基板处理系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基板处理系统和方法。具体地，一种用于处理基板的系统具有真空外壳和定位成处理在真空外壳内部的处理区中的晶片的处理室。提供两个轨道组件，一个轨道组件在处理区的每侧上。两个卡盘阵列每个在轨道组件之一骑行上，使得每个卡盘阵列在一个轨道组件上悬臂式伸展并支撑多个卡盘。轨道组件耦合到升高机构，其将轨道放置在用于处理的较高的位置上以及放置在用于返回卡盘组件的较低的位置处用于装载新晶片。拾取头组件将晶片从输送机装载到卡盘组件上。拾取头具有从晶片的正侧拾取晶片的多个静电卡盘。在处理卡盘中的冷却通道用于产生气垫以在由拾取头输送时帮助使晶片对齐。

【技术实现步骤摘要】
基板处理系统和方法本申请为分案申请，其原申请是于2014年6月11日(国际申请日为2012年11月8日)向中国专利局提交的专利申请，申请号为201280061122.0，专利技术名称为“基板处理系统和方法”。相关案子本申请要求2011年11月8日提交的美国临时申请序列号61/557363的优先权利益，该临时申请的公开文本通过引用被全部并入本文。
本申请涉及用于基板处理，例如硅基板处理以形成半导体电路、太阳能电池、平板显示器等的系统和方法。
技术介绍
基板处理系统在本领域中是公知的。基板处理系统的例子包括溅射和离子注入系统。虽然在很多这样的系统中基板在处理期间是静止的，这样的静止系统在满足对高吞吐量处理的最近要求方面有困难。高吞吐量处理对处理基板(例如太阳能电池)特别严格。因此，需要新的系统架构来满足这个要求。
技术实现思路
包括本专利技术的下列概述，以便提供对本专利技术的一些方面和特征的基本理解。该概述不是本专利技术的广泛概述，且因此它并不打算特别标识本专利技术的关键或重要元件或描绘本专利技术的范围。它的唯一目的是以简化的形式介绍本专利技术的一些概念作为下面介绍的更详细的描述的序言。在本文公开的是实现基板的高吞吐量处理的处理系统和方法。一个实施例提供一种系统，其中基板在处理系统(例如溅射目标或离子注入束)的前面连续移动。在处理系统的前面行进期间，基板以一个速度移动，而在来/往装载和卸载位置行进期间，基板以比第一速度高得多的第二速度移动。这实现系统的总高吞吐量。各种所公开的实施例提供用于使用两个卡盘(chuck)阵列来处理基板(例如离子注入)的真空处理系统。在所述实施例中，每个卡盘阵列具有位于每个阵列上的静电卡盘上的两行晶片，但其它实施例可使用一行或多行。将阵列安装在室的相对侧上，使得它们可每个都具有晶片/气体连接和电连接，而不干扰另一阵列的操作。在每个阵列上使用至少两行实现连续的处理，即，处理室的连续利用而没有闲置时间。例如，通过使用两行用于离子注入，离子束可总是被保持在一个卡盘阵列上，同时另一阵列被卸载/装载并在经处理的阵列离开束之前返回到处理位置。在所公开的实施例中，同时装载在卡盘阵列上的所有晶片。晶片成排地来自装载锁，几个晶片并列，例如三个晶片并列。当两行存在于进入的输送机上时，晶片被升高到拾取和放置机构。在一个实施例中，拾取和放置机构使用静电卡盘来保持晶片，但也可使用其它机构(例如真空装置)。系统可以可选地包括用于使用正确的对齐将晶片定位在卡盘上的动态晶片定位机构以确保处理与晶片对齐。例如，当执行离子注入时，对齐确保注入特征垂直于或平行于晶片边缘。在一个实施例中，卡盘阵列具有用于在装配期间确保行进的方向平行于处理室(例如平行于注入掩模特征)的手动对齐特征。在一个例子中，首先通过使用在掩模位置处的照相机和阵列上的特征将卡盘阵列与注入掩模对齐。然后通过将具有精确对齐特征的对齐晶片从输入输送机输送到卡盘阵列来将在拾取和放置机构上的每个头与掩模对齐。阵列接着在掩模对齐照相机之下移动，且确定对齐晶片的角位移。这个角位移接着用于调节拾取和放置头。步骤重复，直到对齐是令人满意的为止。这些步骤建立固定的对齐。它们在晶片处理期间没有被系统动态地控制和改变。拾取和放置头也可具有动态晶片对齐。例如，当晶片在气垫上浮动时，卡爪可用于推晶片以紧靠对齐销。可通过经由晶片冷却通道使气体流到卡盘中来建立这个气垫，使得这些通道提供双重目的。如果需要的话，对齐销可安装在用于高度的动态控制的压电台上。在一个特定的例子中，提供一种离子注入系统，该系统包括真空外壳、将离子束输送到真空外壳内部的处理区内的离子注入室。第一和第二卡盘阵列被配置成分别在第一和第二轨道组件上来回骑行，其中升高机构被配置成改变在较高的位置和较低的位置之间的轨道组件的高度。第一和第二卡盘阵列中的每个具有悬臂式部分，多个处理卡盘位于悬臂式部分上。第一和第二卡盘组件中的每个被配置成当其相应的轨道组件在较高的位置中时在相应的轨道组件上在向前的方向上行进，并当其相应的轨道组件在较低的位置中时在相应的轨道组件上在向后的方向上骑行，从而在其它卡盘组件之下通过。在所描述的离子注入系统中，交付输送机皮带位于真空外壳内部，在它的入口侧上，且移除输送机位于真空室内部，在其出口侧中。第一拾取机构被配置成从交付输送机移除晶片，并将晶片放置在第一和第二卡盘组件上。第二拾取机构被配置成从第一和第二卡盘组件移除晶片，并将晶片交付到移除输送机皮带。