專利名稱：用于獲得高產(chǎn)率的襯底加載和卸載機構的制作方法
技術領域：
本申請總體上涉及半導體處理領域，在具體的示例性實施方式中，涉及在處理室內(nèi)快速運輸襯底的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
在半導體器件的制造過程中，處理室往往是連通的(interface)，使得晶片或者襯底例如能夠在連通的室之間進行傳輸。該傳輸通常通過傳輸模塊執(zhí)行，該傳輸模塊使晶片 移動，例如通過設置在連通的室的相鄰壁中的槽或孔。傳輸模塊通常與各種晶片處理模塊(PM)結合使用，所述晶片處理模塊可以包括半導體蝕刻系統(tǒng)、材料沉積系統(tǒng)以及平板顯示器蝕刻系統(tǒng)。自從幾十年以前半導體器件最初被推廣以來，半導體器件的幾何尺寸(S卩，集成電路設計尺度)已經(jīng)顯著減小。集成電路(IC)通常遵循“莫爾定律”(“Moore’s Law”)，莫爾定律意指安裝到單個的集成電路芯片上的器件的數(shù)量每兩年翻一番。當前的IC制造設施(下文簡稱“制造設備”)通常生產(chǎn)65nm (0. 065 y m)的特征尺寸器件或者更小的特征尺寸器件。未來的制造設備不久將會生產(chǎn)出具有甚至更小特征尺寸的器件。從產(chǎn)量和成本角度考慮，也許更重要的是，在制造工藝中使用的設備(例如，處理工具)的類型正成為主要的技術驅(qū)動器。該制造過程必須是有效的，而且其還必須是快速的。在許多的應用中，對于目前的一代300_晶片的當前產(chǎn)量的需求是每小時360塊晶片。目前，系統(tǒng)僅僅使用單載體線性晶片運動，當該晶片載體在處理工具內(nèi)返回起點時，需要非生產(chǎn)時間。因此晶片的處置是慢的。對于提高產(chǎn)率所建議的方案聚焦在將多個處理工具并行連接。盡管這樣的方案可以提高晶片的產(chǎn)率，但是是以犧牲工具的占板面積、設施成本增加以及可靠性下降為代價的。因此，在半導體處理領域，所做的改善特別需要強調(diào)設施的可靠性、產(chǎn)率以及效率。


附圖中的各個圖僅僅圖解了本發(fā)明的示例性的實施方式，并且不能被視為限制本發(fā)明的保護范圍。圖IA為示例性的包括設備前端模塊(EFEM)、處理模塊和電子產(chǎn)品封殼，并整合了本文所描述的本發(fā)明主題的至少一些方案的襯底處理工具的分解透視圖，圖IB是圖IA的包括處理室的處理模塊的透視圖；圖2為在圖IB的處理室內(nèi)使用的示例性的鐘臂狀(clock-arm)的襯底載體機構的透視圖3為給圖2的鐘臂狀襯底載體系統(tǒng)提供驅(qū)動力的示例性的運動驅(qū)動輪轂的透視圖；圖4A是在圖IB的處理室內(nèi)所使用的示例性襯底移動機構的透視圖；圖4B是圖4A的示例性襯底機構系統(tǒng)的正視圖；圖5是在示例性的實施方式中結合圖4A和圖4B的襯底移動機構所使用的圖2的鐘臂狀襯底載體機構的俯視圖；圖6是與圖2的示例性的鐘臂狀襯底載體機構和圖4A和圖4B的示例性的襯底移動機構一起使用的升降機構的詳細的俯視圖。
具體實施例方式下述說明包括實現(xiàn)本發(fā)明主題的各種方案的例證性的系統(tǒng)、方法和技術。在下述說明中，基于闡明之目的，闡述了許多具體的細節(jié)，以能理解本發(fā)明主題的各種實施方式。 然而，對于本領域技術人員而言，顯而易見，沒有這些具體的細節(jié)，本發(fā)明主題的實施方式也可以實施。此外，公知的工序、結構和技術沒有詳細介紹。在本文中，術語“或”可以解釋為包含的意思，或者解釋為排除的意思。類似地，術語“示例性”被解釋為僅僅意指某事的示例或者范例，而并非必然地意指實現(xiàn)目標的優(yōu)選的或理想的方案。另外，盡管下文所討論的各種示例性實施方式集中在襯底運輸機構上，但是這些實施方式僅僅基于清楚披露的目的而給出。因此，任何類型的襯底運輸機構能夠使用本文所描述的系統(tǒng)的各種實施方式，并且被視為是在本發(fā)明主題的保護范圍之內(nèi)。此外，在本文中，術語“襯底”僅僅選擇作為指代在半導體行業(yè)及相關行業(yè)中使用的各種類型的襯底的方便用語。