KR20070021310A - 이중 새크라 아암 - Google Patents

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브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드
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Abstract

기판 운송 장치는 구동부 및 스카라 아암을 이동시키도록 상기 구동부에 작동가능하게 연결되는 스카라 아암을 구비한다. 상기 스카라 아암은 상측 아암과 적어도 하나의 전방아암을 구비한다 상기 전방아암은 상기 상측 아암에 이동가능하게 장착되며 그 상부에 기판을 지지할 수 있다. 상기 상측 아암은 실질적으로 경질이며 상기 상측 아암의 소정의 치수를 변화시키도록 조절될 수 있다.
기판 운송 장치

Description

이중 새크라 아암{Dual sacra arm}
본 발명은 2004년 9월 6일에 출원된 미국 가출원 제60/578,571호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용은 모두 본원에 편입된다.
본 발명은 기판 운송 장치에 관한 것이다.
더욱 저렴한 전자 장치에 대한 소비자의 계속적인 요구는 효율을 향상시키도록 장치의 제조자들에 압력을 계속 유지하고 있다. 사실, 최근의 시장 상황에서, 많은 장치들과 이러한 장치에 사용되는 많은 전자적 구성요소와 반도체 구성요소는 필수품이 되고 있다. 효율을 증가시키기 위한 전자 장치 및 반도체 장치의 제조자에 대한 요구는 모든 수준에서 분명하게 나타나고 있으며, 특히, 설계, 구조 및 제조 공장에서의 작동에서 중요하다. 주어진 제조 공장의 효율성을 측정하기 위한 하나의 유니트는 단위 영역에 대한 출력값(예를 들어 FT2에 대한 출력값)이다. 이러한 단위 측정으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제조 공장의 효율은 제조 공구당 제조율을 증가시키거나 주어진 사이즈(공간/풋프린트(footprint) 포장재)의 작업 공간을 증기시키거나, 또는 제조 공장 내에서의 보다 큰 작업 스테이션 밀도를 발생시키는 작업 스테이션의 크기를 감소시킴으로써 증가된다. 따라서, 다양한 노력 인 제조율을 향상시키기 위하여 시도되었다. 다수의 이러한 시도는 보다 빠른 스왑 시간(swap time)(즉, 처리 모듈로부터 시편을 제거하고 새로운 시편으로 그것을 교체하는 것에 관련된 시간)을 제공할 수 있는 운송 장치를 제공하는 것에 관련된다. 다른 시도는 제조 공구의 전체 풋프린트를 감소시키는 것에 관련된다. 알려진 바와 같이, 제조 시스템 자체로부터 발생되는 본질적인 제조 효율을 향상시키려는 이러한 노력에 대하여 작동하는 제약사항이 있다. 예를 들어, 제조자들은 최근에 일반적인 반경방향 공구 레이아웃을 보이는 200mm 및 30mm 웨이퍼의 배치 처리(batch process)에 대한 제조 시스템 구조를 선호한다. 이것은 운송 장치의 전체 풋프린트에 영향을 주게 되는 다른 공구 모듈로 웨이퍼를 운송하는 운송 장치의 이러한 연장선상을 정의한다. 알려진 바와 같이, 일반적인 운송 장치에서, 행정 거리(reach)가 길어질수록 풋프린트도 커지게 된다(예를 들어, 운송 요소상에서 링크가 길어질수록 더욱 길어진 행정 거리(reach)를 수용하도록 사용된다). 일반적인 운송장치의 예는 미국 특허 6,669,434호에 설명된다. 이러한 일반적인 장치는 베이스 아암과 이러한 베이스 아암의 동알한 단부/팁으로부터 지지되는 제 1 및 제 2 전방 아암을 가지는 이중 아암 기판 운송 유니트이다. 상당히 콤팩트한 전체 풋프린트를 제공함에도, 이러한 일반적인 운송 장치는 베이스 아암의 일단부 상에 2개의 전방 아암을 장착하는 동적 효과에 부분적으로 기인하여 보다 길어진 스왑 시간을 경험하게 된다(예를 들어, 증가된 극관성 모멘트, 스냅시의 아암의 연장/수축시에 기판 운송 속도는 베이스 아암 운동 또는 잇점을 구비하지 않는다). 예시적인 실시예에 편입된 바와 같은 본 발명은 하기에서 보다 상세하게 설명되는 일반적 인 운송 장치의 문제점을 극복한다.
예시적인 일실시예에 따르면, 기판 운송 장치가 제공된다. 상기 장치는 구동부, 및 스카라 아암(scara ram)을 포함한다. 상기 스카라 아암은 스카라 아암을 운동시키도록 상기 구동부에 작동가능하게 연결된다. 상기 스카라 아암은 상측 아암과 상기 상부 아암상에 이동가능하게 장착되며 그 상부에 기판을 지지할 수 있는 적어도 하나의 전방 아암을 포함한다. 상부 아암은 상기 상측 아암의 소정의 치수를 변화시키기 위하여 조절될 수 있는 실질적으로 단단한 링크이다.
다른 실시예에 따르면, 기판 운송 장치가 제공된다. 상기 장치는 구동 부 및 스카라 아암을 포함한다. 상기 스카라 아암은 상기 스카라 아암을 이동시키기 위하여 상기 구동부에 작동가능하게 연결된다. 상기 스카라 아암은 상부 아암 및 적어도 하나의 전방 아암을 포함한다. 상기 전방 아암은 상기 상부 아암상에 이동가능하게 장착되며 그 상부에 기판을 지지할 수 있다. 상기 상부 아암은 실질적으로 경질의(rigid) 제 2 아암부에 해제가능하게 부착되는 실질적으로 단단한 제 1 아암부를 가지는 실질적으로 경질 부분이다. 해제된 제 1 아암부가 상부 아암의 소정의 치수를 변화시키도록 제 2 아암부에 대하여 이동하게 된다.
다른 실시예에 따르면, 기판 운송 장치가 제공된다. 상기 장치는 구동부와 스카라 아암을 포함한다. 상기 스카라 아암은 상기 구동부에 이동가능하게 연결된다. 상기 스카라 아암은 상부 아암, 제 1 전방아암, 및 제 2 전방 아암을 포함한다. 상기 상부 아암은 상기 구동부에 대하여 회전하는 제 1 축에 대하여 회전하도록 구동부에 회동가능하게 연결된다. 상기 상부 아암은 대향 단부에서 종단되는 길다란 선형의 부재이다. 상기 상부 아암은 상기 구동부에 대하여 위치되어, 제 1 회전축은 상기 상부 아암의 대향 단부의 일단부에 있게 된다. 상기 제 1 전방 아암은 그에 의존하는 제 1 단부 이펙터를 구비한다. 상기 제 1 전방 아암은 상기 상부 아암의 대향 단부의 다른 단부에서 상부 아암에 회동가능하게 연결된다. 제 1 전방 아암과 상부 아암 사이의 연결부는 스카라 아암의 제 1 엘보 연결부를 형성한다. 제 2 전방 아암은 그에 의존하는 제 2 단부 이펙터를 가진다. 상기 제 2 전방 아암은 상기 상부 아암의 대향 단부의 다른 단부에서 상부 아암에 회동가능하게 연결된다. 상기 제 2 전방 아암과 상부 아암 사이의 연결부는 상기 스카라 아암의 제 2 엘보 연결부를 형성한다. 상기 제 1 엘보 연결부 및 제 2 엘보 연결부는 서로 독립적이다.
본 발명의 전술한 특징과 다른 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 본 발명의 특징을 편입한 기판 운송 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 운송 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 운송 장치의 구동부의 확대된 부분 단면도이다.
도 4-4a는 운송 장치의 주평면도 및 운송 장치의 상부 아암의 제 2 평면도이며(명확성을 위하여 전방 아암과 단부 이펙터는 이 도면에서 생략됨), 제 1 구조 에서 배치된 장치의 상부 아암을 구비한 운송 장치의 풋프린트을 도시한다.
도 5-5a는 운송 장치의 다른 주 평면도 및 다른 구조로 배치된 장치의 상부 아암을 구비한 운송 장치의 상부 아암의 다른 제 2 평면도(명확화를 위하여 전방 아암과 단부 이펙터는 이 도면에서 생략됨)이다.
도 6-6a는 운송 장치의 또다른 주요 평면도와 다른 구조로 배치된 상기 장치의 상부 아암을 구비한 운송 장치(명확화를 위하여 전방 아암과 단부 이펙터는 이 도면에서 생략됨)의 상부 아암의 또다른 제 2 평면도를 각각 나타낸다.
도 7은 다른 실시예에 따른 기판 운송 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 장치가 신장된 상태로 도시된, 또다른 실시예에 따른 운송 장치의 개략적인 평면도이다.
도 9는 수축된 장치의 풋프린트 주변을 도시하며 레지스터 위치로 수축된 상기 장치를 도시하는 도 8의 장치의 또다른 개략적인 평면도이다.
도 10은 도 8의 기판 운송 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10a는 또다른 실시예에 따른 기판 운송 장치의 일단부의 부분 평면도이다.
도 11은 또다른 실시예에 따른 기판 운송 장치의 전방 아암 및 상부 아암의 부분 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 특징을 구비한 기판 운송 장치(10)의 사시도가 제공되는데 이는 본 발명의 일실시예에 따른 것이다. 본 발명은 도면을 참조한 실 시예에 따라 설명될 것이지만, 본 발명은 실시예의 선택적인 예에 의해 구현된다. 추가적으로 적절한 크기 및 구성요소의 형상 및 유형 및 재료가 사용될 수 있다.
