전가능한 연결부는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함하는, 단계; 및 로봇 팔로부터 또한 로봇 구동부 밖으로 열을 전달하는 단계로서, 상기 히트 초크는 전달될 기판 지지 영역으로부터 제2 링크 및 제2 회전가능한 연결부로 열을 감소시키기 위해 일조하고, 제2 회전가능한 연결부에서의 회전 열 커플링은 엔드 이펙터로부터 제2 링크로의 열 전달을 증가시키기 위해 일조하는, 단계를 포함한다.
전술한 실시예들 및 다른 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 이하에 설명된다.
도 1a는, 본 발명에 기술된 특징들을 포함하는 로봇의 상면도이다.
도 1b는, 도 1a에 도시된 로봇의 측면도이다.
도 2는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 로봇의 개략 단면도이다.
도 3a는, 예시적인 회전 열 커플링의 개략 단면도이다.
도 3b는, 회전 열 커플링의 다른 예의 개략적 단면도이다.
도 3c는, 조인트들에서 히트 초크, 히트 파이프 및 열 커플링을 포함하는 예시적인 실시예를 예시하는 개략도이다.
도 4는, 도 1a 내지 도 2에 도시된 예시적 로봇의 단순화된 열적 모델의 블록도이다.
도 5는, 종래의 로봇의 도 2와 유사한 개략 단면도이다.
도 6은, 도 5에 도시된 로봇의 단순화된 열적 모델의 블록도이다.
도 7a-7b는, 히트 초크 및 로봇 팔의 제3 링크에 대한 히트 초크의 연결부의 의 일례의 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 8a-8b는, 히트 초크의 및 로봇 팔의 제3 링크에 대한 히트 초크의 일례의 연결부의 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 9는, 히트 초크 및 로봇 팔의 제3 링크에 대한 히트 초크의 연결부의 개략 단면도이다.
도 10은, 히트 초크 및 로봇 팔의 제3 링크에 대한 히트 초크의 연결부의 개략 단면도이다.
도 11a-11b는, 히트 초크 및 로봇 팔의 제3 링크에 대한 히트 초크의 연결부의 일례의 평면도 및 개략적인 단면도이다.
도 12는, 예시적인 방법의 어떤 단계들을 도시하는 블록도이다.
도 13은, 예시적인 방법의 어떤 단계들을 도시하는 블록도이다.
도 14는, 팔 링크를 갖는 다수의 히트 초크들의 예시적인 구성을 도시하는 평면도이다.
도 15는, 팔 링크를 갖는 다수의 히트 초크들의 예시적인 구성을 도시하는 단면도이다.
도 16은, 팔 링크의 프레임 부재 내측의 히트 초크의 예시적인 구성을 도시하는 단면도이다.
도 17은, 다수의 팔 링크들에서 다수의 히트 초크들의 위치를 도시하는 평면도이다.
도 1a-1b를 참조하면, 예시적인 실시예의 특징들을 채용하는 장치(10)의 평면도 및 측면도가 도시되어 있다. 특징부들은 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 설명될 것이나, 특징부들은 많은 다른 형태의 실시예로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 또한 적절한 크기, 형상 또는 형태의 요소 또는 재료를 사용할 수 있다.
도 1a-1b의 예시적인 실시예에서. 상기 장치는 구동 유닛(12), 로봇 팔(14) 및 제어 시스템(16)을 포함하는 로봇이다. 제어 시스템(16)은 적어도 하나의 프로세서(18) 및 소프트웨어 또는 코드(22)를 포함하는 적어도 하나의 메모리(20)를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 구동 유닛(12)((및 아마도 팔(14)에 있는))에서 모터의 움직임을 제어하고 구동 유닛(12), 및/또는 팔(14), 및/또는 로봇(10) 외부에 있어서와 같은 센서로부터 신호를 수신하도록 구성된다. 로봇(10)의 예시적인 실시예의 단순화된 단면도가 도 2에 개략적 형태로 제공된다.
또한 도 2를 참조하면, 도시된 예에서, 구동 유닛(12)은 기판 이송 챔버의 벽(54)에 고정식으로 부착될 수 있는 하우징(50) 및 로봇 팔(14)을 적어도 부분적으로 작동시키도록 구성되는 상기 하우징(50) 내측에 위치된 스핀들 조립체(52)를 포함한다. 이 예에서, 스핀들 조립체(52)는 스핀들 하우징(56), 하나 이상의 모터 들 및 하나 이상의 구동 샤프트들을 포함한다. 도 3에 도시된 예에서, 스핀들 조립체(52)는 3개의 모터(MT1, MT2, MT3) 및 3개의 구동 샤프트(T1, T2, T3)를 포함한다. 그러나, 대안적인 예에서는 3개보다 많거나 적은 모터와 샤프트들이 제공될 수 있다. 모터의 고정자는 스핀들 하우징(56)에 부착될 수 있고, 모터의 회전자는 구동축(T1, T2, T3)에 부착될 수 있다. 도 2의 예에서, 세 개의 샤프트(T1, T2, T3)는 동축 구동 축이다. 외측 샤프트는 샤프트 T1이고, 외측 샤프트와 내측 샤프트 사이의 샤프트는 샤프트 T2이고, 내측 샤프트는 샤프트 T3이다.
