專利名稱：用于移動基板的系統(tǒng)、設備與方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子元件制造，且更特定地涉及用于移動基板的系統(tǒng)、設備及方法。
背景技術：
在電子元件制造中，可以藉由機械裝置(包括機械手(robot))而將基板(例如 硅晶片、玻璃板等)在制造設施周圍及制造設備內移動。機械裝置可藉由末端執(zhí)行器(end effector)而與基板接觸。末端執(zhí)行器是制造制程中的一個重要的部件，因為當小心地移動基板時，可以增進任何最終產品的品質。

發(fā)明內容
在第一方面中，提供一種用于在電子元件制造制程中移動基板的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括機械手(robot)，用于移動基板，其中該機械手包括末端執(zhí)行器(end effector) 0該末端執(zhí)行器包括基座部分，以及設置在該基座部分上的至少三個墊，其中每個所述墊包括一接觸表面，且至少一接觸表面具有曲面形狀以及約45Ra 約65Ra的粗糙度。在另一方面中，提供一種用于移動基板的末端執(zhí)行器。該末端執(zhí)行器包括基座部分；以及設置在該基座部分上的三個墊，其中每個所述墊具有一接觸表面，且所述接觸表面的至少其中之一具有曲面形狀。在另一方面中，提供一種用于移動基板的末端執(zhí)行器。該末端執(zhí)行器包括基座部分，包括鈦摻雜(Ti-doped)氧化鋁陶瓷；設置在基座部分上的三個墊，所述三個墊包括鈦摻雜氧化鋁陶瓷；以及位于所述三個墊的每一個上的接觸表面，其中每個所述接觸表面具有曲率半徑為約0. 64mm 約9. 53mm的曲面形狀，，且具有約45Ra 約65Ra的粗糙度。在另一方面中，提供一種用于移動基板的末端執(zhí)行器。該末端執(zhí)行器包括基座部分；以及設置在該基座部分上的至少三個墊，其中每個所述墊具有一接觸表面，且所述接觸表面的至少其中之一具有曲面形狀，以及約45Ra 約65Ra的粗糙度。在方法方面中，提供一種用于在電子元件制造制程中移動基板的方法。該方法包括提供基板運載機械手，該機械手包括機械手臂；在該機械手臂上設置末端執(zhí)行器，該末端執(zhí)行器包括基座部分以及設置在其上的至少三個墊，其中每個所述墊包括一接觸表面， 且所述接觸表面的至少其中之一具有曲面形狀，以及約45Ra 約65Ra的粗糙度；放置該基板而與該末端執(zhí)行器接觸；以及移動該機械手臂。由以下的詳細說明、所附權利要求以及附圖，本發(fā)明的其他特征及方面將得以充分顯現(xiàn)。附圖的簡單說明


圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的示例性電子元件制造處理工具的概要平面頂視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的示例性末端執(zhí)行器的立體視圖。圖加為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的圖2的示例性末端執(zhí)行器的側視圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的另一示例性末端執(zhí)行器的立體視圖。圖3a為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的圖3的示例性末端執(zhí)行器的側視圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的末端執(zhí)行器的部分放大剖面?zhèn)纫晥D，該末端執(zhí)行器具有設置在基座部分上的示例性墊。圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的另一末端執(zhí)行器的部分放大剖面?zhèn)纫晥D，該另一末端執(zhí)行器具有設置在基座部分上的示例性墊。圖6為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的與示例性墊接觸的基板的側視圖。圖6a為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的與示例性墊接觸的弓形基板的側視圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的用于移動基板的示例性方法的流程圖。圖8為采用400 μ m弓形半導體晶片的基板(晶片)放置測試的結果的圖形表示。圖9為采用150 μ m弓形半導體晶片的基板(晶片)放置測試的結果的圖形表示。圖10為采用倒置(inverted)半導體晶片的基板(晶片)放置測試的結果的圖形表不。圖11為采用在支撐晶片的墊上放置硅粉塵(dust)之后才移動的半導體晶片的基板(晶片)放置測試的結果的圖形表示。
