CN1443132A - 并行处理工件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够并行处理工件的，带有双操作手端部操作器(108)的机器人。端部操作器(108)包括转动地连接在远端连杆(106)一端的下操作手(250)，以及转动地连接于下操作手(250)的上操作手(252)。下操作手支承着能够使上操作手(252)相对于下操作手(250)转动的驱动组件。在本发明的一个实施例中，带有双操作手端部操作器(108)的机器人可以用在晶片分选机中，以便在分选机中的一对校准器上并行地处理工件。在该实施例中，机器人(100)可以首先从工件盒中的相邻搁架上拾取一对工件；在从工件盒后退之后，端部操作器(108)上的各个操作手可以扇形展开，并将晶片传送到每个校准器的卡盘上；当校准器上的工件处理工作完成之后，展开着的端部操作器的操作手可以重新拾取工件；上操作手(252)可以回到其与下操作手(250)对齐的复位位置；然后将处理过的工件送回到它们原来的盒体中，或送到新的盒体中。与传统的晶片分选机相比，这种并行处理工件的方式显著提高了工作能力。通过为每个校准器中的工件提供缓冲位置，还可以进一步提高工作能力。

Description

并行处理工件的装置
相关的专利或专利申请
本申请与下列专利/专利申请相关，这些专利/专利申请都已转让给本发明的申请人，并且完全包含在本申请中：
名称为“组合式分选机”的美国专利申请，申请号09/547,829，由Babbs等人于2000年4月12日提出申请，该申请目前正在审查中；
名称为“晶片的定向和读取机构”的美国专利申请，申请号09/452,059，于1999年11月30日提出申请，该申请目前正在审查中。
技术领域
本发明涉及用来传送和分选工件的装置，尤其是涉及一种含有机器人的传送和分选装置，该机器人具有双操作手的端部操作器，因而能够并行处理工件。
背景技术
与手工作业，以及早期的用来在各个加工工具和/或工件存放地之间传送半导体晶片等工件所用的传送设备相比，在半导体制造工艺中采用工件加工机器人在自动化方面带来了显著的进步。传统的工件加工机器人的一个重要特征在于，它能够迅速地和准确地将一个工件从第一位置处拾取，把它送到具有不同X，Y，Z笛卡儿坐标的新地点，然后将工件无损地放下。
为了做到这点，机器人通常包括一个安装在基座上的中心支柱，以便沿垂直中心线移动。一个近端手臂，或者称为近端连杆，转动地安装在支柱的上端；以及一个远端手臂，或者称为远端连杆，转动地安装在近端连杆的另一端。处理晶片的机器人还包括一个连接在远端连杆上用来支承工件的端部操作器。端部操作器转动地安装在远端连杆上，以便与近端连杆和远端连杆同步地运动。机器人还设有多个电机，通常安装在基座中，用来移动中心支柱以及转动近端连杆和远端连杆，这样就可以控制端部操作器在三维空间中的运动。
这种工件加工机器人除了用于在晶片上成形出集成电路这类加工工具之外，还专门用于晶片分选机之类的处理设备中。晶片分选机可用于制造业中的多种用途，例如，在位于晶片分选机上的多个工件盒之间传送一个或多个晶片。在这种处理过程中，从一些工件盒中取出的晶片可以装入到一个工件盒中，从一个工件盒中取出的晶片也可以分装到几个工件盒中。晶片也可以按照要求以原有的顺序或者新的顺序在几个工件盒之间传送。晶片分选机的另一用途是测定晶片在工件盒中的位置，检测出晶片在工件盒中的错误位置。
晶片分选机还可以包括校准器，传统的校准器具有一个用来支承和转动晶片的卡盘，以及通常有两个摄像头，其中之一用来确定径向偏差(即，工件在卡盘上偏离其预定中心位置的数值和方向)，以及用来测定沿着晶片周边的凹槽的位置。校准器通常还包括第二摄像头，用来读取表明工件特性的光学识别符号(OCR)标记。在传统的晶片分选机中，一次向校准器的卡盘上传送一个工件；校准器然后转动工件，以确定其径向偏差、测定凹槽的位置、并读取光学识别符号(OCR)标记；然后一次一个地将晶片送回晶片盒。传统的在工件盒与校准器之间一次一个地传送工件的校准器/机器人装置具有很低的工作能力，大约每小时处理200-250个晶片。由于在需要读取识别标记的每个工作点上要进行校准工作，以及必须对这些工作点上的每个工件进行这种校准工作，上述如此低的工作能力就是必然的了。
现已获知，可以提供一种具有两套独立的机械臂(或称之为连杆)的机器人，以提高其工作能力。这样的一种多臂机器人公开在授予Genov等人的美国专利5,789,890号中。如该专利所述，这种机器人通常包括相互偏置的几个端部操作器，因而能够从工件盒中拾取第一个工件，然后机械手展开，再拾取第二个工件。这种机器人在分选机中占据了很大的空间，由于需要用超净空气维护分选机，因而这种空间是一个额外的负担。此外，通常的双臂机器人价格昂贵，并需要复杂的控制。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能够并行处理工件，以成倍提高工作能力的工件加工机器人。
本发明的另一目的是提供一种对传统的工件加工机器人改变较小的、并行处理工件的机器人。
本发明进一步的目的是提供一种能够以双操作手方式或单操作手方式工作的、通用的工件加工机器人。
本发明的另一目的是使校准器在机器人向校准器送入和送出晶片时不会闲置。
本发明进一步的目的是当校准器工作时机器人也不会闲置。
本发明的这些和其他的一些目的是这样实现的：在本发明的优选实施例中，涉及一种能够并行处理工件的带有双操作手端部操作器的机器人。该机器人最好包括一个能够垂直地移入和移出机器人基座的支柱，还包括固定安装在该支柱上的近端连杆，以及转动地连接在近端连杆上的远端连杆。该机器人还包括转动地连接在近端连杆上的端部操作器，端部操作器包括一对能够相互转动的工件支承操作手(paddle)。
具体地说，端部操作器包括转动地连接在远端连杆一端上的下操作手，和转动地连接在下操作手上的上操作手。下操作手支承着能够使上操作手相对于下操作手转动的驱动组件。上下操作手彼此间隔一段距离，该间距最好等于工件盒中工件之间的间距，本发明的机器人以该间距进行操作。于是上下操作手能够从工件盒的搁架上同时取出一对工件。
在本发明的一个实施例中，双操作手端部操作器的机器人可被用在晶片分选机中，以便在分选机的一对校准器上并行地处理工件。在该实施例中，机器人可以首先从工件盒中的相邻搁架上拾取一对工件，在从工件盒后退之后，端部操作器上的两个操作手可以扇形展开，并且将工件送至各个校准器的卡盘。在校准器上对工件的处理工作完成之后，展开的端部操作器的操作手可以重新拾取工件，上操作手然后回到其重叠在下操作手正上方的复位位置，然后将处理好的工件送回到它们原来的盒中，或者送到新的盒中。以这种方式并行处理工件显著提高了传统晶片分选机的工作能力。通过为每个校准器中的工件提供缓冲位置，还可以进一步提高工作能力。
附图说明
下面将结合附图详细描述本发明，其中：
图1是带有本发明的双操作手端部操作器的机器人的立体图；
图2是机器人基座的立体剖视图；
图3是机器人支柱和肘弯驱动器组件的主截面视图；
图4是机器人的近端连杆和远端连杆连同安装在其中的转动驱动组件的前视图；
图5是近端连杆和远端连杆连同安装在其中的转动驱动组件的分解立体图；
图6是本发明的双操作手端部操作器的放大的立体图；
图7是本发明的双操作手端部操作器的分解立体图；
图8是根据采用本发明机器人的晶片分选机的前视立体图；
图9是图8所示晶片分选机的后剖视立体图；
图10是晶片分选机的顶视图，表示了本发明的机器人已经从位于分选机上的工件盒中取出了一对工件；
图11是晶片分选机的顶视图，表示了本发明的机器人带有向外展开的端部操作器操作手；
图12是本发明的晶片分选机的顶视图，其中的工件已经向前前进，以便安置到一对校准器上进行处理；
图13是本发明的一个替换实施例中的两个操作手的顶视图；以及
图14是图13所示实施例中的操作手的分解立体图。
具体实施方式
下面参照附图1-14详细描述本发明，这些附图概括地表示了一个用来在工件存放地和加工刀具之间并行地传送工件的加工机器人。应当理解，本发明所传送的工件可以包括各种平面物体，例如半导体晶片、标线片以及平板显示器。本发明的装置和机器人能够操控晶片制造中的各种加工工具，例如包括在晶片上形成集成电路的工具，以及晶片分选器之类的用来确认、重组和输送晶片的工具。还应当理解，本发明的装置和机器人符合以及能够满足所有的SEMI应用规范。
