專利名稱：笛卡爾機械臂群集工具架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例大體來說是有關(guān)于一種整合式制程系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有能夠同步處理多個基材的多個制程站及機械臂。
背景技術(shù)：
形成電子器件的制程通常是在受控制的制程環(huán)境下在擁有連續(xù)處理基材(例如半導體晶片)的能力的多腔室制程系統(tǒng)(例如，群集工具)內(nèi)完成。典型用來沉積(即涂 布)和顯影光阻材料的群集工具一般稱為自動化光阻涂布及顯影工具(track lithographytool)，或用來執(zhí)行半導體清潔制程，一般稱為濕式/清潔工具，典型的群集工具包含容納至少一個基材傳送機械臂的主架構(gòu)，該機械臂在晶片盒/晶片匣安裝裝置和與該主架構(gòu)連接的多個制程腔室間傳送基材。群集工具通常是經(jīng)使用而使基材可在受控制的制程環(huán)境下以可重復方式處理。受控制的制程環(huán)境具有許多好處，包含在傳送期間及在完成各種基材制程步驟期間最小化基材表面的污染。在受控制環(huán)境下處理因而可減少缺陷的產(chǎn)生并改善元件合格率?；闹圃熘瞥痰挠行酝ǔＪ怯蓛蓚€相關(guān)且重要的因素來權(quán)衡，即器件合格率和持有成本(cost of ownership, CoO)。這些因素是重要的，因為這些因素直接影響電子器件的生產(chǎn)成本，從而影響到器件制造商的市場競爭力。CoO雖然受多種因素影響，但是CoO大幅度地受到系統(tǒng)和腔室產(chǎn)能影響，簡言之即每小時利用預期制程程序處理的基材數(shù)量。制程程序一般定義為在該群集工具中的一個或多個制程腔室內(nèi)完成的器件制造步驟或制程配方步驟的程序。制程程序一般可含有若干基材(或晶片)電子器件制造制程步驟。在降低CoO的努力下，電子器件制造商通常花費許多時間嘗試最佳化制程程序和腔室制程時間，以在群集工具構(gòu)架限制及腔室制程時間給定的情況下達到可能的最大基材產(chǎn)能。在自動化光阻涂布及顯影式群集工具中，因為腔室制程時間往往較短(例如，約I分鐘即可完成該制程)，但需要完成典型制程程序的制程步驟數(shù)量很多，所以用來完成該制程程序的大部分時間是耗費在在各個制程腔室間傳送所述基材。典型的自動化光阻涂布及顯影制程程序一般包含如下步驟在基材表面上沉積一個或多層均勻的光阻(或阻抗)層，然后將該基材傳送出該群集工具至分離的步進機或掃描工具，以藉由將該光阻層暴露在光阻調(diào)整電磁輻射下來圖案化該基材表面，接著顯影該圖案化的光阻層。若群集工具內(nèi)的基材產(chǎn)能不受機械臂限制的話，則最長的制程配方步驟一般會限制該制程程序的產(chǎn)能。這通常不會發(fā)生在自動化光阻涂布及顯影制程程序中，因為該程序具有短的制程時間和大量的制程步驟。常規(guī)制造制程的典型系統(tǒng)產(chǎn)能，例如執(zhí)行典型制程的自動化光阻涂布及顯影工具，一般是每小時100-120片基材間。
CoO計算中的其他重要因素是系統(tǒng)可靠度和系統(tǒng)工作時間。這些因素對于群集工具的收益性和/或有效性是很重要的，因為系統(tǒng)無法處理基材的時間越長，使用者損失的金錢就越多，肇因于在群集工具中處理基材的機會的喪失。因此，群集工具使用者和制造商花費許多時間試圖研發(fā)擁有增加的工作時間的可靠的制程、可靠的硬件和可靠的系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)對于縮小半導體器件尺寸以改善器件處理速度并減少器件生熱的努力反而降低了產(chǎn)業(yè)對于制程變異的容忍度。為了最小化制程變異，自動化光阻涂布及顯影制程程序的重要因素是確保行經(jīng)群集工具的每一個基材皆擁有相同的“晶片史(wafer history)”的問題?；牡木吠ǔＪ怯芍瞥坦こ處煴O(jiān)控及控制，以確保后來可能會影響器件效能的所有器件制造制程變量皆受到控制，而使相同批次內(nèi)的所有基材總是以相同方式處理。為確保每一個基材皆擁有相同的“晶片史”，需要使每一個基材經(jīng)受相同的可重復的基材制程步驟(例如一致的涂布制程、一致的硬烤制程、一致的冷卻制程等等)，并且每一個基材在各個制程步驟間的時間是相同的。光刻式器件制造制程對于制程配方變量和配方步驟間的時間的變異可以是非常敏感的，這些變異直接影響制程變異，并且最終影響到器件效能。因此，需要一種能夠執(zhí)行最小化制程變異和制程步驟間的時間變異的制程程序的群集工具及支持設備。此外，也需要能夠執(zhí)行給予均勻且可重復的制程結(jié)果，同時達到預期基材產(chǎn)能的器件制造制程的群集工具及支持設備。因此,存在有對于一種系統(tǒng)、一種方法和一種設備的需要,該系統(tǒng)、方法和設備可處理基材而使該基材符合所要求的器件效能目標并增加系統(tǒng)產(chǎn)能，因此降低制程程序CoO。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大體來說提供一種處理基材的群集工具，包含第一制程架，含有第一組制程腔室，該第一組制程腔室具有垂直堆迭的兩個或多個基材制程腔室，以及第二組制程腔室，該第二組制程腔室具有垂直堆迭的兩個或多個基材制程腔室，其中該第一及第二組的兩個或多個基材制程腔室具有沿著第一方向排列的第一側(cè)，第一機械臂組件，該第一機械臂組件適于傳送基材至該第一制程架中的基材制程腔室，其中該第一機械臂組件包含第一機械臂，該第一機械臂具有擁有基材容納表面的機械臂葉片，其中該第一機械臂是適于將基材設置在通常容納在第一平面內(nèi)的一個或多個點上，其中該第一平面與該第一方向以及和該第一方向垂直的第二方向平行，第一移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該第一平面垂直的第三方向上的促動器組件，以及第二移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該第一方向平行的方向上的促動器組件，以及傳送區(qū)域，在傳送區(qū)域中容納該第一機械臂，其中當該基材被設置在該機械臂葉片的基材容納表面上時，該傳送區(qū)域的寬度與該第二方向平行且比該第二方向的基材尺寸大約5%至約50%。本發(fā)明的實施例進一步提供一種處理基材的群集工具，包含第一制程架，該第一制程架含有具有垂直堆迭的兩個或多個基材制程腔室的兩個或多個組，其中該兩個或多個組的兩個或多個基材制程腔室具有沿著第一方向排列的第一側(cè)，以通過該第一側(cè)存取所述基材制程腔室，第二制程架，該第二制程架含有具有垂直堆迭的兩個或多個基材制程腔室的兩個或多個組，其中該兩個或多個組的兩個或多個基材制程腔室具有沿著第一方向排列的第一側(cè)，以通過該第一側(cè)存取所述基材制程腔室，第一機械臂組件，設置在該第一制程架和該第二制程架間，該第一機械臂組件適于將基材從該第一側(cè)傳送至該第一制程架中的基材制程腔室，其中該第一機械臂組件包含機械臂，該機械臂適于將基材設置在通常容納在水平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，具有適于將該機械臂設置在通常與該垂直方向平行的方向上的馬達，以及水平移動組件，具有適于將該機械臂設置在通常與該第一方向平行的方向上的馬達，第二機械臂組件，設置在該第一制程架和該第二制程架間，該第二機械臂組件適于將基材從該第一側(cè)傳送至該第二制程架中的基材制程腔室，其中該第二機械臂組件包含機械臂，該機械臂適于將基材設置在通常容納在水平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，具有適于將該機械臂設置在通常與該垂直方向平行的方向上的馬達，以及水平移動組件，具有適于將該機械臂設置在通常與該第一方向平行的方向上的馬達，以及第三機械臂組件，設置在該第一制程架和該第二制程架間，該第三機械臂組件適于將基材從該第一側(cè)傳送至該第一制程架中的基材制程腔室或從該第一側(cè)傳送至該第二制程架中的基材制程腔室，其中該第三機械臂組件包含機械臂，該機械臂適于將基材設置在通常容納在水平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，具有適于將該機械臂設置在通常與該垂直方向平行的方向上的馬達，以及水平移動組件，具有適于將該機械臂設置在通常與該第一方向平行的方向上的馬達。 本發(fā)明的實施例進一步提供一種處理基材的群集工具，包含第一制程架，該第一制程架含有具有兩個或多個垂直堆迭的基材制程腔室的兩個或多個組，其中該兩個或多個組的兩個或多個垂直堆迭的基材制程腔室具有沿著第一方向排列的第一側(cè)，以通過該第一側(cè)存取所述基材制程腔室，以及沿著第二方向排列的第二側(cè)，以通過該第二側(cè)存取所述基材制程腔室，第一機械臂組件，適于將基材從該第一側(cè)傳送至該第一制程架中的基材制程腔室，其中該第一機械臂組件包含第一機械臂，該第一機械臂適于將基材設置在通常容納在水平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該垂直方向平行的方向上的馬達，以及水平移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該第一方向平行的方向上的馬達，以及第二機械臂組件，適于將基材從該第二側(cè)傳送至該第一制程架中的基材制程腔室，其中該第二機械臂組件包含第二機械臂，該第二機械臂適于將基材設置在通常容納在水平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，具有適于將該第二機械臂設置在通常與該垂直方向平行的方向上的馬達，以及水平移動組件，具有適于將該第二機械臂設置在通常與該第二方向平行的方向上的馬達。