專利名稱：晶片傳送設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空傳送設(shè)備，特別涉及一種用于在兩個具有不同壓力的區(qū)域之間傳送襯底而且基本上不會影響每個區(qū)域的壓力的工藝和設(shè)備。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體刻蝕、清洗和淀積工藝通常采用希望在減壓下例如在被排氣(真空)室中進行的等離子體中間工藝。保持室內(nèi)的壓力在特殊預(yù)定范圍內(nèi)是非常重要的，以便避免半導(dǎo)體晶片制造工藝中的昂貴延遲和使制造的半導(dǎo)體晶片產(chǎn)品的質(zhì)量的不希望的變化最小化。保持壓力在預(yù)定范圍內(nèi)是很困難的，因為在器件制造期間，在連續(xù)或批量處理中從在大氣條件下工作的外部源向處理室中連續(xù)地饋送襯底。為輸送到處理室內(nèi)的每個襯底或批量襯底控制和校準(zhǔn)室壓力所需要的時間大大增加了處理時間。由于控制和重新校準(zhǔn)壓力導(dǎo)致的產(chǎn)量減小提高了總器件成本。
室輔助操作時間(overhead time)定義為涉及處理室的任何操作但不包括實際晶片處理時間所需要的時間。處理室輔助操作時間通常包括在交換每個晶片之后用于將處理室內(nèi)的壓力減小到所希望的處理壓力，將晶片加熱到預(yù)定溫度，給處理室排氣以便允許交換晶片和晶片本身交換的時間周期。使輔助操作時間最小將會提高生產(chǎn)率和降低總器件成本。
用于將半導(dǎo)體晶片送進或送出用于連續(xù)處理的處理室同時不破壞或影響室壓力的設(shè)備和方法有很多。很多這種裝置教導(dǎo)人們在與處理室的可操作連通中使用氣鎖室，即負(fù)載鎖定室。這種負(fù)載鎖定室可以被調(diào)整以匹配處理室內(nèi)的工作壓力，由此允許將襯底送進或送出處理室同時還允許處理室保持相對恒定的壓力。在這些器件中，自動裝置一般用做單臂，它的行程以基本線性方式移動晶片。該單臂傳送路徑構(gòu)成為使得晶片的中心軸在中心自動臂樞軸上或附近通過。這種樞軸通常安裝在負(fù)載鎖定室的中心，因為物理尺寸受到自動連桿臂設(shè)計和相關(guān)的連桿臂行程的限制。結(jié)果是，這些類型的傳送機構(gòu)具有在負(fù)載鎖定室組件中的過量內(nèi)部室體積，這是由于傳送機構(gòu)所需要的傳送臂路徑。而且，由于連桿臂的初級或第一樞軸位于負(fù)載鎖定室內(nèi)的中心，因此維修和接觸該設(shè)備是很困難的。而且，現(xiàn)有技術(shù)通常采用連接到步進電機驅(qū)動輸出軸的定時傳送帶和滑輪裝置以及連接到第一連桿臂軸的套筒的復(fù)雜系統(tǒng)，以便實現(xiàn)臂的旋轉(zhuǎn)。
例如，授予Richards的美國專利US4584045公開了在晶片定位傳送設(shè)備中使用傳送帶驅(qū)動。通過在傳送機構(gòu)的臂之一中使用彈簧存在問題。由于傳送帶磨損或伸長，彈簧延長臂以保持傳送帶拉緊。這改變了半導(dǎo)體晶片在室中的位置。晶片定位裝置在該裝置操作的所有階段都必須是非常精確定位的。改變了定位的這種磨損是不希望的。
在授予Lada的美國專利US4728252中，公開了一種復(fù)雜晶片傳送機構(gòu)。這篇專利的裝置具有在另一軸內(nèi)密封的一個軸，該軸獨立于外軸旋轉(zhuǎn)。復(fù)雜的密封機構(gòu)固有地將該裝置暴露于潛在的故障和損壞。而且，該裝置采用傳送帶并需要兩個電機和兩個電機控制電路，具有附加的導(dǎo)線系統(tǒng)等。這種裝置的復(fù)雜性使其昂貴。而且，使用傳送帶將增加損壞或磨損的潛在性，產(chǎn)生污染。此外，隨著傳送帶磨損或伸長，必須在規(guī)則基礎(chǔ)上替換它們，這都是為了保持該裝置的工作精度以及保持該設(shè)備內(nèi)的污染顆粒的數(shù)量減少。替換傳送帶將產(chǎn)生用于該系統(tǒng)的附加維修成本和不希望的減少的時間。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于在具有不同壓力的兩個區(qū)域之間傳送襯底晶片同時基本上不影響每個區(qū)域的壓力的傳送設(shè)備和工藝包括連接到處理室的負(fù)載鎖定室組件。該負(fù)載鎖定室組件包括負(fù)載鎖定室和與該負(fù)載鎖定室連通的子室。負(fù)載鎖定室連接到處理室并包括在其間的可封閉端口。
子室包括具有在子室內(nèi)的初級樞軸的第一自動臂，其中第一自動臂可以將襯底從負(fù)載鎖定室的大致中心的位置移動到負(fù)載鎖定室外部的位置。
第一自動臂包括第一端效應(yīng)器，用于在兩個區(qū)域之間傳送襯底期間保持襯底。
第一自動臂安裝在可旋轉(zhuǎn)軸套上并包括第一連桿臂，第一連桿臂包括具有第一端和第二端的細(xì)長外殼，其中第一連桿臂包括設(shè)置在外殼內(nèi)的第一凸輪和被第一凸輪驅(qū)動的第一四桿連桿機構(gòu)。第一凸輪牢固地連接到同軸地安裝在軸套內(nèi)的軸上，其中該軸限定了自動臂的初級樞軸。第一自動臂還包括可旋轉(zhuǎn)地連接到第一連桿臂的第二端并具有固定到轉(zhuǎn)換臂的一端的第一端效應(yīng)器的第一轉(zhuǎn)換臂，其中第一連桿臂圍繞軸的旋轉(zhuǎn)使第一四桿連桿機構(gòu)與第一凸輪配合并圍繞次級樞軸旋轉(zhuǎn)地移動第一轉(zhuǎn)換臂。連桿臂和轉(zhuǎn)換臂在子室內(nèi)完全配合。
第一四桿連桿機構(gòu)包括連接到第一凸輪的第一凸輪跟隨器、連接到第一凸輪跟隨器的第一驅(qū)動器連桿以及連接到第一驅(qū)動器連桿和第一連桿臂的第一搖臂連桿。第一搖臂連桿包括搖臂和彈簧，其中彈簧連接到第一連桿臂的外殼和搖臂，并且搖臂可調(diào)地連接到該驅(qū)動器連桿。
在優(yōu)選實施例中，負(fù)載鎖定室組件包括圍繞初級樞軸可旋轉(zhuǎn)的第二自動臂。第一和第二自動臂可彼此獨立地旋轉(zhuǎn)并且能將一個襯底放進處理室，同時從處理室取出另一襯底。第一和第二自動臂在子室內(nèi)完全配合。
負(fù)載鎖定室組件還包括用于沿著初級樞軸垂直地移動第一和第二臂的第一電機、用于圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第一自動臂的第二電機和用于圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第二自動臂的第三電機。
用于在具有不同壓力的區(qū)域之間傳送襯底而基本上不影響每個區(qū)域的壓力的工藝包括在連接到負(fù)載鎖定室的可拆卸子室內(nèi)安裝第一和第二自動臂。第一和第二臂包括在子室內(nèi)的初級樞軸。有源晶片在預(yù)定工作壓力的處理室中被處理，其中處理室連接到負(fù)載鎖定室并包括可封閉端口。利用第一自動臂將有源晶片從處理室取出，并且利用第二自動臂在處理室的工作壓力下將第一排晶片設(shè)置在處理室中。端口封閉并且在工作壓力下在處理室中處理第一排晶片，同時負(fù)載鎖定室被排氣，用于從負(fù)載鎖定室外部接收第二排晶片。然后將負(fù)載鎖定室內(nèi)的壓力減小到工作壓力并且端口打開。利用第一自動臂從處理室取出第一排晶片(正在處理的)，利用第二自動臂將第二排晶片設(shè)置到處理室中。
應(yīng)該明白前面一般性的說明和下面的詳細(xì)說明都是示意性的，趨于提供所要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。
附圖簡述附圖提供本發(fā)明的進一步理解并結(jié)合在本說明書中構(gòu)成本說明書的一部分，并與文字說明一起表示本發(fā)明的實施例，以便解釋本發(fā)明的原理。
附圖中

