TW508290B - System for parallel processing of workpieces - Google Patents

Description

五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（ iiJI專利/申請案之 本發月人下面專利/申請案有_，其被讓受予本發明擁 有者’同時完全地納入本文中： 署名爲，，模組式排序機，，之*Babbs等人於2000年4月12曰 ，檔之美國第09/547,829序號之專利中請案，A案目前正 备理中；以及 署名爲’’晶圓方位及讀取機構”之1999年旧”日建標 〈吴國第〇9/452,059序號之專利申請案”匕案目理 中。 發明背景 查j範疇 本發明關於-用以輸送及排序工件之系，统，同時特別關 於：内含-機器人之輸送及排序系統，其具有可造成工件 平行加工之雙輪葉終端效應機。 t關技藝説明 工件處理機器人之引入半導體製作過程，代表自動化超 越人工及早期用以在各種加工工具及/或工件貯存位置 間、移動諸如半導體晶圓工件之輸送裝備之重大進展。傳 統j工件處理機器人之重要特性，爲可以快速且精確地自 第位置獲得一J1件、將其輸送至一在卡氏空間中具有 X、Y及Z坐標之新位置、同時將其定置而沒有損壞工件之 風險。 爲了成就此一目標，一制式機器人包含_安置於一底座 上之中〜桅桿’ $以沿一垂直軸移動。—頭梢臂件或連 請 先- 閱， 讀 背 面 之 注 意 事 項

