CN102099907B - 工件传送系统和方法 - Google Patents

工件传送系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102099907B
CN102099907B CN200980124943.2A CN200980124943A CN102099907B CN 102099907 B CN102099907 B CN 102099907B CN 200980124943 A CN200980124943 A CN 200980124943A CN 102099907 B CN102099907 B CN 102099907B
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
arm
automation
processing module
wafer
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 - Fee Related
Application number
CN200980124943.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102099907A (zh
Inventor
P·戴尔蒙德
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.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac 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 Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Publication of CN102099907A publication Critical patent/CN102099907A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102099907B publication Critical patent/CN102099907B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01L21/67005—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
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • 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
    • H01L21/67754—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 horizontal transfer of a batch of workpieces
    • 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
    • H01L21/677—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
    • H01L21/67745—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 characterized by movements or sequence of movements 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
    • H01L21/683—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

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)

Abstract

一种双自动机械传送系统，包括：用于将工件传送入处理模块和从处理模块传送出的传送模块；在传送模块与供给-接受系统之间的物理接口；大致位于传送模块内用于将工件传送到处理模块和位于传送模块内的缓冲工位并从处理模块和位于传送模块内的缓冲工位传送工件的第一自动机械，第一自动机械包括第一顶臂和第一底臂，第一顶臂和第一底臂大致具有第一移动范围；以及大致位于传送模块内用于将工件传送到处理模块、缓冲工位以及物理接口并从处理模块、缓冲工位以及物理接口传送工件的第二自动机械，第二自动机械包括第二顶臂和第二底臂，第二顶臂和第二底臂大致具有第二移动范围，第二移动范围部分地与第一移动范围重叠。

Description

工件传送系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年7月15日提交的美国临时专利申请第61/080,943号的权益，其全部内容以参见方式纳入本文。
背景技术
半导体电路可在硅晶片上制作，硅晶片在其生产过程中经受各种处理步骤。在制造过程中，晶片通常运送入和运送出不同的特定腔室，诸如处理腔室。很多晶片传送系统使用设计成将晶片传送入处理腔室或传送出处理腔室的选择性适应组件自动机械臂(SCARA)或双对称自动机械臂。这些自动机械一次将一个臂移入处理腔室。例如，对于单臂设计，自动机械臂将已处理的晶片从腔室移出、将其放置在缓冲工位、获取下一个未处理晶片并将其放置在处理腔室内。例如，对于双臂设计，第一臂从处理腔室拾取晶片，并然后抽回第一臂并将其转出路径以为第二臂腾出空间。然后，第二臂转入位置、延伸进入腔室并放下下一个晶片以进行处理。这些设计包括将臂移入和移出腔室以及将臂移出路径的多种步骤，这些步骤中的每个增加了运送晶片所花费的时间。
