用在处理系统晶片搬运器上的端部操作装置制造方法及图纸

一个真空处理系统，具有一个或多个带有一个端部操作装置的晶片搬运器，该端部操作装置从其固定的一端起，先向里回缩，在端部操作装置的背对两侧上形成一对侧部凹进，然后再向外扩出到自由端，使其宽度大于固定端的宽度。在其自由端，端部操作装置设置了另一个凹进，该凹进形成了一对凸指，晶片放置在这对凸指上。自由端上的凸指延伸到晶片检测切孔区域。这对凸指形成了端部操作装置自由端上的晶片支撑件，它们间的跨距大于标准３００毫米晶片承载体上最靠里两个禁区的宽度，但要小于最外侧禁区间的宽度。在一个实施例中，端部操作装置为晶片设置了一个三点式球形或隆突状支撑件。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及晶片的储存和传送，其中的晶片一般用于制造集成电路。具体来讲，本专利技术涉及一种用在晶片搬运器上的端部操作装置或托板，搬运器用于将晶片在晶片处理系统的各个处理腔室间进行传送。用于处理100毫米、200毫米、300毫米或其它直径晶片的真空处理系统在现有技术中是广泛存在的。通常，这样的真空处理系统具有安装在一个单体平台上的一个中央传送室。该中转室是在系统中进行处理的晶片进行运动时的转运中心。在中转室的缝隙阀处安装了一个或多个处理室，晶片由中转室中的一个晶片搬运器或机械手通过该缝隙阀进行出入。当晶片在处理室中进行处理时，该缝隙阀关闭以隔绝处理室。晶片搬运器使晶片途经中转室、在中转室相通的多个其它腔室之间进行传送。某些普通的中转室具有和四到六个腔室相通的棱面。这些处理腔室包括快速热处理(RTP)室、物理蒸发沉积(PVD)室、化学蒸发沉积(CVD)室、蚀刻室等。事实上，这些处理室既可以由中转室及其单体平台支撑安装，也可以支撑安装在它们各自的平台上。在系统内部，通常中转室中保持一个恒定的真空度；而各处理室为执行各自的处理过程则可被泵吸到更高的负压。处理完成之后，在要打开缝隙阀使腔室被接通之前，处理腔室中的压力要回升到中转室中的压力水平。对例如应用材料公司(Applied Materials Inc)的CenturaTM系统等许多真空处理系统来说，晶片通常是经过一个或多个载入闸室从系统外部或制造设备传送到中转室中的。对其它一些真空处理系统，例如应用材料公司(Applied Materials Inc)的EnduraTM系统，还在中转室和载入闸室之间设置了其它一些腔室，其中包括一个隔离室。因而，晶片在系统真空环境中传送要经过几级压力变化隔离室中的压力通常定在1×10-6毫米汞柱左右，中转室的压力一般设定在1×10-7毫米汞柱左右，而处理室中的真空压力、对物理蒸发沉积室的情况而言一般设定在1×10-9毫米汞柱左右。隔离室是一个过渡传送室，在该腔室上还可选择地安装预处理室或后处理室，以对晶片执行其它的处理工艺。此外，在隔离室和中转室之间还设置了一个预清理室和一个冷却室。由于隔离室和中转室的真空度通常并不相同，预清理室除了对晶片进行清理、为处理室中的处理过程作准备外，还使晶片从隔离室的真空度过渡到中转室的真空度。在进行了初级的处理之后，冷却室在冷却晶片的同时，还将晶片从中转室的真空度过渡到隔离室的真空度。在隔离室内布置了另一个晶片搬运器，其类似于布置在中转室中的那个搬运器，用于将晶片途经隔离室在隔离室相通的各个腔室间传送。载入闸室内的压力往复地处于周围环境压力和中转室或隔离室压力，以使得晶片可在它们之间进行输送，因而载入闸室成为超净环境中大气压力和系统真空环境之间的过渡腔室。该载入闸室和一个微环境相连，该微环境将晶片从大气压力下超净环境中的晶片箱传送到载入闸室内。因而，在微环境中有另一个晶片搬运器用于传送晶片。尽管不是完全相同的，中转室和隔离室中的晶片搬运器通常都是非常相似的。附图说明图1a和图1b中表示了这样的一种晶片搬运器10。该晶片搬运器可以进行转动，但由于其固定在腔室的中央，而并不能平动。该晶片搬运器具有一个端部操作装置12、14或一个托板，该端部操作装置和一个臂件16相连接，该臂件16连接到晶片搬运器10的转动部分18上。晶片安放在端部操作装置12、14上以进行传送。一个检测波束从晶片检测孔15中射出，以检测是否有晶片位于端部操作装置12、14上。该检测波束可以是射向一个探测器的红外光束。晶片检测孔15的尺寸通常是标准的，半径大约为0．87英寸或22毫米。臂件16可将端部操作装置12、14在晶片搬运器10的径向方向上推远或拉近，从而将一个晶片送入到一个腔室中或从一个腔室中取出。在微空间内的晶片搬运器由于常常既能进行转动也能进行平动，所以一般是和中转室或隔离室内的晶片搬运器不同的，图1c表示了此类晶片搬运器20的一个示例的俯视结构。该晶片搬运器一般安装在导轨上，使其在微环境的内部可向前向后平动，以伺服于每个晶片箱装卸器和与此相通连的各个载入闸室。该晶片搬运器20也具有安装在臂件24上的一个端部操作装置22，臂件24安装在晶片搬运器20的转动部26上。