CN1675743A - 用于检测衬底位置/存在的共用传感器 - Google Patents

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Abstract

一种半导体处理工具的转送室被设计成可与多个处理和/或负载锁定室相耦合。数量较少的衬底传感器被提供至该转送室中用以确认衬底的存在和/或衬底相对于该处理室和/或负载锁定室的位置。在一实施例中，每一处理室和/或负载锁定室可与相邻的室及不相邻的室共享传感器。

Description

用于检测衬底位置/存在的共用传感器
技术领域
本发明有关于半导体衬底处理，尤其是关于一种用于检测衬底在转送室内的位置/存在的传感器，衬底处理室可耦合至该转送室。
背景技术
图1为用来实施半导体制程于衬底上，比如硅晶片或玻璃基板上，的传统衬底处理机具11的一示意平面图。正如熟悉此领域的技术人员所熟知的，硅晶片可被用来制造半导体组件，如微处理器，内存组件，等等。玻璃基板可被处理用以制造使用在计算机监视器、电视机或类似的平板显示器。
处理机具11包括一位于中央的转送室13，其中处理室15被耦合至该转送室。在每一处理室15中，一半导体制程，例如薄膜沉积，氧化或氮化，蚀刻，或热处理或石版印刷处理，可在该室中实施。将在该处理机具11中被处理的衬底经由至少一耦合至该转送室13的负载锁定室17而被导入该处理机具11中。一衬底搬运机器人19被安装在该转送室13中用以将衬底转送于负载锁定室17与处理室15之间。
在一处理机具的转送室中配置用来检测是否有衬底存在以及衬底是否被适当地放置以加载耦合至该转送室的处理室、负载锁定室或其它室的至少一个中的传感器是公知的。在一被用来处理矩形玻璃基板且有七个室(如，六个处理室与一如图1所示的负载锁定室)与其相耦合的传统处理机具中，总共设置了有28个传感器。也就是，四个传感器一组的被设置在该转送室上与通往和该转送室相耦合的七个处理室的每一个开口相邻处。在四个为一组的传感器组中的每一个传感器是被用来检测该矩形玻璃基板的四个角落是否存在及是否被适当地处理。与一特定的处理室或负载锁定室相邻的四个传感器组可被用来在该衬底搬运机器人的运动被启动用以将该玻璃基板加载到处理室或负载锁定室之前，确认一玻璃基板被适当地放在与该处理室或速载锁定室相邻处。
虽然传统的传感器的配置对于它们预期的目的可达到令人满意的性能，降低设置传感器的成本以及降低安装传感器在一转送室中的成本是所想要的。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种用来检测衬底的设备包括一转送室其被设计来与多个其它的室相耦合，其它的室包括至少一处理室及至少一负载锁定室。本发明的设备进一步包括一第一组传感器其位于该转送室内用以显示一衬底被放置成可载入到该等其它室中的一第一室中，及一第二组传感器其被设置在该转送室中用以显示一衬底被放置成可载入到该等其它室中的一第二室中。该等其它室的第二室并不与该等其它室的第一室相邻，且第一组传感器中的至少一传感器亦属于第二组传感器。
根据本发明的一第二方面，一种用来检测衬底的设备包括一转送室其被设计来与多个其它的室相耦合，及至少一负载锁定室。依据本发明的第二方面的设备也包括一第一圈传感器其被设置在该转送室内以该转送室的中心为圆心的一第一半径圆位置上，及一第二圈传感器其被设置在该转送室内以该转送室的中心为圆心的一第二半径圆位置上。所述传感器被设置及第一与第二半径被选择，使得对于每一个耦合到该转送室的处理室与负载锁定室而言，可在无需使用到四个分离的传感器的情况下让一四个边的衬底的位置能够在耦合至该转送室的每一处理室与负载锁定室的开口之前被检测到。许多其它的方面以及依据本发明的这些与其它方面的方法及系统也被提供。
在使用本发明的设备与方法的情况下，用来检测在一转送室内的衬底的存在及/或适当放置所需的传感器的数量可被大幅地减少。例如，在一被用来与七个其它室相耦合的且用来转送矩形衬底的转送室中，传感器的数量可被减少一半，从28个减为14个。因此，制造转送室的成本可被降低。
本发明的其它特征与方案由以下举例性的实施例的详细说明，权利要求及附图中将可变得更加的明显。
