基板位置對(duì)準(zhǔn)器的制造方法
【專利說(shuō)明】基板位置對(duì)準(zhǔn)器
[0001] 發(fā)曰月背景 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及基板位置對(duì)準(zhǔn)器（aligner)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，所公開(kāi)的實(shí)施方 式涉及用于對(duì)準(zhǔn)豎直基板的方法及設(shè)備。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)描述
[0004] 在半導(dǎo)體制造中常使用基板運(yùn)輸器，以便將基板傳送通過(guò)各種制造工藝?；?板運(yùn)輸器通常包括具有基板夾持器的傳送機(jī)械手，該基板夾持器用于通過(guò)保持（hold) 基板的邊緣來(lái)保持該基板。然而，基板經(jīng)常包括諸如平口（flat)或槽口（notch)之類 的切口（cut)，該切口制成于一個(gè)或更多個(gè)側(cè)面中，以指示基板的結(jié)晶定向（crystal orientation)及在一些情況下指示基板的摻雜定向（dopingorientation)。因而，在豎直 定向工藝（例如化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)系統(tǒng)中的清潔模塊）中，基板中的定向切口可能干擾 基板夾持器，從而引起不正確地保持基板或使基板落下。這提出了一個(gè)挑戰(zhàn)，尤其對(duì)150_ 基板的處理提出挑戰(zhàn)，在150_基板中定向切口的長(zhǎng)度相對(duì)于基板直徑過(guò)長(zhǎng)，因此使得既 難以繞中心旋轉(zhuǎn)基板，又難以在避開(kāi)定向切口的同時(shí)適當(dāng)?shù)貖A持基板。
[0005] 因此，存在對(duì)用于改良基板夾持器保持豎直基板的能力的方法及設(shè)備的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 提供用于基板位置對(duì)準(zhǔn)器的方法及設(shè)備，這些方法及設(shè)備改良基板夾持器保持豎 直基板的能力。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板位置對(duì)準(zhǔn)器包括基板保持組件、多個(gè)輥、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 及傳感器?；灞３纸M件被配置成將基板保持在豎直方向上。多個(gè)輥包括至少兩個(gè)惰輪輥 (idlerroller)及驅(qū)動(dòng)輥。各輥具有在其周邊上的點(diǎn)，該點(diǎn)與基板旋轉(zhuǎn)中心間隔公共半徑 (commonradius)，該基板旋轉(zhuǎn)中心界定于該基板保持組件的內(nèi)部。該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)被配置成有 選擇地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輥。傳感器大約定位于公共半徑上，且該傳感器被配置成當(dāng)定向切口未被 定向在與水平方向（horizontal)所成的約-44度與約+44度之間的范圍內(nèi)時(shí)檢測(cè)基板中 定向切口的存在。
[0007] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，基板對(duì)準(zhǔn)器包括基板保持組件、至少三個(gè)惰輪輥及驅(qū)動(dòng)輥、 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及第一、第二及第三傳感器?；灞３纸M件被配置成將基板保持在豎直方向上，且 具有界定于基板保持組件內(nèi)部的基板旋轉(zhuǎn)中心。這些輥每一個(gè)都具有在該輥的周邊上的 點(diǎn)，該點(diǎn)與基板旋轉(zhuǎn)中心間隔公共半徑。該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)被配置成旋轉(zhuǎn)這些驅(qū)動(dòng)輥。第一傳感 器被配置成當(dāng)基板位于基板保持組件中時(shí)檢測(cè)該基板。第二傳感器及第三傳感器每一個(gè)都 被配置成當(dāng)基板鄰近或在切口向下（cut-down)方向上時(shí)檢測(cè)基板中定向切口的存在。