도 1에서, 상기 기판 운송 장치(10)는 예를 들어 200 mm 또는 300 mm 의 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼(S)를 운송하는데 사용되는 것으로 도시되어 있다. 여기서 설명된 예시적인 실시예에 따르면, 운동 장치는 200 mm 또는 300 mm 의 반도체 웨이퍼(이미 언급됨), 반도체 포장 기판(고밀도 연결 HOI), 반도체 처리 이미지 플레이트(마스크 또는 레티클) 및 평판 패널 표시장치용 기판을 포함하는 임의의 원하는 평판 작업 시편을 다루는데 적절한 것이다. 상기 장치(10)는 처리 과정 또는 워크스테이션(미도시)의 일반적으로 도시된 운송 챔버(P) 내에 배치된 바와 같이 도 1에 도시되어 있다. 상기 운송 챔버(P)는 상기 장치(10)가 출발부와 목표부 사이에서 기판(S)을 운송하는데 관련되는 자유/개방 공간 포장을 제공한다. 운송 챔버의 크기는 적어도 임의의 부분에서 운송 장치의 풋프린트에 영향을 받는데, 일실시예의 구성에 따른 장치(10)는 상기 챔버(P)의 크기가 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이 운송 장치의 주어진 행정 거리에 대하여 최소화되는 것을 허용한다. 이러한 실시예에서의 운송 챔버(P)는 워크스테이션의 환경부에 배치되거나 상기 워크스테이션의 대기적으로 제어되거나 고립된 부분의 일부일 수 있다. 예를 들어, 상기 운송 챔버(P)는 워크스테이션의 주변 환경 전방 단부 모듈의 일부이다. 이 경우, 상기 운송 장치(10)는 로딩 스테이션(예를 들어 로딩부)(미도시)로부터 로드 체결부 또는 처리 모듈 (미도시) 및 그 반대로 운송 챔버를 통하여 기판(S)을 이동시키는데 사용된다. 이 경우, 운송 챔버(P)는 워크스테이션의 대기적으로 제어된 부분 내에 배치되며, 상기 운송 장치(10)는 상기 로드 체결부(환경부로부터 대기적으로 제어된 부분의 제어된 대기를 격리하거나 서로 다른 대기와 다른 대기적으로 제어된 부분을 격리함)와 물질 증착, 에칭 마스킹, 리소그래피, 예를 들어 가열식 챔버와 같은 기판 처리 챔버(미도시) 사이에서 기판을 운송하는데 사용된다. 본 발명에 따른 상기 장치(10)는 환경 운송 챔버 또는 대기적으로 제어된(예를 들어, 진공, 불활성 기체, N2) 챔버에서 동일하게 작동한다. 상기 운송 장치(10)는 챔버(P)에 고정되거나, 그 전체가 본원에 편입되는 미국 특허 6,139,245호에 예시적으로 설명된 바와 같이 이동식 차량 또는 셔틀(미도시)상에 장착될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 기판 운송 장치(10)는 구동부(30) 및 이동식 아암 조립체(36)를 포함한다. 일반적으로 나비로 지칭되는 상기 아암 조립체(36)는 2개의 단부 이펙터(38, 39)에서 종단되는 스카라 아암을 구비한다. 상기 아암 조립체(36)는 상부 아암의 대향 단부(66R, 66L)에 의존하는 2개의 전방 아암(74, 106) 및 상부 또는 베이스 아암(66)을 포함한다. 상기 아암 조립체(36)는 어깨부 조인트(35)(도 2 참조)에서 회전하고(도 1에서 화살표 θ로 표시된 방향으로) 상기 챔버(P)상의 원하는 위치를 구비하는 원하는 모듈(미도시)로부터 기판을 집어올리거나 모듈로 상기 기판을 위치시키기 위하여 상기 아암 조립체 상의 단부 이펙터(38, 39)를 연장/수축(화살표 R 방향으로)시키도록 상기 구동부(30)에 연결된다 상기 상부 아암(66)은 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이, 최적 위치(스왑 시간을 감소시키기 위하여)에서 상기 단부 이펙터(38, 39)를 유지하면서 최소의 풋프린트으 로 운송 장치(10)를 제공하도록 조절된다.
상기 장치(10)의 부분적 단면과 확대된 단면을 도시하는 도 2 및 3을 참조하면, 상기 구동부(30)는 수직 구동부(미도시) 및 회전 구동부(34)를 포함한다. 상기 수직 구동부는 상기 수직축(Z)(도 1 참조)를 따라 상기 장치(10)를 올리거나 낮출수 있다. 적절한 유형의 수직 이동 시스템이 사용된다. 적절한 예는 본원에 완전히 편입되는 미국 특허 5,894,760호에 설명되어 있다. 선택적인 실시예에서, 상기 운송 장치의 구동부는 수직 구동부를 구비하지 않는다. 도 2-3의 실시예에서, 상기 회전 구동부(34)는 각각의 전방 아암(74, 106) 및 상부 아암(66)을 독립적으로 이동시키는 모터를 구비한다. 선택적 실시예에서, 상기 회전 구동부는 다소간의 모터를 구비한다. 이러한 실시예에서, 상기 회전 구동부(34)는 상부 아암(66)이 상기 구동부의 프레임 캐이스에 회동가능하게 연결되는 어깨부 또는 베이스 조인트(35)에 위치된다. 선택적인 실시예에서, 회전 구동부는 다른 적절한 위치에 배치된다. 상기 회전 구동부(34)는 구동 샤프트 조립체(41)와 3개의 모터(42, 44, 46)를 포함한다. 선택적인 실시예에서, 상기 구동부는 3개 이상의 모터를 구비할 수 있다. 상기 구동 샤프트 조립체(41)는 3개의 구동 샤프트(50a, 50b, 50c)를 구비한다. 선택적인 실시예에서, 3개 이상의 구동 샤프트가 제공될 수 있다. 제 1 모터(42)는 스테이터(48a) 및 상기 중간 샤프트(50a)에 연결된 로터(60a)를 포함한다. 상기 제 2 모터(44)는 스테이터(48b) 및 상기 외측 샤프트(50b)에 연결된 로터(60b)를 포함한다. 상기 제 3 모터(46)는 스테이터(48c) 및 상기 내측 샤프트(50c)에 연결된 로터(60c)를 포함한다. 3개의 스테이터(48a, 48b, 48c)는 상기 튜브를 따라 서로 다른 수직 높이 또는 위치에서 튜브(52)에 고정되어 부착된다. 이러한 실시예에서, 상기 제 1 스테이터(48a)는 중간 스테이터가 되며, 상기 제 2 스테이터(48b)는 상부 스테이터가 되고 상기 제 3 스테이터(48c)는 저부 스테이터가 된다. 각각의 스테이터는 전자기 코일을 포함한다. 3개의 샤프트(50a, 50b, 50c)는 상기 장치의 어깨부 조인트(35)에서 공통 회전축(D)에 대하여 동축 샤프트로서 배치된다. 3개의 로터(60a, 60b, 60c)는 영구자석으로 구성되지만 선택적으로 영구자석을 가지지 않는 자기 유도 로터를 포함할 수도 있다. 슬리브(62)는 상기 로터(60) 및 스테이터(48) 사이에 배치되어 상기 로봇(24)은 진공 환경에서 배치되는 구동 샤프트(41) 및 진공 환경 외측에 배치되는 스테이터(48)로써 진공환경에서 사용될 수 있게 된다. 그러나, 상기 슬리브(62)는 만약 로봇(24)이 대기 환경에서 사용되는 것만을 의도된 것이라면 제공되지 않는다.
제 3 샤프트(50c)는 내측 샤프트이며 저부 스테이터(48c)로부터 연장된다. 내측 샤프트는 저부 스테이터(48c)와 정렬되는 제 3 로터(60c)를 구비한다. 중간 샤프트(50a)는 중간 스테이터(48a)로부터 상측으로 연장된다. 중간 샤프트는 제 1 스테이터(48a)와 정렬되는 제 1 로터(60a)를 구비한다. 외측 샤프트(50b)는 상부 스테이터(48a)로부터 상측으로 연장된다. 외측 샤프트는 상부 스테이터(48b)에 정렬되는 제 2 로터(60b)를 구비한다. 상기 샤프트(50) 및 튜브(52)에 대하여 다양한 베어링이 제공되어 각각의 샤프트는 튜브(52) 및 서로에 대하여 독립적으로 회전가능하게 된다. 이러한 실시예에서, 위치 센서(64)는 상기 튜브(52)에 대하여 그리고/또는 서로에 대하여 상기 샤프트(500의 회전 위치의 제어기(11: 도 1)을 신 호처리하는데 사용된다. 적절한 센서는 광학 또는 유도를 위하여 사용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전술한 바와 같이, 아암 조립체(36)는 기판(S)을 지지하고 운송하는 대응 단부 이펙터(38, 39)를 각각 운반하는 2개의 전방 아암(74, 106) 및 상측 아암을 포함한다. 전술한 바와 같이, 상기 상측 아암(66)은 어깨부 조인트(35)에서 회전 구동부의 프레임에 회동가능하게 장착되어, 상기 아암(66)은 하기에서 추가적으로 보여지는 바와 같이 어깨부에서 공통 회전축(D)에 대하여 회동한다. 각각의 전방 아암(74, 106)은 상기 아암의 대향 단부에서 상측 아암(66)에 회동가능하게 장착된다 . 따라서, 전방 아암(74)은 엘보 조인트 회전축(F)에 대하여 상측 아암에 대하여 회동가능하며, 상기 전방 아암(106)은 대향 엘보 조인트에서 회전축(F)을 중심으로 상측 아암에 대하여 회동가능하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 아암 조립체(36)는 회전 구동부(34)의 구동부를 전방 아암(74, 108)에 연결하고 단부 이펙터(38, 39)를 상측 아암(66)에 연결하는 다수의 트랜스미션 장치를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 실시예의 상측 아암(66)은 대향하는 2개의 아암부(72, 78)을 구비한다. 상기 아암부(72, 78)는 이러한 실시예에서 상기 아암 조립체의 어깨부 조인트(35)에서 서로 연결된다. 상기 아암부(72, 78)는 서로 체결될 수 있어서 상측 아암(66)은 어깨부 회전축(O)에 대하여 하나의 유니트로서 회전하게 된다. 대향하는 아암부(72, 78)는 서로에 대하여 대향하는 아암부를 재배치하기 위하여 그렇지 않은 경우 체결이 해제된다. 선택적인 실시예에서, 상 기 상측 아암은 다수의 원하는 아암부를 구비하며, 서로에 대하여 아암부의 서로 다른 부분을 조절가능하게 배치하는 것을 허용하도록 체결가능한 가요성 조인트와 하나의 부재가 된다. 이러한 실시예에서, 상기 상측 아암부(72, 78)는 하기에서 설명되는 바와 같이 서로 다른 점을 제외하고는 아암부(72)에 대하여 유사하다. 상측 아암부(72)는 중공의 프레임 또는 대응 회전 구동부(트랜스미션(116)는 아암부(79)에서 전방 아암(106)을 연결한다)에 전방 아암(74)을 연결하는 트랜스미션(84)를 하우징할 수 있는 케이싱을 구비한다. 상측 아암부(72)의 일단부(66L)는 아암 조립체(34)의 엘보 조인트를 형성한다. 트랜스미션(84)의 아이들 부재(84I)(예를 들어 풀리)가 전방 아암(74)에 구동 수단을 제공하도록 회전가능하게 장착되는 단부에서 아암부(72)의 프레임에 포스트(80)가 고정된다(유사하게 트랜스미션(116)의 아이들 부재(116I)는 대향하는 아암부(78)에서 포스트(80L)에 장착된다). 이러한 실시예에서, 상측 아암부(72)는 회전 구동부(34)(도 3)의 외측 샤프트(50b)에 고정 부착된다. 대향하는 상측 아암부(78)는 외측 샤프트(50b) 에 고정되지만, 이러한 실시예에서 상기 아암부(78)는 상측 아암부(72)에 조절가능하게 부착되거나 커플링되어 외측 샤프트(50b)에 조절가능하게 고정된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상측 아암부(72)는 회전 구동부의 외측 샤프트(50b)에 바로 고정된 장착 표면(72M)을 포함한다(이러한 실시예에서 비록 고정자가 도시되어 있지만 맞물림은 적절한 토크 운송 시스템에 의해 이루어진다). 상측 아암부(72)는 대향하는 상측 아암부(78)가 하기에서 설명되는 바와 같이 조절가능하게 부착되는 장착부(72S)를 구비한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이러한 실시예에서, 상측 아암 조립체(66)의 대향 아암부(72, 78)는 수직하게 오프셋된다. 선택적인 실시예에서, 조절가능하게 배치되는 부분은 실질적으로 동일한 수직 높이가 되는 서로에 대하여 원하는 구조로 배치된다. 이러한 실시예의 주요부(72)의 장착 또는 커플링부(72S)는 아암부의 프레임(73)에 의해 형성된다. 이러한 실시예에서, 상기 프레임(73)은 대향하는 아암부(78)에 대하여 안착 표면(73S)을 형성하도록 구동부의 동축방향 샤프트 조립체 주위에서 연장된다. 이러한 실시예에서 상기 표면(73S)은 아암부(72)의 상측 표면과 동일한 평면이며, 아암부(72)상에 아암부(78)의 수직 및 수평 배치를 위한 배치 구조체(73H)를 구비한다. 대향하는 아암부(78)는 장착부(72S)에 대하여 일치하여 구성되는 맞물림부(110S)를 구비하여, 맞물림부(110S)는 장착부(72S)상에 장착된다. 이러한 실시예에서, 상기 배치 구조체(73H)는 안착 표면(73S)에 형성된 고정자 구멍을 구비한다. 유사하게, 상기 대향하는 상측 아암부(78)의 맞물림부(110S)의 안착 표면은 고정자 구멍(110H)을 구비한다. 하기에서 설명되는 바와 같이, 각각의 안착 표면에 형성된 고정자 구멍은 분포되어 서로에 대하여 아암부(72, 78)를 색인하는 원하는 색인 위치를 제공하는 공간이다.