圖1A，圖1B和圖2表示包括負(fù)載鎖定室和處理室的晶片傳送設(shè)備的透視圖。
圖3表示負(fù)載鎖定室和處理室的頂部平面圖。
圖4表示負(fù)載鎖定室和處理室的橫截面圖。
圖5表示負(fù)載鎖定室和處理室的側(cè)向剖面圖。
圖6(a，b)表示晶片傳送設(shè)備的部分透視圖。
圖7表示上連桿臂和上轉(zhuǎn)換臂的部分分解透視圖。
圖8表示上連桿臂的頂部平面圖。
圖9、圖10A、10B和圖11表示上和下連桿臂組件的剖面圖。
圖12表示電機驅(qū)動組件的透視圖。
圖13-圖28逐級表示用于從負(fù)載鎖定室組件將晶片送進和送出處理室的工藝的透視圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明下面介紹在真空下用于將晶片換進和換出處理室的設(shè)備和方法。該設(shè)備一般包括與處理室可操作連通的負(fù)載鎖定室。負(fù)載鎖定室和處理室之間的可操作連通允許在這兩個室之間交換晶片，而不會升高處理室內(nèi)的壓力。在真空處理室中處理有源晶片時，例如等離子體中間處理，負(fù)載鎖定室被排氣到大氣壓，以便允許其它晶片排列好并裝載到負(fù)載鎖定室中。一旦排列好的晶片裝載到負(fù)載鎖定室中，負(fù)載鎖定室壓力減小到處理室的工作壓力。在處理室中完成有源晶片的處理之后，取出有源晶片并與負(fù)載鎖定室中排列好的晶片交換。然后在處理室中相應(yīng)地處理排列好的晶片，先前處理過的有源晶片從負(fù)載鎖定室中取出并與待處理其它晶片交換。必要時可重復(fù)這種循環(huán)。
有利地，由于處理室的工作壓力連續(xù)保持，因此實現(xiàn)了提高的產(chǎn)量。例如，光刻膠剝離工藝、刻蝕后殘余物去除和各向同性刻蝕工藝通常要求處理室被抽真空到約1托到約10托的壓力范圍。在處理室內(nèi)恒定地保持該工作壓力提高了工具的制造性和處理一致性。在將晶片從具有預(yù)定壓力范圍的負(fù)載鎖定室送進和送出處理室時，不再需要用于處理室的泵送和通氣步驟，由此提高晶片的產(chǎn)量。通過這種方式，負(fù)載鎖定室雙重地用做傳送室和負(fù)載鎖定室。
下面將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的最佳實施例，本發(fā)明的例子示于附圖中。
圖1和2表示設(shè)備100的透視圖，它包括負(fù)載鎖定室組件102和處理室104。設(shè)備100不限于所示的特殊結(jié)構(gòu)。鑒于本公開的其它變化和結(jié)構(gòu)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。如從這些附圖所看到的，設(shè)備100安裝在可移動小車106上，可移動小車106包括排氣系統(tǒng)108和與負(fù)載鎖定室組件102連通的真空泵系統(tǒng)110。
圖3示出了負(fù)載鎖定室組件102和處理室104的頂部平面圖。負(fù)載鎖定室組件102和處理室104互連，其中可封閉的真空密封開口114設(shè)置和構(gòu)成為用于允許晶片在兩個室之間交換。如圖所示，開口114構(gòu)成為用于允許單晶片通過它?；蛘?，開口114的大小和結(jié)構(gòu)允許兩個晶片同時通過，例如從處理室出來的被處理晶片和進入處理室的未處理晶片。負(fù)載鎖定室組件102一般包括可拆卸子室116和室118。子室116可拆卸地固定于室118的壁上，并含有雙端效應(yīng)器晶片傳送機構(gòu)。如下面進一步的說明，雙端效應(yīng)器傳送機構(gòu)可自動地將晶片通過開口114送入和送出室118和104。由于接合臂位于固定于負(fù)載鎖定室118的可拆卸子室116中，因此簡化了自動臂的安裝和維修。
雙端效應(yīng)器晶片傳送機構(gòu)包括共享公共樞軸140的上連桿臂120和下連桿臂130，這些連桿臂圍繞該樞軸140接合。上連桿臂120的末端可旋轉(zhuǎn)地連接到上轉(zhuǎn)換臂122，該上轉(zhuǎn)換臂122包括用于保持晶片或襯底(未示出)的上端效應(yīng)器124。同樣構(gòu)成的下連桿臂130的末端可旋轉(zhuǎn)地連接到下部轉(zhuǎn)換臂(translating arm)132，該下轉(zhuǎn)換臂包括下端效應(yīng)器134。使用雙端效應(yīng)器124和134允許負(fù)載鎖定室102在與處理室104的晶片交換操作途中同時含有兩個晶片，由此允許高產(chǎn)量。夾具142大致安裝在室118的中心，如果需要的話，在x-y平面內(nèi)可手動調(diào)節(jié)。在最佳實施例中，夾具142用做冷板。
現(xiàn)在參見圖4，處理室104與負(fù)載鎖定室組件102由門閥150分開。處理室104包括兩個晶片支撐釘(晶片釘)190和192，用于在處理期間支撐晶片194。熱電偶193提供對晶片的附加支撐并提供用于測量晶片溫度的裝置。負(fù)載鎖定室組件102包括夾子152、長對準(zhǔn)釘154、短對準(zhǔn)釘156和任選的冷板組件160，該冷板組件160包括安裝在其上的冷板夾具142。此外，負(fù)載鎖定室組件102包括室腿162、門組件164、和門支架166。O形環(huán)170設(shè)置在該結(jié)構(gòu)內(nèi)，以便密封負(fù)載鎖定室118。從這個橫截面圖進一步看出，冷板142采用螺釘184在水平(x-y)方向可調(diào)。對冷板的x-y平面調(diào)節(jié)機構(gòu)可包括該圖中未示出的附加螺釘，用于更精細(xì)地調(diào)節(jié)控制。
圖5是負(fù)載鎖定室102的側(cè)向橫截面圖。負(fù)載鎖定室102包括安裝在其上的可拆卸蓋子103。子室116也包括固定于其上的可拆卸蓋子117。在該圖中，在圖的右側(cè)可看到上自動臂120和下自動臂130的橫截面。該圖還示出了用于激勵雙端效應(yīng)器晶片傳送機構(gòu)的電機組件的一些部件，其包括自動平臺200、自動適配器板202、線性軸組件204、線性滑動裝置208和電機驅(qū)動組件206。
圖6表示用于接合雙端效應(yīng)器晶片傳送機構(gòu)的上和下自動臂120、130的第一電機210、第二電機212和第三電機214的部分透視圖。第一電機210即z軸電機用于沿著它們的各自初級或第一旋轉(zhuǎn)軸140在垂直或z軸方向平行地驅(qū)動上120和下傳送臂組件130。第二電機212圍繞它的初級樞軸140或可旋轉(zhuǎn)地圍繞z軸驅(qū)動下連桿臂130。第三電機214以與第二電機相同的方式圍繞初級樞軸140驅(qū)動上連桿臂120。優(yōu)選地，這些電機是DC伺服機構(gòu)或步進電機。
圖7-8表示上部自動臂120的平面圖和透視圖。臂120包括具有可拆卸兩片式蓋子127和128(見圖3)的細(xì)長外殼126。下連桿臂130具有相同的結(jié)構(gòu)和相同方式的功能。由于它們彼此結(jié)構(gòu)相同，因此自動臂機構(gòu)120、122、124和130、132、134具有由相同的參考標(biāo)記表示的相應(yīng)部件，除了特殊指出的之外。相應(yīng)地，下面的說明主要涉及上部自動臂機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和操作，但是可同樣適用于下部自動臂機構(gòu)。