이 예에서, 구동 유닛은 수직 리프트 메커니즘(24)을 더 포함한다. 예를 들어, 수직 리프트 메커니즘(24)은 하나 이상의 선형 레일 베어링 장치 및 수직 방향으로 상하로 스핀들 조립체(52)를 들어올리도록 구성되는 모터 구동 볼 스크류를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스핀들 하우징((및/또는 샤프트(T1)를 지지할 수 있는 선택적 네크))은 도관(58) 내의 냉각수 및 도관(60) 밖의 냉각수로 표시된 바와 같이 액체 냉각될 수 있다. 수직 리프트 메커니즘(24)을 특징으로 하는 경우, 액체 냉각수는 예를 들어 스핀들 모터의 작동과 관련된 전기 연결부 및 도체와 함께, 서비스 루프를 통해 스핀들 하우징 안팎으로 채널링될 수 있다.
구동 유닛이 수직 리프트 메커니즘을 특징부로 할 때 특히 편리할 수 있는 다른 예로서, 로봇의 프레임은 예를 들어 하우징 프레임(50)과 같은 액체 냉각될 수 있고, 스핀들 하우징(56)으로부터, 스핀들 하우징(56)과 구동 유닛의 프레임(50) 사이의 대기 환경(62)을 통한 복사, 전도 및 대류를 통해 구동 유닛의 프레임(50)으로 열이 전달될 수 있다. 이 경우, 스핀들 하우징(56)과 구동 유닛의 프레임(50)에 하나 이상의 인터리빙 수직 핀(fin)을 이용하여 열 전달에 사용 가능한 유효 면적을 바람직하게 증가시킬 수 있다. 이러한 배치는 로봇 구동 유닛의 프레임(50)에 대한 스핀들 하우징(56)의 수직 운동을 가능케 할 수 있고, 액체 냉각수가 서비스 루프를 통해 채널링되는 것을 필요로 하지 않을 수 있다.
대안적으로, 최첨단 로봇에서 전형적인 스핀들 하우징의 종래의 강제 공기 냉각이 채용될 수 있다.
로봇 팔(14)이 기판 이송 챔버 내측의 진공 환경에서 작동할 수 있다는 것을 고려하면, 구동 유닛의 스핀들 조립체(52)는, 샤프트(T1, T2 및 T3) 또는 샤프트(T1, T2 및 T3)의 상부 부분들이 진공 환경에 있게 되도록 하는 밀봉 및 기타 특징부들을 포함할 수 있다. 일례로서, 모터의 회전자와 모터의 고정자 사이의 실질적으로 원통형인 분리 배리어(64)는, 분리 배리어의 고정자 측(외측)에 대기 환경 및 분리 배리어의 회전자 측(내측)에 진공 환경을 포함하도록 이용될 수 있으며, 이 경우에 샤프트들(T1, T2 및 T3)은 전체적으로 진공 환경에 놓일 수 있다. 다른 예로서, 샤프트(T1, T2 및 T3)의 상부들이 대기 환경(62)으로부터 진공 환경(63)으로 돌출되도록 하기 위해, 자성유체 밀봉과 같은 회전 밀봉이 이용될 수 있다.
로봇 팔(14)은 적절한 기계적 결합에 의해 서로 결합될 수 있는 하나 이상의 링크들을 포함할 수 있다. 도 2의 예에서, 3개의 링크들(66, 68, 70)은 로터리 조인트를 통해 서로 결합되어 있는 것이 도시되어 있다. 제3 링크(70)는, 예를 들어 반도체 기판과 같은 페이로드(72)를 지지하도록 구성되는 기판 지지 영역(71)을 갖는 엔드 이펙터를 포함한다.
본 명세서 전반에 걸쳐 다음 용어들이 사용된다:
예시적인 로봇 팔의 제1 링크(66)는 링크 1 또는 상부 팔로 지칭되고, 제2 링크(68)는 링크 2 또는 팔뚝이라고 하고, 제3 링크(70)는 링크 3 또는 엔드 이펙터로 지칭된다.
스핀들 어셈블리(52)와 링크 1 사이의 로타리 조인트(74)를 숄더 조인트라 하고, 링크 1과 링크 2 사이의 로터리 조인트(76)를 팔꿉 관절이라 하며, 링크 2와 링크 3 사이의 로터리 조인트(78)를 손목 관절이라고 한다.
링크 3은 페이로드(72)를 수반하도록 구성될 수 있다. 일례로서, 링크 3은 반도체 웨이퍼를 집고, 이송하고, 위치시키기에 적합한 엔드 이펙터를 포함할 수 있다.
링크(3)는 페이로드에 인접한 제1 부분(부분 1)(80), 손목 관절에 인접한 제2 부분(부분 2)(82) 및 링크(3)의 두 부분들(80, 82) 사이의 히트 초크(84)로 구성될 수 있다. 상기 히트 초크(84)는 링크 3의 제1 부분(80)으로부터 링크 3의 제2 부분(82)으로의 열 전달을 제한하도록 구성될 수 있다. 히트 초크(84)를 통해 전달되는 열의 양은 그의 열 저항에 의해 제어될 수 있으며, 이는 링크 3의 제1 부분(80)과 링크 3의 제2 부분(82)의 온도 사이의 원하는 균형을 달성하기 위해 다른 설계 파라미터와 함께 선택될 수 있다. 히트 초크(84)는 예를 들어, 세라믹과 같이 열전도율이 낮은 재료의 섹션의 형태로 구현될 수 있다. 히트 초크는 내화 재료를 포함할 수 있다. 내화 재료 또는 내화물은, 열, 압력 또는 화학적 공격에 의한 분해에 저항하고 고온에서 강도와 형태를 유지하는 재료이다. 내화물은 일반적으로, 다결정, 다상, 무기, 비금속, 다공성 및 이종이다. 이들은 전형적으로, 실리콘, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘 및 지르코늄과 같은 물질의 탄화물, 질화물 등과 같은 산화물 또는 비산화물로 구성된다. 니오븀, 크롬, 지르코늄, 텅스텐, 레늄, 탄탈륨 등과 같이 용융 점이 1850℃를 초과하는 일부 금속도 내화물로 간주될 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 링크 1(상부 팔)(66)은 구동 축(T1)에 연결될 수 있다. 링크 2(팔뚝)(68)는 로타리 조인트(팔꿈치 조인트)(76)를 통해 링크 1에 결합될 수 있고 변속 장치를 사용하여 샤프트(T3)에 의해 작동될 수 있다. 변속 장치는 샤프트(T3)에 부착될 수 있는 제1 숄더 풀리, 링크 2에 부착될 수 있는 제1 엘보우 풀리, 및 2개의 풀리들 사이에서 동작을 전달할 수 있는 밴드, 벨트 또는 케이블(86)을 포함할 수 있다.
