在清洁模块之间垂直传送半导体基板的方法和设备技术

本发明专利技术提供一种基板搬运器，至少包含一可沿一第一运动轴定位的滑架；一第一基板抓持器，其连接至该滑架而且可相对于该滑架沿一实质上垂直该第一运动轴的第二运动轴定位；及一第二基板抓持器，其连接至该滑架而且可相对于该滑架沿一实质上平行于该第二运动轴的第三运动轴定位，其中该第二抓持器可相对于该第一抓持器独立地移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于搬运半导体基板的方法与设备。
技术介绍
在制造现代半导体集成电路(IC)的制程中，需要淀积各种材料层于先前形成的层与结构上。然而，先前形成物的上表面通常会留下不适于淀积后续材料层的形状。例如，当印刷具有小几何图形的一微影图案于先前形成的层上时，会需要一极浅深度的焦点。因此，基本上需要具有一扁平与平坦的表面，否则该图案的一些部份会对焦而其它部份则不对焦。此外，如果不规则处没有在某些制程步骤前整平，该基板的表面形状可能变得更不规则，造成如在制程中这些层进一步堆高的问题。根据晶粒型式及相关几何形状的尺寸，该表面不规则可导致不同程度的良率与装置效能不佳。因此，需要在IC制程中使薄膜达到某些形式的平坦化或研磨。一种用于达成半导体基板平坦化的方法是化学机械研磨(CMP)。一般而言，CMP涉及一半导体基板与一研磨材料的相对移动，以从该基板移除表面不规则物。研磨材料是以一通常含有至少一研磨料或化学物的研磨液体加以沾湿。一旦研磨后，该半导体基板会被传送至一系列清洁模块，移除在研磨后依附在该基板上的研磨料微粒及/或其它污染物。清洁模块必须在任何余留研磨材料于基板上硬化且产生缺陷前将其移除。这些清洁模块可包括(例如)一超声波清洁器、一洗涤器或多个洗涤器，及一干燥机。将基板支撑在一垂直方位的清洁模块特别有利，因为其在清洁制程中也利用重力以增进微粒的移除，且通常也较精简。虽然现有的CMP系统已显现出是强健且可靠的系统，该系统设备的配置需求基板在一严格、固定的制程顺序中清洁。特别是，因为一些在各种清洁模块间传送半导体基板的基板搬运器的设计，以固定间隔且一起控制的多数传送装置为特征，使得清洁系统无法脱离单一制程顺序。此基板搬运器的操作可以通过参考图1而详细了解，图1示出在一清洁系统1内的现有技术搬运器3。搬运器3位于一系列清洁模块n0至ni+1之上，其中n是一正整数。搬运器3通常包括一水平轨4、一安装于水平轨4上的滑动滑架2，及多个抓持装置6A至C(以下统称为“6”)，用于抓持基板。在滑架2上的多个垂直轨10A至10C(以下统称为“10”)支撑一水平轨道8，其连接至多个抓持装置6且可相对于滑架2垂直移动。当轨道8垂直朝清洁模块降下时，多个抓持装置6各个均随其降下且进入各自的清洁模块，每一个抓持装置6从对应的模块移除一基板。轨道8接着垂直升高，提升多个抓持装置6，而后滑架2水平移动，使得各抓持装置6位于下一相邻清洁模块上。各抓持装置6接着将其基板置于此下一相邻清洁模块中。此顺序会重复数次，因此各基板是根据该清洁顺序在各模块中顺序地处理。正如所说明的，此顺序需要精准地校正各组件的相对位置，以确保基板搬运器及在各清洁模块内的基板支撑件经配置以平顺地传送基板而无损伤。例如，抓持装置6的位置必须沿轨道8的长度隔开相同的距离d1。再者，距离d1必须等于在清洁模块内的各组基板支撑件12A至C(以下统称为“12”)间的距离d2。所有各组基板支撑件12也必须同时位于离轨道8相同的垂直距离d3处。因此，抓持装置6大体上是经校正以同时地行经相同垂直距离d3，以在一清洁模块中抽取或置放基板，且接着行经相同水平距离d2至下一清洁模块。因而，在一批次基板至下一批次间改变清洁制程顺序(即使该改变只影响一清洁模块)，可能需要重新配置该系统中可观的部份。例如，将难以在需要时跳过一清洁模块，因为所有的基板必须依序传送至下一相邻模块。再者，因为各多个抓持装置6离各基板支撑件12一固定距离，模块至模块间的校正必须十分严密，以正确地传送基板通过整个清洁顺序。此需要在各机器上的准确与耗时调整，且此调整必须在每次更换抓持装置或清洁模块时重复。因此，需要在此项技术中的一多功能基板搬运器，用于一容易配置于各种制程顺序的自动清洁系统。