因此襯底類型可以包括硅晶片、復合晶片、薄膜頭組件、光掩膜坯料和光網(wǎng)、或者本技術領域公知的許多其他類型的襯底。在不例性的實施方式中，披露了襯底載體系統(tǒng)。該襯底載體系統(tǒng)包括多個載體臂，每個載體臂有位于相對的端部之間的中點。該些臂被設置為在彼此平行的平面內(nèi)繞該中點旋轉，其中至少一個襯底載體被安裝在相對的端部的每一端部上。具有多個按同心方式安裝的驅(qū)動裝置的輪轂聯(lián)接在每個載體臂的中點的附近。載體臂的至少一部分能夠獨立于載體臂的其余部分被驅(qū)動。驅(qū)動馬達聯(lián)接到該按同心方式安裝的驅(qū)動裝置的每一個上，從而通過旋轉方式移動載體臂。線性移動機構聯(lián)接在載體臂附近。該移動機構有多個線性襯底載體，每個載體能夠在基本平行于該些載體臂的平面的平面內(nèi)運輸襯底。該些線性襯底載體中的每一個是在彼此不同的平面內(nèi)，以便能同時運輸多個襯底。在另一示例性的實施方式中，公開了提供高晶片產(chǎn)率的晶片運輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有多個載體臂的晶片處理室，該多個載體臂在該處理室中運行。該些載體臂中的每一個具有在相對的端部之間的按同心方式安裝的中點。該些載體臂被設置成在彼此平行的平面內(nèi)繞該中點旋轉。晶片載體被安裝在該些載體臂的相對的端部中的每一端部。具有多個按同心方式安裝的驅(qū)動裝置的輪轂鄰近該些載體臂的中點聯(lián)接。該些載體臂的至少一部分能夠獨立于該些載體臂的其余部分被驅(qū)動。驅(qū)動馬達聯(lián)接到該按同心方式安裝的驅(qū)動裝置的每一個上，從而以旋轉方式移動該些載體臂中的被聯(lián)接的一個載體臂。線性移動機構鄰近這些載體臂聯(lián)接。該線性移動機構有多個線性晶片載體，以便在基本平行于該些載體臂的平面的平面內(nèi)運輸晶片。該些晶片載體中的每一個是在彼此不同的平面內(nèi)，以便能同時運輸多個晶片。至少一個清潔化學供應頭定位成鄰近晶片載體路徑。在另一示例性實施方式中，公開了運輸襯底的線性移動機構。該線性移動機構包括多個襯底載體，以便在彼此基本平行并且彼此不同的平面內(nèi)運輸襯底，從而能同時運輸多個襯底。至少兩個上部軌道和至少兩個下部軌道，每個軌道具有分離地聯(lián)接到該些襯底載體上的線性驅(qū)動機構。參考圖1A，其示出了用于處理諸如半導體晶片等襯底的設備的部件的分解圖。處理工具100 (通常稱作處理工具)被顯示包括設備前端模塊(EFEM) 110、處理模塊130以及電子產(chǎn)品封殼150。在運行中，EFEM110、處理模塊130以及電子產(chǎn)品封殼150聯(lián)合作為單個的裝置。處理模塊130包括處理室131，在處理室131中，在批量襯底上進行各種處理。該處理可以包括各種類型的處理，例如在半導體領域以及相關的技術領域獨立地公知的襯底清潔和濕法蝕刻(例如化學蝕刻)步驟。另外，處理模塊130通常被封閉，以減少在處理模塊130和處理室131內(nèi)的襯底的任何顆粒污染、有機污染和其他污染。此外，封殼(未示出)使設備操作 員和處理模塊130內(nèi)的移動的機構之間的危險的相互作用的風險最小化，從而增加操作人員的安全。操作功率通過電子產(chǎn)品封殼150被施加至EFEMl 10和處理模塊130。EFEMl 10被顯示包括多個襯底加載站111、第一操作員控制界面115A和第二操作員控制界面115B。通過這些控制界面中的一個，操作員可以輸入并且運行例如用于特定的批量襯底的處理配方。EFEMl 10也被顯示包括放置在襯底加載站111中的一個上的前端開口片盒(FOUP) 113。F0UP113是被設計為保留半導體晶片(例如，通常為硅晶片(Si)，但是也可以包括由諸如鍺(Ge)等元素半導體材料或者由諸如鎵-砷(GaAs)或銦砷(InAs)等復合半導體材料形成的各種其他晶片類型)的特定類型的塑料封殼。F0UP113將晶片(未示出)牢固地并安全地保留在可控環(huán)境中。