小尺寸雙臂真空機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】在此提供雙臂基板移送機(jī)器人的實(shí)施例。在某些實(shí)施例中,雙臂基板移送機(jī)器人可包括中央致動(dòng)器,圍繞中央軸旋轉(zhuǎn)移送機(jī)器人;連接臂,該連接臂擁有第一端以及通常與第一端相對(duì)的第二端,其中該連接臂在介于第一端與第二端之間毗鄰連接臂中心處與中央致動(dòng)器連接;第一前臂,與連接臂的第一端可旋轉(zhuǎn)地連接;第二前臂,與連接臂的第二端可旋轉(zhuǎn)地連接;第一前臂致動(dòng)器,控制第一前臂相對(duì)于連接臂的旋轉(zhuǎn);以及第二前臂致動(dòng)器,控制第二前臂相對(duì)于連接臂的旋轉(zhuǎn),其中第一前臂致動(dòng)器與第二前臂致動(dòng)器從中央致動(dòng)器橫向偏位。
【專利說(shuō)明】小尺寸雙臂真空機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明實(shí)施例大體涉及用于處理基板的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的基板制造通常需要在基板上執(zhí)行多個(gè)處理,所述多個(gè)處理是在很多不同的處理腔室內(nèi)執(zhí)行的,所述處理腔室例如蝕刻或沉積腔室、冷卻腔室、負(fù)載鎖定室或諸如此類腔室。所述處理腔室通常是與中央真空腔室連接的整合系統(tǒng)或群集工具的一部分。移送機(jī)器人設(shè)置在該中央真空腔室內(nèi)以將基板從一個(gè)腔室移動(dòng)至另一個(gè)腔室。為了提高整合系統(tǒng)的效率,通常將移送機(jī)器人配置為在中央真空腔室內(nèi)同時(shí)傳送多個(gè)基板。但是,隨著移送機(jī)器人的復(fù)雜度的提高,移送機(jī)器人的整體尺寸也會(huì)增加,最終成為決定該整合系統(tǒng)的緊湊度的限制因素。
[0003]例如,在傳統(tǒng)的大型基板(例如,太陽(yáng)能板、多個(gè)晶圓的承載框架、平板顯示器、或諸如此類)的制造處理中,移送機(jī)器人可包括單件構(gòu)造,該構(gòu)造具有三個(gè)或更多個(gè)在中央軸上于彼此頂部堆疊的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器,其中所述旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器經(jīng)由一系列滑輪和皮帶來(lái)控制移送機(jī)器人的兩個(gè)或更多個(gè)手臂。但是,以這種方式配置的移送機(jī)器人的整體尺寸使得在不對(duì)該整合系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)質(zhì)改造的情況下很難,或不可能將該移送機(jī)器人安裝在現(xiàn)有的整合系統(tǒng)內(nèi)。此外,即使安裝了移送機(jī)器人,該移送機(jī)器人的整體尺寸與單件構(gòu)造也使得在不從整合系統(tǒng)完全移除該移送機(jī)器人的情況下難以對(duì)該移送機(jī)器人進(jìn)行維護(hù)。
[0004]因此,本發(fā)明的發(fā)明人提供一種與整合制造系統(tǒng)并用的改良的基板移送機(jī)器人。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]在此提供雙臂基板移送機(jī)器人的實(shí)施例。在某些實(shí)施例中,雙臂基板移送機(jī)器人可包括中央致動(dòng)器,圍繞中央軸旋轉(zhuǎn)移送機(jī)器人的中央致動(dòng)器;連接臂,擁有第一端以及通常與第一端相對(duì)的第二端,其中該連接臂在介于第一端與第二端之間毗鄰連接臂中心處與中央致動(dòng)器連接;第一前臂,可旋轉(zhuǎn)地與連接臂的第一端連接;第二前臂,可旋轉(zhuǎn)地與連接臂的第二端連接;第一前臂致動(dòng)器,控制第一前臂相對(duì)于連接臂的旋轉(zhuǎn);以及第二前臂致動(dòng)器,控制第二前臂相對(duì)于連接臂的旋轉(zhuǎn),其中第一前臂致動(dòng)器與第二前臂致動(dòng)器從中央致動(dòng)器橫向偏位。
[0006]本發(fā)明的其它與進(jìn)一步實(shí)施例在下文描述。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0007]可通過(guò)參考在附圖中示出的本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例來(lái)了解本發(fā)明實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例簡(jiǎn)短地在前面概括并在隨后更詳細(xì)地討論。但應(yīng)注意的是,附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例,因此不應(yīng)視為是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例范圍的限制,因?yàn)楸景l(fā)明可涵蓋其它的等效實(shí)施例。
