CN100397563C - 在清洁模块之间垂直传送半导体基板的方法和设备 - Google Patents

在清洁模块之间垂直传送半导体基板的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN100397563C
CN100397563C CNB2004800093566A CN200480009356A CN100397563C CN 100397563 C CN100397563 C CN 100397563C CN B2004800093566 A CNB2004800093566 A CN B2004800093566A CN 200480009356 A CN200480009356 A CN 200480009356A CN 100397563 C CN100397563 C CN 100397563C
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
flange
end effector
grasping device
device assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB2004800093566A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1771580A (zh
Inventor
尤尼斯·阿克契尔
丹·马罗
拉克什曼恩·卡鲁平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN1771580A publication Critical patent/CN1771580A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100397563C publication Critical patent/CN100397563C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明提供一种基板搬运器，至少包含一可沿一第一运动轴定位的滑架；一第一基板抓持器，其连接至该滑架而且可相对于该滑架沿一实质上垂直该第一运动轴的第二运动轴定位；及一第二基板抓持器，其连接至该滑架而且可相对于该滑架沿一实质上平行于该第二运动轴的第三运动轴定位，其中该第二抓持器可相对于该第一抓持器独立地移动。

Description

在清洁模块之间垂直传送半导体基板的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于搬运半导体基板的方法与设备。
背景技术
在制造现代半导体集成电路(IC)的制程中，需要淀积各种材料层于先前形成的层与结构上。然而，先前形成物的上表面通常会留下不适于淀积后续材料层的形状。例如，当印刷具有小几何图形的一微影图案于先前形成的层上时，会需要一极浅深度的焦点。因此，基本上需要具有一扁平与平坦的表面，否则该图案的一些部份会对焦而其它部份则不对焦。此外，如果不规则处没有在某些制程步骤前整平，该基板的表面形状可能变得更不规则，造成如在制程中这些层进一步堆高的问题。根据晶粒型式及相关几何形状的尺寸，该表面不规则可导致不同程度的良率与装置效能不佳。因此，需要在IC制程中使薄膜达到某些形式的平坦化或研磨。
一种用于达成半导体基板平坦化的方法是化学机械研磨(CMP)。一般而言，CMP涉及一半导体基板与一研磨材料的相对移动，以从该基板移除表面不规则物。研磨材料是以一通常含有至少一研磨料或化学物的研磨液体加以沾湿。
一旦研磨后，该半导体基板会被传送至一系列清洁模块，移除在研磨后依附在该基板上的研磨料微粒及/或其它污染物。清洁模块必须在任何余留研磨材料于基板上硬化且产生缺陷前将其移除。这些清洁模块可包括(例如)一超声波清洁器、一洗涤器或多个洗涤器，及一干燥机。将基板支撑在一垂直方位的清洁模块特别有利，因为其在清洁制程中也利用重力以增进微粒的移除，且通常也较精简。
虽然现有的CMP系统已显现出是强健且可靠的系统，该系统设备的配置需求基板在一严格、固定的制程顺序中清洁。特别是，因为一些在各种清洁模块间传送半导体基板的基板搬运器的设计，以固定间隔且一起控制的多数传送装置为特征，使得清洁系统无法脱离单一制程顺序。
此基板搬运器的操作可以通过参考图1而详细了解，图1示出在一清洁系统1内的现有技术搬运器3。搬运器3位于一系列清洁模块n0至ni+1之上，其中n是一正整数。搬运器3通常包括一水平轨4、一安装于水平轨4上的滑动滑架2，及多个抓持装置6A至C(以下统称为“6”)，用于抓持基板。在滑架2上的多个垂直轨10A至10C(以下统称为“10”)支撑一水平轨道8，其连接至多个抓持装置6且可相对于滑架2垂直移动。当轨道8垂直朝清洁模块降下时，多个抓持装置6各个均随其降下且进入各自的清洁模块，每一个抓持装置6从对应的模块移除一基板。轨道8接着垂直升高，提升多个抓持装置6，而后滑架2水平移动，使得各抓持装置6位于下一相邻清洁模块上。各抓持装置6接着将其基板置于此下一相邻清洁模块中。此顺序会重复数次，因此各基板是根据该清洁顺序在各模块中顺序地处理。
