DE19522942B4

DE19522942B4 - Mehr-Substrat-Beschickungsstation für Halbleitervorrichtungsherstellungssystem

Info

Publication number: DE19522942B4
Application number: DE19522942A
Authority: DE
Inventors: Gyung Su Ichon Cho
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1994-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2015-06-24
Also published as: KR0129582B1; KR960000734A; JP2804730B2; DE19522942A1; JPH0851138A; US5713717A

Abstract

Mehr-Substrat-Beschickungsstation für ein Halbleitervorrichtungsherstellungssystem, enthaltend:
eine Platte (15)
einen zylindrischen Rotor (13) in der Mitte der Platte (15)
einen Motor (14), der in der Mitte des Rotors angeordnet ist,
eine Vielzahl von Substratförderarmen, die ausstreck- und einziehbar auf dem zylindrischen Rotor angeordnet sind, wobei die Substratförderarme eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig fördern, wenn der zylindrische Rotor (13) von dem Motor (14) angetrieben wird,
wobei die Substratförderarme mit einem ersten Ende kreisförmig am Rotor befestigt sind und mit ihrem jeweiligen anderen Ende ein Substrat halten,
eine Armführungseinrichtung (17), (16), (5), (12) zum Führen der Austreck- oder Einziehbewegung der Substratförderarme auf der Platte (15) um die Substratförderarme in Substratförderrichtung zu führen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Substratförderer, die in verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen eines Halbleitervorrichtungherstellungssystems benutzt werden, und besonders auf eine Mehr-Substrat-Beschickungsstation für das präzise Fördern einer Vielzahl von Wafer genannten Substraten auf gewünschte Positionen in einer Verarbeitungsvorrichtung des Systems zur selben Zeit.

Aus der Druckschrift DE 42 35 677 C2 ist bereits eine Transporteinrichtung bekannt, die beispielsweise sechs Transportarme aufweist. Die Transporteinrichtung wird von einem Motor angetrieben. Die verschiedenen Arme bedienen abwechselnd verschiedene Stationen. Die Zuführanordnung ist hängend gelagert und weist keine Führung der Arme in radialer Richtung auf.

Die Druckschrift DE 39 12 295 A1 zeigt eine Kathodenzerstäubungsanlage mit einem rotierenden Substratträger. Der Substratträger zeigt mindestens einen Arm aus zwei parallel zueinander angeordneten Blattfedern. Der Arm ist auf einer zentralen Scheibe angeordnet. Eine Antriebsvorrichtung ist zentral in Bezug auf die Vakuumkammer angeordnet. In Radialrichtung des Armes gibt es keinen Versatz. Die in dieser Druckschrift gezeigte Vorrichtung ist nicht zur gleichzeitigen Be- und Entladung von unterschiedlichen Modulen geeignet. Bei dieser Anlage wird das Substrat durch die Transportkelle schrittweise von der Einschleusstation zur Kathodenstation und zur Entladungsstation geführt.

Die Druckschriften DE 43 36 792 A1 , DE 42 15 522 A1 und JP 6-156729 (A) beschreiben weitere Transportmechanismen für Werkstücke.

Üblicherweise werden Halbleitervorrichtungen durch mehrere Zigfache von abhängigen Prozessen hergestellt. Jeder der abhängigen Prozesse zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen benutzt eine individuelle Verarbeitungsvorrichtung, die von den anderen in den anderen Prozessen benutzten Verarbeitungsvorrichtungen verschieden ist.

Jede Verarbeitungsvorrichtung zur Herstellung der Halbleitervorrichtungen ist mit einem Substratförderer zum Fördern der Wafer genannten Substrate in jede Verarbeitungsvorrichtung versehen.

Mit Bezug auf 1 wird eine Verarbeitungsvorrichtung mit einem üblichen Substratförderer gezeigt. Die Verarbeitungsvorrichtung schließt einen Lader 100 zum Laden oder Entladen des Wafers ein. Die Vorrichtung schließt auch ein Substratförder modul 200 ein, der die Wafer zu vier Prozessmodulen A, B, C und D fördert. Der Modul 200 hat einen Substratförderarm.

