TW202129825A - 多指機器人設備、電子元件製造設備及適於在電子元件製造過程中運輸多個基板的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了電子元件製造設備和機器人設備。設備被配置為有效地拾取和放置基板，其中機器人設備包括臂部件和刀片部件。刀片部件可包括兩個或更多個端效器，其可一次獲取並放置兩個或更多個基板。設備可以包括多個臂部件和多個刀片部件。每個刀片部件可包括兩個或更多個端效器，以一次承載兩個或更多個基板。刀片部件可以彼此獨立地移動或可以相依地連接。

Description

多指機器人設備、電子元件製造設備及適於在電子元件製造過程中運輸多個基板的方法
本揭示內容係關於電子設備製造，並且更具體地涉及適於在電子元件製造設備內傳送多個基板的設備和方法。
傳統的電子元件製造設備可以包括多個腔室，例如處理腔室和裝載閘腔室。這樣的腔室可以被包括在群集工具中，在群集工具中，複數個這樣的處理和裝載閘腔室可以圍繞轉移腔室分佈。這種電子元件製造設備可以在移送腔室中採用機械手設備，機械手設備被配置為在各種裝載閘室和處理室之間傳送基板。在一些具體實施例中，移送腔室、處理腔室和裝載閘腔室可以在真空下在特定時間操作。然而，在現有技術的電子元件製造設備的某些配置中，利用機器人設備在各個腔室之間的基板傳送可能有些效率低下。
因此，尋求改進的機器人設備、電子元件製造設備以及用於運輸具有改善的效率的基板的方法。
第一態樣提供一種機器人設備。機器人設備包含：第一臂，第一臂可繞第一肩部軸線旋轉；第一前臂，第一前臂可相對於第一臂在偏離肩部軸線的一位置處繞第一前臂軸線旋轉。機器人設備進一步包含：第一端效器，第一端效器附接到第一前臂的遠端，和第二端效器，第二端效器附接到第一前臂的遠端。 第一端效器在相對於第一前臂的一固定位置處附接到第一前臂，且第二端效器在第一端效器下方的一固定位置處附接到第一前臂。
根據另一態樣，提供一種電子元件處理系統。電子元件處理設備包括移送腔室。移送腔室包含：第一臂，第一臂可繞第一肩部軸線旋轉；第一前臂，第一前臂可相對於第一臂在偏離第一肩部軸線的一位置處繞第一前臂軸線旋轉；以及第一腕部，第一腕部可相對於第一前臂在偏離第一前臂軸線的一位置處繞第一腕部軸線旋轉。機器人臂進一步包含：第一端效器，第一端效器附接到第一腕部的遠端，和第二端效器，第二端效器附接到第一腕部的遠端。 第一端效器位於第二端效器上方，且第二端效器相對於第一端效器具有一固定位置，使得第一端效器和第二端效器可以同時移動。
在另一態樣中，提供了一種在電子元件製造系統中運輸多個基板的方法。方法包含：藉由第一刀片在第一端效器上獲取第一基板，第一刀片包括第一端效器和位於第一端效器下方並且相對於第一端效器具有固定位置的第二端效器，其中第一刀片被附接至機器人設備。方法進一步包含以下步驟：藉由第一刀片在第二端效器上獲取第二基板。方法進一步包含以下步驟：藉由第一刀片將第一基板從第一端效器放置到處理室中。方法進一步包含以下步驟：藉由第一刀片將第二基板從第一端效器放置到處理室中。
根據本揭示內容的這些和其他態樣，提供了許多其他態樣和特徵。根據以下所述實施方式、申請專利範圍和附圖，將可更加瞭解本揭示內容的其他特徵和態樣。
本文描述的具體實施例涵蓋具有兩個或更多個垂直堆疊的端效器的機器人組件（在本文中也稱為機器人設備）。與傳統的機器人組件相比，垂直堆疊的端效器的使用帶來了許多優勢。例如，可以實現垂直堆疊的端效器（包括頂端效器和底端效器）而不會增加移送腔室的佔地面積或機器人組件的複雜性。此外，這種具有垂直堆疊的端效器的機械臂，可以顯著增加可以並行傳輸的基板數量。如此使用具有垂直堆疊的端效器的機械臂，可例如減少用於用基板填充處理室的循環次數，和/或減少用於完成在處理室中由未處理晶圓去除及替換已處理晶圓的循環次數。在某些使用情況下（例如，傳輸時間（將晶圓傳輸進出處理室所花費的時間）大於處理時間（在處理室中對晶圓實際執行處理所用的時間）的情況），這可以顯著提高電子元件處理系統的處理量和效率。在具體實施例中，增加了基板進入口和狹縫閥的垂直開口，以使垂直堆疊的端效器能夠插入和/或穿過進入口和狹縫閥。另外，在具體實施例中，以減輕或防止顆粒從頂端效器和/或頂端效器保持的基板上掉落到底端效器所支撐的基板上的方式，執行晶圓傳送序列。
尋求在電子元件傳輸系統中的各個位置之間的基板的傳輸精度和效率。但是，在某些系統中，各個腔室之間的傳遞可能成為限制效率的瓶頸。此外，還尋求簡化的機器人構造，其中機械臂的數量可以最小化。
在一個態樣中，本揭示內容的具體實施例提供了一種機器人設備，機器人設備包括一個或多個刀片，其中每個刀片可包括多個附接的端效器。本文所使用的刀片，是指腕部構件和至少一個或兩個端效器的組合，作為單獨的部件或作為一個整體部件。本文描述的機器人設備具體實施例包括上臂部件，以及耦接到上臂部件的至少一個刀片（包括多個端效器）。因此，每個刀片可以一次傳送多個基板。因此，提供了具有很少的臂的精製機器人構造。這種配置不僅可以簡化機器人的結構，而且可以提高效率。
在另一態樣中，提供了一種電子元件製造設備，設備包括機器人設備，機器人設備具有一個或多個刀片，每個刀片包括多個端效器，這些端效器可用於在處理室和裝載閘室之間傳送基板。電子元件製造設備包括機器人設備，機器人設備包括上臂和耦接到上臂的至少一個刀片。刀片可包括至少兩個端效器，以一次運送多個基板。
在一些具體實施例中，機器人設備可包括z軸能力，以使得能夠從不同間距的裝載閘輸送基板。
參照圖1至圖7描述了示出機器人設備和電子元件製造設備的各個態樣的進一步的細節和示例具體實施例。
現在參考圖1，提供了根據本揭示內容的具體實施例的電子元件製造設備100的示例具體實施例。電子元件處理系統100可以包括主機架101，主機架101包括移送腔室113和至少兩個處理室103。主機架101的殼體在其中包括移送腔室113。移送腔室113可包括頂壁（未示出）、底壁（地板）139和側壁。在一些具體實施例中，移送腔室113可以保持在真空中。在所描繪的具體實施例中，諸如圖2、4、5、6和7所描繪的機器人設備102被安裝在底壁（地板）139上。但是，它可以安裝在其他位置，例如頂壁（未顯示，為清楚起見已移除）。
處理室103可適於在基板115上執行任何數量的處理。機器人設備102可以包括多指的刀片或臂來運送基板115。在所示的具體實施例中，機器人設備102包括第一臂112和第二臂116。第一臂112包含具有一對垂直堆疊的端效器118a、118b的單個刀片。類似地，第二臂116包括具有一對垂直堆疊的端效器120a、120b的單個刀片。如圖所示，單個刀片或臂112、116可包括兩個垂直堆疊的端效器118a、118b、120a、120b，端效器118a、118b、120a、120b附接在刀片的末端以一次傳輸兩個基板。替代地或另外地，單個刀片或臂可包括三個、四個或更多個垂直堆疊的端效器。處理可以包括沉積、氧化、硝化、蝕刻、拋光、清潔、光微影、計量等。也可以執行其他處理。裝載閘設備109A、109B可適於與工廠介面117或其他系統組件介面連接，工廠介面117或其他系統組件可例如從可停靠在工廠介面117的裝載端口119的基板載體119（例如前開式晶圓傳送盒（FOUP））接收基板115。裝載/卸載機械手121（如虛線所示）可用於在基板載體119與裝載閘設備109A、109B之間傳輸基板。基板的轉移可以任何順序或方向進行。在一些具體實施例中，裝載/卸載機器人121可以類似於機器人設備102，但是可以包括允許機器人設備在任一橫向方向上橫向移動（由箭頭123指示）的機構。在一個具體實施例中，機器人設備102被配置為在真空中操作，而裝載/卸載機器人121可以不被配置為在真空中操作。可以使用任何其他合適的機器人。如圖所示，可以透過狹縫閥111發生轉移，並且可以從裝載閘設備409A和409B獲取和/或沉積基板。
