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KR20010043252A - 공축 구동축을 구비한 듀얼 아암 장치 - Google Patents

공축 구동축을 구비한 듀얼 아암 장치 Download PDF

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Publication number
KR20010043252A
KR20010043252A KR1020007012200A KR20007012200A KR20010043252A KR 20010043252 A KR20010043252 A KR 20010043252A KR 1020007012200 A KR1020007012200 A KR 1020007012200A KR 20007012200 A KR20007012200 A KR 20007012200A KR 20010043252 A KR20010043252 A KR 20010043252A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arm
assembly
drive shaft
drive
driven
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020007012200A
Other languages
English (en)
Inventor
데이비드 알. 뷰루
Original Assignee
스탠리 디. 피에코스
브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스탠리 디. 피에코스, 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 filed Critical 스탠리 디. 피에코스
Publication of KR20010043252A publication Critical patent/KR20010043252A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

기판이송장치(32)는 구동섹션(36)과, 이 구동섹션(36)에 연결된 가동형 아암조립체(38)를 갖는다. 구동섹션(36)은 독립적으로 회전가능한 구동축(76, 78)을 구비한 공축 구동축 조립체(50)를 갖는다. 가동형 아암조립체(38)는 두 개의 스카라 아암(56, 58)을 갖는다. 각각의 스카라 아암(56, 58)은 별도의 구동축(76, 78) 각각에 연결된 내측 아암(60, 66)을 갖는다. 각각의 스카라 아암(56, 58)의 외측 아암(62, 68)은 각 전동벨트(64, 70)에 의해 구동섹션(36)에 회전가능하게 고정된 풀리에 연결된다.

Description

공축 구동축을 구비한 듀얼 아암 장치{DUAL ARM APPARATUS WITH CO-AXIAL DRIVE SHAFTS}
미국 특허 제5,151,008호 및 제5,577,879호에는 단부 작동체를 구비한 스카라 아암(scara arm)에 관해 개시되어 있다. WO 94/23911 호에는 공축 구동축 조립체에 구동섹션을 구비한 관절형 아암 이송장치에 관해 개시되어 있다.
본 발명은 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판이송장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 특징을 내장하는 기판처리장치를 개략 도시하는 상부 평면도이고,
도 2는 로드 로크를 부착하고 도 1에 도시한 장치의 대기 섹션을 개략 도시하는 상부 평면도이고,
도 3은 도 2에 도시한 대기 로딩 섹션에 사용되는 기판 이송 로봇을 일부 절개한 사시도,
도 4는 도 3에 도시한 로봇의 가동형 아암 조립체의 사시도이며,
도 5a 내지 도 5e는 다섯 개의 상이한 위치에서 도 4에 도시한 가동형 아암 조립체의 상부 평면도이다.
본 발명 일 실시예에 따르면, 기판이송장치는 구동섹션 및 가동형 아암 조립체를 구비한다. 가동형 아암조립체는 이 구동섹션에 연결된 두 개의 종동아암조립체를 갖는다. 각각의 종동아암조립체는 상기 구동섹션의 공동 회전 축에 연결된 내측 아암과, 스카라 아암(scara arm)을 형성하기 위해 내측 아암에 회전가능하게 연결된 외측 아암과, 그리고 외측 아암과 구동섹션의 풀리 사이에 연결된 전동벨트를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판이송장치는 구동섹션 및 이 구동섹션에 연결된 가동형 아암조립체를 구비한다. 구동섹션은 두 개의 독립적으로 회전가능한 구동축과 회전가능하게 고정되는 풀리를 구비한 공축 구동축 조립체를 갖는다. 상기 가동형 아암조립체는 제1 구동축에 연결된 제1 종동아암조립체 및 제2 구동축에 연결된 제2 종동아암조립체를 구비한다. 제1 종동아암조립체는 제1 구동축에 연결된 내측 아암과, 스카라 아암을 형성하기 위해 내측 아암에 피봇운동가능하게 연결된 외측 아암과, 그리고 이 외측 아암을 회전가능하게 고정하는 풀리에 연결하는 전동부재를 구비한다.