盡管圖IA中未明確地示出，但是技術人員能夠容易地意識到FOUP可以同時存在襯底加載站111中的每一個站上。一個或更多的機器人(未示出)可以與每個FOUP關聯(lián)。當FOUPl 13放置在襯底加載站111中的一個站上時，EFEMl 10中的機器人(未示出)可以直接接近容納在FOUPl 13中的晶片。因此，EFEM110使操作員能夠通過例如兩刀片或四刀片機器人(未示出，但是本技術領域是獨立地公知的)從F0UP113到處理室131進行裝載和卸載襯底。盡管沒有限于特定的機器人類型，但是能夠使用的一種機器人是例如模型FC06N，其由美國密歇根的Wixom的Kawasaki (USA)公司制造。在具體的示例性實施方式中，機器人可以包括具有4個3. 8mm的刀片的可收縮末端執(zhí)行器，其中該4個刀片中的相鄰刀片間有大約IOmm的間距。該IOmm的間距匹配通常的FOUP中的晶片至晶片的間距。下面參照圖4A、圖4B和圖5對在處理室131中進行的各種運輸處理的細節(jié)進行更詳細的描述?，F(xiàn)在參考圖1B，同時參考圖1A，襯底(未示出)由機器人從FOUPl 13運輸?shù)轿挥阽姳蹱钜r底載體機構(圖IA和圖IB中都未明確示出，但下文將參照圖2和圖3詳細描述)上的多個襯底載體135 (即旋轉安裝的襯底載體)中的一個上。通過襯底運輸槽133將襯底加載到處理室131內(nèi)，或者將襯底從處理室131中卸載出來。圖2示出了鐘臂狀襯底載體機構200的示例性實施方式。該鐘臂狀襯底載體機構200被示出，其包括多個旋轉臂201、內(nèi)部軌道部分203、外部軌道部分205和襯底升降器207，其中旋轉臂201的每個端部具有關聯(lián)的襯底載體135中的一個。如下文所更詳細描述的，該些旋轉臂201中的每一個可以獨立地被驅(qū)動，因而可以獨立于該些旋轉臂201中的其余臂被啟動、被止動并且被加速。另外，盡管僅示出了該些旋轉臂201中的4個，但是鐘臂狀襯底載體機構200能夠適于處理任何數(shù)量的臂。臂的數(shù)量將至少部分地取決于例如外部軌道部分205的直徑的物理尺寸以及每一個襯底載體135的物理尺寸。旋轉臂201和襯底載體135可以根據(jù)需要進行設計以便適應給定的襯底尺寸。例如，襯底135可以被設計為容納300mm娃晶片、IOOmm鎵砷(GaAs)晶片或者下一代的450mm晶片。在具體的示例性實施方式中，外部軌道部分205按物理方式被設置為容納從旋轉臂201的中點至襯底載體135的中心的30英寸(約760mm)的半徑。如上文所討論的，外部軌道部分205可以根據(jù)所使用的旋轉臂的數(shù)量和所處理的襯底的尺寸適當?shù)剡M行尺寸設計。襯底升降器207可以是公知的并且是半導體行業(yè)所使用的任何普通的類型。如圖所示，襯底升降器207的兩示例空間上彼此間隔約180°。在其他實施方式中(未示出)，具有較多數(shù)量的被使用的襯底升降器207。 另外，襯底升降器207中的一個或者兩個可以旋轉180°以便通過鐘臂狀襯底載體機構200對襯底進行180°的旋轉校正。當移動位于鐘臂狀載體和下文所述的線性載體之間的襯底時，期間，旋轉現(xiàn)象就會產(chǎn)生。當襯底升降器207中僅一個旋轉180°時，該180°旋轉在將襯底從鐘臂狀載體移動至線性載體時以及在將襯底從線性載體移動至鐘臂狀載體時產(chǎn)生。在通常的操作中，當襯底載體135中的特定的一個定位在襯底升降器207中的一個上時，外部機器人(未示出)可以將晶片放至襯底載體(例如晶片船或者F0UP113)上，或者將晶片從襯底載體放至襯底升降器207中的一個上。所選擇的襯底升降器207中的一個然后將襯底下降至襯底載體135中的特定的一個上，并且升降器將其本身下降得足夠遠以避免與任何旋轉臂201或者包含在鐘臂狀襯底載體機構200中的任何其他的移動機構的任何碰撞。繼續(xù)參考圖2，鐘臂狀襯底載體機構200進一步包括所定位的上部化學釋放頭211和下部化學釋放頭213，以便在襯底通行至接近上部化學釋放頭211和下部化學釋放頭213時，噴射或者施加化學物(例如，諸如清潔化學物或者蝕刻化學物的各種組合物)。