TWM531888U - 機器人及具有其之處理系統 - Google Patents

Description

機器人及具有其之處理系統

本創作的實施方式係涉及用於以連續且價格低廉的方式檢測基板破裂以及移動基板未對準的裝置和方法。

微電子器件的製造通常涉及需要在半導電、介電以及導電的基板上執行的數百個單獨步驟的複雜工藝序列。這些工藝實例包括氧化、擴散、離子注入、薄膜沉積、清潔、蝕刻以及光刻等的操作。基板處理系統可以包括結合環繞居中定位的傳送腔室的一個或多個處理腔室的群集工具，居中地定位的傳送腔室具有設置在傳送腔室中的傳送腔室機器人。

隨著趨於採用更大尺寸基板以及增加的器件密度，每個基板的價值已大大增加並且使行業面臨降低成本的另外壓力，從而提高品質並降低在這些更大晶片以及更小特徵尺寸方面的易變性。更大基板和更小器件特徵的趨勢需要基板在處理腔室內實現精確的定位準確性，以便確保以低缺陷率重複進行器件製造。提高整個處理系統中的基板的定位準確性是確保基板適當對 準並可在沒有因未對準而發生碰撞的情況下穿過裝載鎖定腔室或處理腔室中的狹槽或其他障礙物的挑戰。碰撞可能損壞基板，或將顆粒和缺陷帶入後續操作中。另外，如果來自基板的產值小於處理基板的費用，那麼對損壞基板的後續操作可能沒有價值。

已採用了多個策略，以便增強整個處理系統中的基板的定位準確性(即，對準)，從而減少缺陷。例如，傳送腔室可裝配有鄰近每個裝載鎖定腔室和處理腔室的入口處的呈感測器佈置的四個感測器的多個組。然而，此類佈置使處理系統的初始成本由於大量的感測器而增加。另外，具有如此多感測器產生與用於替換和維護感測器的停工時間相關聯的成本。

因此，需要用於確保基板處理系統中基板的品質和產量的價格低廉的裝置。

本創作係有關於一種用於傳送基板的機器人及處理系統。

在一個實施方式中，機器人包括：可旋轉的主體；第一終端受動器；以及直通束檢測器，直通束檢測器安裝至機器人。第一終端受動器被安裝至主體，並且可隨主體旋轉。第一終端受動器可沿第一方向在實質上位於主體上方的回縮位置與延伸位置之間移動。直通束檢測器包括第一感測器和第二感測器。第一感測器和第二感測器在一位置處側向間隔開來，在這個位置處，第一感測器和第二感測器可操作來在第一終端受動器在延伸 位置與回縮位置之間移動時，感測設置在第一終端受動器上的基板的相對邊緣。

在另一實施方式中，機器人包括：可旋轉的主體；第一終端受動器；以及直通束檢測器，直通束檢測器安裝至機器人。第一終端受動器被安裝至主體，並且可隨主體旋轉。第一終端受動器可沿第一方向在實質上位於主體上方的回縮位置與延伸位置之間移動。直通束檢測器可隨主體旋轉。直通束檢測器包括具有第一發射器和第一反射器的第一感測器以及具有第二發射器和第二反射器的第二感測器。第一感測器和第二感測器在一位置處側向間隔開來，在這個位置處，第一感測器和第二感測器可操作來在第一終端受動器在延伸位置與回縮位置之間移動時，感測設置在第一終端受動器上的基板的相對邊緣。

在又一實施方式中，處理系統包括：多個處理腔室，多個處理腔室被耦接至傳送腔室；機器人；以及直通束檢測器，直通束檢測器能夠隨機器人旋轉。機器人設置在傳送腔室之中，並且包括第一終端受動器，第一終端受動器可沿第一方向在實質上位於主體上方的回縮位置與延伸位置之間移動。第一終端受動器選擇性地可定向成使第一方向與處理腔室中的選定一個對準。直通束檢測器包括具有第一發射器和第一反射器的第一感測器以及具有第二發射器和第二反射器的第二感測器。第一感測器和第二感測器在一位置處側向間隔開來，在這個位置處，第一感測器和第二感測器可操作來在第一終端受動器在延伸位置與回縮 位置之間移動時，感測設置在第一終端受動器上的基板的相對邊緣。

因此，為了可詳細理解本創作的上述特徵結構，上文簡要概述的本創作的更具體的描述可以參照實施方式進行，一些實施方式繪示在圖式中。然而，應當注意，圖式僅繪示了本創作的典型實施方式，並且因此不應被視為本新型的範圍的限制，因為本新型可允許其他等效實施方式。