参见图1和图2，图中表示了本发明的机器人100，它包括基座102，近端连杆104，远端连杆106，以及本发明的端部操作器108。位于基座102中的支柱116(表示在图2中而非图1中)能够沿着垂直轴线Z移入和移出基座102；近端连杆、远端连杆以及端部操作器都能够围绕着各自的在垂直于Z-轴线的X-Y平面中的旋转轴线而转动。这样，端部操作器就可以运行在机器人100附近的三维空间中。
应当理解，基座102，连杆104，106以及其中的各个元件都可以是传统的设计。作为一个实施例，这些元件(除了端部操作器108外)描述在名称为“工件加工机器人”的美国专利申请09/483,625号中，该申请在此引用作为参考。然而还应当理解，在其他的一些实施例中，用以支承和运行端部操作器108的机器人元件的结构是可以改变的。
仍然参见图1和图2，基座102包括圆柱形壳体112(局部表示在图2中)，壳体112包围和保护着基座中的元件。基座102还包括固定在壳体112顶部并与之配合的顶盘114。顶盘114带有中心孔115，支柱116穿过该孔延伸和移动。支柱116最好是由不锈钢管制成的空心圆柱体，其外径约100mm，长度20英寸，厚度0.08英寸。应当理解，上述有关支柱116的材料和尺寸在其他的实施例中是可以改变的。
参见图2，支柱116座落和固定在(下文将要描述的)带轴肩的驱动器120的转动部分上，驱动器120则支承在直线驱动器122中，以使驱动器120和支柱116沿着Z-轴线直线移动。具体地说，直线驱动器122包括一个内部支承着轴肩驱动器120的支架124，还包括一个用来使支架124垂直移动的滚珠丝杆126，以及用来转动滚珠丝杆126的电机组件128。此外，在壳体112中固定着一对导轨127，支架124通过(未示出的)滚柱横向固定在导轨127上。参见图2和图3，设置轴肩驱动器120用来转动支柱116和固定在支柱上的近端连杆104。在一个推荐实施例中，轴肩驱动器120包括一个与谐波减速器138相连的无电刷电机137。谐波减速器内部的波发生器139与电机137的输出轴143相连。可以预料，在一些实施例中，谐波减速器138能够以其大约140∶1～40∶1，最好是50∶1的减速比范围降低电机137的角速度，并增加输出扭矩。
支柱116连接至谐波减速器138的输出花键轴145，在一个推荐实施例中，该花键轴是轴肩驱动器的最外端部分。轴肩驱动器通过一个环形配合板147由支架124支承，环形配合板固定安装在支架124和包围着电机137的电机固定壳体149上。在一个推荐实施例中，谐波减速器138的旋转输出花键轴145由一个(未示出的)很大的斜辊轴承转动地支承在支架124中，该轴承围绕着输出花键轴145，并安装在输出花键轴145和支架124之间。
参见图4和图5，肘弯驱动器150安装在连杆104的安装毂144中，并且向下悬垂到支柱116的内部。具体地说，电机支承板152安装在安装毂144的底部，肘弯驱动器150就固定在该电机支承板上。肘弯驱动器150的结构和运行都类似于轴肩驱动器120，因而也具有前述的各项优点。具体地说，肘弯驱动器150最好包括一个与谐波减速器156相连的无电刷电机154。谐波减速器内部的波发生器与电机154的输出轴相连。在一些实施例中，驱动器150的减速比和扭矩比范围大约为140∶1～40∶1，最好是50∶1，从而产生出强有力的、平稳和精确的输出转动。
谐波减速器156的输出花键轴固定在驱动凸台161上，驱动凸台161向上延伸穿过电机支承板152上的孔。带轮162固定在驱动凸台161上。带轮162通过传动带198，200与远端连杆106相连接，于是由肘弯驱动器150产生的带轮162的转动就按照要求转动远端连杆106。
应当理解，可以采用各种结构来将近端连杆和远端连杆转动安装到一起。参见图4和图5，在一个推荐实施例中，近端连杆104的安装毂146包括一个固定安装其上的环形凸台177，该凸台177从安装毂146的底部向上延伸。下方的带轮179可通过一个安装在凸台177和下方带轮179之间的较大的斜辊轴承184，围绕着凸台177转动地安装。下方带轮179固定安装于远端连杆106，于是由肘弯驱动器150产生的下方带轮179的转动就使得远端连杆106转动。斜辊轴承184提供了径向的和轴向的稳定性，防止远端连杆的转动轴线相对于近端连杆发生任何的倾斜。最好在近端连杆和远端连杆之间设置一个环形密封件186，以防止外部气体或液体进入到近端连杆和远端连杆之间。
下面参照图4和图5描述由肘弯驱动器150产生的远端连杆106的转动。第一和第二传动带198，200的一端固定在肘弯驱动器150的带轮162上，其另一端固定在安装毂146中的下方带轮179上。每个传动带198，200分别处在不重叠的不同水平面中，并且围绕着每个带轮162，179。这样，在传动带没有完全从带轮上脱离的情况下，带轮可以在正反两个方向上转动大约160°。应当理解，在其他一些实施例中，带轮在两个方向上能够转动的角度可以大于或小于160°，这一角度甚至可以等于或接近180°。另外，尽管在一个推荐实施例中该传动带是金属带，在其他一些实施例中它们也可以是其他的材料，这些材料包括合成聚合物，例如Kevlar或Nylon。
带轮162沿第一方向的转动将拉动一个传动带，例如传动带198，以使下方带轮以及固定其上的远端连杆106也沿第一方向转动。此时，传动带200保持处在拉伸状态下，以防止连杆的转动超出所需的程度，以及减小任何可能的复位时间(也就是连杆复位时可能耗费的振荡摆动时间)。同样地，驱动带轮沿另一方向的转动也将拉动例如传动带200，以使下方带轮和远端连杆沿另一方向转动。此时传动带198同样保持处在拉伸状态下，以防止连杆的转动超出所需的程度，以及减小任何可能的复位时间。
端部操作器108转动地安装在远端连杆106的、与近端连杆相连的那一端相反的另一端上。如同远端连杆转动地安装在近端连杆上那样，应当理解，可以采用各种结构来使端部操作器108转动地安装到远端连杆106上。在一个推荐实施例中，除了下面特别说明的以外，端部操作器以基本上相同于远端连杆转动地安装到近端连杆上的方式，转动地安装到远端连杆上。应当理解，在其他一些实施例中，远端连杆安装到近端连杆上的结构可以不同于端部操作器安装到远端连杆上的结构。
在一个推荐实施例中，端部操作器108转动地安装到远端连杆上的方式，可以是将端部操作器108固定在一个端部操作器安装板206上，该安装板206转动地安装在远端连杆106的安装毂178中。为了将安装板206转动地安装到安装毂178中，远端连杆106的安装毂178可以包括一个固定安装其上的环形凸台207，它从安装毂178的底部向上延伸。带轮208通过一个安装在凸台207和带轮208之间的较大的斜辊轴承209，围绕着凸台207转动地安装。端部操作器的安装板固定安装在带轮208的顶部，以便随着带轮208一起转动。在远端连杆106和端部操作器108之间最好设置一个环形密封件210，以防止外部气体或液体进入到这些元件之间，也防止机器人运动所产生的尘埃颗粒逸散到机器人周围的环境中。应当理解，在其他一些实施例中，密封件210可以省略。
为了从远端连杆106向端部操作器传递扭矩，上方带轮214固定安装在近端连杆104的安装毂146中的凸台177上，该凸台177从安装毂146向上延伸，以便位于远端连杆106的安装毂176中。迫使上方带轮214与凸台一起转动，该凸台固定安装在近端连杆的远端。
为了使端部操作器安装板206和端部操作器108转动，将第一和第二钢带216和218的一端固定到上方带轮214上，其另一端围绕着带轮208固定。钢带216，218的端部固定在带轮214，208上，以防止上方带轮214相对于远端连杆106转动时钢带打滑(如前所述，带轮214固定安装于近端连杆104，以及当近端连杆104转动时带轮214也转动)。每个钢带216，218在结构上和运作上都与前述的传动带198，200相同，于是当远端连杆106转动时，端部操作器108也转动。
如前所述，用以操控端部操作器的上述这些元件可以采用已知的结构，在另外一些实施例中，也可以采用各种其他的结构。
