TW201015659A - Work-piece transfer systems and methods - Google Patents

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TW201015659A TW098122945A TW98122945A TW201015659A TW 201015659 A TW201015659 A TW 201015659A TW 098122945 A TW098122945 A TW 098122945A TW 98122945 A TW98122945 A TW 98122945A TW 201015659 A TW201015659 A TW 201015659A
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Description

201015659 六、發明說明： 交互參考的相關申請案 本案主張2008年7月15日申請之美國第 號暫時專利申請案的利益。 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種工件傳輸系統和方法，特別 _ 種晶圓傳輸系統和方法。 【先前技術】 半導體晶圓上可製造半導體電路，該等晶圓 間經歷各種處理步驟。在製造期間，通常將晶圓 各種專用的腔室，例如處理腔室。許多晶圓傳輸 選擇性順從式組合機人手臂（SCARA )或雙對稱 設計，以將晶圓傳輸進出處理腔室。這些機器人 φ 一支手臂進入處理室。就單一手臂的設計，例如 臂從腔室移除已處理的晶圓，並將該晶圓置於緩 取另一未處理的晶圓，並將該晶圓置於處理腔室 手臂設計而言，例如第一手臂從處理腔室拾取晶 縮回第一手臂並旋轉離開路徑以保留空間給第二 後第二手臂旋轉進入位置，延伸進入腔室，且放 圓供處理。這些設計涉及各種步驟，該等步驟包 臂進出腔室和運動手臂離開路徑，每一步驟增加 所花的時間。 6 1 /080943 是關於一 在製造期 傳輸進出 系統使用 機人手臂 一次運動 機器人手 衝站，拿 內。就雙 圓，然後 手臂。然 下另一晶 括運動手 傳輸晶圓 -5- 201015659 【發明內容】
本發明關於工件傳輸系統、方法、和媒介。一些實施 例提供雙機器人傳輸系統’其與供給和接受系統及處理模 組一起使用。該雙機器人傳輸系統包括：傳輸模組，用於 傳輸工件進入和離開該處理模組；物理介面，在該傳輸模 組及該供給和接受系統之間’其供給未處理的工件至該傳 輸模組且接收來自該傳輸模組之已處理的工件；第一機器 人’實質地設置在該傳輸模組內，用於傳輸工件至該處理 模組和設置在該傳輸模組內的緩衝站，及傳輸來自該處理 模組和該緩衝站的工件；該第一機器人包括第一上手臂和 第一下手臂’該第一上手臂和該第一下手臂實質地具有第 一運動範圍；和第二機器人，實質地設置在該傳輸模組內 ，用於傳輸工件至該處理模組、該緩衝站、和該物理介面 ，及傳輸來自該處理模組、該緩衝站、和該物理介面的工 件；該第二機器人包括第二上 上手臂和該第二下手臂實質地 運動範圍和該第一運動範圍部分重疊。 一些實施例提供傳輸系統，用於和處理模組一起使用 ，該傳輸系統包含：上手臂和下手臂，該上手臂和該下手 臂實質地具有在實質平行之平面內的相同運動範圍；和控 制器，其和該上手臂和該下手臂相通訊，設計程式使該控 制器：（a)運動該上手臂和下手臂實質地一起進入該處 理模組；和（b)運動該上手臂和下手臂離開該處理模組 -6 - 201015659 ，且下手臂領先。 一些實施例提供雙機器人傳輸系統，其與供給和接受 系統及處理模組一起使用，該雙機器人處理系統包含：第 一機器人，其包括第一上手臂和第一下手臂，該第一上手 臂和該第一下手臂在第一實質平行的平面內具有實質相同 的第一運動範圍；第二機器人，其包括第二上手臂和第二 下手臂，該第二上手臂和該第二下手臂在第二實質平行的 i 平面內具有實質相同的第二運動範圍；配置該第一機器人 9 和第二機器人，使得第一運動範圍和第二運動範圍重疊； 和控制器，其和該第一上手臂、該第一下手臂、第二上手 臂、和該第二下手臂相通訊，設計程式使該控制器：（a )運動該第一上手臂和第一下手臂實質地一起進入該處理 模組，且該第一上手臂帶著第一未處理的工件；（b)運 動該第二上手臂和第二下手臂實質地一起進入該處理模組 ，且該第二上手臂帶著第二未處理的工件；（c)運動該 _ 第一上手臂和第一下手臂使得他們離開該處理模組，且該 第一下手臂領先，並帶著第一已處理的工件；和（d)運 動該第二上手臂和第二下手臂使得他們離開該處理模組， 且該第二下手臂領先，並帶著第二已處理的工件。 