[发明专利]双臂真空机械手

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月30日提交的，申请号为61/731,755的美国临时申请的权益。该申请的全部公开通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及机械手，尤其是涉及用于衬底处理系统中的双臂机械手。

背景技术

本文提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。在该背景技术部分中所描述的范围内的目前署名的发明人的工作，以及在提交申请时不能视为现有技术的描述的方面，既不明示也不暗示地承认其为对抗本公开的现有技术。

不同类型的工具被用来在如半导体晶片等衬底上执行处理操作。处理室可以布置成围绕中央轮轴（hub）。可将中央轮轴和所述处理室保持在低压强。

可通过衬底处理系统将衬底引入所述处理室。衬底处理系统将衬底从工厂地面传送至处理室。衬底处理系统可包括加载锁，以将衬底从大气条件带到低压条件以及从低压条件带回大气条件。机械手通常用于传输衬底。衬底处理系统可以利用在大气条件下和在低压强下操作的机械手。吞吐量，指的是在一段时间内处理的衬底的数量，吞吐量受处理时间、一次处理的晶片的数量，以及将晶片引入真空处理室的步骤的时间配置的影响。

发明内容

一种用于衬底处理系统的双臂机械手包括基部和具有伸展位置和缩回位置的第一臂。第一臂包括：第一臂部分，其具有能旋转地连接到所述基部的一端；第二臂部分，其具有能旋转地连接到所述第一臂部分的另一端的一端；以及端部执行器，其具有能旋转地连接到所述第二臂部分的另一端的一端和配置为支承所述第一衬底的另一端。第二臂具有伸展和缩回位置。第二臂包括：第一臂部分，其具有能旋转地连接到所述基部的一端；第二臂部分，其具有能旋转地连接到所述第一臂部分的另一端的一端；以及端部执行器，其具有能旋转地连接到所述第二臂部分的另一端的一端和配置为支承所述第二衬底的另一端。当第一和第二臂被配置为处于所述缩回位置时，第一臂的第二臂部分和第一臂的端部执行器之间的连接部位于所述第二衬底的上方，第二臂的第二臂部分和第二臂的端部执行器之间的连接部位于所述第一衬底的下方，且所述第一衬底不位于所述第二衬底的上方。

在一些特征中，当所述第一臂或所述第二臂中的至少一个在所述缩回位置和伸展位置之间移动时，所述第一衬底不越过所述第二衬底。

在另一些特征中，当所述第一臂的所述第一臂部分和所述第二臂的所述第一臂部分都处于缩回位置时，（i）所述第一臂的所述第一臂部分和所述第二臂的所述第一臂部分是共线的，并且（ii）所述第一衬底和所述第二衬底的外周边缘位于由所述第一臂的所述第一臂部分和所述第二臂的所述第一臂部分的径向最外部分限定的圆内。

在另一些特征中，所述驱动机构被配置为使沿所述第一旋转方向的相对于所述基部的所述第一臂的所述第一臂部分的旋转与（i）沿与所述第一旋转方向相反的所述第二旋转方向的相对于所述第一臂的所述第一臂部分的所述第一臂的所述第二臂部分的旋转以及（ⅱ）沿所述第一旋转方向的相对于所述第一臂的所述第二臂部分的所述第一臂的所述端部执行器的旋转耦合。

在另一些特征中，所述驱动机构被进一步配置为使沿所述第二旋转方向的相对于所述基部的所述第二臂的所述第一臂部分的旋转与（i）沿所述第一旋转方向的相对于所述第二臂的所述第一臂部分的所述第二臂的所述第二臂部分的旋转以及（ⅱ）沿所述第二旋转方向的相对于所述第二臂的所述第二臂部分的所述第二臂的所述端部执行器的旋转耦合。

在另一些特征，所述驱动机构包括第一马达、第二马达和共同的马达。所述第一马达的旋转使所述第一和第二臂相对于所述基部伸展和缩回，所述第一马达和所述第二马达的旋转使得所述第一臂或所述第二臂能相对于所述基部伸展和缩回，且所述共同的马达的旋转使所述第一臂和所述第二臂相对于所述基部旋转而不伸展或缩回。

在另一些特征中，所述驱动机构包括一个或多个轮和一个或多个传动带以旋转地耦合所述第一臂的所述第一臂部分、所述第一臂的所述第二臂部分与所述第一臂的所述端部执行器的旋转；以及旋转地耦合所述第二臂的所述第一臂部分、所述第二臂的所述第二臂部分与所述第二臂的所述端部执行器的旋转。