TW565519B - Substrate conveying module and system made up of substrate conveying module and workstation - Google Patents

Description

565519 五、發明説明（1 ) 發明背暑 發明領域 本發明係有關一種用於將基板輸送到工作站之內的基板 輸送模組，由其組成的系統及工作站。 相關技術說明 這種基板輸送模組特別是半導體工業中所熟知的。一方 面其中使用的基板是通常由矽或砷化鎵製成的碟狀晶圓。 不過各基板也可能是遮罩亦即其上已塗覆有圖案且扮演著 用於使各晶圓曝光之原始遮罩角色的玻璃板。 在半導體晶圓的製程中，會在某些製造步驟之間依各種 卡匣形式將各基板運送到不同的工作站上，且必須將之塞 入個別的工作站之內。吾人能夠依手動或自動方式完成該 運送工作。 各工作站係在諸如對基板進行檢查、量測或處理之類各 種目的下扮演著用於處理各基板的角色。於該基板的檢查 期間，令基板接受檢查特別是有關各基板上不需要的粒子 或是各基板表面上或內圖案中缺陷的檢查。吾人能夠由使 用者或是藉由電子相機自動完成該檢查作業。於這類工作 站或各分開工作站中，也能夠在各基板上執行量測。例如 ，能夠對不需要的粒子或圖案缺陷進行自動偵測及分類 (偵測分析）。此外吾人也能夠量測出各圖案的寬度、間隔 或厚度（CD分析，層膜厚度分析）。因爲接受硏究的各物體 都是很小的，通常會在這類工作站中使用顯微鏡以便施行 這種檢查及量測應用。除此之外，吾人也能夠對各基板施 565519 五、發明説明（2 ) 行宏觀比例的檢查作業；此中，能夠在具有特定入射角的 光下依視覺方式觀測整個基板，以致能夠非常快速地偵測 出刮痕、阻抗缺陷、或灰塵粒子。各檢查及量測程序經常 是全部自動化的，同時依各基板的操縱以及關於將要接受 檢查或量測之基板上各位置的角度。 於其他工作站中，令各基板接受處理，例如藉由源積各 特定基板或藉由蝕刻作業產生各圖案，或是塗覆阻抗材料 以便進行曝光。 用於這種工作站及基板輸送模組的其他常見規範是高可 靠度及易於使用。他們應該只需要在製造設施中昂貴的無 塵室空間內佔用很小的地板空間（「腳印」）。 不過，特別的是，應該將它們設計成簡單而容易維護。 在此同時，係將嚴格的要求加到各基板的操縱上，例如依 操縱的可靠度、速率及淸潔的角度。除此之外，吾人應該 也能夠使用具有不同直徑的基板並將之引進該操縱系統內 。於本發明中，對各基板的「操縱」指的是將各基板從該 基板輸送模組傳送到該工作站上，且改變其在該工作站內 的位置以及最後退回該基板輸送模組內而選擇性地施行適 當的儲存作業。 爲了滿足這既多又嚴格的要求，現有的基板輸送模組及 工作站係從開始依不動方式相互連接，且係當作一單位供 應給半導體製造商。於本發明中，該半導體製造商必須從 開始就在該工作站上標示出將要裝設或連接該基板輸送模 組的點。同時必須預先定出該基板輸送模組相對於該工作 -4- 565519 五、發明説明（3 ) 站的方位。這會在該基板輸送模組上定出能夠載入各基板 匣的點。因此將來的使用者必須預先在該基板輸送模組上 標示出將要從外面完成基板載入作業的特定一側。 至於完成預先製造的替代方案，吾人也能夠延遲該基板 輸送模組以及該工作站上各單獨模組的安裝作業直到它們 落在製造設施之內爲止，且由該半導體製造商執行其安裝 作業。