TW543079B - Robot blade for semiconductor processing equipment - Google Patents
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Description
543079 A7 B7 五、發明說明( 本申請案為1 997年二月14日提申,名 "Mechanically Clamping Robot Wrist”之美國專利申請案 第0 8/80 1,076號的部分接續案,並主張該案之優先權。 發明領域: 本發明係關於用來將一物件傳送於一處理系統中之 設備及方法。詳言之,本發明係關於一種由介電材料或半 導電材料所製成之機械承載盤其可降低微粒的污染及基 材在一承載盤表面上的接觸。 發明背景: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 現代的半導體處理系統典型地將數個處理室整合在 一單一平台上以實施數個順序的的處理步驟而不需將該 基材移離一受到嚴密控制的處理環境中。從前該叢集工具 被作成有多個必要的室及輔助設備以實施某些處理步 驟,該系統典型地藉由使用一設在該系統内之機械臂將基 材移動通過該等室而處理一大數量的基材。該機械臂提供 在一機械載盤上之基材侧向運動及旋轉運動用以將基材 從該系統内的一個位置取得,移動,及輸送至另一個位 置。機械臂的兩個例子包括一蛙腿式機械臂及一中心式 (polar)機械臂。第丨圖顯示一蛙腿式機械臂2其具有承載盤 4a及4b。第2圖顯示一中心式機械臂6其具有一用來支撐一 基材12的承載盤8。 為了要提高在一處理系統中之基材的產出率,趨勢是 第2頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐〉 543079 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明() 提高基材被機械臂移動於系統中之速度。然而,提高的速 度增加了基材搬運系統的複雜度並形成數個挑戰。首先, 速度加快會降低保持基材處理之可重復性及品質所需的 可接受裕度。所想要之速度及產出率的提高與基材的損壞 及形成於其上之薄膜的損壞的可能性之間相平衡^典型 地,該基材是藉由該基材的重量及與該承載盤的摩擦性接 觸而被保持在一機械承載盤的定位上。如果一機械臂移動 一機械承載盤太過快速,或轉動太快的話,則該基材會滑 出該承載盤,而可能損及該基材,該室及/或該機械臂β 針對此一問題且能夠較快地移動承載片的一解決方 案是使用一夾持裝置,典型地被成為一夾具,來將該基材 固定於承載盤上《第3及4圖分別為一上視圖及一剖面圖, 其顯示連接至一機械臂2上的一機械承載盤1〇且具有一對 可延伸的夾具13a,13b。當一基材12被承載於一機械承載 盤上時,夾具13a,13b從側肩部14延伸出以將該基材固定 於夾具與一側肩部1 6之間。當夾具被伸出時,基材1 2沿著 一第一垂直支撐件18及一第二垂直支撐件20滑動並與該 側肩部16接觸。垂直支撐件18,· 20典型地如第5及6圖所示 地傾斜用以在基材滑過垂直支撐件到達定位時減少基材 12與垂直支撐件之間的接觸面積。基材通過垂直支撐件 18’ 20的運動會產生微粒其會累積在基材12或機械承載盤 1 〇的邊緣上。微粒典型地會累積在介於側肩部1 4,1 6及其 各自的垂直支撐件18,20之間的區域17上,如第5及6圖所 示。如果微粒黏著至或以其它的方式附著在一基材上的 第3頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) J—τ 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 543079 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 話,該等微粒會造成基材上的瑕戚,因而降低在該基材上 之裝置的良率。微粒亦會被送至該處理系統内的其它地方 且會破壞系統構件,如真空夾頭及靜電夾頭,的完整性。 除了處理在一承載盤上的一基材之外,提高自動化的 基材輸送速度亦會對承載盤撓度之可接受的裕度造成挑 戰。承載盤撓度係指承載盤的剛硬度及在該系統内的運動 期間承載盤所經歷的下垂。在基材處理期間,基材會因為 作用於該承載盤及基材上的力量而撓曲。例如,當一基材 被裝載於該承載盤上時,該承載盤的撓曲會隨著基材移動 的速度,基材的質量,機械臂/承載盤的磨損,及處理室的 溫度而改變。撓曲的量是很關鍵的因為基才典型地係以堆 疊的方式被貯存在E盒中且在承載盤進入該匣盒中,取得 一基材及移出該E盒時精確地保持該承載盤的位置是很 重要的。相同之精確定位對於一基材進出一處理室而言亦 是需要的。