[0008] 在又一個(gè)實(shí)施方式中，一種用于對(duì)準(zhǔn)具有定向切口的基板的方法包括以下步驟： 在多個(gè)輥上放置基板，其中這些輥為分布式的（distributed)，使得將該基板始終支撐在至 少三個(gè)輯上。該方法亦包括以下步驟：感測(cè)這些輯上的基板的存在，及當(dāng)定向切口未被定向 在與水平方向所成的約-44度與約+44度之間的范圍內(nèi)時(shí)感測(cè)該定向切口的存在。
[0009] 附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明
[0010] 因此，以可詳細(xì)理解并獲得上文所述的本發(fā)明的實(shí)施方式的方式，上文簡(jiǎn)要概述 的本發(fā)明的更詳細(xì)的描述可參閱本發(fā)明的實(shí)施方式來(lái)獲得，這些實(shí)施方式在附圖中圖示。 然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實(shí)施方式，且因此不能被視為對(duì)本發(fā)明的范圍的限 制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等效的實(shí)施方式。
[0011] 圖1圖示半導(dǎo)體基板化學(xué)機(jī)械平坦化系統(tǒng)的俯視圖，該系統(tǒng)包括本發(fā)明的基板位 置對(duì)準(zhǔn)器的一個(gè)實(shí)施方式；
[0012] 圖2為基板位置對(duì)準(zhǔn)器的一個(gè)實(shí)施方式的背部分解側(cè)視圖；
[0013] 圖3為圖1的基板位置對(duì)準(zhǔn)器的橫截面視圖；以及
[0014] 圖4A-4E為可使用圖2的基板位置對(duì)準(zhǔn)器來(lái)實(shí)踐的對(duì)準(zhǔn)工藝的示意圖。
[0015] 為便于理解，已盡可能使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示各圖所共有的相同元件。此外， 一個(gè)實(shí)施方式的元件可有益地適用于本文所述的其他實(shí)施方式中。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種用于基板位置對(duì)準(zhǔn)器的方法及設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施方式 中，基板位置對(duì)準(zhǔn)器可用于CMP系統(tǒng)，該CMP系統(tǒng)具有處理豎直定向的基板的清潔系統(tǒng)。然 而可預(yù)計(jì)，本文所述的基板位置對(duì)準(zhǔn)器可適用于其他半導(dǎo)體制造工藝，且尤其適用于基板 在豎直方向上的工藝。
[0017]圖1圖示具有清潔系統(tǒng)116的半導(dǎo)體基板化學(xué)機(jī)械平坦化（CMP)系統(tǒng)100的俯視 圖，該清潔系統(tǒng)116包括顆粒清潔模塊182的一個(gè)實(shí)施方式。除清潔系統(tǒng)116外，CMP系統(tǒng) 100大體還包括工廠接口（factoryinterface) 102、裝載機(jī)械手104及平坦化模塊106。裝 載機(jī)械手104設(shè)置在工廠接口 102及平坦化模塊106附近，以助于在工廠接口 102與平坦 化模塊106之間傳送基板122。
[0018] 提供控制器108,以助于控制且整合CMP系統(tǒng)100的模塊。控制器108耦接至CMP 系統(tǒng)100的各種部件，以助于控制例如平坦化清潔及傳送工藝。
[0019] 工廠接口 102大體包括接口機(jī)械手120、一個(gè)或更多個(gè)基板盒118及基板位置對(duì)準(zhǔn) 器180。采用接口機(jī)械手120,以在基板盒118、清潔系統(tǒng)116與輸入模塊124之間傳送基 板122。輸入模塊124被定位成助于在平坦化模塊106與工廠接口 102之間傳送基板122。 在一個(gè)實(shí)施方式中，輸入模塊124位于基板位置對(duì)準(zhǔn)器180附近，基板位置對(duì)準(zhǔn)器180被配 置成在基板122從平坦化模塊106被傳送之后定位基板122。以下將進(jìn)一步討論基板位置 對(duì)準(zhǔn)器180的細(xì)節(jié)。
