带有线性轴承的传送装置及其方法与流程

示例性实施例总体上涉及传送装置，并且更具体地，涉及在热升高的真空环境中采用的传送装置。

背景技术：

1、为例如半导体工业开发的工艺通常已经在真空环境中进行，因为它提供了清洁度和分子纯度。历史上有限数量的真空工艺在高于约50℃(约120℉)的温度下运行；但是，在写作本申请时，执行的大部分工艺是在约150℃(约300℉)至约700℃(约1290℉)的温度下执行的。真空环境和升高的温度的结合为滚动元件提出了挑战性的环境，即使当采用润滑剂以在例如半导体加工设备的使用寿命内实现可靠的操作时也是如此。在高于约150℃(约300℉)的温度下，大多数真空润滑脂开始加速蒸发过程，这减少了可用的润滑剂。这继而缩短了滚动元件的使用寿命，并且通常减小了重新润滑滚动元件的检修间隔。在这些检修间隔期间，例如，暴露在大气压条件下的半导体加工设备被停止，然后在检修(一个或多个)滚动元件后重新核验工艺(清洗/清洁，抽真空等)。滚动元件的检修和工艺的重新核验可能会导致三到五天的生产损失，从而给半导体器件制造商造成重大的金钱损失。可替代地，可以延长检修间隔的长度，这可能引入增加数量的随机故障模式，诸如增加的微粒或伺服位置误差。这些选项均不能满足期望的使用寿命。

2、另外，特定的半导体工艺对半导体衬底(例如晶片)上的机械接触变得更敏感。例如，在晶片的传送期间，施加到晶片的薄膜材料可能会断裂或破裂。由薄膜的断裂或破裂产生的材料片可能沉积在晶片表面上，从而在晶片上产生缺陷，这降低了晶片的半导体器件的产量。诸如由于劣化的滚动元件和/或带有较差的机械共振的滚动元件所导致的与晶片的粗糙的机械接触是不期望的。

技术实现思路

技术特征：

1.一种真空衬底传送装置，包括：

2.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动承载元件和所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件各自是滚珠。

3.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动承载元件和所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件各自是滚柱。

4.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件的所述牺牲性缓冲材料形成相对于所述至少一个滚动承载元件牺牲地磨损的所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件的牺牲性磨损表面。

5.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件相对于所述至少一个滚动承载元件具有润滑的材料表面，其中所述润滑的材料表面包括润滑剂。

6.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件的所述牺牲性缓冲材料是聚酰亚胺(pi)。

7.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件的所述牺牲性缓冲材料是聚酰胺-酰亚胺(pai)。

8.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，在超过260℃的温度下的真空环境中，在所述真空衬底传送装置的所述预定半导体加工服务任务下，所述规定的预定使用期限超过数年。

9.根据权利要求8所述的真空衬底传送装置，其中，所述真空环境是与高真空衬底制造操作兼容的高真空。

10.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件贯穿整个所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件由共同的材料制成。

11.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述真空衬底传送装置的所述预定半导体加工服务任务对应于所述真空衬底传送装置的规定的预定使用寿命。

12.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件在每个滚动承载元件与另一个承载元件之间邻接，以便在所述轴承箱沿所述轴承导轨滑动时缓冲每个滚动承载元件与另一个承载元件之间的相对运动。

13.根据权利要求1所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的基本上非承载间隔元件布置在所述轴承箱中，以便占据所述轴承箱中的滚动承载元件的位置，使得与全滚动承载元件轴承相比，所述轴承具有减少数量的所述至少一个滚动承载元件。

14.根据权利要求13所述的真空衬底传送装置，其中，所述轴承是与所述全滚动承载元件轴承相当的、用于预定负荷能力的减少的承载元件轴承，其提供与所述减少的承载元件轴承相称的减小的滑动阻力，所述减少的承载元件轴承具有减小的与所述全滚动承载元件轴承相当的振动响应。

15.一种真空衬底传送装置，包括：

16.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件是基本上非承载元件，所述非承载元件被构造为使得邻接在所述轴承滚道和所述轴承导轨之间的所述至少一个滚动的塑料间隔元件没有被施加到所述轴承箱的臂负荷加载，从而使所述至少一个塑料间隔元件基本上是非承载的。

17.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件相对于所述至少一个滚动承载元件形成牺牲性磨损表面。

18.根据权利要求17所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件的所述牺牲性磨损表面相对于所述至少一个滚动承载元件牺牲地磨损。

19.根据权利要求17所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件的所述牺牲性磨损表面是聚酰亚胺(pi)。

20.根据权利要求17所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件的所述牺牲性磨损表面是聚酰胺-酰亚胺(pai)。

21.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件相对于所述至少一个滚动的承载元件具有润滑的材料表面。

22.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的承载元件和所述至少一个滚动的塑料间隔元件各自是滚珠。

23.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的承载元件和所述至少一个滚动的塑料间隔元件各自是滚柱。

24.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，在超过260℃的温度下的真空环境中，在所述真空衬底传送装置的所述预定半导体加工服务任务下，所述规定的预定使用期限超过数年。

25.根据权利要求24所述的真空衬底传送装置，其中，所述真空环境是与高真空衬底制造操作兼容的高真空。

26.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件贯穿整个所述至少一个滚动的塑料间隔元件由共同的材料制成。

27.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述真空衬底传送装置的所述预定半导体加工服务任务对应于所述真空衬底传送装置的规定的预定使用寿命。

28.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件在每个滚动承载元件与另一个承载元件之间邻接，以便在所述轴承箱沿所述轴承导轨滑动时缓冲每个滚动承载元件与另一个承载元件之间的相对运动。

29.根据权利要求15所述的真空衬底传送装置，其中，所述至少一个滚动的塑料间隔元件布置在所述轴承箱中，以便占据所述轴承箱中的滚动承载元件的位置，使得与全滚动承载元件轴承相比，所述轴承具有减少数量的所述至少一个滚动的承载元件。

30.根据权利要求29所述的真空衬底传送装置，其中，所述轴承是与所述全滚动承载元件轴承相当的、用于预定负荷能力的减少的承载元件轴承，其提供与所述减少的承载元件轴承相称的减小的滑动阻力，所述减少的承载元件轴承具有减小的与所述全滚动承载元件轴承相当的振动响应。

技术总结
一种真空衬底传送装置包括：框架；具有驱动轴线的驱动部；至少一个臂，该至少一个臂具有：用于保持衬底的末端执行器；具有实现伸展和缩回的至少一个自由度轴线；以及限定导轨的轴承，该导轨限定了轴线，该轴承包括至少一个滚动承载元件，该至少一个滚动承载元件布置在轴承箱中，在轴承滚道和轴承导轨之间邻接以支撑臂负荷，并实现轴承箱沿导轨的滑动；以及至少一个滚动的基本上非承载间隔元件，该至少一个滚动的基本上非承载间隔元件布置在该轴承箱中并且插置在每个承载元件之间，其中，该间隔元件是牺牲性缓冲材料，在规定的预定使用期限内，在超过260℃的温度下的真空环境中，该牺牲性缓冲材料与和该装置的预定服务任务相称的持续的基本上不受限制的服务相兼容。

技术研发人员：D·达布斯,R·C·梅,R·T·卡夫尼
受保护的技术使用者：博鲁可斯自动化美国有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15