不過此例中，必須從開始就對該基板輸送模組中用 來與該工作站結合之配置作出決定，亦即決定該基板輸送 模組將要在那一點上以什麼方位耦合於該工作站上。 美國專利第5,399,5 3 1號文件中揭示了一種用於半導體 晶圓的製造系統，其中係將許多處理站連接到一種經永久 定義而具有裝載區及卸載區的分支運送系統。 美國專利第5,842,824號文件中說明了一種用於曝光裝 置的基板運送設備，其中該基板係沿著某一路徑運送依垂 直方位受到支撐，在已將該基板改變到水平位置之後，而 經由一種預先校準機構將該基板帶到基板平臺上。其中並 未在該基板運送設備上提供可相對於具有基板平臺之預先 校準機構作彈性修改的配置。 發明之扼要說明 本發明的目的是說明了一種基板輸送模組或是由基板輸 送模組及工作站構成的系統，係能夠使該基板輸送模組相 對於該工作站某一側壁的方位在安裝位置上是有彈性的， 及/或使該基板輸送模組及工作站構成的整體配置在安裝 位置上是有彈性的。 565519 五、發明説明（4 ) 該目的係藉由如申請專利範圍第1及/或5項之特徵性質 達成的。 至少在基板輸送模組的兩個側壁上裝設有連接元件的有 利結果是，其中不需要在緊鄰由該基板輸送模組及工作站 構成的總成之前於安裝位置上，爲將要安裝於工作站上的 該基板輸送模組作出有關方位或旋轉校準的決定。因此， 能夠在短時間且在原位上將該基板輸送模組旋轉到可能與 原始所計畫位置不相同的旋轉位置上並將之安裝於該工作 站上。能夠給予從開始就作了詳細計畫的習知設置。 藉由至少裝設於落在兩個側壁之工作站上的連接元件， 吾人同樣能夠在至少兩個不同位置上使該基板輸送模組耦 合於該工作站上。此外，若同時在該基板輸送模組及該工 作站的至少兩個側壁上分別配備有各對應的連接元件，則 能夠在未於原位安裝期間設定任何限制下同時選出該旋轉 校準以及該基板輸送模組在該工作站之上的耦合點。這種 在兩種裝置的裝設期間的彈性對該設備的使用者而言是很 有利的，由於他或她不需要在鍵入指令之前相當久的時刻 定義出該基板輸送模組及該工作站之配置及方位的緣故。 除此之外，這種彈性會在遞送給客戶時簡化該設備的符號 邏輯。 除此之外，根據本發明的基板輸送模組或是由根據本發 明的基板輸送模組及工作站製成的系統，其優點是其配置 也會於服務期間呈現出可作彈性修改的。訓練有素的人都 能夠在任何時刻進行組態改變並採用該基板輸送模組及工 565519 五、發明説明（5 ) 作站以改變其狀況。若必要時，例如能夠在未作出任何實 質努力下將先前所執行的橫向基板輸送轉換成發生自後方 的基板輸送。 由於能夠很容易地使該基板輸送模組和該工作站分開， 而得到的另一優點是維修上的極大便利。 該基板輸送模組及該工作站上各側壁內的連接元件一般 而言都是熟悉習知設計的人所熟知的動耦合式連接元件 。「動耦合」一詞據了解係意指能夠使各機械總成或模 組耦合在一起的機械裝置，且本發明中係藉由各機械裝置 使它們在儘可能多的自由度上相互對齊或是允許它們採取 先前的校準方位。這類機械裝置可能是例如： -在一模組上之插銷，會在另一模組上遭遇一孔洞或伸長 形孔洞； -在一模組上之插銷，會在另一模組上遭遇一平板（截止 器）。 本發明中，各插銷能夠採用各種形式。它們可能是圓柱 形、錐形或傾斜的結構，且各插銷的端點可能是點狀、圓 鈍形或球形的。該相對模組的接收機構的結構必須是根據 各插銷的這類實施例製成的。在由各模組構成的總成上， 不只將各插銷收納於該接收機構內以便在各模組之間形成 不動的連接結構，而且同時藉由對應的套用作業使兩個模 組自動地相互對齊。 