本發(fā)明的實施例進一步提供一種處理基材的群集工具，包含設置在群集工具內(nèi)的兩個或多個基材制程腔室，第一機械臂組件，該第一機械臂組件適于將基材傳送至該兩個或多個基材制程腔室，其中該第一機械臂組件包含第一機械臂，該第一機械臂適于將基材設置在第一方向上，其中該第一機械臂包含機械臂葉片，具有第一端及基材容納表面，其中該基材容納表面適于容納并傳送基材，第一連接構(gòu)件，該第一連接構(gòu)件具有第一樞軸點及第二樞軸點，馬達，在該第二樞軸點處與該第一連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接，第一齒輪(gear)，與該機械臂葉片的第一端連接并在該第一樞軸點處與該第一連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接，以及第二齒輪，與該第一齒輪旋轉(zhuǎn)連接并與該第一連接構(gòu)件的第二樞軸點同心對齊，其中該第二齒輪對該第一齒輪的齒輪比介于約3 : I至約4 : 3間，第一移動組件，適于將該第一機械臂設置在通常與該第一方向垂直的第二方向上，以及第二移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該第二方向垂直的第三方向上的馬達。本發(fā)明的實施例進一步提供一種處理基材的群集工具，包含第一制程架，該第一制程架含有具有兩個或多個垂直堆迭的基材制程腔室的兩個或多個組，其中該兩個或多個組的兩個或多個垂直堆迭的基材制程腔室具有沿著第一方向排列的第一側(cè)，以通過該第一側(cè)存取所述基材制程腔室，以及沿著第二方向排列的第二側(cè)，以通過該第二側(cè)存取所述基材制程腔室，第一機械臂組件，適于將基材從該第一側(cè)傳送至該第一制程架中的基材制程腔室，其中該第一機械臂組件包含第一機械臂，該第一機械臂適于將基材設置在通常容納在水平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該垂直方向平行的方向上的馬達，以及水平移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該第一方向平行的方向上的馬達，以及第二機械臂組件，適于將基材從該第二側(cè)傳送至該第一制程架中的基材制程腔室，其中該第二機械臂組件包含第二機械臂，該第二機械臂適于將基材設置在通常容納在水平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，具有適于將該第二機械臂設置在通常與該垂直方向平行的方向上的馬達，以及水平移動組件，具有適于將該第二機械臂設置在通常與該第二方向平行的方向上的馬達。本發(fā)明的實施例進一步提供一種處理基材的群集工具，包含設置在群集工具內(nèi)的兩個或多個基材制程腔室，第一機械臂組件，該第一機械臂組件適于將基材傳送至該兩個 或多個基材制程腔室，其中該第一機械臂組件包含第一機械臂，該第一機械臂適于將基材設置在第一方向上，其中該第一機械臂包含機械臂葉片，具有第一端及基材容納表面，其中該基材容納表面適于容納并傳送基材，第一連接構(gòu)件，該第一連接構(gòu)件具有第一樞軸點及第二樞軸點，馬達，在該第二樞軸點處與該第一連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接，第一齒輪，與該機械臂葉片的第一端連接并在該第一樞軸點處與該第一連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接，以及第二齒輪，與該第一齒輪旋轉(zhuǎn)連接并與該第一連接構(gòu)件的第二樞軸點同心對齊，其中該第二齒輪對該第一齒輪的齒輪比介于約3 : I至約4 : 3間，第一移動組件，該第一移動組件適于將該第一機械臂設置在通常與該第一方向垂直的第二方向上，以及第二移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在通常與該第二方向垂直的第三方向上的馬達。本發(fā)明的實施例進一步提供一種在群集工具內(nèi)傳送基材的設備，包含第一機械臂，該第一機械臂適于將基材設置在通常容納在第一平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，包含滑軌組件，該滑軌組件含有與垂直定位的線性軌道連接的塊狀物(block)，支撐板，與該塊狀物和該第一機械臂連接，以及促動器，該促動器適于沿著該線性軌道將該支撐板垂直設置在垂直位置上，以及水平移動組件，該水平移動組件與該垂直移動組件連接，并具有水平促動器，該水平促動器適于在水平方向上設置該第一機械臂和該垂直移動組件。本發(fā)明的實施例進一步提供一種在群集工具內(nèi)傳送基材的設備，包含第一機械臂，該第一機械臂適于將基材設置在通常容納在第一平面內(nèi)的一個或多個點上，垂直移動組件，包含促動器組件，該促動器組件適于垂直設置該第一機械臂，其中該促動器組件進一步包含垂直促動器，該垂直促動器適于垂直設置該第一機械臂，以及垂直滑軌，該垂直滑軌適于在該垂直促動器調(diào)動該第一機械臂時引導該第一機械臂，圍封，具有一個或多個形成內(nèi)部區(qū)域的壁，該內(nèi)部區(qū)域圍繞至少一個是選自垂直促動器和該垂直滑軌的零組件，以及風扇，與該內(nèi)部區(qū)域流體連通，該風扇適于在該圍封內(nèi)產(chǎn)生負壓，以及水平移動組件，具有水平促動器和水平引導構(gòu)件，該水平促動器和該水平引導構(gòu)件適于在通常與該第一制程架的第一側(cè)平行的方向上設置該第一機械臂。本發(fā)明的實施例進一步提供一種在群集工具內(nèi)傳送基材的設備，包含第一機械臂組件，該第一機械臂組件適于將基材設置在第一方向上，其中該第一機械臂組件包含機械臂葉片，具有第一端及基材容納表面，第一連接構(gòu)件，該第一連接構(gòu)件具有第一樞軸點及第二樞軸點，第一齒輪，與該機械臂葉片的第一端連接并在該第一樞軸點處與該第一連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接，第二齒輪，與該第一齒輪旋轉(zhuǎn)連接并與該第一連接構(gòu)件的第二樞軸點對齊，以及第一馬達，與該第一連接構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接，其中該第一馬達適于藉由相對于該第二齒輪旋轉(zhuǎn)該第一連接構(gòu)件和第一齒輪來設置該基材容納表面，第一移動組件，該第一移動組件適于將該第一機械臂設置在通常與該第一方向垂直的第二方向上，以及第二移動組件，該第二移動組件適于將該第一機械臂設置在通常與該第二方向垂直的第三方向上。本發(fā)明的實施例進一步提供一種在群集工具內(nèi)傳送基材的設備，包含第一機械臂組件，該第一機械臂組件適于將基材設置在通常容納在第一平面內(nèi)的沿著弧形的一個或多個點上，其中該第一機械臂組件包含機械臂葉片，具有第一端及基材容納表面，以及馬達，該馬達與該機械臂葉片的第一端旋轉(zhuǎn)連接，第一移動組件，該第一移動組件適于將該第一機械臂設置在通常與該第一平面垂直的第二方向上，其中該第一移動組件包含促動器組件，該促動器組件適于垂直設置該第一機械臂，其中該促動器組件進一步包含垂直促動器， 該垂直促動器適于垂直設置該第一機械臂，以及垂直滑軌，該垂直滑軌適于在該垂直促動器調(diào)動該第一機械臂時引導該第一機械臂，圍封，具有一個或多個形成內(nèi)部區(qū)域的壁，該內(nèi)部區(qū)域圍繞至少一個是選自垂直促動器和該垂直滑軌的零組件，以及風扇，與該內(nèi)部區(qū)域流體連通，并適于在該圍封內(nèi)產(chǎn)生負壓，以及第二移動組件，具有第二促動器，該第二促動器適于將該第一機械臂設置在通常與該第二方向垂直的第三方向上。本發(fā)明的實施例進一步提供一種在群集工具內(nèi)傳送基材的設備，包含第一機械臂組件，該第一機械臂組件適于將基材設置在第一方向上，其中該第一機械臂組件包含機械臂葉片，具有第一端及基材容納表面，第一齒輪，與該機械臂葉片的第一端連接，第二齒輪，與該第一齒輪旋轉(zhuǎn)連接，以及第一馬達，與該第一齒輪旋轉(zhuǎn)連接，以及第二馬達，與該第二齒輪旋轉(zhuǎn)連接，其中該第二馬達適于相對于該第一齒輪旋轉(zhuǎn)該第二齒輪，以創(chuàng)造出可變齒輪比，以及第一移動組件，該第一移動組件適于將該第一機械臂設置在通常與該第一方向垂直的第二方向上。本發(fā)明的實施例進一步提供一種傳送基材的設備，包含基座，具有基材支撐表面，反應構(gòu)件，設置在該基座上，接觸構(gòu)件，與適于將基材朝向該反應構(gòu)件推動的促動器連接，以及制動構(gòu)件，該制動構(gòu)件在該接觸構(gòu)件經(jīng)設置來將該基材朝向該反應構(gòu)件推動時適于一般性地抑制該接觸構(gòu)件的移動。本發(fā)明的實施例進一步提供一種傳送基材的設備，包含基座，具有支撐表面，反應構(gòu)件，設置在該基座上，促動器，與該基座連接，接觸構(gòu)件，與該促動器連接，其中該促動器適于將該接觸構(gòu)件朝向設置在該支撐表面上，并且由該反應構(gòu)件支撐邊緣的基材的邊緣推動，制動構(gòu)件組件，包含制動構(gòu)件，以及制動促動構(gòu)件，其中該制動促動構(gòu)件適于將該制動構(gòu)件朝向該接觸構(gòu)件推動，以創(chuàng)造出在基材傳送期間一般性地抑制該接觸構(gòu)件移動的限制力。本發(fā)明的實施例進一步提供一種傳送基材的設備，包含基座，具有支撐表面，反應構(gòu)件，設置在該基座上，接觸構(gòu)件組件，包含促動器，以及接觸構(gòu)件，具有基材接觸表面和順應構(gòu)件(compliant member),該順應構(gòu)件設置在該接觸表面和該促動器間,其中該促動器適于將該接觸表面朝向倚靠該反應構(gòu)件表面設置的基材推動，以及制動構(gòu)件組件，包含制動構(gòu)件，以及制動促動構(gòu)件，適于將該制動構(gòu)件朝向該接觸構(gòu)件推動，以抑制基材傳送期間該接觸構(gòu)件的移動，以及感應器，與該接觸構(gòu)件連接，其中該感應器適于感應該接觸表面的位置。本發(fā)明的實施例進一步提供一種傳送基材的設備，包含機械臂組件，含有第一機械臂，該第一機械臂適于在第一方向上傳送設置在機械臂葉片上的基材，第一移動組件，具有促動器，該促動器適于將該第一機械臂設置在第二方向上，以及第二移動組件，與該第一移動組件連接并具有第二促動器，該第二促動器適于將該第一機械臂及該第一移動組件設置在通常與該第二方向垂直的第三方向上，以及基材抓取裝置，與該機械臂葉片連接，其中該基材抓取裝置適于支撐基材，并含有反應構(gòu)件，設置在該機械臂葉片上，促動器，與該機械臂葉片連接，接觸構(gòu)件，與該促動器連接，其中該促動器適于藉由將該接觸構(gòu)件朝向設置在該接觸構(gòu)件和該反應構(gòu)件間的基材的邊緣推動而限制基材，以及制動構(gòu)件組件，包含制動構(gòu)件，以及制動促動構(gòu)件，適于將該制動構(gòu)件朝向該接觸構(gòu)件推動，以在基材傳送期間抑制該接觸構(gòu)件的移動。