當該機械臂的速度加快時,承載盤之撓曲量即 被減小以提供較小的裕度以確保承載盤及/或基材不會在 移動及置放期間受到傷害。 移動一基材於一系統中所遭遇到的另一個問題為會 累積在一基材上的靜電,如果沒有被放電的話,會造成基 材附f於機械承載盤上。典型地,一靜電荷會因為處理的 結果或被夾持於一靜電夾頭維持於一支撐件上而被產生 於一基材表面上。靜電荷的另一來源為基詞矮匣盒其在基 材傳送於一系統中時支撐基材。雖然靜電荷在一處理步驟 期間對於暫時固持該基材而言是有利的,但一靜電荷之殘 ^紙張尺度適財關家奸(CNS)A4規格(210 x 297公釐 (請先閲讀背面之注意事項存填寫本頁> tr--------- 543079 A7 B7 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 餘累積於一基材上會造成基材吸附於該機械承載盤上或 妨礙該基材從一處理室至另一處理室之有效率的傳送。此 外,一靜電荷亦會讓微粒吸附於基材上,造成該基材的污 染及後續良率的喪失。 該機械臂典型地被接地。雖然減少在一基材上的靜電 荷是所想要的,但目前由鋁或其它高導電性的材料所製成 之承載盤在經由接地機械臂釋放靜電時會在一導電的承 載盤與一基材之間造成電弧。電弧會對形成於基材上之精 細的圖案造成瑕疵。因此,雖然減少在基材上的靜電是較 佳的’但電荷卻不應經由一會造成電孤之高導電性的電路 被釋放。 對於一可降低在基材處理時之污染的危險,降低承載 盤撓曲’及至,少釋放某些會累積在一基材上的靜電之機械 承載盤存在著需求。 發明目的及概述: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明大體上提供了一種機械承載盤其提供多個半 導電或導電的接點被設置在承·載盤的至少部分表面上用 以支撐一基材於該承載盤上。該等接點最好是由該承載盤 的邊緣朝内設置及在該承載盤的中心之外用以在該承載 盤上提供一收集區以補捉任何形式的微粒。該承載盤最好 是由一但導電材料所製成,如鋁或其它半導電材料,以提 供一電流路徑通過該等接點,藉以釋放在處理期間累積於 該基材上的電荷。 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 543079 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明() 在一怨樣中,本發明提供一機械承載盤,其包含一本 體,該本體具有一承載盤表面及多個半導電或導電的接點 被设置在承載盤的至少部分表面上用以支撐一基材於該 承載盤上。在另一態樣中,本發明提供一基材處理系統, 其包含一處理室,一機械臂被設置於該處理室中及一機械 承載盤連接至該機械臂,該機械承載盤包含一本體,該本 體具有一承載盤表面及多個半導電或導電的接點被設置 在承載盤的至少部分表面上用以支撐一基材於該承載盤 上。在另一態樣中,本發明提供一移動一基材的方法,其 包含支撐一基材於多個被設置於一承載盤表面上之至少 半導電性之接點上’讓一基材與至少一偏壓件接觸,及移 動該基材於一處理系統中。 圖式簡單說明: 本發明之一更為特定的描述可藉由參照在附圖中所 示出之較佳實施例而被獲得,使得本發明之前述特徵,優 點及目的可被詳細地瞭解。 然而,應被瞭解的是,附圖中所展示的只是本發明之 典型的實施例,其不應被解讀為本發明之範圍的限制。 第1圖為一雙承載盤,蛙腿式機械臂的示意上視圖。 第2圖為一中心式機械臂的示意立體圖。 第3圖為具有夾具之典型的機械承載盤的示意上視圖。 第4圖為第3圖中之實施例的一示意剖面圖。 第5圖為第4圖中之實施例的一示意剖面圖。 第6頁 本:紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G X 297公爱)"圓 -- — — III 11 Ί --I I--I — t---I 11 11 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 543079 A7 _B7_ 五、發明說明() 第6圖為第4圖中之實施例的另一示意剖面圖。 第7圖為本發明之機械承載盤的一實施例的示意立體圖。 第8圖為第7圖中之實施例的一示意剖面圖。 第9圖為第7圖中之實施例的另一示意剖面圖。 第1 0圖為本發明之另一實施例的示意剖面圖。 第11圖為本發明之另一實施例的示意立體圖。 第1 2圖為本發明之另一實施例的示意剖面圖。 第1 3圖為本發明之另一實施例的示意剖面圖。 第1 4圖為本發明之另一實施例的示意剖面圖。 第1 5圖為一使用本發明之舉例性的基材處理系統。 