正如所说明的，此顺序需要精准地校正各组件的相对位置，以确保基板搬运器及在各清洁模块内的基板支撑件经配置以平顺地传送基板而无损伤。例如，抓持装置6的位置必须沿轨道8的长度隔开相同的距离d1。再者，距离d1必须等于在清洁模块内的各组基板支撑件12A至C(以下统称为“12”)间的距离d2。所有各组基板支撑件12也必须同时位于离轨道8相同的垂直距离d3处。因此，抓持装置6大体上是经校正以同时地行经相同垂直距离d3，以在一清洁模块中抽取或置放基板，且接着行经相同水平距离d2至下一清洁模块。因而，在一批次基板至下一批次间改变清洁制程顺序(即使该改变只影响一清洁模块)，可能需要重新配置该系统中可观的部份。例如，将难以在需要时跳过一清洁模块，因为所有的基板必须依序传送至下一相邻模块。再者，因为各多个抓持装置6离各基板支撑件12一固定距离，模块至模块间的校正必须十分严密，以正确地传送基板通过整个清洁顺序。此需要在各机器上的准确与耗时调整，且此调整必须在每次更换抓持装置或清洁模块时重复。
因此，需要在此项技术中的一多功能基板搬运器，用于一容易配置于各种制程顺序的自动清洁系统。
发明内容
一种基板搬运器，至少包含：一定位构件，其用于沿一第一运动轴定位一第一与第二基板抓持构件；第一抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上垂直所述第一运动轴的第二运动轴定位；及第二抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上平行所述第二运动轴的第三运动轴定位，其中所述第二抓持构件可相对于所述第一抓持构件独立地移动，其中所述第一与第二抓持构件在一实质上垂直所述第一与第二运动轴的方向具有一基板抓持动作
在一具体实施例中，本发明提供一基板搬运器，至少包含一可沿一第一运动轴定位的滑架；一第一基板抓持器，其连接至该滑架且可相对该滑架沿一实质上垂直第一运动轴的第二运动轴定位；及一第二基板抓持器，其连接至该滑架且可相对该滑架沿一实质上平行第二运动轴的第三运动轴定位，其中该第二抓持器可相对于第一抓持器独立的移动。
本发明提供一种用于拾取一垂直方位基板的具有根据权利要求2的基板抓持器组件的设备，至少包含：一连接构件；一在一第一端连接至所述连接构件的第一臂；一在一第一端连接至所述连接构件的第二臂；一第一终端作用器，是设置于所述第一臂的一第二端，且具有一面对所述第二臂的第一基板容置凹穴；及一第二终端作用器，是设置于所述第二臂的一第二端，且具有一面对所述第一臂的第二基板容置凹穴，其特征在于，所述第一与第二基板容置凹穴是适于在其间支撑一基板。
一种半导体基板清洁系统，至少包含：多个清洁模块；一可垂直地定位的第一基板抓持器组件，是置于所述多个清洁模块上；及一可垂直定位的第二基板抓持器组件，是置于所述多个清洁模块上，其中所述第一与第二抓持器组件是可选择性地定位于各所述多个清洁模块上，且其中所述第一与第二抓持器组件垂直地移动，以与各所述多个清洁模块彼此独立地形成接口。
附图说明
因此可达到本发明上述具体实施例的方法，可在详细说明后进行了解，以上简述的本发明的更特别的说明可参照附图所示的具体实施例。然而，应注意的是这些附图只表示本发明的典型具体实施例，因此不应被视为对本发明范围的限制，本发明可包含其它同等有效的具体实施例。
图1是一现有技术的基板搬运器；
图2是用于本发明具体实施例的半导体基板研磨与清洁系统的上视图；
图3是根据本发明一具体实施例的半导体基板搬运器的立体图；
图4是根据图3所述具体实施例的基板搬运器的背部立体图；
图5是用于本发明具体实施例的基板抓持组件的立体图；
图6A至6F以简图代表根据本发明一具体实施例的半导体基板搬运器的操作；
图7是一替代性基板抓持组件的立体图；
图8是图7的替代性基板抓持组件的终端作用器的具体实施例的立体图；
图9是图7的替代性基板抓持组件的终端作用器的第二具体实施例的立体图：及
图10是图7的替代性基板抓持组件的终端作用器的第三具体实施例的立体图。
为有助于了解，已尽可能使用相同的附图标记表示附图中的相同组件。
附图标记说明
1    清洁系统              2     滑架
3    搬运器                4     水平轨
6    抓持装置              8     水平轨道
10   垂直轨                12    基板支撑件
100  化学机械研磨系统      102   工厂接口
104  基板储存盒            106   自动控制装置
108  轨                    110   清洁器
112  研磨器                113   可旋转平台
114  清洁器模块            114A  超声波清洁器
114B  第一洗涤器        114C 第二洗涤器
114D  旋转润湿干燥器    116  输入模块
117   研磨站            118  输出模块
119   可旋转台          121  传送站
122   基板承载件        200  基板搬运器
202   轨                203  滑架
204   安装板            205  马达
206   基板抓持装置      207  制动器
208   平行轨            209  制动器
210   基板              212  基板抓持组件
700   基板抓持组件      701  第一凸缘
702   U形片状件         703  第二凸缘
704   终端作用器        705  基板支撑件
706   肩部              708  凹穴