본 발명의 일 방법에 따르면, 기판이송방법은 공축 구동축조립체를 구비한 구동섹션과, 이 구동섹션에 연결된 가동형 아암조립체를 갖는 로봇을 구비한 기판이송장치를 제공하는 단계를 포함한다. 가동형 아암조립체는 공축 구동축조립체 각각의 구동축에 별개로 연결된 두 개의 종동아암조립체를 구비한다. 이 방법은 제1 종동아암조립체를 이동하기 위해 제1 구동축을 회전하는 단계를 포함한다. 제1 종동아암조립체는 제1 구동축과 함께 회전하는 내측 아암과, 이 내측 아암에 대해 회전되는 외측 아암을 갖는다. 외측 아암은 이 외측 아암과 구동섹션에 회전가능하게 고정되는 풀리 사이에 연결된 제1 전동벨트에 의해 내측 아암에 대해 회전된다..
본 발명의 다른 방법에 따르면, 기판이송방법은 공축구동축조립체를 갖는 구동섹션과, 이 구동섹션에 연결된 가동형 아암조립체를 구비하여, 두 개의 종동아암조립체를 독립적으로 이동하기 위해 구동축을 독립적으로 회전하는 단계를 포함한다. 가동형 아암조립체는 공축 구동축 조립체 각각의 구동축에 별개로 연결되는 두 개의 종동아암조립체를 갖는다. 두 개의 종동아암조립체 각각은 구동섹션에 대해 두 개의 완전 연장 위치까지 제한된다. 양 구동아암에 대한 두 개의 완전연장위치는 약 180。 로 이격된다.
도 1에는, 본 발명의 특징을 내장하는 기판처리장치(10)의 상부 평면도가 개략적으로 도시되어 있다. 본 발명은 도면에 도시한 일 실시예를 참조로 기술하지만, 본 발명은 변형 실시예의 상이한 다른 변형 형태로 구현 가능하다. 또한, 적절한 크기, 형상 또는 형태의 부재 또는 재료가 사용될 수 있다.
기판처리장치(10)는 일반적으로 기판처리섹션(11) 및 기판로딩섹션(13)을 포함하고 있다. 기판처리섹션(11)은 일반적으로 로봇아암이송기구(12), 메인챔버(15)에 연결된 기판처리모듈(14) 및 로드로크(16)로 구성되어 있다. 기판처리섹션(11)은 당분야에 공지되어 있다. 따라서, 기판처리섹션은 본원에서 추가로 설명하지 않는다.
로드로크(16)의 전단부에는 기판로딩섹션(13)이 부착되어 있다. 한편, 도 2를 참조하면, 기판로딩섹션(13)은 일반적으로 청정실 벽(22)에 부착된 프레임(20), 기판 카세트 스토커(substrate cassette stocker, 24), 카세트 로드 포트(26), 기판 카세트 포드 도어 이송자(substrate cassette pod door remover, 28) 및 기판이송로봇(32)로 구성되어 있다. 스토커(24)는 복수 개, 예컨대 10개 또는 20개의 기판 카세트 또는 캡실(34)을 유지하도록 구성되어 있다. 카세트(34)는 당분야에 공지되어 있다. 각각의 카세트(34)는 그내에 기판을 별개로 지지할 수 있는 하우징을 구비하고 있다. 관례상 카세트는 열세개 또는 스물다섯개의 기판을 지지할 수 있다. 기판은 반도체 웨이퍼이지만, 본 발명에서는 플랫 패널 디스플레이 기판과 같은 다른 형태의 기판이 사용될 수 있다. 카세트는 또한 열세개 또는 스물다섯개 이상의 기판수를 유지할 수 있다. 카세트(34)는 사용자에 의해 로드 포트(26)에서 스토커(24)로부터 로드(load) 및 언로드(unload)된다. 스토커(24)는 도어 이송자(28)의 전면에 위치하기 위해 카세트를 이동시킨다. 도어 이송자(28)는 카세트(34)의 도어를 이동하여 로봇(32)에 의해 카세트의 내측으로 접근하도록 한다. 공구 스토커(24)는 스물개의 300mm, 13 웨이퍼 캡실 또는 열개의 300mm, 25 웨이퍼 캡실을 유지할 수 있는 용량을 갖는 것이 바람직하다. 두 개의 도어 제거 기구(28)는 캡실 액세스와 동시 동작한다. 로드 포트(26)는 자동 트레이 뿐만 아니라 자동 도어를 구비하고 있다. 공구스토거(24)는 실내를 1등급 환경 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 공구 스토커는 전용의 컨트롤러를 구비하고 있다. 