输送设备的制作方法

输送设备的制作方法
【专利摘要】一种用于输送基底的基底输送设备，该基底输送设备包括框架、连接到框架上的至少一个传递臂、安装到至少一个传递臂的至少一个末端执行器，和设置在至少一个末端执行器上的至少一个基底支承垫，至少一个基底支承垫具有下列构造，该构造沿至少一个预定方向实现由增大的摩擦系数引起的增大的摩擦力。
【专利说明】输送设备
[0001]相关申请的交叉引用
本申请为2011年12月16日提交的美国临时专利申请号61/576，450的非临时申请，且请求享有其权益，该申请的公开内容通过引用而整体并入本文中。

【技术领域】
[0002]示例性实施例大体上涉及输送设备，并且更具体而言，涉及机器人输送设备。

【背景技术】
[0003]大体上，输送设备使用末端执行器或基底保持器，其利用基底与末端执行器之间的被动接触(例如，被动抓持)。通过被动抓持末端执行器实现的最大加速度阈值可极大地取决于用于被动地接触基底的材料的选择。较高加速度阈值可利用“橡胶类”材料(诸如Kalrez 4079)来实现，该材料自然地比其它材料(诸如氧化铝或石英)顺应性更大。另一方面，橡胶类材料趋于具有较高的粘合力，这可能不利于基底放置准确度以及过程清洁度。还应注意的是，橡胶类材料可能不能够处理热基底。如氧化铝和石英的材料能够在较高温度下操作，且具有低于橡胶类材料的粘合力，然而它们的加速度阈值(或摩擦系数)在与橡胶类材料相比时较低。
[0004]将有利的是具有一种具有被动抓持末端执行器的输送装置，其允许最大化的加速度阈值，同时保持至少较低的粘合力。

【专利附图】

【附图说明】
[0005]在结合附图作出的以下描述中，阐释了公开实施例的前述方面和其它特征，在附图中:
图1A-1D为根据公开实施例的方面的处理工具的示意性视图；
图1E为根据公开实施例的方面的输送车的简图；
图2A-2E为根据公开实施例的方面的输送设备的简图；
图3A和3B为根据公开实施例的方面的输送设备的一部分的简图；
图4为根据公开实施例的方面的输送设备的一部分的简图；
图5和5A-5K为根据公开实施例的方面的输送设备的一部分的简图；
图6A-6E为根据公开实施例的方面的输送设备的一部分的简图；
图7A和7B为根据公开实施例的方面的输送设备的一部分的简图；并且图8为根据公开实施例的方面的基底保持装置的简图。
[0006]应注意的是，附图中所示的特征的比例仅出于示范性目的，且不代表特征的实际比例。

【具体实施方式】
[0007]尽管将参照附图来描述公开实施例的方面，但应当理解的是，公开实施例的方面可以以许多形式体现。此外，可使用任何适合的尺寸、形状或类型的元件。
[0008]参看图1A-1D，示出了组成如本文进一步公开的公开实施例的方面的基底处理设备或工具的示意性视图。
[0009]参看图1A和1B，示出了根据公开实施例的方面的处理设备，诸如，例如半导体工具站1090。尽管附图中示出了半导体工具，但本文所述的公开实施例的方面可应用于使用机器人操纵器的任何工具站或应用。在该实例中，工具1090示为群集工具，然而，公开实施例的方面可应用于任何适合的工具站，诸如，例如线性工具站，诸如图1C和ID中所示的，且在 2006 年 5 月 26 日提交的题为 “Linearly Distributed Semiconductor WorkpieceProcessing Tool, ”的美国专利申请N0.11/442, 511中所述的，该专利的公开内容通过引用而整体并入本文中。工具站1090大体上包括常压前端1000、真空负载锁1010和真空后端1020。在其它方面中，工具站可具有任何适合的构造。前端1000、负载锁1010和后端1020中的各个的构件可连接到控制器1091，控制器1091可为任何适合的控制架构的一部分，诸如，例如群集架构控制。控制系统可为闭环控制器，其具有主控制器、群集控制器和自主远程控制器，诸如2005年7月11日提交的题为“Scalable Mot1n Control System,”的美国专利申请N0.11/178,615中公开的那些，该申请的公开内容通过引用而整体并入本文中。在其它方面中，可使用任何适合的控制器和/或控制系统。
[0010]应注意的是，工具模块中的一个或更多个可包括用于将(多个)工件传递至工具各处的工件输送装置或机器人(如本文所述)。工件输送装置可包括用于在传递期间保持(多个)工件的末端执行器(如本文所述)，且末端执行器可包括具有顺应性微观结构和/或纳米结构的一个或更多个接触垫，其抵靠位于末端执行器上的(多个)工件生成较高的定向摩擦力，而相比于下文将另外更详细地描述的常规平(例如，非定向摩擦)表面，基本没有增大工件上的粘合力(例如，工件上的可为大致垂直于工件的平面的力)。
