專利名稱：末端執(zhí)行器的磁性墊片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大致涉及用以在轉(zhuǎn)移操作期間支撐襯底的設(shè)備與方法。具體而 言，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用以在真空條件下支撐且轉(zhuǎn)移大面積襯底的設(shè)備與方法。
背景技術(shù)：
大面積襯底通常用于制造太陽能面板、平面面板顯示器(例如主動矩陣或薄膜晶 體管(TFT)顯示器)、液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器等。隨著市場接受太陽能技術(shù)與平面面板技術(shù)，更大的太陽能面板或平面顯示器面 板、增加的產(chǎn)能及更低的制造成本的需求已經(jīng)驅(qū)使設(shè)備制造商發(fā)展新系統(tǒng)，其中該新系統(tǒng) 可容納太陽能面板與平面面板顯示器制造業(yè)者的更大尺寸的襯底。典型地，大面積襯底處理是通過將襯底進(jìn)行多個相繼的制程以在襯底上建立組 件、導(dǎo)體及絕緣體。上述各個制程大致上在被用以執(zhí)行一個或多個生產(chǎn)過程步驟的制程腔 室中執(zhí)行。為了有效率地完成整個處理步驟順序，通常多個制程腔室耦合到中央轉(zhuǎn)移腔室， 其中該中央轉(zhuǎn)移腔室內(nèi)含機(jī)械手臂以促進(jìn)襯底在這些制程腔室間的轉(zhuǎn)移。大體上，具有此 種配置的處理平臺是公知的叢集工具(cluster tool)。這樣的用于玻璃襯底處理的叢集 工具可由AKT公司(其為美國加州圣大克勞拉市的應(yīng)用材料公司所完全擁有的子公司)獲 得。隨著大面積襯底的尺寸增加，操縱且處理這些襯底的制造設(shè)備也必須變得更大。 增加的襯底操縱設(shè)備(例如前述的轉(zhuǎn)移機(jī)械手臂)的尺寸已經(jīng)造成許多待克服的技術(shù)挑戰(zhàn) 以為了維持精確的襯底轉(zhuǎn)移。例如，用于操縱平面面板襯底的轉(zhuǎn)移機(jī)械手臂具有一連串的 懸設(shè)末端執(zhí)行器以用于支撐襯底的下側(cè)，其中該末端執(zhí)行器由一腕部來支撐。多個墊片大 致上貼附到末端執(zhí)行器以用于與襯底的直接接觸。墊片會磨損，并且必須周期性地更換。由 于墊片的數(shù)量相當(dāng)多，更換墊片需要相當(dāng)長的時間，并且在墊片更換期間，整個叢集工具必 須停機(jī)。因此，因更換末端執(zhí)行器上的墊片需消耗較長時間，故成本增加。故，需要可減少維護(hù)時間且能容納大襯底的末端執(zhí)行器與末端執(zhí)行器墊片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例大致涉及用以在轉(zhuǎn)移操作期間支撐襯底的設(shè)備與方法。具體而 言，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用以在真空條件下支撐且轉(zhuǎn)移大面積襯底的設(shè)備與方法。本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種用以在真空環(huán)境中支撐且轉(zhuǎn)移大面積襯底的設(shè) 備，其至少包含腕部，其耦合到驅(qū)動機(jī)構(gòu)；一個或多個末端執(zhí)行器，其耦合到該腕部，其中 該一個或多個末端執(zhí)行器用于接受且支撐大面積襯底；多個末端執(zhí)行器墊片，其設(shè)置在該 一個或多個末端執(zhí)行器的襯底接受表面上，其中該多個末端執(zhí)行器墊片用于接受該大面積 襯底且避免該大面積襯底與該一個或多個末端執(zhí)行器之間的直接接觸，該多個末端執(zhí)行器 墊片不使用任何固定件機(jī)械地接合到該一個或多個末端執(zhí)行器以便于替換多個末端執(zhí)行 器墊片。
本發(fā)明的另一個實(shí)施例提供了一種用于真空機(jī)械手臂的末端執(zhí)行器的墊片組件， 其至少包含基部構(gòu)件，其適于將該墊片組件固定到該末端執(zhí)行器，其中該基部構(gòu)件具有用 于接觸該末端執(zhí)行器的第一側(cè)與位于該第一側(cè)對面的第二側(cè)；墊片構(gòu)件，其耦合到該基部 構(gòu)件，其中該墊片構(gòu)件具有接觸該基部構(gòu)件的第二側(cè)的第一側(cè)與位于該墊片構(gòu)件的第一側(cè) 對面的第二側(cè)，并且該墊片構(gòu)件的第二側(cè)的至少一部分被提升以形成接受且支撐襯底的接 觸區(qū)域；以及固定裝置，其接合該基部構(gòu)件與該墊片構(gòu)件。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種用于真空機(jī)械手臂的末端執(zhí)行器的墊片組件，其 至少包含墊片構(gòu)件，其用于提供供該真空機(jī)械手臂用的接觸區(qū)域，其中該墊片構(gòu)件具有 第一側(cè)與位于該第一側(cè)對面的第二側(cè)，該第一側(cè)大致平坦，該第二側(cè)具有從其延伸的接觸 結(jié)構(gòu)，并且該接觸結(jié)構(gòu)的頂表面形成該接觸區(qū)域；基部構(gòu)件，其適于將該墊片組件固定到該 末端執(zhí)行器，其中該基部構(gòu)件從該第一側(cè)接觸該墊片構(gòu)件；夾鉗構(gòu)件，其從該第二側(cè)接觸該 墊片構(gòu)件，其中該夾鉗構(gòu)件具有孔以允許該接觸結(jié)構(gòu)暴露；以及固定裝置，其接合該基部構(gòu) 件、該墊片構(gòu)件與該夾鉗構(gòu)件。