用于上連桿臂120的兩片式蓋子127和128允許操作者容易接近下部機構(gòu)。蓋件127提供到初級樞軸140處機構(gòu)的入口，而蓋件128提供到次級樞軸230處機構(gòu)的入口。優(yōu)選使用O形環(huán)(未示出)密封自動臂120的內(nèi)部容積。圍繞初級樞軸140，上自動臂120包括凸輪220和凸輪跟隨臂222。該凸輪跟隨臂222包括用于接觸凸輪220的輪廓的軸承223。細(xì)長的臂驅(qū)動器224在一端固定于凸輪跟隨器222，并在其另一端通過叉子232固定到搖臂226。叉子232和上部驅(qū)動器臂224具有互補螺紋，允許驅(qū)動器臂224的拉力調(diào)節(jié)。搖臂226安裝在軸承板234的下面。上連桿臂120圍繞樞軸140的旋轉(zhuǎn)機械地移動凸輪跟隨臂222，以至于上轉(zhuǎn)換臂122圍繞次級樞軸230在上自動臂120(遠(yuǎn)離樞軸230)的肘管中旋轉(zhuǎn)。復(fù)位彈簧264用于連接搖臂226與自動臂的外殼126。自動臂的末端還包括螺紋孔236、旋轉(zhuǎn)密封件238、軸承240和樞軸板248，用于將轉(zhuǎn)換臂122或132旋轉(zhuǎn)地連接到各個連桿臂120或132(圖10中所示)。
復(fù)位彈簧264允許凸輪跟隨器253在連桿臂旋轉(zhuǎn)期間保持與凸輪220的不回轉(zhuǎn)的外形接觸。因此，復(fù)位彈簧保持在該系統(tǒng)上的恒定負(fù)載，以便除去連桿組件內(nèi)的任何制造或機械公差。有利地，使用如圖所示的復(fù)位彈簧264不需要轉(zhuǎn)換臂與連桿臂的電氣或機械連接，以至于在機構(gòu)設(shè)置和安裝期間或在晶片破裂或位移時轉(zhuǎn)換臂可以獨立于曲柄臂移動。
圖9-11表示連接到旋轉(zhuǎn)軸組件的上和下自動臂120和130的橫截面圖。如從這些圖看到的，下連桿臂130也具有功能與上凸輪220相同的下凸輪218。凸輪218、220與初級樞軸140同軸設(shè)置，并且相對于上和下連桿臂120、130旋轉(zhuǎn)地固定。通過這種方式，在連桿臂120或130旋轉(zhuǎn)時，各個凸輪218或220與完全包含于真空氣密連桿臂外殼126內(nèi)的四桿連桿機構(gòu)(由如圖8所示的元件120、222、224、226和232限定的；該四桿連桿機構(gòu)在每個臂中是相同的)配合。該四桿連桿機構(gòu)產(chǎn)生相對于遠(yuǎn)的或第二連桿臂軸230的近的或第一轉(zhuǎn)換臂端的旋轉(zhuǎn)運動。
通過用可編程電機圍繞其初級樞軸驅(qū)動連桿臂和用凸輪圍繞其相反端(肘管)驅(qū)動轉(zhuǎn)換臂，位于轉(zhuǎn)換臂的遠(yuǎn)的或第二端上的工件的運動從冷板到處理室可以基本上符合直線。當(dāng)然，通過改變電機程序、凸輪外形或調(diào)節(jié)作為四桿連桿機構(gòu)的一部分所包含的驅(qū)動器連桿的長度，可以改變相對于冷板中心軸或處理室中心軸的晶片運動路徑和最后晶片位置。
在初級樞軸140處，上自動臂120可旋轉(zhuǎn)地安裝在中心(第一)軸250和圍繞第一軸設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)的第二軸套252上。中心軸250通過傳送帶和滑輪系統(tǒng)固定到外殼組件上。上自動臂支架262和旋轉(zhuǎn)密封件264牢固地將臂120固定于軸250、252。凸輪220牢固地固定到第一軸250以防止凸輪的旋轉(zhuǎn)。利用相同的方式，下自動臂130可旋轉(zhuǎn)地安裝到第三和第四軸套254、256上，如圖所示。第三軸套254通過傳送帶和滑輪系統(tǒng)固定，以至于它不可旋轉(zhuǎn)，而軸套256是可旋轉(zhuǎn)的。凸輪218牢固地固定于第三軸套254以防止凸輪旋轉(zhuǎn)。軸承258設(shè)置在這些軸之間，以便連接旋轉(zhuǎn)元件。第二軸套252借助于由第二電機212驅(qū)動的定時帶和滑輪裝置(未示出)相對于第一軸250旋轉(zhuǎn)。同樣，軸套256借助于由第三電機214驅(qū)動的定時帶和滑輪裝置(未示出)相對于外殼旋轉(zhuǎn)。上和下凸輪組件在圖11中表示為266、268。應(yīng)該指出，由于自動臂120、130是內(nèi)部中空的，因此通過軸250排氣可以保持真空，因為凸輪220優(yōu)選具有在其中的開口。上連桿臂和下連桿臂包括彈簧固定器260，用于連接搖臂226與復(fù)位彈簧264。
圖12表示兩個夾子270和272，它們分別用于調(diào)節(jié)凸輪220和276(該圖中未示出凸輪)的位置并分別位于每個連桿臂250、260中。采用滑輪和傳送帶系統(tǒng)調(diào)節(jié)凸輪的位置。傳送帶(未示出)安裝在夾子270、272的周圍并與軸252和256配合，以便調(diào)節(jié)凸輪220、270的位置。第二電機212與夾子270配合以實現(xiàn)上連桿臂120的旋轉(zhuǎn)，而第三電機214與夾子272配合以實現(xiàn)下連桿臂130的旋轉(zhuǎn)。
在與空氣內(nèi)自動裝置(圖中未示出)交換晶片期間，上端效應(yīng)器124和下端效應(yīng)器134可以是同軸的。此外，兩個晶片可以在與處理室104的晶片交換操作中途同時占據(jù)負(fù)載鎖定室102。上自動臂120和下自動臂130可以以允許第一晶片從處理室104取出的方式接合，以便在放在冷板130上之前在將放在處理室104中的第二晶片下面通過。上自動臂120和下自動臂130可共享公共初級樞軸140，以至于第一電機210(z軸電機)在z方向沿著初級樞軸140同時驅(qū)動臂組件120和130。
上連桿臂或下連桿臂120或130圍繞初級樞軸140的旋轉(zhuǎn)引起相應(yīng)轉(zhuǎn)換臂122、132和固定的端效應(yīng)器124、134相對于子室116旋轉(zhuǎn)。因此上或下轉(zhuǎn)換臂122、132相對于子室116的轉(zhuǎn)移是通過凸輪220、218來實現(xiàn)的。例如，凸輪220的位置固定在不回轉(zhuǎn)的軸250上并與初級樞軸140同軸，其中第二軸252(見圖11)和上連桿臂120圍繞初級樞軸140可旋轉(zhuǎn)。在上連桿臂120圍繞初級樞軸140旋轉(zhuǎn)時，凸輪跟隨臂222跟隨凸輪220的外形。這種運動引起上自動臂驅(qū)動連桿224(或下連桿臂130的相應(yīng)元件)的往復(fù)運動，其中上自動臂驅(qū)動連桿224在凸輪跟隨臂222的端部固定到凸輪連接釘上。這種往復(fù)驅(qū)動器連桿運動通過與上自動臂搖臂226的銷接被轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動，由此在上連桿臂120由DC伺服電機212旋轉(zhuǎn)130度時，允許轉(zhuǎn)換臂122旋轉(zhuǎn)大約57度。該運動對于下部自動臂組件的相應(yīng)元件是相同的。
上、下連桿臂120、130被電機和定時傳送帶裝置圍繞初級樞軸140驅(qū)動時，凸輪跟隨器222的角度位置相對于連桿臂外殼改變。上、下自動臂搖鏈226和固定長度驅(qū)動連桿224之間的銷接改變了搖臂226相對于連桿臂外殼的角度位置。相對搖臂端部同軸地固定到第一轉(zhuǎn)換臂122的端部，或以使得轉(zhuǎn)換臂122圍繞上自動臂120的肘管旋轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)動第一轉(zhuǎn)換臂122的端部。
如前所述，轉(zhuǎn)換臂122、132的遠(yuǎn)端包括端效應(yīng)器124、134如集成晶片控制盤等。端效應(yīng)器124或134構(gòu)成為將晶片提升或放在晶片支撐釘190、192和處理室104內(nèi)的溫度測量裝置如熱電偶193(見圖6)的墊上，并將晶片194放在位于負(fù)載鎖定室102內(nèi)的冷板142上。當(dāng)從處理室取出晶片或?qū)⒕旁谔幚硎抑袝r，端效應(yīng)器124可以在由晶片支撐釘190、192所述的圓圈內(nèi)運動。相反，當(dāng)將晶片194放在冷板142上時，端效應(yīng)器124或134利用上或下連桿臂組件120、130在z軸方向上下移動。在將晶片194放在冷板142的表面上時，端效應(yīng)器134的圓形形狀允許它向下和圍繞冷板142的周邊運動。
