本申请为在2010年11月10日提交的美国临时专利申请No. 61/412,218和在2011年3月11日提交的美国临时专利申请No. 61/451,912的非临时申请并且要求这些专利申请的权益,这些专利申请的公开以其全文引用的方式结合在本文中。
具体实施方式
所公开的实施例的方面涉及一种双臂、圆柱坐标机器人组件,和更特定而言用于这样的机器人组件的操纵器、合作以定位一对末端执行器的连杆和关节的系统。应当指出的是,双臂机器人组件的合适示例可见于在2011年2月18日提交的美国专利申请No. 13/030,856、在2003年5月9日提交的美国临时专利申请No.10/434,582、和在2002年5月9日提交的美国临时专利申请No. 60/378,983、No. 60/379,095以及No. 60/379,063,其公开以全文引用的方式结合都本文中。
出于描述所公开的实施例的方面,操纵器可被描述为机械组件并且被分成主联动装置、副联动装置(腕部件)以及末端执行器。主联动装置为将操纵器在空间定位的关节-连杆对的集合。通常,主联动装置为前三个关节-连杆对的集合。第一关节-连杆对可包括允许工具竖直移位(在其它方面,操纵器可基本上在Z或竖直方向上固定,例如无可在Z方向上移动的关节)的移动关节(例如,线性轴承)和连杆(例如,托架)。第二关节-连杆对包括转动关节(例如,径向滚珠轴承)和连杆(例如,内连杆)。第三关节-连杆对包括转动关节(例如,径向滚珠轴承)和连杆(例如,外连杆)。副联动装置为第四关节-连杆对并且包括转动关节(例如,径向滚珠轴承)和连杆En,连杆En为末端执行器安装凸缘。实际末端执行器为可具有各种配置并且安装到安装凸缘En上的附件。
机器人组件的关节中的每一个限定关节轴线,特定连杆围绕或沿着关节轴线旋转或滑动。在纯开环关节多连杆运动链中,每个关节限定一自由度(DOF),使得DOF的总量等于关节的数量。而且,臂的自由度的数量可基于描述其位置或(多个)末端执行器的位置所需的变量或坐标的数量来计算。因此,有时,自由度的数量可小于关节的总数。当一个促动器的状态决定多于一个关节的状态时发生这种情况。
在所公开的实施例的一方面,在图1中示出了机器人组件10。该组件可包括两个SCARA臂12、14,它们共用共同的移动关节20/托架18联动装置。共同托架连杆18位于柱16的包络内。每个臂还包括可在水平面中移动并且安装于共同托架连杆18顶部上的肢体13、15。参考在图2中示意性地示出的运动链,显然,每个臂有四个关节/连杆对,并且臂可联接到移动关节18/托架18,用于在Z方向上移动。参考臂12,这些对为移动关节20/18、转动关节T1/内连杆L1,转动关节T2/外连杆L2以及转动关节T3/连杆E1。参考臂14,这些对为移动关节20/托架18、转动关节T6/内连杆L3、转动关节T4/外连杆L4以及转动关节T5/连杆E2。因此,肢体13、15安装成分别绕转动关节T1和T6的轴线转动。由于这种布置的结果,沿着关节T1和T6轴线定位的Z轴线22可定位并且描述为托架18的共同轴线22。两个臂的肢体能独立于彼此在径向延伸和缩回。
每个最远端的连杆E1、E2可支承工具。在半导体工业中,这些连杆被称作末端执行器安装凸缘,并且经由腕旋转关节T3和T5连接到操纵器的外连杆。由末端执行器安装凸缘支承的工具常常被称作末端执行器。末端执行器安装凸缘可相同或不同,取决于应用。
特定关节的运动使得附连到该关节的连杆移动。在促动时,每个肢体能在远端或近端方向上移动以提供末端执行器的直线径向平移,维持末端执行器的轴线的投影对准以与托架18的共同轴线22相交,经由旋转关节T1和T2连接的连杆L1和L3绕托架18的共同轴线22旋转。出于描述本发明的目的,术语“远端”为相对术语,其通常指远离共同轴线22的方向。术语“近端”为相对术语,通常指朝向共同轴线22的方向。
托架18经由移动关节20连接到竖直柱16用于沿着竖直柱16的轴线Z20竖直线性运动。参考图2。轴线Z20平行于托架18的共同轴线22,连杆L1和L2绕托架18的共同轴线22旋转。两个肢体13、15由托架18支承于柱16上。竖直柱也可安装成经由转动关节17在基座21上旋转,如在图3A中示意性地示出。基座也可被称作连杆L0。以此方式,柱允许臂组件和托架作为一单元在Z方向上竖直移动并且如果存在转动关节T7,柱可相对于包含关节促动器的机器人基座21绕关节T7的轴线旋转。
如上文所指出的那样,每个内连杆L1、L3经由近端或肩旋转关节T1、T6附连到托架18。两个臂12、14的肩关节T1、T6在托架18的共同轴线22上共线并且一个在另一个上方竖直偏移。末端执行器安装凸缘E1、E2在彼此平行的水平面中移动,一个水平面可与另一水平面基本上重合或竖直偏移,如将在下文中进一步描述。至少一个臂的肘关节,臂12的关节T2可包括间隔件24以足以使两个末端执行器安装凸缘E1、E2竖直偏移的量使外连杆L2与内连杆L1间隔开。在图1所示的公开的实施例的方面,其中,肢体具有相同长度,关节T4还可包括间隔件25以足以使两个末端执行器安装凸缘E1和E2竖直偏移的量使外连杆L4与内连杆L3间隔开。以此方式,当两个臂组件被配置成与绕Z轴线不受限制地旋转独立地移动,末端执行器可不彼此干扰。
在被称作四轴线系统的所公开的实施例的一方面,机器人组件10的两个肢体13、15可独立地操作。在此情况下,应意识到术语“四轴线”指允许臂的肢体在由极R-θ坐标描述的平面中运动的转动关节/连杆对的系统。仅出于描述目的,臂的竖直移位的机构并不包括在术语“四轴线”中。
在所公开的实施例的此方面,肢体可独立地旋转并且能绕转动关节T1和T6基本上无限旋转,其中各个肢体的旋转为末端执行器安装凸缘(操纵器的最后的连杆)的θ坐标变化。由于T1和T6关节的同轴位置,发生绕托架18的共同轴线22的旋转(例如,肢体或臂13、15的肩轴线基本上彼此重合)。而且,末端执行器安装凸缘E1、E2可由内连杆L1、L3,外连杆L2、L4和旋转关节T1至T6限定的联动装置沿着中心线独立地延伸和缩回,中心线沿着末端执行器绘制并且朝向托架18的共同轴线22投影。对于每个臂设置两个促动器组件以实现这些延伸/缩回和旋转运动。四个促动器容纳于托架18中并且经由同轴定位的轴34、44、54、64连接到臂(参考图5)。在其它方面,用于一个臂的促动器可安置于第一外壳中,而用于其它臂的促动器可安置于第二单独外壳中。两个促动器连接到内连杆L1和L3的外壳,而其它两个促动器连接到位于内连杆L1和L3的关节T1和T6内的滑轮。将在下文中进一步讨论联动装置和促动器组件的作用,特别是当实施为可被称作由例如马达M1、M2、M3、M4实现的四自由度(4DOF)系统时。
在一方面,通过操纵合并了一系列皮带和滑轮的内连杆和外连杆来产生末端执行器安装凸缘E1、E2的运动。参考图2和图3A的示意图和图4的运动图来讨论臂12的末端执行器安装凸缘E1的运动。如图2和图3A所示,内连杆L1经由肩旋转关节T1(或者经由旋转关节T1和如图3B所示定位的额外旋转关节T7)连接到托架18。外连杆L2经由肘旋转关节T2连接到内连杆L1。末端执行器安装凸缘E1经由腕旋转关节T3连接到外连杆L2。操纵器的这个部分的连杆和关节形成运动链,运动链在一端开放并且在另一端连接到托架18。托架18经由移动关节20连接到机器人基座21,如图2以及图3B所示,或者使用位于柱16与机器人基座21之间的额外转动关节T7,如图3A所示。并非为示意图的部分并且未图示的末端执行器连接到末端执行器安装凸缘E1。
参考图4,示出了将马达(例如,四个马达)可操作地连接到两个臂以实现四个自由度运动的示例性四个自由度联接系统的示意图。应了解图示的系统为代表性的并且在其它方面,该系统可具有任何合适配置。在图4所示的一方面,滑轮D1设于肩旋转关节T1处,并且滑轮d2设于肘旋转关节T2处。沿着内连杆L1延伸的皮带t1连接到滑轮d1和d2。滑轮d2,虽然物理地位于内连杆L1中,安装到连杆L2上并且作为肘旋转关节T2的部分,允许使连杆L2绕前一连杆L1的关节轴线旋转。滑轮d3也设于肘关节T2处,并且滑轮d4设于腕旋转关节T3处。滑轮d3,虽然物理地位于连杆L2中,附连到连杆L1并且为连杆L2的肘关节T2转动所绕的轴线的一部分。滑轮d4,虽然物理地位于连杆L2内,附连到末端执行器安装凸缘E1并且作为腕关节T3的一部分,允许末端执行器安装凸缘E1绕前一连杆L2的关节轴线旋转。皮带t2连接到滑轮d3和d4。当连杆L1的肩关节T1绕共同轴线22旋转时,在连杆L2的肘关节T2旋转所围绕的轴线处固定到连杆L1的滑轮d3,随着连杆L1的外壳行进。当连杆L1旋转时,滑轮d2也受到约束以随着连杆L1移动,这使得滑轮d2以类似于行星齿轮箱的卫星齿轮移动的方式移动。滑轮d2绕肩关节T1的共同轴线22旋转,因为其经由肘关节T2附连到内连杆L1的远端轴线。作为肘关节T2的一部分,滑轮d2也绕前一连杆L1的远端轴线旋转。由于滑轮d2经由皮带t1(例如正时皮带)、链条或缆线结构连接到滑轮d1,发生旋转。
滑轮d1与d2的直径之间的比例实现了滑轮d2的相对角位移,取决于给予连接到连杆L1的促动器输入(例如,马达M1)和连接到滑轮d1的促动器输入(例如,马达M2)的角位移量。在基于与肩关节T1的轴线Z1同轴定位的极轴线的极坐标系中肘关节T2(滑轮d2为其一部分)的轴线位置和定向的完整描述取决于连杆L1的长度,滑轮d1(经由马达M2)和连杆L(经由马达M1)的输入角位移值和滑轮直径比d1/d2。因此,限定了附连到肘关节T2的随后连杆L2的近端的R-θ坐标和连杆L2绕T2关节旋转轴线的定向。包含腕关节T3的旋转轴线的连杆L2的远端的R-θ坐标取决于连杆L2的长度。
附连到腕关节T3的末端执行器安装凸缘(连杆E1)的近端在R-θ坐标系中的位置和E1绕T3关节旋转轴线的定向取决于以下条件:连杆L1的角输入值(经由马达M1)、滑轮d2的角输入值(经由马达M2)、连杆L1的长度、滑轮直径比d1/d2、连杆L2的长度和滑轮直径比d3/d4。
其它肢体是类似的。因此,如图2、图3A和图4所示,内连杆L3可经由肩旋转关节T6(或者经由如图3A所示定位的旋转关节T6和额外旋转关节T7)连接到托架18(如果设置托架18)。外连杆L4经由肘旋转关节T4连接到内连杆L3。末端执行器安装凸缘E1经由腕旋转关节T5连接到外连杆L4。操纵器的这部分的连杆和关节形成在一端开放并且在另一端连接到托架18的运动链。托架18经由移动关节20连接到机器人基座21,如图2和图3B所示,或者使用位于柱16和机器人基座21之间的额外转动关节T7,如图3A所示。外连杆L4经由腕旋转关节T5联接到末端执行器安装凸缘E2。