圖2A示出了根據一個或多個具體實施例的包括兩個獨立可控制的腕部216、218的機器人設備200的透視圖，每個腕部具有多個附接的端效器。腕部216包括端效器222、224。腕部218包括端效器226、228。圖2B示出了根據一個或更多個具體實施例的機器人設備200的兩個獨立可控制的腕部的側視圖，每個腕部具有多個附接的端效器。
在一個具體實施例中，機器人設備200對應於圖1的機器人設備102。在這樣的具體實施例中，機械手設備200可以被配置並且適於例如在一個或多個裝載閘設備109A、109B處在各個處理室103之間轉移基板115，和/或用於交換基板115。在圖1所示的具體實施例中，示出了兩個裝載閘設備109A、109B。但是，機器人設備200可以僅與一個裝載閘設備一起使用，也可以與兩個以上的裝載閘設備一起使用。
機器人設備200具有包括內側端202i和外側端202o的上臂202。內側端202i被構造成可透過驅動馬達組件205的上臂驅動馬達繞肩部軸線204旋轉。在上臂202內包括驅動滑輪和從動滑輪以及傳動構件的驅動組件。
所示的機器人設備200包括兩個刀片B1（上部）和B2（下部），其被耦接以旋轉至上臂202的與內側端202i相反的外側端202o。刀片B1和B2中的每個刀片分別透過第一驅動馬達和第二驅動馬達的指令作用而繞著外側軸線207獨立地旋轉。第一驅動馬達和第二驅動馬達中的每一個均由從控制器214接收的合適的控制信號來接收命令。控制器214可以是能夠處理控制指令並執行上臂202以及刀片B1和B2的運動的任何合適的處理器、記憶體、電子器件和/或驅動器。
上臂202可具有中心到中心的長度L1，其中長度L1的中心是肩部軸線204和外側軸線207。在所描繪的具體實施例中，刀片B1和B2中的每一個都可以由腕部構件構成，即第一腕部216和第二腕部218。此外，所描繪的具體實施例中的刀片B1和B2中的每一個包括至少兩個端效器，即第一端效器222、第二端效器224、第三端效器226和第四端效器228，它們分別被配置並適於支撐基板115並在其上傳送基板115。
刀片B1和B2各自具有中心到中心的長度L2，其中刀片B1和B2的長度L2的中心是基板支撐位置的標稱中心225和外側軸線204，基板支撐位置構造成在每個端效器222、224、226和228上支撐基板115。如圖所示，標稱中心225是基板115將放置在第一、第二、第三和第四端效器222、224、226和228中的每個端效器上的位置。約束特徵將基板在端效器222、224、226和228上的位置限制在限制範圍內。在所示的具體實施例中，第一腕部構件216和第二腕部構件218以及端效器222、224、226和228是分開的互連構件。然而，應當理解，在一些具體實施例中，每個腕部構件和端效器可以整體地形成並且構成一個整體部件。在所示的具體實施例中，每個腕部構件216和218可在其端部包括定向調節器230和232，以允許對每個端效器222、224、226和228進行精細的定向調節（例如下垂和/或傾斜度的調節）。定向調節器230和232可以使用螺釘和/或墊片來完成端效器的姿態調節。
因此，顯而易見的是，第一刀片B1構造成相對於上臂202繞著外側軸線207獨立旋轉，並且其中第一刀片B1包括第一端效器222和第二端效器224。第一端效器222可以直接在第二端效器224上方固定到腕部構件216，第二端效器224也固定到腕部構件216。同樣的，第二刀片B2構造為可繞著外側軸線207相對於上臂204獨立旋轉，並且其中第二刀片B2包括第三端效器226和第四端效器228。第三端效器226可以直接在第四端效器228上方固定到腕部構件218，第四端效器228也固定到腕部構件218。旋轉由下面描述的驅動馬達組件205和驅動組件提供。
如在圖2A至圖2B中可以看到的，第一端效器222、第二端效器224、第三端效器226和第四端效器228在被配置為折疊和清零配置時彼此疊置（例如，以垂直堆疊的配置）。這種折疊和歸零的配置是中性配置，並且刀片B1和B2可以從此定向旋轉大約+/- 170度。
如圖所示，端效器222和224可以一個在另一個上附接到腕部216。端效器可以是單獨附接的組件，或者可以是附接到腕部216的單個組件，作為具有多個手指的單個端效器組件。類似地，端效器226和228可以附接到腕部218，一個在另一個的正上方，以一次傳送多個基板115。儘管刀片B1、B2分別示出為具有兩個端效器222、224和226、228，但是刀片B1、B2可替代地具有其他數量的端效器。例如，B1可以具有三個垂直堆疊的端效器，並且B2可以另外具有三個垂直堆疊的端效器。
圖3A和圖3B示出了包括兩個腕部構件216、218和四個端效器222、224、226、228的具體實施例，每個腕部構件216、218包括兩個端效器。然而，任何數量的端效器可以附接到每個腕部構件。端效器的每對（例如三聯或四聯）可以獨立旋轉和/或延伸。如圖3B所示，雙端效器222和224被示為藉由定向調節器230連接到第一腕部構件216。相同的結構用於透過定向調整器232連接到第二腕部構件218的雙端效器226和228。驅動馬達組件205和刀片驅動組件可以與之前針對圖2A至B所描述的相同。此具體實施例提供了增加的放置和獲取能力，因此提供了提高的效率，其中放置是將基板放置在裝載閘或處理腔室，獲取是從裝載閘或處理腔室獲取基板。
裝載閘設備可包括例如每個裝載閘兩個或四個基板支撐位置。機器人設備200可以執行的一種合適的放置和獲取順序為：從處理室中卸載一對已處理的晶圓，並向處理室中裝載未處理的晶圓。透過端效器222、224從裝載閘進行雙重獲取（GET）（拾取2個基板115），端效器226、228最初不承載任何基板，透過端效器226從處理室獲取，透過端效器224將其放入（PUT）處理室，透過端效器228從處理室獲取，透過端效器222將其放入處理室，以及透過端效器226、228（2個基板115）在裝載閘（或另一個裝載閘）中進行雙重放入。
機器人設備200可以執行的另一種可能的順序是：透過端效器226、228從第一裝載閘進行雙重獲取（GET）（拾取2個基板115），端效器222、224最初不承載任何基板，透過端效器222從處理室獲取，透過端效器228將其放入（PUT）處理室，透過端效器224從處理室獲取，透過端效器226將其放入處理室，以及透過端效器222、224（2個基板115）在裝載閘（或另一個裝載閘）中進行雙重放入。
如果處理腔室是一次處理兩個晶圓的雙腔室，則上述獲取和放置操作的順序可用於在單個循環中完全卸載和裝載雙腔室。相比之下，每個刀片/腕部僅具有單個端效器的習知機器人設備將執行附加的循環，並因此執行機械臂的附加運動以完成相同的轉移。例如，兩個刀片可能各自執行獲取操作，以從處理腔室中獲取兩個已處理的晶圓，然後將機械臂移至裝載閘並執行兩次放置操作，然後從裝載閘執行兩次獲取操作，然後移動機械手執行兩次放入處理室的操作。
現在參考圖4A，示出了機器人設備400，其包括三個獨立驅動的腕部構件/刀片B1、B2、B3，每個腕部構件/刀片包括兩個端效器421-426。機械手設備400可以被配置並且適於例如在一個或多個裝載閘設備109A、109B處在各個處理室103之間轉移基板115，和/或用於交換基板115。
機器人設備400具有包括內側端402i和外側端402o的上臂402。內側端402i被構造成可透過驅動馬達組件405的上臂驅動馬達繞肩部軸線404旋轉。從以下清楚可見在上臂402內包括驅動滑輪和從動滑輪以及傳動構件的驅動組件。