링크 3은 다른 로타리 조인트(손목 조인트)를 통해 링크(2)에 결합될 수 있고 2단 변속 장치를 통해 작동될 수 있다. 변속 장치의 1단은 제2 숄더 풀리, 제2 엘보우 풀리 및 2개의 풀리들 사이에서 동작을 전달할 수 있는 밴드, 벨트 또는 케이블(88)을 포함할 수 있다. 변속 장치의 2단은 제3 엘보우 풀리, 리스트 풀리 및 2개의 풀리들 사이에서 동작을 전달할 수 있는 다른 밴드, 벨트 또는 케이블(90)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 숄더 풀리는 샤프트 T2에 부착될 수 있고, 제2 엘보우 풀리는 제3 엘보 풀리에 연결될 수 있으며, 리스트 풀리는 링크 3에 부착될 수 있다.
로봇 팔의 하나 이상의 기계적 커플링은 대응하는 기계적 커플링에 의해 연결된 링크들 사이에서 열을 전달하도록 구성된 하나 이상의 열 커플링들에 의해 보완될 수 있다. 다시 도 2의 예를 참조하면, 이 특정한 예의 팔의 각각의 로타리 조인트들(회전 관절), 즉 어깨 관절(74), 팔꿉 관절(76) 및 손목 관절(78)은 각각 회전 열 커플링(92, 94, 96)에 의해 보완된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 예시적인 회전 열 커플링(30)은 2개의 부분들(32, 34)을 포함할 수 있으며, 이 부분들의 각각은, 대응하는 로타리 조인트와 동축으로 정렬된 하나 이상의 실질적인 원통형 표면을 특징으로 하며, 이에 따라 열 커플링의 일부의 원통형 표면이 열 커플링의 다른 부분의 대향 원통형 표면에 면하도록 된다. 상기 표면들이 서로 접촉하지 않도록 상기 부분들 사이에 작은 갭이 제공된다. 대향하는 원통형 표면들은 회전 열 커플링의 대향하는 실질적인 원통형 표면들 사이의 갭을 가로질러 복사를 통해 열을 전달하도록 구성될 수 있다. 방사 메커니즘은 잔류 가스가 환경에 존재하는 경우 회전 열 출력 커플링의 대향하는 실질적으로 원통형 표면들 사이의 환경을 통한 대류/전도에 의해 보완될 수 있다.
도 3a의 예에서 예시된 바와 같이, 유효 면적을 증가시키고 예시적인 회전 열 커플링에 의해 점유되는 부피를 최소화하기 위해, 실질적으로 원통형 특징부(32a, 34a)의 어레이가 회전 열 커플링의 두 부분들의 각각에 제공될 수 있으며 두 개의 어레이는 인터리빙 방식으로 배열될 수 있다.
대안적으로, 도 3b의 예에 도시된 바와 같이, 회전 열 커플링(40)의 두 부분들(42,44)은 그들 사이에 갭을 가로질러 비접촉 열 전달을 위해 구성되는 대향하는 디스크형 특징부들(42a, 44a)를 제공할 수 있다. 다른 대안으로서, 예시적으로 원추형 및 구형 형상 및 이들의 조합을 포함하는 회전 열 커플링의 유효 특징부들의 임의의 다른 적절한 형상이 이용될 수 있다.
회전 열 커플링의 유효 표면은 열 방사율을 개선하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 회전 열 커플링의 두 부분은 알루미늄으로 제작될 수 있고 유효 표면은 양극산화 처리될 수 있다.
예시적인 회전 열 커플링이 로봇 팔의 두 링크들 사이의 열 전달을 용이하게 하기 위해, 예시적인 회전 출력 커플링의 한 부분이 하나의 링크에 부착될 수 있고 예시적인 회전 출력 커플링의 다른 부분이 2개의 링크를 연결하는 로터리 조인트와 실질적으로 동축인 장치의 인접 링크에 부착될 수 있다. 대안적으로, 회전 열 커플링의 특징부들은 로봇 팔의 링크들에 직접 통합될 수 있다.
