半导体晶片搬运和运输制造技术

一种基底处理系统包括：至少两个垂直地堆叠的运输室，每个垂直地堆叠的运输室包括布置为形成被配置用于耦合到垂直地堆叠的处理模块的开口的垂直堆的多个开口，至少一个垂直地堆叠的运输室包括至少一个运输室模块，所述至少一个运输室模块被布置用于耦合到另一运输室模块以形成线性运输室，并且所述至少两个堆叠的运输室中的另一个包括至少一个运输室模块，所述至少一个运输室模块被布置用于耦合到另一运输室模块以形成另一线性运输室；和运输机器人，布置在每个运输室模块中，其中运输机器人的关节沿着由相应线性运输室形成的线性路径在位置上是固定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体晶片搬运和运输相关申请的交叉引用 本申请是于2011年10月26日提交的第61/551，779号美国临时专利申请的非临时申请并且要求该专利申请的利益，其全部公开通过引用包含于此。
这里公开的本专利技术一般地涉及半导体处理系统，具体地讲，涉及真空半导体处理工件搬运(handling)和运输。
技术介绍
当前半导体制造装备采用几种不同的形式，每种形式具有显著缺点。在围绕中心机械臂的一定半径内布置一组半导体处理模块的群集工具、机器占用大量空间，相对慢，并且由于其架构而局限于少量的半导体处理模块，通常最多大约五个或六个。尽管与群集工具相比提供大得多的灵活性和更快速度的可能性，但线性工具并不很好地适合最新的半导体加工设施的当前基础设施。此外，半导体制造的典型真空环境内的装备部件的线性运动在当前线性系统中导致问题，诸如由于部件之间的摩擦而产生的不可接受的水平的颗粒。存在使用半径处理模块布置和线性布置的组合的几种混合架构。随着半导体制造的复杂性的增加，变得越来越需要在许多不同处理模块或处理模块的群集之间传送晶片，并且有时在分开很远距离的工具和模块之间传送晶片。这带来许多困难，特别是在分开的真空处理设施之间传送晶片时。真空环境之间或真空和其它处理环境之间的传送经常导致增加的颗粒污染的风险(由于负载锁中的晶片的抽气和通风所导致)以及更高的热预算，其中晶片在传送期间被加热或冷却。仍然需要改进的用在半导体制造环境中的晶片运输和搬运系统。
技术实现思路
这里提供用于改进的半导体制造搬运和运输的方法和系统。在真空半导体处理系统中，模块化晶片运输和搬运设施被以各种方式组合，提供更高水平的灵活性、效用、效率和功能。各种处理和其它模块可利用隧道和推车运输系统互连以扩展真空环境的距离和通用性。其它改进(诸如，旁路热调整器、缓冲调准器、成批处理、多功能模块、低颗粒通风口、群集处理基元等)被包括以扩展功能并且提高处理效率。如这里所使用，“机器人”应该包括包含机械能力和控制能力的任何种类的已知的机器人或者类似装置或设施，其可包括如下的组合:控制器、处理器、计算机或类似设施、一组电机或类似设施、一个或多个解析器、编码器或类似设施、一个或多个机械或操作设施(诸如，臂、轮、腿、连杆、爪、扩展器、夹具、喷嘴、喷洒器、末端执行器、致动器等)以及以上的任何设施的任何组合。一个实施例是机械臂。如这里所使用，“驱动器”应该包括用于引起运动的任何形式的驱动机构或者设施。在实施例中，它包括机器人的电机/编码器区段。如这里所使用，“轴”应该包括通过联杆、皮带或类似设施以机械方式连接到机械构件(诸如，臂构件)的电机或驱动器。“N轴驱动器”应该包括包含N个轴的驱动器；例如，“2轴驱动器”是包含两个轴的驱动器。如这里所使用，“臂”应该包括被动或主动(意味着包含电机/编码器)联杆，该联杆可包括用于抓住或抓握待搬运的材料的一个或多个臂或腿构件、轴承和一个或多个末端执行器。如这里所使用，“SCARA臂”应该表示本领域技术人员已知的一种或多种形式的选择性顺应组件机械臂(SCARA)机械臂，包括由以下部件构成的臂:一个或多个上连杆，连接到驱动器；一个或多个下连杆，通过皮带或机构连接到作为驱动器的一部分的电机；和一个或多个末端单元，诸如末端执行器或致动器。