710   臂                712  下端
714   第一面            715  传感器
717   表面              901  第一凸缘
903   第二凸缘          904  终端作用器
905   基板支撑件        906  肩部
908   凹穴              910  臂
912   下端              1001 第一凸缘
1003  第二凸缘          1004 终端作用器
1005  基板支撑件        1006 肩部
1008  凹穴              1010 臂
1012  下端
具体实施方式
图2例示一化学机械研磨(CMP)系统100的上视图。系统100包括一工厂接口102、一研磨器112，及一具有本发明的一基板搬运器200的清洁器110。
工厂接口102储存已研磨基板及等待研磨的基板。工厂接口102包括多个隔间，各容置一基板储存盒104A至D(以下统称为“104”)，及至少一自动控制装置106，其可沿平行该行的盒104与清洁器110的一轨108定位。自动控制装置106可配置以将待研磨的基板从盒104传送至一置于清洁器110中的输入模块116，且从清洁器110将已清洁的基板送回盒104中。一可适用以受益于本发明的工厂接口的实例系记载于2002年7月2日授权的第6,413,356号美国专利中，其以引用方式全结合进本文。适用的工厂界面可从位于美国加州Santa Clara的应用材料公司购得。
研磨器112平坦化通过一基板承载件122从输入模块116传送至研磨器112的基板。一可纳入本发明而受益的研磨器是可从应用材料公司购得的REFLEXION
Figure C20048000935600121
化学机械研磨系统。另一此类研磨器是记载于2001年6月12日授权的第6,244,935号美国专利中，其以引用方式结合进本文。在一具体实施例中，研磨器112包括多个研磨站117、一传送站121，及一可旋转台119。传送站121接受来自基板承载件122的基板，且传送基板至与转台119的臂连接的多个研磨头(未显示)中之一。转台119被支撑在研磨站117上且标示在研磨站117间的基板用于处理。通常，各研磨站117包括一支撑研磨材料的可旋转平台113，基板可在其上处理。研磨材料可以是一已知发泡材垫或固定式磨擦研磨垫网。在一具体实施例中，至少一可旋转平台113是矩形，且支撑一固定式磨擦研磨材料网。基板被支持靠向在平台113上的研磨垫，且在基板与平台113间的相对移动会从基板移除表面不规则物，因此使其平坦供进一步处理。研磨后，基板从旋转台119回到传送站121，在该处基板通过基板承载件122移至清洁器110。
清洁器110从已研磨的基板移除在研磨后余留的碎物及/或研磨液。一可适用以受益于本发明的清洁器是记载于2002年11月1日申请的第10/286,404号美国专利申请中，其以引用方式结合进本文。在一具体实施例中，清洁器110包括多个单一基板清洁模块114A至D(以下统称为“114”)以及一输入模块116、一输出模块118与一设置于这些多个模块114、116、118上的基板搬运器200。输入模块116是在工厂接口102、清洁器110与研磨器112间作为一传送站。输出模块118有助于基板在清洁器110与工厂界面102间传送。基板在清洁中由基板搬运器200指引通过多个模块114、116、118。
在图2所示的具体实施例中，清洁器110包括四个清洁模块114；然而，应了解本发明可使用纳入任何数量的模块的清洁系统。各模块114、116、118适于支撑一垂直方位基板。虽然可预期有其它配置，清洁模块114可至少包含(例如)一超声波清洁器114A、一第一洗涤器114B、一第二洗涤器114C与一旋转-润湿-干燥器114D。
在操作中，系统100开始通过自动控制装置106将一基板从盒104中之一传送至输入模块116。基板承载件122接着从输入模块116移动基板且将其传送至研磨器112，在该处基板是在一水平方位研磨。一旦该基板研磨后，基板承载件122从研磨器112抽取出基板，且将其以一垂直方位置于一输入模块116。基板搬运器200从输入模块116抓持基板且指引该基板经由清洁器110中至少一模块114。各模块114适于在整个处理中以一垂直方位支撑一基板。一旦清洁后，搬运器200传送基板至输出模块118，基板在该处被翻转成水平方位，且由自动控制装置106送回盒104中之一。
半导体基板搬运器200示于图3至5中。图3示出根据本发明一具体实施例的半导体基板搬运器200的立体图。基板搬运器200包括一水平梁或轨202、滑架203(显示于图4)、安装板204及至少二基板抓持组件212A至B(以下统称为“212”)。滑架203(显示于图4，该图示出一基板搬运器200的背视立体图)是安装于轨202上，且通过(显示于图3，由轨202所界定)。制动器207包括一连接至一导引螺丝的马达205，该螺丝使装附于滑架203上的驱动螺帽(未显示)运动。当该驱动螺帽通过旋转导引螺丝而横向推进时，滑架203会沿轨202移动。或者制动器207可以是任何形式的一线性制动器，用于控制滑架沿该轨202的位置。在一具体实施例中，滑架203是由一具有皮带驱动器的线性制动器驱动，如可从位于日本东京的THK公司获得的GL15B线性制动器。
滑架203连接至一安装板204。安装板204至少包括二平行轨208A至B，二独立控制的基板抓持组件212可在其上沿垂直第一轴A1方向的第二与第三运动轴A2与A3分别驱动。
