CN115916481A - 带有室对接系统的移动推车上的协作机器人系统 - Google Patents

Abstract

一种用于服务半导体工具的机器人系统包括搬运车框架。臂支撑架固定在搬运车框架上，并与机器人臂耦合。臂框架通过铰链在第一端与臂支撑框架连接，在第二端与固定件连接接口连接。该固定件连接接口与半导体工具的对接固定件连接。臂锁定机构连接到臂支撑框架上，用于在臂框架旋转时将臂框架锁定到延伸位置或折叠位置。当臂框架被锁定在延伸位置时，固定件连接接口将搬运车框架与半导体工具连接。

Description

带有室对接系统的移动推车上的协作机器人系统

技术领域

本发明的实施方案涉及在半导体制造设施中使用机器人以自动化维护操作的系统和方法。

背景技术

衬底在一或多个处理室中经历各种制造操作而产生半导体电子设备。处理模块可以是群集工具的一部分，而群集工具可以是制造设施的一部分。各种制造操作可在单一群集工具内的处理模块中进行。替代地，制造操作中的某些可以在第一群集工具的处理模块中进行，而其他制造操作可以在第二群集工具的处理模块中进行。在设备制造处理中使用处理模块的数目及群集工具的数目，通过一次处理多个衬底又同时确保一致性地维持电子设备的质量，来改善良率。为了维持电子设备的质量的一致性，处理模块必须进行频繁的维护。在某些情况中，维护的频率可取决于处理模块已操作的时数及在处理模块中进行的操作的类型。根据操作的时数及进行的操作的类型，某些处理模块可能需要较频繁的服务(如每月一次、每双周一次、每天一次、特定时间或操作次数后一次等)，但其他处理模块可能需要较不频繁的服务。

根据用于处理晶片而产生电子设备的制造设施的规模，可能有数以百计或数以千计的处理模块分布于不同群集工具内。由于不同处理模块进行不同类型的操作，追踪处理模块的维护及服务许多处理模块变成复杂又耗时的处理。目前，处理模块的维护追踪和服务是由人力手动完成的。此外，某些维护操作非常特别且需要服务人员遵循特定的维护模式。由于大量的处理模块和维护频率，对于服务人员而言这些任务可能是重复性的。不幸地，人力进行的重复性任务很容易发生人为错误。例如，某些任务需要服务人员组装或拆卸具有许多子部件的处理模块系统。不幸地，即使是最高度训练有素的人员也会累、或忘记以适当方式执行特定的任务、或以不当的顺序执行任务。

在服务处理室期间所发生的人为错误可能和昂贵且非计划的装备停机时间相关联。此外，在制造设施的受限工作空间内使用工具(如锁紧螺栓用的扭矩板手)进行手动操作需要超乎平均的体能强度。

此外，某些经常的服务任务需要人员在装备安装和维护期间获得测量值。受过训练的人员通常使用昂贵的订制仪器获得测量值。然而，此类测量值的精确度不仅取决于仪器的分辨率，还取决于操作人员的技术水平。因此，这些测量操作也容易发生人为错误。

例如，操作人员进行的日常维护操作任务是处理模块的内部清洁。清洁操作以下列方式进行：使劲地擦洗处理模块的内侧壁以释放出粘附至侧壁的聚合物沉积物，然后利用浸泡在溶剂中的擦拭布清除释放出的颗粒。这是耗费人力且耗时的操作。此外，由于处理模块中所用的化学品，所以清洁是处理模块特异性的。此外，清洁人员必须考虑到模块与模块之间的粘附至内侧壁的聚合物沉积物的量的变化。由于操作人员与操作人员之间可能有不同的认定洁净的标准，清洁处理也可以是操作人员特异性的。清洁的变化可能会造成晶片上有过多的颗粒，或因处理室操作期间未被清洁的沉积物与等离子体反应而造成处理偏移。类似地，安装前对部件的检查可能在操作人员之间有变化且可取决于操作人员的经验水平。因此，许多安装和维护应用涉及因人员变化所产生的明显挑战和风险。

本公开中的实施方案就是在此背景下产生的。

发明内容

各种实施方案说明了用于对制造设施中所用的各种处理模块的进行自动日常维护操作的装置、系统、和方法。自动化是利用设置在可移动的搬运车上的机器人臂进行。自动化考虑人员安全、形式因素、便携性、洁净度、和定制功能，以高精确度和最小变化进行重复性的动作。形式因素需求决定了振动稳定度、低重心、移动能力、尺寸、和制造设施的受限空间内的可操控性，且机器人臂被设计用于满足这些需求。与机器人臂相关的计算机捕捉机器人臂在制造设施内的各种处理模块处进行的所有操作的数据。可使用数据智能地预测每一处理模块的维护计划和任何定制维护操作，包括在各自处理模块中必须进行的维护操作的类别和特别需求。维护计划通过下列方式进行预测：将从各种维护操作收集到的数据馈送至人工智能(AI)算法，人工智能(AI)算法使用数据针对每一处理模块和/或针对每一处理建立AI模型。在较简单的情况中，可仅通过观看数据来制定维护计划。当机器人臂在各种处理模块处进行额外的操作时，从此类正在进行的操作收集数据并将其用于训练AI模型。

对机器人臂进行编程以在各种处理模块处以可重复的方式精确又一致性地进行维护操作，针对不同处理模块记录所有此类操作以产生维护历史。此外，机器人臂配备有视觉系统，盖视觉系统用于识别待受到服务的不同组件的位置，且以程序方式教导机器人臂需在不同组件上进行的特定动作和在进行特定维护操作时必须遵循的特定顺序。维护历史可包含作为时间的函数的访问过的每一处理模块、进行过的每一操作、机器人在制造设施中行进过的每一位置、其图像捕捉设备所拍摄的不同组件的每一图像、不同组件的方位等。使机器人进行需要高精确度的日常重复性任务能减免技术人员进行此类操作并使技术人员能将时间集中于解决较高层次的问题。其也避免技术人员带入人为错误、减少进行各种维护操作的时间、以及增加在处理模块的各种组件上进行的任务的精确度。可以在不需要依赖技术人员的专长或经验的情况下达到任务的精确度。机器人的详细记录保存能在问题发生时快速诊断和修正，由此降低成本和非计划的停机时间。

在一实施方案中，公开了一种机器人系统。机器人系统包含搬运车框架。臂支撑框架被固定至搬运车框架。臂支撑框架耦合至用于服务半导体工具的机器人臂。臂框架从第一端延伸至第二端。臂框架的第一端通过铰链而连接至臂支撑框架且第二端具有用于连接至半导体工具的对接固定件的固定件连接接口。铰链使臂框架能围绕臂支撑框架旋转。臂锁定机构附接至臂支撑框架以用于在臂框架旋转至延伸位置或折叠位置时锁定臂框架。固定件连接接口被配置成在臂框架被锁定于延伸位置时使搬运车框架与半导体工具对准。搬运车框架的对准提供机器人臂的对应对准。

提供机器人进行维护操作的优点包含以精确、一致性的方式和可预测的速度执行重复性任务。维护操作可能需要进行特定动作并遵循特定顺序，且机器人臂被程序化以进行特定动作和遵循特定顺序。将机器人臂在每一处理模块中进行的所有维护任务记录为时间的函数，由此产生每一处理模块的维护历史。可将维护历史中所捕捉的数据用于诊断、安装、维护标准化、和定制的预测性维护。在机器人系统中提供互锁件和传感器以确保人员安全以及对在机器人臂进行维护操作时对机器人臂提供稳定性。可使用机器人臂中设置的视觉系统使搬运车框架在相对于处理模块和/或机器人臂对准的位置上与受到服务的处理模块的各种组件对准、验证所进行的维护任务的精确度、运行计量应用等。机器人臂被设计用于配合至包含处理模块的半导体工具的受限空间中、进行维护任务，使这成为精确且一致地执行重复性任务的通用解决方案。

其他方面根据下文参考附图的详细说明将变得明显。

附图说明

通过参考下文结合附图的说明最佳地理解实施方案。

图1示出了根据一实施方案的制造设施中使用的示例性机器人系统。

图2A-2C示出了根据一实施方案的机器人系统的臂框架在制造设施中使用期间的各种位置。

图3A示出了根据一实施方案的特写图，其识别机器人系统的臂框架和臂支撑框架的不同组件。

图3B和图3C示出了根据一实施方案的臂框架的一部分的特写图，其显示了被配置成接收部件储存模块的平台。

图4A示出了根据一实施方案的臂支撑框架的臂锁定机构与臂框架的运动安装固定件对准的特写图。

图4B-1示出了在一实施方案中臂锁定机构的简化方块图，臂锁定机构与用于锁定臂框架的运动安装固定件啮合。

图4B-2示出了在一实施方案中臂锁定机构的特写图。

图4C-1至图4C-4示出了根据一实施方案的限定于运动安装固定件的底板上的沟槽锁的方位，该运动安装固定件被用于将臂框架锁定在延伸位置或折叠位置中的一者。

图5示出了在一实施方案中制造设施内的处理系统，其中啮合机器人系统以进行维护操作。

图6A和图6B示出了在一实施方案中用于使机器人系统对接至处理模块的对接固定件的前透视图和后透视图，该处理模块为制造设施的处理系统的一部分。

图7示出了根据一实施方案的机器人系统的视图，在处于啮合模式时，机器人系统耦合至处理模块的对接固定件。

图8示出了根据一实施方案当机器人系统与对接固定件不连接时，机器人系统相对于处理模块的视图。

图9A示出了根据一实施方案当机器人系统与设置在处理模块上的对接固定件重新啮合时，机器人系统相对于处理模块的视图。

图9B示出了根据一实施方案，图9A中所示的处于重新啮合模式的机器人系统的俯视图。

图10A-10G示出了根据一实施方案的机器人系统的机器人的机器人臂，该机器人臂用于与维护操作期间使用的不同末端执行器耦合。

图11A-11F示出了根据一实施方案，机器人系统的机器人臂访问不同末端执行器以安装蚀刻室的上板时所遵循的处理。

图12A示出了根据一实施方案的示例性室清洁末端执行器，此室清洁末端执行器可附接至机器人系统的机器人臂以清洁处理室的内表面。

图12B示出了根据一实施方案的具有软管供给干冰和不连接真空的示例性室清洁末端执行器。

图12C示出了根据一实施方案的具有软管供给干冰和连接真空的示例性室清洁末端执行器。

图13A示出了根据一实施方案的消耗性部件安装末端执行器，该消耗性部件安装末端执行器可耦合至机器人系统的机器人臂并用于安装消耗性部件。

图13B示出了根据一实施方案，消耗性部件安装末端执行器在动作时的特写图，该动作使用夹具部件将消耗性部件(如覆盖环)朝向处理室内部移动以进行安装。

图13C和图13D示出了根据一实施方案的用于在处理室中安装边缘环的消耗性部件安装末端执行器。

图14A示出了根据一实施方案的示例性凝胶安装末端执行器。

图14B示出了根据一实施方案所进行的放置和剥除操作。

图14C示出了根据一实施方案的当凝胶安装末端执行器从凝胶盘拾取凝胶、并接着将凝胶安装至邻近支架上的边缘环上时凝胶安装末端执行器的特写图。

图14D示出了根据一实施方案的位于支架上的边缘环，其中已使用凝胶安装末端执行器将凝胶置于边缘环上并剥除凝胶的支撑物。

图15A示出了根据一实施方案的搬运车的俯视图，图15B示出了安装于搬运车上的机器人系统的侧视图，图15B显示了尺寸中的一些。

图16示出了用于实现实施方案的计算机系统的简化示意图。

具体实施方式

下面的实施方案说明利用机器人在制造设施内的不同处理模块上进行维护操作的装置、系统、和方法。自动化能确保维持精确和一致性的可重复性任务并同时缓解任何操作人员造成的错误。自动化考虑人员安全、形式因素、便携性、洁净度、和定制的功能并且同时确保以高精确度与最小变化性进行重复性的动作。应明白，可以在缺少这些特定细节中的一些或全部情况下实施本发明的实施方案。在其他情况中，不再详细说明公知的操作以免不必要地使本发明的实施方案难以理解。

图1示出了在一实施方案中在制造设施中使用的机器人系统的示例，机器人系统用于在设置于制造设施中的不同处理模块内进行日常的维护任务。机器人系统100包含设置在可移动的搬运车101上的机器人臂130，以使机器人能在制造设施内移动而服务不同半导体工具。可移动的搬运车101由包含多个侧的搬运车框架102所限定，多个侧包含框顶103、与框顶103相对地定位的框底104、以及在框顶103与框底104之间延伸的横向侧。横向侧包含右侧105、左侧106、工具侧107和前侧108。设置在框底104上的多个脚轮140对可移动的搬运车101提供移动能力。

