末端执行器的磁性垫片的制作方法

专利名称：末端执行器的磁性垫片的制作方法
技术领域：
本发明的实施例大致涉及用以在转移操作期间支撑衬底的设备与方法。具体而 言，本发明的实施例涉及用以在真空条件下支撑且转移大面积衬底的设备与方法。
背景技术：
大面积衬底通常用于制造太阳能面板、平面面板显示器(例如主动矩阵或薄膜晶 体管(TFT)显示器)、液晶显示器(LCD)、电浆显示器等。随着市场接受太阳能技术与平面面板技术，更大的太阳能面板或平面显示器面 板、增加的产能及更低的制造成本的需求已经驱使设备制造商发展新系统，其中该新系统 可容纳太阳能面板与平面面板显示器制造业者的更大尺寸的衬底。典型地，大面积衬底处理是通过将衬底进行多个相继的制程以在衬底上建立组 件、导体及绝缘体。上述各个制程大致上在被用以执行一个或多个生产过程步骤的制程腔 室中执行。为了有效率地完成整个处理步骤顺序，通常多个制程腔室耦合到中央转移腔室， 其中该中央转移腔室内含机械手臂以促进衬底在这些制程腔室间的转移。大体上，具有此 种配置的处理平台是公知的丛集工具(cluster tool)。这样的用于玻璃衬底处理的丛集 工具可由AKT公司(其为美国加州圣大克劳拉市的应用材料公司所完全拥有的子公司)获 得。随着大面积衬底的尺寸增加，操纵且处理这些衬底的制造设备也必须变得更大。 增加的衬底操纵设备(例如前述的转移机械手臂)的尺寸已经造成许多待克服的技术挑战 以为了维持精确的衬底转移。例如，用于操纵平面面板衬底的转移机械手臂具有一连串的 悬设末端执行器以用于支撑衬底的下侧，其中该末端执行器由一腕部来支撑。多个垫片大 致上贴附到末端执行器以用于与衬底的直接接触。垫片会磨损，并且必须周期性地更换。由 于垫片的数量相当多，更换垫片需要相当长的时间，并且在垫片更换期间，整个丛集工具必 须停机。因此，因更换末端执行器上的垫片需消耗较长时间，故成本增加。故，需要可减少维护时间且能容纳大衬底的末端执行器与末端执行器垫片。

发明内容
本发明的实施例大致涉及用以在转移操作期间支撑衬底的设备与方法。具体而 言，本发明的实施例涉及用以在真空条件下支撑且转移大面积衬底的设备与方法。本发明的一个实施例提供了一种用以在真空环境中支撑且转移大面积衬底的设 备，其至少包含腕部，其耦合到驱动机构；一个或多个末端执行器，其耦合到该腕部，其中 该一个或多个末端执行器用于接受且支撑大面积衬底；多个末端执行器垫片，其设置在该 一个或多个末端执行器的衬底接受表面上，其中该多个末端执行器垫片用于接受该大面积 衬底且避免该大面积衬底与该一个或多个末端执行器之间的直接接触，该多个末端执行器 垫片不使用任何固定件机械地接合到该一个或多个末端执行器以便于替换多个末端执行 器垫片。
本发明的另一个实施例提供了一种用于真空机械手臂的末端执行器的垫片组件， 其至少包含基部构件，其适于将该垫片组件固定到该末端执行器，其中该基部构件具有用 于接触该末端执行器的第一侧与位于该第一侧对面的第二侧；垫片构件，其耦合到该基部 构件，其中该垫片构件具有接触该基部构件的第二侧的第一侧与位于该垫片构件的第一侧 对面的第二侧，并且该垫片构件的第二侧的至少一部分被提升以形成接受且支撑衬底的接 触区域；以及固定装置，其接合该基部构件与该垫片构件。本发明的另一实施例提供了一种用于真空机械手臂的末端执行器的垫片组件，其 至少包含垫片构件，其用于提供供该真空机械手臂用的接触区域，其中该垫片构件具有 第一侧与位于该第一侧对面的第二侧，该第一侧大致平坦，该第二侧具有从其延伸的接触 结构，并且该接触结构的顶表面形成该接触区域；基部构件，其适于将该垫片组件固定到该 末端执行器，其中该基部构件从该第一侧接触该垫片构件；夹钳构件，其从该第二侧接触该 垫片构件，其中该夹钳构件具有孔以允许该接触结构暴露；以及固定装置，其接合该基部构 件、该垫片构件与该夹钳构件。