I I I 訂 -4- ^8290 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 桿可旋轉士裝至桅桿上端，而一末梢臂件或連桿，可旋 轉女裝於頭梢連桿之對立端。晶圓處理機器人另外包含一 與末梢連桿連接、用以支撑工件之終端效應機。终=應 機可樞動安裝至末梢連桿，用以與末梢及頭 動。另外配置各種傳統上安裝於底座上之馬達連== 中心.桅桿，同時用以旋轉頭梢及末梢連桿，使得终端效應 機可受到控制地在三度空間中操縱。 除了其用於加工工具以構成晶圓上之積體電路外，工件 處理j器人被單獨用於諸如晶圓排序器之加工工具。晶圓 排序，在-製造加工中可用於各種㈣，諸如在位於晶圓 排序器上之各種匣體間，輸送一個或多個晶圓。在此一製 杠中，來自多個匣體之晶圓，可被組合於一匣體内，而來 自-個匣體之晶圓，可變通地分割至多數個匣體間。晶圓 …E體間以同一順序輸送，或是視需要重新排序。晶 圓排序器之另一功，爲在一g體内繪製晶圓位置，同時 偵測晶圓在一匣體内之錯誤定位。 晶圓排序ϋ可另夕卜包含一料器。#統式對準器具有一 用以支撑及旋轉晶圓之卡盤，以及基本式地兩個攝影機， 其被用以確認一徑向偏轉（亦即工件自一期望之卡盤中 位置偏離之大小及方向）’同時用以確認沿著晶圓周邊 刻痕位置。—對準器—般包含_第二攝影機， 項取一用以確認工件之光學字元辨織（〇CR)記號。在 ^式叩圓排序器中，晶圓被一次—片地輸送至對準 接著卡盤旋轉晶圓以決定徑向偏轉，確認刻痕位置 心 定 用以 器卡 (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁) 裝 . -5- 508290 A7 ----- —_B7 五、發明說明（3 ) 同時讀取OCR記號。接著，晶圓被一次一片地送回至晶圓 匣體。在工件匣體及對準器間、一次一片地輸送工件之傳 統式對準器/機器人系統，具有較低之產値，大約爲每小 時200至250片晶圓之程度。此一低產値在對準過程於獲得 一 “示记號填數時，必須針對每一加工站執行，同時在每 一這些工作站中，必須在每一個別晶圓上執行而更形嚴 重。 已知提供具有兩組分離式機械臂或連桿之機器人以增加 產値。一該種複式臂之機器人，發表於頒予Gen〇v等人之 美國第5,789,890號專利。如其文所述，該種機器人一般包 含相互偏置之終端效應機，俾可自匣體内獲得第一工件， 將其旋置，接著獲取第二工件。此種機器人在排序器内占 據大I 2間，而空間由於以超清潔空氣維護順序器之花費 而爲一額外開支。此外，標準式雙臂機器人價昂，同時需 要複雜之控制。 發明概要 因此，本發明一優點爲提供一工件處理機器人，其可平 行加工工件以改進量產時間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 本1月另優點爲以較少改變傳統式工件處理機器人而 提供工件之平行加工。 本t月另一優點爲提供一多式樣之工件處理機器人，其 可如同一雙式或單式輪葉機器人操作。 本I月另一優點爲當機器人自對準器收送晶圓時，對準 器不需停機。 A7 五、發明說明（4 ) 停t發明另一優點爲當對準器執行其操作時，機器人不需 平些，其他優點，其在實例中關於-可 含-可垂直進入及離開機: = 機器=好包 桅桿上之頭梢連桿、以及_可二s 固疋女裝於 連桿。機哭人另外勺人 、軲如、、.° 土頭梢連桿之末梢 媸 匕$ 一可旋轉聯結頭梢連桿之攸端效声 機端效應機包含-付可相互旋轉之支物 下輪葉，以及一可旋轉聯二=輪”連，之 一驅動總成，其可相對下於葉 某下輪葉支撑 段距離’其最好相同於根 ：=茉間相 内操作之工件之間距。因此， 在-麼體 體 内之架子上，抽出—付工件。下輪某可同時自工❹ 於 在本發明-實例中’雙輪葉終端 圓::排序器人，用以執行位於排序器内—：:: = 内 效 之鄰近架子中取得—付工件。當自 ：自工件®體 應機上之個別輪葉可張開成扇形，同^ ,出後，終端效 準器之卡盤。當在對準器上完成工件加^晶，至個別對 《終端效應機可重新取得工件， 彳，主扇形張開 於下輪葉上方之停置位置，接著將加Γ =歸至其直接位 其初始匣體或一新匣體内。工件以此刑疋足工件回歸至 傳統式晶圓排序器系統，提供極高之2之平行加工，較 t。產値可因提供 本紙張尺度賴+ θ_鮮（CNs)a4•祕⑵〇- 297公釐） A7 五、發明說明（5 ) 工件在個別對準器上之缓衝位置而進一步增進。 現在參考圖式説明本發明，其中·· 端機機以（透視圖，其根據本發明包含—雙輪葉終 圖2爲機器人底座之透視剖開圖； 圖3馬機器人栊桿及肘件驅動總成之前剖視圖； 二爲機器人頭梢及末梢連桿搭配含於其内之旋轉及驅 動總成之前視圖； 圖5爲其内含有旋轉及驅動總成之頭梢之末梢連桿之分 解透視圖； 圖爲根據本發明之雙輪葉終端效應機之放大透視圖； 圖7爲根據本發明之雙輪葉終端效應機之分解透視圖； 圖8爲-晶圓排序器之前透視圖，其 明之機器人； ^ ^ ^ 圖9爲圖8所不晶圓排序器之後側剖開透視圖； 圖10爲一晶圓排序器根據本發明顯示機器人之上視圖， 其已自=於排序器上之工件E體中抽取-付工件； 圖1 1爲内含一根據本發明之機器人之晶圓排序器之上視 ffi:其終端效應機之輪葉，向外張開呈扇形； 圖12爲一根據本發明之晶圓排序器之上視圖，農工件被 前移置，於—付對準器上供加工之需； ’、件被 圖3爲根據本發明_變通實例之雙軸葉之上視圖；以及 圖14爲圖13中所示實例之輪葉之分解透視圖。 本紙張尺度顧巾關^ 請 先 閱 讀 背 © 之 注 意 事 項 再慮 寫 本 頁 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 X 297公釐） Λ7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 發明詳細説明 本發明將參考圖1至1 4视明 哭人田” 其—般關於-工件處理機 :人’用以在X件貯存位置與加工工具之間，平行傳送: 件。當然，由本發明傳送之工件， 私彼 6人， Γ包含各種平面之圓形 癸明、導體晶圓、網膜以及平面板顯示器。根據本 Ί系統及機器人，可在—晶圓製造中，以各種加工工 具t作’包含諸如在晶圓上形成積體電路之王具，以及諸 如晶圓排序器之確認、辨織以及傳送晶圓之工具。當宜 解根據本發明之系統及機器人，可符合且容許與所^可 用SEMI(國際半導體裝備及材料）標準之相合。 見在 > 考圖1及2，頭示一根據本發明之機器人1〇〇， 根據本發明包含-底座102、一頭梢連桿1〇4、一末梢連桿 106以及一終端效應機1〇8。一位於底座中之桅 116(僅在圖2中而未在圖丨中顯示），可沿垂直之z軸進 底座102，而頭梢連桿、末梢連桿以及終端效應機，均 在垂直Z軸之χ-γ平面中，圍繞其個別轉軸樞轉。如此 終端效應機可在機器人100附近，以三度空間操縱。 宜了解底座102、連桿104及106以及其内之元件，均可_ 傳統設計。在一實例中，這些元件（不含終端效應機丨〇8) 説明於署名爲”工件處理機器人”之第〇9/483,625序號之 國專利申請案中，其併入本文參考。可是宜了解支撑及 縱終端效應機108之機器人元件，可在變通實例中改變。 參考圖1及2，底座102包含一圓筒形外罩112(部分顯 於圖2中），其密封且保護底座内之元件。底座1〇2尚包 了 應 其 桿 出 可 爲 美 操 示 含 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝 ----訂---------線g .9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 五、發明說明（7 ) --4答 _己 P)因 r2-* 、 ° 疋於外罩112頂端部位之頂板114。頂板114具 曰中^孔11 5 ’可讓桅桿π 6伸越及移動其間。桅桿i i 6 取好:一由不銹鋼管製作之中空圓筒件，具有大約100亳 米外倥、曰20吋長度以及大約〇〇8吋之厚度。宜了解上面提 出足桅#11 6材料及尺寸，可在變通實例中改變。 $爹，桅桿停置且固定於一肩形驅動件120(稍後解 ί干疋^Κ，此驅動件120接著被支撑於一線型驅動件 122内’用以沿著Ζ軸直線地傳送驅動件120及桅桿116。特 別地’線型驅動件122包含一載架124，其内支撑肩形驅動 件120、一用以垂直移動載架η4之球形螺桿丨26、以及一 用以旋轉球形螺桿126之馬達總成128。此外，一付軌道 127連附於外罩112内，而載架接著可移動地通過滾輪（未 圖示）連附軌道127。現在參考圖2及3，肩形驅動件12〇被 用以旋轉桅桿丨16以及固定安裝於桅桿上之頭梢連桿1〇4。 在一較佳實例中，肩形驅動器12〇包含一無電刷馬達137， 其聯結一相調和之驅動減速系統138。調和式驅動減速系 統之内部波形產生器139，與馬達137之輸出軸桿143聯 結。期望調和式驅動減速系統138可在變通實例中，以自 大約140:1至大約40:1、而最佳者爲50:1之比値範圍内，減 少馬達1 3 7之角速度以及增加其扭力輸出。 跪桿1 1 6聯結調和式驅動減速系統13 8之輸出栓槽1 * 5，其 在一权佳貫例中’位於肩形驅動件（最外側部位。肩形驅 動件通過一同時緊固安裝於載架124與涵蓋馬達137之固定 式馬達外罩149之環形配接板147而被載架124支撑。在一 10- ^紙張£5¾中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公髮） {請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝--------訂------ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508290 A7 ------- —___ B?___— 五、發明說明（8 ) 較佳實例中，調和式驅動減速系統1 3 8之旋轉輸出拴槽 1 4 5，藉由一圍繞輸出栓槽14 5之大型橫向滾柱軸承（未圖 示）而旋轉支撑於載架124内，同時被安裝於輸出栓槽145 與載架124之間。 現在參考圖4及5，一肘形驅動件150安裝於連桿1〇4内之 固定輪轂14 4内邵’同時懸吊於桅桿116内部。特別是一馬 達支板152安裝於肘件驅動件150與其連附之固定輪轂144 (底部。肘形驅動件1 5 0在結構上及操作上均類似肩形驅 動件1 20，同時包含每一上面討論過之伴隨優點。尤其是 肘形驅動件1 5 0最好包含一與調和式驅動減速系統1 5 6聯結 (典電刷馬達1 5 4。调和式驅動減速系統之内部波形產生 器’聯結馬達1 5 4之輸出端。驅動件1 5 〇之速度及扭力減少 範圍，在變通實例中自大約140:1至大約40:1，最佳者大約 爲50: 1，俾產生一極堅固、穩定且精確之輸出旋轉。 來自調和式驅動減速系統1 5 6之輸出栓槽，連附驅動突 面1 6 1 ’其向上伸入一馬達支板1 52内之通孔。一滑輪1 62 接著連附於驅動突面1 6 1上方。滑輪1 62通過條帶1 98、200 聯結末梢連桿1 06，使得由肘形驅動件丨5〇造成之滑輪丨62 旋轉，視需要旋轉末梢連桿1 〇6。 i 了解期望以各種形態，旋轉式地相互固定頭梢及末梢 連桿。麥考圖4及5，在一較佳實例中，頭梢連桿】〇4之固 定輪數146,可包含一環形突面177,其緊固安裝至且自一 固疋輪较146之底邵向上伸出。一下方滑輪179可藉由安裝 於突面Π7與下方滑輪179間之大型橫向滾柱軸承184，可 -1 1 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) —ia — — — — — — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508290 A7 B7 五、發明説明（9 ) 旋轉地圍繞突面177安裝。下方滑輪179固定安裝至末梢連 桿106，使得下方滑輪179藉由肘形驅動件15〇之旋轉，造 成末梢連桿106之旋轉。橫向滚柱軸承184提供徑向及軸向 穩定’同時防止末梢連桿相對於頭梢連桿之旋轉軸之任何 傾斜。一環封186最好配置於頭梢及末梢样之間，防止氣 體或液體自外界進入頭梢及末梢連桿之間。 現在根據圖4及5説明末梢連桿1〇6藉由肘形驅動件ho之 旋轉。第一及第二條帶198及200以其一端連附肘形驅動件 150之滑輪162，同時以其對立端圍繞固定輪轂146之下方 滑輪179。個別之條帶198及200置於不同之非疊置水平面 上’其纏繞個別之滑輪162、179，使得滑輪不需完全地解 開圍繞滑輪之條帶而可在任一方向旋轉大約16〇度。宜了 解滑輪在任一方向上之可能旋轉角度，在變通實例中可能 大於或小於160度，其規定角度大約相等或小於18〇度。此 外，雖然條帶在變通實例中爲金屬製，但其在變通實例中 可用其他材料製作。該種材料包含諸如克伏拉（Kevlar@)及 耐龍（Nylon®)之合成聚合物。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第一方向旋轉滑輪162，將拉動譬如條帶198之條帶之 一，用以在弟一方向旋轉下方滑輪及接著旋轉與其連附之 末梢連桿。此時，條帶200仍然承受張力，用以防止超越 期望之連桿旋轉，同時減少可能存在之整頓時間（亦即在 連桿中解決任何振動所需之時間）。同樣地，驅動滑輪在 相反方向之旋轉，將諸如拉動條帶2〇〇而在相反方向上旋 轉下方滑輪及末梢連样。再次地，此時之條帶198仍然承 -12- 尽，.氏張尺度適用中國國豕標準（CNS ) A4規格（210X297公楚) 508290 A? B? 五、發明說明（ 受張力，用以防止超越期望之連 在之整頓_。 朴旋轉，同時減少可能存 終端效應機108旋轉式安裝於對 之末梢連桿106末端。藉由末梢連桿：==連桿端 安裝，苴了解可期望各種之形能以、L干夂旋轉 職末梢連桿·。在—較：實例中：應：

