TW202342249A - 多站式半導體處理腔室用的直接拾取式機器人 - Google Patents

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理查 M 布蘭克
伊傑亞 克雷門曼
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美商蘭姆研究公司
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Abstract

此處揭露直接拾取式晶圓搬運機器人系統,可用於從例如四站式模組(QSM)的多站式模組的站直接拾取四個晶圓或直接置放四片晶圓於此等站之中。該晶圓搬運機器人系統包含二組機器人臂對,各個機器人臂對能夠彼此獨立地加以使用,俾使一機器人臂對可用以從一QSM拾取晶圓,而一旦將該QSM中的晶圓移除則另一機器人臂對 支撐一組之四個晶圓以置放進相同的QSM。此晶圓搬運機器人系統可允許各個晶圓直接置放進QSM的各站之內且可適用以允許個別調整各個此種晶圓置放以允許各個晶圓在各別目標台座上加以置中。

Description

多站式半導體處理腔室用的直接拾取式機器人
本案涉及晶圓搬運機器人系統。
用以製造積體電路和其他結構之半導體晶圓的處理通常在一半導體處理機台中執行,該半導體處理機台可以包括一個或多個半導體處理腔室,此等半導體處理腔室各者係配置以處理一個或多個晶圓。一些半導體處理機台可能具有一個或多個半導體處理腔室,其係多站式腔室,例如,具有在該腔室內不同位置處同時處理多個不同晶圓的能力(一多站式腔室在此處也可稱為多站式處理腔室)。一種特殊類型的多站式腔室是四站式模組(QSM),其具有四個晶圓處理站,每個這樣的站具有一晶圓接收表面,例如由一台座所提供。一QSM之內的站通常以圓形/方形圖案佈置,從而在某些情況下,允許使用一內部旋轉料架、旋轉分度器系統、或晶圓搬運機器人在QSM腔室內的不同站之間旋轉晶圓。
圖1描繪一示例QSM的示意圖。圖1的QSM具有一製程腔室104,包含四個台座106,各自位在標記為A、B、C或D的一站。旋轉分度器(未顯示)可以放置在製程腔室104中並且可以包括佈置成「加號(+)」排列的四個臂,其可以繞著在四個台座106之間置中的一旋轉軸線而旋轉。台座106上的晶圓可以藉由升降銷(未顯示)從台座106抬起,然後將分度器臂旋轉在其下方。接著,可以將晶圓降低到分度器臂上並且將升降銷縮回,之後可以將分度器旋轉90°的倍數以在不同站之間平移晶圓。接著,可以延伸升降銷以將晶圓抬離分度器,然後將分度器旋轉45°以將分度器臂移動到各個台座之間的位置。接著,可以藉由降低升降銷將晶圓降低到它們各別的台座106上。
在此一QSM 中,晶圓通常藉由一外部晶圓搬運機器人間接放置到它們的初始目的台座上。例如,如圖1中箭頭所示,一晶圓可通過與站A相關聯的晶圓裝載埠(在左下角)加以引入製程腔室104,且接著可藉由分度器移動到站B-D其中任一者。因此,引入圖1的QSM的每個晶圓將由外部晶圓搬運機器人直接放置進站A,但將由分度器間接放置進站B-D。類似地,來自製程腔室104的晶圓可以經由站D從製程腔室104移除,從而在外部晶圓搬運機器人能夠取回晶圓之前需要首先藉由分度器將待拾取的各個晶圓搬移到站D(如果還沒有在站D)。
在圖1的QSM的變形例中,一個外部晶圓搬運機器人(或兩個這樣的機器人)可以同時傳送兩個晶圓,一個到站A而另一個到站D。此等晶圓皆可以接著藉由分度器移動到站B和C,以允許另外兩個晶圓同時傳送到站A和D。
在QSM的又另一變形例中,QSM可以具有一分度器,該分度器具有四個臂,加以分組成兩對相鄰的臂,該兩對的臂係相對於彼此而可旋轉且可垂直平移,以允許此兩對的臂相對於彼此垂直平移,然後相對於彼此旋轉 180°,從而將一對臂中的臂的端部放置在另一對臂中的臂的端部之上。因此,可以全部同時地將兩個分度器臂定位在站A並且將另外兩個分度器臂定位在站D。然後,外部晶圓搬運機器人可以將四個晶圓同時放入站A和站D,將它們下降至等待的分度器臂上。接著,可以將此些對的臂相對於彼此旋轉以將它們移回到「加號」排列並且用於將晶圓放置在站A-D及/或在站A-D之間移動晶圓。此一分度器在美國專利公開案第2018/0211864號中更詳細地探討,其全部內容通過引用併入於此。
本說明書中描述的申請標的之一個或多個實施方式的細節在隨附圖式和以下實施方式章節中加以闡述。其他特徵、態樣、及優點將從實施方式章節、圖式、及請求項變得顯而易見。此處討論的實施方式至少包括但不限於以下討論的實施方式。
在一些實施方式中,提供一種系統,包含:一基部;一軀幹單元,與該基部可旋轉地連接,俾使該軀幹單元係相對於該基部可圍繞一主旋轉軸線而旋轉;一對第一機器人臂,由該軀幹單元所支撐;及一對第二機器人臂,由該軀幹單元所支撐。在一些實施方式中,該等第一機器人臂可各自建構以至少在一第一縮回狀態、一第一近伸展狀態、及一第一遠伸展狀態之間轉變。此外,各個第一機器人臂當該第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一第一遠端位置可當該第一機器人臂處於該第一縮回狀態時係與當該第一機器人臂處於該第一近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,各個第一機器人臂的該第一遠端位置可當該第一機器人臂處於該第一近伸展狀態時係與當該第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,該等第二機器人臂可各自建構以至少在一第二縮回狀態、一第二近伸展狀態、及一第二遠伸展狀態之間轉變,各個第二機器人臂當該第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一第二遠端位置可當該第二機器人臂處於該第二縮回狀態時係與當該第二機器人臂處於該第二近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,且各個第二機器人臂的該第二遠端位置可當該第二機器人臂處於該第二近伸展狀態時係與當該第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線。
在一些此等實施方式中,該等第一機器人臂各者可建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第一機器人臂的一部分為固定的一對應的上第一位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第一機器人臂的該部分為固定的一對應的下第一位置之上加以置中。此外,該等上第一位置可當該等第一機器人臂至少處於該第一近伸展狀態或該第一遠伸展狀態其中一者時各自於一第一正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中,該等下第一位置可當該等第一機器人臂至少處於該第一近伸展狀態或該第一遠伸展狀態其中另一者時各自於與該第一正方形區域的該等第一角隅不同之該第一正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中,該等第二機器人臂各者可建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第二機器人臂的一部分為固定的一對應的上第二位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第二機器人臂的該部分為固定的一對應的下第二位置之上加以置中,該等上第二位置可當該等第二機器人臂至少處於該第二近伸展狀態或該第二遠伸展狀態其中一者時各自於一第二正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中,該等下第二位置可當該等第二機器人臂至少處於該第二近伸展狀態或該第二遠伸展狀態其中另一者時各自於與該第二正方形區域的該等第一角隅不同之該第二正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中,且該第一正方形區域及該第二正方形區域可設置於相同的位置且可具有相同的定向及相同的大小。
在一些此等實施方式中,針對該等第一機器人臂其中至少一者的該上第一位置及該下第一位置皆沿著一對應的公共垂直軸線而配置。在一些替代或額外的實施方式中,針對該等第一機器人臂其中至少一者的該上第一位置及該下第一位置皆沿著不同、不共軸的垂直軸線而配置。
在一些實施方式中,針對各個第一機器人臂,該第一機器人臂可具有一對應的第一末端效應器支撐臂及多數個對應的第一臂連桿,針對該第一機器人臂的該等對應的第一臂連桿包含一對應的第一基部連桿及一個以上對應的第一中間臂連桿。此外,針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿可與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第一軸線而旋轉,且針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿可支撐該一個以上對應的第一中間臂連桿,且針對該第一機器人臂的該一個以上對應的第一基部連桿可支撐針對該第一機器人臂的該對應的第一末端效應器支撐臂。此外,針對各個第二機器人臂,該第二機器人臂可具有一對應的第二末端效應器支撐臂及多數個對應的第二臂連桿,針對該第二機器人臂的該等對應的第二臂連桿包含一對應的第二基部連桿及一個以上對應的第二中間臂連桿。此外,針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿可與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第二軸線而旋轉,且針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿可支撐該一個以上對應的第二中間臂連桿,且針對該第二機器人臂的該一個以上對應的第二基部連桿可支撐針對該第二機器人臂的該對應的第二末端效應器支撐臂。該等第一軸線與該等第二軸線可皆彼此實質平行,該等第一軸線可在垂直於該等第一軸線的方向上彼此間隔開,且該等第二軸線可在垂直於該等第二軸線的方向上彼此間隔開。
在一些實施方式中,各個第一機器人臂可建構以使針對該第一機器人臂的該對應的第一末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該第一機器人臂的該第一基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移,各個第二機器人臂可建構以使針對該第二機器人臂的該對應的第二末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該第二機器人臂的該第二基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移;且該等第一機器人臂與該等第二機器人臂的該等平移軸線可皆彼此實質平行。
在一些實施方式中,針對該等第一機器人臂各者在該多數個對應的第一臂連桿之中的該等第一臂連桿可建構以繞著實質平行於該等第一軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉,針對該等第一機器人臂各者的該第一末端效應器支撐臂可建構以相對於與其最接近的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉(其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第一軸線),針對該等第二機器人臂各者在該多數個對應的第二臂連桿之中的該等第二臂連桿可建構以繞著實質平行於該等第二軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉,且針對該等第二機器人臂各者的該第二末端效應器支撐臂可建構以相對於與其最接近的該第二機器人臂的該對應的第二中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉(其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第二軸線)。
在一些實施方式中,各個第一機器人臂可具有二個對應的第一臂連桿,且各個第二機器人臂可具有二個對應的第二臂連桿。
在一些此等實施方式中,該等第一基部連桿各者可具有由介於該第一軸線與相對於該第一基部連桿該對應的第一中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第一基部連桿長度,該等第一中間臂連桿各者可具有由介於相對於該對應的第一基部連桿該第一中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該第一中間臂連桿該對應的第一末端效應器支撐臂建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第一中間臂連桿長度,該等第二基部連桿各者可具有由介於該第二軸線與相對於該第二基部連桿該對應的第二中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第二基部連桿長度,該等第二中間臂連桿各者可具有由介於相對於該對應的第二基部連桿該第二中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該第二中間臂連桿該對應的第二末端效應器支撐臂建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第二中間臂連桿長度,對於該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度可相等的,且對於該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度可相等的。
在一些此等實施方式中,針對該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度可彼此相等,針對該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度可彼此相等,且該第一基部連桿長度可長於該第二基部連桿長度。
在一些實施方式中,針對該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度可彼此相等,且與針對該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度相等。
在一些實施方式中,針對該等第一機器人臂二者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度可相等,且針對該等第二機器人臂二者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度可相等。
在一些此等實施方式中,針對該等第一機器人臂二者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度以及針對該等第二機器人臂二者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度可皆相等。
在一些此等實施方式中,針對位在與該主旋轉軸線共面且插設在該等第一機器人臂二者之間的該軀幹單元的一參考平面的一共同側之一第一對的該第一與第二機器人臂的該第一基部連桿長度、該第二基部連桿長度、該第一中間臂連桿長度、及該第二中間臂連桿長度可皆相同,該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一軸線與該第二軸線可係共軸的,該第一對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一基部連桿可相對於一對應的第一內部旁路部分於空間中固定,該第一對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一中間臂連桿可相對於一對應的第一外部旁路部分於空間中固定,該第一內部旁路部分可包含一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的橋接部分,該對應的第一部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以固定地連接,該對應的第二部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以可旋轉地連接,該對應的橋接部分係跨越在該第一內部旁路部分的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間且配置成使得該第一內部旁路部分的該對應的橋接部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿建構以相對於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿繞著旋轉的該對應的旋轉軸線相比更遠離於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置,該第一外部旁路部分可包含一對應第一部分、一對應第二部分、及一對應橋接部分,該對應第一部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以可旋轉地連接,該對應第二部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以固定地連接,且該對應橋接部分係跨越在該第一外部旁路部分的該對應第一部分與該對應第二部分之間且配置成使得該第一外部旁路部分的該對應橋接部分係與當該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂處於該第一縮回狀態之時該第一內部旁路部分的該對應的橋接部分相比更遠離於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置。
在一些此等實施方式中,針對位在該軀幹單元的該參考平面的一相反側之一第二對的該第一與第二機器人臂的該第一基部連桿長度、該第二基部連桿長度、該第一中間臂連桿長度、及該第二中間臂連桿長度可皆相同,該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一軸線與該第二軸線可為共軸的,該第二對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一基部連桿可相對於一對應的第二內部旁路部分於空間中固定,該第二對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一中間臂連桿可相對於一對應的第二外部旁路部分於空間中固定,該第二內部旁路部分可包含一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的橋接部分,該對應的第一部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以固定地連接,該對應的第二部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以可旋轉地連接,該對應的橋接部分係跨越在該第二內部旁路部分的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間且配置成使得該第二內部旁路部分的該對應的橋接部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿建構以相對於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿繞著旋轉的該對應的旋轉軸線相比更遠離於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置,且該第二外部旁路部分可包含一對應第一部分、一對應第二部分、及一對應橋接部分,該對應第一部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以可旋轉地連接,該對應第二部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以固定地連接,且該對應橋接部分係跨越在該第二外部旁路部分的該對應第一部分與該對應第二部分之間且配置成使得該第二外部旁路部分的該對應橋接部分係與當該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂處於該第一縮回狀態之時該第二內部旁路部分的該對應的橋接部分相比更遠離於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置。
在一些此等實施方式中,該第一對的該第一與第二機器人臂以及該第二對的該第一與第二機器人臂可相對於該參考平面而加以對稱地布置。
在一些實施方式中,該等第一軸線可 以與將該等第二軸線間隔開之距離不同的一距離加以間隔開。
在一些實施方式中,該等第一末端效應器支撐臂可各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分。該等第一末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分可沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且該等第一末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分可跨越在該第一末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
在一些實施方式中,該等第二末端效應器支撐臂可各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分。該等第二末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分可沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且該等第二末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分可跨越在該第二末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
在一些實施方式中,該基部可相對於該轉送腔室加以固定地安裝,該軀幹單元可至少部分地設置在該轉送腔室之內,該等第一機器人臂當處於該第一縮回狀態之時可完全地設置在該轉送腔室之內,該等第二機器人臂當處於該第二縮回狀態之時可完全地設置在該轉送腔室之內,且該軀幹單元,連同該等第一機器人臂及該等第二機器人臂,當該等第一機器人臂處於該第一縮回狀態以及該等第二機器人臂處於該第二縮回狀態之時,可在該轉送腔室之內以及相對於該轉送腔室而為可旋轉至少90°。