基板抓持组件212A的一具体实施例进一步显示于图5中。基板抓持组件212B是类似地配置。基板抓持组件212A至少包含一基板抓持装置206与一制动器209。制动器209可为一导引螺丝或螺线管(虽然其它形式的制动器也可使用，例如一齿条与小齿轮)，且其驱动抓持装置206垂直地沿着轨208，在第二运动轴A2界定的方向。在一具体实施例中，制动器209是可从日本东京THK公司获得的一导引螺丝滑动组件。抓持装置206是配置以抓持在垂直方位的基板的外缘(显示于图3中)。另一选择是，该抓持装置206可为一自动控制装置的终端作用器(end effector)，其具有一静电夹盘、真空夹盘或其它基板抓持装置。
请回顾图3，搬运器200是能够相对于清洁器110至少在三轴运动：一水平(x轴-沿轨202，见第一轴A1)与至少二垂直(y轴-这些至少二独立控制的抓持装置206各具一轴，参见第二与第三轴A2与A3)。此外，各抓持装置206具有一沿其抓持基板的平面的额外运动轴A4、A5(z轴-即与基板的周边共平面)，其是垂直于轴A1至A3。
本发明搬运器200的一优势在于抓持装置206能够彼此独立地移动，因此容许在清洁器内的制程顺序得以改变。再者，在一臂204上的二抓持装置206可完成在一清洁模块内的基板交换，不致影响到在其它模块内的制程或操作。
可有效地适用于本发明的基板抓持组件700的一具体实施例显示于图7中。基板抓持组件700经设计以保持一垂直方位的基板(以虚线表示)而不使用卡钳或其它夹持装置(例如真空或静电夹盘及与其类似者)。抓持组件700的特征在于一大体上U型片状件702，是具有二终端作用器704A与704B(以下统称为“704”)。
终端作用器704A的一具体实施例详细显示于图8中，同时终端作用器704B是以其镜像方式配置。终端作用器704A至少包含一臂710，是集中为由片状件702与下端712形成的“U”型。下端712的特征在于一第一凸缘701，是系朝片状件702的“U”型中间向内延伸，及一第二凸缘703，是实质上平行第一凸缘701且与其隔开。第二凸缘703更包含一实质上扁平靠近臂710的肩部706，是从第二凸缘703向内(即朝片状件702的“U”型中间)延伸。第一与第二凸缘701、703是由一实质上垂直凸缘701、703的基板支撑件705连接。凸缘701、703与基板支撑件705结合，以在终端作用器704A的下端712内界定一浅U型沟槽，或基板容置凹穴708。
在操作中，片状件702是沿二轴移动以抓住基板：一垂直于基板平面(即x轴)且一平行基板平面(即y轴)，以从底部抓住基板且将其提升。意即，片状件702垂直、向下朝基板移动、保持在基板后，且停在其稍下方。片状件702接着水平、朝向前方的基板，直到基板背部触及片状件702。最后，片状件702垂直、向上移动以抓住基板置于终端作用器704的基板容置凹穴708中。基板由凸缘701、703在其各侧边支撑，而底下由基板支撑件705支撑。肩部706从第二凸缘703延伸，当被抓住的基板在片状件702上依x方向移动时(如从一清洁模块至下一个)时提供额外的支撑方法。此也可借助使第二凸缘703的长度比第一凸缘701长(如从基板支撑件705处量起)。凸缘701、703通过确保基板不会向前或向后倾斜而有助于将基板保持在凹穴708中。以此方式，重力将使得在终端作用器704上的凹穴708稳固地抓持该基板。因此，基板利用重力而非一机械制动器或夹盘装置抓持以固定其位置。另一选择是，基板抓持组件700的运动可经最佳化设计，使得片状件702同时在二轴移动，而非限制该运动为个别步骤。
图9显示一终端作用器904A的第二具体实施例。终端作用器904A至少包含一臂910，其集中至由片状件702与一下端912形成的“U”型。下端912的特征在一第一凸缘901，是朝片状件702的“U”型中间向内延伸，及一第二凸缘903，是实质上平行第一凸缘901且与其隔开。第二凸缘903更包含一实质上扁平而靠近臂910的肩部906，是从第二凸缘903向内(即朝片状件702的“U”型中间)延伸。第一与第二凸缘901、903是通过一基板支撑件905连接，基板支撑件905至少包含一从终端作用器904A的一内壁914向内延伸一距离的凸块或突出件，其可防止基板垂直通过凸缘901、903间。凸缘901、903与基板支撑件905结合，以在终端作用器904A上午下端912内界定一浅U型沟槽，或基板容置凹穴908。
终端作用器1004A的第三具体实施例显示于图10中。终端作用器1004A至少包含一臂1010，其集中为由片状件702与下端1012形成的“U”型。下端1012的特征在一第一凸缘1001，是朝片状件702的“U”型中间向内延伸，及一第二凸缘1003，是实质上平行第一凸缘1001且与其隔开。第二凸缘1003更包含一实质上扁平而靠近臂1010的肩部1006，其从第二凸缘1003向内(即朝片状件702的之“U”型中间)延伸。第一与第二凸缘1001、1003是由一基板支撑件1005连接，基板支撑件1005至少包含一实质扁平表面而与终端作用器1004A的一内壁1014成一角度。凸缘1001、1003与基板支撑件1005结合，以在终端作用器1004A的下端1012内界定一浅U型沟槽，或基板容置凹穴1008。凹穴1008依深度逐渐倾斜，因此从终端作用器1004A上的基板支撑件1005，横跨到一镜像的终端作用器上的相同基板支撑件(从基板支撑件到基板支撑件而横跨片状件702)间的距离，小于被终端作用器1004支撑的基板的直径。因此，在呈角度的这些基板支撑件1005间较短的距离，可防止基板垂直通过凸缘1001、1003之间。