로드 로크(16)는 또한 일정 간격의 스택에 복수 개의 기판을 별개로 지지하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3을 참조하면, 기판이송로봇(32)은 일반적으로 구동섹션(36)과 가동형 아암 조립체(38)를 포함하고 있다. 로봇(32)은 화살표 X 로 지시된 바와 같이 프레임(20)에 대해 직선형으로 로봇(32)을 이동시키는 이동기구(50)에 장착되는 것이 바람직하다. 이동기구의 일 형태의 일 실시예로는 미국 특허 출원 제08/891,523호에 개시되어 있고, 상기 특허출원은 본원에서 그 전부를 참고로 인용한다. 이동기구(50)는 프레임(20)의 트랙에 장착된 카(car, 52)를 포함하고 이 카(52)는 영역(54)을 따라 이동한다. 로봇(32) 및 이동기구(50)는 컴퓨터와 같은 컨트롤러(56)에 연결되어 있다. 컨트롤러(56)는 단부 작동체에 세 방향 이동, 즉 X, T 및 Z 또는 수직방향을 제공하기 위해 이동기구(50)와 로봇(32)의 이동을 제어하도록 구성되어 있다. 이는 소스 위치와 타켓 위치 사이에 이동기구(50)와 로봇(32)을 통해, 기판, 카세트(34), 로드 로크(16)를 이동하는데 사용된다. 바람직하게는 컨트롤러(56)는 기판처리섹션(11)의 컨트롤러의 동작과 제어를 상호 작용할 수 있는 프로그램 방법, 보다 상세하게는 로드 로크(16)에 정면 도어의 개방 및 밀폐 가능한 소정의 프로그램 방법을 구비하고 있다. 구동섹션(36)은 본원에서 그 전부를 참고로 인용하고 있는 미국 특허 제5,270,600호에 개시된 바와 같은 구동축 조립체를 갖는 자기구동시스템이 바람직하다. 본 실시예에 있어서 구동섹션(36)은 또한, 프레임(40), 수직방향 구동섹션(42), 두 개의 자기 구동섹션(44, 46), 풀리(48) 및 공축 구동축조립체(50)를 구비하고 있다. 프레임(40)은 개방된 전면부를 구비한 일반적인 골조형상(cage shape)으로 구성되어 있다. 프레임(40)은 카(52)에 부착 고정되어 있다. 두 개의 자기 구동섹션(44, 46)은 프레임(40)을 따라 수직방향 종방향 이동에 대한 프레임(40)의 트랙에 장착되는 하우징을 구비하고 있다. 수직방향 구동섹션(42)은 프레임(40)의 바닥에 부착되는 하우징과 스크루 핏팅(54)에 부착되는 나사축(52)을 구비하고 있다. 스크루 핏팅(54)은 구동섹션(46)의 바닥에 부착 고정되어 있다. 공축 구동축조립체(50)는 내측 축(76)과 외측 축(78)을 구비하고 있다. 이와 유사한 구동섹션은, 본원에서 그 전부를 참고로 인용하고, 1997년 6월 12일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제08/873,693호에 개시되어 있다. 그러나, 변형 실시예에 있어서, 다른 형태의 구동섹션을 구비할 수 있다.
또한 도 4를 참조하면, 가동형 아암 조립체(38)는 제1 종동아암조립체(56) 및 제2 종동아암조립체(58)를 포함하고 잇다. 제1 종동아암조립체(56)는 제1 내측 아암(60), 제1 외측 아암(62), 및 제1 전동벨트(64)를 포함하고 있다. 제2 종동 아암조립체(58)는 제2 내측 아암(66), 제2 외측 아암(68) 및 제2 전동벨트(70)를 포함하고 있다. 각각의 종동 아암조립체의 내외측 아암은 각각 서로에 대해 일렬로 연결되어 기판을 지지하기 위한 단부 작동체로서 기능하는 외측 아암의 외측 단부(72, 74)가 마련된 두 개의 스카라(scara) 아암을 형성하고 있다. 두 개의 내측 아암(60, 66)은 구동축(76, 78) 각각에 고정되게 연결되어 있다. 이와 같이, 외측 축(78)이 회전할 때, 제1 내측 아암(60)과 함께 회전한다. 내측 축(76)이 회전할 때, 제2 내측 아암(66)과 함께 회전한다.
