TW202339891A - 用於半導體應用以提供改善的製造速度之具有交聯聚合物之末端執行器及末端執行器墊以及其製造及使用方法 - Google Patents

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Abstract

揭示末端執行器及與末端執行器相關聯之末端執行器墊，其係用於機器人轉移最終應用，包括在約300℃至約450℃之溫度下之應用。該等末端執行器及/或該等末端執行器墊可包括用於負載待移動物體之第一部分及用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上之第二部分、經組態用於負載物體之在該末端執行器墊之該第一部分上之上表面，其中該末端執行器墊之該第一部分之至少該上表面包含至少一種交聯芳族聚合物。亦揭示製造及使用此類末端執行器及末端執行器墊之方法。

Description

用於半導體應用以提供改善的製造速度之具有交聯聚合物之末端執行器及末端執行器墊以及其製造及使用方法
本發明係關於半導體應用領域以及使包括末端執行器在內之用於例如晶圓轉移中之部件具有所希望之摩擦滑動特徵，且更特定言之，關於將交聯芳族聚合物併入用於半導體或需要類似摩擦滑動特徵之其他最終應用中之部件，諸如末端執行器及末端執行器墊中。 相關申請案之交叉參考
此美國非臨時專利申請案依據35 U.S.C. §119(e)主張2022年2月3日申請之名為「End Effectors and End Effector Pads Having Crosslinked Polymers for Semiconductor Applications to Provide Improved Manufacturing Speed and Methods of Making and Using the Same」之美國臨時專利申請案第63/306,270號之權益，該案之全部揭示內容以引用的方式併入本文中。
在半導體製造領域中，半導體晶圓搬運係半導體晶圓及半導體晶片之製造程序中之一個重要步驟。由於需要保持此類程序分離，不同步驟係在不同反應腔室中進行的，且要在加工設備內之各腔室間運輸半導體晶圓（用於形成半導體晶片）。舉例而言，具有多個加工腔室之群集工具，用於進行製造裝置所需之關鍵製造步驟，諸如分層、圖案化、摻雜及熱處理。群集工具典型地包括用於裝載及卸載晶圓之腔室、用於在加工腔室之間轉移半導體晶圓之中央工具（諸如機器人設備（robotic apparatus））及與該機器人設備連通之各種加工腔室。機器人手臂或類似裝置可將半導體晶圓移入及移出各種加工腔室。此類群集工具設計可縮短加工時間並提高產量效率以及減少污染情況。
群集工具可以用於晶圓製造工廠（wafer fabrication plant，「wafer fab」）中採用的大多數類型之程序，包括微影術、蝕刻、化學氣相沉積（「CVD」）及物理氣相沉積、清潔、熱加工及去光阻。典型地使用不同工具重複執行此等化學及物理加工步驟序列以在矽晶圓上構建所需晶片結構。總晶圓製造程序之效率之一個限制因素係將晶圓自群集工具或具有各種腔室及晶圓運輸設備之其他半導體製造設備中之一個腔室運輸至另一腔室之速度。大多數晶圓程序中之晶圓轉移操作均使用機器人手。此類機器人手之末端通常稱為末端執行器（end effector）。該末端執行器係在舉升晶圓時及在移動晶圓時使用。然而，由於需要維持晶圓之純度且避免損傷晶圓，半導體晶圓在操作中典型地係在不使用任何其他機器人式末端執行器緊固件，諸如銷釘、黏合劑或夾持裝置之情況下定位於末端執行器上。實際上，晶圓係藉由摩擦力充當力且典型地作為唯一力定位且保持在適當位置以防止晶圓在裝載及轉運時滑動。
因此，相對於末端執行器之移動的該程序之速度及加速度一般必定受限於可施加之摩擦力，該摩擦力必須存在以避免晶圓移位及/或對不凖。因此，達成此目的需要某種力，但出於晶圓轉移之目的又必須能克服該力。
先前技術末端執行器「手」典型地定位於機器人「手臂」，諸如葉片、輪葉、叉桿或板狀裝置上。已知末端執行器包括定位於末端執行器上之接觸晶圓之墊。該等墊必須最初以化學方式清潔，在加工期間保持以化學方式清潔，釋放足夠低水平之顆粒且具有可控制之靜摩擦係數以允許經程式化之機器人在一組標準加工條件下成功地操作。
半導體晶圓通常極熱，因為該等晶圓經歷300℃且在一些情況下高達400℃或更高之程序溫度。對更高溫度加工及增加的程序速度之需求可受末端執行器限制，該等末端執行器無法在此類高溫下使用或不具有允許加工速度增加之特性。
彈性體，諸如含氟彈性體（fluoroelastomer，FKM）或全氟彈性體（perfluoroelastomer，FFKM）已被用於在wafer fab中運輸晶圓，因為相較於大多數塑膠，該等彈性體典型地能夠提供高靜摩擦係數，且其一般亦為軟質的，因此其不會擦傷晶圓之背面。其亦典型地具有較低的粒子產生水平，此係此類程序中所希望的。然而，取決於聚合物主鏈、所用交聯劑及彈性體調配物，大多數FKM及FFKM彈性體具有溫度限值，FKM之限值範圍可為至多約200℃且FFKM之限值範圍可為至多約350℃。當考慮在甚至更高溫度下之有效性時，或當考慮其長時段使用時，此限制其在末端執行器應用中之適用性。
陶瓷，諸如氧化鋁亦已被用於末端執行器墊中，但其為極硬的材料且會擦傷晶圓之背面。其亦典型地因陶瓷與晶圓矽之間之磨損而產生無機粒子，由此在該程序中引起清潔問題。另外，當與矽晶圓配合時，末端執行器中使用之先前技術陶瓷的靜摩擦係數典型地明顯低於與矽晶圓配對之有機材料的靜摩擦係數。較低的摩擦係數轉變為晶圓在各腔室間較低的運輸速度，由此限制整個程序之輸送量及效率。
在美國專利第9,698,035號中，將微結構或奈米結構諸如奈米毛髮（nanohair）提供至表面以經由凡得瓦爾力（van der Waals force）改變摩擦係數，由此防止晶圓在末端執行器上滑動以提高加工速度。此類材料很複雜且須使用諸如奈米列印（nanoprinting）或微影術之類技術形成。
美國專利第8,276,959號揭示具有末端執行器墊之末端執行器，該等末端執行器墊係使用磁力耦接至末端執行器。此類機構可併入碳纖維強化聚合物、氧化鋁、金屬基質複合物、鋁鈹基質或其他陶瓷材料。
國際公開案第WO 2018/157179 A2號揭示一種改善的末端執行器設計，用以移除該墊較粗糙之邊緣以避免晶圓損傷，且其中末端執行器墊係由聚醚醚酮形成。
儘管已作出各種嘗試來形成末端執行器墊，但此項技術中仍需要這樣一種末端執行器材料，該材料可經受住350℃至400℃或更高之溫度，比矽晶圓要軟以避免擦傷，且具有高於諸如氧化鋁之類陶瓷之靜摩擦係數以在運輸時維持晶圓位置，由此可使加工速度增加。
本發明在本文中包含用於機器人轉移之末端執行器墊及末端執行器。在本文中之一個具體實例中，提供一種末端執行器墊，其係用於一用於機器人轉移之末端執行器中。該末端執行器墊包含用於負載待移動物體之第一部分及用於將末端執行器墊定位於末端執行器主體上之第二部分，在該末端執行器墊之該第一部分上之上表面經組態用於負載一物體，且該末端執行器墊之第一部分之至少該上表面包含至少一種交聯芳族聚合物。在一個具體實例中，該至少一種交聯聚合物包含至少實質上或完全非晶形之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之玻璃轉化溫度之溫度下係可操作的。在另一個具體實例中，該至少一種交聯聚合物包含半結晶之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之結晶熔點之溫度下係可操作的。
該末端執行器墊較佳在約300℃至約450℃之溫度下在用於機器人轉移之末端執行器中係可操作的。
該末端執行器墊之該第二部分可自該末端執行器墊之該第一部分縱向延伸，且該末端執行器墊之該第二部分可經組態以將末端執行器墊連接至末端執行器主體。該末端執行器墊之該第二部分亦可在其上包含螺紋，用於與末端執行器主體上之接收螺紋配合。在此類具體實例中，在該末端執行器墊之該第二部分上之螺紋較佳地圍繞該末端執行器墊之該第二部分之外表面之至少一部分周向延伸。
該末端執行器墊之該第一部分之上表面可包含形成於該末端執行器墊之該第一部分上之至少一個彎曲特徵。在本文中之一個具體實例中，該末端執行器墊之該第一部分之上表面之該至少一個彎曲特徵經組態以具有大體上凸圓頂形狀且自該末端執行器墊之該第一部分向外延伸，以使得該至少一個彎曲特徵之至少一個中心點經定位以負載其上置放之物體。
該至少一個彎曲特徵可延伸越過該末端執行器墊之該第一部分之全部或實質上全部上表面。在該末端執行器墊之該第一部分之上表面上可以存在二或多個彎曲特徵。在此類具體實例中，該二或多個彎曲特徵各自可組態為凸圓頂形狀且自該末端執行器墊之該第一部分之上表面向外延伸，由此使凸圓頂形之彎曲特徵各自的至少一個中心點經定位以負載其上置放之物體。
該二或多個彎曲特徵亦可定位於該末端執行器墊之該第一部分之上表面之中心點周圍，且視情況可定位成使得該二或多個彎曲特徵中之一些或全部距該上表面之中心點為等距的。另外，該二或多個彎曲特徵可圍繞該末端執行器墊之該第一部分之上表面之中心點以一圖案佈置。
在其他具體實例中，在該末端執行器墊之該第一部分之上表面上可存在二至約四個、約五至約14個彎曲特徵或約15至約73個彎曲特徵。
在一個具體實例中，末端執行器墊之整個第一部分包含至少一種交聯芳族聚合物。整個末端執行器墊亦可包含該至少一種交聯芳族聚合物。另外，末端執行器墊可包括該至少一種交聯芳族聚合物作為該末端執行器墊之第一部分及/或第二部分上之外層。
在本文中之具體實例中，上述該至少一種交聯芳族聚合物可選自諸如但不限於以下之交聯芳族聚合物：聚伸芳基、聚碸、聚醚碸、聚伸苯硫醚、聚伸苯醚、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、熱塑性聚醯亞胺、聚苯甲醯胺、聚醯胺-醯亞胺、聚脲、聚胺酯、聚鄰苯二甲醯胺、聚苯并咪唑、聚芳醯胺以及其摻合物、共聚物及合金。在本文中之較佳具體實例中，該交聯芳族聚合物係藉由使聚伸芳基交聯形成，該聚伸芳基選自聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚二苯基醚酮、聚醚酮酮以及其摻合物、共聚物及合金。
該至少一種交聯芳族聚合物可為選自以下之交聯聚伸芳基：聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚二苯基醚酮、聚醚酮酮以及其摻合物、共聚物及合金。