发明内容
本发明涉及工件传送系统、方法以及媒介。某些实施例提供了用于与供给-接受系统和处理模块一起使用的双自动机械传送系统，所述双自动机械传送系统包括：传送模块，该传送模块用于将工件传送入处理模块和传送出处理模块；物理接口，该物理接口在传送模块与供给-接受系统之间，供给-接受系统将未处理工件供给到传送模块并从传送模块接受已处理工件；第一自动机械，该第一自动机械大致位于传送模块内用于将工件传送到处理模块和位于传送模块内的缓冲工位并从处理模块和位于传送模块内的缓冲工位传送工件，第一自动机械包括第一顶臂和第一底臂，第一顶臂和第一底臂大致具有第一移动范围；以及第二自动机械，该第二自动机械大致位于传送模块内用于将工件传送到处理模块、缓冲工位以及物理接口并从处理模块、缓冲工位以及物理接口传送工件，第二自动机械包括第二顶臂和第二底臂，第二顶臂和第二底臂大致具有第二移动范围，第二移动范围与第一移动范围部分地重叠。
某些实施例提供了用于与处理模块一起使用的传送系统，该传送系统包括：顶臂和底臂，顶臂和底臂大致具有在大致平行平面内的同一移动范围；以及控制器，该控制器与顶臂和底臂连通，控制器编程成：(a)将顶臂和底臂大致一起移入处理模块；以及(b)底臂在前地将顶臂和底臂移出处理模块。
某些实施例提供用于与供给-接受系统和处理模块一起使用的双自动机械传送系统，所述双自动机械处理系统包括：第一自动机械，该第一自动机械包括第一顶臂和第一底臂，第一顶臂和第一底臂大致具有在第一大致平行平面内的同一第一移动范围；第二自动机械，该第二自动机械包括第二顶臂和第二底臂，第二顶臂和第二底臂大致具有在第二大致平行平面内的同一第二移动范围，第一自动机械和第二自动机械布置成使得第一移动范围和第二移动范围重叠；以及控制器，该控制器与第一顶臂、第一底臂、第二顶臂以及第二底臂连通，控制器编程成：(a)将第一顶臂和第一底臂大致一起移入处理模块，第一顶臂携带有第一未处理工件；(b)将第二顶臂和第二底臂大致一起移入处理模块，第二顶臂携带有第二未处理工件；(c)移动第一顶臂和第一底臂使得它们离开处理模块，第一底臂在前并携带有第一已处理工件；以及(d)移动第二顶臂和第二底臂使得它们离开处理模块，第二底臂在前并携带有第二已处理工件。
某些实施例提供将工件传送到处理模块和从处理模块传送工件的方法，该方法包括：在第一时段，使用大致在同一第一时间移动的两个自动机械顶臂将两个未处理工件从传送模块传送入处理模块；并在第二时段，使用大致在同一第二时段移动的两个自动机械底臂将两个已处理工件从处理模块传送入传送模块，第二时段在第一时段之后开始。
附图说明
图1是联接到处理模块的晶片传送系统的视图。
图2是包括盖闭合的传送模块的晶片传送系统的立体图。
图3是传送模块的盖打开且仅安装一个自动机械的图2的晶片传送系统的立体图。
图3A是安装了冷却盘的图3的自动机械的立体图。
图3B是包括用于在冷却过程中支承工件的提升销的图3A的冷却盘的立体图。
图4是未安装处理模块的图2的晶片传送系统的后视立体图。
图5是以英寸标识了尺寸的图1的传送系统和处理模块的图。
图6示出通过接口、传送模块以及处理模块执行以接纳未处理晶片并产生已处理晶片的方法。
图7A-7T示出将晶片传送到供给-接纳模块以及处理模块和从供给-接受模块以及处理模块传送晶片的图1的系统。
具体实施方式
所公开主题的某些实施例包括工件传送系统，工件传送系统可将工件传送到各种位置和从各种位置传送工件。工件可以包括由所公开主题的实施例所要传送的任何物体，例如，工件可以包括半导体材料(例如硅晶片、砷化镓晶片、石英晶片、碳化硅晶片等)、生物学样品(例如包含生物学试验的盘等)。某些实施例可提供高速工件传送，同时仅产生小占用空间。某些实施例包括具有移动范围与其它各种自动机械移动范围重叠的各种自动机械，且控制这些各种自动机械使得不管是自动机械还是工件都不会在将工件从一个位置传送到另一位置时碰撞。
所述实施例是一种晶片传送系统，该晶片传送系统使用主要位于传送模块内的两个双臂自动机械，以将晶片传送到接口、传送模块以及处理模块和从接口、传送模块以及处理模块传送走。每个自动机械的两个臂绕一个轴线转动但独立地运行。所述实施例从接口接受未处理晶片，在处理模块内处理晶片，并然后将已处理晶片传送回接口。
参考图1，所述实施例是晶片处理系统100，该晶片传送系统100包括处理模块110、传送模块120以及到晶片供给-接受系统(未示出)的接口130。传送模块120包括左自动机械140，左自动机械具有左上臂141和左下臂142。传送模块120还包括右自动机械150，右自动机械具有右上臂151和右下臂152。每个臂141、142、151以及152包括用于固定晶片的C形末端执行器(effector)。如所示，左上臂141的末端执行器未固定任何物件，左下臂142的末端执行器(被左上臂141隐藏)固定已处理晶片160；右下臂152的末端执行器固定已处理晶片161；且右上臂151在缓冲工位122(当前未处理晶片163位于其中)和接口130之间移动。每个自动机械臂可使用提供低/零齿隙、高扭矩、紧凑尺寸以及高定位精度的高性能齿轮组，诸如谐波驱动器。
处理模块110包括两个晶片处理工位111和112、其在每个工位中示出具有正在处理的晶片。处理可包括对晶片的物理的和/或化学的改变。例如，可通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)等将膜沉积到晶片上，可使用例如光刻灰化、等离子蚀刻、离子束研磨等将材料从晶片去除；晶片的表面可用例如离子注入、热退火等改变。处理模块110还包括定位在晶片在处理模块100中所位于的位置下方的加热盘。晶片下方的销可用于支持晶片并将晶片升起和降下离加热盘的不同距离(例如，晶片可更接近于加热盘以更快地加热晶片)。
