專利名稱：用于處理晶片的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本申請一般地涉及晶片處理并且更具體地涉及用于晶片處理的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
化學機械拋光或平面化(CMP)為拋光包括半導體基片和覆蓋在這樣的基片上的膜的材料的技術，提供高度均勻性和平面度。該過程用于移除在基片上制造微電子電路期間形成的膜上的突起特征，或者用于移除膜層以暴露埋在膜下面的電路。在一些情況中，該過程可以在半導體片上制造微電子電路之前平面化半導體片。
一些傳統(tǒng)的化學機械拋光過程使用具有定位在臺板上的單個的大的拋光墊的設備，基片靠在該拋光墊上定位以用于拋光。定位構件定位并且偏置基片以靠在正在旋轉(zhuǎn)的拋光墊上以被拋光。通常在拋光墊上維持可能具有研磨材料的化學漿以修改拋光墊的拋光特性并且增強基片或膜的拋光。


當前的實施例的方面、特征和優(yōu)點將通過接下來結合附圖對其更加具體地描述變得更加明顯，其中圖1示出了根據(jù)一些當前的實施例的系統(tǒng)的簡化的結構圖；圖2示出了圖1所示的晶片處理系統(tǒng)的簡化的俯視圖；圖3示出了圖1和2所示的系統(tǒng)的更加詳細的俯視圖；圖4示出了根據(jù)一些當前的實施例的裝載臺的透視圖；圖5從下部透視示出了圖4所示的裝載臺；圖6示出了根據(jù)一些實施例的圖4所示的裝載臺的下部區(qū)段的分解視圖；圖7示出了圖6所示的下部區(qū)段的部分切除的提高的透視圖；圖8示出了圖4所示的組裝好的下部區(qū)段的部分切除的下部透視圖；圖9-11示出了圖8所示的下部區(qū)段的彈簧的放大視圖；圖12示出了圖4所示的裝載臺的中間和上部區(qū)段的分解視圖；圖13示出了將圖12所示的中間和上部區(qū)段的卡盤晶片和晶片引導環(huán)壓在一起的彈簧的放大視圖；圖14示出了根據(jù)一些實施例的運載器的分解視圖；圖15示出了用于將晶片裝載到運載器內(nèi)的過程的簡化的流程圖；圖16示出了在圖4所示的裝載臺的中間區(qū)段上使用的傳感器陣列的透視圖；圖17示出了圖16所示的傳感器陣列的放大視圖；圖18示出了根據(jù)一些實施例的裝載臺的側視圖；圖19示出了圖18所示的裝載臺的截面視圖；圖20示出了圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的圖19所示的裝載臺的截面視圖；圖21示出了圖18所示的裝載臺的俯視圖；圖22示出了具有晶片卡盤組件和裝載引導環(huán)的圖19所示的裝載臺的截面視圖，其中缸處于延伸的位置；圖23示出了根據(jù)一些實施例的裝載臺的等距視圖；圖24示出了圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的圖23所示的裝載臺；圖25示出了圖23和24所示的裝載臺的部分截面視圖；圖26示出了圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的圖25所示的裝載臺的部分截面視圖，其中缸8處于延伸的位置；圖27示出了圖23所示的裝載臺的俯視圖；圖28示出了用于根據(jù)一些當前的實施例的晶片處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的簡化的結構圖；圖29示出了根據(jù)一些實施例的用于處理晶片的系統(tǒng)的俯視圖；圖30示出了圖29所示的系統(tǒng)的等距視圖；圖31示出了用于處理晶片的系統(tǒng)的簡化的等距視圖；圖32示出了根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)的簡化的等距視圖；圖33示出了卸載臺的簡化的截面視圖；圖34示出了在CMP拋光期間考慮的三個力；圖35示出了用于校準心軸力的過程的簡化的流程圖；圖36示出了使用對于波紋管壓力或活塞壓力對心軸力采集的數(shù)據(jù)形成的心軸校準曲線；圖37示出了對應產(chǎn)生保持環(huán)力的可增壓的環(huán)密封裝置壓力或產(chǎn)生對應的晶片力的可增壓的隔膜壓力的校準曲線；圖38示出了兩FOUP前端模塊的簡化的俯視結構圖；圖39示出了三FOUP前端模塊的簡化的俯視結構圖；圖40示出了根據(jù)一些實施例的轉(zhuǎn)動架的簡化的截面視圖；圖41示出了墊調(diào)節(jié)器的等距視圖；圖42示出了圖41所示的墊調(diào)節(jié)器的部分透明的俯視圖；圖43示出了圖41-42所示的墊調(diào)節(jié)器的截面視圖；及圖44示出了圖41-43所示的墊調(diào)節(jié)器的底視圖。
遍及圖的數(shù)個視圖，對應的參考字符指示對應的部件。本領域中的普通技術人員應當理解，圖中的元件為了簡單和清晰示出，并且不必要按比例繪制。例如，圖中的一些元件的尺寸可以相對于其它元件夸大，以幫助增進對本發(fā)明的不同的實施例的理解。而且，對商業(yè)上可行的實施例有用或必要的普通的但是很好理解的元件經(jīng)常不顯示，以便較少地阻隔對本發(fā)明的這些不同的實施例的觀察。

發(fā)明內(nèi)容
當前的實施例提供了處理諸如晶片的物品的方法和系統(tǒng)，包括拋光和/或研磨晶片。一些實施例提供了包括前端模塊和處理模塊的系統(tǒng)。前端模塊與存儲了用于處理的物品的存儲裝置聯(lián)結。前端模塊可以包括單個機械手、傳輸臺、和多個端部執(zhí)行器。處理模塊與前端模塊聯(lián)結，使得單個機械手將物品從存儲裝置輸送到處理模塊。處理模塊包括旋轉(zhuǎn)工作臺，和具有構造為取回輸送的物品并且在旋轉(zhuǎn)工作臺上處理物品的運載器的心軸。
其它實施例提供了處理晶片的設備。該設備可以包括單個轉(zhuǎn)動架，與轉(zhuǎn)動架合作的第一心軸，與轉(zhuǎn)動架合作的第二心軸，與轉(zhuǎn)動架合作的第一馬達，使得第一馬達使用轉(zhuǎn)動架索引第一心軸，和與轉(zhuǎn)動架合作的第二馬達，使得第二馬達使用轉(zhuǎn)動架與第一心軸獨立地索引第二心軸。
具體實施例方式
當前的實施例提供用于處理將要通過一個或多個自動化的過程處理的晶片和其它物品的設備、系統(tǒng)、和方法。例如，當前的實施例特別適用于化學機械拋光(CMP)。CMP至少部分地用于平面化和/或拋光諸如硅原始晶片、半導體晶片、具有磁阻的(MR)或特大磁阻(GMR)頭的基片的平的物品，和其它要被平面化和/或拋光的相似的物品。一些優(yōu)選的實施例針對相對緊湊和便宜并且可靠性高的系統(tǒng)。當前的實施例使得可以在CMP拋光進行的同時非?？煽康貙⒕b載到保持晶片的運載器內(nèi)。
圖1示出了根據(jù)一些當前的實施例的系統(tǒng)120的簡化的結構圖。系統(tǒng)包括處理模塊122和前端模塊124。前端模塊從料倉或存儲元件126取回諸如晶片的要處理的物品并且將物品輸送到處理模塊122。處理模塊根據(jù)期望的最后所得到的產(chǎn)品處理物品。在一些實施例中，處理模塊122拋光晶片。在一些實施例中，處理模塊可以附加地和/或替代地研磨晶片。前端模塊124可以從處理模塊脫離，使得不同的前端模塊可以與不同類型的處理模塊合作，如在下面完全地描述的。處理模塊122和前端模塊124一起操作，并且在操作期間通常被固定在一起。系統(tǒng)通常還包括圍繞處理模塊和前端模塊的結構鑄件和框架。
圖2示出了根據(jù)一些實施例的圖1所示的晶片處理系統(tǒng)120的簡化的俯視圖，其中處理模塊122與前端模塊124固定在一起，并且兩個存儲元件126與前端模塊固定在一起。圖3示出了根據(jù)一些實現(xiàn)的圖1和2所示的晶片處理系統(tǒng)120的更加詳細的俯視圖。參考圖2和3，存儲元件126可以為大致任何存儲用于處理的物品并且可以被前端模塊訪問的裝置。例如，存儲元件可以為具有容器門開啟器的用于存儲晶片的前面打開的統(tǒng)一標準的容器(FOUP)、標準機械接口(SMIF)、具有打開的片盒裝載器的片盒、包含晶片存儲在其中的流體的盆、和其它相似的裝置。在其它實施例中，將運載盆的推車插入前端124內(nèi)，允許盆被定位在前端內(nèi)，允許將處理過的晶片插入盆和/或從盆取回晶片。前端模塊通常包括一個或多個安裝面(例如，盒子開啟器/裝載器到工具標準(BOLTS)接口)，以允許FOUP、SMIF、片盒和其它存儲裝置與前端模塊安裝在一起。在一些實施例中，安裝面是可以上下和左右調(diào)整的，以與存儲裝置對準。
前端模塊124包括從存儲元件126取出晶片或其它物品的諸如機械手220的傳送裝置。為機械手控制器編程序以取回晶片，將晶片傳送到處理模塊122并且將處理過的晶片返回存儲元件。一些優(yōu)選的實施例限制前端模塊為單個機械手220。通過限制系統(tǒng)為單個機械手，前端模塊可以構造為具有顯著減小的面積或占地面積、減小的成本、減小的復雜度和增加的可靠性。然而，單個機械手的實現(xiàn)可能在處理速度和產(chǎn)量上是限制性的，但是減小的尺寸、成本和復雜度和增加的可靠性的優(yōu)點補償了減小的產(chǎn)量。然而，前端模塊的替代的實施例可以構造為具有多個可以如上面所介紹地與處理模塊122合作的機械手。對于一些用戶，因為系統(tǒng)所占據(jù)的諸如在潔凈室內(nèi)的地板的總面積或設備空間可能非常受限制并且通常相對有價值，系統(tǒng)120的總尺寸非常關鍵。
在一些實施例中，機械手通過六(6)軸線機械手實現(xiàn)。六軸線機械手允許前端模塊執(zhí)行諸如使用普通的極型機械手的其它CMP系統(tǒng)不能執(zhí)行或不能在不包括多個機械手的情況下執(zhí)行的功能。通常，對于標準的極型機械手，機械手水平地操作，并且大致上晶片的定位的每個方面和取回晶片的部件大致上水平(例如，與地面平行)地定位。此水平的限制約束晶片的運動和取回晶片的裝置的構造和/或定位(諸如增加系統(tǒng)的尺寸)。
替代地，當前的實施例中使用的六軸線機械手允許水平運動并且放置晶片、垂直運動并且放置晶片、以及大致任何方位。系統(tǒng)的部件和與系統(tǒng)合作的推車或FOUP不必要精確地對準，因為六軸線機械手可以運動以調(diào)整和/或補償未對準。在系統(tǒng)設置期間，可以手動地操縱機械手到達期望的位置，在那里存儲通過手動操縱設定的定位、傾斜、角度和其它參數(shù)，用于未來在操作期間通過機械手識別。
在傳送期間，機械手220使用端部執(zhí)行器抓住晶片。在一些實施例中，機械手使用通過使用工具轉(zhuǎn)換器370、372實現(xiàn)的兩個分開的端部執(zhí)行器。第一端部執(zhí)行器370可以用于抓住和傳送干的晶片，并且第二端部執(zhí)行器372可以用于抓住和傳送濕的晶片，如在下面進一步描述的。在一些實施例中在前端模塊內(nèi)包括傳輸臺222，在那里機械手220定位晶片同時在端部執(zhí)行器之間切換。在一些實現(xiàn)中，傳輸臺以通常相對于地面或拋光工作臺垂直的方位接收晶片，并且在一些實現(xiàn)中，傳輸臺以微小的角度接收晶片(例如，與垂直方向成大約15度角)。
前端模塊124的一些實施例可選地包括一個或多個單個臺晶片清洗機224和/或測量站226。例如，測量儀器可以包括Nova儀器和/或其它儀器。單個臺晶片清洗機224可以被包括以執(zhí)行在將處理過的晶片返回片盒或FOUP或其它存儲器之前對晶片執(zhí)行多階段洗滌和清洗。使用單個臺清洗機通常以犧牲產(chǎn)量為代價節(jié)省空間。通常，其它CMP系統(tǒng)企圖優(yōu)化產(chǎn)量并且不特別關心系統(tǒng)的尺寸。系統(tǒng)120的其它實施例可以包括多個單個臺清洗機以增加產(chǎn)量，或者包括一系列用于執(zhí)行不同清洗階段的臺，其代價為通常增加前端模塊124的尺寸。
前端模塊內(nèi)還可以包括一個或多個電氣柜和/或控制電路228以提供動力、控制和驅(qū)動前端模塊124的部件。前端模塊可以包括附加的特征部和/或裝置，諸如過濾系統(tǒng)，以允許凈化氣體被引入系統(tǒng)，諸如高效微?？諝?HEPA)過濾系統(tǒng)?？梢园A對準方法以幫助對準和固定片盒、FOUP或其它裝置與前端模塊，以及對準前端模塊124與處理模塊122。相似地，可以包括晶片標識(ID)讀取器以從晶片讀取ID并且記錄晶片的處理用于許多不同的用途，諸如檢驗和/或識別通過處理模塊122實現(xiàn)的處理的類型，記錄保存，庫存計數(shù)，和/或其它目的。前端模塊的一些實施例還包括用戶接口274(通常包括鍵盤或其它輸入裝置，和監(jiān)視器)。一些實施例替代地和/或附加地提供允許外部用戶接口從遠方與系統(tǒng)120合作的數(shù)據(jù)端口。用戶接口允許用戶控制系統(tǒng)120的操作、監(jiān)控系統(tǒng)、從系統(tǒng)取回報告和數(shù)據(jù)、和改變系統(tǒng)的操作。
