衬底输送设备制造技术

一种衬底输送设备，其包括：扭转运动驱动器部件，其具有包绕扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到主体部分的轴承环，扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到扭转运动驱动器部件，其中轴承环与扭转运动驱动器部件的外周边分离，使得外周边整体上脱离轴承环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衬底输送设备对相关申请的交叉引用本申请是2018年3月16日提交的美国临时专利申请No.62/644053的非临时申请，并要求其权益，该临时专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
示例性实施例大体上涉及自动化处理设备，并且更特别地涉及衬底输送设备。
技术介绍
通常，在半导体处理中，衬底在预确定的位置中放置在处理位置处。衬底由衬底输送设备放置在预确定位置处。这些衬底输送设备构造有驱动系统(例如，马达、滑轮、皮带、带等)，其允许在预确定位置处可重复地放置衬底。例如，常规衬底输送设备通常以约100µm的可重复性放置衬底。然而，随着技术进步和衬底上的特征变得越来越复杂，常规衬底输送设备的放置准确性可能不足以以对应于越来越复杂的特征的期望准确性将衬底重复地放置在处理位置中。将有利的是，提供一种具有基本上不变的刚性扭矩联接器的衬底输送器，该联接器将衬底输送器的端部执行器与驱动器连接，以例如基本上限制驱动器和臂连杆之间的马达滞后的影响。附图说明在结合附图得到的以下描述中解释所公开的实施例的前述方面和其它特征，在附图中：图1A至图1D是根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备的示意性图示；图1E和图1F是根据所公开的实施例的方面的图1A至图1D的衬底处理设备的部分的示意性图示；图1G至图1M是根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备的示意性图示；图2A至图2D是根据所公开的实施例的方面的衬底输送驱动区段的部分的示意性图示；图3A至图3E是根据所公开的实施例的方面的输送臂的示意性图示；图4是根据所公开的实施例的方面的衬底输送设备的示意性图示；图5是表示根据所公开的实施例的方面的在图1至图4中图示的衬底输送设备的多种方面的部分的示意性图示；图6A至图6C分别是根据所公开的实施例的方面的在图4中图示的衬底输送设备的部分的示意性图示的透视图；图7是根据所公开的实施例的方面的在图5中图示的衬底输送设备的部分的横截面正视示意性图示；图8是根据所公开的实施例的方面的在图5中图示的衬底输送设备的部分的放大局部横截面正视示意性图示；图9是根据所公开的实施例的方面的在图5中图示的衬底输送设备的部分的放大局部横截面正视示意性图示；图10是表示根据所公开的实施例的方面的在图1至图4中图示的衬底输送设备的多种方面的部分的平面图示意性图示；图11是根据所公开的实施例的方面的在图10中图示的衬底输送设备的部分的局部横截面正视示意性图示；图12A至图12B是根据所公开的实施例的方面的在图5和图10中图示的衬底输送设备的部分的示意性图示；以及图13是根据所公开的实施例的一个或多个方面的衬底输送器的操作方法的流程图。具体实施方式图1A至图1M是根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备的示意性图示。尽管将参考附图描述所公开的实施例的方面，但是应当理解，所公开的实施例的方面可以以许多形式体现。另外，可使用任何合适的尺寸、形状或类型的元件或材料。所公开的实施例的方面提供了实现衬底输送设备104A(图4)的高精度运动的方法和设备。高精度运动是如下的运动：其为衬底输送设备104A提供相比已知衬底输送设备改进的衬底放置可重复性，并且在一些具体情况下，提供优于约100微米的衬底放置可重复性，使得衬底输送设备104A的端部执行器和其上承载的衬底沿着晶片输送平面可重复地延伸以放置(或拾取)衬底。例如，如将在下文更详细描述的，所公开的实施例的方面将衬底输送设备104A设置成包括在衬底输送设备104A的扭矩联接器处的尺寸基本上不变的接口500(图5)。通过例如基本上消除可(不一致地)受到衬底输送设备104A的环境或其它操作条件的影响的驱动系统内的摩擦联接器(及其固有的不一致或不可重复的变化)，尺寸基本上不变的接口500显著地增加了衬底输送设备104A放置衬底的可重复性和准确性。