[发明专利]一种改进的机器人伸缩臂

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造工艺中用于获取和传送晶片的改进的机器人伸缩臂，具体涉及可防止内置于机器人伸缩臂中的光纤映射传感器的光纤探测单元被刻蚀剂腐蚀的机器人伸缩臂。

背景技术

晶片的高速自动化生产要求在晶片的各个制造工序之间对晶片进行高效、高精度和高稳定性传输和定位。这种晶片在各个工序之间的传输和定位通常是由机器人(Robot)来完成，也就是说，机器人通过配置于其上的机器人伸缩臂(Blade)从盛放晶片的卡盒中取出晶片，并送入处理室(Chamber)进行相应处理。然后，又通过机器人伸缩臂将处理后的晶片从该处理室中取出来传送到下一个处理室进行下一道工序处理。可以说，机器人是晶片制作工序的关键设备之一，而机器人伸缩臂则是机器人的核心部件，其性能优劣决定了机器人的传送和定位精度，进而直接影响到晶片的生产效率和制造质量。

利用多晶硅刻蚀工具对晶片进行多晶硅刻蚀时，通常需要通过机器人伸缩臂将晶片从存放晶片的卡盒中取出来，然后送入刻蚀处理室进行刻蚀处理。此外，机器人伸缩臂通常通过内置于其中的光纤映射传感器的光纤探测单元发射的可见光束来扫描并检测晶片在卡盒中的存放位置以及统计出卡盒中所存放的晶片总个数。现有技术中光纤映射传感器的光纤探测单元往往内置于机器人伸缩臂中，优选地，该光纤探测单元为圆柱体形状。光纤探测单元通过机器人伸缩臂两侧臂前端的探测面上的透光孔直接暴露在刻蚀环境中。在采用溴化氢(HBr)气体进行多晶硅刻蚀环境中，机器人伸缩臂将晶片从卡盒中取出来送入刻蚀处理室，或者将刻蚀后的晶片从刻蚀处理室取出时，卡盒或刻蚀处理室以及晶片上残留的刻蚀残余物(如氢溴酸溶液)会逐渐侵蚀内置于机器人伸缩臂前端的光纤映射传感器的光纤探测单元。

图1示出了采用由LAM Research公司生产的一种机台进行多晶硅刻蚀时所用的传输和定位用机器人伸缩臂的结构示意图。如图1所示，光纤映射传感器200的光纤探测单元内置于该机器人伸缩臂100的两侧臂，即第一侧臂1011和第二侧臂1012，光纤探测单元包括光纤发射单元2011和光纤接收单元2012，光纤发射单元2011和光纤接收单元2012分别内置于第一侧臂1011和第二侧臂1012。第一侧臂1011和第二侧臂1012的前端分别具有第一探测面1021和第二探测面1022，第一探测面1021和第二探测面1022上分别具有第一透光孔1031和第二透光孔1032。图2A是根据现有技术的机器人伸缩臂100的第一侧臂1011前端部分俯视图的局部放大效果图。图2B是对应着图2A的第一侧臂1011前端部分主视图的局部放大效果图。结合图1、图2A和图2B以内置有光纤探测单元的机器人伸缩臂前端部分为例来说明现有技术的伸缩臂结构。

由图2A和图2B可以看出，光纤发射单元2011距离第一侧臂1011的探测面1021一定距离，光纤发射单元2011透过第一透光孔1031发射可见光束300(例如激光束)，该可见光束300扫描晶片边缘以检测卡盒中相应卡槽位置(未示出)有无晶片存在。光纤接收单元2012接收光纤发射单元2011发射的可见光束(如激光束)，并根据接收到的可见光束300信号来判断卡盒中的晶片是否存在于卡槽的相应位置。当机器人伸缩臂100对卡盒中的晶片进行检测时，残留在晶片上或卡盒中的氢溴酸残余物会渐渐侵蚀经由第一透光孔1031和第二透光孔1032暴露在外的光纤发射单元2011和光纤接收单元2012。此外，机器人伸缩臂100将晶片放入刻蚀处理室以进行多晶硅刻蚀处理，或者从刻蚀处理室中取出已经过多晶硅刻蚀处理的晶片时，内置于机器人伸缩臂中的光纤发射单元2011和光纤接收单元2012直接经由第一透光孔1031和第二透光孔1032暴露于多晶硅刻蚀处理室，多晶硅刻蚀处理室中残留的氢氟酸会腐蚀光纤发射单元2011和光纤接收单元2012，从而降低光纤探测单元的光探测性能，导致映射传感器的光纤探测单元错误定位晶片，进而减少机器人伸缩臂的使用寿命。为适应晶片传输任务高效、高精度和高稳定性要求，本发明对机器人伸缩臂进行工艺结构改进。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明提供一种改进的机器人伸缩臂，通过在机器人伸缩臂两侧臂前端的探测面上增加透明保护部件以防止内置于机器人伸缩臂中的光纤探测单元被刻蚀残余物腐蚀。