晶片供给-接受系统是用于将晶片从诸如固定晶片的盒或罐通过接口130传送到传送模块120的设备前端模块(EFEM)。EFEM还为所要处理的晶片提供临时存储位置。当准备好时，EFEM自动机械将合适的所要处理的晶片从存储位置移出并将其移到传送模块。EFEM自动机械还将已处理晶片从传送模块移出并将其返回到存储位置。
自动机械臂利用重力和具有衬垫的固定边缘抓持设计将晶片固定在其C形末端执行器中。在某些实施例中，末端执行器可包括主动边缘抓持器，主动边缘抓持器将晶片的边缘推抵另一边缘或止挡器。主动边缘抓持可通过真空来控制。
所有的4个自动机械臂可同时定位在处理模块110内。可使得能够在一个臂将未处理晶片传送入处理模块110的同时，另一臂从处理模块110取回已处理的晶片。系统100的几何形状允许装载运动(例如，将晶片放入处理模块110)和卸载运动(例如，将晶片从处理模块110移走)重叠，由此减少晶片交换时间。此外，双自动机械(例如左自动机械140和右自动机械150)使得能够同时搬运两个已处理晶片和两个未处理晶片，其可进一步提高系统100的晶片搬运速度。每个末端执行器移动路径与相对自动机械中的臂的相应末端执行器的移动路径重叠。例如，左上臂141的移动范围与右上臂151的移动范围重叠。为避免臂之间碰撞，一对臂(例如，左自动机械140的臂)顺次跟随另一对臂(右自动机械150的臂)进入处理模块110。
图2是盖126闭合的传送模块120的图。.如图所示，传送模块120包括穿过盖126的三个观察孔125。控制器180附连到传送模块120的前部。
图3是其盖打开的传送模块120的图。左自动机械140的臂141和142以及其“C”形末端执行器是可见的。接口130也是可见的。未安装右自动机械150。缓冲工位122包括三个提升销123，提升销123升起或降下以从自动机械臂装载和卸载晶片，自动机械臂从缓冲工位122拾取或放置晶片。传送模块120包括安装传感器的孔127，传感器确定越过传感器(以及进入处理模块110或从处理模块110出来)的机器臂是否固定有晶片。是否期望晶片在机器臂中取决于所要执行的功能。例如，晶片可在装载循环开始点存在而在装载循环结束时不存在。如果晶片状态(真/存在或假/不存在)不正确，则循环停止。传感器可以是可从例如邦纳工程公司(www.bannerengineering.com)购得的邦纳传感器Mfr Part第QS30LLP号。如以下所更详细描述的，孔124用于通气。孔121安装有轴，轴附连有冷却盘，冷却盘可升起以与由自动机械臂固定的晶片接触或降下以与晶片脱离接触。冷却盘可使用压缩空气升起或降下并基于硬停止(例如，由于与晶片接触)而停止。
图3A是自动机械140的图，自动机械140具有安装在其下方的冷却盘145。图3B是图3A的安装有销146的冷却盘的图，销146与晶片接触(而不是冷却盘的平坦表面直接与晶片接触)。
图4是晶片传送系统的后侧图，示出可安装处理模块110的位置(即，处理模块110没安装在图4中)。打开阻挡传送模块120内的大部分的盖126。处理模块110包括晶片提升销，晶片提升销升起和降下晶片以当在处理模块110中时从自动机械臂的末端执行器摘取和放置到自动机械臂的末端执行器上。图4示出用于处理腔室的未安装实际销的提升销组件。提升销可安装在孔114中。提升销组件的顶面螺栓连接到处理模块110的底部。三个提升销中每个安装在组件的中心内“Y”形件(113)的每个稍部处，并从提升销组件向上延伸穿过处理模块110的底部。整个Y形件113可位于密封件的内侧上，密封件将处理模块与环境密封。
图5是以英寸标示尺寸的传送模块100的图。虚线示出当自动机械臂在图中下半部中的传送模块120和上半部中的处理腔室110之间传送晶片时，自动机械臂摆动的弧形移动范围。如图所示，自动机械140和自动机械150的移动范围重叠并跨越约180弧度。
图6是示出在完整晶片传送循环中由系统100执行的步骤的高级视图的流程图，在完整晶片传送循环中，将两个未处理晶片从接口130传送到处理腔室110并将两个已处理晶片从处理腔室110移出并传送到接口130。在该顺序的开始处，传送模块120对在其中的两个已处理晶片通气(在620处)且处理模块110处理(在621处)两个目前未处理晶片。当传送模块120完成通气，将两个已处理晶片通过到晶片供给-接受系统的接口换成(在622处)两个未处理晶片。在623处，传送模块120抽空到基准压力(base pressure)。在传送模块抽空的过程中或接近抽空时，处理模块110完成在其中的晶片的处理。在624处，传送模块120从处理模块110移出现在已处理的晶片并用未处理晶片装载处理模块110。这结束了晶片传送循环620并开始晶片传送循环630。大约在这时，传送模块120开始通气(在631处)且处理模块开始处理(在632处)。即，现在过程回到其开始处的相同步骤，但我们正在新循环630中处理新的一组晶片。
图7A-7T更详细地示出图7的顺序。在该顺序的开始处，对传送模块120通气，每个下自动机械臂固定已处理晶片(即，晶片701和702，其在之前循环中被处理)、处理模块110处理晶片703和704，且上自动机械臂部未固定晶片。为开始该顺序，晶片供给-接受系统选择两个未处理晶片以进行处理(未示出)。传送模块120使用加压氮气通气。当需要通气时，通气阀打开以使加压氮气能够进入腔室(从图3的孔124)。当腔室达到大气压力时，阀关闭。氮气压力为80PSI并用来增加压力(传送腔室处在基准压力)直到达到其大气压。用压力表来测量气压且当达到大气压时关闭氮气入口的阀。
