[发明专利]动态侦测移动基材损毁和偏位的传感器

说明书

技术领域

本发明的实施例是广泛地关于一种以连续且节省成本的方式侦测移动 的基材的基材损毁与偏位的设备与方法。

背景技术

基材制程系统是用于处理基材，此基材例如为生产集成电路组件的硅 晶片以及生产平板显示器的玻璃面板。通常，一个或多个机械手臂(robots) 被设置在基材制程系统中，以将基材于数个处理室中转移，以进行一连串 的生产工艺步骤。一般来说，基材制程系统包含群集工具(clustertool)，该 群集工具具有位于中央的传送室，此传送室具有传送室机械手臂设置在该 传送室中并具有数个处理室包围该传送室。传送室有时耦接至工厂接口， 工厂接口容纳有工厂接口机械手臂与数个基材晶片匣，每一个晶片匣中皆 容纳数个基材。为了帮助基材在工厂接口的周围环境(ambient environment)与传送室的真空环境(vacuumenvironment)之间的转换，可 于工厂接口与传送室之间设置负载闭锁室(loadlockchamber)，其中可将 负载闭锁室抽气以于该负载闭锁室中产生真空，并可打开以提供周围环境 条件。对于经由许多不同制程技术来处理大量基材而可以减少污染(如， 基材处理污染)、提供高速且可准确减少缺陷并提供一个高产量系统，在 处理基材的过程中使用机械手臂是很重要的。

在操作上，工厂接口机械手臂由晶片匣中传送一或多个基材进入负载 闭锁室的内部。负载闭锁室被抽气，以于该负载闭锁室中产生真空，接着 传送室机械手臂由负载闭锁室内部传输基材至一或多个处理室中。在基材 工艺步骤完成之后，传送室机械手臂将已处理的基材传回负载闭锁室，接 着负载闭锁室打开，而工厂接口的机械手臂将已处理的基材传送至晶片匣 中以将基材于制程系统中移除。上述的基材制程系统可于AKT公司购得， 此公司为加州圣塔摩尼卡的AppliedMaterial公司所属的子公司。

由于基材面积趋向持续增加而组件图案趋向持续缩小，因此必须不断 增加基材在各种处理室中的位置正确性，以确保重复的组件制作与低缺陷 速率。增加基材在制程系统中的位置正确性是一项挑战。在一实例中，平 板显示器基材(如，玻璃基材)位于机械手臂的末端效应器(end effector)(如，叶片或指状物)上，被传送从而进出各种制程系统的处理室。 要确保平板显示器基材与机械手臂的末端效应器适当地对准是具有困难 度；不过一旦对准，基材即可通过在负载闭锁室或处理室中的槽孔或其它 障碍，而不会面临因传送过程中的对准偏移(即，偏位)所产生的碰撞。 碰撞不但会造成平板显示器基材的缺口(chip)或破裂(crack)，亦会在负载闭 锁室或处理室中产生碎片并造成碎片沉积。产生上述的碎片可能会造成制 程缺陷或其它对上述显示器或后续处理的显示器的损害。因此，当碎片存 在时，需要停止整个系统，或停止系统的一部分，以彻底移除潜在的污染 碎片。此外，由于基材尺寸渐大且组件密度渐增，每片基材的价值已大大 增加。因此，必须避免由于基材偏位而产生对基材的损害或产量损失，因 为此会造成成本增加与产量减少。

为了加强基材在整个制程系统中的位置准确性(即，对准)，公知技 术中已经采用许多策略。例如，传送室可于邻近每个负载闭锁室与处理室 的入口处装配多组以四个为一组的传感器，那么传感器可同时侦测矩形玻 璃面板的四个角落的存在，以在机械手臂传输基材至处理室之前可先感测 面板的对准性。因此，四个传感器是分开设置于传送室的底座上，那么四 个传感器皆同时位于固定基材的四个角落下方。上述将传感器分散安排于 每个处理室前面的设置需要安置大量的传感器在传送室底座的诸多位置 上。公知技术中已建议许多将传感器设置在传送室底座的各种安排。

虽然公知传感器设置的成效令人满意，但是在实际操作上，仍存在许 多与传感器的排列有关的限制。在实际操作上，因为传感器一次只侦测单 个基材的对准性，且由于传感器分散设置于传送室的底座上，因此传送室 仅能一次处理/管理一个基材。因此限制传送室机械手臂为单臂机械手臂， 此造成制程系统产量的减少。另一个亦会减少制程系统产量的限制在于， 当基材在感测对准的过程中而位于四个传感器上方时，基材必须固定不动。 又另一个限制在于，至少需要四个传感器以侦测单一个基材的对准。最后， 其它的限制为此四个传感器仅在基材的角落处侦测基材缺陷(如，基材破 片)。