本發(fā)明的前述特征、詳細(xì)說明可以通過參照實(shí)施例來詳細(xì)地了解，其中一些實(shí)施 例在附圖中示出。然而，值得注意的是附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，并且因此不會限 制本發(fā)明范圍，本發(fā)明允許其它等效的實(shí)施例。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器組件的立體圖。圖2為圖1的末端執(zhí)行器組件的末端執(zhí)行器的分解圖。圖3A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器中磁性組件的分解圖。圖;3B為末端執(zhí)行器的剖視圖，其顯示用于磁性組件的結(jié)構(gòu)。圖3C為圖3A的磁性組件的磁芯的立體圖。圖3D為圖3A的磁性組件的蓋體的立體圖。圖4A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器墊片組件與末端執(zhí)行器的立體 圖。圖4B為當(dāng)圖4A的末端執(zhí)行器墊片組件設(shè)置在末端執(zhí)行器上時末端執(zhí)行器墊片組 件的立體剖視圖。圖5A為圖4B的末端執(zhí)行器墊片組件的分解圖。圖5B為用于圖5A的末端執(zhí)行器墊片組件的墊片構(gòu)件的立體圖。圖5C為用于圖5A的末端執(zhí)行器墊片組件的基部構(gòu)件的立體圖。圖5D為圖5C的基部構(gòu)件的剖視圖。圖5E為用于圖5A的末端執(zhí)行器墊片組件的夾鉗構(gòu)件的立體圖。圖5F為圖5E的夾鉗構(gòu)件的剖視圖。圖6A為根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器墊片組件與末端執(zhí)行器的立體 圖。圖6B為當(dāng)圖6A的末端執(zhí)行器墊片組件設(shè)置在末端執(zhí)行器上時末端執(zhí)行器墊片組 件的剖視圖。圖7A為圖6A的末端執(zhí)行器墊片組件的分解圖。
圖7B為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的第一長側(cè)邊剖視圖。圖7C為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的俯視圖。圖7D為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的第二長側(cè)邊剖視圖。圖7E為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的仰視圖。圖7F為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的短側(cè)邊剖視圖。圖8A為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的基部構(gòu)件的俯視圖。圖8B為圖8A的基部構(gòu)件的剖視圖。圖9A為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的墊片構(gòu)件的俯視圖。圖9B為圖9A的墊片構(gòu)件的剖視圖。圖IOA為圖7A的末端執(zhí)行器墊片組件的夾鉗構(gòu)件的俯視圖。圖IOB為圖IOA的夾鉗構(gòu)件的剖視圖。為了有助于理解，倘若可行，則在圖式中使用相同的組件符號來表示相同的組件。 應(yīng)理解的是，一個實(shí)施例中揭示的組件可以有益地被用在其它實(shí)施例中，而不需贅述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例大致上涉及用以在轉(zhuǎn)移操作期間支撐襯底的設(shè)備與方法。具體而 言，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用以在真空條件下支撐且轉(zhuǎn)移大面積襯底的設(shè)備與方法。本發(fā)明 的一個實(shí)施例提供了一種用以轉(zhuǎn)移且支撐大面積襯底的設(shè)備，其中該設(shè)備包含一個或多個 末端執(zhí)行器，這些末端執(zhí)行器具有多個末端執(zhí)行器墊片組件固定于其上而不必通過固定件 將這些末端執(zhí)行器墊片組件機(jī)械地接合到這些末端執(zhí)行器。在一個實(shí)施例中，這些末端執(zhí) 行器墊片組件通過磁力固定到這些末端執(zhí)行器。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，磁芯設(shè)置在該一個或多個末端執(zhí)行器中，用以固定鄰 近的末端執(zhí)行器墊片組件。