如图7B所示，晶片供给-接受系统然后将未处理晶片705放置在右上臂151上。如图7C所示，右上臂151将未处理晶片705放置在缓冲工位122中并然后返回到接口130。如图7D所示，当右上臂151从缓冲工位122返回到接口130，左上臂141从缓冲工位拾取未处理晶片705并返回到其角落。当这发生的同时，如图7E所示，晶片供给-接受系统从右下臂152接受已处理晶片702，且左下臂142将已处理晶片701传送到缓冲工位122。如图7F和7G所示，晶片供给-接受系统将第二未处理晶片(晶片706)放置到右上臂151上且左下臂142在将已处理晶片701放置在缓冲工位122后返回其角落。如图7H和7I所示，右下臂152然后从缓冲工位122拾取已处理晶片701并将其带到接口130。如图7J所示，晶片供给-接受系统然后从右下臂151拾取已处理晶片701。在顺序中的该点，已处理晶片701和702不再在系统100中(因为它们已经由晶片供给-接受系统接受)，晶片703和703还在处理模块110中，且未处理晶片705和706由上自动机械臂固定。
然后，传送模块120排空到基准压力(通过连接到位于图3的孔128处的真空的密封件)，且打开将处理腔室110与传送模块120隔离的真空门阀119(参见图3和4)。可使用不同的阀，在所述实施例中，门119的门阀是由VAT公司生产的型号#02424-AA44-X(www.vatvalve.com)。除了在晶片传送入和传送出处理模块110时，阀在所有时间都关闭。
所有的4个臂都转入处理腔室，右臂在前，且左臂跟随在后(图7K、7L以及7M)。一旦臂在处理腔室110中，处理腔室110中的提升销降下以将已处理的晶片703和704放置在下臂上。下臂抽回进入传送模块腔室，右臂在前，同时处理腔室110内提升销从上臂(图7N、7O)中取下未处理晶片。上臂然后抽回进入传送腔室120，右臂在前(图7P、7Q、7R、7S、7T)。关闭真空门阀119，且然后在处理腔室内在晶片705和706上开始晶片处理。传送模块120开始通气，同时冷却盘升起以冷却下臂上的已处理晶片。当传送模块120内达到大气压力时，冷却盘降低、真空门阀打开且循环重新开始。在所述实施例中，处理模块110保持在低压(通常不是基准压力，因为在处理过程中压力变化)出于维修原因，处理腔室可通气到大气压。
4个臂中每个由例如来自Galil运动控制(www.galilmc.com)的DMC-40x0运动控制器的(Galil Motion Control)控制器180(多轴伺服控制器)独立地控制。控制器180存储控制自动机械运动的程序且存储控制参数。控制器180从监视系统操作的外部数字处理设备(未示出)(例如运行现成操作系统的服务器计算机)接收高级命令，例如，在处理位置拾取、放置在处理位置处、回家、向上处理提升销、向下处理提升销等。起始位置可使用软件设置且自动机械的移动可基于起始位置/相对于于起始位置形成。例如，外部数字处理设备可指示控制器180以使得左下臂142“回家”。控制器180知道“家”在哪里(例如，左角落附近点的坐标)且将自动机械移动到“家”的位置。外部数字处理设备还可发送命令到其它数字处理设备和接收从其它数字处理设备来的命令。控制自动机械臂的逻辑是基于软件且可更新的。可设置/改变变量。这些改变通过操作者或通过由生产制造控制系统控制的主机执行。控制器180还监控位于127(图3)处的传感器。控制器180限定7个不同部件或部件组的运动：(1-4)4个自动机械臂的每个；(5-6)在处理模块110中升起和降低两组提升销；以及(7)升起和降下缓冲工位122的销。控制器180和/或外部数字处理设备可包括处理器和计算机可读媒介，该媒介用于存储计算机可执行的指令，这些命令当由处理器执行时，致使处理器执行本文所述方法，例如，涉及控制自动机械运动和传送晶片的方法。
完成单个晶片传送循环(其生产两个晶片)所花费的时间约为30秒。因此，所述实施例的晶片生产率是约每小时240个晶片(即，每30秒2个晶片＝每分钟4个晶片；60分钟乘以每分钟4个晶片＝240个晶片)。循环时间包括约6秒的抽气和约8秒的通气。为给传送腔室抽气，打开在腔室和真空泵之间的阀。腔室内的空气被抽出直到腔室达到基准压力。压力由腔室内的计量器测量。典型的总处理时间是约28秒(即，从关闭处理腔室槽阀到打开阀的时间)。在所述实施例中，晶片可以到高达每特定SEMIM1.15-1000(从例如在www.semi.org的半导体设备和材料国际(SEMI)购得)300mm硅晶片。晶片传送平面是每特定SEMISTDE21-911100mm。系统100每传送25,000个晶片掉下少于约1个晶片。每个晶片冷却盘具有每小时冷却约100个晶片的能力。在循环的通气阶段中，冷却盘在约8秒内将晶片从约300℃的初始温度冷却到约60℃。冷却盘可升起或降下来在最大晶片接触面积上配合自动机械末端执行器。C形末端执行器上的垫子可以是耐高温全氟化橡胶盘。自动机械精度约为+/-0.01度。晶片放置精度小于或等于约0.25mm。两次失败之间的平均循环至少约1百万次循环。维修的平均时间(MTBR)小于2小时。基准真空约5x10-4托。真空漏气率小于约1x10-8标准立方厘米/秒氦(std cc/sec He)。传送腔室最大体积小于约25升。其最宽点的宽度约1000mm。考虑到颗粒污染，每个晶片平均增加颗粒：大于0.12微米的，小于5个颗粒；0.25微米的小于3个颗粒；大约0.70微米的小于个2颗粒，95％数据小于10个总增加颗粒。
在不同的实施例中，不同的自动机械臂可在不同平面中。例如，自动机械臂141、142、151以及152可以：每个在不同平面中且可移动穿过其整个移动范围而不碰撞(即使在固定晶片时)；每个可在不同平面中且可移动穿过其整个移动范围而不碰撞(但是，当固定晶片时，臂141和151可以不移动穿过其整个移动范围而不彼此碰撞，且当固定晶片时，臂142和152可以不移动穿过其整个移动范围而不彼此碰撞)。例如，当自动机械臂在不同平面移动时，其可传送工件的顺序具有更多自由。
