[发明专利]半导体晶片搬运和运输

说明书

一种基底处理系统包括：至少两个垂直地堆叠的运输室，每个垂直地堆叠的运输室包括布置为形成被配置用于耦合到垂直地堆叠的处理模块的开口的垂直堆的多个开口，至少一个垂直地堆叠的运输室包括至少一个运输室模块，所述至少一个运输室模块被布置用于耦合到另一运输室模块以形成线性运输室，并且所述至少两个堆叠的运输室中的另一个包括至少一个运输室模块，所述至少一个运输室模块被布置用于耦合到另一运输室模块以形成另一线性运输室；和运输机器人，布置在每个运输室模块中，其中运输机器人的关节沿着由相应线性运输室形成的线性路径在位置上是固定的。

相关申请的交叉引用

本申请是于2011年10月26日提交的第61/551,779号美国临时专利申请的非临时申请并且要求该专利申请的利益，其全部公开通过引用包含于此。

技术领域

这里公开的本发明一般地涉及半导体处理系统，具体地讲，涉及真空半导体处理工件搬运（handling）和运输。

背景技术

当前半导体制造装备采用几种不同的形式，每种形式具有显著缺点。在围绕中心机械臂的一定半径内布置一组半导体处理模块的群集工具、机器占用大量空间，相对慢，并且由于其架构而局限于少量的半导体处理模块，通常最多大约五个或六个。尽管与群集工具相比提供大得多的灵活性和更快速度的可能性，但线性工具并不很好地适合最新的半导体加工设施的当前基础设施。此外，半导体制造的典型真空环境内的装备部件的线性运动在当前线性系统中导致问题，诸如由于部件之间的摩擦而产生的不可接受的水平的颗粒。存在使用半径处理模块布置和线性布置的组合的几种混合架构。

随着半导体制造的复杂性的增加，变得越来越需要在许多不同处理模块或处理模块的群集之间传送晶片，并且有时在分开很远距离的工具和模块之间传送晶片。这带来许多困难，特别是在分开的真空处理设施之间传送晶片时。真空环境之间或真空和其它处理环境之间的传送经常导致增加的颗粒污染的风险(由于负载锁中的晶片的抽气和通风所导致)以及更高的热预算，其中晶片在传送期间被加热或冷却。

仍然需要改进的用在半导体制造环境中的晶片运输和搬运系统。

发明内容

这里提供用于改进的半导体制造搬运和运输的方法和系统。在真空半导体处理系统中，模块化晶片运输和搬运设施被以各种方式组合，提供更高水平的灵活性、效用、效率和功能。各种处理和其它模块可利用隧道和推车运输系统互连以扩展真空环境的距离和通用性。其它改进(诸如，旁路热调整器、缓冲调准器、成批处理、多功能模块、低颗粒通风口、群集处理基元等)被包括以扩展功能并且提高处理效率。

如这里所使用，“机器人”应该包括包含机械能力和控制能力的任何种类的已知的机器人或者类似装置或设施，其可包括如下的组合：控制器、处理器、计算机或类似设施、一组电机或类似设施、一个或多个解析器、编码器或类似设施、一个或多个机械或操作设施(诸如，臂、轮、腿、连杆、爪、扩展器、夹具、喷嘴、喷洒器、末端执行器、致动器等)以及以上的任何设施的任何组合。一个实施例是机械臂。

如这里所使用，“驱动器”应该包括用于引起运动的任何形式的驱动机构或者设施。在实施例中，它包括机器人的电机/编码器区段。

如这里所使用，“轴”应该包括通过联杆、皮带或类似设施以机械方式连接到机械构件(诸如，臂构件)的电机或驱动器。“N轴驱动器”应该包括包含N个轴的驱动器；例如，“2轴驱动器”是包含两个轴的驱动器。

如这里所使用，“臂”应该包括被动或主动(意味着包含电机/编码器)联杆，该联杆可包括用于抓住或抓握待搬运的材料的一个或多个臂或腿构件、轴承和一个或多个末端执行器。

如这里所使用，“SCARA臂” 应该表示本领域技术人员已知的一种或多种形式的选择性顺应组件机械臂(SCARA)机械臂，包括由以下部件构成的臂：一个或多个上连杆，连接到驱动器；一个或多个下连杆，通过皮带或机构连接到作为驱动器的一部分的电机；和一个或多个末端单元，诸如末端执行器或致动器。