所示的機器人設備400包括兩個刀片B1（上部）、B2（中部）和B3（下部），其被耦接以旋轉至上臂402的與內側端402i相反的外側端402o。刀片B1、B2和B3中的每個刀片分別透過第一驅動馬達、第二驅動馬達和第三驅動馬達的指令作用而繞著外側軸線407獨立地旋轉。第一驅動馬達、第二驅動馬達和第三驅動馬達中的每一個均由從控制器414接收的合適的控制信號來命令。控制器414可以是能夠處理控制指令並執行上臂402以及刀片B1、B2和B3的運動的任何合適的處理器、記憶體、調節電子元件和驅動器。
上臂402可具有中心到中心的長度L1，其中長度L1的中心是肩部軸線404和外側軸線407。在所描繪的具體實施例中，刀片B1、B2和B3中的每一個都可以由腕部構件構成，即第一腕部416、第二腕部418和第三腕部420。此外，所描繪的具體實施例中的刀片B1、B2和B3中的每一個包括至少兩個端效器，即第一端效器421、第二端效器422、第三端效器423和第四端效器424、第五端效器425和第六端效器426，它們分別被配置並適於支撐基板115並在其上傳送基板115。
刀片B1、B2和B3各自具有中心到中心的長度L2，其中刀片B1、B2和B3的長度L2的中心是基板支撐位置的標稱中心425和外側軸線404，基板支撐位置構造成在每個端效器421、422、423、424、425和426上支撐基板115。基板115將放置在第一、第二、第三、第四、第五和第六端效器421、422、423、424、425、426的每個端效器的標稱中心425上。約束特徵將基板在端效器421、422、423、424、425、426上的位置限制在限制範圍內。在所示的具體實施例中，第一腕部構件416、第二腕部構件418和第三腕部構件420以及端效器421、422、423、424、425、426是分開的互連構件。然而，應當理解，在一些具體實施例中，每個腕部構件和端效器可以整體地形成並且構成一個整體部件。在所示的具體實施例中，每個腕部構件416、418和420可在其端部包括定向調節器428、430和432，以允許對每個端效器421、422、423、424、425、426進行精細的定向調節（例如下垂和/或傾斜度的調節）。定向調節器428、430和432可以使用螺釘和/或墊片來完成端效器的姿態調節。
因此，顯而易見的是，第一刀片B1構造成相對於上臂402繞著外側軸線407獨立旋轉，並且其中第一刀片B1包括第一端效器421和第二端效器422。同樣的，第二刀片B2構造為可繞著外側軸線407相對於上臂404獨立旋轉，並且其中第二刀片B2包括第三端效器423和第四端效器424。此外，第三刀片B3構造成相對於上臂102繞著外側軸線107獨立地旋轉，並且其中第三刀片B3包括第五和第六端效器425和426。旋轉由下面描述的驅動馬達組件405和驅動組件提供。
從圖4A中可以看出，第一端效器421、第二端效器422、第三端效器423、第四端效器424、第五端效器425和第六端效器426彼在被配置為折疊和清零配置時彼此疊置。這種折疊和歸零的配置是中性配置，並且刀片B1、B2和B3可以從此定向旋轉大約+/- 170度。
裝載閘設備可包括例如每個裝載閘兩個或四個基板支撐位置。裝載閘設備是加熱的裝載閘設備，在一個具體實施例中，其包括一個或多個加熱元件以加熱基板。機器人設備400可以執行的一種合適的放置和獲取順序為：從四重處理室中卸載一組四個已處理的晶圓，並向四重處理室中裝載四個未處理的晶圓。透過端效器421、425從裝載閘進行雙重獲取（Dual GET）（拾取2個基板115），透過端效器422、426從裝載閘進行雙重獲取（GET）（拾取2個基板115），端效器423、424最初不承載任何基板，透過端效器423從處理室獲取，透過端效器422將其放入（PUT）處理室，透過端效器424從處理室獲取，透過端效器421將其放入（PUT）處理室，透過端效器421從處理室獲取，透過端效器426將其放入（PUT）處理室，透過端效器222從處理室獲取，透過端效器426將其放入（PUT）處理室，透過端效器421、422（2個基板115）在裝載閘（或另一個裝載閘）中進行雙重放入；以及透過端效器423、424（2個基板115）在裝載閘（或另一個裝載閘）中進行雙重放入。
在一些具體實施例中，機器人設備400包括附加的腕部構件和端效器。例如，在一個具體實施例中，機器人設備400包括可繞外側軸線407旋轉的第四腕部構件。在一個具體實施例中，第七端效器和第八端效器附接到第四腕部構件的遠端。在一個具體實施例中，第八端效器在第七端效器下方並且相對於第七端效器具有固定位置。在一個具體實施例中，第四腕部構件可繞著外側軸線407獨立地旋轉。在一個具體實施例中，機器人設備400還包括可圍繞外側軸線407旋轉的第五腕部構件。在一個具體實施例中，第九端效器和第十端效器附接至第五腕部構件的遠端。在一個具體實施例中，第十端效器在第九端效器下方並且相對於第九端效器具有固定位置。在一個具體實施例中，第五腕部構件可繞著外側軸線407獨立地旋轉。另外，在一些具體實施例中，兩個以上的端效器附接到腕部構件。可以將任意數量的端效器連接到腕部構件。例如，三個、四個或五個端效器可以附接到每個腕部構件的遠端。
圖4B至4C示出了具有一對端效器462、464和處理室455的機器人刀片460的側視圖。機械手刀片460可以對應於之前描述的機械手刀片216、218、416、418、420中的任何一個，或者具有成對的垂直偏置的端效器的其他機械手刀片。處理室455包括基板容納區域465，基板容納區域465包括一組升降銷466。升降銷466可以升高和降低到兩個不同的基板傳送高度（也稱為間距）452、453。第一基板傳送高度453可以用於將基板放置在下端效器464上並且從下端效器464移除基板，並且第二基板傳送高度可以用於將基板放置在上端效器462上並且用於從上端效器462移除基板。
圖4B示出了透過刀片460從處理室455去除處理過的晶圓455。在一個具體實施例中，如果兩個端效器462、464都是空的，則首先將處理過的晶圓455以上基板傳送高度452放置在上端效器462上。然後將下一個處理後的晶圓（未顯示）放在下端效器464上的下基板傳送高度453處。這可以使來自一個基板的顆粒落到另一基板上的顆粒最小化。在具體實施例中，處理室455包括旋轉料架和多個基板袋。一旦從處理腔室455中移除了基板455，旋轉料架就可以旋轉並且可以將附加的處理過的晶圓放置在刀片460可以接近的腔室端口附近，並且可以將附加的處理過的晶圓放置在下端效器464上。
圖4C示出了將尚未由處理腔室455處理的基板474（稱為未處理基板）從下端效器464放置到提升銷466上於較低基板傳送高度453處。上端效器462還可以包含在上端效器472上的另一個未處理的基板472。在具體實施例中，如果刀片460包含兩個未處理的基板472、474，則首先將下端效器464上的未處理基板474放入處理室455中，然後將未處理的基板472放在上端效器462上。此順序可以進一步減輕顆粒污染到基板474上。
此外，在將未處理的基板放入處理室455中並從處理室455中取出處理過的基板的情況下，首先從下端效器464放置，然後從下端效器464獲取處理過的基板，同時上端效器462仍可容納未處理的基材，從而進一步減少了顆粒吸附在下端效器464上固持的基板處理室上。
圖5示出了根據所揭露的具體實施例的機器人設備500的透視圖。機器人設備500包括繞第一旋轉軸538旋轉的臂536。前臂542可以附接到臂536的遠端，使得其繞第二旋轉軸線544旋轉。兩個腕部構件546A、546B可以附接到肩部542的遠端，使得它們各自繞第三旋轉軸548旋轉。第一腕部構件546A可以位於前臂542上方，並且第二腕部構件546B可以位於前臂542下方。第一腕部構件546A和第二腕部構件546B可以是L形的。第一腕部構件546A可以包括第一腿546A1和第二腿546A2。第一腿546A1可以在旋轉點處繞第三旋轉軸線548可旋轉地耦接到前臂542。第二腿546A2可以比第一腿546A1更長，並且可以耦接到第一端效器550A和在第一端效器550A下方的第二端效器550B。