該至少一種交聯芳族聚合物可藉由提供包含一或多種可交聯芳族聚合物之組成物並使該組成物中可交聯芳族聚合物中之至少一者交聯來形成。該至少一種可交聯芳族聚合物可包含一或多個官能化基團以用於交聯。
該至少一種可交聯聚合物可為沿主鏈具有根據式(I)之結構之重複單元之聚伸芳基醚： (I) 其中Ar 1、Ar 2、Ar 3及Ar 4為相同或不同的芳基， m= 0至1，且 n= 1- m。
該至少一種可交聯芳族聚合物可沿其主鏈具有重複單元，該等重複單元具有以下各式之結構：式(II)： (II)； 或式(IIa)： (IIa)。
該至少一種可交聯芳族聚合物可包含至少二種不同聚合物之摻合物，例如該等聚合物選自但不限於以下之群：聚伸苯硫醚及聚醚醚酮；聚伸苯醚及聚伸苯硫醚；以及聚醚醯亞胺及聚伸苯硫醚。在摻合物中，在本文中之一個具體實例中，該至少一種可交聯聚合物可包含：第一可交聯聚合物，該第一可交聯聚合物可為聚伸苯硫醚；以及至少一種第二可交聯聚合物，該第二可交聯聚合物可選自由以下組成之群：(i)一或多種選自聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚二苯基醚酮、聚醚酮酮以及其摻合物、共聚物及合金之聚伸芳基；(ii)聚碸、聚苯碸、聚醚碸、其共聚物及合金中之一或多者；及(iii)聚醯亞胺、熱塑性聚醯亞胺、聚醚醯亞胺以及其摻合物、共聚物及合金中之一或多者。
上述包含如上所述之該至少一種可交聯芳族聚合物之組成物亦可包含至少一種交聯化合物，該交聯化合物具有根據下式中之一者之結構： (IV)、 (V)及 (VI)， 其中A係鍵、烷基、芳基或具有小於約10,000 g/mol之分子量之芳烴部分；其中R 1、R 2及R 3相同或不同且獨立地選自由以下組成之群：氫、羥基（-OH）、胺（NH 2）、鹵基、酯、醚、醯胺、芳基、芳烴或具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基；其中 m係0至2， n係0至2，且 m+ n大於或等於零且小於或等於二；其中 Z係選自以下之群：氧、硫、氮及具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基；且其中 x係約1至約6。
上述該至少一種交聯化合物可為根據式(IV)之結構且可選自由以下組成之群：
該至少一種交聯化合物亦可具有根據式(V)之結構且可以選自由以下組成之群：
該至少一種交聯化合物亦可具有根據式(VI)之結構且可選自由以下組成之群： 、 及 。
在上述各式中，A可具有約1,000 g/mol至約9,000 g/mol之分子量。
若使用，則該至少一種交聯化合物可以該組成物之未填充重量之約1重量%至約50重量%之量存在於具有該至少一種芳族可交聯聚合物之組成物中。此類組成物中芳族聚合物與交聯化合物之重量比為約1:1至約100:1。用於形成末端執行器墊之組成物除包含交聯化合物外，至少部分可進一步包含選自固化抑制劑或固化加速劑之交聯反應控制添加劑。此類交聯反應控制添加劑可以該交聯化合物之約0.01重量%至約15重量%之量存在於該組成物中。該交聯反應控制添加劑可為固化抑制劑，諸如包含乙酸鋰者，或可為固化加速劑，諸如包含氯化鎂者。
用於形成末端執行器墊之至少一種交聯芳族聚合物之包含該至少一種可交聯芳族聚合物之組成物可包含一或多種添加劑，其選自：連續或不連續、長或短強化纖維，該等強化纖維選自碳纖維、玻璃纖維、編織玻璃纖維、編織碳纖維、聚芳醯胺纖維、硼纖維、聚四氟乙烯纖維、陶瓷纖維、聚醯胺纖維；及/或一或多種填充劑，其選自碳黑、矽酸鹽、玻璃纖維、玻璃珠、玻璃球、磨碎玻璃、硫酸鈣、硼、陶瓷、聚醯胺、石棉、氟化石墨、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、硼砂（鈉硼砂）、活性碳、波來鐵、對苯二甲酸鋅、石墨、石墨烯、滑石、雲母、碳化矽鬚晶或板晶、奈米填充劑、二硫化鉬、含氟聚合物填充劑、碳奈米管及富勒烯管。若使用此類添加劑及/或填充劑，則較佳地，其在該組成物內佔約0.5重量%至約65重量%。較佳的添加劑包括碳纖維、玻璃纖維、PTFE及石墨中之一或多者。
末端執行器墊一旦形成，則較佳地在該末端執行器墊之第一部分之至少該上表面上具有約12微吋至約28微吋之平均表面粗糙度（ Ra）。該末端執行器墊之第一部分之至少上表面較佳地具有約0.25至約0.5之靜摩擦係數（ μ）及在典型半導體最終應用條件下較低之比磨損因數（ k）。
本發明亦包括用於機器人轉移之末端執行器，其包含末端執行器主體，該末端執行器主體具有用於接收至少一個末端執行器墊之至少一個安裝區域，其中該末端執行器主體直接地或間接地可操作地連接至機器人轉移設備；至少一個末端執行器墊，該至少一個末端執行器墊各自具有用於負載待移動物體之第一部分及用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上該至少一個安裝區域中之第二部分，其中該至少一個末端執行器墊各自在其第一部分上具有經組態用於負載物體之上表面且該末端執行器墊之第一部分之至少上表面包含交聯芳族聚合物。
在末端執行器之一個具體實例中，該至少一種交聯聚合物可包含實質上或完全非晶形之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之玻璃轉化溫度之溫度下係可操作的。在末端執行器之另一具體實例中，該至少一種交聯聚合物可包含半結晶之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之結晶熔點之溫度下係可操作的。該末端執行器較佳在約300℃至約450℃之溫度下可進行機器人轉移操作。
本發明進一步包括一種製造用於一用於機器人轉移之末端執行器中之末端執行器墊之方法，其包含：提供包含至少一種可交聯芳族聚合物之組成物；熱模製該組成物以形成末端執行器墊之至少一第一部分並使該至少一種可交聯聚合物交聯，其中該末端執行器墊之該第一部分包含用於負載待移動物體之上表面；形成該末端執行器墊之第二部分，其中該末端執行器墊之該第二部分係用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上；並組合該末端執行器墊之該第一部分與該第二部分。在此類方法中，該第一部分及該第二部分可同時形成及組合。該第一部分及該第二部分亦可在預先形成之模具中形成及組合。
在上述製造該末端執行器墊之方法中，該至少一種可交聯芳族聚合物可包含實質上或完全非晶形之可交聯芳族聚合物，該可交聯芳族聚合物在交聯時，在高於該交聯芳族聚合物之玻璃轉化溫度之溫度下係可操作的。
在方法之另一具體實例中，該至少一種可交聯芳族聚合物包含半結晶之可交聯芳族聚合物，該可交聯芳族聚合物在交聯時，在高於該交聯聚合物之結晶熔點之溫度下係可操作的。在使用半結晶芳族可交聯聚合物之具體實例中，交聯較佳地發生以使得該交聯聚合物之結晶度減到最小。該方法可進一步包含在約300℃至約450℃之溫度下，將該末端執行器墊併入一用於機器人轉移之末端執行器中。
在本發明之另一態樣中，本發明包括一種製造用於一用於機器人轉移之末端執行器中之末端執行器墊之方法，其包含：提供包含至少一種可交聯芳族聚合物之組成物；熱模製該組成物並使該芳族聚合物交聯以形成末端執行器墊，其中該末端執行器墊具有用於負載待移動物體之第一部分及用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上之第二部分。該交聯可在該組成物之熱模製期間進行。該方法亦可進一步包含在約300℃至約450℃之溫度下，將該末端執行器墊併入一用於機器人轉移之末端執行器中。
在根據本發明之另一方法中，提供一種用於製造用於一用於機器人轉移之末端執行器中之末端執行器墊之方法，其包含：藉由熱模製基底材料形成末端執行器墊，其中該末端執行器墊具有用於負載待移動物體之第一部分及用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上之第二部分；並在該末端執行器墊之第一部分之至少上表面上由包含可交聯芳族聚合物之組成物形成交聯芳族聚合物層。該交聯芳族聚合物層可藉由加熱嵌件模製（insert molding），或藉由將呈液體形式之組成物施加至在該末端執行器墊之第一部分之至少上表面上之基底材料上。末端執行器亦可在該末端執行器之一部分或全部上用液體組成物浸塗。在該方法中，該基底材料可選自陶瓷材料、熱塑性材料、金屬、金屬合金、與用作該交聯芳族聚合物層中之交聯芳族聚合物之類型相同或不同類型之交聯芳族聚合物。此等基底材料之組合可分層或以均勻方式併入末端執行器主體之一或多個部分中。可在約300℃至約450℃之溫度下，在該方法中將該末端執行器墊併入一用於機器人轉移之末端執行器中。
本發明係關於包括交聯芳族聚合物之組成物用於形成具有改善之摩擦及磨損特性之用途，以及此類組成物在高溫下加工以改善負載於用於機器人轉移之表面上之物體之摩擦穩定性，特別是用於形成可用於在高溫半導體製造應用中運輸矽晶圓之末端執行器中之末端執行器墊中之用途。
如本文所使用，字詞諸如「內部」及「外部」、「上部」及「下部」、「頂部」及「底部」、「左側」及「右側」、「向內」及「向外」、「橫向」及「縱向」以及「周向」及類似含義之字詞意圖參照附圖且參照如圖中所示末端執行器及末端執行器墊實施例之取向幫助理解本發明之較佳具體實例，且並不意欲作為對本發明範圍之限制或將本發明範圍限制於圖式中顯示之較佳具體實例。本文中之具體實例各自使用相同參考編號指代如本文所描述且如圖式中所顯示之本發明之類似特徵，使得在無描述特定特徵之替代組態之相反語言之情況下，熟習此項技術者基於揭示內容及所附圖式將瞭解一個此類特徵之描述適用於本文另一具體實例中之類似特徵，除非在本文中另外規定。
另外，如本文所使用，術語「一個（種）」及「至少一個（種）」可意謂「一或多個（種）」，無相反語言，諸如指示具體數目之語言。
如本文所使用，「芳族聚合物」係這樣一種聚合物，該聚合物包括沿其聚合物主鏈或與其附接之芳族部分，較佳地，其係在聚合物主鏈中併入芳族部分（衍生自芳族化合物之環狀部分）之聚合物。此類芳族部分可為單環及/或多環結構且可以在主鏈上直接連接在一起或經由連接物種或元素，諸如氧、硫、氫、烷基或其他基團連接。