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，各個上述末端執(zhí)行器墊片組件均包 含墊片構(gòu)件用于接觸待轉(zhuǎn)移的襯底以及鐵磁基體構(gòu)件用于將末端執(zhí)行器墊片組件固定到 具有一個或多個磁鐵設(shè)置在其中的末端執(zhí)行器。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，鐵磁基體構(gòu)件具有凸部，該凸部用以提升墊片構(gòu)件的 一部分以形成接觸區(qū)域。在另一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件具有突出結(jié)構(gòu)用于接觸襯底。在一 個實(shí)施例中，突出結(jié)構(gòu)呈圓錐形，而圓錐的開放端用以接觸待轉(zhuǎn)移的襯底。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器組件100的立體圖。末端執(zhí)行器組 件100包含多個末端執(zhí)行器101，這些末端執(zhí)行器101用以接受且支撐一個或多個大面積襯 底。在一個實(shí)施例中，這些末端執(zhí)行器101是通過腕部108被保持成大致平行對齊，從而使 襯底得以被這些末端執(zhí)行器101支撐。腕部108大致上連接到驅(qū)動機(jī)構(gòu)(例如轉(zhuǎn)移機(jī)械手臂)，以移動該末端執(zhí)行器組件 100連同其上支撐的襯底。在一個實(shí)施例中，末端執(zhí)行器組件100用以用在真空環(huán)境中。腕部108可由經(jīng)選擇能在襯底轉(zhuǎn)移期間將熱效應(yīng)減到最小的材料制成。適于制 造腕部108的材料的實(shí)例包括但不限于鋁/碳化硅復(fù)合物、玻璃陶瓷(例如Neoceram N-O 及Neoceram N-11)、鋁/鐵復(fù)合物、碳、碳母體復(fù)合物、澆鑄鋁合金、商用純鉻、石墨、鉬、鈦 合金、鉬鎢合金、商用純鉬、^RODUR 、玻璃陶瓷、INVAR 合金、鈦Ti-6A1-4V合金、8090鋁 MMC、以及金屬母體復(fù)合物。金屬母體復(fù)合物大致上包括鋁或其它輕金屬(即鎂、鈦、鋁、鎂
6合金、鈦合金、及鋁合金)而具有高達(dá)30%的填料(例如碳化硅等)。如圖1所示，八個末端執(zhí)行器101耦合到腕部108，并且用以同時支撐兩個大面積 襯底。四個末端執(zhí)行器IOla形成上襯底支撐表面以支撐一第一襯底，并且四個末端執(zhí)行器 IOlb形成下襯底支撐表面以支撐第二襯底。盡管圖上顯示對于各個襯底支撐表面的四個 末端執(zhí)行器101，可以設(shè)想的是也可以有效地應(yīng)用其它數(shù)量的末端執(zhí)行器101 (例如至少兩 個)。盡管圖上顯示末端執(zhí)行器101用來支撐兩個襯底，也可以設(shè)想出其它配置(例如單一 個襯底支撐件、三個或多個襯底支撐件)。在一個實(shí)施例中，各個末端執(zhí)行器101包含通過夾鉗組件耦合到尖端104的基 部102。具體而言，各個末端執(zhí)行器IOla包含通過夾鉗組件106a耦合到尖端10 的基部 102a,并且各個末端執(zhí)行器IOlb包含通過夾鉗組件106b耦合到尖端104b的基部102b。在 一個實(shí)施例中，各個末端執(zhí)行器101具有主體，主體從腕部108漸漸地變薄到尖端104的遠(yuǎn) 端以實(shí)現(xiàn)輕重量剛性組合。在一個實(shí)施例中，末端執(zhí)行器101的基部102與尖端104大致上由抗高溫的材料 制成。材料的密度也是重要的因素，這是因?yàn)槟┒藞?zhí)行器可能因其自身重量而下垂或下陷。 此效應(yīng)在高溫應(yīng)用中會惡化。適當(dāng)?shù)牟牧峡梢园ǖ幌抻谔祭w維強(qiáng)化聚合物(carbon fiber reinforced polymer ;CFRP)、招、金屬母體復(fù)合物(metal matrix composite ；MMC)、 鋁鈹母體。在一個實(shí)施例中，各個末端執(zhí)行器101的基部102與尖端104可以由陶瓷制成，這 是因?yàn)槠渚哂猩倭肯麓?高楊氏模數(shù))與抗高溫性。適當(dāng)?shù)奶沾傻膶?shí)例包括但不限于鋁、 碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)等。大體上，末端執(zhí)行器101的基部102與尖端104被設(shè)計而使得可以在現(xiàn)存熔爐內(nèi) 制造末端執(zhí)行器的各部件?？梢栽O(shè)想出的是，若用適當(dāng)尺寸的熔爐，末端執(zhí)行器101可以替 代地被制成單件式(one piece)。替代地，對于兩件式末端執(zhí)行器101的基部102與尖端104，可以使用不同的材料。 例如，在一個實(shí)施例中，末端執(zhí)行器101的基部102可以由金屬或CFRP制成。對金屬或CFRP 的使用允許基部102忍受更大的應(yīng)力，而不會因其較小的尺寸而向末端執(zhí)行器101增加明