100‧‧‧多腔室式真空處理系統

101‧‧‧腔室

102、104、106‧‧‧處理腔室

105‧‧‧傳送腔室

108‧‧‧蝕刻腔室

110‧‧‧基板

112‧‧‧裝載鎖定腔室

120‧‧‧真空密封處理平臺

130‧‧‧工廠介面

134‧‧‧軌道

140‧‧‧機器人

142‧‧‧第一終端受動器

144‧‧‧感測器支撐件

145‧‧‧腕部

146‧‧‧主體

147‧‧‧冷卻板

148‧‧‧基部

149‧‧‧前向部分

150‧‧‧工廠介面機器人

152‧‧‧可移動終端受動器

162‧‧‧前開式標準艙

190‧‧‧系統控制器

192‧‧‧中央處理單元

194‧‧‧記憶體

196‧‧‧支援電路

200‧‧‧直通束檢測器

202‧‧‧下部感測器盒

210‧‧‧感測器

211、215‧‧‧射束傳輸路徑

212‧‧‧發射器

214‧‧‧接收器

216‧‧‧感測器

220‧‧‧冷卻感測器盒

222‧‧‧視窗

224‧‧‧上部感測器盒

230、244‧‧‧支撐件

262‧‧‧伸縮接頭

264‧‧‧波紋管

270‧‧‧流體源

272、274‧‧‧冷卻線路

290‧‧‧通信線路

302、304‧‧‧軌道

306‧‧‧上機器人單元

308‧‧‧下機器人單元

320‧‧‧成角度支撐件

410‧‧‧襯墊

412‧‧‧可移除緊固件

420‧‧‧內部部分

430‧‧‧連接器

502‧‧‧第一側

504‧‧‧第二側

550‧‧‧回縮位置

552‧‧‧延伸位置

610‧‧‧裂縫

620‧‧‧碎片

630‧‧‧基板

650‧‧‧虛線

710‧‧‧尺寸

720‧‧‧區域

747‧‧‧查看埠

820‧‧‧線陣相機

830‧‧‧寬度

第1圖是繪示具有用於感測基板的機器人安裝的直通束檢測器的多腔室式真空處理系統的俯視圖的示意圖。

第2圖是具有機器人安裝的直通束檢測器或耦接至機器人安裝的直通束檢測器的(傳送腔室)機器人的部分的橫截面圖。

第3圖是具有機器人安裝的直通束檢測器的傳送腔室機器人的側平面圖。

第4圖繪示適合用於機器人安裝的直通束檢測器的冷卻感測器盒的俯視平面圖。

第5圖是具有機器人安裝的直通束檢測器的傳送腔室機器人的另一側平面圖。

第6圖是繪示可由機器人安裝的直通束檢測器檢測到的缺陷的基板的俯視平面圖。

第7圖繪示安裝在機器人的冷卻板下方的冷卻感測器盒的替代實施方式。

第8圖是具有安裝在機器人的前部部分上的線陣相機(line camera)的冷卻感測器盒的又一實施方式。

為了便於理解，已盡可能使用相同元件符號指定各圖所共有的相同元件。應預見到，一個實施方式的要素和特徵可有利地併入其他實施方式，而無需進一步敘述。

然而，應當注意，圖式僅繪示了本新型的示例性的實施方式，並且因此不應視為本新型的範圍的限制，因為本新型可允許其他等效實施方式。

本創作之實施方式係有關於提供結合至少兩個機器人安裝的直通束感測器的裝置和方法，機器人安裝的直通束感測器在支撐在機器人的托板上的同時連續檢測沿基板的兩條平行邊緣是否存在基板碎片、裂縫、和/或未對準。裝置可呈機器人或包括機器人的處理腔室的形式。

第1圖是繪示具有用於基板110的機器人安裝的直通束檢測器200的多腔室式真空處理系統100的俯視圖的示意圖。基板110(以虛線表示)可以具有大於約25,000cm2的頂表面積，例如，具有約40,000cm2的頂表面積(2.2m×1.9m)的玻璃或聚合物基板。然而，應當理解，機器人安裝的直通束檢測器200可適合在任何尺寸的基板或處理系統上操作。多腔室式真空處理系統100還包括了系統控制器190、真空密封處理平臺120、以及 工廠介面(FI)130。

系統控制器190被耦接至多腔室式真空處理系統100的每個腔室或模組，並且控制它們。一般來說，系統控制器190可以使用對處理系統100的腔室和裝置的直接控制、或替代地通過控制與這些腔室和裝置相關聯的電腦來控制處理系統100的操作的所有方面。此外，系統控制器190還可被配置成與同機器人140和機器人安裝的直通束檢測器200相關聯的控制單元通信。例如，機器人140的移動、將基板向和從處理腔室102、104和106傳送、執行工藝序列、協調多腔室式真空處理系統100的各種部件的操作等等可由系統控制器190控制。另外，系統控制器190可操作地控制機器人安裝的直通束檢測器200，以便確定通過機器人140到處移動的基板110的位置和缺陷。

在操作中，系統控制器190啟用來自相應腔室和裝置的回饋來優化基板生產量。系統控制器190包括中央處理單元(CPU)192、記憶體194、以及支援電路196。CPU 192可為可用於工業環境的任何形式通用電腦處理器中的一種。支援電路196常規地耦接至CPU 192，並且可以包括快取記憶體、時鐘電路、輸入/輸出子系統、電源等等。軟體常式在由CPU 192執行時，將CPU變換成專用電腦(控制器)190。軟體常式還可通過位於多腔室式真空處理系統100遠端位置(諸如在機器人140上的機器人安裝的直通束檢測器200處)的第二控制器(未示出)存儲和/或執行。

FI 130可以具有多個前開式標準艙(FOUP)162以及至少一個工廠介面(FI)機器人150。FI 130還可具有另外的站，諸如計量站(未示出)。FI機器人150具有軌道134以及可移動終端受動器152，可移動終端受動器可為托板、多個指狀物、夾持器、或用於使基板在可移動終端受動器上進行傳送的其他合適裝置。FI機器人150能夠在大氣條件下操作，並配置成具有足以在FOUP 162與處理系統100的一個或多個裝載鎖定腔室112之間傳送可移動終端受動器152上設置的基板110的運動範圍。FOUP 162可以保持多個基板110，以便將基板110向和從多腔室式真空處理系統100傳送。

裝載鎖定腔室112設置在FI 130與真空密封處理平臺120之間，以便於基板110在維持於FI 130中的基本大氣環境與維持於真空密封處理平臺120中的真空環境之間傳送。裝載鎖定腔室112具有一個或多個入口/出口狹槽(未示出)，基板110可以穿過入口/出口狹槽從FI 130傳送至裝載鎖定腔室112和傳送出裝載鎖定腔室。同樣，裝載鎖定腔室112具有相同數量入口/出口狹槽，基板110可以通過入口/出口狹槽在裝載鎖定腔室112內部與真空密封處理平臺120之間傳送。裝載鎖定腔室112的入口/出口狹槽的每個都選擇性地由狹縫閥(未示出)密封，以將裝載鎖定腔室112內部與FI 130或真空密封處理平臺120的內部隔離。

真空密封處理平臺120具有圍繞傳送腔室105設置 的多個附接腔室101。附接腔室101中的一個可為裝載鎖定腔室112。附接腔室101中的另一個或多個可為蝕刻腔室108。附接腔室101中的一些可為沉積腔室。沉積腔室可以包括化學氣相沉積腔室102、物理氣相沉積腔室106、以及原子層沉積腔室104中的一種。另外，附接腔室101中的一個可為計量腔室、定向腔室、脫氣腔室、或用於處理基板110的其他合適腔室。