附图说明
图1为一传统的处理机具的示意平面图，半导体制程在该机具内被应用到衬底上；
图2A-C为一处理机具转送室的示意平面图，该转送室包括按照本发明的实施例所安排的衬底传感器；
图3为一表，其记载图2A-C的传感器组，这些传感器组分别服务耦合至图2A-C的转送置的各室；及
图4为图2A-C的转送室的一示意侧视图其显示图2A-C中的一个典型的传感器。
具体实施方式
依据本发明的一个方面，衬底检测传感器被安排在一处理机具的一转送室中，其安排的方式为每一传感器都被用来相对于一处理室，一负载锁定室或与该转送室相耦合的其它室检测衬底的存在。以此方式，传感器被耦合至该转送室的多于一个室所”共享”。依据本发明的至少一方面，”共享”一传感器的两个室并不一定要是彼此相邻(如，这两个室可被一或多个其它室所隔开)。
图2A-C为依据本发明被设置的一转送室21的示意平面图。为了绘图上的简化，耦合至该转送室21的其它室被以虚线示出且用标号22-1至22-7来标示。在图2A-C所示的特定实施例中，转送室21具有七个边，每一边都被设计来与一处理室或一负载锁定室相耦合。该转送室21可以是由AKT公司所产制的任何类型的转送室，如AKT10k或15k转送室。
参照图2A，该转送室21的七个边包括第一边23-1，第二边23-2，第三边23-3，第四边23-4，第五边23-5，第六边23-6以及第七边23-7。在所示的这一特定实施例中，边23-1，23-2，23-3，23-5，23-6及23-7被设计来与处理室相耦合(如分别与处理室22-1，22-2，22-3，22-5，22-6及22-7相耦合)。为此目的，传统的处理室界面25，如细缝阀或类似阀，被设置成与该转送室21的这六个边相关联。在此实施例中，转送室21的第四边23-4被设计成与一负载锁定室(室22-4)相耦合，其可以是一传统的双重双细缝负载锁定(DDSL)室或其它传统负载锁定室。耦合至转送室21的处理室可实施传统的处理，像是薄膜沉积，氧化或氮化，蚀刻，或微影成像。所述处理室的一或多个可以是一种俗称”辅助”处理室，其实施一种功能，像是热处理，冷却，去灰，或衬底定向。
一传统的衬底搬运机器人(如图1所示)可被设置在该转送室中用以将衬底转送于与该转送室相耦合的室之间。
在如图2A-C所示的特定实施例中，有十四个传感器被安装在该转送室21中。这十四个传感器包括第一传感器27-1，第二传感器27-2，第三传感器27-3，第四传感器27-4，第五传感器27-5，第六传感器27-6，第七传感器27-7，第八传感器27-8，第九传感器27-9，第十传感器27-10，第十一传感器27-11，第十二传感器27-12，第十三传感器27-13，及第十四传感器27-14。如图2A-B所示，第一至第七传感器(标号27-1至27-7)构成一第一(外)感应器圈28-1，其设置在离该转送室21的中心C一第一半径R1处。第八至第十四传感器(标号27-8至27-14)构成一第二(内)感应器圈28-2，其设置在离该转送室21的中心C一第二半径R2处。传感器27-1至27-14被设置以及第一半径R1与第二半径R2被选择，使得对于每一个耦合到该转送室21的处理室与负载锁定室22-1至22-7而言，可在无需使用到四个分离的传感器的情况下，让一四个边的衬底的位置能够在耦合至该转送室21的每一处理室与负载锁定室22-1至22-7的开口之前即被检测到。由图中可看出的是，半径R1与R2彼此不同。
参照图2A及图2C，十四个传感器27-1至27-14被分成数个以四个传感器为一组的重迭的传感器组(在图2C中被标示为传感器组29-1至29-7)。每一组四个传感器的传感器组29-1至29-7都是用来显示一个四边的衬底(如一玻璃基板)是否存在及/或适当地位于可被加载到耦合至该转送室21的七个室22-1至22-7中的一个的位置上。如在下文中进一步说明的，七个室22-1至22-7中的每一个室都与两个与其相邻的耦合到该转送室21的室共享外传感器环28-1中的两个传感器(图2B)。七个室22-1至22-7中的每一个室也与两个不与其相邻的耦合到该转送室21的室共享内传感器环28-2中的两个传感器(图2B)。一耦合到一转送室的第一室与耦合至该转送室的一第二室”相邻”，如果在第一与第二室之间没有其它的室耦合至该转送室的话。例如，在图2A中，室22-1与室22-2相邻，但并不与室22-3相邻(因为室22-2耦合至转送室21的位置介于室22-1与22-3之间)。