具體實施例方式在電子元件制造中，基板(例如硅晶片、玻璃板等)通常藉由機械手裝置而移動通過數(shù)個制造步驟?？焖俚匾苿踊蹇梢栽黾由a量，并因此降低制造成本。然而，即使在完成基板之前，這些基板都具有極高價值。因此，當基板移動通過制造步驟時，必須十分小心，以避免基板掉落或甚至傷害到基板。另外，在基板上的微粒可能會使得基板的制造復雜化。除此之外，當基板在表面上滑動時，亦會使得微粒的產生增加。因此，較佳的是使得基板的滑動最小化。本發(fā)明的實施例包括一末端執(zhí)行器，其具有相對防滑(的特性。末端執(zhí)行器包括基座部分，且該基座部分具有至少三個墊設置于其上。每個墊具有一可在其上放置基板的接觸表面，且至少一個接觸表面為曲面的(curved)?；蹇煞胖脼榕c墊接觸，并可藉由末端執(zhí)行器而例如移動進出各個制造步驟或位置。在一些實施例中，一或多個墊具有具特定表面粗糙度的接觸表面，其可進一步減少基板滑動的可能性。此外，墊可采一配置而設置在基座部分上，而此配置可有助于末端執(zhí)行器的非滑動特性。因此，有利地，基板可以相對快速地移動，并且伴隨著由末端執(zhí)行器上掉落的可能性降低、滑動(其導致更具重復性及更精確的基板放置)最小化、及/或微粒產生的最小化。在一方面中，末端執(zhí)行器可以容納各種基板，包括具有非完整形狀(例如弓形)的基板。系統(tǒng)、設備及方法的這些與其它實施例參照第1-11圖而描述如下。圖1例示根據(jù)本發(fā)明的實施例所提供的示例性電子元件處理工具100。參照圖 1，處理工具100可包括數(shù)個耦接至傳送腔室104的處理腔室102。傳送腔室104可容納傳送腔室(TC)機械手106。TC機械手106可具有第一臂108，該第一臂108在第一連接部 (linkage) 112連接至機械手基座110，并在第二連接部116連接至第二臂114。末端執(zhí)行器118(于視圖中為部分隱藏)可于第二連接部116的遠端附接至第二臂114。末端執(zhí)行器 118可接觸(例如運載)基板120 (例如半導體晶片、玻璃板等)。處理工具100的傳送腔室104可以透過加載鎖定腔室122而連接至工廠界面124。 工廠界面IM可容納工廠界面(FI)機械手126。FI機械手1 具有第一臂128，該第一臂 128在第一連接部132連接至機械手基座130，并在第二連接部136連接至第二臂134。末端執(zhí)行器138(于視圖中為部分隱藏)可于第二連接部136的遠端附接至第二臂134。末端執(zhí)行器138可接觸(例如運載)基板140。FI機械手1 可位于軌道(圖中未示)上，此軌道允許FI機械手1 沿著X方向而在平行于無塵室壁142的路徑中往復移動。工廠界面IM可相鄰于無塵室壁的第一側 144?；遢d具146可為可拆卸的，且可移除地連接至無塵室壁的第二側148，基板載具 146并可透過無塵室壁中的開口(圖中未示)而與工廠界面的內部空間150連接。在處理腔室102、加載鎖定腔室122及基板載具146中以虛線顯示了可能的基板位置152。處理工具100可耦接至控制器154?？刂破?54可控制基板的移動及處理?？刂破髑?可例如包括中央處理單元(CPU) 156、支援電路158及存儲器160。CPU 156可為可以用于控制各種腔室及次處理器(subprocessor)的工業(yè)設定中的任何形式電腦處理器。存儲器160可耦接至CPU 156。存儲器160可為電腦可讀取媒體，并且可為一或多種易于獲得的存儲器，例如本地或遠端的，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、軟磁盤、硬磁盤或是任何其他形式的數(shù)字儲存器。支援電路158可耦接至CPU 156，并以任何常規(guī)方式支援CPU 156。支援電路158可以包括高速緩存(cache)、電源供應、時鐘電路、輸入/輸出電路、子系統(tǒng)及類似者。處理工具可設置成各種配置，且在不同配置中可使用各種機械手，例如SCARA機械手、四連桿G-Iink)機械手等。