캡 스크류, 볼트, 위치 핀과같은 고정자(75)는 상측 아암부(78)의 구멍(110H)를통하여 다른 아암부(72)의 맞물림 구멍(73H)으로 삽입되어 서로 상측 아암의 2개의 아암부(72, 78)를 체결하게 된다. 상기 고정자는 운동시에 토크 전달에 충분하며 따라서, (전술한 바와 같이 회전 구동부(34)의 외측 샤프트(50b)에 바로 장착되지 않는) 상측 아암부(78)는 아암부(72)가 아암 조립체의 어깨부 조인트 에서 공통 회전축(D)에 대하여 외측 샤프트(50b)에 의해 회전할 때 대향하는 아암부(72)와 단일하게 회전하게 된다. 선택적인 실시예에서, 스플라인, 키이/키이홈과 같은 다른 적절한 실시가능한 구조는 대향하는 아암부들 사이에서의 토크 전달 및 배치를 위하여 사용될 수 있다.
배치 구멍(73H, 110H)은 상측 아암부(72, 78)의 각각의 프레임(73, 110)상에 원주방향으로 균일하게 분포된다. 원하는 갯수의 구멍은 하기에서 설명되는 상측 아암부(72, 78) 간의 원하는 증가되는 조절 간격을 제공하는데 사용된다. 상기 아암부의 장착 부분(73S, 110S)에서의 다수의 위치 구멍은 서로 다르며, 하나의 부분(73S, 110S0는 기계적 부하에 대한 최소한의 갯수의 구멍만을 포함하며, 맞물림부는 원하는 위치 조절 또는 색인에 대한 추가적인 구멍을 구비한다. 예를 들어, 4개의 고정자(75)가 기계적 부착을 위하여 사용되면, 하나의 장착부(73S, 110S)는 4개의 장착 구멍(73H, 110H)를 구비하며, 다른 장착부는 상기 아암부들 간의 조절부를 수용하기 위하여 8개, 10개, 또는 임의의 원하는 갯수의 구멍을 구비한다. 맞물림 표면(73S, 110S)은 체결 고정자가 제거될 때 아암부를 서로 안정적으로 지지하는 체결부 또는 맞물림 립 또는 에지(미도시)와 같은 추가적인 연결 구조를 포함한다. 또한, 상측 아암부(72, 78)는 상기 고정자(75)가 하기에서 설명되는 바와 같이 위치 조절을 행하도록 제거될 때 자기 지지된다. 슬라이딩 표면에서 미립체를 발생시키지 않고 회동가능하게 조절될 때 아암부들 간의 슬라이딩 운동을 허용하도록 적절한 슬라이딩 표면(미도시)이 맞물림 구조에 제공된다. 이러한 실시예에서, 상측 아암부의 장착부(73S, 110S)는 아암 조립체의 어깨부 조인 트(35)(도 2)에 배치되는 것으로 도시된다. 선택적인 실시예에서, 상측 아암부들 간의 조절가능한 연결부는 상측 아암을 따라 다른 위치에 배치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전방 아암(74)에 대한 트랜스미션 시스템(84)는 회전 구동부(34)의 중간 샤프트(50A)에 작동가능하게 연결된다. 전방 아암(106)에 대한 트랜스미션 시스템(116)은 도 3에 도시된 바와 같이 내측 샤프트(50C)에 작동가능하게 연결된다. 전방아암 트랜스미션 시스템(84, 116)은 일반적으로 유사하며 이러한 실시예에서 예시적인 목적을 위하여 벨트 또는 풀리 시스템으로 도시된다. 선택적인 실시예에서, 상기 구동부에 전방 아암을 연결하는 트랜스미션은 크랭크 및 연결 링크 시스템 또는 기어 및 스크류 타입 트랜스미션과 같은 적절한 트랜스미션이다. 이러한 실시예에서, 상기 트랜스미션 시스템(84, 116)은 구동 풀리(70A, 70B)(각각 중앙 구동 샤프트(50A) 및 내측 구동 샤프트(50C)에 고정됨)를 포함한다. 아이들 풀리(84I, 116I)는 상기 상측 아암(66)의 엘보의 포스트(80)상에 회전가능하게 장착되며, 상기 구동 풀리에 적절한 벨트에 의해 연결된다. 포스트(80)에 대하여 자유롭게 회전하는 적절한 베어링으로 장착되는 전방 아암(74, 106)의 프레임은 대응하는 아이들 풀리에 고정 연결된다. 따라서, 샤프트(50a)의 회전은 회전축(F)에 대하여 전방 아암(74)의 회전을 일으키고, 샤프트(50C)의 회전은 축(E)에 대하여 전방 아암(106)의 회전을 일으킨다. 상기 트랜스미션 시스템(84, 116)은 원하는 감소 비율을 구비하며, 도 2에 도시된 실시예는 예시적인 목적으로 1:2의 감소 비율을 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 실시예의 각각의 전방 아암(74, 106)각각의 단부 이펙터(38, 39)의 위치를 상측 아암(66)에 동조화(synchronization)하는 동조기 시스템(98, 124)을 케이스에 수용한다. 도시된 실시예에서, 동조기 시스템(98, 124)은 예시적인 목적으로 벨트 및 풀리 시스템이며, 적절한 동조기 시스템이 사용된다. 동조기 시스템은 도 2에 도시된 상측 아암의 대향 아암부의 상측 아암(73, 110)(전술한 바와 같이 각각의 프레임에 고정됨)의 엘보에서 상기 포스트(80)상에 고정되는 베이스 풀리를 구비한다. 아이들 풀리는 상기 단부 이펙터에 고정되며 전방 아암에서 회전가능하게 지지되어, 단부 이펙터는 대응 회전축(G, H)(아암 조립체의 관절 조인트에서의 회전축)에 대하여 전방 아암에 대하여 자유롭게 회전하게 된다. 동조기의 감소 비율(reduction rate)은 비록 적절한 감소가 사용되더라도 예시적으로 2:1이다. 도 1에 최적 도시된 바와 같이, 그 상부에 장착된 전방 아암(106) 및 단부 이펙터(39)는 상측 아암(66)으로부터 충분히 셋오프되어 2개의 단부 이펙터가 기판(P)(도 1)을 운반할 때 전방 아암(74)는 가 상부에 단부 이펙터(38)를 구비하여 전방 아암(106)을 지나서 자유롭게 이동하게 된다.
상기 장치(10)에는 원하는 장치의 행정 거리를 제단하도록 서로 다른 길이의 단부 이펙터가 제공된다. 도 4-6는 서로 다른 길이의 단부 이펙터(38, 38A, 38B, 39, 39A, 39B)를 구비한 장치(10)의 아암 조립체(36, 36A, 36B)를 도시하는 평면도이다. 알려진 바와 같이, 상기 장치의 행정 거리는 서로 다른 깊이, 특히 운송 챔버(P)(도 1)와 연통하는 다양한 처리 또는 지지 모듈(미도시)에 존재하는 기판 집어올림/해제 위치를 수용하도록 증가되거나 감소될 수 있다. 예를 들어, 긴 길이의 모듈이 챔버(P)에 연결되면, 상기 단부 이펙터는 그로부터 기판을 집어 올리거나 배치하도록 챔버로 추가적으로 도달해야 한다. 반대로, 짧은 길이의 모듈이 챔버에 연결되면, 상기 장치(10)는 그 내부에 기판을 들어올리거나 배치시키도록 짧은 행정 거리를 가진다. 원하는 행정 거리로 상기 장치(10)를 제공하는 효과적인 방법은 원하는 행정 거리에 대응하는 길이를 가진 단부 이펙터를 사용하는 것이다. 따라서, 보다 긴 행정 거리에서, 상기 아암 조립체(36)는 보다 긴 단부 이펙터를 구비하며, 짧은 행정 거리에서는, 상기 아암 조립체는 짧은 단부 이펙터를 구비한다. 도 4에 도시된 장치의 아암 조립체(36)는 도 5-6에 대응하여 도시된 (즉, L 은 L2 보다 큰 L1 보다고 크다)(점진적으로 짧아지는) 단부 이펙터(38A, 39A, 38B, 39B)에 비교하여 길이가 긴 단부 이펙터(38, 39)를 구비한다.