晶片安放在端部操作装置22上以进行传送。臂件24可将端部操作装置22在转动部26的径向上推远或拉近。端部操作装置22的接触部分25一般是端部操作装置上唯一和晶片接触的部分。该接触部分通常使用真空抽吸作用来抓持晶片。但在中转室或隔离室的情况中，用真空抽吸来抓持晶片则不是一个实用的方法，这是因为在这些区域内已经存在真空作用，而该真空度将削弱真空吸盘的抓持力。另外，也希望只用一种类型的端部操作装置，它可以被应用在所有的晶片搬运器上，以便于减少整个处理系统所用的零部件数。图1a中所示的端部操作装置14的宽度从端部操作装置安装架27、或机械手托板关节部一直到其自由端都没有变化。在自由端的一个浅凹进形成了自由端上的两个凸起。晶片被支撑在一些搁板上，这些搁板部分靠近自由端，位于两个凸起上，部分靠近固定在安装架27上的那一端头。这些搁板支撑架被设置得使晶片和端部操作装置14之间的间隙不大于0．12英寸(120密耳)。对300毫米规格的晶片而言，端部操作装置的宽度涉及一个与禁区有关的问题，该禁区是由SEMI 300毫米晶片承载体及适配标准划定的，该标准是由国际半导体设备及材料协会(SEMI)制定的，制定该标准尤其是为了规范晶片承载体的行业标准结构。禁区是在300毫米晶片的承载体或夹持件上预留出的一个区域，用来使晶片承载体对晶片进行支撑，在图4中以区域100和102来表示。禁区100约为29毫米宽、170毫米长，两个100禁区间的距离为250毫米。禁区102约为25亳米宽、32毫米长，并相隔100毫米。晶片的中心要精确地对准成对禁区100的几何中心，并相对于禁区102的中心有大约120毫米的偏移量。当端部操作装置将一个晶片从晶片承载体的支撑件上托起时，不能越过这些禁区，否则在端部操作装置和晶片承载体的支撑件之间将产生运动干涉。因而，一个端部操作装置在设计时必须避开这些禁区100、102。但图1a中所示的端部操作装置14将直接越入禁区102的部分区域。图1b表示了一种方案来避免禁区100、102和端部操作装置12发生干涉。在图4中，端部操作装置12的外轮廓和禁区有关的部分还用虚线进行了表示。类似于端部操作装置14，端部操作装置12的宽度也是恒定的，除了在靠近安装件一端的部位宽度陡然发生缩窄，在此部位之后，宽度没有变化，一直延伸到自由端。因而，如图4所示，在端部操作装置12自由端上的两个凸起将穿入到禁区102之间。端部操作装置12存在的问题是由于两个凸起上的支撑件的位置是如此靠近，晶片在这些支撑件上的放置并不是稳定的。而一个稳定性较差的结构需要晶片必须移动得慢一些，才不会使晶片从端部操作装置上滑落下来。这样，处理系统的生产率就降低了。端部操作装置12自由端上的支撑件这样靠近的另一个问题在于由于300毫米规格晶片的尺寸是这样的大，晶片可能在中部发生弯曲或挠垂。由于端部操作装置12上支撑晶片的搁板的高度不超过120密耳，这样就存在潜在的可能性晶片的底面由于挠垂了足够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空处理系统，其包括： 一个第一腔室； 至少一个与所说的第一腔室相配接的第二腔室，以使晶片在二者之间进行传送； 一个布置在第一腔室中的晶片搬运器，用于将晶片从此腔室传送向第二腔室或从第二腔室中传送到该腔室；以及 一个端部操作装置，该端部操作装置具有： 一个连接到晶片搬运器上的固定端和一个自由端； 一个靠近固定端的第一晶片支撑件； 两个靠近自由端且相互分开的晶片端部支撑件，当晶片在第一腔室和第二腔室之间来回传送时，第一晶片支撑件和两个端部晶片支撑件将晶片支撑在它们上面； 一个晶片检测孔； 在两个端部晶片支撑件之间的一个端部凹进，其从自由端延伸到晶片检测切孔的位置；以及 设置在端部操作装置两背对侧边上的一个第一侧凹进和第二侧凹进。

【技术特征摘要】
US 1998-2-18 09/025,3201．一种真空处理系统，其包括一个第一腔室；至少一个与所说的第一腔室相配接的第二腔室，以使晶片在二者之间进行传送；一个布置在第一腔室中的晶片搬运器，用于将晶片从此腔室传送向第二腔室或从第二腔室中传送到该腔室；以及一个端部操作装置，该端部操作装置具有一个连接到晶片搬运器上的固定端和一个自由端；一个靠近固定端的第一晶片支撑件；两个靠近自由端且相互分开的晶片端部支撑件，当晶片在第一腔室和第二腔室之间来回传送时，第一晶片支撑件和两个端部晶片支撑件将晶片支撑在它们上面；一个晶片检测孔；在两个端部晶片支撑件之间的一个端部凹进，其从自由端延伸到晶片检测切孔的位置；以及设置在端部操作装置两背对侧边上的一个第一侧凹进和第二侧凹进。2．根据权利要求1所述的真空处理系统，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；两个端部晶片支撑件具有相对的两个边沿；以及两个端部晶片支撑件的相对边沿间的距离至少在150毫米到160毫米左右之间。3．