本发明的前述特征、详细说明可以通过参照实施例来详细地了解，其中一些实施 例在附图中示出。然而，值得注意的是附图仅示出了本发明的典型实施例，并且因此不会限 制本发明范围，本发明允许其它等效的实施例。图1为根据本发明的一个实施例的末端执行器组件的立体图。图2为图1的末端执行器组件的末端执行器的分解图。图3A为根据本发明的一个实施例的末端执行器中磁性组件的分解图。图;3B为末端执行器的剖视图，其显示用于磁性组件的结构。图3C为图3A的磁性组件的磁芯的立体图。图3D为图3A的磁性组件的盖体的立体图。图4A为根据本发明的一个实施例的末端执行器垫片组件与末端执行器的立体 图。图4B为当图4A的末端执行器垫片组件设置在末端执行器上时末端执行器垫片组 件的立体剖视图。图5A为图4B的末端执行器垫片组件的分解图。图5B为用于图5A的末端执行器垫片组件的垫片构件的立体图。图5C为用于图5A的末端执行器垫片组件的基部构件的立体图。图5D为图5C的基部构件的剖视图。图5E为用于图5A的末端执行器垫片组件的夹钳构件的立体图。图5F为图5E的夹钳构件的剖视图。图6A为根据本发明的另一个实施例的末端执行器垫片组件与末端执行器的立体 图。图6B为当图6A的末端执行器垫片组件设置在末端执行器上时末端执行器垫片组 件的剖视图。图7A为图6A的末端执行器垫片组件的分解图。
图7B为图7A的末端执行器垫片组件的第一长侧边剖视图。图7C为图7A的末端执行器垫片组件的俯视图。图7D为图7A的末端执行器垫片组件的第二长侧边剖视图。图7E为图7A的末端执行器垫片组件的仰视图。图7F为图7A的末端执行器垫片组件的短侧边剖视图。图8A为图7A的末端执行器垫片组件的基部构件的俯视图。图8B为图8A的基部构件的剖视图。图9A为图7A的末端执行器垫片组件的垫片构件的俯视图。图9B为图9A的垫片构件的剖视图。图IOA为图7A的末端执行器垫片组件的夹钳构件的俯视图。图IOB为图IOA的夹钳构件的剖视图。为了有助于理解，倘若可行，则在图式中使用相同的组件符号来表示相同的组件。 应理解的是，一个实施例中揭示的组件可以有益地被用在其它实施例中，而不需赘述。
具体实施例方式本发明的实施例大致上涉及用以在转移操作期间支撑衬底的设备与方法。具体而 言，本发明的实施例涉及用以在真空条件下支撑且转移大面积衬底的设备与方法。本发明 的一个实施例提供了一种用以转移且支撑大面积衬底的设备，其中该设备包含一个或多个 末端执行器，这些末端执行器具有多个末端执行器垫片组件固定于其上而不必通过固定件 将这些末端执行器垫片组件机械地接合到这些末端执行器。在一个实施例中，这些末端执 行器垫片组件通过磁力固定到这些末端执行器。在本发明的一个实施例中，磁芯设置在该一个或多个末端执行器中，用以固定邻 近的末端执行器垫片组件。在本发明的一个实施例中，各个上述末端执行器垫片组件均包 含垫片构件用于接触待转移的衬底以及铁磁基体构件用于将末端执行器垫片组件固定到 具有一个或多个磁铁设置在其中的末端执行器。在本发明的一个实施例中，铁磁基体构件具有凸部，该凸部用以提升垫片构件的 一部分以形成接触区域。在另一个实施例中，垫片构件具有突出结构用于接触衬底。在一 个实施例中，突出结构呈圆锥形，而圆锥的开放端用以接触待转移的衬底。图1为根据本发明的一个实施例的末端执行器组件100的立体图。末端执行器组 件100包含多个末端执行器101，这些末端执行器101用以接受且支撑一个或多个大面积衬 底。