알려진 바와 같이, 긴 길이의 단부 이펙터를 가진 일반적인 운송 장치로 인하여 전체 풋프린트은 증가하게 된다. 또한, 알려진 바와 같이, 처리 공구의 운송 챔버(P)는 특정 운송 챔버(P)와 연통하게 되는 모듈의 사이즈와 유형에 대하여 선택이 이루어지기 전에 제조된다. 따라서, 일반적인 시스템에 대한 운송 챔버(P)는 운송 장치(즉, 가능한한 가장 긴 단부 이펙터)의 최대 예상되는 풋프린트을 수용하도록 크기가 결정된다. 또한, 미리 운송 챔버가 형성되고, 보다 짧은 단부 이펙터를 구비한 일반적인 장치는 짧은 단부 이펙터의 장점을 수용하지 못하는데 그 이유는 일반적인 장치는 장치가 긴 단부 이펙터를 구비하는 것처럼 동일한 위치에 운송 챔버에 배치되기 때문이다. 상기 모듈로부터 추가로 배치되는 일반적인 장치의 짧은 단부 이펙터에서, 스왑 시간은 길어지게 된다.
예시적인 실시예에서 아암 조립체(36)상의 서로 다른 길이의 다부 이펙 터(38, 38A, 38B, 39, 39A, 39B)를 구비하는 도 4-6에서 비교하면, 상기 장치의 풋프린트는 원하는 최대 행정 거리에 대하여 최소화되며 운송 장치의 행정 거리를 독립적인 최소 지배 시간을 유지하게 된다. 또한, 상기 장치(10)는 신장 비율에 최적 풋프린트를 제공한다 . 장치(10, 10A, 10B)(각각은 서로 다른 길이의 단부 이펙터(28, 39, 38A, 39A, 38B, 39B)를 구비함)의 전체 풋프린트는 원주방향 주변부(C)에 의해 도 4-6에서 표시된다. 상기 장치(10, 10A)의 풋프린트 주변부를 형성하기 위하여, 도시된 아암 조립체에서의 공통 회전축(D)은 실질적으로 중앙의 지점에 배치되며, 풋프린트 주변부는 그 상측에서 운송되는 기판(S) 및 장치(10, 10A, 10B)의 모든 지점을 포함하는 주변부를 제공하는 중심으로부터 최소 반경에 형성된다. 도 4-6에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 장치(10)(도 4-4A)는 최장 단부 이펙터(38, 39)(단부 이펙터 길이(L)는 단부 이펙터상에 배치될 때 관절 조인트에서 회동부로부터 기판의 중심으로 연장되는 것으로 예시적으로 정의됨)를 구비하며, 최장 행정 거리를 구비한다. 최소 가능 풋프린트 주변부(C)는 그 상부에 기판(S)을 구비한 원하는 최장 행정 거리를 가진 장치(10)를 커버하도록 성형된다. 도 4-6에 도시된 바와 같이, 풋프린트 주변부(C)는 각각의 장치(10, 10A, 10B)에 대하여 동일한 크기이다. 따라서, 도 6에 도시된 최단 길이(L2)의 단부 이펙터(38B, 39B)를 구비한 장치(10B)에 대한 풋프린트 주변부(C)는 도 4에 도시된 최장 길이(L)의 단부 이펙터(38, 39)를 구비한 장치(10)에 대한 최소 풋프린트(C)과 동일한 크기이다. 도 4-6에 도시된 각각의 장치(10, 10A, 10B)의 아암 조립체(36, 36A, 36B)는 아암 조립체의 정렬 위치 또는 초기 위치에 배치된다. 초기 위치는 아암 조립체가 신장되는 것으로부터 기판 운송 중에 수축되는 배치로 되는 위치이다. 이러한 실시예에서, 아암 조립체의 초기 위치는 상측 아암(66)의 대향부(72,78)(도 6의 72B, 78B, 도 6의 72A, 78A)와 전방 아암(74, 106)(74A, 106A, 74B, 106B)가 단부 이펙터의 반경방향 축(R)에 대하여 대칭적으로 배치되는 위치로서 예시적으로 정의된다. 선택적인 실시예에서, 다른 위치는 초기의 것으로서 선택된다 도 4-6에서, 아암 조립체는 정렬 위치에 있어서, 각각의 장치의 단부 이펙터(38, 39, 38A, 39A, 38B, 39B)는 그럼에도 불구하고 길이에 무관하게 단부 이펙터(38, 39, 38A, 39A, 39A, 39B)에 의해 지지되는 기판의 에지가 장치의 풋프린트 주변부(C)에 오게 되도록 배치된다. 따라서, 상기 장치에 의해 지지되는 기판(S)의 정렬 위치(즉 아암 조립체(36)가 정렬 위치에 있을 때 기판(S)의 위치)는 단부 이펙터의 길이에 독립적이다.
도 4-6에 도시된 바와 같이, 효과면에서, 상기 장치(10)의 아암 조립체(36)는 기판 정렬 위치와 상기 단부 이펙터 길이 뿐 아니라 장치 풋프린트(C) 간의 관계를 분리시킨다. 따라서, 최소 풋프린트은 최대 원하는 단부 이펙터 길이를 위하여 상기 장치(10)에 제공되며, 상기 기판(S)의 정렬 위치 및 상기 단부 이펙터의 정렬 위치는 기판을 지지하지 않을 때에는 상기 단부 이펙터 길이에 독립적으로 최적 선택된다. 번갈아, 예시적인 실시예에 따른 장치(10)의 이러한 구조들은 일반적인 운송 장치에 의해 제공될 수 없는 워크스테이션의 설계와 기능상의 직접적인 장점을 가진다. 예를 들어, 상기 운동 챔버(P)는 최대 예상된 단부 이펙터 길이를 수용하도록 상기 장치(10)의 최소 풋프린트을 수용하도록 구성된다. 또한, 그 길 이에 무관하게 정렬 위치의 아암 조립체를 구비한 단부 이펙터의 최적 위치(즉, 단부 이펙터를 유지하여 그 상부의 기판(S)는 주변부(C)와 접촉함)는 상기 단부 이펙터의 정렬 위치 또는 그 상부의 기판과, 상기 단부 이펙터의 연장된 위치 사이에서 원하는 공간을 효과적으로 폐쇄하여, 일반적인 장치에서와 같이 보다 작은 길이 단부 이펙터에 대하여 주행 거리 페널티를 일으키는 것을 방지하게 된다. 따라서, 최소 스왑 시간은 최소 장치 풋프린트에 대하여 항상 달성되게 된다.
상기 장치 풋프린트의 조절 및 상기 단부 이펙터의 최적 배치는 조절가능한 상측 아암(66)의 대향하는 부분(72, 73)의 상대적인 각 위치를 조절함으로서 도 4a, 5a, 6a 에 도시된 바와 같은 효과를 나타내게 된다. 도 4a, 5a, 6a는 도 4-6에 도시된 바와 같은 이전의 조립체상에 도시된 서로 다른 길이의 단부 이펙터(38, 39; 38a, 39a; 38b, 39b)에 대응하는 3개의 서로 다른 위치에 상측 아암의 부분(72, 78; 72a, 78a; 72b, 78b)을 각각 도시한다. 따라서, 도 4a에서, 상측 아암부(72, 78)는 포괄적인 각도(α)를 형성하도록 배치되며, 도 5a에서, 상기 아암부(72a, 79a)는 포괄적인 각(α1)을 형성하며, 도 6a에서, 상기 아암부(72b, 78b)는 포괄적인 각(α2)을 형성한다 각(α2)은 각(α)보다 작은 각(α1) 보다도 작다. 따라서, 도 4-6 및 도 4a-6a에 도시된 바와 같이, 상기 상측 아암부들 사이의 포괄적인 각의 크기는 상기 단부 이펙터(38b, 39b; 38a, 39a; 38, 39)의 길이(L, L, L2)가 증가할수록 감소하게 된다. 상기 대향하는 상측 아암부들 사이의 포괄적인 각이 감소할수록, 상기 아암부는 아암 조립체가 정렬 위치에 있을 때 추가적으로 후방으로 회전하게 된다(연장되는 방향의 대향방향으로). 이것은 정렬시에 상 기 전방 아암(74b, 104b; 74a, 104a; 74, 104)을 뒤로 이동시켜서, 상기 단부 이펙터를 이동시키게 되어 보다 길이가 긴 단부 이펙터는 상기 장치의 최소 풋프린트내에 유지되게 된다. 상기 아암 조립체의 대향 부분(72, 78)를 이동시키기 위하여, 상기 아암부와 함께 체결하는(또는 다른 체결 정차) 상기 볼트(75)(도 3)는 해제된다. 이로 인하여 하나 또는 2개의 아암부(72, 78)는 원하는 포괄적인 각(α, α1, α2)가 상기 아암부들 사이에서 달성될 때까지 회전축(D)을 중심으로 서로에 대하여 회동하게 된다. 상기 체결 볼트(75)는 다시 도입되어 새로운 위치에서 서로 상기 아암부를 체결하게 된다. 상기 상측 아암(66)을 재배치한 후에, 상기 상측 아암에 의해 운반된 전방 아암 및 단부 이펙터를 재배치하고, 상기 제어기(11)는 상기 구동 모터(42, 44, 46)(도 2)의 정렬 위치를 설정하도록 프로그램된다. 상기 운송장치(10)의 운송 운동을 교시하고 프로그래밍하는 것은 그렇지 않은 경우 아래에서 설명되는 경우를 제외하고 일반적인 방식으로 이루어진다.