如本文所使用，「可交聯聚合物」意謂具有能夠彼此反應（自交聯）、能夠經由施加熱、輻射或光反應或能夠與交聯劑或化合物反應之基團之聚合物。此類基團可在經由聚合形成聚合物時存在於該聚合物上，或可經由沿聚合物鏈之長度或沿自聚合物鏈延伸之取代基（包括端基）定位之官能基或其他交聯基團提供至聚合物。
如本文所使用，「末端執行器」係指一工具，諸如自機器人手臂延伸至「手」將參與機器人操作之位置之機器人工具之一部分。在半導體轉移或群集工具之情形中，如此處背景中所描述，該手臂可為具有可操作末端（末端執行器）之若干可延伸工具中之一者，該可操作末端用於將半導體晶圓，諸如矽晶圓自一個反應腔室運輸至另一反應腔室，如本文中進一步描述。此類末端執行器可具有多種設計，且可併入一或多個末端執行器墊，如大體上已知的，使用在末端執行器主體之上部部分中之一或多個末端執行器墊以為打算自一個位置運輸至另一位置之物體，諸如晶圓提供負載表面。此類群集工具或轉移工具在本文中一般各自稱為機器人轉移設備且此類機器人轉移設備之操作稱為機器人轉移。因此，機器人轉移設備可廣泛地視為操作設備，該操作設備可操作地連接至機器人轉移臂以將一物體自一個位置移至另一位置。在包括所用任何機器人轉移臂在內之此類機器人轉移設備之末端處，末端執行器將與該機器人轉移設備連接以與待轉移之物體物理接觸。
根據本發明之末端執行器各自在末端執行器中併入至少一或多種芳族交聯聚合物。該一或多種交聯聚合物可用於形成整個末端執行器，包括其末端執行器主體及任何末端執行器墊，或其可僅用於形成末端執行器之一部分，諸如末端執行器墊之至少某一態樣。根據本發明之末端執行器可僅在其上具有一個用於負載待轉移物體之末端執行器墊，或取決於所用機器人設計，可併入多個此類墊。另外，末端執行器主體或末端執行器墊可在其中併入一或多種交聯聚合物以用於本發明中。較佳地，末端執行器之任何部件之至少上表面、或意圖接觸待轉移物體之末端執行器墊併入至少一種交聯芳族聚合物，或由至少一種交聯芳族聚合物形成。因此，交聯聚合物可包括在上表面、外層或遍及末端執行器或其末端執行器墊之一些或全部中。
本文中之交聯聚合物可由組成物形成，該組成物包括至少一種可交聯聚合物，以及一或多種添加劑、交聯化合物、反應控制劑或者其他添加劑或填充劑。由此形成之組成物可使用多種可接受之交聯技術交聯，該等交聯技術為諸如熱誘導之交聯、輻射誘導之交聯、將可交聯基團接枝於聚合物上及使聚合物與一或多種其他材料反應及/或經由化學誘導之交聯反應。交聯可在將該組成物中之可交聯芳族聚合物模製或形成為末端執行器之一部分或一或多個特徵期間及/或之後進行。可交聯芳族組成物亦可呈溶劑形式且施加至現有部件或核心構造結構上作為在該部件或結構上形成之外層或塗層，接著對其進行乾燥並在該部件或結構上固化。
可用於形成末端執行器或其部件，包括特別是本文中之末端執行器墊之組成物包括一或多種可交聯芳族聚合物。此類可交聯芳族聚合物可至少實質上或完全非晶形的或可為半結晶。
本文中之可交聯芳族聚合物可為多種交聯芳族聚合物中之任一者。在較佳具體實例中，可交聯芳族聚合物係聚伸芳基聚合物，諸如聚伸芳基醚（PAE）、聚伸芳基酮（PAK）或聚伸芳基醚酮（PAEK）及其此項技術中已知或待開發之各種共聚物。芳族聚合物組成物包括可交聯之芳族聚合物且可視情況包括至少一種交聯化合物。
本文中之可交聯芳族聚合物之交聯較佳地係藉由將用於接枝交聯之聚合物改質且接著使該芳族聚合物暴露於足夠高的溫度以誘導該聚合物自交聯及/或藉由使用可交聯芳族聚合物且使用一或多種交聯化合物實現。
如以引用之方式併入本文相關部分中之美國專利第6,060,170號中進一步描述的，芳族聚合物可例如藉由將可經熱誘導而交聯聚合物之官能基接枝至聚合物主鏈上來進行交聯。或者，如以引用之方式併入本文相關部分中之美國專利第5,658,994號所揭示，可交聯芳族聚合物可在大於約350℃或更高溫度下藉由熱作用進行交聯。用於熱交聯之較佳材料之實例為如下文所示之1,2,4,5肆(苯基乙炔基)苯： 。
在本申請案之一個較佳具體實例中，用於製備末端執行器且特別是末端執行器墊之可交聯聚合物組成物包括芳族聚合物及至少一種能夠在整個鏈上交聯芳族聚合物或使芳族聚合物在聚合物基質內自身交聯之交聯化合物。此類聚合物可包括經由聚合或經由官能化能夠自交聯之基團。亦可使用接枝交聯，只要所形成之聚合物能夠諸如藉由模製或其他部件形成程序而形成末端執行器。
本文中使用之組成物中之可交聯芳族聚合物可為多種聚伸芳基均聚物或共聚物中之任一者，包括聚伸芳基醚及/或聚伸芳基酮，諸如聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚二苯基醚酮（PEDEK）及類似物；聚碸（PSU）；聚醚碸（PES）；聚伸苯硫醚（PPS）；聚伸苯醚（PPO）；聚苯基碸（PPSU）；聚醯亞胺（PI）；聚醚醯亞胺（PEI）及熱塑性聚醯亞胺（TPI）；聚苯甲醯胺（PBA）；聚醯胺-醯亞胺（PAI）；芳族聚脲；聚胺酯（PU）；聚鄰苯二甲醯胺（PPA）；聚苯并咪唑（PBI）；聚芳醯胺或此項技術中已知或有待開發之類似芳族聚合物，包括此類聚合物之各種共聚物及官能化或衍生化形式。適合於本文描述之方法之各種聚酮及聚碸均聚物及共聚物之實例概述於McGrail, 「Polyaromatics」, Polymer International 41(1996), 第103-120頁中。
可交聯芳族聚合物可視需要經官能化或非官能化以達成特定特性，或視具有特定操作用途或最終應用之末端執行器及末端執行器墊之需要，取決於預定最終作用及特性，可提供例如官能基，諸如羥基、巰基、胺、醯胺、醚、酯、鹵素、磺醯基、芳基及官能性芳基或其他官能基。芳族聚合物亦可為此類芳族聚合物中之二者或多於二者之聚合物摻合物、合金或共聚物或其他多單體聚合形式，條件是一個此類單體能夠在各情況下形成聚合物，亦即可交聯，或條件是在摻合物、合金或共聚合形式中，該等聚合物中之至少一者係可交聯的。較佳地，當芳族聚合物係摻合物或合金時，該等芳族聚合物之選擇使得其在相容之加工溫度範圍內為可加工的。
在該方法之一個具體實例中，在本文中用於形成末端執行器及末端執行器墊之組成物中，可交聯芳族聚合物可為聚(伸芳基醚)，其沿其主鏈包括具有根據式(I)之結構之聚合物重複單元： (I)
其中Ar 1、Ar 2、Ar 3及Ar 4可相同或不同之芳基， m=0至1，且 n=1 - m，其中如相關芳族聚合物領域中所知，此類聚合物可取決於預定最終用途而具有多種分子量及鏈長。式(I)中之Ar基團包括但不限於聯二苯、聯三苯、蒽、萘基及其他聚芳族部分。較大的芳基結構係此項技術中已知的，以便增加T g，以使得可取決於末端執行器墊之最終應用工作溫度而選擇或改質聚合物以使其更適合作為聚合物或共聚物結構。參見McGrail, 如上所述。
在一個具體實例中，可交聯芳族聚合物可為如式(I)中之聚(伸芳基醚)，其中 m係1且 n係0，且該芳族聚合物沿其主鏈包含具有如下式(II)中所示之結構之重複單元，其中 x指示重複單元，該重複單元將隨所希望之鏈長及分子量而變化： (II)。
在另一具體實例中，芳族聚合物具有如下所述之標準聚醚醚酮重複單元，其中根據式(I)， m係1且 n係零，且 x指示重複單元，該重複單元將取決於所希望的分子量之鏈長而變化： (IIa)。
在較佳具體實例中，可交聯芳族聚合物係包括聚醚酮（PEK）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚二苯基醚酮（PEDEK）及聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）之聚芳基醚酮（PAEK）中之一或多者。可交聯芳族聚合物可為市售的如上所述之可交聯芳族聚合物。用於本發明中之較佳PAEK係市售的，例如可得自Victrex公眾有限公司之名為Victrex™ PEEK之PEEK；可得自Solvay之KetaSpire® PEEK；及可得自Evonik之Vestakeep®。亦可使用包括酮及/或碸以及其他聯二苯、聯苯及聯三苯衍生物之此類材料之適合共聚物。
在使用視情況選用之交聯化合物之本文中之一個具體實例中，此類交聯化合物可為能起始芳族聚合物之化學交聯的任何此類化合物。與可交聯芳族聚合物一起使用的較佳交聯化合物描述於申請人之美國專利第9,006,353號及第9,109,075號中，各案以引用的方式併入本文有關可用於本文中之有用聚合物及交聯化合物以及交聯控制添加劑之相關部分中。一種此類交聯化合物具有以下通式結構： (III) 其中R係OH、NH 2、鹵基、酯、胺、醚或醯胺，且 x係1至6且A係具有小於約10,000 g/mol之分子量之芳烴部分。當與芳族聚合物，諸如聚伸芳基酮反應時，此類交聯化合物形成熱穩定性交聯寡聚物或聚合物。
取決於如此改質之聚合物，亦即聚碸、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醚酮及其他聚伸芳基酮、聚伸苯硫醚、聚脲、聚胺酯、聚鄰苯二甲醯胺、聚醯胺-醯亞胺、聚芳醯胺及聚苯并咪唑，此類交聯技術使得原本難以交聯之芳族聚合物能夠以可交聯形式形成，以便在高達超過260℃且甚至超過400℃、超過約450℃或更高溫度下熱穩定。
用於交聯芳族聚合物之額外交聯化合物描述於申請人之共同待決之美國專利公開案第2020-0172667 A1號及第2020-0172669 A1號中，其包括根據以下結構中之任一者之交聯化合物中之一或多者： (IIIa)、 (V)及 (VI)， 其中Q為鍵且A可為Q、烷基、芳基或具有小於約10,000 g/mol之分子量之芳烴部分。R 1、R 2及R 3各自可以相同或不同且可獨立地選自由以下組成之群：氫、羥基（-OH）、胺（-NH 2）、鹵基、酯、醚、醯胺、芳基、芳烴或較佳地具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基。式(IIIa)與以上式(III)實質上相同，不同之處在於式(III)中之部分A經Q（其表示鍵）置換且式(IIIa)之R 1與式(III)之R之定義不同。
在式(V)中， m較佳地為0至2， n較佳地為0至2，且m+n大於或等於零且小於或等於二。另外，在式(V)中，Z較佳地選自以下之群：氧、硫、氮及具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基。在式(IIIa)、式(V)及式(VI)中之任一者中，與式(III)相同， x亦為約1至約6。