夕卜’終端效應機以概略相同於末梢連桿旋轉式安裝：：梢 連幹（万式，旋轉式安裝至末梢連桿。宜了解梢 桿至頭梢連桿之形態，在變通實例中可能不 = 效應機至末梢連桿之形態。 文表^杨 在-較佳實例中，終端效應機108可藉由將其連附一旋 轉式安裝於末梢連桿1()6固定輪轂178内之終端效應機⑽ 固疋板206而旋轉式安裝於末梢連桿上。爲了旋轉式安裝 板件206於固定輪轂178内，末梢連桿1〇6之固定輪毅. 可包含一緊固安裝至且自固定輪轂178底部向上伸出之環 狀九面207。一滑輪2〇8可藉由安裝於突面2〇7與滑輪2〇8間 之大型橫向滾柱軸承2〇9而圍繞突面2〇7呈旋轉式安裝。終 端效應機固定板緊固安裝於滑輪2〇8頂部，俾配合滑輪2〇8 旋轉。一％封2 1 〇最好配置於末梢連桿1〇6及終端效應機 108之間’用以防止氣體或液體自外界進入這些元件，同 時防止由機器人移動產生之顆粒，逸入圍繞機器人之環境 内。宜了解在變通實例中，可以省略環封2丨〇。 爲了自末梢連桿傳送扭力至終端效應機，一上方滑輪 214被緊固安裝於頭梢連桿1〇4固定輪轂146内之突面177 13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 508290 A7 __B7 五、發明説明（11 ) 上’同時自其向上伸出而定位於末梢連桿106之固定輪轂 176内。上方滑輪受限於配合突面旋轉，其接著被緊固安 裝於頭梢連桿之末梢端。 爲了旋轉終端效應機固定板206及終端效應機1〇8，第_ 及第二鋼質條帶216及218之一端，連附上方滑輪214，而 其對立端圍繞滑輪208連附。條帶216、218末端連附滑輪 214及208，防止當上方滑輪214相對末梢連桿1〇6旋轉時條 帶之滑動（如前所述，滑輪214緊固定裝至頭梢連捍1〇4， 且滑輪214當頭梢連样1〇4旋轉時旋轉）。個別條帶216及 2 1 8在結構上類似上述之條帶198及200，同時以同一方式 操作，使得終端效應機108在當末梢連样106旋轉時旋轉。 如前所述，上述用以操縱終端效應機之元件，可爲吾人 熟知之構造，同時在變通實例中，可包含各種其他之型 態。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 現在參考圖6及7，根據本發明，終端效應機108包含下 輪葉250及上輪葉252，其均可相互旋轉。下輪葉250緊固 連附固定板206，俾如上所述當末梢連桿旋轉時，配合固 定板206旋轉。螺釘249(圖式中僅示其一）穿越下輪葉底座 251之底表面而進入固定板206，用以緊固輪葉250至板件 206。下輪葉250尚包含一後方伸出部位253，其自一支柱 282安裝其上之底座251中伸出，用以如稍後所述地支撑一 上輪葉驅動總成。 下輪葉250尚包含一安裝於一托架261上表面之概略平面 形葉片260，用以支撑及傳送工件。葉片260可包含眞空出 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508290 A7 B7 五、發明説明（12 ) 入口 268，用以連通一低壓至葉片260表面，俾在運輸過程 中，緊固支撑工件於葉片260上。來自眞空源（未圖示）之 眞空管線（未圖示），可繞經機器人且連接眞空出入口 268，俾在葉片260上表面產生低壓。 葉片260尚可包含一付界定一概略"U”形末端264之指形 件262。下葉片260上之指形件262形態及方位，可讓葉片 當沿一軸線266移動時取得一工件，而此軸線大體上平行 下輪葉250之主要縱軸。指形件262尚可容許支撑於輪葉 250上之工件重心，向内定位於輪葉末端，俾當萬一由眞 空出入口 268產生之低壓關斷時，仍可穩固支撑於下輪葉 250 上。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一蓋板254被固定螺釘256及頂高螺釘257連附於下輪葉 底座251上。蓋板254之平面度，可獨立地旋轉每一頂高螺 釘257而調整，同時當完成蓋板之適當平面度時，固定螺 釘256被向下旋轉而緊固蓋板254至底座251之期望位置。 蓋板254尚包含一開口，而橫向滚柱軸承269之固定部位可 緊固安裝其内。上輪葉252接著緊固安裝至軸承269之旋轉 部位，因而容許上輪葉252相對下輪葉250旋轉。整平螺釘 257容許蓋板254、軸承269以及上輪葉252平面度之調整， 俾確保上及下輪葉在平行之水平面上旋轉。 上輪葉252包含一安裝於托架272下表面上之概略平面形 葉片270，用以支撑及輸送工件。葉片270可包含眞空出入 口 282，用以將低壓連通葉片270表面，俾在運輸過程中， 在其上緊固支撑工件。上面討論之眞空管線可連接伸越軸 承269之眞空配件271，而連接件（未圖示）接著將低壓與眞 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508290 Λ7 B7 13 五、發明說明（ 2出入口 2 82連通，俾在葉片270表面上產生低壓。 葉片270尚包含一第一長指形件274以及一第二短指形件 276，其共同界定一概略”c"形末端278。葉片27〇上指形件 274、276之形態及方位，可讓葉片在沿著一軸線28〇移動 時取得一工件，而該軸線大體上未平行於上輪葉252之主 要縱軸。指形件274、276尚可容許支撑於輪葉252上之工 件重心，向内定位於輪葉末端，使得工件於一旦經由眞空 出入口 282產生之低壓關斷時，仍將固定支撑於輪葉252 上〇 工件被支撑其内之匣體包含架子，其相互以預定間隔或 間距支撑工件。此一間距由SEMI定義，同時隨被使用之匣 敝尺寸而，笑。托架261及272在上及下支撑部位260、270間 界定一間隔，其最好相同於匣體内由機器人1〇〇操作之工 件間距。因此如稍後之更詳細説明，上及下輪葉可同時自 工件匣體之鄰靠架子上，抽出一付工件。 如上所述，一固定支柱282連附底座251之後方部位253。 固疋支枉282被用以支撑一安裝於一開口 286内之上輪葉驅 動總成284。驅動總成284可壓入配合至開口 内，及/或 可以螺釘或其他扣件緊固於開口 286内。固定支柱m可由 螺釘288固定安裝於上輪葉25〇，使得固定支柱282及驅動 件284可配合下輪葉250旋轉。 在一較佳實例中，驅動件284類似上面所述之肩形驅動 件120及肘形驅動件15〇。驅動件2料最好包含一無電刷馬 達，其與内含一輸出栓槽29〇之調和式驅動件聯結。驅動 I · 11---11 ^. I------I (請t閱讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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AT 五、發明說明（14 智 慧 財 員 X 消 費 件284之速度及扭力減少範圍，在變通實例中自大約140:1 至大約40:1，而最佳者爲大約5〇:1，因而產生輸出栓槽之 極堅固、平穩且精確之輸出旋轉。 輸出栓槽290接著被連附於固定安裝於上輪葉252上之卡 盤292内。尤其是輸出栓槽29〇可配入卡盤内之開口 2料 内，而一付固定螺釘296可穿過一板件而旋入卡盤，用以 緊固上輪葉252至驅動件284上。一旦自控制器經由電連接 件298接收通當之信號後，驅動件2料可相 轉上輪葉252越過-大範園之運動。在本發明例；)旋 上輪葉可自其在下輪葉正上方之位置旋轉土145度。去 然，上輪葉相對下輪葉之旋轉範圍，可能較變通實例中二 示者更少或更多。 在車乂佳貝例中，固定支柱282尚可包含一可以爲傳統 式切斷光束式感測器之光學感測器3〇〇。上輪葉乃】尚包本 一具有平直邊緣303之半圓旗形物3〇2。旗形物3〇2緊固^ 裝且配口上輪葉252旋轉，同時在一個於感測器3〇〇之發射 機及接收機間之空間内旋轉，俾可封阻自發射機發射㈣ 收機之光束。 在上輪葉相對下輪葉之旋轉過程中，感測器偵得旗形； 302之平直邊緣303，俾可決定上輪葉越過下輪葉之"回歸 位置，亦即上輪葉直線對正下輪葉上方之位置。尤其是护 制咨可根據光束是否被封阻而初期決定上輪葉應在順時 或反射鐘方向旋轉。如果上輪葉如圖6所示相對下輪葉 一諸如順時鐘旋轉位置時，光束受到封阻，其告之=制

