用于传送基板的气动终端受动器装置、基板传送系统与方法
【专利说明】用于传送基板的气动终端受动器装置、基板传送系统与方法
[0001]相关申请
[0002]本申请主张于2013年9月26日提出申请的美国临时专利申请第61/882,787号的优先权权益，所述美国临时专利申请发明名称为“PNEUMATIC END EFFECTOR APPARATUS,SYSTEMS,AND METHODS FOR TRANSPORTING SUBSTRATES(用于传送基板的气动终端受动器装置、系统与方法)”(代理人案号21232/L)，为所有目的，所述美国临时专利申请通过被本申请参考的方式结合于此。
技术领域
[0003]本发明关于电子器件的制造，而更特定而言是关于用于传送基板的终端受动器装置、系统与方法。
[0004]先前技术
[0005]在电子器件、产品和存储器制品(memory article)的制造中，对于这些半导体晶片(例如，图案以及非图案化的基板)的前驱物制品可通过机器人装置在制造设施的多个部件之间以及在工具中传送。例如，在传送腔室中可由一个工艺腔室传送到另一个工艺腔室，从装载锁定室传送到工艺腔室，从基板载体传送到群集工具的工厂接口中的载入口，或诸如此类。在这样的机器人传送期间，移动与放置基板需要具有速度与精确度。终端受动器上基板的任何滑动都可能导致产生不必要的颗粒且可能需要未对准校正，这可能花费时间。
[0006]因此，寻求电子器件制造中用于传送基板的有效的系统、装置与方法。
【发明内容】
[0007]根据第一方面，提供一种用于电子器件制造系统中的在系统部件之间传送基板的终端受动器装置。所述终端受动器装置包括适于与机器人部件连接的基部，及定位在所述基部上的气动吸力元件。
[0008]在另一个方面中，提供一种用于在电子器件制造系统部件之间传送基板的基板传送系统。所述基板传送系统包括机器人部件，及与机器人部件耦接的终端受动器，终端受动器包含适于与机器人部件连接的基部，及定位在所述基部上的气动吸力元件。
[0009]在又另一个方面中，提供一种于在电子器件制造系统的部件之间传送基板的方法。所述方法包括提供与机器人部件耦接的终端受动器，终端受动器具有一个或多个气动吸力元件及三个或更多个接触垫，在三个或更多个接触垫上支撑基板，及通过一个或多个气动吸力元件的操作而产生吸力以吸引基板与至少三个接触垫有增加的接触力，所述增加的接触力超过重力所提供的接触力。
[0010]根据本发明的这些与其他实施方式，提供多个其他方面。本发明实施方式的其他特征与方面将由下文中详细的描述、附加的申请专利范围和附图而更加清楚明了。
[0011]图式简单说明
[0012]图1根据实施方式绘示包括气动吸力元件(pneumatic suct1n element)的终端受动器的透视图。
[0013]图2根据实施方式绘示包括裸露气动通道(移除覆盖物)的终端受动器基部的实施方式的一部分的下侧透视图。
[0014]图3A绘示沿着图1的线3A-3A的终端受动器的气动吸力元件的截面示意图。
[0015]图3B是根据实施方式的终端受动器装置的吸力元件的透视图。
[0016]图4根据实施方式绘示包括带有一个或多个气动吸力元件的终端受动器的电子器件处理系统的顶部概要示意图。
[0017]图5系根据实施方式绘示了在电子器件制造系统的部件之间传送基板的方法的流程图。
[0018]图6A-6C根据实施方式绘示带有一个或多个气动吸力元件的另一各终端受动器的多个组件与部件的示意图。
【具体实施方式】
[0019]电子器件制造工艺使用多个前驱物制品以产生最后装置，诸如半导体晶片、玻璃板、掩模(本发明中的全部这些前驱物制品被称为“基板”。在基板从制造工艺与系统中的一个位置到另一个位置的传送期间，基板可由终端受动器(有时被称为“叶片(blade)”)承载。在传送期间，基板静置在终端受动器上且可预期叶片与基板之间的滑动被减少或消除。当经历横向移动时，减少或消除终端受动器与基板之间这样的相对滑动移动可减少定位误差、减少当实际滑动产生时的重定位时间(如未对准校正时间)，即可进一步减少颗粒的产生，颗粒产生可能导致污染工具、其他系统部件及基板。