一些實施例提供傳輸工件至處理模組和傳輸來自該處 理模組之工件的方法，該方法包括：在第一時段期間，使 用在實質相同的第一時間運動的二個上機器人手臂，傳輸 二個未處理的工件，從傳輸模組進入該處理模組；和在第 二時段期間，使用在實質相同的第二時間的二個下機器人 201015659 手臂，傳輸二個已處理的工件，從該處理模組進入該傳輸 模組：該第二時段在該第一時段之後開始。 【實施方式】 本發明的一些實施例包括工件傳輸系統’其能傳輸工 件至各位置和從各位置傳輸工件。工件可包括本發明各實 施例所傳輸的物體，例如工件可包括半導體材料（例如矽 晶圓、砷化鎵晶圓、石英晶圓、碳化矽晶圓等）、生物樣 品（例如含有生物實驗體的盤子等）等。一些實施例可提 供高速傳輸的工件同時只產生小的足跡。一些實施例包括 各種機器人，其具有各種運動範圍，該等運動範圍和其他 各種機器人的運動範圍重叠，且控制該等運動範圍’使得 在將工件從一個位置傳輸至另一位置時，各機器人和各工 件都不會碰撞。 上述實施例是使用兩台具有兩支手臂之機器人的晶圓 傳輸系統，該等機器人大致設置於傳輸模組內，以傳輸晶 圓進出介面、傳輸模組、和處理模組。每一機器人的兩支 手臂繞著一軸旋轉，但是獨立作業。上述實施例從介面接 受未處理的晶圓在處理模組內處理晶圓、然後提供已處理 的晶圓返回至介面。 參考圖1，所描述的實施例是晶圓處理系統100，其 包栝處理模組110、傳輸模組120、和至晶圓供給和接受 系統（未示）的介面130。傳輸模組120包括左機器人 140，其具有左上手臂141和左下手臂142。傳輸模組120 -8- 201015659 也包括右機器人150，其具有右上手臂151和右下手臂 152。每一手臂141、142、151、152包括一C形手端件（ end effector)用於保持晶圓。如圖所示，左上手臂141的 手端件沒有保持任何東西；左下手臂142 (被左上手臂 141遮住）的手端件保持已處理的晶圓160。右下手臂152 的手端件保持已處理的晶圓161;右上手臂151正在緩衝 站122和介面130之間運動。未處理的晶圓163正位在緩 _ 衝站內。每一機器人手臂可使用高性能齒輪組，該齒輪組 提供低/零背隙、高扭力、小尺寸、和高位置準確度，例 如調諧驅動器。 處理模組110包括兩個晶圓處理站111、112，圖中顯 示每一處理站正在處理一晶圓。處理可包括對晶圓的物理 和/或化學修飾。例如可藉由物理氣相沉積（PVD )、化學 氣相沉積（CVD )、原子層沉積（ALD )等方法在晶圓上 沉積薄膜；使用例如光阻去除法（photoresist ashing)、 ^ 電漿餓刻法、離子束拋光（ion beam milling)等方法以從 晶圓移除材料；以例如離子植入、熱回火等方法修飾晶圓 的表面等。處理模組110也包括加熱板，其設置在晶圓於 處理模組110之位置的下面。晶圓下面的銷可用於支撐晶 圓並舉升和下降晶圓以離開加熱板不同的距離（例如晶圓 可位在較接近加熱板以較快速地加熱晶圓）。 晶圓供給和接受模組是設備前端模組（EFEM )，其 從例如保持晶圓的卡匣或夾具經過介面130傳輸晶圓至傳 輸模組1 20。設備前端模組也提供暫時儲存待處理晶圓的 -9- 201015659 位置移除 前端模組 已處理的 持設計將 手端件可 一邊緣或 1 〇的內側 組1 1 0內 晶圓。系 入處理模 除晶圓） (例如左 已處理和 操作速率 應手端件 和右上手 的重叠， 另一對手 110° 圖式。如 位置。當準備好時，設備前端模組機器人從儲存 適當的待處理晶圓且將其運動至傳輸模組。設備 機器人也從傳輸模組移除已處理的晶圓並使該等 晶圓返回至儲存位置。 機器人手臂使用重力和具有墊的固定邊緣夾 晶圓保持在其C形手端件內。在一些實施例中， 包括主動邊緣夾持件，其將晶圓的邊緣推抵著另 抵靠著阻擋件。可由真空控制主動邊緣夾持件。 全部四個機器人手臂可同時位在處理模組1 。