如这里所使用，“旋转半径”应该表示当臂完全收缩时臂所适合的半径。如这里所使用，针对机械臂，“范围”应该包括当臂完全伸展时获得的最大范围。通常，机械极限比实际有效范围远一点，因为更容易控制未彻底完全伸展的臂(在实施例中，存在可能难以控制的在最远距离的左/右奇点)。如这里所使用，“容纳”应该表示当臂以最佳方式收缩以使得能够围绕臂/末端执行器/材料画具有最小半径的圆圈时的情况。如这里所使用，针对机械臂，“范围容纳比”应该表示最大范围与最小容纳之比。如这里所使用，“机器人-机器人”距离应该包括两个不同的机器人驱动器的旋转的机械中心轴之间的水平距离。如这里所使用，“槽阀”应该包括矩形阀，该矩形阀打开和关闭以允许机械臂穿过(与真空(隔离)阀相反，真空(隔离)阀控制真空室的抽气)。例如，在SEMI E21.1-1296标准(半导体制造的公开标准)中，在某些半导体制造处理模块中用于300 mm晶片的槽阀具有336 mm的开口宽度、50 mm的开口高度和60 mm的总阀门厚度，该标准还规定安装螺栓和定位销。如这里所使用，“传送平面”应该包括材料通过槽阀被从机器人室传送到处理模块室的平面(高度)。根据用于半导体制造装备的SEMI E21.1-1296标准，传送平面位于槽阀中心线上方14 mm并且位于工厂地板的平面上方1100 mm。如这里所使用，“区段”应该包括真空室，该真空室在它里面具有一个或多个机器驱动器。这是线性系统中的最小可重复元件。如这里所使用，“连杆”应该包括在两端连接到另一连杆、末端执行器或机器人驱动器的机械臂的机械构件。如这里所使用，“L1”、“L2”、“L3”等应该包括从驱动器到末端执行器的臂连杆的编号。如这里所使用，“末端执行器”应该包括位于远离机器驱动器并且接近机械臂将会作用于的物品的机械臂的主动末端的元件。末端执行器可以是在半导体处理中被动地或主动地抓住待运输的材料的机器人的手或布置在机械臂的末端的某一其它致动器。如这里所使用，术语“ SCARA臂”表示包括一个或多个连杆并且可包括末端执行器的机械臂，其中臂在控制下能够以线性方式移动以便诸如咬合物体。SCARA臂可具有各种数量的连杆，诸如3个、4个或更多。如这里所使用，“3连杆SCARA臂”应该包括具有三个构件的SCARA机械臂:连杆一(LI)、连杆二(L2)和末端执行器。用于3连杆SCARA臂的驱动器通常具有3个电机:一个连接到LI ;一个连接到皮带系统，皮带系统又通过滑轮连接到末端执行器；和Z(升降)电机。能够将第四电机连接到末端执行器，这允许仅利用三个电机无法实现的一些不常见的移动。如这里所使用，“双SCARA臂”应该包括可选地连接到公共驱动器的两个SCARA臂(诸如，两个3或4连杆SCARA臂(通常表示为A和B))的组合。在实施例中，两个SCARA臂或者完全独立或者共享公共连杆构件LI。用于双独立SCARA臂的驱动器通常具有五个电机:一个连接到Ll-A ;—个连接到Ll-B ;—个连接到臂A的皮带系统；一个连接到臂B的皮带系统；和公共Z (升降)电机。用于双依赖SCARA臂的驱动器通常具有用于臂A和B的公共共享LI连杆并且通常包含四个电机:一个连接到公共连杆LI ;一个连接到臂A的皮带系统；一个连接到臂B的皮带系统；和公共Z(升降)电机。如这里所使用，“4连杆SCARA臂”应该包括具有四个构件的臂:L1、L2、L3和末端执行器。用于4连杆SCARA臂的驱动器能够具有四个电机:一个连接到LI ;一个连接到与L2和L3连接的皮带系统；一个连接到末端执行器；和Z电机。在实施例中，仅需要3个电机:一个连接到LI ;一个连接到与L2、L3和末端执行器连接的皮带系统；和Z电机。如这里所使用，“蛙腿型臂”应该包括具有五个构件的臂:L1A、LIB、L2A、L3B和末端执行器。