[0008]圖1為適于與根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的本發(fā)明的雙臂基板移送機(jī)器人并用的處理系統(tǒng)。
[0009]圖2A及圖2B為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的本發(fā)明的雙臂基板移送機(jī)器人的截面圖。
[0010]圖3為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的本發(fā)明的雙臂基板移送機(jī)器人的俯視圖。
[0011]圖4A及圖4B為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的本發(fā)明的雙臂基板移送機(jī)器人的截面圖。
[0012]為了便于理解,在可能時(shí)使用相同的組件符號(hào)來(lái)表示附圖中共有的相同組件。所述附圖并未按比例繪制,并且為了清楚而可被簡(jiǎn)化。應(yīng)預(yù)期到一個(gè)實(shí)施例的元件與特征結(jié)構(gòu)可有利地并入其它實(shí)施例而不需特別詳述。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明實(shí)施例大體涉及在整合基板制造系統(tǒng)中使用的基板移送機(jī)器人。本發(fā)明的基板移送機(jī)器人有利地提供共有的連接臂與分開的橫向偏位旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器,以單獨(dú)地控制移送機(jī)器人的手臂,此舉實(shí)現(xiàn)對(duì)移送機(jī)器人增強(qiáng)的控制,同時(shí)減小移送機(jī)器人的整體尺寸,因而使移送機(jī)器人可簡(jiǎn)易地安裝及維護(hù)。
[0014]圖1為可適于與在此公開的本發(fā)明的設(shè)備并用的示例性多腔室處理系統(tǒng)100的俯視示意圖。可根據(jù)在此提供的教示做適當(dāng)改造的合適的多腔室處理系統(tǒng)的實(shí)例包括
ENDURA?、CENTURA?、以及 PRODUCER?處理系統(tǒng)(例如 PRODUCER?
GT?)、ADVANTEDGE?處理系統(tǒng),或可從位于加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料公司購(gòu)得的其它適合的處理系統(tǒng)。預(yù)期其它處理系統(tǒng)(包括來(lái)自其它制造商者的那些處理系統(tǒng))可經(jīng)改造而受益于本發(fā)明。
[0015]在某些實(shí)施例中,處理系統(tǒng)100通常可包括真空密封處理平臺(tái)102、工廠接口 104以及系統(tǒng)控制器140。平臺(tái)102可包括與移送室188連接的多個(gè)處理腔室190A-F以及與移送室188連接的至少一個(gè)負(fù)載鎖定室(圖示為兩個(gè))184。移送機(jī)器人106 (在下文參照?qǐng)D2與圖3描述)設(shè)置在移送室188中央,以在負(fù)載鎖定室184和處理腔室190A-F之間移送基板。處理腔室190A-F可經(jīng)配置以執(zhí)行多種功能,包括層沉積、蝕刻、預(yù)清潔、除氣、定向與中心定位(center-finding)、退火以及其它基板處理,所述層沉積包括原子層沉積(ALD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)。每一個(gè)處理腔室190A-F都可包括狹縫閥或其它可選擇性密封的開口,以選擇性地將處理腔室190A-F的各自的內(nèi)部空間流體連接到移送室188的內(nèi)部空間。類似地,每一個(gè)負(fù)載鎖定室184都可包含端口,以選擇性地將負(fù)載鎖定室184的各自的內(nèi)部空間流體連接至移送室188的內(nèi)部空間。
[0016]工廠接口 104經(jīng)由負(fù)載鎖定室184與移送室188連接。在某些實(shí)施例中,每一個(gè)負(fù)載鎖定室184都可包括與工廠接口 102連接的第一端口 123以及與移送室188連接的第二端口 125。負(fù)載鎖定室184可與壓力控制系統(tǒng)連接,該壓力控制系統(tǒng)將負(fù)載鎖定室184抽真空及通氣,以輔助在移送室188的真空環(huán)境和工廠接口 104的實(shí)質(zhì)周圍(例如,常壓)環(huán)境之間移送基板。