在優(yōu)選實施例中，冷板142的直徑比要處理的晶片194的直徑小，因此簡化了由端效應(yīng)器124、134進行的晶片放置。這種尺寸差仍然將導(dǎo)致均勻晶片溫度控制，因為是在負(fù)載鎖定室118的加壓和抽真空期間使用的處理。例如，下自動臂130的端效應(yīng)器134由上述機構(gòu)從處理室104的中心線向負(fù)載鎖定室118的中心移動，正好越過冷卻站即冷板142。然后在剛剛?cè)』刂笥上伦詣颖?30將晶片194放在冷卻站或冷板142上。在允許自動操作組件在負(fù)z方向向下運動以便將晶片放在液體冷卻盤或冷板組件的表面上時，支撐晶片的端效應(yīng)器134的圓形形狀限定液體冷卻盤142的周邊。在負(fù)載鎖定室118從真空條件、通常為0.1-1.0托變?yōu)榇髿鈮毫r，這允許晶片被緩慢冷卻。要求負(fù)載鎖定室118的通氣以實現(xiàn)冷卻板表面和晶片背面之間的氣體導(dǎo)熱傳遞系數(shù)在0.1-10.0托的變化，并且從10托到大氣壓力變化以便允許氣體對流來冷卻晶片。熱傳遞系數(shù)的改變或增加或者排氣到大氣的理想的或?qū)嶋H所需的時間防止晶片中的機械應(yīng)力和導(dǎo)致的變形及可能的損傷。隨著負(fù)載鎖定室118被排氣到大氣壓力，上述冷卻方法與硅晶片的高導(dǎo)熱性組合，在晶片從處理溫度被冷卻時，提供在晶片表面上的均勻溫度分布。這種方法特別適用于銅處理，其中在晶片194暴露于含有氧的大氣之前，必須降低晶片的溫度。
在上面的說明中，接合晶片傳送臂的樞軸不是位于負(fù)載鎖定室118的中心。此外，晶片傳送路徑不會使中心晶片軸穿過晶片傳送臂初級樞軸140或大約在其附近。這種設(shè)置允許整個傳送機構(gòu)更緊湊，由此減小室118的尺寸。這種設(shè)置還允許晶片傳送臂安裝在子離子室中用于簡化安裝和維修。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述晶片傳送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比具有相對小的軌跡。在優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)中，晶片194的線性運動可通過相當(dāng)簡單的緊湊機構(gòu)來實現(xiàn)。大多數(shù)晶片傳送機構(gòu)可裝配到比負(fù)載鎖定室118的尺寸小的子室116中。
還應(yīng)該理解，提供可拆卸子室116大大簡化了維修。這對半導(dǎo)體制造設(shè)備特別重要，在半導(dǎo)體制造設(shè)備中對位于凈化室內(nèi)的機構(gòu)的訪問是受限制的，而且通常希望避免人員進入凈化室。很多凈化室提供訪問面板，以便凈化室外部的人員可容易地訪問凈化室內(nèi)的設(shè)備而實際上不用進入凈化室。這樣，本發(fā)明允許容易地取出自動臂機構(gòu)用于維護和修理。
本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解，本發(fā)明的晶片傳送機構(gòu)可以是“右手的”或“左手的”。換言之，如果圖1和2表示“右手”實施例，子室116位于“右”側(cè)，應(yīng)該理解相同的結(jié)構(gòu)在“左手”負(fù)載鎖定室中將同樣工作得很好。優(yōu)選地，如從圖中看出的，對于右手和左手機構(gòu)來說大多數(shù)部件具有相同的表示。因此，為了達到凈化室?guī)缀涡螤詈推鋬?nèi)的設(shè)備需要“左手”或“右手”負(fù)載鎖定室118和子室116的程度，前面所示的實施例很容易適用于這兩種類型，只有少量元件必須具有“左”和/或“右”定向。這在制造晶片傳送機構(gòu)時提供了相當(dāng)大的優(yōu)勢。
還應(yīng)該理解，晶片傳送機構(gòu)使晶片194在負(fù)載鎖定室118和處理室104之間線性移動的能力允許大大減小負(fù)載鎖定室118的尺寸。換言之，如從圖中可容易地看出，通過晶片194在負(fù)載鎖定室內(nèi)的冷板142和處理室104內(nèi)的其最終位置之間的線性運動，負(fù)載鎖定室118的Y方向(即橫向于晶片194的運動)的內(nèi)部直徑僅須稍微大于晶片194本身的尺寸(當(dāng)然，不包括子室116的尺寸)。另一方面，利用實現(xiàn)了基本上曲線而不是線性運動以便從冷板142向處理室104傳送晶片194的晶片傳送機構(gòu)，負(fù)載鎖定室118的尺寸必須稍微較大。使負(fù)載鎖定室組件102的軌跡最小化的能力對半導(dǎo)體制造提供了相當(dāng)大的優(yōu)勢，因為較小的軌跡允許更有效地利用昂貴的凈化室空間。當(dāng)然，應(yīng)該理解，本文中的“線性”不是指完全線性，而是指基本直線的運動。盡管晶片194在負(fù)載鎖定室118和處理室104之間的線性運動是優(yōu)選的，但是曲線運動也是可以的。應(yīng)該清楚，現(xiàn)有技術(shù)中使用負(fù)載鎖定室、傳送室和冷板相對于單或雙晶片處理室占據(jù)了相當(dāng)大的實際空間。在成組工具的情況下，傳送室通常足夠大以便固定多個處理室、單或雙晶片。位于傳送室中的自動機構(gòu)通常需要復(fù)雜運動，這可能要求機械是復(fù)雜和高成本的。為此，通常的含有一個以上處理室的“成組”工具具有一個傳送室以使晶片在負(fù)載鎖定室和處理室之間穿梭運動。
這里所述的設(shè)備和工藝通過利用自動裝置將前述操作組合到一個室中而減小了尺寸、內(nèi)部容積、復(fù)雜性和成本，其中自動裝置只包括簡單的直線端效應(yīng)器運動。由于提高了可用性，減小了尺寸和降低了每單位的成本，該工具中的每個處理室可設(shè)有單獨的負(fù)載鎖定室組件，該負(fù)載鎖定室組件組合了現(xiàn)有技術(shù)負(fù)載鎖定室、傳送室和冷卻室的前述功能。除了前述優(yōu)點之外，每個負(fù)載鎖定/處理室組件可單獨執(zhí)行功能。如果一個或多個負(fù)載鎖定/處理室組件要求服務(wù)，這種模塊化允許處理工具連續(xù)運行，通常這不是具有成組工具設(shè)備的情況，因為所有處理室都互連到單晶片傳送室，并且如果失敗，整個工具都不能工作。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述晶片傳送機構(gòu)相對簡單和容易制造。例如，總共只需要三個電機。這些電機包括(z軸)第一電機212、用于旋轉(zhuǎn)上連桿臂120的第二電機212和用于旋轉(zhuǎn)下連桿臂130的第三電機214。這與更復(fù)雜的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相對比，該現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)需要傳送帶和滑輪的復(fù)雜系統(tǒng)，或者每個臂需要兩個電機(加上Z軸電機)，目的是為了實現(xiàn)連桿臂圍繞初級樞軸的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換臂圍繞次級樞軸的旋轉(zhuǎn)。這樣，該設(shè)備相對于很多常規(guī)系統(tǒng)提供了相當(dāng)大的簡化性，因為從整個機構(gòu)去掉了兩個電機。