用于蛙腿臂的驱动器能够具有三个电机:一个连接到通过齿轮等以机械方式连接到LlB的Ll本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基底处理系统，包括：至少两个垂直地堆叠的运输室，每个垂直地堆叠的运输室包括布置为形成被配置用于耦合到垂直地堆叠的处理模块的开口的垂直堆的多个开口，至少一个垂直地堆叠的运输室包括被布置用于耦合到另一运输室模块以形成线性运输室的至少一个运输室模块，并且所述至少两个堆叠的运输室中的另一个包括被布置用于耦合到另一运输室模块以形成另一线性运输室的至少一个运输室模块；和运输机器人，布置在每个运输室模块中，其中运输机器人的关节沿着由相应线性运输室形成的线性路径在位置上是固定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.26 US 61/551,7791.一种基底处理系统，包括: 至少两个垂直地堆叠的运输室，每个垂直地堆叠的运输室包括布置为形成被配置用于耦合到垂直地堆叠的处理模块的开口的垂直堆的多个开口，至少一个垂直地堆叠的运输室包括被布置用于耦合到另一运输室模块以形成线性运输室的至少一个运输室模块，并且所述至少两个堆叠的运输室中的另一个包括被布置用于耦合到另一运输室模块以形成另一线性运输室的至少一个运输室模块；和 运输机器人，布置在每个运输室模块中，其中运输机器人的关节沿着由相应线性运输室形成的线性路径在位置上是固定的。2.如权利要求1所述的基底处理系统，其中所述运输机器人包括具有Z轴移动的两自由度驱动器。3.如权利要求1所述的基底处理系统，其中每个运输室模块是可密封室。4.如权利要求1所述的基底处理系统，其中每个线性运输室包括:缓冲站，布置在至少两个运输室模块之间。5.如权利要求4所述的基底处理系统，其中所述缓冲站包括:基底升降机，被配置为在每个线性运输室之间传送基底。6.如权利要求1所述的基底处理系统，其中所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的每个运输室的至少一端以可连通方式耦合到公共装载站，其中所述公共装载站包括用于在所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的每个运输室之间传送基底的基底升降机。7.如权利要求1所述的基底处理系统，其中所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的每个运输室的运输机器人包括:双级运输机器人，在所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的相应运输室内形成垂直地堆叠的基底传送平面。8.如权利要求7所述的基底处理系统，其中所述垂直地堆叠的基底传送平面允许所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的每个运输室中的双向基底行进。9.如权利要求7所述的基底处理系统，其中所述垂直地堆叠的基底传送平面之一是被配置用于基底的基本上无障碍的运输的返回车道。10.如权利要求1所述的基底处理系统，其中所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的每个运输室包括横向侧，其中所述多个开口仅布置在所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的相应运输室的单个横向侧。11.如权利要求1所述的基底处理系统，其中所述至少两个垂直地堆叠的运输室中的每个运输室包括横向侧，其中，所述多个开口布置在所述至少两个垂直地堆叠的运输室...

【专利技术属性】
技术研发人员：RT卡维尼，
申请(专利权)人：布鲁克斯自动化公司，
类型：发明
国别省市：美国;US