在常规的衬底输送设备中，由例如诸如膨胀和收缩的热效应、机器人构件的磨损、机器人构件移位、马达迟滞等引起的机器人性能的可变性可为在例如衬底S的放置和从例如处理站130的拾取中的可重复性误差的来源。例如，当机器人臂在处理期间经受温度变化时，机器人臂可经历热膨胀和收缩(以及其它热效应和/或其它可变性)。这些温度变化影响机器人臂的定位，使得端部执行器的中心位置(例如，预确定的衬底保持位置)偏移或具有位置偏差ΔPV。为了减小例如输送臂315'(图4)的这些可变性并增加可重复性和准确性，输送臂315'的衬底输送设备104A的旋转驱动器部件和旋转随动器部件之间的联接器(例如扭矩联接器)可与尺寸基本上不变的接口500(图5)联接，该接口500通过其在整个臂运动范围内(沿着所有路径和轨迹，其包括应用最大马达或具有开关式控制(“bang-bang”control)的额定马达τ的最佳轨迹)的基本上不变的接口来提供可重复性。在2016年12月13日公布的美国专利No.9517558中描述了臂运动范围和轨迹的合适的示例，该专利的名称为“Time-optimaltrajectoriesforrobotictransferdevices”(其公开内容通过引用以其整体并入本文中)，然而所公开的实施例可应用于任何合适的轨迹。如下文将进一步描述的，尺寸基本上不变的接口500是刚性的、基本上不滑动的接口，以经由基本上无摩擦的扭矩传递来实现旋转驱动部件和旋转随动器部件之间的总扭矩(对于在臂运动控制期间的所有扭矩瞬态以及跨越所有扭矩瞬态)的扭矩传递。根据所公开的实施例的方面，示出了处理设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H，诸如例如半导体工具站。尽管在附图中示出了半导体工具站，但是本文中所描述的所公开的实施例的方面可应用于任何工具站或采用扭矩联接器的应用。在一个方面，处理设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I示出为具有集群工具布置(例如，具有连接到中心室的衬底保持站)，而在其它方面，处理设备可为线性布置的工具100L、100M，如在2013年3月19日公布的名称为“LinearlyDistributedSemiconductorWorkpieceProcessingTool”的美国专利No.8398355(其公开内容通过引用以其整体并入本文中)中所描述的；然而，所公开的实施例的方面可应用于任何合适的工具站。设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I大体上包括大气前端101、至少一个真空装载锁102、102A、102B、102C和真空后端103。至少一个真空装载锁102、102A、102B、102C可以以任何合适的布置联接到前端101和/或后端103的任何合适的(一个或多个)端口或(一个或多个)开口。例如，在一个方面，一个或多个装载锁102、102A、102B、102C可在公共水平平面中布置成并排布置，如在图1B至图1D和图1G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种衬底输送设备，包括：/n扭转运动驱动器部件，其具有包绕所述扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及/n扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到所述主体部分的轴承环，所述扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到所述扭转运动驱动器部件，其中，所述轴承环与所述扭转运动驱动器部件的所述外周边分离，使得所述外周边整体上脱离所述轴承环。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180316 US 62/644053;20190315 US 16/3549541.一种衬底输送设备，包括：
扭转运动驱动器部件，其具有包绕所述扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及
扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到所述主体部分的轴承环，所述扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到所述扭转运动驱动器部件，其中，所述轴承环与所述扭转运动驱动器部件的所述外周边分离，使得所述外周边整体上脱离所述轴承环。