在一个实施例中，这些末端执行器101是通过腕部108被保持成大致平行对齐，从而使 衬底得以被这些末端执行器101支撑。腕部108大致上连接到驱动机构(例如转移机械手臂)，以移动该末端执行器组件 100连同其上支撑的衬底。在一个实施例中，末端执行器组件100用以用在真空环境中。腕部108可由经选择能在衬底转移期间将热效应减到最小的材料制成。适于制 造腕部108的材料的实例包括但不限于铝/碳化硅复合物、玻璃陶瓷(例如Neoceram N-O 及Neoceram N-11)、铝/铁复合物、碳、碳母体复合物、浇铸铝合金、商用纯铬、石墨、钼、钛 合金、钼钨合金、商用纯钼、^RODUR 、玻璃陶瓷、INVAR 合金、钛Ti-6A1-4V合金、8090铝 MMC、以及金属母体复合物。金属母体复合物大致上包括铝或其它轻金属(即镁、钛、铝、镁
6合金、钛合金、及铝合金)而具有高达30%的填料(例如碳化硅等)。如图1所示，八个末端执行器101耦合到腕部108，并且用以同时支撑两个大面积 衬底。四个末端执行器IOla形成上衬底支撑表面以支撑一第一衬底，并且四个末端执行器 IOlb形成下衬底支撑表面以支撑第二衬底。尽管图上显示对于各个衬底支撑表面的四个 末端执行器101，可以设想的是也可以有效地应用其它数量的末端执行器101 (例如至少两 个)。尽管图上显示末端执行器101用来支撑两个衬底，也可以设想出其它配置(例如单一 个衬底支撑件、三个或多个衬底支撑件)。在一个实施例中，各个末端执行器101包含通过夹钳组件耦合到尖端104的基 部102。具体而言，各个末端执行器IOla包含通过夹钳组件106a耦合到尖端10 的基部 102a,并且各个末端执行器IOlb包含通过夹钳组件106b耦合到尖端104b的基部102b。在 一个实施例中，各个末端执行器101具有主体，主体从腕部108渐渐地变薄到尖端104的远 端以实现轻重量刚性组合。在一个实施例中，末端执行器101的基部102与尖端104大致上由抗高温的材料 制成。材料的密度也是重要的因素，这是因为末端执行器可能因其自身重量而下垂或下陷。 此效应在高温应用中会恶化。适当的材料可以包括但不限于碳纤维强化聚合物(carbon fiber reinforced polymer ;CFRP)、招、金属母体复合物(metal matrix composite ；MMC)、 铝铍母体。在一个实施例中，各个末端执行器101的基部102与尖端104可以由陶瓷制成，这 是因为其具有少量下垂(高杨氏模数)与抗高温性。适当的陶瓷的实例包括但不限于铝、 碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)等。大体上，末端执行器101的基部102与尖端104被设计而使得可以在现存熔炉内 制造末端执行器的各部件。可以设想出的是，若用适当尺寸的熔炉，末端执行器101可以替 代地被制成单件式(one piece)。替代地，对于两件式末端执行器101的基部102与尖端104，可以使用不同的材料。 例如，在一个实施例中，末端执行器101的基部102可以由金属或CFRP制成。对金属或CFRP 的使用允许基部102忍受更大的应力，而不会因其较小的尺寸而向末端执行器101增加明