第二腕部構件546B可以包括第一腿546B1和第二腿546B2。第一腿546B1可以在旋轉點處繞第三旋轉軸線548可旋轉地耦接到前臂542。第二腿546B2可以比第一腿546B1更長，並且可以耦接到第三端效器550C和第四端效器550D。第二腿546B2可以比第一腿546B1更長，並且可以耦接到第三端效器550C和在第三端效器550C下方的第四端效器550D。第一腿546B1可以包括折彎，以提供第一和第三端效器550A和550C以及第二和第四端效器550B和550D的垂直對齊。因此，第三和第四端效器550C、550D可以位於第一和第二端效器550A、550B的下方。
在替代具體實施例中，機器人設備500可以簡化為使得第一腕部構件546A和第二腕部構件546B是單個組合的U形腕部構件的一部分。因此，第一腕部構件546A和第二腕部構件546B的相對位置將是固定的，並且將繞第三旋轉軸線548一起旋轉。與機器人設備500相比，這種構造在一個週期中實現了相同的運動以在一個週期中卸載/重新裝載雙處理室，但是具有更少的運動軸。
圖5中所示的機器人設備500的具體實施例可以適於在圖1的基板處理系統100中使用。在操作中，臂536可以旋轉以便將端效器550A-D定位在目標目的地附近（例如，處理室103或裝載閘室109A-B）以拾取或放置基板115。然後，可以適當地致動（例如，旋轉）臂536和前臂542，以使第一腕部構件546A和第二腕部構件546B延伸到目標目的地或從目標目的地延伸。隨著第一腕部構件546A和第二腕部構件546B從第一旋轉軸538移動，第一腕部構件546A和第二腕部構件546B可以繞第三旋轉軸548沿相反的方向旋轉。第一和第二端效器550A-B和第三和第四端效器550C-D上的標稱基板放置位置的中心可以分開第一距離，該距離可以取決於端效器550A-D與第一旋轉軸238之間的第二距離。
包括第一端效器550A和第二端效器550B的第一刀片以及包括第三端效器550C和第四端效器550D的第二刀片，可透過多縫閥（例如雙狹縫閥）同時插入處理室（例如103），即沿實質上垂直於處理室103的側面或側邊的方向插入。當透過雙狹縫閥時，第一和第二端效器550A、550B以及第三和第四端效器550C、550D可以處於第一間距，該第一間距提供了第一和第三端效器550A、550C（以及第二和第四端效器550B和550D）的標稱基板放置中心之間的第一分隔距離。此第一分隔距離可以與雙狹縫閥的開口偏移距離匹配。注意，雙狹縫閥的每個狹縫閥可以是雙倍高度的狹縫閥，其尺寸設計成可容納兩個垂直堆疊的端效器（例如，端效器550A、550B）。
一旦通過雙狹縫閥，第一和第三端效器550A、550C（以及第二和第四端效器550B、550D）可以繞第三旋轉軸548旋轉離開到第二間距，此第二間距提供了第一和第三端效器550A、550C（以及第二和第四端效器550B和550D）的標稱基板放置中心之間的第二分隔距離。例如，第一腕部構件546A和第二腕部構件546B可繞第三旋轉軸548旋轉。第二分隔距離可以匹配處理室103內的雙處理位置之間的處理距離，距離比雙狹縫閥之間的距離寬。
類似地，端效器550A-D可以透過狹縫閥（可以是雙高度雙狹縫閥）同時地以直線方式同時插入到裝載閘室109A-B（圖1）中。當通過狹縫閥時，端效器550A-D可以處於第一節距。例如，端效器550A和550C之間的距離可以具有第一值。一旦通過狹縫閥，第一端效器550A和第二端效器550C可以保持在第一節距或向外旋轉至第二節距。例如，第一腕部構件546A和第二腕部構件546B可以繞第三旋轉軸線548旋轉至端效器550A和550C之間的距離的第二值。可以將距離的第二值選擇為在裝載閘室109A-B內的雙傳遞位置的中心之間的近似相同的分隔距離。當第一端效器550A和第二端效器550B從處理室103或裝載閘室109A-B縮回時，可以以相反的順序應用上述處理。
基板處理系統500可以由構造成將第一端效器550A和第三端效器550C旋轉至第一節距的第一腕部546A和第二腕部546B來描述，第一節距提供第一端效器550A與第三端效器550C之間的第一端效器距離，同時處於距第一旋轉軸538的初始距離處。第一腕部構件546A和第二腕部構件546B可以沿相反的方向旋轉至第二節距，以提供第一端效器550A和第三端效器550C之間的第二端效器距離，同時處於距第一旋轉軸538的延長距離處。因此，端效器550A和550C之間的距離可以取決於腕部構件的延伸距離，並且由機器人設備500中的凸輪來運動地確定腕部，凸輪是驅動腕部構件546A、546B的滑輪系統的一部分。
在一些具體實施例中，機器人設備500可以包括附加的前臂構件、腕部構件和端效器，以提供運輸附加的基板的能力。例如，機器人設備可包括可繞前臂軸線544相對於臂536旋轉的第三前臂。第三腕部構件和第四腕部構件可以相對於第三前臂構件繞第二腕部軸線旋轉。第五端效器和第六端效器可以附接到第三腕部構件的遠端，並且第七端效器和第八端效器可以附接到第四腕部構件的遠端。第六端效器可以在第五端效器下方，並且可以相對於第五端效器具有固定位置。類似地，第八端效器可以在第七端效器下方並且可以相對於第七端效器具有固定位置。第三腕部構件和第四腕部構件可繞第二腕部軸線獨立地旋轉。當處於縮回位置時，第三腕部構件可以直接位於第一腕部構件下方，並且第四腕部構件可以直接位於第二腕部構件下方。第三腕部構件和第四腕部構件可以構造成在縮回時在第三腕部構件和第四腕部構件的遠端之間提供第一距離，並且在伸出時在遠端之間提供相同的距離或第二距離。
圖6描繪了具有多指端效器的機器人設備600的另一示例。機器人設備600包括繞第一旋轉軸622旋轉的臂620。前臂625可以附接到臂620的遠端，使得其繞第二旋轉軸646旋轉。兩個雙腕部構件630和640可以附接到前臂625的遠端，使得它們各自繞第三旋轉軸648旋轉。第一雙腕部構件630可以位於第二雙腕部構件640上方。第一雙腕部構件630和第二雙腕部構件640可以是U形的。第一雙腕部構件630可包括第一腿632A和第二腿632B。第一和第二端效器650A-B可以附接到第一腿632A的遠端，第三和第四端效器650C-D可以附接到第二腿632B的遠端。第二雙腕部構件640還可包括第一腿642A和第二腿642B。第五端效器655A和第六端效器655B可以附接到第一腿642A的遠端。第七和第八端效器655C-D可以附接到第二腿642B的遠端。
第一雙腕部構件630和第二雙腕部構件640可以繞軸線648獨立地旋轉，以將基板往返於源位置和從源位置放置到目的地位置。在一些具體實施例中，雙腕部構件630和640中的每一個可以使用附接到雙腕部構件630和640的每條腿上的四個端效器執行雙重GET和PUT、四重GET和PUT操作或8基板GET和PUT操作。在另一個具體實施例中，雙腕部構件可以附接到兩個不同的，可獨立旋轉的前臂。因此，第一雙腕部構件630和第二雙腕部構件640可繞軸線646彼此獨立地移動。在其他具體實施例中，機器人設備600可以包括附加的雙腕部構件（例如3、4、5等）。