各個機械手具有用于接觸基板的至少一個(但也可具有二個或更多個)末端執(zhí)行器(有時稱之為葉片(blade))。末端執(zhí)行器可例如為重力末端執(zhí)行器、真空末端執(zhí)行器及/或靜電末端執(zhí)行器。傳送腔室內部空間162及/或處理腔室內部空間164可保持在非常低的壓力或真空下。真空末端執(zhí)行器可能不一定總是適用在這些環(huán)境中，因為產生壓差而將基板附著至末端執(zhí)行器或許是困難或是不可能的。因此，例如重力末端執(zhí)行器可能至少特別適用在低壓或真空環(huán)境中。在操作中，TC機械手106可經過設置而使得在第一連接部112和第二連接部116 的旋轉相組合可以將第二臂114及末端執(zhí)行器118定位并延伸至期望位置。TC機械手106 可例如在處理腔室102及加載鎖定腔室122之間或是在不同處理腔室102之間移動基板。 以相似的方式，F(xiàn)I機械手1 亦可經過設置而使得在第一連接部132和第二連接部136的旋轉相組合可以將第二臂134及末端執(zhí)行器138定位并延伸至期望位置。FI機械手1 可例如在加載鎖定腔室122和基板載具146之間移動基板。為此，F(xiàn)I機械手可在X方向沿著軌道(圖中未示)而往復移動，而使得FI機械手1 可進入數(shù)個基板載具146。隨著制造制程的進展，協(xié)同運作的FI機械手1 及TC機械手106可在基板載具 146與處理腔室102之間移動基板。處理腔室102中可以進行各種電子元件制造制程，例如半導體元件制造制程，舉例為氧化、薄膜沉積、蝕刻、熱處理、除氣、冷卻等。期望能夠盡可能地快速移動基板以加速制造制程，因而降低制造成本。然而，當藉由FI機械手1 及/或TC機械手106 (或是藉由在此未討論或是未例示于圖1中的其他機械手)而移動基板時，隨著末端執(zhí)行器的相對快速加速及減速的慣性力(g-force)的增加， 則基板在一或多個末端執(zhí)行器118、138上的滑動的可能性也增加。重力末端執(zhí)行器特別可能發(fā)生滑動現(xiàn)象。滑動可能造成基板從末端執(zhí)行器掉落，而在重新取得基板的同時會因此使得系統(tǒng)操作延遲?；宓牡袈淇赡軙泳徶圃熘瞥?，并可能亦會導致受損基板。因此，期望使用能夠降低基板滑動的可能性的末端執(zhí)行器，以至少防止基板從末端執(zhí)行器掉落。另外，即使基板并未從末端執(zhí)行器上掉落，在末端執(zhí)行器上的滑動亦可能對制造制程造成負面影響。舉例來說，當基板在末端執(zhí)行器上滑動時，除了別的效應外，基板的面向末端執(zhí)行器的一側(即，基板的背側)可能會積聚微粒(即，背側微粒)(微粒亦可稱之為“adder”)。舉例來說，滑動可能會刮傷基板表面而形成微粒，而微粒會附著至基板的背側。微粒自有其方法而移動到基板的側面。此外，不期望讓基板被刮傷，因為單單是刮傷就會降低任何最終產品的品質。再者，微粒的產生通常是有害的，因為其他基板可能會因此受到污染。又，滑動可能造成基板在處理腔室中的不適當定位，因而可能造成不適當?shù)奶幚怼Ｓ捎诳梢越逵山档突蛳宓幕瑒佣档突蛳硞任⒘＜?或基板刮傷，故有助降低或消除滑動的末端執(zhí)行器對于電子元件制造來說是高度有利的。更特定的說，降低或消除基板滑動是有利的，藉此，基板在經歷相對高的慣性力的同時，不會積聚背側微粒及/或被刮傷或是以其它方式受損。允許基板經歷相對高的慣性力使得制造步驟以較低的制程循環(huán)時間進行，因而使得總系統(tǒng)生產量增加。末端執(zhí)行器能容納各種形狀的基板也是重要的。舉例來說，雖然大多數(shù)的基板是平坦的或是基本平坦的，但在部分實例中基板可能是弓形的(例如凹狀或凸狀)?；宓男螤羁赡軙绊懟迦绾谓佑|末端執(zhí)行器以及基板接觸末端執(zhí)行器的位置，因而會影響基板滑動的可能性。再者，基板可能至少基于基板成分等而有差別地滑動。另外，在制造環(huán)境中，各種微粒(例如硅樹脂灰；silicone dust)可能會沉積在末端執(zhí)行器上。這些微?？赡軙沟没寤瑒拥目赡苄栽黾印D2例示末端執(zhí)行器200的示例性實施例。末端執(zhí)行器200可包括基座部分202， 該基座部分202具有設置在其上的第一墊204、第二墊206及第三墊208。基座部分202可包括基座部分近端210以及基座部分遠端212。當在使用末端執(zhí)行器200時，近端210最接近于機械手臂(圖中未示)或是附接至機械手臂。