显的移动动量。在一个实施例中，末端执行器101的尖端104可以由陶瓷制成。这可以将下垂或 下陷减到最小，同时有利地相对于其它材料应用更高的抗高温性。末端执行器101的基部 102与尖端104的任一者或两者可以由任何前述适于腕部108的材料制成。可以设想出的 是，根据本说明书的描述，此应用可以同样使用其它材料与/或材料组合。还可以设想出的是，耦合到腕部108的各个末端执行器101可以由不同于其它末 端执行器101的材料与/或材料组合制成。例如，可以选择两个或多个末端执行器101的 组成，以区分个别末端执行器101与连接到其上的机械手臂的共振频率，并且因此将机械 手臂与/或末端执行器101的震动减到最小。各个末端执行器101还包括多个末端执行器垫片组件110，这些末端执行器垫片 组件110用以直接接触被支撑于其上的衬底，各个末端执行器垫片组件110具有凸部，凸部 用以直接接触衬底，由此提供具有适当摩擦和少量微粒产生的垫料接触。这些末端执行器 垫片组件110设置在各个末端执行器101上方，并且这些凸部共同形成接触表面以用于接受且支撑待转移衬底的背表面。在一个实施例中，这些末端执行器垫片组件110沿着各个 末端执行器101的长度被均勻地散布设置。各个末端执行器垫片组件110具有柔软的、垫料的、或其它的表面设置其上，而不 会损坏衬底。末端执行器垫片组件110可以是刚硬的，或稍微可挠以对衬底提供缓冲。末 端执行器垫片组件110可以支撑衬底以将衬底的破裂或碎裂减到最小。可以设置任何数量 的末端执行器垫片组件110在末端执行器上，只要提供了足够的支撑性即可。在一个实施 例中，96个末端执行器垫片组件110被固定到末端执行器101，并且用以支撑一个衬底。然 而，取决于衬底尺寸，可以使用更多或更少的末端执行器垫片组件110。在一个实施例中，这些末端执行器垫片组件110被可移除地设置在末端执行器 101上方，并且在磨损时可以被移除且被更换。在一个实施例中，为了减少在更换末端执行 器垫片组件110时的停机时间，末端执行器垫片组件110被设置在末端执行器101上，而不 使用任何固定件来将末端执行器垫片组件机械地接合到末端执行器110。在一个实施例中，这些末端执行器垫片组件110是通过磁力被设置在这些末端执 行器101上。在一个实施例中，各个末端执行器101包含多个磁性组件128，并且各个末端 执行器垫片组件110包含铁磁构件以在靠近相应的磁性组件1 处将末端执行器垫片组件 110固定到末端执行器101。图2为根据本发明的一个实施例的末端执行器IOla的分解图。末端执行器IOla 包含基部102a，基部10 通过夹钳组件106a耦合到尖端10如。榫头116形成在基部10 中用于接受尖端l(Ma。多个螺栓117与螺帽118接合基部10 与尖端10如。在一个实施 例中，垫片113、114、115可以被用来接合基部10 与尖端l(Ma。多个磁性组件1 被设置在凹部中，凹部形成在基部10 与尖端10 的上表面 136,138中。各个末端执行器垫片组件110在靠近磁性组件1 处被固定到末端执行器 101a。各个末端执行器垫片组件110具有突出于上表面136、138上方的凸部，并且提供了 末端执行器IOla的接触区域。图3A是根据本发明的一个实施例的末端执行器中磁性组件128的分解图。磁性 组件128包含磁芯134、盖体130与固定件132，固定件132用以将磁芯134与盖体130固 定到末端执行器101的尖端104或基部102。图3C为根据本发明的一个实施例的磁芯134的立体图。磁芯134具有实质环形 的形状。在一个实施例中，磁芯134由强的永久磁铁制成，以提供足以固定末端执行器垫片 组件的强磁力(特别是在真空环境中)，及适于维持末端执行器的刚性的轻重量。在一个实施例中，磁芯134是由级数38的钐钴磁铁制成。在一个实施例中，磁芯 134在永久磁铁上包含涂层。在一个实施例中，磁芯134被涂覆氧化钇(Y2O3)。在一个实施 例中，磁芯134具有小于10克的重量。