로봇 팔의 링크들은, 예를 들어 알루미늄 합금 또는 스테인리스 스틸과 같은 높은 열 전도성을 갖는 재료로 제작될 수 있다. 로봇 팔의 링크들이 열전도율이 높은 재질로 제작되는 경우, 링크들의 각각의 조인트들 사이의 온도 구배는 무시할 수 있다. 로봇 팔의 하나 이상의 링크들이 긴 경우, 로봇 팔의 하나 이상의 링크들의 단면적이 작을 수 있고 및/또는 로봇 팔의 하나 이상의 링크들의 재료가 적절한 열 전도성을 제공하지 않는 경우, 로봇 팔의 하나 이상의 링크들을 통한 열 전달은 도 3c에 도식적으로 도시된 바와 같이 하나 이상의 히트 파이프를 사용함으로써 개선될 수 있다.
히트 파이프는 두 개의 열 전도성 계면들 사이에 열을 전달하기 위해 열 전도성 및 상전이의 원리를 결합한 열 전달 장치이다. 일단에는 고온 계면이 있고 타단에는 저온 계면이 있는 밀봉된 튜브형 인클로저, 위크 구조 및 작동 유체로 구성될 수 있다. 히트 파이프의 작동 원리는 다음과 같이 기술될 수 있다: 고온 계면에서 액체 상태의 작동 유체가 열전도성 고온 계면과 접촉하고 고온 계면에서 열을 흡수하여 증기로 변한다. 다음, 증기는 히트 파이프를 따라 차가운 계면으로 이동하여 다시 액체 상태로 응축되어 잠열을 방출한다. 이 프로세스로 인해 히트 파이프의 고온 계면과 저온 계면 사이에 효과적인 열전도율이 높아진다.
예를 들어, 도 3c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 하나 이상의 히트 파이프(400, 401)는 예를 들어, 손목 관절에서의 회전 열 커플링(402)으로부터 팔꿉 관절에서의 회전 열 커플링(402)으로, 팔뚝(링크 2)을 통한 열 전달을 용이하게 하거나 보완하기 위해 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 도 3c에 도식적으로 도시된 바와 같이, 하나 이상의 히트 파이프(401)는, 예를 들어, 팔꿉 관절에서의 회전 열 커플링(404)으로부터 어깨 관절(406)에서의 회전 열 커플링으로, 상부 팔(링크 1)을 통해 열을 전달하도록 구성될 수 있다. .
히트 파이프(들)(400, 401)의 고온 및 저온 계면(고온 단부 및 저온 단부)은, 최소 열 저항으로 로봇 팔의 링크 또는 로봇 팔의 회전 열 커플링에 기계적 및 열적으로 연결될 수 있다. 예를 들어 클램핑, 접착, 포팅, 납땜 또는 브레이징이 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 특징부에 따라, 하나 이상의 히트 초크 및 하나 이상의 히트 파이프들을 포함하는 예시적인 실시예가 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 히트 초크들이 로봇 팔의 엔드 이펙터 링크에 제공될 수 있고 히트 파이프가, 다른 링크들에 또는 이들 사이에, 조인트 들 및/또는 구동부, 또는 아마도 엔드 이펙터의 적어도 일부에서와 같이, 히트 초크(들) 뒤에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1a를 참조하면, 하나 이상의 히트 파이프들이 엔드 이펙터(70)의 일부(히트 초크 84와 조인트 78 사이)에, 링크(68)에, 링크(66) 및/또는 구동부에 제공될 수 있다. 따라서, 히트 초크와 히트 파이프의 조합을 사용하여 로봇 팔의 열 전달의 제어에 일조하도록 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 장치는 히트 초크를 사용하지 않고 단지 하나 이상의 히트 파이프만 포함할 수 있다. 다른 예에서, 열 파이프가 아닌 열 전달 장치가, 로봇 팔의 일부로부터, 엔드 이펙터에서 이격된 영역을 향해 아마도 로봇 팔 밖으로 열 전달을 가속하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다.
예시적인 로봇의 단순화된 열적 모델이 도 4의 블록도에 도시되어 있다. 다음 명명법이 도면 및 본문 전체(알파벳순)에서 사용된다:
A1 - 링크 1(상완)의 외부 표면적(m2)
A1S - 어깨 관절 열 커플링의 유효 면적(m2)
A2 - 링크 2(팔뚝)의 외부 표면적(m2)
A21 - 팔꿉 관절 열 커플링의 유효 면적(m2)
A3 - 링크 3의 제1 부분의 외부 표면적(m2)
A32 - 손목 관절 열 커플링의 유효 면적(m2)
AS - 스핀들 하우징의 외부 표면적(m2)
FC - 스핀들 하우징 냉각 매체의 흐름(l/min)
P - 로봇 팔 환경 압력(Torr)
P01 - 주변 환경으로부터 링크 1로 전달되는 열(W)
P02 - 주변 환경으로부터 링크 2로 전달되는 열(W)
P03 - 페이로드 및 주변 환경으로부터 링크 3으로 전달되는 열(W)
P1SRJ - 링크 1로부터 로타리 조인트를 통해 스핀들 하우징으로 전달되는 열(W)
P1STC - 링크 1로부터 열 커플링을 통해 스핀들 하우징으로 전달되는 열(W)
P21RJ - 링크 2로부터 로타리 조인트를 통해 링크 1로 전달되는 열(W)
P21TC - 링크 2로부터 열 커플링을 통해 링크 1로 전달되는 열(W)
P32RJ - 링크 3으로부터 로타리 조인트를 통해 링크 2로 전달되는 열(W)
P32TC - 링크 3으로부터 열 커플링을 통해 링크 2로 전달되는 열(W)
P0S - 주변 환경으로부터 스핀들 하우징(W)으로 전달되는 열
PM - 스핀들 모터에서 발생되는 열(W)
PMS - 스핀들 모터로부터 스핀들 하우징으로 전달되는 열(W)
PSC - 스핀들 하우징으로부터 냉각 매체로 전달되는 열(W)
T01 - 링크 1 주변 온도(℃)
T02 - 링크 2 주변 온도(℃)
T03 - 링크 3의 제1 부분의 주변 온도(℃)
T0S - 스핀들 주변 온도(℃)
T1 - 링크 1(상완)의 온도(℃)
T2 - 링크 2(팔뚝)의 온도(℃)
T31 - 링크 3의 제1 부분(페이로드와 히트 초크 사이)의 온도(℃)
T32 - 링크 3의 제2 부분(히트 초크와 손목 관절 사이)의 온도(℃)
TC - 스핀들 하우징 냉각 매체의 입구 온도(℃)
TERA - 로봇 팔 링크들의 외부 표면의 열 방사율
TETC - 열 커플링들의 유효 표면의 열 방사율
TM - 스핀들 모터의 온도(℃)
TS - 스핀들 하우징의 온도(℃)
도 4에 도시된 바와 같이, 스핀들 하우징, 링크 1(상완), 링크 2(전완), 링크 3의 제1 부분(페이로드와 히트 초크 사이) 및 제2 링크 3의 일부(히트 초크와 손목 관절 사이)는 열 모델에서 개별 집중 열 질량으로 표시된다.