此允許一支手臂傳輸未處理的晶圓進入處理模 ，同時另一支手臂從處理模組110取回已處理的 統100的幾何形狀允許裝載運動（例如將晶圓放 組110內）和卸載運動（例如從處理模組110移 重疊，藉此減少晶圓交換時間。此外，雙機器人 機器人140和右機器人150)允許同時操作兩個 兩個未處理晶圓，此進一步增加系統100的晶圓 。每一手端件的運動路徑和相反機器人之手臂對 的運動路徑重疊。例如左上手臂141的運動範圍 臂151的運動範圍重疊。爲了避免兩個手臂之間 一對手臂（例如左機器人140的兩手臂）緊跟著 臂（例如右機器人150的兩手臂）進入處理模組 圖2是蓋件126封閉之傳輸模組120的照相 圖所示，傳輸模組120包括穿過蓋件126的觀察埠125。 控制器180附接至傳輸模組120的前側。 201015659 圖3是蓋件打開之傳輸模組120的照相圖式。可看見 左機器人140的手臂141、142和其C形手端件。也可看 見介面130。未安裝右機器人150。緩衝站122包括三支 抬升銷123，其舉升和下降，以將晶圓裝載至機器人手臂 或從機器人手臂卸載晶圓，該手臂從緩衝站122拾取晶圓 或將晶圓放置在緩衝站。傳輸模組120包括孔127，感測 器安裝在孔127以決定通過感測器上方（並進入處理模組 _ 110內或離開處理模組）的機器人手臂是否保持晶圓。是 否期待晶圓在機器人手臂內，取決於待執行的功能。例如 在裝載循環的開始會有晶圓出現，但在裝載循環的末端則 是空的所以沒有晶圓。如果晶圓狀態（真/出現、或假/未 出現）是不正確的，則停止循環。感測器可例如爲可從 Banner 工程公司（www.bannerengineering.com)獲得之 Banner 感測器 Mfr Part NO.QS30LLP.如下文所述，孔 124 用於通氣。附接有冷卻板的軸桿安裝在孔121，該等軸桿 φ 能上升和下降，以和機器人手臂所保持的晶圓形成接觸或 變成沒有接觸。可使用壓縮空氣使冷卻板上升和下降，並 基於硬的阻擋件停止（例如由於和晶圓形成接觸）。 圖3A是具有冷卻板145安裝在下方之機器人140的 照相圖式。圖3B是圖3A之冷卻板安裝有銷146的照相圖 式，該等銷146和晶圓形成接觸（而不是使冷卻板的平坦 表面直接接觸晶圓）。 圖4是晶圓傳輸系統後側的照相圖式，其顯示可安裝 處理模組110的位置（亦即圖4中未按裝處理模組110) -11 - 201015659 。蓋件1 26打開，擋住傳輸模組120內側大部份 處理模組110包括晶圓抬升銷，其舉升和下降晶 機器人手臂在處理模組內時，從機器人手臂的手 晶圓和將晶圓放置在手端件上。圖4顯示用於處 抬升銷組合體，但未安裝真實的銷。抬升銷可 114內。抬升銷組合體的頂部表面呈栓狀地位在 110的底部。三支抬升銷中的每一支安裝在組合 Y形件（113)的每一尖端，且穿過處理模組11 向上延伸。整個Y形件113可設置在密封件的內 封件將處理模組密封以和環境隔絕。 圖5是傳輸模組120的圖示，且以吋標註尺 線顯示機器人手臂在傳輸模組120 (圖中的下半 理模組11〇(圖中的上半部）之間傳輸晶圓掃過 形範圍。如圖所示，機器人140和150的運動範 跨越約180弧度。 圖6是流程圖，顯示系統100執行完全晶圓 之步驟的高階視圖，該循環從介面130傳輸兩個 晶圓至處理腔室110、和從處理腔室110傳輸兩 的晶圓至介面130。在此程序開始時，傳輸模組 氣（在620 )，且兩個已處理的晶圓在傳輸模組 而處理模組110正在處理（在621)二個尙未處 圓。當傳輸模組120結束通氣時，兩個已處理的 (在622 )兩個未處理的晶圓，經由介面至晶圓 受系統。在623處，唧取（pump)傳輸模組120 的視線。 圓，以當 端件拾取 理腔室的 安裝在孔 處理模組 體中央之 〇的底部 側，該密 寸。點鏈 部）和處 的運動弧 圍重疊且 傳輸循環 未處理的 個已處理 120是通 1 20 內， 理過的晶 晶圓交換 供給和接 降壓至基 201015659 本壓力。在唧取傳輸模組降壓的期間或附近時 110完成處理其內部的晶圓。在624，傳輸模; 來自處理模組110之已處理的晶圓，並以未處 載處理模組110。此結束晶圓傳輸循環620, 傳輸循環63 0。在大約此時，傳輸模組120開 631)，且處理模組開始處理（在632 )。亦即 到開始時的相同步驟，但是在新的循環6 3 0中 i 一組晶圓。 圖7A-7T較詳細地例示圖7的順序。