[发明专利]机械臂和检查系统

说明书

本发明涉及一种机械臂和检查系统。机械臂包括：固定滑轮，通过电机驱动；第一滑轮和第二滑轮，分别安装有第一和第二处理装置；和第一和第二对上层缆丝和下层缆丝，两对缆丝都由在操作时不产生颗粒的材料形成，其中第一对中的上层缆丝和下层缆丝的两端分别固定在第一滑轮和固定滑轮上，并且第二对中的上层缆丝和下层缆丝的两端分别固定在第二滑轮和固定滑轮上。公开使用机械臂交换两个样品的技术，其没有运动游隙、没有摩擦、没有颗粒污染。使用独特的结构和用于缆丝的材料，机械臂具体相当长的运行寿命。

技术领域

本发明涉及一种半导体检查系统领域，并且更具体地，涉及使用机械臂交换两个样品的技术。

背景技术

摩尔定律称集成电路上的晶体管的数量每两年翻一倍，这导致晶体管密度提高，成本比例上升并且每个瓦特的性能提高。节点尺寸的缩小对于摩尔定律来说是本质的原因。随着缩小的尺寸变成几十纳米，样品上的缺陷必须被控制在一定范围内，以便保证制造的芯片的功能和产量。

在设计限制越来越苛刻和对提供产量以及降低半导体制造成本的需求越来越高的情况下，用以检测和分类混合的半导体加工中的缺陷检查比以前更加重要。由于随着集成电路设计的发展缺陷尺寸变得越来越小，缺陷检查变得更加困难。例如，当光源的波长为193nm时，光学检查工具的分辨率不再足以检查小于20nm的热点。因而，电子束检查被引入并且可以提供相对高的分辨率以检查样品上的小得多的缺陷，用于热点识别、检查和确认。

引起硅片缺陷的大多数缺陷是污染物对硅片的结果。污染物被限定为硅片表面或硅片块中的外来材料。污染物可以是颗粒或离子污染物、液体液滴等。除了影响设计的电路中的几何结构特征的形成，颗粒污染物还会引起芯片丧失正确的功能，通常会导致芯片的彻底失效。通常，有三种主要的颗粒污染来源：生产环境、工艺设备中的硅片传输以及硅片交换。在三个主要来源中，在工艺过程中硅片交换中的颗粒污染是最主要的来源。因此，硅片交换设备中的有效的颗粒控制对于提高产量至关重要。

带电粒子束检查设备在半导体制造过程中非常重要。它能够迅速地原位识别、检查和进一步确认样品上的热点。当进行缺陷检查的时候需要尽可能少地引入颗粒，否则缺陷分析将受到影响并且可能发生芯片产量减少。在已有的电子束检查系统中，当交换已检测硅片和待检测硅片时可能产生颗粒。

发明内容

本部分是为了概述本发明的部分方面和简述一些优选的实施例。为了避免使得本部分的目的不清楚作出了简化和省略。这些简化或省略不是为了限制本发明的范围。

大体上，本发明涉及使用机械臂交换两个硅片样品的技术，其没有运动游隙、没有摩擦、没有颗粒污染，并且具有相当长的工作寿命。当在半导体检查系统中使用时，机械臂，此处也称为缆丝驱动机器人机构，可以有利地用于交换位于检查系统中的两个硅片。两个硅片，一个是已检测的硅片，另一个是待检测的硅片，它们可以在检查腔室和准备(例如负载锁定)腔室之间交换。在交换过程中，缆丝驱动机器人机构平稳地拾取已检测硅片并退出检查腔室，同时装载待检测硅片进入检查腔室。

根据本发明的一方面，机械臂包括通过电机驱动的固定滑轮、使用第一处理装置安装的第一滑轮、使用第二处理装置安装的第二滑轮以及第一对上层缆丝和下层缆丝和第二对上层缆丝和下层缆丝。两对缆丝都由在操作时不产生颗粒的材料形成。第一对中的上层缆丝和下层缆丝的两端分别固定在第一滑轮和固定滑轮上，并且第二对中的上层缆丝和下层缆丝的两端分别固定在第二滑轮和固定滑轮上。

根据本发明的另一方面，当驱动固定滑轮旋转时第一滑轮和第二滑轮被引起同步地旋转，第一滑轮和第二滑轮的每一个分别通过第一对和第二对中的上层缆丝和下层缆丝中的一个拉动以旋转。

根据本发明的还一方面，上层缆丝和下层缆丝的材料是金属。依赖于应用，所述金属是铝、钨、非磁性钢以及不锈钢。