예시적인 로봇이 고온 페이로드를 처리하고 고온 환경에서 작동할 것으로 예상되는 것을 고려하면, 페이로드로부터 그리고 페이로드가 선택되거나 배치될 수 있는 환경으로부터 링크 3으로 열이 전달될 수 있는 것으로 가정된다(이는 도 4의 히트 소스 블록으로 표시되며, 열 모델링 목적을 위해 히트 소스는 위에서 정의된 온도 T03으로 특성화될 수 있다). 도 4에 표시된 바와 같이, 링크 1과 링크 2는 그들의 주변으로부터 그들로 열이 전달될 수 있다고 가정한다. 열 전달 메커니즘은 주변으로부터의 복사뿐만 아니라 잔류 가스가 환경에 존재하는 경우 대류/전도를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 스핀들 하우징은 스핀들 모터로부터 열을 받을 수 있으며, 또한 주변 대기 환경 및 기타 환경으로부터 열을 받을 수 있다.
도 4의 예에서, 스핀들 하우징의 액체 냉각에 의해 로봇으로부터 열이 제거되는 것으로 가정한다.
예시적인 열 모델 파라미터들 및 입력들이 표 1에 나열되어 있다. 일례로서, 파라미터들은 진공 환경 반도체 웨이퍼 처리 시스템에서 자재 취급 로봇을 나타낼 수 있다.
표 1
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 링크 3의 제1 부분의 주변 온도는 400℃로 선택되었으며, 이는, 예를 들어, 로봇에 의해 이송되는 웨이퍼의 온도 및/또는 웨이퍼가 그로부터 또는 그에 대해 선택되거나 위치될 수 있는 프로세스 모듈의 온도를 나타낼 수 있다. 링크 1과 링크 2의 주변 온도는, 예를 들어 200℃로 선택될 수 있으며, 이는 로봇 팔이 작동하는 진공 이송 챔버의 벽 온도를 나타낼 수 있다. 스핀들 하우징은, 표 1에도 표시된 바와 같이, 입구 온도 20℃ 및 유량 2.8l/min으로 수냉식인 것으로 가정한다.
비교를 위해, 동등한 최첨단의 종래의 로봇이 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 도면에 표시된 바와 같이, 로봇 팔의 링크 3은 히트 초크를 특징으로 하지 않으며, 회전 열 커플링이 존재하지 않지만, 일부의 열은 여전히 로터리 조인트 자체를 통해 전달될 수 있으며 스핀들 하우징은 공냉식이다.
도 5와 동등한 최신 종래 로봇의 단순화된 열적 모델이 도 6의 블록도에 도시되어 있다. 링크 3은 히트 초크를 특징으로 하지 않기 때문에, 열적 모델의 단일 열 질량으로 표시되지 않고, 회전 열 커플링은 열적 모델에 존재하지 않으며 스핀들 하우징의 강제 공냉은 열적 모델에서 고려된다.
비교 목적을 위해, 동일한 열적 모델 파라미터 및 입력들이 사용된다. 열 성능 비교 결과는 표 2에 제시되어 있다.
표 2
Figure pct00002
표 1과 표 2를 비교하여 나타낸 바와 같이, 예시적인 로봇의 링크들의 온도는 동등한 종래의 로봇에 비해 상당히 감소되었다. 특히, 손목 관절에 인접한 링크 3(링크 3의 제2 부분)의 온도는 385℃로부터 약 85℃의 관리 가능한 수준으로 감소되었고, 링크 2의 온도는 213℃에서 약 80℃로 감소되었고, 링크 1의 온도는 178℃로부터 약 60℃로 감소되었다. 이는 베어링의 열팽창 문제, 수명 단축, 로봇 팔에 통합될 수 있는 센서 및 전자 장치와 같은 능동 구성 요소들에 대한 조기 윤활제 손상 및 열 손상을 포함하여 로봇 팔 구성 요소의 과도한 온도 상승과 관련된 문제를 직접 해결한다.
