機械臂和檢查系統技術方案

本發明專利技術涉及一種機械臂和檢查系統。機械臂包括：固定滑輪，通過電機驅動；第一滑輪和第二滑輪，分別安裝有第一和第二處理裝置；和第一和第二對上層纜絲和下層纜絲，兩對纜絲都由在操作時不產生顆粒的材料形成，其中第一對中的上層纜絲和下層纜絲的兩端分別固定在第一滑輪和固定滑輪上，并且第二對中的上層纜絲和下層纜絲的兩端分別固定在第二滑輪和固定滑輪上。公開使用機械臂交換兩個樣品的技術，其沒有運動游隙、沒有摩擦、沒有顆粒污染。使用獨特的結構和用于纜絲的材料，機械臂具體相當長的運行壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種半導體檢查系統領域，并且更具體地，涉及使用機械臂交換兩個樣品的技術。
技術介紹
摩爾定律稱集成電路上的晶體管的數量每兩年翻一倍，這導致晶體管密度提高，成本比例上升并且每個瓦特的性能提高。節點尺寸的縮小對于摩爾定律來說是本質的原因。隨著縮小的尺寸變成幾十納米，樣品上的缺陷必須被控制在一定范圍內，以便保證制造的芯片的功能和產量。在設計限制越來越苛刻和對提供產量以及降低半導體制造成本的需求越來越高的情況下，用以檢測和分類混合的半導體加工中的缺陷檢查比以前更加重要。由于隨著集成電路設計的發展缺陷尺寸變得越來越小，缺陷檢查變得更加困難。例如，當光源的波長為193nm時，光學檢查工具的分辨率不再足以檢查小于20nm的熱點。因而，電子束檢查被引入并且可以提供相對高的分辨率以檢查樣品上的小得多的缺陷，用于熱點識別、檢查和確認。引起硅片缺陷的大多數缺陷是污染物對硅片的結果。污染物被限定為硅片表面或硅片塊中的外來材料。污染物可以是顆粒或離子污染物、液體液滴等。除了影響設計的電路中的幾何結構特征的形成，顆粒污染物還會引起芯片喪失正確的功能，通常會導致芯片的徹底失效。通常，有三種主要的顆粒污染來源:生產環境、工藝設備中的硅片傳輸以及硅片交換。在三個主要來源中，在工藝過程中硅片交換中的顆粒污染是最主要的來源。因此，硅片交換設備中的有效的顆粒控制對于提高產量至關重要。帶電粒子束檢查設備在半導體制造過程中非常重要。它能夠迅速地原位識別、檢查和進一步確認樣品上的熱點。當進行缺陷檢查的時候需要盡可能少地引入顆粒，否則缺陷分析將受到影響并且可能發生芯片產量減少。在已有的電子束檢查系統中，當交換已檢測硅片和待檢測硅片時可能產生顆粒。
技術實現思路
本部分是為了概述本專利技術的部分方面和簡述一些優選的實施例。為了避免使得本部分的目的不清楚作出了簡化和省略。這些簡化或省略不是為了限制本專利技術的范圍。大體上，本專利技術涉及使用機械臂交換兩個硅片樣品的技術，其沒有運動游隙、沒有摩擦、沒有顆粒污染，并且具有相當長的工作壽命。當在半導體檢查系統中使用時，機械臂，此處也稱為纜絲驅動機器人機構，可以有利地用于交換位于檢查系統中的兩個硅片。兩個硅片，一個是已檢測的硅片，另一個是待檢測的硅片，它們可以在檢查腔室和準備(例如負載鎖定)腔室之間交換。在交換過程中，纜絲驅動機器人機構平穩地拾取已檢測硅片并退出檢查腔室，同時裝載待檢測硅片進入檢查腔室。根據本專利技術的一方面，機械臂包括通過電機驅動的固定滑輪、使用第一處理裝置安裝的第一滑輪、使用第二處理裝置安裝的第二滑輪以及第一對上層纜絲和下層纜絲和第二對上層纜絲和下層纜絲。兩對纜絲都由在操作時不產生顆粒的材料形成。第一對中的上層纜絲和下層纜絲的兩端分別固定在第一滑輪和固定滑輪上，并且第二對中的上層纜絲和下層纜絲的兩端分別固定在第二滑輪和固定滑輪上。根據本專利技術的另一方面，當驅動固定滑輪旋轉時第一滑輪和第二滑輪被引起同步地旋轉，第一滑輪和第二滑輪的每一個分別通過第一對和第二對中的上層纜絲和下層纜絲中的一個拉動以旋轉。根據本專利技術的還一方面，上層纜絲和下層纜絲的材料是金屬。依賴于應用，所述金屬是鋁、鎢、非磁性鋼以及不銹鋼。根據本專利技術的再一方面，提供一種帶或纜絲驅動旋轉機構，在纜絲和滑輪之間不存在相對移動，從而最小化纜絲和滑輪之間可能的摩擦。在使用選擇用于纜絲和滑輪的正確的材料的情況下，在旋轉過程中不產生污染物顆粒，在任何時候被移動的樣品表面都不會受到污染。根據本專利技術的還一方面，纜絲或滑輪上的磨損和撕扯被最小化。結果，該驅動機構享受到相當長的運行壽命的優點。對于需要少于一次整圈旋轉的檢查系統來說它是理想的驅動機構。根據本專利技術的一方面，一種檢查系統，其中包括如上所述的機械臂。