参见图6和图7，按照本发明，端部操作器108包括下操作手250和上操作手252，这些操作手可以彼此相对转动。下操作手250固定连接于安装板206，以便当远端连杆106如前所述转动时，下操作手随着安装板206一起转动。螺钉249(仅示出一个)延伸穿出下操作手基座251的底面，并且进入到安装板206中，以便将下操作手250固定于安装板206。下操作手250还包括从基座251向后延伸的延伸部253，支承柱282就安装在该延伸部上，以支承后面将要描述的上操作手的驱动组件。
下操作手250还包括一个安装于支承板261的上表面处、用来支承和转移工件的基本为平面的叶片260。叶片260可以包括用以将叶片260的表面与低压相连的真空口268，以便在输送过程中将工件牢牢地支承在叶片上。来自(未示出的)真空源的真空管线(也未示出)可以穿过机器人，然后连接至真空口268，以便在叶片260的上表面产生出负压。
叶片206还包括一对指状部262，其确定基本为“U”形的端部264。下叶片260上的指状部262的形状和方向使得该叶片在沿着轴线266运动时，能够拾取工件，所述轴线266基本上平行于下操作手250的纵向主轴线。指状部262还能够使支承在操作手250上的工件的重心位于操作手端部的内侧，这样即便是关闭了真空口268的负压，也可以保持工件稳定地支承在操作手250上。
盖板254通过安装螺钉256和水平调整螺钉257固定在下操作手的基座251上。通过独立地转动每个水平调整螺钉257，就可以调整盖板254的平面，当盖板的正确平面一经确定，就向下紧固好安装螺钉256，以将盖板254固定在基座251的所需位置上。盖板254还包括一个孔，斜辊轴承269的静止部分就固定安装在该孔中。然后上操作手252固定地安装于轴承269的转动部分，从而使得上操作手252能够相对于下操作手250转动。水平调整螺钉257能够调整盖板250、轴承269和上操作手252的所在平面，从而保证上操作手和下操作手在平行的水平面中转动。
上操作手252包括一个安装在三角托架272的下表面处、用来支承和转移工件的基本为平面的叶片270。叶片270可以包括用以将叶片270的表面与低压相连的真空口282，以便在输送过程中将工件牢牢地支承在叶片上。前述的真空管线可连接至延伸穿过支承269的真空适配器271，然后连接件使负压与真空口282相通，以在叶片270的表面上产生负压。
叶片270还包括长的第一指274和短的第二指276，它们共同确定了基本为“C”形的端部278。叶片270上的指状部274，276的形状和方向，使得该叶片在沿着轴线280运动时，能够拾取工件，所述轴线280基本上不平行于上操作手252的纵向主轴线。指状部274，276还能够使支承在操作手252上的工件的重心位于操作手端部的内侧，这样即便是关闭了真空口282的负压，也可以保持工件稳定地支承在操作手252上。
内部支承着多个工件的工件盒包括一些搁架，工件彼此之间以预定的空间，或者说间距，支承在搁架上。所述间距是由SEMI规范确定的，并且根据所使用的工件盒的尺寸不同而不同。支承板261和托架272确定了上下支承部260，270之间的间距，这一间距最好等于工件在机器人100所操作的工件盒中的间距。这样，如下面将要详细说明的那样，上下操作手可以从工件盒的相邻搁架上同时抽取一对工件。
如上所示，安装柱282固定在基座251的后部253。设置安装柱282是为了支承安装在开孔286中的上操作手的驱动组件284。驱动组件284可以压配合到开孔286中，和/或通过螺钉或其他紧固件而固定在开孔286中。例如可以通过螺钉288将支承柱282固定安装于下操作手250，从而使安装柱282和驱动组件284随同下操作手250一起转动。
在一个推荐实施例中，驱动器284类似于前述的轴肩驱动器120和肘弯驱动器150。驱动器284最好包括一个与谐波减速器相连的无刷电机，谐波减速器则具有输出花键轴290。在一些实施例中，驱动器284的减速比和扭矩比范围大约是140∶1～40∶1，最好是50∶1，从而在输出花键轴上产生出非常强劲有力、平稳和精确的输出转速。
输出花键轴290固定在夹紧装置292中，夹紧装置则固定安装于上操作手252。具体地说，输出花键轴可装配在夹紧装置的孔294中，一对定位螺钉296可穿过一个板拧入到夹紧装置中，以便将上操作手252固定至驱动器284。一旦通过电气连接件298接收到来自控制器的适当的信号，驱动器284就可以驱使上操作手252在一个很大的范围内相对于下操作手250转动。在本发明的一个实施例中，上操作手可以从它的与下操作手完全重叠的位置转动±145°。应当理解，在一些实施例中，上操作手相对于下操作手的转动范围可以大于或小于上述数值。
在一个推荐实施例中，安装柱282还可以包括一个光学传感器300，它可以是传统的光线阻断型(break-the-beam)传感器。上操作手252还包括一个带有直边303的半圆形遮光片302。遮光片302固定安装于上操作手252并且可以随之一起转动，转动进入到传感器300的发射器和接收器之间的空间中，从而能够阻断从发射器向接收器发出的光线。
在上操作手相对于下操作手的转动过程中，传感器检测遮光片302的直边303，从而能够确定出上操作手重叠于下操作手时的“复位”位置，也就是上操作手与下操作手完全重叠对齐的一个位置。更具体地说，根据光线是否被遮挡，控制器从一开始就能够测定上操作手是转动到顺时针位置还是逆时针位置。假如上操作手相对于图6所示的下操作手处在顺时针位置，光线就被遮挡，这就告诉控制器上操作手处在顺时针位置，以及必须逆时针方向转动以使上操作手复位。在逆时针转动时的某些位置，遮光片302的直边303经过传感器300的下方，从而光线被传感器的接收器接收。与此相反，如果上操作手相对于图6所示的下操作手处于逆时针位置，光线就不被遮挡，这就告诉控制器上操作手处在逆时针位置，以及必须顺时针方向转动以使上操作手复位。在顺时针转动时的某些位置，遮光片302的直边303经过传感器300的下方，从而光线被阻断不能被传感器的接收器接收。通过上述装置，一旦传感器300改变状态(无论是光线从被遮挡改变为不被遮挡，还是相反的变化)，控制器都能够确认出上操作手重叠于下操作手时的复位位置。这一复位位置，即可以是当传感器300改变状态时上操作手所处的重叠位置，也可以是传感器300改变状态时上操作手在偏离重叠位置状态下所处的“已知偏离位置”，所述的“已知偏离位置”可以通过在传感器300改变状态后，使驱动器284的电机转动某一固定数值的转数而实现。正如本领域的技术人员能够理解的那样，在其他一些实施例中，为了测定上操作手252相对于下操作手250的复位位置，各种其他的传感器和装置可以替代上面所述的相应元件。
还可以将一个印刷电路板283安装在安装柱282的顶面。电路板283可包括电子端子，以提供驱动器284与控制器108之间的电气连接。电路板283还可以控制和/或传送来自传感器300的信号。
驱动器284可被容纳在罩子304中，罩子304安装于安装柱282的上表面，以便将驱动器284以及在罩子304中所产生的任何尘埃颗粒隔绝起来。尽管没有表示，一个连续运行的真空源可以连接至罩子304，以便在罩子304中产生负压，用以防止罩子304中的尘埃颗粒逸散到周围环境中。
双操作手的端部操作器108可以并行地处理工件，例如用在图8-12所示的晶片分选机中。图8是分选机的前视立体图；图9是后视立体图，为了清楚起见，省略了分选机的某些部分；图10-12是分选机内部的顶视图，表示了机器人100的不同状态。除了本发明的机器人100之外，晶片分选机350还包括一对校准器352a，352b；一些装载台组件354(在图9中省略了)；一个控制器356；以及图形显示的用户接口(GUI)357。应当理解，晶片分选机350只是众多的能够使用机器人100来并行处理工件的实施例其中之一。
装载台组件354可以是传统的设计，例如名称为“装载台开启装置”(LOAD PORT OPENER)的美国专利申请08/730,643号所述的那种类型，该申请已经转让给本申请的申请人，在此全部引用该申请以作参考。设置装载台组件354一般是为了接纳集装式容器，例如SMIF容器或棒形盒体，然后(在提供集装式容器的情况下)将盒体从集装式容器中分离，以及将盒体提供给机器人100，由机器人传送盒体中的工件。应当理解，如同名称为“组合式分选机”的美国专利申请09/547,829号所述的那样，一些模块式单元，每一单元包括一个或几个装载台组件，可以组合到一起。上述美国专利申请已在前面引用过了。