本發(fā)明的實施例進一步提供一種傳送基材的方法，包含將基材設置在基材支撐裝置上，介于設置在該基材支撐裝置上的基材接觸構(gòu)件及反應構(gòu)件之間，利用促動器來產(chǎn)生基材抓持力，該促動器將該基材接觸構(gòu)件朝向該基材推動，并將該基材朝向該反應構(gòu)件推動，以及產(chǎn)生抑制力，該抑制力適于在傳送基材期間利用制動組件抑制該基材接觸構(gòu)件的移動。本發(fā)明的實施例進一步提供一種傳送基材的方法，包含將基材設置在基材支撐裝置上，介于設置在該基材支撐裝置上的基材接觸構(gòu)件及反應構(gòu)件之間，將具有連接件的促動器與該基材接觸構(gòu)件連接，而使該連接件將該促動器和該基材接觸構(gòu)件連接，利用促動器施加抓持力至該基材，該促動器將該基材接觸構(gòu)件朝向該基材推動，并將該基材朝向該反應構(gòu)件推動，將能量儲存在順應構(gòu)件中，該順應構(gòu)件設置在該基材接觸構(gòu)件和該連接件之間，在施加該抓持力之后抑制該連接件的移動，以最小化傳送基材期間該抓持力的變異量，以及藉由感應該基材接觸表面因為儲存在該順應構(gòu)件中的能量的減少的移動來感應該基材的移動。本發(fā)明的實施例進一步提供一種傳送基材的方法，包含將設置在第一制程腔室中的基材接收在機械臂基材支撐上，其中接收該基材的步驟包含將基材設置在該機械臂基材支撐上，介于設置在該機械臂基材支撐上的基材接觸構(gòu)件及反應構(gòu)件之間，利用促動器產(chǎn)生基材抓持力，該促動器將該基材接觸構(gòu)件朝向該基材推動，并將該基材朝向該反應構(gòu)件推動，以及設置制動組件，以在傳送基材期間產(chǎn)生抑制該基材接觸構(gòu)件移動的抑制力，以及利用第一機械臂組件將該基材和該機械臂基材支撐從該第一制程腔室內(nèi)的位置傳送至第二制程腔室內(nèi)的位置，該第二制程腔室是沿著第一方向設置在與該第一制程腔室有一段距離處，該第一機械臂組件適于將該基材設置在該第一方向的預期位置上，并且設置在第二方向的預期位置上，其中該第二方向通常與該第一方向垂直。本發(fā)明的實施例進一步提供一種在群集工具中傳送基材的方法，包含利用第一機械臂組件將基材傳送至沿著第一方向設置的第一制程腔室陣列，該第一機械臂組件適于將該基材設置在該第一方向的預期位置上，并且設置在第二方向的預期位置上，其中該第二方向通常與該第一方向垂直，利用第二機械臂組件將基材傳送至沿著該第一方向設置的第二制程腔室陣列，該第二機械臂組件適于將該基材設置在該第一方向的預期位置上，并且設置在該第二方向的預期位置上，以及利用第三機械臂組件將基材傳送至沿著該第一方向設置的第一及第二制程腔室陣列，該第三機械臂組件適于將該基材設置在該第一方向的預期位置上，并且設置在該第二方向的預期位置上。本發(fā)明的實施例進一步提供一種在群集工具中傳送基材的方法，包含利用第一機械臂組件將基材從第一透通腔室傳送至沿著第一方向設置的第一制程腔室陣列，該第一機械臂組件適于將該基材設置在該第一方向的預期位置上，并且設置在第二方向的預期位置上，其中該第二方向通常與該第一方向垂直，利用第二機械臂組件將基材從該第一透通腔室傳送至該第一制程腔室陣列，該第二機械臂組件適于將該基材設置在該第一方向的預期位置上，并且設置在第二方向的預期位置上，以及利用設置在前端組件內(nèi)的前端機械臂將基材從基材匣傳送至該第一透通腔室，其中該前端組件實質(zhì)上與含有該第一制程腔室陣列、該第一機械臂組件和該第二機械臂組件的傳送區(qū)域毗鄰。



因此可以詳細了解上述本發(fā)明的特征的方式，即對本發(fā)明更明確的描述，簡短地在前面概述過，可以藉由參考實施例來得到，其中某些在附圖中示出。但是需要注意的是，附圖只示出本發(fā)明的一般實施例，因此不應被認為是對本發(fā)明范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其他等效實施例。圖IA是示出本發(fā)明的群集工具的一個實施例的等角視圖；圖IB是根據(jù)本發(fā)明的圖IA所示的制程系統(tǒng)的平面圖；圖IC是示出根據(jù)本發(fā)明的第一制程架60的一個實施例的側(cè)視圖；圖ID是示出根據(jù)本發(fā)明的第二制程架80的一個實施例的側(cè)視圖；圖IE是根據(jù)本發(fā)明的圖IB所示的制程系統(tǒng)的平面圖；圖IF示出可與在此所述的群集工具的各個實施例并用的含有若干制程配方步驟的制程程序的一個實施例；圖IG是示出圖IB所示的制程系統(tǒng)的平面圖，并示出依循圖IF所示的制程程序的穿過該群集工具的基材傳送路徑；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的制程系統(tǒng)的平面圖；圖2B是圖2A所示的根據(jù)本發(fā)明的制程系統(tǒng)的平面圖；圖2C是圖2B所示的制程系統(tǒng)的平面圖，并示出依循圖IF所示的制程程序的穿過該群集工具的基材傳送路徑；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的制程系統(tǒng)的平面圖；圖3B是圖3A所示的制程系統(tǒng)的平面圖，并示出依循圖IF所示的制程程序的穿過該群集工具的基材傳送路徑；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的制程系統(tǒng)的平面圖；圖4B是圖4A所示的制程系統(tǒng)的平面圖，并示出依循圖IF所示的制程程序的穿過該群集工具的基材傳送路徑；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的制程系統(tǒng)的平面圖5B是圖5A所示的制程系統(tǒng)的平面圖，并示出依循圖IF所示的制程程序的穿過該群集工具的基材傳送路徑；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的制程系統(tǒng)的平面圖；圖6B是圖6A所示的制程系統(tǒng)的平面圖，并示出依循圖IF所示的制程程序的穿過該群集工具的兩條可能的基材傳送路徑；圖6C是根據(jù)本發(fā)明的制程 系統(tǒng)的平面圖；圖6D是圖6C所示的制程系統(tǒng)的平面圖，并示出依循圖IF所示的制程程序的穿過該群集工具的兩條可能的基材傳送路徑；圖7A是根據(jù)本發(fā)明的交換腔室的一個實施例的側(cè)視圖；圖7B是根據(jù)本發(fā)明的圖IB所示的制程系統(tǒng)的平面圖；圖8A是示出根據(jù)本發(fā)明的圖IA所示的群集工具的另一個實施例的等角視圖，該實施例具有附接的防護罩；圖SB是根據(jù)本發(fā)明的圖8A所示的群集工具的剖面圖；圖8C是根據(jù)本發(fā)明的一個配置的剖面圖；圖9A是示出機械臂的一個實施例的等角視圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材；圖IOA是示出根據(jù)本發(fā)明的具有單一機械臂組件的機械臂硬件組件的一個實施例的等角視圖；圖IOB是示出根據(jù)本發(fā)明的具有雙機械臂組件的機械臂硬件組件的一個實施例的等角視圖；圖IOC是根據(jù)本發(fā)明的圖IOA所示的機械臂硬件組件的一個實施例的剖面圖；圖IOD是根據(jù)本發(fā)明的機械臂硬件組件的一個實施例的剖面圖；圖IOE是根據(jù)本發(fā)明的圖IOA所示的機械臂硬件組件的一個實施例的剖面圖；圖IlA是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；圖IlB示出根據(jù)本發(fā)明的當基材被傳送進入制程腔室時該基材中心點的若干可能路徑；圖IlC是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；圖IlD是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；圖IlE是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；圖IlF是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；圖IlG是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；圖IlH是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；
圖111是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖，示出該機械臂葉片傳送基材至制程腔室內(nèi)時的若干位置；圖IlJ是根據(jù)本發(fā)明的機械臂組件的一個實施例的平面圖；圖IlK是設置在制程架附近的機械臂組件的常規(guī)SCARA機械臂的平面圖；圖12A是根據(jù)本發(fā)明的圖9A所示的水平移動組件的剖面圖；圖12B是根據(jù)本發(fā)明的圖9A所示的水平移動組件的剖面圖；圖12C是根據(jù)本發(fā)明的圖9A所示的水平移動組件的剖面圖；圖13A是根據(jù)本發(fā)明的圖9A所示的垂直移動組件的剖面圖；圖13B是示出圖13A所示的機械臂的一個實施例的等角視圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材；圖14A是示出機械臂的一個實施例的等角視圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材；圖15A是示出機械臂的一個實施例的等角視圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材；圖16A示出機械臂葉片組件的一個實施例的平面圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材；