圖7描繪了具有多指端效器（即，垂直堆疊的端效器）的機器人設備700的另一示例。機器人700包括第一臂組件714A和第二臂組件714B。第一臂組件714A可以包括第一上臂702，第二臂組件714B可以包括第二上臂704。第一上臂702和第二上臂704都可以是實質剛性的懸臂梁，其中包括前臂驅動組件。第二上臂704在第一上臂702的上方垂直地間隔開，並且它們可繞肩部軸線706獨立地旋轉。在另一態樣中，第一上臂702和第二上臂704可被配置並適於繞著肩部軸線706（例如，第一軸線）相對於馬達殼體同時沿順時針和逆時針旋轉方向旋轉。按照控制器114的命令，第一上臂702和第二上臂704的旋轉可以透過位於馬達殼體內的第一馬達和第三馬達來實現。當處於完全縮回的定向時，第一臂組件714A和第二臂組件714B可以與第二馬達的同步和/或從屬旋轉一起旋轉到新的位置。在另一個示例中，第一臂組件和第二臂組件可以是非同步旋轉的。例如，第一上臂（以及因此第一臂組件）的運動可以獨立於第二上臂和第二臂組件的運動。
肩部軸線706可以在垂直方向上固定。機械手700的此具體實施例可以不包括Z軸能力，並且可以與處理室103和/或裝載閘室109A-B（圖1）中的升降銷、移動平台或其他類似的可移動基板支撐結構一起使用，以完成基板交換。然而，機器人700的其他具體實施例可以包括另一馬達和垂直驅動組件以實現Z軸能力，其中這種Z軸或垂直驅動組件是已知的。
第一臂組件714A包括第一前臂710，第一前臂710在第二軸線712處安裝並可旋轉地耦接至第一上臂702。第二軸線712與肩部軸線706間隔開。第一前臂710被配置為並且適於在XY平面內相對於第一上臂702繞第二軸線712旋轉。第一前臂710圍繞第二軸線712的旋轉可以取決於第一上臂702圍繞肩部軸線706的旋轉。第一前臂710可以垂直地位於第一上臂702和第二上臂704之間。
第二臂組件714B包括第二前臂713，第二前臂713在第三軸線716處安裝並可旋轉地耦接到第二上臂704。第三軸線716與肩部軸線706間隔開。第二前臂713被配置為並且適於在XY平面中相對於第二上臂704繞第三軸線716旋轉。第二前臂713圍繞第三軸線716的旋轉可以取決於第二上臂704圍繞肩部軸線706的旋轉。第二前臂713可以垂直地位於第一上臂702和第二上臂704之間。
第一前臂710和第二前臂713被配置並適於分別繞第二軸線712和第三軸線716沿順時針或逆時針旋轉方向旋轉。旋轉可以為+/-約140度。第一前臂710和第二前臂713位於第一上臂702和第二上臂704之間的不同垂直位置，並且當透過第一上臂702和/或第二上臂704的旋轉獨立地旋轉時彼此不干涉。
第一臂組件714A包括在第四軸線720處安裝並可旋轉地連接到第一前臂710的第一腕部構件718。第四軸線720與第二軸線712間隔開。第一腕部構件718被配置為並且適於在XY平面中相對於第一前臂710繞第四軸線720旋轉。第一腕部構件718繞第四軸線720的旋轉可以取決於第一前臂710繞第二軸線712的旋轉。第一腕部構件718可以垂直地位於第一上臂702和第二上臂704之間。
第一腕部構件718可以耦接至第一端效器732A和耦接至位於第一端效器732A下方的第二端效器732B。在一些具體實施例中，第一腕部構件718以及第一端效器732A和第二端效器732B可以彼此成一體，即，由同一塊材料製成。第一端效器732A和第二端效器732B可以被配置為承載和輸送基板115。
第一腕部構件718的旋轉，並且因此第一端效器732A和第二端效器732B的旋轉可以由第一腕部構件驅動組件施加。第一腕部構件718可以被配置成並且適於透過第一腕部構件驅動組件相對於第一前臂710繞第四軸線720在順時針或逆時針旋轉方向上旋轉。旋轉可以為+/-約70度。特定而言，第一前臂710和第一上臂702之間的相對旋轉使第一腕部構件718、耦接的第一和第二端效器732A、732B以及被支撐的第一和第二基板，大約沿第一徑向路徑在第一路徑中平移。這種平移可以進入如圖1所示的處理室103之一。然而，應當理解，第一腕部構件驅動組件可以被構造成包括凸輪滑輪，凸輪滑輪被構造成執行除純徑向路徑之外的第一路徑，例如掃掠路徑。
第二臂組件714B包括第二腕部構件728，第二腕部構件728在第五軸線730處安裝並可旋轉地耦接至第二前臂713。第五軸線730與第三軸線716間隔開。第二腕部構件728被配置為並且適於繞第五軸線730在XY平面內相對於第二前臂713旋轉。第二腕部構件728圍繞第五軸線730的旋轉可以取決於第二前臂713圍繞第三軸線716的旋轉。第二腕部構件728可以垂直地位於第一上臂702和第二上臂704之間。
第二腕部構件728可以耦接到第三端效器724A和在第三端效器724A下方的第四端效器724B。在一些具體實施例中，第二腕部構件728以及第三端效器724A和第四端效器724B可以彼此成一體，即，由同一塊材料製成。第三端效器724A和第四端效器724B可以配置為承載和傳輸基板115。
第二腕部構件728（以及因此第三和第四端效器724A、724B以及被支撐的基板）的平移可以由第二腕部構件驅動組件施加。第二腕部構件728被構造成並且適於透過第二腕部構件驅動組件相對於第二前臂713繞第五軸線730沿順時針或逆時針旋轉方向旋轉。旋轉可以為+/-約70度。特定而言，第二前臂713和第二上臂704之間的相對旋轉可以使第二腕部構件728以及耦接的第三和第四端效器724A、724B以及被支撐的基板沿著第二路徑實質徑向地平移。這樣的平移可以進入如圖1所示的處理室110之一。在另一個示例中，處理室110可以圍繞機器人設備700徑向地配置，而不是如圖1中所示的矩形。然而，應該理解，第二腕部構件驅動組件可以構造成包括凸輪滑輪，以執行除純徑向之外的第二路徑。將會理解，臂組件的張開定向，允許基板115被承載在不重疊的第一路徑和第二路徑上。
第一前臂710、第二前臂713、第一腕部構件718和第二腕部構件728全部被容納在第一上臂702和第二上臂704的垂直位置之間。此外，第一上臂702、第一前臂710和第一腕部構件718都佈置在第二上臂704、第二前臂713和第二腕部構件728的位置下方，從而避免了在所有旋轉條件下的干擾。
在一個或多個具體實施例中，第一上臂702和第一前臂710的長度可以不相等。例如，在第一上臂702上的肩部軸線706和第二軸線712之間的長度L21可以大於在第一前臂710上的第二軸線712和第四軸線720之間的長度L22。
第二上臂704和第二前臂714的長度也可以不相等。例如，第二上臂704上的肩部軸線706與第三軸線716之間的長度L23可以大於第二前臂714上的第三軸線716與第五軸線730之間的長度L24。在一些具體實施例中，第一上臂702和第二上臂704的長度L21和L23可以分別比第一前臂710和第二前臂714的長度L22和L24大大約110％至200％。在一個或多個具體實施例中，第一上臂702和第二上臂704的長度L21和L23可以在約200mm至約380mm之間。第一前臂710和第二前臂714的長度L22和L24可以在大約100mm至345mm之間。
第二前臂714可以是第一前臂710的鏡像。在所描繪的具體實施例中，第一前臂710可以包括第一腕部構件驅動組件。第一腕部構件驅動組件包括第一腕部構件驅動構件，第一腕部構件驅動構件包括凸輪表面和第一腕部構件從動構件，第一腕部構件從動構件透過由多個皮帶構成的第一腕部構件傳遞元件連接。第一腕部構件驅動構件可以是包括凸輪表面的長方形滑輪。第一腕部構件驅動構件可以例如透過軸或透過直接連接而剛性地耦接至第一上臂702。可以使用其他類型的剛性連接。同樣的，第一腕部構件從動構件可以是包括凸輪表面的長方形滑輪，並且可以剛性地連接到第一腕部構件718。
在一些具體實施例中，機器人設備700可以包括附加的腕部構件和端效器，以提供運輸附加基板的能力。例如，機器人設備可包括第三腕部構件，第三腕部構件可相對於第一前臂構件710繞第一腕部軸線702旋轉。第五端效器和第六端效器可以附接到第三腕部構件的遠端。第五端效器可以位於第六端效器上方。機器人設備還可包括第四腕部構件，第四腕部構件可相對於第二前臂構件713繞第二腕部軸線730旋轉。第七端效器和第八端效器可以附接到第四腕部構件的遠端。第七端效器可以位於第八端效器上方。第三腕部構件和第四腕部構件可以分別繞第一腕部軸線和第二腕部軸線獨立地旋轉。