在一些實施方式中,該系統亦可包含一個以上多站式處理腔室。各個多站式處理腔室可經由一條以上對應的晶圓轉送通道而與該轉送腔室連接,各個多站式處理腔室可具有較接近該轉送腔室的一對應對的近台座、及較遠離該轉送腔室的一對應對的遠台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第一機器人臂與該多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第一機器人臂處於該第一近伸展狀態之時,該等第一機器人臂可建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的近台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第一機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態之時,該等第一機器人臂可建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的遠台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第二機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第二機器人臂處於該第二近伸展狀態之時,該等第二機器人臂可建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的近台座,且當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第二機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態之時,該等第二機器人臂可建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的遠台座。
在一些此等實施方式中,各個多站式處理腔室可為四站式模組。
在一些實施方式中,該系統可更包含一個以上主動晶圓置中感測器系統,各自建構以取得由該等第一機器人臂及/或該等第二機器人臂運輸通過該等晶圓轉送通道其中一者之晶圓的中心位置測量。
在一些實施方式中,該系統可更包含一控制器,其具有一個以上記憶體裝置及一個以上處理器,該一個以上記憶體裝置存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:a) 該等第一機器人臂當各自支撐一對晶圓時從該第一縮回狀態轉變至該第一遠伸展狀態;b) 該等第一機器人臂維持在該第一遠伸展狀態且同時將由該等第一機器人臂所支撐的底部晶圓抬離該等第一機器人臂; c) 在 b)之後該等第一機器人臂從該第一遠伸展狀態轉變至該第一近伸展狀態且同時各自支撐先前在b)中未移除之由該第一機器人所支撐的該對晶圓的晶圓; d) 該等第一機器人臂維持在該第一近伸展狀態且同時將由該等第一機器人臂所支撐的上部晶圓抬離該等第一機器人臂;及 e) 在 d)之後該等第一機器人臂從該第一近伸展狀態轉變至該第一縮回狀態且同時各自未支撐晶圓。
在一些此等實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器順序地致使:該軀幹單元旋轉,該等第一機器人臂至少一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等第一機器人臂至少一者伸展或縮回俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉,該等第一機器人臂至少另一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等第一機器人臂至少另一者伸展或縮回 俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第一機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該等第一機器人臂其中另一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第一機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉,該等第一機器人臂的至少另一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等第一機器人臂的至少另一者伸展或縮回俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:f) 該等第一機器人臂當各自未支撐晶圓時從該第一縮回狀態轉變至該第一近伸展狀態;g) 該等第一機器人臂維持在該第一近伸展狀態且同時該等第一機器人臂各者具有置放於其上的一對應的晶圓;h) 在 g)之後該等第一機器人臂從該第一近伸展狀態轉變至該第一遠伸展狀態且同時各自支撐在g)之中置放在其上的單一晶圓;i) 該等第一機器人臂維持在該第一遠伸展狀態且同時該等第一機器人臂各者具有另一晶圓置放於其上且在已經由該第一機器人臂所支撐的晶圓下方的一位置;及j) 在 i)之後該等第一機器人臂從該第一遠伸展狀態轉變至該第一縮回狀態且同時各自支撐置放於其上的該二個晶圓。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:1) 該等第二機器人臂當各自支撐一對晶圓時從該第二縮回狀態轉變至該第二遠伸展狀態;2) 該等第二機器人臂維持在該第二遠伸展狀態且同時將由該等第二機器人臂所支撐的底部晶圓抬離該等第二機器人臂;3) 在 2)之後該等第二機器人臂從該第二遠伸展狀態轉變至該第二近伸展狀態且同時各自支撐先前在2)中未移除之由該第二機器人所支撐的該對晶圓的晶圓;4) 該等第二機器人臂維持在該第二近伸展狀態且同時將由該等第二機器人臂所支撐的上部晶圓抬離該等第二機器人臂;及 5) 在 4)之後該等第二機器人臂從該第二近伸展狀態轉變至該第二縮回狀態且同時各自未支撐晶圓。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器順序地致使:該軀幹單元旋轉,該等第二機器人臂至少一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等第二機器人臂至少一者伸展或縮回俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉,該等第二機器人臂至少另一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等第二機器人臂至少另一者伸展或縮回 俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第二機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該等第二機器人臂其中另一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第二機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉,該等第二機器人臂的至少另一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等第二機器人臂的至少另一者伸展或縮回俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:6) 該等第二機器人臂當各自未支撐晶圓時從該第二縮回狀態轉變至該第二近伸展狀態;7) 該等第二機器人臂維持在該第二近伸展狀態且同時該等第二機器人臂各者具有置放於其上的一對應的晶圓;8) 在 7)之後該等第二機器人臂從該第二近伸展狀態轉變至該第二遠伸展狀態且同時各自支撐在7)之中置放在其上的單一晶圓;9) 該等第二機器人臂維持在該第二遠伸展狀態且同時該等第二機器人臂各者具有另一晶圓置放於其上且在已經由該第二機器人臂所支撐的晶圓下方的一位置;及10) 在 9)之後該等第二機器人臂從該第二遠伸展狀態轉變至該第二縮回狀態且同時各自支撐置放於其上的該二個晶圓。
在一些實施方式中,可提供一種系統,包含:一基部;一軀幹單元,與該基部可旋轉地連接,俾使該軀幹單元係相對於該基部可圍繞一主旋轉軸線而旋轉;及一對機器人臂,由該軀幹單元所支撐。該等機器人臂可各自建構以至少在一縮回狀態、一近伸展狀態、及一遠伸展狀態之間轉變,各個機器人臂當該機器人臂處於該遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一遠端位置 當該機器人臂處於該縮回狀態時可與當該機器人臂處於該近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,且各個機器人臂的該遠端位置 當該機器人臂處於該近伸展狀態時可與當該機器人臂處於該遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線。
在一些此等實施方式中,該等機器人臂各者可建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該機器人臂的一部分為固定的一對應的上位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該機器人臂的該部分為固定的一對應的下位置之上加以置中,該等上位置可當該等機器人臂至少處於該近伸展狀態或該遠伸展狀態其中一者時各自於一正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中,且該等下位置可當該等機器人臂至少處於該近伸展狀態或該遠伸展狀態其中另一者時各自於與該正方形區域的該等第一角隅不同之該正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中。
在一些實施方式中,針對該等機器人臂其中至少一者的該上位置及該下位置可皆沿著一對應的公共垂直軸線而配置。在一些其他或額外實施方式中,針對該等機器人臂其中至少一者的該上位置及該下位置可皆沿著不同、不共軸的垂直軸線而配置。
在一些實施方式中,針對各個機器人臂,該機器人臂可具有一對應的末端效應器支撐臂及多數個對應的臂連桿,針對該機器人臂的該等對應的臂連桿包含一對應的基部連桿及一個以上對應的中間臂連桿,針對該機器人臂的該對應的基部連桿可與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該機器人臂的該對應的基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第一軸線而旋轉,且針對該機器人臂的該對應的基部連桿可支撐該一個以上對應的中間臂連桿,且針對該機器人臂的該一個以上對應的基部連桿可支撐針對該機器人臂的該對應的末端效應器支撐臂。在此等實施方式中,該等第一軸線可彼此實質平行且在垂直於該等第一軸線的方向上彼此間隔開。
在一些實施方式中,各個機器人臂可建構以使針對該機器人臂的該對應的末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該機器人臂的該基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移,且該等機器人臂的該等平移軸線可彼此實質平行。
在一些實施方式中,針對該等機器人臂各者在該多數個對應的臂連桿之中的該等臂連桿可建構以繞著實質平行於該等第一軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉,且針對該等機器人臂各者的該末端效應器支撐臂可建構以相對於與其最接近的該機器人臂的該對應的中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉(其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第一軸線)。
在一些實施方式中,各個機器人臂可具有二個對應的臂連桿。
在一些實施方式中,該等基部連桿各者可具有由在該第一軸線與相對於該基部連桿該對應的中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的基部連桿長度,該等中間臂連桿各者可具有由介於相對於該對應的基部連桿該中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該中間臂連桿該對應的末端效應器支撐臂係建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的中間臂連桿長度,且該基部連桿長度與該中間臂連桿長度可相等的。
在一些實施方式中,該等機器人臂可相對於一參考平面而加以對稱地布置。
在一些實施方式中,該等末端效應器支撐臂可各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分。該等末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分可沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且該等末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分可跨越在該末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
在一些實施方式中,該系統可更包含一轉送腔室。該基部可相對於該轉送腔室加以固定地安裝,該軀幹單元可至少部分地設置在該轉送腔室之內,該等機器人臂當處於該縮回狀態之時可完全地設置在該轉送腔室之內,且該軀幹單元連同該等機器人臂當該等機器人臂處於該縮回狀態之時可在該轉送腔室之內以及相對於該轉送腔室而可旋轉至少90°。
在一些實施方式中,該系統可更包含一個以上多站式處理腔室。各個多站式處理腔室可經由一條以上對應的晶圓轉送通道而與該轉送腔室連接,各個多站式處理腔室可具有較接近該轉送腔室的一對應對的近台座、及較遠離該轉送腔室的一對應對的遠台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等機器人臂處於該近伸展狀態之時,該等機器人臂可建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的近台座,且當該軀幹單元係加以旋轉以將該等機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等機器人臂處於該遠伸展狀態之時,該等機器人臂可建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的遠台座。
在一些此等實施方式中,各個多站式處理腔室可為四站式模組。
在一些實施方式中,該系統可更包含一個以上主動晶圓置中感測器系統,各自建構以取得由該等機器人臂運輸通過該等晶圓轉送通道其中一者之晶圓的中心位置測量。
在一些實施方式中,該系統可更包含一控制器,具有一個以上記憶體裝置及一個以上處理器,該一個以上記憶體裝置存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:a) 該等機器人臂當各自支撐一對晶圓時從該縮回狀態轉變至該遠伸展狀態;b) 該等機器人臂維持在該遠伸展狀態且同時將由該等機器人臂所支撐的底部晶圓抬離該等機器人臂; c) 在 b)之後該等機器人臂從該遠伸展狀態轉變至該近伸展狀態且同時各自支撐先前在b)中未移除之由該機器人所支撐的該對晶圓的晶圓; d) 該等機器人臂維持在該近伸展狀態且同時將由該等機器人臂所支撐的上部晶圓抬離該等機器人臂;及 e) 在 d)之後該等機器人臂從該近伸展狀態轉變至該縮回狀態且同時各自未支撐晶圓。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器順序地致使:該軀幹單元旋轉,該等機器人臂至少一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等機器人臂至少一者伸展或縮回俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉,該等機器人臂至少另一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等機器人臂至少另一者伸展或縮回 俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該等機器人臂其中另一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉,該等機器人臂的至少另一者伸展或縮回,或該軀幹單元旋轉且該等機器人臂的至少另一者伸展或縮回俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
在一些實施方式中,該一個以上記憶體裝置可更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:f) 該等機器人臂當各自未支撐晶圓時從該縮回狀態轉變至該近伸展狀態;g) 該等機器人臂維持在該近伸展狀態且同時該等機器人臂各者具有置放於其上的一對應的晶圓;h) 在 g)之後該等機器人臂從該近伸展狀態轉變至該遠伸展狀態且同時各自支撐在g)之中置放在其上的單一晶圓;i) 該等機器人臂維持在該遠伸展狀態且同時該等機器人臂各者具有另一晶圓置放於其上且在已經由該機器人臂所支撐的晶圓下方的一位置;及j) 在 i)之後該等機器人臂從該遠伸展狀態轉變至該縮回狀態且同時各自支撐置放於其上的該二個晶圓。
除了上面列出的實施方式之外,從下面的討論和圖室示顯而易見的其他實施方式也應理解為落入本揭露內容的範圍之內。
此處揭露的是新的晶圓搬運機器人系統,其允許將多個(例如四個)晶圓直接放置在多站式處理腔室的不同站之中,例如四站式模組(QSM)。在一些實施方式中,晶圓搬運機器人系統提供兩對機器人臂,各對機器人臂的機器人臂安裝到能夠相對於多站式處理腔室旋轉的一公共軀幹單元。兩對機器人臂其中各個機器人臂能夠相對於軀幹單元在三個狀態之間轉變 — 一縮回狀態、一近伸展狀態、及一遠伸展狀態。當晶圓搬運機器人系統的所有機器人臂都處於它們各自的縮回狀態時,軀幹單元可以能夠在例如可以容納晶圓搬運機器人系統的一轉送腔室之內加以旋轉而不會發生晶圓搬運機器人或由此支撐的晶圓與轉送腔室(或其他器材)的碰撞。在晶圓搬運機器人系統的一些額外實施方式中,僅單一對的反向的機器人臂可以安裝到一公共軀幹單元;與包括兩對機器人臂的實施方式相比,此種晶圓搬運機器人系統可能具有降低的產量能力,但可能較不昂貴,並且在某些情況下可能不會表現出實際的產出率損失。
轉送腔室可以直接或間接地與一個或多個處理腔室連接,例如QSM、裝載鎖室、或裝載埠等等,其可以接收晶圓和/或供應晶圓至晶圓搬運機器人系統。例如,在通常為方形的轉送腔室中,轉送腔室的側邊其中三個的各者可以連接不同的處理腔室,其每一者係一QSM。轉送腔室的第四側可以例如與裝載鎖室或另外一個或多個其他腔室連接,晶圓可以最初從這些腔室供應到轉送腔室或自其移出。軀幹單元可能能夠標稱地旋轉到四個不同旋轉位置的各者,各個旋轉位置允許安裝至其的機器人臂伸展進此等不同處理腔室的相應一者或其他腔室(並且隨後自其縮回)。在多站式腔室的情況下,例如在QSM中發現的,站和其內的台座可以佈置成圓形或方形圖案,此等站和/或台座其中二者比其餘兩個站和/或台座更靠近轉送腔室。較靠近轉送腔室的一QSM的二個台座或站在此處可稱為「近」台座或站,而距轉送腔室較遠的兩個台座或站在此處可稱為「遠」台座或站。
當軀幹單元係加以旋轉以與其中一個處理腔室對準時,晶圓搬運機器人系統的機器人臂可加以定位使得可以使它們轉變為近伸展狀態或遠伸展狀態而不會與例如處理腔室或轉送腔室的壁發生碰撞。
圖2至4描繪一半導體處理機台的俯視圖,該半導體處理機台具有一轉送腔室202,其在三側上與三個不同的處理腔室204相連(處理腔室204與轉送腔室202之間顯示有間隙,儘管在實際作法中此等腔室會彼此相抵或者間隙填充有其他器材,例如細縫閥,以允許將處理腔室204與轉送腔室202加以隔離)。各個處理腔室204是一個四站式QSM,各個站具有一個對應的台座206。可以看出,一個晶圓搬運機器人系統208在轉送腔室202的中間,晶圓搬運機器人系統208具有一個軀幹單元212,其可以圍繞一軸線旋轉以面向中間製程腔室(圖2)、左製程腔室(圖3)、或右製程腔室(圖4)。
圖5-7描繪了處於各種伸展狀態的示例機器人臂系統508;所描繪的示例機器人臂系統508是具有兩對機器人臂的一系統。圖5描繪了具有處於縮回狀態的兩對的第一和第二機器人臂520a/b的機器人臂系統508。圖6描繪了機器人臂系統508,其中該對第一機器人臂520a處於縮回狀態並且該對第二機器人臂520b處於近伸展狀態。圖7描繪了機器人臂系統508,其中該對第一機器人臂520a處於遠伸展狀態並且該對第二機器人臂520b處於縮回狀態。應當理解,兩對之第一和第二機器人臂可以在所有三種狀態之間轉變。
圖5-7還描繪了正方形區域572,其具有角隅標稱重合於台座506的中心點(或將晶圓516加以標稱置中之處的此等台座506的目標點),例如,可能是為一QSM的一多站式腔室中的情況。也可稱為目標位置的目標點可分為近目標點或位置(對於近台座506)及遠目標點或位置(對於遠台座506)。
第一機器人臂520a和第二機器人臂520b的各者可以分別具有其一部分,例如分別是第一末端效應器540a和第二末端效應器540b,其配置為在晶圓傳送期間支撐一對晶圓516。第一機器人臂520a和第二機器人臂520b的各個這樣的部分可分別具有與其相關聯的對應的第一位置524a或第二位置524b,其對應於放置在其上的晶圓係受到標稱置中的位置;第一位置524a和第二位置524b分別相對於各自相關聯的第一機器人臂520a和第二機器人臂520b的對應部分在空間上固定。應當理解,各個第一位置524a可以認為是包括上部第一位置524a和下部第一位置524a,其中上部第一位置524a表示由第一末端效應器540a所支撐的上部晶圓516在藉由第一末端效應器540a的晶圓傳送期間加以標稱置中於其上的一位置,並且下部第一位置524a表示由第一末端效應器540a所支撐的下部或底部晶圓516在藉由第一末端效應器540a的晶圓傳送期間加以標稱置中於其上的一位置。在所描述的實施方式中,當從上方觀看時,上部和下部第一位置524a係相對彼此加以置中,但是在其他實施方式中,例如,在晶圓516以水平交錯或偏移上/下配置加以承載的情況下,上部和下部第一位置524a當從上方觀看時可能相對彼此未加以置中,例如,穿過上部和下部第一位置524a的垂直軸線可以不彼此同軸。
圖8描繪了轉送腔室和QSM的等角視圖,其中一機器人臂系統具有水平交錯的上方/下方晶圓支撐位置。圖9描繪了相同的轉送腔室和QSM,其中將左側的兩個晶圓從支撐它們的末端效應器抬離以允許看到末端效應器。如圖8所示,製程腔室804和轉送腔室802係加以顯示;一機器人臂臂系統 — 類似於上面關於圖5-7所討論的 — 係加以容納在轉送腔室802之內並且可以加以控制以將晶圓816傳送進和傳送出製程腔室804。在圖9中,由機器人臂系統所支撐的最左邊的晶圓816已經受到向上移動以允許看到末端效應器840a和840b。
在圖10的示意圖中可以看出,圖10顯示剛好在通過製程腔室1004(其可為一QSM或其他多站式腔室)的晶圓裝載槽1074之前的兩個水平偏移晶圓的俯視圖。晶圓裝載槽可配備有AWC系統的光學感測器或位於其附近。 在圖10中,標示1088和1090的兩個「x」表示AWC系統的光束發射器與接收器對的位置;光學發射器1088和光學接收器1090可以配置以檢測一物件(例如一晶圓)何時阻擋光學接收器1090的垂直定向的視線(為了圖10的目的,此一垂直視線可以理解為垂直於頁面)。