[0017]在某些實(shí)施例中,工廠接口 104包括至少一個(gè)對(duì)接站183以及至少一個(gè)工廠接口機(jī)器人(圖示為一個(gè))185,以輔助將基板從工廠接口 104通過(guò)負(fù)載鎖定室184而移送至處理平臺(tái)102以進(jìn)行處理。對(duì)接站183經(jīng)配置以容納一個(gè)或更多個(gè)(圖示為四個(gè))前開口晶圓移送盒(FOUPs) 187A-D。選擇性地,一個(gè)或更多個(gè)測(cè)量站(未圖示)可與工廠接口104連接,以輔助測(cè)量來(lái)自F0UPsl87A-D的基板。在某些實(shí)施例中,設(shè)置在工廠接口 104中的工廠接口機(jī)器人185能夠線性移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)移動(dòng)(箭頭182),以在負(fù)載鎖定室184和多個(gè)FOUPs 187A-D之間往返移送基板晶匣。
[0018]系統(tǒng)控制器140控制處理系統(tǒng)100的操作,此控制是通過(guò)直接控制處理平臺(tái)102與工廠接口 104組件(B卩,處理腔室190A-F、移送機(jī)器人102等)中的一個(gè)或更多個(gè),或者,藉由控制與該處理平臺(tái)102及工廠接口 104組件相關(guān)的計(jì)算機(jī)(或控制器)來(lái)完成。在某些實(shí)施例中,系統(tǒng)控制器140容許數(shù)據(jù)收集與來(lái)自處理系統(tǒng)100組件的反饋,以最優(yōu)化處理系統(tǒng)100的性能。
[0019]在某些實(shí)施例中,系統(tǒng)控制器140通常包括中央處理單元(CPU) 142、存儲(chǔ)器144以及支持電路146。CPU142可以是能夠用于工業(yè)設(shè)定的任何型態(tài)的通用計(jì)算機(jī)處理器的一種。該存儲(chǔ)器144,或計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì),可由CPU142存取并且可以是能夠輕易取得的存儲(chǔ)器的一種或更多種,例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、軟盤、硬盤、或任何其它形式的局域或遠(yuǎn)程數(shù)字儲(chǔ)存器。支持電路146通常連接至CPU142并且可包括高速緩沖存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、輸入/輸出子系統(tǒng)、電源、及諸如此類的電路。
[0020]為提高基板產(chǎn)量,移送機(jī)器人106為雙臂基板移送機(jī)器人,該雙臂基板移送機(jī)器人能夠同時(shí)處理兩個(gè)基板。例如,參見圖2A,在某些實(shí)施例中,移送機(jī)器人106通常包括連接臂204,該連接臂204與中央致動(dòng)器206連接;第一前臂208,該第一前臂208與連接臂204的第一端210可旋轉(zhuǎn)地連接;以及第二前臂212,該第二前臂212與連接臂204的第二端214可旋轉(zhuǎn)地連接。第一前臂致動(dòng)器230與連接臂204的第一端210連接,并且經(jīng)配置以控制第一前臂208相對(duì)于連接臂204的旋轉(zhuǎn),而第二前臂致動(dòng)器228與連接臂204的第二端214連接,并且經(jīng)配置以控制第二前臂212相對(duì)于連接臂204的旋轉(zhuǎn)。
[0021]中央致動(dòng)器206支撐連接臂204并輔助連接臂204圍繞中央軸226的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。中央致動(dòng)器206可以是能夠提供前述旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的任何旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器,例如機(jī)械馬達(dá),如液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá),或諸如此類馬達(dá),或是電動(dòng)馬達(dá),如伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá),或諸如此類馬達(dá)。在某些實(shí)施例中,中央致動(dòng)器206與連接臂204可連接至機(jī)械齒輪系統(tǒng)267,例如齒輪箱或應(yīng)變波齒輪系統(tǒng),以促進(jìn)精確移動(dòng),并且提供可調(diào)整齒輪比,以促進(jìn)能量從中央致動(dòng)器206至連接臂204的有效傳送。在中央致動(dòng)器206為電動(dòng)馬達(dá)的實(shí)施例中,電導(dǎo)引264和/或集電環(huán)266可與中央致動(dòng)器206連接,以促進(jìn)功率從功率源(未圖示)至中央致動(dòng)器206的流動(dòng)。