圖8描繪了具有多指端效器（例如，垂直堆疊的端效器）的機器人設備800的另一示例。機器人設備800包括第一上臂802A和第二上臂802B，每個第一上臂802A和第二第二上臂802B可繞肩部軸線835旋轉。第一前臂804A附接到第一上臂802A，並且可繞前臂軸線830A旋轉，前臂軸線830A偏離肩部軸線835。第二前臂804B附接到第二上臂802B，並且可繞前臂軸線830B旋轉，前臂軸線830B偏離肩部軸線835。腕部構件806附接到第一前臂804A，腕部構件可繞軸線825旋轉，軸線825從前臂軸線830A偏移。第二腕部構件808附接到第二前臂830B，第二腕部構件808相對於第二前臂804B可繞軸線825旋轉。
多個端效器附接在每個腕部構件806和808的遠端。端效器814和816連接到腕部構件806，端效器818和820連接到腕部構件808。腕部構件806和808可以從圖8中所示的位置沿直線獨立地延伸。儘管僅描繪了兩個端效器附接至每個腕部構件，但是可以將任意數量的端效器附接至腕部構件。
在一些具體實施例中，第一臂和第一前臂被配置為將第一腕部從第一位置延伸至第二位置，並且第二臂和第二前臂被配置為將第二腕部以直線從第三位置延伸到第四位置，其中第一位置在第三位置正上方，且第二位置在第四位置正上方。
在所示的示例中，示出了多個不同的刀片，每個刀片具有垂直堆疊的端效器，其中上端效器在下端效器的正上方，並且在上端效器和下端效器之間具有固定的相對位置。在每個示例中，上端效器的尖端與下端效器垂直對齊（例如，具有與下端效器相同的x和y位置）。然而，在某些情況下，這可能會在使用局部中心查找器來找到基板的中心時帶來問題。例如，如果上端效器和下端效器均固持基板，並且其中一個基板未在端效器上對齊，則可能很難確定是上端效器上的基板還是未對準的下端效器上的基板。可以執行確定未對準以確保將基板放置在接收站中（即，在處理室中）的中心並促進處理均勻性。因此，在一些具體實施例中，上端效器的x位置和/或y位置偏離下端效器的x位置和/或y位置。例如，上端效器可以比下端效器從與刀片連接的機器人手臂、前臂或腕部延伸得更多。或者，下端效器可以比上端效器延伸得更多。這可以使得能夠分別偵測上端效器上的基板和下端效器上的基板的錯位。類似地，如果一個端效器相對於另一端效器在刀片上橫向移位（例如，在垂直於刀片的縱向軸線的方向上），則此移位可使雷射局部中心查找器能夠單獨識別出上端效器上的基板和下端效器上的基板上的未對準。也可以使用其他方法來偵測局部中心。例如，可以使用電腦視覺、腕部和/或刀片上的嵌入式傳感器，處理模組內的遠程對中等等來找到局部中心。
在一個具體實施例中，一種透過機器人設備傳輸基板的方法包含：藉由第一刀片在第一端效器上獲取第一基板，第一刀片包括第一端效器和位於第一端效器下方並且相對於第一端效器具有固定位置的第二端效器，其中第一刀片被附接至機器人設備。方法進一步包含以下步驟：藉由第一刀片在第二端效器上獲取第二基板。第一刀片將第一基板從第一端效器放置到處理室中，且第一刀片將第二基板從第一端效器放置到處理室中。在另一具體實施例中，方法包含：藉由第二刀片在第三端效器上獲取第三基板，第二刀片包括第三端效器和位於第三端效器下方並且相對於第三端效器具有固定位置的第四端效器，其中第二刀片被附接至機器人設備。方法進一步包含以下步驟：藉由第二刀片在第四端效器上獲取第四基板。第二刀片將第三基板從第三端效器放置到處理室中，且第二刀片將第四基板從第四端效器放置到處理室中。因此，兩個刀片可以將四個基板放置到處理室中。此外在另一具體實施例中，方法包含：藉由第一刀片、第二刀片或第三刀片中的至少兩個刀片從處理室中獲取四個處理過的基板，第三刀片包括第五端效器和第六端效器，第六端效器在第五端效器下方且相對於第五端效器具有固定位置，其中第三刀片附接到機器人設備。然後可以將這四個處理過的晶圓放置在裝載閘或另一處理室中。
現在參照圖9，描述了將基板115運送到處理室103和從處理室103運送基板115的方法900。可以使用包括多個刀片的機器人設備來執行方法900。多個刀片包括第一刀片，第一刀片包括第一端效器和第二端效器，第二端效器位於第一端效器下方並且相對於第一端效器具有固定位置。多個刀片進一步包括第二刀片，第二刀片包括第三端效器和第四端效器，第四端效器位於第一端效器下方並且相對於第三端效器具有固定位置。多個刀片進一步包括第三刀片，第三刀片包括第五端效器和第六端效器，第六端效器位於第五端效器下方並且相對於第五端效器具有固定位置。方法900的機器人設備可以是例如在以上具體實施例中描述的任何機器人設備。
方法900包括，在方塊902中，由第一刀片獲取第一端效器上的第一基板。第一刀片可以附接到機器人設備的第一臂或第一前臂。方法900包括，在方塊904處，透過第一刀片獲取在第一刀片的第二端效器上的第二基板。
方法900包括，在方塊906中，由第二刀片獲取第三端效器上的第三基板。第二刀片可以附接到機器人設備的第二臂或第二前臂。方法900包括，在方塊908中，由第二刀片獲取第四端效器上的第四基板。在一個具體實施例中，第一端效器和第三端效器同時（例如，透過雙重GET製程）獲取第一和第三基板，第二端效器和第四端效器同時（例如，透過雙重GET製程）獲取第二基板和第四基板。或者，第一端效器和第二端效器可同時（例如，透過雙重GET製程）獲取第一和第二基板，第三端效器和第四端效器可同時（例如，透過雙重GET製程）獲取第三基板和第四基板。
方法900包含，在方塊910中，交替執行從處理室中獲取四個處理過的基板中的一個基板以及使用第一刀片、第二刀片和第三刀片將第一基板、第二基板、第三基板或第四基板中的一個基板放置到處理室中。在一個具體實施例中，方塊910的操作包括以下內容，可選地，按照揭示的順序：透過第五端效器從處理室中取出第一處理過的基板，透過第二端效器將第二基板放置在處理室中；透過第六端效器從處理室中取出第二處理後的基板；透過第一端效器將第一基板放置在處理室中；透過第一端效器從處理室中取出第三處理後的基板；透過第四端效器將第四基板放置在處理室中；透過第二端效器從處理室中取出第四處理後的基板；和透過第三端效器將第三基板放置在處理室中。
獲取和放置的結果是，將第一、第二、第三和第四基板放置在處理室中，第五和第六端效器分別容納四個已處理基板中的一個，第一和第二端效器每個都容納四個處理過的基板之一，或者第三和第四端效器每個都容納四個處理過的基板之一。
在將已處理的基板從處理室中取出並固定在端效器上之後，可以將其放入裝載閘或其他處理室中。在一個具體實施例中，第五端效器將第一處理過的基板放置在第一裝載閘中，第六端效器同時將第二處理過的基板放置在第一裝載閘中（例如，透過雙重PUT製程）。第一端效器可以將第三處理的基板放置在第一裝載閘或第二裝載閘中，第二端效器可以將第四處理過的基板同時放置在第一裝載閘或第二裝載閘中（例如，透過雙PUT）處理。或者，如果第三和第四端效器獲取第三和第四處理過的基板，則第三端效器可以將第三處理過的基板放置在第一或第二裝載閘中，並且第四端效器可以同時將第四處理過的基板放置到第一或第二裝載閘中（例如，透過雙重PUT製程）。
前面的描述僅揭露了某些示例具體實施例。例如，某些示例具體實施例描述了兩個堆疊的端效器。對於本領域普通技術人員來說，落入本揭示範圍內的上述設備、系統和方法的修改將是顯而易見的。例如，參考兩個堆疊的端效器討論的具體實施例也適用於三個、四個或更多個堆疊的端效器。另外，具體實施例不限於本文中圖示和描述的機器人、處理室架構或移送腔室架構。因此，儘管已經結合示例具體實施例揭露了本揭示內容，但是應當理解，其他具體實施例也可以落入由申請專利範圍限定的本揭示內容的範圍內。