滑轮d5设于肩旋转关节T6处,而滑轮d6设于肘旋转关节T4处。沿着内连杆L3延伸的皮带t3连接到滑轮d5和d6。滑轮d6,虽然物理地位于内连杆L3中,为连杆L4的一部分和安装到连杆L4,并且作为肘关节T4的一部分,允许连杆L4绕前一连杆L3的关节轴线旋转。滑轮d7也设于肘关节T4处,而滑轮d8设于腕旋转关节T5处。滑轮d7,虽然物理地位于连杆L4中,附连到连杆L3并且为连杆L4的肘关节T4转动所绕的轴线的一部分。 滑轮d8,虽然物理地位于连杆L4中,附连到末端执行器安装凸缘E2并且为腕关节T5的一部分,允许末端执行器安装凸缘E2绕前一连杆L4的关节轴线旋转。皮带t4连接到滑轮d7和d8。在连杆L3的肩关节T6绕共同轴线22旋转时,在连杆L4的肘关节T4旋转所绕的轴线处固定到连杆L3的滑轮d7,随着连杆L3的外壳行进。当连杆L3旋转时,滑轮d6也被约束为随着连杆L3移动,这造成滑轮d6以类似于行星齿轮箱的卫星齿轮移动的方式移动。滑轮d6绕肩关节T6的共同轴线22旋转,因为其经由肘关节T4附连到内连杆L3的远端轴线。作为肘关节T4的一部分,其也绕前一连杆L3的远端轴线旋转。由于滑轮d6经由皮带t3(例如正时皮带)、链条或缆线结构连接到滑轮d5而发生旋转。
滑轮d5和d6的直径之间的比例实现了滑轮d6的相对角位移,取决于给予连接到连杆L3的促动器输入(例如,马达M3)和连接到滑轮d5的促动器输入(例如,马达M4)的角位移量。在基于与肩关节T6的轴线Z6同轴定位的极轴线的极坐标系中肘关节T4(滑轮d6为其一部分)的轴线位置和定向的完整描述取决于连杆L3的长度、滑轮d5(经由马达M4)和连杆L3(经由马达M3)的输入角位移值以及滑轮直径比d5/d6。因此,限定附连到肘关节T4的随后连杆L4的近端的R-θ坐标和连杆L4绕T4关节旋转轴线的定向。包含腕关节T5的旋转轴线的连杆L4的远端的R-θ坐标取决于连杆L4的长度。
附连到腕关节T5的末端执行器安装凸缘(连杆E2)的近端在R-θ坐标系中的位置和E2绕T5关节旋转轴线的定向取决于以下条件:连杆L3的角输入值(经由马达M3)、滑轮d5的角输入值(经由马达M4)、连杆L3的长度、滑轮直径比d5/d6、连杆L4的长度和滑轮直径比d7/d8。
在所公开的实施例的一方面,促动器被实施为马达。参考图5,马达M1经由轴34与内连杆L1联接。马达M2经由轴44与滑轮d1联接。马达M3经由轴54与内连杆L3联接。马达M4经由轴64与滑轮d5联接。
图6示出了具有适用于真空兼容机器人的四个马达M1、M2、M3、M4的公开的实施例的一方面。合适的外壳80设于马达的定子周围。在一方面,马达M1和M2被设置为一个模块82,而马达M3和M4被设置为第二模块84。如在图5中可看出,模块82、84的驱动轴线彼此基本上重合。马达被布置成背靠背配置,其中,当马达被组装为两模块单元时,马达模块的端轴在相反方向定向。例如薄壁圆筒的真空隔离屏障86设于转子32、42、52、62与定子30、40、50、60之间使得定子处于大气环境中。电力和信号电缆(未图示)通过在外壳80的隔壁90中的合适密封开口引入。波纹管92连接马达外壳80与接口凸缘38。在托架竖直行进期间,波纹管膨胀和收缩。以此方式,机器人臂可以维持在真空环境中。
图7示出了合并了本公开的实施例的方面的基板加工设备76100的透视图,并且示出了基板76215。出于本文所描述的公开的实施例的方面的目的,基板76215可例如为半导体晶片,例如200mm,300mm或任何其它所希望直径的基板,适合于由基板加工设备76100加工的任何其它类型的基板、坯料基板或具有类似于基板的特征(例如某些尺寸或特定质量)的物体。基板加工设备76100为代表性基板加工工具,被图示为具有一般批加工工具配置。在其它方面,基板设备可为任何所希望的类型,例如拣选器、储料器、测量工具等。在此方面,设备76100通常可具有大气部段76105,例如形成微型环境,和邻接的大气可隔离的或密封的(例如,与外部大气密封隔离)部段(例如,大气密封部段)76110,其例如可被配备成充当真空腔室。在其它方面,大气密封部段76110可保持惰性气体(例如,N2)或任何其它隔离的气氛。
在所公开的实施例的一方面,大气部段76105通常具有一个或多个基板保持盒76115和大气机器人76120。大气机器人76120可为任何合适机器人。仅出于示例性目的,大气机器人可基本上类似于下文所描述的传送机器人76130、80530。大气机器人76120可适于将基板传送到大气部段76105内的任何位置。例如,大气机器人76120可在基板保持盒76115、装载锁76135和装载锁76140。大气机器人76120也将基板76215传送到位于大气部段76105内的对准器76162和从对准器76162传送。
大气密封部段76110可具有一个或多个加工模块PM1-PM6(通常被称作加工模块76125)和真空机器人76130。加工模块76125可为任何类型,例如材料沉积、蚀刻、烘焙、抛光、离子植入清洁等。可以认识到,每个加工模块76125相对于例如机器人参考系的所希望参考系的位置可用控制器76170配准。在所公开的实施例的一方面,过程模块的一个或多个也可对基板加工设备76100内的基板执行加工操作,这种加工操作不同于由其它加工模块执行的加工操作。与过程模块76125中每一个相关联的操作也可用控制器76170配准。在其它方面,加工模块可执行相同加工操作。大气密封部段76110也可具有一个或多个中间腔室,被称作装载锁76135、76140。图7所示的方面具有两个装载锁,但在其它方面,大气密封部段76110可具有任何合适数量的装载锁。装载锁76135和76140用作接口,允许基板在大气部段76105与大气密封部段76110之间传递,而不损害密封于大气密封部段76110内的任何真空或其它气氛的完整性。
基板加工设备76100通常包括控制器76170,控制器76170控制基板加工设备76100的操作。控制器76170具有处理器76173和存储器76178。存储器76178可包括用于实现基板加工设备76100和其部件的操作的计算机可读代码。例如,存储器76178还可包括加工参数,例如加工模块和设备的部段76105、76110的其它部分或工位的温度和/或压力,正被加工的(多个)基板76215的时间信息和基板的度量信息等。在所公开的实施例的一方面,控制器76170可具有组合架构,例如在名称为“Scalable Motion Control System”并且在2005年7月11日提交的美国专利序列号11/76178,615中所描述的那种,该专利申请的公开以其全文引用的方式结合到本文中。在其它方面,控制器可具有任何合适的控制架构。
也参考图8,在所公开的实施例的一方面,传送机器人76130(其可基本上类似于大气机器人76120)可包括驱动部段77150和一个或多个臂77155A、77155B。驱动部段77150可例如从控制器76170接收命令并且响应地指导臂77155A、77155B的径向、周向、正面、复合和其它运动。77155A、77155B臂可以任何合适的方式安装到驱动部段77150上。臂77155A、77155B中的每一个可包括可在肩关节轴线SX(例如,臂的肩旋转轴线基本上彼此重合)可旋转地安装到驱动部段上的上臂部段77155UA、77155UB、在肘轴线EXA、EXB处可旋转地安装到上臂部段77155UA、77155UB的前臂部段77155FA、77155FB以及在腕轴线WXA、WXB可旋转地安装到前臂部段77155FA、77155FB上的末端执行器77155EA、77155EB。末端执行器可以以任何合适方式被配置成保持基板76215。在一方面,末端执行器77155EA、77155EB可为边缘夹紧、真空夹紧、主动夹紧或被动夹紧末端执行器。末端执行器也可被配置成保持多个基板为堆叠的或并排配置用于基板的分批传送。应当指出的是相应臂77155A、77155B的上臂77155UA、77155UB和前臂77155FA、77155FB的长度可基本上相等或不相等。例如,上臂77155UA、77155UB可比前臂77155FA、77155FB更长或者反之亦然。不相等的长度臂的一示例描述于名称为“Unequal Link Scara Arm”并且在2005年7月11日提交的美国专利申请号11/179,762中,该专利申请以其全文引用的方式结合到本文中。
在所公开的实施例的一方面,传送机器人76130可安装于大气密封部段76110的中心腔室76175中(参考图7)。控制器76170可操作以循环开口76180、76185并且协调传送机器人76130的操作来在加工模块76125、装载锁76135和装载锁76140之间传送基板。应了解虽然传送机器人76120、76130被图示和描述为具有SCARA型机器人臂,在其它方面,传送机器人可包括任何合适的臂配置,例如铰接臂机器人、蛙腿式设备或双对称传送设备。
现参考图9,示出了一示例性驱动部段77150。在所公开的实施例的一方面,驱动器可具有同轴驱动布置,而在其他方面,驱动部段可具有任何合适的驱动布置。驱动部段布置的合适示例描述于美国专利号6485250、5720590、5899658和5813823中,这些专利的公开以其全文引用的方式结合到本文中。驱动系统布置的其它合适示例包括在名称为“Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings”并且在2008年6月27日提交的美国专利申请号 12/163,996中所描述的那些,该专利申请的公开以其全文引用的方式结合到本文中。在此方面,驱动部段77150包括用于至少部分地容纳四同轴驱动轴组件78300的外壳78310,四同轴驱动轴组件78300具有四个驱动轴78301-78304和四个马达78342、78344、78346、78348(例如,4自由度驱动部段)。在其它方面,驱动部段77150可具有任何合适数量的驱动轴和马达。第一马达78342包括定子78342S和连接到外轴78304的转子78342R。第二马达78344包括定子78344S和连接到轴78303的转子78344R。第三马达78346包括定子78346S和连接到轴78302的转子78346R。第四马达78348包括定子78348S和连接到第四或内轴78301的转子78348R。四个定子78342S、78344S、78346S、78348S在外壳内的不同竖直高度或位置固定地附连到外壳78310。每个定子78342S、78344S、78346S、78348S通常包括电磁线圈。转子 78342R、78344R、78346R、78348R中的每一个通常包括永磁体,但可替代地包括不具有永磁体的磁性感应转子。在传送机器人76130用于密封环境的情况下,例如仅出于非限制性示例性目的,真空环境,套筒78362可位于转子78342R、78344R、78346R、3418R与定子78342S、78344S、78346S、78348S之间使得同轴驱动轴组件78300位于密封环境中并且定子位于密封环境外侧。应认识到如果传送机器人76130仅预期用于大气环境下,例如在基板加工设备76100(图7)的大气部段76105中,无需设置套筒78362。