藉由在末端效應器之上水平交錯晶圓,晶圓1016a和晶圓1016b可以通過晶圓裝載槽1074,使得晶圓1016a和1016b的邊緣以兩個獨立群組橫過光學接收器的垂直視線,其中晶圓1016a和1016b二者的邊緣/光學視線相交點沒有與其他晶圓1016a或 1016b的邊緣/光學視線相交點相混。此一佈置可以允許使用 AWC系統的單光束光學感測器(而不是關於圖 34 所討論的那些)來順序地獲得由末端效應器所支撐的晶圓二者的中心位置測量,因為這種光束感測器可加以間隔開,使得沿著前緣晶圓邊緣的四個點可以在沿著後緣晶圓邊緣的四個點之前橫穿過光束感測器,從而允許確定各個晶圓的中心,而不必擔心是哪個晶圓邊緣正在觸發 AWC感測器。然後,此等測量出的中心位置可由AWC加以使用來引導各個晶圓在腔室內的各別台座或晶圓支座上的置中。
圖11描繪了示例性末端效應器的放大細節圖,該示例性末端效應器係配置成以水平交錯的上/下配置承載兩個晶圓。 示例末端效應器1140包括基部1135,兩組刃部1141a和1141b自其延伸。基部1135可由一末端效應器支撐臂1128加以支撐。刃部1141a和1141b的各別尖端1137a和1137b可定位在離基部1135 不同的距離處。兩組刃部1141a和1141b皆可具有多個接觸墊1139或類似特徵,其可以用作接觸位置用以支撐由末端效應器所支撐的晶圓。顯然,用於末端效應器1140的上部部分的接觸墊1139其中之一位於基部1135上,從而允許由此支撐的晶圓至少部分地定位在基部1135之上。這允許刃部1141a(上刃部)係與刃部1141b相比以小得多的範圍從基部1135延伸,從而提供上述水平偏移。
圖12描繪了示例性末端效應器的放大細節圖,該末端效應器係配置為以水平對齊的上/下配置承載兩個晶圓(類似於圖5-7中所示的)。示例末端效應器1240包括一基部(在此實例中,由末端效應器支撐臂1228所提供),兩組刃部1241a和1241b自其延伸。刃部1241a和1241b的各別尖端1237a 和 1237b 可以定位在距基部大致相同的距離處(儘管不是必須的 — 但是,兩組刃部可以皆配置為在相同的水平位置支撐晶圓,使得它們水平對齊)。兩組刃部1241a和1241b皆可具有多個接觸墊1239或類似特徵,其可用作用於支撐由末端效應器所支撐的晶圓的接觸位置。這種配置允許刃部1241a和刃部1241b以水平對齊的上/下配置同時地支撐晶圓。
回到圖5-7,將進一步理解,各個第二位置可類似地包括上部第二位置524b和下部第二位置524b,其可類比於上部第一位置524a和下部第一位置524a。考慮到當從上方觀看時本示例(以及本文稍後討論的示例)的各個第一末端效應器540a具有相對彼此加以置中的上部與下部第一位置524a,以及當從上方觀看時本示例(以及本文稍後討論的示例)的各個第二末端效應器540b具有相對彼此加以置中的上部與下部第二位置524b,此等第一位置524a簡稱為第一位置524a,其上部實例和下部實例之間沒有任何特殊區分。類似地,此等第二位置524b簡稱為第二位置524b,在其上部與下部實例之間沒有任何特別區分。
在圖5-7中,一對晶圓516係顯示為支撐在左第一機器人臂520a的第一末端效應器540a上,而另一對晶圓516係顯示為支撐在右第二機器人臂520b的第二末端效應器540b上;這只是為了說明的目的,使得在在圖6和圖7中描述的近伸展和遠伸展狀態各者中,相關的伸展狀態係就在晶圓裝載和晶圓卸載狀態各者的機器人臂加以顯示。
各個第一末端效應器540a和第二末端效應器540b可分別具有對應的第一位置524a和第二位置524b,其分別相對於第一末端效應器540a或第二末端效應器540b為固定,並且係標稱地置中於當在正常使用期間使用第一末端效應器540a或第二末端效應器540b來傳送一個或多個晶圓516時該第一末端效應器540a或第二末端效應器540b所支撐的此等晶圓516上方或下方。換言之,各個第一末端效應器540a之對應的第一位置524a是標稱目標點,由該第一末端效應器540a所傳送的晶圓516將在該位置上方或下方加以置中;應當理解,此等第一位置524a不一定對應於第一末端效應器540a上的任何物理可觀察特徵,並且在某些情況下,實際上可以加以定位為使得它們根本不與第一末端效應器540a交疊(舉例來說,一些刃式末端效應器,諸如所顯示的那些,可能具有平板形狀,一端有一個大的V形切口,其靠近V的末端的部分係設計用於支撐一晶圓,俾使此晶圓的中心係定位於V形切口的內部上方/之內,亦即,從上方觀看時實際上不與末端效應器的材料交疊的位置)。第二位置524b可以相對於第二末端效應器540b而類似地加以定位。
如上所述,第一機器人臂520a和第二機器人臂520b各自被配置以受到致動以能夠在至少三個不同狀態之間轉變,其各者的示例由圖5-7的各者表示。
當第一機器人臂520a或第二機器人臂520b其中一個處於其對應的遠伸展狀態時(參見圖7),存在有在距離機器人臂系統508的一旋轉軸線514(在此也稱為主旋轉軸線或主轉動軸線)最遠的那個機器人臂上的對應遠端位置。因此,第一機器人臂520a可以具有第一遠端位置522a,並且第二機器人臂520b可以具有第二遠端位置522b。
當第一機器人臂520a或第二機器人臂520b處於縮回狀態時,與那些第一機器人臂520a或第二機器人臂處於近或遠伸展狀態時相比,第一遠端位置522a或第二遠端位置522b可分別更靠近旋轉軸線514。類似地,當第一機器人臂520a或第二機器人臂520b處於近伸展狀態時,與當那些第一機器人臂520a或第二機器人臂520b處於遠伸展狀態時相比,第一遠端位置522a或第二遠端位置522b分別可以更靠近旋轉軸線514。
在近伸展狀態下,如關於第二機器人臂520b在圖6所示,第二機器人臂520b的第二末端效應器540b係定位成使得 相對於第二末端效應器540b固定在空間中且與第二末端效應器540b所支撐或將支撐的晶圓516的中心點大致對準(當從上方觀察時)之對應的第二位置524b係加以定位在待放置晶圓之「近」台座506其中一者之上的一目標位置(例如,正方形區域572的角隅其中一者)正上方。此一目標位置通常是近台座的標稱中心點。類似的慣則也分別適用於第一機器人手臂。
類似地,在遠伸展狀態下,如關於第一機器人臂520a在圖7所示,第一機器人臂520a的第一末端效應器540a係定位成使得相對於第一末端效應器540a固定在空間中且與第一末端效應器540a所支撐或將支撐的晶圓516的中心點大致對準(當從上方觀察時)之對應的第一位置524a係加以定位在待放置晶圓之「遠」台座506其中一者之上的一目標位置(例如,正方形區域572的角隅其中一者)正上方。此一目標位置通常是遠台座的標稱中心點。類似的慣則也分別適用於第二機器人手臂。
在一些實施方式中,第一機器人臂520a和/或第二機器人臂520b可以配置為允許第一位置524a和第二位置524b沿著平移軸線566向內或向外伸展。在一些這樣的實施方式中,第一機器人臂520a和/或第二機器人臂520b可以各自是單自由度機器人臂,其在動力學上配置以僅能夠沿著平移軸線分別伸展第一末端效應器540a和/或第二末端效應器540b(其可以相對於軀幹單元512固定在空間中;因此,應當理解,雖然這樣的第一機器人臂520a和/或這樣的第二機器人臂520b可以限制為實現相對於軀幹單元512的平移晶圓運動,軀幹單元512也可加以以旋轉以引起第一機器人臂520a和/或第二機器人臂520b亦旋轉)。然而,在其他實施方式中,第一機器人臂520a和/或第二機器人臂520b可以各自是二自由度機器人臂,其在動力學上配置成能夠沿著平移軸線而分別伸展第一末端效應器540a和/或 第二末端效應器540b,但也能夠使第一機器人臂520a和/或第二機器人臂520b相對於軀幹單元512而旋轉,如此處稍後討論的。
在圖5至7所描述的實施方式中,第一機器人臂520a和第二機器人臂520b均為各自具有單自由度的選擇順應性裝配機器人臂(或SCARA)的類型。在配置視圖中,第一機器人臂520a和第二機器人臂520b係加以「嵌套」,使得第二機器人臂520b完全位於第一機器人臂520a的多個部分之間。因此,當第一機器人臂520a處於縮回狀態時,第二機器人臂520b可以伸出或縮回而不與第一機器人臂520a碰撞(即使在當第一機器人臂520a和第二機器人臂520b均處於縮回狀態並且從上方觀察機器人臂系統時第二機器人臂520b可能與第一機器人臂520a完全重疊時)。當第二機器人臂520b處於縮回狀態時,第一機器人臂520a可類似地伸出及縮回而不與第二機器人臂520b碰撞。
圖13和14描繪了機器人臂系統508的前視圖和側視圖,其更清楚地描繪這種嵌套配置。圖15和16描繪對此一機器人臂系統的配置提供進一步清晰度的等角視圖。
在圖13和14各者中,提供了機器人臂系統的一組三個圖式,最上面的視圖顯示了第一機器人臂520a和第二機器人臂520b二者。在圖13和14各者中的中間視圖用陰影強調了第一機器人臂520a(並且藉由以灰線顯現而不強調第二機器人臂520b),並且,圖13和14各者的底部視圖用陰影強調了第二機器人手臂520b(並且藉由以灰線顯現而不強調第一機器人臂520a)。有點類似地,圖15中的頂部視圖描繪呈黑線字體的第一機器人臂520a以及呈灰線字體的第二機器人臂520b,並且圖15的底部視圖係簡單地省略了第二機器人臂520b而描繪第一機器人臂520a。類似地,圖16的頂部視圖描繪呈黑線字體的第二機器人臂520b及呈灰線字體的第一機器人臂520a,且圖16的底部視圖係簡單地省略了第一機器人臂520a而描繪第二機器人臂520b。
如圖13至16所示,第一機器人臂520a包括多個第一機器人臂連桿。在所描述的實施方式中,第一機器人臂連桿各自包括第一基部連桿530a和第一中間臂連桿532a。第一機器人臂520a還各自包括第一末端效應器支撐臂528a(參見圖14),其與第一中間臂連桿532a可旋轉地連接並且相對於該第一機器人臂520a的其餘部分支撐第一末端效應器540a。各種第一臂連桿的每一者可以與一個或兩個其他第一臂連桿可旋轉地連接以形成關節式機器人臂。在所描繪的實施方式中,如圖15所示,第一末端效應器支撐臂528a各自與兩個第一中間臂連桿532a其中不同的一者可旋轉地連接,使得各者能夠相對於其所可旋轉連接的第一中間臂連桿532a而圍繞一對應的旋轉軸線568旋轉。類似地,第一中間臂連桿532a各自與兩個第一基部連桿530a其中不同一者可旋轉地連接,使得各者能夠相對於其可旋轉地連接至的第一基部連桿530a而圍繞對應的旋轉軸線568旋轉。最後,各個第一基部連桿530a係與軀幹單元512可旋轉地連接,使得各者能夠相對於軀幹單元512而圍繞對應的第一軸線534a旋轉。
類似地,第二機器人臂連桿各自包括第二基部連桿530b和第二中間臂連桿532b。第二機器人臂520b還各自包括第二末端效應器支撐臂528b(參見圖14),其與第二中間臂連桿532b可旋轉地連接並且相對於第二機器人臂520b的其餘部分支撐第二末端效應器540b。各種第二臂連桿的每一者可以與一個或兩個其他第二臂連桿可旋轉地連接以形成關節式機器人臂。在所描繪的實施方式中,如圖16所示,第二末端效應器支撐臂528b各自與兩個第二中間臂連桿532b其中不同的一者可旋轉地連接,使得各者能夠相對於其所可旋轉連接的第二中間臂連桿532b而圍繞一對應的旋轉軸線568旋轉。類似地,第二中間臂連桿532b各自與兩個第二基部連桿530b其中不同一者可旋轉地連接,使得各者能夠相對於其可旋轉地連接至的第二基部連桿530b而圍繞對應的旋轉軸線568旋轉。最後,各個第二基部連桿530b係與軀幹單元512可旋轉地連接,使得各者能夠相對於軀幹單元512而圍繞對應的第二軸線534b旋轉。
可以看出,第一機器人臂520a和第二機器人臂520b在構造、形狀、及尺寸上幾乎相同 — 然而,第一機器人臂520a各自具有旁路肘部552作為各個第一機器人臂520a的第一中間臂連桿532a與第一基部連桿530a之間的旋轉關節的一部分。旁路肘部可具有兩個結構,這兩個結構能夠相對於彼此旋轉,但在其多個部分之間沿旋轉軸線也具有一間隙。因此,其他組件,例如彼此可旋轉地連接的第二基部連桿530b和第二中間臂連桿532b的端部,可以藉由穿過該間隙而穿越過此旁路肘部,從而允許此等結構通過在第一中間臂連桿532a與第一基部連桿530a之間的旋轉中心軸線。
為了進一步清楚這種機器人臂系統的內部工作原理,參見圖17,其描繪了這種機器人臂系統的剖視示意圖。 如圖所示,諸如機器人臂系統508的一機器人臂系統只有一半是可見的,而另一半(其中的一部分係加以顯示)以虛線呈現。此機器人臂系統包括可繞旋轉軸線1714旋轉的軀幹單元1712;軀幹單元1712的一參考平面1770亦加以顯示 — 參考平面1770例如可以是機器人臂系統中的大致對稱平面並且可以垂直於圖17的頁面且與旋轉軸線1714重合或共面。軀幹單元驅動馬達1780可加以提供以對軀幹單元1712提供旋轉輸入,藉此允許該機器人臂系統旋轉,如圖2-4所示。
軀幹單元1712可以包含第一臂驅動馬達1742a和第二臂驅動馬達1742b,其各者可以配置為分別向對應的第一機器人臂或第二機器人臂提供旋轉輸入。在該特定示例中,第一臂驅動馬達1742a和第二臂驅動馬達1742b可以直接連接到對應的第一機器人臂或對應的第二機器人臂,並且可以有另一個第一臂驅動馬達1742a和另一個第二臂驅動馬達1742b設置在參考平面1770的另一側,分別驅動另一第一機器人臂和另一第二機器人臂。然而,在其他實施方式中,可以提供單一第一臂驅動馬達1742a和/或單一第二臂驅動馬達1742b,其配置為分別同時驅動此二個第一機器人臂和/或此二個第二機器人臂,例如,通過使用皮帶、齒輪、或其他機制將旋轉動力從一個旋轉軸線傳遞到另一個偏移但平行的旋轉軸線。 一般而言,可能希望平行/串聯地移動此二個第一機器人臂,並且類似地平行/串聯地移動此二個第二機器人臂,儘管在第一機器人臂和/或第二機器人臂不被共同驅動的實施方式中,第一機器人臂和/或第二機器人臂在一些這樣的實施方式中可以在不同於它們對應的第一或第二機器人手臂的時間受到驅動。然而,這可能對由這種機器人臂系統放置或拾取晶圓導致較低處理率。
如圖所示,第一臂驅動馬達1742a係配置為使第一臂連桿1726a的第一基部連桿1730a在受驅動時相對於軀幹單元1712而旋轉,並且第二臂驅動馬達1742b係配置為使第二臂連桿1726b的第二基部連桿1730b在受驅動時相對於軀幹單元1712而旋轉。
關於第二臂連桿1726b,第二基部連桿1730b可以與第二中間臂連桿1732b可旋轉地連接,如在它們之間的介面中所示的軸承1784所示。圖17的各種旋轉介面係由代表性軸承1784加以一般性表示,但應當理解,為了實現類似的旋轉運動可以有多種方式來佈置此類軸承,並且所描繪的位置不應被視為以任何方式為限制性的。
內部滑輪和驅動皮帶的系統可用於使第二中間臂連桿1732b和可與第二中間臂連桿1732b可旋轉地連接的第二末端效應器支撐臂1728b也相對於其各者所旋轉連接的第二臂連桿1726b而與第二基部連桿1730b相對於軀幹單元的旋轉串聯地旋轉。
例如,可以提供相對於軀幹單元1712固定在空間中的第二中間臂連桿驅動滑輪1750b。類似地,可以提供相對於第二中間臂連桿1732b固定在空間中的第二中間臂連桿滑輪1748b;可以提供橫跨在第二中間臂連桿滑輪1748b與第二中間臂連桿驅動滑輪1750b之間的一皮帶1782。第二中間臂連桿驅動滑輪1750b的尺寸可以設計成在半徑上是第二中間臂連桿滑輪1748b的兩倍大。因此,當使第二基部連桿1730b相對於軀幹單元1712旋轉並因此使第二中間臂連桿驅動滑輪1750b旋轉時,這導致皮帶1782跨越在第二中間臂連桿滑輪1748b與第二中間臂連桿驅動滑輪1750b之間,而以第二基部連桿1730b兩倍的旋轉速率(並且沿相反的旋轉方向)驅動第二中間臂連桿滑輪1748b。這導致第二中間臂連桿1732b係與第二基部連桿1730b相對於軀幹單元1712旋轉相比以二倍的量且在相反的方向上相對於第二基部連桿1730b而旋轉。
第二中間臂連桿1732b也可以在內部配置有一皮帶與滑輪系統,其可以類似地導致第二末端效應器支撐臂1728b相對於第二中間臂連桿1732b而與第二基部連桿1730b相對於軀幹單元1712的旋轉串聯地旋轉。例如,第二中間臂連桿1732b可以在其中具有相對於第二基部連桿1730b固定在空間中的一第二末端效應器支撐臂驅動滑輪1746b,以及相對於第二末端效應器支撐臂1728b固定在空間中的一第二末端效應器支撐臂滑輪1744b。另一條皮帶1782可橫跨在第二末端效應器支撐臂驅動滑輪1746b與第二末端效應器支撐臂滑輪1744b之間。在這種情況下,第二末端效應器支撐臂驅動滑輪1746b 的半徑可以是第二末端效應器支撐臂滑輪1744b的一半,從而使第二末端效應器支撐臂1728b相對於第二中間臂連桿1732b而以第二中間臂連桿1732b相對於第二基部連桿1730b旋轉的一半的速率而旋轉。此一佈置可用於引起對第二基部連桿1730b的單一旋轉輸入以在第二基部連桿1730b和第二中間臂連桿1732b中產生相對於軀幹單元的旋轉運動,同時引起第二末端效應器支撐臂1728b相對於軀幹單元1712單純平移而不旋轉。
第一臂連桿1726a可以類似地配置,例如,第一基部連桿1730a可以與第一中間臂連桿1732a可旋轉地連接,如它們之間的介面中所示的軸承1784所示。內部滑輪和驅動皮帶的一類似系統可用於使第一中間臂連桿1732a和可與第一中間臂連桿1732a可旋轉地連接的第一末端效應器支撐臂1728a也相對於其各者所旋轉連接的第一臂連桿1726a而與第一基部連桿1730a相對於軀幹單元的旋轉串聯地旋轉。
可以提供相對於軀幹單元1712固定在空間中的第一中間臂連桿驅動滑輪1750a。類似地,可以提供相對於第一中間臂連桿1732a固定在空間中的第一中間臂連桿滑輪1748a;可以提供橫跨在第一中間臂連桿滑輪1748a與第一中間臂連桿驅動滑輪1750a之間的一皮帶1782。第一中間臂連桿驅動滑輪1750a的尺寸可以設計成在半徑上是第一中間臂連桿滑輪1748a的兩倍大。因此,當使第一基部連桿1730a相對於軀幹單元1712旋轉並因此使第一中間臂連桿驅動滑輪1750a旋轉時,這導致皮帶1782跨越在第一中間臂連桿滑輪1748a與第一中間臂連桿驅動滑輪1750a之間,而以第一基部連桿1730a兩倍的旋轉速率(並且沿相反的旋轉方向)驅動第一中間臂連桿滑輪1748a。這導致第一中間臂連桿1732a係與第一基部連桿1730a相對於軀幹單元1712旋轉相比以二倍的量且在相反的方向上相對於第一基部連桿1730a而旋轉。
第一中間臂連桿1732a也可以在內部配置有一皮帶與滑輪系統,其可以類似地導致第一末端效應器支撐臂1728a相對於第一中間臂連桿1732a而與第一基部連桿1730a相對於軀幹單元1712的旋轉串聯地旋轉。例如,第一中間臂連桿1732a可以在其中具有相對於第一基部連桿1730a固定在空間中的一第一末端效應器支撐臂驅動滑輪1746a,以及相對於第一末端效應器支撐臂1728a固定在空間中的一第一末端效應器支撐臂滑輪1744a。另一條皮帶1782可橫跨在第一末端效應器支撐臂驅動滑輪1746a與第一末端效應器支撐臂滑輪1744a之間。在這種情況下,第一末端效應器支撐臂驅動滑輪1746a的半徑可以是第一末端效應器支撐臂滑輪1744a的一半,從而使第一末端效應器支撐臂1728a相對於第一中間臂連桿1732a而以第一中間臂連桿1732a相對於第一基部連桿1730a旋轉的一半的速率而旋轉。此一佈置可用於引起對第一基部連桿1730a的單一旋轉輸入以在第一基部連桿1730a和第一中間臂連桿1732a中產生相對於軀幹單元的旋轉運動,同時引起第一末端效應器支撐臂1728a相對於軀幹單元1712單純平移而不旋轉。
如在第二臂連桿1726b中可見,可提供一軸,其從第二基部連桿1730b向上延伸並提供第二末端效應器支撐臂驅動滑輪1746b可連接的一固定結構;如果需要,該軸可以沿其長度為軸對稱。應當理解,所示的各種臂連桿、滑輪等等,雖然經常描繪為與其他元件鄰接,但在實際上可以由多個部件的組合加以提供,這些部件例如可以用螺栓連接在一起,以形成一個「固定」的組合件。
第一臂連桿1726a可以具有類似的佈置,除了用於支撐第一末端效應器支撐臂驅動滑輪1746a的軸在其中具有一內部旁路部分1752a。內部旁路部分1752a可具有第一部分1756a、第二部分1758a、及跨越在第一部分1756a的一端與第二部分1758a的一對應端之間的一橋接部分1760a。在第一部分1756a與第二部分1758a之間可以存在一間隙;該間隙的尺寸可以大於旋轉關節的厚度,其中第二基部連桿1730b係與第二中間臂連桿1732b可旋轉地連接。橋接部分 1760a可以定位成使得,橋接部分的面朝介於第一基部連桿1730a與第一中間臂連桿1732a之間的旋轉關節的對應旋轉軸線的一表面係在垂直於該旋轉軸線的方向上與該旋轉軸線偏移一距離,該距離足以允許介於第二基部連桿1730b與第二中間臂連桿1732b之間的該旋轉關節當第一臂連桿1726a在與第一機器人臂處於縮回狀態一致的組態中之時能夠擺動通過該間隙而不與橋接部分1760a碰撞。
第一中間臂連桿1732a的延伸進第一基部連桿1730a以固定地支撐第一中間臂連桿滑輪1748a的部分可以對應地配備有外部旁路部分1752b。外部旁路部分1752b可具有第一部分1756b、第二部分1758b、及跨越在第一部分1756b的一端與第二部分1758b的一對應端之間的一橋接部分1760b。在第一部分1756b與第二部分1758b之間可以存在一間隙; 該間隙的尺寸可以大於在第一部分1756a與第二部分1758a之間(且包括第一部分1756a和第二部分1758a)的第一旁路肘部的厚度。橋接部分1760b可以定位成使得,橋接部分的面朝介於第一基部連桿1730a與第一中間臂連桿1732a之間的旋轉關節的對應旋轉軸線的一表面係在垂直於該旋轉軸線的一方向上與該旋轉軸線偏移一距離,該距離係大於在該旋轉軸線與離該旋轉軸線最遠的內部旁路部分1752a的橋接部分1760a的表面之間的距離。
此種旁路肘部的使用允許圖17的機器人臂系統(和先前討論的機器人臂系統508,以及本文稍後討論的實施方式)配置成使得第一基部連桿1730a和第二基部連桿1730b可以具有相同的大小、形狀、及尺寸(或至少具有其子組件)。第一中間臂連桿1732a和第二中間臂連桿1732b可以類似地具有相同的大小、形狀、及尺寸。這樣的配置可能因而需要較少的獨特部件並且可能因此製造起來較不昂貴。這樣的配置也可以比一些替代設計更緊湊,如果要使用這樣的機器人臂系統的轉送腔室具有有限的可用空間,這可能是有利的。
圖17中所圖解的機器人臂系統具有第一和第二機器人臂,其僅能夠提供由此支撐的末端效應器相對於軀幹單元1712的平移運動。然而,在一些實施方式中,第一和/或第二機器人臂可以配置為提供由其支撐的末端效應器相對於軀幹單元1712的平移與旋轉運動。圖18描繪了示例機器人臂系統的剖視示意圖,其特徵在於第一和第二機器人臂係配置為提供由其支撐的末端效應器相對於軀幹單元的平移和旋轉運動。
圖18的機器人臂系統的結構與圖17所示的結構幾乎相同,並且將理解的是,由與圖18中的對應元件相同的最後兩位數(或相同的最後兩位數及a/b後標)所參照的圖17的機器人臂系統的元件的描述可同樣適用於圖18的那些對應元件。為簡潔起見,下面不單獨描述這些元件,而是引導讀者參考前面關於圖17具有相同最後兩位數字(或最後兩位數字及a/b 後標)的類似元件的討論以供圖18的此等元件的描述。
圖18的實施方式不同於圖17之處在於第一中間連桿驅動滑輪1850a和第二中間連桿驅動滑輪1850b不是如圖17中那樣相對於軀幹單元1812為固定,而是配置為藉由臂旋轉馬達加以旋轉。當臂旋轉馬達保持靜止而第一臂驅動馬達1842a和第二臂驅動馬達1842b其中的一個或另一個係加以致動時,可分別使第一機器人臂或第二機器人臂分別引起其第一末端效應器或第二末端效應器相對於軀幹單元1812而平移。然而,當使第一臂驅動馬達1842a、第二臂驅動馬達1842b、及臂旋轉馬達一起致動,以使第一中間連桿驅動滑輪1850a和第二中間連桿驅動滑輪1850b在相同方向以相同的量及與第一基部連桿1830a和第二基部連桿1830b相同的速率旋轉,第一機器人臂和第二機器人臂可以單純地圍繞對應的第一和第二軸線1834a/b而旋轉,而沒有其第一末端效應器或第二末端效應器分別的任何伸展。這樣的機器人臂系統也可以操作以同時執行其末端效應器的伸展/縮回以及機器人臂(並且因此末端效應器)的旋轉,例如,藉由使第一中間連桿驅動滑輪1850a和第二中間連桿驅動滑輪1850b係與第一基部連桿1830a和/或第二基部連桿1830b相比以不同的量和/或速度和/或方向旋轉。