脚轮140被配置成使可移动的搬运车沿着不同方向移动。脚轮锁142被设置于每一脚轮140上以在需要时锁住脚轮140，例如当可移动的搬运车101与待受到服务的处理模块(未显示)对准时。可移动的搬运车101沿着工具侧107与半导体工具对准。在一些实施方案中，可移动的搬运车101的工具侧107可包含一或多个传感器(如激光、接近传感器)，以检测可移动的搬运车101对半导体工具的靠近并在可移动的搬运车101邻近半导体工具时与可移动的搬运车101对准。在一些实施方案中，半导体工具可包含具有底部与上部的室，底部中整合了半导体工具的多个电子组件与设施组件，且处理模块被设置于底部上方且上部被设置于处理模块上方，其中上部可包含与设施相关的额外组件和工具。在替代性的实施方案中，半导体工具可以是具有多个模块的群集工具，模块包含传送模块和连接至传送模块的一或多个处理模块。

搬运车框架102被配置成容纳多个组件组装件，如计算机、机器人控制器、交流(AC)电源、对计算机供电的直流(DC)电源、机器人控制器、和容纳于搬运车框架102中的其他组件、在安装一或多个组件期间提供扭矩值的扭矩控制器、额外的电源(如不中断的电源–UPS)等。可限定各种组件组装件在搬运车框架102内的位置，且基于可移动的搬运车101的重心、用于支撑机器人臂的组件的重量、和组件组装件的重量和尺寸将组件组装件固定至特定位置。将各种组件组装件在搬运车框架中配置成在机器人臂130在延伸位置啮合时、在延伸位置与折叠位置之间移动时、在搬运车框架移动而与处理模块对准时、或在搬运车框架静止不动时，至少部分地抵销因机器人臂130、臂框架114以及臂支撑框架112的重力拉扯所造成的可移动的搬运车101的倾斜。

各种组件组装件在搬运车框架102内的设置也考虑当臂框架114处于延伸位置时搬运车框架102的重心的偏移。这是为了对搬运车框架提供稳定性，以使搬运车框架不在移动或使用期间倾斜翻倒。可提供额外的配重以确保可移动的搬运车101不会在移动期间、在与处理模块对准期间、或在臂框架114延伸至延伸位置的使用期间倾斜翻倒。可以在搬运车框架102的横向侧附近提供盖件以保护搬运车框架102上接收的组件组装件。可以在框顶103提供额外的盖件或屏蔽件以保护接收于其上的某些组件。

在一些实施方案中，搬运车框架102也可包含用于储存对接固定件120的储存把手，对接固定件120用于将机器人系统100对接至半导体工具。应注意，对接固定件120可附接至室、或附接至室的框架、或半导体工具的任何其他部件、或直接附接至半导体工具的处理模块。在这些实施方案中，对接固定件120是可移除的组件，其可从搬运车框架102移除且耦合至设置在处理模块的外侧壁上的轨道。替代地，对接固定件120可永久安装至室(如室的框架或处理模块的外侧壁)上，在此情况下对接固定件120是固定组件。

显示屏幕110被设置在框顶103上。显示屏幕110可以是触摸屏显示器且可连接至设置于搬运车框架102中的计算机。替代地或附加地，在一些实施方案中显示屏幕110可以无线方式连接至位于制造设施中或云端系统上的计算机。例如，显示屏幕110可用于提供输入，以调整在处理模块中利用机器人臂130即将进行或正在进行的操作的操作参数，和/或提供任何其他输入以驱动机器人臂130。操作可以是可以在处理模块中进行的日常服务的一部分且可程序化计算机以执行此类重复性的日常服务。搬运车把手109被设置于搬运车框架102的框顶103处或附近。搬运车把手109可用于手动移动机器人系统100。

臂支撑框架112被限定于搬运车框架102的框顶103上。臂支撑框架112可沿着框顶103的横向侧设置。在图1所示的实施方案中，示出臂支撑框架112沿着框顶103的左侧边缘设置，但也可使用其他横向侧。臂支撑框架112的位置被配置成确保用于支撑机器人的臂支撑框架112和臂框架114不会阻挡设置于框顶103上的任何组件。臂支撑框架112被耦合至用于服务半导体工具的机器人臂130。在一些实施方案中，臂支撑框架112可以是A形框架，但也可考虑其他形状。臂支撑框架112包含臂锁定机构151(未显示)。臂支撑框架112的底侧被附接至框顶103。在臂支撑框架112为A形框架的情况中，如图1中所示，A形框架的两脚的底部沿着框顶103的横向侧(即左侧)边缘附接至对应末端处。

在一替代性实施方案中，可省略臂支撑框架112且臂框架可直接连接至搬运车框架102。在此配置中，搬运车框架仅具有提供与臂框架114的连接的延伸部。此外，在此配置中，臂锁定机构151可连接至搬运车框架102的框架部而非臂支撑框架112。因此，虽然将臂支撑框架和搬运车框架显示为两个不同的部件，但其可结合为一个框架，例如搬运车框架的所有部件。臂框架114可通过铰链连接至搬运车框架102，铰链使臂框架114能径向(即水平)移动。在此实施方案中，搬运车框架102可向上延伸至一定高度，此高度使臂框架114能与对接固定件120对准而不再需要臂支撑框架112。

臂支撑框架112的臂锁定机构151用于将臂支撑框架112连接至臂框架114，臂框架114支撑机器人臂130。臂框架114从第一端延伸至第二端。臂框架114的第一端通过铰链连接至臂支撑框架112。臂框架114的第二端具有固定件连接接口122。固定件连接接口122用于将臂框架114连接至半导体工具(此后文中将简称为“工具”)的对接固定件120。如上所述，对接固定件120可直接附接至工具的室、室的框架上、或工具的任何其他部件、或直接附接至作为工具的一部分且待受到机器人系统100服务的处理模块上。铰链使臂框架114能绕着臂支撑框架112径向旋转。铰链包含下铰链116(未示出)和上铰链126(未示出)。臂锁定机构151设置于下铰链116与上铰链126之间。臂框架114的第一端包含附接至臂支撑框架112的下铰链116的下臂旋转枢轴118和附接至臂支撑框架112的上铰链126的上臂旋转枢轴128。

臂锁定机构151包含下安装固定件和上安装固定件。下安装固定件固定至下臂旋转枢轴118。上安装固定件被配置成在啮合位置与脱离位置之间滑动。在啮合位置中，上安装固定件下滑至低点，在脱离位置中，上安装固定件向上滑至高点。上安装固定件包含附接至臂支撑框架112的滑板172(未示出)。

连接件板174(未示出)被安装于滑板172上且锁定板170(未示出)连接至连接件板174的底端且垂直于连接件板174向外延伸设置。滑板172使上安装固定件能下移至啮合位置和上移至脱离位置。成对球形锁被设置于锁定板170的底表面上且彼此相对地定位。

在一些实施方案中，机器人臂130的第一端包含机器人连接件124且机器人臂130的第二端包含末端执行器连接件132。设置于第一端处的机器人连接件124将机器人臂130连接至固定件连接接口122。设置于第二端处的末端执行器连接件132被配置成与一或多个末端执行器(未显示)耦合，其中每一末端执行器被设计用于在处理模块中进行特定操作。除了末端执行器连接件132之外，机器人臂130的第二端可包含用于对准和照射操作位置的视觉系统。视觉系统可包含光固定件、一或多个相机、一或多个传感器和激光，光固定件被配置成照射在处理模块中一或多个组件待进行的操作的位置，相机被配置成捕捉在组件(多个组件)上进行的操作的各种阶段处的组件(多个组件)图像，传感器和激光被配置成获得组件(多个组件)的方位、进行机器人臂130的对准以及检查组件(多个组件)的状态和对准(即现场测量参数)。

视觉系统和追踪系统还可包含一或多个相机、移动传感器、用于惯性传感器处理的陀螺仪、压力传感器、温度传感器、速度传感器、扭矩传感器、功率传感器、调平传感器以及两个或更多个传感器的组合。来自捕捉到的图像的数据以及从视觉系统所获得的测量参数被记录并用于已进行的任务的验证、检查、诊断目的、安装和维护标准化以及用于预测性维护。

在一些实施方案中，臂框架114的第二侧被配置成包括平台144。平台144可由金属薄片所制成且被配置成接收和支撑不同种类的部件储存模块。部件储存模块可用于储存在处理模块的一或多个操作期间所使用的部件。例如，部件储存模块可以是螺栓盒134，螺栓盒134可用于储存将上板安装至蚀刻模块中所使用的螺栓136。

图2A-2C示出了在一实施方案中机器人系统100的臂框架114可移动的各种位置。臂框架114附接至设置在搬运车框架102上的臂支撑框架112的铰链，使得臂框架114可绕着臂支撑框架112径向移动至延伸位置或折叠位置。当机器人系统100将在制造设施内移动时，如图2A中所示机器人系统100的臂框架114维持在折叠位置。折叠位置使臂框架114维持在搬运车框架102的边界内。在折叠位置中，臂锁定机构151的成对球形锁164(未示出)配合至被限定于下安装固定件150a中的折叠的沟槽锁中，由此造成臂框架114被锁定在折叠位置中。

图2B示出了在一实施方案中被锁定于延伸位置中的臂框架114。延伸位置被限定为西湖与偏离折叠位置预定延伸角度‘θ°’处。臂支撑框架112的上下铰链使臂框架114能枢转至延伸位置且臂锁定机构151使上安装固定件150b的成对球形锁164(未示出)能配合至被限定于下安装固定件150a(未示出)中的已延伸的沟槽锁中。

图2C示出了在一实施方案中，未被锁定而从延伸位置更进一步延伸远离的臂框架114。当维护操作必须在处理模块内进行时，臂框架114可能需要移动而不挡道以使得能访问处理模块的某些部件、或移动处理模块的某些部件而使其不挡道以使得能访问需要接受服务的特定组件。为了提供访问，臂框架114可能必须移动而不挡道(即从延伸位置更进一步远离)。在此实施方案中，臂框架114未连接至臂支撑框架112，因此臂框架114可向外移动而对处理模块的部件提供不受阻碍的访问。上旋转臂枢轴118和下旋转臂枢轴128(未示出)，以及上铰链126和下铰链116协助臂框架114从延伸位置更进一步移动远离。如图2C中所示，臂框架114移动的程度可等于

其中

图3A示出了用于将臂框架114移动至不同位置的臂支撑框架112的示例性臂锁定机构151。臂框架114移动至不同位置也会移动连接至臂框架114的机器人臂130。臂锁定机构151被限定于臂支撑框架112的第一侧上且用于在臂框架114移动至延伸位置或折叠位置时锁住臂框架114。臂锁定机构151被设置于臂框架114的下臂旋转枢轴118与上臂旋转枢轴128之间。臂锁定机构151包含下安装固定件150a和上安装固定件150b。下安装固定件150a附接至下臂旋转枢轴118。上安装固定件150b被配置成在脱离位置与啮合位置之间滑动。在脱离位置中，使臂框架114自动移动，但在啮合位置中臂框架114被锁定于延伸位置或折叠位置中的一者中。

上安装固定件包含滑板172、连接件板174、锁定板170(未示出)以及成对球形锁(未示出)。滑板172附接至臂支撑框架112的第一侧。连接件板174耦合至滑板172。连接使得连接件板174能沿着滑板172的长度向上或向下滑动，以造成上安装固定件150b位于脱离位置中(当向上滑动时)或啮合位置中(当向下滑动时)。滑锁152被设置于滑板172上且被配置成将连接件板174锁定于滑板172上的不同高度处。

把手154被设置在连接件板174上以协助保持和手动移动连接件板174，使连接件板174沿着滑板172移动至任何期望高度，以及使用滑锁152将连接件板174锁定至期望高度。锁定板170被设置在连接件板174的底端处。锁定板170垂直于连接件板174设置且其被定位成与设置在臂框架114上的下安装固定件150a相对。

锁定板170的底表面包含成对彼此相对定位的球形锁164。成对球形锁164被设置成使得其与限定在下安装固定件150a中的对应沟槽锁对准且配合至对应沟槽锁中，下安装固定件150a被设置于锁定板170下方。除了成对球形锁164之外，在一实施方案中可将锁定销把手158设置在锁定板170的上表面上。锁定销把手158连接至从锁定板170的底表面延伸的锁定销(未显示)且用于在锁定模式与开放模式之间手动操作锁定销。

下安装固定件150a包含附接至下臂旋转枢轴118的上端的底板178(未示出)，下臂旋转枢轴118连接至下铰链116。下臂旋转枢轴118相对于上臂旋转枢轴128设置，上臂旋转枢轴128连接至上铰链126。上铰链126和下铰链116以及上臂旋转枢轴118和下臂旋转枢轴128使臂框架114能围绕臂支撑框架112径向移动。下安装固定件150a的底板178包含从底板178的上表面延伸进入底板178的主体中的多个沟槽锁。多个沟槽锁包含成对延伸的沟槽锁168和成对折叠的沟槽锁166。当臂框架114移动至延伸位置时，臂锁定机构151的上安装固定件150b移动至啮合位置中。