或者，還可以在這個系統(tǒng)中只使用兩個電機代替三個電機。例如，z軸電機和旋轉(zhuǎn)上自動臂120和下自動臂130的單電機?？墒褂秒x合器將該單電機交替連接到上自動臂120或下自動臂130，因為在通常的晶片傳送順序中它們不同時工作。任何數(shù)量的方法都可用于實現(xiàn)這一點。一種方法包括使用兩個同軸的軸，通過鍵接離合器套筒在鍵接軸外部上下滑動，將其連接到連接到上自動臂120的軸或連接到下自動臂130的軸。根據(jù)被公開內(nèi)容，其它方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是顯而易見的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解，盡管在大多數(shù)圖中電機212、214和216設(shè)置在負(fù)載鎖定室組件102下面，但是該設(shè)備不限制電機的任何特殊位置。例如，z軸電機212可設(shè)置在負(fù)載鎖定室組件102的上方，而不是其下面。同樣，用于旋轉(zhuǎn)連桿臂120、130的電機214和216還可設(shè)置在該負(fù)載鎖定室組件102的上方，或者在其一側(cè)。但是，從避免可能污染負(fù)載鎖定室組件102的顆粒的方面考慮，相信在臂組件下面設(shè)置所有電機是優(yōu)選的。
此外，通過利用用于每個臂的雙凸輪設(shè)置，可以改變端效應(yīng)器的路徑。通過在上述機構(gòu)中使用“拆分式”凸輪外形，在器件被組裝和安裝之后可以“調(diào)節(jié)”凸輪外形，以便在由負(fù)載鎖定室中心線到處理室中心線所述的界限或路徑內(nèi)可以獲得有效的任何諧振運動即直線以外的其它運動。這允許在不使用第二伺服電機或電機控制器及其相關(guān)軟件的情況下實現(xiàn)轉(zhuǎn)換臂相對于連桿臂的可獨立選擇或調(diào)節(jié)的運動。在本例中，外殼組件將含有如下三個同心軸a、旋轉(zhuǎn)的最內(nèi)部或第一軸，如前所述，上自動臂借助真空密封頂蓋機械固定到該軸上。上自動臂和最內(nèi)部或第一軸借助由第一DC伺服電機驅(qū)動的定時傳送帶和滑輪裝置相對于外殼和中心軸旋轉(zhuǎn)。
b、包圍最內(nèi)部或第一軸并與其同心的第二軸組件，該第二軸固定到外殼上并且相對于外殼是不旋轉(zhuǎn)的。第二或中心軸組件包括機械固定到該軸的兩個不回轉(zhuǎn)的凸輪組件，該凸輪組件垂直設(shè)置在該軸上，以便這個凸輪外形平行于該軸的長軸線。下凸輪組件驅(qū)動下部自動連接連桿，而上凸輪組件驅(qū)動上部自動連接連桿，如上所述。每個凸輪組件包括可獨立調(diào)節(jié)的兩個凸輪，用于確定晶片端效應(yīng)器的縮回位置和晶片端效應(yīng)器的延伸位置；和c、最外部或第三軸(最外套筒)，它借助于定時傳送帶和滑輪裝置相對于外殼和中心或第二軸旋轉(zhuǎn)，其中定時傳送帶和滑輪裝置是由第二DC伺服電機驅(qū)動的。
優(yōu)選地，下連桿臂具有安裝到最外部或第三軸端部的第一端。上連桿臂具有安裝到最內(nèi)部或第一軸(套筒)端部的第一端。該軸借助曲柄臂凸緣連接到上連桿臂。
凸輪和四桿連桿結(jié)構(gòu)相對于如前所述的連桿臂驅(qū)動(旋轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)換臂，除了下面的情況之外由兩個可獨立調(diào)節(jié)的凸輪構(gòu)成的凸輪組件。每個凸輪組件中的第一或縮回凸輪安裝或固定在不回轉(zhuǎn)的第二或中心軸上。第二凸輪或延伸凸輪固定到每一凸輪組件中的第一凸輪上。第二凸輪借助于樞軸點可以相對于第一凸輪移動或調(diào)節(jié)，其中樞軸點是兩個凸輪公用的，以至于凸輪外形保持對準(zhǔn)的公共平面和相切的公共點。第二凸輪借助偏心裝置可以圍繞調(diào)節(jié)的樞軸點或公共點旋轉(zhuǎn)，由此可使用偏心裝置調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換臂的延伸位置。連桿臂的縮回位置可通過松開傳送帶驅(qū)動鎖定裝置來調(diào)節(jié)。凸輪跟隨器軸承在曲柄臂縮回部分運動期間與每個凸輪組件中的第一或下凸輪接觸，并且在曲柄臂的延伸部分運動期間與每個凸輪組件中的第二或上凸輪接觸。跟隨器跨接點限定相切點。
在自動裝置工作期間，有四個Z運動(上下運動)位置(1)高；(2)中高，在“空氣中”晶片交換中使用的；(3)中低，和(4)低。為了容易理解整個操作，圖13-28中只示出了部分參考標(biāo)記。如圖13所示，臂組件在位置2開始等待來自空氣中自動裝置(未示出)的晶片，該空氣中自動裝置位于負(fù)載鎖定室118外部的晶片操縱單元中。如圖14所示，上自動臂組件(120、122和124)從空氣中自動裝置接收第一晶片290a。如圖15所示，第一晶片290a下降到位置3。如圖16所示，上自動臂組件(120、122、124)延伸到處理室104中，第一晶片290a在晶片釘190、192和晶片溫度測量裝置193之上。如圖17所示，臂組件下降到位置4，將第一晶片290a下降到晶片釘190、192和熱電偶193上(上自動臂端效應(yīng)器124現(xiàn)在位于晶片支撐釘190、192和熱電偶193下面)。如圖18所示，上自動臂組件120、122和124返回到負(fù)載鎖定室102。此時，槽閥(slit valve)150封閉，允許晶片290a開始在處理室104中的選擇處理。同時，負(fù)載鎖定室組件104以氮氣等被排氣到大氣壓力。如圖19所示，臂組件上升到位置2以接收來自空氣中自動裝置的上自動臂組件120、122、124上的第二晶片290b?，F(xiàn)在參照圖20，將晶片放在上盤上之后，使用真空泵裝置108、110使負(fù)載鎖定室返回到0.1-1.0托的晶片傳送壓力。在處理室104中結(jié)束晶片處理之后，負(fù)載鎖定室組件102返回到傳送壓力，并且槽閥150打開(見圖4)。下自動臂組件130、132、134延伸到處理室104中(并且現(xiàn)在處于晶片釘190、192和熱電偶193下面)。如圖21所示，臂組件上升到位置1以從晶片釘190、192和熱電偶193拾取第一晶片290a(下自動臂端效應(yīng)器134現(xiàn)在處于晶片釘190、192和熱電偶193之上)。如圖22所示，下自動臂組件130、132和134返回到具有第一晶片290a的負(fù)載鎖定室102。如圖23所示，臂組件下降到位置3，將第一晶片290a放在冷板142上并準(zhǔn)備將上自動臂端效應(yīng)器124延伸到具有第二晶片290b的處理室104中。如圖24所示，上自動臂組件120、122、124延伸到具有第二晶片290b的處理室104中(第二晶片290b處于晶片釘190、192和熱電偶193之上)。如圖25所示，上自動臂組件120、122、124下降到位置4，將第二晶片290b下降到晶片釘190、192和熱電偶193上(上自動臂端效應(yīng)器124現(xiàn)在處于晶片釘190、192和熱電偶193下面)。如圖26所示，上自動臂組件120、122、124返回到負(fù)載鎖定室組件102。此時，槽閥150關(guān)閉，隔離用于晶片處理的處理室，而負(fù)載鎖定室被排氣到大氣壓以允許冷板142上的晶片290a的受控冷卻。在圖27中，臂組件上升到位置2，用下自動臂組件130、132、134拾取第一晶片290a。在圖28中，空氣中自動裝置從下自動臂組件提取第一晶片290a。然后該臂組件機構(gòu)返回，上自動臂組件120、122、124從空氣中自動裝置(如前面圖20中所示)接收第三晶片290c(未示出)。
重要的是應(yīng)該指出，在優(yōu)選實施例中，連桿臂組件是真空密封的，以便在連桿臂的內(nèi)部腔和周圍的負(fù)載鎖定室之間可以連續(xù)保持壓差。更優(yōu)選，連桿臂組件內(nèi)的壓力連續(xù)保持在負(fù)載鎖定室內(nèi)的壓力下。不同于真空系統(tǒng)的真空裝置(未示出)可以用于給負(fù)載鎖定室抽真空。優(yōu)選地，連桿臂內(nèi)腔連接到真空裝置的前級管道部分，該真空裝置連接到相鄰處理室和用于保持相鄰處理室中的真空。這樣，前級管道部分內(nèi)的壓力優(yōu)選低于負(fù)載鎖定室的最小工作壓力。