使用至少兩個頭使得化學物能夠在晶片單次的通行中施加到晶片的兩面，而不需要翻轉晶片。替代地，上部化學釋放頭211和下部化學釋放頭213可以設置成將化學物同時施加在襯底的兩面。技術人員可以意識到，可以使用任何數(shù)量的化學釋放頭。在具體的示例性實施方式中，上部化學釋放頭211和下部化學釋放頭213每一個被設置成“扇形”形狀，其在鐘臂狀襯底載體機構200的外緣比在內(nèi)緣具有較寬的橫截面寬度。該扇形在襯底的最外部處比在其內(nèi)部處具有較大的角速度。因此，通過例如增加指向襯底的噴嘴數(shù)量，可以傳送較多的化學物至襯底的外部，從而確保在襯底的每個面上覆蓋均勻的化學物。作為本文所描述的各種特征的結果，鐘臂狀襯底載體機構200能夠提供連續(xù)的制造流并且本身也用于處理，在連續(xù)的襯底之間沒有明顯的時間間隙。如上所述，濕法化學清潔或蝕刻能夠包含許多的各種各樣的步驟。啟動濕法化學過程和停止?jié)穹ɑ瘜W過程是難以控制的、是浪費的并且是無效率的。鐘臂狀襯底載體機構200通過讓襯底載體135中的每一個運行整的360°的弧度，從而以連續(xù)的模式處理襯底。不像僅僅提供需要180°返程(在該返程中，沒有晶片清潔和處理發(fā)生)的線性系統(tǒng)的各種現(xiàn)有技術中的系統(tǒng)，鐘臂狀襯底載體機構200可以在襯底的相對面同時進行平行的清潔處理。因此，化學控制可以共享，從而減少控制系統(tǒng)的額外支出(overhead)以及沉余電路。這樣，化學物節(jié)省與當前的線性系統(tǒng)相比，可以達到300%—樣多(S卩，化學物使用量減少至四分之一)。在處理室131中(參見圖1B)，至少兩個平行處理同時發(fā)生化學控制和襯底移動。如下文參考圖3所進行的更詳細的描述，襯底載體135的速度和加速度的獨立控制使得出口步驟以及加載和卸載一個或一個以上襯底基本上能同時進行。襯底載體135的獨立控制還使得載體在被加載或者被卸載后能夠加速以跟上處理流程，下文還將進行詳細描述?，F(xiàn)在參考圖3，旋轉驅(qū)動系統(tǒng)300的示例性實施方式包括含有四個按同心方式安裝的臂驅(qū)動齒輪301的輪轂，每個用于旋轉臂201中的每一個(參見圖2)。使用四個驅(qū)動馬達303，每個用于按同心方式安裝的臂驅(qū)動齒輪301中的每一個。旋轉臂201中的每一個能夠通過使用用于旋轉臂201中的每一個的分離的馬達單獨驅(qū)動。在各種其他的示例性實 施方式中，超過一個的旋轉臂201可以彼此聯(lián)接，從而，所聯(lián)接的臂的運行僅僅需要單個馬達。驅(qū)動功率從驅(qū)動馬達303中的每一個通過例如帶被傳輸?shù)桨赐姆绞桨惭b的臂驅(qū)動齒輪301中的相應的一個。盡管可以使用其他驅(qū)動系統(tǒng)，相比于諸如齒輪驅(qū)動等替代的系統(tǒng)，該帶驅(qū)動系統(tǒng)提高了整個系統(tǒng)的效率。此外，整個系統(tǒng)的平衡的設計(例如，在該示例性實施方式中對稱設計的旋轉臂201的布局)使得四個驅(qū)動馬達303中的每一個有非常低的功率消耗。在該示例性實施方式中，通常的功率消耗是僅僅每馬達約4. 5瓦。技術人員將意識到也可以使用其他類型的旋轉驅(qū)動方案。在具體的示例性實施方式中，驅(qū)動馬達303中的每一個可以是標準的NEMA23框架尺寸，例如具有集成編碼器的SM231 伺服電機(可從位于3200 Patrick Henry Drive,Santa (美國加利福尼亞)的Animatics Corporation獲取)。在該實施方式中，驅(qū)動馬達303中的每一個可以基于充分集成的、密閉環(huán)伺服技術并且可以包含內(nèi)置的非揮發(fā)性的存儲器，該存儲器使得能從主機(例如，諸如第一操作員控制界面115A或者第二操作員控制界面115B)下載速度分布程序并且獨立地為每一個馬達存儲。此外，在該具體的示例性實施方式中，所有的輸入、輸出、以及內(nèi)部的狀態(tài)信息通過限定的變量是可以訪問的以用于程序監(jiān)控和控制。