히트 초크와 제3 링크(70)의 제1 및 제2 부분(80, 82)에 관해 사용되는 크기, 형상 및 재료는, 예를 들어, 페이로드(72)의 예상 중량 및 페이로드 및 기판 처리 챔버의 온도와 같은 로봇의 작업 환경에 기초하여 적절하게 선택될 수 있다. 또한, 도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 히트 초크가 금속의 제1 및 제2 부분(80, 82)의 핑거(100, 102)에 고정적으로 부착된 인터리브 부분을 갖는 내화성 재료를 포함하는 일례가 도시되어 있다. 도 7a는 단면도를 도시하고 도 7b는 평면도를 도시한다. 연동 형상은 재료를 함께 접합하는 데 사용될 수 있으며, 히트 초크는 예를 들어 제1 부분과 제2 부분상에 성형될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 패스너들이 사용될 수 있다. 패스너 사용의 일례가 도 8a 및 8b에 도시되어 있고 히트 초크가 제1 및 제2 부분의 섹션 사이에 샌드위치되며, 이 섹션들은 샌드위치부에 대해 상부 및 하부 플레이트를 형성하고 패스너(104)는 층들을 함께 부착한다. 패스너들(104)은, 2개의 부분(80, 82)과 직접 접촉하거나 2개의 부분(80, 82)과 직접 접촉하지 않는 2개의 부분(80, 82) 사이의 구조적 보강재로서 기능할 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 이 예에서 내열성 재료의 2개의 층들(84a, 84b)이 사용되며, 금속의 제1 및 제2 부분(80, 82)의 얇은 두께의 핑거들(100, 102)은 단지 내화 재료와의 조인트에서 구조적 무결성의 향상을 위해 서로 직접 접한다. 또한 도 10을 참조하면, 이 예에서 히트 초크는, 금속의 제1 및 제2 부분(80, 82)의 섹션들 사이에 샌드위치 구성으로 배치된 상이한 내화 재료의 다수의 층들(84c, 84d, 84e)을 갖는다. 도 11a-11b는 예를 들어 고온 에폭시와 같은 재료(110)가 접착제 또는 내화성 재료로부터 가스의 가스 방출을 방지하고, 내화성 재료의 먼지 또는 피스들이 링크(7l)로부터 비산되는 것을 방지하기 위해 제1 및 제2 부분과 히트 초크의 조인트들에 도포되는 것을 도시한다. 대안적인 예에서, 임의의 적합한 고온 내화 재료 커버가 조인트 상에 제공될 수 있고, 내화 재료는 적어도 부분적으로 제1 및 제2 부분들의 하나 또는 둘 모두의 내측에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다.
상기 예들은 로터리 조인트들을 갖는 3-링크 로봇 팔에 대한 특징을 설명하지만, 본 명세서에 설명된 특징을 포함하는 로봇은 다양한 직렬 및 병렬 메커니즘을 포함하나, 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 팔 메커니즘을 이용할 수 있으며, 로봇 팔 메커니즘은 예시적으로 로터리, 프리즘 및 구형 조인트들을 포함하는 다양한 기계적 커플링을 사용할 수 있다. 또한 위의 예에서는 단일 로봇 팔이 있는 로봇을 고려했지만 로봇은 하나 이상의 팔을 특징으로 할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 특징은 로봇 팔에 의해 이송되는 페이로드 및 로봇 팔의 주변으로부터 발산되는 열의 부정적인 영향을 해결하기 위해 사용될 수 있다. 로봇 팔이 받은 열은 적절한 냉각 장치로 제거되지 않으면 로봇 팔 구성 요소의 온도가 과도하게 상승하여 열팽창 문제, 베어링 수명 단축, 조기 윤활유 훼손으로 이어질 수 있다. 로봇 팔에 통합될 수 있는 센서 및 전자 장치와 같은 활성 구성 요소에 대한 고장 및 열 손상. 로봇 팔의 냉각 메커니즘은 전도 및 대류 현상이 매우 제한적이거나 전혀 존재하지 않고 로봇 팔의 내부 강제 공기 또는 액체 냉각이 실용적인 선택이 아닐 수 있는 진공 환경 응용 분야에서 특히 까다롭다. 여기에 설명된 기능은 이러한 어려운 상황에서도 적용될 수 있는 솔루션을 제공하도록 사용될 수 있다.
예시적인 실시예는, 로봇 구동부; 및 상기 로봇 구동부에 연결된 팔을 포함하고, 상기 팔은, 상기 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 상기 제1 링크에 회전가능하게 연결되는 제2 링크, 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결되는 엔드 이펙터를 포함하며, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 기판 지지 영역과 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 제1 회전가능한 연결부 또는 제2 회전가능한 연결부 중 적어도 하나는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함한다.