這種動耦合結構係裝設於該基板輸送模組以及該工作站 上的適當位置上；對該基板輸送模組相對於該工作站之方 565519 五、發明説明（6 ) 位上的對應彈性而言，根據本發明至少在基板輸送模組的 兩個側邊上配備有這類動耦合結構。對該基板輸送模組在 該工作站上有彈性的配置而言，例如係使落在該工作站的 諸如前方、側邊或後方之類至少兩個側邊上的配置配備有 這類動耦合結構。對具有完全彈性的方位及配置而言，係 使該基板輸送模組及該工作站的所有側邊上對應地套有各 動耦合結構。 吾人能夠有利地建造出該基板輸送模組及該工作站，其 方式是至少在該工作站的相鄰兩個側邊上及/或本發明之 基板輸送模組的任何方位上，係只在單一點上完成各基板 的傳輸作業。結果，該工作站的內部結構與該基板輸送模 組的配置及/或方位是無關的。除此之外，如是吾人甚至 能夠在未作先前的修正下很容易地輸送不同尺寸的基板。 此外，當然吾人也能夠使數個基板輸送模組及數個工作 站相互耦合以形成整個系統。 如是本發明的優點係由產生有彈性的模組系統構成的， 使吾人能夠以簡單的形式製作出具有不同方位及配置的基 板輸送模組及工作站，以便應付半導體工廠中與其處理及 計量學設備有關且經常會快速改變的需求。 圖式之簡厘說明’· 以下將參照各附圖中所描述的解釋用實施例更詳細地說 明本發明。 第1圖顯示的是一種位於工作站上具有前方負載的側邊 上的基板輸送模組配置。 565519 五、發明説明（7 ) 第2圖顯示的是一種像第1圖但是具有側邊負載的配 置。 第3圖顯示的是一種像第1圖但是具有後方負載的配 置。 第4圖顯示的是一種像第1圖但是具有已減小之後方負 載的配置。 第5圖顯示的是一種像第1圖但是具有額外後方負載的 配置。 第6圖顯示的是一種位於工作站上具有後方負載之後邊 上的基板輸送模組配置。 第7圖顯示的是一種位於兩工作站之間的基板輸送模組 配置。 第8圖顯示的是一種具有兩個各在工作站的任一側具有 側邊負載之基板輸送模組的配置。 第9圖係用以顯示該基板輸送模組及該工作站的透視 圖。 較佯富施例的詳細說明 第1圖係以簡略形式顯示出一種落在工作站3的某一側 上的基板輸送模組1配置。一般而言工作站3擁有操作介 面6，使用者能夠藉由此介面進行控制系統及工作站3程序 的輸入。操作介面6可能是對應的開關、按鈕或鍵盤，吾 人能夠以之操作所連接的電子系統或電腦且因此使工作站3 受到控制。操作介面6會定義出工作站3或是由基板輸送 模組1及工作站3構成之系統的前面。 五、發明説明（8 ) 於此解釋用實施例中，基板輸送模組1係相對於工作站3 而定向，其方式是使吾人能夠透過載入埠2a, 2b從前面載 入各基板。正常情況下係提供有兩個載入埠2a，2b。本發 明中，使用的是具有開放或封閉結構的卡匣，亦即係由使 用者依手動方式或是例如由機器人依自動控制方式引進載 入埠2a，2b。取決於所提供的工作程序，各卡匣可能塡充 有基板也可能是空的。例如，所有卡匣可能是已塡充的， 首先從某一卡匣移除基板並將之引進工作站3內，且在其 中接受處理之後將之放回相同的卡匣內。然後爲下一個卡 匣重複施行此作業，在使用者取回具有已處理基板時會將 引進具有基板新卡匣未佔據的載入埠2a，2b以取代其位 置。 另一方面，吾人也能夠從某一卡匣移除基板，且在通過 工作站3之後將之儲存於另一個卡匣亦即初始時是空出的 卡匣內。一般而言本發明中不證自明的是，吾人能夠提供 單一載入埠2a，2b或者也能夠提供三個或更多個載入埠2a， 2b以取代兩個載入璋2a，2b。 