[0022]在某些實(shí)施例中,中央致動(dòng)器206可與舉升件246連接,以輔助移送機(jī)器人106的垂直移動(dòng)。在某些實(shí)施例中,舉升件246通??砂ㄅe升致動(dòng)器256,該舉升致動(dòng)器256與外殼250連接,并經(jīng)配置以提供中央致動(dòng)器206的垂直移動(dòng)。在某些實(shí)施例中,摺箱265與外殼250及舉升致動(dòng)器256連接以提供真空密封,進(jìn)而輔助在移送室188的內(nèi)部空間242中維持預(yù)期氣壓(例如真空條件)。舉升致動(dòng)器256可包括適于提供中央致動(dòng)器206的垂直運(yùn)動(dòng)的任何致動(dòng)器。例如,在某些實(shí)施例中,舉升致動(dòng)器256可包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器262,該旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器262與滾珠螺桿260的螺桿258連接。在這些實(shí)施例中,滾珠螺桿260可經(jīng)由臺(tái)架254與中央致動(dòng)器206連接。在某些實(shí)施例中,臺(tái)架254可移動(dòng)地與一個(gè)或更多個(gè)(圖示為一個(gè))導(dǎo)軌268連接,以輔助臺(tái)架254順暢且精確的移動(dòng)。在運(yùn)行時(shí),旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器262旋轉(zhuǎn)螺桿258,致使?jié)L珠螺桿260垂直移動(dòng),因而臺(tái)架254也垂直移動(dòng),由此輔助中央致動(dòng)器206的移動(dòng)。
[0023]雖然圖2A示出臺(tái)架254在鄰近該中央致動(dòng)器206的底部299處與中央致動(dòng)器206連接,但臺(tái)架254可在任何位置與中央致動(dòng)器206連接。例如,在某些實(shí)施例中,如圖2B所示,臺(tái)架254可在鄰近中央致動(dòng)器206的頂部298處與中央致動(dòng)器206連接。在這些實(shí)施例中,中央致動(dòng)器206可經(jīng)由設(shè)置在臺(tái)架254的通孔295內(nèi)的桿297而與連接臂204連接。在某些實(shí)施例中,桿297可經(jīng)由平板293與連接臂204連接。
[0024]通過(guò)在鄰近中央致動(dòng)器206的頂部298處連接臺(tái)架254與中央致動(dòng)器206,維持在預(yù)期氣壓(例如真空壓)下的內(nèi)部空間242與未維持在預(yù)期氣壓下的外部空間243之間的分隔位于中央致動(dòng)器206上方,由此容許中央致動(dòng)器206在不需要進(jìn)入移送室188的內(nèi)部空間242的情況下就得到維護(hù)。
[0025]回到圖2A,移送機(jī)器人106可經(jīng)由適于提供足夠穩(wěn)定度以容許移送機(jī)器人106輔助基板移動(dòng)的任何方式而與移送室188的內(nèi)部空間242連接。在某些實(shí)施例中,移送室188的底表面232可包括一個(gè)或更多個(gè)凹槽(即,第一凹槽234和第二凹槽244),所述凹槽經(jīng)配置以容納中央致動(dòng)器206、第一前臂致動(dòng)器230以及第二前臂致動(dòng)器228的尺寸與移動(dòng)。例如,在這些實(shí)施例中,第二凹槽234可提供環(huán)形路徑以容許第一前臂致動(dòng)器230與第二前臂致動(dòng)器228在中央致動(dòng)器206圍繞移送室188的中央軸226旋轉(zhuǎn)移送機(jī)器人106時(shí)行進(jìn)通過(guò)第二凹槽234。當(dāng)存在一個(gè)或更多個(gè)凹槽時(shí),該一個(gè)或更多個(gè)凹槽減小容納移送機(jī)器人106的整體高度所需的內(nèi)部空間242的尺寸。減小移送室188的內(nèi)部空間242的尺寸提供了較小的需要被排空以得到預(yù)期氣壓(例如,真空條件)的體積。此外,在具有小的可用實(shí)際空間的現(xiàn)有設(shè)備中,低的移送機(jī)器人高度輔助移送機(jī)器人106并入適當(dāng)改造的現(xiàn)有設(shè)備中。
[0026]在某些實(shí)施例中,第一前臂致動(dòng)器230與第二前臂致動(dòng)器228連接在連接臂204的相對(duì)端(即,分別連接在第一端210與第二端214),并且設(shè)置在與中央致動(dòng)器206橫向偏位的位置。提供橫向偏位配置的中央致動(dòng)器206、第一前臂致動(dòng)器230與第二前臂致動(dòng)器228消除了在連接臂204下方設(shè)置于彼此上方堆疊的多個(gè)致動(dòng)器的需要,由此降低移送機(jī)器人106的整體高度。此外,橫向偏位中央致動(dòng)器206、第一前臂致動(dòng)器230與第二前臂致動(dòng)器228使得可以單獨(dú)地接近每一個(gè)致動(dòng)器,由此消除必須移除整個(gè)移送機(jī)器人106以進(jìn)行維護(hù)或修理的需要。此外,在某些實(shí)施例中,中央致動(dòng)器206、第一前臂致動(dòng)器230以及第二前臂致動(dòng)器228并不需要呈線性排列,如圖3所示。
