CN102714171A - 具有基板冷却的传送机械手 - Google Patents

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CN102714171A CN2011800063804A CN201180006380A CN102714171A CN 102714171 A CN102714171 A CN 102714171A CN 2011800063804 A CN2011800063804 A CN 2011800063804A CN 201180006380 A CN201180006380 A CN 201180006380A CN 102714171 A CN102714171 A CN 102714171A
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Abstract

本发明的实施例提供一种传送机械手，所述传送机械手具有与所述传送机械手附接的冷却板，用于在处理腔室与负载锁定腔室之间传送时冷却基板。在一个实施例中，冷却板是单一、大面积的冷却板，所述冷却板在正被传送的基板下方附接至所述传送机械手。在另一实施例中，冷却板是在正被传送的基板下方附接至所述传送机械手的冷却板阵列。所述冷却板可包括导管路径，以使冷却流体循环遍及冷却板。所述冷却板可具有上表面，所述上表面涂覆有高发射率涂层。

Description

具有基板冷却的传送机械手
技术领域
本发明的实施例大体上关于基板传送机械手，所述基板传送机械手具有与所述基板传送机械手附接的冷却板，以在传送操作期间冷却基板。
背景技术
诸如玻璃、塑胶或其他材料的矩形片之类的基板一般用在平板显示器、太阳能器件及其他类似应用的制造上。在具有一个或多个处理腔室的处理系统内通过一种或多种工艺将用于形成此类器件的材料沉积至基板上。基板一般是通过负载锁定腔室导入处理系统中，由传送机械手传送基板至一个或多个处理腔室以供高温处理，并且随后将基板传送至负载锁定腔室以在从处理系统移出前冷却。
处理系统与设施中的基板处理量传统上是一项被关注的议题。在工业上，总是寻求增加基板处理量并减少系统与设施停工时间的方法。基板能被处理得愈快，每小时能处理的基板愈多。
因此，需要一种设备与方法以在基板处理系统中提高基板处理量。
发明内容
在本发明的一个实施例中，一种基板传送机械手包括：终端受动器；上部组件，所述上部组件耦合至所述终端受动器，且可操作以线性移动所述终端受动器；下部组件，所述下部组件耦合至所述上部组件，且可操作以旋转及垂直移动所述上部组件；以及一个或多个冷却板，所述一个或多个冷却板附接至所述上部组件并且定位在所述终端受动器下方。
另一实施例中，一种基板传送机械手包括：终端受动器，所述终端受动器具有多个水平延伸的指部；上部组件，所述上部组件耦合至所述终端受动器，且可操作以水平移动所述终端受动器；以及一个或多个冷却板，所述一个或多个冷却板附接至所述上部组件，所述一个或多个冷却板具有一水平上表面，所述水平上表面在所述终端受动器下方并且与所述终端受动器隔开。
在又一实施例中，一种用于处理基板的方法包括以下步骤：在处理腔室中处理基板；在传送机械手的指部上处理所述基板后，从所述处理腔室移出所述基板；使用一个或多个附接至所述传送机械手的冷却板冷却所述基板；以及在冷却所述基板后，使用所述传送机械手将所述基板传送到负载锁定腔室。所述冷却板与所述指部隔开且位在所述指部下方。
附图说明
参考具有某些绘制在附图中的实施例，可得到前文简要总结的本发明的更具体描述，如此可详细了解之前陈述的本发明的特征。然而应注意，附图只绘示本发明的典型实施例，因为本发明允许其他同等有效的实施例，故不将所述附图视为对本发明范围的限制。
图1是根据本发明的一个实施例的多重腔室基板处理系统的平面图。
图2是根据本发明的一实施例的传送机械手的概略等角视图。
图3是根据本发明的一实施例的冷却板的概略底视图。
图4是根据本发明另一实施例的冷却板的概略剖面视图。
图5是根据本发明的一实施例的传送机械手的概略平面视图。
图6是冷却板阵列的部份底视图。
具体实施方式
本发明的实施例提供一种传送机械手，所述传送机械手具有与所述传送机械手附接的冷却板，用于在处理腔室与负载锁定腔室之间传送时冷却基板。在一个实施例中，冷却板是单一、大面积的冷却板，所述冷却板在正被传送的基板下方附接至所述传送机械手。在另一实施例中，冷却板是在正被传送的基板下方附接至所述传送机械手的基板阵列。在一个实施例中，所述冷却板可包括导管路径，所述导管路径用于使冷却流体循环遍及冷却板。在一个实施例中，所述冷却板具有上表面，所述上表面涂覆有高发射率涂层。