在不同实施例中，自动机械臂141、142、151以及152可使用不同顺序移动。例如，回到图7N，这里每个臂141、142、151以及152在处理腔室110内。在某些实施例中，下臂142和152比上臂141和151先离开处理模块110。例如，如果臂142和152在不同平面中(且平面彼此远离使得臂142和152在固定晶片时可在彼此上方/下方移动的足够距离)，臂142和152可同时离开处理模块110。或者，例如，如果在不同平面中(但不彼此远离使得臂142和152可在固定晶片时在彼此上方/下方移动的足够距离)，则臂142和152可一个接一个离开处理模块110(例如，臂152稍微在前)且可臂142和152部分重叠地进行(例如，末端执行器部分可重叠，但臂不能足够重叠使得晶片碰撞)。
下面可用于系统的不同部件的是非限制的示例性材料表：
Figure BPA00001280967100101
在不同实施例中，传送模块110可使用不同类型的处理模块、接口以及晶片或衬底供给-接收系统。系统100可包括不同数量的自动机械，例如，传送模块110可具有4个自动机械，自动机械宽度是2倍且连接到较宽的或到多个处理模块和/或接口。系统100还可仅包括一个自动机械，例如仅右自动机械150。不同的自动机械臂可在不同平面上操作，例如，它们每个可在不同平面上操作。上面有时提到的圆形晶片可替换成不同形状的不同工件，诸如八边形、方形、矩形，且系统100的不同部件可相应地改变。末端执行器不一定是C形，而可例如取决于所传送工件的形状成形。形状可包括例如在一侧具有打开空间的任何形状。工件可经受不同处理步骤，同样地，词“已处理”和“未处理”的使用是相对术语。例如，将要经受处理“X”的工件可被认为是未处理，即使其目前已通过不同处理“Y”处理。自动机械臂的臂可具有不同的移动范围，不同的移动范围具有不同的形状。在某些实施例中，不同的自动机械臂可在彼此之间直接传送工件而不例如使用缓冲工位。处理可取决于所处理工件的类型且可包括例如施加或增加物质、加热、冷却、培养、混合、摇动、旋转、去移工件的一部分等。诸如控制器180的控制器可以是例如仅控制器、可以是较大控制器的一部分、可以由外部控制器控制或与外部控制器联合工作，或可完全没有而系统可由外部控制器控制。图5中的尺寸仅是示例性的，例如，尺寸本身和不同尺寸之间的关系都可改变。冷却盘和/或冷却盘上的销可在不同的实施例中安装(或不安装)和/或使用或不使用，取决于例如所使用的工件的类型和/或温度变化中工件的公差。例如，销可在其中冷却盘的本体直接与工件接触会损害工件的实施例中使用。
虽然已经在前述示意性实施例中描述和说明了本发明，但应理解本公开仅是示例性的，且可在不脱离仅由所附权利要求书所限制的本发明的精神和范围的情况下进行本发明的实施方式的细节的多种变化。可在本发明的范围和精神内以不同的方式对所揭示实施例的各特征进行组合和重新布置。

Claims (23)

1.一种与供给-接受系统和处理模块一起使用的双自动机械传送系统，所述双自动机械传送系统包括：
传送模块，所述传送模块用于将工件传送入和传送出所述处理模块；
物理接口，所述物理接口在所述传送模块与所述供给-接受系统之间，所述供给-接受系统将未处理工件供给到所述传送模块并从所述传送模块接受已处理工件；
第一自动机械，所述第一自动机械大致位于所述传送模块内用于将工件传送到所述处理模块和位于所述传送模块内的缓冲工位并从所述处理模块和位于所述传送模块内的缓冲工位传送工件，所述第一自动机械包括第一顶臂和第一底臂，所述第一顶臂和第一底臂大致具有第一移动范围；以及
第二自动机械，所述第二自动机械大致位于所述传送模块内用于将工件传送到所述处理模块、所述缓冲工位以及所述物理接口并从所述处理模块、所述缓冲工位以及所述物理接口传送工件，所述第二自动机械包括第二顶臂和第二底臂，所述第二顶臂和第二底臂大致具有第二移动范围，所述第二移动范围与所述第一移动范围部分地重叠，
其中，所述第一顶臂和第二顶臂在同一第一平面内移动，
其中，所述传送模块构造成对内部的第一工件以及第二工件通气，并所述第一工件以及所述第二工件通过所述供给-接受系统的所述物理接口换成第五工件和第六工件，而所述处理模块正在处理第三工件和第四工件，以及
所述第二自动机械构造成将所述第五工件放置于所述缓冲工位内，且所述第一自动机械构造成从所述缓冲工位拾取所述第五工件，且所述第一自动机械构造成将所述第一工件传送到所述缓冲工位，而所述第二自动机械构造成从所述缓冲工位拾取所述第一工件。
2.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述第一底臂和第二底臂在不同的同一第二平面内移动。
3.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述第一底臂在不同的第二平面内移动，且所述第二底臂在不同的第三平面内移动。
4.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述缓冲工位包括多个销，所述多个销布置成使放置在所述销上的任何工件升高或降低，所述多个销位于所述第一移动范围与所述第二移动范围重叠的区域。
5.如权利要求1所述的双自动机械工件传送系统，其特征在于，所述第一移动范围和所述第二移动范围各自：是大致弧形，跨越约180弧度，具有位于所述处理模块内的一个极端，具有在所述传送模块内的另一个极端，并绕位于所述传送模块内的一点转动。
6.如权利要求5所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述传送模块大致是具有四个内角的矩形，所述四个角的第一两个角与所述处理模块大致等距并比所述四个角的第二两个角更靠近所述处理模块，且所述第一移动范围绕其转动的所述点大致位于所述第一两个角的第一个角内，而所述第二移动范围绕其转动的所述点大致位于所述第一两个角的第二个角内。
7.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述第一顶臂、第一底臂、第二顶臂以及第二底臂中的每个包括用于固定晶片的C形末端执行器。