2.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述轴承环与所述尺寸基本上不变的接口分离。


3.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件具有驱动器部件位置基准表面，并且所述扭转运动随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，所述预确定的对准状态设定所述扭转运动驱动器部件和所述扭转运动随动器部件相对于彼此的预确定位置。


4.根据权利要求3所述的衬底输送设备，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口具有补充所述扭转运动驱动器部件的所述驱动器部件位置基准表面和所述扭转运动随动器部件的所述随动器部件位置基准表面的构造，使得通过所述尺寸基本上不变的接口与所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面的接合实现所述尺寸基本上不变的接口相对于所述扭转运动随动器部件和所述扭转运动驱动器部件两者的可重复的预确定位置。


5.根据权利要求3所述的衬底输送设备，其特征在于，进一步包括扭矩杆，所述扭矩杆构造成将所述扭转运动随动器部件联接到所述扭转运动驱动器部件，其中，所述尺寸基本上不变的接口设置在所述扭矩杆上，并且同时接合所述扭转运动驱动器部件和所述扭转运动随动器部件，并且实现从所述扭转运动驱动器部件到所述扭转运动随动器部件的扭转传递。


6.根据权利要求5所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭矩杆包括第一端部、第二端部和设置在所述第一端部和所述第二端部之间的推力面，其中，所述推力面限定所述尺寸基本上不变的接口的至少部分，并且构造成接合所述扭转运动驱动器部件的所述驱动器部件位置基准表面。


7.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其特征在于，所述第一端部包括第一楔形表面，并且所述第二端部包括第二楔形表面，其中，所述第一楔形表面和所述第二楔形表面构造成与相应的第一偏压部件和第二偏压部件接合，以将所述尺寸基本上不变的接口相对于所述随动器部件位置基准表面安置并预加载所述偏压部件的端部控制表面。


8.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口是在所述扭转运动随动器部件和所述扭转运动驱动器部件之间的基本上无摩擦的联接器。


9.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件的所述外周边完全是自由表面。


10.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动随动器部件是滑轮。


11.根据权利要求9所述的衬底输送设备，其特征在于，进一步包括连接到所述滑轮的预加载带至滑轮联接器。


12.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动随动器部件是臂连杆。


13.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件是驱动轴。


14.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的驱动轴。


15.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的内驱动轴或外驱动轴中的一个。


16.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，进一步包括臂连杆外壳，其中，所述扭转运动随动器部件进一步包括将所述主体部分安置在所述轴承环上的至少一个轴承，其中，所述至少一个轴承的轴承座圈独立于所述扭转运动驱动器部件而从所述臂连杆外壳悬垂。


17.根据权利要求16所述的衬底输送设备，其特征在于，所述轴承环独立于所述扭转运动驱动器部件而从所述臂连杆外壳悬垂。


18.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口对于从所述扭转运动驱动器部件施加到所述扭转运动随动器部件的所述扭矩的每个方向来说都是刚性的且基本上不变的。


19.根据权利要求18所述的衬底输送设备，其特征在于，在所述施加方向上的最大扭矩下和在整个扭矩瞬态期间，所述尺寸基本上不变的接口是刚性的且基本上不变的，其中，所述施加扭矩的方向在与另一最大扭矩相反的施加方向上切换。


20.一种衬底输送设备，包括：
扭转运动驱动器部件，其具有包绕所述扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及
扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到所述主体部分的轴承环，所述扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到所述扭转运动驱动器部件，其中，所述轴承环与所述扭转运动驱动器部件的所述外周边分离，使得所述外周边整体上脱离所述轴承环。


21.一种方法，包括：
提供包括轴承环和主体部分的扭转运动随动器部件；
其中，所述扭转运动随动器部件经由尺寸基本上不变的接口联接到扭转运动驱动器部件，其中，所述轴承环与所述扭转运动驱动器部件的外周边分离，使得所述外周边整体上脱离所述轴承环。


22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述轴承环与所述尺寸基本上不变的接口分离。


23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件具有驱动器部件位置基准表面，并且所述扭转运动随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，所述预确定的对准状态设定所述扭转运动驱动器部件和所述扭转运动随动器部件相对于彼此的预确定位置。


24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口具有补充所述扭转运动驱动器部件的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·巴西雷，B·R·塔什简，
申请(专利权)人：布鲁克斯自动化公司，
类型：发明
国别省市：美国;US