请参考图8，视需要可包括一传感器715，以侦测一基板是否出现在终端作用器704上。在一具体实施例中，传感器715是一光学传感器，其中一传感器715与接收器彼此分离地置放在终端作用器704的相对侧。传感器715位于(例如)第二凸缘703上的第一面714(即面向凹穴708)。接收器(未显示)位置是(例如)横跨凹穴708在第一凸缘701的对面717上。一束光从传感器715通过凹穴708到达接收器。因此如果光传输至接收器，此意即在终端作用器704上没有基板阻隔传感器715。在另一情形下，如果一基板出现在终端作用器704上，其会阻隔光从传感器715到达接收器，因此证明基板的出现。应了解其它形式的传感器均可使用在本发明的具体实施例中，例如近接或极限开关。然而，成本与整合至该设备中的复杂度将成为决定何种传感器是最有利于使用的因素。
根据本发明，有关清洁器的基板搬运器可参考图6A至F而充分了解，其以简要图式表示基板通过清洁器110的各阶段。清洁器110可配置有任何数量的单一基板清洁模块，而在图6A至F中为求简化而显示其三。图6A例示三个单一基板清洁模块：n及邻近模块n+1与n+2。在清洁顺序的第一阶段，模块n含有一基板w1而模块n+1含有一基板w0。一基板搬运器S(位于模块n上)具有二可独立移动的抓持装置G1与G2。抓持装置G1夹持一基板w2。此操作的一代表性模式的目的在于将基板搬运器S的抓持装置G1所夹持的基板w2，与在模块n中的基板w1交换。
继续参考图6B，基板搬运器S沿一第一运动轴水平移动且定位于模块n上，使得抓持装置G2可沿第二运动轴垂直移动进入模块n且抓持基板w1移走。基板w1接着从模块n移走，如图6C所示。然后基板搬运器S再次沿第一运动轴水平移走，使得抓持装置G1可沿第三运动轴垂直移动进入模块n(图6D)且将未处理基板w2置于其中(图6E)。因此，基板搬运器S已在模块n内完成一基板w1与w2的交换，而不影响该清洁器内任何其它模块的处理。基板搬运器S接着移至下一模块n+1上(图6F)且重复制程，将来自前一模块n的基板w1与基板w0交换等等。另一选择是，基板搬运器S可交换在模块n内的基板w1与基板w2，而后跳过模块n+1至模块n+2，置放基板w1于模块n+2中且留下基板w0于模块n+1中。
请回到图6A，应了解本发明的一进一步优势在于其对个别配置的清洁模块的适应性；即在清洁器中的各种清洁模块不一定需要经配置在相同方位或位置支撑基板。例如，在图6A中，清洁模块n+1与n+2的特征在于基板支撑件在各自的模块n+1与n+2中是位于不同高度(分隔一偏移量d)。基板基准点R1与R2(由将座落于一模块中的基板的中间点与宽度/直径的相交点所界定)是在其各自的清洁模块n+1与n+2中不同位置。诸如上述的现有技术基板搬运器S将无法在不重新校正搬运器及/或抓持装置下(其将需要耗费可观的时间量)，从n+1传送一基板至n+2。然而，本发明的基板搬运器可易于从n+1传送基板至n+2，因为各抓持组件是可沿其各自的轨在一定距离中独立地移动。因此各抓持组件可经程序化(通过软件而非在实体上调整)，以行经不同垂直距离到达一特定基板支撑件。
再者，基板抓持组件的独立性也使得其可更有效率地分布清洁模块。例如，假定清洁模块n是比清洁模块n+1与n+2(其尺寸大约相同)要薄与小。因为现有技术中基板搬运器设计的特征在于其抓持组件是同时地控制且分隔相同距离，使得基板基准点(即，R1或R2)是以相同水平距离(即，D1或D2)分隔。因此较薄的清洁模块n将需要由一距离x1与模块n+1分隔，该距离是大于分隔模块n+1与n+2的距离x2，以补偿模块n的较小尺寸。此增加清洁器的机体占有空间。然而，因为本发明的基板搬运器特征在于可独立控制的抓持组件，一次可致动一抓持组件进入一清洁模块且移动或更换一基板，而其它抓持组件保持不动且其它清洁模块不受影响。因此，基板基准点不一定需要分开相同距离，且可移动个别清洁模块彼此靠近，使得清洁器的机体占有空间较小。
因此，本发明在半导体基板清洁与研磨领域中呈现一明显的改善。该基板搬运器是适于支撑与传送垂直方位的基板，容许其与使用最小空间的清洁系统结合使用。再者，该搬运器能够有多轴的垂直运动，使得其更能变通且可更容易适用于各种基板处理顺序。
虽然以上是关于本发明的较佳具体实施例，本发明也可提供其它进一步具体实施例而不脱离本发明基本范围，本发明的范围由权利要求确定。

Claims (27)

1.一种基板搬运器，至少包含：
一定位构件，其用于沿一第一运动轴定位一第一与第二基板抓持构件；
第一抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上垂直所述第一运动轴的第二运动轴定位；及
第二抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上平行所述第二运动轴的第三运动轴定位，其中所述第二抓持构件可相对于所述第一抓持构件独立地移动，其中所述第一与第二抓持构件在一实质上垂直所述第一与第二运动轴的方向具有一基板抓持动作。
2.一种用于传送一基板的基板搬运器，至少包含：
一可沿一第一运动轴定位的滑架组件；
一第一基板抓持器组件，其连接至所述滑架组件，且可相对于所述滑架组件沿一实质上垂直所述第一运动轴的第二运动轴定位；及
一第二基板抓持器组件，其连接至所述滑架组件，且可相对于所述滑架组件沿一实质上平行所述第二运动轴的第三运动轴定位，其中所述第二基板抓持器组件可相对于所述第一基板抓持器组件独立地移动。