在本發明之製品及方法中用於形成末端執行器及/或末端執行器墊之組成物可包括芳族可交聯聚合物以及一或多種交聯化合物之摻合物。在另一個具體實例中，可使用包括單一交聯化合物之組成物，該交聯化合物可基於包括至少一種可交聯聚合物之組成物中之芳族聚合物選擇。
在另一具體實例中，可將交聯化合物添加至組成物，包括至少一種可交聯聚合物組成物中，用於形成根據本發明之末端執行器及/或末端執行器墊可包括根據下式中之一者之結構： (IV)、 (V) 及 (VI)。
在式(IV)至式(VI)中之各者中，A可為鍵、烷基、芳基或芳烴部分，該芳烴部分較佳地具有小於約10,000 g/mol之分子量。小於約10,000 g/mol之分子量允許整體結構更易於與芳族聚合物混溶，且允許在包括芳族聚合物及交聯化合物之組成物內均勻分佈，具有極少域或無域（domain）。更佳地，A具有約1,000 g/mol至約9,000 g/mol之分子量。最佳地，A具有約2,000 g/mol至約7,000 g/mol之分子量。
可改變芳烴部分A以具有不同結構，包括但不限於以下各項： 、 、 、 、 、 、 、 、 及 。
另外，必要時，部分A可使用一或多個官能基官能化，該一或多個官能基為諸如且不限於硫酸酯基、磷酸酯基、羥基、羰基、酯、鹵基或巰基，或上述其他官能基。
在式(IV)及式(VI)中，R 1較佳地選自由以下組成之群：氫、羥基（-OH）、胺（NH 2）、鹵基、酯、醚、醯胺、芳基、芳烴或較佳地具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基。
在式(V)中，R 1、R 2及R 3可以相同或不同且較佳獨立地選自由以下組成之群：氫、羥基（-OH）、胺（NH 2）、鹵基、酯、醚、醯胺、芳基、芳烴或較佳地具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基。因此，R 1、R 2及R 3可各自不同，R 1、R 2及R 3中之二者可相同，且第三者不同，或R 1、R 2及R 3各自可相同。另外，在式(V)中， m較佳地為0至2， n較佳地為0至2，且 m+ n較佳地大於或等於零且小於或等於二。因此，在式(V)中，一個或二個R 2基團可存在，一個或二個R 3基團可存在，一個R 2基團及一個R 3基團可存在，或R 2及R 3可皆不存在。在式(V)中，Z較佳地選自以下之群：氧、硫、氮及具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基。在式(IV)至式(VI)中之任一者中， x較佳地為約1至約6。
在具有根據式(IV)之交聯化合物之具體實例中，交聯化合物可具有根據以下較佳結構中之一或多者之結構： 、 、 、 、 、 、 、 、 及 。
以上所列交聯化合物並不意欲為限制性的且僅作為根據式(IV)之交聯化合物之實例提供。在以上式(IV)之交聯化合物中，R 1顯示為羥基。部分A顯示為各種芳基中之任一者，且 x顯示為2或4。
在具有式(V)之交聯化合物之具體實例中，交聯化合物可具有根據以下中之一或多者之結構： 、 、 及 。
以上所列交聯化合物並不意欲為限制性的且僅作為根據式(V)之交聯化合物之實例提供。在以上式(V)之交聯化合物中，Z顯示為具有一個碳原子之烷基或O。R 1顯示為羥基。R 2及R 3顯示為相同、不同或不存在的。部分A顯示為鍵或芳基。另外， x顯示為1或2。
在交聯化合物具有根據式(VI)之結構之具體實例中，交聯化合物可具有以下結構中之一或多者： 、 及 。
以上所列交聯化合物並不意欲為限制性的且僅作為根據式(VI)之交聯化合物之實例提供。在上述式(VI)之化合物中，R 1顯示為羥基。部分A顯示為鍵或芳基。另外， x顯示為2。
與可交聯芳族聚合物一起用於組成物中以用於形成如本文所描述之末端執行器及/或末端執行器墊之交聯化合物之量（共同地）以可交聯芳族聚合物及交聯化合物之未填充組成物之總重量計較佳地為約1重量%至約50重量%，更佳地為約5重量%至約30重量%、或約10重量%至約35重量%，或最佳地為約8重量%至約24重量%。
本文中所使用之組成物可具有較佳地為約1:1至約100:1之可交聯芳族聚合物與交聯化合物之重量比。更佳地，組成物中芳族可交聯聚合物與交聯化合物之重量比為約3:1至約10:1。
該等組成物可視情況進一步包括用於在末端執行器及/或末端執行器墊形成期間及在任何後處理加工期間控制固化反應速率之交聯反應添加劑。此類添加劑可取決於用於末端執行器墊所需之末端特性及交聯密度而以不同量混合於組成物中。交聯化合物之量典型地影響交聯程度，以使得使用特定水平之交聯化合物可提供所希望的交聯程度及交聯密度。使用交聯反應控制添加劑控制固化反應速率，亦即交聯速率及程度，亦將取決於特定芳族聚合物及所用交聯化合物之固化反應動力學，且因此，可經調節以幫助控制給定組成物之反應速率。因此，對於以高反應速率反應，所包括的交聯反應控制添加劑可為固化抑制劑（路易斯鹼（Lewis base）試劑），諸如乙酸鋰，或當固化反應速率太慢時，交聯反應添加劑可為固化加速劑（路易斯酸（Lewis acid）試劑），諸如氯化鎂或其他稀土金屬鹵化物。當該組成物包括交聯反應控制添加劑時，該組成物中交聯反應控制添加劑之量以交聯化合物之重量計較佳地為約0.01重量%至約5重量%，但可取決於給定系統中實現之反應速率進行調節。
以上組成物可形成為在該組成物中具有可交聯芳族聚合物之摻合物。此類摻合物包括二種或多於二種此類聚合物。藉由摻合（及/或經由使用如上所述之添加劑）提供反應控制允許反應在末端執行器墊形成程序中較早或較晚發生以提供諸如強度之類物理特性之變化。摻合及/或控制添加劑亦可視情況與交聯化合物一起使用，以更特定地實現末端執行器最終應用所需之特性，諸如足夠硬度、抗潛變性及材料自末端執行器部件（諸如末端執行器墊）至待轉移晶圓之轉移之缺乏。未交聯之芳族或熱塑性材料往往會熔融且轉移至晶圓表面，從而引起污染以及機器人手臂搬運失敗。
當使用二種或多於二種可交聯芳族聚合物之摻合物時，若芳族聚合物為可自交聯的及/或可為熱交聯的，則交聯化合物可能並非必需的且具有不同交聯反應速率之可交聯芳族聚合物可一起使用以改變或控制總體交聯速率。此詳細描述於以引用的方式併入本文中之申請人之共同待決之美國專利申請公開案第2021-0388216 A1號中。
用於形成本文中之末端執行器墊之組成物可進一步用一或多種添加劑填充或強化以改善或以其他方式改變使用本文描述之組成物形成之末端執行器墊之模數、抗衝擊強度、磨損或摩擦特性、黏結強度、尺寸穩定性及耐熱性以及可能的絕緣特性。較佳地，此類添加劑係選自以下中之一或多者：連續或不連續、長或短強化纖維，該等強化纖維選自碳纖維、玻璃纖維、編織玻璃纖維、編織碳纖維、聚芳醯胺纖維、硼纖維、聚四氟乙烯（PTFE）纖維、陶瓷纖維、聚醯胺纖維中之一或多者；及/或一或多種填充劑，其選自碳黑、矽酸鹽、玻璃纖維、玻璃珠、玻璃球、磨碎玻璃、硫酸鈣、硼、陶瓷、聚醯胺、石棉、氟化石墨、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化矽、氮化鋁、硼砂（鈉硼砂）、活性碳、波來鐵、對苯二甲酸鋅、石墨、石墨烯、滑石、雲母、碳化矽鬚晶或板晶、奈米填充劑、二硫化鉬、含氟聚合物填充劑、碳奈米管及富勒烯管。尤佳用於形成末端執行器墊之此類添加劑為碳纖維、石墨及PTFE填充劑。添加劑亦可經選擇以便幫助改變熱膨脹係數（CTE）以實現末端執行器墊之尺寸穩定性，包括減小用於形成本文中之墊之組成物中之聚合物之CTE之填充劑，例如玻璃纖維、磨碎玻璃、玻璃珠、雲母、氧化鋁及/或滑石。
添加劑可另外或替代地包括其他熱管理填充劑，包括但不限於奈米金剛石及其他碳同素異形體、多面體寡聚倍半矽氧烷（polyhedral oligomeric silsesquioxane，「POSS」）及其變體、矽氧化物、硼氮化物及氧化鋁。該等添加劑可另外或替代地包括流量調節劑，諸如離子型或非離子型化學試劑。
該添加劑可包括視情況選用之如上所述之降低CTE之添加劑及/或視情況選用之強化纖維，該強化纖維為連續或不連續的長或短纖維，亦即碳纖維、PTFE纖維、玻璃纖維及/或石墨。較佳地，此類添加劑提供在本質上更具各向同性之特性，但其他具有較低各向同性或各向異性之特性亦可為可接受的。
可交聯聚合物組成物在該組成物中包含約0.5重量%至約65重量%添加劑，且更佳地在該組成物中包含約5重量%至約40重量%添加劑。可交聯聚合物組成物可進一步包含以下中之一或多者：穩定劑、摩擦或流變調節添加劑、阻燃劑、顏料、著色劑、塑化劑、界面活性劑或分散劑。
用於末端執行器或末端執行器墊最終應用中之本文中之組成物中之較佳添加劑包括但不限於交聯化合物，諸如上述式(IV)、式(V)或式(VI)之交聯化合物；交聯控制添加劑，諸如乙酸鋰或其水合物；以及視情況選用之填充劑，諸如碳黑，不過，存在如上所述之多種視情況選用之添加劑及組分。
該組成物可藉由提供可交聯芳族聚合物及視情況選用之能夠交聯芳族聚合物之交聯化合物並組合該芳族聚合物及交聯化合物來製備。若使用可自交聯聚合物或接枝聚合物，則可省去交聯化合物。若在該組成物中使用交聯化合物，則較佳地將其與芳族聚合物組合以形成較佳實質上均勻之組成物。
將交聯化合物併入可交聯芳族聚合物中可藉由各種方法，諸如藉由溶劑沉澱、機械摻合或熔體摻合進行。較佳地，可交聯聚合物組成物係藉由交聯化合物及芳族聚合物之乾粉摻合，諸如藉由習知非交聯聚合物混配程序（包括例如雙螺桿混配）形成。所得組成物可擠出成長絲形式，或可以粉末或糰粒形式用於本文之方法中。
摻合（包括摻合多於一種可交聯芳族聚合物）可進一步藉由使用擠出機，諸如雙螺桿擠出機、球磨機或冷凍研磨機（cryogrinder）實現。可交聯芳族聚合物及交聯化合物之摻合較佳地在摻合期間，在不超過約250℃之溫度下進行，以便較佳地避免在摻合程序期間提前固化。若使用熔融程序，則應小心確保熱歷程及溫度暴露減到最少，亦即，較佳使用較短停留時間及/或可實現材料流動之儘可能低的溫度。或者，使用如上文所描述之速率控制添加劑及/或摻合具有不同反應動力學之可交聯芳族聚合物可用於抑制固化及/或控制固化速率以使由混配及轉化為糰粒或纖維形式引起之任何交聯減到最少。取決於組成物中選擇之聚合物及組分，可將呈粉末形式、纖維形式、糰粒形式或在一些情況下呈液體形式之材料引入擠出機中。適合交聯添加劑係此項技術中已知的且描述於上述美國專利第9,109,080號中，其中關於交聯控制添加劑併入本文相關部分中。