在图2A中，标号30-1为一被适当地放置而可被载入到第四室22-4中的衬底(玻璃基板)。从图中可看出的是，被设置在检测衬底30-1的角落之传感器组(图2C中的29-4)包括第四传感器27-4，第五传感器27-5，第九传感器27-9，及第十三传感器27-13。
标号30-2(图2A)以虚线表示一被适当地放置而可被载入到第三室22-3中的衬底。从图中可看出的是，被设置在检测衬底30-2的传感器组(图2C中的29-3)包括第三传感器27-3，第四传感器27-4，第八传感器27-8，及第十二传感器27-12。
标号30-3(图2A)以虚线表示一被适当地放置而可被载入到第二室22-2中的衬底。从图中可看出的是，被设置在检测衬底30-3的传感器组(图2C中的29-2)包括第二传感器27-2，第三传感器27-3，第十一传感器27-11，及第十四传感器27-14。
标号30-4(图2A)以虚线表示一被适当地放置而可被载入到第一室22-1中的衬底。从图中可看出的是，被设置在检测衬底30-4的传感器组(图2C中的29-1)包括第一传感器27-1，第二传感器27-2，第十传感器27-10，及第十三传感器27-13。图3为一张表格其记载了服务七个室22-1至22-7中的每一个室的传感器组。
再次参照用来检测衬底30-1的传感器组(图2C中的29-4)，第四传感器27-4是由彼此相邻的第四室22-4与第三室22-3一起共享，且第五传感器27-5则是由彼此相邻的第四室22-4与第五室22-5一起共享。又，第十三传感器27-13是由(彼此不相邻的)第四室22-4与第一室22-1一起共享，及第九传感器27-9是由(彼此不相邻的)第四室22-4与第七室22-7一起共享。尤其，应被注意的是，第一与第三室22-1，22-4之间有两个室(即，第二与第三室22-2，22-3)介于它们之间，且第四与第七室22-4，22-7之间也有两个室(第五及第六室22-5，22-6)介于它们之间。
图4该转送室21的一部分的示意侧视图，其显示一典型的传感器27。传感器27可包含一发送器31及一接收器33其被安装在该转送室21的底板35上，及一反射器37其被安装在该转送室21的顶壁39上。发射器31与接收器33可以是一Omron型号E32-R16传感器头其具有一E3X-DA6放大器/发射器/接收器，且是在660纳米(nanometer)下操作的。反射器可以是一Omron型号E39-R1反射器。其它的传感器，放大器，发射器，接收器，波长等也可被使用。在本发明的至少一实施例中，一滤波器或类似的装置可被用来在一经过加热的衬底被转送到所述转送室21内时阻挡热能(如，红外线波长)到达/加热该反射器，因为热会影响到该反射器37的反射特性。例如，一种可让发射器31所发射的波长通过但会将红外线波长反射掉的滤波器可被使用(如，设在靠近该反射器37的位置)。
在操作时，一由该发射器31射出的光束沿着路径41前进至反射器37且被反射器37沿着路径43反射回到该接收器33。(为了举例的目的，路径41，43的侧向间隔被夸大。)当一玻璃基板穿过路径41，43时，接收器33接收到的光束强度会衰减(如，经由在路径41，43路径上的每一玻璃/空气界面处的反射)，代表该衬底的存在。例如，当在一传感器组29-1至29-7中的一个传感器组中的所有四个传感器都检测到衬底的存在时(如，在每一传感器组中的四个传感器被放置成在该传感器组中的所有传感器只有在该衬底被适当的放置成可载入到室22-1至22-7中的任何一室中时才会检测到衬底的存在)，衬底的适当放置可被检测到。
应注意的是，除了将发射器31及接收器33设置在该转送室21的底板35上及将反射器37设在转送室21的顶壁39之外，也可将发射器31及接收器33设置在该转送室21的顶壁39上及将反射器37设在转送室21的底板35上。其它传感器位置也可被使用。