如上面介紹的，前端模塊124可以構造為具有濕盆和/或片盒(例如，如在下面更加完全地描述的圖32所示的片盒3214)。濕盆在晶片在處理模塊122內(nèi)被處理之后接收晶片，并且保持晶片濕潤，使得漿和/或其它處理化學藥品和材料不會在晶片上干燥。濕盆可以被定位在可以升高和降低盆的盆保持器內(nèi)。在一些實現(xiàn)中，濕盆和保持器代替清洗機和/或測量系統(tǒng)226被結合，同樣維持期望的占地面積。
因為前端模塊124可以從處理模塊122被移除，并且可以結合許多不同的特征和功能，前端模塊可以構造為用于不同的限定的規(guī)格以滿足特定用戶的需要。前端模塊的定制允許系統(tǒng)120滿足不同用戶的需求，提供替代的增強作用并且允許定制的處理。
處理模塊122包括裝載臺230和卸載臺232，一個或多個拋光工作臺234、236，和一個或多個心軸240、242。在圖2所示的實施例中，處理模塊包括兩個拋光工作臺234和236，和兩個心軸240和242。其它實施例可以包括三個或更多拋光工作臺和心軸，或者僅一個拋光工作臺和心軸。每個心軸包括用于運載用于處理的晶片的運載器244、246。心軸240、242與旋轉(zhuǎn)和定位運載器244、246的獨立地旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動架248固定在一起。運載器控制器250與心軸/運載器中的一個固定在一起以驅(qū)動全部兩個心軸的旋轉(zhuǎn)。運載器控制器獨立地驅(qū)動每個心軸的旋轉(zhuǎn)，使得全部兩個心軸可以同時旋轉(zhuǎn)，第一心軸240可以在第二心軸242靜止的時旋轉(zhuǎn)，并且反之亦然。處理模塊122還可以可選地包括磨光工作臺254和/或漂洗臺256。電子電路、電源、電源控制器和可操作的控制器260被包括在電子柜內(nèi)。電子柜可以如圖所示接附到處理模塊122，或者作為分開的柜從處理模塊122脫離。電路與處理模塊的分別的部件聯(lián)結以提供動力和/或控制部件的操作。還可以包括墊調(diào)節(jié)器262。前端模塊124和處理模塊122可以附加地包括其它本領域中已知的用于晶片處理的部件。
在一些實施例中，操作中，機械手220使用兩個不同的端部執(zhí)行器，濕端部執(zhí)行器和干端部執(zhí)行器。機械手根據(jù)被抓住的晶片的處理階段在端部執(zhí)行器之間切換。通過使用兩個分開的端部執(zhí)行器，當前的實施例通過單個機械手傳送器220操作。限制系統(tǒng)為單個機械手220減小成本、復雜度并且提供其它優(yōu)點。然而，一些替代的實施例可以包括多個機械手。
在一些實施例中，機械手220將第一端部執(zhí)行器(例如，濕執(zhí)行器)定位在執(zhí)行器存儲位置，從第一端部執(zhí)行器脫離并且從第二端部執(zhí)行器(例如，干執(zhí)行器)的存儲位置接合第二端部執(zhí)行器。通過接合端部執(zhí)行器，機械手電氣地和氣動地聯(lián)結和接合端部執(zhí)行器以供應電力和/或控制信號。在一些實施例中，工具轉(zhuǎn)換器設備結合到機械手220內(nèi)以允許執(zhí)行器接合和脫離。在一些實現(xiàn)中，工具轉(zhuǎn)換器包括機械的閉鎖機構，以接合端部執(zhí)行器，提供電氣的和氣動的連接。操作中，例如，機械手使用干端部執(zhí)行器從FOUP片盒取回將要處理的晶片并且將已經(jīng)被處理過的晶片返回以避免污染片盒的潔凈的環(huán)境。機械手暫時地將干的晶片放置在傳輸臺222處，切換到濕端部執(zhí)行器，抓住晶片并且將晶片傳輸?shù)教幚砟K122的裝載臺230。在圖2和3所示的實施例中，傳輸臺定位在corwet晶片清洗機224和測量系統(tǒng)226之間。
晶片在裝載臺230內(nèi)精確定位。通過在下面詳細描述的端部執(zhí)行器和裝載臺的數(shù)個有利的特性和部件實現(xiàn)精確定位。一旦晶片被定位在裝載臺內(nèi)，晶片傳感器26(參看圖16)檢測晶片的存在并且開始心軸中的一個的操作，例如心軸246。轉(zhuǎn)動架和心軸控制器250(其在一些實施例中分別通過控制器2812和2836實現(xiàn)，如圖28所示)導致轉(zhuǎn)動架248中的一個將心軸246旋轉(zhuǎn)到裝載臺上方的位置，拾起晶片并且將晶片運動到第一拋光工作臺234以用于拋光(或者其它處理，諸如研磨和相似處理)。在運載器和裝載臺內(nèi)的晶片傳感器通知機械手220裝載臺是空的，使得機械手將另一個晶片取回并且輸送到裝載臺。轉(zhuǎn)動架和心軸控制器250(諸如圖28所示的控制器2812和2836)隨后旋轉(zhuǎn)第二心軸242以取回第二個晶片用于處理。因為當前的實施例的設計，心軸獨立地操作允許比固定的轉(zhuǎn)動架的改進的操作，例如，一個轉(zhuǎn)動架/心軸可以為拋光同時另一個轉(zhuǎn)動架/心軸旋轉(zhuǎn)以裝載或卸載晶片。
一旦在第一拋光工作臺234處的晶片的拋光和/或處理完成，轉(zhuǎn)動架旋轉(zhuǎn)以進行附加的處理。例如，如果在分開的拋光工作臺234、236上使用不兼容的拋光漿，第一心軸240可以被旋轉(zhuǎn)到可選的漂洗臺256，在那里晶片被漂洗。替代地，漂洗還可以幫助防止顆粒污染、處理化學藥品干燥、和/或來自在處理中形成在晶片上的刮痕。漂洗臺256還可以用于提供快速漂洗，以漂洗快速干燥的漿，冷卻晶片，減少晶片上的顆粒，清洗運載器，和/或當如果處理失速、如果第二拋光工作臺236上的處理所用的時間長于第一拋光工作臺上的處理所用的時間、和/或其它原因發(fā)生時暫時放置晶片的第二地方。轉(zhuǎn)動架隨后被旋轉(zhuǎn)到第二拋光工作臺236以進行更進一步的拋光和/或處理。在第一心軸移動第一晶片的放置的同時，第二心軸242可以獨立地旋轉(zhuǎn)以取回第二晶片并且將第二晶片定位在第一拋光工作臺234處。一旦在第二拋光工作臺236處的第一晶片的處理完成，第一心軸/運載器244可以將晶片輸送到磨光工作臺254以磨光晶片(當存在可選的磨光工作臺時)，例如通過水磨光來清洗晶片，和/或隨后將晶片傳送到卸載臺232。在一些實施例中，與裝載臺中的傳感器26相似的傳感器用于檢驗在卸載臺處是否存在晶片。機械手220隨后用濕端部執(zhí)行器取回處理過的晶片以將晶片運動到測量工具226或清洗機224(當存在時)。在測量完成并且晶片滿足預先限定的標準以后，晶片被移動到清洗機224(當存在時)，在那里清洗并且干燥晶片。機械手切換到干端部執(zhí)行器，拾起清洗并且干燥的晶片并且將處理過的晶片返回FOUP126。替代地，當沒有清洗機臺224時，機械手繼續(xù)使用濕端部執(zhí)行器并且將晶片放置在濕存儲裝置內(nèi)。
心軸240、242繼續(xù)通常在單個方向(例如，順時針)旋轉(zhuǎn)以處理一系列晶片。這被稱作“串行處理”。替代地，每個心軸可以致力于特定的拋光工作臺，通常稱作“并行處理”。例如，第一和第二心軸可以替代地構造為用于晶片的預先限定的定位運動。例如，第一心軸可以構造為從裝載臺230取回晶片，在第一工作臺234上執(zhí)行第一處理，并且將晶片運動到漂洗臺。第二心軸可以在第二工作臺236上執(zhí)行第二處理并且將處理過的晶片放置在卸載臺232內(nèi)。
系統(tǒng)120可以連續(xù)地操作，只要晶片被供應以進行處理。心軸不必要放松，因為系統(tǒng)使用旋轉(zhuǎn)接頭來將流體聯(lián)結到心軸并且使用滑動環(huán)用于聯(lián)結電力和/或控制信號，如下面完全地描述的。
在一些實現(xiàn)中，轉(zhuǎn)動架248以同中心的分開的軸承系統(tǒng)實現(xiàn)。例如，用于第一心軸240的第一軸承系統(tǒng)可以在用于第二心軸242的第二軸承系統(tǒng)內(nèi)同中心地定位。第一實體柱或塔可以容納第二軸承系統(tǒng)，并且第一軸承系統(tǒng)可以被容納在第二軸承系統(tǒng)內(nèi)。更進一步地，在塔內(nèi)包括管以通過旋轉(zhuǎn)接頭輸送流體。
每個轉(zhuǎn)動架通過分開的馬達、諧和傳動和齒輪減速系統(tǒng)(沒有示出)驅(qū)動以運動和定位運載器244、246。圖40示出了根據(jù)一些實施例的轉(zhuǎn)動架240的簡化的截面視圖。馬達實現(xiàn)運載器244、246的獨立運動并且還可以在晶片被壓在工作臺234、236上時獨立地振動運載器(例如，當晶片與旋轉(zhuǎn)工作臺接觸時，在拋光工作臺上方大約半英寸、1英寸或其它距離振動晶片)。振動可以以可變的速率(例如，振動的頻率(每分鐘循環(huán))可以變化)實現(xiàn)，可以控制相對于工作臺的運動的量，并且還可以獨立地控制晶片沿工作臺的徑向的定位。獨立的振動和定位允許對拋光、研磨或其它晶片的處理的更強的控制。相似地，拋光速率為拋光墊的速度的函數(shù)，并且控制晶片在工作臺上的定位允許系統(tǒng)利用拋光墊的旋轉(zhuǎn)速度的差異作為距離旋轉(zhuǎn)墊的中心的徑向距離的函數(shù)?，F(xiàn)有技術系統(tǒng)的單個中心轉(zhuǎn)動架設計不允許獨立地定位晶片，并且當一個晶片的位置移動時，其它晶片或運載器的位置相似地移動。
旋轉(zhuǎn)接頭(沒有示出)與管聯(lián)結以將流體連通去往和/或來自心軸240、242和在心軸之間。流體可以包括大致任何流體，諸如空氣、氮氣、真空、水、和其它這樣的流體。轉(zhuǎn)動架還包括滑動環(huán)2834(參看圖28)以輸送電力(以不同電壓)和電信號以通信到心軸控制器250和在心軸之間。在一些實施例中，電信號通過以太網(wǎng)連接通過滑動環(huán)通信到心軸控制器。替代和/或結合滑動環(huán)，在一些實施例中，系統(tǒng)使用無線通信(例如，射頻(RF)、紅外、藍牙、和其它這樣的無線聯(lián)結)和/或光通信，諸如通過光纖光學聯(lián)結。此外，可以使用電感耦合器、電池電源和/或其它相似的提供動力方案將動力輸送到心軸，允許心軸連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。
在一些實現(xiàn)中，系統(tǒng)包括一個心軸控制器250。流體和電信號被通信到單個心軸(例如，第二心軸242)。從第二心軸，第一心軸240與第二心軸電聯(lián)結，并且包括流體運載管以將流體從第二心軸連接到第一心軸。例如，在一些實現(xiàn)中包括電纜運載器以在兩個心軸之間建立電連接并且允許將控制信號從心軸控制器250通信到第一心軸240。這樣，第一心軸從第二心軸菊花鏈。在系統(tǒng)120包括第三心軸的實施例中，第三心軸可以從第二心軸與第一心軸并行地聯(lián)結，或者還可以從第一心軸菊花鏈以接收電控制信號和動力和流體。
在一些優(yōu)選的實施例中，系統(tǒng)用市場上可買到的部件實現(xiàn)，并且結合到系統(tǒng)內(nèi)的部件的數(shù)量受限以獲得具有減小的尺寸、減少的零件、簡化的設計、和簡化的操作，同時維持高度可靠性和一致性的系統(tǒng)。在獲得這些標準中，這些特定的實現(xiàn)受限于單個機械手220、和僅兩個心軸/運載器240、242和拋光工作臺234、236。切換執(zhí)行器的單個機械手220和單個臺清洗機224簡化了設計并且減小了系統(tǒng)120的尺寸。此外，減少的部件顯著地減少了制造和維護的成本。
當前的實施例使用獨立的心軸索引，這消除了當處理要求在多個處理/拋光工作臺234、236之間運動時對回溯(逆向旋轉(zhuǎn))的需要。旋轉(zhuǎn)在不回溯的情況下允許晶片圍繞轉(zhuǎn)動架連續(xù)地360度運動。然而，當需要時，心軸可以回溯，例如，在第二拋光工作臺236拋光之后，在順時針方向旋轉(zhuǎn)心軸以將晶片存放在卸載臺232或緩沖工作臺254之前，心軸242可以在逆時針方向旋轉(zhuǎn)晶片，使晶片返回可選的漂洗臺256。獨立運動允許一個心軸正在拋光晶片的同時第二個心軸正在拋光或漂洗另一個晶片，和/或裝載或卸載。此能力改進產(chǎn)量以及對于操作者的處理選擇，例如，因為每個步驟不必須為相同的持續(xù)時間。其它現(xiàn)有系統(tǒng)使得多個心軸結合在一起，使得需要它們同時一起運動，限制產(chǎn)量和/或處理選擇。當前的實施例允許更大的靈活性和改進的產(chǎn)量，同時使用更少的心軸，節(jié)省成本并且減小復雜度。心軸的獨立的操作還允許系統(tǒng)向后或向前旋轉(zhuǎn)心軸到可用的臺以避免在處理期間或在處理中斷期間讓晶片干燥和/或保持晶片濕潤，因為一些處理化學藥品可能在被允許在晶片上干燥時損害晶片。例如，第一心軸240可以將晶片移動到漂洗臺256并且第二心軸242可以旋轉(zhuǎn)以根據(jù)接近性和可用性將晶片放置在緩沖工作臺、卸載臺232或裝載臺230內(nèi)。
