[发明专利]高速基片对齐器设备

说明书

本申请为申请号200680019061.6(国际申请号为PCT/US2006/011400)，申请日2006年3月29日，发明名称“高速基片对齐器设备”的分案申请。

技术领域

本发明涉及基片对齐器设备。

背景技术

集成电路(IC)由半导体材料的基片(晶片)生产。在IC制造期间，晶片典型地容纳在盒内且移动到处理站，在处理站处通过基片运输器将晶片从盒移除且放置在晶片对齐器内以实现对于进一步晶片处理所希望的预先确定的定向。

在常规对齐器中，基片运输器可以将晶片放置在晶片对齐器上且然后在晶片对齐过程期间从对齐器移开。这由于在晶片对齐过程前和过程后的基片运输器延伸和收回导致增加的晶片对齐时间。同样，如果将晶片的对齐特征或基准放置在例如对齐卡盘安放垫的对齐器特征上方，使得晶片基准掩盖对齐器的基准传感器，则这将导致晶片放置和基准感测的重试，因此进一步增加了对齐时间。在对齐过程期间的基片运输器重复移动以及对晶片对齐特征的阻挡造成了对齐过程中的低效，因此降低了晶片处理和生产的生产能力。

因为在将晶片放置在对齐器上时潜在的基片运输器重试和通过对齐器处理的大量晶片，为处理而将一批晶片对齐所需的时间可能大体上增加。如下的表1图示了以常规基片对齐器进行的常规对齐过程。

表1

除增加的对齐时间外，由于重复的从对齐卡盘提升晶片和将晶片放置在对齐卡盘上，可能在对齐过程中导致晶片行走(walking)。此外，晶片的每次另外的拾取增加了背侧损坏或污染的可能性。

当基准放置在卡盘垫顶上时，因为使用了穿透束(through beam)传感器，通过常规的对齐器设计不能可靠地检测基准。也不能随意地定向晶片而不阻挡基片运输器的拾取路径，也不能保证晶片在少于两次基片运输器重试中被对齐。使用常规对齐器，将晶片正确对齐所需的重试的次数也危及了基准定位后处的精度。另外，晶片的对齐不能在基片运输器在对齐器下方延伸时进行，因此对于每次进行的对齐操作要求基片运输器的另外的延伸/收回运动。

美国专利6,468,022B1和美国专利6,357,996B2披露了常规基片对齐器的例子，该常规基片对齐器利用了边缘滚动用于晶片基准检测和昂贵的边缘感测装置。

本发明的典型的实施例克服了常规晶片对齐器的问题，如将在下文中进一步描述。

发明内容

根据本发明的一个典型实施例提供了基片对齐器设备，包括：框架、倒转卡盘、感测装置和基片传递机构。框架适合于允许基片运输器将基片运输到对齐器设备和从对齐器设备运输。倒转卡盘能保持基片且通过卡盘驱动轴可移动地连接到框架，卡盘驱动轴接合到倒转卡盘以用于将倒转卡盘相对于框架移动且实现基片的对齐。用于检测确定了基片特征的位置的感测装置位于卡盘和卡盘驱动轴之间。基片传递机构可移动地连接到框架且位于框架内侧在倒转卡盘下方以用于将基片从倒转卡盘移动到基片运输器。

根据本发明的另一个典型实施例提供了包括框架和边缘抓紧卡盘系统的基片对齐器设备。框架适合于允许边缘抓紧基片运输器将基片运输到对齐器设备和从对齐器设备运输。边缘抓紧卡盘系统连接到框架以用于保持基片和将基片可旋转地定位到预先确定的对齐后基片方位。卡盘系统构造为与基片运输器无关地实现预先确定的对齐后基片方位，使得无论相对于运输器的预先确定的对齐后基片方位如何，可以实现将基片对齐后传递到运输器而无基片的旋转再定位。

根据本发明的另一个典型实施例提供了基片对齐器设备，包括：框架、可旋转传感器头和基片支承件。框架适合于允许基片运输器将基片运输到对齐器设备和从对齐器设备运输。可旋转传感器头具有至少一个感测装置以用于检测基片的位置确定特征且通过驱动轴可移动地连接到框架，该驱动轴接合到可旋转传感器头以用于将可旋转传感器头相对于框架移动。当可旋转传感器头检测到位置确定特征时，基片支承件安装到框架以用于支承基片。基片支承件具有支承垫，支承垫接触基片的外周边缘且感测装置能与位置确定特征相对于支承垫的位置无关地检测位置确定特征。