3.如权利要求2所述的基板搬运器，其特征在于，所述滑架组件进一步包含：
一沿所述第一轴延伸的水平轨；
一连接至所述水平轨的滑架；
一马达；及
一协同所述马达以将所述滑架沿所述水平轨定位的制动器。
4.如权利要求3所述的基板搬运器，进一步包含一安装板，其垂直地延伸至所述第一运动轴，且连接所述滑架组件至所述第一与第二基板抓持器组件，所述第一与第二基板抓持器组件可移动地设置于所述安装板上。
5.如权利要求4所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一与第二基板抓持器组件各至少包含：
一连接至所述安装板的垂直轨；
一连接至所述垂直轨的基板抓持器；及
一用于将所述基板抓持器沿所述垂直轨定位的制动器。
6.如权利要求5所述的基板搬运器，其特征在于，所述基板抓持器可以各自在一实质上垂直于所述第一与第二运动轴的轴上进行一基板抓持动作。
7.如权利要求6所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一基板抓持器进一步包含：
一第一终端作用器；
一第二相对终端作用器；及
一制动器，其适于将所述第一与第二终端作用器中的至少一个移向其它终端作用器。
8.如权利要求2所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一基板抓持器组件进一步包含：
一实质上U形片状件，其具有一第一端与一相对第二端；
一连接至所述片状件的所述第一端的第一终端作用器；及
一连接至所述片状件的所述第二端的第二终端作用器。
9.如权利要求8所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一与第二终端作用器各至少包含：
一本体，其具有一内表面；
一第一凸缘，是从所述内表面朝内延伸；
一第二凸缘，是从所述内表面以一与所述第一凸缘隔开的关系向内延伸；及
一基板支撑件，是从介于所述第一与第二凸缘间的所述内表面延伸，且与所述第一与第二凸缘界定一基板容置凹穴。
10.如权利要求9所述的基板搬运器，其特征在于，所述第二凸缘从所述基板支撑件延伸一较所述第一凸缘为远的距离，或从所述内表面朝内延伸一较所述第一凸缘为远的距离。
11.如权利要求9所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一与第二终端作用器中至少一个进一步包含一基板传感器。
12.如权利要求11所述的基板搬运器，其特征在于，所述基板传感器进一步包含一连接至所述终端作用器的光学传感器。
13.一种用于拾取一垂直方位基板的设备，至少包含：
一可沿一第一运动轴定位的滑架组件；
一第一基板抓持器组件，其连接至所述滑架组件，且可相对于所述滑架组件沿一实质上垂直所述第一运动轴的第二运动轴定位；及
一第二基板抓持器组件，其连接至所述滑架组件，且可相对于所述滑架组件沿一实质上平行所述第二运动轴的第三运动轴定位，其中所述第二基板抓持器组件可相对于所述第一基板抓持器组件沿着所述第三轴独立地移动；
一连接构件；
一在一第一端连接至所述连接构件的第一臂；
一在一第一端连接至所述连接构件的第二臂；
一第一终端作用器，是设置于所述第一臂的一第二端，且具有一面对所述第二臂的第一基板容置凹穴；及
一第二终端作用器，是设置于所述第二臂的一第二端，且具有一面对所述第一臂的第二基板容置凹穴，
其特征在于，所述第一与第二基板容置凹穴是适于在其间支撑一基板。
14.一种如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第一终端作用器进一步包含：
一第一凸缘，其朝所述第二臂延伸；及
一第二凸缘，是以与所述第一凸缘隔开的关系朝所述第二臂延伸，且界定所述第一终端作用器的所述基板容置凹穴。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一凸缘较所述第二凸缘更延伸靠近所述第二臂。
16.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一终端作用器进一步包含：
一置于所述第一凸缘与所述第二凸缘间的支撑表面，所述支撑表面的位置是与相对于一通过所述连接构件之一中心线成一锐角，且被界定介于所述第一与第二臂间。
17.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一终端作用器进一步包含：
一置于所述第一凸缘与所述第二凸缘间的支撑表面，且从所述第一终端作用器延伸朝向所述第二臂
18.如权利要求13所述的设备，进一步包含：
一光学传感器，其适于侦测一置于所述第一或所述第二臂的所述基板容置凹穴中至少一个的基板。
19.一种半导体基板清洁系统，至少包含：
多个清洁模块；
一可垂直地定位的第一基板抓持器组件，是置于所述多个清洁模块上；及
一可垂直定位的第二基板抓持器组件，是置于所述多个清洁模块上，其中所述第一与第二基板抓持器组件是可选择性地定位于各所述多个清洁模块上，且其中所述第一与第二基板抓持器组件垂直地移动，以与各所述多个清洁模块彼此独立地形成接口。
20.如权利要求19所述的半导体基板清洁系统，进一步包含一可横向定位的滑架组件，具有与其相连接的所述第一与第二基板抓持器组件。
21.如权利要求20所述的半导体基板清洁系统，其特征在于，所述滑架组件进一步包含：
一水平轨；
一安装至所述水平轨的滑架，且具有与其相连接的所述第一与第二基板抓持器组件；及