技术实现思路
在一具体实施例中，本专利技术提供一基板搬运器，至少包含一可沿一第一运动轴定位的滑架；一第一基板抓持器，其连接至该滑架且可相对该滑架沿一实质上垂直第一运动轴的第二运动轴定位；及一第二基板抓持器，其连接至该滑架且可相对该滑架沿一实质上平行第二运动轴的第三运动轴定位，其中该第二抓持器可相对于第一抓持器独立的移动。附图说明因此可达到本专利技术上述具体实施例的方法，可在详细说明后进行了解，以上简述的本专利技术的更特别的说明可参照附图所示的具体实施例。然而，应注意的是这些附图只表示本专利技术的典型具体实施例，因此不应被视为对本专利技术范围的限制，本专利技术可包含其它同等有效的具体实施例。图1是一现有技术的基板搬运器；图2是用于本专利技术具体实施例的半导体基板研磨与清洁系统的上视图；图3是根据本专利技术一具体实施例的半导体基板搬运器的立体图；图4是根据图3所述具体实施例的基板搬运器的背部立体图；图5是用于本专利技术具体实施例的基板抓持组件的立体图；图6A至6F以简图代表根据本专利技术一具体实施例的半导体基板搬运器的操作；图7是一替代性基板抓持组件的立体图；图8是图7的替代性基板抓持组件的终端作用器的具体实施例的立体图；图9是图7的替代性基板抓持组件的终端作用器的第二具体实施例的立体图；及图10是图7的替代性基板抓持组件的终端作用器的第三具体实施例的立体图。为有助于了解，已尽可能使用相同的附图标记表示附图中的相同组件。附图标记说明1 清洁系统 2滑架3 搬运器 4水平轨6 抓持装置 8水平轨道10垂直轨 12 基板支撑件100 化学机械研磨系统 102 工厂接口104 基板储存盒 106 自动控制装置108 轨 110 清洁器112 研磨器 113 可旋转平台114 清洁器模块 114A 超声波清洁器114B 第一洗涤器 114C 第二洗涤器114D 旋转润湿干燥器 116 输入模块117 研磨站 118 输出模块119 可旋转台 121 传送站122 基板承载件 200 基板搬运器202 轨 203 滑架204 安装板 205 马达206 基板抓持装置 207 致动器208 平行轨 209 致动器210 基板 212 基板抓持组件700 基板抓持组件 701 第一凸缘702 U形片状件703 第二凸缘704 终端作用器 705 基板支撑件706 肩部 708 凹穴710 臂 712 下端714 第一面 715 传感器717 表面 901 第一凸缘903 第二凸缘 904 终端作用器905 基板支撑件 906 肩部908 凹穴 910 臂 912 下端 1001 第一凸缘1003 第二凸缘 1004 终端作用器1005 基板支撑件 1006 肩部1008 凹穴 1010 臂1012 下端具体实施方式图2例示一化学机械研磨(CMP)系统100的上视图。系统100包括一工厂接口102、一研磨器112，及一具有本专利技术的一基板搬运器200的清洁器110。工厂接口102储存已研磨基板及等待研磨的基板。工厂接口102包括多个隔间，各容置一基板储存盒104A至D(以下统称为“104”)，及至少一自动控制装置106，其可沿平行该行的盒104本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板搬运器，至少包含：　　　　一定位构件，其用于沿一第一运动轴定位一第一与第二基板抓持构件；　　　　第一抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上垂直所述第一运动轴的第二运动轴定位；及　　　　第二抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上平行所述第二运动轴的第三运动轴定位，其中所述第二抓持构件可相对于所述第一抓持构件独立地移动，其中所述第一与第二抓持构件在一实质上垂直所述第一与第二运动轴的方向具有一基板抓持动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-3 10/408,0361.