傳送腔室105被耦接至真空系統(未示出)，以便在真空密封處理平臺120中提供低壓大氣條件。傳送腔室105容納至少一個機器人140。機器人140包括基部148，基部將機器人140支撐在傳送腔室105的底部上。傳送腔室105限定抽真空的內部容積，機器人140通過內部容積將基板110在腔室101之間以及在腔室101中的一個與裝載鎖定腔室112之間進行傳送。

機器人140具有設置在基部148上的主體146。機器人140具有冷卻板147。冷卻板147可附接至冷卻流體源(未示出)，冷卻流體源將提供傳熱流體，以便減少從基板110傳送至機器人140的熱量。主體146可在延伸穿過基部148的豎直軸線上旋轉。機器人140具有附接至可回縮第一終端受動器142的腕部145。腕部145以及可回縮第一終端受動器142可相對於主體146移動。第一終端受動器142包括基板支撐表面，基板支撐表面被配置成在基板110通過機器人140移動時支撐基板110。可回縮第一終端受動器142被配置成在傳送過程中支撐基板110。更具體地，腕部145以及第一終端受動器142可以在回縮位置與 延伸位置之間移動，回縮位置基本在主體146上方中心處，延伸位置使得第一終端受動器142側向延伸超過主體146的前向部分149，以使第一終端受動器142可定位在腔室101內以促進利用終端受動器進行的基板傳送。主體146可旋轉以將主體的前向部分149定向在第一終端受動器142的延伸方向上，並與任何腔室101對準。當機器人140包括多個第一終端受動器142時，每個第一終端受動器142可由電機獨立控制。在一個實施方式中，機器人140是具有兩個可回縮第一終端受動器142以及用於每個臂的單獨電機的雙臂式機器人。在另一實施方式中，機器人140具有通過公共連杆耦接的終端受動器。用於支撐直通束檢測器200的部分的感測器支撐件144附接至主體146。隨著第一終端受動器142的延伸和回縮，可回縮第一終端受動器142則在直通束檢測器200之間行進。定位在第一終端受動器142上的基板110移動穿過機器人安裝的直通束檢測器200上的感測區域，由此允許基板110相對於終端受動器的位置以及基板邊緣上的缺陷被檢測到。

第2圖是機器人140的局部橫截面圖，描繪機器人安裝的直通束檢測器200。第2圖之局部橫截面圖僅繪示出機器人140的第一側，用以感測基板的一邊緣；需注意的是，機器人140的第二側係實質上對稱於第一側，用以感側該基板相對於該邊緣之另一邊緣，如第3圖之側平面圖所示。機器人140可以具有附接至主體146的支撐件244。支撐件244支持感測器支撐件 144。感測器支撐件144可以經由支撐件244和支撐件230剛性地附接至主體146，使得感測器支撐件144相對於主體146的位置是靜止的，並且當主體146移動時，感測器支撐件144會以對應方式移動。

直通束檢測器200包括用於在處理前和後檢測腔室內的基板110的斷裂和未對準的感測器的佈置。第2圖僅繪示出設置於機器人140第一側之第一感測器，而未顯示出對稱設置於機器人140第二側之第二感測器。第2圖所示之第一感測器，例如感測器210、216，可設置在第一冷卻感測器盒，例如冷卻感測器盒220中；而設置於機器人140第二側之第二感測器可對稱地設置在第二冷卻感測器盒，如第3圖所示。冷卻感測器盒220為設置在冷卻感測器盒220中的感測器210、216保持安全的工作溫度。冷卻感測器盒220可利用諸如水或空氣之類的冷卻流體、加熱遮罩件、導熱板、隔絕物、或其他合適的方式來調節冷卻感測器盒220中的溫度。直通束檢測器200可以具有冷卻感測器盒220中的一個或多個，諸如上部感測器盒224或下部感測器盒202，這取決於配置。例如，直通束檢測器200可以具有用於檢測基板110中損壞的一個或多個下部感測器盒202。在另一實例中，直通束檢測器200可以具有用於檢測基板110中損壞的一個或多個上部感測器盒224。在又一實例中，直通束檢測器200可以採用下部感測器盒202和上部感測器盒224兩者來檢測檢測基板110中的損壞。

下部感測器盒202可直接附接至機器人140的主體146。或者，下部感測器盒202可借助於支撐件230來附接至主體146。用於冷卻下部感測器盒202的多個冷卻線路272可以在支撐件230中佈線，或耦接至支撐件。另外，支撐件230可以具有用於與感測器通信或將電力提供給下部感測器盒202的多個通信線路。

上部感測器盒224可由支撐件來耦接至下部感測器盒202。或者，上部感測器盒224可由支撐件來直接附接至主體146。支撐件可以具有波紋管264，波紋管覆蓋伸縮接頭262。伸縮接頭262允許支撐件獨立於外部支撐件來擴展和收縮，以便保護支撐件中的連接。支撐件中設置的可為用於冷卻上部感測器盒224的多個冷卻線路274。另外，支撐件可以具有用於與感測器通信或將電力提供給上部感測器盒224的多個通信線路。一個或多個冷卻線路272、274被流體連接至流體源270。流體源270將冷卻流體提供至冷卻感測器盒220，即上部感測器盒224和下部感測器盒202，以便維持防止上部和下部感測器盒中感測器210、216損壞的溫度。在一個實例中，流體源提供水作為冷卻流體，以供調節冷卻感測器盒220的溫度。