在本專利技術中，公開了用于硅片交換的纜絲驅動機器人機構。纜絲驅動機器人機構沒有運動游隙、沒有摩擦、沒有顆粒污染并且具有無限長的工作壽命，因為拉絲材料具有高強度和高的剛性。對于要求高的傳動精確度和，尤其是，沒有污染的帶電粒子束檢查設備來說這是非常有利的。在本公開中，說明了具有纜絲驅動旋轉機構的機械臂。纜絲驅動旋轉機構的優點、目的以及有益效果之一是高的旋轉精度、極高的可靠性以及耐用性，以及沒有傳動游隙和沒有顆粒污染。許多目的、特征、有益效果和優點以及前面所描述的在下面的說明書中本專利技術的實踐中獲得并且得出附圖中示出的實施例。【附圖說明】通過下面的說明書、權利要求以及附圖，本專利技術的這些或其他特征、方面以及優點將變得更加好理解，其中:圖1示出了根據本專利技術一個實施例的內部結構的透視圖；圖2A示出了根據本專利技術一個實施例的示例性的纜絲驅動機器人機構的透視圖；圖2B示出圖2A中的纜絲驅動機器人機構的對應的截面視圖；圖3示出圖2A或圖2B中的纜絲驅動機器人機構的傳動原理圖；圖4示出一個實施例中的纜絲驅動機器人機構可以旋轉的角度范圍的簡圖；圖5A和圖5B是示出可以用于圖1的纜絲驅動機器人機構的彈簧加載推力生成機構的兩個透視圖；圖6A、6B和6C分別是示出圖1的纜絲驅動機器人機構的另一纜絲張緊調節方法的透視圖；圖6D示出纜絲的端部如何纏繞;和圖7是說明根據本專利技術的實施例的硅片交換步驟的流程圖。【具體實施方式】下面主要詳細地描述本專利技術的過程、步驟、邏輯組件、處理或直接或間接地反應機械裝置的操作的其他表示術語。這些說明和術語通常被本領域技術人員用于最有效地將他們的工作實質傳遞給本領域其他技術人員。本公開給出了大量的具體細節以便提供對本專利技術的全面的理解。然而，對于本領域技術人員來說在沒有這些具體細節的情況下也可以實現本專利技術。在其他情況下，熟知的方法、工藝或過程、部件以及電路沒有詳細地描述，避免對本專利技術產生不必要的模糊。此處提到的“一個實施例”或“實施例”指的是結合實施例描述的具體特征、結構或特性可以包含在本專利技術的至少一個實施例中。在本說明書的多處出現的“在一個實施例中”的表述或措辭不需要都理解為是同一實施例，也不需要理解都是與其他實施例不同的或排斥的分離的或替換的實施例。在此參照圖1-7討論本專利技術的實施例。然而，本領域技術人員容易認識到，此處給出的有關這些附圖的具體描述是為了解釋本專利技術的目的，本專利技術延伸到這些有限的實施例以外。本專利技術涉及一種機構，其可以有利地用于例如在檢查系統(例如帶電粒子束檢查設備)中的硅片交換。根據本專利技術的一方面，所述機構也稱為纜絲驅動機器人機構，其沒有運動游隙、沒有摩擦、沒有粒子污染以及無限長的使用壽命。如下面進一步描述的那樣，用于纜絲驅動機器人機構的材料是高強度且高剛性的。這種機構非常有利于需要高的傳輸精度且尤其沒有污染的帶電粒子束檢查設備。現在參照圖1，圖1示出了根據本專利技術一個實施例的內部結構100的透視圖。該結構100可以被包圍在例如硅片檢查設備或電子束檢查系統的檢查系統內，或可以是其部分。如圖1所示，結構100包括主腔室102、纜絲驅動機器人機構104、門閥106、負載鎖定腔室108、硅片提升銷110、工作臺114以及靜電卡盤116。當在主腔室102中心在聚焦束(未示出)下檢查硅片112 (用Wa表示)，待檢測硅片113 (用Wb表示)正準備裝入負載鎖定腔室108。當在主腔室102內完成檢查硅片112的檢查時，交換兩個硅片112和113本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機械臂，包括：固定滑輪，通過電機驅動；第一滑輪，安裝有第一處理裝置；第二滑輪，安裝有第二處理裝置；和第一對上層纜絲和下層纜絲和第二對上層纜絲和下層纜絲，兩對上層纜絲和下層纜絲都由在操作時不產生顆粒的材料形成，其中第一對上層纜絲和下層纜絲中的上層纜絲和下層纜絲的兩端分別固定在第一滑輪和固定滑輪上，并且第二對上層纜絲和下層纜絲中的上層纜絲和下層纜絲的兩端分別固定在第二滑輪和固定滑輪上，第一滑輪和第二滑輪分別布置在固定滑輪的相對側。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：穆玉海，蔣磊，俞宗強，
申請(專利權)人：東方晶源微電子科技北京有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11