In der obigen Verarbeitungsvorrichtung wird der Substratförderarm des Moduls 200 die Wafer vom Lader 100 zu den Prozessmodulen A, B, C und D, von den Prozessmodulen A, B, C und D zum Lader 100 oder von einem der Prozessmodule zu einem anderen Prozessmodul fördern.

Jedoch hat der obige Modul 200 keine Einrichtung zur präzisen Führung der Bewegung des Substratförderarms, wenn der Arm sich linear bewegt, um so einen Wafer relativ zu einem der Prozessmodulen zu laden oder zu entladen, oder wenn der Arm sich dreht, um einen Wafer von einem der Prozessmodulen zu einem anderen Prozessmodul zu fördern. In dieser Beziehung hat der obige Substratförderer mit dem Modul 200 ein Problem, indem ein Betriebsfehler im Waferförderbetrieb verursacht werden könnte.

Darüber hinaus hat der Modul 200 nur einen oder zwei Substratförderarme, so dass der Modul 200 nur einen oder zwei Wafer gleichzeitig fördern kann. Da der Modul 200 nur höchstens zwei Wafer gleichzeitig fördern kann, hat die Verarbeitungsvorrichtung mit dem Modul 200 eine geringe Verarbeitungsgeschwindigkeit. Deshalb kann die obige Verarbeitungsvorrichtung nicht verhindern, dass nur eine niedrige Produktivität der Halbleitervorrichtungen erreicht wird.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehr-Substrat-Beschickungsstation bereitzustellen, die eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig unterschiedlichen Prozessmodulen zuführen kann, und die darüber hinaus kostengünstig, einfach und störungsunanfällig gefertigt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer aus der folgenden, genauen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden
1 ist eine schematische Darstellung einer Verarbeitungsvorrichtung eines Halbleitervorrichtungsherstellungssystems mit einem üblichen Substratförderer;
2 ist eine perspektivische Darstellung eines Substratförderarms einer Mehr-Substrat-Beschickungsstation nach einer primären Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die den Arm in völlig ausgestreckter Position zeigt;
3 ist eine mit 2 korrespondierende Darstellung, die den Arm in der völlig eingezogenen Position zeigt;
4 ist eine Aufsichtdarstellung des Substratförderarms von 2 in der ausgestreckten Position;
5 ist eine Seitensichtdarstellung, die einen Teil einer Armträgerplatte und den Substratförderarm von 2 in völlig ausgestreckter Position zeigt;
6 ist eine Aufsichtdarstellung eines Substratförderers mit vier Substratförderarmen von 2 in der völlig ausge streckten Position;
7 ist eine mit 6 korrespondierende Darstellung, die aber die Arme in der eingezogenen Position zeigt;
8 ist eine Aufsichtdarstellung einer Armträgerplatte des Substratförderers, die als Armführungseinrichtung benutzte Magnete nach der primären Ausführungsform der Erfindung zeigt;
9 ist eine perspektivische Darstellung eines Substratförderarms nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 ist eine Aufsichtdarstellung einer Armträgerplatte des Substratförderers, die radiale Rillen und eine kreisförmige Rille, welche als Armführungseinrichtung benutzt werden, nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Darstellung eines Substratförderarms einer Mehr-Substrat-Beschickungsstation nach einer primären Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Darstellung ist der Arm in der völlig ausgestreckten Position. Die ausgestreckte Position des Arms ist für die Förderung eines Substrats von oder zu entweder einem Prozessmodul oder einem Ladefach. Das obige Ladefach bedeutet eine Vertiefung zum Herausnehmen oder Hineinbringen des Substrats aus einer oder in eine Verarbeitungsvorrichtung eines Halbleitervorrichtungsherstellungssystems.
3 ist eine perspektivische Darstellung des obigen Substratförderarms in der eingezogenen Position. Die eingezogene Position des Arms ist zum Herausnehmen oder Hineinbringen des Substrats aus einem oder in ein gegebenes Modul.
Wie in den obigen Zeichnungen gezeigt, schließt der Substratförderarm eine zylindrische Antriebsrolle 1 ein. Die obige Rolle 1, die an einem Ende des Arms vorgesehen ist, ist am Rand eines Rotors befestigt. Der Rotor, der im Detail weiter unten beschrieben werden wird, ist auf der oberen Oberfläche einer Armträgerplatte vorgesehen. Eine Substratladeplatte 7 ist am anderen Ende des Arms vorgesehen. Die Ladeplatte 7 wird durch einen zylindrischen Halter für die