冷卻感測器盒220可以具有視窗222。視窗222對感測器信號透明，同時保護感測器盒220中設置的一個或多個感測器210、216免受熱量和/或其他損壞的影響。視窗222可由材料(諸如石英、藍寶石或感測器信號可透過的其他合適材料)形 成。直通束檢測器200可以包括在冷卻感測器盒220中的一個或多個感測器210、216。在一個實施例中，感測器210、216可以包括觸發器感測器和碎片檢測感測器。感測器210可以具有適於檢測穿過射束的寬度(諸如約7mm)的基板110的邊緣的射束寬度。碎片檢測感測器可以檢測基板110中的小於2mm的碎片或裂縫以及基板110的搖動、偏移或旋轉。碎片檢測感測器可以包括諸如直通束感測器(例如，線陣鐳射感測器)的光電感測器。鐳射線感測器可以包括鐳射發射器、鐳射接收器、反射器、或用於檢測對基板110側邊的損壞的其他合適感測設備。碎片檢測感測器可替代或另外地包括相機，諸如用於檢測沿基板的側邊的缺陷的視覺相機或用於檢測整個基板表面上的缺陷的視覺線陣相機。感測器216可以設置在上部感測器盒224中，並附接至或設置在機器人140的感測器支撐件144中。感測器210可以設置在下部感測器盒202中，並附接至或設置在機器人140的主體146中、位於機器人140的後向部分149處或附近。在一個實施例中，感測器210是主動式的並向感測器216發送信號。替代地，感測器216是主動式的並向感測器210發送信號。在其他實施例中，感測器210、216均可以是主動式或被動式的。

在一個實施方式中，感測器210是包括至少一個發射器212和接收器214的直通束感測器。系統控制器190引導發射器212發射信號，信號由反射器(即，感測器216)返回並由接收器214檢測。接收器214將信號資訊提供給系統控制器190。

感測器216可為適合於反射感測器210產生的能量束的反射鏡型結構。感測器216可在傳送腔室105的真空和溫度環境下操作。在通過直通束檢測器200進行感測操作過程中，光束是由發射器212發射並沿射束傳輸路徑211進行至感測器216，在感測器216處，射束被反射並沿返回路徑215而返回至接收器214。

在另一實施方式中，下部感測器盒202中設置的感測器210包括發射器212或接收器214的任一個。下部感測器盒中設置的感測器216包括發射器212或接收器214的另一個。發射器212和接收器214可以形成線陣鐳射感測器。線陣鐳射感測器的組檢測被基板110阻擋的線陣鐳射躍遷寬度。當基板110向前移動並且通過觸發器感測器時，線陣感測器開始發射射束以檢測基板110的邊緣。感測器210可以利用簡單演算法確定基板110的缺陷和位置。感測器210可以具有參考輸出，以與基板110的相對邊緣的定位和邊緣資訊進行比較。當基板110向前移動時，接收器214僅僅記錄線陣鐳射射束未被基板110破壞的那部分，而射束的其餘部分被基板衰減或阻擋。線陣鐳射射束的未破壞的部分的變化可以表明基板上的碎片、裂縫、或歪斜。例如，針對基板110兩側的射束的未破壞的部分可被同時監測。如果射束的兩個未破壞的部分總計達到高於無碎片的基板的校準值的值，那麼基板110會具有碎片。如果基板110兩側的信號位置隨時間而變化而又基本類似，那麼基板110可能搖動。檢查基板兩側上未 破壞的射束的總值補償在由機器人140傳送期間而發生的基板搖動。如果基板110兩側的信號位置基本類似而又被偏移到一個方向，那麼基板110可能已朝通孔側部偏移。如果基板110兩側的信號位置基本類似而又在一個方向上漸漸偏移，那麼基板110可能旋轉。因此，資訊可以表明基板110是否已偏移或旋轉。感測器在基板通過第二觸發器感測器時結束檢測。

在又一實施方式中，感測器210或感測器216包括線陣圖像感測器或相機。相機可為視覺相機，這個相機可由觸發器感測器、機器人140的第一終端受動器142的移動、或其他感測設備來啟動。或者，視覺相機可以是一直工作的。感測器210、216提供基板邊緣圖像，可就圖元值的變化對圖像進行分析，或將圖像與無缺陷的基板圖像進行比較。視覺相機可沿邊緣檢測約0.7mm或更小的碎片。另外，視覺相機可以檢測離開邊緣的具有約0.25mm2的面積的碎片。可將閾值水準施加於每個碎片和裂縫以確定基板110中的損壞何時是不可接受的以及基板110何時應被移除以不進行進一步的處理。

感測器210、216可配置成防止受到因感測頭上的灰塵而造成的射束衰減影響。線上陣圖像感測器中，即使接收到的光強下降，如果線陣圖像感測器接收到的光強的分佈圖案相同，那麼輸出也不改變。另外，還可包括光強下降警報以便確定維護感測器210、216的需要或頻率。

第8圖是具有安裝在機器人140的前向部分149上 的線陣相機820的冷卻感測器盒220的又一實施方式。多個視覺相機可間隔開來以形成線陣相機820。線陣相機820具有足以掃描基板110的整個表面的寬度830。線陣相機820可為多個CCD相機。相機可以監測機器人、狹縫閥和I/O閘門、工藝腔室的升降杆的狀態，以便在利用機器人140傳送基板110時防止斷裂。在由機器人傳送過程中，線陣相機820掃描整個基板區域，以便檢查斷裂並且另外確定工藝沉積條件(諸如沿基板表面的膜均勻性以及位置)。

已採用了感測器210，以便增強整個處理系統中的基板110的定位準確性(即，對準)，從而減少缺陷。在一個實施方式中，來自感測器210的光衍射。衍射光強在接收器處的分佈圖案是取決於感測器210(接收器)與基板110的邊緣的工作距離。真實邊緣位置處於感測器210的全部入射光強的約25%處。可在距感測器210的任何工作距離上以約+/- 1微米與約+/- 5微米之間的高準確性確定基板110的真實邊緣位置。

返回第2圖，直通束檢測器200被耦接至系統控制器190，並且被配置成連續記錄、監測和比較感測器210、216接收到的射束信號。隨後，系統控制器190可以確定穿過射束傳輸路徑211、215的基板110中的缺陷，諸如碎片或裂縫。有利地，直通束檢測器200在機器人140上位置使得能夠進行基板110缺陷檢測，同時減少感測器210、216的數量。與在每個處理腔室前方具有感測器的傳統系統相比，數量減少的感測器210、216 減少用於直通束檢測器200的總成本、替換額外腔室部件的維護成本、以及替換額外腔室部件(即，感測器210、216)的維護停止時間。