顯的移動動量。在一個實(shí)施例中，末端執(zhí)行器101的尖端104可以由陶瓷制成。這可以將下垂或 下陷減到最小，同時有利地相對于其它材料應(yīng)用更高的抗高溫性。末端執(zhí)行器101的基部 102與尖端104的任一者或兩者可以由任何前述適于腕部108的材料制成。可以設(shè)想出的 是，根據(jù)本說明書的描述，此應(yīng)用可以同樣使用其它材料與/或材料組合。還可以設(shè)想出的是，耦合到腕部108的各個末端執(zhí)行器101可以由不同于其它末 端執(zhí)行器101的材料與/或材料組合制成。例如，可以選擇兩個或多個末端執(zhí)行器101的 組成，以區(qū)分個別末端執(zhí)行器101與連接到其上的機(jī)械手臂的共振頻率，并且因此將機(jī)械 手臂與/或末端執(zhí)行器101的震動減到最小。各個末端執(zhí)行器101還包括多個末端執(zhí)行器墊片組件110，這些末端執(zhí)行器墊片 組件110用以直接接觸被支撐于其上的襯底，各個末端執(zhí)行器墊片組件110具有凸部，凸部 用以直接接觸襯底，由此提供具有適當(dāng)摩擦和少量微粒產(chǎn)生的墊料接觸。這些末端執(zhí)行器 墊片組件110設(shè)置在各個末端執(zhí)行器101上方，并且這些凸部共同形成接觸表面以用于接受且支撐待轉(zhuǎn)移襯底的背表面。在一個實(shí)施例中，這些末端執(zhí)行器墊片組件110沿著各個 末端執(zhí)行器101的長度被均勻地散布設(shè)置。各個末端執(zhí)行器墊片組件110具有柔軟的、墊料的、或其它的表面設(shè)置其上，而不 會損壞襯底。末端執(zhí)行器墊片組件110可以是剛硬的，或稍微可撓以對襯底提供緩沖。末 端執(zhí)行器墊片組件110可以支撐襯底以將襯底的破裂或碎裂減到最小?？梢栽O(shè)置任何數(shù)量 的末端執(zhí)行器墊片組件110在末端執(zhí)行器上，只要提供了足夠的支撐性即可。在一個實(shí)施 例中，96個末端執(zhí)行器墊片組件110被固定到末端執(zhí)行器101，并且用以支撐一個襯底。然 而，取決于襯底尺寸，可以使用更多或更少的末端執(zhí)行器墊片組件110。在一個實(shí)施例中，這些末端執(zhí)行器墊片組件110被可移除地設(shè)置在末端執(zhí)行器 101上方，并且在磨損時可以被移除且被更換。在一個實(shí)施例中，為了減少在更換末端執(zhí)行 器墊片組件110時的停機(jī)時間，末端執(zhí)行器墊片組件110被設(shè)置在末端執(zhí)行器101上，而不 使用任何固定件來將末端執(zhí)行器墊片組件機(jī)械地接合到末端執(zhí)行器110。在一個實(shí)施例中，這些末端執(zhí)行器墊片組件110是通過磁力被設(shè)置在這些末端執(zhí) 行器101上。在一個實(shí)施例中，各個末端執(zhí)行器101包含多個磁性組件128，并且各個末端 執(zhí)行器墊片組件110包含鐵磁構(gòu)件以在靠近相應(yīng)的磁性組件1 處將末端執(zhí)行器墊片組件 110固定到末端執(zhí)行器101。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器IOla的分解圖。末端執(zhí)行器IOla 包含基部102a，基部10 通過夾鉗組件106a耦合到尖端10如。榫頭116形成在基部10 中用于接受尖端l(Ma。多個螺栓117與螺帽118接合基部10 與尖端10如。在一個實(shí)施 例中，墊片113、114、115可以被用來接合基部10 與尖端l(Ma。多個磁性組件1 被設(shè)置在凹部中，凹部形成在基部10 與尖端10 的上表面 136,138中。各個末端執(zhí)行器墊片組件110在靠近磁性組件1 處被固定到末端執(zhí)行器 101a。各個末端執(zhí)行器墊片組件110具有突出于上表面136、138上方的凸部，并且提供了 末端執(zhí)行器IOla的接觸區(qū)域。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器中磁性組件128的分解圖。磁性 組件128包含磁芯134、蓋體130與固定件132，固定件132用以將磁芯134與蓋體130固 定到末端執(zhí)行器101的尖端104或基部102。圖3C為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的磁芯134的立體圖。磁芯134具有實(shí)質(zhì)環(huán)形 的形狀。在一個實(shí)施例中，磁芯134由強(qiáng)的永久磁鐵制成，以提供足以固定末端執(zhí)行器墊片 組件的強(qiáng)磁力(特別是在真空環(huán)境中)，及適于維持末端執(zhí)行器的剛性的輕重量。在一個實(shí)施例中，磁芯134是由級數(shù)38的釤鈷磁鐵制成。在一個實(shí)施例中，磁芯 134在永久磁鐵上包含涂層。在一個實(shí)施例中，磁芯134被涂覆氧化釔(Y2O3)。在一個實(shí)施 例中，磁芯134具有小于10克的重量。圖3D為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的蓋體130的立體圖。蓋體130用以避免磁芯 134與鄰近的待固定末端執(zhí)行器墊片組件間的直接金屬接觸。蓋體130具有大致環(huán)形的形 狀，蓋體130在一側(cè)中形成空腔140。空腔140用以容納磁芯(諸如磁芯134)于其內(nèi)。在 一個實(shí)施例中，蓋體130由高效能聚酰亞胺系聚合物制成。在一個實(shí)施例中，磁芯134由來 自DuPont的VESPEL 聚合物制成。在一個實(shí)施例中，蓋體130由熱塑性材料(例如聚醚醚 酮(PEEK))制成。