[0027]回到圖2A,第一前臂致動(dòng)器230與第二前臂致動(dòng)器228可通過(guò)適于提供牢靠的、固定的連接的任何方式而與連接臂204連接。在某些實(shí)施例中,如圖2A與圖4A所示,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228可與連接臂204連接,從而使得上述致動(dòng)器大體上設(shè)置在連接臂204下方。在某些實(shí)施例中,如圖4B所示,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228可與連接臂204連接,從而使得上述致動(dòng)器大體上設(shè)置在連接臂204上方。
[0028]在某些實(shí)施例中,連接臂204的第一端210與第二端214的每一個(gè)都可包括通孔274,該通孔274的尺寸經(jīng)制作以分別容納第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228的至少一部分。在這些實(shí)施例中,支桿280、281可延伸通過(guò)各自的通孔274以輔助第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228連接到第一前臂208和第二前臂212,由此使第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228能夠分別控制第一前臂208和第二前臂212的旋轉(zhuǎn)。在某些實(shí)施例中,一個(gè)或更多個(gè)滾珠軸承(圖示為一個(gè)滾珠軸承279用于第一前臂208和第二前臂212中的每一個(gè))可設(shè)置在介于第一前臂208和第二前臂212與各自的支桿280、281之間的間隙277內(nèi),以提供順暢的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
[0029]第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228中的每一個(gè)可以是能夠提供第一前臂208和第二前臂212圍繞各自的第一前臂軸270和第二前臂軸272的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的任何類型的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。例如,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228可以是上面相對(duì)于中央致動(dòng)器206所討論的任何旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。在某些實(shí)施例中,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228可以和中央致動(dòng)器206相同,或者在某些實(shí)施例中,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228可以是與中央致動(dòng)器206不同類型的致動(dòng)器。在某些實(shí)施例中,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228可與機(jī)械齒輪系統(tǒng)276、278 (例如齒輪箱或應(yīng)變波齒輪系統(tǒng))連接,以促進(jìn)精確移動(dòng),并且提供可調(diào)整的齒輪比,以分別促進(jìn)能量從第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228至第一前臂208和第二前臂212的有效傳送。此外,在某些實(shí)施例中,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228還可包括機(jī)電組件(未圖示)以促進(jìn)精確旋轉(zhuǎn),所述機(jī)電組件例如編碼器,如旋轉(zhuǎn)編碼器或轉(zhuǎn)軸編碼器。