校准器352a，352b可以是传统的设计，可以象名称为“晶片的排列和读取机构”的美国专利申请09/452,059号那样带有一些缓冲定位件，该申请(称之为“059”号申请)已在前面引用过了。两个校准器352最好彼此相同，设置这些校准器一般是为了确定工件的中心或径向偏移量。首先是将工件上的凹槽或其他基准标记准确定位，然后读出标注在每一工件上的光学识别符号(OCR)或其他辨认符号。校准器352a，352b分别包括一个转动地安装在基座360中的卡盘358a，358b。一旦工件置于卡盘358上，卡盘转动每个工件，以确定每个工件上凹槽的位置，并且确定每个工件的径向偏移量。在每个校准器上可以设置已知结构的传感器362，用以确定凹槽的位置和径向偏移量。一旦确定出了工件上凹槽的位置，就将工件转动到光学识别符号(OCR)标记处在视频摄像机364下方的位置，于是视频摄像机就能够读取光学识别符号(OCR)标记。然后，如同下文中将要详细描述的那样，每一工件可以由端部操作器对准中心地重新拾取，再放回到最初的盒体中或放到新的盒体中。
在本发明的一个推荐实施例中，每个校准器352最好还包括一个缓冲操作手365a，365b，工件可在缓冲操作手上等待处理，以此提高校准器以及整个装置的工作能力。每个校准器上的缓冲操作手365能够在处理第一个工件的同时，使机器人将第二个工件送入校准器；然后能够在对第二个工件进行处理的同时，使机器人将第一个工件移出校准器。这样，当机器人将工件移入和移出校准器时，校准器不会闲置；当校准器工作时，机器人也不会闲置。应当理解，在其他一些实施例中，校准器352可以不带有缓冲操作手。
详细参见图10-12，在一个推荐实施例中，双操作手的端部操作器108能够如下所述并行地处理工件。控制器356向机器人驱动器发出适当的信号，以驱动端部操作器108进入到位于装载台组件354上的工件盒中，于是下操作手250位于第一工件400a的下方，上操作手位于紧邻工件400a上方的第二工件400b的下方。然后支柱116向上运动，于是工件400a，400b从它们的盒体搁架中被提取出来，并分别支承在操作手250，252上。然后两个工件由端部操作器108同时从盒体中取出。
在从盒体中拾取两个工件后，机器人100将两个工件400a，400b送入校准器352。更具体地说，端部操作器108在上操作手252处在与下操作手250重叠的复位状态下使它们转动，直到下操作手250的轴线266如图10所示与卡盘358a的中心对齐；然后，驱动器300在下操作手250保持不动的情况下转动上操作手252，或者说使上操作手252扇形展开，直到上操作手252的轴线280如图11所示与卡盘358b的中心对齐。在这一位置时，轴线266和280彼此平行或基本平行。在本发明的一个实施例中，上操作手252可以相对于下操作手250扇形展开大约54°。这一角度是由卡盘358a，358b之间的距离以及上下操作手250，252的长度决定的。应当理解，两个操作手250，252之间扇形展开的角度可以随着两个卡盘358之间空间距离的变化，和/或两个操作手250，252长度的变化而有所改变。
然后，机器人使得端部操作器108沿着轴线266，280的方向朝着校准器352前进，直到每个工件400a，400b如图12所示位于各自卡盘258a，258b的上方。由于轴线266，280相互平行，以及平行于端部操作器108的平移方向，下操作手250的“U”形端部264以及上操作手252的“C”形端部278也可以朝着校准器352平移，直到它们局部地包围各自的卡盘358。这种相互配合有助于工件在上下操作手250，252和卡盘258a，258b之间的传送。
在一个推荐实施例中，卡盘358a和358b处在不同的水平面中，例如，卡盘358b处于略高于卡盘358a的水平高度。这两个水平面之间的间距最好略小于操作手250，252上的工件之间的间距。一旦工件400a，400b位于卡盘358的上方，支柱116就下降进入到壳体112中，以使端部操作器108下降。由于卡盘358a，358b平面之间的垂直间距略小于两个操作手之间的间距，工件400a从下操作手250送至卡盘358a要早于工件400b从上操作手252送至卡盘358b。
卡盘358a，358b位于不同的水平面中，这样，在校准器已经确定了每个工件的中心以及读取了每个工件上的光学识别符号(OCR)之后，每个操作手250，252就可以对准中心地重新拾取每个工件。具体地说，由于已经知道了每个工件的中心，控制器356首先调整端部操作器108在水平面中的位置，使得上操作手252能够向上运动，并且对准中心地重新拾取工件400b；然后，保持工件400b在上操作手252上，控制器再次调整端部操作器108在水平面中的位置，使得下操作手250能够向上运动，并且对准中心地重新拾取工件400a。在另一个实施例中，卡盘358，358b水平面之间的间距可以大于两个操作手之间的间距。在该实施例中，首先是工件400b，然后是工件400a被送至各自的卡盘358。同样，在这另一个实施例中，首先是工件400a，然后是工件400b从各自的卡盘上被对准中心地重新拾取。
众所周知，可以提供一种校准器，它带有即转动又平移的卡盘。在这种校准器中，当已经确定出工件的径向偏移量之后，卡盘在独立支承着工件的同时进行平移，因而校准器自身与卡盘上的工件对准中心。在另一些实施例中，这种校准器可以应用于本发明的机器人，在这些实施例中，可以理解，卡盘358可如上所述位于不同的水平面中，或者位于同一水平面中，这样晶片就被同时放置到卡盘上，以及被同时从卡盘上拾取。
当校准器确认了工件的光学识别符号(OCR)，以及操作手250，252对准中心地重新拾取工件400a，400b之后，上操作手252就可以转回到它的复位位置，然后将工件400a，400b送回到最初的盒体中或送到新的盒体中。
如上所示，校准器352a，352b可带有缓冲操作手365a，365b，以便当工件装载在卡盘358上时，使另外的工件等待处理。这样一种在工件盒体和校准器之间转移工件的操作实施例也被描述在“059”号申请中。然而，“059”号申请所描述的在单一的端部操作器和单一的校准器之间，一次只能传送一个工件。本发明在“059”号申请的基础上实现了创造性的进步，在双操作手的端部操作器和两个独立地校准器之间，同时可以传送两个工件。在这种实施例中，如上所述，第一组工件400a，400b首先被放置到卡盘358a，358b上。这些工件然后由校准器352进行处理，也就是转动工件，以确定出每个工件的径向偏移量，以及读取工件上的光学识别符号(OCR)标记。在将第一组工件放置到卡盘358上之后，端部操作器后退，上操作手252回到其复位位置，然后机器人从工件盒中拾取第二组工件400a，400b。端部操作器然后扇形展开，将第二组工件400a，400b放置到缓冲操作手365a，365b上。
在第二组工件被放置到缓冲操作手上的时候，卡盘上的第一组工件的处理已经完成。在放置第二组工件到缓冲操作手上之后，端部操作器后退，下降，以及再次前进，以便从卡盘358上对准中心地重新拾取第一组工件。然后端部操作器后退，上操作手252回到其复位位置，然后将第一组工件送回到它们最初的盒体中或送到新的盒体中。随着上操作手处在其复位位置，第三组工件400a，400b由机器人100从盒体中取出。在端部操作器拾取第三组工件的同时，缓冲操作手365下降，将第二组工件放到卡盘358上以进行处理。当处理结束之后，缓冲操作手365向上运动，以抬升第二组工件离开卡盘358。大约在完成这项工作的同时，机器人已带着第三组工件返回，将第三组工件放到卡盘358上以进行处理，端部操作器后退，向上运动，以及再次前进，以便从缓冲操作手365上对准中心地拾取第二组工件。然后端部操作器后退，上操作手252回到其复位位置，以及将第二组工件送回到盒体中。随着上操作手处在其复位位置，第四组工件400a，400b被取出，以使这一过程重复开始进行。
上面已经描述了双操作手的端部操作器从盒体中提取一对工件，将两个工件分开，然后朝着校准器352运动。然而应当理解，在其他一些实施例中，分选机300中的元件可能是这样设置的：端部操作器可以从盒体中提取一对工件，再前进到其中一个校准器352的上方，然后使操作手250，252上的工件分开。在这种实施例中，上操作手252端部的指状部274，276将转动到达局部包围其中一个卡盘258的位置，而不是如上所述的直线前进。因此，指状部274，276的形状应当使工件在指状部转动后能够正确地相对于卡盘定位。根据这一实施例，在处理工作完成后，操作手可以从缓冲操作手或卡盘上拾取工件，一起转动，然后离开校准器以将工件放回盒体。