如上所探討,圖17的第一和第二機器人臂的末端效應器能夠通過軀幹單元1812的旋轉而相對於轉送腔室/處理腔室一致地旋轉。然而,圖17的各對的第一機器人臂的末端效應器不能夠相對於彼此而旋轉。類似地,圖17的各對第二機器人臂的末端效應器也不能相對於彼此旋轉。與之相比,圖18的實施方式不僅允許第一和第二機器人臂的末端效應器相對於轉送腔室/處理腔室一致地旋轉,而且允許各個第一機器人臂相對於其他第一機器人臂而旋轉以及各個第二機器人臂相對於其他第二機器人臂而旋轉。要注意的是,由於各組的第一和第二機器人臂係由公共的第一中間連桿驅動滑輪1850a和第二中間連桿驅動滑輪1850b加以驅動,因此可能希望與此一對的第二機器人臂串聯地旋轉此一對的第一機器人臂,以避免例如旋轉該對的一個機器人臂而導致該對的其他機器人臂由於未旋轉(或以不同量和/或以不同的速率而旋轉)而伸展或縮回。
例如圖18的實施方式允許各個第一機器人臂相對於其他第一機器人臂伸展不同的量並旋轉至不同的相對角度。圖19描繪一機器人臂系統的示例,具有一軀幹單元1912,其支撐:二個第一機器人臂,各自具有第一基部連桿1930a、第一中間臂連桿1932a、及支撐第一末端效應器1940a的第一末端效應器支撐臂1928a;以及二個第二機器人臂,各自具有第二基部連桿1930b、第二中間臂連桿1932b、及支撐第二末端效應器1940b的第二末端效應器支撐臂1928b。在圖19中,第二機器人臂均顯示為處於遠伸展狀態,第一機器人臂顯示為處於縮回狀態。由於具有如圖18所示的配置,各個第二機器人臂可能能夠獨立於其他第二機器人臂而從其描繪的位置加以移動,以例如進一步伸展高達+r的距離、向內縮回高達-r的距離,向左旋轉高達 -θ 的角度,及/或向右旋轉高達 +θ 的角度,或其任何組合。這允許由第二末端效應器1940b所支撐的晶圓的中心能夠獨立地重新定位以加以置中於可位於第二末端效應器1940b下方的台座之上。所示的點線輪廓表示第二機器人臂在進一步伸展和部分縮回狀態下的廓影,且所示的虛線輪廓表示第一和第二機器人臂在左/右旋轉狀態下的廓影。將理解的是,當第一機器人臂伸展到近伸展或遠伸展狀態時,能夠以類似於第二機器人臂被顯示為能夠旋轉和/或伸展/縮回方式的方式而獨立地移動和重新定位。
舉例來說,這允許各個第一機器人臂是可控的,以能夠獨立於由其他第一機器人臂執行的晶圓置中操作且與其同時而相對於處理腔室的台座執行晶圓置中操作。因此,能夠同時控制兩個第一機器人臂,以將藉其支撐的晶圓置中在各自的台座上。
應當理解,圖19中所示的移動範圍,雖然有此可能,但與在晶圓置中操作期間可能執行的實際機器人臂移動量相比通常係誇大的。例如,在置中操作期間晶圓可能需要重新定位的量通常在一毫米或兩毫米或更小的量級,因此執行晶圓置中可能需要的伸展/縮回或左/右旋轉的量可能僅在一毫米或兩毫米的伸展和/或縮回以及/或小於一度的旋轉之量級。
下面參考圖20和21討論可以用來代替以上討論的機器人臂系統的各種替代機器人臂系統。
圖20描繪具有第一機器人臂(其在圖20的上圖示中覆以陰影)和第二機器人臂(其在圖20的下圖示中覆以陰影)的示例機器人臂系統的平面圖,其中第一基部連桿2030a建構以繞其旋轉的第一軸線係與對應的第二基部連桿2030b建構以繞其旋轉的第二軸線不共軸。因此,第一軸線和第二軸線可以彼此間隔開,例如,在通過軀幹單元2012的旋轉軸線的參考平面的相反側。這允許第一機器人臂和第二機器人臂在垂直於它們的伸展軸線的方向上彼此交錯。在這種配置中,第一機器人臂和第二機器人臂可以相同地構造,除了介於第一基部連桿2030a與第一中間臂連桿2032a之間的旋轉關節可以配備有使第一基部連桿2030a與第一中間臂連桿2032a垂直偏移的一間隔件,使得存在一空隙供第二基部連桿2030b和第二中間臂連桿2032b通過其間。然而,這種佈置允許省略上面討論的旁路肘部 — 只要第一機器人臂係與第二機器人臂間隔得足夠遠而使得第二中間臂連桿2032b可以從其在縮回狀態的位置旋轉至其在遠伸展狀態的位置而不接觸上述間隔件。
第一基部連桿2030a可具有第一基部連桿長度2036a,其定義在介於第一基部連桿2030a與軀幹單元2012之間的旋轉關節之對應第一軸線與介於第一基部連桿2030a與第一中間臂連桿2032a之間的旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。第一中間臂連桿可對應地具有第一中間臂連桿長度2038a,其定義在介於第一中間臂連桿2032a與可旋轉地連接至其的第一基部連桿2030a和第一末端效應器支撐臂2028a之間的該些旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。類似地,第二基部連桿2030b可具有第二基部連桿長度2036b,其定義在介於第二基部連桿2030b與軀幹單元2012之間的旋轉關節之對應第二軸線與介於第二基部連桿2030b與第二中間臂連桿2032b之間的旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。第二中間臂連桿可對應地具有第二中間臂連桿長度2038b,其定義在介於第二中間臂連桿2032b與可旋轉地連接至其的第二基部連桿2030b和第二末端效應器支撐臂2028b之間的該些旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。
在圖20所示的機器人臂系統中,第一基部連桿長度2036a、第二基部連桿長度2036b、第一中間臂連桿長度2038a、及第二中間臂連桿長度2038b係與先前關於圖13到17所討論的示例機器人臂系統一樣皆為相同長度。然而,在先前關於圖13至17所討論的示例機器人臂系統中,軀幹單元各側的第一軸線和第二軸線是共軸的,而在圖20的示例中,二個第一軸線在垂直於第一軸線的方向上彼此間隔開一距離,該距離係大於將第二軸線類似地間隔開的距離。
在圖20的機器人臂系統與前面所討論者之間的另一個差別在於第一末端效應器支撐臂2028a和第二末端效應器支撐臂2028b,它們各自可以分別支撐第一末端效應器2040a和第二末端效應器2040b。第一末端效應器支撐臂2028a和第二末端效應器支撐臂2028b可以像圖13-16的機器人系統的那些一樣,各個具有兩個部分 — 第一部分,延伸自附接第一末端效應器支撐臂2028a或第二末端效應器支撐臂2028b到對應的中間臂連桿的旋轉關節;及第二部分,終止於第一末端效應器2040a或第二末端效應器2040b,視情況而定。這兩個部分可以沿著垂直於各別機器人臂的平移軸線的一軸線而彼此偏移,並且可以藉由跨越第一部分與第二部分之間的一對應的偏移微動(offset jog)部分加以聯結。 第一部分和第二部分也可以大致沿著平行於平移軸線的方向延伸。在一些情況下,第一部分可以只是偏移微動部分的一部分,例如,如果將偏移微動部分移動得更靠近相關的旋轉關節,從而縮短第一部分的長度,直到第一部分單純地成為偏移微動部分的末端。
在圖13-16的實施方式中,各個末端效應器支撐臂的此等部分和偏移微動部分可以具有相似的大小和尺寸,從而在一些情況下允許第一末端效應器支撐臂528a和第二末端效應器支撐臂528b係使用相同的組件(至少就其主要結構組件而言)來提供,從而簡化製造並降低成本。在圖20所示的實施方式中,可能也會出現這種情況,舉例來說,如果給定的一對的相鄰第一與第二機器人臂的末端效應器的中心線要定位為與一平面重合,該平面係在那些機器人臂的第一與第二軸線之間的中途,且在那些機器人臂在末端效應器與中間臂連桿之間的旋轉關節的旋轉軸線之間的中途。然而,在圖20的例子,第一末端效應器支撐臂2028a的相關偏移略小於第二末端效應器支撐臂2028b的相關偏移,從而導致第一末端效應器支撐臂2028a和第二末端效應器支撐臂2028b的結構不同。
圖21描繪了具有第一機器人臂(其在圖21的上圖示中覆以陰影)和第二機器人臂(其在圖21的下圖示中覆以陰影)的另一示例機器人臂系統的平面圖,其中第一基部連桿2130a建構以繞其旋轉的第一軸線係與對應的第二基部連桿2130b建構以繞其旋轉的第二軸線共軸。因此,一個第一機器人臂的第一軸線和一個第二機器人臂的第二軸線可以彼此共軸,並且另一個第一機器人臂的第一軸線和另一個第二機器人臂的第二軸線可以彼此共軸(其中兩對第一與第二軸線係彼此間隔開的)。這樣的佈置類似於圖13-16的機器人臂系統的佈置,但是在這個示例中的第一機器人臂與第二機器人臂係不相同。
第一基部連桿2130a可具有第一基部連桿長度2136a,其定義在介於第一基部連桿2130a與軀幹單元2112之間的旋轉關節之對應第一軸線與介於第一基部連桿2130a與第一中間臂連桿2132a之間的旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。第一中間臂連桿可對應地具有第一中間臂連桿長度2138a,其定義在介於第一中間臂連桿2132a與可旋轉地連接至其的第一基部連桿2130a和第一末端效應器支撐臂2128a之間的該些旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。類似地,第二基部連桿2130b可具有第二基部連桿長度2136b,其定義在介於第二基部連桿2130b與軀幹單元2112之間的旋轉關節之對應第二軸線與介於第二基部連桿2130b與第二中間臂連桿2132b之間的旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。第二中間臂連桿可對應地具有第二中間臂連桿長度2138b,其定義在介於第二中間臂連桿2132b與可旋轉地連接至其的第二基部連桿2130b和第二末端效應器支撐臂2128b之間的該些旋轉關節的對應旋轉軸線之間的距離。
在圖21所示的機器人臂系統中,第一基部連桿長度2136a與第一中間臂連桿長度2138a可能相同,且第二基部連桿長度2136b與第二中間臂連桿長度2138b可能相同,但第一基部連桿長度2136a與第一中間臂連桿長度2138a可能大於第二基部連桿長度2136b與第二中間臂連桿長度2138b。第一基部連桿長度2136a和第一中間臂連桿長度2138a的額外長度允許介於第一基部連桿2130a與第一中間臂連桿2132a之間的旋轉關節係與介於第二基部連桿2130b與第二中間臂連桿2132b之間的旋轉關節相比更向外遠離第一軸線而加以定位,從而提供空隙允許第二基部連桿2130b和第二中間臂連桿2132b擺動經過第一基座連桿2130a和第一中間臂連桿2132a而不會在第一機器人臂處於縮回狀態時發生碰撞。
應當理解,雖然此處討論的示例機器人臂系統具有雙側對稱性,但其他實施方式可以以雙側不對稱性為特徵。例如,可以提供機器人臂系統,其具有類似於圖5-16中的機器人臂系統508所示的左第一和第二機器人臂,以及類似於圖20或圖21所示的右第一和第二機器人臂,從而形成具有雙側不對稱性但仍提供雙側對稱平移特徵的機器人臂系統。
如前所述,上面討論的機器人臂系統可以允許在QSM類型多站式處理腔室或類似處理腔室的四個站各者處藉其傳送的晶圓的直接放置。此種放置也可以逐個晶圓地加以執行,各個晶圓係使用工業中常用的主動晶圓置中(AWC)系統在目的台座或其他晶圓支撐結構之上加以置中。在AWC系統中,相對於半導體處理腔室而固定的光束感測器可以偵測被傳送進腔室的一晶圓何時橫過由光束感測器所發射的光束。在這樣的橫穿期間各個光束被晶圓中斷之時晶圓傳送機器人的末端效應器的位置可用於決定晶圓相對於末端效應器的實際位置,例如,晶圓中心相對於第一末端效應器或第二末端效應器的第一位置或第二位置之實際位置,如前所述。然後可以控制晶圓搬運機器人,以稍微調整傳送晶圓的機器人臂的運動,從而將晶圓中心與晶圓中心在目的台座(或晶圓支撐件)處的期望位置對準。這種調整通常非常小,例如小於一毫米的量級。
圖22描繪了兩個AWC感測器系統的示意圖,其可用於針對呈堆疊佈置而支撐的兩個晶圓的配置而獲得相對於末端效應器的個別晶圓中心測量;這樣的AWC感測器系統可以稱為雙晶圓AWC感測器系統。在圖22中,第一晶圓2216a和第二晶圓2216b以第一晶圓2216a在第二晶圓2216b正上方的配置加以支撐。當第一晶圓2216a和第二晶圓2216b通過一晶圓轉送通道2274進入一處理腔室時,它們都由一共同的末端效應器2240支撐。AWC感測器系統2286可以設置在晶圓轉送通道2274的任一側;各個AWC感測器系統2286可以具有E形結構,其中「E」的中間水平支腳具有在向上和向下方向引導光束的光射器/光源2288。 「E」的中間水平支腳可以定位成使得它將插入在由末端效應器2240支撐的兩個晶圓2216a與2216b之間並且使得由光射器/光源2288所發射的各個光束當末端效應器 2240移動晶圓2216a和2216b通過晶圓轉送通道2274之時與兩個晶圓2216a及2216b其中不同一者相交。「E」的上支腳及下支腳可各自容納一光學接收器2290或其他感測器,用於偵測由二個光射器/光源2288其中一者所發射的光。此些AWC感測器系統2286可以設置在晶圓轉送通道2274的兩側; 第二組這樣的AWC感測器系統2286(未圖示)可以在晶圓轉送通道2274之內的不同高度處加以設置,以允許對於由另一個末端效應器在較低或較高的高度處所傳送的晶圓獲得類似的晶圓中心測量。這種AWC感測器系統允許由此處討論的機器人臂系統所傳送的各個晶圓(例如,具有以上/下配置支撐晶圓的末端效應器)具有獲得的一AWC測量值,其允許AWC系統針對多站式腔室而微調各個晶圓在其目的台座或晶圓支撐件上的置放,從而允許在各個站之內進行個體化的晶圓置中。應當理解,此處所討論的配置成以上/下配置傳送兩個晶圓的末端效應器可以配置成這樣做,其中兩個晶圓的中心係與一公共垂直軸線大致重合,例如,一個晶圓係加以置中在另一個晶圓上方或下方,或者可替代地配置為這樣做,其中兩個晶圓的中心水平偏移以與一公共垂直軸線大致不相交。兩種類型的末端效應器都被認為在本揭露內容的範圍內。
圖23至圖44描繪了示例性半導體處理機台的等角視圖,該半導體處理機台以下也簡稱為「機台」,其包括轉送腔室2302和處理腔室2304。轉送腔室2302配備有類似於圖13-16中所示的機器人臂系統。處理腔室2304具有四個晶圓處理站,每個都有其自己的台座2306。離轉送腔室2302最遠的站/台座2306係加以標記為「遠」站或台座2306,而離轉送腔室2302最近的站/台座2306係加以標記為「近」站或台座2306。機器人臂系統具有一對第一機器人臂2320a和一對第二機器人臂2320b,兩者均由軀幹單元2312支撐。這些特徵對於所有的圖23到44係共同的。在圖23也可看見(但在其餘視圖中省略)的是一控制器2301,其可與機器人臂系統和/或處理腔室2304通信連接並且可用於控制軀幹單元以及第一和第二機器人臂的運動,以及可能控制台座2306 的升降銷的致動。在某些情況下,控制器2301還可以與AWC系統通信連接,例如上文所討論的。
圖23描繪了處於一操作狀態的該機台,其中將第一組四個晶圓2316裝載到第一機器人臂2320a的末端效應器上並且第二組四個晶圓2316係駐留在台座2306上。第二組四個晶圓2316可能剛剛在處理腔室2304內完成一個或多個半導體處理操作,並且可能希望移除它們並用第一組晶圓2316替換它們。圖24-34 描述了在這個過程期間的各種階段。
在圖24中,在近台座2306上的晶圓2316已經由升降銷2318從近台座2306抬起到一高度足以允許第二機器人臂2320b的末端效應器移動到那些晶圓2316下方。
在圖25中,第二機器人臂2320b已經從縮回狀態轉變為近伸展狀態,從而將其末端效應器放置在晶圓2316下方,該晶圓2316已經由升降銷2318抬升到近台座2306上方。
在圖26中,用於近台座2306的升降銷2318已經加以縮回以將由其支撐的晶圓2316降低到第二機器人臂2320b的末端效應器上。同時,在遠台座2306中的升降銷2318已受到致動以將由遠台座2306所支撐的晶圓2316抬升到一高度,其略小於近台座2306的升降銷2318從近台座2306抬起晶圓2316的高度。可以選擇這個高度,使得它將來自遠台座2306的晶圓2316放置在第二機器人臂2320b的末端效應器的上刃部與下刃部之間的一高度處。或者,如果機器人臂系統配備有Z軸驅動能力,則升降銷2318可以替代地將晶圓2316抬起到與近台座2306相同的高度,並且機器人臂系統可以替代地使第二機器人臂2320b改變高度,使得由升降銷所抬起的晶圓2316係相對於第二機器人臂2320b的末端效應器處於相同的相對高度。 還應當理解,晶圓2316從遠台座2306的抬升也可以更早進行,例如,伴隨晶圓2316從近台座2306的抬升。
在圖27中,已使第二機器人臂2320b從近伸展狀態轉變為遠伸展狀態,從而操縱其末端效應器,使得由對應的升降銷2318從遠台座2306提起的晶圓2316係位於已經由第二機器人臂2320b的末端效應器所支撐的晶圓2316下方,但位於那些相同的末端效應器的下刃部上方。 由用於遠台座2306的升降銷2318所支撐的晶圓2316可以接著加以降低到用於第二機器人臂2320b的末端效應器上。
在圖28中,使第二機器人臂2320b從遠伸展狀態轉變為縮回狀態,從而從處理腔室2304中取出第二組晶圓2316中的所有四個晶圓2316。可以看出,在此時點現在有八個晶圓2316容納在轉送腔室2302之內,且處理腔室2304沒有晶圓並且準備好接收第一組晶圓2316的晶圓2316。
在圖29中,已使第一機器人臂2320a轉變為遠伸展狀態,從而將第一組晶圓2316引入處理腔室2304並將第一組晶圓2316中的晶圓2316定位在遠台座2306之上。
在圖30之中,已經使 用於遠台座2306的升降銷2318伸展,以將支撐在第一機器人臂的末端效應器的較低位置中的兩個晶圓2316從那些末端效應器抬起。如果使用 AWC 系統允許各個放置的晶圓的個別置中,則可以控制機器人臂系統首先將支撐在兩個第一機器人臂2320a其中之一的較低位置中的兩個晶圓2316其中之一置中於對應的遠台座2306之上,且接著僅使那個對應的遠台座2306的升降銷將那個單一晶圓2316接著抬離對應的末端效應器。一旦該晶圓2316不再由末端效應器支撐,而是由用於晶圓2316待放置於其上的遠台座2306的升降銷2318支撐,則可以進一步控制機器人臂系統,俾以將支撐在另一個第一機器人臂2320a的末端效應器的較低位置中的晶圓2316在使其升降銷2318伸展且亦將支撐在該另一個第一機器人臂2320a的末端效應器的較低位置中的晶圓2316自那個末端效應器抬離之前加以置中於另一個遠台座2306之上。在此階段,之前由第一機器人臂2320a的末端效應器支撐在其較低位置的兩個晶圓2316已經在它們各自的遠台座2306上加以置中並且不再由第一機器人臂2320a的末端效應器所支撐。應當理解,如果所使用的機器人臂系統與圖18中所示的相似,則晶圓置中操作可以同時執行而不是順序執行,這可以減少將晶圓2316放置到處理腔室2304中的遠台座2306上所需的總時間。
在圖31中,已使第一機器人臂從遠伸展狀態轉變為近伸展狀態,從而使先前由第一機器人臂2320a的末端效應器所支撐的晶圓2316懸置在遠台座2306上方並且由對應的升降銷2318加以支撐。
在圖32中,用於近台座2306的升降銷2318已經加以伸展以將仍然由第一機器人臂2320a支撐的兩個晶圓2316抬升離開第一機器人臂的末端效應器。如上述關於圖30所探討,近台座2306的升降銷2318可以交錯的方式加以升高,其中,使仍然由第一機器人臂2320a支撐的各個晶圓2316,在用於那個台座的升降銷2318係加以升高而將該那個晶圓2316抬離支撐的第一機器人臂2320a之前在其各別的近台座2306上方加以置中。在支持它的實施方式中,這種置中可以由各個第一機器人臂2320a加以同時執行。
在圖33中,已使第一機器人臂2320a轉變為縮回狀態,從而使其餘對的晶圓2316支撐在近台座2306的升降銷2318之上。
在圖34之中,使近台座2306的升降銷2318縮回,從而將第一組晶圓2316的最後兩個晶圓2316降低到它們各自的近台座2306之上。當然,將理解的是,放置在遠台座2306處的晶圓2316不需要如圖32中描述的操作的一部分而降低到它們各自的遠台座2306上,而是可以替代地在稍後時間降低,例如,與晶圓2316降低到近台座2306上同時(例如在圖34中描繪的操作期間)。
圖 35-44 描繪了與關於圖24至34所討論的操作類似的操作,但第一組晶圓2316最初駐留在處理腔室2304中,而第二組晶圓2316駐留在轉送腔室2302之內並由第二機器人臂2320b支撐。在實際作法中,一旦一組晶圓從處理腔室中取出,那組晶圓通常將會加以移動到另一個處理腔室或一組裝載鎖室以從機台運出,而來自又另一個處理腔室或來自此等裝載鎖室的不同組的晶圓則將被裝載到該機器人臂系統上,以引入機台的處理腔室中。
在圖35中,近台座2306上的晶圓2316已經由升降銷2318自近台座2306抬起到一高度,其足以允許第一機器人臂2320a的末端效應器移動到那些晶圓2316下方。第一機器人臂2320a也已經從縮回狀態轉變為近伸展狀態,從而將其末端效應器放置在晶圓2316下方,該晶圓2316已經由升降銷2318抬起到近台座2306上方。
在圖36中,用於近台座2306的升降銷2318已經縮回,以將由此支撐的晶圓2316降低到第一機器人臂2320a的末端效應器之上。同時,在遠台座2306中的升降銷2318已加以致動以將由遠台座2306支撐的晶圓2316抬升至一高度,其略小於用於近台座2306的升降銷2318從近台座2306抬升晶圓2316的高度。可以選擇這個高度,使得它將來自遠台座2306的晶圓2316放置在第一機器人臂的末端效應器的上刃部與下刃部之間的一高度處。或者,如果機器人臂系統係配備有Z軸驅動能力,則升降銷2318可以替代地將晶圓2316抬升到與近台座2306相同的高度,並且機器人臂系統可以替代地使第一機器人臂2320a改變高度,使得由升降銷所抬升的晶圓2316係相對於第一機器人臂2320a的末端效應器處於相同的相對高度。還應當理解,晶圓2316從遠台座2306的抬升也可以更早完成,例如,伴隨晶圓2316從近台座2306的抬升。
在圖37中,已使第一機器人臂2320a從近伸展狀態轉變為遠伸展狀態,從而操縱其末端效應器,使得由對應的升降銷2318從遠台座2306抬起的晶圓2316係位於已經由第一機器人臂2320a的末端效應器所支撐的晶圓2316下方但在那些相同末端效應器的下刃部上方。由用於遠台座2306的升降銷2318所支撐的晶圓2316可以接著加以降低到用於第一機器人臂2320a的末端效應器上。
在圖38中,使第二機器人臂2320b從遠伸展狀態轉變為縮回狀態,從而從處理腔室2304中取出第二組晶圓2316中的所有四個晶圓2316。可以看出,再次現在有八個晶圓2316容納在轉送腔室2302之內,且處理腔室2304沒有晶圓並且準備好接收第二組晶圓2316中的晶圓2316。
在圖39中,已使第二機器人臂2320b轉變為遠伸展狀態,從而將第二組晶圓2316引入處理腔室2304並將第二組晶圓2316中的晶圓2316定位在遠台座2306上方。