[0011]在公开实施例的方面中，前端1000大体上包括负载端口模块1005和微环境1060,诸如，例如设备前端模块(EFEM)。负载端口模块1005可为开箱器/装载机对工具标准(BOLTS)接口，其符合用于300mm的负载端口、前开或底开箱/容器和盒的SEMI标准E15.1、E47.1、E62、E19.5*E1.9。在其它方面中，如本文所述，负载端口模块和工具的其它构件可构造成与200mm、300mm或450mm晶片或任何其它适合尺寸和形状的基底(诸如，例如较大或较小的晶片、矩形或正方形的晶片，或用于平板显示器的平板、发光二极管或太阳能电池阵列)对接，或以其它方式对其操作。在其它方面中，如本文所述，工具的构件，例如包括基底输送装置，可构造成处理来自本文所述的半导体制造过程中的任何一个或更多个的热晶片。尽管图1A中示出了两个负载端口模块，但在其它方面中，任何适合数目的负载端口模块都可并入前端1000中。负载端口模块1005可构造成从高架输送系统、自动引导车辆、人引导车辆、轨道引导车辆或从任何其它适合的输送方法接收基底载体或盒1050。负载端口模块1005可通过负载端口 1040与微环境1060对接。负载端口 1040可允许基底通过基底盒1050与微环境1060之间。微环境1060大体上包括如下文将更详细地描述的传递机器人1013。在公开实施例的一个方面中，机器人1013可为履带式机器人，例如，诸如在美国专利6，002，840中所述的，该专利的公开内容通过引用而整体并入本文中。微环境1060可提供用于在多个负载端口模块之间传递基底的受控的清洁区。
[0012]真空负载锁1010可位于微环境1060与后端1020之间，且连接到微环境1060和后端1020。负载锁1010大体上包括常压和真空槽阀。槽阀可提供环境隔离，环境隔离用于在将基底从常压前端载入之后抽空负载锁，且在以不活泼气体(诸如氮气)对锁进行排气时保持传递室中的真空。负载锁1010还可包括对准器1011，其用于使基底的基准点与期望的位置对准以用于处理。在其它方面中，真空负载锁可位于处理设备的任何适合的位置，且具有任何适合的构造。
[0013]真空后端1020大体上包括传递室1025、一个或更多个处理站1030，和传递机器人1014。传递机器人1014将在下文中描述，且可位于传递室1025内，以在负载锁1010与各种处理站1030之间输送基底。处理站1030可通过各种沉积、蚀刻或其它类型的处理来在基底上操作，以在基底上形成电路或其它期望的结构。典型的处理包括但不限于使用真空的薄膜处理，诸如等离子蚀刻或其它蚀刻处理、化学汽相沉积(CVD)、等离子汽相沉积(PVD)、注入(诸如离子注入)、计量、快速热处理(RTP)、干带原子层沉积(ALD)、氧化/扩散、氮化物形成、真空光刻、取向附生(EPI)、丝焊器和蒸发，或使用真空压力的其它薄膜处理。处理站1030连接到传递室1025，以允许基底从传递室1025通过至处理站1030，且反之亦然。
[0014]现在参看图1C，示出了线性基底处理系统2010的示意性平面视图，其中工具接口区段2012安装到传递室模块3018，以便接口区段2012大体上面朝(例如，向内)传递室3018的纵轴线X，但偏离该纵轴线X。传递室模块3018可通过将其它传递室模块3018A、30181,3018J附接到如美国专利申请N0.11/442，511中所述的接口 2050,2060,2070来沿任何适合的方向延伸，该专利先前通过引用并入了本文中。各个传递室模块3018、3019A、30181、3018J包括如下文更详细地描述的基底输送装置2080，以用于将基底输送至处理系统2010的各处，且进入和离开例如处理模块PM。如可认识到的那样，各个室模块可能能够保持隔离的、受控的或密封的气氛(例如，N2、清洁空气、真空)。
[0015]参看图1D，示出了示例性处理工具410的示意性立面视图，其诸如可沿线性传递室416的纵轴线X截取。在一个方面中，如图1D中所示，工具接口区段12可代表性地连接到传递室416。在此方面中，接口区段12可限定工具传递室416的一端。如图1D中所见，传递室416可具有另一个工件进入/退出站412，例如，在接口站12的相对端处。在其它方面中，用于将工件从传递室插入/移除的其它进入/退出站可设在诸如工具传递室416的端部之间。在公开实施例的一个方面中，接口区段12和进入/退出站412可允许工件从工具的装卸和卸载。在其它方面中，工件可从一端载入工具中，且从另一端移除。在一个方面中，传递室416可具有一个或更多个传递室模块18B、18i。各个室模块可能能够保持隔离、受控或密封的气氛(例如，N2、清洁空气、真空)。如之前提到的，传递室模块18B、181、负载锁模块56A、56B和形成图1D所示的传递室416的工件站的构造/布置仅为示例性的，且在其它方面中，传递室可具有以任何期望的模块布置设置的更多或更少的模块。在一个方面中，站412可为负载锁。在其它方面中，负载锁模块可位于端部进入/退出站(类似于站412)之间，或者邻接的传递室模块(类似于模块18i)可构造成作为负载锁来操作。如之前还提到的，传递室模块18B、18i具有位于其中的一个或更多个对应的输送设备26B、26i。相应的传递室模块18B、18i的输送设备26B、26i可协作以在传递室中提供线性分布的工件输送系统420。在其它方面中，传递室模块18B可构造成允许任何适合的输送车900 (图1E)在传递室模块18B之间沿线性传递室416的长度的至少一部分行进。如可认识到的那样，输送车900可包括安装到其且大致类似于本文所述的那些输送设备的任何适合的输送设备。如图ID中所示，还如下文将更详细地描述那样，在一个方面中，输送设备26B的臂可布置成提供可称为快速交换布置的布置，从而允许输送装置从拾取/放置位置快速地交换晶片。输送臂26B可具有适合的驱动区段，以用于从与常规驱动系统相比简化的驱动系统向各个臂提供三(3)个(例如，围绕肩部和肘关节关于Z轴运动的独立旋转)自由度。在其它方面中，驱动区段可向臂提供多于或少于三个自由度。