[0030]在某些實(shí)施例中,連接臂204的第一端210和第二端214的中的每一個(gè)都可包括外殼406,該外殼406經(jīng)配置以容納諸如第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228的組件,如圖4A和圖4B所示。例如,在這些實(shí)施例中,第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228中的每一個(gè)都可包括定子402,該定子402與外殼406連接并經(jīng)配置以控制轉(zhuǎn)子404的旋轉(zhuǎn),該轉(zhuǎn)子404與第一前臂208和第二前臂212中的每一個(gè)連接。滾珠軸承408可設(shè)置在轉(zhuǎn)子404和固定地與外殼406連接的支桿410之間,以提供順暢的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。雖然在圖中將外殼406和連接臂204示為一個(gè)整合部件,但外殼406可以是配置為與連接臂204連接的一個(gè)分離組件。
[0031]回到圖2A,在某些實(shí)施例中,第一前臂208和第二前臂212中的每一個(gè)在第一端282,284可旋轉(zhuǎn)地與連接臂204連接。末端執(zhí)行器(286、288)在毗鄰與前臂208、212的第一端282、284相對(duì)的第二端294、296處可旋轉(zhuǎn)地連接到第一前臂208和第二前臂212中的每一個(gè)。在某些實(shí)施例中,每一個(gè)末端執(zhí)行器286、288經(jīng)由末端執(zhí)行器安裝表面290、292而與第一前臂208和第二前臂212連接。當(dāng)存在末端執(zhí)行器安裝表面290、292時(shí),該末端執(zhí)行器安裝表面290、292在第一前臂208和第二前臂212與各自的末端執(zhí)行器286、288之間提供間隔。
[0032]在某些實(shí)施例中,第一滑輪201、203與第一前臂208的第一端282及第二前臂212的第一端284中的每一個(gè)連接。在某些實(shí)施例中,第一滑輪201、203固定地與支桿410連接,例如,圖4A和圖4B所示。
[0033]回到圖2A,第一滑輪201、203經(jīng)由各自的皮帶205、207與各自的第二滑輪209、211連接,第二滑輪209、211設(shè)置在毗鄰第一前臂208和第二前臂212的第二端294、296處。第二滑輪209、211可旋轉(zhuǎn)地與第一前臂208和第二前臂212的第二端294、296連接,并經(jīng)由支桿291而固定于末端執(zhí)行器286、288。在某些實(shí)施例中,第二滑輪209、211可經(jīng)由設(shè)置在第一前臂208和第二前臂212的第二端294、296內(nèi)的支桿416而可旋轉(zhuǎn)地與第一前臂208和第二前臂212連接,例如圖4A和圖4B所示。在這些實(shí)施例中,軸承414可設(shè)置在第二滑輪209、211和支桿416之間以提供順暢的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
[0034]參見圖4A和圖4B,在操作時(shí),第一前臂致動(dòng)器230和/或第二前臂致動(dòng)器228圍繞支桿410并圍繞各自的第一滑輪201、203旋轉(zhuǎn)第一前臂208和/或第二前臂212,所述第一滑輪相對(duì)于連接臂204保持在固定旋轉(zhuǎn)位置。第一前臂208和/或第二前臂212的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由皮帶205、207而導(dǎo)致第二滑輪209、211的旋轉(zhuǎn),由此相對(duì)于第一前臂208和第二前臂212旋轉(zhuǎn)末端執(zhí)行器286、288。
[0035]在某些實(shí)施例中,可選擇第一滑輪201、203相對(duì)于第二滑輪209、211的尺寸比,以輔助控制第二滑輪209、211和末端執(zhí)行器286、288因第一滑輪201、203而旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)速率與轉(zhuǎn)動(dòng)位移。例如,在某些實(shí)施例中,當(dāng)?shù)谝换?01、203和第二滑輪209間的中心對(duì)中心距離等于第一滑輪201、203和中央軸226間的中心對(duì)中心距離時(shí),第一滑輪201、203對(duì)第二滑輪209、211的尺寸比可以是約1:2。此比例在第一前臂208和/或第二前臂212的致動(dòng)期間保持末端執(zhí)行器相對(duì)于移送機(jī)器人106的定向??墒褂镁哂信c上述中心對(duì)中心距離不同的中心對(duì)中心距離的其它尺寸比。
[0036]末端執(zhí)行器286、288可以為設(shè)置在末端執(zhí)行器上的基板提供足夠支撐的任何方式配置。例如,在某些實(shí)施例中,末端執(zhí)行器286、288可包括一個(gè)或更多個(gè)支撐臂314、316 (圖示為兩個(gè)),如圖3所示。