末端執(zhí)行器200可經配置而使其可藉由例如螺釘、螺栓、夾鉗件或類似者而固定至機械手臂。每個墊204、206、208可具有一個接觸表面214，當基板放置為與末端執(zhí)行器200接觸時，該接觸表面214可適于接觸基板(圖中未示)。第一墊204、第二墊206及第三墊208的一個或多個可例如具有呈曲面形狀的接觸表面214?；糠?02還可具有設置于其上的護軌(guard rail) 216，以進一步確?；宀粫哪┒藞?zhí)行器200滑落?；糠?02可被成形為使得接觸墊204、206、208的基板可以藉由銷(pin)(圖中未示)而被升舉離開末端執(zhí)行器200。舉例來說，銷可相對于末端執(zhí)行器200而升高，或是當銷保持不動時，末端執(zhí)行器200可降低，或者是銷及末端執(zhí)行器200可同時移動。A、B 及C指示例如當基板在銷上放置就位時，例如銷可處在的位置。基座部分遠端212可以被成形而使得銷在例如位置A可以例如相對于末端執(zhí)行器200而升高。舉例來說，遠端212 可以如圖所示地具有凹口。第一墊204及第二墊206可以彼此分隔得相對較遠(分隔到考慮基座部分202的尺寸而所允許的程度)。第一墊204可設置為相對接近于基座部分第一邊緣218，并且相對接近于基座部分遠端212。第二墊206可設置為相對接近于基座部分第二邊緣220，并且相對接近于基座部分遠端212。相較于第一墊204與第二墊206，第三墊208可設置為相對較接近于基座部分近端210，并且大致位于基座部分第一邊緣218與基座部分第二邊緣220之間的中間點。圖加顯示出圖2所示的末端執(zhí)行器200的側視圖(但不包括護軌)。墊206、208 及204 (墊204并未示于圖加中)可以設置在基座部分202上，藉此，墊與(放置為與末端執(zhí)行器接觸的)基板接觸。圖3描述末端執(zhí)行器300的另一示例性實施例。如同圖2中所示的末端執(zhí)行器一樣，圖3所示的末端執(zhí)行器300可包括基座部分302及設置于其上的第一墊304、第二墊306 及第三墊308。每個墊可具有一接觸表面310。墊304、306、308設置的方式可類似于圖2 中所示的實施例。第一護軌312及第二護軌314皆設置在基座部分遠端316，并且可比圖2 所示實施例中的護軌相對更大。護軌312、314可由基座部分302的高起(raised)區(qū)域構成。亦由基座部分302的高起區(qū)域構成的第三護軌318可設置為較第三墊308更為接近于基座部分近端320。護軌312、314、318的一或多者可在末端執(zhí)行器300的水平面上呈圓形 (rounded)，藉此，這些護軌近似于基板的圓周的圓形形狀。圖3a顯示出圖3所示的末端執(zhí)行器300的側視圖。此視圖顯示出第二護軌314及第三護軌318為基座部分302的高起部分。墊306、308及304(墊304并未示于圖3a中) 可以設置在基座部分302上，藉此，墊與(設置為與末端執(zhí)行器接觸的)基板接觸。圖4顯示末端執(zhí)行器的部分放大剖面?zhèn)纫晥D，此末端執(zhí)行器具有設置在基座部分 402上的示例性墊400。墊400具有可接觸基板(圖中未示)的接觸表面404。接觸表面 404可為曲面的。本實施例的接觸表面404可具有曲率半徑(R) (radius of curvature) 為約0.375英寸(9.53mm)。接觸表面404的粗糙度可為約45Ra 約65Ra(基于ASME Y14. 36M-1996標準)。由基座部分402量測至墊接觸表面404的最高點所得的墊400的高度(h)可例如為約0. 075英寸(1. 9mm)。墊400可具有足夠高度(h)，藉此，除了平坦基板以外，弓形的基板可以與數(shù)個墊接觸，而不與基座部分402接觸。如下所討論者，曲面的接觸表面404可確保無論是平坦或是弓形的基板都可以與接觸表面404有穩(wěn)定的接觸。墊的直徑可以為約0. 313英寸(7. 95mm)。在圖4所示的實施例中，墊400與基座部分402為單一材料件(piece)，也就是說，墊400與基座部分402由相同的材料件而機械加工制成。圖5顯示末端執(zhí)行器的部分放大剖面?zhèn)纫晥D，其具有設置在基座部分502上的示例性墊500。墊500具有可接觸基板(圖中未示)的接觸表面504。接觸表面504可為曲面的，并可具有曲率半徑(R)為約0.025英寸(0.64mm)。接觸表面504的粗糙度可為約 45Ra 約65Ra。