在開 ，傳輸模組120被通氣，每一個下機器人手臂 處理的晶圓（亦即晶圓7 0 1和7 0 2，該等晶圓 環中被處理過），處理模組110正在處理晶圓 上機器人手臂不保持晶圓。爲了開始該順序， 接受系統選擇兩個未處理的晶圓供處理（未示 加壓的氮通氣至傳輸模組120。當需要通氣時 φ 開，此允許已加壓的氮進入腔室（從圖3的孔 腔室到達大氣壓力時，閥關閉。氮在80 PSI， 加壓力（傳輸腔室在基本壓力）直至到達大氣 量錶用於量測空氣壓力，且當到達大氣壓力時 的進入。 如圖7B所示，然後，晶圓供給和接受系 的晶圓705放置在右上手臂151。如圖7C所 臂151將未處理的晶圓705放置在緩衝站122 到介面130。如圖7D所示，當右上手臂151從 ，處理模組 组120移除 理的晶圓裝 並開始晶圓 始通氣（在 程序現在回 ，處理新的 始此順序時 保持一個已 在先前的循 703 、 704 ， 晶圓供給和 )。使用已 ，通氣閥打 124)。當 且被用於增 壓力。壓力 ，閥關閉氮 統將未處理 示，右上手 內，然後回 緩衝站122 -13- 201015659 回到介面130期間，左上手臂141從緩衝站拾取未處理的 晶圓705並回到其角隅。當此動作發生期間，如圖7E所 示，晶圓供給和接受系統接受來自右下手臂152之已處理 的晶圓702，且左下手臂142傳輸已處理的晶圓701至緩 衝站122。如圖7F和7G所示，晶圓供給和接受系統將第 二個未處理的晶圓（晶圓706 )放置在右上手臂151，且 左下手臂142在已將已處理的晶圓701放在緩衝站122內 以後正返回至其角隅。如圖7H和71所示，然後，右下手 臂152從緩衝站122拾取晶圓701，並將該晶圓帶至介面 130。如圖7J所示，然後，晶圓供給和接受系統拾取來自 右下手臂151之已處理的晶圓701。在該順序中的此點， 已處理的晶圓701和70 2不再位於系統100內（因爲他們 已被晶圓供給和接受系統所接受），晶圓703和704仍然 在處理模組110內，未處理的晶圓705和706被上機器人 手臂保持。 然後，啷取傳輸模組120降壓至基本壓力（經由連接 至真空的密封件，其在圖3的孔128)。打開真空門閥 119(見圖3、4)。該真空門閥119將處理腔室110和傳 輸模組120相隔絕。在所述的實施例中，可使用各種閥。 門119的門閥由 VAT公司之型號# 02424-AA44-X ( www.vatvalve.com )製成。除了當晶圓被傳輸進出處理模 組1 1 0時，閥總是關閉的。 全部四個手臂旋轉進入處理腔室，由右手臂在前，左 手臂在後（圖7K、7L、7M )。一旦各手臂在處理室110 -14- 201015659 內，處理室110內的抬升銷下降，以將已處理的晶圓70 3 、704放置在下手臂上。當處理室11〇內的抬升銷拾取上 手臂之未處理的晶圓時，下手臂縮回以進入傳輸模組腔室 ，且由右手臂領先（圖7N, 70)。然後，上手臂縮回以進
入傳輸模組120，且由右手臂領先（圖7P，7Q, 7R, 7S，7T )。關閉真空門閥119，然後開始在處理腔室內對晶圓 705、706進行晶圓處理。當冷卻板上升以冷卻下手臂上之
已處理的晶圓時，傳輸模組1 20開始通氣。當傳輸模組內 P 120到達大氣壓力時，冷卻板下降，真空門閥打開，且重 新開始該循環。在所述的實施例中，處理模組110保持在 低壓（通常不是基本壓力，因爲在處理期間壓力會變化） 。爲了維修，處理腔室可通氣至大氣壓力。 四個機器人手臂中的每一者由控制器180獨立地控制 ，該控制器 1 80爲多軸伺服控制器，例如來自 Galil Motion Control 的 DMC-40x0 運動控制器（ φ www.galilmc.com )。控制器1 8 0儲存控制機器人之運動 的程式並儲存控制參數。控制器180接受來自外部數位處 理裝置（未示）（例如運轉現成操作系統的伺服器電腦） 的高階指令，例如在處理位置拾取、置放在處理位置、回 本位、處理抬升銷上升、處理抬升銷下降等。該外部數位 處理裝置監督系統的操作。可使用軟體設定本籍位置（ home location)，且機器人的運動可基於或相對於本籍位 置。例如外部數位處理裝置可指示控制器180使左下手臂 「回本籍（go home)」。控制器180知道「本籍」的位 -15- 201015659 置（例如左角隅附近之點的座標），且將機器人運動至該 「本籍」的位置。