图3D为根据本发明的一个实施例的盖体130的立体图。盖体130用以避免磁芯 134与邻近的待固定末端执行器垫片组件间的直接金属接触。盖体130具有大致环形的形 状，盖体130在一侧中形成空腔140。空腔140用以容纳磁芯(诸如磁芯134)于其内。在 一个实施例中，盖体130由高效能聚酰亚胺系聚合物制成。在一个实施例中，磁芯134由来 自DuPont的VESPEL 聚合物制成。在一个实施例中，盖体130由热塑性材料(例如聚醚醚 酮(PEEK))制成。
在一个实施例中，末端执行器101具有多个凹部形成于其中以容纳磁性组件128。 图3B为根据本发明的一个实施例的末端执行器中用于容纳磁性组件1 的结构的剖视图。 基部102/尖端104具有多个用以容纳磁芯134与盖体130的凹部122。螺纹孔12 可以 从凹部122延伸，以允许固定件132被固定于其内。如图;3B所示，凹部122可以形成在垫片凹部120中，垫片凹部120用以对末端执 行器垫片组件110提供导引和容纳。在一个实施例中，基部102/尖端104可以具有导引孔 124，以对末端执行器垫片组件110提供精确的对准。图4A为根据本发明的一个实施例的末端执行器垫片组件210的立体图。末端执行 器垫片组件210可以用来取代图1的末端执行器垫片组件110。末端执行器垫片组件210 用以“座落(sit) ”在末端执行器的基部或尖端102/104的垫片凹部120内。图4B为设置在末端执行器的基部102/尖端104中的末端执行器垫片组件210的 立体剖视图。末端执行器垫片组件210具有接触区域202，当末端执行器垫片组件210设置 在末端执行器中时，接触区域202突出于末端执行器垫片组件210的其余部分及末端执行 器的上表面136/138上方。图5A为末端执行器垫片组件210的分解图。末端执行器垫片组件210包含基部 构件220、垫片构件230、及多个夹钳构件M0，其通过螺栓250堆叠在一起。基部构件220 用以对末端执行器组件提供实体支撑，并且对末端执行器中的磁铁提供磁性吸引力。垫片 构件230由可挠材料制成，并且用以对正在处理的衬底提供垫料接触。末端执行器垫片组 件210被预组装，并且用以被设置在末端执行器上且整体地由末端执行器移除。图5B为根据本发明的一个实施例的垫片构件230的立体图。垫片构件230具有 板形的形状。在一个实施例中，垫片构件230具有一对用于螺栓250穿过的孔231。垫片构件230由对正在处理的衬底提供缓冲的可挠材料制成。大体上，垫片构件 230由不会刮伤衬底且兼容于处理化学的材料制成。在一个实施例中，垫片构件230的厚度 约0.4吋。在一个实施例中，垫片构件230是由全氟弹性体(perfluoroelastomer)制成。 在一个实施例中，垫片构件230是由来自DuPont的KALRETZ 聚合物制成。图5C为根据本发明的一个实施例的用于末端执行器垫片组件210的基部构件220 的立体图。图5D为基部构件220的剖视图。基部构件220具有大致板形的形状，且具有用于接触垫片构件230的第一侧225 及位于第一侧225对面的第二侧226。第二侧2 用以接触末端执行器。在一个实施例中， 基部构件220具有凸部221，凸部221位于第一侧225上。凸部221用以提升垫片构件230 以形成一接触区域。在一个实施例中，基部构件220具有两个柱223，柱223从第二侧2 突出。柱223用以内嵌到末端执行器中的导引孔124，以对准末端执行器垫片组件210。在 一个实施例中，螺纹孔2M形成在各个柱223中以与螺栓250耦合进行组装。在一个实施例中，基部构件220具有一个或多个形成于其中的维护孔222。