由於摻合程序可為放熱的，故有必要控制溫度，該溫度可視需要調節且調節至根據選擇使用之特定可交聯芳族聚合物而指示的溫度。在芳族聚合物及交聯化合物之機械摻合中，所得組成物較佳地為實質上均質的以便獲得均勻交聯。
當製備組成物時，其可藉由暴露於超過250℃之溫度，例如在約250℃至約500℃之溫度下固化。然而，在形成程序期間對組成物進行加熱及交聯之時間及程度將取決於欲在最終產物中實現之所需特性。舉例而言，較多的交聯可產生較高水平之機械強度，但會影響延性。交聯水平可在上述範圍內，但較佳為約5莫耳%至約50莫耳%。交聯水平可影響原料聚合物之靜摩擦係數，但更重要的是，交聯使芳族原料聚合物在與許多半導體最終應用相關之高溫下維持結構且抵抗熔融。
本文中之交聯芳族聚合物組成物抵抗熔融，而且亦在某種程度上實現橡膠態且在升高之操作溫度期間經歷彈性體狀態轉變而形成熱穩定性橡膠狀表面層。此情形之實例繪示於圖15中，圖中顯示市售交聯聚醚醚酮（Arlon® 3000XT）之DMA曲線。亦顯示非交聯芳族聚合物聚苯并咪唑（PBI）之DMA曲線。交聯聚醚醚酮在超過其橡膠轉變溫度（350℃）之溫度下較軟且穩定之橡膠模數示於圖15中。其提供穩定操作狀態，而比較性PBI材料在相同溫度範圍內及在相同溫度下顯示不穩定且較硬之模數以及特性之不穩定性。交聯材料之較軟且穩定之彈性表面能夠在例如末端執行器墊上提供用於接收待運輸之晶圓或其他物體之較佳接觸表面以及穩定且更佳之靜摩擦係數。其亦使待轉移物體（諸如矽晶圓）因接觸太硬之末端執行器表面而產生之表面擦傷減到最少。
橡膠狀態轉變取決於所選交聯聚合物。對於非晶形交聯聚合物，玻璃轉化溫度係橡膠狀態轉變溫度。對於半結晶交聯聚合物，結晶之熔點係橡膠狀態轉變溫度。當與半結晶可交聯聚合物或可具有結晶域的實質上非晶形之聚合物一起作用時，在固化此類材料時，固化的發生應使所得交聯聚合物之結晶度減到最小。
在標準固化中，可進行結晶以及化學交聯。形成之微晶可在超過其熔融溫度下熔融或軟化。此類熔融引起相變化且亦可影響摩擦係數或引起摩擦係數之變化。此類變化在最終應用中可為不合需要的，特別是在其涉及較高最終使用溫度時。另外，取決於最終應用冷卻循環、在溫度下之駐留時間及樣本之導熱性，此類作用可在最終應用中操作期間隨循環而變化，亦即，在最終應用中尺寸及摩擦係數可自循環1至循環500且甚至循環5000而不同。已知非晶形聚醚醚酮之摩擦係數比半結晶聚醚醚酮之摩擦係數高約30%。參見例如Moskalewicz, T.等人, 「The Effect of the Polymer Structure in Composite Alumina/Polyetheretherketone Coatings on Corrosion Resistance, Micro-mechanical and Tribological Properties of the Ti-6Al-4V Alloy」, J. of Material Eng. and Perform., 第29卷, 第1426-1438頁(2020)。
為了使在欲用於具有較高溫度及/或長循環使用之最終應用中時使用某些半結晶芳族可交聯聚合物可能引起的結晶度變化減到最小，較佳地使本文中之半結晶芳族可交聯聚合物固化，以便使所得交聯聚合物之結晶度減到最小且由此減小在此類最終高溫或長循環應用中尺寸變化或摩擦特性變化之可能性，在使用交聯聚合物形成之末端執行器之表面將為具有大於約350℃之溫度之應用且所用可交聯芳族聚合物在固化之前為半結晶時會誘導該等變化。此可藉由採用低於聚合物之熔融溫度之標準固化循環，隨後在比標準固化循環溫度高約5℃至約50℃（或取決於該聚合物為更高溫度）之量之溫度下進行第二個更高溫度之固化步驟，實際上第二個退火步驟來進行，在該步驟中，在某一時段內採用更高的溫度。時段及溫度可基於所交聯之芳族聚合物進行調節，條件是該退火步驟達到的溫度使所得交聯聚合物之結晶度減到最小。
或者，亦可藉由使芳族聚合物在比通常會採用更高溫度之固化循環（例如在整個固化程序中，使芳族聚合物之標準固化溫度升高約5℃至約50℃或更高）交聯代替以上所提到之二步驟固化循環來減小交聯芳族聚合物之結晶度，條件是選擇用於固化循環之更高溫度係使所得交聯芳族聚合物之結晶度減到最小的溫度。
因此，使用本文中之組成物，可使用如上所述之組成物中之可交聯聚合物形成所需製品，且在形成期間，諸如藉由熱模製、擠出模製或嵌件模製部件或部件之一部分，且接著進一步固化成型進行交聯且完成交聯。亦可使該材料完全交聯且接著熱模製部件。最後，可以形成不同底層核心材料之一部分，其較佳地亦能夠在高溫應用中執行並將組成物施加至該核心材料之外部，諸如藉由在其外部塗覆或模製一層，或以其他方式將各部件或材料接合或模製在一起。
對於末端執行器墊特性，交聯度（交聯密度）可變化或經調節以提供不同特性且避免在使用期間潛在的開裂及翹曲以及提供所希望的表面硬度、所希望的表面粗糙度、抗潛變性及摩擦特性，例如耐磨性及所希望的靜摩擦係數。當使用具有交聯化合物之組成物時，可藉由變化交聯化合物之濃度及/或藉由控制與交聯化合物結合使用的任何視情況選用之交聯反應添加劑之量來控制交聯密度。固化程度，亦即交聯反應之完成，與在溫度變化驅動時反應之熱活化以及涉及固化速率之實際問題相關。
在使用如本文所描述之具有不同動力學之二種可交聯聚合物之摻合物之一個具體實例中，可不僅藉由改變所用任何交聯化合物之量，而且亦藉由改變摻合物中使用之具有較慢固化反應速率之交聯聚合物之量來控制交聯速率。可調節交聯水平以達成所希望的機械最終特性。一般而言，較高水平的交聯化合物在完全固化循環之後往往會形成具有較低延性之較硬產物。為形成末端執行器墊，本文中之組成物可用於平衡可加工性與靜摩擦之降低及抗潛變性之改善。較高水平之交聯將改善物理特性，但以可加工性以及末端部件之可形成性為代價。因此，取決於給定組成物之物理特性，若希望其他可加工性，則可調節交聯水平以平衡所希望的末端執行器部件特性及/或反應速率，或者可使用添加劑實現微小改變。
該組成物可進一步藉由將可交聯芳族聚合物及交聯化合物二者溶解於常用溶劑中並經由蒸發移除該常用溶劑，或藉由添加非溶劑以使該聚合物及交聯化合物二者自該溶劑沉澱來製備。舉例而言，取決於所選擇之芳族聚合物及交聯化合物，該常用溶劑可為四氫呋喃，且該非溶劑可為水。可溶於相同溶劑中之聚合物及交聯添加劑之額外選擇係使用基板之溶劑鑄造或浸塗，以使得例如可形成末端執行器墊，其中末端執行器墊之內部或核心不必為交聯芳族聚合物，且可將芳族聚合物施加至模製之核心之外觀以達到足以對末端執行器墊之外部提供高溫操作及機器人轉移所希望之磨損及機械特性之厚度。在此類情況下，可交聯聚合物及任何交聯化合物及/或添加劑將溶解於適合溶劑中且接著施加至核心模製之末端執行器或末端執行器墊，該末端執行器或末端執行器墊具有可與末端執行器墊之外部浸塗部分相同或不同的形狀。該溶劑將以控制性方式移除，且接著，可使用各種技術，諸如施加熱或輻射，及/或藉由以化學方式誘導之交聯來使末端執行器墊未固化之外部部分固化。舉例而言，具有任何適合形狀之內部模製之核心可由不同聚合物形成且可在該核心周圍形成由至少一種交聯芳族聚合物構成之外塗層以在本文中之末端執行器墊上提供所希望的外部形狀及彎曲特徵。
核心材料可由其他材料形成，該等其他材料為諸如陶瓷（諸如氧化鋁）、金屬、金屬合金、有機或無機核心材料，或各種聚合材料，諸如非交聯或交聯聚合物，其中該核心材料可具有一些所希望的使用特性，但當經歷末端執行器最終應用或另一最終應用中使用之清潔或溶劑時缺乏所希望的化學抗性，或者可具有適當的強度及物理特性，但缺乏末端執行器或其他給定最終用途所希望的表面或摩擦特性。本文中之交聯聚合物組成物可用於塗覆或囊封核心材料以減少或消除物質（parties）之脫落，或改善外表面粒子且改善核心材料之摩擦特性。
在製備本文中用於形成末端執行器及/或末端執行器墊之組成物時，較佳地將任何視情況選用之添加劑以及交聯化合物添加至該組成物中，或將任何視情況選用之添加劑添加至該組成物中，同時將交聯化合物與可交聯芳族聚合物組合以製造可交聯聚合物組成物。然而，提供強化纖維或填充劑之具體方式可根據用於併入此類材料之各種技術且不應視為限制本發明之範圍。
現將參照圖1至圖8更具體地論述本文中之末端執行器。在第一具體實例中，如圖1、圖2及圖5中所示，顯示末端執行器100，其具有末端執行器主體102，該末端執行器主體在其中心區域 A中可為實心或空心的（諸如參看凹形部件）。所示末端執行器主體102具有大體上矩形形狀且可以直接地或諸如經由機器人手臂（ RA）間接地可操作地連接至機器人轉移設備 RTA。至少一個末端執行器墊104可設置於末端執行器主體102之上表面106上。如具體實例100中所示，在圖1中，在末端執行器100之末端執行器主體102之上表面106周邊間隔有四個末端執行器墊104a、104b、104c及104d。如所示，此類墊104各自相同。各自具有經定位以接收用於轉移之物體，諸如但不限於矽晶圓或其他半導體晶圓之上表面108。
如圖2中最佳地顯示的，以放大圖示出一個末端執行器墊104a之縱向截面圖。如出於說明之目的所示，顯示末端執行器墊104a之第一部分110，其包括用於負載諸如矽晶圓 W之類物體之上表面108。較佳地，晶圓 W或其他物體接觸上表面108上包括至少一個接觸點 P之位置。如所示，上表面108經組態以便具有自末端執行器墊之第一部分110向外延伸的大體上凸圓頂形狀。此圓頂形狀使末端執行器墊104a之上表面108具有至少一個彎曲特徵107。在此情況下，彎曲特徵107覆蓋末端執行器墊104a之整個上表面108，使得圓頂形彎曲特徵之中心 C亦形成用於欲位於末端執行器墊之上表面108上之物體之至少一個接觸點 P。然而，應理解，至少一個彎曲特徵可延伸越過上表面之全部、實質上全部或僅一部分。
另外，在本發明之範圍內包括在末端執行器墊之上表面108上之二個、三個、四個或更多個此類彎曲特徵。舉例而言，可以存在二或多個彎曲特徵，其中有一些或全部可具有大體上凸圓頂形之彎曲特徵。亦可提供彎曲特徵以便使其大體上為凹形的或呈凹陷形式。在此情況下，該至少一個接觸點將不在彎曲特徵上，而是在上表面之非凹形或凹陷的一或多個點上。若提供彎曲特徵，則較佳地，可存在至少一個，但在本文中之一些具體實例中，可存在二或多個此類彎曲特徵，其可較佳地定位於上表面之中心點 C周圍以實現穩定性。此類特徵可佈置成與中心接觸點等距，或佈置成某一圖案，該圖案係在中心接觸點周圍設計以便較佳地對其上置放之物體提供均勻負載。若存在大量彎曲特徵，則該等彎曲特徵中之一者（在只有一個此類彎曲特徵之情況下）本身可以定位於中心點 C上，以使其接觸點 P亦為末端執行器墊之上表面之中心點 C。