基板輸送模組1及工作站3係藉由機械連接元件4a，4b 而互連。連接元件4a，4b會產生可變但是精確的連接結 構。該連接結構必須是精確的，以致能夠平穩而快速地完 成各基板在基板輸送模組1與工作站3之間的傳輸。有利 的是，在工作站3內提供有固定的轉折點5以便進行各基 板的傳輸。因此具有連接元件4a , 4b的精確連接結構也使 吾人能夠進行精確的傳輸作業。較佳的是，所用的連接元 -10- 565519 五 '發明説明（9 ) 件4a，4b係習知設計中所熟知的動耦合結構，這種耦合結 構能夠在對基板輸送模組1及工作站3進行組裝時實行自 動校準。因爲容易的可拆卸性以及基板輸送模組1和工作 站3藉由連接元件4a，4b達成可重現之精確耦合的結果而 顯著地簡化了維修作業。 根據本發明，係將這種連接元件4a, 4b提供於基板輸送 模組1的至少兩個側壁1 a，b，c上及/或工作站3的至少兩 個側壁3a，b，c。這使吾人能夠形成具有可變方位及配置的 基板輸送模組1及工作站3，因此直到設置完成爲止吾人不 需要作出有關方位及配置的決定。除此之外，吾人能夠於 任何時刻在未付出極大努力下修正基板輸送模組1及工作 站3的結構，並使之順應全新或是經修正的空間相關情 況，以致能夠使用由基板輸送模組1及工作站3構成的相 同系統。本發明中，各連接元件4a，4b的精確度會產生各 基板的可重現傳輸作業。有利的是，本發明中使用的是工 作站3內某一相同的傳輸點。由基板輸送模組1及工作站3 製成具有極大彈性的系統係顯示於下圖中。 第2圖簡略地顯示了 一種從基板輸送模組1到工作站3 的耦合結構，其中係使較之第1圖旋轉了 90°的基板輸送 模組1耦合於工作站3的相同側邊上。如是使各載入埠作 橫向配置，而使用者能夠從側面操作該基板輸送模組1。 如第3圖所示，吾人能夠再次將基板輸送模組1連接到 工作站3的相同側邊上，雖則它是從後方載入有各卡匣。 如第1到3圖所示，使用者能夠在原位選擇他或她究竟希 -11- 565519 五、發明説明（) 望從安裝在工作站3的相同側邊3a上之基板輸送模組1的 前面、側邊、或後面載入基板模組1。或者其他使用者能夠 在稍後的時刻執行對應的重新建造作業。這種彈性係藉由 將各連接元件4a，4b裝設於基板輸送模組1的幾個側邊上 而達成的。用於基板輸送模組1內各基板的輸送系統是因 爲各種基板傳輸可能性而對應地設計成的。 如第4圖所示，吾人也能夠使基板輸送模組1只配備有 單一的載入埠2a，2b。這裡係在某一相同的卡匣上來回移除 並放回各基板。這種具有簡單順序的結構會節省無塵室內 的空間及花費。 另一方面如第5圖所示的實例，基板輸送模組1也能夠 具有兩個以上的載入埠2a，2b，其中能夠同時從前面及後面 進行載入作業。當然吾人也能夠只在某一側邊上提供有兩 個以上的載入埠2a，2b。吾人自然也能夠製作出由前述各 配置構成的組合。 基板輸送模組1與工作站3之間配置的另一種變型係如 第6圖所示。於這種解釋用實施例中，係將基板輸送模組1 連接到工作站3的後面3b上。自然地這麼做的預設條件是 工作站3的後面3b係配備有對應的連接元件4b。這種結構 中，工作站3的左和右側3 a，c都未被佔據。結果，吾人能 夠將任何空間需求列入考量，或是將未被佔據的側邊3a，c 用於其他目的。爲了確保基板輸送模組1在工作站3的不 同側邊3a，b，c，d上有彈性的配置，這些側邊3a，b，c , d都 對應地配備有連接元件4b。如是能夠令基板輸送模組1的 -12- 五、發明説明（11 ) 特定側邊1 a，b，C上耦合到工作站3的多個側邊3a，b，c，d 上。 