第四或内轴78301从底部或第四定子78348S延伸并且包括转子78348R,转子78348R与定子78348S基本上对准。轴78302从第三定子78346S延伸并且包括转子78346R,转子78346R与定子78346S基本上对准。轴78303从第二定子78344S延伸并且包括转子78344R,转子78344R与定子78344S基本上对准。轴78304从顶部或第一定子78342S延伸并且包括转子78342R,转子78342R与定子78342S基本上对准。绕轴78301-78304和外壳78310设置各种轴承78350-78353以允许每个轴78301-78304 相对于彼此和外壳78310独立地旋转。在所公开的实施例的此方面,每个轴设有位置传感器78371-78374。位置传感器78371-78374可用于向任何合适控制器(例如控制器76170)提供关于相应轴78301-78304相对于彼此和/或相对于外壳78310的旋转位置的信号。传感器78371-78374可为任何合适传感器,例如出于非限制性示例性目的,光学或感应传感器。
也参考图8,如上文所描述的那样,传送机器人76130包括两个臂77155A、77155B。在所公开的实施例的此方面,臂77155A的上臂77155UA固定地附连到外轴78304使得上臂77155UA随着轴78304在中心旋转轴线(例如,肩轴线SX)上旋转。滑轮78380固定地附连到轴78303上。上臂77155UA包括杆柱78381和可旋转地安装到杆柱78381上的滑轮78382。杆柱78381不动地安装到上臂77155UA的内表面上。第一组传动构件78390在滑轮78380与滑轮78382之间延伸。应认识到任何合适类型的传动构件可用于联接滑轮78380、78382,例如皮带、带或链条。还应当认识到虽然两个传动构件被示出联接滑轮78380、78382,任何合适数量的传动构件可用于联接滑轮78380、78382(例如多于或少于两个)。轴78382S固定地联接到滑轮78382也使得轴78382S随着滑轮绕肘轴线EXA旋转。轴78382S可以以任何合适方式可旋转地支承于杆柱78381上。前臂77155FA固定地安装到轴78382S上使得前臂77155FA随着轴78382S绕肘轴线EXA旋转。前臂77155FA包括可旋转地支承于杆柱78381顶端上的滑轮78383。前臂77155FA还包括杆柱78385和可旋转地安装到杆柱78385上的滑轮78384。第二组传动构件78391(基本上类似于传动构件78390)在滑轮78383、78384之间延伸和联接滑轮78383、78384。末端执行器77155EA固定地安装到滑轮78384上使得滑轮78384和末端执行器77155EA绕腕轴线WXA旋转。可以认识到,上臂77155UA和前臂77155FA由轴78304、78303中的相应一个独立地驱动(例如,旋转)以允许独立地旋转T1和延伸R1臂77155A,而末端执行器77155EA的旋转为从动的使得在臂沿着R1延伸和缩回时,末端执行器的纵向轴线保持与延伸和缩回轴线R1基本上对准。在其它方面,驱动部段77150可包括额外马达和驱动轴使得末端执行器77155EA也可绕腕轴线WXA独立地旋转。
臂77155B的上臂77155UB固定地附连到内轴78301使得上臂77155UB随轴78301在中心旋转轴线(例如,肩轴线SX)上旋转。滑轮78386固定地附连到轴78302。上臂77155UB包括杆柱78388和可旋转地安装到杆柱78388上的滑轮78387。杆柱78388不动地安装到上臂77155UB的内表面上。第一组传动构件78392(基本上类似于传动构件78390)在滑轮78386与滑轮78387之间延伸。轴78387S固定地联接到滑轮78387使得轴78387S随滑轮绕肘轴线EXB旋转。轴78387S可以以任何合适方式可旋转地支承于杆柱78388上。前臂77155FB固定地安装到轴78387S上使得前臂77155FB随轴78387S绕肘轴线EXB旋转。前臂77155FB包括可旋转地支承于杆柱78388顶端上的滑轮78389。前臂77155FB也包括杆柱78398和可旋转地安装到杆柱78398上的滑轮78399。第二组传动构件78393(基本上类似于传动构件78390)在滑轮78389、78399之间延伸和联接滑轮78389、78399。末端执行器77155EB固定地安装到滑轮78399上使得滑轮78399和末端执行器77155EB绕腕轴线WXB旋转。可以认识到,上臂77155UB和前臂77155FB被轴78302、78301中的相应轴独立地驱动(例如,旋转)以允许臂77155B独立旋转T2和延伸R2,而末端执行器77155EB的旋转为从动的使得当臂沿着R2延伸和缩回时,末端执行器的纵向轴线保持与延伸和缩回轴线R2基本上对准。在其它方面,驱动部段77150可包括额外马达和驱动轴使得末端执行器77155EB也可绕腕轴线WXB独立地旋转。
在所公开的实施例的此方面,轴78382S、78387S具有合适大小使得末端执行器77155EA、77155EB的传送平面TP基本上共面。末端执行器77155EA、77155EB的基本上共面的传送平面可允许将基板至基板保持工位和从基板保持工位(例如,过程模块76125,装载锁76135、76140和盒76115)传送,基本上无臂77155A、77155B的任何Z或竖直行进。在其它方面,驱动部段77150可包括至少一个Z行进马达以允许臂进行Z移动。在另外的方面,传送平面TP可彼此靠近(例如,堆叠)。应当指出的是在所公开的实施例的某些方面,本文所描述的臂配置可以一定方式定位使得一个臂约束臂中另一个臂的运动在一定运动范围内,基本上防止例如一个臂相对于另一臂360度的旋转。因此,可以认为在约束的配置内(即在每个臂基本上无限的旋转由另一臂阻挡的情况下),每个臂具有由另一臂所限定和界定的相对应的角运动域(例如,参考图10A,在臂77155B保持不动时臂77155A可在范围77999内移动,在臂77155A保持固定时,臂77155B可在范围77998内移动)。可以认识到,在臂77155A、77155B中的一个或多个旋转时,相对应范围77998、77999也旋转(例如,运动范围77998、77999可不固定使得范围随着相应臂的旋转而旋转或移动,例如,臂77155A的旋转改变臂77155B的旋转范围并且反之亦然)。因此在运动/旋转的每个域内的每个末端执行器的延伸/缩回路径可例如在臂的肩轴线(其可为共同肩轴线SX)处彼此相交(在传送平面基本上共面的情况下)或者在末端执行器并不共面(并且一个臂的臂连杆可或可不干扰另一臂的臂连杆)的情况下,每个末端执行器的延伸/缩回路径可彼此交叉。
参考图10A至图10H,将描述传送机器人76130的臂77155A的操作。还应了解臂77155B的操作基本上类似于在下文关于臂77155A所描述的操作。在此方面,传送机器人76130被示出位于传送腔室77400内。传送腔室77400可基本上类似于上文所描述的中心腔室76175。传送腔室包括开口或闸阀76180,过程模块76125 (PM1-PM4)附连到开口或闸阀76180上。如上文所描述的那样,臂77155A、77155B的传送平面TP(例如,末端执行器以及前臂和腕部)(图9A)为共面的使得臂77155A、77155B的末端执行器77155EA、77155EB不能接近相同过程模块,而传送机器人的两个臂77155A、77155B不绕肩轴线SX旋转。可以认识到,臂77155A、77155B中的每一个能够接近附连到传送腔室77400上的所有过程模块(和装载锁,未图示)。例如,通过一个或多个臂的合适旋转,每个臂能接近相邻过程模块,交替间隔开的过程模块和大约180度隔开定位的过程模块。应当指出的是,在本文所描述的公开实施例的方面,虽然一个臂可相对于另一臂旋转大约180度(例如,当另一个臂保持不动并且末端执行器基本上共面或者在基本上靠近的基板传送平面中使得一个臂的旋转干扰另一臂的旋转)使得当臂绕肩轴线作为一单元一起旋转时整个臂组件(例如,所有臂作为一单元)绕肩轴线能进行至少约360度旋转。
如在图10A中可以看出,臂77155A、77155B被布置成使得末端执行器77155EA、77155EB与相邻过程模块PM1、PM2对准。为了延伸臂77155A使得末端执行器77155EA进入过程模块PM2,马达78342相对于轴78303旋转轴78304,而轴78303保持基本上不动。但是,轴78303可在延伸和缩回期间略微旋转以加速传送过程和整个可移动臂组件77155A的旋转的开始或结束。在轴78303(和滑轮78380)保持不动并且上臂77155UA移动的情况下,由传动构件78390旋转滑轮78382。这继而使前臂77155FA绕轴线EXA旋转。因为滑轮78383不动地附连到杆柱78381,并且因为杆柱78381不动地附连到前臂77155FA,由传动构件78391相对于前臂77155FA旋转滑轮78384。滑轮78380、78382、78384可相对于彼此定大小以允许末端执行器77155EA沿着延伸/缩回轴线R1在径向直直地移动进出,如在图10B中可以看到的那样。可以认识到,可以以马达78348相对于轴78302旋转轴78301基本上类似的方式发生臂77155B的延伸和缩回。