使用例如50:1的行星減速器以及4:1的驅(qū)動帶減速可以實現(xiàn)齒輪減速，從而對于步進電動機的每一旋轉為400000的計數(shù)提供每一旋轉為2000的編碼器計數(shù)。該具體的示例性的實施方式容許約I米/秒的最大速度和0. Ig或0. 98米/平方秒的最大加速度。因此，旋轉臂201 (參見圖2)能夠以約12. 5轉/分的最大角速度移動?，F(xiàn)在參考圖4A，襯底移動機構400的示例性實施方式被示出，其包括成對的上部軌道401、成對的下部軌道403、成對的靠右安裝的襯底載體405以及成對的靠左安裝的襯底載體407。如圖所示，襯底載體在彼此平行的不同平面中是可移動的，這些平面也是在與鐘臂狀載體機構200的旋轉臂201平行的平面內(nèi)。載體中的每一個也被示出，其保留半導體襯底411僅僅是為了輔助下文描述襯底的整個運動及運輸。圖4A中也示出了參照襯底運輸槽133定位襯底移動機構400的位置的指示。
成對的靠右安裝的襯底載體405和成對的靠左安裝的襯底載體407中的每一個由馬達409按線性方式獨立地驅(qū)動。該馬達可以從多個馬達類型中選擇，例如上文參照圖3所述的標準的NEMA23馬達。盡管沒有明確地示出，載體可以由馬達409驅(qū)動，馬達409通過線性致動器(例如線性帶驅(qū)動系統(tǒng))與給定的載體關聯(lián)。這樣的線性致動器系統(tǒng)在本技術領域是獨立地被公知的。例如，可以使用Festo KEGC-50帶驅(qū)動線性致動器(由位于RuiterStrasse 82,Esslingen (德意志聯(lián)邦共和國)的FESTO KG制造)作為用于襯底移動機構400的載體驅(qū)動機構。如在本文中的各種示例性實施方式中所描述的，所示出的襯底移動機構400僅僅有特定數(shù)量的軌道、襯底載體、馬達以及相關的驅(qū)動機構。然而，技術人員將意識到本文中所描述的構思可以容易地推斷到可以有任何數(shù)量的軌道和襯底載體。圖4B示出了襯底移動機構400的正視圖，以便更好地理解本實施方式中不同部件的各種關系。該正視圖是從襯底運輸槽133的視角(參見圖IB和圖4A)被顯示的。成對的上部軌道401和成對的下部軌道403中的每一個通過在例如軌道的前部或者后部的安裝架413連接到處理室(參見圖1B)中的結構415上。安裝架413可以使用機械螺絲417通過 槽(未示出)聯(lián)接到結構415上，以便提供對軌道的豎直調(diào)整。使用在安裝架413的下部的變窄的部分的彎曲部分421，通過例如放置在安裝架413中的每一個的上部的水平定位機械螺絲419，可以實現(xiàn)角度調(diào)整。成對的靠右安裝的襯底載體405和成對的靠左安裝的襯底載體407在某一不例性實施方式中被設置成使得例如成對的靠左安裝的襯底載體407低于(例如20mm)成對的靠右安裝的襯底載體405安裝。該設置在某些處理狀態(tài)下可能是有優(yōu)勢的，這些處理狀態(tài)如清潔襯底包含在成對的靠右安裝的襯底載體405 (例如上部成對的載體)上面，預處理的(“臟的”)襯底被包含在成對的靠左安裝的襯底載體407 (例如下部成對的載體)上面，清潔襯底被安裝在預處理襯底之上。此外，靠右安裝的襯底載體405和靠左安裝的襯底載體407中的每一個可以以基本等同于上文所述的前端機器人和F0UP113 (參見圖1A)的末端執(zhí)行器間距(約IOmm)相同的距離相間隔。如所描述的襯底移動機構400的整體設置使得多個襯底在下述位點處能傳遞(hand off)，該位點即，襯底移動機構400的襯底載體豎直地彼此對齊的位置。對于靠右安裝的襯底載體405和靠左安裝的襯底載體407中的彼此間隔IOmm的每一個載體，加載和卸載的機器人能夠一次從FOUPl 13撿拾多個襯底(例如在該案例中為兩個)，并基本上同時將它們放置在襯底移動機構400上?，F(xiàn)在參考圖5，示例性的實施方式顯示與襯底移動機構400 (參見圖4A和圖4B)結合的鐘臂狀襯底載體機構200 (參見圖2)的俯視圖。在該示例性實施方式中，襯底移動機構400在鐘臂狀襯底載體機構200上運行。現(xiàn)在同時參照圖2和圖5描述組合的鐘臂狀/移動機構的示例性運行。