도 3에 가장 잘 도시한 바와 같이, 외측 아암(62, 68)은 조인트(80, 82)에서 각각의 내측 아암(60, 66)에 회전가능하게 연결되어 있다. 본 실시예에 있어서 조인트에는 내측 아암(60, 66), 베어링(88), 롤러(90, 92) 및 축(94, 96)이 통과하는 구멍(84, 86)이 설치되어 있다. 제1 조인트(80)는 그 축(94)과 제1 외측 아암(62)에 고정 연결된 롤러(90)를 구비하고 있다. 제2 조인트(82)는 그 축(96)과 제2 내측 아암(66)에 고정되게 연결된 롤러(92)를 구비하고 있다. 베어링(88)은 구멍(84, 86)에 축(94, 96)을 회전가능하게 지지한다.
두 개의 전동벨트(64, 70)는 풀리(48)와 각각의 롤러(90, 92) 사이에 장착되어 있다. 풀리(48)는 상부 구동섹션(44)의 상부에 고정되게 연결되어 있다. 이와 같이, 풀리(48)는 구동섹션(44, 46)의 수직방향으로 이동하지만, 프레임(40)과 구동섹션(44, 46)의 하우징에 대해 회전가능하게 고정되어 있다. 본 실시예에 있어서, 두 개의 내측 아암(60, 66)은 구동섹션(36)의 대향 측면상에 약 180。 의 회전 영역 또는 실질적으로 두 개의 별도의 경로를 따라 중앙 공동 회전축(98)에 대해 회전가능하게 형성되어 있다. 두 개의 종동아암조립체(56, 58) 각각은 구동섹션(36)에 대한 세 개의 주요 위치, 즉 원래 수축 위치, 제1 방향 연장 위치 및 제2 대향 방향 연장 위치를 갖고 있다. 수축된 원래 위치는 도 2 및 도 5b에 도시되어 있다. 원래 위치에 있어서, 내측 아암(60, 66)은 로드 로크(16) 및 스토커(24)에 대략 평행하게 배향되어 있다. 외측 아암(62, 68)은 각각의 내측 아암에 대해 직접적으로 배향되어 있다. 제1 외측단부(72)는 제2 외측단부(74) 아래에 일정 간격으로 위치하고, 제1 외측단부(72) 상의 기판이 제2 외측단부(74) 아래를 통과하도록 한다.
도 5a 및 도 5c를 또한 참조하면, 도 5a는 그 원래 위치에서의 제1 종동아암조립체(56) 및 제1 연장 위치에서의 제2 종동아암조립체(58)를 도시한다. 도 5c는 원래 위치에서의 제1 종동아암조립체(56)와 그 제2 대향 연장위치에서의 제2 종동아암조립체(58)를 도시한다. 제2 종동아암조립체(58)가 그 제1 및 제2 연장 위치 사이를 이동할 때 원래 위치를 통과한다. 본 실시예는 제1 및 제2 연장위치에서 서로에 대해 정렬되는 내측 및 외측 아암(66, 68)을 구비하고 있다. 그러나, 내측 아암(66)의 회전 원호가 180。 보다 작을 때와 같이, 완전히 연장된 위치에서 서로에 대해 약간 경사진 내측 및 외측 아암을 구비할 수 있다. 내측 아암(66)의 위치는 내측 구동축(76)의 각도 위치에 의해 직접적으로 제어된다. 내측 아암(66)에 대한 외측 아암(68)의 위치는 제2 전동벨트(70)에 의해 직접적으로 제어된다. 풀리(48)는 회전가능하게 고정되기 때문에, 내측 아암(66)이 중앙 회전축(98) 상에 회전할 때, 제2 전동벨트(70)는 롤러(92)가 제2 내측 아암(66)의 단부에 대해 회전되도록 한다. 롤러(92)는 축(96)에 의해 외측 아암(68)의 후단부에 연결되기 때문에, 외측 아암이 내측방향으로 회전한 다음 두 개의 연장 위치 사이에 다시 외측방향으로 회전한다(도 5b에 도시한 원래 위치를 통과함). 카(52)(도 2 참조)는 단부(74)를 로드 로크(16) 또는 도어 이동자(28)의 두 개의 카세트(34) 중 어느 하나로부터 삽입 및 제거되도록 이동시킬 수 있다.