图示的校准器352彼此是分开的。应当理解，校准器也可以相互靠近。这样，支承在校准器上面的工件基本上是相互重叠的，而且至少具有充分的间隔，以便能够从上方观察到每一工件上标注的光学识别符号(OCR)或凹槽。这样的实施例也被描述在“059”号申请中。在上述实施例中也可以采用双操作手的端部操作器108，但它的展开角度比前面所述实施例的展开角度小，以便将工件定位在彼此靠近的两个校准器上。
在上述的使用双操作手的端部操作器108和缓冲操作手365的处理过程中，在处理两个工件的同时，可以将另外两个工件移入或移出校准器，因此是对四个工件同时进行处理。这样的装置每小时可以处理600个工件。这是传统设计的机器人和校准器装置生产率的两倍以上。如上所示，应当理解，在本发明的其他一些实施例中可以不带缓冲操作手365，这样的替换实施例仍然可提供比传统的晶片分选机显著提高的生产率。
围绕在分选机350中操控机器人100，控制器356可以使用被称之为“路径分配(path planning)”的规则来控制机器人100的运动。具体地说，某些现有技术的机器人控制规则首先是将机器人臂转动到所需的方向，然后在转动之后，使端部操作器沿着直线径向向外延伸，从转动轴线延伸到所需位置。由于工件400必须直线地从工件盒中取出以及直线地插入工件盒(为了避免与工件盒的两侧相接触)，采用直线运动规则的机器人就必须运动到工件盒的正前方，以便将晶片直线地取出和插入盒体。众所周知，这可以将机器人安装在一个水平传动轨道上来实现。
然而，在机器人位于装载台组件正前方的情况下，壳体的两侧必须向外扩展很大的量，两侧之间的宽度大于装载台组件自身的宽度。这是因为机器人连杆104，106的运行需要很大的空间，这就要求该空间大于装载台组件自身所需的空间。
然而，通过使用“路径分配”规则，机器人100就能够运动在一个笛卡儿X-Y平面中，尤其是直线进入和移出装载台组件354上的工件盒体，无需位于装载台组件354的正前方。这是通过机器人半径R(即端部操作器至机器人转动轴线之间的距离)和机器人角度θ(即端部操作器的转动位置相对于参考轴线之间的角度)两者间的相互协调而实现的。具体地说，通过协调机器人的运动，在端部操作器平移的同时近端连杆进行转动，就能够控制端部操作器的端部产生直线运动，这一运动不经过机器人的转动轴线。
使支承着工件盒体的支承板朝着机器人100转动，将进一步有助于工件在盒体和机器人的端部操作器之间的传送，无需机器人一定要位于盒体的正前方。盒体支承板的这种转动对本领域的技术人员来说是公知的。然而应当理解，在其他一些实施例中，可以依据直线运动规则来控制机器人100，其中端部操作器的端部仅沿着来自机器人中心的半径而运动。
上面所述的在分选机350中使用机器人100只是本发明的众多用途之一。在另一些实施例中，本发明可用在分选机中，以便在两个或多个盒体间传送工件，一次传送一对工件。在该实施例中，端部操作器108如上所述延伸进入第一盒体中提取一对工件。然后端部操作器运动到第二盒体处，进入该盒体，下降，将两个工件放到一对相邻的盒体搁架上。在该实施例中，在整个传送过程中，上操作手252可以保持处于其复位位置。
此外，本发明的机器人还可以用在晶片分选机以外的装置中，例如，机器人100可以安装在用来在晶片上形成集成电路的加工工具中或安装在该工具的前部。在这一实施例中，机器人100可在加工工具上所安装的工件盒体和加工工具中的卡盘之间，一次传送一对晶片，以便在加工过程中支承晶片。
如上所述，上下操作手之间的间距最好相等于工件盒体中工件之间的间距，这样，两个工件就能够几乎同时从盒体中取出或放回盒体。然而应当理解，在另一个实施例中，端部操作器108上的上下操作手250，252之间的间距可以略小于盒体中搁架之间的间距。该实施例能够使工件在不同的时候从盒体中取出和/或放回到盒体中。在该实施例中，当提取工件时，端部操作器向上运动，在t1时刻将第一工件400a提取到下操作手250上；然后，在t2时刻上操作手252提取第二工件400b。同样，在该实施例放回工件时，端部操作器向下运动，在t1时刻将工件400b从上操作手252上放下；然后，在t2时刻将工件400a从下操作手250上放下。除了能够在端部操作器和一个盒体之间一次传送两个工件以外，该实施例还能够从端部操作器向两个独立盒体传送工件，或者从两个独立盒体向端部操作器传送工件。在一个推荐实施例中，盒体中的工件已经确定了各自的位置，例如象现有技术中已知的那样通过装载台组件确定其位置，从而端部操作器108和/或支承在端部操作器上的工件就可以避免与盒体中的工件发生意外的接触。
在本发明的另一实施例中，可以象传统的工件处理机器人所做的那样，使用端部操作器108从一个盒体中提取一个工件，将该工件送至校准器、另一个盒体、或其他的目的地。在该实施例中，上操作手252可转动到准备位置，在该位置时，上操作手离开运动路径，并且在机器人100在其整个运动范围内转动，以完成所要求的工件传送时，不会发生干涉。例如，一个半导体晶片盒通常包含25个晶片，在前24个晶片两个一组共12组已经处理之后，第25个晶片，也就是最后一个晶片，可由单一的操作手250拾取，而操作手252则转动到准备位置。依照使用机器人100的装置的特定结构的不同，该准备位置在其他一些实施例中也将有所不同，这将由技术人员在设计装置中的机器人时根据经验而确定。本发明的这一特征具备的显著优点在于，本发明不仅能够以双操作手的端部操作器的方式工作，而且还为本发明提供了灵活性，使它能够根据制造者的需要，以双操作手或单操作手的端部操作器两种方式进行工作。
在目前已述的实施例中，端部操作器108包括一对能够相互间彼此扇形展开的操作手。然而，在另一个实施例中，能够想到端部操作器108可以包括三个操作手。在该实施例中，端部操作器上可以有一个静止的操作手，例如上述的操作手250；一个操作手(例如上述的操作手252)能够沿着第一方向相对于第一操作手展开；以及第三操作手能够沿着与第一方向相反的第二方向相对于第一操作手展开。第三操作手可以类似于前述的上下操作手250，252。除了前述的用来转动操作手252的驱动装置284之外，可以添加一个独立的第二驱动装置以转动第三操作手。在上述的两个操作手的实施例中，驱动装置284与操作手252的转动轴线同轴。在三个操作手的实施例中，两个独立的驱动器可以安装成与转动轴线同轴并且一个位于另一个之上；或者两个驱动器也可以并排安装。驱动器的输出扭矩通过扭矩传递装置，例如齿轮或皮带装置，传递至各个操作手。每个操作手可包括前述的托架，用来以所需的相互间隔定位这些操作手的三个叶片。在一个推荐实施例中，所述间隔可以等于晶片盒体中晶片之间的间距，或者略小于晶片的间距。具有三个操作手的实施例可以在盒体之间，或者在盒体与三个分开的工作点(例如三个校准器352)之间，一次传送三个工件。在该实施例中，在某一特定的传送过程中，一个或两个操作手都可以运动到如上所述的准备位置。在本发明的另外一个替换实施例中，端部操作器108可以包括两个操作手，每个操作手都转动安装到端部操作器上。在这个实施例中，可以象前面所述带有三个操作手的实施例那样，将两个独立的驱动器安装到端部操作器108上。或者，可使用单一的电机独立地转动各个操作手。这一实施例表示在图13和图14中。按照图13和图14所示的实施例，操作手370，372可分别包括一个弧形槽374，376，其成形位置靠近每个操作手的近端(也就是与支承工件的那端相反的操作手的一端)。槽374，376最好设置成相距转动轴线具有相同的半径r，而且彼此相对弯曲，从而当两个操作手对齐、以及从端部透视观察时，两个槽只有一小部分378重叠，该重叠部分378位于槽374的端部380和槽376的端部382。
图13，14的实施例还包括安装在驱动器组件，例如驱动器组件284，的输出花键轴上的凸轮384。凸轮包括设置在相对于驱动器组件284和凸轮384的转动轴线半径为r处的偏心销386。偏心销386向下延伸插入每个槽374，376，并且当两个操作手相互重叠时，偏心销处在槽的重叠部分378处。