保持壓差可防止在處理室內(nèi)的臂運動期間由真空密封件的旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的顆粒的流動或射出。在自動臂旋轉(zhuǎn)密封件上的壓差確保由密封件表面的摩擦產(chǎn)生的任何移動顆粒由于氣體流而移動，或者由于壓差的功能，移動到曲柄臂的內(nèi)腔。
前面已經(jīng)參照本發(fā)明的特殊實施例詳細(xì)介紹了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對本發(fā)明做各種變化和修改。因此，本發(fā)明趨于覆蓋落入所附權(quán)利要求書及其等效形式的范圍內(nèi)的本發(fā)明的各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載鎖定室組件，包括負(fù)載鎖定室；和與負(fù)載鎖定室連通的子室，其中子室包括具有在子室中的初級樞軸的第一自動臂，其中第一自動臂可以將襯底從大致負(fù)載鎖定室中心的位置移動到負(fù)載鎖定室外部的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的負(fù)載鎖定室組件，其中第一自動臂包括用于保持襯底的第一端效應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的負(fù)載鎖定室組件，其中第一自動臂安裝到可旋轉(zhuǎn)軸套上，并包括包括細(xì)長外殼的第一連桿臂，該外殼具有第一端和第二端，其中第一連桿臂包括設(shè)置在外殼內(nèi)的第一凸輪和連接到第一凸輪的第一四桿連桿機構(gòu)，其中第一凸輪牢固地連接到同心地安裝在第一軸套內(nèi)的軸上，該軸限定自動臂的初級樞軸；和第一轉(zhuǎn)換臂，它可旋轉(zhuǎn)地連接到第一連桿臂的第二端并具有固定到該轉(zhuǎn)換臂端部的第一端效應(yīng)器，其中第一連桿臂圍繞該軸的旋轉(zhuǎn)使第一四桿連桿機構(gòu)與第一凸輪配合，并圍繞次級樞軸可旋轉(zhuǎn)地移動第一轉(zhuǎn)換臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的負(fù)載鎖定室組件，其中第一連桿臂和第一轉(zhuǎn)換臂完全裝配在于室中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的負(fù)載鎖定室組件，其中第一四桿連桿機構(gòu)包括連接到第一連桿臂主體和第一驅(qū)動器連桿并被第一凸輪驅(qū)動的第一凸輪跟隨器連桿，連接到第一凸輪跟隨器連桿的第一驅(qū)動器連桿，連接到第一驅(qū)動器連桿和第一連桿臂外殼的第一搖臂連桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的負(fù)載鎖定室組件，其中第一搖臂連桿包括彈簧，其中該彈簧在第一凸輪跟隨器連桿和第一凸輪之間保持壓縮和接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的負(fù)載鎖定室組件，還包括用于沿著垂直平面平移第一自動臂的第一電機。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的負(fù)載鎖定室組件，還包括用于圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第一自動臂的第二電機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的負(fù)載鎖定室組件，還包括大致設(shè)置在負(fù)載鎖定室中心的冷板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的負(fù)載鎖定室組件，其中冷板是溫控的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的負(fù)載鎖定室組件，還包括可圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)的第二自動臂。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的負(fù)載鎖定室組件，還包括用于圍繞初級樞軸移動第二自動臂的第三電機。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的負(fù)載鎖定室組件，其中第一和第二自動臂可以彼此獨立地旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的負(fù)載鎖定室組件，其中第一和第二自動臂連續(xù)從處理室取出第一襯底并將第二襯底放進處理室中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的負(fù)載鎖定室組件，其中第二自動臂包括包括細(xì)長外殼的第二連桿臂，所述外殼具有第一端和第二端，其中第二連桿臂包括設(shè)置在外殼內(nèi)的第二凸輪和連接到第二凸輪的第二四桿連接機構(gòu)，其中第二凸輪牢固地連接到第二軸套上，該第二軸套同軸地安裝在第三軸套內(nèi)，其中第三軸套的旋轉(zhuǎn)限定了第二自動臂的初級樞軸；和可旋轉(zhuǎn)地連接到第一連桿臂的第二端并具有固定到轉(zhuǎn)換臂端部的第二端效應(yīng)器的第二轉(zhuǎn)換臂，其中第二連桿臂圍繞第三軸套的旋轉(zhuǎn)使第二四桿連桿機構(gòu)與第二凸輪配合，并使第二轉(zhuǎn)換臂圍繞第三樞軸可旋轉(zhuǎn)地移動。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的負(fù)載鎖定室組件，其中第一和第二連桿臂以及第一和第二轉(zhuǎn)換臂完全裝配在子室中。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的負(fù)載鎖定室組件，還包括用于使第一和第二臂沿著初級樞軸垂直地移動的第一電機、用于使第一自動臂圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)的第二電機以及用于使第二自動臂圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)的第三電機。