由基座部分502量測至墊接觸表面504的最高點所得的墊500的高度(h) 可例如為約0.075英寸(1.9mm)。墊500可具有足夠高度，藉此，除了平坦基板以外，弓形的基板可以與數(shù)個墊接觸，而不與基座部分502接觸。如下所討論者，曲面的接觸表面504 可確保無論是平坦或是弓形的基板都可以與接觸表面504有穩(wěn)定的接觸。墊的直徑可為約0.313英寸(7.95mm)。在圖5所示的實施例中，墊500與基座部分502為分開制造，之后， 再例如利用粘著劑(如環(huán)氧樹脂)及/或螺釘或螺栓而將墊500固定至基座部分502。圖6顯示設置在基座部分602上的兩個示例性墊600。每個墊600具有一接觸表面604，該接觸表面604接觸基本平坦的基板606。圖6a顯示弓形基板608，其與圖6所示的相同示例性墊600的接觸表面604相接觸。圖6a顯示出曲面接觸表面604即使與弓形基板608 —起使用仍提供相對良好的接觸。在圖6a中，相較于弓形基板外部部分612，弓形基板中央部分610相對更為接近于基座部分602。因此，弓形基板608與接觸表面內部部分614接觸。若(圖中未示)相較于弓形基板外部部分612，弓形基板中央部分610相對更為遠離基座部分602，則弓形基板 608將與接觸表面外部部分616接觸。在一些實施例中，末端執(zhí)行器可由基座部分與設置于其上的至少三個墊所構成。 每個墊可具有一接觸表面，且至少一個墊上的至少一個接觸表面可具有曲面形狀。當從至少一個側角觀看時(例如參見第4及5圖)，具有曲面形狀的墊可具有凸狀輪廓。在一些實施例中，接觸表面可具有凸狀曲面形狀，從一或多個側角或甚至所有側角觀看，該凸狀曲面形狀是對稱的。舉例來說，接觸表面具有對稱的曲面形狀，其賦予接觸表面一個對稱的凸狀外表，也就是說，當從任何角度觀看時，其呈圓頂狀。然而，接觸表面可為不對稱的。任何接觸表面可在接觸表面的不同點以不同的曲率半徑彎曲，意即，接觸表面可在一或多個位置處為彎曲的，或是在接觸表面的整個表面上均勻地或非均勻地彎曲。當基板放置為與末端執(zhí)行器接觸時，至少一墊具有與基板接觸的曲面表面。墊和/或墊接觸表面可例如具有大致圓柱狀、立方體狀、圓錐狀或其他形狀。各個墊可具有不同形狀，或者每個墊的形狀近似于其他墊的形狀。末端執(zhí)行器可具有設置在基座部分上的僅三個墊、大于三個墊(例如四個墊)、 或大于四個墊。在具有三個墊的實施例中，墊可以如第2及3圖而設置，但并不必須為如此。在具有四或多個墊的實施例中，兩個墊可設置在基座部分的近端而彼此分隔相對遠，此設置方式類似于基座部分遠端212上所示的墊的設置方式(參照第2圖)。基座部分和/或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可例如由具有相對低導熱性、相對高的剛性重量比(stiffness to weight ratio)及相對低的熱膨脹系數(shù)的材料構成。基座部分和/或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可例如由一材料構成，該材料具有約3. 96g/cc的密度和/或約370GPa的彈性模數(shù)和/或約7. 4 μ m/m-°C的熱膨脹系數(shù)和/或約2000°C的操作溫度限值。舉例來說，末端執(zhí)行器可具有約0. 44磅(0. 2kg) 約0. 53磅(0. 24kg)的重量， 和/或約0. 013英寸(0. 33mm) 約0. 015英寸(0. 38mm)的下垂度(droop)(末端執(zhí)行器在自身重量下在其末端的偏斜)，和/或約47. 9Hz 約49. 3Hz的第一固有頻率(natural frequency)?；糠趾?或一個或多個墊和/或一個或多個護欄可由導電性材料形成，藉以預防電弧并提供放電的接地路徑。舉例來說，基座部分和/或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可由例如不銹鋼、氧化鋁、鎳鍍鋁或其類似者構成?；糠趾?或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可由陶瓷形成，例如氧化鋯、碳化硅或鈦摻雜(Ti-doped)陶瓷?；糠趾?或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可由以約99. 5 %氧化鋁制成的鈦摻雜陶瓷所形成。