在一个 实施例中，这些维护孔222沿着基部构件220的宽度的方向形成在凸部221中。维护孔222 用以当末端执行器垫片组件210设置在末端执行器中时暴露在上表面136/138上方。在维 修期间，工具可以插入这些维护孔222以将末端执行器垫片组件210举起。在一个实施例中，基部构件220包含铁磁材料且用以通过磁力被贴附到末端执行 器。在一个实施例中，基部构件220由铁磁的高抗腐蚀合金制成。在一个实施例中，基部构件220由包含镍与钼的铁磁材料制成。在一个实施例中，基部构件220是由HAST0LL0Y 合 金C276所制成。图5E为用于末端执行器垫片组件210的夹钳构件240的立体图。图5F为夹钳构 件MO的剖视图。夹钳构件240为板件，其具有孔241用于容纳螺栓250。在一个实施例 中，夹钳构件240具有突出部242用于通过孔231来固定垫片构件230。夹钳构件MO由金 属所形成，例如铝、不锈钢、或任何适当的材料。图6A为根据本发明的一个实施例的末端执行器垫片组件310的立体图。末端执 行器垫片组件310可以用来取代图1的末端执行器组件110。末端执行器垫片组件310用 以“座落(sit) ”在末端执行器的基部或尖端102/104的垫片凹部120内。末端执行器垫片 组件310包含垫片构件330，垫片构件330具有当末端执行器垫片组件310设置在末端执行 器上时从末端执行器垫片组件310的其余部分与末端执行器的上表面136/138突出的接触 结构332。图6B为设置在末端执行器的基部/尖端102/104中的末端执行器垫片组件310 的剖视图。图7A为末端执行器垫片组件310的分解图。末端执行器垫片组件310包含基部 构件320、垫片构件330、及多个夹钳构件340，其通过螺栓350堆叠在一起。基部构件320 用以对末端执行器垫片组件310提供实体支撑，并且对末端执行器中的磁铁提供磁性吸引 力。垫片构件330由可挠材料制成，并且用以对正在转移的衬底提供可挠接触结构。 末端执行器垫片组件310被预组装，并且用以被设置在末端执行器上且整体地由末端执行 器移除。图7B为末端执行器垫片组件310组装后的第一长侧边剖视图。图7C为末端执行 器垫片组件310组装后的俯视图。图7D为末端执行器垫片组件310组装后的第二长侧边 剖视图。图7E为末端执行器垫片组件310组装后的仰视图。图7F为末端执行器垫片组件 310组装后的短侧边剖视图。图9A为根据本发明的一个实施例的垫片构件330的俯视图。图9B为垫片构件 330的剖视图。垫片构件330具有主体335，主体335具有大致板形的形状。主体335具有前侧 334与背侧333。背侧333用以耦合到基部构件320。前侧334具有接触结构332，接触结 构332从主体335延伸。接触结构332具有顶表面302，顶表面302用以接触正在转移的衬底。在一个实施例中，接触结构332具有可提供弹力以支撑衬底的形状。在一个实施 例中，接触结构332具有圆锥形状，而宽端从主体335延伸出。尽管图9B显示圆锥形状，接 触结构332可以具有任何适当的形状，例如接触结构332可以具有“U”形形状。在一个实 施例中，接触结构332提供了用来将末端执行器垫片组件310从末端执行器101抵抗磁力 移除的把手。在一个实施例中，接触结构332为圆锥形状，其具有大致平坦的底部337。在一个 实施例中，圆锥形状具有一开口，开口的半径约为0.6英寸。在一个实施例中，圆锥形状的 内角336约为120°。