在圖40中,已經使 用於遠台座2306的升降銷2318伸展以將支撐在第二機器人臂2320b的末端效應器的較低位置中的兩個晶圓2316提升離開那些末端效應器。如果AWC系統用於允許各個放置的晶圓的個別置中,那麼,如關於圖30和32早先所探討,機器人臂系統可以控制為首先將支撐在兩個第二機器人臂2320b其中之一的較低位置中的兩個晶圓2316其中之一置中在對應的遠台座2306之上,且然後僅使那個對應的遠台座2306的升降銷接著將該單一晶圓2316抬離對應的末端效應器。 一旦該晶圓2316 不再由末端效應器支撐而是由用於放置晶圓2316於其上的遠台座2306的升降銷2318加以支撐,則可以進一步控制機器人臂系統以使支撐在其他第二機器人臂2320b的末端效應器的較低位置之中的晶圓2316在使其升降銷2318伸展並且還將支撐在該其他第二機器人臂2320b的末端效應器的較低位置之中的晶圓2316抬離那個末端效應器之前 置中在其他的遠台座2306之上。如前所述,如果使用的機器人臂系統係與圖18中所示的相似,則晶圓置中操作可以同時地執行而不是順序地執行,這可以減少將晶圓2316放置到處理腔室2304之中的遠台座2306之上所需的總時間。在這個階段,之前由第二機器人臂2320b的末端效應器於其較低位置之中所支撐的兩個晶圓2316已經在它們各自的遠台座2306之上加以置中,並且不再由第二機器人臂2320b的末端效應器所支撐。
在圖41中,已使第二機器人臂2320b從遠伸展狀態轉變為近伸展狀態,從而使先前由第二機器人臂2320b的末端效應器所支撐的晶圓2316懸置在遠台座2306上方並由對應的升降銷2318加以支撐。
在圖42中,用於近台座2306的升降銷2318已經伸展以將仍然由第二機器人臂2320b支撐的兩個晶圓2316提升離開第二機器人臂2320b的末端效應器。如上面關於圖30、32、及40所討論,用於近台座2306的升降銷2318可以交錯的方式升高,其中使仍然由第二機器人臂2320b所支撐的各個晶圓2316在將用於該台座的升降銷2318升高以將該晶圓2316抬升離開此支撐第二機器人臂2320b之前在其各自的近台座2306上方加以置中。取決於所使用的機器人臂系統的特定配置,可以同時地或順序地執行這種置中。
在圖43中,已經使第二機器人臂2320b轉變為縮回狀態,從而使其餘對的晶圓2316支撐在近台座2306的升降銷2318之上。
在圖44之中,使近台座2306的升降銷2318縮回,從而將第二組晶圓2316的最後兩個晶圓2316降低到它們各自的近台座2306上。當然,將理解的是,放置在遠台座2306處的晶圓2316不需要如圖42中描述的操作的一部分而降低到它們各自的遠台座2306上,而是可以替代地在稍後時間降低,例如,與晶圓2316降低到近台座2306上同時地(例如在圖44中描繪的操作期間)。
也可以使用上面討論的機器人臂系統來實踐其他操作順序,儘管這樣的替代順序可能需要額外的移動,例如,更頻繁地將兩個機器人臂置於縮回狀態,這可能會延長晶圓轉送過程並降低處理率。此處討論的機器人搬運系統的這種替代使用,雖然可能較無效率,但也認為在本揭露內容的範圍內。
上述討論幾乎完全聚焦在具有兩對機器人臂的機器人臂系統。然而,如本揭露內容中先前所討論的,此處所討論的機器人臂系統的一些實施方式可能僅具有安裝到一公共軀幹單元的單一對的相對機器人臂。具有兩對機器人臂的機器人臂系統,雖然更昂貴且控制更複雜,但通常提供顯著的處理率優勢,因為一對機器人臂可用於保持和支撐待放置進一個腔室的一群組晶圓,而其他對的機器人臂係用於從該腔室中取出一群組的晶圓以為等待的群組讓路。因此,待放置的晶圓能夠緊接在腔室中先前的晶圓受到移除之後加以傳送到該腔室,而不需要軀幹單元的任何大動作。只有單一對相對機器人臂的機器人臂系統不具備這種能力 —由此一機器人臂系統從一腔室移出的任何晶圓將需要從腔室中取出,加以旋轉以面對另一個腔室或晶圓接收位置,導致將移出的晶圓放置在一個新的位置,然後取回另一組晶圓,該另一組晶圓將被傳送到原先取回第一組晶圓的腔室。這需要明顯更多的操作,因此大大增加了在處理腔室內將一組晶圓換成另一組晶圓所需的時間量。
然而,這樣的處理率損失在以下半導體處理機台中可能無關緊要:在該機台中,在移除處理完成的一組晶圓之後一腔室可能無法立即裝載下一組晶圓。例如,如果半導體處理機台係配置為對在其中處理的各組晶圓移除之後的一腔室執行處理後清潔操作,則在移除晶圓之後可能有段時間,在此期間由於正在執行這樣的清潔操作,因此不能將下一組晶圓放置在其中。如果此清潔循環的持續時間足夠長,機器人臂系統將能夠將移除的晶圓運送到它們的下一個目的地,取回下一組要處理的晶圓,並在清潔操作結束之前將那組晶圓定位成一旦清潔操作完全結束即可插入到此處理腔室。在這種情況下,由於存在比機器人臂系統的處理率限制因素更具限制性的外部平行處理率限制因素,因此對於使用這種更受限的機器人手臂系統實際上沒有處理率損失。
鑑於上述,將認識到,在一些實施方式中,此處討論的機器人臂系統可以僅包括由一公共軀幹單元所支撐的單一對的相對機器人臂。這種機器人臂系統的兩個例子下面參照圖45-48進行討論。
圖45描繪了僅具有單一對機器人臂的機器人臂系統的示例的等角視圖。所描繪的機器人臂系統包括機器人臂4520,其各自包括一基部連桿4530、一中間臂連桿4532、及支撐一末端效應器4540的一末端效應器支撐臂4528。基部連桿4530均由一公共軀幹單元4512支撐且可與軀幹單元4512可旋轉地連接,俾以可相對於其而繞著對應的軸線4534旋轉。中間臂連桿4532可各自與兩個基部連桿4530其中的相應不同的一個連接,俾以可繞著對應的旋轉軸線4568而旋轉,並且末端效應器支撐臂4528可以各自與兩個中間臂連桿4532其中對應的不同一個連接,俾以可繞著對應的旋轉軸線4568而旋轉。
圖46描繪了一個這樣的機器人臂系統的剖視示意圖。 如圖所示,一機器人臂系統僅有一半是可見的,另一半(其一部分係加以顯示)以間斷線呈現。此機器人臂系統包括可繞一旋轉軸線4614旋轉的軀幹單元4612;軀幹單元4612的一參考平面4670亦加以顯示 — 參考平面4670例如可以是機器人臂系統中的大致對稱平面並且可以垂直於圖46的頁面且與旋轉軸線4614重合。軀幹單元驅動馬達4680可加以設置以向軀幹單元4612提供旋轉輸入,從而允許機器人臂系統旋轉,例如類似於圖2-4中所示。
軀幹單元4612可以包含臂驅動馬達4642,其可以配置為向機器人臂其中對應一個提供旋轉輸入。在該具體示例中,臂驅動馬達4642係與對應的機器人臂直接連接,並且可以有在參考平面4670的另一側設置的另一臂驅動馬達4642以驅動另一機器人臂。然而,在其他實施方式中,可以提供單一臂驅動馬達4642,其配置為同時驅動兩個機器人臂,例如,通過使用皮帶、齒輪、或用於將旋轉動力從一個旋轉軸線傳遞到另一個個偏移但平行的旋轉軸線的其他機構。 一般而言,可能希望平行/串聯地移動兩個機器人手臂,儘管在機器人手臂不被共同驅動的實施方式中,各個機器人臂在一些這樣的實施方式中可以在與另一個機器人臂不同的時間加以驅動。然而,這可能導致由這種機器人臂系統放置或拾取的晶圓的較低處理率。
如圖所示,臂驅動馬達4642係配置為使一臂連桿4626的一基部連桿4630在受驅動時相對於軀幹單元4612而旋轉。基部連桿4630可以與一中間臂連桿4632可旋轉地連接,如在它們之間的介面中所示的軸承4684所示。類似於圖17及圖18,圖46的各種旋轉介面係由代表性軸承4684加以一般性表示,但應當理解,為了實現類似的旋轉運動可以有多種方式來佈置此類軸承,並且所描繪的位置不應被視為以任何方式為限制性的。
內部滑輪和驅動皮帶的系統可用於使中間臂連桿4632和可與中間臂連桿4632可旋轉地連接的末端效應器支撐臂4628也相對於其各者所旋轉連接的臂連桿4626而與基部連桿4630相對於軀幹單元的旋轉串聯地旋轉。
例如,可以提供相對於軀幹單元4612固定在空間中的中間臂連桿驅動滑輪4650。類似地,可以提供相對於中間臂連桿4632固定在空間中的中間臂連桿滑輪4648;可以提供橫跨在中間臂連桿滑輪4648與中間臂連桿驅動滑輪4650之間的一皮帶4682。中間臂連桿驅動滑輪4650的尺寸可以設計成在半徑上是中間臂連桿滑輪4648的兩倍大。因此,當使基部連桿4630相對於軀幹單元4612旋轉並因此使中間臂連桿驅動滑輪4650旋轉時,這導致跨越在中間臂連桿滑輪4648與中間臂連桿驅動滑輪4650之間的皮帶4682以基部連桿4630兩倍的旋轉速率(並且沿相反的旋轉方向)驅動中間臂連桿滑輪4648。這導致中間臂連桿4632係與基部連桿4630相對於軀幹單元4612旋轉相比以二倍的量且在相反的方向上相對於基部連桿4630而旋轉。
中間臂連桿4632也可以在內部配置有一皮帶與滑輪系統,其可以類似地導致末端效應器支撐臂4628相對於中間臂連桿4632而與基部連桿4630相對於軀幹單元4612的旋轉串聯地旋轉。例如,中間臂連桿4632可以在其中具有相對於基部連桿4630固定在空間中的一末端效應器支撐臂驅動滑輪4646,以及相對於末端效應器支撐臂4628固定在空間中的一末端效應器支撐臂滑輪4644。另一條皮帶4682可橫跨在末端效應器支撐臂驅動滑輪4646與末端效應器支撐臂滑輪4644之間。在這種情況下,末端效應器支撐臂驅動滑輪4646的半徑可以是末端效應器支撐臂滑輪4644的一半,從而使末端效應器支撐臂4628相對於中間臂連桿4632而以中間臂連桿4632相對於基部連桿4630旋轉的一半的速率而旋轉。此一佈置可用於引起對基部連桿4630的單一旋轉輸入以在基部連桿4630和中間臂連桿4632中產生相對於軀幹單元的旋轉運動,同時引起末端效應器支撐臂4628相對於軀幹單元4612單純平移而不旋轉。
如在臂連桿4626中可見,可提供一軸,其從基部連桿4630向上延伸並提供末端效應器支撐臂驅動滑輪4646可連接的一固定結構;如果需要,該軸可以沿其長度為軸對稱。應當理解,所示的各種臂連桿、滑輪等等,雖然經常描繪為與其他元件鄰接,但在實際上可以由多個部件的組合加以提供,這些部件例如可以用螺栓連接在一起,以形成一個「固定」的組合件。
圖46的機器人臂系統具有複數機器人臂,其能夠相對於軀幹單元4612以如下方式伸展或縮回:如果由各別的臂驅動馬達加以驅動,則彼此獨立地伸展或縮回;或者如果由一公共臂驅動馬達加以驅動,則一起從動而伸展或縮回。雖然此等機器人臂也可以由於軀幹單元4612圍繞一軸線的旋轉而圍繞該軸線一致地旋轉,這樣的機器人臂不能相對於軀幹單元4612而旋轉。為了清楚起見,「機器人臂的旋轉」等等意指那個機器人臂的末端效應器的旋轉 — 例如,圖46的機器人臂的各種臂連桿在機器人臂的任何運動期間必然相對於軀幹單元4612而旋轉,但是該機器人臂的末端效應器可能僅相對於軀幹單元4612平移而沒有旋轉。因此,圖46的機器人臂將理解為不能相對於軀幹單元4612而旋轉。
圖46的機器人臂系統可以用於以與其中描繪機器人臂系統的第一機器人臂或第二機器人臂的圖23至44所描繪的大致相同的方式將晶圓拾取或放置進一處理腔室,當然除了圖23至44中的機器人臂系統的二對之第一機器人臂與第二機器人臂所採取的動作將替代地用單一對的機器人臂來執行,因此例如僅需要在一時間單一組的四個晶圓由機器人臂系統加以搬運以及額外的機器人臂系統運動係加以執行,例如,在圖28和29的操作之間,以將圖27中從處理腔室由機器人臂取回的該組晶圓自機器人臂移除,然後將在圖29中待放進該處理腔室的另一組晶圓放置在機器人臂之上。類似的額外機器人臂系統運動亦將需要在圖38和39的操作之間加以執行。
具有由一軀幹單元支撐的單一對之機器人臂的機器人臂系統,如關於圖46所討論的,也可以設計為允許機器人臂相對於軀幹單元的旋轉,類似於圖18的機器人臂系統的能力。下面將參考圖47和48討論這樣的實施方式。
圖47的機器人臂系統在結構上係與圖46所示者幾乎相同,並且將理解,由與圖47中的對應元件相同的最後兩位數字所引用的圖46的機器人臂系統的元件的描述係同樣適用於圖47的對應元件。為簡潔起見,下面不單獨描述此種元件,而是引導讀者參考前面關於圖46具有相同最後兩位數字的類似元件的討論以供圖47的此種元件的描述。
圖47的實施方式不同於圖46之處在於中間連桿驅動滑輪4750不是如圖46中那樣相對於軀幹單元4712為固定,而是配置為藉由臂旋轉馬達4743加以旋轉。當臂旋轉馬達4743保持靜止而臂驅動馬達4742係加以致動時,可使機器人臂致使其末端效應器相對於軀幹單元4712而平移。然而,當使臂驅動馬達4742及臂旋轉馬達4743一起致動,以使中間連桿驅動滑輪4750在相同方向以相同的量及與基部連桿4730相同的速率旋轉,機器人臂可以單純地圍繞軸線4734而旋轉,而沒有其末端效應器的任何伸展或縮回。這樣的機器人臂系統也可以操作以同時執行其末端效應器的伸展/縮回以及機器人臂(並且因此末端效應器)相對於軀幹單元的旋轉,例如,藉由使中間連桿驅動滑輪4750係與基部連桿4730相比以不同的量和/或速度和/或方向旋轉。
如上所探討,圖46的機器人臂的末端效應器能夠通過軀幹單元4712的旋轉而相對於轉送腔室/處理腔室一致地旋轉。然而,圖46的機器人臂的末端效應器不能夠相對於彼此而旋轉。與之相比,圖47的實施方式不僅允許機器人臂的末端效應器相對於轉送腔室/處理腔室一致地旋轉,而且允許各個機器人臂相對於其他機器人臂及軀幹單元4712而旋轉。
例如圖47的實施方式允許各個機器人臂相對於其他機器人臂伸展不同的量並旋轉至不同的相對角度。圖48描繪一機器人臂系統的示例,具有一軀幹單元4812,其支撐:二個機器人臂,各自具有一基部連桿4830、一中間臂連桿4832、及支撐一末端效應器4840的一末端效應器支撐臂4828。在圖48中,機器人臂顯示為處於遠伸展狀態。由於具有如圖47所示的配置,各個機器人臂可能能夠獨立於其他機器人臂而從其描繪的位置加以移動,以例如進一步伸展高達+r的距離、向內縮回高達-r的距離,向左旋轉高達 -θ 的角度,及/或向右旋轉高達 +θ 的角度,或其任何組合。這允許由末端效應器4840所支撐的晶圓的中心能夠獨立地重新定位以加以置中於可位於末端效應器4840下方的台座之上。所示的點線輪廓表示機器人臂在進一步伸展和部分縮回狀態下的廓影,且所示的虛線輪廓表示機器人臂在左/右旋轉狀態下的廓影。
應當理解,圖48中所示的移動範圍,雖然有此可能,但與在晶圓置中操作期間可能執行的實際機器人臂運動量相比通常係誇大的。例如,在置中操作期間晶圓可能需要重新定位的量通常在一毫米或兩毫米或更小的量級,因此執行晶圓置中可能需要的伸展/縮回或左/右旋轉的量可能僅在一毫米或兩毫米的伸展和/或縮回以及/或小於一度的旋轉之量級。
舉例來說,以上討論的實施方式允許各個機器人臂是可控的,以能夠獨立於由其他機器人臂執行的晶圓置中操作且與其同時而相對於處理腔室的台座執行晶圓置中操作。因此,能夠同時控制兩個機器人臂,以將藉其支撐的晶圓置中在各自的台座上。
還應理解,圖46和圖47的機器人臂系統的混合也可以採用,例如,兩個機器人臂其中一者係配置為如圖46之中所示且另一者係配置為如圖47所示。在這樣的實施方式中,各個機器人臂將能夠獨立地控制,以相對於容納機器人臂系統的轉送腔室(以及放置晶圓的處理腔室)而伸展、縮回、及/或旋轉,從而允許由此支撐的晶圓經受與處理腔室之內的兩個不同台座位置相關聯的同時置中操作。達成如圖46所示在此一實施方式中的機器人臂的旋轉調整係藉由旋轉支撐機器人臂的軀幹單元 — 藉由將這樣的軀幹單元旋轉與該機器人臂的伸展或縮回相結合,此一機器人臂可加以控制以將藉此支撐的晶圓以任何方向移動所需的量以將晶圓在期望的目標位置之上加以置中。類似地,達成如圖47所示在此一實施方式中的機器人臂的旋轉調整係藉由使那個機器人臂相對於軀幹單元而旋轉。藉由將該臂相對於軀幹單元的這種旋轉運動與該機器人臂相對於軀幹單元的伸展或縮回相結合,還可以控制這樣的機器人臂,以將由此支撐的晶圓沿任何方向移動所需的量,以將晶圓加以置中在所欲的目標位置之上。然而,將認識到,為了調整如圖46所示配置的機器人臂的旋轉位置而執行的軀幹單元的任何旋轉運動,也必然導致如圖47所示構造的機器人臂(且也由軀幹單元所支撐)經歷類似的旋轉 — 如圖47所示配置的機器人臂可能因而需要經歷額外的旋轉和/或伸展/縮回調整,以「改正」它由於軀幹單元旋轉而經歷的旋轉運動,該軀幹單元旋轉是作為如圖所示46而建構的機器人臂的旋轉調整的一部分而執行。此一混合系統,雖然比圖47中所示的系統動力學上更複雜,可以提供與圖47中所示類似的性能,但提供了比支持圖47的實施方式所需少一個馬達的好處。類似的方式也可以採用於具有兩對機器人臂的機器人臂系統的混合版本,例如,一個機器人臂系統,其中在軀幹單元的一側的第一和第二機器人臂係如圖17所顯示而配置,但軀幹單元的另一側的第一和第二機器人臂係如圖18所示而配置。
應當理解,此處討論的機器人臂系統係配置以提供基於轉送腔室的晶圓搬運解決方案,其不僅能夠同時將一對晶圓放置到與轉送腔室相鄰的並排的站,也能夠同時將一對晶圓放入位於與初始對的站在轉送腔室的另一側之並排的站中。
在一些這樣的實施方式中,可能希望縮減這樣的半導體處理機台的總體佔地面積,同時仍然具有與轉送腔室連接的四站式模組。為此,轉送腔室的尺寸可以與四站式模組的尺寸大約相同,這自然可以限制位於轉送腔室之內的機器人臂系統在縮回狀態時可以具有的尺寸。同時,在某些情況下,此機器人臂系統可能需要能夠具有一伸距,其係與轉送腔室或相鄰QSM的長度或寬度大致相同的量值。在一些實施方式中,為了提供必要量的伸距同時仍允許轉送腔室係與相鄰的QSM大致相同尺寸,機器人臂系統可以設計為具有某些結構特徵,以有效率利用此一轉送模組之內的可用空間,但仍允許機器人臂系統達到將晶圓直接放置在一相鄰QSM的任何站中所需的最大伸距。
例如,當此一機器人臂系統的軀幹單元相對於轉送腔室而旋轉且同時機器人臂系統係處於縮回狀態之時,距離軀幹單元圍繞其旋轉的旋轉軸線最遠之機器人臂系統的部分(包括在這種情況下可以藉此攜帶的任何晶圓)可以界定一空隙圓(以旋轉軸線為中心)。這個空隙圓必須大致契合在轉送腔室的內部之內而不與其任何壁(或其他部分)相交。如果空隙圓會與轉送腔室相交,則機器人臂系統的界定空隙圓的部分可能在旋轉期間與轉送腔室碰撞。
為了有助於下面的討論,提供圖49以顯示在與QSM相鄰的轉送腔室中的示例機器人臂系統的兩個俯視圖;在左視圖中,機器人臂都處於縮回狀態,而右視圖顯示一對機器人臂處於遠伸展狀態。以下參照的各種參數係在圖49中指示,例如,上面討論的空隙圓。
機器人臂系統的各種臂連桿和末端效應器(以及可能由其支撐的晶圓)在處於縮回狀態時必須契合於空隙圓之內。因此,空隙圓通常用於限制此等組件的最大尺寸,這又具有限制此一機器人臂系統的最大伸距的實際效果。 在一些這樣的機器人臂系統實施方式中,機器人臂連桿可以設計成具有一最大伸距(遠伸展距離),當處於遠伸展狀態時,其係大於或等於該空隙圓的直徑, 例如,與空隙圓的直徑相比較大0%、多達5%、多達10%、多達15%、多達20%。
一些這樣的機器人臂系統的另一個幾何特徵可以由第一參考圓和第二參考圓加以定義。第一參考圓可以以軀幹單元的旋轉軸線為中心,並且由當機器人臂系統處於縮回狀態時離軀幹單元的旋轉中心最遠之機器人臂系統(當用於傳送晶圓時)支撐的晶圓的邊緣的部分加以定義。第二參考圓也可以以軀幹單元的旋轉軸線為中心,並由距離軀幹單元的旋轉中心最遠的末端效應器支撐臂的端部加以定義。將認識到,在一些情況下,第一和第二參考圓其中的一個或另一個或兩者可以與空隙圓共徑向。在一些實施方式中,第一參考圓和第二參考圓的直徑可以彼此相差在5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、或1%以下的範圍內(例如,如果第一參考圓的直徑為1個單位,則第二參考圓的直徑可能為(或介於)1.05或0.95個單位)。在一些這樣的實施方式中,軀幹單元各側上的至少一個機器人臂可以配置成使得,當機器人臂系統處於縮回狀態時離軀幹單元的旋轉中心最遠之藉此支撐的晶圓邊緣的部分(當用於傳輸晶圓時),各自定義以軀幹單元旋轉軸線為中心的一對應的第一參考圓;此外,在軀幹單元的各側的至少一個機器人臂可以進一步配置成使得,其末端效應器支撐臂的距離軀幹單元的旋轉中心最遠的端部界定對應的第二參考圓,其以軀幹單元的旋轉軸線為中心。在這樣的實施方式中,至少兩個第一參考圓和至少兩個第二參考圓都可以具有直徑彼此相差在5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、或1%的範圍。藉由以此一方式配置末端效應器和末端效應器支撐臂,例如,使得當機器人臂處於縮回狀態時藉此支撐的晶圓具有與軀幹單元的旋轉中心遠離相同距離、或幾乎相同距離的外邊緣作為末端效應器支撐臂的最外邊緣或表面,末端效應器支撐臂的長度可以充分利用空隙圓之內的可用空間。這允許末端效應器支撐臂的長度足以提供機器人手臂系統能夠達到一QSM中的遠台座所需的伸距。
諸如此處所討論的與空隙圓相關的機器人臂系統的又另一特徵是這種機器人臂被配置成提供的伸展量與處於縮回狀態之時其空隙圓的直徑相比的比率。在一些這樣的實施方式中,這樣的機器人臂系統可以配置成,當處於遠伸展狀態時,已經從它們在縮回狀態中的位置伸展了大於空隙圓的直徑的量。在某些情況下,此等臂當從縮回狀態轉變到遠伸展狀態時可能經歷的伸展量可能高達空隙圓直徑的105%以上、110%以上、或115%以上。在一些這樣的實施方式中,將處於遠伸展狀態的機器人臂的第一連桿連接到第二連桿的整個旋轉關節可以完全在空隙圓之外。此一特性可以允許機器人臂具有更大的伸距量,這可以有助於在處於遠伸展狀態時達到一QSM之中的遠台座。
此處討論的一些機器人臂系統的另一個特徵是此機器人臂系統的臂連桿可以是皮帶驅動系統,其與例如平行連桿驅動臂系統相比能夠具有更大的角位移。例如,在以可旋轉地連接軀幹單元的第一連桿以及可旋轉地連接第一連桿和末端效應器支撐臂的第二連桿為特徵的一些實施方式中,第一連桿和第二連桿可加以驅動,以相對於彼此旋轉總角度α + β大於180°,例如大於200°。類似地,第一連桿可以相對於軀幹單元旋轉大於90°的角度γ,例如大於100°。與具有較低角運動能力的機器人臂相比,此高旋轉角度可以允許這樣的機器人臂伸展到大得多的範圍。
此處討論的機器人臂系統其中一些的另一個特徵是,當此機器人臂系統處於縮回狀態時,可旋轉地耦接第一連桿與軀幹單元的旋轉關節的旋轉軸線可以全部位於第一參考平面與第二參考平面之間。第一參考平面和第二參考平面可以彼此平行,其中第一參考平面係與軀幹單元的旋轉軸線重合及平行,且第二參考平面穿過當晶圓由末端效應器加以傳送時與此等晶圓中心重合之在末端效應器之上的位置。因此,相對於通過軀幹單元的旋轉軸線且在機器人臂可沿之伸展的方向觀看的視點,這種旋轉關節的旋轉軸可以被認為是軀幹單元的旋轉中心的「前方」。藉由將此等臂配置成具有此一偏移量,可以使第一和第二連桿的長度增加,從而允許末端效應器支撐臂響應於第一和第二連桿的旋轉而具有較大的行程。
此處討論的一些機器人臂系統的又一特徵是從旋轉軸線所測得的末端效應器支撐臂和末端效應器的一第一長度可能大於一第二長度,其中末端效應器支撐臂係相對於機器人的第二連桿而繞該旋轉軸線旋轉至當晶圓由末端效應器所支撐時與晶圓中心重合的位置,該第二長度代表機器人臂的第一與第二連桿在它們各自的旋轉中心之間測得的長度的總和。在一些這樣的實施方式中,第一長度可以比第二長度大5%或更多。此一特性可以進一步促成對此一機器人臂系統的伸距之增進。
如前所述,此處討論的機器人臂系統可以由一控制器加以控制。在一些實施方式中,控制器可以被包括作為系統的一部分,該系統可以包括或作為上述示例的一部分。這樣的系統可以包括半導體處理器材,包括一個或多個處理機台、一個或多個腔室、一個或多個用於處理的平台、及/或特定處理組件(晶圓台座、氣流系統等等)。這些系統可以與電子設備加以整合以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、及之後控制它們的操作。電子設備可稱為「控制器」,其可控制一個以上系統的各種組件或子部件。根據處理要求和/或系統類型,控制器可加以編程以控制此處揭露的任何製程,包括處理氣體的輸送、溫度設定(例如,加熱和/或冷卻)、用於輻射加熱的光源控制、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置和操作設定、進出一機台或腔室以及其他轉送機台和/或連接到或介接於特定系統的裝載鎖室之晶圓轉送。