18.一種自動臂組件，包括第一連桿臂，包括具有第一端和第二端的細(xì)長外殼、在第一端設(shè)置在外殼內(nèi)的不回轉(zhuǎn)的第一凸輪和可配合地連接到第一凸輪的第一四桿連桿機構(gòu)，其中第一凸輪牢固地連接到同軸地安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸套內(nèi)的不回轉(zhuǎn)的軸上，第一連桿臂連接到該第一軸套上并與該第一軸套可圍繞限定初級樞軸的軸旋轉(zhuǎn)；第一轉(zhuǎn)換臂，其可旋轉(zhuǎn)地連接到第一連桿臂的第二端并由四桿連桿機構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地配合；和連接到該轉(zhuǎn)換臂的第一端效應(yīng)器，其中第一連桿臂和軸套圍繞該軸的旋轉(zhuǎn)使第一凸輪與第一四桿連桿機構(gòu)機械地配合，并且使該轉(zhuǎn)換臂圍繞次級樞軸可旋轉(zhuǎn)地移動。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的自動臂組件，其中第一四桿連桿機構(gòu)包括連桿臂外殼；第一凸輪跟隨器連桿組件，其包括可旋轉(zhuǎn)地連接到細(xì)長外殼的部分，其中該連桿組件包括與第一凸輪接觸的軸承；第一驅(qū)動器連桿，其在一端可旋轉(zhuǎn)地連接到第一凸輪跟隨器連桿并在另一端可旋轉(zhuǎn)地連接到第一搖臂；和第一搖臂。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的自動臂組件，其中第一凸輪、第一凸輪跟隨器連桿、第一驅(qū)動器連桿和第一搖臂連桿設(shè)置在第一連桿臂的外殼內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求21的自動臂組件，其中第一搖臂連桿包括搖臂和彈簧，其中該彈簧連接到第一連桿臂的外殼和搖臂上，并且該搖臂可調(diào)節(jié)地連接到驅(qū)動器連桿上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的自動臂組件，其中所述彈簧適于給該驅(qū)動器連桿提供拉力負(fù)載，用于保持第一凸輪跟隨器連桿和第一凸輪之間的恒定接觸。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的自動臂組件，其中所述彈簧適用于被伸長，以便允許第一凸輪跟隨器連桿組件被旋轉(zhuǎn)脫離與第一凸輪的機械接觸。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的自動臂組件，還包括用于在垂直方向移動第一連桿臂的第一電機。
25.根據(jù)權(quán)利要求18的自動臂組件，其中自動臂組件可基本上使襯底從大致負(fù)載鎖定室中心的位置線性移動到負(fù)載鎖定室外部的位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求18的自動臂組件，還包括第二連桿臂，包括具有第一端和第二端的細(xì)長外殼、在第一端設(shè)置在外殼內(nèi)的不回轉(zhuǎn)的第二凸輪和由第二凸輪驅(qū)動的第二四桿連桿機構(gòu)，其中第二凸輪牢固地連接到同軸地圍繞可旋轉(zhuǎn)的第一軸套和軸安裝的不回轉(zhuǎn)的第二軸套上，其中該第二連桿臂連接到圍繞該第二軸套設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)的第三軸套；第二轉(zhuǎn)換臂，可旋轉(zhuǎn)地連接到第二連桿臂的第二端并可旋轉(zhuǎn)地與第二四桿連桿機構(gòu)配合；和連接到第二轉(zhuǎn)換臂的第二端效應(yīng)器，其中第二連桿臂圍繞(第二)軸的旋轉(zhuǎn)使第二凸輪與第二四桿連桿機構(gòu)配合，并使第二轉(zhuǎn)換臂可旋轉(zhuǎn)地圍繞次級樞軸移動。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的自動臂組件，其中第一和第二連桿臂可圍繞初級樞軸獨立地旋轉(zhuǎn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的自動臂組件，其中第二四桿連桿機構(gòu)包括第二連桿臂外殼；第二凸輪跟隨器連桿組件，其包括可旋轉(zhuǎn)地連接到所述外殼上的部分，其中該第二連桿組件包括與第二凸輪接觸的軸承；第二驅(qū)動器連桿，其在一端可旋轉(zhuǎn)地連接到第二凸輪跟隨器連桿并在另一端可旋轉(zhuǎn)地連接到第二搖臂；和第二搖臂。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的自動臂組件，其中第二凸輪、第二凸輪跟隨器組件、第二驅(qū)動器連桿和第二搖臂連桿設(shè)置在第二連桿臂的外殼內(nèi)。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的自動臂組件，還包括適于在垂直方向平移第一連桿臂和第二連桿臂的第一電機。
31.根據(jù)權(quán)利要求26的自動臂組件，其中第二電機可旋轉(zhuǎn)地配合到第一軸套，以便接合用于傳送第一晶片的第一端效應(yīng)器，其中第三電機可旋轉(zhuǎn)地配合到第三軸套，以便接合用于連續(xù)傳送第二晶片的第二端效應(yīng)器。
32.一種晶片傳送設(shè)備，用于在具有不同壓力的兩個區(qū)域之間傳送襯底，而基本上不會影響每個區(qū)域的壓力，該晶片傳送設(shè)備包括包括用于支撐待處理晶片的裝置的氣密處理室；和連接到所述處理室的負(fù)載鎖定室組件，其中該負(fù)載鎖定室組件包括負(fù)載鎖定室和連接到該負(fù)載鎖定室的子室，其中該子室包括具有在該子室內(nèi)的初級樞軸的第一自動臂和第二自動臂。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，其中第一自動臂包括用于保持襯底的第一端效應(yīng)器。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，其中第二自動臂包括用于保持襯底的第二端效應(yīng)器。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，其中第一自動臂包括第一連桿臂、第一轉(zhuǎn)換臂和第一端效應(yīng)器，并且第二自動臂包括第二連桿臂、第二轉(zhuǎn)換臂和第二端效應(yīng)器。
36.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，還包括用于沿著垂向或z軸平移第一和第二自動臂的第一電機、用于圍繞z軸獨立地旋轉(zhuǎn)第一自動臂的第二電機、和用于圍繞z軸獨立地旋轉(zhuǎn)第二自動臂的第三電機。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的晶片傳送設(shè)備，其中子室可拆卸地固定到負(fù)載鎖定室上，并且第一和第二自動連桿臂以及第一和第二轉(zhuǎn)換臂完全處于子室內(nèi)。
38.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，其中第一連桿臂包括具有第一端和第二端的細(xì)長外殼、在第一端設(shè)置在外殼內(nèi)的不回轉(zhuǎn)的第一凸輪以及由第一電機驅(qū)動的第一四桿連桿機構(gòu)，其中第一凸輪牢固地連接到同軸地安裝在第一軸套內(nèi)的不回轉(zhuǎn)的軸，其中第一連桿臂連接到第一軸套并且可相對于軸套圍繞限定z軸的軸旋轉(zhuǎn)。
39.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，其中第二連桿臂包括具有第一端和第二端的細(xì)長外殼，在第一端設(shè)置在外殼內(nèi)的不回轉(zhuǎn)的第二凸輪以及由第二凸輪驅(qū)動的第二四桿連桿機構(gòu)，其中第二凸輪牢固地連接到圍繞第一軸套同軸安裝的不回轉(zhuǎn)的第二軸上，其中第二連桿臂連接到旋轉(zhuǎn)的第三軸套并且可圍繞限定z軸的第三軸套旋轉(zhuǎn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，還包括大致處于負(fù)載鎖定室的中心的冷板。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的晶片傳送設(shè)備，其中冷板是溫控的。
42.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，其中第一和第二自動臂可彼此獨立地旋轉(zhuǎn)。