圖號對照說明: 2 蛙腿式機械臂 4a,4b 承載盤 6 中心式機械臂 8 承載盤 12 基材 10 機械承載盤 13a t?13b 夾具 14,16 側肩部 18 第一垂直支撐件 20 第二垂直支撐件 17 區域 3 0 · 機械承載盤 32 第一側肩部 42 承載盤表面 34 第二側肩部 31a,31b 夾具 33 基底 41a,41b 側向突出件 45 凹部 37a,37b 穿孔 39 安裝板 36a-d 接點 43 收集區 27 桿 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---丨! -1丨丨1 裝·------丨訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 543079 A7 B7 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 被設置於至少部分在該第一側肩部32中,最好是間隔開於 策一側肩部的兩側上。夾具3丨a,3丨b與該第二側肩部3 4合 作來將一基材12維持於該承載盤30上。該第一及第二側肩 部32’ 34可與該承載盤3〇 一體形成或連接至承載盤表面42 上。侧肩部最好是有弧度的形狀一支撐一圓形的基材12。 然而’侧肩部可以是任何形狀以順應被支撐之基材的形 狀。該承載盤3 〇的基底3 3形成有兩個面向後之側向突出件 41a,41b及一在側肩部32上的凹部45用以藉由固定件(未示 出),如設置於穿孔37a,37b中之螺絲,將該承載盤安裝 於一機械臂組件(未示出)的一腕件或其它安裝件上。一安 裝板39被置於該基底33與該機械臂組件的安裝件之間用 以降低承載盤30施加於該基底33上的應力。安裝板39最好 是由一撓性的聚合材料所製成,如E.I. DuPont de Nemors 公司所生產的Kapton及/或其它的取代物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一或多個接點,如接點3 6 a-d,被設置在該承載盤3 〇 上分別由側肩部3 2,3 4的邊緣3 5 a,3 5 b朝内設置。一微粒 收集區43被設置在該承載盤表面42上主要是介於承載盤 30的邊緣與接點36a-d之間且可·形成一用來累積基材12移 動通過承載盤30上的接點36a-d的時所產生的微粒之累積 區域。最好是,該基材承載盤30包括至襖四個接點36a-3 6d。然而,一基材可以三個基點來加以支撐。接點36a-d 亦可藉由電漿喷鍍,火燄噴鍍,電弧噴鍍或其它此技藝中 習知的方法而附著或整合於該承載盤30上。 第8及9圖為第7圖之實施例的部分剖面圖,其顯示” 丁” 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 543079 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明() 形的接點36a-d。接點36a-d具有一頭25其被設置成至少部 分在承載盤表面42之上,一桿27其被設置成穿過一孔 38d,及一基底29其是藉由將桿27在承載盤30的背側42&上 的部分加以變形而形成。此處理被典型地成為”以型鐵打 成(swaging)" 第1 0圖為一接點40的另一實施例的部分剖面圖,其中 該接點40係被硬焊,熔焊,黏著性地附著地於形成在該承 載盤表面42上的一凹陷44中而被固定於承載盤30上。該等 接點亦可不需使用凹陷44而被附著於承載盤表面42上。 接點頭25最好是具有一平的上表面,如第8-10圖所 示’以減少在基材1 2上之局部化應力及在基材滑過接點 36a-d時避免傷及基材。或者,頭25可以是外凸形,板球形, 球形’或其它·幾何形狀。再者,接點3 6a-d可以是一轉動的 球形軸承(未示出)其轉動於該承載盤30的一孔中以進一步 減少摩檫。接點36a-d應至少部分延伸在該承載盤表面42 之上以提供基材12與承載盤42間的間隙。 承載盤30最好是由一穩定的,質輕的材料所製成,其 可降低承載盤在包括壓力及溫度在内之處理室條件改變 下之撓曲。可被使用於本發明中之材料為陶瓷。該陶资最 好是半導電性的用以促進累積在一基材上之靜電荷之釋 放。該半導電性的特性可避免一會在承載盤與其它系統構 件之間形成電弧之高導電性。 雖然其它的電阻係數可根據所相到之導電性的量而 被使用,但在特定應用之操作條件之下,用於承載盤3〇之 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------* ---— 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- 543079 A8 B8 C8 _ D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 1· 一種機械承载盤,其至少包含: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一本體,.