在一個實(shí)施例中，末端執(zhí)行器101具有多個凹部形成于其中以容納磁性組件128。 圖3B為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器中用于容納磁性組件1 的結(jié)構(gòu)的剖視圖。 基部102/尖端104具有多個用以容納磁芯134與蓋體130的凹部122。螺紋孔12 可以 從凹部122延伸，以允許固定件132被固定于其內(nèi)。如圖;3B所示，凹部122可以形成在墊片凹部120中，墊片凹部120用以對末端執(zhí) 行器墊片組件110提供導(dǎo)引和容納。在一個實(shí)施例中，基部102/尖端104可以具有導(dǎo)引孔 124，以對末端執(zhí)行器墊片組件110提供精確的對準(zhǔn)。圖4A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器墊片組件210的立體圖。末端執(zhí)行 器墊片組件210可以用來取代圖1的末端執(zhí)行器墊片組件110。末端執(zhí)行器墊片組件210 用以“座落(sit) ”在末端執(zhí)行器的基部或尖端102/104的墊片凹部120內(nèi)。圖4B為設(shè)置在末端執(zhí)行器的基部102/尖端104中的末端執(zhí)行器墊片組件210的 立體剖視圖。末端執(zhí)行器墊片組件210具有接觸區(qū)域202，當(dāng)末端執(zhí)行器墊片組件210設(shè)置 在末端執(zhí)行器中時，接觸區(qū)域202突出于末端執(zhí)行器墊片組件210的其余部分及末端執(zhí)行 器的上表面136/138上方。圖5A為末端執(zhí)行器墊片組件210的分解圖。末端執(zhí)行器墊片組件210包含基部 構(gòu)件220、墊片構(gòu)件230、及多個夾鉗構(gòu)件M0，其通過螺栓250堆疊在一起?；繕?gòu)件220 用以對末端執(zhí)行器組件提供實(shí)體支撐，并且對末端執(zhí)行器中的磁鐵提供磁性吸引力。墊片 構(gòu)件230由可撓材料制成，并且用以對正在處理的襯底提供墊料接觸。末端執(zhí)行器墊片組 件210被預(yù)組裝，并且用以被設(shè)置在末端執(zhí)行器上且整體地由末端執(zhí)行器移除。圖5B為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的墊片構(gòu)件230的立體圖。墊片構(gòu)件230具有 板形的形狀。在一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件230具有一對用于螺栓250穿過的孔231。墊片構(gòu)件230由對正在處理的襯底提供緩沖的可撓材料制成。大體上，墊片構(gòu)件 230由不會刮傷襯底且兼容于處理化學(xué)的材料制成。在一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件230的厚度 約0.4吋。在一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件230是由全氟彈性體(perfluoroelastomer)制成。 在一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件230是由來自DuPont的KALRETZ 聚合物制成。圖5C為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于末端執(zhí)行器墊片組件210的基部構(gòu)件220 的立體圖。圖5D為基部構(gòu)件220的剖視圖?；繕?gòu)件220具有大致板形的形狀，且具有用于接觸墊片構(gòu)件230的第一側(cè)225 及位于第一側(cè)225對面的第二側(cè)226。第二側(cè)2 用以接觸末端執(zhí)行器。在一個實(shí)施例中， 基部構(gòu)件220具有凸部221，凸部221位于第一側(cè)225上。凸部221用以提升墊片構(gòu)件230 以形成一接觸區(qū)域。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件220具有兩個柱223，柱223從第二側(cè)2 突出。柱223用以內(nèi)嵌到末端執(zhí)行器中的導(dǎo)引孔124，以對準(zhǔn)末端執(zhí)行器墊片組件210。在 一個實(shí)施例中，螺紋孔2M形成在各個柱223中以與螺栓250耦合進(jìn)行組裝。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件220具有一個或多個形成于其中的維護(hù)孔222。在一個 實(shí)施例中，這些維護(hù)孔222沿著基部構(gòu)件220的寬度的方向形成在凸部221中。維護(hù)孔222 用以當(dāng)末端執(zhí)行器墊片組件210設(shè)置在末端執(zhí)行器中時暴露在上表面136/138上方。在維 修期間，工具可以插入這些維護(hù)孔222以將末端執(zhí)行器墊片組件210舉起。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件220包含鐵磁材料且用以通過磁力被貼附到末端執(zhí)行 器。