通过操作两个马达78342和78344使得轴78304、78303在相同方向基本上同时以基本上相同的速度旋转而发生臂77155A的旋转(TI旋转),使臂从过程模块PM2移动到过程模块PM3,如图10C所示。在臂77155A被定位使得末端执行器77155EA与过程模块PM3对准时,臂可以基本上类似于如图10E所示在上文中描述的方式延伸和缩回。同样,为了旋转臂77155A(TI旋转)使臂从过程模块PM3移动到过程模块PM4,操作两个马达78342和78344使得轴78304、78303在相同方向基本上同时以基本上相同的速度旋转,如图10F所示。在臂77155A被定位成使得末端执行器77155EA与过程模块PM4对准时,臂可以以基本上类似于如图10H所示在上文中描述的方式延伸和缩回。可以认识到,在如图10A至图10H所示的例如顺时针方向中臂77155A的旋转基本上限于末端执行器基本上180度间隔开的旋转点,例如由于传送平面TP,前臂77155FA、77155FB和腕部位于相同的平面中。因此,传送臂的传送路径R1、R2相对于彼此成角度,其中从相邻基板保持位置到基板保持位置的角范围以大约180度隔开。
现参考图11A和图11B,示出了根据所公开的实施例的一方面的另一传送机器人80530。传送机器人80530可基本上类似于上文所描述的传送机器人76130,除非另外指出。在此方面,传送机器人80530包括驱动部段77150,驱动部段77150可包括至少一个Z轴线驱动器312(图9)。Z轴线驱动器312可例如以任何合适方式连接到驱动器77150的外壳78310。Z轴线驱动器312可被配置成在Z方向上驱动外壳78310,包括连接到它的任何臂555A、555B,使得臂555A、555B中每一个的末端执行器80555EA、80555EB能移动到不同的传送平面。在另一方面,机器人的一个或多个转动关节可包括Z轴线驱动器,例如彼此独立地在Z方向上移动每个臂的(多个)末端执行器。
在此示例中,传送机器人80530包括两个传送臂80555A、80555B。传送臂80555A可基本上类似于上文所描述的传送臂77155A使得相似特征具有相似附图标记(例如,上臂80555UA、前臂80555FA和末端执行器80555EA)。传送臂80555A可以与上文所描述的方式基本上类似的方式连接到驱动部段(图9)的轴78304、78303。传送臂80555B也可基本上类似于上文所描述的传送臂77155B使得相似特征具有相似附图标记(例如,上臂80555UB、前臂80555FB和末端执行器80555EB)。传送臂80555B可以与上文所描述的方式基本上类似的方式连接到驱动部段(图9)的轴78302、78301。但在此方面,轴80582S、80587S(其对应于图9中的轴78382S、78387S)定大小使得臂80555B能独立于臂80555A 的旋转基本上360度无限地并且不中断地旋转,并且反之亦然。此外,臂80555FB的前臂80555FB可安装到上臂80555UB的下侧(而前臂77155FB安装到图8中上臂77155UB的上侧,例如竖直相对的前臂)使得末端执行器80555EB的传送平面TP2邻近(例如,靠近)末端执行器80555EA的传送平面TP1,但并不与传送平面TP1共面,以基本上最小化使用不同臂80555A、80555B传送基板所需的Z移动量。这种基本上非共面的布置允许独立地操作每个臂,其中臂的延伸和缩回的延伸和缩回R1、R2可以相对于彼此成角度以及用于在单个基板保持位置快速交换基板。
在其它方面,仍参考图11A和图11B,轴80582S、80587S(其对应于图9中的轴78382S、78387S)可定大小使得臂80555FB的前臂80555FB可安装到上臂80555UB的下侧(而前臂77155FB安装到图8中上臂77155UB的上侧,例如竖直相对的前臂)使得末端执行器80555EB的传送平面TP2与末端执行器80555EA的传送平面TP1基本上共面。在此方面,在传送平面基本上共面(或者如本文所描述的那样基本上彼此靠近)的情况下,例如臂80555A的延伸和缩回轴线相对于臂80555B的延伸和缩回轴线受到约束并且反之亦然(例如,延伸和缩回轴线相对于彼此成角度,其中一个臂的臂连杆可干扰另一臂的臂连杆使得在不使臂作为一个单元绕西塔θ或肩部SX轴线旋转的情况下,臂不能基本上同时传送基板到相同的保持工位)。
可以认识到,本文所描述的示例性传送机器人76130、80530允许顺序加工基板,其中,加工模块76125中的一个或多个对基板执行单独加工操作。例如,参考图10A,可使用臂77155A、77155B中的一个将基板放置于过程模块PM1中。在完成了过程模块PM1中的加工之后,臂77155A可从过程模块PM1移除基板并且将它放置于过程模块PM2中。与将基板从过程模块PM1传送到过程模块PM2基本上同时,臂77155B可将另一基板从装载锁76135传送到过程模块PM1。这种布置可提供基板从例如装载锁76135经过过程模块PM1-PM4到装载锁76140的基本上连续流动。
图12示意性地示出了传送机器人76130、80530的臂示例性地延伸到过程模块内。臂可延伸到过程模块内任何合适水平距离并且在任何合适竖直位置处。应当指出的是如本文所描述使臂的末端执行器在共同传送平面上或者沿着基本上靠近的传送平面的所公开实施例的方面的机器人臂配置允许最小化臂的堆叠高度从而也最小化传送腔室的内部体积。另外,使臂的末端执行器在共同传送平面上或者基本上靠近的传送平面上允许槽阀开口(例如,在传送腔室中的开口,基板通过开口传送进出传送腔室)的最小高度。
图13和图15为例如传送腔室77400的传送腔室的示例性顶部示意图。图14A和图14B为传送腔室77400的示意侧视图,其中,当传送机器人包括Z驱动器时(例如,具有升程和基本上不具有升程)时增加了传送腔室的内部高度。如在图14A和图14B中可以看出,在传送腔室中的开口的竖直位置可定位于任何合适位置,例如当腔室被配置成允许机器人Z行进时更加朝向腔室的底部。应当指出的是使末端执行器在基本上共同传送平面或基本上靠近的传送平面上,传送腔室的槽阀开口可保持在与传送机器人并不包括Z轴线驱动器时基本上相同的大小。如在图14B中可以看出,与槽阀相邻的传送腔室的区域14001的高度增加以允许例如紧邻开口的前臂的臂连杆的竖直移动,同时维持末端执行器的竖直移动在基本上无Z轴线移动的机器人的槽阀高度内。在其它方面,传送腔室可具有任何合适配置。
参考图16A至16C,根据所公开的实施例的方面,示出了加工工具85001的一部分。加工工具85001可基本上类似于上文关于加工工具76100(图7)所描述,并且包括传送腔室85020、连接到传送腔室85020的一个或多个加工模块85010、85011和连接到传送腔室85020的一个或多个装载锁模块85012、85013。传送设备85100至少部分地位于传送腔室85020内用于在加工模块85010、85011与装载锁模块85012、85013之间传送基板。传送设备包括上臂连杆85101、可旋转地联接到上臂连杆的前臂连杆85102、85103和可旋转地安装到前臂连杆85102、85103中相应连杆的末端执行器85104-85107。应当指出的是末端执行器可具有用于保持一个或多于一个基板的任何合适配置。例如,在每一个末端执行器保持多于一个基板的情况下,基板可保持在堆叠或并排配置用于利用单个臂来传送基板批。还应当指出的是上臂和前臂可以以基本上类似于上文所描述的方式在关节中心间具有不相等的长度。
上臂连杆85101可为基本上刚性连杆,具有远离传送设备85100的主或肩旋转轴线SX延伸的基本上“U”或“V”形状。上臂连杆85101可包括在例如肩部枢转轴线(或者在上臂连杆上任何其它合适点)可释放地旋转地联接的第一部分85101A和第二部分85101B,以基本上类似于在名称为“Dual SCARA Arm”并且在2005年6月9日提交的美国专利申请号No. 11/148,871(其公开以全文引用的方式结合到本文中)中所描述的方式,使得在释放在第一部分与第二部分之间的联接时,肘轴线87EB1、87EB2可朝向彼此或远离彼此旋转以改变或调整在第一部分85101A与第二部分85101B之间的角度α并且当在不释放联接时,第一部分与第二部分形成基本上刚性的上臂连杆85101。应当指出的是当例如上臂的每个连杆连接到驱动系统的其自己的驱动轴以驱动臂移动时,该角度α可动态调整。例如,当第一部分与第二部分处于基本上刚性配置时,驱动系统的相应驱动轴线协调一致地移动并且在要调整相应角度α时,第一部分与第二部分的相应驱动轴线以相反方向、以相同方向不同速率、或者以任何其它合适方式中的一种移动以动态地改变或调整角度α。
前臂连杆85102可绕肘轴线87EB1可旋转地联接到上臂连杆85101,而前臂连杆85103可绕肘轴线87EB2可旋转地联接到上臂连杆85101。每个前臂连杆85102、85103可具有两个可独立旋转的末端执行器85104-85107。例如,末端执行器85104、85106可绕腕轴线87WR2(图18C)能独立旋转地安装到前臂连杆85102并且末端执行器85105、85107可绕腕轴线87WR1(图18C)能独立旋转地安装到前臂连杆85103。在一方面,末端执行器可安置成使得它们具有共同传送平面,而在其它方面,末端执行器可安置于基本上靠近或不同的传送平面上。在每个前臂连杆上的双末端执行器允许在基板保持位置(例如加工模块85010、85011或装载锁模块85012、85013)快速交换基板(即,传送基板,而不使传送设备作为一单元绕肩轴线旋转并且基本上不使臂缩回到电池)。应了解虽然两个末端执行器被示出联接到每个前臂连杆,任何合适数量的末端执行器可旋转地联接到每个前臂连杆,每个被配置成以与上文所描述的方式类似的方式保持任何数量的基板为例如堆叠布置或并排布置。
上臂连杆85101,前臂连杆85102、85103和末端执行器85104-85107可连接到驱动系统使得末端执行器中的至少两个(例如,在每个臂上的至少一个末端执行器)联接到例如驱动系统的共同驱动轴线。参考图17,三轴线驱动系统86634可用于驱动传送设备85100。三轴线驱动系统86634通常包括基本上与关于图9所描述类似的驱动轴组件86641和三个马达86642、86644、86646。在此方面,驱动轴组件86641具有三个驱动轴86650A、86650B、86650C。可以认识到,驱动系统可不限于三个马达和三个驱动轴。第一马达86642包括定子86648A和连接到中部轴86650A的转子86660A。第二马达86644包括定子86648B和连接到外轴86650B的转子86660B。第三马达86646包括定子86648C和连接到内轴86650C的转子86660C。三个定子86648A、86648B、86648C沿着管在不同的竖直高度或位置不动地附连到管或外壳86652(应当指出的是例如上文所描述的包括径向嵌套的马达的三轴线驱动系统也可用于驱动传送设备85100)。仅出于说明性目的,第一定子86648A为中部定子,第二定子86648B为顶部定子,第三定子86648C为底部定子。每个定子通常包括电磁线圈。三个轴86650A、86650B和86650C被布置为同轴的轴。三个转子86660A、86660B、86660C优选地包括永磁体,而是可替代地包括并不具有永磁体的磁性感应转子。套筒86662优选地位于转子86660与定子86648之间以允许机器人可用于真空环境中,并且驱动轴组件86641位于真空环境中,定子86648位于真空环境外侧。但是,如果机器人仅需要用于大气环境中,不需要提供套筒86662。