圖16B示出圖16A所示的機械臂葉片組件的一個實施例的側(cè)剖面圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材；圖16C示出機械臂葉片組件的一個實施例的平面圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材；圖16D示出機械臂葉片組件的一個實施例的平面圖，該實施例可適于在該群集工具的各個實施例中傳送基材。
具體實施例方式本發(fā)明大體來說提供一種使用多腔室制程系統(tǒng)(例如群集工具)來處理基材的設備及方法，該系統(tǒng)具有增加的系統(tǒng)產(chǎn)能、增強的系統(tǒng)可靠度、改善的器件合格率表現(xiàn)、可重復性更高的晶片制程歷史(或晶片史)、以及較小的占地面積(footpring)。在一個實施例中，該群集工具適于執(zhí)行自動化光阻涂布及顯影制程，其中基材是經(jīng)涂布以光敏性材料，然后傳送至步進機/掃瞄器，該步進機/掃瞄器將該光敏性材料暴露在某類型的輻射下，而在該光敏性材料上形成圖案，接著在于該群集工具內(nèi)完成的顯影制程中除去該光敏性材料的某些部分。在另一實施例中，該群集工具適于執(zhí)行濕式/清潔制程程序，其中在該群集工具中于基材上執(zhí)行若干基材清潔制程。圖1-6示出可與本發(fā)明的各個實施例并用的若干機械臂和制程腔室配置的其中某些。該群集工具10的各個實施例一般使用以平行制程配置法配置的兩個或多個機械臂，以在留置在所述制程架內(nèi)(例如元件60、80等等)的各個制程腔室間傳送基材，因此可在所述基材上執(zhí)行預期的制程程序。在一個實施例中，該平行制程配置法包含兩個或多個機械臂組件11 (圖IA和IB的元件IlAUlB和11C)，該組件適于在垂直(之后稱為z方向)和水平方向上移動基材,水平方向即傳送方向(X方向)和與該傳送方向垂直的方向(y方向)，因此可在留置于所述制程架內(nèi)(例如元件60和80)的沿著該傳送方向排列的各個制程腔室內(nèi)處理所述基材。該平行制程配置法的一個優(yōu)勢在于若所述機械臂的其中之一無法操作，或是取下維修，該系統(tǒng)仍可利用留置在該系統(tǒng)內(nèi)的其他機械臂來繼續(xù)處理基材。一般來說，在此所述的各個實施例是有優(yōu)勢的，因為每一行或每一組基材制程腔室皆有兩個或多個服務的機械臂，以提供增加的產(chǎn)能和增強的系統(tǒng)可靠度。此外，在此所述的各實施例通常是經(jīng)配置以最小化并控制所述基材傳送機構(gòu)所產(chǎn)生的微粒，以避免可影響該群集工具的CoO的器件合格率和基材碎片問題。此配置法的另一個優(yōu)勢在于靈活及模塊化構(gòu)架讓使用者可配置符合該使用者要求的產(chǎn)能所需要的制程腔室、制程架、及制程機械臂的數(shù)量。雖然圖1-6示出可用來執(zhí)行本發(fā)明的各方面的機械臂組件11的一個實施例，但其他類型的機械臂組件11也可適于執(zhí)行相同的基材傳送和設置功能，而不會背離本發(fā)明的基本范圍。第一群集工具配置A.系統(tǒng)配置
圖IA是群集工具10的一個實施例的等角視圖，并示出可經(jīng)使用而受惠的本發(fā)明的若干方面。圖IA示出該群集工具10的實施例，該群集工具含有適于存取垂直堆迭在第一制程架60和第二制程架80內(nèi)的各個制程腔室的三個機械臂和外部模塊5。在一方面中，當用該群集工具10來完成光刻制程程序時，與該后部區(qū)域45 (未在圖IA示出)連接的該外部模塊5，可以是步進機/掃瞄器，執(zhí)行某些額外的暴露型制程步驟。該群集工具10的一個實施例，如圖IA所示，含有前端模塊24及中央模塊25。圖IB是圖IA所示的群集工具10的實施例的平面圖。該前端模塊24—般含有一個或多個晶片盒組件105 (例如物件105A-D)以及前端機械臂組件15 (圖1B)。該一個或多個晶片盒組件105，或前開式晶片盒(FOUPs)，一般是適于容納一個或多個可含有欲在該群集工具10內(nèi)處理的一個或多個基材“W”或晶片的晶片匣106。在一個方面中，該前端模塊24也含有一個或多個傳遞位置9 (例如圖IB的元件9A-C)。在一個方面中，該中央模塊25具有第一機械臂組件11A、第二機械臂組件11B、第三機械臂組件11C、后端機械臂組件40、第一制程架60和第二制程架80。該第一制程架60及第二制程架80含有各式制程腔室(例如涂布機/顯影機腔室、烘烤腔室、冷卻腔室、濕式清潔腔室等等，將在下文中討論(圖1C-D))，該些腔室適于執(zhí)行基材制程程序中的各個制程步驟。圖IC和ID示出當站在最接近側(cè)60A的一側(cè)面對該第一制程架60和第二制程架80觀看時，該第一制程架60和第二制程架80的一個實施例的側(cè)視圖，因此會與圖1-6所示的圖示符合。該第一制程架60和第二制程架80 —般含有一組或多組垂直堆迭的制程腔室，該些腔室適于在基材上執(zhí)行一些預期的半導體或平面顯示器器件制造制程步驟。例如，在圖IC中，該第一制程架60具有五組，或五列垂直堆迭的制程腔室。一般來說，這些器件制造制程步驟可包含在該基材表面上沉積材料，清潔該基材表面，蝕刻該基材表面，或?qū)⒃摶谋┞对谀愁愋偷妮椛湎?，以引發(fā)該基材上的一個或多個區(qū)域的物理或化學變化。在一個實施例中，該第一制程架60和第二制程架80內(nèi)含有適于執(zhí)行一種或多種光刻制程程序步驟的一個或多個制程腔室。在一個方面中，制程架60和80可包含一個或多個涂布機/顯影機腔室160、一個或多個冷卻腔室180、一個或多個烘烤腔室190、一個或多個晶片邊緣曝光球狀物去除(OEBR)腔室162、一個或多個曝后烤(PEB)腔室130、一個或多個支持腔室165、整合式烘烤/冷卻腔室800、和/或一個或多個六甲基二硅氮烷(HMDS)制程腔室170。可適于使本發(fā)明的一個或多個方面受益的例示涂布機/顯影機腔室、冷卻腔室、烘烤腔室、OEBR腔室、PEB腔室、支持腔室、整合式烘烤/冷卻腔室和/或HMDS制程腔室進一步在2005年4月22號提出申請的共同受讓的美國專例申請案第11/112，281號中描述，該申請在此藉由引用全文至不與所主張的本發(fā)明不一致的程度下并入本文中?？蛇m于使本發(fā)明的一個或多個方面受益的整合式烘烤/冷卻腔室的范例進一步在2005年4月11號提出申請的共同受讓的美國專例申請案第11/111，154號以及美國專利申請案第11/111,353號中描述，該些申請在此藉由引用全文至不與所主張的本發(fā)明不一致的程度下并入本文中?？蛇m于在基材上執(zhí)行一個或多種清潔制程并且可適于使本發(fā)明的一個或多個方面受益的制程腔室和/或系統(tǒng)的范例進一步在2001年6月25號提出申請的共同受讓的美國專例申請案第09/891，849號以及在2001年8月31號提出申請的美國專利申請案第09/945，454號中描述，該些申請在此藉由引用全文至不與所主張的本發(fā)明不一致的程度下并入本文中。在一個實施例中，如圖IC所示，其中該群集工具10是適于執(zhí)行光刻類制程，該第一制程架60可具有八個涂布機/顯影機腔室160 (標示為⑶1-8)、十八個冷卻腔室180 (標 OEBR腔室162 (標示為162)和/或六個HMDS制程腔室170 (標示為DP1-6)。在一個實施例中，如圖ID所示，其中該群集工具10是適于執(zhí)行光刻類制程，該第二制程架80可具有八個涂布機/顯影機腔室160 (標示為⑶I-8)、六個整合式烘烤/冷卻腔室800 (標示為BCI-6)、六個HMDS制程腔室170 (標示為DP1-6)和/或六個支持腔室165 (標示為S1-6)。圖IC-D所示的制程腔室的方向、位置、類型和數(shù)量并不意欲限制本發(fā)明范圍，而僅意欲示出本發(fā)明的一個實施例。參見圖1B，在一個實施例中，該前端機械臂組件15適于在裝設在晶片盒組件105內(nèi)(見器件105A-D)的晶片匣106和該一個或多個傳遞位置9 (見圖IB的傳遞位置9A-C)間傳送基材。在另一實施例中，該前端機械臂組件15適于在裝設在晶片盒組件105內(nèi)的晶片匣106和該第一制程架60或一第二制程架80內(nèi)的鄰接該前端模塊24的一個或多個制程腔室間傳送基材。該前端機械臂組件15 —般含有水平移動組件15A和機械臂15B，該兩者合并能夠?qū)⒒脑O置在該前端模塊24內(nèi)的預期的水平和/或垂直位置上，或是設置在該中央模塊25內(nèi)的鄰接位置上。該前端機械臂組件15適于利用一個或多個機械臂葉片15C傳送一個或多個基材，藉由運用從系統(tǒng)控制器101(在下文中討論)傳來的指令。在一個程序中，該前端機械臂組件15適于將基材從該晶片匣106傳送至所述傳遞位置9 (例如，圖IB的器件9A-C)的其中之一。一般來說，傳遞位置是基材集結(jié)區(qū)，該基材集結(jié)區(qū)可含有傳遞制程腔室，該傳遞制程腔室擁有與交換腔室533 (見圖7A)或常規(guī)基材匣106相似的特征，并且能夠從第一機械臂接收基材，因此該基材可由一第二機械臂移出和再設置。在一個方面中，裝設在傳遞位置中的傳遞制程腔室可適于執(zhí)行預期制程程序內(nèi)的一個或多個制程步驟，例如，HMDS制程步驟或冷卻/降溫制程步驟或基材缺口校直(notch align)。在一個方面中，每一個傳遞位置(圖IB的元件9A-C)可由所述中央機械臂組件(即，第一機械臂組件11A、第二機械臂組件11B、和第三機械臂組件11C)的每一個存取。參見圖1A-B，該第一機械臂組件11A、該第二機械臂組件11B、及該第三機械臂組件IlC適于傳送基材至容納在該第一制程架60以及該第二制程架80內(nèi)的各個制程腔室。在一個實施例中，為了在該群集工具10中傳送基材，該第一機械臂組件11A、該第二機械臂組件11B、及該第三機械臂組件IlC具有相仿配置的機械臂組件11，其中每一個皆具有至少一個水平移動組件90、垂直移動組件95、及機械臂硬件組件85，它們與系統(tǒng)控制器101連通。在一個方面中，該第一制程架60的側(cè)60B，以及該第二制程架80的側(cè)80A皆沿著與各個機械臂組件(即第一機械臂組件11A、第二機械臂組件11B、及第三機械臂組件11C)的每一個的水平移動組件90 (在下文中描述)平行的方向排列。