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件220由鐵磁的高抗腐蝕合金制成。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件220由包含鎳與鉬的鐵磁材料制成。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件220是由HAST0LL0Y 合 金C276所制成。圖5E為用于末端執(zhí)行器墊片組件210的夾鉗構(gòu)件240的立體圖。圖5F為夾鉗構(gòu) 件MO的剖視圖。夾鉗構(gòu)件240為板件，其具有孔241用于容納螺栓250。在一個實(shí)施例 中，夾鉗構(gòu)件240具有突出部242用于通過孔231來固定墊片構(gòu)件230。夾鉗構(gòu)件MO由金 屬所形成，例如鋁、不銹鋼、或任何適當(dāng)?shù)牟牧?。圖6A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的末端執(zhí)行器墊片組件310的立體圖。末端執(zhí) 行器墊片組件310可以用來取代圖1的末端執(zhí)行器組件110。末端執(zhí)行器墊片組件310用 以“座落(sit) ”在末端執(zhí)行器的基部或尖端102/104的墊片凹部120內(nèi)。末端執(zhí)行器墊片 組件310包含墊片構(gòu)件330，墊片構(gòu)件330具有當(dāng)末端執(zhí)行器墊片組件310設(shè)置在末端執(zhí)行 器上時從末端執(zhí)行器墊片組件310的其余部分與末端執(zhí)行器的上表面136/138突出的接觸 結(jié)構(gòu)332。圖6B為設(shè)置在末端執(zhí)行器的基部/尖端102/104中的末端執(zhí)行器墊片組件310 的剖視圖。圖7A為末端執(zhí)行器墊片組件310的分解圖。末端執(zhí)行器墊片組件310包含基部 構(gòu)件320、墊片構(gòu)件330、及多個夾鉗構(gòu)件340，其通過螺栓350堆疊在一起。基部構(gòu)件320 用以對末端執(zhí)行器墊片組件310提供實(shí)體支撐，并且對末端執(zhí)行器中的磁鐵提供磁性吸引 力。墊片構(gòu)件330由可撓材料制成，并且用以對正在轉(zhuǎn)移的襯底提供可撓接觸結(jié)構(gòu)。 末端執(zhí)行器墊片組件310被預(yù)組裝，并且用以被設(shè)置在末端執(zhí)行器上且整體地由末端執(zhí)行 器移除。圖7B為末端執(zhí)行器墊片組件310組裝后的第一長側(cè)邊剖視圖。圖7C為末端執(zhí)行 器墊片組件310組裝后的俯視圖。圖7D為末端執(zhí)行器墊片組件310組裝后的第二長側(cè)邊 剖視圖。圖7E為末端執(zhí)行器墊片組件310組裝后的仰視圖。圖7F為末端執(zhí)行器墊片組件 310組裝后的短側(cè)邊剖視圖。圖9A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的墊片構(gòu)件330的俯視圖。圖9B為墊片構(gòu)件 330的剖視圖。墊片構(gòu)件330具有主體335，主體335具有大致板形的形狀。主體335具有前側(cè) 334與背側(cè)333。背側(cè)333用以耦合到基部構(gòu)件320。前側(cè)334具有接觸結(jié)構(gòu)332，接觸結(jié) 構(gòu)332從主體335延伸。接觸結(jié)構(gòu)332具有頂表面302，頂表面302用以接觸正在轉(zhuǎn)移的襯底。在一個實(shí)施例中，接觸結(jié)構(gòu)332具有可提供彈力以支撐襯底的形狀。在一個實(shí)施 例中，接觸結(jié)構(gòu)332具有圓錐形狀，而寬端從主體335延伸出。盡管圖9B顯示圓錐形狀，接 觸結(jié)構(gòu)332可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤?，例如接觸結(jié)構(gòu)332可以具有“U”形形狀。在一個實(shí) 施例中，接觸結(jié)構(gòu)332提供了用來將末端執(zhí)行器墊片組件310從末端執(zhí)行器101抵抗磁力 移除的把手。在一個實(shí)施例中，接觸結(jié)構(gòu)332為圓錐形狀，其具有大致平坦的底部337。在一個 實(shí)施例中，圓錐形狀具有一開口，開口的半徑約為0.6英寸。在一個實(shí)施例中，圓錐形狀的 內(nèi)角336約為120°。
10