如图1D中所见,在一个方面中，模块56A、56、30i可位于传递室模块18B、18i之间的间隙中，且可限定适合的处理模块、(多个)负载锁、(多个)缓冲站、(多个)计量站或任何其它适合的(多个)站。例如，间隙模块诸如负载锁56A、56和工件站30i可各自具有静止的工件支承件/架56S、56S1、56S2、30S1、30S2，其可与输送臂协作，以实现输送装置或工件沿传递室的线性轴线X穿过传递室的长度。举例来说，(多个)工件可由接口区段12载入传递室416中。(多个)工件可利用接口区段的输送臂15定位在负载锁模块56A的(多个)支承件上。负载锁模块56A中的(多个)工件可通过模块18B中的输送臂26B在负载锁模块56A与负载锁模块56之间移动，且以类似且连贯的方式利用臂26i (模块18i中)在负载锁56与工件站30i之间移动，且利用模块18?中的臂26i在站30i与站412之间移动。该过程可完全或部分地颠倒，以使(多个)工件沿相反方向移动。因此，在一个方面中，工件可在任何方向上沿轴线X移动，且沿传递室移动至任何位置，且可从与传递室连通的任何期望的模块(处理或其它)装载和卸载。在其它方面中，具有静止工件支承件或架的间隙传递室模块可不设在传递室模块18B、18i之间。在公开实施例的此种方面中，邻接的传递室模块的输送臂可从末端执行器或一个输送臂到另一个输送器的末端执行器来直接地(或通过使用缓冲站)传递工件，以使工件穿过传递室移动。处理站模块可通过各种沉积、蚀刻或其它类型的处理来在基底上操作，以在基底上形成电路或其它期望的结构。处理站模块连接到传递室模块，以允许基底从传递室经过至处理站，且反之亦然。具有与图1D中绘出的处理设备类似的总体特征的处理工具的适合实例在之前通过引用而整体并入的美国专利申请序列号N0.11/442,511号中得到描述。
[0016]现在参看图2A-E，示出了示例性基底输送设备200-204。输送设备200-204可大致类似于上文所述的输送设备26b、261、1013、1014、2080。一方面，输送设备200可具有普通的SCARA臂构造。在此，输送设备200用于在半导体制造过程中使半导体晶片202从一个基底保持站移动至另一个基底保持站。输送设备200包括安装在支承件或驱动区段200D(诸如中心柱)上的臂220，该中心柱收纳升降机构(未示出)以竖直地升高和降低臂，且收纳旋转驱动件以用于引起臂220的延伸和收缩。臂220包括内臂211、外臂212，和末端执行器213。内臂211由中心柱200D支承在可旋转的“肩”关节226处，以实现围绕穿过中心柱200D的竖直轴线的旋转。类似地，外臂212在可旋转的“肘”关节228处安装到内臂211，以用于围绕竖直轴线旋转，且末端执行器213在可旋转的“腕”关节232处安装到外臂212，以用于围绕竖直轴线旋转。围绕三个可旋转关节226、228和232的旋转允许末端执行器213移动至水平平面中的任何坐标位置，同时臂220在中心柱上的平移提供了竖直运动。将认识到的是，本发明可与其它机器人臂构造一起使用。例如，在其它方面中，任何适合数目的臂连杆211、212和末端执行器213可由驱动区段213以任何适合的方式驱动。应注意的是，尽管具有两个臂连杆和一个末端执行器的仅一个臂示为附接到驱动区段，但在其它方面中，各自具有任何适合数目的末端执行器的任何适合数目的臂可安装到驱动区段200D且由其驱动。在其它方面中，输送设备可具有任何适合的臂构造，诸如蛙腿构造201、双对称构造202、蛙跳构造203、线性滑动构造204等。基底输送设备的适合的实例可在2008 年 5 月 8 日提交的题为 “SUBSTRATE TRANSPORT APPARATUS WITH MULTIPLE MOVABLEARMS UTILIZING A MECHANICAL SWITCH MECHANISM” 的美国专利申请 12/117，415、2008 年5 月 19 日提交的题为 “COMPACT SUBSTRATE TRANSPORT SYSTEM” 的 12/123，329，和美国专利号6158941、6464448、6485250、7578649和8016541中找到，这些专利的公开内容通过引用而整体并入本文中。
[0017]现在参看图3，示出了根据公开实施例的方面的示例性末端执行器213。末端执行器可具有底座部分302和基底保持部分303。底座部分302可大体上构造成允许末端执行器213例如安装到腕关节(例如，腕关节232)或上述传递臂200-204中的任一个中的任何其它适合的关节，同时基底保持部分303可大体上构造成支承并被动地抓持任何适合的基底202，包括但不限于半导体基底、平板、太阳能电池板、发光二极管、有机发光二极管等。
[0018]末端执行器213可为一件式部件(例如，整体式部件)，或可为如期望减轻末端执行器213重量的组件。末端执行器213可由刚性轻量材料制成，诸如金属和/或复合材料，包括但不限于碳材料、塑料、Kalrez 4079、不锈钢、氧化铝、石英或任何其它适合的材料。如图所示，末端执行器213可大致为平的，或可具有任何其它适合的构造。末端执行器213的上表面324U可具有任何适合的基底支承结构。在一个方面中，支承结构可为一个或更多个基底支承垫213P，其构造成实现基底202的边缘抓持。在此方面中，垫213P(出于举例的目的示出了四个，但在其它方面中，可存在多于或少于四个的垫213P)从上表面324U突出。在一个方面，垫213P可以以任何适合的方式独立地附接到末端执行器213，诸如通过机械紧固件或接合。在其它方面中，垫213P可整体结合到整体式末端执行器中，以便形成末端执行器的一件式结构的一部分。应注意的是，附图中所示的基底支承垫213P的位置仅为示例性的，且应当理解的是，基底支承垫可布置在末端执行器上的任何适合的位置处。例如，在一个方面中，基底支承垫213P可布置成如在SEMI (国际半导体设备暨材料协会)标准中限定的基底禁区(例如，基底的外周、外缘等)处或基底202的允许接触基底的任何其它适合的位置处接触基底202。