Substratladeplatte 6 gehalten. Die Antriebsrolle 1 ist mit dem Halter für die Substratladeplatte über eine Rollenverbindung 2 verbunden. Der Substratförderarm schließt auch eine Vielzahl von freien Rollen 3 und 4 ein, die zwischen der Antriebsrolle 1 und dem Halter für die Substratladeplatte 6 platziert sind. Mit den freien Rollen 3 und 4 kann die Rollenverbindung 2 um die Rollen 3 und 4 geknickt werden, zum linearen Antrieb des Halters für die Substratladeplatte 6 in Richtung auf den Rotor mit der Antriebsrolle 1.
In 2 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 5 einen ersten Magnet, der in dem Arm vorgesehen ist, und der als eine Armführungseinrichtung benutzt wird.
Der betriebliche Effekt des obigen Substratförderarms wird weiter unten mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben.
4 ist eine Aufsichtdarstellung des Substratförderarms in der ausgestreckten Position und 5 ist eine Seitenansicht, die einen Teil der Armträgerplatte und den Arm in ausgestreckter Position zeigt.
Wie in 4 und 5 gezeigt, wird der Substratförderarm versehen mit der Drehkraft eines Motors 8, der an die Antriebsrolle 1 gekoppelt ist, so dass der Arm auf der Armträgerplatte ausgestreckt oder eingezogen werden kann. Um den Substratförderarm einknicken zu lassen, sind eine Vielzahl von freien Rollen 3 und 4 zwischen der Antriebsrolle 1 und dem Halter für die Substratladeplatte 6, wie oben beschrieben, platziert.
Um Geradlinigkeit des Armes zu erreichen, wenn der Arm ausgestreckt und eingezogen wird, werden ein Paar Magnete 5 und 12 als Armführungseinrichtung im Substratförderer nach dieser Erfindung benutzt. D.h., der erste Magnet 5 ist im Arm vorgesehen, während der zweite Magnet 12 auf der oberen Oberfläche der Armträgerplatte 15 vorgesehen ist. Die obigen Magnete 5 und 12 arbeiten nach der Theorie eines üblichen Elektro- oder Permanentmagnets. D.h., wenn einer der Magnete 5 und 12 den Südpol hat, hat der andere Magnet den Nordpol, so dass die Magnete 5 und 12 einen vorgegebenen Spalt dazwischen wie auch ihre Richtwirkung bewahren. Wegen der obigen Magnete 5 und 12 kann der Substratförderarm in der gewünschten Richtung mit einem gegebenen Winkel und Richtwirkung gehalten werden, wenn der Arm auf der Armträgerplatte 15 ausgestreckt oder eingezogen wird, um das Substrat zu fördern.
Im Substratförderer nach der primären Ausführungsform kann ein Vakuumunterschied zwischen dem Arm und der oberen Oberfläche der Armträgerplatte 15 auftreten. Um unerwünschtes Mischen der zwei Vakuumzustände zu verhindern, wird eine Vakuumversiegelungsplatte 9 zwischen den Substratförderarm und der oberen Oberfläche der Armträgerplatte 15 platziert, wie in 5 gezeigt. Der obige Substratförderer schließt ferner ein Codierwerk 10 ein, das die rechtgerichtete und linksgerichtete Drehung des Arms steuert.
Unter Hinwendung zu 6 und 7 wird der Substratförderer mit vier Substratförderarmen nach der primären Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dieser Substratförderer kann vorzugsweise in einer Verarbeitungsvorrichtung mit drei Prozessmodulen zusammen mit einem Ladefach benutzt werden.
Wie in 6 und 7 gezeigt, können die vier Arme gleichzeitig auf der Armträgerplatte 15 ausgestreckt oder eingezogen werden, so dass der obige Substratförderer die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Verarbeitungsvorrichtung verbessern kann. Natürlich ist zu bemerken, dass jeder Arm durch die Drehkraft eines individuellen Motors 8 ausgestreckt oder eingezogen wird. Jedoch wird der Motor 8 in 6 und 7 nicht gezeigt.
Die rechtsgerichtete und linksgerichtete Drehung der Arme wird durch den in der Mitte der oberen Oberfläche der Armträgerplatte 15 vorgesehenen Rotor 13 erreicht. D. h., die Drehung eines Statormotors 14, der in der Mitte des Rotors 13 platziert ist, bewirkt, dass sich der Rotor 13 dreht, und dadurch wird bewirkt, dass die Arme die eingezogenen Positionen erreichen, wie in 7 gezeigt. In diesem Zustand werden die Antriebsrollen 1 der um den Rotor 13 herum vorgesehenen Arme angetrieben, um die Arme zu drehen und die Substrate zu fördern. Die Drehung der Arme wird in diesem Fall durch die Codierwerke 10 von 5 gesteuert.