提供照相机来使能对第一拾取机构进行对齐。照相机被配置成拍摄第一和第二卡盘组件在位于处理区中时的图像。分析该图像以确定第一拾取机构的对齐。卡盘组件被配置成在处理区中时以一个速度行进，并在相反或向后方向上行进时以比第一速度更快的第二速度行进。在这个布置中，当轨道组件在较高的位置中时，卡盘组件可以取决于位置以快向前或慢向前速度行进，但当轨道组件在较低的位置上时卡盘组件总是以相反的快速度行进。第一和第二卡盘组件中的每个具有多个静电卡盘，多个静电卡盘具有气流通道。第一和第二卡盘组件被配置成将气体输送到气流通道，以便当晶片被装载在静电卡盘上时产生气垫。第一和第二卡盘组件中的每个也具有多个对齐销。可包括致动器，使得销可被致动以呈现用于晶片对齐的较高的位置并且之后呈现较低的位置。第一和第二拾取机构中的每个包括被配置成模拟处理卡盘在第一和第二卡盘组件上的布置的多个拾取卡盘。每个拾取卡盘具有被配置成在晶片对齐流程期间推动晶片的相关晶片对齐致动器。晶片对齐致动器可被配置成迫使晶片以紧靠附接到卡盘组件的对齐销。附图说明合并在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图例示本专利技术的实施例，并连同本描述一起用来解释和说明本专利技术的原理。附图被预期以图解方式示出示例性实施例的主要特征。附图并不打算描绘实际实施例的每个特征和所描绘的元件的相对尺寸，且并不按比例绘制。图1是示出根据一个实施例的系统和架构的主要部分的横截面示意图。图2是描绘过程流程以强调图1所示的实施例的某些特征的卡盘阵列的顶视图。图3A和3B示出卡盘阵列系统的实施例。图4示出与离子注入器一起使用的系统的例子。图5示出实现晶片与卡盘的准确对齐的根据一个实施例的基板装载的顶视图。图6是根据一个实施例的拾取卡盘的示意图。图7A示出在卡爪打开的情况下的拾取卡盘，而图7B示出在卡爪在闭合位置上的情况下的拾取卡盘。图8A是示出拾取卡盘具有卡爪且处理卡盘具有对齐销的布置的示意图，而图8B是图8A的布置的侧视图。图9是示出用于将晶片输送到处理卡盘上的过程的流程图。图10是示出用于使拾取头与处理室对齐的过程的流程图。具体实施方式本文公开的各种实施例提供实现处理高吞吐量，特别是用于诸如溅射和离子注入的过程的系统架构。该架构实现经过(pass-by)处理，使得在基板经过处理室时对基板进行处理。例如，基板可在离子束之下经过，使得当它横穿离子束时对它进行注入。在一些特定的例子中，离子束被制造为宽的带，使得它可同时覆盖几个基板的部分。使用这样的布置，几个基板可在束之下经过，使得基板可一起同时被处理以增加系统的吞吐量。现在将参考附图描述创造性溅射室的实施例。图1示出用于使用被表示为C1和C2并位于真空外壳100内部的可移动卡盘阵列来处理基板的系统的部分。在图1中，处理室11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板处理系统，包括：真空外壳；处理室，其附接到所述真空外壳并在所述真空外壳内限定处理区；第一轨道组件，其被安置于所述真空外壳内部在所述处理室的一侧上；第一升高机构，其耦合到所述第一轨道组件并被配置成将所述第一轨道组件提升到升高后的位置以及将所述第一升高组件降低到较低的位置；第二轨道组件，其被安置于所述真空外壳内部在所述第一轨道组件的相对侧上；第二升高机构，其耦合到所述第二轨道组件并被配置成将所述第二轨道组件提升到升高后的位置以及将所述第二升高组件降低到较低的位置；第一悬臂式架子，其被配置为骑行在所述第一轨道组件上；以及第二悬臂式架子，其被配置为骑行在所述第二轨道组件上。

【技术特征摘要】
2011.11.08 US 61/557,3631.一种基板处理系统，包括：真空外壳；处理室，其附接到所述真空外壳并在所述真空外壳内限定处理区；第一轨道组件，其被安置于所述真空外壳内部在所述处理室的一侧上；第一升高机构，其耦合到所述第一轨道组件并被配置成将所述第一轨道组件提升到升高后的位置以及将所述第一升高组件降低到较低的位置；第二轨道组件，其被安置于所述真空外壳内部在所述第一轨道组件的相对侧上；第二升高机构，其耦合到所述第二轨道组件并被配置成将所述第二轨道组件提升到升高后的位置以及将所述第二升高组件降低到较低的位置；第一悬臂式架子，其被配置为骑行在所述第一轨道组件上；以及第二悬臂式架子，其被配置为骑行在所述第二轨道组件上。2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一悬臂式架子和所述第二悬臂式架子中的每个悬臂式架子分别具有骑行在所述第一轨道组件和所述第二轨道组件上的驱动组件。3.如权利要求2所述的系统，其中所述第一悬臂式架子和所述第二悬臂式架子中的每个悬臂式架子还包括自由站立支撑组件，在所述自由站立支撑组件上附接有多个卡盘，并且所述自由站立支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·佩德森，H·希斯尔迈尔，M·春，V·普拉巴卡，B·阿迪博，T·布卢克，
申请(专利权)人：因特瓦克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US