因为有本发明的传感器的配置方式，所以相同的衬底检测功能可用数量大大减少的传感器(如，少50％)来完成，因而在传感器本身的成本，以及在时间，劳工与安装传感器于转送室21上的花费都可以有大量的节省。
以上的说明只揭示本发明的举例性实施例；上述设备及方法的落在本发明的范围内的变化对于熟悉此技术者而言将会是很明显的。例如，本发明是以矩形玻璃基板的检测/放置为例说明的，但本发明也可应用到其它种类的衬底(如，圆形衬底，半导体衬底等等)的检测/放置上。
而且，在本文中所举的特殊实施例中，一种被设计成有七个室于其相耦合的转送室被示出。本发明的原理亦可被应用到被设计成可与多于七个或少于七个的室相耦合的转送室上。而且，不论一转送室可容纳的所有室是否都存在及/或有多个负载锁定室被使用，本发明的原理一样都可应用得上。
包括在本发明的该转送室中的衬底搬运机器人可以是任何种类的衬底搬运器，且不一定是图1中所示的种类。在本发明的至少一实施例中，每一传感器27-1全27-4可被构造成能够使用光束，光束是以非法线入射的方式撞击该衬底，如2002年6月21日申请，名称为”用于检测衬底的角度传感器(Angled Sensors for Detecting Substrates)”的美国临时中请第60/390,607号中所揭示的，该申请的内容藉由此参照而被并于本文中。大体上，任何其它种类的传感器系统都可被使用。
虽然本发明的传感器配置已用使用在转送室中为例加以说明，但应被了解的是，本发明的传感器配置可以使用在其它种类的室中，例如处理室或类似者。在本发明的至少一实施例中，本发明的传感器配置可被使用在一具有圆顶形底部的转送室中，如2002年6月21日申请，名称为”用于真空处理系统地传送室(Transfer Chamber for Vacuum Processing System)”的美国临时申请第60/390,629号及2002年6月28日申请，名称为”用于真空处理系统地传送室(Transfer Chamber for Vacuum Processing System)”的美国临时申请第60/390,578号中所揭示的，该二申请的内容藉由此参照而被并于本文中。
每一传感器的全部或一部分可位于一使用了本发明的传感器设置的室的内面或外面(如，藉由发射光束穿过一或多个在一外部或部分外部的传感器配置中的石英窗口)。
因此，虽然本发明已依照本发明的举例性实施例加以揭示，但应被了解的是，仍有其它实施例落在由以下的权利要求所界定的本发明的精神及范围内。

Claims (17)

1.一种用来检测衬底的设备，其至少包含：
一转送室，其被设计来与多个其它的室相耦合，其它的室包括至少一处理室及至少一负载锁定室；
一第一组传感器，其位于所述转送室内用以显示一衬底被放置成可载入到所述其它室中的一第一室中；及
一第二组传感器，其被设置在所述转送室中用以显示一衬底被放置成可载入到所述其它室中的一第二室中；
其中：
所述其它室的第二室并不与所述其它室的第一室相邻；及
第一组传感器中的至少一传感器也属于第二组传感器。
2.如权利要求1所述的设备，其中每一组传感器都包含四个传感器，每一传感器都被设计来检测一矩形衬底的一个角落。
3.如权利要求2所述的设备，其中该矩形衬底为一玻璃基板。
4.如权利要求1项所述的设备，其中该转送室被设计成可与七个其它室相耦合。
5.如权利要求4所述的设备，其中一总数为十四个的传感器被设置在该转送室内。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述其它室的第一室与所述其它室的第二室在该转送室的圆周的两个方向上都被隔开至少两个所述其它室的室。
7.如权利要求1所述的设备，其中不多于一个第一组传感器的传感器电属于该第二组传感器。
8.一种用来检测衬底的设备，其至少包含：
一转送室，其被设计来与多个其它的室相耦合，及至少一负载锁定室；
一第一圈传感器，其被设置在该转送室内的以该转送室的中心为圆心的一第一半径圆的位置上；及
一第二圈传感器，其被设置在该转送室内的以该转送室的中心为圆心的一第二半径圆的位置上；
其中，所述传感器被设置及第一与第二半径被选择，使得对于每一个耦合到该转送室的处理室与负载锁定室而言，可在耦合至该转送室的每一处理室及负载锁定室无需使用到四个分离的传感器的情况下，让一四个边的衬底的位置能够在耦合至该转送室的每一处理室与负载锁定室的一开口之前被检测到。