在啮合位置中，上安装固定件150b沿着滑板172向下移动使得锁定板170位于下安装固定件150a的底板178的上部上，且限定于锁定板170的底表面上的成对球形锁164配合至延伸的沟槽锁168中，由此将臂框架114锁定至延伸位置160中。当臂框架114移动至折叠位置时，成对球形锁164配合至折叠的沟槽锁166中，将臂框架114锁定至折叠位置161中。一旦成对球形锁164位于延伸位置160或折叠位置161中时，可使用锁定销把手158将锁定销操作至锁定模式。下面将参考图4A详细解释如何使用臂锁定机构的细节。

臂框架114的第二端包含固定件连接接口122。固定件连接接口122包含上侧、与上侧相对定位的下侧以及在上侧与下侧之间延伸的多个横向侧。固定件连接接口122的上侧可用于经由机器人连接件124而连接至机器人臂130的第一端。机器人连接件124可以是连接件板且可包含对应的固定件以连接至固定件连接接口122的上侧。固定件连接接口122的第一横向侧可包含成对臂连接件点(未显示)，臂连接件点可用于使搬运车框架102与限定在工具上的对接固定件120上的对应连接螺丝156对准并使搬运车框架102连接至对应连接螺丝156。连接螺丝是可用于将固定件连接接口122连接至对接固定件120的耦合机构的一种形式，也可使用其他形式的耦合机构。

图3B示出了设置在臂框架114的第二侧上的平台144的透视图，臂框架114上设有部件储存模块。在一实施方案中，部件储存模块可以是螺栓盒134，螺栓盒134被配置成容纳安装处理模块的上板时所使用的多个螺栓136。在一实施方案中，臂框架114的第二侧的第一端被耦合至附接至上铰链126的上臂旋转枢轴128且臂框架114的第二侧的第二端位于固定件连接接口122处。例如可利用成对定位销162将螺栓盒134置于平台144上。定位销162可由任何材料所制成。

图3C示出了其上设有平台144的臂框架114的侧视图。部件储存模块(如螺栓盒134)被设置于平台144上。螺栓盒134可包含限定于底表面上的孔，所述孔与设置于平台144上的定位销162对准，使得螺栓盒134可被稳固地支撑于平台144上。

图4A示出了在一实施方案中在臂框架114于折叠位置与延伸位置之间移动时所用的臂锁定机构151的各种组件。图4B-1显示下安装固定件150a的沟槽锁(166、168)相对于臂锁定机构151的球形锁164对准。同时参考图4A和图4B-1，其显示臂锁定机构151的上安装固定件150b的连接件板174处于滑板172上的脱离(即举高)位置中，显示成对球形锁164在锁定板170上和相对于下安装固定件150a的沟槽锁的位置。可利用把手154手动举高连接件板174。成对球形锁164被设置于锁定板170上使得其与限定在下安装固定件150a的底板178中的特定对沟槽锁对准。

多个沟槽锁从底板178的上表面延伸至底板178的主体中。多个沟槽锁包含成对彼此相对定位的延伸的沟槽锁168和成对彼此相对定位的折叠的沟槽锁166。此外，成对折叠的沟槽锁166垂直于成对延伸的沟槽锁168设置。在一些实施方案中，折叠的沟槽锁166延伸进入底板178的主体一定深度且在沟槽锁166的底部处具有直的边缘。也可考虑折叠的沟槽锁的替代性设计。也显示延伸的沟槽锁168延伸进入该主体一定深度。

在一些实施方案中，如图4A中所示，折叠的沟槽锁166的深度可大于延伸的沟槽锁168的深度。在替代性的实施方案中，折叠的沟槽锁166的深度可等于延伸的沟槽锁168的深度。延伸的沟槽锁168包含侧壁，侧壁具有角度以在臂框架114处于延伸位置160中时自动对准球形锁164。与延伸的沟槽锁168的侧壁组合的臂锁定机构151的滑板172充当第三点，而成对球形锁164充当前两点，以协助臂框架114的运动对准。

在一实施方案中，成对球形锁164与各自的沟槽锁之间的对准可手动完成。例如，当臂框架114处于折叠位置中且必须延伸且锁定至延伸位置中时，可使用把手154手动举高连接件板174，使得上安装固定件150b处于脱离位置中。完成此动作以将成对球形锁164移出折叠的沟槽锁166。如果滑锁152被啮合而锁住连接件板174，则在连接件板174上移之前解除滑锁152。重新啮合滑锁152以将连接件板174维持在滑板172上的升高位置中(即上安装固定件150b位于脱离位置中)。

图4A和图4B-1显示处于脱离位置中的上安装固定件150b，暴露成对球形锁164和设置于锁定板170的底表面上的锁定销159。举高连接件板174使臂框架114能自动移动。接着，臂框架114围绕附接至下铰链116的下臂旋转枢轴118移动，造成底板178与沟槽锁166、168径向移动。臂框架114移动至限定延伸位置的预定延伸角度。成对球形锁164被设置于锁定板170上以与臂框架114的两个位置(即折叠位置、延伸位置)中的一者中的对应沟槽锁166、168对准。一旦臂框架114处于预定延伸角度(如由成对球形锁164与延伸的沟槽锁168之间的对准所确定的)处后，解开将连接件板174维持在升高位置中的滑锁152且上安装固定件150b与球形锁164和锁定销159向下移动，使得球形锁164配合至延伸的沟槽锁168中且锁定销159被容纳于被限定在底板178中的销外壳中。

滑锁152再次啮合以将连接件板174锁定至下位置处，由此将臂框架114锁定至延伸位置160中。可使用设置于锁定板170上的锁定销把手158，将锁定销159移动至锁定模式。在此文中应注意，上安装固定件150b可沿着滑板172竖直移动而下安装固定件150a可沿着径向轴移动。还应注意，成对球形锁164根据臂框架114必须移动的角度而置于锁定板170上。当臂框架114必须移动至折叠位置时，解除和重新啮合上安装固定件150b的处理类似于参考将臂框架114移动至延伸位置所作的说明。

在替代性的实施方案中，成对球形锁164与各自的沟槽锁间的对准以及连接件板174的举高与下降都可以是自动的。在此类实施方案中，可将传感器提供至臂锁定机构151中、臂框架114中以及上安装固定件150a和下安装固定件150b中，以自动将臂框架114移动至延伸位置(即锁定位置160)或移动至折叠位置、基于成对球形锁164与下安装固定件150a的各自的沟槽锁之间的对准检测此类移动以及移动上安装固定件150b以将臂框架114锁定至适当位置中。也可利用自动方式啮合滑锁152。在此替代性实施方案中，把手154可以是选择性的。

图4B-2示出了臂锁定机构151的上安装固定件150b的图，其中接近传感器180被设置于连接件板174上以协助上安装固定件150b的组件与下安装固定件150a的组件之间的对准。可将额外的传感器提供至臂锁定机构151中、下安装固定件150a中、臂框架114中，使臂框架114能移动至不同位置中且被锁定在适当的位置。应注意，也可以在手动将臂框架114移动至不同位置的处理中使用接近传感器180和其他类型的传感器。

图4C-1和图4C-2显示了在一实施方案中下安装固定件150a的底板178的俯视图，图4C-3和图4C-4显示了限定在底板178中的不同沟槽锁(166、168)的侧视图，其中底板178中接收来自臂锁定机构151的球形锁164。图4C-1示出了设置于底板178上的成对折叠的沟槽锁166，使得其彼此相对定位。类似地，成对延伸的沟槽锁168被设置于底板178上，使得其彼此相对定位。此外，显示了成对折叠的沟槽锁166垂直于成对延伸的沟槽锁168定位。设计沟槽锁166、168的位置，使其与臂框架114待移动至且锁定至的各种位置对准。

图4C-2示出了当通过将臂框架114延伸至预定延伸角度而将臂框架114移动至延伸位置时的示例。延伸位置与延伸的沟槽锁168的位置相关联。因此，臂锁定机构151的成对球形锁164被显示出对准延伸的沟槽锁168(以实线显示)并配合于其中，表示臂框架114被锁定于延伸位置(即锁定位置)160中。当球形锁显示目前占据延伸的沟槽锁168时，对应于折叠位置161的该对折叠的沟槽锁166显示为空的(以虚线显示)。

图4C-3显示了底板178的延伸的沟槽锁168具有容纳于其内的球形锁164的球部，这在臂框架114移动至延伸(即锁定)位置160时发生。如上所述，延伸的沟槽锁168可包含侧壁，当臂框架114移动至延伸位置160时侧壁具有角度使臂框架114能自我对准。

图4C-4示出了当臂框架114移动至折叠位置161时具有容纳于其内的球形锁164的球部的底板178的折叠的沟槽锁166的侧视图。当机器人系统需要朝向或远离处理模块移动时，可使用折叠的沟槽锁166，使得臂框架114不受损害或不损害处理模块或设有处理模块的制造设施的其他组件。

将臂框架114锁定至延伸位置160中使设置于臂框架114上的固定件连接接口122与设置于工具上的对接固定件120对准并且在该过程中使搬运车框架102对准工具。此外，移动臂框架114使附接至臂框架114的机器人臂130移动并与工具的处理模块对准。使用机器人臂130进行处理模块处的各种日常维护操作。

图5示出了在一实施方案中工具210的透视图，在工具210中使用机器人系统100进行维护操作。当将使用机器人系统100在工具210的处理模块182处进行某些维护操作时，机器人系统100对接至工具210。对接涉及使机器人系统100移动至工具210的一侧附近，提供对处理模块182的不同组件的便利访问。可手动或自动将机器人系统100移动至工具210的附近(如约2”–约5”处)，接着使用设置在机器人系统100和工具210中的传感器(如接近传感器、激光等)与工具210的该侧更精密对准，以使机器人系统100对接工具210的该侧。传感器可显示机器人系统100的方位，机器人系统100可使用该方位而与工具210对准。应注意，机器人系统100沿着工具侧与工具对准。

一旦机器人系统100与工具210的一侧对准之后，机器人系统100的臂框架114移动至延伸位置160并利用附接至臂支撑框架112的臂锁定机构151锁定到位。延伸位置160使固定件连接接口122能靠近工具210的对接固定件。对接固定件120可附接至工具210的室、室的框架、工具210的任何其他部件、或可直接安装至处理模块182的侧壁。将参考对接固定件120直接附接至工具210的处理模块182的外侧壁的实施方案，解释固定件连接接口122耦合至对接固定件120，但这可延伸至对接固定件120附接于工具210的其他部分的其他实施方案。

处理模块182包含对接插入件188，对接插入件188被永久安装至外侧壁且用于接收对接固定件120。在一实施方案中，对接固定件120是可通过机器人系统100提供的可移动组件。在此实施方案中，可将对接固定件120设置在限定于搬运车框架102的侧壁上的储存把手上。当机器人系统100需要对接处理模块182时，可手动从搬运车框架102的储存把手移除对接固定件120并将对接固定件120固定至对接插入件188。对接插入件188和/或对接固定件120可包含一或多个固定件锁，以将对接固定件120锁定至处理模块182或工具210上的适当位置。在替代性的实施方案中，可自动将对接固定件120安装至对接插入件188上。

在图5所示的实施方案中，固定件轨196被永久固定至工具210的外部侧壁上。在一替代性实施方案中，对接插入件188被配置成接收对接固定件120的固定件轨196(示出于图6A和6B中)，其中对接插入件188以固定方式安装至工具210的外部侧壁。固定件轨196被配置成沿着对接插入件188的长度滑动，使对接固定件120能竖直移动至不同高度。在固定件轨196上提供固定件锁(如固定件锁1 184)以将对接固定件120锁定在不同高度处。对接固定件120包含水平对接滑板192和竖直板193。竖直板193被容纳于固定件轨196上使得竖直板193可竖直移动至不同高度处且固定件锁1 184啮合以将竖直板193锁定在期望高度处。设置于竖直板193上的把手协助抓取和移动对接固定件120(如当从搬运车框架102移动对接固定件120时和将竖直板193移动至不同高度时)。水平对接滑板192沿着水平滑件190水平移动且可使用固定件锁2 186将对接滑板192锁定到合适位置。一或多个连接螺丝156可设置于水平对接滑板192上以将对接固定件120连接至机器人系统100的固定件连接接口122。连接螺丝156可以是能提供紧密(即压迫)和可靠配合的任何类型的螺丝。水平对接滑板192可沿着水平滑件190延伸而与臂框架114的固定件连接接口122对准。

当机器人系统100被设定用于在处理模块182上进行某些维护任务，例如安装、清洁、检查、验证等或进行测量应用时，机器人系统100的工具侧移动以与对处理模块182的不同部件提供访问的处理模块182的一侧对准。机器人系统100的臂框架114移动至延伸位置160并利用臂支撑框架112的臂锁定机构151被锁定到合适位置。对接固定件120的竖直板193沿着固定件轨196移动至升高位置且使用固定件锁1 184将竖直板193锁定至升高位置中。竖直板193移动至升高位置可基于当臂框架114处于延伸位置160中时设置臂框架114的高度。对接固定件120的对接滑板192沿着水平滑件190水平移动至延伸位置以使限定于对接滑板192上的连接螺丝156与延伸的臂框架114的固定件连接接口122对准。