第三轴86650C为内轴并且从底部定子86648C延伸。内轴使得第三转子86660C与底部定子86648C对准。中部轴86650A 从中部定子86648A向上延伸。中部轴使得第一转子86660A与第一定子86648A对准。外轴86650B 从顶部定子86648B向上延伸。外轴使得第二转子86660B与上定子86648B对准。绕轴86650A-86650C 和管86652 设置各种轴承以允许每个轴相对于彼此和管86652可独立地旋转。每个轴86650A-86650C可具备位置传感器86664。位置传感器86664用于向控制器76170(图7)传递轴86650A-86650C相对于彼此和/或相对于管86652的旋转位置的信号。可使用任何合适传感器,例如光学或感应。驱动系统86634还可包括一个或多个合适的Z轴线驱动器86312用于在与肩旋转轴线SX基本上平行(例如,沿着)的方向作为一单元移动传送设备的上臂连杆、前臂连杆和末端执行器。在另一方面,机器人的一个或多个转动关节可包括Z轴线驱动器,例如彼此独立地在Z方向上移动每个臂的(多个)末端执行器。
现参考图18A至图18C,外轴86650B可联接到上臂连杆85101使得在轴86650B旋转时,上臂连杆85101随着它作为一单元旋转。内轴86650C可连接到前臂连杆85102、85103 用于使前臂连杆绕其相应肘轴线87EB1、87EB2旋转。例如,轴86650C可联接到滑轮87001使得在轴86650C旋转时,滑轮87001随之旋转。滑轮87008B可绕肘轴线87EB1可旋转地安装于上臂连杆85101内并且通过任何合适传动件87T8(例如皮带、带、缆线等)连接到滑轮87001。滑轮87008B可联接到前臂连杆85103使得在滑轮87008B旋转时,前臂连杆85103随之旋转。同样,滑轮87008可绕肘轴线87EB2可旋转地安装于上臂连杆85101内并且通过任何合适传动件87T1(例如皮带、带、缆线等)连接到滑轮87001。滑轮87008可联接到前臂连杆85102使得在滑轮87008旋转时,前臂连杆85102随之旋转。因为两个前臂都联接到轴86650C,如上文所述的那样,轴86650C的旋转造成前臂连杆85102、85103在共同旋转方向(例如,顺时针或逆时针)绕其相应肘轴线87EB1、87EB2基本上同时旋转。
中部轴86650A可连接到末端执行器用于实现基板的快速交换。例如,滑轮87002可联接到轴86650A使得在轴86650A旋转时,滑轮87002随之旋转。也可使用任何合适轴承将另一滑轮87003安装到轴86650A上使得滑轮87003可相对于轴86650A独立地旋转。滑轮87002、87003可通过方向转换器87000C联接到彼此使得滑轮87002、87003在相反方向旋转。例如,滑轮87004、87005可绕在上臂85101内的轴线87101可旋转地安装到轴使得在滑轮87004在旋转时,滑轮87005随之旋转。滑轮87002可通过任何合适的传动件87T5联接到滑轮87005,基本上类似于上文所描述的那些,使得滑轮87002、87005在相同方向上旋转。滑轮87004可通过任何合适传动件87T4联接到滑轮87003,基本上类似于上文所描述的那些,使得滑轮87003在不同于滑轮87004(和滑轮87002、87005)的相反方向上旋转。例如,“8字形”或任何其它合适的反向传动件可用于实现滑轮87003的相反旋转。应当指出的是方向转换器87000C可位于沿着末端执行器驱动传动件的任一个或多个合适位置。
滑轮87006、87007可位于上臂连杆85101内以绕肘轴线87EB2旋转。滑轮87009、87010可位于前臂连杆85102内以绕肘轴线87EB2旋转。滑轮87007可联接到滑轮87009使得所述滑轮作为一单元绕轴线87EB2旋转。滑轮87006可联接到滑轮87010使得所述滑轮作为一单元绕轴线87EB2旋转。滑轮87011可位于前臂连杆85102内并且联接到末端执行器85104以使末端执行器85104绕腕轴线87WR2旋转。滑轮87012可位于前臂连杆85102内并且联接到末端执行器85106以使末端执行器85106绕腕轴线87WR2旋转。滑轮87012可通过任何合适传动件87T6联接到滑轮87010。滑轮87011可通过任何合适传动件87T7联接到滑轮87009。滑轮87007可通过任何合适传动件87T2联接到滑轮87002且滑轮87006可通过任何合适传动件87T3联接到滑轮87003。传动件87T2、87T3、87T6、87T7可基本上类似于上文所描述的那些。
滑轮87006B、87007B可位于上臂连杆85101内以绕肘轴线87EB1旋转。滑轮87009B、87010B可位于前臂连杆85103内以绕肘轴线87EB1旋转。滑轮87007B可联接到滑轮87009B使得所述滑轮作为一单元绕轴线87EB1旋转。滑轮87006B可联接到滑轮87010B使得所述滑轮作为一单元绕轴线87EB1旋转。滑轮87011B可位于前臂连杆85103内并且联接到末端执行器85107以使末端执行器85107绕腕轴线87WR1旋转。滑轮87012B可位于前臂连杆85103内并且联接到末端执行器85105以使末端执行器85105绕腕轴线87WR1旋转。滑轮87012B可通过任何合适传动件87T11联接到滑轮87010B。滑轮87011B可通过任何合适传动件87T12联接到滑轮87009B。滑轮87007B可通过任何合适传动件87T9联接到滑轮87002且滑轮87006B可通过任何合适传动件87T10联接到滑轮87003。传动件87T9-87T12可基本上类似于上文所描述的那些。
可以认识到,轴86650C在第一方向上的旋转造成末端执行器85104、85107在第一方向上旋转。轴86650C的旋转也造成末端执行器85105、85106在第二方向(与第一方向相反)上旋转,由于例如,其通过方向转换器8700C连接到轴86650C,方向转换器8700C部分地由滑轮87004、87005和传动件87T5、87T4形成。因此,末端执行器85104、85105、85106、 85107联接到共同驱动轴86650C用于造成每个臂的末端执行器相反旋转以实现基板的快速交换。
再次参考图16A至图16C和图19,在操作中,为了使传送设备作为一单元绕肩轴线SX旋转,驱动轴86650A-86650C可以以基本上相同的速度在相同方向上旋转。为了沿着相应延伸和缩回轴线EXT基本上同时延伸和缩回臂(例如,径向移动末端执行器以进出基板保持位置)来抓放基板,中部轴86650C 可保持基本上不动,而轴86650A、86650B 在相同方向上旋转以实现末端执行器的径向延伸和缩回,如图20A和图20B所示(其示出了末端执行器延伸到过程模块85010、85011和装载锁模块85012、85013内)。为了实现由末端执行器所保持的基板的快速交换,中部轴86650A旋转,同时轴86650B, 86650C保持基本上不动使得末端执行器85104、85105在第一方向上旋转而末端执行器85106、85107在第二(相反)方向上旋转(通过方向转换器87000C),如图19所示,使得末端执行器 85106、85107指向所希望的基板保持位置并且与所希望的基板保持位置对准。
可以认识到,关于传送设备85100所示出和描述的滑轮和传动件配置只是示例性的并且可存在允许末端执行器以基本上类似于本文所描述的方式快速交换的其它配置。还可以认识到,例如上文所描述那些的四轴线驱动系统(具有竖直堆叠的马达或径向嵌套的马达)也可用于驱动传送设备85100使得滑轮87002由一个驱动轴线驱动,而滑轮87003由另一不同驱动轴线驱动。
末端执行器85104-85107在相应前臂连杆 85102, 85103上定向为使得在末端执行器之间的角度θ与在基板保持位置(例如,过程模块85010、85011和装载锁85012、85013)之间的角度基本上相同,如图16A所示。如上文所指出的那样,在一方面,末端执行器也可位于不同的竖直高度(例如,在不同的基板传送平面中)。过程模块85010、85011和装载锁85012、85013可被配置成具有对应于末端执行器的不同竖直高度的不同晶片传送平面。例如,参考图15A和图15B,传送腔室85020'被示出具有安置在对应于末端执行器85104、85105的竖直不同基板传送平面的不同竖直高度H1、H2处的开口或端口15098、15099(装载锁和过程模块可附连于其上) 。应当指出的是,末端执行器85104、85105在图15A和图15B中示出只是出于示例目的并且在其它方面,具有本文公开的竖直不同基板传送平面的机器人臂组件中的任一个可用于腔室85020'。在其它方面,驱动系统86634 的Z驱动器86312可被配置成升降末端执行器相同量或不同量(例如,Z驱动器可被配置成竖直移动一个前臂85102的末端执行器85104、85106,独立于另一前臂85103的末端执行器85105、85107的竖直移动)以抓放在基板保持位置的基板。在又一方面,基板保持位置可包括Z驱动器用于改变基板保持位置的晶片传送平面,取决于末端执行器是用于从相应基板保持工位抓取基板还是放置基板。
现参考图21A至图23,示出了根据一示例性实施例的另一基板传送设备90100。传送设备90100可基本上类似于传送设备85100,除非另外指示。因此,相似附图标记将用于指示相同特征。在此示例中,传送设备包括与上文关于传送设备85100所描述的基本上相似的基本上刚性的上臂连杆85101。传送设备90100还包括以与上文关于传送设备85100所描述的方式基本上类似的方式可旋转地联接到上臂连杆85101的两个前臂连杆85102、85103。应当指出的是上臂和前臂可以以基本上类似于上文所描述的方式具有不相等的长度。单个末端执行器85104、85105可以与上文关于传送设备85100所描述的方式基本上类似的方式可旋转地联接到前臂连杆85102、85103中相应连杆。应当指出的是虽然仅示出了一个末端执行器在每个臂上,每个臂可具有堆叠或并排配置的多个末端执行器,用于利用单个臂来传送基板批。