[0019]在一个方面中，垫213P可布置成接触基底202的底面(例如，见图3A和3B)，而在其它方面中，垫213P可布置成接触基底的周缘(例如，见图4中的末端执行器213’)。当利用末端执行器213拾取基底时，基底位于垫213P上，且空隙如图3B中所示那样形成在基底202与末端执行器213的上表面324U之间。在一个方面中，垫213P可为被动垫，而在其它方面中，一个或更多个垫可规定为能够移动(诸如通过气动或电磁器件)以接合基底的边缘且抓持垫之间的基底。在又一些方面中，一个或更多个垫213P可能能够可选择地被促动(例如，控制)，以改变垫213P相对于末端执行器、基底202或末端执行器和基底202 二者的位置和/或定向(例如，见图6，其中垫640能够旋转至定向640’，以便改变角β’)。例如，垫213Ρ的位置和/或定向可通过使具有预定垫定向的一个末端执行器与具有不同预定垫定向的另一个末端执行器交换来人工地改变，或者垫213Ρ可以以任何适合的方式(例如，线性地或可旋转地)由基底输送装置内的任何适合的驱动件移动。在又一些方面中，末端执行器213的一部分可具有真空源(未示出)，以用于将基底202至少部分地固连于卡盘。应注意的是，末端执行器213、213’的构造和形状仅为示例性的，且在其它方面中，末端执行器可具有任何适合的构造和/或形状。还应注意的是，尽管末端执行器213、213’构造成且示为保持一个基底202，但在其它方面中，末端执行器可构造成支承或保持为大致堆叠构造(例如，大致成竖直列)和大致并排构造(例如，大致成水平排)中的一个或更多个的任何适合数目的基底。
[0020]还参看图5，支承垫213P中的各个可包括预定表面轮廓，该预定表面轮廓构造成提供预定摩擦系数来用于被动地抓持基底202。预定摩擦系数以预定方式方向可变，以便摩擦系数在一个或多个方向上大于在其它方向上，且导致对应较大的预定摩擦力(例如，来自法向力的公共单元，没有基底202)在摩擦系数较大的那些方向上被动地抓持基底202。在一个方面中，支承垫213P的预定表面轮廓可向材料(由其制造垫，其可为任何适合的材料)提供较高的摩擦系数(在与没有预定表面轮廓的相同材料的垫比较时)和较低的粘合力，同时允许垫213P在较高温度下操作(取决于垫213P的材料选择)。垫213P在本文中可称为定向摩擦垫，其在垫213P的表面的设计和制造中利用定向摩擦或“Gecko效应”的原理。
[0021]在一个方面中，预定表面轮廓可包括小的非对称或对称的毛发类特征的一个或更多个阵列500。作为非限制性实例，阵列500可包括任何适合的对准的微观或纳米观列，或任何其它适合的微观和/或纳米观结构，包括但不限于纳米管(例如，单壁纳米管和/或多壁纳米管)或纳米棒(例如，大致实心的棒状纳米结构)，在此共同称为纳米结构501。在此方面中，纳米结构501大致在竖直方向(图5)沿Z轴线对准，以用于水平地支承基底202，但在其它方面中，纳米结构501可在任何适合的方向上对准，以用于支承或以其它方式保持为任何适合定向的基底。例如，在另一方面中，参看图5E、5F和5G，纳米结构501可相对于Z轴线以任何适合的量Ψ成角度，以用于水平地支承基底202。应注意的是，如下文将描述的，纳米结构501还可相对于预定轴线或摩擦/阻力方向成角度。由于由例如为任何适合定向的基底202上的纳米结构501提供的摩擦系数的直接变化，纳米结构501可提供可变摩擦力。在一个方面中，由较高摩擦系数引起的增大的摩擦力的方向选择成对应于因运动引起的较高的预计惯性负载。简要地参看图2B，仅出于示例性目的，在输送机器人待围绕中心轴线沿箭头299的方向旋转时，由于在沿箭头299的方向移动期间放置在垫213P上的基底202上的预计惯性负载，故增大摩擦力的方向可为沿箭头298的方向。例如，可变摩擦力可如将在下文中描述地沿相应的基底支承垫的轴线，或在任何适合的方向上。在其它方面中，纳米结构501可布置成以便可变摩擦力可沿多于一个的方向施加到基底202 (例如，沿多于一个的轴线，其中方向相对于彼此成角度)。
[0022]在一个方面中，简要地参看图5G，仅出于示范性目的，纳米结构501可布置成以便纳米结构501的自由端501FE限定具有表面平面SP的基底接触/坐靠表面SS，该表面平面SP与基底表面202S大致对准，以便来自基底支承垫500的接触大致正交于基底表面202S。在其它方面中，坐靠表面(包括表面平面SP)可布置成关于基底表面202S倾斜，以便基底支承垫213P的外形相对于基底表面成角度，例如，沿基底支承垫213P与基底202之间的摩擦方向。在又一些方面中，坐靠表面可布置成以便支承垫213P的外形相对于基底支承垫213P与基底202之间的摩擦方向具有任何适合的定向。