一适于将所述滑架沿所述水平轨定位的制动器。
22.如权利要求21所述的半导体基板清洁系统，其特征在于，各所述第一与第二基板抓持器组件至少包含：
一连接至所述滑架的垂直轨；
一安装至所述垂直轨上的基板抓持器；及
一用于将所述基板抓持器沿所述垂直轨定位的制动器。
23.如权利要求22所述的半导体基板清洁系统，其特征在于，所述第一与第二基板抓持器组件进一步包含：
一第一终端作用器；
一第二相对终端作用器；及
一制动器，其适于将所述第一与第二终端作用器中的至少一个移向其它终端作用器。
24.如权利要求22所述的半导体基板清洁系统，其特征在于，所述第一与第二基板抓持器组件进一步包含：
一实质上U形片状件，其具有一第一端与一相对第二端；
一连接至所述片状件的所述第一端的第一终端作用器；及
一连接至所述片状件的所述第二端的第二终端作用器。
25.如权利要求24所述的半导体基板清洁系统，其特征在于，所述第一与第二终端作用器各至少包含：
一本体，其具有一内表面；
一第一凸缘，是从所述内表面朝内延伸；
一第二凸缘，是从所述内表面以与所述第一凸缘隔开的关系向内延伸；及
一基板支撑件，是从所述第一与第二凸缘间的所述内表面延伸，且与所述第一与第二凸缘界定一基板容置凹穴。
26.如权利要求24所述的半导体基板清洁系统，其特征在于，所述第二凸缘是从所述基板支撑件延伸一较所述第一凸缘为远的距离，且其中所述第二凸缘从所述内表面朝内延伸一较所述第一凸缘为远的距离。
27.如权利要求24所述的半导体基板清洁系统，其特征在于，所述第一与第二终端作用器中至少一个进一步包含一光学传感器，其是连接至所述终端作用器且适于感测一置于所述基板容置凹穴内的基板。
CNB2004800093566A 2003-04-03 2004-03-31 在清洁模块之间垂直传送半导体基板的方法和设备 Expired - Lifetime CN100397563C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/408,036 US20040197179A1 (en) 2003-04-03 2003-04-03 Method and apparatus for vertical transfer of semiconductor substrates between cleaning modules
US10/408,036 2003-04-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1771580A CN1771580A (zh) 2006-05-10
CN100397563C true CN100397563C (zh) 2008-06-25

Family

ID=33097684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004800093566A Expired - Lifetime CN100397563C (zh) 2003-04-03 2004-03-31 在清洁模块之间垂直传送半导体基板的方法和设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20040197179A1 (zh)
EP (1) EP1611600A1 (zh)
JP (1) JP4448130B2 (zh)
KR (1) KR101134884B1 (zh)
CN (1) CN100397563C (zh)
TW (1) TWI278423B (zh)
WO (1) WO2004090948A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006124472A2 (en) * 2005-05-12 2006-11-23 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for vertical transfer of semiconductor substrates in a cleaning module
US20080156360A1 (en) * 2006-12-26 2008-07-03 Applied Materials, Inc. Horizontal megasonic module for cleaning substrates
US20080156359A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Olgado Donald J K Systems and methods for modular and configurable substrate cleaning
US20080166210A1 (en) * 2007-01-05 2008-07-10 Applied Materials, Inc. Supinating cartesian robot blade
US7694688B2 (en) 2007-01-05 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Wet clean system design
NL2001910C (en) * 2008-08-22 2010-03-10 Otb Solar Bv Conveyor assembly and method for conveying a substrate.
