带有集成对准器的机器人的制作方法
【技术领域】
本发明总体上涉及半导体加工领域，更具体地涉及带有集成对准器的机器人。
【背景技术】
[0001]半导体晶片经常需要在被传入半导体加工腔或自半导体加工腔传出之前或之后被取向或重取向，例如被旋转、定时、或指引。在半导体加工工具中各半导体加工腔所需的半导体晶片取向可以不同，并且半导体晶片可能需要在待加工前在各半导体加工腔内被取向。
【发明内容】
[0002]本说明书中所述主题的一个或者多个实施例的细节被陈述于下面的附图和说明书。其他特征、方面、以及优点会从说明书、附图以及权利要求变得明显。要注意的是，除非被明示为比例图，否则下述附图的关联尺寸并未以比例绘制。
[0003]在一些实施例中，提供有一种与半导体加工设备一起使用的装置。该装置包括:基部，其被配置成安装于半导体工具中；可旋转晶片支撑件，其被配置成围绕旋转轴旋转；以及第一机械臂。可旋转晶片支撑件通过基部被直接地或者间接地支撑，并且被配置成支撑半导体晶片，以使半导体晶片大致以旋转轴为中心。第一机械臂被配置成包括可旋转地连接于基部的第一端部以及第二端部，所述第二端部被配置成在半导体晶片被放置在半导体晶片支撑件上之后支撑半导体晶片。
[0004]在装置的一些实施例中，第一机械臂为双连接臂。在这样的一些实施例中，第一机械臂进一步包括连接于基部的第一连接、连接于第一连接的第二连接、第一枢转接头以及第二枢转接头。第一枢转接头提供第一连接相对于基部和围绕第一枢转旋转轴的旋转动作。第二枢转结构提供第二连接相对于第一连接围绕第二枢转旋转轴的旋转动作。存在被定义为在第一枢转旋转轴与第二枢转旋转轴之间的距离的第一连接距离和被定义为在第二枢转旋转轴与晶片参考轴之间的距离的第二距离。第一连接距离小于第二连接距离。晶片参考轴被定义为，当半导体晶片由第二端部支撑时同轴于半导体晶片的晶片中心轴。在一些这样的实施例中，多连接臂包括至少两个连接，并且当所述第一机械臂处于将半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件上时所述两个连接相对于彼此成锐角。
[0005]在一些其他或者附加的实施例中，装置进一步包括传感器。所述传感器被配置成确定半导体晶片何时在可旋转晶片支撑件上处于对准位置。
[0006]在一些其他或者附加的实施例中，装置进一步包括可旋转晶片支撑件平移机构，其被配置成使旋转晶片支撑件相对于基部在大致垂直于旋转轴的平面上平移。
[0007]在一些其他或者附加的实施例中，装置进一步包括第二机械臂。在一些进一步的这样的实施例中，装置进一步包括定位机构，其被配置成将基部，包括第一机械臂和可旋转晶片支撑件自第一位置平移至第二位置。
[0008]在一些实施例中，提供有一种半导体晶片搬运方法。所述方法包括:使用由基部支撑的第一机械臂将第一半导体晶片自第一场所拾取；以及将第一半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件上。可旋转晶片支撑件可以被配置成围绕旋转轴旋转并且由基部支撑。第一半导体晶片大致以旋转轴为中心。所述方法可以进一步包括:通过旋转可旋转晶片支撑件将第一半导体晶片对准；将基部，包括第一机械臂、第二机械臂以及第一半导体晶片，自第一位置移动至第二位置；使用第一机械臂将第一半导体晶片自可旋转晶片支撑件拾取；以及使用第一机械臂将第一半导体晶片放置入第二场所。
[0009]在一些这样的实施例中，所述方法可以进一步包括在第一时间周期内通过旋转可旋转晶片支撑件将第一半导体晶片对准；以及在第二时间周期内将基部自第一位置移动至第二位置。第一时间周期和第二时间周期至少部分重叠。
[0010]在所述方法的一些其他或者附加实施例中，第一半导体晶片的对准进一步包括:以第一选定量使第一半导体晶片旋转；以及以第二量使第一半导体晶片旋转，直到通过传感器检测到在第一半导体晶片上的对准特征处于对准方位。
[0011]在一些其他或者附加的实施例中，所述方法进一步包括:在可旋转晶片支撑件支撑第一半导体晶片时，将可旋转晶片支撑件相对于基部自第三位置平移到第四位置。
[0012]在一些其他或者附加的实施例中，所述方法进一步包括:使用由基部支撑的第二机械臂自第三场所将第二半导体晶片拾取；以及使用第二机械臂将第二半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件上，以使第二半导体晶片大致以旋转轴为中心。所述方法还包括:将基部、包括第一机械臂、第二机械臂、可旋转晶片支撑件、第一半导体晶片、以及第二半导体晶片自第一位置移动至第二位置；通过旋转可旋转晶片支撑件将第二半导体晶片对准；使用第二机械臂自可旋转晶片支撑件将第二半导体晶片拾取；以及使用第二机械臂将第二半导体晶片放置入第四场所。
[0013]在所述方法的一些其他或者附加的实施例中，通过旋转可旋转半导体晶片支撑件将第一半导体晶片对准发生在第一时间周期内。将基部自第一位置移动至第二位置发生在第二时间周期内。通过旋转可旋转晶片支撑件将第二半导体晶片对准发生在第三时间周期内。第二时间周期至少与选自由第一时间周期和第三时间周期构成的组中的至少一个时间周期部分重叠。