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在一个实施例中，垫片构件330具有一对孔331，该对孔331用以允许夹钳构件 340与螺栓350穿过。垫片构件330可以由对正在转移的衬底提供缓冲的可挠材料制成。大体上，垫片 构件330是由不会刮伤衬底且兼容于处理化学的材料制成。在一个实施例中，垫片构件330 是由全氟弹性体(perfluoroelastomer)制成。在一个实施例中，垫片构件330是由来自 DuPont的KALRETZ 弹性体制成。图8A为根据本发明的一个实施例的基部构件320的俯视图。图8B为基部构件 320的剖视图。基部构件320具有实质板形的形状，具有用于接触垫片构件330的第一侧325及 位于第一侧325对面的第二侧326。第一侧325用以支撑垫片构件330的背侧333且为实 质平坦的。第二侧3 用以接触末端执行器。在一个实施例中，基部构件320具有两个柱 323，柱323从第二侧3 突出。柱323用以内嵌到末端执行器中的导引孔124，以对准末端 执行器垫片组件310。在一个实施例中，螺纹孔3 形成在各个柱323中以与螺栓350耦合 进行组装。在一个实施例中，基部构件320包含铁磁材料且用以通过磁力被贴附到末端执行 器。在一个实施例中，基部构件320由铁磁的高抗腐蚀合金制成。在一个实施例中，基部构 件320由包含镍与钼的铁磁材料制成。在一个实施例中，基部构件320是由HAST0LL0Y 合 金C276制成。图IOA为根据本发明的一个实施例的夹钳构件340的俯视图。图IOB为图IOA的 夹钳构件的剖视图。夹钳构件3具有中央孔342用于允许接触结构穿越其中。在一个实施 例中，中央孔342具有实质匹配于接触结构332的外轮廓的轮廓。在一个实施例中，夹钳构 件340具有两个突出部343用于被插入到垫片构件330的孔331。夹钳构件340具有两个 孔341形成穿过主体344及突出部343，以允许螺栓350穿过其中。在一个实施例中，夹钳构件340由金属所形成，例如铝、不锈钢、或任何适当的材 料。本发明的实施例提供了一种末端执行器，其具有多个磁性垫片用于支撑大面积衬 底，特别是在真空环境中。各个磁性垫片具有柔软的、可缓冲的、或其它表面，其不会损坏衬 底。磁性垫片容易安装且移除便于进行简易维护，因而降低了成本。尽管前述说明着重在本发明的实施例，在不脱离本发明的基本范围的前提下，可 以构思出本发明的其它实施例，并且本发明的范围由所附权利要求来界定。
权利要求
1.一种用以在一真空环境中支撑且转移大面积衬底的设备，包括腕部，其耦合到驱动机构；一个或多个末端执行器，其耦合到该腕部，其中该一个或多个末端执行器用以接受且 支撑大面积衬底；多个末端执行器垫片，其设置在该一个或多个末端执行器的衬底接受表面上，其中该 多个末端执行器垫片用以接受该大面积衬底且避免该大面积衬底与该一个或多个末端执 行器之间的直接接触，该多个末端执行器垫片未使用任何固定件机械地接合到该一个或多 个末端执行器。
2.如权利要求1所述的设备，其中该多个末端执行器垫片通过磁力耦合到该一个或多 个末端执行器，该设备还包括多个磁性组件，其设置在该一个或多个末端执行器中，其中各 个磁性组件用以将相应的末端执行器垫片固定到该一个或多个末端执行器。
3.如权利要求2所述的设备，其中各个磁性组件包括磁芯，其设置在凹部中，该凹部形成在该相应的末端执行器中；盖体，其设置在该凹部中且位于该磁芯上方；以及固定装置，其将该磁芯与该盖体固定到该相应的末端执行器。
4.如权利要求3所述的设备，其中该磁芯是由被涂覆以氧化钇的钐钴磁铁制成，并且 其中该盖体包含高效能聚酰亚胺系聚合物。