訂 物 鐘 在 器 社 印 製 I_____ ·17- 本纸張尺度刺巾關家標準（CNS)A4規格⑵G X 297公髮 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ---— _B7 五、發明說明（15 ) 上=葉處於順時鐘旋轉位置，同時必須朝反時鐘方向旋轉 = <位上輪葉於回歸位置。在反時鐘旋轉之某些定點中， 毛、形物302之平直邊緣3〇3通過感測器300下方，使得光束 可被感測器之接收機接收。相反地，如果上輪葉如圖⑽ =對下輪葉在一諸如反時鐘旋位置時，其告之控制器上 二葉處万、反時4里旋轉位置，同時必須朝順時鐘方向旋轉以 足位上輪葉於回歸位置。在順時鐘旋轉之某些點上，旗形 物302之平直邊緣3〇3通過感測器3〇〇下方，使得光束被封 阻而避免被感測器之接收機接收。根據上面系統，當感測 器改變狀況（一則藉由光束自被封阻進行至未被封阻、或 則反之亦然）時，控制器可確認上輪葉越過下輪葉之回歸 ^置。此一回歸位置將可爲感測器300改變狀況時之上輪 茱位置，或是當感測器300改變狀況時之已知偏離上輪葉 (位置。此一已知偏位，可在感測器3〇〇改變狀況後，藉 由驅動驅動件284馬達一固定數目之馬達圈數而得。熟諳 此#者將認知各種其他已知之感測器及系統，可以取代上 面所述者，用以在變通實例中，相對下輪葉25〇以表示上 輪葉252之回歸位置。 一印刷電路板283可另外安裝於固定支柱282之上表面。 電路板283可包含電端子，用以提供電連接件在驅動件284 與扣：制态1 0 8間接點。電路板2 8 3尚可控制及/或傳送來自 感測器300之信號。 驅動件284可安置於一蓋件304内，此蓋件安裝於固定支 柱282之上表面，用以隔離驅動件284與因而在蓋件304内 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） ·/ ml--------訂·--------^91. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 508290

第090108683號專利申請案 中文說明書修正頁(91年8月） 五、發明説明（1 6 ) 產生之任何微粒。雖然未曾圖示，但一持續之真空源可接 通蓋件304，俾在蓋件304内產生一低壓以防止蓋件304内 之徵粒逸入周槽環境中。 雙軸葉終端效應機108可如圖8至12所示，容許工件諸 如在晶圓排序器内平行加工。圖8為排序器之前透視圖； 圖9為一後透視圖，其部分排序器為簡明故而遭省略；而 圖10至12為排序器内部之上視圖，顯示機器人100處於不 同位置。除了根據本發明之機器人100之外，晶圓排序器 350包含一付對準器352a及352b、多數個負荷出入口總成 354(圖9中省略）、一控制器356以及一圖形使用者介面 (GUI) 357。當然，晶圓排序器350為其中機器人100可被用 以完成平行工件加工之許多可能實例之一。 負荷出入口總成可為傳統式設計，諸如發表於署名為” 負荷出入口開啟器”之美國第08/730,643號專利申請案，該 申請案讓受予本發明擁有人，其全文併入本文參考。總成 件354—般被用以承接一諸如SMIF桿件或棒形匣體之容 器，其將匣體與容器分開（當配置一容器時），同時呈現匣 體至機器人100，用以被其内工件之機器人傳送。當然， 均内含一個或多個負荷出入口總成之模組部位，可如署名 為”模組式排序器”之美國第09/547,829序號之專利申請案 中所述者共同結合，此申請案已在前面併入參考。 對準器352a及352b可為傳統式設計，或可包含缓衝器位 置，諸如發表於署名為”晶圓方位及讀取機構”之美國第 09/452,059序號之專利申請案。此申請案已在前面併入參 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 508290 Α7 Β7

五、發明說明（17) 考。最好相互相同之對準器352, 一般被用以決定工件之 中心及徑向偏轉，定位工件上刻痕或其他基準記號之位 置，接著讀取OCR(光學字元辨識）或其他配置於每1工件 上之確認記號。對準器352a及352b均包含一旋轉式安裝於 一底座3 60内之卡盤35 8a、35 8b。一旦工件存置於卡盤358 上時，卡盤旋轉個別工件以確認每一工件上之刻痕位置， 同時決足每一工件之徑向偏轉。一已知構造之感測器362 配置於每一對準器上，用以同時確認刻痕位置及徑向偏 轉。一旦在一工件上之刻痕位置被確認後，工件被旋轉而 在一視頻攝影機下定位OCR記號，使得攝影機可以讀取 OCR記號。每一工件接著可如稍後更詳細解釋地，再次在 中〜處被終‘政應機截取，同時送回至其原始匿體或是送 至一新匣體。 在本發明一較佳實例中，每一對準器352最好尚包含一 緩衝器輪葉365a、365b，而工件可在其上緩衝而一般地增 加對準器及系統之產値。每一對準器上之緩衝器輪葉 365，可以當第一工件被加工時，容許機器人將第二工件 送至對準益。因此，當機器人傳送工件進出對準器時，對 準器不會停機，同時當對準器執行其操作時，機器人不會 仔機。當然，對準器3 52在變通實例中可不含缓衝器輪 特别參考圖1 〇至1 2，在一較佳實例中，雙輪葉終端效 應機108可如下所述執行平行工件加工。控制器356發出適 δ仏號至機為人驅動件，俾操縱終端效應機1 〇8進入負荷 (請先閱讀背面之注意事項巧填寫本頁) ^ ^ --------^---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 508290 A7 B? 五、發明說明（18) 出入口總成354上之工件匣體内，使得下輪葉250定位於第 一工件400a下方，而上輪葉定位於緊置工件400a上方之第 二工件400b下方。接著，桅桿116向上移動，使得工件 400a及400b被舉離其匣體架子，同時分別支撑於輪葉250及 252上。工件接著同時地自終端效應機108之匣體中退出。 當自匣體中取得兩工件後，機器人100將開工件400a及 400b傳送至對準器352。尤其是終端效應機108在其原有位 置之輪葉250上方，隨著輪葉252旋轉，直至下輪葉250之 軸線266，如圖1 0所示對正卡盤358a中心。其後，驅動器 300將旋轉或將上輪葉252張開成扇形，但下輪葉250仍保 不動，直至上軸葉之軸線280如圖1 1所示，越過卡盤358b 之中心方止。在此點時，軸線266及280呈平行或大體上相 互平行。在本發明一實例中，上輪葉252可相對下輪葉展 開大約54度。此一角度由卡盤358a及358b間之空間以及輪 葉250及252間之長度決定。當然，個別軸葉250及252間之 展開角度，可因卡盤358間之空間改變及/或輪葉250及252 之長度改變而變化。 · 接著，機器人將終端效應機108沿著軸線266及280向前推 向對準器352，直至個別工件400a及400b如圖1 2所示，定 位於其個別卡盤258a及258b上。由於軸線266及280相互平 行且平行終端效應機108之移動方向，因此輪葉250之nUn 形末端264以及輪葉252之nCn形末端278，可同時移向對準 器3 52，直至其部分地圍繞個別卡盤358方止。此一交互接 合，便於工件在輪葉250、252及卡盤258a、258b間之傳 -21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項_寫本頁) t裝------ ·!!11111 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508290