[0023]阵列500的各个纳米结构502可由任何适合的材料构成，包括但不限于碳材料、塑料、Kalrez 4079、不锈钢、氧化铝、石英或任何适合的材料，其可顺应于施加到其上的基底202的重量(例如，纳米结构501在基底的重量下偏转，例如，见图5J和5K，其示出了顺应性的成角度纳米结构)，或者不顺应于施加到其上的基底的重量(例如，纳米结构501在基底的重量下基本不偏转，见图5H和51，其示出了基本非顺应性的成角度纳米结构)，如将在下文中更详细地描述的。如可认识到的那样，为纳米结构选择的材料可取决于运送的基底的温度。举例来说，基底202的温度在基底由末端执行器运送时可在大约250°C (或更低)与大约800°C (或更高)之间。为了使末端执行器能够输送热的或高温基底(例如，具有大约300°C或更高的温度的基底)，基底支承垫213P可由耐高温材料构成，其可具有与由末端执行器运送的基底(诸如，例如娃晶片、玻璃基底、监宝石基底等)的闻摩擦系数。
[0024]还参看图5H和51 (以及图5J和5K)，纳米结构501示为沿阻力Fe的方向成角度(例如，以下轴线的方向，摩擦力由纳米结构501沿该轴线方向施加到基底202)。在一个方面中，阻力Fe的方向可为最大阻力的方向。如可认识到的那样，阻力Fe的方向还可沿相对于基底支承垫和基底202中的一个或更多个的预定轴线或多个轴线布置。在其它方面中，纳米结构501可沿任何适合的方向成角度，诸如，例如沿与阻力Fe的方向大致相反的方向。在又一些方面中，阻力Fe的方向可相对于纳米结构501的倾斜方向成角度。使纳米结构501成角度/倾斜可增大相应的纳米结构501与基底202之间的表面接触面积，这可增大纳米结构501与基底202之间的摩擦系数。在一个方面中，阵列500的纳米结构501可构造成使得阵列500与施加的基底重量大致为非顺应性的。例如，纳米结构501可布置成在基底202置于纳米结构501上之前和之后相对于Z轴线大致成角度/倾斜α。如可认识到的那样，如图51所示，纳米结构501还可相对于阻力的轴线599以任何适合的角度α ’ ’成角度。
[0025]在另一个方面中，还参看图5J和5Κ，阵列500的纳米结构501可构造成使得阵列500由于纳米结构501的皱折(buckling)和弯曲而呈现出对施加的基底重量的高顺应性。例如，在松弛(例如，卸载)状态中，纳米结构501可相对于Z轴线成角度α (图5H)布置。在纳米结构501为顺应性纳米结构的情况下，在将基底202载入到阵列500上时(例如，在基底202与纳米结构接触时)，纳米结构可偏转任何适合的量，以便角度α变为α’。纳米结构501的偏转或弯曲的方向可沿阻力Fe的方向(例如，纳米结构偏转增大了纳米结构朝阻力方向的倾斜)。在其它方面中，纳米结构501的偏转方向可与阻力Fe的方向大致相反。如上文所述，如图5Κ所示，纳米结构501还可相对于阻力的轴线599成任何适合的角度 α，，，。
[0026]在一个方面中，纳米结构的顺应性可允许并且实现纳米结构501与基底202表面(例如，底部和/或边缘)之间的大致面间接触。纳米结构501与基底202之间的该大致面间接触可提供基底的平面中的较高动摩擦(例如，在X-Y平面中，见图3Α、3Β)。还应注意的是，由基底202的重量施加到纳米结构501上的正交负载看起来在纳米结构的加载循环上是正的，例如，阵列500支持压缩，同时当通过末端执行器213大致正交于阵列的竖直布置(例如，大致竖直于基底213的表面平面或X-Y平面)的移动来放置基底202时，在基底202的放置期间在适合的基底保持位置处基本不产生抗拉力(例如，基本没有粘合)。
[0027]纳米结构阵列500可以以任何适合的方式形成在垫213Ρ上或与其整体结合，包括但不限于精密铸造(microcasting)或其它模制工艺、电弧放电、激光烧蚀、高压一氧化碳和化学汽相沉积(CVD)。在其它方面中，纳米结构阵列500可形成在任何适合的基底上，该基底以任何适合的方式附连到垫213P。各个纳米结构501可具有任何适合的末梢形状，诸如，例如锥形末梢510(图5A)、凸形末梢511 (图5B和5F)、凹形末梢512(图5C)(或其它圆形末梢)、大致平的末梢513 (图和5E)、和刮勺(spatula)或以其它方式外扩的末梢(图5G)。在一个方面中，纳米结构501的末梢形状可取决于纳米结构501对基底202重量的顺应性程度，以便在纳米结构阵列500与基底202之间提供最大表面接触区域。在其它方面中，纳米结构501的侧部(代替纳米结构的末梢与基底之间的接触或在该接触之外)因如上文所述的纳米结构501的顺应性而可至少部分地提供定向摩擦。
[0028]现在参看图6A和6B，垫213P可以以协作方式布置在末端执行器213上，使得垫定向成在任何方向上沿基底202的平面或垫接触表面提供高摩擦系数。在一个方面中，摩擦力可通过垫213P沿一个或更多个方向施加到基底202。垫213P中的各个的定向可基于施加摩擦力的预定方向，并且/或者基于预定摩擦力分布。例如，参看图6A，末端执行器(其可大致类似于末端执行器213或213’)可具有以任何适合的方式布置在末端执行器表面上(或与末端执行器整体结合地形成)的三个基底支承垫601-603。各个基底支承垫601-603可大致类似于上文所述的垫213P，使得垫601-603的纳米结构501大致沿相应的方向611-613提供摩擦力。类似地，参看图6B，在另一个方面中，末端执行器可具有四个基底支承垫620-623。在此方面中，支承垫620-623以大致正交的对的形式布置(例如，垫630,632布置成与垫621、623大致正交)，其中垫620-623沿相应的方向630-633提供摩擦力。应注意的是，尽管摩擦力的方向611-613、630-633以双向箭头示出，但应当理解的是，由独立的纳米结构501提供或作为垫500共同提供的摩擦力可沿单个方向、双向地并且/或者沿相对于彼此成角度的多个方向作用。还应注意的是，尽管垫601-603、620-623对称地布置，但在其它方面中(如下文将描述的)，垫可非对称地布置。在又一些方面中，垫可具有组合的对称和非对称布置。