상기 아암 조립체(36)의 연장 및 수축부는 예를 들어 아래의 방식으로 구현된다. 단부 이펙터(39)를 연장하도록, 상기 상측 아암(66)은 모터(44)(외측 샤프트(50b)를 구동)에 의해 축(D)에 대하여 시계방향으로 회전하게 된다. 단부 이펙터(39)를 지지하는 상기 전방 아암(106)은 축(E)에 대하여 내측 샤프트(50c) 및 트랜스미션(116)을 구동하는 모터(46)에 의해 반시계방향으로 회전하게 된다. 상기 상측 아암에 고정된 동조기(124: synchronizer)는 상기 단부 이펙터가 상측 아암에 의해 진행될 때 반경방향 운동축(R)에 선형적으로 정렬되는 단부 이펙터(39)를 유지하게 된다. 운송 작동시에, 하나의 단부 이펙터가 연장될 때 그것은 다른 단부 이펙터(38, 39)가 수축되게 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어, 단부 이펙터(39)가 연장되며 단부 이펙터(38)는 수축된다. 단부 이펙터(39)가 연장될 때, 단부 이펙터(38)를 수축시키도록 상기 전방 아암(74)은 축(F)에 대하여 중간 샤프트(50a) 및 트랜스미션(84)을 구동시키는 구동 모터(42)에 의해 반시계방향으로 회전하게 된다. 상기 모터(42)는 도 4-6에 도시된 바와 같이, 상기 전방 아암(74)의 수축된 위치를 유지하기 위하여 회동하는 상측 아암(66)에 대하여 전방 아암(74)을 이동시킨다. 상기 상측 아암에 상기 단부 이펙터(38)를 고정시키는 상기 동조기(98)는 상기 단부 이펙터(38)가 연장/수축부의 반경방향 축(R)에 정렬되게 유지한다. 연장된 단부 이펙터의 수축은 신장되는 것에 반대 방식으로 행해진다. 신장된 단부 이펙터(39)를 수축시에, 상기 단부 이펙터(38)는 역회전부(예를 들어 축(F)에 대하여 시계방향 회전)에 의해 수축 위치에서 적어도 일시적으로 유지된다. 기판을 스왑하는 동안에 이전에 수축된 단부 이펙터(38)의 신장 운동을 계속하기 위하여, 상기 상측 아암(66)의 회전은 정렬 위치를 지나서 유지되며 전방 아암(38, 39)의 회전의 방지(즉 신장되는 시계방향)는 원하는 위치에 도달할 때까지 유지된다(즉, 대향하는 전방 아암의 신장시에 시계방향으로 수축되고 수축된 상태로 유지됨).
전술한 바와 같이, 전방 아암(74, 106) 및 상측 아암부(72, 78)가 단부 이펙터(38, 39)가 신장/수축되는(정렬 위치가 다른 임의의 원하는 위치에서 선택되는 것으로 전술되었더라도) 반경방향 축(R)에 대하여 대칭적으로 배열될 때, 상기 아암 조립체의 위치인 바와 같이, 이러한 실시예의 설명의 목적을 위하여 상기 아암 조립체(68)의 정렬 위치는 정의된다. 도 2로부터, 상기 단부 이펙터(38, 39)를 각각 상측 아암에 각각 체결하는 동조기(98, 124)로 인하여, 원하는 포괄적인 각(α, α1, α2)(도 4a-6a)를 제공하도록 상측 아암부(72, 78)를 재배치하는 것은 단부 이펙터(38, 39)가 이러한 실시예의 다른 교시사항에 대하여 각을 이루게 한다. 이러한 사항은 도 4에서 파선(38CL, 39CL)로 개략적으로 도시되며, 이러한 파선은 상측 아암부(72, 78)가 도 4a에 도시된 포괄적인 각(α)을 형성하도록 설정될 때, 상기 단부 이펙터(38, 39)의 중심선의 진정한 방향을 보여준다. 도 5a-6a에 도시된 바와 같이, 상측 아암부(72a, 78a; 72b, 78b)를 추가적으로 이격시켜서 설정함으로써, 반경방향 축(R)을 향하여 단부 이펙터(38b, 39)의 중심선이 회전하게 되어 상기 단부 이펙터들간의 간(도 4 참조)를 감소시키게 된다. 상기 아암 조립체의 스왑 운동시에 상기 단부 이펙터(38, 39)들간의 각(B)을 수용하기 위하여, 상측 아암의 추가적인 회전은 반경방향 축(R)을 신장하는 단부 이펙터와 정렬시키도록 행해진다. 예를 들어, 만약 단부 이펙터(39)가 신장된다면, 상기 상부 아암(66)은 반경방향 축(R)이 단부 이펙터 중앙선(39CL)에 정렬하도록 회전하게 된다. 이러한 추가적인 동작은 신장시에 또는 그 전에 원하는 시간에 행해진다. 스왑시에 상기 단부 이펙터(39)를 수축할 때, 상측 아암(66)의 추가적인 동작은 반경방향 축(R)에 정렬되는 단부 이펙터(38)의 중앙선(38CL)을 나르도록 행해진다. 선택적인 실시예에서, 예를 들어, 상기 상측 아암으로부터 상기 단부 이펙터들에 대한 동조기를 체결 해제하는 해제 장치와 같은 조절 수단이 제공된다. 이로 인하여 반경방향 축(R)에 대하여 상기 단부 이펙터에 대한 원하는 정렬 관계를 유지하면서 원하는 대로 상측 아암부가 배치되게 된다. 조절 후에, 상기 체결 장치는 상기 상측 아암에 상기 단부 이펙터를 다시 체결하도록 재연결된다.
도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 기판 운송 장치(110)의 단면도가 제시된다. 이러한 실시예에서의 운송 장치는 도 1-6에 도시되고 전술한 장치(10)에 유사하다. 따라서, 예시적인 실시예들간의 유사한 구조는 유사한 번호가 부여되며 하기에서는 간단하게 설명될 것이다. 장치(10)에서, 구동부(234) 및 아암 조립체(236)가 구비된다. 아암 조립체(236)는 상기 어깨부 조인트에서 축(D)에 대하여 회동하는 적어도 하나의 상측 아암(266)과 상기 상측 아암의 대향 단부에 회동가능하게 장착되는 2개의 전방 아암(274, 306)을 구비한다. 상기 상측 아암(266)은 상기 부분을 서로 연결하는 체결가능하며 조절가능한 인터페이스(273I)를 구비한 적어도 2개의 부분(272, 278)을 포함하다. 상기 인터페이스(273I)는 서로에 대하여 원하는 방향으로 상기 상측 아암부를 지지하도록 체결된다. 체결 해제시에, 상기 인터페이스(273I)는 상측 아암부(272, 278)는 도 4a-6a에 도시된 사항 및 상측 아암(66)에 대하여 전술한 것에 유사한 방식으로 재배치되게 한다. 인터페이스(273I) 를 형성하는 상측 아암부의 구조는 아암부(72, 78)에 대하여 전술한 구성에 유사하다(예를 들어, 맞물림 표면, 맞물림 구멍, 및 맞물림/체결 고정자). 도 7에 도시된 실시예의 구동부(234)는 상기 아암 조립체(266)에 장착되는 구동 모터(242, 246)을 구비한다. 도시된 실시예에서, 상기 구동 모터(242, 246)는 상기 상측 아암(266)상에 장착된다. 구동 모터(242)는 전방 아암(274)에 고정 연결되는 샤프트(250a)에 동력을 전달한다. 샤프트(250a)의 회전은 아암 조립체의 하나의 엘보에서 축(F1)에 대하여 전방 아암(274)를 회전시킨다. 상기 구동 모터(246)는 전방 아암(306)에 고정되어 연결된 샤프트(250c)에 동력을 전달한다. 샤프트(250c)의 회전은 상기 아암 조립체의 대향 엘보에서 축(E)에 대하여 전방 아암(306)을 회전시킨다. 모터(244)는 상기 아암 조립체의 어깨부 조인트에 배치된다. 모터(244)는 상기 어깨부에서 회전축(D)에 대하여 상측 아암을 회전시키도록 상측 아암(266)에 고정 연결되는 구동 샤프트(250b)에 전원을 전달한다. 동조기(298, 324)는 상기 전방 아암(274, 306)의 회전시에 상측 아암에 상기 단부 이펙터(238, 239)를 각각 고정시킨다. 상측 아암 및 대응 전방 아암의 프레임에 외측으로 배치되는 것으로 이러한 실시예에서 전방 아암 모터(242, 244)이 도시되어 있지만, 선택적인 실시예에서, 상기 전방 아암을 구동하는 모터는 상측 아암의 프레임 또는 전방 아암의 프레임에 의해 제공되는 포장 내에 하우징되는 것과 같이 다른 바람직한 방식으로 배치되거나, 전방 아암 및 상측 아암 사이의 공간에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 전방 아암 구동 모터는 상측 아암의 프레임 내에 배치되지만, 상기 엘보에서 전방 아암 회전축으로부터 오프셋된 구동 샤프트를 구비한다 따라서, 이 경우, 도 2의 트랜스미션(84, 116)에 유사한 예로서 적절한 트랜스미션은 전방 아암상의 아이들 풀리와 모터 출력 샤프트를 구동방식으로 연결한다. 상지 장치(210)의 아암 조립체의 신장 및 수축은 장치(10)에 대하여 이전에 설명된 것과 실질적으로 유사한 방식으로 달성된다. 전방 아암 모터(242, 244)는 제어기(도 1의 제어기(11)에 유사함)에 의해 제어되어, 전방 아암 회전은 이러한 실시예의 상측 아암의 회전의 약 2배이다.
도 1을 참조하면, 기판 버퍼(400)가 운송 챔버(P)에 제공된다. 상기 버퍼는 상기 챔버 내에 배치되거나 적절한 포트를 통하여 상기 챔버와 연통하게 되어, 상기 운송 장치(10, 210)는 상기 버퍼(400)로부터 기판을 배치/들어올리게 된다. 상기 버퍼(400)는 작동시에 상기 운송 아암의 작동 포장의 외측에 배치된다. 상기 장치의 구동부는 상기 운동포트가 상기 버퍼에 접근하게 하도록 사용된다.
