机械臂和检查系统技术方案

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本部分是为了概述本专利技术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专利技术的范围。大体上，本专利技术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。根据本专利技术的一方面，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。根据本专利技术的另一方面，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。根据本专利技术的还一方面，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。根据本专利技术的再一方面，提供一种带或缆丝驱动旋转机构，在缆丝和滑轮之间不存在相对移动，从而最小化缆丝和滑轮之间可能的摩擦。在使用选择用于缆丝和滑轮的正确的材料的情况下，在旋转过程中不产生污染物颗粒，在任何时候被移动的样品表面都不会受到污染。根据本专利技术的还一方面，缆丝或滑轮上的磨损和撕扯被最小化。结果，该驱动机构享受到相当长的运行寿命的优点。对于需要少于一次整圈旋转的检查系统来说它是理想的驱动机构。根据本专利技术的一方面，一种检查系统，其中包括如上所述的机械臂。在本专利技术中，公开了用于硅片交换的缆丝驱动机器人机构。缆丝驱动机器人机构没有运动游隙、没有摩擦、没有颗粒污染并且具有无限长的工作寿命，因为拉丝材料具有高强度和高的刚性。对于要求高的传动精确度和，尤其是，没有污染的带电粒子束检查设备来说这是非常有利的。在本公开中，说明了具有缆丝驱动旋转机构的机械臂。缆丝驱动旋转机构的优点、目的以及有益效果之一是高的旋转精度、极高的可靠性以及耐用性，以及没有传动游隙和没有颗粒污染。许多目的、特征、有益效果和优点以及前面所描述的在下面的说明书中本专利技术的实践中获得并且得出附图中示出的实施例。【附图说明】通过下面的说明书、权利要求以及附图，本专利技术的这些或其他特征、方面以及优点将变得更加好理解，其中:图1示出了根据本专利技术一个实施例的内部结构的透视图；图2A示出了根据本专利技术一个实施例的示例性的缆丝驱动机器人机构的透视图；图2B示出图2A中的缆丝驱动机器人机构的对应的截面视图；图3示出图2A或图2B中的缆丝驱动机器人机构的传动原理图；图4示出一个实施例中的缆丝驱动机器人机构可以旋转的角度范围的简图；图5A和图5B是示出可以用于图1的缆丝驱动机器人机构的弹簧加载推力生成机构的两个透视图；图6A、6B和6C分别是示出图1的缆丝驱动机器人机构的另一缆丝张紧调节方法的透视图；图6D示出缆丝的端部如何缠绕;和图7是说明根据本专利技术的实施例的硅片交换步骤的流程图。【具体实施方式】下面主要详细地描述本专利技术的过程、步骤、逻辑组件、处理或直接或间接地反应机械装置的操作的其他表示术语。这些说明和术语通常被本领域技术人员用于最有效地将他们的工作实质传递给本领域其他技术人员。本公开给出了大量的具体细节以便提供对本专利技术的全面的理解。然而，对于本领域技术人员来说在没有这些具体细节的情况下也可以实现本专利技术。在其他情况下，熟知的方法、工艺或过程、部件以及电路没有详细地描述，避免对本专利技术产生不必要的模糊。此处提到的“一个实施例”或“实施例”指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书的多处出现的“在一个实施例中”的表述或措辞不需要都理解为是同一实施例，也不需要理解都是与其他实施例不同的或排斥的分离的或替换的实施例。在此参照图1-7讨论本专利技术的实施例。然而，本领域技术人员容易认识到，此处给出的有关这些附图的具体描述是为了解释本专利技术的目的，本专利技术延伸到这些有限的实施例以外。本专利技术涉及一种机构，其可以有利地用于例如在检查系统(例如带电粒子束检查设备)中的硅片交换。根据本专利技术的一方面，所述机构也称为缆丝驱动机器人机构，其没有运动游隙、没有摩擦、没有粒子污染以及无限长的使用寿命。如下面进一步描述的那样，用于缆丝驱动机器人机构的材料是高强度且高刚性的。这种机构非常有利于需要高的传输精度且尤其没有污染的带电粒子束检查设备。现在参照图1，图1示出了根据本专利技术一个实施例的内部结构100的透视图。该结构100可以被包围在例如硅片检查设备或电子束检查系统的检查系统内，或可以是其部分。如图1所示，结构100包括主腔室102、缆丝驱动机器人机构104、门阀106、负载锁定腔室108、硅片提升销110、工作台114以及静电卡盘116。当在主腔室102中心在聚焦束(未示出)下检查硅片112 (用Wa表示)，待检测硅片113 (用Wb表示)正准备装入负载锁定腔室108。当在主腔室102内完成检查硅片112的检查时，交换两个硅片112和113本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械臂，包括：固定滑轮，通过电机驱动；第一滑轮，安装有第一处理装置；第二滑轮，安装有第二处理装置；和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，两对上层缆丝和下层缆丝都由在操作时不产生颗粒的材料形成，其中第一对上层缆丝和下层缆丝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，并且第二对上层缆丝和下层缆丝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，第一滑轮和第二滑轮分别布置在固定滑轮的相对侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：穆玉海，蒋磊，俞宗强，
申请(专利权)人：东方晶源微电子科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11