該系統(tǒng)控制器101適于控制用來完成該傳送制程的各個零組件的位置和移動。該系統(tǒng)控制器101 —般是設計來促進整個系統(tǒng)的控制和自動化，并且通常包含中央處理單元(CPU)(未示出)、存儲器(未示出)、以及支持電路(或輸入/輸出)(未示出)。該CPU可以是在工業(yè)設定中用來控制各種系統(tǒng)功能、腔室制程和支持硬件(例如，檢測器、機械臂、馬達、氣體來源硬件等等)以及監(jiān)控該系統(tǒng)和腔室制程(例如腔室溫度、制程程序產(chǎn)能、腔室制程時間、輸入/輸出信號等等)的任何類型的計算機處理器的一種。該存儲器與該CPU連接，并且可以是一種或多種可輕易取得的存儲器，例如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、軟盤、硬盤、或任何其他類型的數(shù)字儲存，本地或遠程的。軟件指令和數(shù)據(jù)可以編碼并儲存在該存儲器中，以指令該CPU。該支持電路也與該CPU連接，以利用常規(guī)方式支持 該處理器。所述支持電路可包含高速緩存、電源供應器、時鐘電路、輸入/輸出電路、子系統(tǒng)、及諸如此類者。可由該系統(tǒng)控制器101讀取的程序(或計算機指令)決定可在基材上執(zhí)行何種工作。較佳地，該程序是該系統(tǒng)控制器101可讀取的軟件，該軟件包含用來執(zhí)行與監(jiān)控及執(zhí)行所述制程程序工作和各個腔室制程配方步驟相關(guān)的代碼。參見圖1B，在本發(fā)明的一個方面中，該第一機械臂組件IIA適于從至少一側(cè)，例如該側(cè)60B，存取并在該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。在一個方面中，該第三機械臂組件IIC適于從至少一側(cè)，例如該側(cè)80A，存取并在該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。在一個方面中，該第二機械臂組件IlB適于從側(cè)60B存取并在該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材，并且從側(cè)80A在該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。圖IE示出圖IB所示的群集工具10的實施例的平面圖，其中該第二機械臂組件IlB的機械臂葉片87通過側(cè)60B延伸進入該第一制程架60內(nèi)的制程腔室。將該機械臂葉片87延伸進入制程腔室及從該制程腔室縮回該機械臂葉片87的能力通常是由容納在該水平移動組件90、垂直移動組件95、及機械臂硬件組件85內(nèi)的零組件的協(xié)力移動，并藉由運用從該系統(tǒng)控制器101傳來的指令來完成。該兩個或多個機械臂彼此“重迭”的能力是有優(yōu)勢的，例如該第一機械臂組件IlA和該第二機械臂組件11B，或該第二機械臂組件IlB和該第三機械臂組件11C,因為該能力容許基材傳送冗余(transfer redundancy),該冗余可改善該群集可靠性、工作時間，并且也增加基材產(chǎn)能。機械臂“重迭” 一般是兩個或多個機械臂存取和/或在該制程架的相同制程腔室間獨立傳送基材的能力。兩個或多個機械臂冗余地存取制程腔室的能力可以是一個重要方面，以防止系統(tǒng)機械臂傳送瓶頸，因為該能力容許使用率低的機械臂幫助限制該系統(tǒng)產(chǎn)能的機械臂。因此，基材產(chǎn)能可以增加，可讓基材的晶片史更具有可重復性，并且可通過平衡每一個機械臂在制程程序期間的工作負荷來改善系統(tǒng)可靠度。在本發(fā)明的一個方面中，各個重迭的機械臂組件(例如圖1-6中的元件11A、11B、11C、11D、11E等等)能夠同時存取彼此水平相鄰(X方向)或垂直相鄰(z方向)的制程腔室。例如，當使用圖IB和IC所示的群集工具配置法時，該第一機械臂組件IlA能夠存取該第一制程架60內(nèi)的制程腔室⑶6，而該第二機械臂組件IlB能夠同時存取制程腔室⑶5，且不會彼此碰撞或干擾。在另一范例中，當使用圖IB和ID所示的群集工具配置法時，該第三機械臂組件IlC能夠存取該第二制程架80內(nèi)的制程腔室C6，而該第二機械臂組件IlB能夠同時存取制程腔室DP6，且不會彼此碰撞或干擾。在一個方面中，該系統(tǒng)控制器101適于基于經(jīng)過計算的最佳化產(chǎn)能來調(diào)整通過該群集工具的該基材的傳送程序，或是在無法運作的制程腔室周遭工作。該系統(tǒng)控制器101的容許最佳化產(chǎn)能的特征被稱為邏輯排程器。該邏輯排程器基于來自使用者和遍布在該群集工具內(nèi)的各個感應器的輸入理出工作及基材移動的優(yōu)先順序。該邏輯排程器可適于檢視每一個機械臂(例如前端機械臂組件15、第一機械臂組件11A、第二機械臂組件11B、第三機械臂組件IlC等等)所請求的未來工作清單，該未來工作清單是存在該系統(tǒng)控制器101的存儲器中，以幫助平衡分配給每一個機械臂的負荷。使用系統(tǒng)控制器101來最大化該群集工具的使用可改善該群集工具的CoO，使晶片史更具可重復性，并且可以改善該群集工具的可靠度。在一個方面中，該系統(tǒng)控制器101也適于避免各個重迭機械臂間的碰撞，并最佳 化基材產(chǎn)能。在一個方面中，該系統(tǒng)控制器101進一步編程以監(jiān)控并控制該群集工具內(nèi)的所有機械臂的水平移動組件90、垂直移動組件95、及機械臂硬件組件85的移動，以避免所述機械臂間的碰撞，并藉由容許所有機械臂可以同時動作來改善系統(tǒng)產(chǎn)能。這種所謂的“防撞系統(tǒng)”可以多種方式實施，但一般來說該系統(tǒng)控制器101在傳送制程期間利用設置在該(些)機械臂上或該群集工具內(nèi)的各個感應器來監(jiān)控每一個機械臂的位置，以避免碰撞。在一個方面中，該系統(tǒng)控制器適于在傳送制程期間主動改變每一個機械臂的移動和/或路線，以避免碰撞并最小化傳送路徑長度。B.傳送稈序范例圖IF示出通過該群集工具10的基材制程程序500的一個范例，其中一些制程步驟(例如元件501-520)可在傳送步驟A1-Altl的每一個已經(jīng)完成后執(zhí)行。一個或多個制程步驟501-520可能需要在基材上執(zhí)行真空和/或流體制程步驟，以在該基材表面上沉積材料，清潔該基材表面，蝕刻該基材表面，或是將該基材暴露在某類型的輻射下，以引發(fā)該基材上的一個或多個區(qū)域的物理或化學變化。可執(zhí)行的典型制程范例是光刻制程步驟、基材清潔制程步驟、CVD沉積步驟、ALD沉積步驟、電鍍制程步驟、或無電鍍制程步驟。圖IG示出當基材依循圖IF描述的制程程序500傳送經(jīng)過如圖IB所示的群集工具般配置的群集工具時，基材可依循的傳送步驟的范例。在此實施例中，該基材是由該前端機械臂組件15從晶片盒組件105 (物件#105D)移出，并依循傳送路徑A1傳送至設置在該傳遞位置9C處的腔室，因此可在該基材上完成該傳遞步驟502。在一個實施例中，該傳遞步驟502必需設置或留置該基材，以使另一個機械臂可從該傳遞位置9C拾取該基材。一旦完成該傳遞步驟502，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A2將該基材傳送至第一制程腔室531，在此制程步驟504在該基材上完成。在完成該制程步驟504后，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A3將該基材傳送至該第二制程腔室532。在執(zhí)行該制程步驟506后，接著利用該第二機械臂組件IlB傳送該基材，依循該傳送路徑A4,至該交換腔室533 (圖7A)。在執(zhí)行該制程步驟508后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A5,至該外部制程系統(tǒng)536，在此執(zhí)行制程步驟510。在執(zhí)行制程步驟510后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A6,至該交換腔室533，在此執(zhí)行制程步驟512。在一個實施例中，該制程步驟508和512必須設置或留置該基材，以使另一個機械臂可從該交換腔室533拾取該基材。在執(zhí)行該制程步驟512后，接著利用該第二機械臂組件IlB傳送該基材，依循該傳送路徑A7,至該制程腔室534，在此執(zhí)行制程步驟514。然后利用該第一機械臂組件IlA依循該傳送路徑A8傳送該基材。在該制程步驟516完成后，該第一機械臂組件IlA依循該傳送路徑A9將該基材傳送至設置在該傳遞位置9A處的傳遞腔室。在一個實施例中，該傳遞步驟518必須設置或留置該基材，以使另一個機械臂可從該傳遞位置9A拾取該基材。在執(zhí)行該傳遞步驟518后，接著利用該前端機械臂組件15傳送該基材，依循該傳送路徑Altl，至該晶片盒組件10 。在一個實施例中，制程步驟504、506、510、514、和516分別是光阻涂布步驟、烘烤/