經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 五、發明說明（19 ) 送0 在一較佳貫例中，卡盤358a及358b置於不同之水平面 上，使得諸如卡盤358b可置於一略較卡盤358&爲高之高 度。水平面間之空間，最好略小於輪葉250、252上工件間 之it間。一旦工件4〇〇a&4〇〇b置於卡盤358上後，桅桿 降入外罩112内以降低終端效應機1〇8。當卡盤358&及35朴 平面間之垂直空間，略小於輪葉間之空間時，工件扣以在 工件400b自下輪葉25〇交至卡盤358b之前，自下輪葉252交 至卡盤358a。 卡盤358a及35 8b被置於不同高度，使得個別之輪葉25〇及 252於對準益已確認工件中心且確認中件上之〇CR記號 後，重新在中心上取得兩工件。特別地由於已知兩工件之 中心，因此控制器356首先在一水平面中調整終端效應機 108之位置，使得輪葉252可向上移動且在中心上重新取得 工件400b。接著由於工件4〇〇b位於上輪葉252上，因此控 制器再次在一水平面中調整終端效應機1〇8之位置，使得 輪葉250可接著向上移動且在中心重新取得工件4〇〇a。在 一變通實例中，介於卡盤358a及358b水平間之空間，可能 大於輪葉間之2間。在該一實例中，第一工件4〇此及其後 之工件400a，落入其個別卡盤上。同樣地，在此一變通實 例中，第一工件400a及其後之工件4〇〇b，自其個別之卡盤 中心取得。 已知提供内含可同時旋轉及移動之卡盤之對準器。在該 種對準器中’當已確認工件之徑向偏轉後，卡盤於工件被 -22- (請先閱讀背面之注意事 寫本頁) Μ----------------- # 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 508290 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（20 ) 獨立支撑時移動，使得對準器本身將工件置於卡盤中心。 此種對準器可根據本發明而變通實例中，配合機器人使 用。在該變通實例中，宜了解卡盤358可如上所述置於不 同之水平面，或是置於同一水平面，使得晶圓可同時存置 或自卡盤中重新取出。 當對準器已確認OCR記號且輪葉250及252已重新在中心 處取得工件400a及400b後，上輪葉252可轉回至其回歸位 置，而工件400a及400b可被送回其原來匣體或是一新匣 體。 如上所述’對準器352a及352b可包含緩衝器輪葉365a及 3 65b，用以當工件停置於卡盤358上時缓衝工件。該一在 工件匣體與對準器間傳送工件之實例操作，説明於，〇 5 9號 專利申請案中。可是，當f059號申請案説明一次一件工件 被傳送於單一終端效應機及單一對準器間時，本發明可完 成·〇59號申請案中説明之步驟，同時一次在雙輪葉終端效 應機及兩個分離之對準器間，傳送兩件工件。在該一實例 中，第一組工件400a、400b初期如上所述停置於卡盤 358a、358b上。這些工件接著被對準器352處理，亦即工件 被旋轉以決定個別工件之徑向偏轉，同時確認在工件上之 OCR記號。當將第一組工件存置於卡盤358上時，終端效 應機退出，上輪葉252回返其回歸位置，而機器人自一工 件g體中，取得第二組工件400a、4〇〇b。接著，終端效應 機張開成扇形，同時將第二組工件4〇〇a、4〇〇b存置於緩衝 益輪葉365a、365b上。 -23- -----------裝--------訂-------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 【 I }