[0014]在一些实施例中，提供有一种装置，其包括定位机构、基部、可旋转晶片支撑件、以及第一机械臂。定位机构被配置成在装置中的多个不同位置之间移动基部。可旋转晶片支撑件被配置成围绕旋转轴旋转、被直接地或者间接地由基部支撑、与基部一起移动，以及被配置成支撑半导体晶片。第一机械臂包括可旋转地连接于基部的第一端部以及被配置成支撑半导体晶片的第二端部。第一机械臂被配置成将半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件上，以使半导体晶片大致以旋转轴为中心，并且可旋转晶片支撑件被配置成在半导体晶片被放置在可旋转晶片支撑件之后围绕旋转轴旋转。
[0015]在装置的一些这样的实施例中，第一机械臂为多连接臂。在一些这样的实施例中，第一机械臂进一步包括连接于基部的第一连接、连接于第一连接的第二连接、第一枢转接头、以及第二枢转接头。第一枢转接头提供第一连接相对于基部和围绕第一枢转旋转轴的旋转动作。第二枢转接头提供第二连接相对于第一连接围绕第二枢转旋转轴的旋转动作。被定义为在第一枢转旋转轴与第二枢转旋转轴之间的距离的第一连接距离小于被定于为在第二枢转旋转轴与晶片参考轴之间的第二连接距离。晶片参考轴被定义为，在半导体晶片由第二端部支撑时同轴于半导体晶片的晶片中心轴。在一些其他或者附加的实施例中，多连接臂包括至少两个连接，并且两个连接被配置成，在第一机械臂处于将半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件的位置时相对于彼此成锐角。
[0016]在装置的一些其他或者附加的实施例中，定位机构包括导轨。
[0017]在一些实施例中，提供有一种装置，其包括:第一场所；第二场所；基部，其被配置成在装置内的不同位置之间可移动；可旋转晶片支撑件，其直接地或者间接地由基部支撑；第一机械臂以及控制器。可旋转晶片支撑件被配置成支撑半导体晶片。第一机械臂包括被旋转地连接于基部的第一端部以及被配置成支撑半导体晶片的第二端部。控制器包括一个或者多个处理器以及存储器。所述一个或者多个处理器、存储器、第一机械臂、以及可旋转晶片支撑件相互通信连接，并且存储器存储用于控制一个或者多个处理器的程序指令以:使第一机械臂自第一场所拾取半导体晶片；使第一机械臂将半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件上；在将半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件上之后，通过旋转可旋转晶片支撑件使可旋转晶片支撑件将半导体晶片对准；在半导体晶片已被对准后，使第一机械臂自可旋转晶片支撑件拾取半导体晶片；以及使机械臂将半导体晶片放置入第二场所。
[0018]在装置的一些这样的实施例中，第一场所为半导体晶片盒。
[0019]在装置的一些其他或者附加的实施例中，第二场所为装载锁。
[0020]在装置的一些其他或者附加的实施例中，存储器进一步包括用于控制一个或者多个处理器以使基部自第一位置移动至第二位置以及自第二位置移动至第一位置的程序指令。
[0021]在一些其他或者附加的实施例中，装置进一步包括第二机械臂。一个或者多个处理器、存储器、第一机械臂、第二机械臂、以及可旋转晶片支撑件被相互通信连接。存储器进一步包括用于控制一个或者多个处理器的程序指令以:使第二机械臂自第三场所拾取第二半导体晶片；使第二机械臂将第二半导体晶片放置在可旋转晶片支撑件上；在第二半导体晶片被放置在可旋转晶片支撑件上之后，通过旋转可旋转晶片支撑件使可旋转晶片支撑件将第二半导体晶片对准；在第二半导体晶片已被对准后，使第二机械臂自可旋转半导体晶片支撑件拾取第二半导体晶片；以及使第二机械臂将第二半导体晶片放置入第二场所或者第四场所。
[0022]以下通过参考附图对本公开的这些和其他方面进行更详细地解释。
【附图说明】
[0023]图1A为示例性机器人的斜视图，包括可旋转晶片支撑件、基部以及机械臂。
[0024]图1B表示带有第二机械臂的图1A的示例性机器人。
[0025]图1C表示带有传感器的图1A的示例性机器人。
[0026]图1D表示带有第二机械臂和传感器的图1A的示例性机器人。
[0027]图2表示在定位轨上带有集成对准器的示例性机器人的自顶向下视图。
[0028]图3表示一流程图，其具体表示使用带有集成对准器的机器人的半导体晶片搬运技术。
[0029]图4A表示通过带有集成对准器的机器人搬运半导体晶片的一个形态。
[0030]图4B表示通过带有集成对准器的机器人搬运半导体晶片的另一形态。
[0031]图4C也表示通过带有集成对准器的机器人搬运半导体晶片的另一形态。
[0032]图4D表示通过带有集成对准器的机器人搬运半导体晶片的附加形态。
[0033]图5A表示通过包括两个机械臂的带有集成对准器的机器人搬运多个半导体晶片的一个形态。
[0034]图5B表示通过包括两个机械臂的带有集成对准器的机器人搬运多个半导体晶片的另一形态。
[0035]图5C也表示通过包括两个机械臂的带有集成对准器的机器人搬运多个半导体晶片的另一形态。
[0036]图表示通过包括两个机械臂的带有集成对准器的机器人搬运多个半导体晶片的附加形态。
[0037]图6A表示带有被配置成相对于基部平移的可旋转晶片支撑件的示例性机器人。
[0038]图6B表示带有相对于图6A中所示位置平移了的可旋转晶片支撑件的图6A的示例性机器人。
【具体实施方式】
[0039]本发明