로봇 구동부는, 드라이브 하우징과 이 드라이브 하우징에 이동 가능하게 위치된 스핀들 조립체를 포함할 수 있으며, 이 스핀들 조립체는 동축 구동축 및 이 구동 축들에 연결된 모터를 포함한다. 이 장치는 동축 구동축들 중 하나의 외측 축에 위치된 제1 회전 열 커플링을 포함할 수 있다. 회전 열 커플링은 제1 회전가능한 연결부에 위치된 제2 회전 열 커플링 및 제2 회전가능한 연결부에 있는 제3 회전 커플링를 포함할 수 있다. 로봇 팔은, 제1 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크 및 엔드 이펙터를 회전시키도록 구성되는 풀리 및 밴드를 포함할 수 있다. 제1 회전가능한 연결부는 제1 인터리브 부재를 갖는 제1 회전 열 커플링를 포함할 수 있고, 제1 인터리브 부재는 제1 회전가능한 연결부의 회전축을 중심으로 서로에 대해 회전가능하다. 제2 회전가능한 연결부는 제2 인터리브 부재를 갖는 제2 회전 열 커플링를 포함할 수 있고, 상기 제2 인터리브 부재는 제2 회전형 커넥터의 회전축을 중심으로 서로에 대해 회전가능하다. 히트 초크는 엔드 이펙터의 제1 부분을 엔드 이펙터의 제2 부분에 연결하는 내화 재료를 포함할 수 있다. 히트 초크는 제2 부분으로부터 제1 부분을 이격시킬 수 있다. 히트 초크는 엔드 이펙터의 제1 및/또는 제2 부분의 섹션과 인터리브된 섹션을 포함할 수 있다. 엔드 이펙터는 엔드 이펙터의 제1 및 제2 부분에 대한 히트 초크의 연결부를 둘러싸는 외장 재료를 포함할 수 있다. 히트 초크는 다른 재료의 층들을 포함할 수 있다. 로봇 팔은, 이 로봇 팔의 링크 및/또는 로봇 팔의 회전 열 커플링 중 적어도 하나에 열적으로 연결된 대향 단부를 갖는 적어도 하나의 히트 파이프를 포함할 수 있다.
또한 도 12를 참조하면, 예시적인 방법은, 블록 200으로 나타낸 바와 같이, 기판 지지 영역을 갖는 엔드 이펙터의 제1 단부와 이 엔드 이펙터의 대향 제2 단부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하는 엔드 이펙터를 제공하는 단계; 및 블록 202로 나타낸 바와 같이, 상기 엔드 이펙터의 제2 단부를 회전 연결부에서 링크에 연결하는 단계로서, 상기 링크와 엔드 이펙터는 적어도 부분적으로 기판 이송 로봇의 팔을 형성하도록 구성되고, 엔드 이펙터의 제2 단부를 링크에 연결하는 단계는 회전 연결부에서 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 제공하는 것을 포함하는 단계를 포함하여 제공된다.
또한 도 13을 참조하면, 예시적인 방법이 제공될 수 있으며, 블록 300으로 표시된 바와 같이, 기판을 로봇 팔의 엔드 이펙터에 위치시키기 위해 로봇 팔을 이동시키는 단계로서, 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 엔드 이펙터를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 기판 지지 영역과 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 상기 제2 회전가능한 연결부는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함하는, 단계; 및 블록 302로 표시된 바와 같이,로봇 팔로부터 또한 로봇 구동부 밖으로 열을 전달하는 단계로서, 상기 히트 초크는 전달될 기판 지지 영역으로부터 제2 링크 및 제2 회전가능한 연결부로 열을 감소시키기 위해 일조하고, 제2 회전가능한 연결부에서의 회전 열 커플링은 엔드 이펙터로부터 제2 링크로의 열 전달을 증가시키기 위해 일조하는, 단계를 포함하여 제공된다. 제1 회전가능한 연결부는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 제1 회전 열 커플링을 포함할 수 있고, 로봇 팔로부터 로봇 구동부 밖으로 열을 전달하는 것은, 제2 링크로부터 제1 링크로 열 전달을 증가시키기 것을 지원하는 제1 회전가능한 연결부에서 제1 회전 열 커플링을 포함한다.
히트 초크에 관한 추가적인 대안 예들이 도 14 내지 17에 도시되어 있다. 도 14는 다수의 히트 초크들이 링크(70')를 따라 상이한 길이로 제공될 수 있음을 도시한다. 이들은 또한 하나 이상의 상이한 내화 재료 및 하나 이상의 상이한 크기 및 형상을 포함할 수 있다. 도 15는 다수의 내열성 부재들이, 아마도 상부와 저부 또는 좌측과 우측과 같은 다른 측면에서, 단일 금속 부재 내부의 포켓에 삽입될 수 있음을 예시한다. 링크(70")는 부재(84)를 수용하거나 그 내부에 부재(84)가 성형 또는 형성되도록 격자 형상 또는 다중 포켓 형상을 갖는 단일 금속 프레임 부재를 가질 수 있다. 도 16은 링크(70''')의 일체형 프레임 부재가 부재(84)를 수용하는 폐쇄되거나 또는 실질적으로 폐쇄된 포켓(73)을 가질 수 있음을 도시한다. 포켓(73)에 대한 개구는, 부착된 도어, 해치 또는 기타 커버와 같은 임의의 적절한 수단에 의해 조립 후에 폐쇄될 수 있다. 도 17은 팔(14')이 하나 이상의 링크에서 하나 이상의 히트 초크를 가질 수 있음을 예시한다. 도 17에서 제3 링크(70)는, 기판 지지 영역(71)보다 로타리 조인트(78)에 더 가까운(링크 70의 전방보다 링크 70의 후방에 더 가까운) 히트 초크(84)를 갖고, 제2 링크(68')는 로터리 조인트(76)보다 로터리 조인트(78)에 더 가까운(링크 68'의 후방보다 링크 68'의 전방에 더 가까운) 히트 초크(84')를 갖는다. 따라서, 하나보다 많은 링크에 히트 초크가 제공될 수 있으며, 링크 상의 히트 초크의 위치는 임의의 적합한 종방향 길이 위치들일 수 있고; 아마도 다를 수도 있고 같을 수도 있다.