[0037]在操作時(shí),致動(dòng)器(即,中央致動(dòng)器206、第一前臂致動(dòng)器230和第二前臂致動(dòng)器228)的協(xié)調(diào)可提供移送機(jī)器人106在提供預(yù)期的基板移動(dòng)所需的任何方向上的移動(dòng)。例如,在某些實(shí)施例中,中央致動(dòng)器206可以第一方向310旋轉(zhuǎn),例如順時(shí)針,而第一前臂致動(dòng)器230 (或第二前臂致動(dòng)器228)可以相反方向308旋轉(zhuǎn),例如逆時(shí)針,由此使第一前臂208 (或第二前臂212)與末端執(zhí)行器286以前行方向移動(dòng)。
[0038]在某些實(shí)施例中,可改變第一前臂208和第二前臂212中的每一個(gè)的長(zhǎng)度(如從第一前臂軸270或第二前臂軸272測(cè)量至末端執(zhí)行器286、288旋轉(zhuǎn)軸310為止)相對(duì)于連接臂204的長(zhǎng)度302 (如從第一前臂軸270測(cè)量至第二前臂軸272為止)以調(diào)整第一前臂208和第二前臂212相對(duì)于連接臂204的轉(zhuǎn)動(dòng)位移。在這些實(shí)施例中,第一前臂208和第二前臂212中的每一個(gè)的長(zhǎng)度相對(duì)于連接臂204的長(zhǎng)度302可支配以預(yù)期方向移動(dòng)末端執(zhí)行器286、288所需的中央致動(dòng)器206的轉(zhuǎn)動(dòng)位移相對(duì)于第一前臂致動(dòng)器230 (或第二前臂致動(dòng)器228)的轉(zhuǎn)動(dòng)位移。
[0039]舉例來(lái)說(shuō),在上述的中央致動(dòng)器206可以第一方向310旋轉(zhuǎn)而第一前臂致動(dòng)器230可以相反方向308旋轉(zhuǎn)以使末端執(zhí)行器286向前行方向移動(dòng)的實(shí)施例中,若第一前臂208的長(zhǎng)度306約為連接臂204的長(zhǎng)度302的一半(1/2),則第一前臂致動(dòng)器230的轉(zhuǎn)動(dòng)位移α可以是中央致動(dòng)器206的轉(zhuǎn)動(dòng)位移的約兩倍(2α )。或者,在第一前臂208的長(zhǎng)度306大于,或小于,連接臂204的長(zhǎng)度302的一半(1/2)的實(shí)施例中,可改變第一前臂致動(dòng)器230的轉(zhuǎn)動(dòng)位移以使第一前臂致動(dòng)器230的轉(zhuǎn)動(dòng)位移大于,或小于,中央致動(dòng)器206的轉(zhuǎn)動(dòng)位移的約兩倍,以達(dá)到末端執(zhí)行器286、288在預(yù)期方向上的移動(dòng)。
[0040]因此,在此提供一種與整合制造系統(tǒng)并用的改良的基板移送機(jī)器人。本發(fā)明的基板移送機(jī)器人有利地提供共有的連接臂與分開的橫向偏位的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器,以單獨(dú)地控制移送機(jī)器人的手臂,此舉提供對(duì)于移送機(jī)器人的增強(qiáng)的控制同時(shí)減小移送機(jī)器人的整體尺寸,由此使移送機(jī)器人可以輕易地安裝及維護(hù)。[0041 ] 雖然上文是針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例,但可在不偏離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種雙臂基板移送機(jī)器人,包括: 中央致動(dòng)器,所述中央致動(dòng)器圍繞中央軸旋轉(zhuǎn)所述移送機(jī)器人; 連接臂,所述連接臂具有第一端以及與所述第一端相對(duì)的第二端,其中所述連接臂在介于所述第一端與所述第二端之間毗鄰所述連接臂的中心處與所述中央致動(dòng)器連接; 第一前臂,所述第一前臂與所述連接臂的所述第一端可旋轉(zhuǎn)地連接; 第二前臂,所述第二前臂與所述連接臂的所述第二端可旋轉(zhuǎn)地連接; 第一前臂致動(dòng)器,所述第一前臂致動(dòng)器控制所述第一前臂相對(duì)于所述連接臂的旋轉(zhuǎn);以及 第二前臂致動(dòng)器,所述第二前臂致動(dòng)器控制所述第二前臂相對(duì)于所述連接臂的旋轉(zhuǎn),其中所述第一前臂致動(dòng)器與所述第二前臂致動(dòng)器從所述中央致動(dòng)器橫向偏位。
2.如權(quán)利要求1所述的基板移送機(jī)器人,還包括: 第一末端執(zhí)行器,所述第一末端執(zhí)行器與所述第一前臂的第一端可旋轉(zhuǎn)地連接,以及第二末端執(zhí)行器,所述第二末端執(zhí)行器與所述第二前臂的第一端可旋轉(zhuǎn)地連接,每一個(gè)末端執(zhí)行器經(jīng)配置以支撐基板在所述末端執(zhí)行器上。