9.如权利要求8所述的设备，其中在该第一圈传感器中的传感器总数等于在该第二圈传感器中的传感器总数。
10.如权利要求9所述的设备，其中该第一圈传感器由七个传感器构成且该第二圈传感器也由七个传感器构成。
11.一种检测衬底的方法，其至少包含：
将一第一组传感器放在一转送室内用以显示一衬底被放置成可载入到一耦合至该转送室的第一室中；及
将一第二组传感器放在该转送室内用以显示一衬底被放置成可载入到一耦合至该转送室的第二室中；
其中：
该第一室并没有与该第二室相邻；及
该第一组传感器中的至少一传感器属于该第二组传感器。
12.如权利要求11所述的方法，其中每一组传感器都包含四个传感器，每一传感器都被设计来检测一矩形衬底的一个角落。
13.如权利要求11所述的方法，其中不多于一个第一组传感器的传感器也属于该第二组传感器。
14.一种检测衬底的方法，其至少包含：
将一第一圈传感器设置在该转送室内的以该转送室的中心为圆心的一第一半径圆的位置上；及
将一第二圈传感器设置在该转送室内的以该转送室的中心为圆心的一第二半径圆的位置上；
其中，
所述传感器被设置及第一与第二半径被选择，使得对于每一个耦合到该转送室的处理室与负载锁定室而言，可在耦合至该转送室的每一处理室及负载锁定室无需使用到四个分离的传感器的情况下，让一四个边的衬底的位置能够在耦合至该转送室的每一处理室与负载锁定室的一开口的前被检测到。
15.一种用来检测衬底的设备，其至少包含：
一转送室，其被设计来与七个其它室相耦合，包括一第一室、一第二室、一第三室、一第四室、一第五室、一第六室及一第七室；及
十四个传感器，其被设置在该转送室内，包括一第一传感器、一第二传感器、一第三传感器、一第四传感器、一第五传感器、一第六传感器、一第七传感器、一第八传感器、一第九传感器、一第十传感器、一第十一传感器、一第十二传感器、一第十三传感器及一第十四传感器；
其中：
第一、第二、第十及第十三传感器被设置成可检测一衬底是否被放置成可加载到所述第一室中；
第二、第三、第十一及第十四传感器被设置成可检测一衬底是否被放置成可加载到所述第二室中；
第三、第四、第八及第十二传感器被设置成可检测一衬底是否被放置成可加载到所述第三室中；
第四、第五、第九及第十三传感器被设置成可检测一衬底是否被放置成可加载到所述第四室中；
第五、第六、第十及第十四传感器被设置成可检测一衬底是否被放置成可加载到所述第五室中；
第六、第七、第八及第十一传感器被设置成可检测一衬底是否被放置成可加载到所述第六室中；及
第一、第七、第九及第十二传感器被设置成可检测一衬底是否被放置成可加载到所述第七室中。
16.如权利要求15所述的设备，其中：
该七个其它室是以下列的顺序以顺时针方向被设置在该转送室的周围：第一室、第二室、第三室、第四室、第五室、第六室、第七室；
第一至第七传感器是以下列的顺序以顺时针方向被设置在该转送室的周围：第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器、第七传感器；及
第八至第十四传感器是以下列的顺序以顺时针方向被设置在该转送室的周围：第八传感器、第九传感器、第十传感器、第十一传感器、第十二传感器、第十三传感器、第十四传感器。
17.一种检测衬底的方法，其至少包含：
使用第一、第二、第十及第十三传感器来检测一衬底是否被放置成可加载一第一室中；
使用第二、第三、第十一及第十四传感器来检测一衬底是否被放置成可加载一第二室中；
使用第三、第四、第八及第十二传感器来检测一衬底是否被放置成可加载一第三室中；
使用第四、第五、第九及第十三传感器来检测一衬底是否被放置成可加载一第四室中；
使用第五、第六、第十及第十四传感器来检测一衬底是否被放置成可加载一第五室中；
使用第六、第七、第八及第十一传感器来检测一衬底是否被放置成可加载一第六室中；及
使用第一、第七、第九及第十二传感器来检测一衬底是否被放置成可加载一第七室中。
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