上 ΓΟ 、 丄 V 508290 A7 B7 五、發明說明（ 21 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在第二组工件置於緩衝件輪葉上時，卡盤上之第一組工 件芫成加工。當存置第二組工件至緩衝件輪葉上後，終端 ，應機退出、下降，同時再次向前而有卡盤358中心取得 第一組工件。終端效應機接著退出，上輪葉252回返其回 歸位置，而第一組工件接著回返其最初匣體或一新匣體。 由於上輪葉在其回歸位置，因此第三組工件4〇〇&、4〇仳被 機器人100自匣體中取出。當終端效應機取得第三組工件 時，緩衝件輪葉365降低第二組工件至卡盤358上供加工之 需，而當加工完成時，緩衝件輪葉365向上移動而舉起第 二組工件回到卡盤358。在此一作業完成之大約同一時 間，機器人退回第三組工件，將其存置卡盤358上供加工 之需、退出、上移、同時再次前行而自緩衝器輪葉365中 心取得第二組工件。終端效應機接著退出，上輪葉252回 返其回歸位置，而第二組工件回返一匣體。由於上輪葉在 其回歸位置，第四組工件40〇a、4〇〇b被取出，而製程再次 開始。 上面已經説明雙輪葉終端效應機自一匣體内移出一付工 件，將兩工件張開成扇形，同時接著移向對準器352。可 是，宜了解在變通實例中，排序器3〇〇内之元件，可經配 置而使得終端效應機可自E體中移出一付工件，向前越過 對準器352之一，接著在輪葉250及252上展離工件。在該 一實例中，位於上輪葉252末端之指形件274及276，將轉 入部分地圍繞卡盤258之一之位置而非如上所述地直線前 進。因此，指形件274及276應已成形而容許工件在旋轉之 (請先閱讀背面之注意事項^^寫本頁) rl裝---- 訂--- 禮- •24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 508290 Λ7 五、發明說明（ 後 ，目4其卡盤之適當定位。當根據本發明 輪葉可自緩衝件輪葉或卡盤中取得工件，工後’ 離開對準器前行而將工件退回㈣。 -冋旋轉，接著 圖形顯示對準器352呈相互分離。宜了 地相互靠近，使得支撑其上之工錢略相互疊置二= 礅工件刻痕以及每一工件上之0CR記號可自上方 看y可。此-實㈣表於，㈣號中請案。雙輪葉終端效 應機108可如上所述在此—實例中操作，但展開較上述爲 小之角度，俾在緊密間隔之對準器中定位工件。 在上述使用雙輪葉終端效應機1〇8及緩衝件輪葉365之方 法中，兩工件可當兩其他工件進出對準器時加工，使得操 作可同時在四工件上進行。此一系統每小時可處理超過 600件工件。此大於傳統式設計機器人及對準器系統之兩 倍產値。如上所述，宜了解本發明可在變通實例中操作而 不需緩衝件輪葉365。此一變通實例仍可較傳統之晶圓排 序器系統，提供更大之產値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圍繞排序器350内操縱機器人1〇〇時，控制器356可使用 所渭之n路徑計畫path planning)’’演算法控制機器人之移 動。尤其是某些先前技藝之機器人控制演算，首先旋轉機 械臂至一預期方位，同時在旋轉之後，沿著自機器人旋轉 軸徑向伸出之直線，將終端效應機伸至預期位置。當工件 400必須自一工件匣體直線移出且直線插入時（避免與匣體 側邊接觸），採用直線演算之機器人，必須直接地在一匣 體前方移動，俾直接地傳送一晶圓進出匣體。已知在一水 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） A7 五、發明說明（ 23 經濟部智慧財產局員工消費合作社印4-Ιπ 平驅，軌道上安裝一機器人以成就此一目標。 可疋由万；機益人直接置於負荷出入口總成前方，因此 封：件側方必須較移動負荷出入口總成之寬度單獨所需者 更向外移動。此乃因爲機器人連桿104及106需要足夠 '‘、此間隙，而此需要之間隙，大於負荷出入口總成單獨 所需之空間。 可是，藉由路徑計劃演算，機器人100可在χ-γ卡氏坐標 =面上移動，尤其可直線進出負荷出入口總成354上之匣 把而不需直接置於負荷出入口總成354之前方。此可藉、 機器人之半徑R(亦即終端效應機與機器人旋轉軸之距離^ 與機器人角度$ (亦即終端效應機相對一參考軸之旋轉位 置）足配合而得。尤其藉由配合機器人運動而使得頭梢 才干在終端效應機移動之同時旋轉時，終端效應機可被控 而在不會通過機器人旋轉軸之直線上移動。 工件II體在其上被向著機器人10〇支撑之支板樞轉， 外便於工件在匣體及機器人終端效應機間之轉移而不需 ⑽人必眉直接置於匣體前方。此種匣體支板之樞轉，熟 於通曉本技藝者。可是宜了解在一變通實例中，機器八 100可根據機器人直線移動演算操作，其終端效應機末端 僅需沿著距離機器人中心之孤線移動。 機益人100在排序器350内之上述使用，爲本發明之許 用法之一。在另一變通實例中，本發明可用於一排序 内’用以一次一付工件地在兩個或多個匣體間傳送工件 在此貫例中，終端效應機1 〇 8如上所述伸入第一匣體取 由 連 制 另 機 知 人 多 出 11--裝--------訂---------族 (請I閱讀背面之注意事項寫本頁) -26- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 3ϋδΖ^υ Α7 五、發明說明（ 24 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 作 社 印 製 _付工件。接著，終端效應機移至第二匣體、進入匣體， :時下降而存置兩工件於一付鄰靠之匣體架子上。在此一 /、幻中上‘葉252在整個傳送過程中，仍留在其回歸位 置。哭、卜且根據本發明之機器人，可使用於不同於晶圓排序、、/、中言如，機器人丨⑻可安裝於一製程工具内或 2則方’用以形成晶圓上之積體電路。在此-實例中，機 蒜人100可在置於製程工具上之匣體與製程工具内用以在 加工過程中支撑晶圓之卡盤間，-次-付地傳送晶圓。 上斤迟上及下輪葉間之間隙，最好相同於工件匣體 内牛彳之間距，使得，使得工件可幾乎同時地自匣體中 取出及运回。可是，在一變通實例中，宜了解終端效應機 108 之上下輪葉 252間（間隙，可以略小於匣體内架 子〗〗 此只例可讓工件在不同時間自工件匣體取 出及/或C回在此貫例之工件取得過程中，終端效應機 首先向上私動而在ti時間，取得一工件彻a置於下輪葉25〇 上，，其後在時間h時，上輪葉252取得第二工件4_。同樣 地田根據本叙明运回工件時，終端效應機向下移動而在時 間^時自上輪葉252中存回工件4_，接著在時間^時自下 輪葉250存回工件4〇〇a。仏7 γ a 1丄 叶4_a。除了可容許在終端效應機及匣體 間:每w兩件地傳运工件外，本實例可容許兩工件自終端 A應機傳送至兩分離匣體，或自兩分離匣體傳送至終端效應機。在-較佳實例中，g體内之工件已諸如在本技藝中 爲吾人知曉地由負荷出入口總成標示，使得終端效應機 -----------觯裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----^------1 •^9! -27- 五、發明說明（25) r及/或支撑其上之工件，避免在E體内之工件與终端效 應機则’或是支撑其上之工件之不經意接觸。…文 在本4月另.文通貫例中，終端效應機1 〇 8可用以自— ϋ體中取出一件工件，同時如同由傳統式工件處理機哭人 f成就地1傳送工件至-排序器U體或其他指定地 ..占在此貝例中，上輪葉252可旋轉至一預備位置，並告 機器人H)0在其運動範圍中旋轉以完成期望之工件傳二 時’不會樓路且不生干擾。譬如，一半導體晶圓厘體一般 内25片晶圓。當前24片以12組每组兩片之方式加工後， 弟25片及最後晶圓可由單一之輪葉25〇處理，而輪葉252旋 轉預備位置。此-預備位置將隨變通實例中系統之特定形 態不同而變，其可當在系統中成形機器人時，由技術人員 依經驗而足。本發明之此—特性，提供重大優點，其中本 發明不但可操作爲一雙輪葉式終端效應機’同時提供本發 明之伸縮性’俾隨製造者之特別需求而以雙輪葉式或單輪 葉式終端效應機操作。 經濟部智慧財產局員工.消費合作社印製 及 成 葉 •在前述實例中，終端效應機1〇8包含一付可相互張開成 扇形之輪葉。然而’在另-變通實例中’期望終端效應機 108包含三個輪葉。在該一實例中，可以在終端效應機上 具$ —諸如上述輪葉250之靜止輪葉、一相對第一輪葉而 在第一方向張開成扇形之諸如上述辁葉252之輪葉、以 一與第一方向相反而在第二方向上、相對第一輪葉張開 扇形之第三輪葉。第三輪葉可類似於前述之上及下輪葉 另可添置第二獨立驅動系統，俾在上述用以旋轉"輪 *28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇 X 297公釐 B7 五、發明說明（26 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇 252,驅動系統284之外，$以旋轉第三輪葉。在前 兩輪葉式貫例中’驅動系統284與輪葉2W之旋轉轴同 i H式實例中’兩獨立式驅動件可旋轉軸共轴地相 互®置’或是驅動件可相互併置，而其來自驅動件之輸出 才#力通過诸如齒輪或皮帶機構傳送至個別輪葉。每一輪 料如上所述包含托架，俾以期望間RI相互定位輪葉之三 片葉片在較佳貫例中，此間隔可能相同於晶圓匣體内 晶圓間之間距，或是略小於晶圓間距。内含三輪葉之實 例，可經操作而一次三件地在匣體間、或在一匣體與三個 諸如三個排序器352之分離工作站間傳送工件。在此實例 中，期望任_或二個輪葉可如上所述在一已知之傳送操作 過程中，移動至一預備位置。在本發明另一變通實例中， 終端效應機108可包含兩輪葉，其均旋轉或安裝於終端效 應機上。在該一實例中，兩獨立驅動件可如上所述在一内 各二輪葉之貫例中，安裝於終端效應機1 〇8上。變通地， 單馬達可用以獨亙地旋轉個別輪葉。此一實例顯示諸如 於圖1 3及1 4中。根據圖1 3及1 4所示實例，輪葉370及372 可分別包含弓形切槽374及376，其靠近每一輪葉頭梢端成 形（亦即輪葉末端對立該支撑工件）。切槽374及376最好沿 著距離旋轉軸同一半徑Γ配置，其相互錯開，俾當輪葉僅 在一位於切槽374末端380及切槽376末端382之小重疊部位 3 7 8對正時，自頂部透視中重疊。 圖13及14所示實例另外包含一凸輪384，其安裝至前述 諸如驅動總成284之驅動，總成之輸出栓槽上。凸輪包含一 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 ) 508290 A7

五、發明說明（27 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 偏心銷386，其配置於驅動總成284及凸輪384旋轉軸之半 徑r上。當輪葉相互對正時，偏心銷386向下延伸配入每_ 切槽374, 376，同時配入重疊部位378。 當電流在第一方向通過驅動總成之馬達時，輸出栓槽在 諸如順時鐘之第一方向旋轉凸輪384。一旦凸輪384順時鐘 旋轉時，偏心銷接合切槽374末端380以順時鐘驅動輪葉 3 70。可是，凸輪之順時鐘旋轉，造成偏心銷僅自由地置 於切槽376内，而輪葉372仍留在回歸位置。另一方面當電 流在相反第一方向之第二方向通過驅動總成之馬達時，輸 出检漕在諸如上例之反射時鐘方向之第二方向旋轉凸輪 3 84。一旦凸輸384反時鐘方向旋轉時，偏心銷結合切槽 376末端382以反時鐘方向驅動輪葉372。可是，凸輸之反 時方向旋轉’造成偏心銷僅自由地置於切槽3 μ内，而 輪葉370仍留在回歸。兩輪葉當未經由個別彈簧（未圖示） 而被凸輪3 84作用時，可被偏置而留在回歸位置。另可配 置止動件，其結合個別輪葉以防止輪葉在彈簧 過回歸位置。 知 本實例另外增大由本發明提供之撓性，其中任一輪葉岣 可當另一輪葉用以接近工件時，移至預備位置。因此如果 期望接近一位於下輪葉上之工件卻沒有空間將上輪葉插入 工件匣體時，上輪葉可被旋轉至預備位置。同樣地，如果 期望接近一位於上輪葉上之工件卻沒有空間將下輪葉插入 工件匣體時，下輪葉可被旋轉至預備位置。 另知提供一具有多數個尖角之終端效應機，用以在其上 f n ϋ κι ϋ a^i n I n* I n n · a— 8— n n n n n fe,笮· n n ϋ n —a— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