接着利用限定在对接滑板192上的固定件锁2 186将对接滑板192锁定至延伸位置中。拧紧连接螺丝156，由此将机器人系统100的臂框架114对接至对接固定件120的对接滑板192。对接位置将搬运车框架102的主体对准于处理模块182/工具210且对机器人臂提供稳定性，使机器人系统100仅有极最小化量的振动。利用脚轮锁142锁定脚轮140可提供额外的稳定性。在一些实施方案中，可以在搬运车框架102处提供额外的脚延伸件(未显示)以对机器人系统100提供更进一步的稳定性。当机器人系统100需要额外的稳定性时，额外的脚延伸件可移出至啮合位置。

臂锁定机构151与对接固定件120以及机器人系统100的设计能提供可靠的臂框架与搬运车之间和机器人系统与处理模块之间的对接，这可满足各种形式因素需求，包含满足振动稳定度、低重心、移动能力、可操控性以及尺寸。可设计机器人系统100和对接固定件两者中的互锁固定件以确保机器人系统100仅在互锁件啮合时操作，由此避免机器人系统100的不安全操作。安全互锁件能在机器人系统100未与处理模块182或工具210适当对接时避免机器人系统100操作。连接至处理模块182或工具210的机器人系统能在处理模块182处进行顺畅和多样化的维护操作。

图6A和图6B示出了将机器人系统100对接至半导体工具(如群集工具)或包含多个处理模块的制造设施中受到关注的处理模块182时所使用的对接固定件120的不同视图。半导体工具可用于进行晶片处理操作(如蚀刻操作、或沉积操作、或清洁操作等)且不限于任何特定类型的半导体工具。图6A显示了对接固定件120的前透视图而图6B显示对接固定件120的后透视图。同时参考图6A和6B，对接固定件120包含设置在对接固定件120的竖直板193的后侧上的固定件轨196和设置在前侧上的把手。把手被配置成支撑对接固定件120且使对接固定件120沿着对接插入件188竖直移动，对接插入件188沿着工具210内的处理模块182的外侧壁上的竖直轴设置。固定件轨196包含固定件锁1 184，固定件锁1 184被配置成将对接固定件120沿着对接插入件188锁定至期望高度处。对接固定件120的对接滑板192垂直于竖直板193设置。对接滑板192包含用于使对接滑板192延伸的水平滑件190。固定件锁2186被设置于一侧上的对接滑板192上，当对接固定件被耦合至处理模块182上的对接插入件188时可访问该侧。

连接螺丝156也设置于对接滑板192上，以在机器人系统100对接至处理模块182处或包含处理模块182的工具210时，将对接固定件120连接至设置在机器人系统100的臂框架114上的固定件连接接口122。可将连接螺丝156设置在与固定件锁2 186相同的一侧上或可较轻易访问的不同侧上。连接螺丝156与限定在固定件连接接口122上的对应的臂连接点176对准，使得可使用连接螺丝156在固定件连接接口122处将对接固定件120紧密地耦合至机器人系统100上。

图7示出了连接至工具210的机器人系统100。工具210可以是制造设施的一部分或为独立的群集工具。群集工具包含周围设置有多个处理模块182的传送模块198，其中每一处理模块182被配置成对在群集工具中所接收的衬底进行特定操作。工具210具有附接至对接插入件188的对接固定件120，对接插入件188被设置在外侧壁上。对接插入件188可直接附接至处理模块182的外侧壁、或可附接至工具210的室的框架。在图7所示的现行实施方案中，显示对接插入件188附接至处理模块182的外侧壁且处于啮合模式中。在啮合模式中，竖直板193已沿着对接插入件188的长度向上移动以处于升高位置中，且对接滑板192沿着水平滑件190延伸至延伸位置。延伸位置使对接滑板192与机器人系统100的臂框架114的固定件连接接口122对准。臂框架114处于延伸和锁定位置160中。在机器人系统100的对接中使用设置于对接固定件120上的连接螺丝156。这导致机器人系统100与工具210对准(即机器人与工具间的对准)，其中附接至臂框架114的第一端处的机器人臂130相对于臂框架114的延伸位置定位。

接下来，使用设置在机器人臂130的第二端中的视觉系统进行机器人臂与组件间的对准。根据接受服务的处理模块182的特定组件来调整臂与组件间的对准。可使用安装于机器人臂130上的激光，检查室/组件相对于机器人的偏摆、俯仰、翻滚参数，检查待受到服务的工具210的室和/或处理模块的组件的方位并因此调整机器人臂130的对准。

一旦完成机器人臂与组件之间的对准之后，现在附接至臂支撑框架112的机器人臂130能访问处理模块182的特定组件。机器人与工具间的对准和臂与组件间的对准对搬运车框架102提供稳定性。电缆、系统的洁净干空气线等连接至室平台或室本身。机器人的现行设计是足够多样化的使其可轻易地适应对接至不同室类型和进行不同操作。

在一实施方案中，可使用机器人臂将上板194安装至蚀刻用的处理模块182(即蚀刻室)。在另一实施方案中，可使用机器人臂130从处理模块182移动上板194，以提供对处理模块182内部的访问以进行操作，例如清洁内壁、安装消耗性部件、检查处理模块182的消耗性部件和其他组件的状态、运行计量应用、施加凝胶等。

图8示出了在一实施方案中处理系统(即群集工具)的示图，其中将机器人系统100连接至处理模块182的对接固定件120处于脱离模式中。对接固定件120可能必须脱离以便为了移动处理模块的某些组件的目的提供不受阻碍的路径。例如，等离子体蚀刻室(即用于进行蚀刻的处理模块)的上板194可能必须移出，使机器人臂130能访问等离子体蚀刻室内部以清洁或检查部件。啮合模式中的对接固定件120可能因为竖直板193可能已将对接固定件120延伸至等离子体蚀刻室的上表面上方和/或对接滑板192已延伸而阻挡上板194将在其中移动的路径而防止上板194移动。

脱离模式通过下列方式实现：先使处理模块182上的对接固定件120与机器人系统100的固定件连接接口122断开、放开已锁定的固定件锁1 184与2 186、使对接滑板192滑回、下降对接固定件120的竖直板193。接着通过从臂支撑框架112放开已锁定的臂框架114(即上安装固定件150b移动至脱离位置)而释放臂框架114，使臂框架114移动不挡道。如图8中所示，接着通过移动臂框架

而使臂框架114更摆荡远离至“不挡道”位置。该不挡道位置不同于锁定位置160(即臂框架114移动θ°)和折叠位置161。接着使用与处理模块182相关的板移动臂(或摇摆臂)200举高和移动上板194远离处理模块182的开口。

图9A示出了在一实施方案中的图，其显示了对接固定件120正在重新啮合且臂框架114重新连接至对接固定件120使得机器人臂130能访问处理模块182的内部183以进行期望操作如清洁或检查处理模块182的内部。图9B示出了图9A中所示的实施方案的俯视图。在此实施方案中，一旦通过移动臂框架114和对接固定件120使其不挡道而从处理模块182移除上板194，可重新啮合臂框架114使得附接至臂框架114的机器人臂130能访问处理模块182内的不同区域。

因此，臂框架114移回延伸位置160且对接固定件120移至合适位置，使对接固定件120的连接件螺丝156对准限定在固定件连接接口122上的对应的臂连接件点176。接着拧紧连接件螺丝156，由此将机器人系统100对接至处理模块182。接着机器人臂130朝向处理模块182的开口移动，使得机器人臂130可访问处理模块182的内部183。可使用设置在机器人臂130的第二端上的激光和传感器引导机器人臂130和使机器人臂130对准至处理模块182的适当部件，以进行不同的维护操作。

除了传感器之外，还在机器人系统100和对接固定件120中提供互锁件以确保人员安全。例如，可以在上安装固定件150b、下安装固定件150a以及臂锁定机构151的其他部件中提供传感器和互锁件，以确保在允许各种组件啮合和/或移动之前连接机器人系统100的各种组件的锁能处于合适位置。

啮合机器人系统100以在装备和部件的安装和日常维护处理期间以高精确度进行重复性的任务。将在某些处理模块中进行的某些任务所涉及的动作和顺序编码至机器人中，以较高的精确度和速度进行这些重复性的任务。可使用与机器人系统100的视觉系统相关的各种传感器和其他传感器包含一或多个相机、移动传感器、用于惯性传感器处理的陀螺仪、压力传感器、温度传感器、速度传感器、扭矩传感器、功率传感器、调平传感器以及两个或更多个传感器的组合，对准机器人系统100、机器人臂的位置与处理模块或工具的特定组件，使机器人系统100能有效率地进行特定操作以及验证所进行的任务或操作的精确度。例如，可使用视觉系统检查清洁是否根据针对机器人所设定的标准完成、或通过检查新安装的消耗性部件的扭结、扭曲、间隙等以检查是否正确完成消耗性部件的完装。

也可使用视觉系统以运行现场计量应用(即检查、审核)，例如针对缺陷和洁净度检查静电卡盘(ESC)、边缘环、衬垫以及室内壁的状态，擦洗内壁以移除聚合物残余物与检查处理模块中的擦洗有效程度，当安装边缘环时施加凝胶等。

还使用机器人系统记录所有进行过的维护任务/操作，包含进行此类任务时所用的各种度量(如位置、力、扭矩值、图像等)，这些度量为时间的函数。接着将数据馈送至可移动的搬运车101中和/或制造设施内可局部使用的计算机、或将数据远程馈送至云端系统上，其中通信连接可以是无线的。度量所提供的信息可提供机器人在制造设施内的局部地埋位置、机器人所进行的操作、受到服务的处理模块、处理模块内受到服务的组件以及机器人进行的其他操作。云端系统收集来自分布于制造设施内的多个机器人系统所馈送的度量信息的所有数据并将数据用于进行机器学习。机器学习使用人工智能(AI)算法从各个数据流所获得的各种不同数据组提取特征，数据流包含图像数据、扭矩数据、定位数据、位置数据、历史数据等。通过识别特征而限定分类器且使用每一分类器产生AI模型。利用来自不同数据组的越来越多的原始数据流训练这些AI模型。可使用AI算法针对每一工具的每一室(即处理模块)定制AI模型且也具有万用AI模型。

可使用定制的AI模型以及万用AI模型作为标准和用于识别特定处理模块与定制和/或万用AI模型之间的差异，以基于从不同室(即处理模块)所学得的差异提供建议。可询问特定处理模块的AI模型以识别特定处理模块的各个方面(如处理模块中所用的上板的方面、待进行的操作的动作与顺序、组件细节等)以提供与维护计划和其他维护操作相关的建议。

例如，一旦机器人系统100在特定工具中进行某些操作之后，使用机器人系统100所收集到的度量值以识别特定工具的各个方面。这些被馈送至AI算法训练相应的AI模型(针对特定工具的AI模型和万用AI模型)。在制造设施中的不同工具(即室或处理模块)处进行各种操作之后，当机器人系统在特定工具处对接时，机器人系统可通过询问该特定工具的AI模型而回想起该特定工具的所有特性。可使用AI模型所提供的信息判断哪一室机器人进行服务、室被服务的次数、识别一或多个操作内的问题、针对不同操作预测建议、或对从特定操作所识别的问题提供解决建议。操作可包含清洁、维护、安装、测量等。可使用AI模型所提供的信息进行诊断、安装与维护标准化以及定制的预测性维护等。除了识别不同工具的各种方面之外，可分析机器人系统所收集到的原始数据以判断制造设施的各种方面，这可用于有效地管理制造设施。机器学习相关的更多细节参考图16加以说明。

应注意，机器学习是选择性的。在替代性的实施方案中，以计算机程序控制机器人所进行的操作。计算机程序提供处理，机器人通过处理而进行每一动作以完成期望的服务操作。程序通过针对进行期望服务操作的每一动作(例如涉及机器人臂必须移动的位置、速度、方向相关的细节)提供详细指令以引导机器人。

在对用于进行日常和重复性维护操作的机器人系统整合至制造设施或群集工具中的优点具有一般性了解后，现在将详细说明使用机器人系统的特定应用。

安装上板：

可使用机器人系统100的各种实施方案的应用中的一种应用例如是将上板194安装至处理系统的蚀刻室(即处理模块182)。安装上板194涉及必须遵循的特定动作和特定顺序。例如，上板194可包含总共40个螺栓孔以容纳40个安装螺栓(或在文中简称为螺栓)。例如，螺栓可用于将某些组件(如加热器组件等)维持在一起并将这些组件连接至上板194。