在一些實施例中通過編碼馬達、閉環(huán)伺服控制器、在轉(zhuǎn)動架248的塔的頂部處的用于電信號和動力(例如，400V和24V電力，和以太網(wǎng)信號)的滑動環(huán)2834(參看圖28)和在塔的底部處的提供為用于輸送和/或撤回一種或多種流體的旋轉(zhuǎn)接頭的結合和/或帶有定位在一個心軸組件(例如，第二心軸242)上的MMC(機械運動控制器)的分布式控制器實現(xiàn)獨立的心軸索引，使得較少的信號線通過滑動環(huán)發(fā)送。在一些實現(xiàn)中，用電線和管將心軸聯(lián)結在一起，以將電信號和流體運載到每個心軸?？梢愿郊拥睾?或替代地使用光纖、RF、紅外、無線藍牙和/或其它輸送方法。在一些實現(xiàn)中，旋轉(zhuǎn)接頭為用于水、空氣、真空和氮氣的四通道效用系統(tǒng)?？梢灶愃频厥褂酶郊拥暮?或替代的流體。在增加第三心軸組件的實施例中，可以增加第五(或更多)流體通道以獲得足夠的運量。替代地，增加四通道旋轉(zhuǎn)接頭的容量。對于更高的產(chǎn)量，諸如當拋光時間為相對短的持續(xù)時間時，三個或更多心軸實現(xiàn)可以是期望的。
通過使用索引可以獲得運載器和晶片的精確定位。當前的實施例包括對馬達旋轉(zhuǎn)和/或轉(zhuǎn)動架248的旋轉(zhuǎn)中的每個的索引。此外，使用從臺到臺的索引以監(jiān)控運載器和晶片的位置和晶片的處理，并且控制運載器的振動。在一些實現(xiàn)中，控制器2810、2812(參看圖28)控制心軸從臺到臺的索引和心軸的振動。心軸控制器250控制心軸的旋轉(zhuǎn)、運載器和晶片的上下運動、背壓、環(huán)力、和在拋光期間通過運載器施加到晶片上的向下的力的等級。心軸控制器250可以通過可編程邏輯控制器(PLC)、微處理器、或其它控制裝置實現(xiàn)。通過滑動環(huán)的以太網(wǎng)連接減少必須通過滑動環(huán)通信的電線和/或通道的數(shù)量。通過心軸控制器250接收信號，心軸控制器250通過心軸之間的電纜運載器控制第一和第二心軸。在一些實施例中，心軸還包括在向上的位置或遠離拋光工作臺234、236的位置偏置運載器244、246并且從而偏置晶片的偏置彈簧。通過遠離工作臺偏置運載器，系統(tǒng)提供安全機構并且減小如果暫時或長期的動力損失或其它可以中斷對晶片的處理的控制發(fā)生時對晶片的損害。心軸還可以包括可以實現(xiàn)運載器和晶片的向下的運動和力的氣動傳動的接受器，如將在下面更進一步地描述的?？梢允褂闷渌鼨C構在上和下位置之間運動運載器和晶片，并且在處理期間維持向下的力，諸如液壓的、螺桿驅(qū)動的、或其它這樣的相關的機構。
圖4示出了根據(jù)一些當前的實施例的裝載臺230的透視圖。圖5示出了在裝載臺處從下部向上看的透視的圖4所示的裝載臺230。在此實施例中，裝載臺為邊緣接觸裝載臺，其中裝載臺在邊緣處(通過在晶片的兩個通常平面的表面之間延伸的過渡區(qū)域限定)和/或圍繞晶片的平面的表面的周緣附近的相對小的區(qū)域(例如，通常小于從邊緣朝向中心延伸的晶片的直徑的大約0.005倍)接觸晶片。一些實施例還包括確認晶片適當?shù)囟ㄎ辉谘b載臺上的傳感器26(參看圖12和16)。當前的實施例的裝載臺230簡化并且高度準確地將晶片放置在裝載引導器內(nèi)，并且還簡化并且確保晶片與心軸240、242的運載器244、246一起準確地放置。此準確的放置至少部分地通過允許在裝載臺230和運載器244之間的未對準和/或裝載臺230和機械手220之間的未對準的范圍獲得。
還參考圖4和5，裝載臺230包括第一或下部區(qū)段29、第二或中間區(qū)段30、和第三或上部區(qū)段31。圖6示出了根據(jù)一些實施例的下部區(qū)段29的分解視圖。下部區(qū)段29包含直線軌道組件11，其在一些實現(xiàn)中包括直線球軸承配置。裝載臺被安裝在這些直線軌道組件上以允許裝載臺在X和Y方向的對準調(diào)節(jié)。直線軌道組件11被安裝到軌道基座14。一個或全部兩個軌道基座與將整個裝載臺230連接到系統(tǒng)120的裝載臺基座32固定在一起。下部區(qū)段29還包含偏置裝載臺并且允許裝載臺230的位置在X和Y方向調(diào)節(jié)的彈簧13，如在下面完全地描述的。這些彈簧13至少部分地使得裝載臺返回已知或中心的位置。在一些實施例中還包括調(diào)節(jié)旋鈕12以偏置調(diào)節(jié)定位和對準裝載臺與運載器244和/或機械手220。缸基座15與軌道組件11和/或軌道基座14中的一個或多個固定在一起，使得缸基座在X和Y方向移動。彈簧13中的一個或多個與軌道基座14固定在一起以向中心位置(如通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)旋鈕12限定的)偏置缸基座15。偏置彈簧和直線軸承軌道陣列組件11允許在裝載臺230和心軸運載器244、246之間的相對大量的未對準以及裝載臺230和機械手220之間的未對準。
圖7示出了缸基座15、直線軌道陣列11和軌道基座14與裝載臺基座32組裝并且固定在一起的下部區(qū)段29的部分切除的提高的透視圖。圖8示出了具有將直線軌道陣列推動到選擇的中心位置的彈簧13的組裝好的下部區(qū)段29的部分切除的下部透視圖。圖9-11示出了與直線軌道陣列聯(lián)結在一起并且延伸通過和/或與軌道基座14固定在一起的彈簧13的放大視圖。
圖12分別示出了中間和上部區(qū)段30和31的分解視圖。中間區(qū)段30包括晶片卡盤組件2。在一些實施例中，晶片卡盤組件包含晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5。機械手220將晶片放置在晶片卡盤4內(nèi)，準備將晶片裝載到運載器244內(nèi)。晶片卡盤4位于晶片引導環(huán)5內(nèi)。用彈簧9(參看圖13，示出了將卡盤晶片4和晶片引導環(huán)5壓在一起的彈簧9的放大視圖)將晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5壓在一起。晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5一起形成凹處以從機械手220接收晶片。此外，在一些實施例中，晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5構造為使得晶片僅在晶片的邊緣周圍接觸晶片卡盤。晶片卡盤4通過基座板6安裝到缸8，缸8提升晶片朝向和/或進入運載器244，并且縮回晶片卡盤組件2。缸8可以通過大致任何相關的提升裝置實現(xiàn)，諸如液壓提升裝置(例如，雙桿液壓缸)、螺桿驅(qū)動或其它這樣的機構或機構的組合。
缸8的靜止的主體安裝到將下部區(qū)段29、中間區(qū)段30、和上部區(qū)段31連接到一起的基座板6。一些實施例還包括在中間區(qū)段30內(nèi)的一個或多個晶片傳感器組件26，以檢測晶片何時被適當?shù)睾?或不適當?shù)胤胖迷诰ūP4上。中間區(qū)段的底部處還包括保護提升裝置不受晶片和其它污染物影響的防護物7。
上部區(qū)段31包含裝載引導環(huán)1、隔開隔離物3和噴射器40(參看圖4)。參考圖4和12，裝載引導環(huán)1包括沿內(nèi)部表面的斜切22。內(nèi)部突出部分限定了運載器裝載凹處21?？赡鼙┞队谔幚砘瘜W藥品的裝載臺230的部件通常由抗腐蝕的材料構造，諸如塑料、不銹鋼、鈦、鋁和其它相關的抗腐蝕的材料。被從處理化學藥品保護的其它部件可以由相同的抗腐蝕的材料或其它材料構造，諸如鋼和其它相關的材料。
圖14示出了根據(jù)一些實施例的運載器244的分解視圖。運載器包括具有在保持環(huán)24的外部前邊緣處限定的斜切28的保持環(huán)24。在保持環(huán)內(nèi)限定運載器凹處25以從裝載臺接收晶片。操作中，運載器24位于裝載臺230的裝載引導環(huán)1內(nèi)以從裝載臺取回晶片。保持環(huán)24的斜切28與裝載引導環(huán)1的斜切22合作以提供對運載器244和裝載臺230之間的未對準的補償。
裝載引導環(huán)1的斜切22部分地補償與運載器的未對準，但是還提供至少一些對裝載臺相對于機械手220的未對準的補償。在將晶片輸送到裝載臺230中，機械手220將晶片放置在晶片引導環(huán)5內(nèi)。裝載臺的構造允許與機械手的預先限定的量的未對準，并且晶片引導環(huán)5的斜切的上部邊緣22部分地允許補償一些未對準。相似地，彈簧13也可以提供一些對未對準的調(diào)節(jié)。然而，機械手220和裝載臺230之間的未對準容許量通常小于通過當前的實施例在運載器244和裝載臺230之間允許的未對準容許量。例如，在一些實現(xiàn)中，機械手220和裝載臺230之間的未對準容許量小于大約0.1英寸，并且在一些優(yōu)選的實施例中小于大約0.05英寸。
在一些實現(xiàn)中，使用限定中心位置的調(diào)節(jié)旋鈕12使得裝載臺230與運載器244、246初始地對準。隨后為機械手220和/或機械手控制器編程序以使得它們運動到限定的中心位置。這樣，在一些實施例中，運載器指示裝載臺230的中心位置。裝載臺260和運載器244、246上的斜切22和28分別地通過不需要技術人員高度準確地調(diào)節(jié)裝載臺的位置而使得調(diào)節(jié)裝載臺230簡單。同樣，當操作系統(tǒng)120時，運載器244、246可以變得與裝載臺未對準。因為裝載臺允許相對大量的未對準容許量并且接收這些未對準，系統(tǒng)可以在重新對準前繼續(xù)操作更長的時間。
在一些實施例中，調(diào)節(jié)旋鈕12可以附加地和/或替代地用于準確地對準裝載臺230和機械手220以在限定的未對準容許量范圍內(nèi)(例如，小于大約0.05英寸)。此調(diào)節(jié)的對準限定和/或重新限定裝載臺的中心位置。
當運載器要取回晶片時，心軸240的運載器244定位在裝載臺230上方。運載器以拱狀運動被向下引導到裝載臺上，準備取回晶片。運載器還包括保持環(huán)24的外部邊緣上的斜切28，并且裝載臺230包括在裝載引導環(huán)1的內(nèi)部上的斜切22。兩個斜切的雙重合作至少部分地允許運載器和裝載臺未對準。此外，通過將晶片卡盤組件2和裝載引導環(huán)1定位在直線射線組件11上，根據(jù)直線軌道陣列的長度，裝載臺可以在X和Y方向移動預先限定的量。彈簧13偏置裝載臺到期望的中心位置。在一些實施例中，運載器240和裝載臺230之間的未對準容許量可以為大約0.25英寸，因為當在容許量內(nèi)未對準時，運載器244施加足夠的力到裝載臺以克服來自彈簧13的彈簧力，并且移動裝載晶片卡盤組件2和裝載引導環(huán)1的位置以對準。
因為機械手220和裝載臺230之間的未對準容許量通常小于運載器244和裝載臺之間的未對準，通過將裝載臺安裝在直線軌道陣列11上，當前的實施例補償變化中的這兩個差異。直線軌道允許裝載臺在X和Y軸線上滑動。從而，當運載器244和裝載臺230的未對準在容許量內(nèi)時，裝載引導環(huán)1和保持壞24的斜切22和28分別地導致裝載臺在X和/或Y方向沿直線軌道陣列作用以對準運載器244和裝載臺230。然而，裝載臺的定位中的此移動可以有害地影響裝載臺230與機械手220的對準。因此，偏置裝載臺到預先限定的中心位置以與機械手對準。在通過運載器244移動裝載臺230之后，一旦從裝載臺撤回運載器，裝載臺通過偏置返回中心位置。
在一些實施例中，裝載臺包括一個或多個并且通常多個彈簧13以實現(xiàn)偏置。裝載臺還可以通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)旋鈕以移動偏置彈簧13的錨固部的定位和/或一個或多個彈簧13上的張力而在中心位置處定中心(通常通過與運載器對準限定)，以定中心裝載臺230為與機械手220在如在下面更進一步地描述的預先限定的容許量內(nèi)對準。
在一些現(xiàn)有技術的系統(tǒng)中，需要松開螺釘以允許調(diào)節(jié)裝載臺位置，隨后緊固螺釘以維持定位。當前的實施例通過允許調(diào)節(jié)裝載臺230的偏置內(nèi)的張力避免了此復雜的和麻煩的過程。