廣泛而言,可將控制器定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體裝置、及/或軟體的電子設備,其存儲電腦可執行指令、接收電腦可執行指令、發送電腦可執行指令、執行電腦可執行指令、控制操作、允許清潔操作、允許終點量測等等。該積體電路可包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器(DSP)、定義為特殊應用積體電路(ASIC)之晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)之形式與控制器通訊的指令,其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定製程的操作參數。在一些實施例中,該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分,以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、矽氧化物、表面、電路、及/或晶圓之晶元的製造期間,完成一或更多的處理步驟。
在一些實施方式中,控制器可為電腦的部分或連接至電腦,該電腦係與系統整合、連接至系統、或以其他方式網路連接至系統、或上述之組合。舉例而言,控制器係可位於「雲端」、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分,其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦可達成對該系統之遠端存取,以監視製造操作之目前進展、查看過去製造操作之歷史、查看來自多個製造操作之趨勢或效能指標,來改變目前處理之參數,以設定處理步驟來接續目前的處理、或開始新的製程。在一些範例中,遠端電腦(例如伺服器)可透過網路提供製程配方至系統,該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含可達成參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面,該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在一些範例中,控制器接收資料形式之指令,在一或更多的操作期間,其針對待執行的處理步驟之每一者而指定參數。應瞭解,該等參數可特定於待執行之製程的類型、及配置控制器所介接或控制的機台類型。因此,如上所述,控制器可為分散式,例如藉由包含一或更多獨立的控制器,其透過網路連接在一起並朝共同的目標而作業,例如此處所述之製程及控制。用於此類用途的分散式控制器的範例可為腔室上之一或更多的積體電路,該積體電路與位於遠端(例如為平台等級、或為遠端電腦的部分)之一或更多的積體電路通訊,其結合以控制腔室上的製程。
在沒有限制的情況下,例示性系統可包含電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉清洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、及可與半導體晶圓之製造及/或生產有關或用於其中的任何其他半導體處理系統。
如上所述,依據待由機台執行之一個以上製程步驟,控制器可與下列一或多者通訊:其他機台電路或模組、其他機台組件、叢集機台、其他機台介面、相鄰機台、鄰近機台、遍及工廠設置的機台、主電腦、另一控制器、或將晶圓之容器帶往或帶離半導體製造廠中的機台位置及/或裝載埠的用於材料傳送之機台。特別是,控制器可以配置成使此處揭露的機器人臂系統、以及用於台座的升降銷機構經歷諸如此處所描述的操作,特別是關於圖23到44。
在此揭露內容和請求項中序號指示符之使用,如果有的話,例如(a)、(b)、(c)…或(1)、(2)、(3)…等等,應當理解為不傳達任何特定的次序或順序,除非明確指示此次序或順序的程度。例如,如果有標記為(i)、(ii)、及(iii)的三個步驟,應理解這些步驟可以任何次序進行(或者甚至同時地,如果沒有另外的禁用),除非另有說明。例如,如果步驟(ii)涉及在步驟(i)中建立的一元件的搬運,則步驟(ii)可能被視為發生在步驟(i)之後的某個時間點。類似地,如果步驟(i)涉及在步驟(ii)中建立的元件的搬運,則應理解為相反情況。還應理解,此處的序號指示符「第一」(例如「第一項目」)的使用不應解讀為暗示地或固有地建議必然存在「第二」實例,例如「一第二項目」。
應當理解,如果在此處使用,用語「對於一個或多個<項目>的各個<項目>」、「一個或多個<項目>的各個<項目>」等等,包括單一項目群組和多項目群組二者,亦即,用語「對於…各者」的使用意義在於它在編程語言中用來指代所引用的任何項目群體的各個項目。例如,如果所引用項目群體是單一項目,則「各個」將僅指代那個單一項目(儘管事實上字典中對「各個」的定義經常將該用語定義為指示「兩個或多個物件的每一個」),且並不意味著必須至少有兩個那樣的項目。類似地,用語「集合」或「子集合」本身不應視為必然包含多數個項目 — 應當理解,一集合或一子集合可以僅包含一個構件或多個構件(除非上下文表明)。
諸如「約」、「大約」、「實質」、「標稱」等等術語,當用於指代數量或類似的可量化特性時,應理解為包括此數值的±10%以內的數值或指定的關係(以及包括實際數值或指定的關係),除非另有說明。
除非另有說明,此處所用的用語「之間」以及當與數值範圍一起使用時應理解為包括那個範圍的開始和結束數值。例如,在1與5之間應理解為包括數字1、2、3、4、及5,而不僅僅是數字2、3、及4。
術語「可轉變」,如果使用的話,將理解為是指一種裝置或機構,其特定配置為在兩個或多個狀態或配置之間轉變。例如,一扇門可以在一開啟狀態或配置與一關閉狀態或配置之間轉變。
應當理解,此處描述的示例和實施例僅用於說明目的,並且將根據其向所屬技術領域具有通常知識者建議各種修飾或變化。儘管為清楚起見省略了各種細節,但可以實施各種設計替代方案。因此,當前的例子被認為是說明性的而不是限制性的,並且本揭露內容不限於此處給出的細節,而是可以在本揭露內容的範圍之內加以修飾。
應當理解,以上揭露內容,雖然聚焦於一個或多個特定示例實施方式,係不僅限於所討論的示例,還可以適用於類似的變體和機制,並且在本揭露內容的範圍之內也考慮這樣的類似的變體和機制。
還應理解,本揭露內容至少涵蓋以下非排他性清單的實施方式。
實施方式1:一種系統,包含:一基部;一軀幹單元,與該基部可旋轉地連接,俾使該軀幹單元係相對於該基部可圍繞一主旋轉軸線而旋轉;一對第一機器人臂,由該軀幹單元所支撐;及一對第二機器人臂,由該軀幹單元所支撐,其中:該等第一機器人臂係各自建構以至少在一第一縮回狀態、一第一近伸展狀態、及一第一遠伸展狀態之間轉變,各個第一機器人臂當該第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一第一遠端位置 當該第一機器人臂處於該第一縮回狀態時係與當該第一機器人臂處於該第一近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,各個第一機器人臂的該第一遠端位置 當該第一機器人臂處於該第一近伸展狀態時係與當該第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,該等第二機器人臂係各自建構以至少在一第二縮回狀態、一第二近伸展狀態、及一第二遠伸展狀態之間轉變,各個第二機器人臂當該第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一第二遠端位置 當該第二機器人臂處於該第二縮回狀態時係與當該第二機器人臂處於該第二近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,且各個第二機器人臂的該第二遠端位置 當該第二機器人臂處於該第二近伸展狀態時係與當該第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線。
實施方式2:實施方式1的系統,其中:該等第一機器人臂各者係建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第一機器人臂的一部分為固定的一對應的上第一位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第一機器人臂的該部分為固定的一對應的下第一位置之上加以置中,該等上第一位置係當該等第一機器人臂至少處於該第一近伸展狀態或該第一遠伸展狀態其中一者時各自於一第一正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中,該等下第一位置係當該等第一機器人臂至少處於該第一近伸展狀態或該第一遠伸展狀態其中另一者時各自於與該第一正方形區域的該等第一角隅不同之該第一正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中,該等第二機器人臂各者係建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第二機器人臂的一部分為固定的一對應的上第二位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第二機器人臂的該部分為固定的一對應的下第二位置之上加以置中,該等上第二位置係當該等第二機器人臂至少處於該第二近伸展狀態或該第二遠伸展狀態其中一者時各自於一第二正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中,該等下第二位置係當該等第二機器人臂至少處於該第二近伸展狀態或該第二遠伸展狀態其中另一者時各自於與該第二正方形區域的該等第一角隅不同之該第二正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中,且該第一正方形區域及該第二正方形區域係定位於相同的位置且具有相同的定向及相同的大小。
實施方式3:實施方式2的系統,其中針對該等第一機器人臂其中至少一者的該上第一位置及該下第一位置皆沿著一對應的公共垂直軸線而配置。
實施方式4:實施方式2的系統,其中針對該等第一機器人臂其中至少一者的該上第一位置及該下第一位置皆沿著不同、不共軸的垂直軸線而配置。
實施方式5:實施方式1到4任一者的系統,其中,針對各個第一機器人臂:該第一機器人臂具有一對應的第一末端效應器支撐臂及多數個對應的第一臂連桿,針對該第一機器人臂的該等對應的第一臂連桿包含一對應的第一基部連桿及一個以上對應的第一中間臂連桿,針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿係與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第一軸線而旋轉,且針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿支撐該一個以上對應的第一中間臂連桿,且針對該第一機器人臂的該一個以上對應的第一基部連桿支撐針對該第一機器人臂的該對應的第一末端效應器支撐臂;且其中,針對各個第二機器人臂:該第二機器人臂具有一對應的第二末端效應器支撐臂及多數個對應的第二臂連桿,針對該第二機器人臂的該等對應的第二臂連桿包含一對應的第二基部連桿及一個以上對應的第二中間臂連桿,針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿係與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第二軸線而旋轉,且針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿支撐該一個以上對應的第二中間臂連桿,且針對該第二機器人臂的該一個以上對應的第二基部連桿支撐針對該第二機器人臂的該對應的第二末端效應器支撐臂,其中:該等第一軸線與該等第二軸線皆彼此實質平行,該等第一軸線係在垂直於該等第一軸線的方向上彼此間隔開,且該等第二軸線係在垂直於該等第二軸線的方向上彼此間隔開。
實施方式6:實施方式5的系統,其中:各個第一機器人臂係建構以使針對該第一機器人臂的該對應的第一末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該第一機器人臂的該第一基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移;各個第二機器人臂係建構以使針對該第二機器人臂的該對應的第二末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該第二機器人臂的該第二基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移;且該等第一機器人臂與該等第二機器人臂的該等平移軸線皆彼此實質平行。
實施方式7:實施方式5或實施方式6任一者的系統,其中:針對該等第一機器人臂各者在該多數個對應的第一臂連桿之中的該等第一臂連桿係建構以繞著實質平行於該等第一軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉,針對該等第一機器人臂各者的該第一末端效應器支撐臂係建構以相對於與其最接近的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉,其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第一軸線,針對該等第二機器人臂各者在該多數個對應的第二臂連桿之中的該等第二臂連桿係建構以繞著實質平行於該等第二軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉,且針對該等第二機器人臂各者的該第二末端效應器支撐臂係建構以相對於與其最接近的該第二機器人臂的該對應的第二中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉,其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第二軸線。
實施方式8:實施方式7的系統,其中各個第一機器人臂具有二個對應的第一臂連桿,且各個第二機器人臂具有二個對應的第二臂連桿。
實施方式9:實施方式8的系統,其中:該等第一基部連桿各者具有由在該第一軸線與相對於該第一基部連桿該對應的第一中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第一基部連桿長度,該等第一中間臂連桿各者具有由相對於該對應的第一基部連桿該第一中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該第一中間臂連桿該對應的第一末端效應器支撐臂係建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第一中間臂連桿長度,該等第二基部連桿各者具有由在該第二軸線與相對於該第二基部連桿該對應的第二中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第二基部連桿長度,該等第二中間臂連桿各者具有由相對於該對應的第二基部連桿該第二中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該第二中間臂連桿該對應的第二末端效應器支撐臂係建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第二中間臂連桿長度,對於該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係相等的,且對於該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係相等的。
實施方式10:實施方式9的系統,其中:針對該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係彼此相等,針對該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係彼此相等,且該第一基部連桿長度係長於該第二基部連桿長度。
實施方式11:實施方式9的系統,其中:針對該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係彼此相等,且與針對該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度相等。
實施方式12:實施方式9的系統,其中:針對該等第一機器人臂二者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係相等,且針對該等第二機器人臂二者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係相等。
實施方式13:實施方式12的系統,其中針對該等第一機器人臂二者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度以及針對該等第二機器人臂二者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係皆相等。
實施方式14:實施方式11或13任一者的系統,其中:針對位在與該主旋轉軸線共面且插設在該等第一機器人臂二者之間的該軀幹單元的一參考平面的一共同側之一第一對的該第一與第二機器人臂的該第一基部連桿長度、該第二基部連桿長度、該第一中間臂連桿長度、及該第二中間臂連桿長度係皆相同,該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一軸線與該第二軸線係共軸的,該第一對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一基部連桿係相對於一對應的第一內部旁路部分於空間中固定,該第一對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一中間臂連桿係相對於一對應的第一外部旁路部分於空間中固定,該第一內部旁路部分包含一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的橋接部分,該對應的第一部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以固定地連接,該對應的第二部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以可旋轉地連接,該對應的橋接部分係跨越在該第一內部旁路部分的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間且配置成使得該第一內部旁路部分的該對應的橋接部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿建構以相對於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿繞著旋轉的該對應的旋轉軸線相比更遠離於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置,該第一外部旁路部分包含一對應第一部分、一對應第二部分、及一對應橋接部分,該對應第一部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以可旋轉地連接,該對應第二部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以固定地連接,且該對應橋接部分係跨越在該第一外部旁路部分的該對應第一部分與該對應第二部分之間且配置成使得該第一外部旁路部分的該對應橋接部分係與當該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂處於該第一縮回狀態之時該第一內部旁路部分的該對應的橋接部分相比更遠離於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置。
實施方式15:實施方式14的系統,其中:針對位在該軀幹單元的該參考平面的一相反側之一第二對的該第一與第二機器人臂的該第一基部連桿長度、該第二基部連桿長度、該第一中間臂連桿長度、及該第二中間臂連桿長度係皆相同,該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一軸線與該第二軸線係共軸的,該第二對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一基部連桿係相對於一對應的第二內部旁路部分於空間中固定,該第二對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一中間臂連桿係相對於一對應的第二外部旁路部分於空間中固定,該第二內部旁路部分包含一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的橋接部分,該對應的第一部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以固定地連接,該對應的第二部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以可旋轉地連接,該對應的橋接部分係跨越在該第二內部旁路部分的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間且配置成使得該第二內部旁路部分的該對應的橋接部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿建構以相對於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿繞著旋轉的該對應的旋轉軸線相比更遠離於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置,且該第二外部旁路部分包含一對應第一部分、一對應第二部分、及一對應橋接部分,該對應第一部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以可旋轉地連接,該對應第二部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以固定地連接,且該對應橋接部分係跨越在該第二外部旁路部分的該對應第一部分與該對應第二部分之間且配置成使得該第二外部旁路部分的該對應橋接部分係與當該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂處於該第一縮回狀態之時該第二內部旁路部分的該對應的橋接部分相比更遠離於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置。
實施方式16:實施方式15的系統,其中該第一對的該第一與第二機器人臂以及該第二對的該第一與第二機器人臂係相對於該參考平面而加以對稱地布置。
實施方式17:實施方式9或11至13任一者的系統,其中該等第一軸線係以與將該等第二軸線間隔開之距離不同的一距離加以間隔開。
實施方式18:實施方式1至17任一者的系統,其中:該等第一末端效應器支撐臂各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分;該等第一末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且該等第一末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分跨越在該第一末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