[0029]在该方面中，应注意的是，垫601-603具有矩形形状，其中摩擦大致沿垫的纵轴线提供。在其它方面中，由纳米结构501提供的摩擦力可沿任何适合的方向或方向的组合相对于垫提供。还应注意的是，在其它方面中，垫可具有任何适合的形状。在此方面中，垫601-603布置成以便由垫提供的摩擦力的方向611-613相对于彼此以任何适合的角度Θ布置。应注意的是，在一个方面中，各个垫的力方向611-613之间的角度可变化，诸如图6A中所示的，其中，例如，垫602和603成角度Θ地布置，且垫601相对于垫602和603成角度Θ’地布置。在其它方面中，各个垫的各个力方向之间的角度可为等角的。还应当理解的是，尽管图6A中示出了三个垫，但在其它方面中，可使用任何适合数目的垫。
[0030]应注意的是，由基底支承垫213P、601-603、620-623、640-643、650-655、670-675(图6A-6E)提供的摩擦力的布置例如可取决于加速度矢量(或其它惯性因素)，该加速度矢量在基底202由末端执行器213、213’运送时施加到基底202。例如，如上所述，各个垫可具有沿线性轴线的方向，其能够生成最大摩擦系数。垫213P、601-603、620-623、640-643,650-655,670-675可以以预定样式相对于彼此定位在末端执行器213、213’上，使得它们的组合的特性可抵消或以其它方式提供与大致沿基底202的平面P(图3B)施加到基底202的加速度矢量抗衡的高摩擦系数。应注意的是，施加到基底202上的加速度在基底在末端执行器上移动时可从大约0.1g(或更小)到大约0.3g(或更大)。
[0031 ] 参看图6B，示出了四个基底支承垫620-623。垫620-623可大致类似于上文所述的垫213P。在此方面中，垫620-623布置成以便垫620-623中的各个的摩擦力方向630-633大致分开九十度。在其它方面中，垫可具有任何适合的布置以用于提供施加到基底202的任何适合的摩擦力。
[0032]现在参看图6C-6E，示出了根据公开实施例的方面的基底支承垫640-643、650-655、670-675的其它示例性布置。基底支承垫640-643、650-655、670-675可大致类似于上文所述的那些，其中由各个垫提供的摩擦力可在它们相应的箭头644-647、656-661、676-681的方向上沿单向或双向地施加。如上所述，由各个基底支承垫640-643、650-655、670-675提供的摩擦力可沿多于一个的方向施加，且不限于沿相应的箭头644-647、656-661、676-681 的施加。
[0033]如图6C中可见，存在成对布置的四个基底支承垫640-643。在其它方面中，可存在任何适合数目的基底支承垫，其可成对地、以其它集合或单个地布置。垫640、642可相对于轴线XL以其相应的角度β’、β’’成角度。如上文所述，角度β’、β’’可为能够调整/促动的，以便垫640、642的定向变化。在一个方面中，角度β’、β’’可大致相同，而在其它方面中，角度β’、β’’可彼此不同。垫641、643可大致沿公共轴线XM布置，公共轴线XM可相对于轴线XL成任何适合的角度地定向。在其它方面中，垫641、643可不沿公共轴线布置，且可具有与垫640、642的任何适合的角度关系。
[0034]图6D示出了基底支承垫650-655沿径向布置的基底支承垫布置。例如，各个垫的摩擦力施加的方向可从可与基底202的中心一致的中心点CP会聚、发散或会聚和发散的组合。应当理解的是，尽管示出了六个基底支承垫650-655，但在其它方面中，可提供任何适合数目的基底支承塾。
[0035]如可认识到的那样，基底支承垫可布置成以便提供任何适合的力分布/方向。例如，图6Ε示出了具有垫670-675的基底支承垫布置，其中各个垫的摩擦力沿相应的方向施加(例如，沿相应的箭头676-681的方向)。如可认识到的是，相应的垫670-675的各个摩擦力方向可不同于由垫670-675中的其它垫提供的一个或更多个其它摩擦力方向。应注意的是，在一个方面中，一个或更多个垫670-675可沿大致公共的方向施加摩擦力。
[0036]参看图7Α和7Β，在一个方面中，末端执行器713、713’ (其可大致类似于末端执行器213、213’)可具有任何适合数目的基底支承垫，其中各个基底支承垫包括一个或更多个定向垫。例如，参看图7Α，末端执行器713包括三个基底支承垫701-703，其中各个垫具有三个定向垫705-707，定向垫705-707可以以大致类似于垫601-603的方式或以如上所述的任何其它适合的布置来布置。参看图7Β，末端执行器713’包括四个基底支承垫721-724，其各自具有四个定向垫731-734，定向垫731-734可以以大致类似于垫620-623的方式或以上文所述的任何其它适合的布置来布置。