必须以极特定的模式(如星形或类似图案)逐渐扭紧40个螺栓以达到特定的扭矩值(如高达60英寸-磅)。在一实施方案中，可通过遵循星形图案扭紧螺栓。在另一实施方案中，也可通过遵循不同图案扭紧螺栓。此外，必须逐渐扭紧螺栓以达到特定扭矩值。例如，一开始可将螺栓扭紧至7英寸-磅，通过扭转额外三次以将扭矩增加至20英寸-磅、40英寸-磅以及60英寸-磅，每一圈扭转都遵循特定模式。在一示例中，安装总共可能需要总共六个周期，涉及将单一上板194安装至单一蚀刻室中的240个扭转操作。用于将上板安装至室的扭转操作的单纯次数是令人生畏的。当必须在制造设施的多个蚀刻室上周期性地完成此处理时，可能会变得令人吃不消。此外，如果未正确地完成扭转(如未遵循正确的特定模式、或未施加适当的渐增扭矩值)，可能会造成上板温度因不当热逸散而偏移且导致良率损失和非计划的停机时间。考虑到在制造设施中的数百个处理室的安装期间必须要遵循此类细节，如果由操作人员进行此操作，导入人员错误的风险极高。为了避免这些问题，可程序化机器人臂130以高精确度和可靠度进行安装中所涉及的重复性任务。利用机器人进行这些操作的速度比人类操作人员进行这些操作的速度更快。此外，机器人所施加的转矩的一致性、精确度、顺序以及量都是稳定且具有重复性的。

使用机器人臂130的视觉系统扫描上板并识别被限定在蚀刻室的上板194中的螺栓孔137的不同位置。接着，教导机器人臂130扫描周围区域，包含搬运车框架，以识别被限定在臂框架114中的平台144上所接收的螺栓盒134的位置以及螺栓盒134中每一螺栓136的位置。此外，程序化机器人以根据必须遵循的特定模式识别螺栓孔137、安装螺栓136以及遵循特定模式扭转螺栓136。接着，使用机器人臂130进行将螺栓136安装至上板194中的任务且安装遵循扭转的特定模式和特定顺序。

应注意，特定模式可特别针对特定蚀刻室，且模式可取决于上板尺寸、被限定的螺栓孔137的数目、蚀刻室尺寸等。在某些蚀刻室中，上板194上可用的螺栓孔的数目可少于40，但在蚀刻室中螺栓孔的数目可大于40。此外，将螺栓安装至上板194中用的模式中所遵循的顺序可取决于上板尺寸和限定在上板194中的螺栓孔的数目。

一旦搬运车框架102对接至工具210且机器人臂130与工具210的室对准后，开始螺栓的安装和扭转操作。响应于开始安装，附接至机器人臂130的第二端的相机自动获得上板194的表面的图像并使用计算机视觉来相对于两个空螺栓孔137对机器人臂130进行定位。接着，附接至机器人臂130的第二端的激光调平系统盘旋于室上板上方并在三个不同的位置处获得高度读值以建立工作平面相对于机器人臂130所限定的水平平面的高度和空间方位。接着进行螺栓安装和扭转。摄取每一扭转和每一圈扭转后的图像作为来自安装操作的数据。响应于开始螺栓安装操作，记录来自机器人臂进行安装操作所得到的所有数据作为时间的函数。

可记录的数据包含高度测量值、图像、安装和扭转位置和数值、倾斜等。当扭转时，机器人臂130遵循特定模式、针对室的指定的上板194的扭矩值、指定的扭矩值增加和指定的重复。该处理的自动化能消除人为错误和减少未计划的装备维护。该处理也能实现制造设施各处室与室间的更好匹配。记录下来的数据提供发生何时的详细日志且可供问题诊断和预测性维护作为后续参考。

作为螺栓安装的一部分，先使用机器人臂130将螺栓136提供至限定在上板中的不同螺栓孔137。机器人臂130的第二端中的末端执行器连接件与螺栓抓取器末端执行器135耦合以将螺栓136从螺栓盒134移动至相应的螺栓孔137。一旦所有螺栓都已被移动至对应的螺栓孔，机器人臂130通过根据特定的模式和扭矩值将螺栓扭转至上板194中以进行扭转操作。当根据特定的扭矩值安装和拧紧螺栓136时，上板194可能会倾斜至相反侧且此倾斜可能是因为第一螺栓136处所发生的压迫所造成的。当机器人臂130拧紧第二螺栓136时必须考虑上板194中的该倾斜，尽管极细微(如可能是5°或10°)，以正确地安装第二螺栓136。类似地，当转紧第三螺栓时，必须考虑因拧紧第一和第二螺栓所造成的上板194的倾斜特性。

程序化用于运行机器人臂130的算法以考虑因来自拧紧第一螺栓136的压迫所造成的上板的倾斜量，并校准当拧紧第二螺栓时必须提供的补偿裕度。通过经验决定将被拧紧的螺栓的次序、先前已被拧紧的螺栓的相对位置和顺序以及下次待被拧紧的螺栓的位置和顺序、其他螺栓的状态，将此校准内置于用于运作机器人臂130的算法中，当将下一螺栓拧紧定位时以预定量调整裕度。算法自动基于末端执行器在安装处理中所处的位置，对安装中所使用的末端执行器的位置进行修正。当必须拧紧第二螺栓时，机器人臂130进行必要的修正(即角度、必须施加的压力)。

修正基于在拧紧第一螺栓时所用的扭矩值且可通过经验判断机器人臂在操作中所处的位置而将此类修正编码至算法中。一旦拧紧特定数目的螺栓之后，倾斜特性可能不再重要。因此，在拧紧特定数目的螺栓之后，机器人臂130可根据螺栓孔137所在的位置定位且该定位根据倾斜特性确定。应注意，针对扭矩值的每一周期，机器人臂130遵循特定模式的顺序且基于算法所决定的因素进行必要修正。

使用机器人进行上板安装操作可得到一致且精确的安装且比人进行相同操作需时更短。此外，机器人臂所施加的扭矩的一致且精确顺序和量对于需要此类安装的不同蚀刻室而言是稳定且具有重复性的。利用机器人的自动化的安装处理提供可靠且一致的结果且可避免导入任何人员错误。安装中的错误如错过特定的螺栓孔或以错误顺序安装会导致真空外泄，这可造成晶片上的热不均匀，因而影响蚀刻均匀度。机器人臂130的尺寸和可操控性使机器人臂130能到达受限空间以及在受限空间中工作，让安装更有效率。

应注意，可程序化机器人臂130，通过与安装上板时所遵循的类似方式从螺栓孔拧出螺栓而移除上板。在一实施方案中，用于控制机器人臂130而移除上板的程序可考虑当移除上板上的每一螺栓时的特定模式以及所施加的特定扭矩，其可类似于安装上板时所遵循的处理。

图10A-10G例示当在处理模块(如蚀刻室)处安装上板194时机器人臂130所遵循的处理。图10A示出了机器人臂130的第二端。机器人臂的第一端连接至臂框架114的固定件连接接口122。机器人臂130的第二端包含光固定件133a和相机133b。光固定件133a被配置成照射机器人臂130进行操作处。例如，在安装上板194的情况中，可使用光固定件133a照射必须安装螺栓136的特定位置处的螺栓孔137，定位具有光固定件的机器人臂130的位置可基于被遵循的特定模式。可使用相机133b获得在操作进行之前、期间以及之后该处的图像。

因此，在螺栓安装的情况中，相机可获得安装螺栓前螺栓孔137的图像、将螺栓136安装至螺栓孔137中时机器人臂130的图像以用于判断在将特定螺栓136安装至螺栓孔137中期间机器人臂130的角度、以及在拧紧螺栓136之后具有已安装的螺栓136的螺栓孔137的图像。可针对每一螺栓、每一周期以及每一安装摄取这些图像。可使用其他传感器如接近传感器、激光等判断上板的方位以及在安装中和安装任务的检查期间提供协助。机器人臂130的第二端也包含末端执行器连接件132。使用末端执行器连接件132耦合至机器人可使用的末端执行器。在一实施方案中，不同末端执行器可被容纳于搬运车框架102的框顶103处的分离储存设备或外壳中。多个末端执行器可用于搬运车框架102中且每一末端执行器被配置成进行特定的任务或功能。

图10B示出了耦合至末端执行器的机器人臂130的末端执行器连接件132，末端执行器连接件132为螺栓接口。螺栓接口包含螺栓抓取器末端执行器135和螺丝头末端执行器135’。螺栓抓取器末端执行器135被配置成从螺栓盒134抓取螺栓136并将螺栓放到限定在上板194上的对应的螺栓孔137中。螺栓盒134中的螺栓136的数目对应于限定在上板194上的螺栓孔137的数目。图10C示出了耦合至螺栓抓取器末端执行器135的机器人臂130的末端执行器连接件132，其处于朝向螺栓盒134移动以抓取螺栓136的处理中。图10D示出了具有从螺栓盒134抓取螺栓136的螺栓抓取器末端执行器135的机器人臂130。图10E示出了螺栓抓取器末端执行器135将螺栓136从螺栓盒134朝向上板194中的螺栓孔137移动。图10F示出了机器人臂130，其中螺栓136在上板194中的螺栓孔137上方对准且等待被放入螺栓孔137中。图10G示出了在将螺栓136放置至螺栓孔137中之后处于释放位置中的螺栓抓取器末端执行器135。

图11A至图11F示出了在一实施方案中安装上板194的螺栓的处理。参考图10A-10G说明从螺栓盒134拾起螺栓136并将螺栓136下放到其相应的螺栓孔137中的处理。如图11A中所示，一旦所有的螺栓136被容纳于相应的螺栓孔137中后，机器人臂130将螺栓抓取器末端执行器135返回至限定于搬运车框架102的框顶103的一部分中的对应末端执行器储存设备(未显示)。接着机器人臂130移动至包含第二末端执行器(螺丝头末端执行器135’)的第二末端执行器储存设备，并使用末端执行器连接件132耦合至螺丝头末端执行器135’，第二末端执行器(螺丝头末端执行器135’)为螺栓接口的一部分。图11B示出了耦合至螺丝头末端执行器135’的机器人臂130的末端执行器连接件和通过机器人臂130将螺丝头末端执行器135’拉出末端执行器储存设备。还显示，当机器人臂耦合至螺丝头末端执行器135’时，储存在其自身的末端执行器储存设备中的螺栓抓取器末端执行器135。

如图11C所示机器人臂130将螺丝头末端执行器135’移出其外壳且如图11D所示与上板194中的螺栓孔137对准。如上所述根据安装期间必须遵循的特定模式，识别出具有螺丝头末端执行器135’的机器人臂130所对准的螺栓孔137。图11E显示上板194的视图，螺丝头末端执行器135’在上板194上方对准。上板194显示已被扭转(拧紧)的螺栓136中的一些和尚未被扭转(松的)其他螺栓136中的一些。图11F示出了正在扭转螺栓136操作中的螺丝头末端执行器135’，该扭转螺栓136为安装上板194的一部分。具有螺丝头末端执行器135’的机器人臂130遵循特定模式安装螺栓。驱动机器人臂的算法可基于校准上板194的倾斜特性得到的裕度调整机器人臂130相对于螺丝头末端执行器135’的角度。

提供上板194的安装作为示例。应注意，机器人臂130并不限于将上板194安装至蚀刻室中或在蚀刻室上进行维护，而是可扩展至在进行其他衬底处理操作的其他处理模块中安装其他组件，如消耗性部件、其他类型的盖件等，或进行其他维护如上板/盖的移除、消耗性部件的置换、消耗性部件的检查、运行现场计量应用等。

测量值：

在处理模块的安装和维护期间可能必须考虑各种测量值。例如，在安装期间可能必须考虑晶片袋深度、举高销高度、边缘环同心性等。可使用这些测量值判断消耗性部件的磨损，接着可将其用于判断消耗性部件何时需要被置换或服务。可使用机器人判断和通过使用传感器，如光学雷达、接近传感器、相机等记录。此类测量值的自动收集导致更精确的测量值且此类测量值在不需要昂贵数字测量设备或粗垫片的情况即可得到。此外，由于机器人臂130可轻易在处理模块的受限空间内操控而不损伤任何组件也不需要有技巧的操作人员，可利用机器人臂130的视觉系统轻易地精确收集此类测量值。

室清洁：

可程序化机器人臂130，以通过实现计算机视觉和机器学习自动清洁室侧壁。清洁根据预先限定的标准完成。视觉系统的一或多个相机一旦活化后摄取室侧壁的超高分辨率图像且进行机器学习算法以识别需要清洁的侧壁上的区域。接着机器人系统100自动引导耦合至机器人臂130的末端执行器连接件132的清洁末端执行器(例如，擦洗器、刷子、CO₂分配器如干冰枪和真空喷嘴等)，以清洁被识别出的区域和移除在室内进行各种操作期间所累积的聚合物残留物和其他微粒。在初始的擦洗后，利用耦合至机器人臂130的末端执行器连接件的相机和其他图像捕捉设备捕捉处理模块内部的图像。以基本上实时的方式分析捕捉到的图像判断清洁是否符合预定度量值。如果清洁不匹配预定度量值，则进行额外的清洁并重复处理直到符合清洁标准为止。控制机器人臂130的算法可针对室清洁期间所需的洁净度水平指定，且控制机器人臂130以符合洁净度的特定要求。