在從裝載臺移除晶片中，運載器定位在裝載引導環(huán)1上方并且被壓入運載器裝載凹處21(斜切22和28合作以對準)。缸8驅(qū)動或提高晶片卡盤組件2和晶片通過裝載引導環(huán)1內(nèi)的倒轉(zhuǎn)的切去頂端的圓錐形孔口，對準晶片與運載器244，并且進入運載器凹處25。裝載引導環(huán)內(nèi)的倒轉(zhuǎn)的切去頂端的圓錐允許晶片、晶片卡盤和裝載引導環(huán)之間的未對準，使得當晶片經(jīng)過引導環(huán)時，晶片與運載器對準。在一些實施例中，裝載引導環(huán)1還包括一個或多個切口或凹進處420，并且通常多個切口圍繞裝載引導環(huán)的周緣定位。切口420提供附加的區(qū)域，運載器244的保持環(huán)24可以由于通常作為吸收流體和/或由于熱量擴張的結果的裝載引導環(huán)1和保持環(huán)24中的一個或全部的膨脹或擴張延伸到該附加的區(qū)域內(nèi)。裝載引導環(huán)1的內(nèi)部直徑和保持環(huán)24的外部直徑之間的間距容許量是精確的。切口有效地提供區(qū)域，在從裝載臺取回晶片期間保持環(huán)24可以彎曲或凸出到該區(qū)域內(nèi)，并且減小保持環(huán)24和裝載引導1之間的摩擦，使得更容易從裝載引導環(huán)移除保持環(huán)，減小保持環(huán)變成嵌入并且卡在裝載引導環(huán)1內(nèi)的可能性。
在其它系統(tǒng)中，可靠的裝載經(jīng)常需要在裝載臺的水平平面內(nèi)在X和Y方向非常精確地對準心軸(和運載器)中心與裝載臺中心。通常，這些其它系統(tǒng)的心軸和裝載臺中心需要在最多大約1/64英寸的容許量內(nèi)對準到彼此。這樣，在生產(chǎn)操作期間在這些其它系統(tǒng)內(nèi)需要頻繁地重新對準這些部件以維持可靠的裝載并且避免打破有價值的晶片。
當前的實施例替代地允許相對大得多的未對準容許量。例如，在一些實現(xiàn)中，運載器244和裝載臺230之間的未對準容許量可以為大約1/4英寸，這是其它系統(tǒng)的容許量的大約16倍。這簡化對準，減小定期的重新對準的頻率，改進產(chǎn)量，改進可靠性，減小浪費的晶片并且提供其它重大的優(yōu)點。
至少部分地通過分別在裝載引導環(huán)的裝載凹處21和運載器的保持環(huán)24內(nèi)加工匹配的斜切22和28獲得處理運載器和裝載臺之間的未對準的能力。保持環(huán)的外部直徑在裝載凹處內(nèi)接合并且對準運載器。這些斜切22、28允許預先限定的容許量(例如，大約0.25英寸)內(nèi)的未對準，并且附加地，晶片卡盤組件2和裝載引導環(huán)1自由地在直線軌道組件11上在X和Y方向運動，允許裝載臺自由地運動并且與運載器對準。在裝載順序之后，通過使用彈簧13將裝載臺230移動回到已知的中心位置。在將晶片裝載到運載器以后將裝載臺返回到已知的位置在預先限定的未對準容許量內(nèi)對準裝載臺230與機械手220，以確?？梢酝ㄟ^晶片機械手220將下一個晶片裝載到裝載臺230內(nèi)。當前的實施例允許系統(tǒng)120連續(xù)地操作以以最小并且優(yōu)選的零故障并且沒有如經(jīng)常在其它系統(tǒng)中需要的重復的重新對準地將晶片裝載到運載器244、246內(nèi)。
圖15示出了用于將晶片裝載到運載器244內(nèi)的過程1510的簡化的流程圖。在將晶片裝載到運載器內(nèi)中，數(shù)個可運動的機械元件在空間和時間上協(xié)調(diào)以獲得成功的晶片裝載。在步驟1520，通過機械手220通過邊緣接觸的端部執(zhí)行器從存儲元件126選擇晶片。在一些實施例中，也可以使用保持在晶片的背部上的真空，但是對于一些過程是不合需要的。在步驟1522，通過機械手將晶片運動到晶片卡盤4并且放置在晶片引導環(huán)5內(nèi)。在一些優(yōu)選的實施例中，晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5設計為具有減荷切口以適應邊緣接觸的端部執(zhí)行器。在步驟1524確定晶片傳感器組件26是否確認晶片被正確地放置。傳感器組件將結果通信到中央控制中心(例如，電子裝置260內(nèi)的控制中心)。在一些實施例中，晶片傳感器26為在非常濕的環(huán)境內(nèi)操作的無源類型的傳感器。在下面詳細地描述晶片傳感器26。
如果不存在晶片，過程返回步驟1524以等待檢測晶片。一旦晶片傳感器26在步驟1524中檢測到晶片，過程繼續(xù)到步驟1526，在那里運載器(例如，第一運載器244)被運動到裝載臺230和裝載引導環(huán)1上方的位置。在步驟1526，運載器244被降低到裝載引導環(huán)內(nèi)，將其放置在裝載臺的運載器裝載凹處21內(nèi)。在一些實施例中，過程包括可選的步驟1530，在那里使用噴射器40(參看圖4)用去離子水噴射晶片的背部。濕潤晶片的背部可以經(jīng)由水張力幫助將晶片裝載到運載器244內(nèi)，以及可以在過程期間具有有用的效果。
在步驟1532，缸8提高晶片、晶片卡盤4、和晶片引導環(huán)5，直到晶片引導環(huán)接觸裝載引導環(huán)1的底部。因為晶片、晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5一起被提高，晶片在晶片卡盤上并且在晶片引導環(huán)內(nèi)的中心。即使晶片引導環(huán)5現(xiàn)在停止，并且在一些實施例中靠在裝載引導環(huán)1的底部上定位，因為晶片卡盤4和晶片引導環(huán)通過伸展以適合分開的張力彈簧9或一些其它偏置裝置連接，晶片卡盤4可以繼續(xù)向上提高晶片通過裝載引導環(huán)1。當晶片經(jīng)過裝載引導環(huán)1時，晶片與運載器244對準。在步驟1534，晶片被向上推直到它就位在晶片運載器凹處25內(nèi)。在一些實施例中包括在裝載引導環(huán)1和在晶片卡盤4上的花鍵的、分段的、和傾斜的接觸部以允許將晶片定位和可靠地對準在運載器上，同時僅接觸晶片的邊緣。
在步驟1536，應用運載器保持方法以將晶片保持在運載器凹處25內(nèi)的適當?shù)奈恢谩Ｔ谝恍嵤├?，保持方法通過真空實現(xiàn)，然而，可以使用其它保持方法。在步驟1540，通過運載器傳感器(例如，真空等級傳感器)確認晶片的正確的裝載，并且該定位被通信到控制中心。在步驟1542，裝載臺230的缸8降低到下位置。當缸降低時，通過偏置裝置(例如，通過彈簧9)將晶片引導環(huán)5和晶片卡盤4推動回到一起。運載器和晶片一起從裝載臺提高(在一些實現(xiàn)中與缸的降低同時)并且運動到拋光位置，從而完成將晶片裝載到運載器244上的操作。當運載器從裝載臺升起時，彈簧13運動晶片卡盤組件2和裝載引導環(huán)5(和/或裝載臺230)回到已知的和/或中心的位置。降低卡盤和引導環(huán)。裝載臺現(xiàn)在準備好接收下一個晶片。
圖16示出了根據(jù)一些實施例的可以在裝載臺220的中間區(qū)段30上使用的傳感陣列26的透視圖。圖17示出了圖16所示的傳感陣列26的放大視圖。在一些實施例中，傳感陣列26設計為在非常濕的環(huán)境中可靠地操作并且容許供水壓力的變化。其它此類型的傳感器對液體的供應壓力敏感。然而，當前的傳感組件在寬范圍的壓力內(nèi)準確地操作，例如在大約10到80psi之間的壓力，并且通常在20到60psi(額定為30psi)之間操作。
傳感器組件26包括安裝在安裝到傳感器基座20的傳感器管19頂上的傳感器帽16。在操作期間，水被供應到傳感器管19的下部端，使得水向上流過傳感器管并且從傳感器管的頂部(沒有示出)出來。此水流從其下位置向上推傳感器帽16且上靠在停止器17上。在一些優(yōu)選的實施例中，僅需要小量的水壓將傳感器帽提升到停止器。停止器17還允許使用寬范圍的壓力，因為當水壓增加時，傳感器帽仍然被停止器保持在適當?shù)奈恢?。停止?7可調(diào)節(jié)以獲得傳感器帽16的期望的提升。
在一些實施例中，傳感器帽在頂部具有一個或多個小孔和/或多孔材料，這允許一些量的水從頂部流出。當晶片1720(參看圖17)向下降低靠在傳感器帽16上時，晶片的重量向下推傳感器帽。因為水通過一個或多個孔和/或多孔材料逸出，晶片被維持在水的表面上，使得水不接觸帽，并且因此僅水接觸晶片。目標凸緣18牢固地與傳感器帽的基座固定在一起。在基座上有接近傳感器70以感測目標的存在。接近傳感器可以通過大致任何接近傳感器實現(xiàn)，諸如感應傳感器或其它這樣的傳感器。當傳感器帽16和目標18在上位置時，接近傳感器70不感測目標，意味著不存在晶片1720。替代地，當傳感器帽和目標在下位置時，接近傳感器70感測檢測目標18，識別晶片存在于裝載臺230上。
一些優(yōu)選的實施例使用分別在晶片引導環(huán)1和保持環(huán)24上的斜切的邊緣22和28，使得機械手220和晶片運載器244在相對于裝載臺230定位中具有一些活動余地。在一些實現(xiàn)中，晶片卡盤4和裝載引導環(huán)1包括分段的肩部，使得僅在晶片的邊緣處接觸晶片，同時仍然允許在裝載期間將晶片準確地放置在運載器244內(nèi)。
在一些實施例中，通過低摩擦直線軌道組件11使用與運載器的低摩擦X-Y自對準。附加地，通過調(diào)節(jié)旋鈕12獲得精確的X-Y對準。在一些實現(xiàn)中，通過牢固地將裝載臺基座32支撐結構安裝到系統(tǒng)或工具120的剛性的框架實現(xiàn)對晶片裝載臺X-Y位置的機械調(diào)節(jié)。隨后使用調(diào)節(jié)旋鈕12設置裝載臺230到期望的中心位置以確保兩個或更多心軸的裝載，其中心軸到裝載臺中心的對準在預先限定的閾值內(nèi)(諸如在大約1/4英寸內(nèi))。相似地，隨后使用調(diào)節(jié)旋鈕12定位裝載臺到期望的中心位置以確保與機械手220的對準在預先限定的容許量內(nèi)，并且從而提供晶片在裝載臺230內(nèi)的適當?shù)姆胖谩?br> 在一些實施例中，通過在軌道基座14的相反的側上正交地定位的兩個軌道實現(xiàn)直線軌道組件11。每個軌道與沿軌道滑動或滾動的軌道滑塊合作。在一些實施例中，軌道滑塊包括軌道通過在其上滾動的一個或多個球軸承。第一軌道(例如，最靠近基座32的軌道)沿第一軸線(例如，X軸線)定位，而第二軌道沿與第一軸線正交的第二軸線(例如，Y軸線)定位。軌道可以構造為與軌道滑塊配合，使得軌道接合滑塊，諸如通過在滑塊內(nèi)的漸縮的凹槽，該漸縮的凹槽接收相似地漸縮以符合滑塊的凹槽的軌道。第一軌道滑塊可以與第一軌道基座(例如，靠近下部區(qū)段基座32的軌道基座)固定在一起，并且第一軌道可以與第二軌道基座固定在一起，使得第二軌道基座沿第一軸線運動。第二軌道還與第二軌道基座和第一軌道相反地固定在一起。與第二軌道合作的第二軌道滑塊可以隨后與缸基座15固定在一起，允許缸基座沿第二軸線運動，通過第二軌道基座14的運動獲得裝載臺230在全部兩個正交的方向的運動。
直線軌道組件的軌道和軌道滑塊可以由鋼、不銹鋼、鋁、塑料、合金、一種或多種聚合物、材料的組合和/或其它相關的材料構造。在一些情況中，軌道滑塊可以包括軸承或其它摩擦減小裝置，諸如塑料、特氟綸或其它涂層，其幫助軌道滾動或滑動通過滑塊。軌道和/或軌道滑塊可以包括防止軌道相對于滑塊和/或軌道基座14的過度的運動的停止器。通常，軌道組件11定位于定位在處理模塊122的處理區(qū)域的平臺或地板下方的裝載臺組件28的下部區(qū)段29內(nèi)，以限制和/或避免與可能地腐蝕性的或破壞性的化學藥品接觸。此外在一些實現(xiàn)中，軌道組件11被包裝在保護罩內(nèi)以進一步保護組件。
在一些實施例中，通過螺紋地接合偏置彈簧13的錨固部920的有螺紋的構件實現(xiàn)調(diào)節(jié)旋鈕。參考圖7、9和11，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，螺紋提供在偏置彈簧的一側上沿凹槽922對偏置彈簧錨固部920的精確的調(diào)節(jié)，移動中心偏置位置并且從而移動裝載臺230的運載器裝載凹處21的位置。裝載臺組件28的下部區(qū)段29可以包括一個或多個調(diào)節(jié)旋鈕12以調(diào)節(jié)偏置彈簧13的一側的錨固位置。
在一些實施例中，通過偏置彈簧13和直線軌道組件11實現(xiàn)彈簧返回系統(tǒng)，在將晶片裝載到運載器內(nèi)以后將裝載臺230返回到已知的位置，允許機械手220將下一個晶片裝載到晶片引導環(huán)內(nèi)。參考圖8和10，在一些實現(xiàn)中，偏置彈簧13定位為相對于垂直方向成微小的角度，以減小或避免當裝載臺在中心位置時有害地朝向一個方向或另一個方向拉裝載臺。
