CN118511269A - 用于高产能的嵌套式大气机械臂 - Google Patents

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Abstract

本文所公开的是多个嵌套式晶片搬运机械臂，其可用于将半导体晶片在半导体处理工具中的各种晶片放置位置之间移动。所述嵌套式晶片搬运机械臂可被配置成使得各嵌套式晶片搬运可能能够独立于其他晶片搬运可能在进行的动作而沿着平移系统平移，以及拾取和放置晶片。两个晶片搬运机械臂可进入嵌套配置，使得各晶片搬运机器人可以同时从多个晶片放置位置拾取或放置晶片，其中一晶片放置位置位于其他晶片放置位置的正上方。

Description

用于高产能的嵌套式大气机械臂
相关申请
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背景技术
半导体晶片处理工具可具有设备前端模块组(EFEM)，用于将晶片从储存容器(例如前开式通用(或统一)晶舟(FOUP))传送至处理室。EFEM可以具有一或更多个晶片储存容器，以及一或更多个处理室装载端口，例如装载锁。装载锁是一个室，其将压力改变以匹配晶片在被往来传输时的压力。在一些实施方案中，装载锁可以具有保持晶片所用的单一放置位置。在一些其他实施方案中，装载锁可以具有保持多个晶片所用的多个晶片放置位置。在晶片处理期间，装载锁可以等待晶片被放置到这些晶片放置位置中的每一者中后，将装载锁加压。在大多数情况下，EFEM可以包括晶片搬运机器人，用以将晶片在储存容器、装载锁和/或其他位置之间传输。
发明内容
在一些实现方案中，可以提供一种用于在半导体处理工具中传输晶片的装置。该装置可以包括：第一晶片搬运机械臂；第二晶片搬运机械臂；以及线性平移系统，其被配置成与所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂对接。所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂各自具有相应的基部。所述装置可以被配置成致使所述基部独立地沿着水平的平移轴至少在嵌套配置与非嵌套配置之间来回移动。所述线性平移系统、所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂可以被配置成使得所述第一晶片搬运机械臂的所述基部能够被所述线性平移系统沿着所述平移轴移动并且通过第一区域和第二区域，但不通过第三区域；以及使得所述第二晶片搬运机械臂的所述基部能够被所述线性平移系统移动通过所述第二区域和所述第三区域，但不通过所述第一区域。所述第二区域介于所述第一区域与所述第三区域之间。
在所述装置的一些实现方案中，所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂各自还可以包括：相应的末端执行器；以及相应的两个或更多机械臂连杆，该相应的所述两个或更多机械臂连杆至少包括(a)相应的第一机械臂连杆，其具有相应的第一端和相应的第二端，其中相应的所述第一机械臂连杆的所述第一端经由相应的第一旋转接头而与相应的所述基部能旋转地连接，使得相应的所述第一机械臂连杆能够围绕相应的第一轴而相对于相应的所述基部旋转；以及(b)相应的第二机械臂连杆，其具有第一端和第二端，其中相应的所述第二机械臂连杆的所述第二端经由相应的第二旋转接头而与相应的所述末端执行器能旋转地连接，使得相应的所述末端执行器能够围绕相应的第二轴而相对于相应的所述第二机械臂连杆旋转。
在所述装置的一些实现方案中，所述第一晶片搬运机械臂的相应的所述基部和所述第二晶片搬运机械臂的相应的所述基部各自可以具有相应的竖直驱动机构，其中所述竖直驱动机构被配置成致使相应的所述末端执行器沿着与相应的所述第一轴平行的轴移动。
在所述装置的一些实现方案中，所述线性平移系统可以包括第一组线性引导件，且所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂两者都可以与所述第一组线性引导件能移动地连接。
在所述装置的一些实现方案中，所述线性平移系统可以具有第一组线性引导件和第二组线性引导件，所述第一晶片搬运机械臂可以与所述第一组线性引导件能移动地连接，而所述第二晶片搬运机械臂可以与所述第二组线性引导件能移动地连接。
在所述装置的一些实现方案中，所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的底表面可以面向所述第一晶片搬运机械臂的所述第二机械臂连杆的顶表面。
在所述装置的一些实现方案中，所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器的顶表面可以面向所述第二晶片搬运机械臂的所述第二机械臂连杆的底表面。
在所述装置的一些实现方案中，所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面可以比所述第一晶片搬运机械臂的所述第一机械臂连杆的顶表面高出第一距离，并且所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面可以比所述第二晶片搬运机械臂的所述第一机械臂连杆的顶表面高出第二距离。所述第一距离与所述第二距离之间的差值可以为10mm±1mm。
在所述装置的一些实现方案中，每个晶片搬运机械臂可以具有相应的第二末端执行器。
在所述装置的一些实现方案中，所述装置还可以包括控制器，其中所述控制器具有一或更多个存储器设备，且所述一或更多个存储器设备与一或更多个处理器通信连接。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂至少在第一配置与第二配置之间移动。在所述第一配置中，所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂可以被定位成使得所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器位于所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的正上方，且所述第二晶片搬运机械臂的所述第一轴与所述第一晶片搬运机械臂的所述第一轴分隔开第一距离。在所述第二配置中，所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂可以被定位成使得所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器与所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器分隔开水平距离，且所述第二晶片搬运机械臂的所述第一轴与所述第一晶片搬运机械臂的所述第一轴分隔开第二距离，以及所述第二距离可以大于所述第一距离。
在所述装置的一些实现方案中，在所述第一配置中，所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面可以比所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面低10mm±1mm。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器可以被配置成致使所述线性平移系统将所述晶片搬运机械臂中的一者的相应的所述基部沿着所述平移轴移动，而所述晶片搬运机械臂中的另一者的相应的所述基部则相对于所述线性平移系统保持静止。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器可以被配置成致使所述线性平移系统将所述第一晶片搬运机械臂的相应的所述基部沿着所述平移轴且在第一方向中移动，以及致使所述线性平移系统将所述第二晶片搬运机械臂的相应的所述基部沿着所述平移轴在第二方向中移动。
在所述装置的一些实现方案中，所述第一方向和所述第二方向可以是同一方向。
在所述装置的一些实现方案中，当所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂沿着所述平移轴平移时，所述第一晶片搬运机械臂的所述第一轴和所述第二晶片搬运机械臂的所述第一轴可以保持分隔开第一间隔距离。
在所述装置的一些实现方案中，所述第一方向和所述第二方向可以是不同方向。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一晶片放置位置拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从第二晶片放置位置拾取第二衬底，所述第一晶片放置位置位于所述第二晶片放置位置的上方或下方。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一晶片放置位置拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从第二晶片放置位置拾取第二衬底，所述第二晶片放置位置与所述第一晶片放置位置间隔开水平距离。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器还可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置在第三晶片放置位置处，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置在第四晶片放置位置处，其中所述第三晶片放置位置位于所述第四晶片放置位置的上方或下方。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器还可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置在第三晶片放置位置处，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置在第四晶片放置位置处，其中所述第三晶片放置位置与所述第四晶片放置位置间隔开水平距离。