末端執行器墊104a之第一部分110較佳地為末端執行器之上部部分。末端執行器墊104a之第二部分112經組態用於將末端執行器墊104a定位於末端執行器主體102上。如所示，在一個較佳具體實例中，末端執行器墊104a之第二部分112包括例如配合螺紋114，該等螺紋以周向方式至少部分圍繞末端執行器主體之第二部分112延伸以將末端執行器墊104a牢固地連接至末端執行器主體102。形成的末端執行器主體較佳地在該末端執行器主體中包括至少一個內部孔118，其可經組態以界定配合螺紋116，用於嚙合末端執行器墊104a之第二部分112上之螺紋114。儘管顯示配合螺紋，但可使用其他緊固方法將末端執行器墊104a之第二部分112連接或固定至末端執行器主體102，該等緊固方法為諸如與末端執行器墊之第二部分相互作用的搭扣配合蓋、在末端執行器墊及末端執行器主體上形成的配合凸片、可定位於末端執行器主體中之孔中的固定搭扣配件、膠黏劑或此項技術中已知或待開發之其他緊固構件。該連接可為永久性的或可拆卸的且不必為不透氣或氣密密封的。然而，必要時，亦可使用密封件、插入件或其他穩定化部件。如所示，該等部件為實心的且由交聯芳族聚合物形成。末端執行器之第二部分可拆分或形成為用於緊固之凸輪形式亦在本發明之範圍內。
圖3、圖4及圖6顯示併入多個彎曲特徵之末端執行器之另一具體實例200。如所示，末端執行器200包括末端執行器主體202，其可以與第一具體實例100相同之方式在其中心區域 A 1 中為實心或空心的。所示末端執行器主體202亦具有大體上矩形形狀且可以與參照圖1所示相同之方式，直接地或諸如經由機器人手臂（ RA）間接地可操作地連接至機器人轉移設備 RTA。至少一個末端執行器墊204可設置於末端執行器主體202之上表面206上。如具體實例200中所示，在圖3中，在末端執行器200之末端執行器主體202之上表面206周邊間隔存在四個末端執行器墊204a、204b、204c及204d。與具體實例100及具體實例200之情形一樣，可僅存在一個此類末端執行器墊或多個墊，不過在本文中顯示四個。
此類末端執行器墊204各自與具體實例100所示之情形相同，然而，可在本發明之範圍內使用此類末端執行器墊之不同設計。各末端執行器墊具有定位用於接收轉移物體，諸如但不限於矽晶圓或其他半導體晶圓之上表面208。
如圖4中最佳地顯示的，以放大圖示出一個末端執行器墊204a之縱向截面圖。如在此具體實例中亦出於說明之目的顯示的，顯示末端執行器墊204a之第一部分210，其包括用於負載諸如矽晶圓 W之類物體之上表面208。較佳地，晶圓 W或其他物體接觸上表面208上包括至少一個接觸點 P之位置。在如圖3中所示之此具體實例中，存在四個此類接觸點（僅二個完整呈現於圖4之截面中）。如所示，上表面208具有四個圓頂形彎曲特徵207（如圖4中放大顯示的，二個此類特徵係顯示為特徵207a及207b）。圖3及圖5顯示全部四個此類彎曲特徵。此類彎曲特徵207係形成於所示末端執行器墊204a之上表面208上且較佳與其成為整體。可自交聯聚合物形成此類特徵並將該等特徵黏附至上表面208或將該等特徵熱焊接或以其他方式附接至該上表面，然而，較佳地，將其模製作為末端執行器墊之上表面208之一部分。
在此情況下，彎曲特徵207並不覆蓋末端執行器墊204a之整個上表面208。然而，如圖6中最佳地顯示，其被佈置在上表面208之周圍且亦與該上表面之中心點 C等距。彎曲特徵各自具有其自身接觸點 P。如圖4之截面圖中所示，彎曲特徵207a、207b各自具有各別接觸點P 1、P 2。相同的此類接觸點及彎曲特徵看來形成如圖3中所示之四個此類彎曲特徵207，該等彎曲特徵被佈置在上表面208之中心點 C周圍。
末端執行器墊204a之第一部分210較佳地為末端執行器之上部部分。末端執行器墊204a之第二部分212經組態用於將末端執行器墊204a定位於末端執行器主體202上。如所示，在一個較佳具體實例中，末端執行器墊204a之第二部分212包括例如配合螺紋214，該等螺紋以周向方式至少部分圍繞末端執行器主體之第二部分212延伸以將末端執行器墊204a牢固地連接至末端執行器主體202。形成的末端執行器主體較佳地在該末端執行器主體202中包括至少一個內部孔218，其可經組態以界定配合螺紋216，用於嚙合末端執行器墊204a之第二部分212上之螺紋214。儘管顯示配合螺紋，但其他緊固、連接及永久性或可拆卸地附接如上文具體實例100中所描述之末端執行器墊方法亦可以用於具體實例200中。
為了進一步說明本文中之至少一個彎曲特徵之定位及使用，在圖7及圖8中分別以替代性末端執行器墊304及404顯示其他非限制性實例。在此等圖中，類似編號指代類似元件。圖7顯示使用14個彎曲特徵307，全部佈置在末端執行器墊304之第一部分310之上表面308之中心點 C周圍。圖8顯示佈置在末端執行器墊404之第一部分410之上表面408上之55個彎曲特徵407，其中一中心彎曲特徵形成於中心點 C上，該中心點亦將為接觸點。
自本揭示案應理解，一至四個、五至十四個或15至最多73個或更多此類特徵之彎曲特徵之數目、定位、形狀及延伸或凹陷係視情況選擇的，且可用於改變末端執行器墊之上表面上物體之摩擦釋放及保持。較多的特徵可提供較多的接觸點且亦將物體升高離開平坦表面。由此提供較強的移動並釋放物體的能力且避免上表面與物體之間有過多接觸。然而，在本發明之範圍內，末端執行器墊之上表面亦可為平坦的或具有非彎曲特徵且在本發明之範圍內操作，條件是其亦併入末端執行器及/或末端執行器墊接觸物體之某一部分中，以運輸如本文所描述之交聯芳族聚合物。
現將參照以下非限制性實施例描述本發明： 實施例1
根據本發明，藉由使用基於可交聯聚醚醚酮之市售交聯芳族聚合物，亦即Arlon® 3000 XT熱模製如本文所提及之可交聯組成物來形成各種樣本。
對凹形1、2、3設計以及單個圓頂、4個圓頂及14個圓頂執行模擬。
由單個圓頂、4個圓頂、12個圓頂及55個圓頂之設計製備機械加工之部件（參見圖5、圖6、圖7及圖8）。在轉鼓中用漿液拋光機械加工之部件。
由單個圓頂、4個圓頂、12個圓頂及55個圓頂之設計製造射出模製部件。對該等部件進行射出模製，在含異丙醇之超音波浴中藉由溶劑洗滌以化學方式清潔以移除脫模或機械加工潤滑劑。
儘管如本文所形成之部件係藉由射出模製形成且為較佳的，但若需要測試額外設計，則此類部件可根據原料形狀機械加工而成，或由諸如射出壓縮之類替代程序直接模製成最終形狀。在有足夠列印機解析度之情況下，此類部件亦可使用三維列印技術列印。由於部件之摩擦特性可受末端執行器之接觸區域之表面精製度變化之影響，故可視情況藉由研磨漿、化學拋光或其他方法對部件進行拋光，以提供所希望的表面和相關摩擦特性。
在第一部分上具有含不同類型彎曲特徵之上表面之末端執行器墊係藉由射出模製來製備。出於比較目的，形成在實質上全部上表面上具有單個凸圓頂形彎曲特徵之一個樣本，以及具有多個圓頂之二個樣本、上表面具有四個圓頂之一個樣本及上表面具有14個圓頂之一個樣本。此類樣本設計亦示於圖9中。
製備矩形樣本用於動態機械分析（DMA）測試，使其在440℃溫度下與晶圓短暫接觸2小時，相當於約2,000至5,000次循環。
圖9描繪在使用經由實驗室測試量測之輸入摩擦係數值模擬中，在置放於上表面上之晶圓在各樣本上移位（因為此係一模擬且並非物理測試）一距離時各設計之側向加速度（G）之變化。
如圖10至圖14中所示，使用修改之ASTM D1894（塑膠膜及薄片之靜摩擦係數及動摩擦係數之標準測試方法）設備 Q量測該等樣本之靜摩擦係數。設備 Q包括熱板 HP及由銅製造之緊固件 FX，用於將一吋直徑之晶圓 W保持在樣本末端執行器墊 EP上。在使用時，將單個1吋晶圓 W置放於熱板 HP上，加熱至超過300℃。使用銅製緊固件 FX將晶圓 W保持在適當位置。使用矩形框架 RF安裝四個末端執行器墊 EP並使其與加熱之晶圓 W保持接觸。使用Instron®對設備 Q之滑板 SL施加力。增加所施加之力，直至滑板 SL移動。量測移動滑板所需之初始力（以公克力表示）。藉由用掙脫力（break loose force）除以滑板重量來計算摩擦係數。
在射出模製機（Arburg 270S All-Rounder 44公噸）中，在約665℉之溫度及9500 psi之模製壓力下模製部件。保持此等樣本之約20微吋或更大之表面粗糙度（ Ra）。
使用Arlon® 3000XT測試交聯聚醚醚酮末端執行器墊並將其與另一熱塑性材料PBI（其係機械加工成末端執行器墊設計之Celazole U 60原料形狀之桿且呈未填充之形式）以及氧化鋁（來自Superior Technical Ceramics AL9980（99.8%氧化鋁））相比較。測試溫度為300℃。交聯Arlon® 3000 XT在室溫下顯示高出50%之靜摩擦係數及在高溫下極其類似的摩擦係數。此在不同溫度下之一致性以及較高的室溫（RT）摩擦係數（COF）顯示，交聯材料具有優良的靜摩擦特性。特性顯示於下表1中。 表1
材料 COF，RT（平均） COF，RT（標準） COF，在＞300℃下（平均） COF ，在＞300℃下（標準）
Arlon® 3000XT 0.31 0.03 0.33 0.05
PBI 0.26 0.02 0.30 0.06
氧化鋁 0.21 0.03 0.33 0.11
亦藉由DMA，使用相同的在440℃下與晶圓短暫接觸二小時，使用來自PBI Performance Products之相同但未交聯的芳族原料聚合物Arlon® 3000（使用Evonik 5000級PEEK）及聚苯并咪唑（SCM 7000）測試其他材料進行比較。
在加熱之變換器中，在惰性氛圍下使用DMA測試執行額外測試。圖9中之交聯芳族聚合物樣本顯示在440℃穩定保持數小時。經由使用熱模擬以及阿倫尼亞斯定律（Arrhenius' Law），資料指示可在400℃溫度下實現超出數千小時及數萬個晶圓轉移循環之晶圓有效熱壽命。此熱穩定性與改善的摩擦係數相結合將支持更快的晶圓轉移速度以及用於製造經歷高溫且需要特定表面摩擦特性之末端執行器墊及類似部件之此類組成物之一致長期效能。