8 ist eine Aufsichtdarstellung, die die Position des zweiten auf der oberen Oberfläche der Armträgerplatte 15 vorgesehenen Magnets 12 zeigt. Die zweiten Magnete 12 werden in den linearen Bewegungsstrecken der Arme platziert. Jeder zweite Magnet 12 und ein zugeordneter erster Magnet 5 arbeiten nach der Theorie der Elektro- oder Permanentmagnete, wie oben beschrieben. Jeder Arm behält so seine vorbestimmte Richtung, wenn er auf der Armträgerplatte ausgestreckt oder eingezogen wird, um das Substrat zu fördern.
Unter Hinwendung zu 9 und 10 wird ein Substratförderer nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
9 ist eine perspektivische Darstellung, die einen Substratförderarm des Substratförderers in der völlig ausgestreckten Position zeigt. In dieser zweiten Ausführungsform enthält die Armführungseinrichtung eine Führungsstange, die im Substratförderarm vorgesehen ist. Die Führungsstange hat einen Lagerhalter 16 und ein Lager 17.
Das Lager 17 ist in Verbindung mit dem unteren Ende des Halters 16, so dass das Lager 17 leicht gedreht wird, wenn der Arm sich auf der Armträgerplatte bewegt.
10 ist eine Aufsichtdarstellung der Armträgerplatte nach der zweiten Ausführungsform, die die auf der oberen Oberfläche der Armträgerplatte gebildete Armführungseinrichtung zeigt. Wie in dieser Zeichnung gezeigt, ist die obere Oberfläche der Armträgerplatte 15 mit radialen Rillen 18 und einer kreisförmigen Rille 19 versehen. Die obige radiale Rille 18 wird auf den jeweiligen linearen Bewegungsstrecken der Substratführungsarme gebildet, während die kreisförmige Rille auf den Drehstrecken der Arme gebildet wird.
Wenn die Substratförderarme der zweiten Ausführungsform mit der Armträgerplatte zusammengebaut werden, greifen die Lager 17 von jedem Arm in die Führungsrillen 18 und 19 der Armträgerplatte 15 ein, so dass sich jeder Arm auf der Armträgerplatte 15 bewegen oder drehen kann.
Im Substratförderer der primären Ausführungsform enthält die Armführungseinrichtung den ersten, in jedem Substratförderarm vorgesehenen Magnet und den zweiten, in der oberen Oberfläche der Armträgerplatte vorgesehenen Magnet. Die ersten und die zweiten Magnete haben entgegengesetzte Pole. Mit den obigen ersten und zweiten Magneten kann jeder Substratförderarm des Substratförderers die vorbestimmte Ausrichtung behalten, wenn sich der Arm auf der Armträgerplatte bewegt, um das Substrat zu fördern.
Im Substratförderer nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung enthält die Armführungseinrichtung eine in jedem Substratförderarm vorgesehene Führungsstange und zwei Arten von Führungsrillen, die auf der oberen Oberfläche der Armträgerplatte vorgesehen sind. Mit der Führungsstange und den Führungsrillen kann jeder Substratförderarm des Substratförderers die vorbestimmte Ausrichtung behalten, wenn sich der Arm auf der Armträgerplatte bewegt, um das Substrat zu fördern.
Natürlich ist zu verstehen, dass der Substratförderer dieser Erfindung mit fünf oder mehr Substratförderarmen versehen sein kann.
Wie oben beschrieben, sieht die vorliegende Erfindung eine Mehr-Substrat-Beschickungsstation vor, die präzise eine Vielzahl von Wafer genannten Substraten auf gewünschte Positionen in einer Verarbeitungsvorrichtung eines Halbleitervorrichtungsherstellungssystems zur selben Zeit fördern kann. Der Substratförderer dieser Erfindung verbessert so die Produktivität der Halbleitervorrichtungen und verringert die Zahl der in dem System benutzten Substratförderer, und beschneidet damit die Kosten. Ein anderer Vorteil dieser Mehr-Substrat-Beschickungsstation liegt darin, dass die Substratförderarme durch eine Armführungseinrichtung präzise geführt werden, wenn sich die Arme bewegen oder auf der Armträgerplatte drehen, um die Substrate zu fördern, um so Betriebsfehler in dem Substratförderbetrieb zu verhindern.
Obgleich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken offengelegt wurden, werden die in der Technik Geübten erkennen, dass verschiedene Veränderungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang und Geist der Erfindung, wie in den begleitenden Ansprüchen offengelegt, abzuweichen.