[0037]在其它方面中，参看图8，如本文所述的定向摩擦垫可与旋转装置800 (诸如使用旋转卡盘810的任何装置)一起使用。旋转卡盘装置的一个实例为基底对准器。在一个方面中，卡盘810可包括任何适合数目的基底支承垫820，其可大致类似于上文所述的那些。出于举例的目的，图8中仅示出了八个垫820，但应理解的是，卡盘810可具有多于或少于八个的垫。各个垫820可相对于卡盘810的旋转方向801布置，以便由各个垫的纳米结构501提供的力方向821与旋转方向801大致相切。在其它方面中，垫820可布置成以便各个垫的力方向821具有相对于旋转方向801的任何适合的方向关系。
[0038]根据公开实施例的一个或更多个方面，提供了一种用于输送基底的基底输送设备。基底输送设备包括框架、连接到框架的至少一个传递臂、安装到至少一个传递臂的至少一个末端执行器，和设置在至少一个末端执行器上的至少一个基底支承垫。至少一个基底支承垫具有下列构造，该构造沿至少一个预定方向实现由增大的摩擦系数引起的增大的摩擦力。
[0039]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫构造成在基底的平面中施加定向摩擦力，而基本不沿大致垂直于基底的平面的方向在基底上提供力。
[0040]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫与至少一个末端执行器中的相应一个形成整体式结构。
[0041]根据公开实施例的一个或更多个方面，摩擦力为定向摩擦力，其中至少一个基底支承垫中的各个的摩擦力作用的方向取决于沿基底的平面的基底的加速度矢量。
[0042]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫中的各个包括至少一个定向摩擦垫，其中各个定向摩擦垫包括表面特征，该表面特征构造成沿至少一个预定方向施加由增大的摩擦系数引起的增大的摩擦力。
[0043]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个定向摩擦垫包括多于一个的定向摩擦垫，其中各个定向摩擦垫的至少一个预定方向在公共点处会聚。
[0044]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫包括多于一个的基底支承件，其中各个基底支承垫的至少一个预定方向在至少一个末端执行器中的相应一个的公共点上会聚。
[0045]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫中的各个包括提供摩擦力的微观和纳米观结构中的一个或更多个。
[0046]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫能够控制，以便至少一个基底支承件的定向从一个方向变化到另一个方向。
[0047]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫构造成支承热的晶片。
[0048]根据公开实施例的一个或更多个方面，提供了基底保持装置。基底保持装置包括驱动区段和连接到驱动区段的基底支承件。基底支承件包括至少一个基底支承垫，该基底支承垫具有下列构造，该构造沿至少一个预定方向实现由增大的摩擦系数引起的增大的摩擦力。
[0049]根据公开实施例的一个或更多个方面，驱动区段构造成使基底支承件围绕旋转轴线旋转。
[0050]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫中的各个的至少一个预定方向相对于基底支承件的旋转沿切向定向。
[0051]根据公开实施例的一个或更多个方面，基底保持装置包括可旋转地联接到驱动区段的至少一个臂连杆，且至少一个基底支承件可旋转地联接到该至少一个臂连杆。
[0052]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫构造成在基底的平面中施加定向摩擦力，而基本不沿大致垂直于基底的平面的方向在基底上提供力。
[0053]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫与至少一个基底支承件中的相应一个形成整体式结构。
[0054]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫中的各个包括至少一个定向摩擦垫，其中至少一个定向摩擦垫中的各个包括表面特征，该表面特征构造成沿预定方向相对于至少一个基底支承垫中的相应一个施加定向摩擦力。在另一个方面中，至少一个定向摩擦垫包括多于一个的定向摩擦垫，其中各个定向摩擦垫的预定方向会聚在相应的定向摩擦垫的公共点上。
[0055]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫包括多于一个的基底支承件，其中各个基底支承垫的至少一个预定方向在至少一个基底支承件中的相应一个的公共点上会聚。
[0056]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫中的各个包括提供摩擦力的微观和纳米观结构中的一个或更多个。
[0057]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫能够控制，以便至少一个基底支承件的定向从一个方向变化到另一个方向。