在本創作的至少一個實施方式中，當例如受熱基板在傳送腔室105內傳送時，可採用熱遮罩件(諸如隔絕材料、冷卻板147)或其他合適的裝置來阻擋熱能到達/加熱感測器210。感測器210可按照允許感測器210掃描基板110的方式來定位在冷卻板147附近。

簡單參考第7圖，第7圖繪示安裝在機器人140的冷卻板147下方的冷卻感測器盒220的替代實施方式。感測器210可為冷卻感測器盒220中容納的視覺相機。冷卻感測器盒220可通過成角度支撐件320附接至主體146。冷卻板147可以具有查看埠747。在一個實施方式中，查看埠747是個切口，諸如冷卻板147中的拐角腔室或凹槽。在另一實施方式中，查看埠747是穿過冷卻板147而形成的孔。成角度支撐件320可將感測器與查看埠747對準。查看埠747可配置成具有尺寸710，使得基板110的光學查看區域720對感測器210可見。冷卻板147可以基本防止溫度上升超過適合於操作視覺相機的溫度。通過以一角度安裝感測器210，提高了基板邊緣的解析度，從而允許更準確的碎片檢測。在一個實施方式中，感測器210的角度可以偏離水平面約0度至約20度之間。

或者，視覺相機可另外由冷卻感測器盒220冷卻。 感測器210、216可容納在冷卻感測器盒220中以維持適合於操作的溫度。簡單參考第4圖，第4圖繪示適合用於機器人安裝的直通束檢測器200的冷卻感測器盒220的俯視平面圖。冷卻感測器盒220示為頂蓋已移除以允許示出冷卻感測器盒220的內部部分420。襯墊410設置在冷卻感測器盒220的蓋子(未示出)與主體414之間。主體414具有多個螺紋孔，用以容納用於將蓋子固定至主體414的可移除緊固件412。當蓋子利用可移除緊固件412來緊固至主體414時，襯墊410在蓋子與主體414之間形成密封。

冷卻感測器盒220可以具有連接器430。連接器430允許冷卻線路274和通信線路290的進入。連接器430可以包括用於密封隔開冷卻線路274和通信線路290的密封件。或者，連接器430可對支撐件(諸如成角度支撐件320、支撐件230、或支撐件244)中的一個提供直接密封。

襯墊410允許冷卻感測器盒220與腔室環境隔離，並且在不同於冷卻感測器盒220外部的環境壓力的壓力下操作。例如，冷卻感測器盒220外部壓力可為處於真空壓力，而內部部分420的壓力處於大氣壓力。內部部分420可用諸如氮氣、清潔乾燥空氣、或其他合適氣體的氣體填充。填充有氣體的內部部分420在感測器210與冷卻線路274之間提供傳熱流體。冷卻線路274可以迴圈通過冷卻感測器盒220以便維持適合於感測器盒中的感測器210的操作的溫度，由此防止冷卻的感測器盒220內的 感測器因來自機器人中設置的熱基板的熱輻射而發生過熱。冷卻線路274防止冷卻感測器盒220中設置的每個感測器210、216加熱超過預定溫度。通過將感測器210、216維持在可操作的範圍的溫度上，減少感測器資訊的漂移，並且提高感測器資訊可靠性，而且延長感測器210、216的壽命。

冷卻感測器盒220的視窗222可以是篩檢程式。例如，篩檢程式可允許發射器212或相機發射的一個或多個波長通過篩檢程式、同時反射可能損壞感測器210的紅外波長。

返回參考第1圖，傳送腔室105是由可環境隔離的腔室101環繞。每個可環境隔離的腔室101具有一個或多個入口/出口狹槽，以便允許第一終端受動器142上設置的基板110通過。狹縫閥(未示出)用來打開和密封關閉入口/出口狹槽，從而允許第一終端受動器142上設置的基板110在腔室101、105之間通過。附接至機器人140的直通束檢測器200具有用於感測器210、216的佈置，感測器允許在基板110在處理前通過機器人140搬運至腔室101中的一個中時檢測基板110的斷裂和/或未對準。直通束檢測器200可以側向間隔開的關係來佈置有感測器210、216，使得在基板110移入或移出傳送腔室105時，從感測器210發射的每個射束穿過基板110的邊緣區域。或者，直通束檢測器200可以佈置感測器210，以便在基板110移入或移出傳送腔室105時掃描基板110的整個表面。

有利地，當基板110正在移動(甚至以高傳送速度 移動)時，基板110的斷裂和未對準可由直通束檢測器200檢測。在由直通束檢測器200感測缺陷期間，基板110可以在約小於100mm/s至約2000mm/s的範圍內的傳送速度移動(例如，在機器人的第一終端受動器142上傳送)。可由LED或雷射器系統檢測到的最小基板碎片、裂縫、或最小程度的基板未對準是取決於在發射射束入射在基板的頂表面或底表面上時的射束尺寸(即光斑尺寸或直徑)以及基板傳送速度兩者。一般來說，發射射束直徑越小，就可檢測越精細的或越小的缺陷特徵。例如，合適鐳射感測器可發射出具有在約0.25mm至約3mm的範圍內的直徑的鐳射射束。然而，為了檢測具有最小1mm(即，大於約1mm)的尺寸的基板碎片或裂縫，例如，發射鐳射射束直徑在射束入射在基板表面上時優選地小於約1mm。因此，感測器210定位在較短工作距離內，以便確保基板110的頂表面或底表面上的入射射束直徑小至足以檢測需要檢測到的最小基板碎片、裂縫、或未對準。

