振动控制的基板传送机械手、系统及方法技术方案

本文的实施方式揭示了振动控制的机械手设备。所述设备包括机械手，所述机械手具有：能操作以输送基板的终端受动器；耦接至机械手的传感器，所述传感器能操作以在机械手输送基板时感测振动，并操作所述机械手以减少支撑基板的终端受动器的振动。在一些实施方式中，在电机驱动电路中提供滤波器以过滤导致终端受动器的不想要的振动的一或更多个频率。本文亦提供振动控制系统及操作所述系统的方法，及其他方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】振动控制的基板传送机械手、系统及方法相关申请案本申请案主张申请于2012年11月30日、名称为“VIBRATION-CONTROLLEDSUBSTRATEHANDLINGROBOT,SYSTEMS,ANDMETHODS(振动控制的基板传送机械手、系统及方法)”(代理人案号为17490USA/L/FEG/SYNX/CROCKERS)的美国临时专利申请案第61/731,816号的优先权，为了所有的目的，在此通过引用所述美国临时专利申请案整体而并入本文中。
本专利技术大体涉及基板传送系统，更特定而言，涉及基板传送机械手及操作所述基板传送机械手的方法。
技术介绍
习用的电子装置制造系统可包括多个处理腔室及一或更多个装载锁定腔室。这些腔室可被包括在群集工具中，在所述群集工具中，复数个处理腔室例如可围绕移送腔室而分布。这些系统和工具可采用可被安置在移送腔室中的移送机械手来在各个处理腔室与一或更多个装载锁定腔室之间输送基板(例如图案化或未图案化的半导体晶片、玻璃面板、聚合物基板、网状结构(reticule)、掩模、玻璃板或类似基板)。例如，移送机械手可将基板从处理腔室输送至处理腔室，从装载锁定腔室输送至处理腔室，或反之亦然。当移送机械手传送基板时，可能由于例如基板在移送机械手的部件上滑动而产生颗粒。在基板输送期间所实施的正常(normal)路径移动期间，可能由水平基板加速诱发基板滑动。此输送可在移送机械手的终端受动器(endeffector)上进行，在终端受动器上滑动的基板可产生颗粒。颗粒的产生通常是不利的，因为颗粒的产生可污染制造环境并有可能对所制造的基板产生负面影响。由此，需要一种基板传送机械手，所述机械手使得能够实现基板的快速移动，同时减少颗粒的产生。
技术实现思路
在第一方面中，提供一种振动控制的机械手设备。振动控制的机械手设备包括：机械手，所述机械手具有能操作以输送基板的终端受动器；传感器，所述传感器耦接至所述机械手且能操作以在机械手输送基板时感测振动；及滤波器，所述滤波器能操作以减少机械手的振动。根据另一方面，提供一种机械手振动减少方法。所述机械手振动减少方法包括利用机械手的终端受动器支撑基板、提供耦接至机械手的传感器、在机械手输送基板时利用传感器检测机械手的振动、确定发生不利振动量的一或更多个条件及将机械手的终端受动器的至少一些振动降至最少。在又另一方面中，提供一种振动控制的基板输送系统。所述振动控制的基板输送系统包括：腔室；机械手，所述机械手被收纳在腔室中且具有能操作以输送基板的终端受动器机械手；及传感器，所述传感器耦接至机械手，所述传感器能操作以在机械手支撑基板时检测机械手的振动。根据本专利技术的这些实施方式及其他实施方式而提供了数个其他方面。本专利技术的实施方式的其他特征及方面将由下文的详细描述、所附权利要求书及附图而更为充分地显现。附图说明图1图示根据实施方式的振动控制的基板输送系统的顶视示意图。图2图示根据实施方式的图1的振动控制的基板输送系统的部分截面侧视图。图3图示根据实施方式的振动控制的基板输送系统的另一部分截面侧视图。图4A图示根据实施方式的振动控制的基板输送系统的方块图。图4B图示根据实施方式的系统的振动控制模型的方块图。图5图示绘示根据实施方式的机械手振动减少方法的流程图。具体实施方式电子装置制造可涉及在多个位置之间进行非常精确及快速的基板输送。特定而言，这种机械手需要能够相对于所述机械手所服务的腔室(例如处理腔室或一或更多个装载锁定腔室)而精确定向。一或更多个终端受动器(有时被称作“叶片”)可附接在机械手的臂端部处且可适用于将放置在终端受动器上的一或更多个基板输送至及输送出基板处理系统的处理腔室和/或一或更多个装载锁定腔室。需要尽可能快地移动基板，但还要将滑动及颗粒的产生降至最低。然而，在一些情况中，基板的滑动可在终端受动器上，特定而言，可在终端受动器的终端受动器垫上发生。这种基板滑动可经由执行正常移送运动曲线而因基板水平(例如横向)加速并结合移送机械手的振动而诱发。由于机械手运动或其他来源而给予基板的垂直振动减少作用于基板上的法向力(normalforce)，并由此减少对基板的摩擦力。因而，可能发生可导致颗粒产生的滑动。由此，颗粒的产生通常是不利的，因为颗粒的产生可污染基板、一或更多个装载锁定腔室、处理腔室及移送腔室，且可对所制造的基板以及制造环境产生负面影响。因此，存在对具有改良(亦即减少)的颗粒产生和/或更加快速移动能力的基板传送机械手的需要。特定而言，目标是围绕制造系统移动基板，同时将所述移动的任何痕迹(例如，颗粒)和/或在承载基板的终端受动器上的任何重新定位降至最少。