또한, 도 5d 및 도 5e를 참조하면, 도 5d는 원래 위치에서의 제2 종동아암조립체(58) 및 제1 연장 위치에서의 제1 종동아암조립체(56)를 도시한다. 도 5e는 원래 위치에서의 제2 종동아암조립체(58) 및 제2 대향 연장 위치에서의 제1 종동아암조립체를 도시한다. 제1 종동아암조립체(56)가 제1 및 제2 연장위치 사이를 이동할 때 원래 위치를 통과한다. 본 실시예에 있어서 제1 및 제2 연장 위치는 서로에 대해 정렬된, 예컨대 내측 아암(60)의 회전 원호가 180。 보다 작은 내측 및 외측 아암(60, 62)을 구비할 수 있다. 내측 아암(60)의 위치는 외측 구동축(78)의 각도 위치에 의해 직접적으로 제어된다. 내측 아암(60)에 대한 외측 아암(62)의 위치는 제1 전동벨트(64)에 의해 직접적으로 제어된다. 풀리(48)는 회전가능하게 고정되기 때문에, 내측 아암(66)이 중앙 회전축(98) 상에 회전할 때, 제1 전동벨트(64)는 제1 내측 아암(60)의 단부에 대해 롤러(90)를 회전시킨다. 롤러(90)가 축(94)에 의해 외측 아암(62)의 후단부에 연결되기 때문에, 외측 아암이 내측방향으로 회전한 다음 두 개의 연장 위치 사이에 다시 외측방향으로 회전한다(도 5b에 도시된 원래 위치를 통과함). 카(52)(도 2 참조)는 로드 로크(16) 또는 도어 이동자(28)에서 두 개의 카세트(34) 중 어느 하나로부터 삽입 및 제거되도록 단부(72)를 이동시킬 수 있다.
이러한 실시예로 외측 아암(62, 68)은 항상 축(76, 78) 상의 내측 아암의 대향 회전방향으로 각각의 내측 아암(60, 66)에 대해 회전한다. 내측 아암(60, 66)은 180。 이하의 제한된 회전 원호를 갖는다. 본 실시예는 로봇의 대향 측면상에서 로봇의 픽업(pick-up) 및 드랍오프(drop-off)를 허용한다. 두 개의 종동아암조립체(56, 58)는 동일 측면 또는 대향 측면상에 동시에 연장 및 후퇴될 수 있다. 종동아암조립체가 원래 위치에 있고 대향 연장 위치 사이에 있을 때 카(52)는 로봇(32)을 이동시킬 수 있다.
이러한 새로운 설계 개념은 공축 출력축과 메인 로봇 터릿에 위치한 고정형 풀리를 이용하여 독립적인 듀얼 아암에 대해 반경방향으로 운동하도록 한다. 이러한 설계 개념은 각각이 두 개의 아암 링크, 즉 하부링크 및 상부링크(단부 작동체)로 구성되는 듀얼 아암 설계이다. 이들 두 개의 아암의 동작 및 설계 구성은 두 개의 아암 세트 사이에, 미묘한 변화로 상부/하부 동일 측면 단부 작동체와 일치한다(즉, 단부 작동체(상부 링크)는 일 아암에서 다른 아암까지 동일 평면에 존재하지 않는다). 두 개의 아암은 하나의 아암이 상부 단부 작동체를 포함하고 다른 아암이 하부 단부 작동체를 포함하도록 구성된다.
아암 조립체(58)에 대해, 아암의 하부 링크는 직접적으로 공축 구동의 내측 출력 축에 직접적으로 부착되어 있다. 특정 아암의 단부 작동체(상부 링크)는 엘보우(elbow)의 하부 링크에 부착되어 있고 회전 운동은 허용하지만 복식의 베어링 세트(duplexed bearing set)를 이용하여 공축 아암을 구속한다. 특정 아암의 단부 작동체(상부 링크)는 벨트, 케이블, 또는 단부 작동체(상부 링크)와 로봇 구동의 회전 풀리에 부착 고정된 롤러를 통해 고정되는 밴드에 의해 구동된다.