在一些實施例中，基座部分和/或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可由具有約IX IO6 約1 X 1013ohmS/cm的表面電阻的材料形成?；糠趾?或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可由相同材料或不同材料制成。在一些實施例中，基座部分和/或一個或多個墊和/或一個或多個護軌可用來自一個材料件(Piece)(例如單一塊材料)的基座部分而機械加工。因此，舉例來說，基座部分、所有的墊及所有的護軌可機械加工為一個整體材料件。在其他實施例中，設置在基座部分上的一個或多個墊和/或設置在基座部分上的一個或多個護軌可以為分開制造，并利用例如粘著劑(如環(huán)氧樹脂)和/或一個或多個螺釘、壓入配合(press fit)等而固定至基座部分。在一些實施例中，可將墊彼此相對遠地散布開，以提供對于基板的表面積而言是足夠的墊間距離。墊可以定位為，例如，使得兩個或更多個墊定位朝向基座部分遠端，且一個或更多個墊定位朝向基座部分近端(見第2圖)。墊可以定位為，例如，使得兩個或多個墊定位朝向基座部分近端，及一個或多個墊定位朝向基座部分遠端。末端執(zhí)行器可以包括護軌，但并不必須包括之?；糠挚梢杂纱笥谝粋€材料件所制成，或是可以為一個整體材料件。在基座部分為大于一個材料件的情況下，基座部分的各個件可不包含有墊，或是含有一個或多個墊， 而基座部分的各個件可以由與基座部分的其他件、和/或一個或多個墊、和/或一個或多個護軌相同的材料或是不同的材料制成。本發(fā)明的實施例可以用于重力末端執(zhí)行器、真空末端執(zhí)行器和/或電氣性末端執(zhí)行器(例如靜電末端執(zhí)行器)。在本發(fā)明的一些實施例中，墊可具有曲率半徑(R)(參照第4及5圖)例如為約 0.025英寸(0.64mm) 0. 375英寸(9.53mm)的接觸表面。至少取決于基板形狀及接觸表面形狀，基板可在墊接觸表面上的不同位置處接觸一個或多個墊。在本發(fā)明的實施例中，一個或多個墊接觸表面的表面粗糙度為約45Ra 約65Ra。 一個或多個墊的高度(h)(參照第4及5圖)例如為約0. 050英寸(1. 3mm) 約0. 1英寸 (3mm)。一個或多個墊的高度為約0. 075英寸(1. 9mm)。各個墊的高度(h)可以與設置在基座部分上的其他墊之高度相同或不同。在一些實施例中，各個墊的高度足以避免弓形基板接觸末端執(zhí)行器的基座部分。任何墊，包括墊接觸表面在內，可例如由一均質或基本均質的材料構成。一個或多個墊的直徑可為約0. 2 約0. 5英寸，且在一些實施例中為約0. 313 英寸。基板可以擱在，或是被放置在(即，放置在末端執(zhí)行器的頂側上)末端執(zhí)行器上， 并藉由重力而保持在原位。然而，本發(fā)明的實施例可以包括靜電、真空或其他類型的末端執(zhí)行器，其可利用除了重力以外的方式而接觸并附著至基板。因此，本發(fā)明的實施例的應用包括末端執(zhí)行器接觸基板的頂側，而非接觸基板的底部或背側的情況。舉例來說，基板可定位在與其接觸的末端執(zhí)行器下方(基板與末端執(zhí)行器接觸)。在操作中，基板可放置成與末端執(zhí)行器接觸，從而基板與墊接觸表面接觸。在一些情況中，弓形基板放置成與末端執(zhí)行器接觸，從而基板接觸該墊接觸表面。末端執(zhí)行器以相對高的慣性力加速和/或減速，基板將不會滑動，或者將僅滑動相對微小的距離。因此，來自滑動(會造成刮傷或是造成基板從末端執(zhí)行器掉落)而對基板造成的任何傷害大幅度地降低。由于滑動現(xiàn)象降低，來自墊和/或基板的微粒產生及積聚亦可減少。在一些實施例中，末端執(zhí)行器可在以至少0. 13g的加速度移動時，維持基板的放置在約士0.005英寸(0. 13mm)之內、或是在約士0.0044英寸(0. Ilmm)之內、或甚至在士 0.00335英寸(0.085mm)之內。在又一實施例中，末端執(zhí)行器可在以至少0. 13g的加速度移動時，維持基板的放置在約士0.00 英寸(0.074mm)之內，或甚至士0. 0009英寸 (0. 02mm)之內。圖7為利用配備有本發(fā)明的末端執(zhí)行器的機械手以移動基板的制造方法的示例性流程圖。根據(jù)方法700，在步驟702中，提供配置有適于運載基板的臂的機械手。在步驟 704，通過適當?shù)母浇臃椒ǘ跈C械手臂上設置本發(fā)明的末端執(zhí)行器，該末端執(zhí)行器具有至少一個墊，該墊包括具有曲面形狀的接觸表面。