冷卻步驟、在步進機/掃描器模塊中執(zhí)行的曝光步驟、曝后烘烤/冷卻步驟、及顯影步驟，這些步驟進一步在2005年4月22號提出申請的共同受讓的美國專利申請案第11/112，281號中描述，該申請在此藉由引用的方式并入本文中。該烘烤/冷卻步驟和該曝后烘烤/冷卻步驟可在單一制程腔室內(nèi)執(zhí)行，或者也可利用內(nèi)部機械臂(未示出)在整合式烘烤/冷 卻腔室的烘烤區(qū)和冷卻區(qū)間傳送。雖然圖IF-G示出可用來在群集工具10內(nèi)處理基材的制程程序的范例，但也可執(zhí)行較復雜或較不復雜的制程程序和/或傳送程序，而不會背離本發(fā)明的基本范圍。此外，在一個實施例中，該群集工具10并不與外部制程系統(tǒng)536連接或連通，因此該后端機械臂組件40并非該群集工具配置的一部分，并且該傳送步驟A5-A6及制程步驟510不會在該基材上執(zhí)行。在此配置中，所有的制程步驟和傳送步驟皆在該群集工具10內(nèi)的各位置或制程腔室間執(zhí)行。第二群集工具配置A.系統(tǒng)配置圖2A是群集工具10的一個實施例的平面圖，該群集工具具有前端機械臂組件15、后端機械臂組件40、系統(tǒng)控制器101及設置在兩個制程架(器件60和80)間的四個機械臂組件11(圖9-11 ;圖2A的元件11A、1 IBUlCdP 11D)，所有皆適于執(zhí)行利用所述制程架內(nèi)的各個制程腔室的預期基材制程程序的至少一個方面。圖2A所示的實施例與圖IA-F所示的配置相同，除了添加第四個機械臂組件IlD和傳遞位置9D之外，因此在適當時使用相同的元件符號。圖2A所示的群集工具配置法在基材產(chǎn)能受限于機械臂時是有優(yōu)勢的，因為第四個機械臂組件IlD的添加可輔助消除其他機械臂的負擔，并且也建立一些冗余，該冗余在一個或多個中央機械臂無法運作時使系統(tǒng)可以處理基材。在一個方面中，該第一制程架60的側(cè)60B，以及該第二制程架80的側(cè)80A皆沿著與每一個機械臂組件(例如第一機械臂組件11A、第二機械臂組件IlB等)的水平移動組件90 (圖9A和12A-C)平行的方向排列。在一個方面中，該第一機械臂組件IlA適于從側(cè)60B存取并在該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。在一個方面中，該第三機械臂組件IlC適于從側(cè)80A存取并在該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。在一個方面中，該第二機械臂組件IlB適于從側(cè)60B存取并在該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。在一個方面中，該第四機械臂組件IlD適于從側(cè)80A存取并在該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。在一個方面中，該第二機械臂組件IlB和第四機械臂組件IlD進一步適于從側(cè)60B存取第一制程架60內(nèi)的制程腔室，并從側(cè)80A存取第二制程架80內(nèi)的制程腔室。圖2B示出圖2A所示的群集工具10的實施例的平面圖，其中該第二機械臂組件IlB的機械臂葉片87通過側(cè)60B延伸進入該第一制程架60內(nèi)的制程腔室。將該機械臂葉片87延伸進入制程腔室和/或從制程腔室縮回該機械臂葉片87的能力通常是由該機械臂組件11的零組件的協(xié)力移動，該些零組件容納在該水平移動組件90、垂直移動組件95、及機械臂硬件組件85內(nèi)，并藉由運用從該系統(tǒng)控制器101傳來的指令來完成。如上所述，該第二機械臂組件IlB和該第四機械臂組件IlD連同該系統(tǒng)控制器101可適于容許該群集工具中的每一個機械臂間的“重迭”，可容許該系統(tǒng)控制器的邏輯排程器以基于來自使用者和遍布在該群集工具內(nèi)的各個感應器的輸入理出工作及基材移動的優(yōu)先順序，并且也可使用防撞系統(tǒng)，以容許機械臂以最佳方式傳送基材通過該系統(tǒng)。使用系統(tǒng)控制器101來最大化該群集工具的使用可改善該群集工具的CoO，使晶片史更具可重復性，并改善系統(tǒng)可靠度。B.傳送稈序范例 圖2C示出可用來完成圖IF所描述的制程程序的通過圖2A所示的群集工具配置的傳送步驟程序的范例。在此實施例中，該基材是由該前端機械臂組件15從晶片盒組件105(物件#105D)移出，并依循傳送路徑A1傳送至設置在該傳遞位置9C處的腔室，因此可在該基材上完成該傳遞步驟502。一旦完成該傳遞步驟502，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A2將該基材傳送至第一制程腔室531，在此制程步驟504在該基材上完成。在完成該制程步驟504后，接著利用該第四機械臂組件IlD依循該傳送路徑A3將該基材傳送至該第二制程腔室532。在執(zhí)行該制程步驟506后，接著利用該第四機械臂組件IlD傳送該基材，依循該傳送路徑A4，至該交換腔室533。在執(zhí)行該制程步驟508后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A5,至該外部制程系統(tǒng)536，在此執(zhí)行制程步驟510。在執(zhí)行制程步驟510后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A6,至該交換腔室533 (圖7A)，在此執(zhí)行制程步驟512。在執(zhí)行該制程步驟512后，接著利用該第四機械臂組件IlD傳送該基材，依循該傳送路徑A7,至該制程腔室534，在此執(zhí)行制程步驟514。然后利用該第二機械臂組件IlB依循該傳送路徑A8傳送該基材。在該制程步驟516完成后，該第一機械臂組件IlA依循該傳送路徑A9將該基材傳送至設置在該傳遞位置9A處的傳遞腔室。在執(zhí)行該傳遞步驟518后，接著利用該前端機械臂組件15傳送該基材，依循該傳送路徑A1Q，至該晶片盒組件10 。在一個方面中，該傳送路徑A7可分割成為兩個傳送步驟，該兩個步驟可能需要該第四機械臂組件IID從該交換腔室533拾取該基材，并將該基材傳送至該第四傳遞位置9D，在此接著由該第二機械臂組件IlB拾取該基材并傳送至該制程腔室534。在一個方面中，每一個傳遞腔室皆可由任何一個中央機械臂組件(即第一機械臂組件11A、第二機械臂組件11B、第三機械臂組件IlC和第四機械臂組件11D)存取。在另一方面中，該第二機械臂組件IlB能夠從該交換腔室533拾取該基材并將該基材傳送至該制程腔室534。此外，在一個實施例中，該群集工具10并不與外部制程系統(tǒng)536連接或連通，因此該后端機械臂組件40并非該群集工具配置的一部分，并且該傳送步驟A5-A6及制程步驟510不會在該基材上執(zhí)行。在此配置中，所有的制程步驟和傳送步驟皆在該群集工具10內(nèi)執(zhí)行。第三群集工具配置
A.系統(tǒng)配置圖3A是群集工具10的一個實施例的平面圖，該群集工具具有前端機械臂組件15、后端機械臂組件40、系統(tǒng)控制器101及設置在兩個制程架(元件60和80)周圍的三個機械臂組件11 (圖9-11 ;圖3A的元件I IAUlBjP 11C)，所有皆適于執(zhí)行利用所述制程架內(nèi)的各個制程腔室的預期基材制程程序的至少一個方面。圖3A所示的實施例與圖IA-F所示的配置相同，除了將該第一機械臂組件IlA和傳遞位置9A設置在該第一制程架60的側(cè)60A上及將該第三機械臂組件IlC和傳遞位置9C設置在該第二制程架80的側(cè)80B上之外，因此在適當時使用相同的元件符號。此群集工具配制法的一個優(yōu)勢在于若該中央模塊25的其中一個機械臂無法運作，該系統(tǒng)仍然 可利用其他兩個機械臂來繼續(xù)處理基材。此配置法也除去，或最小化，所述機械臂在裝設在各個制程架內(nèi)的制程腔室間傳送所述基材時對于防撞型控制特征的需要，因為除去了緊鄰設置的機械臂的實體重迭。此配置法的另一個優(yōu)勢在于靈活及模塊化構(gòu)架讓使用者可配置符合該使用者要求的產(chǎn)能所需要的制程腔室、制程架、及制程機械臂的數(shù)量。在此配置中，該第一機械臂組件IlA適于從側(cè)60A存取該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室，該第三機械臂組件Iic適于從側(cè)80B存取該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室，而該第二機械臂組件IlB適于從側(cè)60B存取該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室，并從側(cè)80A存取該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室。在一個方面中，該第一制程架60的側(cè)60B、該第二制程架80的側(cè)80A皆沿著與每一個機械臂組件(即第一機械臂組件11A、第二機械臂組件11B、第三機械臂組件11C)的水平移動組件90 (在下文中描述)平行的方向排列。該第一機械臂組件11A、該第二機械臂組件IlB和該第三機械臂組件IlC連同該系統(tǒng)控制器101可適于容許各個機械臂間的“重迭”，并容許該系統(tǒng)控制器的邏輯排程器以基于來自使用者和遍布在該群集工具內(nèi)的各個感應器的輸入理出工作及基材移動的優(yōu)先順序。使用群集工具構(gòu)架和系統(tǒng)控制器101的合作以最大化該群集工具的使用而改善CoO可讓晶片史更具可重復性，并改善系統(tǒng)可靠度。B.傳送稈序范例圖3B示出可用來完成圖IF所描述的制程程序的通過圖3A所示的群集工具的傳送步驟程序的范例。在此實施例中，該基材是由該前端機械臂組件15從晶片盒組件105 (物件#105D)移出，并依循傳送路徑A1傳送至設置在該傳遞位置9C處的腔室，因此可在該基材上完成該傳遞步驟502。一旦完成該傳遞步驟502，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A2將該基材傳送至第一制程腔室531，在此制程步驟504在該基材上完成。在完成該制程步驟504后，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A3將該基材傳送至該第二制程腔室532。在執(zhí)行該制程步驟506后，接著利用該第二機械臂組件IlB傳送該基材，依循該傳送路徑A4,至該交換腔室533 (圖7A)。在執(zhí)行該制程步驟508后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A5,至該外部制程系統(tǒng)536，在此執(zhí)行制程步驟510。在執(zhí)行制程步驟510后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A6,至該交換腔室533 (圖7A)，在此執(zhí)行制程步驟512。在執(zhí)行該制程步驟512后，接著利用該第二機械臂組件IlB傳送該基材，依循該傳送路徑A7，至該制程腔室534，在此執(zhí)行制程步驟514。然后利用該第二機械臂組件IlB依循該傳送路徑A8傳送該基材。在該制程步驟516完成后，該第一機械臂組件IlA依循該傳送路徑A9將該基材傳送至設置在該傳遞位置9A處的傳遞腔室。