在所公开的实施例的此方面,由两轴线(例如,两个自由度)驱动系统91400驱动传送设备使得末端执行器85104、85105中每一个的旋转相对于上臂连杆85101的旋转是从动的。应当指出的是两轴线驱动系统91400可基本上类似于上文所描述的驱动系统,但是仅具有两个驱动轴线。例如,驱动系统91400可包括第一马达91403和第二马达91404,每个马达包括相应定子91403S、91404S和转子91403R、91404R。定子91403S、91404S可旋转地固定和安装到驱动系统91400的外壳91400H上。转子91403R可安装到驱动轴91402上,而转子91404R可安装到驱动轴91401。虽然驱动轴被示出为同轴驱动轴并且马达被示出为一个堆叠于另一个上方,在所公开实施例的其它方面,驱动轴和马达中的一个或多个可具有并排布置并且通过合适的传动件(例如皮带、带、齿轮等)联接到彼此。驱动系统91400还可包括至少一个Z轴线驱动器91312用于作为一单元竖直移动传送设备 90100的臂组件,或者例如用于竖直地移动每个末端执行器 85104、85105,竖直地独立于其它末端执行器85104、85105。
在此示例中,驱动轴91402可联接到上臂连杆85101使得在驱动轴91402旋转时,上臂连杆85101随之旋转。驱动轴91401可联接到例如位于上臂连杆85101内的滑轮92101使得在驱动轴91401旋转时,滑轮92101随之旋转。滑轮92101可联接到前臂连杆85102、85103用于使前臂连杆85102、85103绕肘轴线92EB1、92EB2中相应轴线在相同方向(例如,顺时针或逆时针)上旋转。例如,滑轮92102B可绕肘轴线92EB1可旋转地安装于例如上臂连杆85101内。滑轮可固定地附连到前臂连杆85102使得在滑轮92101B旋转时,前臂连杆85103随之旋转。同样,滑轮92102可绕肘轴线92EB2可旋转地安装并且固定地联接到前臂85102使得当滑轮92102旋转时,前臂95102随之旋转。两个滑轮92102、92102B可通过相应传动件92T1、92T2联接到滑轮92101,传动件基本上类似于上文所述的那些,使得滑轮92101的旋转在相同方向上同时驱动滑轮92102、92102B以使前臂连杆85102、85103绕相应肘轴线92EB1、92EB2旋转。
如上文所指出的那样,末端执行器95104、85105的旋转可相对于上臂连杆85101是从动的。例如,滑轮92103B可绕肘轴线92EB1可旋转地位于前臂连杆85103内并且固定到上臂连杆85101上。滑轮92104B可绕腕轴线92WR1可旋转地安装并且固定到末端执行器85104使得在滑轮92104B旋转时,末端执行器85104随它旋转。可以认识到,驱动轴91401、91402相对于彼此的相反旋转造成上臂连杆85101和前臂连杆85103相反旋转用于延伸臂。因为滑轮92103B固定到上臂连杆85101上,末端执行器85104保持与臂的延伸和缩回轴线EXT基本上对准。应当指出的是滑轮直径可为适合于维持末端执行器85104沿着延伸和缩回轴线EXT对准的任何直径。滑轮92103可绕肘轴线92EB2可旋转地位于前臂连杆85102内并且固定到上臂连杆85101上。滑轮92104可绕腕轴线92WR2可旋转地安装并且固定到末端执行器85105使得在滑轮92104旋转时,末端执行器85104随它旋转。同样,驱动轴91401、91402相对于彼此的相反旋转造成上臂连杆85101和前臂连杆85102相反旋转用于延伸臂。因为滑轮92103固定到上臂连杆85101上,末端执行器85105保持与臂的延伸和缩回轴线EXT基本上对准。应当指出的是滑轮直径可为适合于维持末端执行器85105沿着延伸和缩回轴线EXT对准的任何直径。图24A至图24C示出了处于缩回配置(图24A)的传送设备90100,传送设备90100例如延伸到过程模块85010、85011内并且例如延伸到装载锁模块85012、85013内。
应当指出的是末端执行器85104、85105可在相应前臂连杆85102、85103上定向使得在末端执行器之间的角度θ与在基板保持位置(过程模块85010、 85011和装载锁85012、85013)之间的角度基本上相同,如图21A所示。末端执行器也可位于不同的竖直高度。过程模块85010、85011和装载锁85012、85013可被配置成具有对应于末端执行器的不同竖直高度的不同晶片传送平面。在其它方面,驱动系统91400的Z驱动器91312可被配置成升降末端执行器相同量或不同量(例如,Z驱动器可被配置成竖直移动一个前臂85102的末端执行器85104,独立于另一前臂85103的末端执行器85105的竖直移动)用于在基板保持位置抓放基板。在又一方面,基板保持位置可包括Z驱动器用于改变基板保持位置的晶片传送平面,取决于末端执行器用于从相对应的基板保持工位抓取还是放置基板。
现参考图25A和图25B,示出了根据所公开的实施例的一方面的另一基板传送设备94100。传送设备94100包括两个臂94010、94011,每个具有上臂94101、94111,前臂94102、94112和至少两个末端执行器94103、94104、94113、94114,其中每个末端执行器被配置成保持一个基板或多于一个基板在堆叠或并排配置。应当指出的是上臂和前臂可以基本上类似于上文所描述的方式具有不相等的长度。在此示例中,臂94010、94011的腕轴线沿着Z轴线偏移以允许腕部在肩轴线SX上缩回(例如,末端执行器的晶片传送平面沿着Z轴线偏移),其中臂基本上彼此对称。
传送设备94100可包括驱动系统,例如上文所描述的三轴线驱动器86634,用于驱动传送设备94100的延伸、缩回和旋转。应了解传送设备的驱动系统可不限于三轴线驱动系统并且可包括多于或少于三个驱动轴线。末端执行器94103、94104、94113、94114可联接到驱动系统的单个驱动轴线,如将在下文所描述,用于实现快速交换保持在每个臂94010、94011上的基板。驱动系统也可被配置成使得臂94010的上臂连杆94101联接到与臂94011的前臂连杆94112相同的驱动轴线,并且臂94011的上臂连杆94111联接到与臂94010的前臂连杆94102相同的驱动轴线,如将在下文中进一步详细地描述。
参考图26,臂94010包括上臂94101、绕肘轴线95EB1可旋转地安装到上臂94101上的前臂94102和可绕腕轴线95WR1独立地旋转地安装到前臂94102上的末端执行器94103、94104。驱动轴86650B(例如,外驱动轴)绕肩轴线SX联接到上臂94101使得在驱动轴86650B旋转时,上臂94101随之旋转。驱动轴86650A(例如,中部驱动轴)联接到末端执行器滑轮95002使得在驱动轴86650A旋转时,滑轮95002随之旋转。第二末端执行器滑轮可旋转地安装到驱动轴86650A使得滑轮95001相对于驱动轴86650A旋转。滑轮95001、95002通过基本上类似于上文所描述的方向转换器87000C的方向转换器联接到彼此。例如,方向转换器包括被安装成绕轴线CV2旋转的滑轮95012、95013使得所述滑轮作为一单元旋转。滑轮95012通过任何合适传动件联接到滑轮95002使得滑轮95012、95002在相同方向旋转。滑轮95013通过任何合适传动件联接到滑轮95001使得滑轮95001在与滑轮95013(和滑轮95002)的方向相反的方向上旋转。末端执行器94103通过滑轮95020、95022、95024和传动件95T2、95T4以基本上与上文关于图18A和图18C所述类似的方式联接到滑轮95002。末端执行器94104通过滑轮95019、95023、95025和传动件95T1、95T5以基本上与上文关于图18A和图18C所述类似的方式联接到滑轮95001。驱动轴86650C(例如,内部驱动轴)联接到滑轮95003使得在驱动轴86650C旋转时,滑轮95003随之旋转。前臂94102通过滑轮95021(其固定到前臂94102使得在滑轮95021旋转时,前臂94102随之旋转)和传动件 95T3联接到滑轮95003。
臂94011的上臂94111固定地联接到驱动轴86650C使得在驱动轴86650C旋转时,上臂94111随之旋转并且在与臂94010的前臂94102相同的方向上(例如,顺时针或逆时针)。驱动轴86650A通过滑轮95011联接到臂94011的方向转换器,滑轮95011绕轴线CV2安装用于随滑轮95011、95012作为一单元旋转。在此示例中,驱动轴延伸部86650AE绕轴线SX可旋转地安装于上臂4111内。滑轮95004、95009固定地联接到驱动轴延伸部86650AE。滑轮95004通过任何合适的传动件联接到滑轮95011用于将驱动轴86650A的旋转运动传送到驱动轴延伸部86650AE使得驱动轴86650A和驱动轴延伸部86650AE在相同方向上旋转。滑轮95009联接到臂94111的方向转换器,该方向转换器基本上类似于方向转换器87000C。例如,滑轮95007、95008绕轴线CV1可旋转地安装使得滑轮95007、95008作为一单元旋转。滑轮95009通过任何合适传动件联接到滑轮95008使得滑轮95009、95008在相同方向旋转。滑轮95007通过任何合适的传动件联接到滑轮95010(其可旋转地安装到驱动轴延伸部86650AE)使得滑轮95010在与滑轮95007(和滑轮95009)的方向相反的方向上旋转。末端执行器94113通过滑轮95017、95026、95016和传动件95T8、95T9以基本上与上文关于图18A和图18C所述类似的方式联接到滑轮95009。末端执行器94114通过滑轮95018、95029、95015和传动件95T7、95T10以基本上与上文关于图18A和图18C所述类似的方式联接到滑轮95010。前臂94112通过驱动轴延伸部86650BE(其可固定地联接到臂94010的上臂94101)联接到驱动轴86650B。例如,滑轮95006可固定地安装到驱动器轴延伸部86650BE使得在驱动器轴86650B旋转时,滑轮95006随之旋转。滑轮95014可绕轴线95EB2可旋转地安装并且固定地联接到前臂94112使得当滑轮95014旋转时,前臂94112随之旋转。滑轮95014可通过传动件95T6联接到滑轮95006使得驱动轴86650B的旋转造成前臂94112在与上臂94101相同方向(例如,顺时针或逆时针)上旋转。应当指出的是臂94010、94011的滑轮可具有任何合适直径并且联接滑轮的传动件可为如上文所描述的那些的任何合适传动件。