508290 A7 B7 五 發明說明（ 28 支撑多數個工件。該一終端效應機發表於著名爲”直線晶 圓傳送系統，，之美國第5,647,718號專利中，該專利讓受= PRI自動态公司（pRI Aut〇mati〇n，Inc )，而該專利全文併入 本又參考。期望在本發明之另一變通實例中，在任一雙輪 葉/〜或一輪葉开^怨之每一輪葉，包含多數個尖角，每一 f角可在：上支撑一工件。每一輪葉上之尖角以及不同輪 |茉上之鄰靠尖角，最好相互間隔同一大小。此間隙最好相 同於工件匣體内之工件間距，或是略小於工件間距。 根據本發明，終端效應機108可經操作而在匣體間，一 次傳送多件工件。輪葉之尖角總數，可在一匣體内高至如 同诸如2 5個之工件切槽數目，使得終端效應機可傳送一匣 體内之所有物件至另一匣體（執行適當之標示過程以確保 在接收之匣體中，沒有工件置於其待被接收之位置上）。 又通地，夕數個工件可如上所述自一匣體傳送，接著輪葉 張開成扇形，俾在兩個或三個分離匣體或工件站之間，傳 送次組之多數個工件。宜了解單輪葉（在一雙個或三個 葉形態中）或雙輪葉（在一三個輪葉形態中），可如上所述 在一已知之傳送操作過程中，移至一預備位置。雖然本發 明已經在此詳細説明，但宜了解本發明不受限於此文發表 足實例。只要不偏離本發明在申請專利範圍中説明及定義 之精神或範疇，熟諳此藝者可進行各種改變、替代以及修 飾0 -31- 本紙m尺度過用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

請 閱 讀 背 面 之 注 意 事 再I 寫裝 本衣 頁I I I I I I 訂 # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508290

第090108683號專利申請案 中文說明書修正頁(91年8月） 五、發明説明（28a ) 元件參考符號說明 100 機器人 161 102 底座 162 104 頭梢連样 177 106 末梢連桿 178 108 終端效應機 179 112 圓筒形外罩 184 114 頂板 186 116 桅样 198 120 肩形驅動件 200 122 線型驅動件 206 124 載架 207 126 球形螺桿 208 127 軌道 209 128 馬達總成 210 137 無電刷馬達 214 138 調和式驅動減速系統 216 139 内部波形產生器 218 143 輸出轴桿 249 144 固定輪轂 250 145 輸出栓槽 251 146 固定輪轂 252 147 環形配接板 253 149 固定式馬達外罩 254 150 肘形驅動件 256 152 馬達支板 257 156 調和式驅動減速系統 260 驅動突面 滑輪 環形突面 固定輪轂 下方滑輪 大型橫向滚柱軸承 環封 條帶 條帶 固定板 環狀突面 滑輪 大型橫向滚柱韩承 環封 上方滑輪 條帶 條帶 螺釘 下輪葉 下輪葉底座 上輪葉 後方伸出部位 蓋板 固定螺釘 頂南螺釘 葉片 -313- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 508290 第090108683號專利申請案 中文說明書修正頁(91年8月） A7 B7 %年 %

補充I 五、發明説明（2sb ) 261 托架 262 末端 264 末端 266 轴線 268 真空出入口 269 橫向滚柱軸承 270 葉片 271 轴承 272 托架 274 指形件 276 指形件 278 末端 280 轴線 282 支柱 284 上輪葉驅動總成 286 開口 288 螺釘 290 輸出栓槽 292 卡盤 294 開口 296 固定螺釘 298 電連接件 300 光學感測器 302 半圓旗形物 303 平直邊緣 304 蓋件 350 晶圓排序器 352a 對準器 352b對準器 354 負荷出入口總成 356 控制器 357 圖形使用者介面 358a卡盤 358b卡盤 360 底座 362 感測器 364 視頻攝影機 365a缓衝器輪葉 365b 緩衝器輪葉 370 輪葉 372 輪葉 374 弓形切槽 376 弓形切槽 378 小重疊部位 380 末端 382 末端 384 凸輪 386 偏心銷 400a 工件 400b工件 -31b- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)

Claims (1)

1. 508290 Αδ Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 h種可同時支撑多數件工件之工件傳送機器人，包含： 一底座； 一 f 一連桿，可對應該底座旋轉； 一第二連桿，可對應該第一連桿旋轉；以及 一終端效應機’可相對該第二連桿旋轉，該終端效义 機包含-可支撑多數件工件中第_工件之第一輪葉，, 及：可支撑多數件工件中第二工件之第二輪葉，該第一 軲葉可對應該第二輪葉旋轉。 2· t據申請專利範圍第1項之工件傳送機器人，該第一石 第二輪葉具有共同之旋轉軸。 "·根據申請專利範圍第1項之工件傳送機器人，其中該聋 一輪葉固定安裝於該終端效應機上，而該第二輪葉可0 旋轉。 4.根據申凊專利範圍第i項之工件傳送機器人，其中該第 及弟一輪葉均可以旋轉。 y根據申請專利範圍第i項之工件傳送機器人，另外包令 士 I毛4、’.； ‘效應機上之第三輪葉，其可至少對應謂 第一及第二輪葉之一旋轉。 6·—種用於工件傳送機器人之終端效應機，其可同時支指 多數個工件，終端效應機包含： 第 工件支撑輪葉，其内含一底座； 一第二工件支撑輪葉，可旋轉安裝於該底座；以及 一驅動總成，支撑於該底座上，該驅動總成包含一 附至孩第二工件支撑輪葉之輸出軸桿，用以對應該第 •32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 裝 --訂-I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5取 508290 C8 ________ D8 六、申請專利範圍 工件支撑輪葉旋轉第二工件支撑輪葉。 7·根據申請專利範圍第6項之用於工件傳送機器人之終端 政應機，該底座包含一蓋板，該第二工件支撑輪葉可旋 轉安裝於該蓋板上。 8. 根據申請專利範圍第7項之用於工件傳送機器人之終端 效應機，另外包含用以將該蓋板連附至該底座之扣件， 孩扣件可調整該蓋板以及該對應底座之第二工件支撑輪 葉以及該第一工件支撑輪葉之平面度。 9. 根據申請專利範圍第6項之用於工件傳送機器人之終端 效應機，其中該第一及第二工件支撑輪葉間之間隙，大 體相同於終端效應機自其中取出第一及第二工件之匿體 内之第一及第二工件之間隙。 10·根據申凊專利範圍第6項之用於工件傳送機器人之終端 政應機’另外包含一固定安裝於該底座之感測器，用以 感測該第二工件支撑輪葉何時直接對正該第一工件支撑 輪葉之上。 11.根據申請專利範圍第6項之用於工件傳送機器人之終端 政應機，另外包含連通該第一工件支撑平台表面之低 壓，用以在第一工件之運送過程中，緊固第一工件於第 一工件支撑平台上。 12 ·根據申凊專利範圍第1 1項之用於工件傳送機器人之終端 效應機，另外包含連通該第二工件支撑平台表面之低 壓，用以在第二工件之運送過程中，緊固第二工件於第 二工件支撑平台上。 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） -n ϋ« n n« fen n Hal fen n mt— ml I I · n I mmm— νϋ n n n J 、 n n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