在一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件330具有一對孔331，該對孔331用以允許夾鉗構(gòu)件 340與螺栓350穿過。墊片構(gòu)件330可以由對正在轉(zhuǎn)移的襯底提供緩沖的可撓材料制成。大體上，墊片 構(gòu)件330是由不會刮傷襯底且兼容于處理化學(xué)的材料制成。在一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件330 是由全氟彈性體(perfluoroelastomer)制成。在一個實(shí)施例中，墊片構(gòu)件330是由來自 DuPont的KALRETZ 彈性體制成。圖8A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基部構(gòu)件320的俯視圖。圖8B為基部構(gòu)件 320的剖視圖?；繕?gòu)件320具有實(shí)質(zhì)板形的形狀，具有用于接觸墊片構(gòu)件330的第一側(cè)325及 位于第一側(cè)325對面的第二側(cè)326。第一側(cè)325用以支撐墊片構(gòu)件330的背側(cè)333且為實(shí) 質(zhì)平坦的。第二側(cè)3 用以接觸末端執(zhí)行器。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件320具有兩個柱 323，柱323從第二側(cè)3 突出。柱323用以內(nèi)嵌到末端執(zhí)行器中的導(dǎo)引孔124，以對準(zhǔn)末端 執(zhí)行器墊片組件310。在一個實(shí)施例中，螺紋孔3 形成在各個柱323中以與螺栓350耦合 進(jìn)行組裝。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件320包含鐵磁材料且用以通過磁力被貼附到末端執(zhí)行 器。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件320由鐵磁的高抗腐蝕合金制成。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu) 件320由包含鎳與鉬的鐵磁材料制成。在一個實(shí)施例中，基部構(gòu)件320是由HAST0LL0Y 合 金C276制成。圖IOA為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的夾鉗構(gòu)件340的俯視圖。圖IOB為圖IOA的 夾鉗構(gòu)件的剖視圖。夾鉗構(gòu)件3具有中央孔342用于允許接觸結(jié)構(gòu)穿越其中。在一個實(shí)施 例中，中央孔342具有實(shí)質(zhì)匹配于接觸結(jié)構(gòu)332的外輪廓的輪廓。在一個實(shí)施例中，夾鉗構(gòu) 件340具有兩個突出部343用于被插入到墊片構(gòu)件330的孔331。夾鉗構(gòu)件340具有兩個 孔341形成穿過主體344及突出部343，以允許螺栓350穿過其中。在一個實(shí)施例中，夾鉗構(gòu)件340由金屬所形成，例如鋁、不銹鋼、或任何適當(dāng)?shù)牟?料。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種末端執(zhí)行器，其具有多個磁性墊片用于支撐大面積襯 底，特別是在真空環(huán)境中。各個磁性墊片具有柔軟的、可緩沖的、或其它表面，其不會損壞襯 底。磁性墊片容易安裝且移除便于進(jìn)行簡易維護(hù)，因而降低了成本。盡管前述說明著重在本發(fā)明的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的前提下，可 以構(gòu)思出本發(fā)明的其它實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來界定。
權(quán)利要求
1.一種用以在一真空環(huán)境中支撐且轉(zhuǎn)移大面積襯底的設(shè)備，包括腕部，其耦合到驅(qū)動機(jī)構(gòu)；一個或多個末端執(zhí)行器，其耦合到該腕部，其中該一個或多個末端執(zhí)行器用以接受且 支撐大面積襯底；多個末端執(zhí)行器墊片，其設(shè)置在該一個或多個末端執(zhí)行器的襯底接受表面上，其中該 多個末端執(zhí)行器墊片用以接受該大面積襯底且避免該大面積襯底與該一個或多個末端執(zhí) 行器之間的直接接觸，該多個末端執(zhí)行器墊片未使用任何固定件機(jī)械地接合到該一個或多 個末端執(zhí)行器。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該多個末端執(zhí)行器墊片通過磁力耦合到該一個或多 個末端執(zhí)行器，該設(shè)備還包括多個磁性組件，其設(shè)置在該一個或多個末端執(zhí)行器中，其中各 個磁性組件用以將相應(yīng)的末端執(zhí)行器墊片固定到該一個或多個末端執(zhí)行器。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中各個磁性組件包括磁芯，其設(shè)置在凹部中，該凹部形成在該相應(yīng)的末端執(zhí)行器中；蓋體，其設(shè)置在該凹部中且位于該磁芯上方；以及固定裝置，其將該磁芯與該蓋體固定到該相應(yīng)的末端執(zhí)行器。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中該磁芯是由被涂覆以氧化釔的釤鈷磁鐵制成，并且 其中該蓋體包含高效能聚酰亞胺系聚合物。
