[发明专利]衬底传送机器人的位置传感器系统

说明书

背景技术

【0001】本申请一般涉及衬底处理，并更具体地涉及传送衬底经由衬底处理系统的方法和设备。 

技术领域

【0002】处理例如硅晶圆的半导体衬底的设备典型地包括在其中处理衬底的处理室、在衬底在处理室内处理之前和之后衬底移动通过的衬底操作室以及衬底被移经操作室之前和之后储存衬底的一个或者多于一个的输入/输出室。衬底传送机器人位于操作室内并设置为将衬底传送到多个台和从多个台传送衬底。这种台可以位于操作室、输入/输出室、处理室或者其他室内。位于处理室的典型的台是在处理过程中支撑衬底的衬底固定器，例如，基座。在输入/输出室内的台可以包含保持多个衬底的暗盒。输入/输出室可以是容纳可被传送机器人接近的衬底暗盒的装载室或者加载端口。输入/输出室也可以是在衬底被移入操作室和最终地进入处理室之前可使衬底与大气隔绝并清除微粒的载荷锁定室。可位于独立室的内部或者甚至在衬底操作室内的其他的台可以包括预处理台(例如，晶圆预清洗台)和/或后处理台(例如，冷却台)。 

【0003】衬底传输机器人典型地包括执行器、一个或者多个互连臂以及附连到臂的末端受动器。执行器被配置成移动臂和末端受动器。末端受动器适于从台拾取衬底、当机器人使末端受动器和衬底移动到另一个台时支承衬底以及将衬底放置在另一个台上。存在包括桨状件和柏努利杆的多种不同类型的末端受动器。 

【0004】在所谓的群集工具中，设备包括多个处理室，每个处理室典型地邻近衬底操作室。处理室能够同时地处理衬底，这增加了设备的总的衬底的生产量。操作室可以包括多于一个的衬底传输机器人以改进的衬底操作能力。 

【0005】必需经常地具有高精确性地放置衬底。用于支承半导体晶圆的 典型的基座具有晶圆贮器，该晶圆贮器的尺寸仅稍大于基座所支撑的晶圆尺寸。例如，被设计成支撑300mm晶圆的基座可以具有仅301mm直径的晶圆贮器，这在支撑的晶圆的边缘和贮器的周界壁之间提供了仅0.5mm的间隙。重要的是，晶圆位于贮器的中心并且不触及贮器壁。如果晶圆接触贮器壁，则局部温度发生变化，这将导致在晶圆上的温度梯度。这能够引起处理结果的不均匀性，因为大多数半导体处理严格地依赖于温度。 

【0006】公知为“衬底漂移”的半导体相对末端受动器的放置误差有时由在拾取时在暗盒中的衬底位置的变动引起。换句话说，在拾取时，末端受动器可能在稍微不同的位置附连到每个衬底。衬座漂移也可能发生在机器人移动的过程中，特别是当机器人快速移动时。除了与不能使衬底居中位于基座贮器内相关联的前述问题，衬底漂移还可能在放置在衬底台(例如晶圆暗盒)的过程中造成对衬底的损坏。 

【0007】解决与衬底漂移相关联的这些问题的一个方法包括在晶圆操作室中使用至少两个光传感器。例如，序号7,008,802的美国专利披露了使用光传感器来感测晶圆的边缘阻挡由光传感器发出的光束的程度。通过测量晶圆边缘阻挡由光传感器发出的光束的程度，计算晶圆的位置并将该位置与预登记的正常位置相比较从而计算要施加到机器人的偏移位移以补偿计算的定位误差。披露了使用两个光传感器计算晶圆的位置的另一个参考是公开号为2005-93807的日本专利。 

发明内容

【0008】在一个方面，本申请披露了包含衬底操作室、一对位置传感器以及在操作室内的衬底传送机器人的半导体衬底处理设备。每个传感器包含设置为发出一束光的光束发射器和设置为接收所述光束的接收器。衬底传送机器人包含细长的末端受动器和机器人执行器。末端受动器具有远端和近端。末端执行器被设置为在远端拾取和支承半导体衬底，这样每当末端受动器拾取并支承衬底时衬底具有相对于末端受动器的相同的期望位置。机器人执行器被设置为在操作室内移动末端受动器从而在多个衬底台之中传送衬底。末端受动器的长度使得被末端受动器支承在 期望位置内的衬底的边缘有可能部分地阻挡由位置传感器中的一个位置传感器的发射器发出的光束、同时末端受动器的近端部分地阻挡其他的位置传感器的发射器发出的光束。