图1是具有本发明的传送机械手125的一个实施例的多重腔室基板处理系统100的平面视图，所述系统适于在平面介质上制造薄膜晶体管(TFT)、有机发光二极管(OLED)以及太阳能电池制造。应考量到传送机械手125可用于其他处理系统。系统100包括环绕中央传送腔室115定位的多个处理腔室105以及一个或多个负载锁定腔室110。处理腔室105可经配置以完成数个高温工艺以实现所期望的平面介质的处理，所述平面介质是诸如大面积的基板120或其他适合的基板。
具有终端受动器130的传送机械手125定位在中央传送腔室115内。终端受动器130被配置成受传送机械手125支撑，并且相对于传送机械手125的其余部份移动，以传送基板120。终端受动器130包括腕部135以及从所述腕部135水平延伸的多个指部140。指部140适于支撑基板120于所述指部140上。在一个实施例中，传送机械手125被配置以使终端受动器130绕中央轴线旋转和/或使终端受动器130在垂直方向上线性移动。终端受动器130被配置以通过传送机械手125在水平方向上线性移动，以延伸进入环绕传送腔室115的腔室105、110以及从所述腔室105、110缩回，以助腔室105、110及115之间的基板传送。
在处理基板期间，中央传送腔室115被保持在减少的压力中（即真空）。中央传送腔室115的压力可为持在低于环境压力（即系统100外侧的压力）的压力。维持在中央传送腔室115内的压力可基本上等于处理腔室105和/或负载锁定腔室110内的压力。
在基板处理期间，在一个或多个处理腔室105内，基板120在升高的温度下受到处理。基板120随后由传送机械手125传送至负载锁定腔室110的其中一个负载锁定腔室，以在从处理系统100移出前冷却。为了提高处理系统的处理量，本发明的实施例提供一个或多个冷却板126，所述一个或多个冷却板126在终端受动器130下方附接至传送机械手125，以在从处理腔室105的其中一个处理腔室传送基板到负载锁定腔室110的其中一个负载锁定腔室的期间冷却基板120。于是，在负载锁定腔室110中冷却基板120所需的时间大幅减少，而处理系统100的处理量增加。
图2是根据本发明一个实施例的传送机械手125的立体图。传送机械手125包括下部组件201，所述下部组件201耦合至上部组件202。下部组件201可操作以使终端受动器130绕中央轴线旋转并且沿中央轴线垂直移动（Z方向）。上部组件202可操作以相对下部组件201侧向或水平（X方向）移动终端受动器130。传送机械手125可包括固定基座203，所述基座203相对于传送腔室115（图1）固定，所述固定基座203容纳耦合至传送机械手125的旋转驱动系统（图中未示）以提供旋转移动给终端受动器130。
下部组件201包括举升组件204，所述举升组件204耦合至所述旋转驱动系统（图中未示）。举升组件204可为能够抬升及降低上部组件202的任何适合的举升组件。可用的举升组件204的一个实施例包括剪式举升组件，所述剪式举升组件如2008年10月7日申请的美国专利申请号12/247,135所揭露，所述文件在此并入做为参考。
举升组件204耦合至平台208并且支撑所述平台208，进而提供上部组件202的装设表面。上部组件202可包括耦合至终端受动器130的基座250。所述基座250包括线性致动器（图中未示），所述致动器使终端受动器130在水平面上相对下部组件201移动。
一个或多个冷却板126可在终端受动器130的指部140下方装设至基座250。一个或多个冷却板126可由铝或不锈钢制成。在一个实施例中，上部组件202包括单一、大型的冷却板126，如图2所示。在其他实施例中，上部组件202包括多个冷却板126，如稍后于图5所示及针对图5所述。所述一个或多个冷却板126可通过适合的方式装设到基座250，例如通过焊接或使用机械性紧固构件。所述一个或多个冷却板126可具有基本平坦的水平上表面226，所述上表面226具有基本上平行于终端受动器130的指部140的取向并且与所述终端受动器130的指部140隔开。在一个实施例中，基板120下方的一个或多个冷却板126的顶部规划面积(plan area)具有大约与基板120相同的规划面积，如图2所绘。在另一实施例中，基板120下方的所述一个或多个冷却板126的顶部规划面积大于基板120的规划面积，如图5所绘。例如，所述一个或多个冷却板126可超过0.16平方米。所述一个或多个冷却板126的宽度亦可超过上部组件202的宽度。
