[发明专利]用于衬底传递的高温抗下垂终端受动器

说明书

技术领域

本发明的实施方式通常涉及在半导体处理中装卸并传送半导体衬底。本发明的实施方式尤其涉及用于机械手传送半导体衬底的终端受动器。

背景技术

在不适宜和/或不期望人工操作的应用中，机械臂的使用对制造非常便利。例如在半导体制造业中，机械臂用于在多个步骤期间以及步骤之间加快传送衬底并减少污染。

在半导体处理中使用的衬底传送器(substrate handler)通常包括一个或多个连接到机械臂的终端受动器，也被称为是机械刀片或承载器。终端受动器配置为在半导体传递期间支撑衬底。对于集成半导体处理系统，机械臂通常设置在具有多个小平面和装载/卸载端口的传递室，其中具有多个小平面是为了适用于多个处理室。在处理期间，传递室中的机械臂首先从装载端口将衬底装载在终端受动器上。在将衬底放回传递室之后，机械臂将衬底传递至连接到该传递室的处理室。机械臂将衬底放在处理室中的衬底支架上，并取回终端受动器。当在处理室中完成处理时，使用机械臂从衬底室中取回衬底，并将衬底移动至另一个处理室，用于下一个处理步骤。

一些普通传递室具有多个小平面以适用于四到六个处理室。处理室可包括快速热处理(RTP)室、物理气相沉积(PVD)室、化学气相沉积(CVD)室、和蚀刻室。

图1示意性地示出了配置为在传递室中传送衬底的衬底传送器10。衬底传送器10包括连接到臂组件16的两个终端受动器14，该臂组件16连接到旋转部分18。在传递过程中，衬底位于终端受动器14上。终端受动器14具有连接到臂组件16的安装接口28的固定端27，以及配置为在其上支撑衬底的自由端29。自由端29可具有衬底感应孔15，其配置为允许用于检测衬底出现的传感器光束通过。臂组件16朝向衬底传送器10向外和向内径向移动终端受动器14，以将衬底插入处理室或从处理室中取回衬底。

现有技术的终端受动器具有几个局限性。首先，终端受动器呈现出下垂(即，首部至尾部倾斜)，这是由天然材料的柔量和衬底的重量造成的。随着终端受动器为了取放致密衬底而变得越来越薄，以及随着衬底的尺寸变得越来越大，这种下垂变得更加显著。图2A示意性地示出了不包含衬底的终端受动器14的局部截面侧视图。图2B是其上装载了衬底30的终端受动器14的示意性局部截面侧视图。由位于终端受动器14上的衬底30的重量造成的增加的下垂被示出。在装载衬底30之后，自由端下垂至一角度α。

在半导体处理中高精度是关键的。因而衬底传送器、终端受动器具有高精度对准是关键的。终端受动器通常对准并紧紧固定在机械臂上，以防止任何不必要的移动，这些不必要的移动可导致由于热膨胀而产生的变形。在一些高温处理期间，例如快速热退火，终端受动器可能需要传递热衬底或在热腔室中操作。这个温度可能高达350℃。在如此的高温下，紧密固定的终端受动器由于热膨胀可能会变形。图3示意性地示出了固定在臂组件16的安装接口28上的终端受动器14的俯视图。终端受动器14的固定端27紧密固定在安装接口28的侧壁31之间，以防止任何旋转。当终端受动器14用具有比安装接口28的材料高的热膨胀率的材料制成时，终端受动器14的固定端27可能超过接缝32的容限，并变形。另外，在高温下，还增加了下垂。

因此，需要在高温下不会下垂或变形的用于衬底传递的装置和方法。

发明内容

本发明通常涉及用于高温下的衬底传递的装置和方法。特别地，本发明的实施方式涉及用于传递半导体衬底的高温抗下垂终端受动器。

本发明的一个实施方式提供了用于衬底传送器的终端受动器，该终端受动器包含自由端和固定端，所述自由端具有配置为支撑衬底的衬底支撑表面，并位于使衬底相对于水平面成第一角度的位置；所述固定端配置为安装在衬底传送器上，其中当没有衬底设置在自由端上时，终端受动器安装在衬底传送器上的衬底支撑表面相对于水平面成第二角度的位置，以及第一角度不同于第二角度。

本发明的另一个实施方式提供了用于衬底传送器的终端受动器，该终端受动器包含自由端和固定端，所述自由端具有配置为在其上支撑衬底的衬底支撑表面；以及所述固定端具有配置为将固定端固定在衬底传送器的安装表面上的底面，其中底面相对于衬底支撑表面形成一角度。