8.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，还包括联接到所述传送模块的控制器，所述控制器包括处理器和计算机可读介质，所述介质存储计算机可执行指令，当所述可执行指令由所述处理器执行时使得所述处理器控制所述第一和第二自动机械，包括控制所述第一和第二自动机械传送工件。
9.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述工件包括硅晶片。
10.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述工件包括半导体材料和生物样品中的至少一个。
11.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述传送模块具有内部气压且还包括：
可控密封件，所述可控密封件布置成将所述传送模块与外部空气密封；
可控通气孔，所述可控通气孔布置成对所述传送模块通气直到所述传送模块的内部气压达到大约大气压为止；
至少一个气压表，所述至少一个气压表测量所述内部气压；以及
空气接口，所述空气接口联接到泵，所述泵减小所述内部气压直到所述内部气压达到基准压力为止。
12.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述处理模块执行以下中的至少一个：物理汽相沉积、化学汽相沉积、原子层沉积、光刻灰化、等离子蚀刻、离子束研磨、离子注入、热退火、加热、冷却、混合、摇动以及搅拌。
13.如权利要求1所述的双自动机械传送系统，其特征在于，还包括第一冷却盘和第二冷却盘，所述第一冷却盘布置成冷却由所述第一底自动机械臂固定的任何晶片，所述第二冷却盘布置成冷却由所述第二底自动机械臂固定的任何晶片。
14.如权利要求13所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述第一冷却盘和第二冷却盘各自包括顶表面，所述顶表面包括销，所述销布置成防止晶片与所述顶表面的各部分而不是与所述各销直接接触。
15.一种与处理模块一起使用的传送系统，所述传送系统包括：
顶臂和底臂，所述顶臂和所述底臂大致具有在大致平行平面内的同一移动范围；以及
控制器，所述控制器与所述顶臂和所述底臂连通，所述控制器编程成：
（a）将所述顶臂和底臂大致一起移入所述处理模块：以及
（b）底臂在前地将所述顶臂和底部移出所述处理模块，
其中，所述传送模块构造成对内部的第一工件以及第二工件通气，并所述第一工件以及所述第二工件通过所述供给-接受系统的所述物理接口换成第五工件和第六工件，而所述处理模块正在处理第三工件和第四工件，以及
所述第二自动机械构造成将所述第五工件放置于所述缓冲工位内，且所述第一自动机械构造成从所述缓冲工位拾取所述第五工件，且所述第一自动机械构造成将所述第一工件传送到所述缓冲工位，而所述第二自动机械构造成从所述缓冲工位拾取所述第一工件。
16.如权利要求15所述的传送系统，其特征在于，所述移动范围是大致弧形的且跨越约180弧度。
17.如权利要求15所述的传送系统，其特征在于，所述控制器还编程成用所述底臂将已处理工件从所述处理模块移出并用所述顶臂将未处理工件放入所述处理模块。
18.一种与供给-接受系统和处理模块一起使用的双自动机械传送系统，所述双自动机械处理系统包括：
第一自动机械，所述第一自动机械包括第一顶臂和第一底臂，所述第一顶臂和所述第一底臂大致具有在第一大致平行的各平面内的同一第一移动范围；
第二自动机械，所述第二自动机械包括第二顶臂和第二底臂，所述第二顶臂和所述第二底臂大致具有在第二大致平行的各平面内的同一第二移动范围，所述第一自动机械和第二自动机械布置成使得第一移动范围与第二移动范围重叠；以及
控制器，所述控制器与所述第一顶臂、所述第一底臂、所述第二顶臂以及所述第二底臂连通，所述控制器编程成：
（a）将所述第一顶臂和第一底臂大致一起移入所述处理模块，所述第一顶臂携带有第一未处理工件；
（b）将所述第二顶臂和第二底臂大致一起移入所述处理模块，所述第二顶臂携带有第二未处理工件；
（c）移动所述第一顶臂和第一底臂使得所述第一顶臂和第一底臂离开所述处理模块，所述第一底臂在前并携带有第一已处理工件；以及
（d）移动所述第二顶臂和第二底臂使得所述第二顶臂和第二底臂离开所述处理模块，所述第二底臂在前并携带有第二已处理工件，
其中，所述传送模块构造成对内部的第一工件以及第二工件通气，并所述第一工件以及所述第二工件通过所述供给-接受系统的所述物理接口换成第五工件和第六工件，而所述处理模块正在处理第三工件和第四工件，以及
所述第二自动机械构造成将所述第五工件放置于所述缓冲工位内，且所述第一自动机械构造成从所述缓冲工位拾取所述第五工件，且所述第一自动机械构造成将所述第一工件传送到所述缓冲工位，而所述第二自动机械构造成从所述缓冲工位拾取所述第一工件。
19.如权利要求18所述的双自动机械传送系统，其特征在于，（c）中所述第一底臂的所述移动和（d）中所述第二底臂的所述移动大致同时进行且在（c）中所述第一顶臂的所述移动和（d）中所述第二顶臂的所述移动之前进行。
20.如权利要求18所述的双自动机械传送系统，其特征在于，所述第一移动范围和所述第二移动范围各自：是大致弧形并跨越约180弧度。
21.一种将工件传送到处理模块和从处理模块传送工件的方法，所述方法包括：
在第一时段，使用移动的两个自动机械顶臂将两个未处理工件从传送模块传送入所述处理模块，其中，所述两个自动机械顶臂在同一第一平面内移动；以及
在第二时段，使用在大致同一第二时间移动的两个自动机械底臂将两个已处理工件从所述处理模块传送入所述传送模块，所述第二时段在所述第一时段之后开始，
对所述传送模块对内部的第一工件以及第二工件通气，并所述第一工件以及所述第二工件通过所述供给-接受系统的所述物理接口换成第五工件和第六工件，而所述处理模块正在处理第三工件和第四工件，以及