[0020]本发明人发现，如果提供适当的向下吸力用于将基板夹到终端受动器或将基板黏附到终端受动器，则终端受动器与被固定的基板的加速度(如垂直和/或横向加速度)可增加。因为基板可在多个系统部件之间被更快速地移动，这可转换成增加的工艺产量，潜在地导致降低电子器件制造成本。此外，可减少的颗粒产生可能导致提升的工艺良率。此外，也可期望夹紧或黏附机制可被容易地操作与放开。
[0021]根据第一方面，终端受动器装置的一个或多个实施方式可包括基部，在所述基部上具有一个或多个气动吸力元件(在所绘示的实施方式中有多个)。气动元件可操作地增加黏附力而将基板吸引到终端受动器的接触垫。因此，可通过使用一个或多个气动元件来执行终端受动器与被固定的基板的更快速的移动。
[0022]根据另一个实施方式，提供一种基板传送系统。基板传送系统可包括机器人构件，诸如机器人腕、机器人臂和/或一系列的机器人部件，并且终端受动器装置包括与机器人构件親接的一个或多个气动吸力元件。包括一个或多个气动吸力元件的终端受动器可适当产生高黏附力(有时称为“夹持力”)，使得在垂直和/或横向移动期间可减少或消除终端受动器与基板之间的滑动。在某些例子中，可达到在基板上大于I镑的吸力。
[0023]下文通过参考图1-6C描述包括一个或多个气动吸力元件、基板传送系统的终端受动器装置，以及在电子器件制造系统的部件之间传送基板及操作终端受动器与系统的方法的这些与其他实施方式。相同的数字编号在各处用于代表相同的元件。
[0024]图1-3B根据本发明一个或多个实施方式绘示终端受动器100及终端受动器100的多个部件。终端受动器100包括基部102，所述基部102包含适于附接于机器人部件(未图示出)的第一端，及在相对于第一端的端部上的第二端，第二端包括第一腿部106与第二腿部107。如图所示，基部102可以是实质上平坦的，且可具有约0.118英寸(3mm)至约0.157英寸(4mm)之间的厚度，且可由适当材料制造，例如诸如铝、钛、不锈钢或陶瓷。根据基板的尺寸和终端受动器100可暴露的处理温度，可使用其他的材料与尺寸。
[0025]例如，基部102与第一腿部及第二腿部106、107可以与实际容纳基板支撑件(如工艺腔室的升降杆(未图示出))通过的宽度一样宽。终端受动器100可通过任何适当方法(诸如通过紧固件(如螺栓(bolt)、螺钉(screw)、铆钉、夹具、快拆或其类似物))附接于第一端上的机器人部件109(如图4中虚线所示的机器人腕或任选的的机器人臂)。
[0026]—个或多个气动吸力元件(如气动吸力元件105A-105D)可通过机械固定或凹陷定位在基部102上。附图显示了四个气动吸力元件，但可依据所需额外黏附力的程度而提供少如一个或多如四个或更多的气动吸力元件。在所示的终端受动器100中，多个气动吸力元件105A-105D定位在基部102上。可依适当间距设置多个气动吸力元件105A-105D。例如，在所绘示的实施方式中，第一气动吸力元件105A可设置于第一腿部106上且靠近于第一腿部尖端106T。第二气动吸力元件105B可设置于第二腿部107上且靠近于第二腿部尖端107T。第三气动吸力元件105C与甚至于第四气动吸力元件105D可设置于基部102上且靠近连接部分
108。连接部分108适于与机器人部件109耦接(如虚线所示)。如本说明书将进一步讨论，由于所提供的吸力，终端受动器100适于产生完全向下的至少Ilb.(至少1.1N)的吸力以将基板345夹持在终端受动器100上(见图4)。在某些实验性的实施方式中，估计各气动吸力元件在约60psi的流(f low)处会产生约4.3N。同样地，在40psi的流处，可产生约0.431b.(约1.9》的力。所以使用四个气动吸力元件1054-1050并在40?81处操作可能产生约1.7113.的黏附力(约0.431b.X 4 = I.71b.(约7.5N))。
[0027]终端受动器100可包括形成于基部102内的一个或多个气动通道(如111A-111D)。如图所示，提供四个气动通道111A-111D。气动通道111A-111D与气动吸力元件105A-105D连接且在气动吸力元件105A-105D处提供气动流。通道111A-111D可通过凹槽112A-112D与容纳于这