在所述装置的一些实现方案中，所述装置还可以包括三个或更多装载端口和两个或更多装载锁。所述三个或更多装载端口可以位于所述线性平移系统的第一侧上，所述两个或更多装载锁可以位于所述线性平移系统的与所述第一侧相对的第二侧上，且所述三个或更多装载端口中的每一者可以被配置成接收相应的前开式通用晶舟。
在所述装置的一些实现方案中，所述装置还可以包括两个或更多对准器，其中每个对准器位于相应的装载锁上方。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器还可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一前开式通用晶舟拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从所述第一前开式通用晶舟拾取第二衬底。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器还可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一前开式通用晶舟拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从第二前开式通用晶舟拾取第二衬底。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器还可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置于第一装载锁中，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置于第二装载锁中。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器还可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置于第一对准器上，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置于第二对准器上。
在所述装置的一些实现方案中，所述控制器还可以被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将第一衬底放置于装载锁中，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将第二衬底放置于对准器上。
在所述装置的一些实现方案中，所述线性平移系统可以是基于连杆组的平移系统，所述基于连杆组的平移系统具有第一组连杆组和第二组连杆组，所述第一组连杆组连接且支撑所述第一晶片搬运机械臂的所述基部，而所述第二组连杆组连接且支撑所述第二晶片搬运机械臂的所述基部。
在所述装置的一些实现方案中，所述基于连杆组的平移系统可以具有基部，且每组连杆组可以至少具有(a)相应的第一连杆，其具有相应的第一端和相应的第二端，其中相应的所述第一连杆的所述第一端经由相应的第一旋转接头而与所述基于连杆组的平移系统的所述基部能旋转地连接，使得相应的所述第一连杆能够围绕相应的第一轴而相对于所述基于连杆组的平移系统的所述基部旋转；以及(b)相应的第二连杆，其具有第一端和第二端，其中相应的所述第二连杆的所述第一端与相应的所述第一连杆的所述第二端能旋转地连接，而相应的所述第二连杆的所述第二端经由相应的旋转接头而与所述晶片搬运机械臂中的相应一者的所述基部能旋转地连接，使得相应的所述晶片搬运机械臂和能够围绕相应的第二轴而相对于相应的所述第二连杆旋转。
在所述装置的一些实现方案中，所述基于连杆组的平移系统可以被配置成使得每个第二连杆的所述第二端被局限于沿着所述平移轴移动。
在所述装置的一些实现方案中，所述基于连杆组的平移系统可以被配置成使得每个第二连杆的所述第二端被局限于沿着平移平面移动，其中所述平移平面垂直于所述第一轴。
附图说明
图1描绘了示例性设备前端模块的俯视图。
图2描绘了被安装于平移系统的示例性嵌套式晶片搬运机械臂的立体图。
图3描绘了示例性晶片搬运机械臂的俯视图。
图4描绘了被安装于平移系统且处于嵌套配置中的示例性嵌套式晶片搬运机械臂的立体图。
图5描绘了晶片搬运机械臂的示例的横截面图。
图6显示了具有单组线性引导件的平移系统的示例。
图7显示了具有两组线性引导件的平移系统的示例。
图8A至8D描绘了位于平移系统上的嵌套式晶片搬运机械臂在经过各种平移过后的示意图。
图9描绘了处于嵌套配置中且进行晶片拾取的示例性嵌套式晶片搬运机械臂的侧视图。
图10描绘了被安装于平移系统的示例性嵌套式晶片搬运机械臂的立体图。
图11描绘了被安装于平移系统的示例性嵌套式晶片搬运机械臂的又一立体图。
图12描绘了被安装于平移系统的嵌套式晶片搬运机械臂的另一示例的立体图。
图13描绘图12的嵌套式晶片搬运机械臂的该示例处于不同配置时的情况。
图14显示了具有嵌套式晶片搬运机械臂的示例性设备前端模块的示意图。
具体实施方式
在下方描述中，阐述了若干具体细节以提供对所呈现的实施方案的透彻理解。本文中所公开的实施方案可在不具这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他实例中，并未详细描述常规的处理操作以免不必要地使所公开的实施方案难以理解。虽然所公开实施方案将结合特定实施方案进行描述，但应理解的是这些特定实施方案并非意在限制所公开的实施方案。
随着半导体晶片处理工具持续改良，产量(这些工具在给定时间段中可以处理的晶片数量)持续成为工具评级的基准。影响工具产量的重要因素是将晶片在该工具内的不同位置之间传输所花费的时间；尤其是，在设备前端模块(EFEM)中所进行的晶片传输会显著造成延迟。本文所提供的是具有嵌套式晶片搬运机械臂的装置，其可用于提高晶片传输的效率和工具产量。在某些实施方案中，该装置可以用于同时将多个晶片从针对各对应晶片的第一位置传输至针对各对应晶片的第二位置。通过使用嵌套式晶片搬运机械臂，半导体晶片处理工具减少晶片传输所需的等待时间，并允许该工具显著改善半导体处理时间。
图1显示了半导体晶片处理工具的EFEM 102的示例。多个嵌套式晶片搬运机械臂103位于EFEM 102中。嵌套式晶片搬运机械臂103连接至线性平移系统104。嵌套式晶片搬运机械臂103是两个晶片搬运机械臂，分别是第一晶片搬运机械臂106和第二晶片搬运机械臂108。位于EFEM 102外侧上的是可以容纳晶片储存单元的装载端口110，其中该晶片储存单元即为前开式通用晶舟(FOUP)112。在图1所显示的实施方案中存在四个装载端口110，其各自具有相应的FOUP 112。在其他实施方案中可以存在多个装载端口。EFEM 102可以在装载端口110的对面具有多个装载锁114。在所显示的实施方案中存在两个装载锁114，而各装载锁114在顶部上具有相应的对准器116。在一些实施方案中，EFEM 102可以具有单一装载锁114。图1还以控制器170作为特征，其中该控制器170具有一或更多个处理器172和存储器174，而这将于下文进一步描述。
一般来说，EFEM 102是半导体处理工具的前端，并且是具有大气压或接近大气压的环境。装载端口110、FOUP 112和嵌套式晶片搬运机械臂103处于大气环境中。装载锁114将半导体晶片在EFEM 102与处理室之间传输，其中处理室通常具有低于大气压的压力。装载锁114可以是双向的(容纳入站晶片和出站晶片)或单向的(仅容纳入站晶片或出站晶片)。当晶片在大气环境与处理室之间传输的期间，装载锁能够改变该装载锁内的压力。例如，当待处理的半导体晶片从FOUP传输至处理室时，嵌套式晶片搬运机械臂103中的一个晶片搬运机械臂将会把半导体晶片传输至装载锁114。当半导体晶片位于装载锁114中后，该装载锁将会把内部压力从大气压改变成所连接的室的压力。在一些实施方案中，所连接的室是传输室。在一些实施方案中，所连接的室是处理室。当装载锁的内部压力与所连接的室的压力匹配时，将半导体晶片从装载锁114传输至所连接的该室。在所连接的室是传输室的实施方案中，可以经由该传输室将半导体晶片传输至处理室。在将半导体晶片从处理室传输至大气环境时，会进行类似的处理。装载锁114会成为晶片产量的瓶颈，因为当装载锁改变压力时，半导体晶片必须保持在该装载锁中。在一些实施方案中，如图1所显示的，可能存在多个晶片，且这些晶片能够同时通过装载锁114进行传输。这可以用于增加晶片产量，因为多个晶片可以通过装载锁114而同时从大气环境传输至处理室，或从处理室传输至大气环境。在这些实施方案中，依次将晶片放入装载锁114，以及依次将晶片从装载锁114取出会使产能减慢，因为在改变装载锁的内部压力之前，该室因为晶片装载而必须等待额外时间。可以使用嵌套式晶片搬运机械臂103，使得针对EFEM 102中的位置(例如，装载锁114)的晶片拾取和放置动作可以并行地完成，从而可能使晶片产量提高。
在一些实施方案中，嵌套式晶片搬运机器人103和线性平移系统104可以用于真空传输模块(未显示)中。真空传送模块可以与两个或更多晶片处理模块连接。在一些实施方案中，真空传送模块还可以与一或更多个装载锁连接，其中该装载锁被配置成将晶片从真空传输模块传输至EFEM。嵌套式晶片搬运机器人103和线性平移系统可以用于提高晶片产量，因为可以通过嵌套式晶片搬运机器人而同时将多个晶片在晶片处理模块和/或装载锁之间传输。