借助所述第二自动机械将所述第五工件放置于所述缓冲工位内，且借助所述第一自动机械从所述缓冲工位拾取所述第五工件，且借助所述第一自动机械将所述第一工件传送到所述缓冲工位，而借助所述第二自动机械从所述缓冲工位拾取所述第一工件。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一时段和第二时段重叠。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述两个顶臂和两个底臂中的每个具有彼此重叠的移动范围。
CN200980124943.2A 2008-07-15 2009-06-30 工件传送系统和方法 Expired - Fee Related CN102099907B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8094308P 2008-07-15 2008-07-15
US61/080,943 2008-07-15
PCT/US2009/049189 WO2010008929A1 (en) 2008-07-15 2009-06-30 Work-piece transfer systems and methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102099907A CN102099907A (zh) 2011-06-15
CN102099907B true CN102099907B (zh) 2014-04-02

Family

ID=41550677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980124943.2A Expired - Fee Related CN102099907B (zh) 2008-07-15 2009-06-30 工件传送系统和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110188974A1 (zh)
JP (1) JP5268126B2 (zh)
KR (1) KR101396469B1 (zh)
CN (1) CN102099907B (zh)
TW (1) TW201015659A (zh)
WO (1) WO2010008929A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011071293A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Tokyo Electron Ltd プロセスモジュール、基板処理装置、および基板搬送方法
TWI436831B (zh) * 2009-12-10 2014-05-11 Orbotech Lt Solar Llc 真空處理裝置之噴灑頭總成
JP5168329B2 (ja) * 2010-08-31 2013-03-21 Ｔｄｋ株式会社 ロードポート装置
TWI691388B (zh) * 2011-03-11 2020-04-21 美商布魯克斯自動機械公司 基板處理裝置
US8459276B2 (en) 2011-05-24 2013-06-11 Orbotech LT Solar, LLC. Broken wafer recovery system
US8985929B2 (en) * 2011-09-22 2015-03-24 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus, substrate processing method and storage medium
JP2014179508A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
US10580672B2 (en) * 2016-10-18 2020-03-03 Mattson Technology, Inc. Systems and methods for workpiece processing
TWI766897B (zh) 2016-11-09 2022-06-11 美商東京威力科創Ｆｓｉ股份有限公司 用於處理一微電子基板的設備及其方法
TWI765936B (zh) 2016-11-29 2022-06-01 美商東京威力科創Ｆｓｉ股份有限公司 用以對處理腔室中之微電子基板進行處理的平移與旋轉夾頭
KR20190085148A (ko) 2016-12-07 2019-07-17 티이엘 에프에스아이, 인코포레이티드 반도체 디바이스를 제조하기 위한 웨이퍼 에지 리프트 핀
CN110268513A (zh) * 2017-01-27 2019-09-20 东京毅力科创Fsi公司 用于在工艺室中旋转和平移衬底的系统和方法
US11020774B2 (en) 2018-02-19 2021-06-01 Tel Manufacturing And Engineering Of America, Inc. Microelectronic treatment system having treatment spray with controllable beam size
US11545387B2 (en) 2018-07-13 2023-01-03 Tel Manufacturing And Engineering Of America, Inc. Magnetic integrated lift pin system for a chemical processing chamber