도 8-9를 참조하면, 또다른 실시예에 따른 편입된 특징이 삽입된 본 발명의 기판 운송 장치(300)가 도시된다. 도 8은 신장된 위치에서의 장치(300)를 도시하며, 도 9는 그 정렬 위치로 완전히 수축된 장치를 도시한다. 이러한 실시예에서의 운송 장치(300)는 전술한 장치(10)에 유사하며 유사한 구조에는 유사한 도면부호가 부여된다. 장치(10)에 유사하게, 장치(300)는 구동부(330) 및 이동식 아암 조립체(330)를 포함한다. 일반적으로 지칭되는 이러한 실시예에서의 아암 조립체(336)는 2개의 단부 이펙터(338, 399)를 구비한 일측 스카라 아암 구조체를 구비한다. 이러한 실시예의 아암 조립체는 상측 아암의 공통 단부에 의존하는 2개의 전방 아암(342, 344) 및 상측 아암(340)을 구비한다. 상기 상측 아암(342, 344)은 하기에서 설명되는 바와 같이 독립적인 엘보 조인트(346a, 346b)에 의해 상측 아암의 동일한 단부에 독립적으로 연결된다. 장치(10)의 아암 조립체(360)에 유사한 상기 아암 조립체(336)는 어깨부 회전축(Z1)을 중심으로 회전하며 상기 기판(S)에 대한 위치를 들어올리거나/배치하도록 사기 단부 이펙터(338, 339)를 신장/수축시키도록(도 8의 화살표 R에 의해 표시된 방향으로) 어깨부 조인트(335: 도 8)에서 구동부(330)에 연결된다. 이러한 실시예에서, 상측 아암(340)은 하기에서 상세히 설명 되는 바와 같이 전방 아암(342, 344)이 각각의 유효 상측 아암 길이에 대응하는 서로 다른 길이로 되고 상측 아암(340)이 2개의 서로 다른 유효 상측 아암 길이(340a, 340b)를 형성한다. 상기 전방 아암(342, 344)에 의해 각각 운반되는 단부 이펙터(338, 339)는 실질적으로 동일한 길이로 된다. 상기 아암 조립체는 상기 구동부(330)와 작동되어, 상기 단부 이펙터(338, 339)와 행정 거리는 실질적으로 동일하다. 상기 아암 조립체(336)는 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이 보다 큰 스윙 직경의, 아암의 주어진 독립적 행정거리와 아암의 작은 스윙 직경에 대응하는, 최소 풋프린트를 제공하도록 작동된다.
도 9에서, 상기 운동 장치(300)는 도 1에 도시되고 전술한 운송 챔버(P)에 유사한 대표적 운송 직경(P1)에 배치된 것으로 도시된다. 상기 운송 챔버(P1)는 대기 챔버이어서, 상기 챔버 내측의 환경은 외기 대기와 연통하게 되거나, 외기 대기로부터 격리된 내측 공간을 가지거나 가질 수 있는 격리된 챔버이다. 예를 들어, 격리된 챔버(P1)는 불활성 기체 대기를 가지거나 상기 챔버의 내측이 진공 상태로 유지된다. 상기 운송 장치(300)는 챔버(P)(도 1 참조)에서의 장치(10)와 실질적으로 동일한 방식으로 챔버(P1)에 장착되거나 그렇지 않으면 배치된다.
상기 운송 장치의 단면을 도시하는 도 10을 참조하면, 구동부(334)는 동축 샤프트 조립체(360) 및 3개의 모터(362, 364, 366)를 수납하는 외측 하우징(334H)을 구비한다. 선택적 실시예에서, 상기 구동부는 3개 이상 또는 이하의 모터를 구비한다. 상기 구동 샤프트 조립체(360)는 3개의 구동 샤프트(368a, 368b, 368c)를 구비한다. 선택적 실시예에서, 3개 이상 또는 미만의 구동 샤프가 제공된다. 제 1 모터(362)는 스테이터(378a)와 상기 내측 샤프트(368a)에 연결된 로터(380a)를 포함한다. 제 2 모터(364)는 스테이터(378b)와 상기 중간 샤프트(368b)에 연결된 로터(380b)를 포함한다. 제 3 모터(366)는 스테이터(378c)와 상기 외측 샤프트(368c)에 연결된 로터(380c)를 포함한다. 3개의 스테이터(378a, 378b, 378c)는 상기 하우징을 따라 서로 다른 수직 높이 또는 위치에서 상기 하우징(334H)에 고정 부착된다. 이러한 실시예에서, 제 1 스테이터(378a)는 저부 스테이터이며, 제 2 스테이터(378b)는 중간 스테이터이며, 제 3 스테이터(378c)는 상부 스테이터이다. 각각의 스테이터는 전자기 코일을 포함한다. 3개의 샤프트(368a, 368b, 368c)는 어깨부 회전축(Z)에 동축방향의 동축 샤프트로서 배치된다. 3개의 로터(380a, 380b, 380c)는 영구자석을 포함하지만, 선택적으로 영구자석을 포함하지 않는 자기 유도 로터를 포함한다. 슬리브(363)는 운송 장치(300)가 진공 환경에 있는 구동 샤프트 조립체(360)와 진공 환경의 외측에 있는 스테이터(378)를 구비한 진공 환경에서 사용되도록 허용하도록 상기 로터(380) 및 스테이터(378) 사이에 배치된다. 그러나, 상기 슬리브(363)는 대기 환경에 대한 사용이 의도된 것이라면 제공되지 않는다.
제 1 샤프트(368a)는 내측 샤프트이며 저부 스테이터(378a)로부터 연장된다. 내측 샤프트는 저부 스테이터(378a)에 정렬된 제 1 로터(380a)를 구비한다. 중간 샤프트(368b)는 중간 스테이터(378b)로부터 상측으로 연장된다. 상기 중간 샤프트는 제 2 스테이터 (378b)와 정렬되는 제 2 로터(380b)를 구비한다. 외측 샤프트(368c)는 상부스테이터(378c)로부터 상측으로 연장된다. 외측 샤프트는 상측 스테이터(378c)와 정렬되는 제 3 로터(380c)를 구비한다. 다양한 베어링인 샤프트(368) 및 하우징(334H)에 대하여 제공되어, 각각의 샤프트는 상기 하우징(334H) 및 서로에 대하여 독립적으로 회전가능하게 된다. 각각의 샤프트(368)에는 적절한 위치 센서가 제공되어 각각에 대하여 그리고/또는 상기 하우징(334H)에 대하여 상기 샤프트(368)의 회전 위치의 제어기(11: 도 1)에 유사한 제어기를 신호처리한다. 광학 또는 유도 센서와 같은 적절한 센서가 사용될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상측 아암(340)이 배치되어 적절한 베어링을 사용하여 어깨부 회전축(Z)에 대하여 상측 아암이 상기 구동부(334)의 캐이싱(334H)상으로 회전하게 된다. 상측 아암(340)은 구동 트랜스미션(320, 310) 및 적절한 전원(미도시)과 제어기(11: 도 1)에 단부 이펙터를 연결하는 통신 라인(미도시)을 수납할 수 있는 중공의 프레임 또는 케이싱을 구비한다. 상측 아암의 프레임(340F)은 단일 구조체의 부재이거나 원하는 조립체일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상측 아암 프레임은 하나의 단부(340R)로서 상기 외측 샤프트(308C)에 고정 연결되어, 상기 샤프트 및 상측 아암(340)은 상기 스카라 아암(336)의 어깨부 조인트(335)에서 회전축(Z)에 대하여 하나의 유니트로서 회전하게 된다. 이러한 실시예에서, 상측 아암(340)은 토우 독립 샤프트 조립체(375a, 375b)를 지지한다. 샤프트 조립체(375a, 375b)는 상기 어깨부 단부(340R)로부터 상측 아암 프레임의 대향 단부(340F)에 배치된다. 샤프트 조립체(375a, 375b)는 상측 아암(340)에 각각이 전방 아암(342, 344)를 독립적으로 장착하기 위한 독립적인 엘보 조인트(346a, 346b)를 형성한다. 샤프트 조립체(375a)는 엘보 조인트(346a)에서 회전 축(Z)에 대하여 자유 회전하는 적절한 베어링에 안정적으로 지지되는 회전식 외측 샤프트(374)를 포함한다. 샤프트 조립체(375a)는 샤프트(374)에 동심적이지만 도 10에 도시된 바와 같이 상측 아암 프레임에 고정되는 내측 포스트(373)를 포함한다. 엘보 조인트(346b)의 샤프트 조립체(375b)는 상기 상측 아암 프레임에 고정된 동심의 내측 포스트(373b)와 외측 회전식 샤프트(372)로써 조립체(375a)에 실질적으로 유사하다. 엘보 조인트(346b)의 회전식 샤프트(372)는 회전축(Z')에 대하여 회전가능하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트 조립체(375a, 375b)는 반경방향으로 각을 이룬 오프셋을 구비한 상측 아암(340)상에 배치된다. 이러한 실시예에서, 샤프트 조립체(375a(엘보(346a)를 위함))는 엘보 조립체(346b)를 위한 샤프트 조립체(375b)보다는 어깨부 조인트(회전축(Z')에 의해 정의됨)의 중심에 반경방향으로 가깝게 배치된다. 따라서, 엘보 조인트(346a)의 회전 중심(회전축(z1')에 의해 정의됨)과 상측 아암의 회전 중심(예를 들어 회전축(Z')) 간의 반경방향 길이(340a)는 제 2 엘보 조인트(346b)의 회전 중심(회전축 (Z1'')에 의해 정의됨)과 상측 아암의 회전 중심간의 대응하는 반경방향 길이(340 b)보다 작다. 샤프트 조립체(375a, 375)는 도시된 바와 같이 각이진 오프셋(B)에 의해 분리된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 2개의 샤프트 조립체(375a, 375b)는 병진운동 축(T: 회전 관절 조인트 중심(Z2', Z3') 및 어깨부 회전 조인트 중심(Z')와 반경(R)에서 판독되는 단부 이펙터를 따라 일측상에 배치된다. 병진운동 축(T)에 인접한 샤프트 조립체(375a) 또는 엘보 조인트(346a)는 외측 샤프트 조립체(375b) 또는 엘보 조인 트(346b)의 반경방향(340b)에 비교하여 짧은 반경 길이(340a)를 가진다. 상측 아암은 상기 단부 이펙터의 병진운동 축(T)의 일측상에 배치된 2개의 유효 상측 아암 길이(반경(340a, 340b)에 대응됨)를 가지는 것으로 고려된다. 비록 이렇나 실시예에서, 상측 아암의 프레임(340f)는 단일의 아암으로 보이는 단일체 형상으로 도시되어 있지만, 선택적인 실시예에서, 상측 아암 프레임은 병진운동 축의 일측상의 2개의 오프셋 샤프트 조립체를 배치하고 지지하는 적절한 다른 형상을 가질 수 있다(예를 들어, 상측 아암의 프레임은 독립적인 엘보 조인트에 대하여 어깨부 조인트(335)에 유사한 상기 어깨부 조인트로부터 연장되는 2개의 아암인 것으로 분기된다). 반경방향으로 각이 형성된 오프셋은 최소 장치 풋프린트을 제공하도록 원하는대로 형성되며, 상기 엘보 조인트(346a, 346b)는 최소 분리되어 도 8에 도시된다.