图2显示了根据本公开的一些实施方案的嵌套式晶片搬运机械臂203的等角视图。嵌套式晶片搬运机械臂203可以使用作为图1所显示的嵌套式晶片搬运机械臂103。嵌套式晶片搬运机械臂203包括两个晶片搬运机械臂，分别为第一晶片搬运机械臂206和第二晶片搬运机械臂208。各晶片搬运机械臂具有基部218、机械臂连杆和末端执行器220。在图2所显示的实施方案中，各晶片搬运机械臂(206和208)具有对应的基部218、相应的第一臂连杆222、相应的第二臂连杆224和末端执行器220。在一些实施方案中，一或更多个晶片搬运机械臂可具有双重末端执行器(未显示)。图3显示了可用于嵌套式晶片搬运机械臂203中的晶片搬运机械臂307a-307c(统称为307)的示例，但未描绘的其它示例也是可使用的。晶片搬运机械臂307a的第一示例具有双重末端执行器320a和320b。晶片搬运机械臂307a具有两个臂连杆，分别是第一臂连杆322和第二臂连杆324。双重末端执行器320a和320b附接至第二臂连杆324；然而，在一些实现方案中，可以仅将单一末端执行器附接至第二臂连杆324。在一些实施方案中，双重末端执行器可用于同时承载多个晶片。在一些其他实施方案中，第一末端执行器320a可用于承载待处理晶片，而第二末端执行器320b可用于承载已处理晶片。
晶片搬运机械臂的第二示例307b显示出具有单一末端执行器320和三个臂连杆的晶片搬运机械臂。第一臂连杆322与基部318可转动连接。第二臂连杆324与第一臂连杆322可转动连接。第三臂连杆325与第二臂连杆324可转动连接。末端执行器320与第三臂连杆325可转动连接。与图2所显示的具有两个臂连杆的晶片搬运机械臂相比，第三臂连杆325可用于延伸晶片搬运机械臂的伸展范围，并且给予机械臂更多的自由度。
类似地，晶片搬运机械臂的第三示例307c显示出具有单一末端执行器320和四个臂连杆的晶片搬运机械臂。第一臂连杆322与基部318可转动连接。第二臂连杆324与第一臂连杆322可转动连接。第三臂连杆325与第二臂连杆324可转动连接。第四臂连杆327与第二臂连杆325可转动连接，而末端执行器320与第四臂连杆327可转动连接。类似于具有三个连杆的晶片搬运机械臂，具有四个连杆的晶片搬运机械臂允许延伸伸展范围和使自由度更高，从而给予该机械臂更多可行的配置。上述示例被提供以说明可以被用作为嵌套式晶片搬运机械臂的一些晶片搬运机械臂的示例。这些示例被提供以举例且更清楚地说明本公开的方面，而并非意在限制；例如，其他实现方案可以包括额外的末端执行器和/或臂连杆。在某些情况下，单一基部可以支撑多个机械臂，而各机械臂具有自己的末端执行器。
回到图2，所显示的这些晶片搬运机械臂各自具有两个臂连杆和单一末端执行器220。第一臂连杆222具有两个端部，分别是第一臂连杆第一端部230和第一臂连杆第二端部232。第一臂连杆222的第一臂连杆第一端部230经由第一旋转接头226而可旋转地连接至基部218，并且围绕第一轴228旋转。第二臂连杆224具有第二臂连杆第一端部234和第二臂连杆第二端部236。第二臂连杆224在第二臂连杆第一端部234处经由旋转肘部接头250在第一臂连杆第二端部232处可旋转地连接到第一臂连杆222。末端执行器220经由第二旋转接头238而可旋转地连接至第二臂连杆第二端部236处的第二臂连杆224，并且围绕第二轴240旋转。
各旋转接头的旋转由致动器(未显示)驱动。在一些实施方案中，各旋转接头具有其自己的致动器。在其他实施方案中，两个或更多旋转接头可共享单一致动器。在这些实施方案中，两个旋转接头可以彼此可旋转地连接。例如，当第二旋转接头238和肘部旋转接头250彼此可旋转地连接时，这两个旋转接头可以通过滑轮和皮带系统(未显示)进行连接，而该滑轮和皮带系统会使得第二旋转接头238在肘部旋转接头250旋转的同时旋转。通过在第一旋转接头226、旋转肘部接头250和第二旋转接头238处的旋转，这些晶片搬运机械臂中的每一者能够将其相应的末端执行器220相对于位于第一旋转接头226中的各自的相应第一轴228移动。在第一旋转接头226处介于第一臂连杆222与基部218之间的能旋转地连接允许相应的末端执行器220能够围绕第一轴228旋转。在旋转肘部接头250处介于第一臂连杆222与第二臂连杆224之间的能旋转地连接以及在第二旋转接头238处介于第二臂连杆与末端执行器220之间的能旋转地连接允许末端执行器相对于第一轴228朝外伸出和朝内缩回。在一些实施方案中，旋转肘部接头250可以与第二旋转接头238可旋转地连接，使得肘部接头的旋转会致使第二旋转接头旋转，而该第二旋转接头旋转的方式会致使末端执行器220在径向方向中相对于第一轴228伸出和缩回。
晶片搬运机械臂(206和208)中的每一者可以具有竖直驱动机构(未显示)，其中该竖直驱动机构可以被配置成将相应的末端执行器220沿着z驱动轴252移动。z驱动轴252平行于第一轴228。竖直驱动机构可以被安装在基部218中，并且可以使末端执行器220连同第一臂连杆222和第二臂连杆224一起沿着z驱动轴252移动。例如，竖直驱动机构可以是使用丝杠(lead screw)的线性驱动组件，且该丝杠被旋转马达驱动。
图4显示处于“完美嵌套”配置中的嵌套式晶片搬运机械臂403，其中第一晶片搬运机械臂406的末端执行器420A与第二晶片搬运机械臂408的末端执行器420B竖直对准。完美嵌套配置是一种特定类型的“嵌套”配置。嵌套配置是第一晶片搬运机械臂406的末端执行器420A的至少一部分在第二晶片搬运机器人的末端执行器420b上方或下方的配置。嵌套配置允许嵌套式晶片搬运机械臂403同时对位于彼此上方的多个晶片进行拾取和放置。完美嵌套配置是一种配置，其中末端执行器的位置被设置成使得该末端执行器所支撑的多个晶片的中心直接位于彼此上方/下方；应当理解，本文中提及的“嵌套”配置包括完美嵌套配置和其他嵌套配置。“非嵌套”配置是第一晶片搬运机器人的末端执行器420的任何部分都不在第二晶片搬运机器人的末端执行器420b上方或下方。
图4显示了处于嵌套配置，且具体而言处于完美嵌套配置中的嵌套式晶片搬运机械臂403。在嵌套配置中，嵌套式晶片搬运机械臂403被配置成使得各晶片搬运机械臂例如可以对单一FOUP处的多个晶片同时进行拾取或放置。嵌套式晶片搬运机械臂403可以被配置为同时从FOUP内的任何两个可以保持晶片的位置进行拾取，并且使其相应的末端执行器因此被分隔开。一般来说，FOUP中的晶片间距通常为中心到中心为10mm(然而，应能理解的是，下方讨论可以同样适用于10mm间距以外且经适当替换的FOUP晶片间距)。在此示例中，当嵌套式晶片搬运机械臂403处于从FOUP进行拾取的嵌套配置时，末端执行器420应该被竖直分隔开10mm的倍数，例如10mm、20mm、30mm等。为了实现竖直间距为最小距离(例如，10mm)的嵌套配置，可以针对晶片搬运机械臂(406和408)中的每一者以不同方式安装相应的末端执行器420。如图所示，第一晶片搬运机械臂406具有末端执行器420A，且该末端执行器420A被安装成使得相应末端执行器的底表面442面向相应第二臂连杆424A的第二臂连杆顶表面444。第二晶片搬运机械臂408具有末端执行器420B，且该末端执行器420B被安装成使得相应末端执行器的底表面446面向相应第二臂连杆424B的第二臂连杆底表面448。考虑末端执行器的可变动安装配置，各晶片搬运机械臂的第二臂连杆424(424a和424b)可以被安装在肘部旋转接头450处的不同高度处。在一些实施方案中，可以通过在两个晶片搬运机械臂中的一者中使用间隔件429来产生高度差。例如，第二晶片搬运机械臂408在第一臂连杆422B与第二臂连杆424B之间具有间隔件429，而第一晶片搬运机械臂406不具有间隔件。在一些实施方案中，两个晶片搬运机械臂都可以具有间隔件，但是第二晶片搬运机械臂408中的间隔件可以比第一晶片搬运机械臂406中的间隔件更高。各种末端执行器420安装配置使嵌套式晶片搬运机械臂能够移动到嵌套配置中，并且以最小的z方向间距拾取或放置多个晶片。
在图4中，所描绘的实施方案具有第一晶片搬运机械臂406和第二晶片搬运机械臂408，且其各自具有相应的单一末端执行器420(420a或420b)。各末端执行器420被安装至相应的第二旋转接头438。在一些实施方案中，各晶片搬运机械臂可以具有腕座(未显示)，该腕座新增在腕轴(wrist axis)中的额外自由度。在该实施方案中，腕座被安装在第二臂连杆第二端部436与末端执行器420之间，而第二旋转接头438位于此处。在一些实施方案中，各晶片搬运机械臂可以具有如上述图3中的两个或更多末端执行器。在这些实施方案中的一些中，这些末端执行器可以各自与同一旋转接头可旋转地连接。在一些其他实施方案中，这些末端执行器可以连接至两个不同的旋转接头，并且能够彼此独立地旋转。
第一晶片搬运机械臂406和第二晶片搬运机械臂408各自连接到线性平移系统404。线性平移系统404具有框架454，以及附接至该框架的一组线性引导件456。在一些实施方案中，线性平移系统404可以仅具有一组线性引导件456，以用于第一晶片搬运机械臂406和第二晶片搬运机械臂408。在一些其他实施方案中，线性平移系统404可以具有两组(未显示)线性引导件456，其中一组线性引导件用于第一晶片搬运机械臂406，而第二组线性引导件用于第二晶片搬运机械臂408。线性引导件456例如可以是轨条、轨道、滑轨等。图4中所显示的是具有单一组线性引导件456的线性平移系统404。这些晶片搬运机械臂中的每一者被安装到该组线性引导件456，使得各晶片搬运机械臂能够沿着平移轴458独立移动。平移轴458基本上平行于该组线性引导件456，并且垂直于第一轴428。