전술한 설명은 단지 예시적인 것임을 이해해야 한다. 다양한 대안 및 변경들이 당업자에 의해 고안될 수 있다. 예를 들어, 다양한 종속항에 인용된 특징들은 임의의 적절한 결합으로 서로 조합될 수 있다. 또한, 상술한 서로 다른 실시예의 특징을 선택적으로 조합하여 새로운 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서, 상기 설명은 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 이러한 모든 대안, 변경 및 변형예들을 포함하는 것이다.

Claims (18)

  1. 로봇 구동부; 및
    로봇 구동부에 연결된 로봇 팔을 포함하고, 상기 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 엔드 이펙터를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 기판 지지 영역과 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 제1 회전가능한 연결부 또는 제2 회전가능한 연결부 중 적어도 하나는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로봇 구동부는, 드라이브 하우징 및 이 드라이브 하우징에 이동가능하게 위치된 스핀들 조립체를 포함하고, 상기 스핀들 조립체는 동축 구동 축들 및 이 구동 축들에 연결된 모터를 포함하는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 장치는 상기 동축 구동 샤프트의 외측 샤프트에 위치된 제1 회전 열 커플링을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회전 열 커플링은 상기 제1 회전가능한 연결부에 위치한 제2 회전 열 커플링 및 상기 제2 회전가능한 연결부에 있는 제3 회전 커플링를 포함하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 로봇 팔은 제1 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크 및 엔드 이펙터를 회전시키도록 구성된 풀리 및 밴드들을 포함하는, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 회전가능한 연결부는 제1 인터리브 부재를 갖는 제1 회전 열 커플링을 포함하고, 상기 제1 인터리브 부재는 상기 제1 회전가능한 연결부의 회전축을 중심으로 서로에 대해 회전가능한 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 회전가능한 연결부는 제2 인터리브 부재를 갖는 제2 회전 열 커플링를 포함하고, 상기 제2 인터리브 부재는 상기 제2 회전가능한 연결부의 회전축을 중심으로 서로에 대해 회전가능한, 장치.
  8. 제1항에 있어서, 히트 초크는 엔드 이펙터의 제1 부분을 엔드 이펙터의 제2 부분에 연결하는 내화 재료를 포함하는, 장치.
  9. 제8항에 있어서, 히트 초크는 제2 부분으로부터 제1 부분을 이격시키는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 히트 초크는 엔드 이펙터의 제1 및/또는 제2 부분의 섹션과 인터리브된 섹션을 포함하는, 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 제1 및 제2 부분의 히트 초크의 연결부를 둘러싸는 외장재를 포함하는, 장치.
  12. 제1항에 있어서, 히트 초크는 상이한 재료의 층을 포함하는, 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 로봇 팔의 링크 및/또는 상기 로봇 팔의 회전 열 커플링 중 적어도 하나에 열적으로 연결된 대향 단부들을 갖는 적어도 하나의 히트 파이프를 더 포함하는, 장치.
  14. 로봇 구동부; 및
    로봇 구동부에 연결된 로봇 팔을 포함하고, 상기 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 적어도 하나의 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 적어도 하나의 제3 링크를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제3 링크는, 이 적어도 하나의 제3 링크의 기판 지지 영역과 상기 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 제1 회전가능한 연결부 또는 제2 회전가능한 연결부 중 적어도 하나는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서, 로봇 팔의 링크들 중 적어도 하나 및/또는 로봇 팔의 회전 열 커플링에 열적으로 연결된 대향 단부들을 갖는 적어도 하나의 히트 파이프를 더 포함하는, 장치.
  16. 기판 지지 영역을 갖는 엔드 이펙터의 제1 단부와 이 엔드 이펙터의 대향 제2 단부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하는 엔드 이펙터를 제공하는 단계;
    상기 엔드 이펙터의 제2 단부를 회전 연결부에서 링크에 연결하는 단계로서, 상기 링크와 엔드 이펙터는 적어도 부분적으로 기판 이송 로봇의 팔을 형성하도록 구성되고, 엔드 이펙터의 제2 단부를 링크에 연결하는 단계는 회전 연결부에서 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 제공하는 것을 포함하는, 단계를 포함하는, 방법.
  17. 기판을 로봇 팔의 엔드 이펙터에 위치시키기 위해 로봇 팔을 이동시키는 단계로서, 로봇 팔은 로봇 구동부에 연결된 제1 링크, 제1 회전가능한 연결부에서 제1 링크에 회전가능하게 연결된 제2 링크, 및 제2 회전가능한 연결부에서 제2 링크에 회전가능하게 연결된 엔드 이펙터를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는, 이 엔드 이펙터의 기판 지지 영역과 제2 회전가능한 연결부 사이에 위치된 히트 초크를 포함하고, 상기 제2 회전가능한 연결부는 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 회전 열 커플링을 포함하는, 단계; 및
    로봇 팔로부터 또한 로봇 구동부 밖으로 열을 전달하는 단계로서, 상기 히트 초크는 전달될 기판 지지 영역으로부터 제2 링크 및 제2 회전가능한 연결부로 열을 감소시키기 위해 일조하고, 제2 회전가능한 연결부에서의 회전 열 커플링은 엔드 이펙터로부터 제2 링크로의 열 전달을 증가시키기 위해 일조하는, 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 회전가능한 연결부는, 서로에 대해 회전가능한 인터리브 부재를 갖는 제1 회전 열 커플링을 포함하고, 로봇 팔로부터 로봇 구동부의 외측으로 열을 전달하는 단계는, 제1 제2 링크로부터 제1 링크로의 열 전달을 증가시키도록 일조하는 제1 회전가능한 연결부에서의 회전 열 커플링을 포함하는, 방법.
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