图12A显示了可耦合至机器人臂130的末端执行器连接件132且可用于清洁处理室(如处理模块)的内壁的示例性室清洁末端执行器202。示例性的清洁末端执行器202使用干冰枪使干冰朝向处理室的内壁冲击以释放粘附至侧壁的微粒并施加真空以移除被释出的微粒。因此，室清洁末端执行器202包含干冰冲击喷嘴206和真空喷嘴204。冲击喷嘴206通过定位室清洁末端执行器面向处理室的侧壁的需要清洁的区段然后以干冰冲击该区段，持续使干冰朝向该区段冲击，以使微粒从侧壁释放出。真空喷嘴204被配置成提供吸力，以快速地移除释放出的微粒。设置在室清洁末端执行器202末端的颗粒限制外壳208被配置成在干冰冲击侧壁释出微粒时捕捉和移除微粒。颗粒限制外壳208可包含孔或导管，经由孔或导管施加真空以吸出被释放出的微粒。干冰是可利用室清洁末端执行器202清洁处理室的内壁的CO₂的一种状态，但也可考虑清洁用的CO₂的其他状态，例如液态CO₂、或CO₂等离子体等。虽然已讨论使用CO₂作为清洁处理室的内壁用的清洁化学品，但应注意，清洁化学品并不限于CO₂，也可使用其他清洁化学品。可将室清洁末端执行器202的位置、用于冲击通过干冰冲击喷嘴206的清洁化学品(如干冰)的力以及通过真空喷嘴204施加至颗粒限制外壳208的真空的量程序化至机器人系统100中，利用视觉系统的相机所捕捉的超高分辨率图像可验证利用室清洁末端执行器202所达到的清洁的程度。使用程序化控制具有室清洁末端执行器202的机器人臂130移动进入处理室内以访问处理室的不同区段并控制清洁以达到为处理室所定义的洁净标准。在一些实施方案中，在达到期望的洁净标准之前，室清洁末端执行器202可能必须执行某些次数的清洁周期。

图12B示出了不连有任何软管的示例性室清洁末端执行器202，图12C示出了连有软管的示例性室清洁末端执行器202。程序化机器人系统100以在考虑到连接至室清洁末端执行器202的软管的情况下控制具有室清洁末端执行器202的机器人臂130所遵循的路径，以避免对室清洁末端执行器202和室内部造成损伤。针对室所定义的洁净标准决定了所需的清洁时间和必须达到的清洁程度。

例如，可针对机器人臂130设定度量值，明确指出可留下小于或等于10微米尺寸的颗粒且机器人臂130将遵循被设定的度量值。机器人系统能标准化清洁处理，其中可针对每一室指定和定制洁净的定义(如室壁的每平方公分内特定最大尺寸颗粒的数目)。这可减少在进行室清洁时与具有不同经验水准的人员相关的变化。此外，自动化可避免人员暴露于有害的蒸气或微粒。

部件检查：

可使用机器人臂130检查在工具(如处理模块或室)内所用的部件以判断磨损或损伤量、剩余寿命量以及进行定制的预测性维护。设置在机器人臂上的视觉系统被配置成针对预定尺寸的缺陷检查部件以及在置换或服务部件之前的特征。也可使用视觉系统测量消耗性部件的腐蚀率并独立地预测每一室的下一次维护周期。视觉系统也可通过检查所安装的消耗性部件，例如垫片、O形环、边缘环、螺栓、覆盖环和其他部件，以及确保这些部件被正确安装，从而验证安装的质量和完整度。可使用在检查期间所收集到的度量值的记录以识别已察觉的问题的位置，且在某些情况中自动采取修正行动。例如在边缘环错位的情况中，可使用机器人臂通过将边缘环重新居中而修正缺陷。

此外，可使用部件检查以优化消耗性部件的使用。通常消耗性部件具有标准寿命。然而，为了保险起见，以极保守的方式进行寿命估值，因此非常没有效率。例如，边缘环可能能够在室中耐受几千RF小时。然而，为了确保不损害蚀刻标准，因此例如可将寿命估值设定为600小时，要求在到达边缘环的寿命之前就必须置换边缘环。为了避免不充分使用消耗性部件，在一处理周期开始之前和每一处理周期之后，利用激光扫描仪和其他传感器扫描消耗性部件，通过比较处理周期之前和之后的边缘环轮廓判断腐蚀率。可针对特定室和针对特定边缘环判断腐蚀率。基于判断结果，可置换消耗性部件，由此优化消耗性部件的使用。

消耗性部件安装：

也可使用机器人系统100安装期望精确安装的消耗性部件，例如覆盖环、边缘环等。可使用分离的消耗性部件安装末端执行器从消耗性部件储存舱拾取消耗性部件，然后精确地将其放置至处理室内的期望位置中，确保消耗性部件的放置与周围保持优化的间隙距离。在一实施方案中，利用机器人臂130移除处理室的上板194，对处理室内部提供访问。在其他实施方案中，可以其他方式包含手动方式移除处理室的上板194。接着，使用消耗性部件安装末端执行器从处理室移除用过的消耗性部件并以从例如储存舱所取回的新的消耗性部件取代被移除的消耗性部件。

图13A示出了示例性消耗性部件安装末端执行器212，其可耦合至机器人臂130的末端执行器连接件132且被配置成从处理室取出用过的消耗性部件并将以新的消耗性部件取代处理室内的用过的消耗性部件。消耗性部件可以是可被访问和置换的边缘环、覆盖环、或任何其他部件。消耗性部件安装末端执行器212包含用于拾取和移动置于处理室中的消耗性部件如覆盖环或边缘环之类的夹具组件214。在一实施方案中，覆盖环可由石英制成。在其他实施方案中，覆盖环可由有助于覆盖环暴露的处理室的条件的任何其他材料所制成。在一实施方案中，边缘环可由硅制成。在其他实施方案中，边缘环可由能耐受处理室的条件且能提供期望功能的任何其他合适材料制成。程序化具有消耗性部件安装末端执行器212的机器人臂130以从例如支架或储存舱拾取覆盖环214a、将覆盖环移动至处理室中以及放置覆盖环使其配合在边缘环上方。在一实施方案中，可将覆盖环压迫到位以确保安装之后覆盖环附近存在期望间隙且间隙各处皆为均匀的。

为了协助拾取、移动以及安装消耗性部件，消耗性部件安装末端执行器212包含夹具组件214。夹具组件214包含中央组件215和周边组件216。中央组件215沿着消耗性部件安装末端执行器212的直径延伸。在一实施方案中，中央组件215为实心组件，其中没有其他通道，且被限定为其长度小于消耗性部件安装末端执行器212的直径。周边组件216从中央组件215的外缘沿着消耗性部件安装末端执行器212的直径延伸。周边组件216可包含多个开口，该多个开口被限定成从上表面延伸通过周边组件216的主体而到达周边组件216的底表面。多个开口沿着周边组件216的长度均匀形成。使用该组通道提供用于拾取消耗性部件的抓取力。夹具组件214被连接至真空组件。

真空组件包含从第一端径向延伸至第二端的真空管217a，第一端被限定于消耗性部件安装末端执行器212的中央处而第二端邻近消耗性部件安装末端执行器212的边缘。被限定在中央处的真空管217a的第一端耦合至真空源，真空源被配置成在消耗性部件安装末端执行器212的操作期间提供充足的真空力。真空管217a的第二端耦合至真空导管217b，真空导管217b被形成为沿着消耗性部件安装末端执行器212的边缘的环。真空管217a为中空管，经由中空管可将真空施加至沿着夹具组件214的底部限定的抓取表面。限定第一组出口218在真空导管217b的底表面与周边组件216的上表面之间延伸，其中第一组出口218中的每一者与限定在周边组件216中的对应开口对准。在一实施方案中，第一组出口218的出口数目等于限定在周边组件216中的开口的数目。限定第二组出口219在周边组件216的底表面与抓取表面之间延伸并通过抓取表面，抓取表面限定消耗性部件安装末端执行器212的底部。限定第二组出口219与被限定在周边组件216中的对应开口对准。第二组出口219限定抓取表面中的开口，经由开口可施加真空以提供用于抓取消耗性部件的吸力。在替代性的实施方案中，可限定从真空导管217b的底表面延伸通过周边组件216而到达消耗性部件安装末端执行器212的夹具组件214的抓取表面的单一组出口，以取代分别限定第一组出口218、周边组件216中的多个开口以及第二组出口219。

在操作期间，使用真空源经由真空组件(即经由真空管217a与真空导管217b)和周边组件216与抓取表面中的开口提供适当的真空，真空转换成可用于可靠地抓取和举高消耗性部件如边缘环、覆盖环等进出处理室的真空力。

图13B显示了操作中的消耗性部件安装末端执行器212，其中消耗性部件安装末端执行器212啮合抓取表面以施加使用从真空源产生的真空的吸力而抓取覆盖环214a。可从覆盖环储存设备(未显示)拾取覆盖环214a以用于安装至置于处理室内的边缘环214b的上方。接着将覆盖环214a移动至处理室中并以例如倾斜方式将覆盖环214a定位成设置在静电卡盘(ESC)上方的边缘环214b上方。一旦覆盖环位于边缘环214b上方之后，将覆盖环214a下降定位。以机器人臂130的视觉系统验证覆盖环在边缘环214b上方的对准。例如，使用被包含于机器人臂中的一或多个相机以识别处理室的各种组件的位置以及相对于处理室的组件而言覆盖环必须被放置的位置。基于相机所捕捉的图像所获得的信息，机器人臂130的安装末端执行器212与覆盖环214a移动至边缘环214b上方的位置中。一旦覆盖环214a被放置定位于边缘环214b上方后，使用机器人臂130的一或多个相机验证覆盖环214a是否放置到合适位置且覆盖环214a与边缘环214b之间是否有均匀间隙。在验证期间，如果存在不正确的偏差，则产生信号至机器人臂以修正偏差。具有安装末端执行器212的机器人臂移动以修正偏差并确保期望的间隙全部存在于覆盖环214a周围且间隙是均匀的。验证处理进行直到在周围达到期望间隙为止。

图13C和图13D示出了在一示例性实施方案中安装边缘环期间操作中的消耗性部件安装末端执行器212。图13C示出了为了安装而支撑边缘环214b并接近处理室内部的夹具组件214，其中已移除处理室的上板194以提供对处理室内部的访问。图13D示出了在一安装示例中例如在设置于处理室中的静电卡盘(ESC)221上方已安装在合适位置的边缘环214b。以精确度放置边缘环214b，以便在边缘环214b周围和边缘环214b与处理室的ESC 221之间限定有最佳间隙(即间距)。在某些示例性的实施方案中，边缘环的放置必须精确以在边缘环整个四周限定介于约75微米(μm)与约125μm之间的间隙。

凝胶安装：

在将边缘环安装至处理模块内时使用凝胶。凝胶安装为精细的处理，其需要特定、冗长以及累人的技术来实施以确保精确地安装凝胶。未恰当安装的凝胶会抑制与边缘环的热接触且会影响其相对于上方接收凝胶的静电卡盘的高度。此外，未恰当安装的凝胶可能会造成边缘环不利地暴露于等离子体，由此不利地影响边缘环的完整度和使用寿命。在一实施方案中，凝胶环形条利用模块(例如凝胶盘)限定。接着从凝胶盘仔细移除这些凝胶环形条并将其沿着边缘环的长度放置。为了确保适当地放置凝胶环形条，可将边缘环分成多个区段并仔细地将从凝胶盘移除的凝胶环形条放置到每一区段上方。在将凝胶环形条放置到边缘环之后，仔细剥除凝胶环的支撑物。必须仔细放置和剥除以确保脆弱且薄的凝胶条不会受损或移动(即安装凝胶条以在两者之间提供充分的间隙(即没有重叠))。此外，必须仔细放置和剥除以确保下方没有空气气泡。

图14A示出了凝胶安装末端执行器222的示例，凝胶安装末端执行器222可被机器人臂130啮合以将凝胶环形条精确地施加至例如设置在ESC的上表面上的边缘环上。具有凝胶安装末端执行器222的机器人臂130能仔细安装凝胶环形条，以确保凝胶环形条提供与边缘环的可靠热接触，由此保留蚀刻均匀度和边缘环完整度。可训练具有凝胶安装末端执行器222的机器人臂130进行凝胶安装以达到位置精确度/可重复性。