在執(zhí)行該傳遞步驟518后，接著利用該前端機械臂組件15傳送該基材，依循該傳送路徑A1Q，至該晶片盒組件10 。此外，在一個實施例中，該群集工具10并不與外部制程系統(tǒng)536連接或連通，因此該后端機械臂組件40并非該群集工具配置的一部分，并且該傳送步驟A5-A6及制程步驟510不會在該基材上執(zhí)行。在此配置中，所有的制程步驟和傳送步驟皆在該群集工具10內(nèi)執(zhí)行。第四群集工具配置A.系統(tǒng)配置圖4A是群集工具10的一個實施例的平面圖，該群集工具具有前端機械臂組件15、后端機械臂組件40、系統(tǒng)控制器101及設置在兩個制程架(元件60和80)周圍的兩個機械臂組件11 (圖9-11 ;圖4A的元件11B、和11C)，所有皆適于執(zhí)行利用所述制程架內(nèi)的各 個制程腔室的預期基材制程程序的至少一個方面。圖4A所示的實施例與圖3A所示的配置相同，除了排除了該第一制程架60的側(cè)60A上的該第一機械臂組件IlA和傳遞位置9A之夕卜，因此在適當時使用相同的元件符號。此系統(tǒng)配制法的一個優(yōu)勢在于提供對于裝設在該第一制程架60內(nèi)的腔室的輕易的存取，因此使裝設在該第一制程架60內(nèi)的一個或多個制程腔室可以在該群集工具仍在處理基材時下線和上線。另一個優(yōu)勢在于當利用該第二機械臂組件IlB處理基材時，該第三機械臂組件IlC和/或第二制程架80可上線。此配置也容許將在制程程序中時常使用的具有短的腔室制程時間的制程腔室設置在該第二制程架80中，因此該些腔室可由該兩個中央機械臂(即元件IlB和11C)服務，而減少機械臂傳送限制瓶頸，并因此改善系統(tǒng)產(chǎn)能。此配置法也除去或最小化所述機械臂在裝設在制程架內(nèi)的制程腔室間傳送所述基材時對于防撞型控制特征的需要，因為除去了每一個機械臂進入其他機械臂的空間的實體侵犯。此配置法的另一個優(yōu)勢在于靈活及模塊化構(gòu)架讓使用者可配置符合該使用者要求的產(chǎn)能所需要的制程腔室、制程架、及制程機械臂的數(shù)量。在此配置中，該第三機械臂組件IIC適于從側(cè)80A存取并在該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材，而該第二機械臂組件IlB適于從側(cè)60B存取并在該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材，并從側(cè)80A在該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。在一個方面中，該第一制程架60的側(cè)60B、該第二制程架80的側(cè)80A皆沿著與每一個機械臂組件(即第二機械臂組件11B、第三機械臂組件11C)的水平移動組件90 (在下文中描述)平行的方向排列。如上所討論般，該第二機械臂組件IlB和該第三機械臂組件IlC連同該系統(tǒng)控制器101可適于容許該系統(tǒng)控制器的邏輯排程器以基于來自使用者和遍布在該群集工具內(nèi)的各個感應器的輸入理出工作及基材移動的優(yōu)先順序。使用群集工具構(gòu)架和系統(tǒng)控制器101的合作以最大化該群集工具的使用而改善CoO可讓晶片史更具可重復性，并改善系統(tǒng)
可靠度。B.傳送稈序范例圖4B示出可用來完成圖IF所描述的制程程序的通過圖4A所示的群集工具的傳送步驟程序的范例。在此實施例中，該基材是由該前端機械臂組件15從晶片盒組件105 (物件#105D)移出，并依循傳送路徑A1傳送至設置在該傳遞位置9B處的腔室，因此可在該基材上完成該傳遞步驟502。一旦完成該傳遞步驟502，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A2將該基材傳送至第一制程腔室531，在此制程步驟504在該基材上完成。在完成該制程步驟504后，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A3將該基材傳送至該第二制程腔室532。在執(zhí)行該制程步驟506后，接著利用該第三機械臂組件IlC傳送該基材，依循該傳送路徑A4,至該交換腔室533 (圖7A)。在執(zhí)行該制程步驟508后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A5,至該外部制程系統(tǒng)536，在此執(zhí)行制程步驟510。在執(zhí)行制程步驟510后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A6,至該交換腔室533 (圖7A)，在此執(zhí)行制程步驟512。在執(zhí)行該制程步驟512后，接著利用該第二機械臂組件IlB傳送該基材，依循該傳送路徑A7，至該制程腔室534，在此執(zhí)行制程步驟514。然后利用該第二機械臂組件IlB依循該傳送路徑A8傳送該基材。在該制程步驟516完成后，該第二機械臂組件IlB依循該傳送路徑A9將該基材傳送至設置在該傳遞位置9A處的傳遞腔室。在執(zhí)行該傳遞步驟518后，接著利用該前端機械臂組件15傳送該基材，依循該傳送路徑A1Q，至該晶片盒組件10 。此外，在一個實施例中，該群集工具10并不與外部制程系統(tǒng)536連接或連通，因此該后端機械臂組件40并非該群集工具配置的一部分，并且該傳送步驟A5-A6及制程步驟 510不會在該基材上執(zhí)行。在此配置中，所有的制程步驟和傳送步驟皆在該群集工具10內(nèi)執(zhí)行。第五群集工具配置A.系統(tǒng)配置圖5A是群集工具10的一個實施例的平面圖，該群集工具具有前端機械臂組件15、后端機械臂組件40、系統(tǒng)控制器101及設置在單一制程架(元件60)周圍的四個機械臂組件11 (圖9-11 ;圖5A的元件11A、1 IBUlC和11D)，所有皆適于執(zhí)行利用制程架60內(nèi)的各個制程腔室的預期基材制程程序的至少一個方面。圖5A所示的實施例與上面所示的配置相仿，因此在適當時使用相同的元件符號。此配置法可減少具有三個或更少個機械臂的系統(tǒng)所經(jīng)受的基材傳送瓶頸，因為使用可冗余地存取裝設在該制程架60內(nèi)的所述制程腔室的四個機械臂。此配置法在除去機械臂限制型瓶頸上是特別有用的，該瓶頸通常在制程程序中的制程步驟數(shù)量很多而腔室制程時間很短的情況中發(fā)生。在此配置法中，該第一機械臂組件IlA和該第二機械臂組件IlB適于從側(cè)60A存取并在該制程架60內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材，而該第三機械臂組件IlC和該第四機械臂組件IlD適于從側(cè)60B存取并在該制程架60內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。該第一機械臂組件IlA和該第二機械臂組件11B，及該第三機械臂組件IlC和該第四機械臂組件IlD連同該系統(tǒng)控制器101可適于容許各個機械臂間的“重迭”，可容許該系統(tǒng)控制器的邏輯排程器以基于來自使用者和遍布在該群集工具內(nèi)的各個感應器的輸入理出工作及基材移動的優(yōu)先順序，并且也可使用防撞系統(tǒng)，以容許機械臂以最佳方式傳送基材通過該系統(tǒng)。使用群集工具構(gòu)架和系統(tǒng)控制器101的合作以最大化該群集工具的使用而改善CoO可讓晶片史更具可重復性，并改善系統(tǒng)可靠度。B.傳送稈序范例圖5B示出可用來完成圖IF所描述的制程程序的通過圖5A所示的群集工具的傳送步驟程序的范例。在此實施例中，該基材是由該前端機械臂組件15從晶片盒組件105 (物件#105D)移出，并依循傳送路徑A1傳送至設置在該傳遞位置9C處的腔室，因此可在該基材上完成該傳遞步驟502。一旦完成該傳遞步驟502，接著利用該第三機械臂組件IlC依循該傳送路徑A2將該基材傳送至第一制程腔室531，在此制程步驟504在該基材上完成。在完成該制程步驟504后，接著利用該第四機械臂組件IlD依循該傳送路徑A3將該基材傳送至該第二制程腔室532。在執(zhí)行該制程步驟506后，接著利用該第四機械臂組件IlD傳送該基材，依循該傳送路徑A4,至該交換腔室533 (圖7A)。在執(zhí)行該制程步驟508后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A5,至該外部制程系統(tǒng)536，在此執(zhí)行制程步驟510。在執(zhí)行制程步驟510后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A6,至該交換腔室533 (圖7A)，在此執(zhí)行制程步驟512。在執(zhí)行該制程步驟512后，接著利用該第一機械臂組件IlA傳送該基材，依循該傳送路徑A7，至該制程腔室534，在此執(zhí)行制程步驟514。然后利用該第一機械臂組件IlA依循該傳送路徑^傳送該基材。在該制程步驟516完成后，該第二機械臂組件IlB依循該傳送路徑A9將該基材傳送至設置在該傳遞位置9B處的傳遞腔室。在執(zhí)行該傳遞步驟518后，接著利用該前端機械臂組件15傳送該基材，依循該傳送路徑A1Q，至該晶片盒組件10 。