形成如本文所使用之交聯芳族聚合物，且在高溫下具有尺寸穩定性，具有受控制的尺寸及低表面粗糙度。進一步發現，可藉由拋光模具表面以確保較低表面粗糙度及上表面增加的靜摩擦來增強此效能，以使得晶圓能夠在轉移時保持良好，但會以增加的加速度釋放，由此允許較高的晶圓加工速度。在不同設計中，儘管全部皆為改善，但最佳效能係在如圖9中所示之不同模擬中，基於上文指示之材料，使用在Abaqus®軟體上運行之有限元分析（finite element analysis，FEA）模擬指示。經由模擬，最佳效能係藉由在末端執行器墊樣本之上表面上具有四個凸圓頂形彎曲特徵之設計指示。
基於以上評估，製造具有四個圓頂、14個圓頂及55個圓頂之樣本末端執行器墊並使用3D雷射掃描顯微鏡及ISO 4287檢測方法評估其表面粗糙度。在晶圓或物體將接觸末端執行器墊樣本之上表面之各圓頂之尖端（接觸點）處分析算術平均粗糙度 Ra。各設計之表面粗糙度示於下表2中，表中亦指示該4個圓頂之設計具有射出模製部件之最佳表面粗糙度能力。 表2
   4個圓頂 14個圓頂 55個圓頂
Ra（微吋） 16.1 18.2 25.4
標凖偏差 3.7 6.6 3.0
因此，發現根據本發明之樣本比矽晶圓要軟，提供高於諸如氧化鋁之類陶瓷且可經受住350℃或400℃及更高溫度之靜摩擦係數。因此，該等樣本提供與使用含氟彈性體類似之益處及減少之顆粒化，且足夠軟以避免損壞晶圓，但足夠堅固並提供較佳的摩擦特性，使得能夠安全地轉移晶圓，但增加移位時之加速度，從而在半導體環境中提供增強之效能。
預期該等材料之目標效能等於或高於比較性材料，諸如氧化鋁（當前用於末端執行器應用中者）之靜摩擦係數且實現一致性及較高的最小摩擦係數，由此允許在所有溫度下實現較高的轉移速度。最低摩擦係數係末端執行器墊可在腔室間轉移晶圓之速度之限制因素。最佳地實現極低磨損因數亦為一個目標。較少的磨損應提供較低之顆粒化水平。預期摩擦係數亦與轉移速度相關，且能夠與轉移速度相關，亦即，例如，0.3之靜摩擦係數應在晶圓因動量而移動離開其在晶圓臂上之位置之前產生0.3之G-力加速度。此外，相較於使用先前技術陶瓷末端執行器墊時釋放的無機粒子，在利用本發明轉移時釋放之粒子在本質上將為有機的。 實施例2
在此實驗中，使用差示掃描量熱法（differential scanning calorimetry，DSC）測試來評估交聯半結晶PEEK之結晶度以說明可製備由半結晶可交聯聚合物形成之交聯聚合物，以便使該等聚合物之結晶減到最少以在高溫最終應用中實現效能之改善。在TA® Instruments Q100上以20℃/分鐘加熱速率操作DSC樣本。藉由峰位置測定熔點，且自外推之平坦基線對峰進行積分。
在TA Instruments Ares G2 DMA上，使用矩形扭轉樣本在5℃/分鐘加熱下執行DMA測試。圖16顯示，藉由將在交聯期間相同PEEK聚合物之固化循環自標準固化循環變為採用包括較高溫度固化循環之第二步驟，圖16中之標準固化曲線A變為具有大幅減少之熔融吸熱的固化曲線B。下表3提供如圖16中所示之資料。固化1係以標準固化循環進行，其允許在芳族聚合物固化期間進行結晶及交聯且在低於該聚合物之熔點下，在約310℃下進行一時段。固化2係在相同溫度下使用相同初始固化循環進行相同時段，但在初始固化循環之後添加一個額外固化步驟，該固化步驟係在比半結晶芳族聚合物之熔融溫度高約40℃下進行，且抑制並最大限度地減少交聯聚合物之結晶。 表3
退火 T m （℃） 熔融焓（J/g）* 結晶度（%） 校正 （%）
固化1 352 54 42 34
固化2 322 22 17 14
*130J/g係基於100%結晶樣本估計
除了如圖16中所示之對固化溫度曲線之影響外，DMA亦顯示使用固化2之經改善之固化而固化之樣本中皮革區之減少。低結晶度亦提供較低的皮革區模數（140℃至320℃範圍，超過T g 但低於T m ）。值得注意的是，如圖17中所示，相較於與標準固化，即固化1（以虛線顯示）相關的自350℃至360℃之橡膠平線區，當使用改善之固化2（以實線顯示）時，「橡膠平線區」（如封閉框中所示）在320℃開始。因此，相較於標準固化，如固化1，若使用改善之固化循環固化2，則特性及尺寸穩定性在320℃至約400℃或更高之範圍內更為一致。另外，在末端執行器墊之熱歷程可能另外因墊與加熱之晶圓（例如與翹曲之晶圓）之接觸不完全而在各墊間不一致之情況中，效能可能得到改善。
以上測試及本文中之組成物之材料特性指示實現此類特性且轉移速度可實質上得到改善，同時限制材料自末端執行器墊至晶圓之轉移表面之轉移。
熟習此項技術者應瞭解，在不脫離本發明之較寬廣發明理念之情況下，可對上述具體實例作出改變。因此，應理解，本發明不限於所揭示之特定具體實例，但意欲涵蓋所附申請專利範圍所界定之本發明精神及範圍內進行之修改。
當結合附圖閱讀時，將更佳地理解前述發明內容以及下文較佳具體實例之詳細說明。出於說明本發明之目的，在圖式中示出目前較佳之具體實例。然而，應理解，本發明並不限於所示精確佈置及手段。在附圖中：
[圖1]係根據本文中本發明之一個具體實例之具有末端執行器墊之末端執行器之俯視正視圖；
[圖2]係負載矽晶圓之根據圖1之末端執行器之放大部分之縱向截面圖；
[圖3]係根據本文中本發明之另一具體實例之具有末端執行器墊之末端執行器之俯視正視圖；
[圖4]係圖3之末端執行器之放大部分之縱向截面圖；
[圖5]係圖1之末端執行器墊之透視圖；
[圖6]係圖3之末端執行器墊之透視圖；
[圖7]係根據本文中之另一具體實例之末端執行器墊之透視圖；
[圖8]係根據本文中又另一具體實例之末端執行器墊之透視圖；
[圖9]係在如實施例1中所描述之模擬中各種樣本組態之晶圓位移與側向加速度之間之關係之圖形表示；
[圖10]係本文之實施例1中採用之根據ASTM-D1894所描述測試靜摩擦係數及動摩擦係數之設備之改善版本之俯視正面透視圖；
[圖11]係圖10之設備之俯視正視圖；
[圖12]係圖10之設備之左側正視圖；
[圖13]係如圖12中所示之設備之放大部分；
[圖14]係在無該設備之附接框架部分情況下安裝於圖10之設備中之晶圓及晶圓墊之放大部分；
[圖15]係基於在一溫度範圍內儲存模數G'之動態機械分析（dynamic mechanical analysis，DMA）曲線，交聯聚醚醚酮與聚苯并咪唑之彈性行為比較之圖形表示；
[圖16]係在實施例2中使用標準固化循環固化1（曲線B）及改善之高溫二步驟固化循環固化2（曲線A）固化之交聯芳族聚合物之DSC曲線之圖形表示；及
[圖17]係根據實施例2，使用固化1（虛線）及固化2（實線）對相同樣本執行之DMA之圖形表示，顯示皮革區（leathery region）。
100:末端執行器
102:末端執行器主體
104a、104b、104c、104d:末端執行器墊
106:上表面
108:上表面
A:中心區域
C:中心點
RA:機器人手臂
RTA:機器人轉移設備

Claims (64)

  1. 一種用於用於機器人轉移之末端執行器中之末端執行器墊，其包含 用於負載待移動物體之第一部分及 用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上之第二部分， 經組態用於負載物體之在該末端執行器墊之該第一部分上之上表面，其中該末端執行器墊之該第一部分之至少該上表面包含至少一種交聯芳族聚合物。
  2. 如請求項1之末端執行器墊，其中至少一種交聯聚合物包含至少實質上非晶形之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之玻璃轉化溫度之溫度下係可操作的。
  3. 如請求項2之末端執行器墊，其中至少一種交聯聚合物包含完全非晶形之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之玻璃轉化溫度之溫度下係可操作的。
  4. 如請求項1之末端執行器墊，其中至少一種交聯聚合物包含半結晶之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之結晶熔點之溫度下係可操作的。
  5. 如請求項1之末端執行器墊，其中該末端執行器墊在約300℃至約450℃之溫度下於用於機器人轉移之末端執行器中係可操作的。
  6. 如請求項1之末端執行器墊，其中該末端執行器墊之該第二部分自該末端執行器墊之該第一部分縱向延伸，且該末端執行器墊之該第二部分經組態用於將該末端執行器墊連接至末端執行器主體。
  7. 如請求項6之末端執行器墊，其中該末端執行器墊之該第二部分在其上包含螺紋，用於與末端執行器主體上之接收螺紋配合。
  8. 如請求項7之末端執行器墊，其中在該末端執行器墊之該第二部分上之該等螺紋圍繞該末端執行器墊之該第二部分之外表面之至少一部分周向延伸。
  9. 如請求項1之末端執行器墊，其中該末端執行器墊之該第一部分之該上表面包含在該末端執行器墊之該第一部分上形成之至少一個彎曲特徵。
  10. 如請求項9之末端執行器墊，其中該末端執行器墊之該第一部分之該上表面之該至少一個彎曲特徵經組態以具有大體上凸圓頂形狀且自該末端執行器墊之該第一部分向外延伸，以使得該至少一個彎曲特徵之至少一個中心點經定位以負載其上置放之物體。
  11. 如請求項10之末端執行器墊，其中該至少一個彎曲特徵延伸越過該末端執行器墊之該第一部分之全部或實質上全部該上表面。
  12. 如請求項9之末端執行器墊，其中在該末端執行器墊之該第一部分之該上表面上存在二或多個彎曲特徵。
  13. 如請求項12之末端執行器墊，其中該二或多個彎曲特徵各自經組態為凸圓頂形狀且自該末端執行器墊之該第一部分之該上表面向外延伸，由此使凸圓頂形之彎曲特徵各自的至少一個中心點經定位以負載其上置放之物體。
  14. 如請求項13之末端執行器墊，其中該二或多個彎曲特徵係定位於該末端執行器墊之該第一部分之該上表面之中心點周圍。
  15. 如請求項14之末端執行器墊，其中該二或多個彎曲特徵圍繞該末端執行器墊之該第一部分之該上表面之中心點以一圖案佈置。
  16. 如請求項13之末端執行器墊，其中在該末端執行器墊之該第一部分之該上表面上存在二至四個彎曲特徵。
  17. 如請求項13之末端執行器墊，其中在該末端執行器墊之該第一部分之該上表面上存在五至14個彎曲特徵。
  18. 如請求項13之末端執行器墊，其中在該末端執行器墊之該第一部分之該上表面上存在15至73個彎曲特徵。
  19. 如請求項1之末端執行器墊，其中該末端執行器墊之整個第一部分包含該至少一種交聯芳族聚合物。
  20. 如請求項1之末端執行器墊，其中整個末端執行器墊包含該至少一種交聯芳族聚合物。