US9390949B2 (en) * 2011-11-29 2016-07-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer debonding and cleaning apparatus and method of use
US10381254B2 (en) * 2011-11-29 2019-08-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wafer debonding and cleaning apparatus and method
US11264262B2 (en) * 2011-11-29 2022-03-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer debonding and cleaning apparatus
US9605952B2 (en) 2012-03-08 2017-03-28 Quality Manufacturing Inc. Touch sensitive robotic gripper
CA2863197A1 (en) 2012-03-08 2013-09-12 Quality Manufacturing Inc. Touch sensitive robotic gripper
CN113043752B (zh) * 2014-06-17 2022-10-25 科迪华公司 打印系统组件和方法
CN104528385B (zh) * 2015-01-16 2017-06-09 京东方光科技有限公司 翻转移载机构
US10718359B2 (en) 2015-08-21 2020-07-21 Quality Manufacturing Inc. Devices and systems for producing rotational actuation
CN109075115A (zh) * 2016-05-06 2018-12-21 应用材料公司 用于改进的基板运送组件的系统、设备及方法
US9961782B2 (en) 2016-07-08 2018-05-01 Kateeva, Inc. Transport path correction techniques and related systems, methods and devices
KR20220031700A (ko) * 2019-07-12 2022-03-11 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 동시 기판 이송을 위한 로봇
EP4250341A1 (de) * 2022-03-24 2023-09-27 Siltronic AG Verfahren zum reinigen von halbleiterscheiben in einer reinigungsstrasse

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0626229B2 (ja) * 1985-03-08 1994-04-06 株式会社日立製作所 把持装置
EP1068936A1 (en) * 1999-07-10 2001-01-17 Applied Materials, Inc. Grippers with ability to change wafer orientation
WO2001017000A1 (de) * 1999-08-27 2001-03-08 Brooks Automation Ag Handhabungsvorrichtung zur bereitstellung eines wafer-stapels
US6283701B1 (en) * 1999-03-18 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Pneumatically actuated flexure gripper for wafer handling robots
US20020096436A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Applied Materials, Inc. Substrate holder system with substrate extension apparatus and associated method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4875824A (en) * 1988-02-01 1989-10-24 Biorne Enterprises, Inc. Wafer transfer apparatus
JP3202137B2 (ja) * 1994-10-24 2001-08-27 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置のキャリア搬入・搬出装置
JPH08288362A (ja) * 1995-04-14 1996-11-01 Hitachi Ltd 板状物搬送装置およびそれを使用した板状物処理装置
JP3533879B2 (ja) * 1996-07-15 2004-05-31 セイコーエプソン株式会社 部材の受け渡し装置および集積回路デバイスの検査装置
JP2001252954A (ja) * 2000-03-13 2001-09-18 Star Seiki Co Ltd 成型品取出し機及び成型品取出し方法
US6745454B1 (en) * 2002-01-30 2004-06-08 Hayes Lemmerz International, Inc. Flexible manufacturing and workpiece transfer system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0626229B2 (ja) * 1985-03-08 1994-04-06 株式会社日立製作所 把持装置
US6283701B1 (en) * 1999-03-18 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Pneumatically actuated flexure gripper for wafer handling robots
EP1068936A1 (en) * 1999-07-10 2001-01-17 Applied Materials, Inc. Grippers with ability to change wafer orientation
WO2001017000A1 (de) * 1999-08-27 2001-03-08 Brooks Automation Ag Handhabungsvorrichtung zur bereitstellung eines wafer-stapels
US20020096436A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Applied Materials, Inc. Substrate holder system with substrate extension apparatus and associated method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4448130B2 (ja) 2010-04-07
KR101134884B1 (ko) 2012-04-13
CN1771580A (zh) 2006-05-10
JP2006524435A (ja) 2006-10-26
US20040197179A1 (en) 2004-10-07
EP1611600A1 (en) 2006-01-04
TW200508140A (en) 2005-03-01
TWI278423B (en) 2007-04-11
KR20050114260A (ko) 2005-12-05
WO2004090948A1 (en) 2004-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100397563C (zh) 在清洁模块之间垂直传送半导体基板的方法和设备
CN101990703B (zh) 高产量化学机械抛光系统
CN109427637B (zh) 基板反转装置、基板处理装置及基板支撑装置以及其方法
EP0954407B1 (en) Polishing apparatus
CN101409226B (zh) 用于在清洁模块中垂直转移半导体基材的方法及设备
TW451606B (en) Apparatus and method for mounting a chip
CN101277787B (zh) 具有直接装载台板的抛光设备和方法
US9352441B2 (en) Chemical mechanical polisher with hub arms mounted
US20080159832A1 (en) Substrate transporting apparatus, substrate platform shelf and substrate processing apparatus
US7415759B2 (en) Method and apparatus for mounting semiconductor chips
US6435941B1 (en) Apparatus and method for chemical mechanical planarization
JP7224467B2 (ja) 基板加工装置、基板処理システム、及び基板処理方法
KR102135653B1 (ko) Ｃｍｐ 후 세정을 위한 양면 버프 모듈
US6817923B2 (en) Chemical mechanical processing system with mobile load cup
US20030209320A1 (en) Planarization system with multiple polishing pads
US20040099112A1 (en) Plate-like carrying mechanism and dicing device with carrying mechanism
CN102024735A (zh) 高速基片对齐器设备
US6488565B1 (en) Apparatus for chemical mechanical planarization having nested load cups
US20100011569A1 (en) Apparatus and method for assembling several semiconductor devices onto a target substrate
KR102453865B1 (ko) 기판 처리 장치
US5779426A (en) Loading and unloading unit for polishing apparatus
JP2000236009A (ja) 基板処理装置
US11267095B2 (en) High throughput polishing system for workpieces
KR20070090317A (ko) 화학 기계적 연마설비의 웨이퍼 스테이션
JP2002016028A (ja) 基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: California, USA

Patentee after: APPLIED MATERIALS, Inc.

Address before: California, USA

Patentee before: APPLIED MATERIALS, Inc.

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080625

CX01 Expiry of patent term