參考圖4、12和13，連接晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5的偏置或彈簧系統(tǒng)9偏置卡盤和引導環(huán)，限定使得凹處形成為當缸處于下位置時接收晶片。彈簧系統(tǒng)9還允許晶片卡盤4(當晶片定位在裝載臺內(nèi)時和晶片)在通過缸8提升期間延伸到裝載引導環(huán)1內(nèi)并且達到運載器244，并且當縮回缸時被拉或偏置回到適當?shù)奈恢?。在一些?yōu)選的實施例中，大致不受引入的水的壓力的變化影響的晶片傳感器組件26(參看圖12和16)準確地檢測晶片的存在和/或定位，并且僅用水接觸晶片，防止刮痕或微粒損害，同時水流清洗或沖洗傳感器使得傳感器不會被阻塞。
當前的實施例可以被容易地和快速地調(diào)節(jié)以用于處理不同的物品。例如，當前的實施例對于不同直徑(例如，100到400毫米直徑和其它直徑)晶片通過簡單地改變裝載臺230上的少量零件和運載器尺寸快速地轉(zhuǎn)變。要交換的零件通常包括裝載引導環(huán)1、晶片卡盤4、晶片引導環(huán)5、和運載器244。
圖18示出了根據(jù)一些實施例的裝載臺230的側視圖。晶片卡盤4和晶片引導環(huán)5在從裝載引導環(huán)1分開的下位置。圖19示出了圖18所示的裝載臺230的截面視圖。圖20示出了圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的圖19所示的裝載臺230的截面視圖。圖21示出了圖18所示的裝載臺230的俯視圖。圖22示出了缸8在驅(qū)動晶片卡盤4進入裝載引導環(huán)1并且晶片引導環(huán)5接觸裝載引導環(huán)1的延伸的位置的晶片卡盤組件2和裝載引導環(huán)1的截面視圖。示出了圍繞缸8的一部分以保護缸并且限制或防止水和漿在軸承軌道組件、工作臺和系統(tǒng)120的下方滲出的波紋管密封裝置2320。
圖23示出了根據(jù)一些實施例的裝載臺230的等距視圖。圖24示出了圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的圖23所示的裝載臺230的側視平面圖。圖25示出了圖23和24所示的裝載臺230的部分截面視圖。圖26示出了缸8處于延伸的位置的圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的圖25所示的裝載臺230的部分截面視圖。圖27示出了圖23所示的裝載臺230的俯視圖。
卸載臺232可以與裝載臺230相似地構造。然而，在一些實施例中，卸載臺不包括用于提高和/或降低臺的一部分的缸。在一些實現(xiàn)中，卸載臺232包括保持被處理過晶片濕潤直到通過機械手220使用端部執(zhí)行器取回晶片的一個或多個噴射器276(參看圖2)。噴射器還可以洗滌運載器244、246。例如，噴射器可以圍繞卸載臺的周緣定位以噴射晶片和/或運載器，和/或一個或多個噴射器在卸載臺的中心以噴射晶片的下側。機械手220從卸載臺移除晶片并且在一些實現(xiàn)中在一些測量和/或清洗之后將晶片放置在存儲器內(nèi)。通過六軸線機械手實現(xiàn)機械手允許系統(tǒng)傾斜片以讓積聚在片的表面的面上的水流掉。系統(tǒng)的一些實施例包括靠近卸載臺的容器或排水設備，晶片在其上方被傾斜，使得在傾斜晶片時接收匯聚或積聚的水以限制滴到處理和/或前端模塊上的水或其它液體的量。
在一些實現(xiàn)中，系統(tǒng)120還可以包括用于測量和/或校準通過運載器244、246施加的心軸力、晶片力和/或保持環(huán)力的部件。例如，在一些實施例中，卸載臺232包括用于當運載器將處理過的晶片存放在卸載臺內(nèi)時檢測通過運載器和/或晶片施加的壓力的一個或多個載荷傳感器276(參看圖2)，如在下面完全地描述的。
圖28示出了用于系統(tǒng)120的控制系統(tǒng)2800的簡化的結構圖?？刂葡到y(tǒng)2800包括中央控制器2802，中央控制器2802可以通過處理器、微處理器、計算機、其它控制系統(tǒng)、和其它這樣的控制器和/或它們的組合實現(xiàn)。中央控制器2802包括多個輸入/輸出端口，諸如SBC視頻、鍵盤、鼠標和其它用戶接口輸入/輸出端口2804、和外部通信端口2806(諸如以太網(wǎng)端口)。中央控制器可以包括處理電路和/或插座，諸如MMC/PC塊I/O插座2810、MMC/PC模擬插座2812、RS-486PCI卡插座2814、和其它這樣的處理能力。
中央控制器與操作者接口2820聯(lián)結，以允許用戶控制系統(tǒng)、改變操作、升級系統(tǒng)、取回通過中央控制器存儲的數(shù)據(jù)和其它這樣的訪問。以太網(wǎng)集線器2822與中央控制器的以太網(wǎng)連接器2806聯(lián)結，以將控制信號分配給控制前端模塊124內(nèi)的晶片清洗機224的清洗機控制系統(tǒng)28、控制測量站226的測量控制系統(tǒng)2826、控制機械手220的操作的機械手控制器2830、Fab服務連接、和其它相似的控制器。在一些優(yōu)選的實施例中，以太網(wǎng)集線器2822還與轉(zhuǎn)動架248的滑動環(huán)2834聯(lián)結，用于供給動力和/或控制心軸240、242和運載器244、246?；瑒迎h(huán)通過MMC單機運動控制器和PLC2836(其在一些實施例中可以實現(xiàn)為圖2所示的控制器250)將控制信號分配到心軸的驅(qū)動器，諸如輸送到第一變換器2840和馬達2842以控制心軸旋轉(zhuǎn)?？刂菩盘柨梢詮牡谝蛔儞Q器菊花鏈到第二變換器2844以被輸送到第二馬達2846。菊花鏈可以繼續(xù)任何數(shù)量的心軸?；瑒迎h(huán)還可以將控制引導到其它部件，諸如塊I/O2850和其它部件。在一個實施例中，以太網(wǎng)集線器2822通過四或八端口集線器或切換器實現(xiàn)，然而可以使用其它這樣的切換裝置。
諸如光纖鏈路的通信通道2852可以與控制器的模擬端口聯(lián)結到控制轉(zhuǎn)動架馬達2858和2860的轉(zhuǎn)動架控制器2854、2856。在一些實施例中，MMC模擬2812提供至少一些對轉(zhuǎn)動架的旋轉(zhuǎn)的控制。墊掃動控制器2862、2864還可以與光纖鏈路聯(lián)結以控制墊掃動馬達2866、2868。相似地，墊旋轉(zhuǎn)器控制器2870、2872可以通過光纖鏈路與中央控制器2822通信以控制墊旋轉(zhuǎn)馬達2874、2876。數(shù)據(jù)打開終端2880、2882、2884可以與中央控制器2822的PCI卡端口2834聯(lián)結以將控制分配到拋光工作臺變換器2886和2888和磨光工作臺變換器2890。
圖29示出了根據(jù)一些實施例的用于處理晶片的系統(tǒng)2910的俯視圖。圖30示出了圖29所示的系統(tǒng)2910的等距視圖。系統(tǒng)2910包括處理模塊122和前端模塊124。處理模塊122包括三個心軸2920、2922和2924，每個心軸具有運載器2930、2932和2934。每個心軸與塔內(nèi)的轉(zhuǎn)動架聯(lián)結，使得每個心軸獨立地操作和索引。和圖1-3所示的系統(tǒng)一樣，系統(tǒng)120還包括其它相似的部件，諸如機械手220、存儲元件126、裝載臺230、第一和第二墊234、236和其它這樣的部件。前端模塊124還包括掃描器，然而，可以利用通過掃描器占據(jù)的區(qū)域?qū)⑵渌b置結合到系統(tǒng)2910內(nèi)，諸如自旋臺、度量裝置或其它裝置。此外，傳輸臺相對于系統(tǒng)的平臺大體垂直地定位(例如，與垂直方向成15度角)。
在一些實施例中，系統(tǒng)120和/或2910可以用于提供完全自動化的片盒到片盒的化學機械晶片拋光用于晶片回收。例如，在一個實現(xiàn)中，系統(tǒng)120/2910可以構造為操作具有尺寸為直徑300毫米、有凹口、標稱厚度等于大約800微米的晶片和/或直徑200毫米、有凹口、標稱厚度等于大約725微米的晶片。系統(tǒng)的工具占地面積可以為大約2.8米×2.0米即5.6平方米，并且其它操作條件包括208伏三相，150安培滿載，50-60赫茲，6.2巴、170升/分鐘潔凈的干躁空氣，5.5巴、14升/分鐘氮氣，508毫米汞柱真空，85升/分鐘，在125帕斯卡、大約14立方米/小時排氣，并且使用2.1巴、11升/分鐘去離子水。此系統(tǒng)可以適應SEMI S2、S8和CE。
此外，系統(tǒng)可以容易地從處理200mm直徑晶片轉(zhuǎn)變到其它尺寸的晶片(例如，300mm直徑晶片)。例如，在重新構造系統(tǒng)120時，在裝載臺230中，用戶可以斷開裝載引導環(huán)1、卡盤4、和晶片引導環(huán)5；在卸載臺232中，卸載引導環(huán)；在運載器244、246中，保持環(huán)；以及在前端模塊中，端部執(zhí)行器和片盒。當更改至少卸載臺232時，噴射器3260(參看圖32)可以被移動到對應的直徑，并且在更改裝載和卸載臺時，傳感器將在傳感器位置(例如，分別用于300mm和200mm直徑晶片的3280和3282(參看圖32))之間移動。
操作中，這樣構造的系統(tǒng)可以獲得對于單側拋光大約30到40晶片每小時的產(chǎn)量，在第一拋光工作臺(壓盤1)234處等于大約60秒的時間，并且在第二拋光工作臺(壓盤2)236處大約30秒的時間。相似地，系統(tǒng)對于雙側拋光可以用如上面列出的相同的拋光時間提供大約15到20晶片每小時的速率的產(chǎn)量。此系統(tǒng)可以期待具有高可靠性。例如，系統(tǒng)可以連續(xù)操作至少500小時MTBF，并且維持80％置信區(qū)間，如每個SEMI規(guī)范計算的，具有大于大約90％的正常運行時間，具有小于大約4小時的MTTR。在一些優(yōu)選的實施例中，系統(tǒng)可以包括使用SECS/GEM協(xié)議用以太網(wǎng)操作的工廠主機通信，以上載處方。
系統(tǒng)122/2910的一些實施例可以使用具有花崗巖表面、具有大約32英寸(812毫米)直徑并且在大約10到90攝氏度控制的工作臺溫度操作并且以在大約10到180RPM之間的速度范圍的拋光工作臺(例如，每個兩個)。
墊調(diào)節(jié)器262可以用于一些實現(xiàn)中。圖41-44分別示出了根據(jù)一些實施例的墊調(diào)節(jié)器的等距視圖、部分透明的俯視圖、截面視圖、和下側視圖。根據(jù)每個臺上使用的拋光或研磨墊的類型，調(diào)節(jié)器可以通過金剛石片、尼龍刷和其它相關的調(diào)節(jié)器實現(xiàn)。調(diào)節(jié)器包括通常具有相對低的型面4120的齒輪箱284、286，以允許獨立地控制和旋轉(zhuǎn)的心軸240、242在不接觸調(diào)節(jié)器的情況下旋轉(zhuǎn)。齒輪箱可以實現(xiàn)為蝸桿傳動型齒輪箱以操作調(diào)節(jié)片或刷。此外，用來操作或旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)片或刷的馬達287和288與在馬達和齒輪箱之間合作的柔性的軸一起從調(diào)節(jié)端沿臂向后運動。一些其它現(xiàn)有系統(tǒng)通常在調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)端使用馬達和齒輪箱，其可以與心軸和運載器中的一個或全部的運動干涉。此構造還允許馬達被包含并且遠離拋光處理的元件。
通過在一些實現(xiàn)中與馬達共同定位的波紋管4322或其它相關的裝置將向下的力施加到調(diào)節(jié)片或刷以調(diào)節(jié)工作臺234、236。例如，一個金屬波紋管4322可以被打氣以向下推臂，并且一個波紋管4320可以用于提升臂。使用波紋管提供快速的響應、精確的校準并且避免滯后作用。通過將臂旋轉(zhuǎn)到適當?shù)奈恢玫钠脚_下方的伺服馬達和諧和傳動旋轉(zhuǎn)臂，并且編程序用于調(diào)節(jié)發(fā)生的場合，片或刷旋轉(zhuǎn)多快，和施加多大的力。
一些實施例還包括調(diào)節(jié)片或刷在不使用并且處于暫停的位置時放置在其中的濕盤。諸如水或其它相關的液體的盤的濕盤避免調(diào)節(jié)器干躁，并且允許清洗調(diào)節(jié)器。水盤可以附加地包括可以靠在調(diào)節(jié)器上旋轉(zhuǎn)或摩擦以清洗調(diào)節(jié)器的刷或條。在一些實現(xiàn)中，超聲清洗機與水盤合作以進一步幫助清洗調(diào)節(jié)器。