图14B–14D示出了在一示例性实施方案中利用凝胶安装末端执行器222将凝胶环形条放置在边缘环214b上方和剥除凝胶环形条。如图14B中所示，凝胶环形条被限定于模具(如凝胶盘)上。当待安装凝胶环形条时，仔细地从凝胶盘举起凝胶环形条、将凝胶环形条移动至边缘环214b上方并放置在限定在边缘环214b上的适当区段上。图14B显示了安装凝胶环形条An’、An+1’时的剥除操作，其中剥除操作被配置成移除包含于凝胶环形条中的支撑物。应注意图14B显示了取回用于同时安装的两凝胶环形条An’和An+1’以显示安装操作的顺序。在现实中，凝胶环形条利用凝胶环安装末端执行器222一次安装一条而非同时安装。上透视图显示边缘环214b的其上尚未安装凝胶环形条的部分211A、边缘环214b上其上已安装凝胶环形条(如A’–An-1’)的部分211B。

图14C显示在一示例性实施方案中当凝胶安装末端执行器222从凝胶盘拾起凝胶环形条以安装在边缘环214b上时凝胶安装末端执行器222的特写图。使用凝胶安装末端执行器222将标准的凝胶环形条放置到边缘环上方。凝胶环形条必须精确地安装，以便在相邻凝胶环形条之间留下间隙。在一些实施方案中，相邻凝胶环形条之间的间隙可能必须介于约10密耳(即约250μm)与约30密耳(即约765μm)之间。必须控制凝胶环在边缘环214b上的位置和放置以确保施加凝胶环形条而适当地覆盖限定在边缘环214b上的适当区段的区域。应注意，提供间隙的上述尺寸作为示例以显示必须如何利用耦合至机器人臂130的末端执行器连接件132的凝胶安装末端执行器222精确地施加凝胶环形条。不应认为这些尺寸为限制性的。在此实施方案中，在接近凝胶盘的支架上接收边缘环214b，使得凝胶安装末端执行器222可从凝胶盘移除凝胶环形条并将其放置在支架上所接收的边缘环214b的适当区段上方。

图14D示出了在一示例性实施方案中的座落于支架上的边缘环214b以及盘旋于凝胶盘上方以移除凝胶环形条的凝胶安装末端执行器222，凝胶环形条被配置成被放置在支架上所接收的边缘环214b上所限定的区段。一开始，多个凝胶环形条被限定于凝胶盘223上或被设计用于限定凝胶环形条的任何其他表面。图14D显示了具有多个凝胶环形条A1’、A2’、A3’、A4’等限定于其上的示例性凝胶盘223。显示边缘环214b的上表面已被接收于支架上，位于具有凝胶环形条的凝胶盘223旁边。边缘环214b的上表面被区分为多个区段。所有的区段具有彼此相同的尺寸且限定于凝胶盘223上的凝胶环形条所具有的限定尺寸与限定在边缘环214b上的区段的尺寸相同。图14D显示边缘环214b上限定有区段A1、A2、A3、A4等的示例。在替代性的实施方案中，区段可不必具有相同尺寸。在限定于ESC的上表面上的区段具有相同尺寸且凝胶环形条的尺寸匹配区段的尺寸的实施方案中，使用凝胶安装末端执行器222从凝胶盘223的表面移除每一凝胶环形条并将其放置到限定于边缘环214b上的适当区段中。由于每一凝胶环形条都是脆弱且薄的，因此凝胶安装末端执行器222设有适当的工具以仔细地自凝胶盘223移除每一凝胶环形条而不损伤凝胶环形条。

接着将经移除的凝胶环形条承载到限定在边缘环214b的上表面上的适当区段，然后凝胶安装末端执行器222下降以将凝胶环形条放置到区段上方。因此，凝胶环形条A1’置于边缘环214b上的区段A1上方、凝胶环形条A2’置于区段A2上方、凝胶环形条A3’置于区段A3上方，依此类推。可通过程序化机器人臂130精确地控制将凝胶安装末端执行器222定位到边缘环214b的适当区段上方，利用设置在机器人臂130的末端执行器连接件上的视觉系统和图像捕捉设备验证位置。成功验证时，凝胶安装末端执行器222降下至区段上方且末端执行器222所承载的凝胶环形条被放置至以及被按压至区段上方的位置中。凝胶安装末端执行器222可包含承载构件224，承载构件224为拱形的以匹配被限定在边缘环上的每一区段的拱形。在安装期间拱形承载构件224可径向移动至任何区段上方的位置，使得拱形承载构件224的方位匹配其上待安装凝胶环形条的区段的方位。在将凝胶环形条安装至被限定在边缘环214b上的适当区段上方后，仔细地剥除被包含于凝胶环形条中的支撑物。

应理解，可程序化具有凝胶安装末端执行器222的机器人臂130以精确施加凝胶环形条。完成利用凝胶安装末端执行器222的凝胶安装以最少化安装的凝胶环与边缘环的接口处的空气气泡浓度。可控制机器人臂130以便提供精确的压力，以将凝胶环施加至边缘环上方的适当区段处。针对重复的施加，可通过程序化机器人臂130而控制精确施加，且使用手动方法难以达到此类精确度。

提供上述的使用作为示例，机器人系统可以在涉及重复性、因人类变化性(技巧、经验、专业等)而产生明显挑战和风险的安装和维持应用期间进行其他处理。此外，提供上述的使用和用于进行应用/服务的末端执行器作为示例，但其不应被认为是限制性的。应注意，也可考虑额外的应用/服务、其他末端执行器、或用于进行各种应用/服务的上述末端执行器的设计概念变化。

图15A和图15B识别在某些示例性实施方案中设置在搬运车上的机器人系统的样本尺寸，搬运车被配置成进行处理室的不同组件的各种重复性安装和服务。图15A显示设置在搬运车上的机器人系统的俯视图。具有机器人系统的搬运车的尺寸可由宽度“A”和长度“B”限定。在一示例性实施方案中，具有机器人系统的搬运车的宽度A介于约635mm(约25英寸)与约760mm(约30英寸)之间且具有机器人系统的搬运车的长度B介于约812mm(约32英寸)与约965mm(约38英寸)之间。图15B示出了在一示例性实施方案中具有机器人系统的搬运车的侧视图，其识别搬运车和机器人系统的不同组件的高度。在一实施方案中，自地板至设置在搬运车上的机器人系统的上部的高度由高度“C”限定，其被限定为介于约1825mm(约72英寸)与约1955mm(约77英寸)之间。在一实施方案中，自地板至设置在搬运车的上表面上的屏幕的中央的高度由高度“D”所限定，其被限定为介于约1245mm(约49英寸)与约1345mm(约53英寸)之间。在一实施方案中，从地板至其上设置有机器人系统的搬运车的搬运车把手的高度由高度“E”限定，其被限定为介于约1065mm(约42英寸)与约1145mm(约45英寸)之间。应注意，仅提供上述的尺寸作为示例，其不应被认为是限制性的。也可基于处理室的尺寸、处理室的高度、处理室附近可用的面积、被使用的末端执行器的类型、待进行的维护的类型以及工具和机器人系统的其他空间和处理限制，考虑其他尺寸。

本文中所讨论的机器人系统为自主性的可移动半导体装备安装和维护工具，其可被用于半导体制造设施中进行重复性的操作(即任务)如组装、维护、湿式清洁、测量、现场检查、验证等。在一实施方案中，机器人系统和搬运车由电池供能，其中电池被包含于其上设置有机器人臂130的搬运车框架102中。电池可以是DC电源的一部分，DC电源被容纳于搬运车框架102中且用于对设置在搬运车上的组件如计算机等供能、或DC电源可以是用于对搬运车和机器人臂130供能的分离电源。以电池为来源的电源对机器人系统提供较高的弹性，因为其较容易维护且省操作人员的时间。在一替代性实施方案中，可利用插电式的电源对机器人系统供能。插电式的电源可以是包含于搬运车框架102中以对其他组件供能的AC电源的一部分、或可以是用于对机器人和/或搬运车供能的分离电源。机器学习(即AI算法)使用从机器人收集到的数据，预测不同室的维护计划。学习操作的动作和顺序并将其编码至控制机器人臂的算法中。

在一实施方案中，通过计算机程序控制机器人所进行的操作。计算机程序提供处理，机器人通过处理将进行每一动作以完成期望的服务操作。程序通过提供进行期望服务操作的每一动作(如和机器人臂必须移动的位置、速度、高度、距离、方向等相关的细节)的详细指令来引导机器人。在替代性的实施方案中，机器学习控制机器人的操作，其中从整个制造设施的地板收集不同处理模块处所进行的处理操作。分析从各种机器人所收集到的信息以建立和训练AI模型。可询问AI模型以决定机器人将遵循的以在特定处理模块上进行期望服务操作的处理。机器学习是选择性的且可用于优化机器人的使用和处理模块的维护。

使用机器人的各种优点包含，可以较佳的精确度、重复性、速度以及最小变化达到重复性的组装、安装和维护处理以及此类任务的自动化。使用机器人臂的视觉系统验证所进行的任务的精确度、运行现场计量应用以精确地检测组件的缺陷、磨损、状态等，以便最佳地使用消耗性部件和室。可将与机器人所进行的每一操作相关的数据用于诊断、安装与维护标准化以及定制的预测性维护。预测性维护可利用机器学习完成。

在一些实施方案中，可使用机器学习以较高精确度和置信度预测机器人系统所进行的服务操作的正确性。例如，当机器人系统进行更多的操作(如清洁操作等)时，可处理与操作相关的度量，利用一或多个分类器提取个性化的特征。接着机器学习模型处理所提取出的特征以识别模式和产生预测。在一实施方案中，可利用一或多个用于采取动作的规则来处理预测。例如，动作可以是，当模型基于其学习预测出需要额外清洁时，机器人系统继续清洁特定部件。例如，另一动作可以是，当机器人系统安装部件时调整施加至螺栓的扭矩量。

在上述的示例中，安装部件包含处理模块的上板。然而应了解，可利用机器人系统安装或反安装的部件可依据处理工具、处理模块或组件的哪一部件或子部件需要某种类型的服务而广泛变化。广义来说，当机器人工具处理更多操作时，可使用分类器所提取的特征来持续训练模型和改善模型的预测或响应模型处理所采取的动作。在一些实施方案中，机器学习(即AI)模型可使用监督式学习(即AI)算法，其可基于传感器数据检测与所进行的服务的各种状态相关的特征。如上所述，机器人系统所用的传感器可包含但不限于视觉系统，视觉系统使用一或多个相机、移动传感器、用于惯性传感器处理的陀螺仪、压力传感器、温度传感器、速度传感器、扭矩传感器、功率传感器、调平传感器以及两或更多个传感器的组合。

可实时监测或批量处理来自各种传感器的输出。在一些实施方案中，可以在局部或从远程的制造设施于相同的时间处监测多个机器人系统。例如，机器人系统可包含无线或有线网络连接，此类连接能分享信息并远程处理机器学习和训练用的数据。通过使用来自多个机器人系统的数据可使训练数据成长并改善机器学习模型所作的预测。

通过改善机器学习模型能改善预测的精确度，该预测代表动作所依据的数据。即，随着时间推移可判断机器人系统需要在特定螺栓上施加更多扭矩以维持部件稳固、或机器人系统需要在室衬垫的左边清洁额外时间、或机器人需要减少下电极边缘附近的擦洗量、或机器人需要以新模式移除某些螺丝或螺栓以避免部件倾斜、或机器人需要在移除一部件前举高另一部件、或机器人在特定的处理操作之后需要使用不同的清洁末端执行器移除某些微粒、或机器人需要在清洁介电窗之后进行相机检查、或机器人系统需要使用两个机器人臂以改善在服务期间的某些部件移除等。应当明白，使用机器学习模型可改善机器人系统的操作以获得较佳的操作效率。

在一些实现方案中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述实例的一部分。这种系统可以包括半导体处理设备，其包括一个或多个处理工具、一个或多个处理室、用于处理的一个或多个平台和/或具体的处理组件(晶片基座、气流系统等)。这些系统可以与用于控制它们在处理半导体衬底之前、期间和之后的操作的电子器件一体化。电子器件可以称为“控制器”，该控制器可以控制一个或多个系统的各种示例或子示例。根据处理要求和/或系统的类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何处理，包括控制处理气体输送、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、射频(RF)发生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流速设置、流体输送设置、位置及操作设置、衬底转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。

宽泛地讲，控制器可以定义为接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等等的具有各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片和/或一个或多个微处理器或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置的形式(或程序文件)传输到控制器的指令，该设置定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定过程的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由处理定义，该处理被设计成在制备晶片的一个或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或管芯期间完成一个或多个处理步骤的配方(recipe)的一部分。

在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦接或者说是通过网络连接系统或它们的组合的计算机的一部分或者与该计算机耦接。例如，控制器可以在“云端”或者是在制造设施的主机系统的全部或一部分，它们可以允许远程访问晶片处理。计算机可以启用对系统的远程访问以监测制造操作的当前进程，检查过去的制造操作的历史，检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数，设置处理步骤以跟随当前的处理或者开始新的处理。在一些实例中，远程计算机(例如，服务器)可以通过网络给系统提供处理配方，网络可以包括本地网络或互联网。远程计算机可以包括允许输入或编程参数和/或设置的用户界面，该参数和/或设置然后从远程计算机传输到系统(例如机器人系统)。在一些实例中，控制器接收数据形式的指令，该指令指示在一个或多个操作期间将要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以针对将要执行的处理类型以及工具类型，控制器被配置成连接或控制该工具类型。因此，如上所述，控制器可以例如通过包括一个或多个分立的控制器而分布，这些分立的控制器通过网络连接在一起并且朝着共同的目标(例如，本文所述的处理和控制)工作。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)定位的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的处理。