100:電子元件製造設備 101:主機架 102:機器人設備 103:處理室 111:狹縫閥 112:第一臂 113:移送腔室 114:控制器 115:基板 116:第二臂 117:工廠介面 119:裝載端口 121:裝載/卸載機器人 123:橫向移動 139:底壁（地板） 200:機器人設備 202:上臂 204:肩部軸線 205:驅動馬達組件 207:外側軸線 214:控制器 216:第一腕部 218:第二腕部 222:第一端效器 224:第二端效器 225:標稱中心 226:第三端效器 228:第四端效器 230:定向調節器 232:定向調節器 400:機器人設備 402:上臂 404:肩部軸線 405:驅動馬達組件 407:外側軸線 414:控制器 416:第一腕部 418:第二腕部 420:第三腕部 421:第一端效器 422:第二端效器 423:第三端效器 424:第四端效器 425:第五端效器 426:第六端效器 428:定向調節器 430:定向調節器 432:定向調節器 452:基板傳送高度 453:基板傳送高度 455:處理室 460:刀片 462:上端效器 464:下端效器 465:基板容納區域 466:升降銷 472:未處理的基板 474:未處理的基板 500:機器人設備 536:臂 538:第一旋轉軸 542:前臂 544:前臂軸線 548:第三旋轉軸 620:臂 622:第一旋轉軸 625:前臂 630:雙腕部構件 640:雙腕部構件 646:第二旋轉軸 648:軸線 700:機器人設備 702:第一上臂 704:第二上臂 706:肩部軸線 710:第一前臂 712:第二軸線 713:第二前臂 716:第三軸線 718:第一腕部構件 720:第四軸線 728:第二腕部構件 730:第五軸線 800:機器人設備 806:腕部構件 808:第二腕部構件 814:端效器 816:端效器 818:端效器 820:端效器 825:軸線 835:肩部軸線 900:方法 902-912:步驟 109A:裝載閘 109B:裝載閘 118a:端效器 118b:端效器 120a:端效器 120b:端效器 202i:內側端 202o:外側端 402i:內側端 402o:外側端 546A1:第一腿 546A2:第二腿 546B:第二腕部構件 546B1:第一腿 546B2:第二腿 550A:第一端效器 550B:第二端效器 550C:第三端效器 550D:第四端效器 632A:第一腿 632B:第二腿 642A:第一腿 642B:第二腿 650A:第一端效器 650B:第二端效器 650C:第三端效器 650D:第四端效器 655A:第五端效器 655B:第六端效器 655C:第七端效器 655D:第八端效器 714A:第一臂組件 714B:第二臂組件 724A:第三端效器 724B:第四端效器 732A:第一端效器 732B:第二端效器 802A:第一上臂 802B:第二上臂 804A:第一前臂 804B:第二前臂 830A:前臂軸線 830B:前臂軸線
圖1示出了包括根據一個或多個具體實施例的機器人設備的基板處理系統的俯視圖。
圖2A示出了根據一個或多個具體實施例的包括兩個獨立可控制的腕部的機器人設備的透視圖，每個腕部具有多個附接的端效器。
圖2B示出了根據一個或更多個具體實施例的機器人設備的兩個獨立可控制的腕部的側視圖，每個腕部具有多個附接的端效器。
圖3A示出了根據一個或多個具體實施例的附接到機器人設備的腕部構件的多個端效器的透視圖。
圖3B示出了根據一個或多個具體實施例的附接到機器人設備的腕部構件的多個端效器的側視圖。
圖4A示出了根據一個或多個具體實施例的包括三個獨立可控制的腕部的機器人設備的透視圖，每個腕部具有多個附接的端效器。
圖4B至4C示出了具有一對端效器和處理室的機器人刀片的側視圖。
圖5示出了根據一個或多個具體實施例的機器人設備的透視圖，機器人設備具有一對臂，每個臂具有一對從屬受控腕部，每個腕部上具有多個附接的端效器。
圖6示出了根據一個具體實施例的具有多個端效器的雙機器人設備的透視圖，多個端效器附接至每個腕部組件。
圖7示出了根據一個或多個具體實施例的具有兩個直列可延伸腕部的機器人設備的透視圖，每個腕部具有多個附接的端效器。
圖8示出了描繪根據所揭露的具體實施例的操作機器人設備的方法的另一流程圖。
圖9是示出根據一個或多個具體實施例的向處理室輸送進出基板的方法的流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:電子元件製造設備
101:主機架
102:機器人設備
103:處理室
111:狹縫閥
112:第一臂
113:移送腔室
114:控制器
115:基板
116:第二臂
117:工廠介面
119:裝載端口
121:裝載/卸載機器人
123:橫向移動
139:底壁(地板)

Claims (23)

  1. 一種機器人設備，包括： 一第一臂，該第一臂可繞一第一肩部軸線旋轉； 一第一前臂，該第一前臂可相對於該第一臂在偏離該肩部軸線的一位置處繞一第一前臂軸線旋轉； 一第一端效器，該第一端效器附接到該第一前臂的一遠端，其中該第一端效器在相對於該第一前臂的一固定位置處附接到該第一前臂；和 一第二端效器，該第二端效器附接到該第一前臂的該遠端，其中該第二端效器在該第一端效器下方的一固定位置處附接到該第一前臂。
  2. 如請求項1所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第三端效器，該第三端效器附接到該第一前臂的該遠端，其中該第三端效器在該第二端效器下方的一固定位置處附接到該第一前臂。
  3. 如請求項1所述之機器人設備，其中該第一端效器包括具有一第一標稱中心的一第一基板支撐位置，並且該第二端效器包括具有一第二標稱中心的一第二基板支撐位置，其中該第一標稱中心和該第二標稱中心沿一垂直軸對齊。
  4. 如請求項1所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第二前臂，該第二前臂可相對於該第一臂繞該第一前臂軸線旋轉； 一第三端效器，該第三端效器附接到該第二前臂的該遠端；和 一第四端效器，該第四端效器附接到該第二前臂的該遠端，其中該第三端效器位於該第四端效器上方。
  5. 如請求項4所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第三前臂，該第三前臂可相對於該第一臂繞該第一前臂軸線旋轉； 一第五端效器，該第五端效器附接到該第三前臂的該遠端；和 一第六端效器，該第六端效器附接到該第三前臂的該遠端，其中該第五端效器位於該第六端效器上方。
  6. 如請求項5所述的機器人設備，其中該第一前臂、該第二前臂和該第三前臂分別能夠繞該第一前臂軸線獨立地旋轉。
  7. 如請求項1所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第二臂，該第二臂可繞該第一肩部軸線旋轉； 一第二前臂，該第二前臂可相對於該第二臂在偏離該第一肩部軸線的一位置處繞一第二前臂軸線旋轉； 一第三端效器，該第三端效器附接到該第二前臂的一遠端；和 一第四端效器，該第四端效器附接到該第二前臂的該遠端，其中該第三端效器位於該第四端效器上方。
  8. 如請求項7所述的機器人設備，其中該第一前臂與該第二前臂可分別繞該第一肩部軸線獨立地旋轉。
  9. 一種機器人設備，包括： 一第一臂，該第一臂可繞一第一肩部軸線旋轉； 一第一前臂，該第一前臂可相對於該第一臂在偏離該第一肩部軸線的一位置處繞一第一前臂軸線旋轉； 一第一腕部，該第一腕部可相對於該第一前臂在偏離該第一前臂軸線的一位置處繞一第一腕部軸線旋轉； 一第一端效器，該第一端效器附接到該第一腕部的一遠端；和 一第二端效器，該第二端效器附接到該第一腕部的該遠端，其中該第一端效器位於該第二端效器上方，其中該第二端效器相對於該第一端效器具有一固定位置，使得該第一端效器和該第二端效器可以同時移動。