아암 조립체(56)에 대해, 아암의 하부 링크는 공축 드라이브의 외측 출력축에 직접적으로 부착되어 있다. 특정 아암의 단부 작동체(상부 링크)는 엘보우의 하부링크에 부착되어 있고 회전 운동은 허용하지만 복식의 베어링 세트를 이용하여 공축 아암을 구속한다. 특정 아암의 단부 작동체(상부 링크)는 벨트, 케이블, 또는 단부 작동체(상부 링크)와 로봇 구동의 회전 풀리에 부착 고정된 롤러를 통해 고정되는 밴드에 의해 구동되고 로봇 드라이브는 아암 조립체(58)에 사용한다.
공축 축조립체에 의해, 축은 독립적으로 제어되고 로봇 아암은 적용에 따라 동시에 또는 독립적으로 작업한다. 양 아암 조립체(56, 58)가 동시에 작업하면, 이들 양 조립체는 연장할 수 있고 로봇은 동시에 동일 속도로 들어올려질 수 있다. 이러한 동작 모드는 동일한 웨이퍼 정지 위치와 단부 작동체 피치(이들 사이의 거리)에 의존한다. 이러한 구조에 의해, 추가의 수직방향 운동이 순차로 부가되면 웨이퍼는 정지면과 단부 작동체의 피치가 상이할 수 있다.
현재 웨이퍼와 플랫 패널 시장에 사용되는 로봇 아암은 다음의 아암 설계 형태 중 하나를 이용한다.
스카라(SCARA) - 두 개의 링크 아암 (듀얼 대향 또는 단일 단부 작동체)
프로그 레그(Frog Leg) - 4 바아 링크 (단일 단부 작동체)
쌍대칭(Bisymetric) - 듀얼 4 바아 링크 (듀얼 대향 단부 작동체)
리프 프로그(Leap frog) - 듀얼 4 바아 링크 (듀얼 동일 측면 단부 작동체)
듀얼 아암 스카라(Dual Arm SCARA) - 두 개의 독립 드라이브 SCARA 아암 (듀얼 동일 측면 단부 작동체)
본 발명의 목적은 듀얼 아암 스카라 아암 설계 및 리프 프로그 아암 설계에 사용되는 개념을 개선하는 데에 있다.
리프 프로그 아암은 4 바아 링크를 통해 공동 로봇 동심 축 구동에 연결된 두 개의 단부 작동체를 간단히 구비함으로써 세타(theta) 축으로 회전 없이 웨이퍼 스왑(wafer swap)이 구동축과 동심이 되도록 한다. 이들 단부 작동체는 동일 측면이지만, 다른 높이로 위치하고 있다. 이것은 웨이퍼 스왑이 발생하지만, 아암은 듀얼 웨이퍼를 동시에 픽업하거나 위치할 수 없기 때문에 제한된다. 모든 링크는 동일 구동축에 연결되어 있다.
듀얼 아암 스카라는 동시에 또는 리프 프로그 아암과 같이 독립적으로 동작하는 두 개의 독립한 종동 스카라 아암을 이용함으로써 세타 축으로 회전 없이 웨이퍼 스왑을 허용한다. 이 경우에 있어서, 로봇 드라이브 내에 포함하는 독립한 아암 구동이 필요하다. 이는 추가 비용이 발생하고 추가 모터가 필요하기 때문에 제어가 복잡하게 된다. 구동 방법은 설계에 따라 다양할 수 있지만, 최소 3 모터가 이러한 픽업 및 위치 동작을 수행하는 데에 요구된다. 리프 프로그에서와 같이, 이들 단부 작동체는 동일 측면이지만, 다른 높이로 위치한다. 이러한 구조는 스왑을 허용하지만 리프 프로그 아암에 부과된 웨이퍼 이송의 종속 한계는 갖지 않는다.
본 발명은, 한편으로, 공축 구동을 구비한 독립한 또는 듀얼 웨이퍼 이송을 허용한다.
이 로봇 아암은 세 개의 모드로 동작할 수 있다.
1. 리프 프로그 아암 구조와 동일 방법으로 웨이퍼를 스왑한다. 이 동작은 세타 축 회전이 필요 없다.
2. 단일 픽업 운동으로 인접 위치에서 두 개의 독립 웨이퍼(즉, 웨이퍼 카세트)를 선택할 수 있다.
3. 추가의 수직방향 축 운동과 오프셋 이송 시간을 사용하여 다른 높이에서 다수의 웨이퍼를 선택할 수 있다(선택 또는 위치).
본 발명은 다음을 제공한다.
- 아암이 독립적으로 구동되기 때문에 독립한 듀얼 동일 측면 아암은 리프 프로그 기술로 부터 벗어난다.