若基板輸送模組1也是在相同的時刻套用在具有連接元 件4a的多個側邊1 a，b，c上，結果是依類似方式產生已說 明如上且如第1到5圖所示變型的相同可能性，以便將基 板輸送模組1裝設於工作站3的後面上。特別是，吾人也 能夠將兩個以上的載入埠2a，2b提供於某一側邊1 a , b，c 上，或是散布形式提供在基板輸送模組1的多個側邊 1 a，b，c 上。 在截至目前已給出的全部實例中，吾人也能夠有利地藉 由相互對等的設計，爲基板輸送模組1及工作站3作出對 所有結構而言各基板之傳輸點5都是相同的規定。這排除 了傳輸點5位置上的任何變化，否則在其結構改變時必需 改變該傳輸點5的位置。 當然，吾人也能夠以基板輸送模組1相對於工作站3方 位的所有變型當作基板輸送模組1在工作站3之右側3c上 的耦合結構（圖中未標示）。本發明中，一般而言傳輸點5 將會落在工作站3的右側上。不過，吾人也能夠設計成對 傳輸點5而·言只需要單一裝置，且會在由基板輸送模組1 及工作站3構成之所有可能結構內提供基板的傳輸作業。 傳輸點5可能落在工作站3的左和右側壁之間中心點內， 但是也能夠作非對稱配置。 理論上，吾人也能夠將基板輸送模組1安裝於工作站3 的前面3 d上，雖則未於圖中明顯地標示出。 -13- 五、發明説明（12 ) 吾人也能夠製作出具有數個基板輸送模組1及數個工作 站3的組合。如第7圖所示包括兩個工作站3及一個基板 輸送模組1的結構’可能一方面扮演著這種組合之代表及 實例的角色。此中，兩個完全相同或不同的工作站3係經 由基板輸送模組1而連接的。因此能夠增加基板的總產量 且能夠使各處理程序變得更有效率。例如，在已於某一工 作站3內接受處理之後，能夠藉由基板輸送模組1直接將 基板引進其他工作站3(用於量測的檢查作業）之內’然後取 決於其結果將之存放到各載入璋2a，2b，2c，2d之一的對應 卡匣之內。 另一方面，第8圖顯示的是一種具有一個工作站3及兩 個基板輸送模組1的結構。整個處理程序的產量及效率也 會隨著這種結構而增高。例如，吾人能夠將基板傳送到左 邊的基板輸送模組1，並在通過工作站3之後，再從右邊的 基板輸送模組1取回。 吾人也能夠依類似於前述附圖說明中所提及的類似方式 ，以如第7和8圖所示的結構製作出具有各種方位及配置 的基板輸送模組1及工作站3。基板輸送模組1與工作站3 之間的電氣連接不會妨礙具有極大機械彈性的各配置，由 於各電氣連接本身一般而言能夠依非常有彈性的方式藉由 具有栓塞連接器的導線加以管理。 除此之外，吾人應該注意的是也能夠製作出具有兩個以 上的基板輸送模組1及兩個以上的工作站3 ;結果，吾人能 夠於這種機器的密集體內結合數個處理步驟，且只由使用 -14- 565519 五、發明説明（13 ) 者在原位根據他或牠的需求及空氣狀況將之放在一起，甚 至在稍後加以修正。當作本發明的另一個而不是最小的優 點，該輕巧的結構會減小半導體工廠之無塵室內所需要之 可貴而昂貴的地板空間量額。 第9圖係藉由實例用以顯示出對應到如第1圖所示配置 之基板輸送模組1及工作站3的透視圖。這種外部整體圖 示會另外顯示出一種屏幕7，使用者能夠以此屏幕監控他或 她經由操作介面6所作的輸入，或者能夠追蹤基板操縱的 狀態或是檢驗工作站3內的工作程序％=等。在於工作站3 內安裝有相機的例子裡，吾人能夠將基板的影像顯示於屏 幕7上，或者能夠直接以望遠鏡或經由望遠鏡的觀測埠8 觀測該基板。 符號之說明 1.....基板輸送模組 1 a，1 b , 1 c ....基板輸送模組的側壁 2a,2b,2c,2d.....載入埠 3.....工作站 3a,3b,3c,3d.....工作站的側壁 4a , 4b.....機械連接元件 5 .....傳輸點 6 .....操作介面 Ί.....屏幕 8.....微觀觀測埠 -15-