机械手设备的快速移动可导致不需要的终端受动器及放置在所述终端受动器上的基板的振动。此种振动可诱发在终端受动器接触垫与基板之间的滑动及摩擦。例如，专利技术者已确定机械手设备的臂和终端受动器的正常操作运动(例如横向加速)可导致机械手设备的整体振动。所述运动可激发机械手设备的振动模式，并由此导致置于终端受动器垫上的基板的振动。所述振动中的一些振动在终端受动器处可能是垂直的，此举减少作用于基板上的法向力。机械手振动的其他来源包括诸如电机、传动驱动系统、泵、狭缝阀、其他机械手之类的内部工具激励器，及外部激励和次最佳(sub-optimal)伺服控制。本文中所使用的次最佳伺服控制意指用于操作机械手的初始控制演算法当应用于现场中时不是最佳。例如，对机械手设备的设定可源自对系统在已知环境中及在工厂设定下的动态行为的理解。然而，一旦在现场，并且作为实际系统的一部分进行操作时，这些设定可能由于诸如温度变化、皮带变松、安装差异等的环境因素而需要改变，以便机械手的移动可再次被最佳化。如上所述，机械手振动与在执行正常运动曲线期间的基板垂直加速及移动相结合，可导致基板在终端受动器垫上滑脱或滑动。在一方面中，基板在终端受动器垫上的任何移动皆为有问题的，因为需要将基板可靠地放置在处理腔室或装载锁定腔室中的某个位置，且若所述基板的位置已经移动离开终端受动器上的所需位置，则所述基板可能在此后未被准确放置。此外，基板加速及滑动可产生不需要的颗粒产生。颗粒产生如上所述是不利的。习用的机械手设备可使用位置反馈，比如在基板中心定位系统中使用位置反馈，以感测终端受动器上的基板的运动(例如由于滑动而重新定位)。然而，此位置反馈不提供任何振动指示或解决颗粒的产生。本专利技术的实施方式提供用于减少机械手振动的设备、系统及方法。特定而言，本专利技术的实施方式提供振动控制的机械手设备以减少机械手的振动，并因此而减少定位于所述机械手上的基板的振动。此举可减少基板滑动并由此减少颗粒产生，亦即由于摩擦而导致的颗粒产生。改良的振动控制的机械手设备能操作以通过调整产生振动的机械手运动的一或更多个方面来减少基板处的振动。特定而言，振动控制的机械手设备可以一方式操作以使得所述设备不在导致不利振动的一或多个特定频率下操作，或至少以此种振动得以减少的方式操作。下文中参考图1-5描述振动控制的机械手设备、振动控制的基板输送系统及减少机械手振动的方法的这些实施方式及其他实施方式。这些附图没必要按照比例绘制。在整篇说明书中使用相同的标记数字来表示相同的元件。现详细参看图1-4B，图示了可用于根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动控制的机械手设备，包括：机械手，所述机械手具有终端受动器，所述终端受动器能操作以输送基板；传感器，所述传感器耦接至所述机械手，所述传感器能操作以在所述机械手输送所述基板时感测振动；及基于由所述传感器测量的数据来减少所述机械手的振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.30 US 61/731,8161.一种振动控制的机械手设备，包括：机械手，所述机械手具有外壳和终端受动器，所述外壳能耦接至一结构，所述终端受动器能操作以输送基板；永久传感器，所述永久传感器耦接至所述机械手的所述外壳或所述结构，所述结构支撑所述外壳，所述永久传感器能操作以在所述机械手输送所述基板时感测振动；及振动控制器，所述振动控制器包括：模型，所述模型由来自所述永久传感器和耦接至所述终端受动器或所述基板的临时传感器的输入产生，所述模型适用于基于由所述永久传感器感测的振动来预测在所述基板处的振动，及用于所述机械手的驱动电机的驱动电路，所述驱动电路能操作以基于由所述永久传感器测量的数据通过经由滤波器过滤到达所述驱动电机的驱动信号来减少所述机械手的振动。2.如权利要求1所述的振动控制的机械手设备，其中所述永久传感器是微电机系统(MEMS)加速度计。3.如权利要求1所述的振动控制的机械手设备，其中所述滤波器能操作以过滤到达所述机械手的某些输入频率，所述滤波器包括基于来自所述永久传感器的输入设定的系数。4.如权利要求3所述的振动控制的机械手设备，其中所述滤波器包括双二阶陷波滤波器，所述双二阶陷波滤波器能操作以通过阻止预设定频率下的振动传达至所述基板来减少振动。5.如权利要求3所述的振动控制的机械手设备，其中总容许振动低于0.1g的加速度。6.如权利要求1所述的振动控制的机械手设备，进一步包括振动控制器，所述振动控制器能操作以接收来自所述永久传感器的指示所述振动的第一信号。7.如权利要求6所述的振动控制的机械手设备，其中所述振动控制器包括用以将感测到的振动与所述机械手的特定运动相关联的逻辑。8.如权利要求7所述的振动控制的机械手设备，其中所述逻辑将所述第一信号与数据库对比以确定预期振动。9.一种机械手振动减少方法，所述方法包括以下步骤：利用机械手的终...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·玛利，杰弗里·C·赫金斯，亚历克斯·明科维奇，布伦丹·蒂尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US