当电流在驱动器组件的电机中沿第一方向流动时，输出花键轴驱使凸轮384沿第一方向转动，例如顺时针方向转动。当凸轮384顺时针方向转动时，啮合在槽374的端部380中的偏心销顺时针方向驱动操作手370。然而，凸轮的顺时针方向转动只是使偏心销在操作手372的槽376中自由运动，从而使操作手372保持在复位位置。另一方面，当电流在驱动器组件的电机中沿与第一方向相反的第二方向流动时，输出花键轴驱使凸轮384沿第二方向转动，例如沿上述实施例中的逆时针方向转动。当凸轮384逆时针方向转动时，啮合在槽376的端部382中的偏心销逆时针方向驱动操作手372。然而，凸轮的逆时针方向转动只是使偏心销在操作手370的槽374中自由运动，从而使操作手370保持在复位位置。两个操作手在未受到凸轮384的作用时都可在各自的弹簧(未示出)的偏置作用下保持在复位位置。还可以设置与各个操作手相配合的挡块，以防止操作手在弹簧的偏置力作用下超出其复位位置。
该实施例中的任何一个操作手在其他操作手处理工件时都可以运动到准备位置，这进一步增加了本发明的灵活性。因此，如果需要使下操作手接近工件而又没有空间供上操作手插入工件盒，上操作手就可以转动到准备位置。同样，如果需要使上操作手接近工件但又没有空间供下操作手插入工件盒，下操作手就可以转动到准备位置。
进而可以理解，可以提供一种带有多个叉形件用来支承多个工件的端部操作器。这种端部操作器已被描述在名称为“直线式晶片传送装置”的美国专利5,647,718号中。该专利已经转让给PRI自动化公司，该专利在此全部引用以供参考。可以理解，在本发明的另一个替换实施例中，无论是在双操作手的结构中还是在三操作手的结构中，每个操作手都包括多个叉形件，每个叉形件上支承一个工件。每个操作手上的各个叉形件之间和其他操作手上的相邻叉形件之间，最好彼此相距相同的间距，该间距最好等于工件盒中工件之间的间距，或者略小于工件之间的间距。
按照该实施例，可以操作端部操作器108在工件盒之间一次传送多个工件。组合在操作手上的叉形件的数量可以多达与工件盒中的工件槽的数量相等，例如25个。这样，端部操作器可以将一个工件盒中的全部内容物转移到另一个工件盒中(要进行适当的检测工作，以确保接收工件的工件盒在接收工件的位置处不存留有工件)。或者，可以从上述的工件盒中传送多个工件，然后操作手扇形展开，以便将上述多个工件再分成几个子组，传送到相应的两个或三个独立的盒体或工位上。应当理解，在某一特定的传送过程中，(双操作手结构或三操作手结构中的)一个操作手，或者(三操作手结构中的)两个操作手，可以运动到如上所述的准备位置。
尽管这里对本发明作了详细的描述，但应当理解，本发明并不限于所述的实施例。在不偏离由下述权利要求书所确定的本发明的精神和范围的前提下，本领域的技术人员可以对本发明作出各种改变、替换和改进。

Claims (33)

1、一种能够同时支承多个工件的工件传送机器人，它包括：
一个基座；
一个能够相对于所述基座转动的第一连杆；
一个能够相对于所述第一连杆转动的第二连杆；以及
一个能够相对于所述第二连杆转动的端部操作器，所述的端部操作器包括能够支承多个工件中的第一工件的第一操作手，和能够支承多个工件中的第二工件的第二操作手，所述的第一操作手能够相对于第二操作手转动。
2.如权利要求1所述的工件传送机器人，其特征在于，所述的第一操作手和第二操作手具有共同的转动轴线。
3.如权利要求1所述的工件传送机器人，其特征在于，所述的第一操作手固定地安装在端部操作器上，而第二操作手则可以转动。
4.如权利要求1所述的工件传送机器人，其特征在于，所述的第一操作手可以转动，所述的第二操作手也可以转动。
5.如权利要求1所述的工件传送机器人，其特征在于，还包括安装在所述端部操作器上的、且至少可以相对于第一和第二操作手其中之一转动的第三操作手。
6.一种用于工件传送机器人的端部操作器，它能够同时支承多个工件，所述的端部操作器包括：
一个第一工件支承操作手，所述的第一工件支承操作手包括一个基座；
一个转动地安装在所述基座上的第二工件支承操作手；以及
一个支承在所述基座上的驱动组件，所述的驱动组件包括：固定到第二工件支承操作手上的输出轴，用以使所述的第二工件支承操作手相对于第一工件支承操作手转动。
7.如权利要求6所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，基座包括一个盖板，所述的第二工件支承操作手转动地安装在所述盖板上。
8.如权利要求7所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，还包括用来将盖板固定到基座上的紧固件，所述紧固件能够调整所述盖板和第二工件支承操作手、相对于所述基座及第一工件支承操作手的平面。
9.如权利要求6所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，第一工件支承操作手和第二工件支承操作手之间的间距，基本上相等于从该端部操作器中拾取第一和第二工件的工件盒中的第一和第二工件之间的间距。
10.如权利要求6所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，还包括相对于所述基座固定安装的传感器，用来检测所述的第二工件支承操作手与所述的第一工件支承操作手上方对齐。
11.如权利要求6所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，还包括连通第一工件支承平台的负压，用于在所述第一工件的传送过程中将第一工件固定在所述的第一工件支承平台上。
12.如权利要求11所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，还包括连通第二工件支承平台的负压，用于在所述第二工件的传送过程中将第二工件固定在所述的第二工件支承平台上。
13.如权利要求6所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，所述的驱动器组件由第一驱动器组件构成；端部操作器还包括用于使第一工件支承操作手相对于第二工件支承操作手转动的第二驱动器组件。
14.如权利要求6所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，所述的驱动器组件能够转动第二工件支承操作手。
15.如权利要求6所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，所述的驱动器组件能够转动所述的第一工件支承操作手和第二工件支承操作手。
16.一种用于工件传送机器人的端部操作器，该机器人能够在第一组支承表面和第二组支承表面之间传送工件，该端部操作器包括：
至少一个第一工件支承操作手，用来在第一组支承表面的一个支承表面和第二组支承表面的一个支承表面之间至少传送第一工件；以及
至少一个第二工件支承操作手，用来在第一组支承表面的一个支承表面和第二组支承表面的一个支承表面之间至少传送第二工件，所述的至少一个第二工件支承操作手能够相对于所述的至少一个第一工件支承操作手运动；
其中，所述的至少一个第一工件支承操作手和所述的至少一个第二工件支承操作手，能够从第一组支承表面中基本上同时地传送所述的至少一个第一工件和至少一个第二工件。
17.一种用于工件传送机器人的端部操作器，该机器人能够在第一组支承表面和第二组支承表面之间传送工件，该端部操作器包括：
至少一个第一工件支承操作手，用来在第一组支承表面的一个支承表面和第二组支承表面的一个支承表面之间至少传送第一工件；以及
至少一个第二工件支承操作手，用来在第一组支承表面的一个支承表面和第二组支承表面的一个支承表面之间至少传送第二工件，所述的至少一个第二工件支承操作手能够相对于所述的至少一个第一工件支承操作手运动；
其中，所述的至少一个第一工件支承操作手和所述的至少一个第二工件支承操作手，能够基本上同时地将所述的至少一个第一工件和至少一个第二工件传送到第二组支承表面。
18.如权利要求17所述的用于工件传送机器人的端部操作器，其特征在于，所述的至少一个第一工件支承操作手和所述的至少一个第二工件支承操作手彼此相对能够扇形展开。
19.一种使用工件传送机器人、在一个容器和工件的一对支承表面之间传送工件的方法，机器人包括能够彼此相对转动的第一工件支承操作手和第二工件支承操作手，该方法的步骤包括：