  21. 如請求項1之末端執行器墊，其中該至少一種交聯芳族聚合物係選自以下之交聯聚合物：聚伸芳基、聚碸、聚醚碸、聚伸苯硫醚、聚伸苯醚、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、熱塑性聚醯亞胺、聚苯甲醯胺、聚醯胺-醯亞胺、聚脲、聚胺酯、聚鄰苯二甲醯胺、聚苯并咪唑、聚芳醯胺以及其摻合物、共聚物及合金。
  22. 如請求項21之末端執行器墊，其中該至少一種交聯芳族聚合物係選自以下之交聯聚伸芳基：聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚二苯基醚酮、聚醚酮酮以及其摻合物、共聚物及合金。
  23. 如請求項1之末端執行器墊，其中該至少一種交聯芳族聚合物係藉由提供包含一或多種可交聯芳族聚合物之組成物並使該組成物中該等可交聯芳族聚合物中之至少一者交聯來形成。
  24. 如請求項23之末端執行器墊，其中該至少一種可交聯芳族聚合物包含一或多個用於交聯之官能化基團。
  25. 如請求項23之末端執行器墊，其中至少一種可交聯聚合物係沿主鏈具有根據式(I)之結構之重複單元的聚伸芳基醚： (I) 其中Ar 1、Ar 2、Ar 3及Ar 4為相同或不同芳基， m= 0至1，且 n= 1- m。
  26. 如請求項23之末端執行器墊，其中該至少一種可交聯芳族聚合物沿主鏈具有重複單元，該等重複單語具有下式之結構：式(II)： (II)； 或式(IIa)： (IIa)。
  27. 如請求項23之末端執行器墊，其中該至少一種可交聯芳族聚合物包含至少二種選自以下之群之不同聚合物之摻合物：聚伸苯硫醚及聚醚醚酮；聚伸苯醚及聚伸苯硫醚；以及聚醚醯亞胺及聚伸苯硫醚。
  28. 如請求項23之末端執行器墊，其中至少一種可交聯聚合物包含第一可交聯聚合物聚伸苯硫醚，以及至少一種選自由以下組成之群之第二可交聯聚合物：(i)一或多種選自聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚二苯基醚酮、聚醚酮酮以及其摻合物、共聚物及合金之聚伸芳基；(ii)聚碸、聚苯碸、聚醚碸、其共聚物及合金中之一或多者；及(iii)聚醯亞胺、熱塑性聚醯亞胺、聚醚醯亞胺以及其摻合物、共聚物及合金中之一或多者。
  29. 如請求項23之末端執行器墊，其中包含該至少一種可交聯芳族聚合物之組成物進一步包含至少一種交聯化合物，其具有根據下式中之一者之結構： (IV)、 (V)及 (VI)， 其中A係鍵、烷基、芳基或具有小於約10,000 g/mol之分子量之芳烴部分；其中R 1、R 2及R 3相同或不同且獨立地選自由以下組成之群：氫、羥基（-OH）、胺（NH 2）、鹵基、酯、醚、醯胺、芳基、芳烴或具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基；其中 m係0至2， n係0至2，且 m+ n大於或等於零且小於或等於二；其中 Z係選自以下之群：氧、硫、氮及具有一至約六個碳原子之分支鏈或直鏈、飽和或不飽和烷基；且其中 x係約1至約6。
  30. 如請求項29之末端執行器墊，其中該至少一種交聯化合物具有根據式(IV)之結構且選自由以下組成之群： 、 、 、 、 、 、 、 、 及 。
  31. 如請求項29之末端執行器墊，其中該至少一種交聯化合物具有根據式(V)之結構且選自由以下組成之群： 、 、 及 。
  32. 如請求項29之末端執行器墊，其中該至少一種交聯化合物具有根據式(VI)之結構且選自由以下組成之群： 、 及 。
  33. 如請求項29之末端執行器墊，其中A具有約1,000 g/mol至約9,000 g/mol之分子量。
  34. 如請求項29之末端執行器墊，其中該至少一種交聯化合物係以該組成物之未填充重量之約1重量%至約50重量%之量存在於該組成物中。
  35. 如請求項29之末端執行器墊，其中該組成物中該芳族聚合物與該交聯化合物之重量比為約1:1至約100:1。
  36. 如請求項29之末端執行器墊，其中該組成物進一步包含選自固化抑制劑或固化加速劑之交聯反應控制添加劑。
  37. 如請求項36之末端執行器墊，其中該交聯反應控制添加劑係以該交聯化合物之約0.01重量%至約15重量%之量存在於該組成物中。
  38. 如請求項36之末端執行器墊，其中該交聯反應控制添加劑係包含乙酸鋰之固化抑制劑。
  39. 如請求項36之末端執行器墊，其中該交聯反應控制添加劑係包含氯化鎂之固化加速劑。
  40. 如請求項23之末端執行器墊，其中該組成物包含一或多種添加劑，其係選自：連續或不連續、長或短強化纖維，該等強化纖維選自碳纖維、玻璃纖維、編織玻璃纖維、編織碳纖維、聚芳醯胺纖維、硼纖維、聚四氟乙烯纖維、陶瓷纖維、聚醯胺纖維；及/或一或多種填充劑，該一或多種填充劑選自碳黑、矽酸鹽、玻璃纖維、玻璃珠、玻璃球、磨碎玻璃、硫酸鈣、硼、陶瓷、聚醯胺、石棉、氟化石墨、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、硼砂（鈉硼砂）、活性碳、波來鐵（pearlite）、對苯二甲酸鋅、石墨、石墨烯、滑石、雲母、碳化矽鬚晶或板晶、奈米填充劑、二硫化鉬、含氟聚合物填充劑、碳奈米管及富勒烯管。
  41. 如請求項40之末端執行器墊，其中該組成物包含約0.5重量%至約65重量%之該一或多種添加劑及/或一或多填充劑。
  42. 如請求項40之末端執行器墊，其中該一或多種添加劑係選自碳纖維、玻璃纖維、PTFE及石墨。
  43. 如請求項1之末端執行器墊，其中該末端執行器墊之該第一部分之至少該上表面具有約12微吋至約28微吋之平均表面粗糙度（ Ra）。
  44. 如請求項1之末端執行器墊，其中該末端執行器墊之該第一部分之至少該上表面具有約0.25至約0.5之靜摩擦係數（ μ）。
  45. 一種用於機器人轉移之末端執行器，其包含 末端執行器主體，其具有用於接收至少一個末端執行器墊之至少一個安裝區域，其中該末端執行器主體可操作地連接至機器人轉移設備； 至少一個末端執行器墊，該至少一個末端執行器墊各自具有用於負載待移動物體之第一部分及用於將該末端執行器墊定位於該末端執行器主體上該至少一個安裝區域中之第二部分， 其中該至少一個末端執行器墊各自具有在其第一部分上之上表面，該上表面經組態用於負載物體且該末端執行器墊之該第一部分之至少該上表面包含交聯芳族聚合物。
  46. 如請求項45之末端執行器，其中至少一種交聯聚合物包含實質上或完全非晶形之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之玻璃轉化溫度之溫度下係可操作的。
  47. 如請求項45之末端執行器，其中至少一種交聯聚合物包含半結晶之交聯聚合物，該交聯聚合物在高於該交聯聚合物之結晶熔點之溫度下係可操作的。
  48. 如請求項45之末端執行器，其中該末端執行器在約300℃至約450℃之溫度下可進行機器人轉移操作。
  49. 一種製造用於用於機器人轉移之末端執行器中之末端執行器墊之方法，其包含： 提供組成物，該組成物包含至少一種可交聯芳族聚合物； 熱模製該組成物以形成末端執行器墊之至少第一部分並使該至少一種可交聯芳族聚合物交聯，其中該末端執行器墊之該第一部分包含用於負載待移動物體之上表面； 形成該末端執行器墊之第二部分，其中該末端執行器墊之該第二部分係用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上，且 將該末端執行器墊之該第一部分與該第二部分組合。
  50. 如請求項49之方法，其中該第一部分及該第二部分係同時形成及組合。
  51. 如請求項50之方法，其中該第一部分及該第二部分係在預先形成之模具中形成及組合。
  52. 如請求項49之方法，其中該至少一種可交聯芳族聚合物包含實質上非晶形或完全非晶形之可交聯芳族聚合物，其在交聯時，在高於該交聯芳族聚合物之玻璃轉化溫度之溫度下係可操作的。
  53. 如請求項49之方法，其中該至少一種可交聯芳族聚合物包含半結晶之可交聯芳族聚合物，其在交聯時，在高於交聯聚合物之結晶熔點之溫度下係可操作的。
  54. 如請求項53之方法，其中使該半結晶之可交聯芳族聚合物交聯將使該交聯聚合物之結晶度減到最小。
  55. 如請求項49之方法，其進一步包含在約300℃至約450℃之溫度下，將該末端執行器墊併入用於機器人轉移之末端執行器中。
  56. 一種製造用於用於機器人轉移之末端執行器上之末端執行器墊之方法，其包含： 提供組成物，該組成物包含至少一種可交聯芳族聚合物； 熱模製該組成物並使該芳族聚合物交聯形成末端執行器墊，其中該末端執行器墊具有用於負載待移動物體之第一部分及用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上之第二部分。
  57. 如請求項56之方法，其中該交聯係在該組成物之熱模製期間發生。
  58. 如請求項56之方法，其進一步包含在約300℃至約450℃之溫度下，將該末端執行器墊併入用於機器人轉移之末端執行器中。
  59. 一種製造用於用於機器人轉移之末端執行器上之末端執行器墊之方法，其包含： 藉由熱模製基底材料來形成末端執行器墊，其中該末端執行器墊具有用於負載待移動物體之第一部分及用於將該末端執行器墊定位於末端執行器主體上之第二部分；且 在該末端執行器墊之第一部分之至少上表面上，由包含可交聯芳族聚合物之組成物形成交聯芳族聚合物層。
  60. 如請求項59之方法，其中該交聯芳族聚合物層係藉由加熱之嵌件模製形成。
  61. 如請求項59之方法，其中該交聯芳族聚合物層係藉由以下形成：將呈液體形式之該組成物施加至在該末端執行器墊之該第一部分之至少該上表面上之該基底材料上。
  62. 如請求項61之方法，其中將該末端執行器用該液體組成物浸塗。
  63. 如請求項59之方法，其中該基底材料係選自陶瓷材料、熱塑性材料、金屬、金屬合金、交聯芳族聚合物基底材料及其組合，該交聯芳族聚合物基底材料可以與該交聯芳族聚合物層中之交聯芳族聚合物相同或不同。
  64. 如請求項59之方法，其進一步包含在約300℃至約450℃之溫度下，將該末端執行器墊併入用於機器人轉移之末端執行器中。
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