襯底在處理室131中處理以后(參見圖1B)，旋轉臂201中的一個臨時停止在襯底升降器207上面(例如，位于襯底運輸槽133對面的升降器)。襯底升降器207將半導體襯底411從位于旋轉臂201上的襯底載體135抬升。如果襯底移動機構400上的襯底載體中的一個(例如靠右安裝的襯底載體405中的一個)還不是在合適位置，則將其移動至襯底升降器207的后面(SP位于或靠近與襯底運輸槽133相對的移動機構端部的極端位置)。襯底升降器207然后將半導體襯底411抬升足夠高以便清潔靠右安裝的襯底載體405的最上部的載體表面。然后該載體橫向移動以接收(即，將載體放置在裝滿襯底的升降器下面的中心位置)半導體襯底411，并且升降器207下降，因而將襯底放置在靠右安裝的襯底載體405上。襯底升降器207持續(xù)下降至由襯底載體135的最下部分形成的平面的下面。在該點，之前已停止的旋轉臂201可以及時移動到另一位置。當半導體襯底411被安裝到靠右安裝的襯底載體上時，襯底可以被線性運輸至襯底運輸槽133,并通過機器人(未不出)被傳輸回FOUP113的槽中(參見圖 1A)?；旧吓c剛剛描述的襯底移除處理同步，未經(jīng)處理的襯底可以通過機器人從F0UP113移除，并被放置在例如靠左安裝的襯底載體407中的一個上。(注意，再次參考圖4B，靠左安裝的襯底載體407可以被視為臟的襯底載體，而靠右安裝的襯底載體405可以被視為清潔襯底載體)。使用襯底升降器207中的一個，未經(jīng)處理的襯底可以被放置在該些旋轉臂201中的現(xiàn)在停止的一個的襯底載體上。例如，未經(jīng)處理的襯底可以放置在上述的經(jīng)處理的襯底剛剛從其上被移除的同一襯底載體135上。(注意，繼續(xù)參考圖4B，在襯底移動機構400上的襯底載體中的每一個以彼此不同的海拔高度(elevational height)橫向移動，從而避免正從處理室131移除的經(jīng)處理的晶片與正被送入處理室131的未經(jīng)處理的晶片之間的相互干擾)。替代地，未經(jīng)處理的襯底可以被放置在經(jīng)處理的晶片已從其上被移除的旋轉臂201的相對的端部上的襯底載體上。在又一實施方式中，未經(jīng)處理的襯底可以被 放置在任何旋轉臂201的任一端的襯底載體上。技術人員將意識到，另外的旋轉臂、襯底升降器和線性襯底載體可以進一步增加以提高襯底的產(chǎn)率。進一步地，所描述的鐘臂狀襯底載體機構200和襯底移動機構400的設計使得襯底的每一次傳遞可以是單一的軸向運動。例如，傳遞要求兩個部件傳輸襯底的第一機構和接收襯底的第二機構。然而，如本文所描述的，兩機構中的一個是不運動的(即其是靜止的)，從而增加了襯底傳輸操作的可靠性，基本上減少了兩機構之間的通信問題(例如，既然一個機構沒有運動，對時間方面的要求就較不嚴格)。因此，機器人總是有相對固定的用于移動襯底的位置。該固定位置與充裕的時間間隔耦合(由于鐘臂狀襯底載體機構200的旋轉臂201是彼此獨立的)。因此，每小時超過500塊晶片的高產(chǎn)量能夠容易實現(xiàn)。另外，除了機器人之外，本文所描述的所有的運動是單軸向的，使得鐘臂狀襯底載體機構200和襯底移動機構400能夠以相對廉價的方式生產(chǎn)。繼續(xù)參考圖5，并且現(xiàn)在還參考圖6，與鐘臂狀襯底載體機構200 (參見圖2)以及襯底移動機構(參見圖4)一起使用的襯底升降器207中的一個的詳細的俯視圖被示出。注意，靠右安裝的襯底載體405和靠左安裝的襯底載體407的C-型結構使得襯底升降器207中的任意一個能夠不受來自襯底載體的干擾而上升或者下降。當襯底升降器207豎直(SP從畫圖紙張的平面)上升時，襯底升降器207的指狀物穿過襯底載體135中的槽。當襯底升降器207持續(xù)上升時，靠左安裝的襯底載體407能夠橫向向畫圖紙張的下面移動直至其與襯底升降器207的指狀物是同心環(huán)繞的(即相對于襯底升降器207的指狀物處于中心位置)，并且因此，與襯底(為了確保清晰而未示出)也是同心的。然后，襯底升降器207下降(即回到畫圖紙張之內(nèi))，并且襯底接著由靠左安裝的襯底載體407俘獲并夾住。盡管C-型結構沒有被要求用于本文所描述的主題的方案以發(fā)揮作用，但技術人員將意識到C-型載體的一些運行方面的優(yōu)勢。另外，技術人員應理解，由于所有的旋轉臂201能彼此獨立地運動，因此當臂中的一個停止以加載或者卸載時，其他的臂可以持續(xù)移動，從而大大提高了整個系統(tǒng)的效率和產(chǎn)率。