43.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，其中第一自動臂將第一晶片從處理室傳送到負(fù)載鎖定室內(nèi)的表面上，并且第二自動臂連續(xù)地將第二晶片傳送到處理室中。
44.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，還包括用于使第一自動臂轉(zhuǎn)動的第一電機和用于使第二自動臂轉(zhuǎn)動的第二電機。
45.根據(jù)權(quán)利要求38的晶片傳送設(shè)備，其中第一四桿連桿機構(gòu)包括連接到第一細(xì)長外殼并被第一凸輪驅(qū)動的第一凸輪跟隨器連桿、連接到第一凸輪跟隨器連桿的第一驅(qū)動器連桿、和連接到第一驅(qū)動器連桿和第一連桿臂的細(xì)長外殼的第一搖臂連桿。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的晶片傳送設(shè)備，其中第一搖臂連桿包括連接到第一驅(qū)動器連桿的搖臂和彈簧，其中該彈簧還連接到第一連桿臂的細(xì)長外殼，以便允許該四桿連桿機構(gòu)保持與該凸輪的恒定接觸。
47.根據(jù)權(quán)利要求32的晶片傳送設(shè)備，還包括設(shè)置在負(fù)載鎖定室組件和處理室之間的可關(guān)閉的端口，其中可關(guān)閉端口在關(guān)閉位置形成真空氣密密封，并且該端口適于接收在負(fù)載鎖定室和處理室之間傳送的晶片。
48.一種用于在具有不同壓力的兩個區(qū)域之間傳送襯底而基本上不影響任何區(qū)域的壓力的方法，該方法包括將第一和第二自動臂安裝在連接到負(fù)載鎖定室的可拆卸子室內(nèi)，其中該第一和第二自動臂包括在子室內(nèi)的初級樞軸；將負(fù)載鎖定室內(nèi)的壓力減小到處理室內(nèi)的工作壓力，其中可關(guān)閉端口設(shè)置在處理室和負(fù)載鎖定室之間；圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第一自動臂，用于使第一自動臂和固定的第一端效應(yīng)器延伸到處理室內(nèi)，以便收回第一襯底；在垂向或z軸方向移動第一自動臂，以便從處理室內(nèi)的晶片支撐釘提升第一襯底；圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第一自動臂，以便從處理室縮回第一自動臂和固定的端效應(yīng)器，并且將該端效應(yīng)器移動到帶有第一襯底的負(fù)載鎖定室的中心；通過圍繞晶片支架的周邊移動第一端效應(yīng)器，在垂向或z軸方向移動第一自動臂，以將第一襯底放在位于負(fù)載鎖定室中心的支架上；圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第二自動臂，用于將第二自動臂和其上具有第二襯底的固定的第二端效應(yīng)器延伸到處理室內(nèi)，其中第二襯底被放在處于大氣壓力的第二端效應(yīng)器上；在垂向或z軸方向(向下)移動第一自動臂，以便將第二襯底放在處理室內(nèi)部的晶片支撐釘上，同時降低固定到第一自動臂上的第一端效應(yīng)器，并進一步圍繞冷板的周邊下降，而不干擾第一晶片；圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第二自動臂，以便將第二自動臂和固定的第二端效應(yīng)器從處理室縮回到負(fù)載鎖定室中心，其中處理室的工作壓力保持不變；從處理室縮回第一自動臂和第二自動臂并關(guān)閉處理室和負(fù)載鎖定室之間的端口；和將負(fù)載鎖定室內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到環(huán)境大氣壓力，同時保持處理室內(nèi)的工作壓力。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中第一和第二襯底在處理室和負(fù)載鎖定室之間的移動路徑基本上是線性的。
50.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中縮回第一襯底的步驟還包括將第一襯底放在負(fù)載鎖定室內(nèi)的溫控表面上。
51.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)第一自動臂包括將凸輪跟隨器連桿與一不回轉(zhuǎn)的凸輪配合，其中該凸輪跟隨器連桿由搖臂驅(qū)動，所述搖臂用于圍繞次級樞軸旋轉(zhuǎn)連接到第一自動臂的第一轉(zhuǎn)換臂。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中在所述臂旋轉(zhuǎn)期間借助連接到搖臂的彈簧和自動臂的外殼上的彈簧使凸輪跟隨器連桿保持與所述凸輪接觸。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的方法，其中使彈簧伸長，以便允許第一凸輪跟隨器連桿被旋轉(zhuǎn)離開與凸輪的機械接觸。
54.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中第一轉(zhuǎn)換臂包括第一端效應(yīng)器。
55.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該自動臂還包括連桿臂，該連桿臂圍繞初級樞軸大約旋轉(zhuǎn)130度。
56.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中在自動臂圍繞初級樞軸旋轉(zhuǎn)130度時，該轉(zhuǎn)換臂旋轉(zhuǎn)大約57度。
57.一種襯底傳送機構(gòu)，包括第一連桿臂；可圍繞公共樞軸相對于第一連桿臂旋轉(zhuǎn)的第二連桿臂；用于沿著z軸移動第一和第二連桿臂的z軸電機；和交替連接到第一和第二連桿臂的單個電機，用于圍繞公共樞軸交替地旋轉(zhuǎn)第一連桿臂和第二連桿臂。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的襯底傳送機構(gòu)，還包括用于安裝第一連桿臂的第一軸；用于安裝第二連桿臂的第二軸；和用于將單個電機交替連接到第一和第二軸的離合器。
59.一種用于在具有不同壓力的兩個區(qū)域之間傳送襯底而基本上不影響任何區(qū)域的壓力的方法，該方法包括將第一和第二自動臂安裝在連接到負(fù)載鎖定室的可拆卸子室內(nèi)，其中該第一和第二自動臂包括在子室內(nèi)的初級樞軸；在處于預(yù)定工作壓力的處理室內(nèi)處理第一晶片，其中處理室連接到負(fù)載鎖定室并包括可關(guān)閉端口；利用第一自動臂從處理室取出有源晶片并在處理室的工作壓力下利用第二自動臂將第二晶片放在處理室內(nèi)；關(guān)閉所述端口并在處于工作壓力的處理室內(nèi)處理第二晶片，同時對負(fù)載鎖定室排氣并從負(fù)載鎖定室外部接收第三晶片，將處理過的第一晶片移出到負(fù)載鎖定室外部；將負(fù)載鎖定室內(nèi)的壓力減小到工作壓力；和打開所述端口并利用第一自動臂從處理室取出第二晶片，并利用第二臂將第三晶片放在處理室內(nèi)。
全文摘要
一種負(fù)載鎖定室組件，包括負(fù)載鎖定室、可拆卸地固定到該負(fù)載鎖定室上的子室以及在子室內(nèi)的具有初級樞軸的第一自動臂，其中第一自動臂可將襯底從大致負(fù)載鎖定室中心的位置移動到負(fù)載鎖定室外部的位置。
文檔編號B65G49/07GK1554112SQ02817680
公開日2004年12月8日 申請日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者D·金納, D 金納, D·理查森, 檣 申請人:艾克塞利斯技術(shù)公司