도 10을 참조하면, 전방 아암(342)은 엘보 조인트(346a)에서 회전축(Z1')에 대하여 샤프트(374)를 구비한 유니트로서 작동하는 샤프트(374)에 고정 장착된다. 상기 제 2 전방 아암(344)은 엘보 조인트(346b)에서 회전축(Z1'')에 대하여 샤프트(372)를 구비한 하나의 유니트로서 회전하도록 샤프트(372)에 고정 장착된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 전방 아암(342, 344)은 서로 다른 유효 길이를 구비한다(유효한 전방 아암 길이은 여기서는 엘보 조인트(346b)에서의 회전중심(Z1', Z1'')과 전방 아암(342, 344)에 대응하는 관절 저인트(338W)에서의 회전 중심(Z'3', Z'2) 간의 거리로서 정의된다. 이러한 실시예에서, 전방 아암(342)은 전방 아암(344)보다 짧다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 전방 아 암(342, 344)의 유효 길이는 상측 아암(340)에 주어진 전방 아암을 연결하는 대응하는 엘보 조인트(346a, 346b)에 반경방향 길이(340a, 340b)에 비례한다. 따라서, 이러한 실시예에서, 엘보 조인트(346a)에서의 전방 아암(342)의 유효 길이는 반경방향 길이(340a)에 실질적으로 균등하다. 유사하게, 엘보 조인트(346b)에서의 전방 아암은 반경방향 길이(340b)에 실질적으로 동일한 유효 길이를 구비한다. 하나의 전방 아암(344)은 서로 간섭 하지 않고서 각각의 회전축( Z1', Z1'')에 대하여 자유롭게 2개의 아암이 회전하게 허용하도록 서로 수직하게 엇갈려 배치된다. 이러한 실시예에서, 외측의 길다란 전방 아암(344)은 내측의 짧은 전방 아암(342) 위에 배치된다. 충분한 균형이 샤프트 조립체(375b)에 제공되어, 하측 아암(342)에 대하여 충분한 간극으로 상측 아암(344)를 제공하게 된다.
도 8을 참조하면, 각각의 전방 아암(342, 344)은 그것을 지지하는 전방 아암에 대하여 대응하는 회전축(Z3', Z2')에 대하여 회전할 수 있는 단부 이펙터(338, 339)를 운반하게 된다. 이러한 실시예에서, 상기 단부 이펙터(338, 339)는 동일한 이펙터 길이를 구비하며, 비록 선택적인 실시예에서라도, 서로 다른 길이의 단부 이펙터가 사용될 수 있다. 다른 선택적인 실시예에서, 하나 이상의 단부 이펙터는 배치 지지성능(일렬의 다중 기판 지지체를 구비하는 것과 같은 것)을 구비한다. 이러한 실시예에서, 각각의 단부 이펙터(338, 339)가 제공된 운송 장치는 실질적으로 동일하다. 각각의 전방 아암(342, 344)의 회전은 구동부(334)의 대응하는 구동 샤프트(368a, 368b)에 의해 독립적으로 전원공급된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 이러한 살시예에서 중간 샤프트(368b)는 상측 아암(340)의 트랜스미션(320)에 연결되며, 내측 샤프트(368a)는 상측 아암의 트랜스미션(210)에 연결된다. 이러한 실시예의 제 1 트랜스미션(320)은 구동 풀리(322), 아이들 풀리(324) 및 구동 케이블 또는 벨트(326)을 구비한다. 선택적인 실시예에서, 적절한 트랜스미션이 사용된다. 상기 구동 풀리(322)는 중간 샤프트(368b)의 상부에 고정 장착되며 구동 벨트(326)에 의해 아이들 풀리(324)에 연결된다. 아이들 풀리(324)는 상기 상측 아암에 전방 아암을 연결하는 샤프트 조립체(375b)의 샤프트(372)에 고정 장착된다. 상측 아암 링크(340)에서의 제 2 트랜스미션(310)은 구동 풀리(312), 아이들 풀리(314) 및 구동 벨트 또는 케이블(316)을 포함한다. 구동 풀리(312)는 구동부(334)의 동축 샤프트 조립체(360)의 내측 샤프트(368a)의 상부에 고정 장착된다. 아이들 풀리(314)는 전방 아암(342)를 상측 아암(340)에 연결하는 샤프트 조립체(375a)의 샤프트(374)에 고정 장착된다. 구동 벨트(316)는 아이들 풀리(314)에 구동 풀리(312)를 연결한다. 제 2 트랜스미션(310)의 구동 풀리(312)와 아이들 풀리(314) 상의 감소비율 및 이러한 실시예의 제 1 트랜스미션(320)의 구동 풀리(322) 및 아이들 풀리(324)간의 감소 비율은 선택적인 실시예에서 아이들 풀리와 구동 풀리가 원하는 바와 같이 약 1:2이다. 상기 구동 벨트(316, 326) 대응하는 구동 풀리(312, 322)(예를 들어, 구동 풀리(320, 322)의 시계방향 회전이 아이들 풀리(314, 322)의 시계방향 회전을 일으킴)와 동일한 방향으로 각각의 아이들 풀리(314, 304)를 회전시키도록 구성된다.
상기 대응 회전축(Z3', Z2')에 대한 상기 단부 이펙터(338, 339)의 회전은 도 10에 도시된 동조기(396, 408)에 의해 상측 아암(340)에 슬레이브된다.
전방 아암(396)은 상기 전방 아암(342) 내에 배치되며 드럼(402), 아이들 풀리(404), 연결 케이블, 및 벨트(406)를 포함한다. 드럼(402)은 정지된 포스트(373a)(상측 아암(340)에 고정됨)에 고정되어 장착된다. 아이들 풀리(404)는 상기 단부 이펙터(338)를 전방 아암(342)에 회동가능하게 연결하는 샤프트(398)에 고정 장착된다. 벨트(406)는 드럼(402)을 아이들 풀리(404)에 연결하며 일반적인 루프 형상(미도시)을 가지도록 구성되어 축(Z1')에 대한 전방 아암 링크(342)의 회전은 축(Z3')에 대한 아이들 풀리(404)의 대응 회전을 야기한다. 아이들 풀리(404)에 대한 고정된 포스트(373a)상의 드럼(402)의 직경의 직경 비율은 약 1:2이다. 전방 아암 동조기(396) 및 제 2 트랜스미션(310)(도 10)의 전술한 비율은 상기 단부 이펙터(338)가 병진운동 축(T)(도 8)을 따라 실질적으로 직선 운동을 유지하게 한다. 전방 아암 동조 장치(408)은 전방 아암(344)에 배치되며 드럼(410), 아이들러(412) 및 연결 케이블 또는 벨트(414)를 포함한다. 상기 구동부(410)는 고정된 포스트(373b)의 상측에 고정 장착된다. 아이들러(412)는 전방 아암 링크(344)에 단부 이펙터(339)를 회동 연결시키는 샤프트(416)에 고정 장착된다. 케이블(414)은 드럼(410)을 아이들러(412)에 연결시키며 일반적인 루프 형상(미도시)으로 구성되는 것이 바람직하여, 축(Z1'')에 대한 전방 아암 링크(344)의 회전은 축(Z2')에 대한 아이들러(412)의 대응 회전을 야기한다. 아이들러(412) 및 동조기(408)의 드럼(410)간의 직경비율은 약 2:1이다. 상측 아암(340)에서의 제 1 트랜스미션(320)의 감소 비율과 관련된 이러힌 비율은 스카라 아암(236)이 신장되거나 수축시에 단부 이펙터(339)가 병진운동 축(T)을 따라 실질적으로 직선 방향으로 이동하게 한 다.
도 10에 도시된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 단부 이펙터(338, 339)는 상기 전방 아암의 상측 표면에 인접한 대응하는 전방 아암(342, 344)상에 각각 장착된다. 이로 인하여 양 전방 아암은 운송 챔버(P)(도 8)의 진공 슬롯 밸브(미도시)를 통하여 통과하게 된다. 선택적인 실시예에서, 단부 이펙터는 도 1-2에 도시된 단부 이펙터(38, 39)에 유사한 방식으로 상측 전방 아암 및 하측 전방 아암 사이에 배치되는 각각의 전방 아암에 장착된다. 도 10a는 다른 실시예에 따른 구성의 전방 아암상에 장착된 단부 이펙터를 도시한다. 이러한 실시예에서 전술한 것이 아닌 것을 제외하고, 단부 이펙터(338', 339') 및 전방 아암(342', 344')은 도 8-10에 도시된 전술한 장치(300)의 단부 이펙터 및 전방 아암에 실질적으로 유사하며 유사한 구성에는 유사한 도면부호가 부여된다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 단부 이펙터(338', 339')는 대응하는 전방 아암(342', 344')의 저부에 장착된다. 단부 이펙터(339')는 도시된 바와 같이 단부 이펙터(339')(상측 전방 아암(344')에 의해 운반됨)의 수평 블레이드(339'B)가 단부 이펙터(338')(하측 전방 아암(342')에 의해 운반됨)에 수직하게 인접하여 배치되게 하는 신장부(339'E)를 구비한다. 도 8 및 도 10a에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 실시예의 전방 아암(342, 344, 342', 344')의 서로 다른 길이로 인하여 상기 장치(300)는 단부 이펙터 및 전방 아암이 스왑 운동시에 서로를 지나서 이동하게 하기 위하여 일반적인 브릿지상에 상기 단부 이펙터 중 하나를 장착하지 않고 제 1 스왑 운동을 행하게 한다. 이러한 실시예에서, 서로 다른 길이의 전방 아암(342, 344, 342', 344') 및 엘보 조인 트(346A, 346B)의 오프셋에서, 전방 아암은 각각 회전하게 되어, 전방 아암 및 단부 이펙터(338, 339, 338', 339)는 하기에서 설명되는 바와 같이 스왑 운동시에 서로를 지나서 자유롭게 이동할 수 있게 된다.