- 이러한 새로운 개념은 두 개의 모터만으로 공축 구동을 이용하기 때문에 듀얼 스카라 아암으로부터 벗어난다.
- 본 구조에 있어서 상부 링크는 단부 작동체가 되므로 스카라형 아암에서 통상적으로 발견되는 세 개 링크 아암과 상이한 두 개의 링크 아암이다.
- 본 구조에 있어서, 웨이퍼가 단부 작동체에 부착되기 때문에 반경방향 축으로 아암이 연장할 때 웨이퍼는 회전한다. 정렬이 필요한 경우, 웨이퍼의 각도 회전은 이러한 아암 동작 이전에 주지하여야 한다. 아암/로봇 드라이브는 오프셋 값을 보정할 수 있다.
전술한 설명은 본 발명의 예증이라는 것을 이해할 것이다. 본 발명으로 부터 벗어나지 않고 당분야 당업자에 의해 각종 변화 및 변형이 안출될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 해당하는 모든 변형, 변화 및 변동을 포함한다.

Claims (27)

  1. 구동섹션 및
    이 구동섹션에 연결된 가동형 아암조립체를 구비한 기판이송장치로서,
    상기 가동형 아암조립체는 두 개의 종동아암조립체를 갖고, 각각의 종동아암조립체는 상기 구동섹션의 공동 회전 축에 연결된 내측 아암과, 스카라 아암(scara arm)을 형성하기 위해 상기 내측 아암에 회전가능하게 연결된 외측 아암과, 그리고 외측 아암과 구동섹션의 풀리 사이를 연결하는 전동벨트를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동섹션은 제1 종동아암조립체의 내측 아암에 연결된 제1 구동축과, 제2 종동아암조립체의 내측 아암에 연결된 제2 구동축을 구비하는 공축 구동축조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동섹션은 상기 공축 구동축조립체를 수직방향으로 이동하고 상기 가동형 아암조립체를 수직방향으로 이동하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 풀리는 구동섹션에 회전가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  5. 제4항에 있어서, 두 개의 종동아암조립체 각각은 약 180。 로 이격된 두 개의 완전 연장 위치까지 제한되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  6. 제5항에 있어서, 두 개의 종동아암조립체의 외측 아암의 말단부는 두 개의 연장 위치 사이의 공동 축을 통과하며, 외측 아암 중 하나의 말단부는 다른 외측 아암의 말단부를 통과하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  7. 제1항에 있어서, 프레임과 이 프레임에 대해 구동섹션을 이동하기 위한 이동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동기구는 프레임의 직선형 경로를 따라 이동하기 위해 프레임에 이동가능하게 장착되는 카(car)를 포함하고 상기 구동섹션은 상기 카에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 구동섹션은 상기 카에 고정되게 부착되는 케이지(cage)와, 이 케이지 내측에 케이지의 일 측면에만 부착되는 두 개의 적층gud 구동모듈과, 그리고 가동형 아암조립체에 부착되고 구동모듈에서 연장하는 두 개의 회전형 공축(coaxial shaft)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  10. 두 개의 독립적으로 회전가능한 구동축과 회전가능하게 고정되는 풀리가 마련된 공축 구동축 조립체를 갖는 구동섹션 및 이 구동섹션에 연결된 가동형 아암조립체를 구비하는 기판이송장치로서, 상기 가동형 아암조립체는 제1 구동축에 연결된 제1 종동아암조립체 및 제2 구동축에 연결된 제2 종동아암조립체를 구비하고, 제1 종동아암조립체는 제1 구동축에 연결된 내측 아암과, 스카라 아암을 형성하기 위해 피봇운동가능하게 내측 아암에 연결된 외측 아암과, 그리고 이 외측 아암을 회전가능하게 고정하는 풀리에 연결되는 전동부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구동섹션은 공축구동축조립체를 수직방향으로 이동하고 가동형 아암 조립체를 수직방향으로 이동하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 종동아암조립체는 약 180。 로 이격된 두 개의 완전 연장 위치까지 제한되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 종동아암조립체의 외측 아암의 말단부는 두 개의 완전 연장 위치 사이를 이동할 때 제1 구동축을 통과하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  14. 제10항에 있어서, 프레임과 이 프레임에 대해 구동섹션을 이동하기 위한 이동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 이동기구는 프레임의 직선형 경로를 따라 이동하기 위해 프레임에 이동가능하게 장착된 카를 포함하고 상기 구동섹션은 상기 카에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  16. 공축구동조립체를 구비한 구동섹션과, 이 구동섹션에 연결되고 공축 구동축 조립체 각각의 구동축에 별개로 연결된 두 개의 종동아암조립체를 구비한 가동형 아암조립체로 이루어진 로봇을 기판이송장치에 제공하는 단계와, 그리고