第3圖是具有機器人安裝的直通束檢測器200的機器人140的側平面圖。機器人140具有上機器人單元306和下機器人單元308。

上機器人單元306可配置成進出與下機器人單元308相同的處理腔室101。或者，上機器人單元306可以進出單獨處理腔室，諸如堆疊在另一處理腔室上方的處理腔室。上機器人單元306可以具有軌道304，用以實現上機器人單元306的第 一終端受動器142從完全回縮位置550至完全延伸位置552的直線移動，如第5圖所示。或者，上機器人單元306的第一終端受動器142可以具有操作來延伸和回縮第一終端受動器142的連杆臂。類似地，下機器人單元308可以具有軌道302，用於致動下機器人單元308的第一終端受動器142。下機器人單元308的第一終端受動器142可沿軌道302從延伸位置向回縮位置可滑動地移動。上機器人單元306的第一終端受動器142可以沿與下機器人單元308的第一終端受動器142不同或相同的直線方向獨立移動，諸如沿相應軌道304、302延伸和回縮。

上機器人單元306和下機器人單元308被設置在感測器支撐件144下方且在機器人140的主體146上方。感測器支撐件144具有感測器216，感測器被配置成對接主體146中的感測器210。當上機器人單元306和下機器人單元308沿它們的相應軌道302、304而延伸和回縮時，上機器人單元306和下機器人單元308的第一終端受動器142在感測器210與感測器216之間移動。

上機器人單元306和下機器人單元308可由主體146旋轉，如由標記為360的箭頭所示，和/或在豎直方向上移動，如由標記為362的箭頭所示。上機器人單元306和下機器人單元308的移動可與主體146的相應移動聯合起來。例如，主體146可旋轉並豎直移動，並且上機器人單元306和下機器人單元308隨著主體146移動。或者，上機器人單元306和下機器人單元308 可獨立於彼此在豎直方向上旋轉並且移動。

第5圖是具有機器人安裝的直通束檢測器200的機器人140的另一側平面圖。上機器人單元306和下機器人單元308的第一終端受動器142示為處於回縮位置550。在回縮位置550中，支撐在第一終端受動器142上的基板(未示出)完全位於直通束檢測器200的第一側502上。當上機器人單元306和下機器人單元308中的一個的第一終端受動器142移至延伸位置552時，第一終端受動器142上支撐的基板在直通束檢測器200的感測器210與感測器216之間移動(即，穿過感測區域)並移動至直通束檢測器200的第二側504之上。感測器210會向系統控制器190發送指示在基板110穿過直通束檢測器200的感測區域時的狀態的資訊。一旦第一終端受動器142到達延伸位置552，基板就會完全位於直通束檢測器200的第二側上並且不再位於感測器210與感測器216之間，基板110的側向邊緣已穿過直通束檢測器200的感測區域。

上機器人單元306和下機器人單元308的第一終端受動器142可獨立地在延伸位置452與回縮位置450之間移動。例如，上機器人單元306的第一終端受動器142可操作來從處理腔室101中移除第一基板，而下機器人單元308的第一終端受動器142則立即接著上機器人單元306的操作而操作來將第二基板放入相同處理腔室101中，以供處理。在上機器人單元306和下機器人單元308的第一終端受動器142彼此獨立移動的情景下， 中間橋架(未示出)可設置在感測器支撐件144與主體146之間，以便接受另外的感測器210和感測器216佈置來與主體146和感測器支撐件144上的感測器210和感測器216配對。上機器人單元306的第一終端受動器142可在設於中間橋架與感測器支撐件144之間的直通束檢測器200之間移動。下機器人單元308的第一終端受動器142可在設於中間橋架與主體146之間的直通束檢測器200之間移動。以此方式，設置在上機器人單元306和下機器人單元308的第一終端受動器142上的基板可同時獨立地掃描。有利地，僅僅通過機器人的操作來由單個直通束檢測器200掃描基板110上的缺陷，無論機器人可能處於哪個位置。因此，減少了對用於測量基板中的缺陷的另外的掃描器的需要。

在一個實例中，機器人140上設置的直通束檢測器200具有兩個側向間隔的感測器210、216。這些感測器可在至多約2000mm(即，小於約40英寸的工作距離)處配置有660nm可見紅光LED。在一些實施方式中，LED可包括在附加的感測器(諸如相機)中。當機器人140的終端受動器上支撐的基板穿過附接至機器人140的感測器時，位於機器人140上的適當位置的感測器可操作來單獨且同時地感測基板的兩個平行邊緣。傳感器具有500微秒的輸出回應時間以及150微秒的重複性。在約1000mm/s的基板傳送速度下，可檢測到具有約3mm或更大的尺寸的缺陷。來自每個感測器的入射射束中心定位在從基板邊緣向內約3mm的距離處。在約100mm/s的基板傳送速度下，可檢測到具 有約1mm或更大的尺寸的缺陷，並且在2000mm/s的基板傳送速度下，可檢測到具有約10mm或更大的尺寸的缺陷。因此，用於感測以在約100mm/s至約2000mm/s的範圍內的速度傳送的基板的兩個入射射束分別優選地定位在從基板邊緣向內的、在約1mm至約10mm的範圍內的距離處。使用雷射器來檢測具有小於3mm的尺寸的缺陷特徵可以通過降低基板速率或使用更快速感測器(諸如下文所論述的Banner® DF-G2型號感測器)來實現。降低基板速率減少基板所經受的振動，並且因此，可分辨出更小缺陷。相反，增加基板速率增加基板振動，並且只能檢測更大缺陷。

在另一實例中，對於超過約1000mm/s的快速基板傳送速度，附接至機器人140的直通束檢測器200具有最低約10μs的輸出回應時間。感測器可操作來檢測基板110中的超過約4英寸的尺寸的碎片。感測器還操作來檢測在終端受動器上設置的基板的高達且大於約2.6度的未對準。

在又一實例中，直通束檢測器200可配置為鐳射感測器210。鐳射感測器210具有沿射束傳輸路徑211行進經過基板110邊緣到達感測器支撐件144上安裝的感測器216的射束，射束的光斑尺寸為約0.25mm。當在第一終端受動器142上時，可在以約1000mm/s的速率傳送的基板上檢測到約小於3mm或更多的基板碎片以及約0.18度或更大的基板未對準。