在操作中,为了沿着相应延伸和缩回轴线EXT延伸和缩回臂,驱动轴86650B和86650C在相反方向旋转以执行上臂94101、94111和前臂94102、94112的延伸或缩回。驱动轴86650A也旋转以维持末端执行器94103、94104、94113、94114与臂94010、94011的延伸和缩回轴线中的相应轴线对准。为了实现快速交换保持在末端执行器94103、94104、94113、94114上的基板,驱动轴86650A旋转,而驱动轴86650B、86650C以基本上关于图18A至图19所描述的方式保持基本上不动。
应当指出的是末端执行器94103、94104、94113、94114可在相应前臂连杆94112、94102上定向使得在末端执行器之间的角度θ与在基板保持位置(过程模块85010、 85011和装载锁85012、85013)之间的角度基本上相同,如图25A所示。末端执行器也可位于不同的竖直高度。过程模块85010、85011和装载锁85012、85013可被配置成具有对应于末端执行器的不同竖直高度的不同晶片传送平面。例如,如上文所描述的图15A和图15B所示。在其它方面,驱动系统86634的Z驱动器86312(图17)可被配置成升降末端执行器相同量或不同量(例如,Z驱动器可被配置成竖直移动一个前臂94112的末端执行器94113、94114,独立于另一前臂94102的末端执行器94103、94104的竖直移动)用于在基板保持位置抓放基板。在又一方面,基板保持位置可包括Z驱动器用于改变基板保持位置的晶片传送平面,取决于末端执行器用于从相对应的基板保持工位抓取还是放置基板。
现参考图27A、27B和图28,示出了根据所公开的实施例的一方面的另一基板传送设备96100。在此方面,基板传送设备96100基本上类似于传送设备94100,除非另外指出。在此示例中,每个臂96010、96011包括上臂96101、96104,前臂96102、96105和至少一个末端执行器96103、96106。应当指出的是虽然示出了仅一个末端执行器,每个臂可具有堆叠或并排配置的多个末端执行器,用于利用单个臂来传送基板批。在此示例中,臂96010、96011的腕轴线沿着Z轴线偏移以允许腕部在肩轴线SX上缩回(例如,末端执行器的晶片传送平面沿着Z轴线偏移使得晶片传送平面基本上彼此靠近使得一个臂的旋转可受到另一臂约束),其中臂基本上彼此对称。但是,在其它方面,末端执行器的晶片传送平面TP可位于共同平面中,其中臂96010、96011彼此成不对称镜像相对,如图27C和图27D所示,使得前臂96102 '、96105' 的长度比前臂96102、96105更短。
在此方面,末端执行器96103、96106的旋转相对于相应上臂96101、96104是从动的使得传送设备能利用具有两个驱动轴线的驱动系统操作,诸如在上文中关于图22所描述。应了解在其它方面,可利用具有多于两个驱动轴线的驱动系统来操作传送设备。例如,臂96010包括上臂96101、可绕肘轴线97EB1可旋转地安装到上臂96101的前臂96102以及可绕腕轴线97WR1可旋转地安装到前臂96102上的末端执行器96103。上臂96101可联接到驱动轴 91402使得在驱动轴91402旋转时,上臂96101随之旋转。滑轮97010可联接到驱动轴 91401使得在驱动轴94101旋转时,滑轮97010随之旋转。前臂96102可绕肘轴线97EB1固定地联接到滑轮97015使得在滑轮97015旋转时,前臂96102随之旋转。滑轮97015可通过任何合适传动件97T1联接到滑轮97010使得前臂由驱动轴91401驱动。滑轮97016可绕轴线97EB1固定地联接到上臂96101。末端执行器96103可固定地联接到滑轮97017使得末端执行器96103和滑轮97017作为一单元旋转。滑轮97017可通过任何合适传动件97T4联接到滑轮97016用于使末端执行器96103的旋转从动于上臂96101。
上臂96104可绕肩轴线SX固定地联接到驱动轴91401使得在驱动轴91401旋转时,上臂96104(和臂96010的前臂96105)在相同方向上旋转。前臂96105可绕肘轴线96011可旋转地安装到上臂96104。前臂96105固定地联接到滑轮97012使得滑轮97012和前臂96105作为一单元旋转。滑轮97011可安装到驱动轴延伸部94102E,驱动轴延伸部94102E可以以基本上类似于上文所描述的方式为驱动轴91402的延伸部。滑轮97011可通过任何合适的传动件97T2联接到滑轮97012使得在驱动轴91402旋转时,前臂96105(和臂96010的上臂96101)在相同方向上旋转。滑轮97013可绕轴线97EB2固定地联接到上臂96104。末端执行器96106可固定地联接到滑轮97014使得末端执行器96106和滑轮97014作为一单元旋转。滑轮97014可通过任何合适传动件97T3联接到滑轮97013用于使末端执行器96106的旋转从动于上臂96104。应当指出的是滑轮可具有适合于于维持末端执行器96103、96106沿着相应臂96010、96011的延伸和缩回轴线 EXT对准的任何直径。传送设备96001的操作可基本上类似于上文关于传送设备94001所描述的操作,除了末端执行器从动于相应上臂。
应当指出的是末端执行器96103、96106可在相应前臂连杆96102、96105上定向使得在末端执行器之间的角度θ与在基板保持位置(过程模块85010、 85011和装载锁85012、85013)之间的角度基本上相同,如图27B所示。末端执行器也可位于不同的竖直高度。过程模块85010、85011和装载锁85012、85013可被配置成具有对应于末端执行器的不同竖直高度的不同晶片传送平面。例如,如上文所描述的图15A和图15B所示。在其它方面,驱动系统91400的Z驱动器91312(图22)可被配置成升降末端执行器相同量或不同量(例如,Z驱动器可被配置成竖直移动一个前臂96105的末端执行器96106,独立于另一前臂96102的末端执行器96103的竖直移动)用于在基板保持位置抓放基板。在又一方面,基板保持位置可包括Z驱动器用于改变基板保持位置的晶片传送平面,取决于末端执行器用于从相对应的基板保持工位抓取还是放置基板。
在所公开的实施例的第一方面,提供一种基板传送设备。该基板传送设备包括:框架、联接到框架的第一臂、以及联接到框架的第二臂。驱动部段联接到第一臂和第二臂并且被配置成独立地延伸和旋转第一臂和第二臂中的每一个,其中第一臂的延伸轴线相对于第二臂的延伸轴线成角度。
根据该实施例的第一方面,每个臂包括末端执行器,末端执行器被配置成保持至少一个基板,其中末端执行器位于共同传送平面上。
根据该实施例的第一方面,每个臂包括末端执行器,末端执行器被配置成保持至少一个基板,其中末端执行器位于不同传送平面上。
根据该实施例的第一方面,驱动部段包括四个自由度驱动系统。
根据该实施例的第一方面,驱动部段包括同轴驱动轴布置。
根据该实施例的第一方面的第一子方面,第一臂包括:在肩轴线处连接到驱动部段的上臂;在肘轴线处连接到上臂的前臂;以及在腕轴线处联接到前臂的末端执行器。第二臂包括:在肩轴线处连接到驱动部段的上臂;在肘轴线处连接到上臂的前臂;以及在腕轴线处联接到前臂的末端执行器。第一臂和第二臂中每一个的肩轴线为共同轴线。
根据该实施例的第一方面,前臂相对于彼此布置成相反配置使得第一臂的前臂位于相应上臂的上表面上而第二臂的前臂位于相应上臂的底表面上。
根据该实施例的第二方面,提供一种基板加工设备。该基板加工设备包括:框架;第一SCARA臂,绕肩部轴线联接到框架上,并且第一臂具有串联并且可旋转地联接到彼此的第一上臂、第一前臂和至少一个基板保持器;第二SCARA臂,在肩轴线处联接到框架使得第一SCARA臂和第二SCARA臂的肩旋转轴线基本上重合,第二臂具有串联并且可旋转地联接到彼此的第二上臂、第二前臂和至少一个基板保持器;以及,驱动部段,连接到框架并且联接到第一臂和第二臂,驱动部段被配置成独立地延伸和旋转第一臂和第二臂中的每一个,其中第一臂的延伸轴线相对于第二臂的延伸轴线成角度。
根据该实施例的第二方面,驱动部段包括四个自由度驱动系统。
根据该实施例的第二方面,驱动部段包括同轴驱动轴布置。
根据该实施例的第二方面,框架包括可密封的腔室,其中第一臂和第二臂至少部分地在可密封的腔室内操作。
根据该实施例的第二方面,第一臂和第二臂中每一个的至少一个基板保持器基本上安置于共同平面中。
根据该实施例的第二方面,第一臂和第二臂中每一个的至少一个基板保持器安置于彼此靠近的平面中。
根据该实施例的第二方面,该基板加工设备还包括:至少在第一臂和第二臂处于缩回配置时至少部分地在径向围绕第一臂和第二臂的多个水平相邻基板保持位置。
根据该实施例的第二方面,该基板加工设备还包括:控制器,连接到驱动部段并且被配置成控制该驱动部段以实现第一臂和第二臂中的每一个的独立延伸和旋转。
根据所公开的实施例的第三方面,提供一种基板加工设备。该基板加工设备包括:传送腔室;以及至少部分地安装于传送腔室内的基板传送设备。基板传送设备包括:框架;第一SCARA臂,具有可旋转地并且串联地联接到彼此的第一上臂连杆、第一前臂连杆和至少一个基板保持器;第二SCARA臂,具有可旋转地并且串联地联接到彼此的第二上臂连杆、第二前臂连杆和至少一个基板保持器,其中第一SCARA臂和第二SCARA臂安装到框架上使得第一SCARA臂和第二SCARA臂共用共同肩轴线;以及,同轴驱动部段,连接到第一SCARA臂和第二SCARA臂使得第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个能够独立于第一SCARA臂和第二SCARA臂中另一个旋转和延伸,其中第一SCARA臂和第二SCARA臂安置成使得第一SCARA臂的延伸轴线被约束为相对于第二SCARA臂的延伸轴线成角度。