(a)在第一和第二支承操作手基本上对齐、一个操作手位于另一个操作手之上的状态下，将第一工件拾取到第一支承操作手上；
(b)在第一和第二支承操作手基本上对齐、一个操作手位于另一个操作手之上的状态下，将第二工件拾取到第二支承操作手上；
(c)第一和第二支承操作手彼此相对扇形展开；
(d)将第一工件传送至第一支承表面；以及
(e)将第二工件传送至第二支承表面。
20.如权利要求19所述的、在一个容器和工件的一对支承表面之间传送工件的方法，其特征在于，所述的拾取第一工件的步骤(a)和所述的拾取第二工件的步骤(b)基本上同时进行。
21.如权利要求19所述的、在一个容器和工件的一对支承表面之间传送工件的方法，其特征在于，在所述的将第二工件拾取到第二支承操作手上的步骤(b)、和所述的将第二工件传送至第二支承表面的步骤(e)期间，所述的第一和第二支承操作手保持处在基本上对齐、一个位于另一个之上的状态。
22.如权利要求19所述的、在一个容器和工件的一对支承表面之间传送工件的方法，其特征在于，还包括下述步骤：
(f)在第一和第二支承操作手彼此相对展开的状态下，将第一工件从第一支承表面重新拾取到第一工件支承操作手上；以及
(g)在第一和第二支承操作手彼此相对展开的状态下，将第二工件从第二支承表面重新拾取到第二工件支承操作手上。
23.如权利要求22所述的、在一个容器和工件的一对支承表面之间传送工件的方法，其特征在于，所述的将第一工件重新拾取到第一支承操作手上的步骤(f)，和将第二工件重新拾取到第二支承操作手上的步骤(g)是在不同的时候进行的。
24.如权利要求22所述的、在一个容器和工件的一对支承表面之间传送工件的方法，其特征在于，在步骤(f)中，第一工件是对准中心地被重新拾取到第一支承操作手上；以及在步骤(g)中，第二工件是对准中心地被重新拾取到第二支承操作手上。
25.如权利要求22所述的、在一个容器和工件的一对支承表面之间传送工件的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
(h)在将第二工件重新拾取到第二支承操作手上的步骤(g)之后，转动第一和第二支承操作手，直到它们基本上对齐，一个操作手位于另一个操作手之上。
26.一种处理工件的方法，包括在一个容器和带有端部操作器的处理装置中的第一和第二支承表面之间传送工件的一些步骤，所述的端部操作器包括第一工件支承操作手和第二工件支承操作手；第一支承表面具有与该表面相关的第一缓冲位置，第二支承表面具有与该表面相关的第二缓冲位置；该方法包括以下步骤：
(a)在第一和第二支承操作手基本上对齐、一个操作手位于另一个操作手之上的状态下，将第一和第二工件从该容器中拾取到第一和第二支承操作手上；
(b)将第一和第二支承操作手上的第一和第二工件传送到第一和第二支承表面；
(c)对所述的第一和第二工件进行处理；
(d)当步骤(c)正在进行时，在第一和第二支承操作手基本上对齐、一个操作手位于另一个操作手之上的状态下，将第三和第四工件从该容器中拾取到第一和第二支承操作手上；
(e)将第一和第二支承操作手上的第三和第四工件传送到第一和第二缓冲位置；
(f)将第一和第二工件从第一和第二支承表面拾取到所述的第一和第二支承操作手上；
(g)将第三和第四工件传送到第一和第二支承表面；
(h)对第三和第四工件进行处理；以及
(i)当步骤(h)正在进行时，将第一和第二支承操作手上的第一和第二工件送回容器。
27.如权利要求26所述的处理工件的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
(j)在步骤(h)完成之后，将所述第三和第四工件送回所述的第一和第二缓冲位置。
28.如权利要求26所述的处理工件的方法，其特征在于，步骤(a)中所进行的将第一和第二工件拾取到第一和第二支承操作手上的工作，基本上是同时进行的。
29.如权利要求26所述的处理工件的方法，其特征在于，步骤(b)中所进行的将第一和第二工件传送到第一和第二支承面上的工作，基本上是同时进行的。
30.如权利要求26所述的处理工件的方法，其特征在于，步骤(d)中所进行的将第三和第四工件拾取到第一和第二支承操作手上的工作，基本上是同时进行的。
31.如权利要求26所述的处理工件的方法，其特征在于，步骤(e)中所进行的将第三和第四工件传送到第一和第二缓冲位置上的工作，基本上是同时进行的。
32.如权利要求26所述的处理工件的方法，其特征在于，步骤(f)中所进行的将第一和第二工件拾取到第一和第二支承操作手上的工作，基本上是同时进行的。
33.如权利要求26所述的处理工件的方法，其特征在于，步骤(g)中所进行的将第一和第二工件传送第一和第二支承操作手上的工作，基本上是同时进行的。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101593715B (zh) * 2008-05-27 2011-05-18 旺硅科技股份有限公司 全自动进出料装置及其方法
CN113748498A (zh) * 2019-04-23 2021-12-03 应用材料公司 包含多个对准器的设备前端模块、组件及方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3437812B2 (ja) * 2000-02-07 2003-08-18 タツモ株式会社 基板搬送装置
US6520727B1 (en) * 2000-04-12 2003-02-18 Asyt Technologies, Inc. Modular sorter
US6962471B2 (en) * 2000-10-26 2005-11-08 Leica Microsystems Jena Gmbh Substrate conveying module and system made up of substrate conveying module and workstation
JP2002184834A (ja) * 2000-12-15 2002-06-28 Yaskawa Electric Corp 基板搬送用ロボット
US6918731B2 (en) * 2001-07-02 2005-07-19 Brooks Automation, Incorporated Fast swap dual substrate transport for load lock
US7334826B2 (en) * 2001-07-13 2008-02-26 Semitool, Inc. End-effectors for handling microelectronic wafers
US7281741B2 (en) * 2001-07-13 2007-10-16 Semitool, Inc. End-effectors for handling microelectronic workpieces
JP2003170384A (ja) * 2001-12-04 2003-06-17 Rorze Corp 平板状物の搬送用スカラ型ロボットおよび平板状物の処理システム
US20070014656A1 (en) * 2002-07-11 2007-01-18 Harris Randy A End-effectors and associated control and guidance systems and methods
US20060043750A1 (en) * 2004-07-09 2006-03-02 Paul Wirth End-effectors for handling microfeature workpieces
SG125948A1 (en) * 2003-03-31 2006-10-30 Asml Netherlands Bv Supporting structure for use in a lithographic apparatus
US20070020080A1 (en) * 2004-07-09 2007-01-25 Paul Wirth Transfer devices and methods for handling microfeature workpieces within an environment of a processing machine