一种基板搬运器，至少包含一定位构件，其用于沿一第一运动轴定位一第一与第二基板抓持构件；第一抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上垂直所述第一运动轴的第二运动轴定位；及第二抓持构件，其连接至所述定位构件且可沿一实质上平行所述第二运动轴的第三运动轴定位，其中所述第二抓持构件可相对于所述第一抓持构件独立地移动，其中所述第一与第二抓持构件在一实质上垂直所述第一与第二运动轴的方向具有一基板抓持动作。2.一种用于传送一基板的基板搬运器，至少包含一可沿一第一运动轴定位的滑架组件；一第一基板抓持器组件，其连接至所述滑架组件，且可相对于所述滑架组件沿一实质上垂直所述第一运动轴的第二运动轴定位；及一第二基板抓持器组件，其连接至所述滑架组件，且可相对于所述滑架组件沿一实质上平行所述第二运动轴的第三运动轴定位，其中所述第二抓持器组件可相对于所述第一抓持器组件独立地移动。3.如权利要求2所述的基板搬运器，其特征在于，所述滑架组件进一步包含一沿所述第一轴延伸的水平轨；一连接至所述水平轨的滑架；一马达；及一协同所述马达以将所述滑架沿所述水平轨定位的致动器。4.如权利要求3所述的基板搬运器，进一步包含一安装板，其垂直地延伸至所述第一运动轴，且连接所述滑架组件至所述第一与第二基板抓持器组件，所述第一与第二基板抓持器组件可移动地设置于所述安装板上。5.如权利要求4所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一与第二基板抓持器组件各至少包含一连接至所述安装板的垂直轨；一连接至所述垂直轨的基板抓持器；及一用于将所述基板抓持器沿所述垂直轨定位的致动器。6.如权利要求5所述的基板搬运器，其特征在于，所述基板抓持器可以各自在一实质上垂直于所述第一与第二运动轴的轴上进行一基板抓持动作。7.如权利要求6所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一基板抓持器进一步包含一第一终端作用器；一第二相对终端作用器；及一致动器，其适于将所述第一与第二终端作用器中的至少一个移向其它终端作用器。8.如权利要求2所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一基板抓持器组件进一步包含一实质上U形片状件，其具有-第一端与一相对第二端；一连接至所述片状件的所述第一端的第一终端作用器；及一连接至所述片状件的所述第二端的第二终端作用器。9.如权利要求8所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一与第二终端作用器各至少包含一本体，其具有一内表面；一第一凸缘，是从所述内表面朝内延伸；一第二凸缘，是从所述内表面以一与所述第一凸缘隔开的关系向内延伸；及一基板支撑件，是从介于所述第一与第二凸缘间的所述内表面延伸，且与所述第一与第二凸缘界定一基板容置凹穴。10.如权利要求9所述的基板搬运器，其特征在于，所述第二凸缘从所述基板支撑件延伸一较所述第一凸缘为远的距离，或从所述内表面朝内延伸一较所述第一凸缘为远的距离。11.如权利要求9所述的基板搬运器，其特征在于，所述第一与第二终端作用器中至少一个进一步包含一基板传感器。12.如权利要求11所述的基板搬运器，其特征在于，所述基板传感器进一步包含一连接至所述终端作用器的光学传感器。13.一种用于拾取一垂直方位基板的设备，至少包含一连接构件；一在一第一端连接至所述连接构件的第一臂；一在一第一端连接至所述连接构件的第二臂；一第一终端作用器，是设置于所述第一臂的一第二端，且具有一面对所述第二臂的第一基板容置凹穴；及一第二终端作用器，是设置于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤尼斯阿克契尔，丹马罗，拉克什曼恩卡鲁平，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]