图5显示了可以在嵌套式晶片搬运机械臂103中使用的晶片搬运机械臂506的示例的截面图。如图5所显示，晶片搬运机械臂506具有基部518，该基部518被配置成沿着一组线性引导件556平移。在另一实施方案中，基部518可以安装于板体(未显示)或托架(未显示)上，其中该板体或托架可以被配置成沿着该组线性引导件滑动。基部518可以被线性驱动螺杆580(例如，580a、580b)驱动。在所显示的实施方案中存在着第一线性驱动螺杆580a和第二线性驱动螺杆580b。第一线性驱动螺杆580a可以被配置成驱动晶片搬运机械臂506，而第二线性驱动螺杆580b可以被配置成驱动第二晶片搬运机械臂(未显示)。这将参照图6而于下文进一步讨论。晶片搬运机械臂506可以具有末端执行器520、第一臂连杆522和第二臂连杆524。第一臂连杆522通过第一旋转接头526而可旋转地连接于基部518。第二臂连杆524通过肘部旋转接头550而可旋转地连接于第一臂连杆522。末端执行器520通过第二旋转接头538而可旋转地连接于第二臂连杆524。马达590、592以及滑轮582可以用于移动这些臂连杆中的每一者。该组臂连杆和末端执行器520可以通过竖直驱动机构586而沿着z方向移动。在所显示的示例中，竖直驱动机构586包括z轴驱动马达588和z驱动丝杠587。第一马达590可以被配置成控制着第一臂连杆522围绕第一旋转接头526的旋转。第二马达592结合滑轮582的配置可以用于将臂连杆伸出和缩回。在一些实施方案中，第二马达592和滑轮582可以被配置成控制末端执行器520。在所显示的实施方案中，晶片搬运机械臂506具有末端执行器驱动马达593，其中该末端执行器驱动马达593被配置成围绕第二旋转接头538驱动末端执行器520。
图6显示了线性平移系统504的示例。在所显示的示例中存在单组线性引导件556，伴随着用于第一晶片搬运机械臂(未显示)的第一基部518a，以及用于第二晶片搬运机械臂(未显示)的第二基部518b。在一些实施方案中，基部518可以安装于板体或托架，其中该板体或托架被配置成沿着线性引导件556平移。线性引导件556基本上平行于平移轴558。各基部518可以被线性驱动系统沿着平移轴558驱动。在该示例中，线性驱动系统包括线性驱动马达578和线性驱动螺杆580(580a和580b)。各基部518可以被相应的线性驱动系统驱动。例如，用于第一晶片搬运机械臂的第一基部518a可以被第一驱动马达578a和第一线性驱动螺杆580a驱动，而用于第二晶片搬运机械臂的基部518b可以被第二驱动马达578b和第二线性驱动螺杆580b驱动。在一些实施方案中，于下文进一步讨论的控制系统(未显示)可能能够控制各线性驱动马达578a和578b，使得各晶片搬运机械臂的基部518独立于其他晶片搬运机械臂的基部而沿着平移轴558平移。
图7显示了具有两组线性引导件556的示例线性平移系统，该两组线性引导件556分别是第一组线性引导件556a和第二组线性引导件556b。第一基部518a附接于第一组线性引导件556a，而第二基部518b附接于第二组线性引导件556b。这两组线性导轨都基本上平行于平移轴558。各基部518可以被相应的线性驱动系统驱动。第一基部518a可以被第一线性驱动马达578a和第一线性驱动螺杆580a沿着第一组线性引导件556a驱动。第二基部518b可以被第二线性驱动马达578b和第二线性驱动螺杆580b沿着第二组线性引导件556b驱动。类似于图6中的单一线性引导件系统，这两组线性引导件可以允许各基部518独立于其他而沿着平移轴558被驱动。
线性平移系统504被配置成使得第一晶片搬运机械臂经由第一基部518a进行的平移能够独立于第二晶片搬运机械臂经由第二基部518b而进行的平移。各线性驱动系统可以被独立控制，使得各基部518可以彼此独立地进行移动(然而，一基部的行进可能会因为其他基部的定位而受限，因为两个基部都能够平移通过至少一些公共区域)。例如，第一基部518a能够沿着平移轴558在第一方向中行进，而第二基部518b保持静止。在此示例中，第一线性驱动马达578a可以驱动第一线性驱动螺杆580a，使得第一基部518a在第一方向中移动。同时，第二线性驱动马达578b可为闲置的，因此第二基部518b可以保持静止。在另一示例中，第一基部518a和第二基部518b可以沿同一方向但以不同速度进行平移。在该示例中，第一线性驱动马达578a可以以第一速率驱动第一线性驱动螺杆580a，使得第一基部518a以第一速度在第一方向中移动。第二线性驱动马达578b可以以第二速率驱动第二线性驱动螺杆580b，使得第二基部518b以第二速度在第一方向中移动。因此，第一基部518a和第二基部518b都可以在第一方向中移动，但以不同的速度进行移动。由于各基部518可以独立于其他基部被控制，因此这些晶片搬运机械臂(其被安装于各自的相应基部)中的每一者可以被控制，以独立于其他晶片搬运机械臂而沿平移轴558平移。上方所提供的示例说明各种实施方案的方面。这些示例被提供以作为示例和更清楚地说明方面，并且不意图进行限制。
回到图4，根据一些实施方案，线性平移系统404具有沿着平移轴458的三个平移区域，分别为第一区域460、第二区域462和第三区域464。第二区域462介于第一区域460与第三区域464之间。只要晶片搬运机械臂406或408中的一者不会阻挡路线，晶片搬运机械臂406或408中的另一晶片搬运机械臂都能够沿着平移轴平移到第二区域462内的任何位置。例如，第一晶片搬运机械臂406可以沿着平移轴458平移，使得第一晶片搬运机械臂的基部418位于第一区域460或第二区域462中。第一晶片搬运机械臂406的基部418不能平移至第三区域中，因为第二晶片搬运机械臂408的基部418不能再进一步移动，从而造成第二晶片搬运机械臂408的基部418将会阻挡第一晶片搬运机械臂406的基部418。类似地，第二晶片搬运机械臂408可以沿着平移轴458平移，使得第二晶片搬运机械臂的基部418可在第二区域462和第三区域464中的各处平移。类似于第一晶片搬运机械臂406和第三区域464，第二晶片搬运机械臂408的基部418不能进入第一区域460，因为第一晶片搬运机械臂406的基部418不能再进一步移动，并且会阻挡第二晶片搬运机械臂的基部418移动至第一区域460中。
图8-A、图8-B、图8-C和图8-D是显示出两个晶片搬运机械臂进行独立平移的四个示例。以下示例被提供以进一步说明各种实施方案的方面。这些示例被提供以作为示例和更清楚地说明方面，而并非意在进行限制。在各图中显示的是线性平移系统804的俯视图、第一晶片搬运机械臂806的基部的示意图，以及第二晶片搬运机械臂808的基部的示意图。在线性平移系统804中有三个平移区域，分别是第一区域860、第二区域862和第三区域864，以及平移轴858，其中该平移轴858表示晶片搬运机械臂能够沿着而进行平移的方向。在各图中存在两个图，其中图(1)表示各晶片搬运机械臂的初始位置，而图(2)表示各晶片搬运机械臂在平移后的位置。
图8-A显示了一晶片搬运机械臂沿着平移轴858平移至新位置，而另一晶片搬运机械臂相对于平移轴保持静止。如图所示，在图(1)和图(2)中，第一晶片搬运机械臂806的基部的位置都保持在第二区域862中的相同位置中，因此第一晶片搬运机械臂未进行平移。第二晶片搬运机械臂808的基部已经从图(1)中的第二区域862中的位置平移至图(2)中的第三区域864中的新位置。第二晶片搬运机械臂在这两个图之间的平移由箭头表示。如此示例所显示的，第二晶片搬运机械臂能够沿平移轴858平移，而第一晶片搬运机械臂保持静止。
图8-B显示了两个晶片搬运机械臂，同时沿平移轴858进行平移。第一晶片搬运机械臂806的基部和第二晶片搬运机械臂808的基部都沿着平移轴858而从它们在图(1)中的各自初始位置平移至图(2)中的最终位置。当两个晶片搬运机械臂都沿平移轴858向右平移时，第二晶片搬运机械臂808的基部沿着平移轴858移动的距离比第一晶片搬运机械臂806的基部沿着平移轴858移动的距离更大。由于第二晶片搬运机械臂808的基部的平移大于第一晶片搬运机械臂806的基部的平移，因此图(2)中的第一晶片搬运机械臂的基部与第二晶片的基部之间的距离大于图(1)中的两个晶片搬运机械臂之间的距离。
图8-C显示了两个晶片搬运机械臂从它们在图(1)中的各自初始位置沿着平移轴858向右平移至图(2)中的最终位置。两个晶片搬运机械臂沿着平移轴858向右平移相同距离。图(1)中位于初始位置中的第一晶片搬运机械臂806的基部与第二晶片搬运机械臂808的基部之间的距离，与在图(2)中所显示的平移后的两个晶片搬运机械臂之间的距离是相同的。在实际进行平移期间，两个晶片搬运机械臂可同时以相同的速度进行平移，而在整个平移期间使两个晶片搬运机械臂之间的距离保持相同；替代地，可以替代性地以不同的速度行进，并且分隔变化(varying)距离。
图8-D显示了两个晶片搬运机械臂在不同方向中沿着平移轴858进行平移。第一晶片搬运机械臂806的基部沿着平移轴858向左平移，而第二晶片搬运机械臂808的基部沿着平移轴向右平移。如图所示，两个晶片搬运机械臂都是从第二区域862出发。第一晶片搬运机械臂806的基部向左平移进入第一区域860，而第二晶片搬运机械臂808的基部向右平移进入第三区域864。如这四个示例中所显示的，这些晶片搬运机械臂能够沿着平移轴858在两个不同方向中、以不同速度，或在同一方向中以不同量的方式同时且独立地进行平移。通过使这些晶片搬运机械臂中的每一者独立地沿着平移轴858平移，这两个晶片搬运机械臂可以彼此独立地运行，从而提高工具效率且增加晶片产量。例如，两个晶片搬运机械臂可以各自从装载锁拾取已处理过的晶片，并且将各晶片放置在相应且可能被分隔开的FOUP(例如，位于一系列FOUP的相对端处的FOUP)中。它们可以类似地各自同时从相应的FOUP(其可以类似地被分隔开)拾取待处理的晶片，且两者都移动朝向第二区域862中的装载锁，并且将这些晶片放置在装载锁中。这可以同时发生，从而可以减少在多个晶片装载锁中装载和卸除晶片所耗费的时间。