Claims

Mehr-Substrat-Beschickungsstation für ein Halbleitervorrichtungsherstellungssystem, enthaltend: eine Platte (15) einen zylindrischen Rotor (13) in der Mitte der Platte (15) einen Motor (14), der in der Mitte des Rotors angeordnet ist, eine Vielzahl von Substratförderarmen, die ausstreck- und einziehbar auf dem zylindrischen Rotor angeordnet sind, wobei die Substratförderarme eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig fördern, wenn der zylindrische Rotor (13) von dem Motor (14) angetrieben wird, wobei die Substratförderarme mit einem ersten Ende kreisförmig am Rotor befestigt sind und mit ihrem jeweiligen anderen Ende ein Substrat halten, eine Armführungseinrichtung (17), (16), (5), (12) zum Führen der Austreck- oder Einziehbewegung der Substratförderarme auf der Platte (15) um die Substratförderarme in Substratförderrichtung zu führen.
Mehr-Substrat-Beschickungsstation nach Anspruch 1, wobei jeder Substratförderarm enthält: eine Antriebsrolle (1), die in einem Ende des Substratfördererarms vorgesehen und am Rand des Rotors fixiert ist; eine Substratladeplatte (7), die an dem anderen Ende des Substratförderarms vorgesehen ist, und das Substrat lädt; einen Halter(6) für die Substratladeplatte, eine Rollenverbindung (2), die sich zwischen der Antriebsrolle (1) und der Halterung (6) für die Substratladeplatte befindet, um die Antriebsrolle (1) mit der Halterung (6) über die Substratladeplatte zu verbinden, eine Vielzahl von freien Rollen (3, 4), die zwischen der Antriebsrolle (1) und der Halterung für die Substratladeplatte (7) vorgesehen sind, so dass die Rollenverbindung an den freien Rollen einknicken kann, um die Halterung für die Substratladeplatte linear in Richtung des zylindrischen Rotors anzutreiben.
Mehr-Substrat-Beschickungsstation nach Anspruch 1, wobei die Armführungseinrichtung (5),(12),(16),(17), enthält: einen ersten in jedem Substratförderarm vorgesehenen Magnet (5), einen zweiten, auf der Oberfläche der Platte vorgesehenen Magnet, wobei der erste und der zweite Magnet entgegengesetzte Pole aufweisen, und der zweite Magnet dem ersten Magnet gegenüber liegt.
Mehr-Substrat-Beschickungsstation gemäß Anspruch 2, wobei die Platte (15) umfasst: eine kreisförmige Führungsrille (19) zum Führen der Rollenverbindung (2) und eine Vielzahl von geradlinigen Rillen (18), die sich von der kreisförmigen Rille (19) zum Führen der Rollenverbindung (2) aus erstreckt, und wobei die Armführungseinrichtung eine Vielzahl von Führungsstangen (16) aufweist, die an der Rollenverbindung angebracht sind, so dass die Führungsstangen (16) durch Lager (17) in den kreisförmigen und geradlinigen Rillen geführt werden.