[0058]根据公开实施例的一个或更多个方面，至少一个基底支承垫构造成支承热的晶片。
[0059]应理解的是，以上描述仅示出了公开实施例的方面。本领域技术人员可设计出各种备选方案和改型，而不脱离公开实施例的方面。因此，公开实施例的方面旨在包含落入所附权利要求的范围内的所有此类备选方案、改型和变型。此外，在互不相同的从属权利要求或独立权利要求中叙述不同特征的单纯事实并未指出不可有利地使用这些特征的组合，此种组合仍在本发明的方面的范围内。
【权利要求】
1.一种用于输送基底的基底输送设备，所述基底输送设备包括: 框架； 至少一个传递臂，其连接到所述框架； 至少一个末端执行器，其安装到所述至少一个传递臂；和 至少一个基底支承垫，其设置在所述至少一个末端执行器上，所述至少一个基底支承垫具有下列构造，所述构造沿至少一个预定方向实现由增大的摩擦系数引起的增大的摩擦力。
2.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个基底支承垫构造成在所述基底的平面中施加定向摩擦力，而基本不沿大致垂直于所述基底的平面的方向将力提供在所述基底上。
3.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个基底支承垫与所述至少一个末端执行器中的相应一个形成整体式结构。
4.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述摩擦力为定向摩擦力，其中所述至少一个基底支承垫中的各个的摩擦力作用的方向取决于沿所述基底的平面的所述基底的加速度矢量。
5.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个基底支承垫中的各个包括至少一个定向摩擦垫，其中各个定向摩擦垫包括表面特征，所述表面特征构造成沿至少一个预定方向施加由增大的摩擦系数引起的所述增大的摩擦力。
6.根据权利要求5所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个定向摩擦垫包括多于一个的定向摩擦垫，其中各个定向摩擦垫的至少一个预定方向在公共点处会聚。
7.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个基底支承垫包括多于一个的基底支承件，其中各个基底支承垫的至少一个预定方向在所述至少一个末端执行器中的相应一个的公共点上会聚。
8.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个基底支承垫中的各个包括提供所述摩擦力的微观和纳米观结构中的一个或更多个。
9.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个基底支承垫能够控制，以便所述至少一个基底支承件的定向从一个方向变化至另一个方向。
10.根据权利要求1所述的基底输送设备，其特征在于，所述至少一个基底支承垫构造成支承热的晶片。
11.一种基底保持装置，包括: 驱动区段；和 基底支承件，其连接到所述驱动区段，所述基底支承件包括至少一个基底支承垫，所述至少一个基底支承垫具有下列构造，所述构造沿至少一个预定方向实现由增大的摩擦系数引起的增大的摩擦力。
12.根据权利要求11所述的基底保持装置，其特征在于，所述驱动区段构造成使所述基底支承件围绕旋转轴线旋转。
13.根据权利要求12所述的基底保持装置，其特征在于，所述至少一个基底支承垫中的各个的至少一个预定方向相对于所述基底支承件的旋转相切地定向。
14.根据权利要求12所述的基底保持装置，其特征在于，所述基底保持装置包括至少一个臂连杆，所述至少一个臂连杆可旋转地联接到所述驱动区段，并且所述至少一个基底支承件可旋转地联接到所述至少一个臂连杆。
15.根据权利要求11所述的基底保持装置，其特征在于，所述至少一个基底支承垫构造成在所述基底的平面中施加定向摩擦力，而基本不沿大致垂直于所述基底的平面的方向将力提供在所述基底上。
16.根据权利要求11所述的基底保持装置，其特征在于，所述至少一个基底支承垫与所述至少一个基底支承件中的相应一个形成整体式结构。
17.根据权利要求11所述的基底保持装置，其特征在于，所述至少一个基底支承垫中的各个包括至少一个定向摩擦垫，其中各个定向摩擦垫包括表面特征，所述表面特征构造成沿至少一个预定方向施加由增大的摩擦系数引起的所述增大的摩擦力。
18.根据权利要求17所述的基底保持装置，其特征在于，所述至少一个定向摩擦垫包括多于一个的定向摩擦垫，其中各个定向摩擦垫的至少一个预定方向在公共点处会聚。
19.根据权利要求11所述的基底保持装置，其特征在于，所述至少一个基底支承垫包括多于一个的基底支承垫，其中各个基底支承垫的至少一个预定方向在所述至少一个基底支承件中的相应一个的公共点上会聚。
20.根据权利要求11所述的基底保持装置，其特征在于，所述至少一个基底支承垫中的各个包括提供所述摩擦力的微观和纳米观结构中的一个或更多个。
【文档编号】B65G25/00GK104271474SQ201280069898
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2011年12月16日
【发明者】U.吉尔克里斯特, J.T.穆拉 申请人:布鲁克斯自动化公司