該墊可進一步包括如上所述的表面粗糙度。 在步驟706中，基板放置成與末端執(zhí)行器的墊接觸。在步驟708，機械手臂移動，藉此，末端執(zhí)行器與接觸該末端執(zhí)行器的基板亦移動。如上所述的制程可以重復任意次，次數(shù)隨末端執(zhí)行器與基板而變化。圖8-11例示出用本發(fā)明的末端執(zhí)行器以0. 13G移動基板時，與期望放置位置的放置偏差的數(shù)據(jù)的多個圖表。所有的測試皆以鈦摻雜的99. 5%氧化鋁陶瓷末端執(zhí)行器來進行，該末端執(zhí)行器具有由相同陶瓷材料構成的圓頂狀墊。在圖8中所測試的基板為高度弓形晶片，其具有約400微米的壓縮性弓度 (compressive bow)。圖8說明在0. 13g的橫向加速下，在近500次循環(huán)中，有+/_2. 9密爾 (mils)的最大放置偏差(以英寸計)。因此，此圖表顯示出，包括圓頂狀墊的本發(fā)明在相對高g的條件下，在控制弓形基板的放置偏差來說是非常有效的。圖9例示由末端執(zhí)行器運載的基板，該基板為弓形程度較少的硅晶片，其具有約 150微米的拉伸弓度(tensile bow)。圖9說明在0. 13g的橫向加速下，在近250次循環(huán)中，有+/-2.9密爾(mils)的最大放置偏差(以英寸計)。此圖表顯示出，包括圓頂狀墊的本發(fā)明在相對高g的條件下，甚至在控制拉伸弓形的晶片的放置偏差方面是非常有效的。圖10例示基板的測試數(shù)據(jù)，該基板為具有低摩擦表面條件(μ = 0. 11 0. 13)的弓形硅晶片。圖10說明在0. 13g之橫向加速下，在近450次循環(huán)中，有+/-4.4密爾(mils) 的最大放置偏差(以英寸計)。此圖表顯示出，包括圓頂狀墊的本發(fā)明在相對高g的條件下，甚至在控制低摩擦晶片的放置偏差方面是非常有效的。圖11例示為硅晶片的基板的測試數(shù)據(jù)，向各個墊大量噴灑硅粉塵(silicon dust)以模擬可能的使用中情況。圖11說明在0.13g之橫向加速下，在近550次循環(huán)中，有 +/-3. 35密爾(mils)的最大放置偏差(以英寸計)。此圖表顯示出，包括圓頂狀墊的本發(fā)明在相對高g的條件下，甚至當墊暴露于硅粉塵時，在控制放置偏差方面是非常有效的。上述說明僅揭示本發(fā)明的示例性實施例，對于以上揭示系統(tǒng)、設備及方法的修改， 只要落入本發(fā)明的范疇內，對于該技術領域人士來說是明顯的。舉例來說，精確的墊放置， 以及墊的使用數(shù)量，在本發(fā)明的不同實施例中是可以改變的。因此，雖然本發(fā)明已以示例性實施例揭露如上，但應理解的是，其它實施例可落入如所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之中。
權利要求
1.一種用于在電子元件制造制程中移動基板的系統(tǒng)，包括機械手，用于移動基板，該機械手包括末端執(zhí)行器，且該末端執(zhí)行器包括基座部分，以及至少三個墊，其設置在所述基座部分上，其中每個所述墊包括一個接觸表面，且至少一個接觸表面具有曲面形狀以及約45Ra 約65Ra的粗糙度。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，實質上由三個墊組成。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括四個墊。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括超過四個墊。
5.如權利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個接觸表面的曲率半徑為約 0. 64mm 約 9. 53mm。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述基座部分與至少一個所述墊由導電性材料構成。
7.一種用于移動基板的末端執(zhí)行器，包括基座部分；以及三個墊，其設置在所述基座部分上，其中每個所述墊具有一個接觸表面，且至少一個所述接觸表面具有曲面形狀。
8.如權利要求7所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，所述具有曲面形狀的接觸表面的曲率半徑為約0. 64mm 約9. 53mm。