回到图4，嵌套式晶片搬运机械臂403处于嵌套配置中。在该嵌套配置中，第一晶片搬运机械臂406的末端执行器420A和第二晶片搬运机械臂408的末端执行器420B位于彼此上方。这允许两个晶片搬运机械臂从两个位置进行拾取或放置，而在这两个位置中，一个位置位于另一位置上方。例如，如图1所显示，晶片搬运机械臂可能能够从单一FOUP 112中的两个不同槽进行拾取。在另一示例中，这些晶片搬运机械臂中的一者将晶片放置在对准器116上，而另一个晶片搬运机械臂同时将第二晶片放置在装载锁114中。图9-A和图9-B中显示这两个示例的侧视图。
图9-A显示了处于嵌套配置中的嵌套式晶片搬运机械臂903的侧视图；即，一晶片搬运机械臂的末端执行器920直接位于其他晶片搬运机械臂的末端执行器上方。在此示例中，第二晶片搬运机械臂908的末端执行器920B位于第一晶片搬运机械臂906的末端执行器920A上方。这两个机械臂所处的位置用于同时将晶片放置在两个不同的位置中，而其中一个位置位于另一个位置的正上方。在此示例中，顶部位置是对准器916，其直接位于底部位置－装载锁914上方。如上所述，装载锁用于将晶片从具有大气压力的环境传输至处理室或真空传输室(未显示)，而这些处理室或真空传输室的环境通常具有比大气压力更低的压力。对准器916用于在晶片进入装载锁914之前将其旋转，以确保该晶片被正确地定向以进行晶片处理。这两个晶片搬运机械臂能够将这些末端执行器直接放置在彼此上方。各晶片搬运机械臂的对应竖直驱动机构(未显示)可以使对应的末端执行器沿着z驱动轴移动，使得这些末端执行器在对准器916中的晶片支撑表面966与装载锁914中的晶片支撑表面966之间间隔开相同距离。当两个晶片搬运机械臂处于嵌套位置时，其可以同时拾取晶片、可以同时放置晶片，或是让其中一晶片搬运机械臂拾取晶片，而另一晶片搬运机械臂同时放置晶片。例如，第二晶片搬运机械臂908可以将晶片放置在对准器916中，而第一晶片搬运机械臂906拾取位于装载锁914中的晶片。这允许将对准器中的晶片进行对准，同时将装载锁中的晶片移除。
图9-B显示了处于嵌套配置中且正要从FOUP 912进行拾取的嵌套式晶片搬运机械臂903。FOUP 912位于EFEM(未显示)的装载端口910上。如于上文在图1中所讨论，在单一EFEM中可以停靠(dock)多个FOUP。FOUP 912具有用于储存半导体晶片的多个槽968。一般而言，FOUP 912中的这些槽968分隔10mm。嵌套式晶片搬运机械臂903能够将它们各自的末端执行器920进行定位，使得两个末端执行器之间的距离与让各晶片搬运机械臂将从中进行拾取的相应槽968的位置互相匹配。例如，如果晶片搬运机械臂将从FOUP 912中的连续槽968进行拾取，一晶片搬运机械臂的末端执行器920将位于另一晶片搬运机械臂的末端执行器的正上方10mm。嵌套式晶片搬运机械臂903可以同时从同一FOUP 912中的相应槽968拾取相应晶片。在另一示例中，嵌套式晶片搬运机械臂903可以同时将相应晶片放置到同一FOUP912中的相应槽968中。在又一示例中，嵌套式晶片搬运机械臂903可以使一晶片搬运机械臂同时从FOUP中的相应槽968拾取晶片，而另一晶片搬运机械臂同时将晶片放入同一FOUP中的相应槽中。
嵌套式晶片搬运机械臂能够同时将晶片拾取和放置在彼此以水平距离间隔开的位置。图10中显示的是嵌套式晶片搬运机械臂1003的等角视图，其中该嵌套式晶片搬运机械臂1003正准备从间隔一定水平距离的多个位置拾取晶片。在所显示的示例中，第一晶片搬运机械臂1006和第二晶片搬运机械臂1008准备在与线性平移系统1004同一侧上的晶片放置位置处拾取晶片。在先前的示例中，嵌套式晶片搬运机械臂1003在位于彼此上方的多个位置中拾取和放置晶片。在此示例中，第一晶片搬运机械臂1006和第二晶片搬运机械臂1008两者的末端执行器1020处于彼此间隔一定水平距离的位置中。各晶片搬运机械臂可具有竖直驱动机构，该竖直驱动机构可用于将相应的末端执行器放置在另一晶片搬运机械臂上的另一末端执行器的高度处。竖直驱动机构允许各晶片搬运机械臂在一位置处同时进行拾取和放置，其中该位置与另一晶片搬运机械臂正在拾取和/或放置晶片的第二位置平齐(或在不同的高度，例如在不同的FOUP晶片高度处)。在一些情况下，在两个晶片搬运机械臂正在拾取和/或放置晶片的这两个位置之间可以具有水平距离，并且这两个位置彼此处于不同的高度。
图11中所显示的是间隔一定水平距离的的嵌套式晶片搬运机械臂1103的另一等角视图。第一晶片搬运机械臂1106和第二晶片搬运机械臂1108准备从线性平移系统1104的远离端上的多个晶片位置拾取晶片。两个晶片搬运机械臂位于线性平移系统1104的最远离端处，其中第一晶片搬运机械臂1106位于线性平移系统的第一区域1160中，而第二晶片搬运机械臂1108位于线性平移系统的第三区域1164。如前所述，两个晶片搬运机械臂能够在彼此间隔一定水平距离的多个位置处彼此独立地拾取和放置晶片。在此示例中，两个晶片搬运机械臂正在拾取晶片，而这些晶片搬运机械臂的相应基部1118位于线性平移系统1104的不同区域中。
在图11所显示的示例中，两个嵌套式晶片搬运机械臂1103被显示位于线性平移系统1104的第一侧上。在一些实施方案中(未显示)，第一晶片搬运机械臂可以被安装在线性平移系统的第一侧上，而第二晶片搬运机械臂可以被安装在线性平移系统的第二侧上。各晶片搬运机械臂可以被配置成沿着该平移系统的整个长度行进。
上述线性平移系统可以用来提供本文中所述的嵌套式晶片搬运机械臂的线性平移系统的一个示例；下文参照图12和图13而描述另一线性平移系统。
图12是嵌套式晶片搬运机械臂的另一示例的等角视图，其中该嵌套式晶片搬运机械臂具有基于连杆组(linkage)的平移系统1204。在所显示的示例中，这些晶片搬运机械臂包括两个晶片搬运机械臂，分别是第一晶片搬运机械臂1206和第二晶片搬运机械臂1208。各晶片搬运机械臂具有相应的基部1218、机械臂连杆和末端执行器1220。此示例中的各晶片搬运机械臂系具有两个臂连杆，分别为第一臂连杆1222和第二臂连杆1224；然而，其他类似配置的特征可以是具有不同臂连杆数量(例如，三或四个臂连杆)的晶片搬运机械臂。
在所显示的基于连杆组的平移系统1204中，该基于连杆组的平移系统1204具有基于连杆组的平移系统基部1294。该基于连杆组的平移系统基部1294具有两个平移连杆套组1291a和1291b。各平移连杆套组1291连接且支撑着相应的晶片搬运机械臂。第一平移连杆套组1291a连接第一晶片搬运机械臂1206的基部1218，而第二平移连杆套组1291b连接第二晶片搬运机械臂1208的基部1218。在一些实施方案中，各平移连杆套组1291可以具有两个或更多连杆。在所显示的实施方案中，各平移连杆套组1291具有两个连杆，分别是第一连杆1295和第二连杆1296。在一些实施方案中，第一连杆1295和第二连杆1296可以具有相同尺寸。在一些实施方案中，各连杆可以具有不同的尺寸；例如，第一连杆1295可以比第二连杆1296更长。在所显示的实施方案中，各平移连杆套组1291的第一连杆1295和第二连杆1296具有相同尺寸。
这些第一连杆1295的每个第一端通过对应的第一旋转接头1210而可旋转地连接至该基于连杆组的平移系统基部1294，且各个第一端能够围绕第一旋转轴1211旋转。在一些实现方案中，各第一连杆1295可以被配置成围绕第一旋转轴1211旋转360°，并且可以在顺时针和逆时针方向两者中旋转。在这些实现方案中，各第一连杆1295可以旋转，使得第一连杆的第二端可以移动至或通过该基于连杆组的平移系统基部1294正下方的位置。类似地，在这些实现方案中，各第一连杆1295也可以旋转，使得该第一连杆的第二端可以移动至或通过该基于连杆组的平移系统基部1294正上方的位置。在一些实施方案中，取决于臂连杆的长度，可以在该基于连杆组的平移系统基部1294下方的地板中设立空腔。该空腔可以允许这些臂连杆中的每一者向下旋转，使得其肘部接头(介于第一连杆1295与第二连杆1296之间)向下摆动而进入该空腔中，且避免撞击地板，从而允许基部1218的位置更接近地板(与其他设置方式相比)。第二连杆1296的各第一端通过相应的第二旋转接头1212而可旋转地连接于第一连杆1295的相应第二端，且该各第一端能够围绕相应的第二旋转轴1213旋转。各第二旋转轴1213基本上平行于第一旋转轴1211。各晶片搬运机械臂的基部1218通过第三可旋转接头1214而可旋转地连接相应平移连杆套组1291的第二连杆1296的相应第二端。
所显示的基于连杆组的平移系统1204可以使第一晶片搬运机械臂1206和第二晶片搬运机械臂1208彼此独立地进行移动。在一些实现方案中，基于连杆组的平移系统1204的特征可以在于平移连杆套组1291，其中该平移连杆套组1291可以被位于基于连杆组的平移系统基部1294中的多个马达驱动，使得这些基于连杆组的平移系统1204各自具有多于一个的单一自由度，以便能够将晶片搬运机械臂沿着平移平面1215在任何方向中移动。平移平面1215垂直于第一旋转轴1211。例如，这些基于连杆组的平移系统1204中的每一者可以被配置成能够将其所支撑的晶片搬运机械臂沿着水平轴1216或竖直轴1217移动，或将其所支撑的晶片搬运机械臂在一方向中或沿着一路径移动，其中该方向或该路径具有沿着水平轴1216和竖直轴1217两者的分量。在这样的实现方案中，可以经由平移连杆套组1291的致动而促进晶片搬运机械臂1206和1208的末端执行器的竖直移动，而不是经由其基部1218中的致动器来促进。