Claims (1)

1. 565519 六、申請專利範圍 第90 1 26 25 9號「基板輸送模組，由其組成的系統及工作 站」專利案Γ: 9^ ? ； / (92年7月修正）/ .一 ·* - · ............... ‘·<«>»».1<丨_.，_--一--|_·1 六申請專利範圍 1· 一種基板輸送模組（1 )，係用於將基板輸送到工作站 (3 )之內，而該基板輸送模組（1 )則爲各側壁（丨a，b，e ) 所圍繞，其中該基板輸送模組（丨）至少兩個側壁上具 有與該工作站（3 )之對應連接元件（4 b )接觸的機械式 連接元件（4a)，及該等連接元件（4a，b)係爲動耦合結 構。 2. 如申請專利範圍第1項之基板輸送模組（丨），其中該 基板輸送模組（1 )的至少一個側壁（1 a，b，c )上有一個 或更多個載入埠（2 a，b，c，d )以便在該基板輸送模組（！） 上來回載入及卸除各基板。 3. 如申請專利範圍第1項之基板輸送模組（1 )，其中該 基板輸送模組（1 )的至少一個側壁（1 a，b，c )上有一個 或更多個載入埠（2 a，b , c，d )以便在該基板輸送模組（1 ) 上來回載入及卸除各基板。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板輸送模組 (1 )，其中提供工作站（3 )以便對各基板進行檢查、量 測或處理。 5· —種由至少一個基板輸送模組（1 )及至少一個具有多 個側壁（3 a，b , c，d )之工作站（3 )組成的系統，該基板 565519 六、申請專利範圍 可在輸送模組（1 )與工作站（3 )之間基板，其特徵爲該 工作站（3 )在至少兩個不同側壁（3 a，b，c，d )上具有機 械式連接元件（4b )，與在該基板輸送模組（1 )的至少 一側壁（la，b，c)上所對應的連接元件（4a)接觸。 6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中提供動耦合結構 當作各連接元件（4a，b)。 7. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該基板輸送模組 (1 )具有一個或更多個載入埠（2a，b，c，d)以便在該基 板輸送模組（1 )上來回載入及卸除各基板。 8. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該基板踰送模組 (1)具有一個或更多個載入埠（2&，1)，(：，(1)以便在該基 板輸送模組（1 )上來回載入及卸除各基板。 9. 如申請專利範圍第 5至 8項中任一項之系統，其中 提供工作站（3 )以便對各基板進行檢查、量測或處理 〇 10. 如申請專利範圍第 5至 8項中任一項之系統，其中 永久地設定傳輸點（5 )以便用於在該基板輸送模組（1 ) 與該工作站（3 )之間進行交換的各基板。 11. 如申請專利範圍第 9項之系統，其中永久地設定傳 輸點（5 )以便用於在該基板輸送模組（1 )與該工作站（3 ) 之間進行交換的各基板。