由於例如當在機器人的終端受動器上傳送時，正移 動的基板一直所經受的振動，因此可由使用鐳射感測器210的直通束檢測器200檢測到的缺陷尺寸還受基板傳送速度影響。一般來說，基板的傳送速度或速率越快，基板就會經受更多振動。振動趨於致使基板邊緣上下移動。因此，感測器定位成使得發射射束入射在正移動的基板的頂表面或底表面上、在從基板邊緣向內的標稱距離處。否則，在基板邊緣每次由於振動而移入和移出射束時，指向振動基板邊緣的位置的射束將一直會感測基板的缺失。因此，基板振動越多，入射射束就會指向從基板邊緣向內的更遠距離。例如，對於具有在約0.25mm至約3mm的範圍內的發射射束直徑的鐳射感測器以及以在約100mm/s至約2000mm/s的範圍內的傳送速度移動的基板，可引導鐳射射束，使得基板的頂表面(或底表面)上的入射射束定位在從基板邊緣向內的、在約1mm至約10mm的範圍內的距離處。

第6圖是繪示可由機器人安裝的直通束檢測器200檢測到的缺陷的基板的俯視平面圖。所示樣本缺陷為裂縫610、碎片620、以及未對準基板630(在第6圖中以虛線來示出)。在操作中，碎片620、裂縫610、以及未對準基板630可在基板110穿過如下文所論述機器人140上設置的直通束檢測器200時檢測到。靠近基板110基本平行於第一終端受動器142的邊緣的虛線650指示靠近基板110的邊緣的路徑，在路徑上，行進玻璃基板穿過在機器人140的主體146上、位於基板110下方的感測器210發射出的射束。

基板110中的碎片620可在第一終端受動器142上支撐的基板110穿過機器人140上安裝的直通束檢測器200時檢測到。在感測基板110前，每個感測器210的接收器214檢測完整(無衰減的)射束信號。當基板進入射束路徑(即，感測區域)時，接收器214所接收的射束信號強度降低，這表明了存在基板110。當基板110繼續沿基板110的長度跨越射束路徑時，射束信號強度保持為低。然而，當基板110中的碎片620的起始部分進入射束路徑時，信號增加回到未中斷的完全強度信號，並且繼續檢測在碎片620的長度上是否並不存在基板110。在基板110中的碎片620的末尾部分穿過射束時，射束信號再次減少以便指示存在基板110，直到第一終端受動器142上設置的基板110的末尾部分穿過射束。

可在第一終端受動器142上設置的基板110經過機器人140上安裝的直通束檢測器200時檢測到基板110中的裂縫610。在感測基板110前，每個感測器210的接收器214檢測完全射束信號強度。當基板110進入射束傳輸路徑211、215時，接收器214所接收的射束信號減少，這表明了存在基板110。當基板110繼續沿基板110的長度跨越射束時，射束信號保持為低。然而，當基板110中的裂縫610的起始部分進入射束傳輸路徑211、215時，信號強度增加回到未衰減信號強度，並且繼續檢測在裂縫610的長度上不存在基板110。當第一終端受動器142上設置的基板110中的裂縫610的末尾部分經過射束時，射束信號再次 降低以便指示存在基板110。

在第一終端受動器142上支撐的未對準基板630穿過機器人140上安裝的直通束檢測器200時可檢測到未對準。在感測到基板前，每個感測器210的接收器214檢測從位於基板上方的對應的感測器216(未示出)反射的完整射束信號強度。當基板進入發射器212的射束傳輸路徑211、215時，對應的接收器214所接收的射束信號減少，這表明了存在基板110。然而，同時，針對未對準基板630由於對準偏移(即，未對準)造成的一定另外長度的移動，用於另外的感測器的射束路徑保持未中斷。當射束橫跨未對準基板630的長度時，未中斷完整信號繼續。當未對準基板630繼續移動並使另外的感測器210的射束路徑斷開時，來自那些感測器的信號減少，這表明了存在基板110。此後，感測器210的射束路徑檢測基板110的末尾部分，並且信號強度在對應的接收器214處增加達到完整強度。然而，另外的感測器210的射束路徑繼續檢測基板110是否存在。即，與第一終端受動器142等距的多個感測器210並不記錄基本上類似的信號強度。

在感測基板的斷裂或未對準時，耦接至感測器的控制器可配置成觸發警報，並且立即停止有缺陷的基板的運動/傳送，以便允許例如通過確定基板斷裂或未對準的原因、替換有碎片的/有裂縫的基板、以及對未對準基板的對準進行校正，來對斷裂或未對準進行修正。有時，檢測有碎片的基板需要打開傳送腔室和/或處理腔室，以便徹底清潔碎片所產生的任何有可能造成污染的 碎屑。本創作之實施方式的感測器佈置允許更早檢測基板缺陷，這最小化停工時間，並且因此增加處理系統100的總生產量。隨後，系統控制器190可以確定是否需要進一步地處理基板110。

雖然基板斷裂和未對準的所說明檢測使用至少兩個感測器210和感測器216感測基板的相對邊緣的整個長度以提供關於碎片長度和/或未對準長度的資訊，但是也可利用另外的感測器感測基板110的內部部分的長度，以便提供另外資訊。例如，定位在虛線650之間的另外的感測器用以提供關於基板碎片(例如，碎片的側向深度或寬度)或未對準程度(例如，對準偏移程度)的另外資訊。最後，雖然基板斷裂和未對準的所示檢測參考示例性的處理系統100進行描述，然而，描述僅是一種例示，並且因此，方法可在需要檢測移動基板的斷裂或未對準的任何情況下進行實踐。