아암 조립체(336)의 신장 및 수축은 도 1-2에 도시된 아암 조립체(36)에 대하여 전술한 것에 유사한 방식으로 일어난다. 단부 이펙터(338)(예를 들어 도 9에 도시된 정렬 위치로부터)를 신장하기 위하여, 상측 아암(340)은 축(Z')에 대하여 (도 10의 구동 샤프트(368c)에 의해)시계방향으로 회전하게 된다. 단부 이펙터(338)를 지지하는 전방 아암(342)은 축(Z1')에 대하여 반시계방향으로 (구동 샤프트(368a)에 의해)회전하게 되며, 동조기(396)는 병진운동 축(T)(도 8)에 일치하여 정렬되는 상기 단부 이펙터(338)를 유지한다. 상기 제 2 전방 아암(344) 및 대응하는 단부 이펙터(399)는 상측 아암에 대하여 그 수축 위치(도 9)에서 유지된다. 도 8을 참조하면, 도면번호 339W'는 상측이 이동하여 단부 이펙터(338)이 신장될 때 그 수축 위치에서 단부 이펙터(339)를 구비한 단부 이펙터 관절(339W)의 위치를 나타낸다. 단부 이펙터(338)를 수축시키기 위하여, 상기 전방 아암(342)은 축(Z1')에 대하여 시계방향으로 회전하게 된다. 선(342R)은 그 수축 위치를 향하여 축(Z1')에 대하여 회전하는 바와 같이 전방 아암(342)의 최외측부의 경로를 나타내며, 상측 아암(340)은 단부 이펙터(339)를 신장시키는 준비에서 신장된 위치로 상측 아암(340)이 남게 된다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 단부 이펙터(338)를 그 수축 위치로 이동시키는 전방 아암(342)은 전방 아암 및 대응하는 단부 이펙터가 단부 이펙터에 대한 브릿지 없이 스왑 운동하게 하도록 서로 자유롭게 지나치게 허용하는 단부 이펙터(339)의 관절(339W)을 명확히 한다. 단부 이펙터(339)는 구동 샤프트(368B)(도 10)을 구비한 축(Z1'')에 대하여 각각 반시계방향 및 시계방향으로 전방 아암(3434)를 회전시킴으로써 신장되거나 수축된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 길어진 전방 아암(344)는 수축시에 그리고 신장시에 (짧은 전방 아암(342에 비교하여) 아래에서 회전하게 되어, 단부 이펙터(339)의 정렬 위치는 장치(300)의 풋프린트을 최소화하도록 배치된다.
운송 장치(300)는 간단한 베어링을 구비하며, 통신 라인은 공통(동심) 엘보 조인트상에 장착된 다중 전방 아암을 구비한 일반적인 운송 장치에 비교하여 관통하여 공급된다. 도 11은 상측 아암(340), 엘보 조인트(346A, 346B), 운송 장치(300)의 전방 아암(342, 344)을 통하여 단부 이펙터(338, 339)에 각각 공급되는 통신 라인(338L, 339L)의 공급 장치의 예를 도시하고 있다. 도시된 공급 장치는 전방 아암들 사이의 진공 립 밀봉부 및 슬립 링에 대한 필요를 제거하였다. 그 결과, 보다 신뢰할 수있으며 일반적인 장치보다 제조하기에 쉬운 덜 마모되는 간단한 아암을 구현하게 된다.
전술한 사항은 본 발명의 예시적인 사항이다. 다양한 수정예와 변형예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에게 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에서 이러한 모든 수정, 변형, 변화를 포괄한다.

Claims (26)

  1. 구동부; 및
    스카라 아암(scara ram)을 이동시키도록 상기 구동부에 작동가능하게 연결되는 스카라 아암을 포함하며,
    상기 스카라 아암은,
    상측 아암 및 상기 상측 아암에 이동가능하게 장착되며 그 상부에 기판을 지지할 수 있는 적어도 하나의 전방 아암을 포함하며,
    상기 상측 아암은 상측 아암의 소정의 치수를 변화시키도록 조절될 수 있는 실질적으로 경질(rigid)의 링크인 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상측 아암은 조절가능한 커플링에 의해 서로 조절가능하게 연결되는 제 2 아암부 및 제 1 아암부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는 상측 아암의 제 2 아암부 및 제 1 아암부가 서로에 대하여 위치 색인되게 허용하는 그 상부에서 색인 위치를 구비한 커플링 인터페이스를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 아암부의 커플링 인터페이스 및 상기 제 2 아암부의 커플링 인터페이스는 적어도 부분적으로 조절가능한 커플링을 형성하며, 상기 색인 위치는 고정자에 의해 기계적으로 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 조절가능한 커플링은 제 1 아암부 및 제 2 아암부가 서로에 대하여 조절가능하게 배치되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 조절가능한 커플링은 회전 커플링축을 형성하며, 상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는 제 1 아암부와 제 2 아암부의 위치가 서로에 대하여 조절될 때 회전 커플링축에 대하여 서로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동부는 회전축을 형성하며, 상기 스카라 아암은 회전축을 중심으로 구동부에 대하여 회전하도록 구동부에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상측 아암의 제 1 아암부와 제2 아암부는 회전축의 대향측면상에서 신장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 스카라 아암을 구동하기 위한 구동축을 회전시키는 3개의 독립 회전 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    3개의 구동축은 서로 실질적으로 동축 방향으로 된 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    제 1 아암부 및 제 2 아암부는 상측 아암의 대향 단부를 형성하며, 3개의 구동축 중 하나는 상측 아암의 단부를 형성하는 제 1 아암부의 일단부를 통하여 연장되도록 배치되며, 3개의 구동축 중 다른 것은 상측 아암의 대향 단부를 형성하는 제 2 아암부의 일단부를 통하여 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  12. 구동부; 및
    스카라 아암을 이동시키도록 상기 구동부에 작동가능하게 연결되는 스카라 아암을 포함하며,
    상기 스카라 아암은, 상측 아암 및 상기 상측 아암상에 이동가능하게 장착되며 그 상부에서 기판을 지지할 수 있는 적어도 하나의 전방 아암을 포함하며,
    상기 상측 아암은 실질적으로 경질의 제 2 아암부에 해제가능하게 부착되는 실질적으로 경질의 제 1 아암부를 구비하여 실질적으로 경질이며, 해제시에, 상기 제 1 아암부는 상측 아암의 소정의 치수를 변화시키도록 제 2 아암부에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 상측 아암은 제 1 아암부 및 제 2 아암부에 의해 형성된 만곡 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부에 의해 형성된 상측 아암에서의 만곡부는 기판 장치 풋프린트 비율에 소정의 스카라 아암 행정거리를 구현하도록 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 구동부는 회전축을 형성하며, 상기 스카라 아암은 상기 구동부에 대하여 회전축을 중심을 회전하도록 상기 구동부에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는 회전축의 대향측면상에서 신장되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    적어도 하나의 전방 아암은 상기 상측 아암의 대향 단부에서 상측 아암에 대하여 이동가능하게 장착되는 2개의 전방 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    2개의 전방 아암 중 첫번째는 상기 스카라 아암의 제 1 엘보 조인트를 형성하는 상기 상측 아암의 제 1 아암부에 회동가능하게 연결되며, 2개의 전방 아암 중 두번째는 상기 스카라 아암의 제 2 엘보 조인트를 형성하는 상측 아암의 제 2 아암부에 회동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    각각의 전방 아암은 그에 의존하는 각각의 단부 이펙터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  20. 제 12항에 있어서,
    상기 구동부는 3개의 독립적인 회전 구동축을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 구동부의 3개의 구동 축은 서로 실질적으로 동축 방향으로 배치되며 회전축을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 구동부는 3개의 독립적인 구동축 중 대응하는 하나를 각각 발생시키는 3개의 회전 구동 모터를 포함하며, 3개의 구동 모터 중 적어도 하나는 상기 상측 아암에 대하여 적어도 하나의 전방 아암을 회전시키도록 적어도 하나의 전방 아암에 작동가능하게 연결되며, 적어도 하나의 구동 모터는 상기 상측 아암의 제 1 아암부에 의해 운반되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  23. 제 1 회전축을 형성하는 구동부; 및
    상기 구동부에 이동가능하게 연결되는 스카라 아암을 포함하며,
    상기 스카라 아암은,
    상기 구동부에 대하여 제 1 회전축을 중심으로 회전하도록 구동부에 회동가 능하게 연결되는 상측 아암으로서, 상기 상측 아암은 대향 단부에서 종단되는 실질적으로 직선의 연장된 부재이며, 상기 상측 아암은 구동부에 대하여 위치되어 제 1 회전축은 상측 아암의 대향 단부의 일단부에 있는 상측 아암;
    그에 의존하는 제 1 단부 이펙터를 구비하며 상기 상측 아암의 대향 단부 중 타단부에서 상측 아암에 회동가능하게 연결되는 제 1 전방 아암과, 상기 스카라 아암의 제 1 엘보 조인트를 형성하는 상측 아암 및 제 1 아암부 사이의 조인트를 구비하는 제 1 전방 아암; 및
    그에 의존하는 제 2 단부 이펙터를 구비하며 상기 상측 아암의 대향 단부의 단부와 상기 제 1 전방 아암과 동일하게 상측 아암에 회동가능하게 연결되며, 상기 스카라 아암의 제 2 엘보 조인트를 형성하는 상측 아암 및 제 2 전방 아암 사이의 다른 조인트를 구비하는 제 2 전방 아암;을 포함하며,
    상기 제 1 엘보 조인트 및 상기 제 2 엘보 조인트는 서로 독립적인 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    제 1 엘보 조인트는 제 2 회전축을 형성하며 제 2 엘보 조인트는 제 3 회전축을 형성하며, 상기 제 2 회전축은 상기 제 3 회전축보다 제 1 회전축에 반경방향으로 더 가까운 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  25. 제 1 회전축을 형성하는 구동부; 및
    상기 구동부에 이동가능하게 연결되는 스카라 아암을 포함하며,
    상기 스카라 아암은,
    상기 구동부에 대하여 제 1 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 구동부에 회동가능하게 연결되는 상측 아암; 및
    그에 의존하는 대응하는 단부 이펙터를 각각 구비하며, 상기 상측 아암의 단부에서 상측 아암에 독립적으로 회동가능하게 연결되는 한 쌍의 전방 아암으로서, 상기 전방 아암의 각각의 아암은 독립적인 오프셋 회전축을 중심으로 상기 상측 아암에 대하여 회동하며, 독립적인 상기 오프셋 회전축은 상기 상측에 대하여 배치되어, 제 1 축에 대한 상측 아암의 회전은 상기 단부 이펙터 중 적어도 하나를 신장 또는 수축시키도록 제 1 회전축을 향하여 또는 제 1 회전축으로부터 멀어지도록 동일한 축방향으로 독립 회전축을 이동시키는 한 쌍의 전방 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 단부 이펙터의 쌍은 상기 상측 아암의 공통 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 운송 장치.
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