    제1 구동축과 함께 회전하는 내측 아암과, 이 내측 아암에 대해 회전되는 외측 아암을 갖는 제1 종동아암조립체를 이동하기 위해 제1 구동축을 회전하는 단계를 포함하는 기판이송방법으로서,
    외측 아암은 외측 아암과 구동섹션에 회전가능하게 고정되는 풀리 사이를 연결하는 제1 전동벨트에 의해 내측 아암에 대해 회전되는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 회전하는 단계는 두 개의 완전 연장 대향 위치 사이에 제1 종동아암조립체를 이동하기 위해 약 180。로 제1 구동축을 회전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  18. 제17항에 있어서, 제1 종동아암조립체가 두 개의 완전 대향 연장 위치 사이를 이동할 때 외측 아암의 말단부는 그 위의 기판을 지지하고 공축 구동축조립체 상을 통과하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  19. 제18항에 있어서, 제2 구동축과 회전하는 내측 아암과 제2 종동아암조립체의 내측 아암에 대해 회전하는 외측 아암을 구비하는 제2 종동아암조립체를 회전하는 단계를 더 포함하며, 제2 구동축이 회전할 때 제2 종동 아암조립체의 내측 아암에 대해 제2 종동아암조립체의 외측 아암을 회전하기 위해 제2 전동벨트는 회전가능하게 고정되는 풀리와 제2 종동아암조립체의 외측 아암 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 종동아암조립체를 회전하는 단계는 두 개의 완전 연장 대향 위치 사이의 제2 종동아암조립체를 이동하기 위해 약 180。 로 제2 구동축을 회전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제2 종동아암조립체가 두 개의 완전 연장 대향 위치 사이를 이동할 때 상기 제2 종동아암조립체의 외측 아암의 말단부는 그 위의 기판을 지지하고 공축 구동축조립체를 통과하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 기판이송장치에는 프레임과 이 프레임에 대해 로봇을 이동하기 위한 이동기구가 구비되고, 이 이동기구는 카에 부착되는 로봇을 구비한 프레임에 이동가능하게 장착된 카를 갖는 기판이송방법으로서, 프레임에 대해 적어도 하나의 기판을 로봇이 이동하기 위해 프레임을 따라 카를 이동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 기판이송방법.
  23. 공축 구동축조립체를 갖는 구동섹션과, 이 구동섹션에 연결되고 공축 구동축조립체의 각각의 구동축에 별개로 연결되는 두 개의 종동아암조립체를 갖는 구동섹션에 연결된 가동형 아암조립체를 구비한 기판이송장치를 제공하는 단계와,
    두 개의 종동아암조립체를 독립적으로 이동하기 위해 구동축을 독립적으로 회전하는 단계를 포함하며, 두 개의 종동아암조립체 각각은 구동섹션에 대해 약 180。 로 이격된 두 개의 완전 연장 위치까지 제한되는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 독립적으로 회전하는 단계는 구동축 회전에 의한 완전 연장 위치와 완전 연장 위치에서 기판을 픽업(pick-up) 및 드랍 오프(drop off)를 위해 회전 없이 구동섹션의 정지사이에 공축 구동축조립체에 기판을 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 독립적으로 회전하는 단계는 약 180。 로 고정 회전을 제한 각도로 두 개의 구동축을 회전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  26. 제23항에 있어서, 두 개의 종동아암조립체는 실질적으로 동시에 구동섹션의 대향측면상에 기판을 픽업 및 위치하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
  27. 제23항에 있어서, 각각의 종동아암조립체는 내측 아암과 외측 아암을 구비한 스카라 아암이며, 내측 아암의 회전이 외측 아암을 각각의 내측 아암에 대해 회전되도록 전동벨트는 구동섹션에 회전가능하게 고정되는 풀리에 외측아암을 연결하는 것을 특징으로 하는 기판이송방법.
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