3.如權(quán)利要求2所述的基板移送機(jī)器人,其中所述第一前臂與所述第二前臂中的每一個(gè)還包括: 第一滑輪,所述第一滑輪與所述末端執(zhí)行器連接,并且與所述第一前臂和所述第二前臂中的每一個(gè)的所述第一端 可旋轉(zhuǎn)地連接; 第二滑輪,所述第二滑輪與所述第一前臂和所述第二前臂的第二端連接,所述第二端與所述第一端相對(duì)并且所述第二滑輪與所述連接臂固定地連接;以及 皮帶,將所述第一滑輪與所述第二滑輪連接,使得所述第一前臂致動(dòng)器或所述第二前臂致動(dòng)器的致動(dòng)分別造成所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器相對(duì)于所述第一前臂或所述第二前臂的旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的基板移送機(jī)器人,其中所述第一滑輪和所述第二滑輪間的中心對(duì)中心距離等于所述第一滑輪和所述中心軸間的中心對(duì)中心距離,并且其中所述第一滑輪和所述第二滑輪包括約2:1的所述第一滑輪對(duì)所述第二滑輪的尺寸比。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,其中所述基板移送機(jī)器人設(shè)置在基板處理系統(tǒng)的移送室內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的基板移送機(jī)器人,其中所述移送室包括: 底表面,用以將所述基板移送機(jī)器人與所述移送室連接,其中所述底表面包括多個(gè)凹槽,以容許所述第一前臂致動(dòng)器、所述第二前臂致動(dòng)器以及所述中央致動(dòng)器在底表面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,還包括: 舉升件,所述舉升件與所述中央致動(dòng)器連接以控制所述中央致動(dòng)器的垂直移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的基板移送機(jī)器人,其中所述舉升件包括: 舉升致動(dòng)器;以及 臺(tái)架,所述臺(tái)架將所述舉升致動(dòng)器與所述中央致動(dòng)器連接,其中所述舉升致動(dòng)器控制所述臺(tái)架的垂直移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,其中所述中央致動(dòng)器、所述第一前臂致動(dòng)器與所述第二前臂致動(dòng)器為旋轉(zhuǎn)液壓泵、電動(dòng)馬達(dá)、液壓馬達(dá)或氣動(dòng)馬達(dá)。
10.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,還包括: 第一齒輪箱,將所述第一前臂與所述第一前臂致動(dòng)器可旋轉(zhuǎn)地連接,以將轉(zhuǎn)動(dòng)能量從所述第一前臂致動(dòng)器傳送至所述第一前臂;以及 第二齒輪箱,將所述第二前臂與所述第二前臂致動(dòng)器可旋轉(zhuǎn)地連接,以將轉(zhuǎn)動(dòng)能量從所述第二前臂致動(dòng)器傳送至所述第二前臂。
11.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,其中所述第一前臂致動(dòng)器、所述第二前臂致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)軸和所述中央軸共平面。
12.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,其中所述第一前臂致動(dòng)器和所述第二前臂致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于彼此共平面,并且相對(duì)于所述中央軸偏位。
13.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,其中所述第一前臂和所述第二前臂中的每一個(gè)都具有實(shí)質(zhì)上等于所述連接臂的長(zhǎng)度的一半的長(zhǎng)度。
14.如 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,其中所述第一前臂和所述第二前臂中的每一個(gè)都具有大于所述連接臂的長(zhǎng)度的一半的長(zhǎng)度。
15.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基板移送機(jī)器人,其中所述第一前臂致動(dòng)器和所述第二前臂致動(dòng)器中的每一個(gè)都主要設(shè)置在所述連接臂下方。
【文檔編號(hào)】B25J9/04GK103430296SQ201180044522
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2010年9月15日
【發(fā)明者】伊賈·克雷默曼 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司