在其他基于连杆组的平移系统的实现方案中，平移连杆套组的运动范围可以是更为受限的；例如，其各自仅具有单一自由度。在这种实现方案中，单一驱动马达可以驱动各平移连杆套组，使其第一连杆1295相对于基于连杆组的平移系统基部1294进行旋转。各平移连杆套组的剩余连杆和其所支撑的相应基部1218可以与该平移连杆套组1291的第一连杆的运动以运动学方式链接，使得这种旋转会导致其所支撑的基部1218沿着水平轴1216平移，而不会旋转或竖直平移(针对本公开的目的，由于平移连杆的重力负载和挠曲所引起的轻微位移不被视为平移运动)。
连杆组平移系统1204可以移动晶片搬运机械臂，使得其基部1218间隔一定水平距离。如图12所显示的，两个晶片搬运机械臂基部1218彼此平齐。第一晶片搬运机械臂1206被直接定位在连杆组平移系统1204的基部1294前方，而第二晶片搬运机械臂1208被定位在基于连杆组的平移系统基部1294的右方。类似于上述的线性平移系统，连杆组平移系统1204可以将晶片处理机械臂的基部1218彼此独立地进行移动。
图13显示了晶片搬运机械臂，其处于嵌套配置中且具有基于连杆组的平移系统1204。在嵌套晶片配置中，第一晶片搬运机械臂1206的末端执行器1220a位于第二晶片搬运机械臂1208的末端执行器1220b的正上方。基于连杆组的平移系统1204能够将晶片搬运机械臂的基部1218彼此相邻地移动，从而允许各晶片搬运机械臂将其对应的末端执行器定位在与其他晶片搬运机械臂的末端执行器竖直对齐的位置中。应理解，也可以使用平移连杆套组1291的其他位置而得到这种基部1218的并排配置。因此，基于连杆组的平移系统1204可以用于产生晶片搬运机械臂1206和1208的平移运动，而这些平移运动类似于使用本文中先前讨论的线性平移系统可得到的那些平移运动；且应认识到，也可以使用如图12和13中所显示的基于连杆组的平移系统来复制上方针对前述线性平移系统实现方案所描述的移动。
基于连杆组的平移系统可以在半导体晶片处理工具中使用。例如，基于连杆组的平移系统可以在EFEM中使用。在另一示例中，基于连杆组的平移系统可以在真空传输模块中使用。当基于连杆组的平移系统在EFEM中使用时，该基于连杆组的平移系统的基部可以位于该EFEM的任一侧上。一般而言，EFEM可以在第一侧上具有一或更多个FOUP，且在与该第一侧相对的第二侧上具有一或更多个装载锁(参图1)。在一些实施方案中，基于连杆组的平移系统可以被安装在第一侧(即，与该一或更多个FOUP相同的一侧)上。在一些实施方案中，基于连杆组的平移系统可以被安装在第二侧(即，与该一或更多个装载锁相同的一侧)上。
图14为EFEM 1402的实施方案的示意图。位于EFEM 1402中的是嵌套式晶片搬运机械臂1403，分别是第一晶片搬运机械臂1406和第二晶片搬运机械臂1408。所显示的是四个FOUP 1412，分别是第一FOUP 1412a、第二FOUP 1412b、第三FOUP 1412c和第四FOUP 1412d。在所显示的实施方案中存在两个装载锁1414，分别是第一装载锁1414a和第二装载锁1414b，以及存在两个对准器1416，分别是第一对准器1416a和第二对准器1416b，其中对准器各自都被设置在相应的装载锁上方。嵌套式晶片搬运机械臂1403包括第一晶片搬运机械臂1406和第二晶片搬运机械臂1408，且其基部被配置成沿着线性平移系统(未显示)的平移轴1458进行平移。晶片搬运机械臂中的每一者可以独立于另一晶片搬运机械臂所执行的操作来执行操作。例如，取决于晶片搬运机械臂中的每一者的定位，各晶片搬运机械臂可以执行例如拾取晶片、放置晶片、沿着平移轴平移等操作。虽然任一晶片搬运机械臂都可以独立于另一者而执行操作，但两个晶片搬运机械臂可以协同执行操作以增加该工具的晶片产量。下文所罗列的是嵌套式晶片搬运机械臂1403如何一起协作的示例。以下示例被提供以进一步说明各种实施方案的方面。这些示例被提供以作为示例和更清楚地说明方面，而并非意在进行限制。
在第一示例中，第一晶片搬运机械臂1406和第二晶片搬运机械臂1408执行操作，以将第一晶片和第二晶片从第一FOUP 1412a转移至装载锁1414。第一晶片搬运机械臂1406和第二晶片搬运机械臂1408沿着平移轴1458而平移至这两个晶片搬运机械臂可以例如彼此相邻地从第一FOUP 1412a进行拾取的位置，其中这两个晶片搬运机械臂的第一旋转接头离中心轴的距离是大致相等的，该中心轴垂直于平移轴且穿过该第一晶片和第二晶片的中心。在各晶片搬运机械臂的基部就定位后，可以致使两个晶片搬运机械臂移动至嵌套配置中，其中各晶片搬运机械臂的末端执行器被设置在第一FOUP 1412a前方且其中一者位于另一者上方的位置，例如相应的顶表面被竖直间隔10mm。接着，两个晶片处理机械臂可以同时从第一FOUP 1412a拾取相应的晶片。在一些实施方案中，拾取动作可以是基本上同时的；而在其他实施方案中，拾取动作可以在末端执行器之间是按顺序的。在各晶片搬运机械臂拾取相应的晶片之后，晶片搬运机械臂可以沿着平移轴1458平移，使得第一晶片搬运机械臂1406靠近第一对准器1416a和第一装载锁1414a，而第二晶片搬运机械臂1408靠近第二对准器1416b和第二装载锁1414b，如图14所示。第一晶片搬运机械臂1406可以将第一晶片放置到第一对准器1416a中，而第二晶片搬运机械臂1408同时将第二晶片放置到第二对准器1416b中。两个对准器1416进行旋转，并且将其对应的晶片进行对准。在晶片对准后，两个晶片处理机械臂可以同时从对应的对准器1416拾取对应的晶片。第一晶片搬运机械臂1406可以将第一晶片放置到第一装载锁1414a中，而第二晶片搬运机械臂1408可以同时将第二晶片放置到第二装载锁1414b中。移动第一晶片和第二晶片的操作可以彼此并行进行，即至少部分是同时进行的。
在EFEM 1402的一些实施方案中不存在对准器，而晶片可以从FOUP 1412被直接放置到装载锁1414中。在该实施方案中，在晶片搬运机械臂从适当的FOUP 1412拾取对应的晶片后，各晶片搬运机械臂将其对应的晶片放入对应的装载锁1414中。例如，携带着来自第一FOUP 1412a的第一晶片的第一晶片搬运机械臂1406可以将该第一晶片从该第一FOUP1412a直接放置到第一装载锁1416a中，而携带着来自第一FOUP 1412a的第二晶片的第二晶片搬运机械臂1408将会同时将该第二晶片从该第一FOUP 1412a直接放置到第二装载锁1416b中。
也可以使两个晶片搬运机械臂完成与上述处理类似的处理，但是可以从两个不同的FOUPS1412进行拾取，而不是从单一FOUP进行拾取。在此示例中，第一晶片搬运机械臂1406从第二FOUP 1412b拾取第一晶片，而第二晶片搬运机械臂1408同时从第四FOUP 1412d拾取第二晶片(应理解，在其他实现方案中，可以选择不同的FOUP或从不同的FOUP进行拾取)。两个晶片搬运机械臂将会继续上述处理，使得各晶片同时从其相应的FOUP 1412中被拾取之后，两个晶片被同时放置到对准器1416和/或装载锁1414中。
在另一示例中，两个晶片搬运机械臂可以工作，以确保装载锁处于持续或接近持续的使用状态，并且经历来自晶片装载或卸除操作的最小延迟。在该示例中，第一晶片可以被处理完毕，并且准备好从第一装载锁1414a移动回到EFEM 1402中的大气压力状态中。第一晶片搬运机械臂1406可以从第二FOUP 1412b拾取第二晶片，并且将第二晶片放置在第一对准器1416a中。第二晶片搬运机械臂1408可以同时从装载锁1414a拾取第一晶片，并且将该晶片放置在第四FOUP 1412d中。接着，第二晶片搬运机械臂可以从第三FOUP 1412c拾取第三晶片。在第二晶片被对准后，第一晶片搬运机械臂可以从对准器1416a拾取第一晶片。接着，第一晶片搬运机械臂可以将来自对准器1416a的第一晶片放置到第一装载锁1414a中，同时第二晶片搬运机械臂将来自FOUP 1412c的第三晶片放置到第一对准器1416a中。为此，两个晶片搬运机械臂可以移动回到嵌套配置中。通过该方法来搬运晶片，一旦晶片搬运机械臂从装载锁1414a拾取晶片，另一晶片搬运机械臂即准备好将新的晶片放入装载锁。这可以确保更有效率地使用装载锁，并且使装载晶片的等待时间减少。
通过使EFEM 1402具有两个晶片搬运机械臂，可能能够使工具提高其产量。与EFEM中具有单一晶片搬运机械臂的工具相比，两个晶片搬运机械臂可以从FOUP中拾取两个晶片，并且将两个晶片同时放入装载锁中。这可以使产量加倍。例如，考虑具有单一EFEM晶片搬运机械臂的系统，针对晶片搬运机械臂从FOUP拾取晶片、行进至装载锁，将晶片放入装载锁、从装载锁中取出处理过的晶片、行进到FOUP，以及将晶片放入FOUP中的平均循环时间为13.4秒。如果装载锁需要两个晶片且只有一个晶片搬运机械臂，则需要依次执行两个这样的循环，而总共需要26.8秒使晶片搬运机械臂将两个晶片装载到装载锁中。然而，如果同一示例系统被配备两个晶片搬运机械臂，则各晶片搬运机械臂可以同时从FOUP中拾取相应的晶片、行进到装载锁、将晶片放入装载锁、从装载锁拾取处理过的晶片、行进到FOUP，以及将处理过的晶片放入FOUP；因此，各晶片搬运机械臂可以在装载单一晶片的循环时间内将两片晶片装载到装载锁中。因此，虽然这些晶片搬运机械臂以相同的速率工作，但它们能够完成的工作是使用一个晶片搬运机械臂所能完成的工作的两倍。在第一示例中，假设产量是瓶颈，则单一晶片搬运机械臂可以在一小时内装载约269个晶片。在第二示例中，假设产量是工具的瓶颈，则双重晶片搬运机械臂可以在一小时内装载约537个晶片。