在一个实施例中，每一冷却板126具有高发射率表面，以增加基板传送程序期间定位于终端受动器130的指部140上的基板120的冷却速率（图1）。在一个实施例中，一个或多个冷却板126的上表面226被涂布、阳极氧化处理、漆涂、喷砂，以提供高发射率表面。
在另一实施例中，高发射率涂层（诸如铝真空涂层）施加于每一冷却板126的上表面226。高发射率涂层可直接涂布到每一冷却板126的上表面226上，或者所述涂层可通过高发射率铝箔和压敏粘着剂而施加到接触所述一个或多个冷却板126的表面上。高发射率铝箔可施加到所述一个或多个冷却板126的上表面226上，而无需诸如阳极氧化、漆涂、或喷砂之类的表面处理。
在一个实施例中，高发射率涂层具有介于约0.7至约0.9之间的发射率。高发射率涂层可具有约0.3微米至约14微米之间的厚度。高发射率涂层可包括多层。适当的高发射率涂层可购自以色列的Acktar Advanced Coatings.LTD。
由冷却流体源280提供的冷却流体可循环遍及所述一个或多个冷却板126。一个或多个导管（图中未示）可设于下部组件201中，以助于冷却流体从冷却流体源280流出并且通过所述一个或多个冷却板126。所述冷却流体可为水、去离子（DI）水、乙二醇、氮气、氦气、或其他用作热交换媒介的流体。
图3是根据本发明一个实施例的冷却板126的示意性底视图。具有输入端口356和输出端口358的流体导管354被绘示成配置在沿冷却板126的底表面360的蜷绕(serpentine)或曲折(tortuous)的路径中。如前文所述，冷却流体源280（图2）附接至输入端口356，且流体循环通过导管354。冷却流体随后排出输出端口358，且回到冷却流体源280（图2）或排放源（图中未示）。
在一个实施例中，导管354定位在形成于冷却板126的底表面360中的连续沟槽中，所述连续沟槽界定流体将会采取的期望路径。在沟槽形成后，包括弯折以顺应沟槽路径的导管354的管路固定于沟槽内。多个留持板或带可配置在沿管路长度上间隔开来的分立位置，以将管路留持在沟槽内且在热传上与冷却板126的底表面360接触。或者，包括导管354的管路可通过适合的方式（诸如焊接或夹箝）附接至冷却板126的底表面360或者顶表面（图中未示），而无需使用冷却板126中的沟槽。在另一实施例中，沟槽可形成于冷却板126的顶表面（图中未示）中。在将导管354放置且留持于沟槽内后，高反射率箔可施加至覆盖导管354的冷却板126的顶表面，如前文所述。
图4是根据本发明另一实施例的冷却板126的剖面示意图。冷却板126具有连续的流体导管400，所述流体导管400可包括穿过冷却板126主体形成的多个钻孔472。如图所绘，所述孔洞472与孔洞474及478交会。孔洞474与孔洞476交会，而孔洞478与孔洞480交会。孔洞472的进入点以插件482密封，如图所示。孔洞478的进入点以插件484密封，孔洞474的进入点以插件486密封。用于孔洞476的进入点形成进入端口488，而孔洞480的进入点形成排出端口490，以用于由互连的孔洞472、474、476、478、480所形成的连续流体导管400。尽管由孔洞形成的单一连续钻孔式流体导管400绘示于图4中，应了解到，多个平行的流体导管可通过钻透冷却板126的宽度或长度而形成。或者，可形成图4中所绘示的孔洞互连的多个其他孔洞，以提供多个串联连接的流体导管，所述串联连接的流体导管可形成穿过冷却板126主体的连续的或曲折的路径。
图5是根据本发明一个实施例的传送机械手125的示意性平面视图。如图所示，所述一个或多个冷却板126为设成阵列500的多个冷却板126，且所述多个冷却板126附接至传送机械手125的基座250。所述阵列500可为矩形或具有其他几何形状。在一个实施例中，阵列500中的每一冷却板126是根据图3或图4的描述形成。来自每一冷却板126的导管随后可通过诸如螺纹或焊接耦合件来串联地耦合，使得冷却板126的阵列500作用如具有经配置以供冷却流体循环遍及连续流体导管中的所述连续流体导管的单一冷却板。