實施方式19:實施方式18的系統,其中:該等第二末端效應器支撐臂各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分;該等第二末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且該等第二末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分跨越在該第二末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
實施方式20:實施方式1至19任一者的系統,更包含一轉送腔室,其中:該基部係相對於該轉送腔室加以固定地安裝,該軀幹單元係至少部分地設置在該轉送腔室之內,該等第一機器人臂當處於該第一縮回狀態之時係完全地設置在該轉送腔室之內,該等第二機器人臂當處於該第二縮回狀態之時係完全地設置在該轉送腔室之內,且該軀幹單元連同該等第一機器人臂及該等第二機器人臂當該等第一機器人臂處於該第一縮回狀態以及該等第二機器人臂處於該第二縮回狀態之時係在該轉送腔室之內以及相對於該轉送腔室而可旋轉至少90°。
實施方式21:實施方式20的系統,更包含一個以上多站式處理腔室,其中:各個多站式處理腔室係經由一條以上對應的晶圓轉送通道而與該轉送腔室連接,各個多站式處理腔室具有較接近該轉送腔室的一對應對的近台座、及較遠離該轉送腔室的一對應對的遠台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第一機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第一機器人臂處於該第一近伸展狀態之時,該等第一機器人臂係建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的近台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第一機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態之時,該等第一機器人臂係建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的遠台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第二機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第二機器人臂處於該第二近伸展狀態之時,該等第二機器人臂係建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的近台座,且當該軀幹單元係加以旋轉以將該等第二機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態之時,該等第二機器人臂係建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的遠台座。
實施方式22:實施方式21的系統,其中各個多站式處理腔室係四站式模組。
實施方式23:實施方式21或22任一者的系統,更包含一個以上主動晶圓置中感測器系統,各自建構以取得由該等第一機器人臂及/或該等第二機器人臂運輸通過該等晶圓轉送通道其中一者之晶圓的中心位置測量。
實施方式24:實施方式1至22任一者的系統,更包含一控制器,包括一個以上記憶體裝置及一個以上處理器,該一個以上記憶體裝置存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:a) 該等第一機器人臂當各自支撐一對晶圓時從該第一縮回狀態轉變至該第一遠伸展狀態;b) 該等第一機器人臂維持在該第一遠伸展狀態且同時將由該等第一機器人臂所支撐的底部晶圓抬離該等第一機器人臂; c) 在 b)之後該等第一機器人臂從該第一遠伸展狀態轉變至該第一近伸展狀態且同時各自支撐先前在b)中未移除之由該第一機器人所支撐的該對晶圓的晶圓; d) 該等第一機器人臂維持在該第一近伸展狀態且同時將由該等第一機器人臂所支撐的上部晶圓抬離該等第一機器人臂;及 e) 在 d)之後該等第一機器人臂從該第一近伸展狀態轉變至該第一縮回狀態且同時各自未支撐晶圓。
實施方式25:實施方式24的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器順序地致使:該軀幹單元旋轉、該等第一機器人臂至少一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等第一機器人臂至少一者伸展或縮回,俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉、該等第一機器人臂至少另一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等第一機器人臂至少另一者伸展或縮回,俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式26:實施方式24的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第一機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該等第一機器人臂其中另一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式27:實施方式24的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第一機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉、該等第一機器人臂的至少另一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等第一機器人臂的至少另一者伸展或縮回俾以將在b)期間受抬離該等第一機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該第一機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式28:實施方式24至26任一者的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:f) 該等第一機器人臂當各自未支撐晶圓時從該第一縮回狀態轉變至該第一近伸展狀態;g) 該等第一機器人臂維持在該第一近伸展狀態且同時該等第一機器人臂各者具有置放於其上的一對應的晶圓;h) 在 g)之後該等第一機器人臂從該第一近伸展狀態轉變至該第一遠伸展狀態且同時各自支撐在g)之中置放在其上的單一晶圓;i) 該等第一機器人臂維持在該第一遠伸展狀態且同時該等第一機器人臂各者具有另一晶圓置放於其上且在已經由該第一機器人臂所支撐的晶圓下方的一位置;及j) 在 i)之後該等第一機器人臂從該第一遠伸展狀態轉變至該第一縮回狀態且同時各自支撐置放於其上的該二個晶圓。
實施方式29:實施方式24至28任一者的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:1) 該等第二機器人臂當各自支撐一對晶圓時從該第二縮回狀態轉變至該第二遠伸展狀態;2) 該等第二機器人臂維持在該第二遠伸展狀態且同時將由該等第二機器人臂所支撐的底部晶圓抬離該等第二機器人臂;3) 在 2)之後該等第二機器人臂從該第二遠伸展狀態轉變至該第二近伸展狀態且同時各自支撐先前在2)中未移除之由該第二機器人所支撐的該對晶圓的晶圓;4) 該等第二機器人臂維持在該第二近伸展狀態且同時將由該等第二機器人臂所支撐的上部晶圓抬離該等第二機器人臂;及 5) 在 4)之後該等第二機器人臂從該第二近伸展狀態轉變至該第二縮回狀態且同時各自未支撐晶圓。
實施方式30:實施方式29的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器順序地致使:該軀幹單元旋轉、該等第二機器人臂至少一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等第二機器人臂至少一者伸展或縮回,俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉、該等第二機器人臂至少另一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等第二機器人臂至少另一者伸展或縮回,俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式31:實施方式29的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第二機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及
該等第二機器人臂其中另一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式32:實施方式24的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等第二機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉、該等第二機器人臂的至少另一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等第二機器人臂的至少另一者伸展或縮回,俾以將在2)期間受抬離該等第二機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在2)開始時於從支撐該晶圓的該第二機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式33:實施方式24或25任一者的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:6) 該等第二機器人臂當各自未支撐晶圓時從該第二縮回狀態轉變至該第二近伸展狀態;7) 該等第二機器人臂維持在該第二近伸展狀態且同時該等第二機器人臂各者具有置放於其上的一對應的晶圓;8) 在 7)之後該等第二機器人臂從該第二近伸展狀態轉變至該第二遠伸展狀態且同時各自支撐在7)之中置放在其上的單一晶圓;9) 該等第二機器人臂維持在該第二遠伸展狀態且同時該等第二機器人臂各者具有另一晶圓置放於其上且在已經由該第二機器人臂所支撐的晶圓下方的一位置;及10) 在 9)之後該等第二機器人臂從該第二遠伸展狀態轉變至該第二縮回狀態且同時各自支撐置放於其上的該二個晶圓。
實施方式34:一種系統,包含:一基部;一軀幹單元,與該基部可旋轉地連接,俾使該軀幹單元係相對於該基部可圍繞一主旋轉軸線而旋轉;及一對機器人臂,由該軀幹單元所支撐,其中:該等機器人臂係各自建構以至少在一縮回狀態、一近伸展狀態、及一遠伸展狀態之間轉變,各個機器人臂當該機器人臂處於該遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一遠端位置 當該機器人臂處於該縮回狀態時係與當該機器人臂處於該近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,且各個機器人臂的該遠端位置 當該機器人臂處於該近伸展狀態時係與當該機器人臂處於該遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線。
實施方式35:實施方式34的系統,其中:該等機器人臂各者係建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該機器人臂的一部分為固定的一對應的上位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該機器人臂的該部分為固定的一對應的下位置之上加以置中,該等上位置係當該等機器人臂至少處於該近伸展狀態或該遠伸展狀態其中一者時各自於一正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中,且該等下位置係當該等機器人臂至少處於該近伸展狀態或該遠伸展狀態其中另一者時各自於與該正方形區域的該等第一角隅不同之該正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中。
實施方式36:實施方式35的系統,其中針對該等機器人臂其中至少一者的該上位置及該下位置皆沿著一對應的公共垂直軸線而配置。
實施方式37:實施方式35的系統,其中針對該等機器人臂其中至少一者的該上位置及該下位置皆沿著不同、不共軸的垂直軸線而配置。
實施方式38:實施方式34到37任一者的系統,其中,針對各個機器人臂:該機器人臂具有一對應的末端效應器支撐臂及多數個對應的臂連桿,針對該機器人臂的該等對應的臂連桿包含一對應的基部連桿及一個以上對應的中間臂連桿,針對該機器人臂的該對應的基部連桿係與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該機器人臂的該對應的基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第一軸線而旋轉,且針對該機器人臂的該對應的基部連桿支撐該一個以上對應的中間臂連桿,且針對該機器人臂的該一個以上對應的基部連桿支撐針對該機器人臂的該對應的末端效應器支撐臂,且其中:該等第一軸線係彼此實質平行且係在垂直於該等第一軸線的方向上彼此間隔開。
實施方式39:實施方式38的系統,其中:各個機器人臂係建構以使針對該機器人臂的該對應的末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該機器人臂的該基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移,且該等機器人臂的該等平移軸線係彼此實質平行。
實施方式40:實施方式38或實施方式39任一者的系統,其中:針對該等機器人臂各者在該多數個對應的臂連桿之中的該等臂連桿係建構以繞著實質平行於該等第一軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉,且針對該等機器人臂各者的該末端效應器支撐臂係建構以相對於與其最接近的該機器人臂的該對應的中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉,其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第一軸線。
實施方式41:實施方式40的系統,其中各個機器人臂具有二個對應的臂連桿。
實施方式42:實施方式41的系統,其中:該等基部連桿各者具有由在該第一軸線與相對於該基部連桿該對應的中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的基部連桿長度,該等中間臂連桿各者具有由相對於該對應的基部連桿該中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該中間臂連桿該對應的末端效應器支撐臂係建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的中間臂連桿長度,且該基部連桿長度與該中間臂連桿長度係相等的。
實施方式43:實施方式34到42任一者的系統,其中該等機器人臂係相對於一參考平面而加以對稱地布置。
實施方式44:實施方式34至43任一者的系統,其中:該等末端效應器支撐臂各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分;該等末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且該等末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分跨越在該末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
實施方式45:實施方式34至44任一者的系統,更包含一轉送腔室,其中:該基部係相對於該轉送腔室加以固定地安裝,該軀幹單元係至少部分地設置在該轉送腔室之內,該等機器人臂當處於該縮回狀態之時係完全地設置在該轉送腔室之內,且該軀幹單元連同該等機器人臂當該等機器人臂處於該縮回狀態之時係在該轉送腔室之內以及相對於該轉送腔室而可旋轉至少90°。
實施方式46:實施方式45的系統,更包含一個以上多站式處理腔室,其中:各個多站式處理腔室係經由一條以上對應的晶圓轉送通道而與該轉送腔室連接,各個多站式處理腔室具有較接近該轉送腔室的一對應對的近台座、及較遠離該轉送腔室的一對應對的遠台座,當該軀幹單元係加以旋轉以將該等機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等機器人臂處於該近伸展狀態之時,該等機器人臂係建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的近台座,且當該軀幹單元係加以旋轉以將該等機器人臂與該等多站式處理腔室各者的該一條以上對應的晶圓轉送通道對準且該等機器人臂處於該遠伸展狀態之時,該等機器人臂係建構以將晶圓轉送至該多站式處理腔室的該對應對的遠台座。
實施方式47:實施方式46的系統,其中各個多站式處理腔室係四站式模組。
實施方式48:實施方式46或47任一者的系統,更包含一個以上主動晶圓置中感測器系統,各自建構以取得由該等機器人臂運輸通過該等晶圓轉送通道其中一者之晶圓的中心位置測量。
實施方式49:實施方式34至47任一者的系統,更包含一控制器,包括一個以上記憶體裝置及一個以上處理器,該一個以上記憶體裝置存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:a) 該等機器人臂當各自支撐一對晶圓時從該縮回狀態轉變至該遠伸展狀態;b) 該等機器人臂維持在該遠伸展狀態且同時將由該等機器人臂所支撐的底部晶圓抬離該等機器人臂; c) 在 b)之後該等機器人臂從該遠伸展狀態轉變至該近伸展狀態且同時各自支撐先前在b)中未移除之由該機器人所支撐的該對晶圓的晶圓; d) 該等機器人臂維持在該近伸展狀態且同時將由該等機器人臂所支撐的上部晶圓抬離該等機器人臂;及 e) 在 d)之後該等機器人臂從該近伸展狀態轉變至該縮回狀態且同時各自未支撐晶圓。
實施方式50:實施方式49的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器順序地致使:該軀幹單元旋轉、該等機器人臂至少一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等機器人臂至少一者伸展或縮回,俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉、該等機器人臂至少另一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等機器人臂至少另一者伸展或縮回,俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式51:實施方式49的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該等機器人臂其中另一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式52:實施方式49的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器至少部分同時地致使:該等機器人臂其中一者調整其伸展量、其相對於該軀幹單元的旋轉量、或其伸展量與其相對於該軀幹單元的旋轉量,俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第一遠目標位置之上;及該軀幹單元旋轉、該等機器人臂的至少另一者伸展或縮回、或該軀幹單元旋轉且該等機器人臂的至少另一者伸展或縮回,俾以將在b)期間受抬離該等機器人臂的該等晶圓的其中另一者 在b)開始時於從支撐該晶圓的該機器人臂抬離該晶圓之前 加以置中在一第二遠目標位置之上。
實施方式53:實施方式49至52任一者的系統,其中該一個以上記憶體裝置更存儲電腦可執行指令,其當由該一個以上處理器執行之時使該一個以上處理器致使:f) 該等機器人臂當各自未支撐晶圓時從該縮回狀態轉變至該近伸展狀態;g) 該等機器人臂維持在該近伸展狀態且同時該等機器人臂各者具有置放於其上的一對應的晶圓;h) 在 g)之後該等機器人臂從該近伸展狀態轉變至該遠伸展狀態且同時各自支撐在g)之中置放在其上的單一晶圓;i) 該等機器人臂維持在該遠伸展狀態且同時該等機器人臂各者具有另一晶圓置放於其上且在已經由該機器人臂所支撐的晶圓下方的一位置;及j) 在 i)之後該等機器人臂從該遠伸展狀態轉變至該縮回狀態且同時各自支撐置放於其上的該二個晶圓。