如上所述，在一些实现方案中，控制器可以是本文所述的嵌套式晶片搬运机械臂的一部分。图1描绘了示例性控制器170的示意图，该控制器170具有一或更多个处理器172和存储器174，其可以与用于控制第一晶片搬运机械臂106、第二晶片搬运机械臂108、线性平移系统104、装载锁114和对准器116的操作的电子组件整合在一起。取决于处理需求和/或系统类型，可将控制器进行编程以控制本文所公开的任何处理，例如用于控制线性平移系统104和嵌套式晶片搬运机械臂103的处理，以及控制本文未描述其他处理或参数，例如处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出与具体系统连接或对接的室和其他转移工具和/或装载锁。
应理解，本文所讨论和描绘的晶片搬运机械臂可以被配置成具有等长的臂连杆(例如，等长的第一和第二臂连杆)，或不等长的臂连杆(例如，不等长的第一和第二臂连杆)。因此，即使晶片搬运机械臂的两个臂连杆在特定图中被显示为等长(其中，长度指的是介于与该连杆的相对端相关联的多个旋转轴之间的距离)，也应当理解那些所描绘的连杆也可以被设计成不等长的。类似地，如果晶片搬运机器人的两个臂连杆在特定图中被显示为不等长的，则也应理解所描绘的连杆也可以被设计为同样长度。
概括地说，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。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/或执行程序指令(例如，软件)的一个或多个微处理器或微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)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处理的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，以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。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供处理配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的处理的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的处理和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。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)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。
根据本公开的示例性嵌套式晶片搬运机械臂和线性平移系统可以但不限于被安装在半导体处理工具中，或作为该半导体处理工具的一部份，其中该半导体处理工具具有等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、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、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。
应当理解，短语“对于一个或多个<项目>中的每个<项目>”、“一个或多个<项目>中的每个<项目>”等，如果在本文中使用的话，包括单项目组和多项目组，即，短语“针对…每个”(“for…each”)的使用含义是，它在编程语言中用于指所引用的任何项目群中的每个项目。例如，如果所引用的项目群是单个项目，则“每个”将仅指该单个项目(尽管“每个”的字典定义经常将该术语定义为指“两个或多个事物中的每一个”)，并且并不意味着必须至少有两个这些项目。类似地，术语“集合”或“子集”本身不应被视为必然涵盖多个项目——应当理解，集合或子集可以仅涵盖一个成员或多个成员(除非上下文另外指明)。
在本公开内容和权利要求中序数指示符例如(a)、(b)、(c)…等的使用(如果有的话)应被理解为不传达任何特定顺序或序列，除了这样的顺序或序列被明确指示的情况。例如，如果存在标记为(i)、(ii)和(iii)的三个步骤，则应当理解，除非另有说明，否则这些步骤可以以任何顺序执行(或者甚至同时执行，如果没有另外禁忌的话)。例如，如果步骤(ii)涉及对在步骤(i)中创建的要素的处理，则步骤(ii)可以被视为在步骤(i)之后的某个点发生。类似地，如果步骤(i)涉及对步骤(ii)中创建的要素的处理，则应理解相反的情况。还应当理解的是，本文中序数指示符“第一”的使用，例如“第一项目”，不应被理解为隐含地或固有地暗示必然存在“第二”实例，例如“第二项目。”
除非另有说明，否则本文所使用的术语“之间”且当与数值范围一起使用时应被理解为包括该范围的开始值和结束值。例如，介于1与5之间应被理解为包括数字1、2、3、4和5，而不仅是数字2、3和4。
应当理解，前述概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被视为是本文所公开的发明主题的一部分。尤其是，在本公开最后面的所请求保护的目标主体的所有组合被认为是本文所公开的发明主题的一部分。还应当理解，本文明确使用的术语(其也可能出现在作为参考文献而引进的任何公开内容中)应当被赋予最一致的含义。
应当理解，上方的公开内容虽然聚焦在一个或更多特定示例性实现方案，但这些公开内容不仅限于所讨论的示例，而是还可以适用于类似的变体和机制，并且也将这样的类似变体和机制设想是在本公开的范围内。
虽然为了清楚理解的目的，已经在一定程度上详细描述了上述实施方式，但显而易见的是，某些变化和修改可在所附权利要求的范围内实施。应当注意，有实现本发明的实施方案的处理、系统、和设备的许多替代方式。因此，本发明的实施方案应被认为是说明性的而不是限制性的，并且这些实施方案并不受限于这里给出的细节。

Claims (32)

1.一种用于在半导体处理工具中传输晶片的装置，该装置包括：
第一晶片搬运机械臂；
第二晶片搬运机械臂；以及
线性平移系统，其被配置成与所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂对接，其中：
所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂各自具有相应的基部；
所述装置被配置成致使所述基部独立地沿着水平的平移轴至少在嵌套配置与非嵌套配置之间来回移动；
所述线性平移系统、所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂被配置成使得所述第一晶片搬运机械臂的所述基部能够被所述线性平移系统沿着所述平移轴移动并且通过第一区域和第二区域，但不通过第三区域；以及使得所述第二晶片搬运机械臂的所述基部能够被所述线性平移系统移动通过所述第二区域和所述第三区域，但不通过所述第一区域；以及
所述第二区域介于所述第一区域与所述第三区域之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂各自还包括：
相应的末端执行器；以及
相应的两个或更多机械臂连杆，该相应的所述两个或更多机械臂连杆至少包括(a)相应的第一机械臂连杆，其具有相应的第一端和相应的第二端，其中相应的所述第一机械臂连杆的所述第一端经由相应的第一旋转接头而与相应的所述基部能旋转地连接，使得相应的所述第一机械臂连杆能够围绕相应的第一轴而相对于相应的所述基部旋转；以及(b)相应的第二机械臂连杆，其具有第一端和第二端，其中相应的所述第二机械臂连杆的所述第二端经由相应的第二旋转接头而与相应的所述末端执行器能旋转地连接，使得相应的所述末端执行器能够围绕相应的第二轴而相对于相应的所述第二机械臂连杆旋转。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一晶片搬运机械臂的相应的所述基部和所述第二晶片搬运机械臂的相应的所述基部各自具有相应的竖直驱动机构，其中所述竖直驱动机构被配置成致使相应的所述末端执行器沿着与相应的所述第一轴平行的轴移动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述线性平移系统包括第一组线性引导件，且所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂两者都与所述第一组线性引导件能移动地连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述线性平移系统具有第一组线性引导件和第二组线性引导件，所述第一晶片搬运机械臂与所述第一组线性引导件能移动地连接，而所述第二晶片搬运机械臂与所述第二组线性引导件能移动地连接。
6.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的底表面面向所述第一晶片搬运机械臂的所述第二机械臂连杆的顶表面。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器的顶表面面向所述第二晶片搬运机械臂的所述第二机械臂连杆的底表面。