[0020] 平坦化模塊106包括至少一個(gè)CMP站?？深A(yù)計(jì)，CMP站可被配置為電化學(xué)機(jī) 械平坦化站。在圖1所描繪的實(shí)施方式中，平坦化模塊106包括設(shè)置于環(huán)境受控殼 (environmentallycontrolledenclosure)I88 中的多個(gè)CMP站（圖不為第一站I28、第二 站130及第三站132)。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一站128、第二站130及第三站132包括傳統(tǒng) 的CMP站，這些CMP站被配置成使用含有拋光流體的研磨劑來(lái)執(zhí)行平坦化工藝。應(yīng)預(yù)計(jì)，可 交替地執(zhí)行用以平坦化其他材料的CMP工藝，包括使用其他類型的拋光流體。因?yàn)镃MP工 藝實(shí)際上為傳統(tǒng)工藝，為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，已省略對(duì)CMP工藝的進(jìn)一步的描述。
[0021] 平坦化模塊106亦包括設(shè)置在機(jī)器基座140的上側(cè)或第一側(cè)面138上的傳送站 136及轉(zhuǎn)盤（carousel) 134。在一個(gè)實(shí)施方式中，傳送站136包括輸入緩沖站142、輸出緩沖 站144、傳送機(jī)械手146及裝載罩（loadcup)組件148。裝載機(jī)械手104被配置成從輸入 模塊124擷?。╮etrieve)基板，且將基板傳送至輸入緩沖站142。裝載機(jī)械手104亦用以 將經(jīng)拋光的基板從輸出緩沖站144返回至輸入模塊124,然后在借助接口機(jī)械手120被返回 至耦接至工廠接口 102的盒118之前，這些經(jīng)拋光的基板從輸入模塊124前進(jìn)通過(guò)清潔系 統(tǒng)116。傳送機(jī)械手146用以在緩沖站142、144及裝載罩組件148之間移動(dòng)基板。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施方式中，傳送機(jī)械手146包括兩個(gè)夾持器組件，每個(gè)夾持器組件都 具有氣動(dòng)夾持器指狀件，這些氣動(dòng)夾持器指狀件通過(guò)保持基板的邊緣來(lái)保持基板。傳送 機(jī)械手146在將經(jīng)處理的基板從裝載罩組件148傳送至輸出緩沖站144的同時(shí)，可同步 (simultaneously)將待處理基板從輸入緩沖站142傳送至裝載罩組件148。2000年12月 5日頒予Tobin的美國(guó)專利申請(qǐng)第6, 156, 124號(hào)中描述了可使用以獲益的傳送站的實(shí)例。
[0023] 轉(zhuǎn)盤134設(shè)置在基座140的中心。轉(zhuǎn)盤134通常包括多個(gè)臂150,每個(gè)臂都支撐拋 光頭152。在圖1中所描繪的這些臂150中的兩個(gè)臂以虛線（phantom)圖示，使得第一站 128的拋光墊126的平坦化表面及傳送站136可見(jiàn)。轉(zhuǎn)盤134是可轉(zhuǎn)位的（indexable)，使 得拋光頭組件152可在平坦化站128、130、132及傳送站136之間移動(dòng)。1998年9月8日頒 予Perlov等人的美國(guó)專利第5, 804, 507號(hào)中描述了可使用以獲益的轉(zhuǎn)盤。
[0024] 清潔系統(tǒng)116將拋光后剩余的拋光碎片、研磨劑和/或拋光流體從經(jīng)拋光的基板 移除。清潔系統(tǒng)116包括多個(gè)清潔模塊160、基板運(yùn)輸器166、干燥器162及輸出模塊156?；?板運(yùn)輸器166從鄰近于輸入模塊124的基板位置對(duì)準(zhǔn)器180擷取從平坦化模塊106返回的 經(jīng)處理基板122,且將基板122傳送通過(guò)多個(gè)清潔模塊160及干燥器162。干燥器162對(duì)退出 清潔系統(tǒng)116的基板進(jìn)行干燥，且促進(jìn)借助接口機(jī)械手120在清潔系統(tǒng)116與工廠接口 102 之間進(jìn)行的基板傳送。干燥器162可為旋轉(zhuǎn)清洗干燥器或其他適當(dāng)?shù)母稍锲??？砂l(fā)現(xiàn)適當(dāng) 干燥器162的實(shí)例作為MESA?或DESICA?基板清潔器的零部件，mesa?或DESICA?基