外部數位處理裝置也送出指令至其他數 位處理裝置，和接受來自其他數位處理裝置的指令。控制 機器人手臂的邏輯以軟體爲主，且可被更新。可設定/改 變變數。藉由操作員或主電腦進行上述的改變。藉由製造 控制系統來控制主電腦。控制器1 80也監視位在1 27 (圖 3)的感應器。控制器180定義七個不同元件或七組不同 元件的運動：（1-4 )四個機器人手臂的每一者；（5-6) 舉升和下降處理模組110內的兩組抬升銷；和（7)舉升 和下降緩衝站122的銷。控制器180和/或外部數位處理 裝置可包括處理器和電腦可讀媒介，其儲存電腦可執行指 令，當被處理器執行時，使得處理器實施本文所描述的方 法，例如那些和控制機器人之運動及傳輸晶圓相關的方法 〇 完成單一晶圓傳輸循環（其生產兩個晶圓）所花的時 間約3 0秒。因此上述實施例之晶圓產出率約爲每小時240 個晶圓（亦即每30秒2個晶圓==每分鐘4個晶圓；60分 鐘X每分鐘4個晶圓= 240個晶圓）。循環時間包括唧取降 壓約6秒和通氣8秒。爲了啷取傳輸腔室，打開腔室和真 空泵之間的閥。腔室內的空氣被唧取出去，直到腔室到達 基本壓力。以腔室內的量錶量測壓力。通常全部處理時間 約2 8秒（亦即從關閉處理腔室槽閥至打開的時間）。在 所述的實施例中，晶圓可爲300毫米以下的矽晶圓’依據 SEMI Ml.1 5 - 1 000 的規格，其可從 Semiconductor 201015659
Equipment and Materials International (SEMI)公司（例 如在www.semi.org)獲得。晶圓傳輸平面是1100毫米， 依據SEMI STD E21-91的規格。系統100每傳輸25000個 晶圓，其失誤少於一個。每一晶圓冷卻板具有每小時冷卻 約100個晶圓的能力。於循環的通氣階段，冷卻板在約8 秒內將晶圓從約300°C的起始溫度冷卻至約6(TC。可舉升 和下降冷卻板，以匹配機器人的手端件，以得最大的晶圓 _ 接觸面積。C形手端件上的墊可爲具有Kalrez之聚醚醯亞 胺（Ultem )的墊。機器人的準確度約爲+/-0.01度。晶圓 定位準確度小於或等於約0.25毫米。兩次失敗之間的平 均循環至少約一百萬個循環。平均修理時間（MTBR )小 於兩小時。基本真空約爲5xl(T4 Tori·。真空洩漏率小於約 lxl0_8 std cc/sec He。最大傳輸腔室容積小於約25升。傳 輸腔室在最寬點的寬度約爲1〇〇〇毫米。關於顆粒污染， 每個晶圓平均增加的顆粒是小於5個顆粒且在大於0.12 φ 微米，小於3個顆粒且在0.25微米，小於2個顆粒且在 大於0.70微米，95%的資料是全部小於10個增加顆粒。 在各種實施例中，各機器人手臂可在不同的平面。例 如機器人手臂141、142、151' 152可：每一手臂在一不 同的平面且可運動經過他們整個運動範圍而不會碰撞（甚 至當保持晶圓時）；每一手臂在一不同的平面且可運動經 過他們整個運動範圍而不會碰撞（但是當手臂141和151 保持晶圓時，可不運動經過他們整個運動範圍，以免彼此 碰撞；且當手臂142和152保持晶圓時，可不運動經過他 -17- 201015659 們整個運動範圍，以免彼此碰撞）。例如當各機器人手臂 在不同平面運時，各手臂能傳輸工件的順序更自由。 在各種實施例中，機器人手臂】4〗、142、^、152 可使用各種順序而運動。例如回到圖7N，手臂141、142 、151、152中的每一者在處理腔室110內。在一些實施例 中，下手臂142、152在上手臂141、151之前離開處理模 組110。如果例如手臂142、152在不同的平面（且該等平 面彼此離開够遠，所以當手臂142、152保持晶圓時，其 中一者能在另一者之上方/下方運動），手臂142、152能 同時離開處理模組110。