8.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面比所述第一晶片搬运机械臂的所述第一机械臂连杆的顶表面高出第一距离，
所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面比所述第二晶片搬运机械臂的所述第一机械臂连杆的顶表面高出第二距离，以及
所述第一距离与所述第二距离之间的差值为10mm±1mm。
9.根据权利要求2所述的装置，其中每个晶片搬运机械臂具有相应的第二末端执行器。
10.根据权利要求2所述的装置，其还包括控制器，其中所述控制器具有一或更多个存储器设备，且所述一或更多个存储器设备与一或更多个处理器通信连接。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述控制器被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂至少在第一配置与第二配置之间移动，其中：
在所述第一配置中，所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂被定位成使得所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器位于所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的正上方，且所述第二晶片搬运机械臂的所述第一轴与所述第一晶片搬运机械臂的所述第一轴分隔开第一距离，
在所述第二配置中，所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂被定位成使得所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器与所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器分隔开水平距离，且所述第二晶片搬运机械臂的所述第一轴与所述第一晶片搬运机械臂的所述第一轴分隔开第二距离，以及
所述第二距离大于所述第一距离。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，在所述第一配置中，所述第一晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面比所述第二晶片搬运机械臂的所述末端执行器的衬底支撑表面低10mm±1mm。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述控制器被配置成致使所述线性平移系统将所述晶片搬运机械臂中的一者的相应的所述基部沿着所述平移轴移动，而所述晶片搬运机械臂中的另一者的相应的所述基部则相对于所述线性平移系统保持静止。
14.根据权利要求10所述的装置，其中所述控制器被配置成致使所述线性平移系统将所述第一晶片搬运机械臂的相应的所述基部沿着所述平移轴且在第一方向中移动，以及致使所述线性平移系统将所述第二晶片搬运机械臂的相应的所述基部沿着所述平移轴在第二方向中移动。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一方向和所述第二方向是同一方向。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，当所述第一晶片搬运机械臂和所述第二晶片搬运机械臂沿着所述平移轴平移时，所述第一晶片搬运机械臂的所述第一轴和所述第二晶片搬运机械臂的所述第一轴保持分隔开第一间隔距离。
17.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一方向和所述第二方向是不同方向。
18.根据权利要求10所述的装置，其中所述控制器被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一晶片放置位置拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从第二晶片放置位置拾取第二衬底，所述第一晶片放置位置位于所述第二晶片放置位置的上方或下方。
19.根据权利要求10所述的装置，其中所述控制器被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一晶片放置位置拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从第二晶片放置位置拾取第二衬底，所述第二晶片放置位置与所述第一晶片放置位置间隔开水平距离。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述控制器还被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置在第三晶片放置位置处，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置在第四晶片放置位置处，其中所述第三晶片放置位置位于所述第四晶片放置位置的上方或下方。
21.根据权利要求19所述的装置，其中所述控制器还被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置在第三晶片放置位置处，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置在第四晶片放置位置处，其中所述第三晶片放置位置与所述第四放置晶片位置间隔开水平距离。
22.根据权利要求1所述的装置，其还包括三个或更多装载端口和两个或更多装载锁，其中所述三个或更多装载端口位于所述线性平移系统的第一侧上，所述两个或更多装载锁位于所述线性平移系统的与所述第一侧相对的第二侧上，且所述三个或更多装载端口中的每一者被配置成接收相应的前开式通用晶舟。
23.根据权利要求22所述的装置，其还包括两个或更多对准器，其中每个对准器位于相应的装载锁上方。
24.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制器还被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一前开式通用晶舟拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从所述第一前开式通用晶舟拾取第二衬底。
25.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制器还被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂从第一前开式通用晶舟拾取第一衬底，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时从第二前开式通用晶舟拾取第二衬底。
26.根据权利要求24所述的装置，其中所述控制器还被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置于第一装载锁中，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置于第二装载锁中。
27.根据权利要求24所述的装置，其中所述控制器还被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将所述第一衬底放置于第一对准器上，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将所述第二衬底放置于第二对准器上。
28.根据权利要求23所述的装置，其中所述控制器还被配置成致使所述第一晶片搬运机械臂将第一衬底放置于装载锁中，以及致使所述第二晶片搬运机械臂同时将第二衬底放置于对准器上。
29.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述线性平移系统是基于连杆组的平移系统，所述基于连杆组的平移系统具有第一组连杆组和第二组连杆组，所述第一组连杆组连接且支撑所述第一晶片搬运机械臂的所述基部，而所述第二组连杆组连接且支撑所述第二晶片搬运机械臂的所述基部。
30.根据权利要求29所述的装置，其中所述基于连杆组的平移系统具有基部，且每组连杆组至少具有(a)相应的第一连杆，其具有相应的第一端和相应的第二端，其中相应的所述第一连杆的所述第一端经由相应的第一旋转接头而与所述基于连杆组的平移系统的所述基部能旋转地连接，使得相应的所述第一连杆能够围绕相应的第一轴而相对于所述基于连杆组的平移系统的所述基部旋转；以及(b)相应的第二连杆，其具有第一端和第二端，其中相应的所述第二连杆的所述第一端与相应的所述第一连杆的所述第二端能旋转地连接，而相应的所述第二连杆的所述第二端经由相应的旋转接头而与所述晶片搬运机械臂中的相应一者的所述基部能旋转地连接，使得相应的所述晶片搬运机械臂能够围绕相应的第二轴而相对于相应的所述第二连杆旋转。
31.根据权利要求30所述的装置，其中所述基于连杆组的平移系统被配置成使得每个第二连杆的所述第二端被局限于沿着所述平移轴移动。
32.根据权利要求30所述的装置，其中所述基于连杆组的平移系统被配置成使得每个第二连杆的所述第二端被局限于沿着平移平面移动，其中所述平移平面垂直于所述第一轴。
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