有利地安裝在真空機器人處的直通束檢測器200允許一組感測器來覆蓋所有腔室(處理腔室、裝載鎖定腔室、加熱腔室)，以便檢測基板中存在碎片的問題。直通束檢測器200還會允許當在將基板換入和換出工藝腔室期間基板支撐在雙臂式機器人上並在雙臂式機器人上傳送時，檢測基板的斷裂(例如，碎片、裂縫)和未對準。使用雙臂式機器人使得處理系統的生產量增加。另外，當直通束檢測器200隨機器人旋轉並且保持與終端受動器對準時，無論機器人面對的是哪一個腔室，都可利用單組的感測器，由此無需定位在每個腔室外部的單獨多組的感測器。 有助於使生產量增加的另一優點在於能夠在基板即使以高傳送速度(例如，1000mm/s)正在機器人的終端受動器上移動時檢測基板的未對準和斷裂。本創作之實施方式的又一優點在於，最少只需兩個感測器來檢測基板的斷裂和未對準。感測器佈置的另一優點在於，可防止感測器受到來自處理腔室的熱量的損壞。最後，本創作之實施方式的另一優點在於能夠在基板移動通過感測器時沿基板的整個長度檢測基板的未對準和斷裂。此外，基板未對準和斷裂的檢測可在正常的機器人傳送操作(即，原位)期間執行，這就無需為了感測基板而進行的另外或不必要的機器人移動(包括停止或啟動以提供固定基板)。因此，直通束檢測器200甚至防止在受損條件下或在其中可能存在基板110的部分的腔室中進行一次基板沉積。例如，直通束檢測器200可以確定離開處理腔室的基板是否在處理腔室中受損以及基板的部分或污染是否可能存在於那個處理腔室中。因此，處理腔室可能必須下線，以防止對後續基板造成損壞。

綜上所述，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型。本新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

140‧‧‧機器人

144‧‧‧感測器支撐件

146‧‧‧主體

147‧‧‧冷卻板

149‧‧‧前向部分

190‧‧‧系統控制器

200‧‧‧直通束檢測器

202‧‧‧下部感測器盒

210‧‧‧感測器

211、215‧‧‧射束傳輸路徑

212‧‧‧發射器

214‧‧‧接收器

216‧‧‧感測器

220‧‧‧冷卻感測器盒

222‧‧‧視窗

224‧‧‧上部感測器盒

230、244‧‧‧支撐件

262‧‧‧伸縮接頭

264‧‧‧波紋管

270‧‧‧流體源

272、274‧‧‧冷卻線路

290‧‧‧通信線路

Claims (15)

1. 一種機器人，包括：一可旋轉主體；一第一終端受動器，該第一終端受動器被安裝至該主體，並且隨該主體旋轉，該第一終端受動器能在實質上位於該主體上方的回縮位置與延伸位置之間移動；以及一直通束檢測器，該直通束檢測器安裝至該機器人，該直通束檢測器包括：一第一感測器；以及一第二感測器，該第一感測器和該第二感測器在一位置處側向間隔開來，在該位置處，該第一感測器和該第二感測器可操作以在該第一終端受動器在該延伸位置與該回縮位置之間移動時，感測設置在該第一終端受動器上的基板的相對邊緣。
2. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，進一步包括：一橋架，該橋架被安裝至該可旋轉主體並能與該可旋轉主體一起旋轉，該第一終端受動器被配置成在該主體與該橋架之間移動。
3. 如申請專利範圍第2項所述的機器人，其中該直通束檢測器包括：一第一反射器，該第一反射器被安裝至該橋架的一位置處，以便反射由該第一感測器發射出的射束；以及一第二反射器，該第二反射器被安裝至該橋架的一位置處， 以便反射由該第二感測器發射出的射束。
4. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中該直通束檢測器進一步包括：一第一冷卻感測器盒，該第一感測器設置在該第一冷卻感測器盒中；以及一第二冷卻感測器盒，該第二感測器設置在該第二冷卻感測器盒中。
5. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其進一步包括：一第二終端受動器，該第二終端受動器被可旋轉地安裝至該主體，該第二終端受動器能獨立於該第一終端受動器的運動而沿第一方向在實質上位於該主體上方的回縮位置與延伸位置之間移動。
6. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中該直通束檢測器能按照保持該直通束檢測器與該第一終端受動器之間的對準的方式與該主體一起旋轉。
7. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中該第一感測器和該第二感測器包括發射器和接收器。
8. 如申請專利範圍第7項所述的機器人，其中該發射器是雷射器或發光二極體，該雷射器或發光二極體被配置成發射光束，當該光束入射在設置於該第一終端受動器上的基板上時，該光束具有小於約3mm的直徑。
9. 如申請專利範圍第8項所述的機器人，其中當該光束入射 在設置於該第一終端受動器上的基板的頂表面或底表面上時，該光束具有小於約1mm的直徑。
10. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中該第一和第二感測器中的每一個包括相機。
11. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中該第一感測器和該第二感測器被配置成通過將參考輸出與該基板的該邊緣的感測器讀數進行比較來檢測碎片、裂縫、基板旋轉、以及偏移。
12. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，進一步包括：一冷卻板，耦合至該可旋轉主體並可操作以使該第一感測器與設置在該第一終端受動器之上的該基板熱隔絕。
13. 一種處理系統，包括：一傳送腔室；多個處理腔室，被耦接至該傳送腔室；以及一機器人，設置在該傳送腔室中，該機器人包括：一冷卻板；一第一終端受動器，該第一終端受動器能沿第一方向在實質上位於該主體上方的回縮位置與延伸位置之間移動，該第一終端受動器選擇性地可定向為使該第一方向與該處理腔室中的選定一個對準；以及一直通束檢測器，該直通束檢測器被安裝至該機器人並能夠隨該機器人旋轉，該直通束檢測器包括：一第一感測器，具有第一發射器和第一反射器； 以及一第二感測器，具有第二發射器和第二反射器，該第一感測器和該第二感測器在一位置處側向間隔開來，在該位置處，該第一感測器和該第二感測器可操作以在該第一終端受動器在該延伸位置與該回縮位置之間移動時，感測設置在該第一終端受動器上的基板的相對邊緣，並且其中該第一感測器和該第二感測器透過該冷卻板與設置在該第一終端受動器上的基板熱隔絕。
14. 如申請專利範圍第13項所述的處理系統，其中該第一感測器和該第二感測器通過將參考輸出與該基板的該邊緣的感測器讀數進行比較來檢測碎片、裂縫、基板旋轉、以及偏移。
15. 如申請專利範圍第13項所述的處理系統，其中該直通束檢測器進一步包括：一第一冷卻感測器盒，該第一感測器設置在該第一冷卻感測器盒中；以及一第二冷卻感測器盒，該第二感測器設置在該第二冷卻感測器盒中。