根据所公开的实施例的第三方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器沿着相应延伸轴线的途径相交。
根据所公开的实施例的第三方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器的途径延伸为基本上在肩轴线处相交。
根据所公开的实施例的第三方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器沿着相应延伸轴线的途径交叉。
根据所公开的实施例的第三方面,同轴驱动部段包括四个自由度驱动器。
根据所公开的实施例的第三方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器基本上安置于共同平面中。
根据所公开的实施例的第四方面,提供一种基板传送设备。该基板传送设备包括:传送腔室和至少部分地安装于传送腔室内的基板传送件。基板传送件包括:第一SCARA臂,绕肩轴线安装到框架上并且具有可旋转地并且串联地联接到彼此的第一上臂连杆、第一前臂连杆和至少一个基板保持器;第二SCARA臂,绕肩轴线安装到框架上,并且具有可旋转地并且串联联接到彼此的第二上臂连杆,第二前臂连杆和至少一个基板保持器;其中第一SCARA臂的肩轴线与第二SCARA臂的肩轴线重合并且第一SCARA臂和第二SCARA臂安置成使得第一SCARA臂的延伸被约束为相对于第二SCARA臂的延伸轴线成角度;第一驱动部段,被配置成驱动第一SCARA臂的旋转和延伸;以及第二驱动部段,被配置成驱动第二SCARA臂的旋转和延伸,其中第一驱动部段和第二驱动部段中每一个的旋转轴线重合并且第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个可独立于第一SCARA臂和第二SCARA臂中另一个旋转和延伸。
根据所公开的实施例的第四方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器沿着相应延伸轴线的途径相交。
根据所公开实施例的第四方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器的途径延伸为基本上在肩轴线处相交。
根据所公开的实施例的第四方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器沿着相应延伸轴线的途径交叉。
根据所公开的实施例的第四方面,第一SCARA臂和第二SCARA臂中每一个的至少一个基板保持器基本上安置于共同平面中或者第一SCARA臂和第二SCARA臂安置于彼此靠近的平面中。
在所公开的实施例的第五方面,基板加工设备包括:框架以及连接到框架的传送设备。传送设备具有:基本上刚性的上臂连杆;可旋转地联接到上臂连杆的至少两个前臂连杆;可旋转地连接到所述至少两个前臂连杆中的每一个的至少两个末端执行器,前臂连杆联接成使得至少两个前臂连杆中的一个的至少两个末端执行器的延伸轴线相对于至少两个前臂连杆中的另一个的至少两个前臂连杆的延伸轴线成角度,使得延伸轴线彼此交叉;以及驱动系统,连接到上臂连杆,至少两个前臂连杆和至少两个末端执行器,驱动系统被配置成使得至少两个前臂中的每一个的至少两个末端执行器由驱动系统的共同驱动轴线旋转地驱动。
根据第五方面,所述驱动系统包括方向转换器,被配置成驱动至少两个末端执行器中每一个使得在至少两个前臂中每一个上的至少一个末端执行器在第一方向上旋转并且至少两个前臂中每一个上的至少另一末端执行器在与第一方向相反的第二方向上旋转。
根据第五方面,至少两个前臂连杆可旋转地联接到基本上刚性上臂连杆的基本上相对端。
根据第五方面,上臂连杆包括可释放地并且旋转地联接到彼此的第一部分和第二部分并且当释放时,能调整在所述第一部分与第二部分之间的角度,并且当不释放时,第一部分和第二部分形成基本上刚性连杆。
根据第五方面,该基板加工设备还包括:相对于彼此布置成角度的至少两个基板保持位置,其中至少两个末端执行器布置于每个前臂上使得末端执行器的纵向轴线与到至少两个基板保持位置中相应一个内的延伸和缩回轴线基本上对准。
根据第五方面,该基板加工设备还包括:至少一个基板保持位置,其中每个前臂连杆联接到驱动系统的共同驱动轴线使得每个前臂连杆在共同方向上旋转用于将相应末端执行器延伸到至少一个基板保持位置和从至少一个基板保持位置缩回。
根据第五方面,驱动系统包括至少一个z驱动器,被配置成使得至少两个前臂连杆中的至少一个的至少两个末端执行器在基本上垂直于至少两个末端执行器的延伸和缩回方向的方向上移动。
根据第五方面,驱动系统允许快速交换保持于至少两个末端执行器中每一个上的基板。
根据第五方面,驱动系统为两个自由度驱动系统。
根据所公开的实施例的第六方面,基板加工设备包括:框架和连接到框架的传送设备,传送设备具有上臂连杆,绕相应肘轴线旋转地联接到上臂连杆的至少两个前臂连杆,绕相应腕轴线可旋转地联接到至少两个前臂连杆中每一个的至少一个末端执行器;以及,两个自由度驱动系统,可操作地连接到上臂连杆和至少两个前臂连杆用于实现至少一个末端执行器中的每一个的延伸和缩回,其中至少一个末端执行器中每一个从动于上臂连杆并且至少两个前臂连杆中的一个的至少一个末端执行器被布置成相对于至少两个前臂连杆中的另一个的至少一个末端执行器成角度。
根据第六方面,该基板加工设备还包括:至少两个基板保持位置,连接到所述框架并且布置成相对于彼此成角度,其中至少两个基板保持位置的角度与至少两个前臂连杆中的一个的至少一个末端执行器与至少两个前臂连杆中另一个的至少一个末端执行器之间的角度基本上相同。
根据第六方面,该基板加工设备还包括:驱动系统,其中,至少两个前臂连杆中每一个联接到驱动系统的共同驱动轴线使得至少两个前臂连杆中的每一个绕相应肘部协调一致地旋转。然而,在另一方面,驱动系统包括至少一个z驱动器,被配置成使得至少两个前臂连杆中的至少一个的至少一个末端执行器在基本上垂直于至少两个末端执行器的延伸和缩回方向的方向上移动。
根据第六方面,上臂连杆包括基本上刚性连杆并且至少两个前臂连杆可旋转地联接到基本上刚性连杆的基本上相对端。
根据第六方面,上臂连杆包括可释放地并且旋转地联接到彼此的第一部分和第二部分并且当释放时,能调整在第一部分与第二部分之间的角度,并且当不释放时,第一部分和第二部分形成基本上刚性连杆。
根据所公开的实施例的第七方面,基板加工设备包括:框架;连接到框架的驱动系统;第一传送臂,具有第一上臂连杆、可旋转地联接到第一上臂连杆的第一前臂连杆以及可旋转地联接到第一前臂连杆的至少两个末端执行器;以及第二传送臂,具有第二上臂连杆、可旋转地联接到第一上臂连杆的第二前臂连杆以及可旋转地联接到第二前臂连杆的至少两个末端执行器;其中驱动系统被配置成使得第一传送臂的至少两个末端执行器和第二传送臂的两个末端执行器由驱动系统的共同驱动轴线旋转地驱动用于快速地交换保持在至少两个末端执行器中每一个上的基板。
根据第七方面,驱动系统包括方向转换器,被配置成驱动至少两个末端执行器中每一个使得在第一臂和第二臂中每一个上的至少一个末端执行器在第一方向上旋转并且第一臂和第二臂中每一个上的至少另一末端执行器在与第一方向相反的第二方向上旋转。
根据第七方面,第一上臂连杆和第二上臂连杆绕共同旋转轴线旋转。
根据第七方面,驱动系统连接到第一臂和第二臂使得第一传送臂的延伸和缩回与第二传送臂的延伸和缩回关联。在又一方面,第一上臂连杆和第二前臂连杆联接到驱动系统的共同驱动轴线;以及第二上臂连杆和第一前臂连杆联接到驱动系统的共同驱动轴线。
根据第七方面,该基板加工设备还包括:至少两个基板保持位置,连接到框架并且布置成相对于彼此成角度,其中至少两个基板保持位置的角度与在第一传送臂的至少两个末端执行器与第二传送臂的至少两个末端执行器之间的角度基本上相同。
根据第七方面,驱动系统包括至少一个z驱动器,被配置成使得第一臂和第二臂中至少一个的至少两个末端执行器在基本上垂直于至少两个末端执行器的延伸和缩回方向的方向上移动。
根据所公开的实施例的第八方面,基板加工设备包括:框架;第一传送臂,连接到框架并且具有第一上臂连杆、可旋转地联接到第一上臂连杆的第一前臂连杆以及可旋转地联接到第一前臂连杆的至少一个末端执行器;以及第二传送臂,连接到框架并且具有第二上臂连杆、可旋转地联接到第一上臂连杆的第二前臂连杆以及可旋转地联接到第二前臂连杆的至少一个末端执行器;其中至少一个末端执行器中每一个从动于相应上臂连杆并且第一传送臂的至少一个末端执行器被布置成相对于第二传送臂的至少一个末端执行器成角度。
根据第八方面,第一上臂连杆和第二上臂连杆绕共同旋转轴线旋转。
根据第八方面,驱动系统连接到第一臂和第二臂使得第一传送臂的延伸和缩回与第二传送臂的延伸和缩回关联。在另一方面,第一上臂连杆和第二前臂连杆联接到驱动系统的共同驱动轴线;以及第二上臂连杆和第一前臂连杆联接到驱动系统的共同驱动轴线。
根据第八方面,该基板加工设备还包括:至少两个基板保持位置,连接到框架并且布置成相对于彼此成角度,其中至少两个基板保持位置的角度与在第一传送臂的至少一个末端执行器与第二传送臂的至少一个末端执行器之间的角度基本上相同。
根据第八方面,驱动系统包括至少一个z驱动器,被配置成使得第一臂和第二臂中的至少一个的至少一个末端执行器在基本上垂直于至少两个末端执行器的延伸和缩回方向的方向上移动。
根据第八方面,第一传送臂和第二传送臂中一个的至少一个末端执行器安置于共同传送平面中。
根据所公开的实施例的第九方面,提供一种方法。该方法包括:提供基板加工设备,基板加工设备具有框架;提供在肩轴线处联接到框架的第一SCARA臂,第一臂具有串联并且可旋转地联接到彼此的上臂,前臂和至少一个基板保持器;提供在肩轴线处联接到框架的第二臂,第二臂具有串联并且可旋转地联接到彼此的上臂,前臂和至少一个基板保持器,其中第一臂和第二臂中每一个的至少一个基板保持器基本上安置于共同平面中;提供驱动部段,连接到框架并且联接到第一臂和第二臂;提供至少在第一臂和第二臂处于缩回配置时至少部分地在径向围绕第一臂和第二臂的多个水平相邻基板保持位置;和控制驱动部段以实现第一臂和第二臂中每一个的独立延伸和旋转使得水平相邻的基板保持位置中的每一个由第一臂和第二臂中每一个接近。
应当指出的是本文所描述的公开实施例的方面可独立地或者组合地使用。在不偏离所附权利要求的方面的情况下本领域技术人员可设计出各种替代和修改。因此,本发明并不受到特别地示出和描述的内容限制,除非由所附权利要求指示为那样。