或者例如他們在不同的平面（但 是該等平面彼此離開不够遠，所以當手臂142、152保持 晶圓時’其中一者能在另一者之上方/下方運動），然後 手臂142、152能以—手臂在另一手臂之前的方式（例如 手臂152稍微領先）離開處理模組11()，且能以手臂142 和152局部重疊（例如各手端件的一部分可重疊，但是各 手臂重疊不足以造成晶圓碰撞）的方式離開處理模組110 〇 下文是例示材料的非限制性列表，該等材料可用於系 統之各元件： -18 - 201015659 手端件 氧化鋁（Al2〇3)、碳化矽（SiC)、鉬和/或任何適合的複 合材料例如碳化矽鋁（AlSiC) 手端件托架（機器人 手臂的一部分） 鋁或不銹鋼 傳輸腔室和處理腔室 '包括蓋件 鋁或不錄鋼 讎和處理 手臂墊 鋁、氧化鋁、陶瓷、聚醯亞胺（Vespel®)、或鐵氟龍 冷卻板 鋁 緩衝站銷 鋁或氧化鋁 觀察埠視窗 藍寶石或石英 機器人軸桿（連接至 手端件托架） 不銹鋼 密封件 經全氛化（perfluorinated)彈性體、氟化橡膠（Viton®) 、和/或乾淨的矽 在各實施例中，各種類型的處理模組、介面、和晶圓 或基板供給和接受系統，可配合傳輸模組120使用。系統 1〇〇可包括各種數目的機器人，例如傳輸模組120可具有 四個機器人，寬度大兩倍，且可連接至較寬的或多個處理 模組和/或介面。系統1〇〇也可包括單一個機器人，例如 只有右機器人150。各機器人手臂可在各平面上操作，例 如每一機器人可在一不同的平面上操作。上述的圓形晶圓 可以各種不同形狀的工件取代，例如八邊形、方形、矩形 ，且因此可改變系統100的各種元件。手端件不必一定爲 C形，且其形狀可例如取決於被傳輸工件的形狀。形狀可 包括例如在一側上具有開放空間的任何形狀。工件可經過 各種處理步驟，使用「已處理」和「未處理」是相對性的 -19- 201015659 語詞。例如工件即將經過製程χ可意指未處理，即使該工 件先前被γ製程做不同的處理。機器人手臂可具有各種形 狀的各種運動範圍。在一些實施例中，各種機器人手臂可 在兩手臂之間直接傳輸工件，不必例如使用緩衝站。處理 可取決於被處理之工件的類型，且可包括例如施加或添加 物質、加熱、冷卻、培養、混合、搖動、旋轉、移除部分 工件等。控制器（例如控制器1 8 0 )可例如爲唯一的控制 器，可爲較大控制器的一部分、可被外部控制器所控制、 可和外部控制器一起工作、或可完全無該控器而由外部控 制器控制系統。圖5的尺寸只是例子，且例如尺寸本身和 不同尺寸之間的關係都可改變。在各種實施例中，冷卻板 和/或冷卻板上的銷，可被安裝（或不安裝）和/或使用或 不使用，此取決於例如所使用工件的類型和/或工件因溫 度而變化的公差。例如在冷卻板本體接觸工件會損害工件 的實施例中，可使用銷。 雖然在上述例示性的實施例中，已描述和例是本發明 ，但是應瞭解本說明書只是例示而已，且可做補充本發明 細節的無數變化，而不會脫離本發明的精神和範圍。本發 明只受下文之請求項的限制。可在本發明的範圍和精神內 ，以各種方式組合和重新配置本發明實施例的特徵。 【圖式簡單說明】 圖1是耦合至處理模組之晶圓傳輸系統的圖； 圖2是晶圓傳輸系統的立體圖，其包括傳輸模組，且 -20- 201015659 其蓋件封閉； 圖3是圖2之晶圓傳輸系統的立體圖，且傳輸模組的 蓋件打開，且只安裝一個機器人； 圖3A是圖3之機器人的立體圖，且安裝有冷卻板； 圖3B是圖3A之冷卻板的立體圖，包括抬升銷，用於 在冷卻期間支撐工件； 圖4是圖2之工件傳輸系統後側的立體圖，且未安裝 處理模組； 圖5是圖1之傳輸系統和處理模組的圖，且以吋標示 尺寸； 圖6例示由介面、傳輸模組、和處理模組執行的方法 ，該處理模組接受未處理的晶圓並生產已處理的晶圓； 圖7A-7T例示圖1的系統，其傳輸晶圓至/離開供給 和接受模組及處理模組。 【主要元件符號說明】 1〇〇 :晶圓處理系統 1 1 0 :處理模組 111 :晶圓處理站 1 1 2 :晶圓處理站 1 1 3 : Y形件 1 1 4 ·孔 1 1 9 :真空門閥 120 :傳輸模組 201015659 121 :孔 122 :緩衝站 124 :孔 125 :觀察埠 1 2 6 :蓋件 127 :孔 128 ·孔 1 30 :介面 140 :左機器人 141 :左上手臂 142 :左下手臂 145 :冷卻板 146 ：銷 150 :右機器人 151 :右上手臂 152 :右下手臂 160:已處理的晶圓 1 6 1 :已處理的晶圓 163:未處理的晶圓 1 8 0 :控制器 620:晶圓傳輸循環 630:晶圓傳輸循環 7 0 1 :已處理的晶圓 702:已處理的晶圓 201015659 705 ： 706 ： 未處理的晶圓 第二個未處理的晶圓
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Claims (1)