例如，在一些實施例中，墊調(diào)節(jié)器(每個兩個，每個壓盤1個)為4英寸金剛石片或尼龍刷類型，其在大約5到100RPM之間的裝置速度范圍操作，向下的力范圍例如在大約0.5到60磅(2到133N)之間或更多，具有用戶可編程序的掃動和力參數(shù)。
在一些優(yōu)選的實施例中，系統(tǒng)包括通常通過心軸240、242的漿輸送。漿輸送可以為例如標準每個工作臺2個蠕動型泵，具有一個去離子水漂洗，具有高達每個工作臺6個泵的選擇，具有閉環(huán)流量控制，等于大約10到500毫升/分鐘的漿的流量范圍，等于大約50到1000毫升/分鐘的去離子水的流量范圍，和大約2到12的漿PH值范圍。漂洗臺256還能夠包括有定位在工作臺1和2之間的用于晶片和晶片運載器的清洗噴射，具有用戶可配置的噴射處方。
雖然多于一個心軸可以與每個轉(zhuǎn)動架一起布置以用于在每個工作臺上同時或分開地拋光多于一個晶片，系統(tǒng)通常對于每個心軸包括轉(zhuǎn)動架。這些轉(zhuǎn)動架被獨立地控制、索引和振動，并且允許連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。拋光心軸240、242使用在大約25到100磅(111到4448N)之間的向下的力范圍，具有在大約10到180RPM之間的速度范圍。每個心軸包括晶片運載器244、246，它們在此實施例中用球狀萬向節(jié)機構運載在大約200和/或300毫米之間的晶片。這些運載器具有在大約1到3(對于均勻性控制)之間的壓力區(qū)，其中晶片拋光和保持環(huán)力是處方控制的。
系統(tǒng)還包括具有水懸浮噴嘴晶片接觸的晶片卸載臺232。在一些優(yōu)選的實施例中，卸載臺包括集成的心軸和保持環(huán)向下的力校準。此向下的力校準允許在將晶片卸載到卸載臺232的同時或在其它用戶定義的時間校準心軸的向下的力。還可以包括晶片前和后側噴射以及運載器清洗噴射。卸載臺還可以使用晶片傳感器26。
在一些實施例中，拋光可以通過拋光處方實現(xiàn)。處方為每個拋光工作臺10個可編程序的步驟，其為用戶可配置的，每個步驟用于拋光時間，向下的力，背壓，工作臺速度，心軸速度，力勻變，保持環(huán)力，和漿流量。
前端模塊122包括機械手220，并且可以通過大致任何相關的用于傳送晶片的機械手實現(xiàn)，諸如AdeptSix 300CR CS、6軸線潔凈室機械手、具有用于接附端部執(zhí)行器的潔凈室兼容的快速變換工具轉(zhuǎn)換器。在一些實施例中，端部執(zhí)行器為300mm或200mm邊緣接觸類型或200mm、150mm或更小的背部真空接觸類型。在一些實施例中，晶片輸入和輸出使用晶片推車126以與前端模塊機械地對接，其中輸入為干的并且輸出為濕的。
在一些實現(xiàn)中，系統(tǒng)包括具有例如四種顏色(紅，黃，綠，和藍)的燈塔和/或可聽信號以指示不同處理狀況。附加地和/或替代地，可以使用圖形用戶接口，諸如彩色觸摸屏控制。
圖31示出了根據(jù)上面規(guī)定的參數(shù)實現(xiàn)的系統(tǒng)3110的簡化的等距視圖。系統(tǒng)3110包括處理模塊3122和前端模塊3124。前端模塊還包括機械手和端部執(zhí)行器3126，和發(fā)送和接收片盒3130、3132。處理模塊包括裝載和卸載臺3140、3142，第一和第二工作臺3144、3146，和具有晶片運載器3150、3152的第一和第二心軸。
圖32示出了根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)3210的簡化的等距視圖。此系統(tǒng)允許晶片被干地從輸入片盒3212移除并且被濕地存放在輸出片盒3214內(nèi)。機械手(沒有示出)使用干端部執(zhí)行器從輸入片盒3212移除晶片并且將其傳輸?shù)絺鬏斉_3216。機械手切換端部執(zhí)行器，取回晶片并且將晶片輸送到裝載臺3220。心軸/運載器3222、3224中的一個從裝載臺采集晶片并且開始處理，例如，通過在第一拋光工作臺3232上拋光晶片。在拋光之后，晶片可以在可選的漂洗臺3236內(nèi)被漂洗，并且在第二拋光工作臺3234上再次被拋光。在拋光之后，晶片可以可選地再次被洗滌，并且隨后被輸送到卸載臺3240。晶片可以在卸載臺被進一步地漂洗。在一些實施例中，在拋光期間(INSITU)或在拋光之間(EXSITU)用墊調(diào)節(jié)器3242調(diào)節(jié)拋光墊3232、3234。在一些實施例中，機械手可以倒轉(zhuǎn)晶片以處理相反的側。機械手用濕端部執(zhí)行器從卸載臺3240取回拋光過的晶片并且可以可選地例如當包括晶片掃描器時用晶片掃描器測量晶片或簡單地在晶片不被更進一步地干燥的情況下將晶片定位到濕盆輸出片盒3214內(nèi)。一些實施例附加地包括在盆正在被更換和/或已滿的情況下允許處理過的晶片被垂直地存儲的暫時的濕緩沖器3252。同樣，六軸線機械手220允許片旋轉(zhuǎn)到垂直位置。垂直地存儲晶片經(jīng)常是優(yōu)選的，特別是當濕地存儲它們時，使得顆粒不會停留在表面上。在一些實施例中可以包括附加的端部執(zhí)行器3260，諸如晶片掃描棒，其允許使用在機械手的工具轉(zhuǎn)換器上的許多不同的構造。
在一些實現(xiàn)中，系統(tǒng)120還可以包括用于測量和/或校準如通過運載器244、246施加的心軸力、晶片力和/或保持環(huán)力的部件。例如，在一些實施例中，卸載臺包括用于檢測當運載器將處理過的晶片存放到卸載臺內(nèi)時通過運載器和/或晶片施加的壓力的一個或多個載荷傳感器。圖33示出了根據(jù)一些實現(xiàn)的結合了用于測定通過晶片運載器244和心軸240的部件施加的力的載荷傳感器的卸載臺232的簡化的截面視圖。載荷傳感器為將作用在載荷傳感器上的載荷轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膿Q能器。載荷傳感器可以用于測量和/或計算總心軸力、保持環(huán)力分量、和晶片力分量中的一個或多個。
卸載臺232可以包括兩個載荷傳感器3322和3324并且設計為區(qū)分來自心軸240的總的向下的力和作用在晶片上的力。第一載荷傳感器3322測量通過心軸由諸如波紋管、活塞、缸和/或其它這樣的致動系統(tǒng)的致動系統(tǒng)施加到晶片運載器244的總的向下的力。第二載荷傳感器3324或多個第二載荷傳感器(圖2所示的卸載臺232示出了三個第二載荷傳感器3324)測量通過背板或可增壓的隔膜施加的作用在運載器內(nèi)的晶片上的力的分量；晶片的力。具有隔開或偏移3的裝載板3326(沒有在圖2中示出)被放置在卸載臺內(nèi)。在心軸力的校準期間，在保持環(huán)密封裝置或可增壓的隔膜內(nèi)的壓力被設定到零，如在下面更進一步地詳細描述的。通過由心軸的致動系統(tǒng)產(chǎn)生的向下的力，運載器244被降低到機構上并且被放置為與圍繞卸載臺的引導環(huán)3330的內(nèi)部直徑的突出部分和裝載板3326接觸。
第一載荷傳感器3322測量此向下的力并且本地處理器、中央控制器或計算機記錄測量結果和對應向下的力的心軸的波紋管內(nèi)的對應的流體壓力。例如通過電動氣動的換能器測量波紋管內(nèi)的流體壓力。由波紋管引起的作用在心軸上的力還可以通過定位在心軸組件內(nèi)的梁載荷傳感器測量。來自梁載荷傳感器的測量結果可以用于計算心軸力。來自梁載荷傳感器的測量結果還與來自第一載荷傳感器3322的測量結果比較。
裝載板3326還用于將作用在運載器內(nèi)的晶片上的向下的力傳輸?shù)降诙d荷傳感器3324。晶片力分量可以由背板或具有隔膜壓力的可增壓的隔膜產(chǎn)生。第二載荷傳感器3324可以測量向下的力的晶片力分量。來自心軸和晶片的力測量結果被發(fā)送到控制器或計算機。隨后使用心軸力等式用對應的壓力適當?shù)匦市妮S力、晶片力、和保持環(huán)力(F心軸-F晶片+F保持環(huán))圖34示出了在CMP拋光期間考慮的三個力。這些力包括心軸力3420、晶片力3422、和保持環(huán)力3426。來自心軸240的向下的力作用在晶片運載器244上。作用在運載器上的力在晶片運載器內(nèi)分成保持環(huán)力3426分量和晶片力3422分量。這些力的力平衡等式表示為F心軸＝F晶片+F保持環(huán)其中，F(xiàn)心軸等于從心軸作用在運載器上的力；F晶片等于從心軸作用在晶片上的力的部分；并且F保持環(huán)等于從心軸作用在保持環(huán)上的力的部分。因為晶片力3422加上保持環(huán)力3426大致等于總心軸力3420，可以通過知道等式中的三個力中的其它兩個的值計算這些力值中的一個。
系統(tǒng)120以期望的設定值施加心軸力。用第一載荷傳感器3322測量心軸的實際力。系統(tǒng)還可以使用第二載荷傳感器3324測量晶片力分量。隨后可以通過從總的向下的心軸力減去晶片力分量計算保持環(huán)力(即，F(xiàn)保持環(huán)＝F心軸-F晶片)?？梢杂嬎惚３汁h(huán)力以產(chǎn)生關于保持環(huán)密封裝置壓力的校準曲線。
心軸力通常從致動系統(tǒng)產(chǎn)生。致動系統(tǒng)可以為氣動的、液壓的或一些其它系統(tǒng)。例如，心軸的氣動的致動可以通過波紋管的使用實現(xiàn)。波紋管致動機構，其在拋光期間朝向拋光墊和/或在卸載期間朝向卸載臺推聯(lián)結到運載器的心軸。心軸力在運載器內(nèi)分成保持環(huán)力分量和晶片力分量。這兩個來自運載器的分量在拋光期間作用在拋光工作臺上。
一些晶片運載器在保持環(huán)后面使用保持環(huán)密封裝置。在一些晶片運載器中，諸如Strasbaugh的ViPRR運載器，在增壓位于保持環(huán)后面的保持環(huán)密封裝置的同時，通過運載器保持半導體晶片。增壓的保持環(huán)密封裝置壓靠在保持環(huán)上影響保持環(huán)力。使用等式或表確定可增壓的環(huán)密封裝置中使用的空氣壓力的量，以在晶片處理期間在保持環(huán)上產(chǎn)生期望的量的力。當前的實施例的當前的校準系統(tǒng)允許校準來自可增壓的密封裝置的壓力，以便通過在將心軸力設定在已知的值時測量晶片力獲得保持環(huán)力。在其它晶片運載器中，通過運載器保持保持環(huán)，同時可增壓的隔膜用于在晶片后面施加壓力。在此構造中，可增壓的隔膜產(chǎn)生晶片力，其為作用在晶片上的向下的力的分量。其它晶片運載器構造可以使用背板來施加晶片力。可以使用等式或表確定在隔膜內(nèi)供應的空氣壓力的量以在拋光期間在晶片上施加期望的力。
校準系統(tǒng)允許在拋光之前或之后由系統(tǒng)內(nèi)的對應的心軸力、保持環(huán)力、和晶片力校準心軸波紋管或其它致動系統(tǒng)、可增壓的密封裝置、和隔膜壓力的快速和準確方法。此校準方法和系統(tǒng)導致在拋光晶片時使用更準確的力。圖35示出了用于校準心軸力的過程3520的簡化的流程圖。當使用校準時，具有偏移3的裝載板3326被放置在卸載臺232內(nèi)。通常，裝載板3326的偏移3位于定位在卸載臺內(nèi)的一個或多個載荷傳感器3324上方。偏移3可以是可調(diào)節(jié)的并且裝載板3326的高度可以被調(diào)節(jié)以補償晶片厚度。根據(jù)運載器的類型，將保持環(huán)密封裝置或可增壓的隔膜內(nèi)的壓力設定為零。這可以獲得不受環(huán)密封裝置壓力或隔膜壓力影響的心軸力測量結果。具有運載器244的心軸240隨后在步驟3522中被定位在卸載臺上方。晶片運載器可以被裝載測試晶片或替代地，根據(jù)裝載板的構造，晶片運載器可以為空的。
在步驟3524，增壓心軸的致動系統(tǒng)。在步驟3526，晶片運載器以一定量的向下的力被降低到卸載臺上。在一些實施例中，卸載臺可以在x和y方向具有一定程度的水平自由度(例如，通過直線軸承軌道組件)，并且其構造為使得其與心軸和運載器自定中心。這使得運載器可以對準自身與卸載臺的中心。當晶片運載器被降低到卸載臺上時，其被放置為與裝載板和圍繞卸載臺內(nèi)的引導環(huán)的突出部分3330接觸。
在步驟3530，控制器激活致動系統(tǒng)到產(chǎn)生心軸的向下的力的特定的壓力以校準心軸力。晶片運載器的可增壓的環(huán)密封裝置或可增壓的隔膜內(nèi)的壓力為零。在步驟3532，致動系統(tǒng)將晶片運載器降低到卸載臺并且隨后使用第一載荷傳感器3322來測量通過致動系統(tǒng)產(chǎn)生的引起的心軸力。在步驟3534，控制器記錄來自第一載荷傳感器的測量結果和產(chǎn)生該心軸力的分別的波紋管壓力。在步驟3536，控制計算機隨后對于致動系統(tǒng)內(nèi)的不同壓力重復此過程，并且記錄壓力和對應的心軸力。在步驟3540，產(chǎn)生波紋管壓力或活塞壓力對心軸力的曲線。圖36示出了使用對于波紋管壓力或活塞壓力對心軸力采集的數(shù)據(jù)形成的心軸校準曲線。