在另一实施例中，阵列500中的每一冷却板126单独地附接至传送机械手125的基座250。导管354随后可附接至冷却板126阵列500的表面，如图3中针对单一、大型冷却板126所述以及图6所绘的阵列500的部份底视图所绘示。导管354可经定位以与冷却板126的阵列500进行热接触，并且附接至冷却板的表面，或者导管354可放入冷却板126的阵列500内的预先形成的沟槽中，如图3中针对单一、大型冷却板126所述。在任一实施例中，冷却板126的阵列500的作用如具有经配置以使冷却流体循环遍及连续流体导管中的所述连续流体导管的单一冷却板。
另一实施例中，阵列500中的每一冷却板126是根据图4的描述形成。来自每一冷却板126的导管随后可透过诸如螺纹或焊接耦合件串联地耦合，使得冷却板126的阵列500作用如单一冷却板，所述单一冷却板具有经配置以供冷却流体循环遍及导管中的所述导管，类似图6所示，但所述导管建构于各个冷却板126内，且一个冷却板126的排出端口490耦合至相邻冷却板126的进入端口488。
在针对图5所描述的前述实施例中的每个实施例中，高发射率涂层可施加到个别冷却板126或者冷却板的整体阵列500上，如前文所述。
在此描述的实施例提供一种传送机械手，所述传送机械手具有与所述传送机械手附接的冷却板，所述冷却板在处理腔室与负载锁定腔室之间传送基板时冷却所述基板。在已提供的操作（即基板的传送）期间冷却基板使得在从处理系统移出基板之前在负载锁定腔室中冷却基板所用的时间较少。因此，处理系统的处理量在无须添加任何额外处理操作的情况下增加。
虽然上述内容涉及本发明的实施例，但可在不背离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它和进一步的实施例，且本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种基板传送机械手，包括：
终端受动器；
上部组件，所述上部组件耦合至所述终端受动器，且可操作以使所述终端受动器线性移动；
下部组件，所述下部组件耦合至所述上部组件，且可操作以使所述上部组件旋转及垂直移动；以及
一个或多个冷却板，所述一个或多个冷却板附接至所述上部组件并且定位在所述终端受动器下方。
2.如权利要求1所述的基板传送机械手，其特征在于，所述一个或多个流体导管与所述一个或多个冷却板热接触，以使冷却流体穿过所述冷却板循环。
3.如权利要求2所述的基板传送机械手，其特征在于，所述一个或多个流体导管配置在所述一个或多个冷却板内。
4.如权利要求2所述的基板传送机械手，其特征在于，所述一个或多个冷却板包括排列成矩形阵列的多个冷却板。
5.如权利要求4所述的基板传送机械手，其特征在于，所述多个冷却板在流体连通性上耦合在一起。
6.如权利要求1所述的基板传送机械手，其特征在于，所述一个或多个冷却板具有含高发射率涂层的表面。
7.如权利要求6所述的基板传送机械手，其特征在于，所述高发射率涂层包括铝箔。
8.一种基板传送机械手，包括：
终端受动器，所述终端受动器具有多个水平延伸的指部；
上部组件，所述上部组件耦合至所述终端受动器，且可操作以使所述终端受动器水平移动；以及
一个或多个冷却板，所述一个或多个冷却板附接至所述上部组件，所述一个或多个冷却板具有水平上表面，所述水平上表面在所述终端受动器下方并且与所述终端受动器隔开。
9.如权利要求8所述的基板传送机械手，其特征在于，所述一个或多个流体导管与所述一个或多个冷却板热接触，以使冷却流体穿过所述冷却板循环。
10.如权利要求9所述的基板传送机械手，其特征在于，所述一个或多个冷却板包括排列成矩形阵列的多个冷却板。
11.如权利要求10所述的基板传送机械手，其特征在于，所述多个冷却板在流体连通性上耦合在一起。
12.如权利要求9所述的基板传送机械手，其特征在于，所述一个或多个冷却板具有含高发射率涂层的表面。
13.如权利要求12所述的基板传送机械手，其特征在于，所述高发射率涂层包括通过压敏粘着剂附连至所述一个或多个冷却板的铝箔。
14.一种用于处理基板的方法，包括以下步骤：
在处理腔室中处理基板；
在传送机械手的指部上处理所述基板后，从所述处理腔室移出所述基板；
使用一个或多个附接至所述传送机械手的冷却板冷却所述基板，所述冷却板与所述指部隔开并且位于所述指部下方；以及
在冷却所述基板后，使用所述传送机械手将所述基板传送到负载锁定腔室。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，使用一个或多个冷却板冷却所述基板的步骤包括以下步骤：
使冷却剂流过导管，所述导管行经包括所述一个或多个冷却板的多个冷却板。
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