  1. 201015659 七、申請專利範圍： 1. 一種雙機器人傳輸系統，其與供給和接受系統及 處理模組一起使用，該雙機器人傳輸系統包含： 傳輸模組，用於傳輸工件進入和離開該處理模組； 物理介面，在該傳輸模組及該供給和接受系統之間， 其供給未處理的工件至該傳輸模組且接收來自該傳輸模組 之已處理的工件； 第一機器人，實質地設置在該傳輸模組內，用於傳輸 工件至該處理模組和設置在該傳輸模組內的緩衝站，及傳 輸來自該處理模組和該緩衝站的工件；該第一機器人包括 第一上手臂和第一下手臂，該第一上手臂和該第一下手臂 實質地具有第一運動範圍；和 第二機器人，實質地設置在該傳輸模組內，用於傳輸 工件至該處理模組、該緩衝站、和該物理介面，及傳輸來 自該處理模組、該緩衝站、和該物理介面的工件；該第二 機器人包括第二上手臂和第二下手臂，該第二上手臂和該 第二下手臂實質地具有第二運動範圍，該第二運動範圍和 該第一運動範圍部分重疊。 2·如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ’其中該第一上手臂和第二上手臂在同一第一平面內運動 ’且該第一下手臂和第二下手臂在不同的同一第二平面內 運動。 3·如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ’其中該第一上手臂、第一下手臂、第二上手臂、和第二 -24- 201015659 下手臂中的每一者，在不同的平面內運動。 4. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ，其中該第一上手臂和第二上手臂在同一第一平面內運動 ，該第一下手臂在不同的第二平面內運動，且該第二下手 臂在不同的第三平面內運動。 5. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ’其中該緩衝站包含複數銷，配置該等銷以舉升和下降放 置在該複數銷上的任何工件，該複數銷設置在一區域內’ 該第一運動範圍和該第二運動範圍在該區域重疊。 6. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ，其中該第一運動範圍和該第二運動範圍中的每一者：爲 實質的弧形、跨越約180弧度、具有位在該處理模組內的 一個極端、具有位在該傳輸模組內的另一個極端、和繞著 位在該傳輸模組內一點而旋轉。 7. 如申請專利範圍第6項所述的雙機器人傳輸系統 ，其中該傳輸模組爲實質的矩形，其具有四個內部角隅， 且該四個角隅中的兩個第一角隅離該處理模組等距離，且 比該四個角隅中的兩個第二角隅更靠近該處理模組，且其 中該第一運動範圍繞著旋轉的該點實質地位在該兩個第一 角隅中的一角隅，且該第二運動範圍繞著旋轉的該點實質 地位在該兩個第一角隅中的另一角隅。 8. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ’其中該第一上臂、第一下臂、第二上臂、和第二下臂中 的每一者，包括C形手端件’用於保持晶圓。 -25- 201015659 9. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ，另外包含耦合至該傳輸模組的控制器，該控制器包括處 理器和電腦可讀媒介，其儲存電腦可執行的指令，當該處 理器執行該等指令時，使得該處理器控制該第一和第二機 器人，該控制包括機器人對工件的傳輸。 10. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ，其中該等工件包括砂晶圓。 11. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ，其中該等工件包括半導體材料和生物樣品之至少其一。 12. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ，其中該傳輸模組具有內部空氣壓力，且另外包括： 可控制的密封件，配置該等密封件以密封該傳輸模組 隔絕外部空氣； 可控制的通氣口，配置該等通氣口使該傳輸模組通氣 ’直到該傳輸模組的內部空氣壓力到達約大氣壓力； 至少一個空氣壓力量錶，其量測該內部空氣壓力；和 耦合至泵的空氣介面，該泵減少該內部空氣壓力，直 到該內部空氣壓力到達基本壓力。 13. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 ，其中該處理模組執行下述之至少其一：物理氣相沉積、 化學氣相沉積、原子層沉積、光阻去除、電漿蝕刻、離子 束拋光、離子植入、熱回火、加熱、冷卻、混合、搖動、 和攪拌。 14. 如申請專利範圍第1項所述的雙機器人傳輸系統 -26- 201015659 ，另外包括第一冷卻板和第二冷卻板，配置該第一冷卻板 以冷卻被該第一下機器人手臂所保持的任何晶圓，配置該 第二冷卻板以冷卻被該第二下機器人手臂所保持的任何晶 15. 如申請專利範圍第14項所述的雙機器人傳輸系 統，其中該第一冷卻板和第二冷卻板中的每一者包括上表 面，該上表面包括有銷，配置該等銷以使晶圓和該等銷接 p 觸而不直接接觸該上表面的部分。 16. —種傳輸系統，用於和處理模組一起使用，該傳 輸系統包含： 上手臂和下手臂，該上手臂和該下手臂實質地具有在 實質平行之平面內的相同運動範圍；和 控制器，其和該上手臂和該下手臂相通訊，該控制器 被程式化以： (a) 運動該上手臂和下手臂實質地一起進入該 φ 處理模組；和 (b) 運動該上手臂和下手臂離開該處理模組， 且下手臂領先。 17. 如申請專利範圍第16項所述的傳輸系統，其中 該運動範圍爲實質的弧形且跨越約180弧度。 18. 如申請專利範圍第16項所述的傳輸系統，程式 化該控制器以用該下手臂移除來自該處理模組之已處理的 工件、和用該上手臂將未處理的工件存放進入該處理模組 -27- 201015659 19. 一種雙機器人傳輸系統，其與供給和接受系統及 處理模組一起使用，該雙機器人傳輸系統包含： 第一機器人，其包括第一上手臂和第一下手臂，該第 一上手臂和該第一下手臂在第一實質平行的平面內具有實 質相同的第一運動範圍； 第二機器人，其包括第二上手臂和第二下手臂，該第 二上手臂和該第二下手臂在第二實質平行的平面內具有實 質相同的第二運動範圍；配置該第一機器人和第二機器人 ，使得第一運動範圍和第二運動範圍重疊；和 控制器，其和該第一上手臂、該第一下手臂、第二上 手臂、和該第二下手臂相通訊，設計程式使該控制器： (a) 運動該第一上手臂和第一下手臂實質地一 起進入該處理模組，且該第一上手臂帶著第一未處理的工 件； (b) 運動該第二上手臂和第二下手臂實質地一 起進入該處理模組，且該第二上手臂帶著第二未處理的工 件； (c) 運動該第一上手臂和第一下手臂使得他們 離開該處理模組，且該第一下手臂領先，並帶著第一已處 理的工件；和 (d) 運動該第二上手臂和第二下手臂使得他們 離開該處理模組，且該第二下手臂領先，並帶著第二已處 理的工件。 20. 如申請專利範圍第19項所述的雙機器人傳輸系 201015659 統，其中該第一上手臂、該第一下手臂、該第二上手臂、 和該第二下手臂中的每一者，在實質平行的不同平面內運 動；且（a)和（b)在實質相同的時間發生。 21. 如申請專利範圍第19項所述的雙機器人傳輸系 統，其中（c)之該第一下手臂的該運動和（d)之該第二 下手臂的該運動在實質相同的時間發生，且在（c)之該 第一上手臂的該運動和（d)之該第二上手臂的該運動以 _ 前發生。 22. 如申請專利範圍第19項所述的雙機器人傳輸系 統，其中該第一運動範圍和該第二運動範圍中的每一者： 爲實質的弧形且跨越約180弧度。 23. —種傳輸工件至處理模組和傳輸來自該處理模組 之工件的方法，該方法包括： 在第一時段期間，使用在實質相同的第一時間運動的 二個上機器人手臂，傳輸二個未處理的工件，從傳輸模組 φ 進入該處理模組；和 在第二時段期間’使用在實質相同的第二時間的二個 下機器人手臂，傳輸二個已處理的工件，從該處理模組進 入該傳輸模組·’該第一時段在該第一'時段之後開始。 24. 如申請專利範圍第23項所述傳輸工件至處理模 組和傳輸來自該處理模組之工件的方法，其中該第—時段 和第二時段重叠。 2 5 _如申請專利範圍第2 3項所述傳輸工件至處理模 組和傳輸來自該處理模組之工件的方法，其中該二上手臂 -29- 201015659 和二下手臂中的每一者，在平行的不同平面內運動，且具 有彼此重疊的運動範圍。
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