在步驟3542，控制器指令心軸力為特定的量，將晶片運載器降低到卸載臺上，以校準對應晶片運載器內(nèi)的諸如保持環(huán)力或晶片力的力分量的流體壓力。在步驟3544，控制器隨后發(fā)送指令以根據(jù)運載器構造增壓保持環(huán)密封裝置或增壓可增壓的隔膜到一定量的壓力。在步驟3546，第一載荷傳感器測量心軸力的總量并且第二載荷傳感器測量心軸力的晶片力分量。在步驟3550，控制器測試并且記錄對于不同環(huán)密封裝置或隔膜壓力的力數(shù)據(jù)。控制器使用總心軸力和晶片力分量計算保持環(huán)力。在步驟3552，重復此過程以產(chǎn)生若干力。在步驟3554，產(chǎn)生密封裝置壓力對環(huán)力或隔膜壓力對晶片力的曲線。圖37示出了對應產(chǎn)生保持環(huán)力的可增壓的環(huán)密封裝置壓力或產(chǎn)生對應的晶片力的可增壓的隔膜壓力的校準曲線。例如，圖37示出了對于具有可增壓的環(huán)密封裝置的VIPRR晶片運載器的校準曲線。
通過上述方式產(chǎn)生的圖36和37所示的校準曲線通常對于被測試的晶片運載器和心軸是獨特的。可以隨后在晶片拋光過程期間使用校準的心軸和運載器。校準幫助企圖確保在晶片處理期間心軸力、晶片力、和保持環(huán)力正確。
當期望或需要時應該進行校準。以下情況發(fā)生時可以執(zhí)行校準用不同的運載器替換運載器2時，替換保持環(huán)和/或保持環(huán)密封裝置時，或者調(diào)節(jié)運載器的高度時(使用墊片設定保持環(huán)的高度-因為環(huán)磨損，該高度必須用墊片調(diào)整到正確位置)。晶片運載器具有許多導致定期維護的可消耗的物品(包括保持環(huán)和保持環(huán)密封裝置)。這樣，定期地移除、重建、和替換運載器是常見的。通常在重建運載器之后執(zhí)行校準。相似地，當晶片運載器在系統(tǒng)內(nèi)變化時可以運行校準過程。另外，校準傾向于隨著時間的過去漂移。即使在沒有變化或重建運載器時，定期的校準可以是有利的。
濕盆3214可以被從盆保持器提高。前端模塊122可以構造為允許濕推車與前端模塊對接和/或被插入前端模塊。推車接收包含處理過的并且仍然是濕的晶片的濕盆，以傳送晶片用于清洗、更進一步的清洗和/或其它處理。
根據(jù)當前實施例的系統(tǒng)的一些實現(xiàn)構造為符合規(guī)格，諸如文件Titel50(Technologisohe Ausrustung fur Watertechnologien)’Los50.8.00的規(guī)格。這些系統(tǒng)可以提供對例如300mm硅晶片的不混濁的拋光并且通過發(fā)展的CMP系統(tǒng)允許在不在箱內(nèi)倒轉(zhuǎn)晶片的情況下拋光前和/或背部。在一些優(yōu)選的實施例中，系統(tǒng)實現(xiàn)為單側拋光機，使得通過機械手倒轉(zhuǎn)晶片以提供第二側拋光能力。例如，這些系統(tǒng)包括兩個拋光工作臺234、236，兩個晶片卡盤244、246，用于在裝載臺230(干輸入)、拋光機234、236和卸載臺232(濕輸出)之間傳輸?shù)奶幹脵C械手220，用于每個工作臺的墊調(diào)節(jié)器262(用于硅不混濁的拋光的尼龍刷和金剛石)，和用于卡盤和晶片清洗的清洗臺224/256。運載器和/或晶片清洗臺256在工作臺1和工作臺2上的拋光之間使用。清洗臺使用噴射清洗，但是一些實施例使用刷清洗。還包括輸出臺以通過機械手和端部執(zhí)行器存放處理過的晶片。在一些實施例中，使用兩個端部執(zhí)行器，其中至少一個為可浸入水中的。在一些實施例中，利用“浮動的”和“固定的”保持環(huán)技術的保持環(huán)可以與相同的運載器一起使用，只要轉(zhuǎn)換在10分鐘以內(nèi)?？梢栽诓桓淖冞\載器工具(浮動的和固定的保持環(huán))的情況下處理厚度在大約650-780微米之間的晶片。墊調(diào)節(jié)器在刷的位置處(最大距離10mm)使用充分的供水器，以在調(diào)節(jié)過程之后充分地清洗刷。在一些實現(xiàn)中在備用形式期間保持刷為濕的。
晶片在一些實施例中被處理，包括將晶片放置在第一拋光工作臺234處，晶片和拋光卡盤漂洗，在第二拋光工作臺236處拋光，晶片和拋光卡盤漂洗(清洗前晶片)，濕潤卸載臺232，和卡盤清洗。替代的處理順序可以包括，在拋光之后，晶片被存儲在濕緩沖器內(nèi)，在那里可以通過標準的硅清洗來清洗晶片。
優(yōu)選的實施例允許連續(xù)的操作。在一些實現(xiàn)中，通過兩個輸入臺和兩個輸出臺或替代地/具有一個輸出臺的用于至少兩個晶片緩沖器的輸出緩沖器，獲得在相繼的箱之間沒有中斷的系統(tǒng)的連續(xù)的操作。系統(tǒng)可以提供有兩個輸入和兩個輸出臺，或者具有晶片緩沖器(例如，最少兩個晶片容量)以確保機器的連續(xù)的、不間斷的操作。在一些實施例中，提供給輸出的“推車”應該包含水和空的片盒。
在一些實施例中，輸入臺為晶體pak13晶片(Entegris)，并且輸出臺為可傳送的濕緩沖器。晶片被放置在低質(zhì)量運載器內(nèi)，例如，一個低質(zhì)量運載器包含26個垂直地定位的晶片?？蓚魉偷臐窬彌_器對接到晶片清洗工具。
系統(tǒng)可以包括備用模式。在一些實施例中，系統(tǒng)濕潤關鍵部件，諸如拋光工作臺；晶片清洗臺；卡盤清洗臺；卡盤(晶片背膜)；和拋光調(diào)節(jié)器在備用模式期間被噴射或以其它方法保持濕潤。
在一些實現(xiàn)中，在全部兩個工作臺上，供應給拋光工作臺的漿流可以以在大約10-1500毫升/分鐘之間的速率被供應。在一些實現(xiàn)中，漿流量在200-300毫升/分鐘之間。兩個漿泵可以被提供為用于以在大約4.8-480毫升/分鐘或17-1700毫升/分鐘的范圍內(nèi)抽吸的主要的拋光工作臺中的每個。在一些實現(xiàn)中，在每個工作臺上供應每種類型的泵中的一個以提供最大靈活性。
拋光控制包括測量拋光壓力、電流和溫度；規(guī)定用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?通信協(xié)議，數(shù)據(jù)采樣頻率，等等)。系統(tǒng)采集并且將數(shù)據(jù)存儲在機器內(nèi)的日志文件內(nèi)，并且可以包括SECS/GEM通信能力以將數(shù)據(jù)文件下載到第三方軟件或工廠主機。SECS/GEM為用于與工廠主機通信并且用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴势脚_。在一些實現(xiàn)中附加地和/或替代地提供XML通信。
測量器械(檢查，測量和測試儀器和軟件)允許系統(tǒng)符合質(zhì)量需求以以定期的間隔控制和校準，并且這些校準通常起源于國際的和國內(nèi)的標準。在誤差校準的情況下，一些實施例包括調(diào)節(jié)特征以調(diào)節(jié)儀器(硬件和/或軟件)。這些調(diào)節(jié)通常是為了避免儀器改變。調(diào)節(jié)的過程在一些實施例中通過在證明的起源于標準(例如，DKD，NIST，PTB，等等)的特定的測試物品(高標準，量塊，等等)上自調(diào)節(jié)自動地運行。
一些實施例獲得晶片處理以滿足至少接下來的標準平均混濁＜0.08ppm(3毫米邊緣除外)；混濁均一性最大值0.08ppm，德耳塔混濁0.01ppm(3毫米邊緣除外)；在前和背部上(包括邊緣除外區(qū)域)無污染，無卡盤痕跡，無刮痕；晶片邊緣無損傷，無污染；和金屬污染(VPD-AAS，三個晶片)Na，Al，K，Cr，F(xiàn)e，Ni，Cu，Zn，Ca＜5E9 at/cm2。相似地，可以使用50個晶片用于在清洗之后檢查來測試晶片質(zhì)量。在無混濁的拋光處理(硅移除＞＝2.0微米)之前和之后測量幾何形狀(厚度，彎曲，翹曲，TTV)。晶片要達到的規(guī)格包括TTV的改變＜0.2微米；局部平整度SFQR＜0.30微米(進來的晶片SFQR＜或＝0.20微米)；晶片內(nèi)不均勻度WIWNU(1西格馬)＜5％，其中，上述規(guī)格是3毫米邊緣除外的。
再次參考圖29，系統(tǒng)2910構造為干入干出(DIDO)系統(tǒng)，使得晶片被干地從片盒、FOUP或其它存儲單元126取回，并且被干地返回同一個或不同的存儲單元。在實現(xiàn)DIDO前端124中，前端模塊可以由與期望的在處理中使用的化學藥品相關的抗腐蝕的材料構造，以滿足工業(yè)和安全標準，提供用戶接口，具有減小的占地面積或截面積，滿足ISO等級2或更好的潔凈等級，容易地從存儲單元取回晶片和返回晶片到存儲單元，使用分開的濕和干端部執(zhí)行器，滿足功率限制，提供離開系統(tǒng)通信，提供報告或與外部裝置合作以產(chǎn)生報告。一些實現(xiàn)可選地包括測量系統(tǒng)、濕緩沖器臺、和/或清洗機。圖38和39分別示出了根據(jù)一些滿足上面列出的DIDO前端標準的實現(xiàn)的兩個FOUP的前端模塊3820和三個FOUP的前端模塊3920的簡化的俯視結構圖。
因為暴露于化學藥品和去離子水，用于構造和組裝前端模塊3820和3920的材料選擇為承受與這樣的化學藥品和去離子水接觸。例如，部件可以由抵抗預期的化學藥品的塑料制造，包括但不限于，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、不銹鋼(例如，300系列不銹鋼，17-4PH不銹鋼和相似物)、受過陽極化處理的和/或涂有特氟綸的鋁、涂有粉末的鋁、涂有粉末的鋼罐(例如，用于與諸如框架的不濕的部件一起使用)、和其它這樣的材料。相似的材料也可以用于與前端模塊3820和3920合作的拋光模塊122內(nèi)，用于部件，諸如但不限于配件、閥、管、硬件、和其它部件。
DIDO前端模塊和它們的部件設計和構造為滿足和/或超過期望的工業(yè)安全標準，諸如國際半導體設備與材料協(xié)會(SEMI)標準S2、S8、和F47、CE標準、Factory Mutual Research Corporat ion(FMRC)(例如，F(xiàn)M4910)和/或其它標準。此外，前端模塊構造為使得使用的電氣部件不暴露于化學藥品和/或去離子水的噴灑和滴落。清洗機和前端的處置區(qū)段可以提供面板安裝的連接器，用于集成(通過CE兼容的裝置)用于緊急斷電(EMO)電路的連接。EMO電路激活，前端(并且在一些實現(xiàn)中處理模塊)通常移除到可能有害部件的電力。通常前端模塊以及處理模塊包括燈(例如，用戶可配置的燈塔)以在前端(和處理模塊)內(nèi)提供足夠等級的照明。CE兼容的互鎖系統(tǒng)被結合到進入前端模塊的門入口內(nèi)并且與EMO電路分開。
在一些實施例中，用戶接口通過圖形用戶接口(GUI)監(jiān)視器實現(xiàn)。在一些實施例中使用Strasbaugh GUI監(jiān)視器(例如，零件號碼300637，提供110VAC，觸摸屏操作，15英寸最小監(jiān)視器，彩色顯示，位置SEMI兼容，包括允許存儲和輸入數(shù)據(jù)、軟件和相似物(例如，用于處方可攜帶性)的可移除的記憶儲存器(例如，光盤驅(qū)動器，多功能數(shù)碼光盤驅(qū)動器，軟盤驅(qū)動器和/或其它驅(qū)動器))。在一些實施例中，主要的GUI位于前端模塊上并且次級的GUI可以位于處理模塊內(nèi)或者遠離系統(tǒng)。可以使用切換器將對工具的肘節(jié)控制從一個GUI切換到另一個，然而，通常一個GUI在給定的時間控制工具。根據(jù)需要，GUI以固定的單位、以米制、英語和/或SI單位的混合顯示。在一些實施例中，GUI還提供了指示晶片在系統(tǒng)120內(nèi)的位置的圖形的晶片跟蹤。
前端模塊3820、3920的占地面積保持相對小并且在一些情況中保持最小。例如，兩個FOUP FEM 3820(不包括可選的清洗機和微粒測量系統(tǒng))可以為79.5英寸(寬)×31.5英寸(深)×89英寸(高)(這些尺寸不包括容器門開啟工具從外殼的前面突出的部分)。