  10. 如請求項9所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第二臂，該第二臂可繞該第一肩部軸線旋轉； 一第二前臂，該第二前臂可相對於該第二臂在偏離該第一肩部軸線的一位置處繞一第二前臂軸線旋轉； 一第二腕部，該第二腕部可相對於該第二前臂在偏離該第二前臂軸線的一位置處繞一第二腕部軸線旋轉，其中該第一腕部構造成從一縮回位置沿一直線延伸，並且該第二腕部構造成在該第一腕部正上方從一縮回位置沿一直線延伸； 一第三端效器，該第三端效器附接到該第一腕部的一遠端；和 一第四端效器，該第四端效器附接到該第一腕部的該遠端，其中該第一端效器位於該第二端效器上方，其中該第二端效器相對於該第一端效器具有一固定位置，使得該第一端效器和該第二端效器可以同時移動。
  11. 如請求項9所述之機器人設備，其中該第一端效器包括具有一第一標稱中心的一第一基板支撐位置，並且該第二端效器包括具有一第二標稱中心的一第二基板支撐位置，其中該第一標稱中心和該第二標稱中心沿一垂直軸對齊。
  12. 如請求項9所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第二腕部，該第二腕部可相對於該第一前臂繞該第一腕部軸線旋轉； 一第三端效器，該第三端效器附接到該第二腕部的一遠端； 一第四端效器，該第四端效器附接到該第二腕部的該遠端，其中該第三端效器位於該第四端效器上方； 其中該第一腕部和該第二腕部構造成繞該第一腕部軸線旋轉，以在該第一腕部的該遠端和該第二腕部的該遠端之間提供一第一距離，同時從該肩部軸線延伸一第一距離；和 其中該第一腕部和該第二腕部構造成繞該第一腕部軸線旋轉，以在該第一腕部的該遠端和該第二腕部的該遠端之間提供一第二距離，同時從該第一肩部軸線延伸一第二距離。
  13. 如請求項9所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第二腕部，該第二腕部可相對於該第一前臂繞該第一腕部軸線旋轉； 一第三端效器，該第三端效器附接到該第二腕部的該遠端；以及 一第四端效器，該第四端效器附接到該第二腕部的該遠端，其中該第三端效器位於該第四端效器上方。
  14. 如請求項13所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第三腕部，該第三腕部可相對於該第一前臂繞該第一腕部軸線旋轉； 一第五端效器，該第五端效器附接到該第三前臂的一遠端；和 一第六端效器，該第六端效器附接到該第三前臂的該遠端，其中該第五端效器位於該第六端效器上方。
  15. 如請求項9所述之機器人設備，該設備進一步包含： 一第二臂，該第二臂可繞該第一肩部軸線旋轉； 一第二前臂，該第二前臂可相對於該第二臂在偏離該第一肩部軸線的一位置處繞一第二前臂軸線旋轉； 一第二腕部，該第二腕部可相對於該第二前臂在偏離該第二前臂軸線的一位置處繞一第二腕部軸線旋轉； 一第三端效器，該第三端效器附接到該第二腕部的一遠端；以及 一第四端效器，該第四端效器附接到該第二腕部的該遠端，其中該第三端效器位於該第四端效器上方。
  16. 如請求項15所述的機器人設備，其中該第一臂和該第一前臂被配置為將該第一腕部從一第一位置延伸至一第二位置，並且該第二臂和該第二前臂被配置為將該第二腕部以一直線從一第三位置延伸到一第四位置，其中該第一位置在該第三位置正上方，且該第二位置在該第四位置正上方。
  17. 一種透過一機器人設備傳輸基板的方法，包含以下步驟： 藉由一第一刀片在該第一端效器上獲取一第一基板，該第一刀片包括一第一端效器和位於該第一端效器下方並且相對於該第一端效器具有一固定位置的一第二端效器，其中該第一刀片被附接至該機器人設備； 藉由該第一刀片在該第二端效器上獲取一第二基板； 藉由該第一刀片將該第一基板從該第一端效器放置到一處理室中；和 藉由該第一刀片將該第二基板從該第一端效器放置到該處理室中。
  18. 如請求項17所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 藉由一第二刀片在該第三端效器上獲取一第三基板，該第二刀片包括一第三端效器和位於該第三端效器下方並且相對於該第三端效器具有一固定位置的一第四端效器，其中該第二刀片被附接至該機器人設備； 藉由該第二刀片在該第四端效器上獲取一第四基板； 藉由該第二刀片將該第三基板從該第三端效器放置到該處理室中； 藉由該第二刀片將該第四基板從該第四端效器放置到該處理室中；以及 藉由該第一刀片、該第二刀片或一第三刀片中的至少兩個刀片從該處理室中獲取四個處理過的基板，該第三刀片包括一第五端效器和一第六端效器，該第六端效器在該第五端效器下方且相對於該第五端效器具有一固定位置，其中該第三刀片附接到該機器人設備。
  19. 如請求項18所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 交替執行從該處理室中獲取四個處理過的基板中的一個基板，然後使用該第一刀片、該第二刀片和該第三刀片將該第一基板、該第二基板、該第三基板或該第四基板中的一個基板放置到該處理室中，其中由於該獲取和該放置： 該第五端效器和該第六端效器分別容納該四個處理過的基板中的一個基板；以及 下列之一者：a）該第一端效器和該第二端效器中的每個端效器均容納該四個處理過的基板中的一個基板，或者b）該第三端效器和該第四端效器中的每個端效器均容納該四個處理過的基板中的一個基板。
  20. 如請求項19所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 分別藉由該第五端效器和該第六端效器同時將一第一處理過的基板放入一第一裝載閘和將一第二處理過的基板放入該第一裝載閘；和 下列之一者：a）藉由該第一端效器將一第三處理過的基板放入一第二裝載閘，同時藉由該第二端效器將一第四處理過的基板放入該第二裝載閘，或b）藉由該第三端效器將該第三處理後的基板放入該第二裝載閘，同時藉由該第四端效器將該第四處理後的基板放入該第二裝載閘。
  21. 如請求項19所述之方法，其中交替執行從該處理室中獲取該四個處理過的基板中的一個基板以及使用該第一刀片、該第二刀片和該第三刀片將該第一基板、該第二基板、該第三基板或該第四基板中的一個基板放置到該處理室中，且該第三刀片包含： 藉由一第五端效器從該處理室中獲取一第一處理過的基板； 隨後藉由該第二端效器將該第二基板放置在該處理室中； 藉由該第六端效器從該處理室中獲取一第二處理過的基板； 隨後藉由該第一端效器將該第一基板放置在該處理室中； 藉由該第一端效器從一處理室中獲取一第三處理過的基板； 隨後藉由該第四端效器將該第四基板放置在該處理室中； 藉由該第二端效器從該處理室中獲取一第四處理過的基板；以及 隨後藉由該第三端效器將該第三基板放置在該處理室中。
  22. 如請求項18所述之方法，其中： 同時藉由該第一端效器獲取該第一基板和藉由第三端效器獲取該第三基板；以及 同時藉由該第二端效器獲取該第二基板和藉由第四端效器獲取該第四基板。
  23. 一種用於一機械臂的刀片，該刀片包含： 一第一端效器，該第一端效器附接到該刀片的一遠端，其中該第一端效器在相對於該刀片的一固定位置處附接到該刀片；和 一第二端效器，該第二端效器附接到該刀片的該遠端，其中該第二端效器在該第一端效器下方的一固定位置處附接到該刀片。
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