104:製程腔室 106:台座 202:轉送腔室 204:處理腔室 206:台座 208:晶圓搬運機器人系統 212:軀幹單元 506:台座 508:機器人臂系統 512:軀幹單元 514:旋轉軸線 516:晶圓 520a,520b:機器人臂 522a:第一遠端位置 522b:第二遠端位置 524a:第一位置 524b:第二位置 528a:第一末端效應器支撐臂 528b:第二末端效應器支撐臂 530a:第一基部連桿 530b:第二基部連桿 532a:第一中間臂連桿 532b:第二中間臂連桿 534a:第一軸線 534b:第二軸線 540a:第一末端效應器 540b:第二末端效應器 552:旁路肘部 566:平移軸線 568:旋轉軸線 572:正方形區域 802:轉送腔室 804:製程腔室 816:晶圓 840a,840b:末端效應器 1004:製程腔室 1016a,1016b:晶圓 1074:晶圓裝載槽 1088:發射器 1090:接收器 1128:末端效應器支撐臂 1135:基部 1137a,1137b:尖端 1139:接觸墊 1140:末端效應器 1141a,1141b:刃部 1228:末端效應器支撐臂 1237a,1237b:尖端 1239:接觸墊 1240:末端效應器 1241a,1241b:刃部 1712:軀幹單元 1714:旋轉軸線 1726a:第一臂連桿 1726b:第二臂連桿 1728a:第一末端效應器支撐臂 1728b:第二末端效應器支撐臂 1730a:第一基部連桿 1730b:第二基部連桿 1732a:第一中間臂連桿 1732b:第二中間臂連桿 1742a:第一臂驅動馬達 1742b:第二臂驅動馬達 1744a:第一末端效應器支撐臂滑輪 1744b:第二末端效應器支撐臂滑輪 1746a:第一末端效應器支撐臂驅動滑輪 1746b:第二末端效應器支撐臂驅動滑輪 1748a:第一中間臂連桿滑輪 1748b:第二中間臂連桿滑輪 1750a:第一中間臂連桿驅動滑輪 1750b:第二中間臂連桿驅動滑輪 1752a:內部旁路部分 1752b:外部旁路部分 1756a:第一部分 1756b:第一部分 1758a:第二部分 1758b:第二部分 1760a:橋接部分 1760b:橋接部分 1770:參考平面 1780:軀幹單元驅動馬達 1782:皮帶 1784:軸承 1812:軀幹單元 1830a:第一基部連桿 1830b:第二基部連桿 1834a/b:第一和第二軸線 1842a:第一臂驅動馬達 1842b:第二臂驅動馬達 1850a:第一中間連桿驅動滑輪 1850b:第二中間連桿驅動滑輪 1912:軀幹單元 1928a:第一末端效應器支撐臂 1928b:第二末端效應器支撐臂 1930a:第一基部連桿 1930b:第二基部連桿 1932a:第一中間臂連桿 1932b:第二中間臂連桿 1940a:第一末端效應器 1940b:第二末端效應器 2012:軀幹單元 2028a:第一末端效應器支撐臂 2028b:第二末端效應器支撐臂 2030a:第一基部連桿 2030b:第二基部連桿 2032a:第一中間臂連桿 2032b:第二中間臂連桿 2036a:第一基部連桿長度 2036b:第二基部連桿長度 2038a:第一中間臂連桿長度 2038b:第二中間臂連桿長度 2040a:第一末端效應器 2040b:第二末端效應器 2112:軀幹單元 2128a:第一末端效應器支撐臂 2128b:第一末端效應器支撐臂 2130a:第一基部連桿 2130b:第二基部連桿 2132a:第一中間臂連桿 2132b:第二中間臂連桿 2136a:第一基部連桿長度 2136b:第二基部連桿長度 2038a:第一中間臂連桿長度 2138b:第二中間臂連桿長度 2216a:第一晶圓 2216b:第二晶圓 2288:光射器/光源 2240:末端效應器 2274:晶圓轉送通道 2286:AWC感測器系統 2288:光射器/光源 2290:光學接收器 2301:控制器 2302:轉送腔室 2304:處理腔室 2306:台座 2312:軀幹單元 2316:晶圓 2318:升降銷 2320a:第一機器人臂 2320b:第二機器人臂 4512:軀幹單元 4520:機器人臂 4528:末端效應器支撐臂 4530:基部連桿 4532:中間臂連桿 4534:軸線 4540:末端效應器 4568:旋轉軸線 4612:軀幹單元 4614:旋轉軸線 4626:臂連桿 4628:末端效應器支撐臂 4630:基部連桿 4632:中間臂連桿 4642:臂驅動馬達 4644:末端效應器支撐臂滑輪 4646:末端效應器支撐臂驅動滑輪 4648:中間臂連桿滑輪 4650:中間臂連桿驅動滑輪 4670:參考平面 4680:軀幹單元驅動馬達 4682:皮帶 4684:軸承 4712:軀幹單元 4730:基部連桿 4734:軸線 4742:臂驅動馬達 4743:臂旋轉馬達 4750:中間連桿驅動滑輪 4812:軀幹單元 4828:末端效應器支撐臂 4830:基部連桿 4832:中間臂連桿 4840:末端效應器
在下面的討論中參考了以下圖示;此等圖示並非意在限制範圍,而只是為了促進下面的討論而提供。
圖1描繪一示例QSM的示意圖。
圖2至圖4描繪一半導體處理機台的俯視圖,該半導體處理機台具有一轉送腔室,其在三側上與三個不同的處理腔室相連。
圖5-7描繪了處於各種伸展狀態的示例機器人臂系統。
圖8描繪了轉送腔室和QSM的等角視圖,其中一機器人臂系統具有水平交錯的上方/下方晶圓支撐位置。
圖9描繪了與圖8相同的轉送腔室和QSM,其中將左側的兩個晶圓從支撐它們的末端效應器抬離以允許看到末端效應器。
圖10顯示剛好在通過晶圓裝載槽之前的兩個水平偏移晶圓的俯視圖。
圖11描繪了示例性末端效應器的放大細節圖,該示例性末端效應器係配置成以水平交錯的上/下配置承載兩個晶圓。
圖12描繪了示例性末端效應器的放大細節圖,該末端效應器係配置為以水平對齊的上/下配置承載兩個晶圓。
圖13和14描繪了圖5的機器人臂系統的前視圖和側視圖。
圖15和16描繪圖5的機器人臂系統的等角視圖。
圖17描繪一示例機器人臂系統的剖視示意圖。
圖18描繪了另一示例機器人臂系統的另一剖視示意圖。
圖19描繪與圖18中所圖示的類似之一機器人臂系統的平面圖。
圖20描繪具有第一機器人臂和第二機器人臂的示例機器人臂系統的平面圖,其中第一軸線係與第二軸線不共軸。
圖21描繪具有第一機器人臂和第二機器人臂的另一示例機器人臂系統的平面圖,其中第一軸線係與第二軸線共軸但該等第一及第二機器人臂長度不相等。
圖22描繪了主動晶圓置中(AWC)系統的光學感測器的示意圖,其可用於針對呈堆疊佈置而支撐的兩個晶圓的配置而獲得相對於末端效應器的個別晶圓中心測量。
圖23至圖44描繪了在機器人臂系統操作的不同階段期間示例性半導體處理機台的等角視圖,該機台包括轉送腔室和處理腔室。
圖45描繪了具有單一對機器人臂的示例機器人臂系統的等角視圖。
圖46描繪具有單一對機器人臂的示例機器人臂系統的剖視示意圖。
圖47描繪具有單一對機器人臂的另一示例機器人臂系統的另一剖視示意圖。
圖48描繪與圖47中所繪示類似的一機器人臂系統的平面圖。
圖49顯示在與QSM相鄰的轉送腔室中的示例機器人臂系統的兩個俯視圖。
提供上述圖示以促進理解本揭露內容中討論的概念,並且旨在說明落入本揭露內容範圍內的一些實施方式,但無意為限制性的 — 與本揭露內容一致且圖示中未描繪的實施方式仍被認為在本揭露內容的範圍內。
506:台座
508:機器人臂系統
512:軀幹單元
514:旋轉軸線
516:晶圓
520a,520b:機器人臂
522a:第一遠端位置
522b:第二遠端位置
524a:第一位置
524b:第二位置
540a:第一末端效應器
540b:第二末端效應器
566:平移軸線
572:正方形區域

Claims (20)

  1. 一種晶圓搬運機器人系統,包含: 一基部; 一軀幹單元,與該基部可旋轉地連接,俾使該軀幹單元係相對於該基部可圍繞一主旋轉軸線而旋轉; 一對第一機器人臂,由該軀幹單元所支撐;及 一對第二機器人臂,由該軀幹單元所支撐,其中: 該等第一機器人臂係各自建構以至少在一第一縮回狀態、一第一近伸展狀態、及一第一遠伸展狀態之間轉變, 各個第一機器人臂當該第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一第一遠端位置 當該第一機器人臂處於該第一縮回狀態時係與當該第一機器人臂處於該第一近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線, 各個第一機器人臂的該第一遠端位置 當該第一機器人臂處於該第一近伸展狀態時係與當該第一機器人臂處於該第一遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線, 該等第二機器人臂係各自建構以至少在一第二縮回狀態、一第二近伸展狀態、及一第二遠伸展狀態之間轉變, 各個第二機器人臂當該第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態時距離該主旋轉軸線最遠的一第二遠端位置 當該第二機器人臂處於該第二縮回狀態時係與當該第二機器人臂處於該第二近伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線,且 各個第二機器人臂的該第二遠端位置 當該第二機器人臂處於該第二近伸展狀態時係與當該第二機器人臂處於該第二遠伸展狀態時相比較靠近該主旋轉軸線。
  2. 如請求項1之晶圓搬運機器人系統,其中: 該等第一機器人臂各者係建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第一機器人臂的一部分為固定的一對應的上第一位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第一機器人臂的該部分為固定的一對應的下第一位置之上加以置中, 該等上第一位置係當該等第一機器人臂至少處於該第一近伸展狀態或該第一遠伸展狀態其中一者時各自於一第一正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中, 該等下第一位置係當該等第一機器人臂至少處於該第一近伸展狀態或該第一遠伸展狀態其中另一者時各自於與該第一正方形區域的該等第一角隅不同之該第一正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中, 該等第二機器人臂各者係建構成以上/下配置支撐二個晶圓,該二個晶圓其中一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第二機器人臂的一部分為固定的一對應的上第二位置之上加以置中,且該二個晶圓其中另一者係在相對於建構以支撐該等晶圓的該第二機器人臂的該部分為固定的一對應的下第二位置之上加以置中, 該等上第二位置係當該等第二機器人臂至少處於該第二近伸展狀態或該第二遠伸展狀態其中一者時各自於一第二正方形區域的不同第一角隅上標稱地加以置中, 該等下第二位置係當該等第二機器人臂至少處於該第二近伸展狀態或該第二遠伸展狀態其中另一者時各自於與該第二正方形區域的該等第一角隅不同之該第二正方形區域的不同第二角隅上標稱地加以置中,且 該第一正方形區域及該第二正方形區域係設置於相同的位置且具有相同的定向及相同的大小。
  3. 如請求項2之晶圓搬運機器人系統,其中針對該等第一機器人臂其中至少一者的該上第一位置及該下第一位置皆沿著一對應的公共垂直軸線而配置。
  4. 如請求項2之晶圓搬運機器人系統,其中針對該等第一機器人臂其中至少一者的該上第一位置及該下第一位置皆沿著不同、不共軸的垂直軸線而配置。
  5. 如請求項1至4任一項之晶圓搬運機器人系統, 其中,針對各個第一機器人臂: 該第一機器人臂具有一對應的第一末端效應器支撐臂及多數個對應的第一臂連桿,針對該第一機器人臂的該等對應的第一臂連桿包含一對應的第一基部連桿及一個以上對應的第一中間臂連桿, 針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿係與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第一軸線而旋轉,且 針對該第一機器人臂的該對應的第一基部連桿支撐該一個以上對應的第一中間臂連桿,且針對該第一機器人臂的該一個以上對應的第一基部連桿支撐針對該第一機器人臂的該對應的第一末端效應器支撐臂;且 其中,針對各個第二機器人臂: 該第二機器人臂具有一對應的第二末端效應器支撐臂及多數個對應的第二臂連桿,針對該第二機器人臂的該等對應的第二臂連桿包含一對應的第二基部連桿及一個以上對應的第二中間臂連桿, 針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿係與該軀幹單元可旋轉地連接,俾使針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿係相對於該軀幹單元可繞著一對應的第二軸線而旋轉,且 針對該第二機器人臂的該對應的第二基部連桿支撐該一個以上對應的第二中間臂連桿,且針對該第二機器人臂的該一個以上對應的第二基部連桿支撐針對該第二機器人臂的該對應的第二末端效應器支撐臂,其中: 該等第一軸線與該等第二軸線皆彼此實質平行, 該等第一軸線係在垂直於該等第一軸線的方向上彼此間隔開,且 該等第二軸線係在垂直於該等第二軸線的方向上彼此間隔開。
  6. 如請求項5之晶圓搬運機器人系統,其中: 各個第一機器人臂係建構以使針對該第一機器人臂的該對應的第一末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該第一機器人臂的該第一基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移, 各個第二機器人臂係建構以使針對該第二機器人臂的該對應的第二末端效應器支撐臂,至少部分響應於針對該第二機器人臂的該第二基部連桿相對於該軀幹單元的旋轉而相對於該軀幹單元沿著一對應的平移軸線而平移;且 該等第一機器人臂與該等第二機器人臂的該等平移軸線皆彼此實質平行。
  7. 如請求項5之晶圓搬運機器人系統,其中: 針對該等第一機器人臂各者在該多數個對應的第一臂連桿之中的該等第一臂連桿係建構以繞著實質平行於該等第一軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉, 針對該等第一機器人臂各者的該第一末端效應器支撐臂係建構以相對於與其最接近的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉,其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第一軸線, 針對該等第二機器人臂各者在該多數個對應的第二臂連桿之中的該等第二臂連桿係建構以繞著實質平行於該等第二軸線的對應旋轉軸線相對於彼此而旋轉,且 針對該等第二機器人臂各者的該第二末端效應器支撐臂係建構以相對於與其最接近的該第二機器人臂的該對應的第二中間臂連桿繞著一對應的旋轉軸線而旋轉,其中該對應的旋轉軸線係實質平行於該等第二軸線。
  8. 如請求項7之晶圓搬運機器人系統,其中各個第一機器人臂具有二個對應的第一臂連桿,且各個第二機器人臂具有二個對應的第二臂連桿。
  9. 如請求項8之晶圓搬運機器人系統,其中: 該等第一基部連桿各者具有由介於該第一軸線與相對於該第一基部連桿該對應的第一中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第一基部連桿長度, 該等第一中間臂連桿各者具有由介於相對於該對應的第一基部連桿該第一中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該第一中間臂連桿該對應的第一末端效應器支撐臂建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第一中間臂連桿長度, 該等第二基部連桿各者具有由介於該第二軸線與相對於該第二基部連桿該對應的第二中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第二基部連桿長度, 該等第二中間臂連桿各者具有由介於相對於該對應的第二基部連桿該第二中間臂連桿建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線 與 相對於該第二中間臂連桿該對應的第二末端效應器支撐臂建構以繞著旋轉的該對應的旋轉軸線之間的距離所界定的一對應的第二中間臂連桿長度, 對於該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係相等的,且 對於該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係相等的。
  10. 如請求項9之晶圓搬運機器人系統,其中: 針對該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係彼此相等, 針對該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係彼此相等,且 該第一基部連桿長度係長於該第二基部連桿長度。
  11. 如請求項9之晶圓搬運機器人系統,其中: 針對該等第一機器人臂其中至少一者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係彼此相等,且與針對該等第二機器人臂其中至少一者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度相等。
  12. 如請求項9之晶圓搬運機器人系統,其中: 針對該等第一機器人臂二者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度係相等,且 針對該等第二機器人臂二者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係相等。
  13. 如請求項12之晶圓搬運機器人系統,其中針對該等第一機器人臂二者的該第一基部連桿長度與該第一中間臂連桿長度以及針對該等第二機器人臂二者的該第二基部連桿長度與該第二中間臂連桿長度係皆相等。
  14. 如請求項11之晶圓搬運機器人系統,其中: 針對位在與該主旋轉軸線共面且插設在該等第一機器人臂二者之間的該軀幹單元的一參考平面的一共同側之一第一對的該第一與第二機器人臂的該第一基部連桿長度、該第二基部連桿長度、該第一中間臂連桿長度、及該第二中間臂連桿長度係皆相同, 該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一軸線與該第二軸線係共軸的, 該第一對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一基部連桿係相對於一對應的第一內部旁路部分於空間中固定, 該第一對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一中間臂連桿係相對於一對應的第一外部旁路部分於空間中固定, 該第一內部旁路部分包含一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的橋接部分,該對應的第一部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以固定地連接,該對應的第二部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以可旋轉地連接,該對應的橋接部分係跨越在該第一內部旁路部分的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間且配置成使得該第一內部旁路部分的該對應的橋接部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿建構以相對於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿而繞著旋轉的該對應的旋轉軸線相比更遠離於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置, 該第一外部旁路部分包含一對應第一部分、一對應第二部分、及一對應橋接部分,該對應第一部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以可旋轉地連接,該對應第二部分係與該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以固定地連接,且該對應橋接部分係跨越在該第一外部旁路部分的該對應第一部分與該對應第二部分之間且配置成使得該第一外部旁路部分的該對應橋接部分係與當該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂處於該第一縮回狀態之時該第一內部旁路部分的該對應的橋接部分相比更遠離於該第一對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置。
  15. 如請求項14之晶圓搬運機器人系統,其中: 針對位在該軀幹單元的該參考平面的一相反側之一第二對的該第一與第二機器人臂的該第一基部連桿長度、該第二基部連桿長度、該第一中間臂連桿長度、及該第二中間臂連桿長度係皆相同, 該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一軸線與該第二軸線係共軸的, 該第二對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一基部連桿係相對於一對應的第二內部旁路部分於空間中固定, 該第二對的該第一與第二機器人臂之該第一機器人臂的該第一中間臂連桿係相對於一對應的第二外部旁路部分於空間中固定, 該第二內部旁路部分包含一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的橋接部分,該對應的第一部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以固定地連接,該對應的第二部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以可旋轉地連接,該對應的橋接部分係跨越在該第二內部旁路部分的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間且配置成使得該第二內部旁路部分的該對應的橋接部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該對應的第一中間臂連桿建構以相對於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿而繞著旋轉的該對應的旋轉軸線相比更遠離於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置,且 該第二外部旁路部分包含一對應第一部分、一對應第二部分、及一對應橋接部分,該對應第一部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一基部連桿加以可旋轉地連接,該對應第二部分係與該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一中間臂連桿加以固定地連接,且該對應橋接部分係跨越在該第二外部旁路部分的該對應第一部分與該對應第二部分之間且配置成使得該第二外部旁路部分的該對應橋接部分係與當該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂處於該第一縮回狀態之時該第二內部旁路部分的該對應的橋接部分相比更遠離於該第二對的該第一與第二機器人臂的該第一機器人臂的該第一軸線而配置。
  16. 如請求項15之晶圓搬運機器人系統,其中該第一對的該第一與第二機器人臂以及該第二對的該第一與第二機器人臂係相對於該參考平面而加以對稱地布置。
  17. 如請求項9之晶圓搬運機器人系統,其中該等第一軸線係以與將該等第二軸線間隔開之距離不同的一距離加以間隔開。
  18. 如請求項5之晶圓搬運機器人系統,其中: 該等第一末端效應器支撐臂各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分; 該等第一末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且 該等第一末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分跨越在該第一末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
  19. 如請求項18之晶圓搬運機器人系統,其中: 該等第二末端效應器支撐臂各自具有一對應的第一部分、一對應的第二部分、及一對應的偏移微動部分; 該等第二末端效應器支撐臂各者的該對應的第一部分及該對應的第二部分沿著多個平行軸線而延伸,該等平行軸線在垂直於該等平行軸線的一方向上彼此偏移,且 該等第二末端效應器支撐臂各者的該對應的偏移微動部分跨越在該第二末端效應器支撐臂的該對應的第一部分與該對應的第二部分之間。
  20. 如請求項1至4任一項之晶圓搬運機器人系統,更包含一轉送腔室,其中: 該基部係相對於該轉送腔室加以固定地安裝, 該軀幹單元係至少部分地設置在該轉送腔室之內, 該等第一機器人臂當處於該第一縮回狀態之時係完全地設置在該轉送腔室之內, 該等第二機器人臂當處於該第二縮回狀態之時係完全地設置在該轉送腔室之內,且 該軀幹單元,連同該等第一機器人臂及該等第二機器人臂,當該等第一機器人臂處於該第一縮回狀態以及該等第二機器人臂處於該第二縮回狀態之時,係在該轉送腔室之內以及相對於該轉送腔室而可旋轉至少90°。
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