[發明專利]襯底傳送機器人的位置傳感器系統

有效

• 申請號: 200810212513.3
• 申請日: 2008-08-29
• 公開（公告）號: CN101404263A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 瀧澤正浩;諏訪田雅榮
• 申請（專利權）人: ASM日本子公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L21/68;H01L21/00;B25J9/18;G05B19/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

背景技術

【0001】本申請一般涉及襯底處理，并更具體地涉及傳送襯底經由襯底處理系統的方法和設備。?

技術領域

【0002】處理例如硅晶圓的半導體襯底的設備典型地包括在其中處理襯底的處理室、在襯底在處理室內處理之前和之后襯底移動通過的襯底操作室以及襯底被移經操作室之前和之后儲存襯底的一個或者多于一個的輸入/輸出室。襯底傳送機器人位于操作室內并設置為將襯底傳送到多個臺和從多個臺傳送襯底。這種臺可以位于操作室、輸入/輸出室、處理室或者其他室內。位于處理室的典型的臺是在處理過程中支撐襯底的襯底固定器，例如，基座。在輸入/輸出室內的臺可以包含保持多個襯底的暗盒。輸入/輸出室可以是容納可被傳送機器人接近的襯底暗盒的裝載室或者加載端口。輸入/輸出室也可以是在襯底被移入操作室和最終地進入處理室之前可使襯底與大氣隔絕并清除微粒的載荷鎖定室。可位于獨立室的內部或者甚至在襯底操作室內的其他的臺可以包括預處理臺(例如，晶圓預清洗臺)和/或后處理臺(例如，冷卻臺)。?

【0003】襯底傳輸機器人典型地包括執行器、一個或者多個互連臂以及附連到臂的末端受動器。執行器被配置成移動臂和末端受動器。末端受動器適于從臺拾取襯底、當機器人使末端受動器和襯底移動到另一個臺時支承襯底以及將襯底放置在另一個臺上。存在包括槳狀件和柏努利桿的多種不同類型的末端受動器。?

【0004】在所謂的群集工具中，設備包括多個處理室，每個處理室典型地鄰近襯底操作室。處理室能夠同時地處理襯底，這增加了設備的總的襯底的生產量。操作室可以包括多于一個的襯底傳輸機器人以改進的襯底操作能力。?

【0005】必需經常地具有高精確性地放置襯底。用于支承半導體晶圓的?典型的基座具有晶圓貯器，該晶圓貯器的尺寸僅稍大于基座所支撐的晶圓尺寸。例如，被設計成支撐300mm晶圓的基座可以具有僅301mm直徑的晶圓貯器，這在支撐的晶圓的邊緣和貯器的周界壁之間提供了僅0.5mm的間隙。重要的是，晶圓位于貯器的中心并且不觸及貯器壁。如果晶圓接觸貯器壁，則局部溫度發生變化，這將導致在晶圓上的溫度梯度。這能夠引起處理結果的不均勻性，因為大多數半導體處理嚴格地依賴于溫度。?

【0006】公知為“襯底漂移”的半導體相對末端受動器的放置誤差有時由在拾取時在暗盒中的襯底位置的變動引起。換句話說，在拾取時，末端受動器可能在稍微不同的位置附連到每個襯底。襯座漂移也可能發生在機器人移動的過程中，特別是當機器人快速移動時。除了與不能使襯底居中位于基座貯器內相關聯的前述問題，襯底漂移還可能在放置在襯底臺(例如晶圓暗盒)的過程中造成對襯底的損壞。?

【0007】解決與襯底漂移相關聯的這些問題的一個方法包括在晶圓操作室中使用至少兩個光傳感器。例如，序號7,008,802的美國專利披露了使用光傳感器來感測晶圓的邊緣阻擋由光傳感器發出的光束的程度。通過測量晶圓邊緣阻擋由光傳感器發出的光束的程度，計算晶圓的位置并將該位置與預登記的正常位置相比較從而計算要施加到機器人的偏移位移以補償計算的定位誤差。披露了使用兩個光傳感器計算晶圓的位置的另一個參考是公開號為2005-93807的日本專利。?

發明內容

【0008】在一個方面，本申請披露了包含襯底操作室、一對位置傳感器以及在操作室內的襯底傳送機器人的半導體襯底處理設備。每個傳感器包含設置為發出一束光的光束發射器和設置為接收所述光束的接收器。襯底傳送機器人包含細長的末端受動器和機器人執行器。末端受動器具有遠端和近端。末端執行器被設置為在遠端拾取和支承半導體襯底，這樣每當末端受動器拾取并支承襯底時襯底具有相對于末端受動器的相同的期望位置。機器人執行器被設置為在操作室內移動末端受動器從而在多個襯底臺之中傳送襯底。末端受動器的長度使得被末端受動器支承在?期望位置內的襯底的邊緣有可能部分地阻擋由位置傳感器中的一個位置傳感器的發射器發出的光束、同時末端受動器的近端部分地阻擋其他的位置傳感器的發射器發出的光束。?