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中該多個末端執(zhí)行器墊片中每一者分別包括鐵磁基部構(gòu)件，其用以將該末端執(zhí)行器墊片固定在該多個磁性組件其中一者附近；以及墊片構(gòu)件，其耦合到該鐵磁基部構(gòu)件，其中當(dāng)該末端執(zhí)行器墊片固定到該相應(yīng)的末端 執(zhí)行器時，該墊片構(gòu)件的至少一部分突出于該一個或多個末端執(zhí)行器的該襯底接受表面上 方，并且該突出部分用以接受該大面積襯底。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中該鐵磁基部構(gòu)件是由包含鎳與鉬的高抗腐蝕合金制 成，其中該墊片構(gòu)件是由全氟彈性體制成，其中各個末端執(zhí)行器還包括夾鉗結(jié)構(gòu)，該夾鉗結(jié) 構(gòu)用以將該鐵磁基部構(gòu)件接合到該墊片構(gòu)件，并且其中該鐵磁基部構(gòu)件包括突出上部，該 突出上部用以將該墊片構(gòu)件的一部分提升以用于接受該大面積襯底。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中該墊片構(gòu)件包含下部，其適于接觸該鐵磁基部構(gòu)件；以及上部，其從該下部延伸，其中該上部的截面形成U形。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中該上部為從該下部延伸的圓錐。
9.一種用于真空機(jī)械手臂的末端執(zhí)行器的墊片組件，包括基部構(gòu)件，其適于將該墊片組件固定到該末端執(zhí)行器，其中該基部構(gòu)件具有用于接觸 該末端執(zhí)行器的第一側(cè)以及位于該第一側(cè)對面的第二側(cè)；墊片構(gòu)件，其耦合到該基部構(gòu)件，其中該墊片構(gòu)件具有接觸該基部構(gòu)件的第二側(cè)的第 一側(cè)以及位于該墊片構(gòu)件的第一側(cè)對面的第二側(cè)，并且該墊片構(gòu)件的第二側(cè)的至少一部分 被提升以形成接受且支撐襯底的接觸區(qū)域；以及固定裝置，其接合該基部構(gòu)件與該墊片構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求9所述的墊片組件，其中該基部構(gòu)件包含鐵磁材料，并且用以通過磁力被貼附到該末端執(zhí)行器。
11.如權(quán)利要求10所述的墊片組件，其中該基部構(gòu)件具有兩個從該第一側(cè)延伸的柱， 并且該兩個柱用以內(nèi)嵌到形成在該末端執(zhí)行器中的凹部內(nèi)，以便于定位。
12.如權(quán)利要求10所述的墊片組件，其中該基部構(gòu)件具有位于該第二側(cè)上的凸中央 部，該凸中央部用以提升該墊片構(gòu)件的一部分以形成該接觸區(qū)域，并且其中該基部構(gòu)件具 有一個或多個形成在該凸中央部中的維護(hù)孔，并且該一個或多個維護(hù)孔用以接受用于將該 墊片組件從該末端執(zhí)行器移除的工具。
13.如權(quán)利要求10所述的墊片組件，其中該墊片構(gòu)件包括從該墊片構(gòu)件的第二側(cè)延伸 的凸結(jié)構(gòu)，并且該凸結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端形成該接觸區(qū)域，并且其中該凸結(jié)構(gòu)為圓錐，并且該接觸區(qū) 域包含該圓錐的開放端。
14.一種用于真空機(jī)械手臂的末端執(zhí)行器的墊片組件，包括墊片構(gòu)件，其用以提供用于該真空機(jī)械手臂的接觸區(qū)域，其中該墊片構(gòu)件具有第一側(cè) 以及位于該第一側(cè)對面的第二側(cè)，該第一側(cè)大致平坦，該第二側(cè)具有從其延伸的接觸結(jié)構(gòu)， 并且該接觸結(jié)構(gòu)的頂表面形成該接觸區(qū)域；基部構(gòu)件，其適于將該墊片組件固定到該末端執(zhí)行器，其中該基部構(gòu)件從該第一側(cè)接 觸該墊片構(gòu)件；夾鉗構(gòu)件，其從該第二側(cè)接觸該墊片構(gòu)件，其中該夾鉗構(gòu)件具有孔以允許該接觸結(jié)構(gòu) 露出；以及固定裝置，其接合該基部構(gòu)件、該墊片構(gòu)件與該夾鉗構(gòu)件。
15.如權(quán)利要求14所述的墊片組件，其中該接觸結(jié)構(gòu)為圓錐結(jié)構(gòu)，并且該圓錐結(jié)構(gòu)的 開放端形成該接觸區(qū)域，并且其中該基部構(gòu)件包含鐵磁材料，并且用以通過磁力將該墊片 組件固定到該末端執(zhí)行器。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用以在真空條件下支撐且轉(zhuǎn)移大面積襯底的設(shè)備與方法。本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種設(shè)備，其中該設(shè)備包含一個或多個末端執(zhí)行器，這些末端執(zhí)行器具有多個末端執(zhí)行器墊片設(shè)置于其上而并非機(jī)械地接合到該一個或多個末端執(zhí)行器。在一個實(shí)施例中，多個末端執(zhí)行器墊片組件通過磁力耦合到該一個或多個末端執(zhí)行器。
文檔編號G02F1/13GK102119438SQ200980131075
公開日2011年7月6日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者金慶泰 申請人:應(yīng)用材料公司