技術人員將意識到，本文所描述的用于襯底加載和卸載機構以獲得高產(chǎn)率的示例性系統(tǒng)可以在各種工具以及在生產(chǎn)線上的多個點上實施。技術人員將進一步意識到該系統(tǒng)能夠容易地合并至通常的制造設施的各個部分的多個工藝以及計量學工具中(例如，在前端線、后端線以及測試操作中。此外，盡管參照具體的示例性實施方式描述了本發(fā)明主題的概況，但是在不背離本發(fā)明的較寬泛的主旨和保護范圍的前提下，可以對這些實施方式進行各種修改和改變。本發(fā)明主題的這樣的實施方式在本文中可以單個地或共同地通過術語“發(fā)明”來指代，該術語“發(fā)明”僅僅為了方便的目的，并且如果事實上有多余一個的構思被公開的話，該術語“發(fā)明”不是意圖主動限制本申請的范圍為任何單個的發(fā)明或者單個的創(chuàng)造性構思。本文中闡釋的實施方式足夠詳細地進行了描述以使本領域技術人員能夠?qū)嵤┧兜慕虒Х桨?teachings)。其他的實施方式可以使用，并且可以從該些實施方式中獲得，使得在沒有背離本公開的范圍的前提下制造各種結構的或者邏輯的替代方式和變換方式。因此本具體實施方式
(The Detailed Description)不應當從限制的意義上來理解,并且各種實施方式的范圍連同等同方案的整個范圍僅僅通過所附權利要求來限定，這些權利要求對這些等同方 案享有權利。 此外，多個示例可以作為單個示例提供給本文所描述的結構部件或者操作。其他的功能性分配是可以推想到的。該其他的分配可能落入本發(fā)明的主題的各種實施方式的范圍之內(nèi)?？傮w上，在示例性的設置中，作為分離的資源提供的結構和功能可以作為合并的結構或資源實施。類似地，作為單個的資源提供的結構和功能可以作為分離的資源實施。另外，許多與半導體行業(yè)相關的行業(yè)可以利用本文所描述的系統(tǒng)。例如，在數(shù)據(jù)存儲行業(yè)中的薄膜磁頭(Tra)工藝、在平板顯示器行業(yè)中的有源矩陣液晶顯示器(AMIXD)或者微電機(MEM)行業(yè)能夠容易地使用所描述的系統(tǒng)和技術。因此，術語“半導體”應當被認為包含前述的以及相關的行業(yè)。這些以及其他的變化方案、修改方案、附加方案以及改善方案落入由所附權利要求所表示的本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。因此，說明書和附圖應當視為是例證性的而不是限制性的。
權利要求
1.一種提供高襯底產(chǎn)率的襯底載體系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 多個載體臂，所述多個載體臂中的每一個具有位于相對的端部之間的中點并被設置為在相互平行的平面內(nèi)繞所述中點旋轉，所述多個載體臂中的每一個還具有安裝在所述相對的端部中的每個端部上的至少一個旋轉安裝的襯底載體； 輪轂，其包括按同心方式安裝的多個驅(qū)動裝置，所述多個驅(qū)動裝置中的每一個聯(lián)接在所述多個載體臂中的相應的一個的所述中點的附近，所述多個載體臂中的至少部分被設置成獨立于所述多個載體臂的其余部分被驅(qū)動； 驅(qū)動馬達，其分別聯(lián)接到所述按同心方式安裝的驅(qū)動裝置中的每一個上并被設置成以旋轉方式移動所述多個載體臂中的所聯(lián)接的一個；以及 線性移動機構，其鄰近所述多個載體臂聯(lián)接，所述線性移動機構上安裝有多個線性襯底載體，所述多個線性襯底載體中的每一個被設置為在基本平行于所述多個載體臂的平面的平面內(nèi)運輸襯底，所述多個線性襯底載體中的每一個位于彼此不同的平面內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng),還包括至少一個襯底運輸槽,該運輸槽定位在鄰近由所述多個載體臂穿行的旋轉路徑的外圍。