示例的系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转清洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、跟踪室或模块、以及在半导体晶片的制备和/或制造中可以关联上或使用的任何其他的半导体处理系统。

如上所述，根据工具将要执行的一个或多个处理步骤，控制器110可以与一个或多个其他的工具电路或模块、其他工具组件、组合工具、其他工具界面、相邻的工具、邻接工具、位于整个制造设施或工厂中的工具、主机、另一个控制器、或者在将晶片或衬底、消耗性部件的容器往来于半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口的材料搬运中使用的工具通信。

图16是用于实现本发明的实施方案的计算机系统的简化示意图。例如，这些组件中的某些可以是执行与本公开的实施方案相关的操作的控制器的一部分或分离计算机的一部分。应当理解的是，本文描述的方法可以与数字处理系统一起执行，例如与常规的通用计算机系统一起执行。被设计或编程成执行仅一个功能的专用计算机可在替代方案中使用。计算机系统包括中央处理单元(CPU)1604，其通过总线1610耦合到随机存取存储器(RAM)1628、只读存储器(ROM)1612和大容量存储设备1614。系统控制器程序1608驻留在随机访问存储器(RAM)1628内，但也可以驻留在大容量存储设备1614内。

大容量存储设备1614表示持久的数据存储设备，如软盘驱动器或固定盘驱动器，其可以是本地或远程的。网络接口1630经由网络1632提供连接，允许与其它设备通信。但应当理解的是，CPU 1604可以通用处理器、专用处理器或专门编程逻辑设备体现。输入/输出(I/O)接口1620提供与不同的外围设备的通信，并且通过总线1610与CPU 1604、RAM 1628、ROM 1612和大容量存储设备1614连接。示例性外围设备包括显示器1618、键盘1622、光标控制1624、可移动介质设备1634，等等。

显示器1618被配置成显示本文所描述的用户接口。键盘1622、光标控制1624、可移除介质设备1634和其它外围设备被耦合到I/O接口1620，以便在命令选择中向CPU 1604传送信息。应该理解的是，出入外部设备的数据可通过I/O接口1620传输。实施方案也可以在分布式计算环境内实施，在该分布式计算环境中任务由通过有线或无线网络连接的远程处理设备执行。

实施方案可与各种计算机系统配置一起执行，所述各种计算机系统配置包括手持式设备、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等。这些实施方案也可以在分布式计算环境中实施，在该分布式计算环境中任务由通过网络连接的远程处理设备执行。

考虑到上述实施方案，应当理解的是，实施方案可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是那些需要对物理量进行物理操纵的操作。构成实施方案一部分的本文所描述的任何操作是有用的机器操作。实施方案还涉及用于执行这些操作的设备或者装置。该装置可以被特别地构造用于所需目的，诸如专用计算机。当被定义为专用计算机时，该计算机也可以执行并非专用目的一部分的其他的处理、程序执行或例程，同时仍然能够操作用于专用目的。可替代地，操作可以由通用计算机执行，该通用计算机通过存储在计算机存储器、高速缓存或通过网络得到的一个或多个计算机程序选择性地启动或配置。当数据通过网络获得时，数据也可以通过网络上的其他计算机进行处理，例如云计算资源。

一个或多个实施方案也可以构造为在计算机可读介质上的计算机可读代码。该计算机可读介质是可存储数据的任何数据存储设备，这些数据可随后由计算机系统读取。计算机可读介质的例子包括硬盘驱动器、网络附加存储(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带以及其他光学和非光学式数据存储设备。计算机可读介质可包括分布在网络耦合的计算机系统上的计算机可读有形介质，从而计算机可读代码被分布式存储和执行。

虽然该方法的操作被以特定顺序描述，但应当理解的是，其他内务操作可以在操作之间执行，或者操作可以被调整使得它们能够在稍微不同的时刻发生，或者可以在系统中分配，从而允许处理操作发生在与处理相关联的不同间隔，只要重叠操作的处理以所期望的方式执行即可。

虽然出于清楚理解的目的，已详细说明了前面的实施方案，但应明白，在随附的权利要求的范围内可进行某些变化与修改。因此，这些实施方案应被视为是说明性而非限制性的，且实施方案并不限于本文中所述的细节，在随附的权利要求的范围内和等同方案内可进行修改。

Claims (27)

1.一种机器人系统，其包含：

搬运车框架；

臂支撑框架，其被固定至所述搬运车框架，所述臂支撑框架被耦合至用于服务半导体工具的机器人臂；

臂框架，其从第一端延伸至第二端，所述第一端通过铰链连接至所述臂支撑框架且所述第二端具有用于连接至所述半导体工具的对接固定件的固定件连接接口，所述铰链使所述臂框架能围绕所述臂支撑框架旋转；以及

臂锁定机构，其附接至所述臂支撑框架以用于在所述臂框架旋转至延伸位置或折叠位置时锁定所述臂框架；

其中所述固定件连接接口被配置成在所述臂框架被锁定至所述延伸位置中时使所述搬运车框架对准所述半导体工具，所述搬运车框架的所述对准提供所述机器人臂的对应对准。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述机器人臂包含被配置成与一或多个末端执行器耦合的末端执行器连接件，每一末端执行器被用于执行特定服务功能。

3.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述末端执行器中的一者为螺栓接口，并且所述螺栓接口被配置成根据预定模式以程序化的方式安装多个螺栓。

4.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述末端执行器中的一者为清洁附件，并且所述清洁附件被配置成以程序化的方式清洁所述半导体工具的室内的一或多个组件。

5.根据权利要求1所述的机器人系统，其还包含：

计算机，其被整合至所述搬运车框架中，所述计算机被耦合至用于对所述机器人臂供能的一或多个电源，且所述计算机能程序化以执行重复性日常服务。

6.根据权利要求1所述的机器人系统，其还包含：

计算机；

机器人控制器；

交流(AC)电源和直流(DC)电源，所述AC和DC电源被配置成对所述计算机和所述机器人控制器供能；

其中所述计算机能程序化以执行重复性日常服务。

7.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述铰链包含上铰链和下铰链，所述臂锁定机构被设置于所述上铰链与所述下铰链之间，所述臂框架的所述第一端包含耦合至所述上铰链的上臂旋转枢轴和耦合至所述下铰链的下臂旋转枢轴；

其中所述臂锁定机构包含固定至所述下臂旋转枢轴的下安装固定件和在脱离位置与啮合位置之间滑动的上安装固定件，其中所述啮合位置将所述臂框架锁定至所述延伸位置或所述折叠位置中的一者中。

8.根据权利要求7所述的机器人系统，其中所述上安装固定件包含成对球形锁，在所述臂框架被锁定至所述延伸位置中时，所述成对球形锁配合进入所述下安装固定件的延伸的沟槽锁中，而在所述臂框架被锁定至所述折叠位置中时，所述成对球形锁配合进入所述下安装固定件的折叠的沟槽锁中。

9.根据权利要求8所述的机器人系统，其中延伸的沟槽锁包含侧壁和所述臂锁定机构的滑板，所述侧壁用于在所述臂框架被锁定至所述延伸位置中时对准所述臂框架，所述滑板与所述侧壁组合协助所述臂框架的运动对准。

10.根据权利要求7所述的机器人系统，其中所述上安装固定件包含：

滑板，其附接至所述臂支撑框架；

连接件板，其安装至所述滑板；和

锁定板，其附接至所述连接件板的底端且垂直于所述连接件板设置，所述成对球形锁被设置于所述锁定板的底表面上且被定位成彼此相对。

11.根据权利要求7所述的机器人系统，其中所述延伸的沟槽锁正交于所述折叠的沟槽锁设置。

12.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述搬运车框架包含用于接收一或多个末端执行器的一或多个储存设备，所述一或多个末端执行器用于进行特定的服务功能。

13.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述臂支撑框架是A形框架。

14.一种机器人系统，其包含：

搬运车框架；

臂框架，其从第一端延伸至第二端，所述第一端通过铰链连接且所述第二端具有用于连接至半导体工具的对接固定件的固定件连接接口，所述铰链使所述臂框架能水平旋转，其中机器人连接至所述臂框架的所述第二端处；以及

臂锁定机构，其用于在所述臂框架旋转至延伸位置或折叠位置时锁定所述臂框架；

其中所述固定件连接接口被配置成在所述臂框架被锁定至所述延伸位置中时，使所述搬运车框架与所述半导体工具对准，且所述固定件连接接口连接至所述对接固定件。

15.根据权利要求14所述的机器人系统，其中所述臂锁定机构包含通过连接件板而附接至滑板的锁定板，所述锁定板包含成对球形锁，所述成对球形锁与连接至所述臂框架的底板中的沟槽啮合，所述沟槽使所述臂锁定机构能锁定至所述延伸位置或所述折叠位置中。

16.根据权利要求15所述的机器人系统，其还包含臂支撑框架，所述臂支撑框架连接至所述搬运车框架。

17.根据权利要求16所述的机器人系统，其中所述滑板被固定至所述臂支撑框架。

18.根据权利要求16所述的机器人系统，其中所述臂支撑框架连接至所述搬运车框架的上部的一侧，且所述搬运车框架包含用于控制所述机器人的计算装备，所述计算装备被布置在所述搬运车框架中以至少部分抵销来自所述机器人、所述臂框架以及所述臂支撑框架的重力拉扯倾斜。

19.一种机器人系统，其包含：

搬运车框架；

臂支撑框架，其被固定至所述搬运车框架，所述臂支撑框架被耦合至用于服务半导体工具的机器人臂；

臂框架，其从第一端延伸至第二端，所述第一端通过铰链连接至所述臂支撑框架且所述第二端具有用于连接至所述半导体工具的对接固定件的固定件连接接口，所述铰链使所述臂框架能围绕所述臂支撑框架水平旋转；以及

臂锁定机构，其附接至所述臂支撑框架以用于在所述臂框架旋转并锁定至延伸位置或折叠位置时相对于所述臂支撑框架锁定所述臂框架。

20.根据权利要求19所述的机器人系统，其中所述臂锁定机构包含通过连接件板而附接至滑板的锁定板，所述滑板附接至所述臂支撑框架，所述锁定板包含成对球形锁，所述成对球形锁与在所述第一端处连接至所述臂框架的底板中的沟槽啮合，所述沟槽接收所述成对球形锁以使所述臂锁定机构能锁定至所述延伸位置或所述折叠位置中。

21.一种用于服务处理模块的机器人系统，其包含：

搬运车框架；

臂框架，其从第一端延伸至第二端，所述第一端通过铰链连接，且所述第二端具有用于连接至所述处理模块的对接固定件的固定件连接接口，所述铰链使所述臂框架能旋转，其中机器人连接至所述臂框架的所述第二端处；

臂锁定机构，其用于在所述臂框架旋转至延伸位置或折叠位置时锁定所述臂框架，并且所述固定件连接接口被配置成在所述臂框架被锁定至所述延伸位置中时，使所述搬运车框架与所述处理模块对准，且所述固定件连接接口连接至所述对接固定件；以及

控制器，其用于操作所述机器人，所述控制器被配置成执行程序，所述程序指示所述机器人处理服务操作，使得所述机器人的机器人臂被配置成进行自动化动作以完成所述服务操作，其中所述对接固定件为所述机器人臂的所述自动化动作提供参考框架。

22.根据权利要求21所述的机器人系统，其中所述服务操作与移除所述处理模块的上板相关联，且移除所述上板包含利用所述机器人臂的末端执行器移除多个螺栓。

23.根据权利要求21所述的机器人系统，其中所述服务操作与安装所述处理模块的上板相关联，且安装所述上板包含利用所述机器人臂的末端执行器插入并且拧紧多个螺栓，其中拧紧所述多个螺栓根据预定的拧紧顺序进行。

24.根据权利要求21所述的机器人系统，其中所述服务操作与清洁所述处理模块的内表面相关联，其中所述机器人臂包含用于在所述机器人臂进行所述清洁时检查所述内表面的视觉系统。

25.根据权利要求21所述的机器人系统，其中利用多个传感器追踪所述服务操作。

26.根据权利要求25所述的机器人系统，其中所述多个传感器产生传感器数据，利用机器学习算法处理所述传感器数据以量化所述服务操作的特性。

27.根据权利要求21所述的机器人系统，其中所述控制器与计算机接口，并且所述计算机耦合至有线或无线网络以在所述服务操作之前、期间以及之后向服务器传送数据，所述服务器被配置成储存与所述服务操作相关的用于问题排除的特性。

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