如上面介紹的，一些前端模塊構造為在沿前端內(nèi)的晶片軌跡的區(qū)或地方在晶片表面上方4英寸測量時具有ISO等級2或更好(在等級1000或更好的周圍環(huán)境情況下)的潔凈等級?？梢杂们岸烁稍餇顟B(tài)執(zhí)行對此潔凈的確認?？梢允褂谜鰤汉涂諝饬魇沟们岸吮３譂崈舨⑶也槐粧伖饽K或當操作者門被打開時污染?？梢跃S持前端內(nèi)部和外部之間的最小壓力差異，例如，維護門關閉時在大約0.01英寸水并且當維護門打開時在大約0.004英寸水壓力差異。
對于DIDO前端模塊3820、3920的晶片輸入和輸出通常為FOUP和其它相似的運載器。一些實施例還包括集成到FOUP門打開機構內(nèi)的晶片盒掃描。此掃描方法可以例如通過貫通梁類型實現(xiàn)。相似地，工具的其它構造可以使用SMIF或打開片盒(濕和干)。
如上面詳述的，機械手使用一個或多個端部執(zhí)行器用于從FOUP移除晶片，傳送晶片并且將晶片返回FOUP。多軸線機械手用于在前端模塊內(nèi)將晶片運動到不同的臺或從不同的臺運動晶片。機械手可以構造為在FOUP內(nèi)在兩個其它晶片之間取回或放置晶片。在通常的操作中，機械手提取最高的或最低的晶片(例如，用戶可選擇)并且分別地繼續(xù)向下或向上通過FOUP內(nèi)的晶片。通常，端部執(zhí)行器實現(xiàn)為邊緣接觸執(zhí)行器。維持晶片槽的完整性。機械手還構造為避免用水污染潔凈的、干燥的晶片。因此，潔凈的、干燥的端部執(zhí)行器用于進入打開的FOUP。接下來的構造和/或方法可以用于實現(xiàn)此目的使用安裝在一個或兩個臂上的分開的端部執(zhí)行器用于干和濕處置；使用兩個分開的機械手，一個用于干的并且一個用于濕的晶片處置；和/或使用一個端部執(zhí)行器并且結合方法以清洗和干燥該端部執(zhí)行器。通常，濕端部執(zhí)行器構造為可以倒轉(zhuǎn)晶片180度。當?shù)竭_機器的拋光區(qū)段時，濕端部執(zhí)行器可以被去離子水和稀釋的漿浸透，并且從而通常構造為在濕的/腐蝕性的環(huán)境內(nèi)兼容(但是當使用可選的端部執(zhí)行器和倒轉(zhuǎn)器機構時可以暴露于低得多的程度)。
測量系統(tǒng)可以通過結合到前端模塊內(nèi)的用于拋光前和/或后測量晶片的一個或多個裝置實現(xiàn)，諸如Nova測量系統(tǒng)(例如，Nova3030測量系統(tǒng))。測量系統(tǒng)通常為可選的特征。測量處方為用戶可以通過軟件(例如，Nova軟件)配置的。用于測量裝置的GUI集成在GUI觸摸屏內(nèi)?？梢允褂檬謩娱_關或鍵訪問測量系統(tǒng)控制屏。定位在測量系統(tǒng)上方的處置部件可以降低和提高晶片進出水，并且為機械手提供晶片I/O點。測量系統(tǒng)處置器通過邊緣和/或通過使用真空型卡盤或端部執(zhí)行器接觸晶片，并且晶片處置部件還可以被用作用于晶片的濕緩沖器臺，以及從干到濕端部執(zhí)行器處置傳輸?shù)奈恢?。當機器由于在測量系統(tǒng)處的備份停止時，一些實施例經(jīng)由可配置的報警報告操作者，和/或可以包括閉環(huán)控制(CLC)。
可以包括可選的濕緩沖器臺以避免晶片在清洗之前干燥。緩沖器臺可以包含至少足夠槽以保持可以在任何給定的時間處于處理中的晶片的限定的最大的量。例如，對于6EH，對于緩沖器的此晶片的數(shù)量為8。噴射器可以相對于緩沖器戰(zhàn)略地放置以保持緩沖的晶片的表面濕潤。濕緩沖器臺可以在如果發(fā)生機器故障時清洗機或測量系統(tǒng)不能立即可用于清洗或測量晶片時使用，自動的順序?qū)⑻幚碇械木胖迷跐窬彌_器內(nèi)，晶片隨后可以被清洗并且放回FOUP，和其它情形或情況。
在一些實施例中，可選的清洗機例如通過Contrade的Corwet清洗機實現(xiàn)。Corwet包括其自己的控制器和軟件，并且允許使用其自己的控制器集成清洗機，或者使用系統(tǒng)內(nèi)的控制器控制該單元。清洗機GUI集成到系統(tǒng)GUI內(nèi)?？梢允褂檬謩娱_關或鍵在清洗機和系統(tǒng)GUI環(huán)境之間切換。Corwet的軟件可以集成到系統(tǒng)軟件內(nèi)。清洗機可以構造為安全地處置HF化學藥品。
在拋光之前用于晶片的晶片順序過程可以包括使用干端部執(zhí)行器從FOUP片盒移除晶片(假設晶片在FOUP內(nèi)器件側在上面)；將晶片放置在傳輸臺內(nèi)；轉(zhuǎn)換到濕端部執(zhí)行器；使用濕端部執(zhí)行器從傳輸臺移除晶片；倒轉(zhuǎn)晶片(例如，器件側現(xiàn)在在下面)；將晶片放置在裝載臺230內(nèi)；通過心軸240/運載器244拾起晶片以進行拋光(例如，拋光時間等于大約2.5分鐘)；未拋光的晶片被連續(xù)地放置在裝載臺內(nèi)(當裝載臺變?yōu)榭捎脮r)以為拋光作準備。在拋光之后用于取回晶片的晶片順序過程可以包括在拋光之后，心軸/運載器將晶片放置在卸載臺232內(nèi)；使用濕端部執(zhí)行器從卸載臺移除晶片；將晶片放置在測量系統(tǒng)內(nèi)；測量晶片(例如，大約1分鐘的處理時間)；使用濕端部執(zhí)行器從測量系統(tǒng)移除晶片；倒轉(zhuǎn)晶片(例如，器件側現(xiàn)在在上面)；將晶片放置在清洗機內(nèi)；清洗機洗滌晶片(例如，大約1分鐘的處理時間)；轉(zhuǎn)換到干端部執(zhí)行器；使用干端部執(zhí)行器從清洗機移除晶片；將晶片放置在FOUP片盒內(nèi)；拋光過的晶片被連續(xù)地從卸載臺運動到FOUP。上述順序的變體可以包括測量系統(tǒng)測量拋光過的晶片，確定其不合規(guī)格，并且晶片可以被放回到裝載臺內(nèi)用于重新拋光；測量系統(tǒng)可以測量拋光過的晶片的一定的百分比，其中一些百分比的晶片可以直接從卸載臺去往清洗機(跳過測量系統(tǒng))；可以通過測量系統(tǒng)預先測量一些或全部晶片，使得用干端部執(zhí)行器從FOUP取出晶片，將晶片放置在傳輸臺內(nèi)，用濕端部執(zhí)行器拾起晶片，倒轉(zhuǎn)，并且隨后將晶片放置在測量裝置內(nèi)用于測量，其中在測量之后，將晶片放置在裝載臺內(nèi)；和/或其它變體。
上面給出的處理時間為處理時間的示例，但是可以根據(jù)處理、晶片的類型、和其它參數(shù)變化。在一些實現(xiàn)中，處理時間是可用的可配置的。例如，拋光時間可以通常在大約1到5分鐘之間變化(2.5分鐘是常用的，但是經(jīng)常再附加-0.5分鐘)；測量時間可以在大約1到2分鐘之間變化(1分鐘是常用的)；清洗時間可以在大約1到2分鐘之間變化(1分鐘是常用的)。
供應給前端模塊的動力可以變化。例如，通過系統(tǒng)供應給清洗機和前端處置區(qū)段的動力可以為280、380、或460VAC，3相。通常使用單點動力接口。系統(tǒng)120附加地可以包括數(shù)據(jù)通信能力。在處理模塊控制器和前端模塊控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸可以通過RJ45連接器并且使用以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)。前端模塊可以包括其它接口連接，諸如EMO電路、停止機構、GUI和相似物。前端必須跟蹤晶片在室內(nèi)的運動，并且提供反饋給系統(tǒng)控制器或中央處理單元。從系統(tǒng)控制器給前端的指令通常以高等級發(fā)生，同時前端內(nèi)的部件的運動可以通過前端內(nèi)的獨立的控制器控制。前端控制器可以被物理地定位在前端模塊內(nèi)。此外，F(xiàn)OUP PDO可以具有E84并行接口以與OGV處置單元通信。
系統(tǒng)120以兩個部件，即前端模塊124和處理模塊122構造允許系統(tǒng)被更加容易地傳送。此外，兩個模塊允許對于特定的用戶實現(xiàn)更加精確地定制系統(tǒng)。此外，可分開的模塊允許一個模塊正在被構造(例如，處理模塊)的同時另一個模塊(例如，前端模塊)正在被設計。
通過考慮到在這里作為參考全文加入的2005年1月28日提出的題目為化學機械平面化工具力計算方法和系統(tǒng)(Chemical-MechanicalPlanarization Tool Force Calibration Method and System)的美國專利申請序號No.11/046,502，和在這里作為參考全文加入的2000年4月4日提出的美國專利No.6,04 5,716和2002年3月12日提出的美國專利No.6,354,926，可以更進一步地理解一些當前的實施例。
雖然已經(jīng)通過在這里披露的發(fā)明的特定的實施例和應用描述了該發(fā)明，本領域中的普通技術人員可以在不偏離在權利要求書中陳述的本發(fā)明的范圍的情況下作出許多修改和變化。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括與存儲用于處理的物品的存儲裝置聯(lián)結的前端模塊，該前端模塊包括單個機械手；傳輸臺；及多個端部執(zhí)行器；及與前端模塊聯(lián)結的處理模塊，使得單個機械手將物品從存儲裝置輸送到處理模塊，該處理模塊包括旋轉(zhuǎn)工作臺；及具有構造為取回輸送的物品并且在旋轉(zhuǎn)工作臺上處理該物品的運載器的心軸。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，傳輸臺構造為使得物品相對于地板垂直地定位。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其中，前端模塊還包括接收被處理之后的物品的濕盆。
4.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，處理模塊包括裝載臺，單個機械手在裝載臺處將晶片輸送到處理模塊。
5.根據(jù)權利要求4所述的設備，其中，裝載臺包括直線軌道組件。
6.根據(jù)權利要求5所述的設備，其中，裝載臺包括包含斜切的裝載引導環(huán)。
7.根據(jù)權利要求6所述的設備，其中，運載器包括與裝載臺的裝載引導環(huán)的斜切合作的斜切的保持環(huán)，以對準運載器與裝載臺。
8.根據(jù)權利要求5所述的設備，其中，當與運載器合作時，直線軌道組件允許裝載臺的一部分相對于中心位置移動。
9.根據(jù)權利要求8所述的設備，其中，裝載臺還包括偏置彈簧，當運載器從裝載臺取回物品時，偏置彈簧將裝載臺的部分返回大致中心位置。
10.一種用于處理晶片的設備，該設備包括單個轉(zhuǎn)動架；與轉(zhuǎn)動架合作的第一心軸；與轉(zhuǎn)動架合作的第二心軸；與轉(zhuǎn)動架合作的第一馬達，使得第一馬達使用轉(zhuǎn)動架索引第一心軸；及與轉(zhuǎn)動架合作的第二馬達，使得第二馬達使用轉(zhuǎn)動架與第一心軸獨立地索引第二心軸。
11.根據(jù)權利要求10所述的設備，還包括與轉(zhuǎn)動架合作的將電信號供應給第一心軸的滑動環(huán)。
12.根據(jù)權利要求11所述的設備，還包括與轉(zhuǎn)動架合作的旋轉(zhuǎn)接頭，使得該旋轉(zhuǎn)接頭將流體聯(lián)結到第一心軸。
13.根據(jù)權利要求12所述的設備，其中，第二心軸與第一心軸菊花鏈聯(lián)結，使得第一心軸通過滑動環(huán)接收的電信號中的至少一些被從第一心軸引導到第二心軸，并且第一心軸通過旋轉(zhuǎn)接頭接收的流體中的至少一些被從第一心軸引導到第二心軸。
14.根據(jù)權利要求10所述的設備，還包括與第一和第二心軸合作以將用于處理的晶片輸送到心軸的前端模塊。
15.根據(jù)權利要求14所述的設備，其中，前端模塊包括單個的多軸線的機械手。
16.根據(jù)權利要求10所述的設備，還包括多個拋光工作臺；洗滌臺；及卸載臺，其中，可以在第一和第二心軸不反轉(zhuǎn)方向的情況下通過第一和第二心軸訪問拋光工作臺、洗滌臺和卸載臺。
全文摘要
當前的實施例提供了用于處理諸如晶片的物品的方法和系統(tǒng)(120)，其中，處理包括拋光和/或研磨晶片。前端模塊(124)與存儲用于處理的物品的存儲裝置(126)聯(lián)結。前端模塊(124)可以包括單個機械手、傳輸臺、和多個端部執(zhí)行器。處理模塊(122)與前端模塊(124)聯(lián)結，使得單個機械手將物品從存儲裝置輸送到處理模塊(122)。處理模塊(122)包括旋轉(zhuǎn)工作臺和具有構造為取回輸送的物品并且在旋轉(zhuǎn)工作臺上處理該物品的運載器的心軸。
文檔編號B24B9/02GK101023429SQ200580029531
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月1日 優(yōu)先權日2004年7月2日
發(fā)明者B·卡爾尼安, T·沃爾什, D·哈利 申請人:斯特拉斯鮑公司