根据权利要求1所述的真空处理系统，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；两个端部晶片支撑件具有背对的两个边沿；以及两个端部晶片支撑件的背对边沿间的距离至多在200毫米到250毫米左右之间。4．根据权利要求1所述的真空处理系统，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；该端部操作装置可将晶片插入到一个具有两个内侧禁区和两个外侧禁区的晶片盒中或从该晶片盒中取出晶片，这两个禁区是由SEMI 300毫米晶片承载体及界面标准划定的；以及两个端部晶片支撑件的间距小于外侧禁区的跨度，但大于两个内侧禁区间的宽度。5．根据权利要求1所述的真空处理系统，其特征在于第一晶片支撑点和两个端部晶片支撑点形成了一个三点式支撑件。6．根据权利要求5所述的真空处理系统，其特征在于所说的三点式支撑件包括三个球形支撑。7．一种真空处理系统，其包括一个第一腔室；至少一个与所说的第一腔室相配接的第二腔室，晶片在二者之间进行传送；一个布置在第一腔室中用于输送晶片的晶片搬运器；以及一个端部操作装置，用于在晶片从第一腔室传送向第二腔室或从第二腔室中传送到第一腔室时支撑晶片，该端部操作装置具有一个连接到晶片搬运器上、具有第一宽度的固定端；一个具有第二宽度的自由端，第二宽度大于第一宽度；固定端背对边沿间的宽度从第一宽度逐步收缩，弯曲成一个向外的圆锥形，并向自由端的第二宽度逐渐扩开；以及一个自由端凹进形成了两个凸指，凸指终止于自由端处，端部操作装置将晶片支撑在固定端附近的部位和靠近自由端的两个凸指上。8．根据权利要求7所述的真空处理系统，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；两个端部晶片支撑件具有相对的两个边沿；以及两个端部晶片支撑件的相对边沿间的距离至少在150毫米到160毫米左右之间。9．根据权利要求7所述的真空处理系统，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；两个端部晶片支撑件具有背对的两个边沿；以及两个端部晶片支撑件的背对边沿间的距离至多在200毫米到250毫米左右之间。10．根据权利要求7所述的真空处理系统，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；该端部操作装置可将晶片插入到一个具有两个内侧禁区和两个外侧禁区的晶片盒中或从该晶片盒中取出晶片，这两个禁区是由SEMI 300毫米晶片承载体及界面标准划定的；以及两个端部晶片支撑件的间距小于外侧禁区的跨度，但大于两个内侧禁区间的宽度。11．根据权利要求7所述的真空处理系统，其特征在于第一晶片支撑点和两个端部晶片支撑点形成了一个三点式支撑件。12．根据权利要求11所述的真空处理系统，其特征在于所说的三点式支撑件包括三个球形支撑。13．根据权利要求7所述的真空处理系统，其特征在于还包括一个晶片检测切孔，自由端凹进延伸到该晶片检测切孔区域中。14．一种应用在一腔室中并用于输送晶片的晶片搬运器，该晶片搬运器包括一个运动臂；以及一个端部操作装置，该端部操作装置具有一个连接到运动臂上的固定端和一个自由端；一个靠近固定端的第一晶片支撑件；两个靠近自由端且相互分开的晶片端部支撑件，当晶片在腔室中进行传送时，第一晶片支撑件和两个端部晶片支撑件将晶片支撑在它们上面；一个晶片检测孔；在两个端部晶片支撑件之间的一个端部凹进，其从自由端延伸到晶片检测切孔的位置；以及设置在端部操作装置两背对侧边上的一个第一侧凹进和第二侧凹进。15．根据权利要求14所述的晶片搬运器，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；两个端部晶片支撑件具有相对的两个边沿；以及两个端部晶片支撑件的相对边沿间的距离至少在150毫米到160毫米左右之间。16．根据权利要求14所述的晶片搬运器，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；两个端部晶片支撑件具有背对的两个边沿；以及两个端部晶片支撑件的背对边沿间的距离至多在200毫米到250毫米左右之间。17．根据权利要求14所述的晶片搬运器，其特征在于所说的端部操作装置用于支撑具有约300毫米直径的晶片；该端部操作装置可将晶片插入到一个具有两个内侧禁区和两个外侧禁区的晶片盒中或从该晶片盒中取出晶片，这两个禁区是由SEMI 300毫米晶片承载体及界面标准划定的；以及两个端部晶片支撑件的间距小于外侧禁区的跨度，但大于两个内侧禁区间的宽度。18．根据权利要求14所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗布罗丹，丹马罗尔，
申请(专利权)人：应用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]