   、申請專利範圍 13·根據申請專利範圍第6項士 .^ ^ 闺矛，、〈用於工件傳送機器人 政應機，其中該驅動總成包 ^ ,. i s 一弟一驅動總成， >c機另外包含一第二驅動 i# k 一 > 、、 助、、悤成，用以對應該第二 旱輻茉旋轉該第一工件支撑輪葉。 14·根據申請專利範圍第6項泛田、人 ▲、， 用於工件傳送機器人 政應機，其中該驅動總成 _ 咏可以旋轉該第二工件 茉0 . 15.根據申請專利範圍第6項泛 眾，、〈用於工件傳送機器人 效應機，其中該驅動總成可 叫j焚轉fX第一及第二工 輪葉。 16· —種用於工件傳送機器人 < ^响政應機，此機器 第一組支撑表面與第二組支撑表面間傳送工件， 應機包含： 之終端 終端效 工件支 之終端 支撑輪 之終端 件支撑 人可在 終端效 至少一第一工件支撑輪葉，用以在第一翻 支撑表面與第二組支撑表面之支撑表面間， 支撑表面之 傳送至少一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一工件；以及 至少一第二工件支撑輪葉，用以在第-組支撑表面之 支撑表面與第二組支撑表面之支撑表面間， 第二工件，該至少第二工件支撑輪葉可對應 工件支撑輪葉移動； ~ 其中該至少第一及第二工件支撑輪葉，均 相同時間中，自該第一組支撑表面傳送該至 二工件。 17·-種用於X件傳送機器人之終端效應機，此機器人可在 傳送至少一 該至少第一 可在大體之 少第一及第 •34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8 B8 C8 D8

   、申請專利範圍 支撑表面與第：組支撑表面間傳送工件，終端效 愿機包含·· 二少—第—工件支撑輪葉，用以在第一組支撑表面之 一旱表面與第二組支撑表面之支撑表面間，傳送至少一 弟一工件；以及 二第二工件支撑輪葉，用以在第'组支撑表面之 f撑表面與第二組支撑表面之支撑表面間，傳送至少一 第一工件，该至少第二工件支撑輪葉可對應該至少第一 二件支撑輪葉移動； 其中該至少第-及第二工件支撑輪葉，均可在大體之 相同時間中’傳送該至少及第二工件至該第二組支 撑表面。 1M艮據中請專利範圍第} 7項之用於工件傳送機器人之終端 效應機’其中該至少第一及第二工件支撑輪葉，均可相 互張開成扇形。 19. 種万法，用以藉由一工件傳送機器人在一容器以及一 付用於工件之支撑表面間傳送工件，機器人包：可相互 對應旋轉之第-及第二工件支撑輪葉，此方法包含 步驟： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) (a) 當第一及第二輪葉大體呈相互重疊對正時，取得一 第一工件至第一支撑輪葉上； (b) 當第一及第二輪葉大體呈相互重疊對正時，取得一 第二工件至第二支撑輪葉上； (c) 相互張開第一及第二支撑輪葉成扇形； -35-

   申睛專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ⑷傳送第-工件至第一支撑表面·以及 (e)傳送第二工件至第二支撑表面。 =據申請專利範圍第19項之在—容器與一付用於工件之 =撑表面間傳送工件之方法，其中該取得第—工件之步 斗（a)以及取知第二工件之步驟⑻，大體上在同—時 〇 21·根據中請專利範園第19項之在—容器與__付用於工件之 支撑表面間傳送工件之方法，其中第—及第二支撑輪葉 在孩取得第二工件於第二支撑輪葉上之步驟⑻與傳送第 —工件至第二支撑表面之步驟（e)間，仍然大體上相互呈 重疊對正。 22.根據中請專利範圍第19項之在_容器與—付用於工件 支撑表面間傳送工件之方法，其當第一及第二支撑輪 相互張開呈扇形時，另外包含自第一支撑表面取得第 工件於第一支撑輪葉上之步驟⑴，以及當第一及第二 撑輪葉相互張開呈扇形時，重新自第二支撑表面取得 二工件於第二支撑輪葉上之步驟（g)。 23·根據申請專利範圍第22項之在一容器與一付用於工件 支撑表面間傳送工件之方法，其中該重新取得第一工α 於第一支撑輪葉上之步驟⑴，與該重新取得第二工件於 第二支撑輪葉之步驟（g)相較，發生於不同時間。 24·根據申請專利範圍第2 2項之在一容器與一付用於工件〜 支撑表面間傳送工件之方法，其中第一工件在該步驟（f) 中’被重新取得於第一支撑輪葉之中心上，而第二工 之葉 支第 之件 之 件 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 I裝 本 . 頁I ! I ! I I訂 # -36- 泰紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 i C8 D8 、、申請專利範圍 ^ ^ 在孩步驟（g)中，被重新取得於第二支撑輪葉之中心上。 S·根據申請專利範圍第22項之在一容器與一付用於工件之 支撑表面間傳送工工件之方法，另外包含在重新取得第 —工件於第二支撑輪葉之該步驟（g)之後，旋轉第一及第 二支撑輪葉，直至第一及第二支撑輪葉大體上呈相互重 疊對正之步驟（h)。 26· ~種用以加工工件之方法，包含在一加工工具中，以一 終端效應機於一容器及第一與第二支撑表面間傳送工件 之步驟，該終端效應機包含第一及第二工件支撑輪葉， 第一支撑表面具有與其關連之第一緩衝件位置，而第二 支撑表面具有與其關連之第二缓衝件位置，此方法包含 如下步驟： (a) 自容器中取得第一及第二工件於第一及第二工件支 撑輪葉上，其第一及第二工件支撑輪葉大體上呈相互重 疊對正； (b) 傳送第一及第二工件支撑輪葉上之第一及第二工件 至第一及第二支撑表面； (c) 加工該第一及第二工件； (d) 自容器中取得第三及第四工件於第一及第二工件支 撑輪葉上，其第一及第二工件支撑輪葉在該步驟（c)之加 工過程中，大體上呈相互重疊對正； (e) 傳送第一及第二工件支撑輪葉上之第三及第四工件 至第一及第二缓衝件位置； (f) 自第一及第二支撑表面取得第一及第二工件於該第

   (請先閱讀背面之注意事項^填寫本頁) »!裝 寫士 -n n n n n n^OJ· n n I n n -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 Χ 297公釐）

   圍範利 專請 09888 ABCD 〜及第二工件支撑輪葉上； (g) 傳送第三及第四工件至第一及第二支撑表面； (h) 加工第三及第四工件；以及 (i) 在该步驟（h)之加工過程中，傳送第一^及第二工件支 撐輪葉上之第一及第二工件回至容器内。 h •根據申請專利範圍第2 6項之用以加工工件之方法，另外 包含在该步驟（h)之加工之後，傳送該第三及第四工件回 至該第一及第二緩衝件位置之步驟⑴。 •根據申凊專利範園第2 6項之用以加工工件之方法，其中 在該步驟（a)中取得第一及第二工件於第一及第二工件支 撑輪葉，大體上呈同時發生。 29·根據申請專利範圍第2 6項之用以加工工件之方法，其中 在該步驟（b)中之傳送第一及第二工件至第一及第二支撑 平台，大體上呈同時發生。 30·根據申請專利範圍第2 6項之用以加工工件之方法，其中 在該步驟（d)中之取得第三及第四工件置於該第一及第二 工件支撑輪某’大體上呈同時發生。 31·根據申請專利範圍第2 6項之用以加工工件之方法，其中 在該步驟（e)中之傳送第三及第四工件至第一及第二缓衝 件之位置，大體上呈同時發生。 32·根據申請專利範圍第2 6項之用以加工工件之方法，其中 在該步驟（f)中之取得第一及第二工件於該第一及第二工 件支撑輪葉，大體上呈同時發生。 33.根據申請專利範圍第2 6項之用以加工工件之方法’其中 -38- 本紙張尺度_家標準(CNS)A4規格⑽x 297公釐)" 一 {請先閱讀背面之注意事項寫本頁} 裝 ----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508290 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 在該步驟（g)之傳送第一及第二工件至該第一及第二工件 支撑輪葉，大體上呈同時發生。 鰣 · (請先閱讀背面之注意事項同填寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 -39· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）