US11565406B2 (en) * 2020-11-23 2023-01-31 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Multi-tentacular soft robotic grippers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1608308A (zh) * 2001-11-13 2005-04-20 Fsi国际公司 微型电子基片的自动化加工用的减少占地的工具
CN101019220A (zh) * 2004-08-17 2007-08-15 马特森技术公司 先进的低成本高生产量处理平台
CN101202209A (zh) * 2006-12-12 2008-06-18 株式会社细美事 制造半导体元件之装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2969034B2 (ja) * 1993-06-18 1999-11-02 東京エレクトロン株式会社 搬送方法および搬送装置
US6224312B1 (en) * 1996-11-18 2001-05-01 Applied Materials, Inc. Optimal trajectory robot motion
US6663333B2 (en) * 2001-07-13 2003-12-16 Axcelis Technologies, Inc. Wafer transport apparatus
US20060130767A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-22 Applied Materials, Inc. Purged vacuum chuck with proximity pins
JP4485980B2 (ja) * 2005-03-28 2010-06-23 大日本スクリーン製造株式会社 基板搬送装置および基板搬送方法
US7695232B2 (en) * 2006-06-15 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Multi-level load lock chamber, transfer chamber, and robot suitable for interfacing with same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1608308A (zh) * 2001-11-13 2005-04-20 Fsi国际公司 微型电子基片的自动化加工用的减少占地的工具
CN101019220A (zh) * 2004-08-17 2007-08-15 马特森技术公司 先进的低成本高生产量处理平台
CN101202209A (zh) * 2006-12-12 2008-06-18 株式会社细美事 制造半导体元件之装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102099907A (zh) 2011-06-15
KR20110040771A (ko) 2011-04-20
JP5268126B2 (ja) 2013-08-21
TW201015659A (en) 2010-04-16
WO2010008929A1 (en) 2010-01-21
US20110188974A1 (en) 2011-08-04
JP2011528190A (ja) 2011-11-10
KR101396469B1 (ko) 2014-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102099907B (zh) 工件传送系统和方法
JP7430668B2 (ja) オンザフライ方式の自動ウェハセンタリング方法および装置
US11352220B2 (en) Semiconductor wafer handling and transport
TWI741133B (zh) 最佳化低能量/高生產率沉積系統
US9884726B2 (en) Semiconductor wafer handling transport
US8812150B2 (en) Semiconductor manufacturing process modules
US7604449B1 (en) Equipment front end module
CN105529293B (zh) 用于传送晶片的设备前端模块以及传送晶片的方法
CN105551998A (zh) 用于半导体衬底热控制的缓冲站及传送半导体衬底的方法
TW200835638A (en) High throughput serial wafer handling end station
US10998209B2 (en) Substrate processing platforms including multiple processing chambers
WO2007101228A2 (en) Semiconductor wafer handling and transport
TW202125733A (zh) 雙裝載鎖定腔室
KR102500916B1 (ko) 기판 처리 장치
US20240170311A1 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
KR20230067075A (ko) 기판 처리 장치 및 이를 포함하는 반도체 제조 설비

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140402

Termination date: 20160630