3.根據(jù)權利要求2所述的襯底載體系統(tǒng)，還包括襯底升降器，其定位在由所述多個載體臂穿行的所述旋轉路徑的下面，并且定位在所述多個載體臂的所述中點和所述至少一個襯底運輸槽之間的徑向線上。
4.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng)，還包括內(nèi)部軌道部分和外部軌道部分，該內(nèi)部軌道部分和該外部軌道部分中的每一個與所述輪轂按同心方式安裝，并且被設置為分別支撐所述旋轉安裝的襯底載體中的每一個的內(nèi)緣和外緣。
5.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng)，其中所述多個線性襯底載體中的每一個的運輸平面定位成彼此相隔約10mm。
6.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng)，其中所述多個線性襯底載體中的每一個由分離的馬達獨立地驅(qū)動。
7.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng)，還包括與所述多個載體臂聯(lián)接的襯底處理室。
8.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng)，其中所述線性移動機構可操作地聯(lián)接在所述多個載體臂之上。
9.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng)，其中所述多個線性襯底載體中的每一個有C-型結構以將所述襯底中的一個按同心方式定位在襯底升降器上。
10.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng),其中所述線性移動機構進一步包括 至少兩個上部軌道； 至少兩個下部軌道；以及 線性驅(qū)動機構，其分別與所述至少兩個上部軌道和所述至少兩個下部軌道中的每一個聯(lián)接，所述多個線性襯底載體中的每一個機械地聯(lián)接到所述線性驅(qū)動機構中的唯一的一個上。
11.根據(jù)權利要求I所述的襯底載體系統(tǒng)，還包括至少一個化學釋放頭，該至少一個化學釋放頭定位成鄰近所述旋轉安裝的襯底載體中的每一個的旋轉路徑。
12.根據(jù)權利要求11所述的襯底載體系統(tǒng)，其中所述至少一個化學釋放頭被定位在所述旋轉安裝的襯底載體的路徑之上。
13.根據(jù)權利要求11所述的襯底載體系統(tǒng)，其中所述至少一個化學釋放頭被定位在所述旋轉安裝的襯底載體的路徑之下。
14.根據(jù)權利要求11所述的襯 底載體系統(tǒng)，其中所述至少一個化學釋放頭在所述頭的外緣比在所述頭的內(nèi)緣具有較寬的橫截面寬度。
全文摘要
在本發(fā)明所描述的各種實施方式中，一種系統(tǒng)包括多個載體臂，每個載體臂具有位于載體臂相對的端部之間的按同心方式安裝的中點，所述載體臂的相對的端部中的每一個安裝有晶片載體。輪轂包括多個按同心方式安裝的驅(qū)動裝置，所述多個驅(qū)動裝置中的每一個鄰近所述多個載體臂中的相應的一個的所述中點聯(lián)接。所述多個驅(qū)動裝置中的每一個被設置成獨立于其余多個按同心方式安裝的驅(qū)動裝置被控制。各自的馬達被聯(lián)接到所述按同心方式安裝的驅(qū)動裝置中的每一個上并被設置成以旋轉方式移動所聯(lián)接的載體臂。線性晶片移動機構來往于所述多個載體臂上的所選擇的晶片載體上移動晶片至易于由加載/卸載機器人傳遞的位置。
文檔編號B25J19/00GK102770954SQ201180011174
公開日2012年11月7日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2010年2月16日
發(fā)明者艾瑞克·H·倫茲 申請人:朗姆研究公司