WO2006109791A1 (ja) * 2005-04-11 2006-10-19 Nidec Sankyo Corporation 多関節型ロボット
US8573919B2 (en) * 2005-07-11 2013-11-05 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus
US20090016853A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Woo Sik Yoo In-line wafer robotic processing system
DE102008033778A1 (de) * 2008-07-18 2010-01-21 Sensordrive Gmbh Gelenkarmroboter
KR101312821B1 (ko) * 2010-04-12 2013-09-27 삼익티에이치케이 주식회사 기판 이송 장치
TWI435074B (zh) * 2011-06-29 2014-04-21 Mpi Corp 光學檢測裝置與光學檢測方法
US11587813B2 (en) * 2013-12-17 2023-02-21 Brooks Automation Us, Llc Substrate transport apparatus
JP6389412B2 (ja) * 2014-10-10 2018-09-12 日本電産サンキョー株式会社 ロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法
TWI595963B (zh) * 2015-08-18 2017-08-21 Machvision Inc Automatic feeding device
US10934090B2 (en) * 2017-03-28 2021-03-02 Akribis Systems Pte Ltd High density manufacturing cell (HDMC) structure or the like
US10391640B1 (en) * 2018-09-11 2019-08-27 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot
US11590659B2 (en) * 2019-07-02 2023-02-28 Intelligrated Headquarters, Llc Robotic sortation system
US11413744B2 (en) * 2020-03-03 2022-08-16 Applied Materials, Inc. Multi-turn drive assembly and systems and methods of use thereof

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676002A (en) * 1984-06-25 1987-06-30 Slocum Alexander H Mechanisms to determine position and orientation in space
JPH0536809A (ja) * 1991-07-31 1993-02-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体基板処理装置に於ける半導体基板搬送アーム
JPH07178689A (ja) * 1993-12-24 1995-07-18 Ricoh Co Ltd ロボットアームの位置ずれ測定方法およびその位置ずれ補正方法およびその位置ずれ補正システム
JPH07321178A (ja) * 1994-05-24 1995-12-08 Hitachi Ltd 搬送装置およびその搬送装置を有するマルチチャンバ装置
JP2552090B2 (ja) * 1994-05-31 1996-11-06 九州日本電気株式会社 ウェーハ受渡し機構
JP2609817B2 (ja) * 1994-07-29 1997-05-14 山形日本電気株式会社 半導体ウエハ移載装置
WO1997010079A1 (en) * 1995-09-13 1997-03-20 Silicon Valley Group, Inc. Concentric dual elbow
JP3892494B2 (ja) * 1996-01-26 2007-03-14 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置
JP3802119B2 (ja) * 1996-02-02 2006-07-26 株式会社安川電機 ウェハ搬送装置
JP3947761B2 (ja) * 1996-09-26 2007-07-25 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板搬送機および基板処理方法
JPH10321704A (ja) * 1997-05-19 1998-12-04 Kokusai Electric Co Ltd 基板移載機
US5920679A (en) * 1997-08-25 1999-07-06 The Research Foundation Of State University Of New York Apparatus and method for computer-aided low-harmonic trajectory planning for computer-controlled machinery
JP2002504744A (ja) * 1997-11-28 2002-02-12 マットソン テクノロジイ インコーポレイテッド 真空処理を行う非加工物を、低汚染かつ高処理能力で取扱うためのシステムおよび方法
JPH11163090A (ja) * 1997-12-02 1999-06-18 Mecs Corp 薄型ワークの搬送ロボット
US6155768A (en) * 1998-01-30 2000-12-05 Kensington Laboratories, Inc. Multiple link robot arm system implemented with offset end effectors to provide extended reach and enhanced throughput
JPH11284049A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Mecs Corp 薄型基板搬送ロボット
AU2002327249A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with multiple independent end effectors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101593715B (zh) * 2008-05-27 2011-05-18 旺硅科技股份有限公司 全自动进出料装置及其方法
CN113748498A (zh) * 2019-04-23 2021-12-03 应用材料公司 包含多个对准器的设备前端模块、组件及方法
US11610796B2 (en) 2019-04-23 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Equipment front end modules including multiple aligners, assemblies, and methods

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Publication number Publication date
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