9.如權利要求7所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，所述具有曲面形狀的接觸表面的表面粗糙度為約45Ra 約65Ra。
10.如權利要求7所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，所述基座部分由導電性材料構成。
11.如權利要求7所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，所述基座部分由傳導性材料構成， 該傳導性材料選自由不銹鋼、氧化鋁、鎳鍍鋁、氧化鋯及碳化硅所組成的群組。
12.如權利要求7所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，至少一個墊由導電性材料構成。
13.如權利要求7所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，至少一個墊由傳導性材料構成，該傳導性材料系選自由不銹鋼、氧化鋁、鎳鍍鋁、氧化鋯及碳化硅所組成的群組。
14.如權利要求7所述的末端執(zhí)行器，其中所述墊與所述基座部分由單個材料件機械加工而成。
15.一種用于移動基板的末端執(zhí)行器，包括基座部分，其由鈦摻雜氧化鋁陶瓷構成；以及三個墊，其由鈦摻雜氧化鋁陶瓷構成并設置在所述基座部分上，其中所述三個墊中的每一個包括一個具有曲面形狀的接觸表面，且該接觸表面的曲率半徑為約0. 64mm 約 9. 53mm，粗糙度為約45Ra 約65Ra。
16.一種用于移動基板的末端執(zhí)行器，包括基座部分；以及至少三個墊，其設置在該基座部分上，其中每個所述墊具有一個接觸表面，且至少一個所述接觸表面具有曲面形狀以及約45Ra 約65Ra的粗糙度。
17.如權利要求16所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，所述具有曲面形狀的接觸表面的曲率半徑為約0. 64mm 約9. 53_。
18.如權利要求16所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，所述基座部分由導電性材料構成。
19.如權利要求16所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，至少一個墊由導電性材料構成。
20.如權利要求16所述的末端執(zhí)行器，其特征在于，所述墊與所述基座部分由單個材料件機械加工而成。
21.一種用于在電子元件制造制程中移動基板的方法，包括提供基板運載機械手，該機械手包括機械手臂；在所述機械手臂上設置末端執(zhí)行器，該末端執(zhí)行器包括基座部分以及設置在其上的至少三個墊，其中每個所述墊包括一個接觸表面，且至少一個所述接觸表面具有曲面形狀以及約45Ra 約65Ra的粗糙度；放置所述基板以和所述末端執(zhí)行器接觸；以及移動所述機械手臂。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述末端執(zhí)行器在以至少0.13g的加速度運動時，維持基板放置在士0. 13mm之內。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于，所述末端執(zhí)行器在以至少0.13g的加速度運動時，維持基板放置在士0. 085mm之內。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述末端執(zhí)行器在以至少0.13g的加速度運動時，維持基板放置在士0. 02mm之內。
全文摘要
提供了用于在電子元件制造中移動基板的系統(tǒng)、方法及設備。在一些方面中，提供了具有基座部分及至少三個墊的末端執(zhí)行器。每個所述墊的具有一個接觸表面，且至少一個接觸表面具有曲面形狀。由末端執(zhí)行器所支撐的基板可以相對高的橫向慣性力移動，而不會相對于墊產生大幅度滑動。本發(fā)明還提供了附加的方面。
文檔編號B65G49/07GK102341901SQ201080010832
公開日2012年2月1日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2009年1月11日
發(fā)明者B·阿萊克斯洛德, E·吳, J·A·布洛迪尼, J·K·福斯特, M·D·塞法堤, P·R·琴恩塔拉帕蒂, S·桑德, T·K·趙 申請人:應用材料公司