5.如权利要求2所述的设备，其中该多个末端执行器垫片中每一者分别包括铁磁基部构件，其用以将该末端执行器垫片固定在该多个磁性组件其中一者附近；以及垫片构件，其耦合到该铁磁基部构件，其中当该末端执行器垫片固定到该相应的末端 执行器时，该垫片构件的至少一部分突出于该一个或多个末端执行器的该衬底接受表面上 方，并且该突出部分用以接受该大面积衬底。
6.如权利要求5所述的设备，其中该铁磁基部构件是由包含镍与钼的高抗腐蚀合金制 成，其中该垫片构件是由全氟弹性体制成，其中各个末端执行器还包括夹钳结构，该夹钳结 构用以将该铁磁基部构件接合到该垫片构件，并且其中该铁磁基部构件包括突出上部，该 突出上部用以将该垫片构件的一部分提升以用于接受该大面积衬底。
7.如权利要求5所述的设备，其中该垫片构件包含下部，其适于接触该铁磁基部构件；以及上部，其从该下部延伸，其中该上部的截面形成U形。
8.如权利要求7所述的设备，其中该上部为从该下部延伸的圆锥。
9.一种用于真空机械手臂的末端执行器的垫片组件，包括基部构件，其适于将该垫片组件固定到该末端执行器，其中该基部构件具有用于接触 该末端执行器的第一侧以及位于该第一侧对面的第二侧；垫片构件，其耦合到该基部构件，其中该垫片构件具有接触该基部构件的第二侧的第 一侧以及位于该垫片构件的第一侧对面的第二侧，并且该垫片构件的第二侧的至少一部分 被提升以形成接受且支撑衬底的接触区域；以及固定装置，其接合该基部构件与该垫片构件。
10.如权利要求9所述的垫片组件，其中该基部构件包含铁磁材料，并且用以通过磁力被贴附到该末端执行器。
11.如权利要求10所述的垫片组件，其中该基部构件具有两个从该第一侧延伸的柱， 并且该两个柱用以内嵌到形成在该末端执行器中的凹部内，以便于定位。
12.如权利要求10所述的垫片组件，其中该基部构件具有位于该第二侧上的凸中央 部，该凸中央部用以提升该垫片构件的一部分以形成该接触区域，并且其中该基部构件具 有一个或多个形成在该凸中央部中的维护孔，并且该一个或多个维护孔用以接受用于将该 垫片组件从该末端执行器移除的工具。
13.如权利要求10所述的垫片组件，其中该垫片构件包括从该垫片构件的第二侧延伸 的凸结构，并且该凸结构的远端形成该接触区域，并且其中该凸结构为圆锥，并且该接触区 域包含该圆锥的开放端。
14.一种用于真空机械手臂的末端执行器的垫片组件，包括垫片构件，其用以提供用于该真空机械手臂的接触区域，其中该垫片构件具有第一侧 以及位于该第一侧对面的第二侧，该第一侧大致平坦，该第二侧具有从其延伸的接触结构， 并且该接触结构的顶表面形成该接触区域；基部构件，其适于将该垫片组件固定到该末端执行器，其中该基部构件从该第一侧接 触该垫片构件；夹钳构件，其从该第二侧接触该垫片构件，其中该夹钳构件具有孔以允许该接触结构 露出；以及固定装置，其接合该基部构件、该垫片构件与该夹钳构件。
15.如权利要求14所述的垫片组件，其中该接触结构为圆锥结构，并且该圆锥结构的 开放端形成该接触区域，并且其中该基部构件包含铁磁材料，并且用以通过磁力将该垫片 组件固定到该末端执行器。
全文摘要
本发明的实施例涉及用以在真空条件下支撑且转移大面积衬底的设备与方法。本发明的一个实施例提供了一种设备，其中该设备包含一个或多个末端执行器，这些末端执行器具有多个末端执行器垫片设置于其上而并非机械地接合到该一个或多个末端执行器。在一个实施例中，多个末端执行器垫片组件通过磁力耦合到该一个或多个末端执行器。
文档编号G02F1/13GK102119438SQ200980131075
公开日2011年7月6日 申请日期2009年8月6日 优先权日2008年8月8日
发明者金庆泰 申请人:应用材料公司