該本體具有一承載盤表面;及 多個半導電或導電的接點被設置在承載盤的至少部 分表面上用以支撐一基材於該承載盤上。 2·如申請專利範圍第1項所述之機械承載盤,其中該等接點 係從該承載盤表面的邊緣朝内地設置。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之機械承載盤,其中該承載盤 表面界定一收集區與該等接點相鄰。 4·如申請專利範圍第1項所述之機械承載盤,其中該承載盤 包含一半導電的材料。 5.如申請專利範圍第1項所述之機械承載盤,其中該承載盤 包含一具有半導電塗層之導電材料。 6·如申請專利範圍第丨項所述之機械承載盤,其中該承載盤 包含一具有一電子路徑的絕緣材料,該路徑係至少部分 地沿著該絕緣材料被形成。 7·如申請專利範圍第6項所述之機械承載盤,其中該電子路 •徑包含一在該承載盤之上的半導電或導電塗層。 尺度適用中闕家標準(CNS)A4規格(210 X 釐)' -------— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 543079 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第1項所述之機械承載盤,其中該接點包 含一材料,其是由一包含了鋁,鈦,鈹,不銹鋼,SiC, 摻雜鈦的氧化鋁,氧化鋁- SiC混合物,掺雜了破的aIN, 摻雜了碳的SiN,摻雜了碳的BN,摻雜了碳的硼,及其 組合與合金之組群中選取的。 9.如申請專利範圍第丨項所述之機械承載盤,其中該等接顯 係與該承載盤整合在一起。 10·如申請專利範圍第丨項所述之機械承載盤,其中該等接 點係安裝於該承載盤上〇 1 1.如申請專利範圍第1項所述之機械承載盤,其中該等接 點被設置成至少部分地穿過該承載盤。 1 2 · —種基材處理系統,其至少包含·· a) —處理室; b) —機械臂,其被設置於該處理室中;及 c) 一機械承載盤連接至該機械臂,其包含: i) 一本體,其具有一承載盤表面; η)多個導電或半導電接點被設置成至少部分在 該承載盤表面上。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述之系統,其中該等接 第π頁 點係從 -------7---^丨 裝-----r---訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 )43079 /、、申請專利範圍 該承載盤表面的邊緣朝内地設置。 14·如申請專利範圍第12項所述之系統,其中該承載盤表面 界定一收集區與該等接點相鄰。 1 5 ·如申請專利範圍第丨2項所述之系統,其中該承載盤是由 一半導電材料所構成。 1 6.如申請專利範圍第12項所述之系統,其中該承載盤包含 一導電的材料,其具有一半導電塗層被至少部分地形成 於其上。 17·如申請專利範圍第12項所述之系統,其中該承載盤包含 一具有一電子路徑的絕緣材料,該路徑係至少部分地沿 著該絕緣材料被形成。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所述之系統,其中其中該電子路 徑包含一在該承載盤之上的半導電或導電塗層。 1 9.如申請專利範圍第1 2項所述之系統,其中該等接點包含 一材料,其是由一包含了鋁,鈦,鈹,不銹鋼,SiC, 掺雜数的氧化铭,氧化铭- SiC混合物,摻雜了碳的a IN , •摻雜了碳的SiN,摻雜了碳的BN,掺雜了碳的硼,及其 組合與合金之組群中選取的。 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ί -----r---t--------- 543079 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 20. 如申請專利範圍第12項所述之系統’其中該等接顯係與 該承載盤整舍在一起。 21. 如申請專利範圍第12項所述之系統,其中該等接點係安 裝於該承載盤上。 22. 如申請專利範圍第12項所述之系統,其中該等接點被設 置成至少部分地穿過該承載盤° 23. —種移動一基材的方法,其至少包含: a) 將一基材置於多個被設置在一承載盤表面上之至 少半導電性之接點上; b) 讓一基材與至少一偏麈件接觸;及 c) 移動該基材。 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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