此外，在一個實施例中，該群集工具10并不與外部制程系統(tǒng)536連接或連通，因此該后端機械臂組件40并非該群集工具配置的一部分，并且該傳送步驟A5-A6及制程步驟510不會在該基材上執(zhí)行。在此配置中，所有的制程步驟和傳送步驟皆在該群集工具10內(nèi)執(zhí)行。第六群集工具配置A.系統(tǒng)配置圖6A是群集工具10的一個實施例的平面圖，其該群集工具具有前端機械臂組件15、后端機械臂組件40、系統(tǒng)控制器101及設置在兩個制程架(元件60和80)周圍的八個機械臂組件11 (圖9-11 ;圖6A的元件11A、I IB、IIC和11D_11H)，所有皆適于執(zhí)行利用制程架內(nèi)的各個制程腔室的預期基材制程程序的至少一個方面。圖6A所示的實施例與上面所示的配置相仿，因此在適當時使用相同的元件符號。此配置法可減少具有較少機械臂的系統(tǒng)所經(jīng)受的基材傳送瓶頸，因為使用可冗余地存取裝設在所述制程架60和80內(nèi)的所述制程腔室的八個機械臂。此配置法在除去機械臂限制型瓶頸上是特別有用的，該瓶頸通常在制程程序中的制程步驟數(shù)量很多而腔室制程時間很短的情況中發(fā)生。在此配置法中，該第一機械臂組件IlA和該第二機械臂組件IlB適于從側(cè)60A存取該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室，而該第七機械臂組件IlG和該第八機械臂組件IlH適于從側(cè)80A存取該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室。在一個方面中，該第三機械臂組件IlC和該第四機械臂組件IlD能夠從側(cè)60B存取該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室。在一個方面中，該第五機械臂組件IlE和該第六機械臂組件IlF適于從側(cè)80B存取該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室。在一個方面中，該第四機械臂組件IlD進一步適于從側(cè)80B存取該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室，而該第五機械臂組件IlE進一步適于從側(cè)60B存取該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室。所述機械臂組件IlA-H連同該系統(tǒng)控制器101可適于容許各個機械臂間的“重迭”，可容許該系統(tǒng)控制器的邏輯排程器以基于來自使用者和遍布在該群集工具內(nèi)的各個感應器的輸入理出工作及基材移動的優(yōu)先順序，并且也可使用防撞系統(tǒng)，以容許機械臂以最佳方式傳送基材通過該系統(tǒng)。使用群集工具構(gòu)架和系統(tǒng)控制器101的合作以最大化該群集工具的使用而改善CoO可讓晶片史更具可重復性，并改善系統(tǒng)可靠度。B.傳送稈序范例圖6B示出可用來完成圖IF所描述的制程程序的通過圖6A所示的群集工具的傳送步驟的第一制程程序的范例。在此實施例中，該基材是由該前端機械臂組件15從晶片盒組件105 (物件#105D)移出，并依循傳送路徑A1傳送至傳遞腔室9F，因此可在該基材上完成該傳遞步驟502。一旦完成該傳遞步驟502，接著利用該第六機械臂組件IlF依循該傳送路徑A2將該基材傳送至第一制程腔室531，在此制程步驟504在該基材上完成。在完成該制程步驟504后，接著利用該第六機械臂組件IlF依循該傳送路徑A3將該基材傳送至該第二制程腔室532。在執(zhí)行該制程步驟506后，接著利用該第六機械臂組件IlF傳送該基材，依循該傳送路徑A4,至該交換腔室533 (圖7A)。在執(zhí)行該制程步驟508后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A5,至該外部制程系統(tǒng)536，在此執(zhí)行制程步驟510。在執(zhí)行制程步驟510后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A6,至該交換腔室533 (圖7A)，在此執(zhí)行制程步驟512。在執(zhí)行該制程步驟512后，接著利用該第五機械臂組件IlE傳送該基材，依循該傳送路徑A7,至該制程腔室534，在此執(zhí)行 制程步驟514。然后利用該第五機械臂組件IlE依循該傳送路徑A8傳送該基材。在該制程步驟516完成后，該第五機械臂組件IlE依循該傳送路徑A9將該基材傳送至設置在該傳遞位置9E處的傳遞腔室。在執(zhí)行該傳遞步驟518后，接著利用該前端機械臂組件15傳送該基材，依循該傳送路徑A1Q，至該晶片盒組件10 。圖6B也示出具有與該第一程序同時完成的傳送步驟的第二制程程序的范例，該第二制程程序使用該第二制程架80內(nèi)的不同制程腔室。如圖IC-D所示，該第一制程架和第二制程架一般含有一些適于執(zhí)行相同的用來執(zhí)行預期制程程序的制程步驟的制程腔室(例如圖IC的⑶1-8、圖ID的BC1-6)。因此，在此配置法中，每一個制程程序皆可利用裝設在所述制程架內(nèi)的任何一個制程腔室來執(zhí)行。在一個范例中，該第二制程程序是與該第一制程程序(在前面討論)相同的制程程序，該第二制程程序含有相同的傳送步驟A1-Altl，在此描繪為A/-AJ，分別使用該第七和第八中央機械臂(即元件11G-11H)，而非該第五和第六中央機械臂組件(即元件11E-11F)，如上所述般。此外，在一個實施例中，該群集工具10并不與外部制程系統(tǒng)536連接或連通，因此該后端機械臂組件40并非該群集工具配置的一部分，并且該傳送步驟A5-A6及制程步驟510不會在該基材上執(zhí)行。在此配置中，所有的制程步驟和傳送步驟皆在該群集工具10內(nèi)執(zhí)行。第七群集工具配置A.系統(tǒng)配置圖6C是與圖6A所示的配置相仿的群集工具10的一個實施例的平面圖，除了除去其中一個機械臂組件(即機械臂組件11D)之外，以在減少系統(tǒng)寬度的同時仍然提供高的系統(tǒng)產(chǎn)能。因此，在此配置中該群集工具10具有前端機械臂組件15、后端機械臂組件40、系統(tǒng)控制器101及設置在兩個制程架(元件60和80)周圍的七個機械臂組件11 (圖9-11 ；圖6C的元件IlA-IlCjP 11E-11H)，所有皆適于執(zhí)行利用制程架內(nèi)的各個制程腔室的預期基材制程程序的至少一個方面。圖6C所示的實施例與上面所示的配置相仿，因此在適當時使用相同的元件符號。此配置法可減少具有較少機械臂的系統(tǒng)所經(jīng)受的基材傳送瓶頸，因為使用可冗余地存取裝設在所述制程架60和80內(nèi)的所述制程腔室的七個機械臂。此配置法在除去機械臂限制型瓶頸上是特別有用的，該瓶頸通常在制程程序中的制程步驟數(shù)量很多而腔室制程時間很短的情況中發(fā)生。在此配置法中，該第一機械臂組件IlA和該第二機械臂組件IlB適于從側(cè)60A存取該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室，而該第七機械臂組件IlG和該第八機械臂組件IlH適于從側(cè)80A存取該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室。在一個方面中，該第三機械臂組件IIC和該第五機械臂組件IIE適于從側(cè)60B存取該第一制程架60內(nèi)的所述制程腔室。在一個方面中，該第五機械臂組件IlE和該第六機械臂組件IlF適于從側(cè)80B存取該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室。所述機械臂組件11A-11C和11E-11H連同該系統(tǒng)控制器101可適于容許各個機械臂間的“重迭”，可容許該系統(tǒng)控制器的邏輯排程器以基于來自使用者和遍布在該群集工具 內(nèi)的各個感應器的輸入理出工作及基材移動的優(yōu)先順序，并且也可使用防撞系統(tǒng)，以容許機械臂以最佳方式傳送基材通過該系統(tǒng)。使用群集工具構(gòu)架和系統(tǒng)控制器101的合作以最大化該群集工具的使用而改善CoO可讓晶片史更具可重復性，并改善系統(tǒng)可靠度。B.傳送稈序范例圖6D示出可用來完成圖IF所描述的制程程序的通過圖6C所示的群集工具的傳送步驟的第一制程程序的范例。在此實施例中，該基材是由該前端機械臂組件15從晶片盒組件105 (物件#105D)移出，并依循傳送路徑A1傳送至傳遞腔室9F，因此可在該基材上完成該傳遞步驟502。一旦完成該傳遞步驟502，接著利用該第六機械臂組件IlF依循該傳送路徑A2將該基材傳送至第一制程腔室531，在此制程步驟504在該基材上完成。在完成該制程步驟504后，接著利用該第六機械臂組件IlF依循該傳送路徑A3將該基材傳送至該第二制程腔室532。在執(zhí)行該制程步驟506后，接著利用該第六機械臂組件IlF傳送該基材，依循該傳送路徑A4,至該交換腔室533 (圖7A)。在執(zhí)行該制程步驟508后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A5,至該外部制程系統(tǒng)536，在此執(zhí)行制程步驟510。在執(zhí)行制程步驟510后，接著利用該后端機械臂組件40傳送該基材，依循該傳送路徑A6,至該交換腔室533 (圖7A)，在此執(zhí)行制程步驟512。在執(zhí)行該制程步驟512后，接著利用該第五機械臂組件IlE傳送該基材，依循該傳送路徑A7,至該制程腔室534，在此執(zhí)行制程步驟514。然后利用該第五機械臂組件IlE依循該傳送路徑AX傳送該基材。在該制程步驟516完成后，該第五機械臂組件IlE依循該傳送路徑A9將該基材傳送至設置在該傳遞位置9E處的傳遞腔室。在執(zhí)行該傳遞步驟518后，接著利用該前端機械臂組件15傳送該基材，依循該傳送路徑A1Q，至該晶片盒組件10 。圖6D也示出具有與該第一程序同時完成的傳送步驟的第二制程程序的范例，該第二制程程序使用該第二制程架80內(nèi)的不同制程腔室。如圖IC-D所示，該第一制程架和第二制程架一般含有一些適于執(zhí)行相同的用來執(zhí)行預期制程程序的制程步驟的制程腔室(例如圖IC的⑶1-8、圖ID的BC1-6)。因此，在此配置法中，每一個制程程序皆可利用裝設在所述制程架內(nèi)的任何一個制程腔室來執(zhí)行。在一個范例中，該第二制程程序是與該第一制程程序(在前面討論)相同的制程程序，該第二制程程序含有相同的傳送步驟A1-Altl，在此描繪為A/-AJ，分別使用該第七和第八中央機械臂(即元件11G-11H)，而非該第五和第六中央機械臂組件(即元件11E-11F)，如上所述般。
此外，在一個實施例中，該群集工具10并不與外部制程系統(tǒng)536連接或連通，因此該后端機械臂組件40并非該群集工具配置的一部分，并且該傳送步驟A5-A6及制程步驟510不會在該基材上執(zhí)行。在此配置中，所有的制程步驟和傳送步驟皆在該群集工具10內(nèi)執(zhí)行。后端機械臂組件在一個實施例中，如圖1-6所示，該中央模塊25含有后端機械臂組件40，該后端機械臂組件適于在外部模塊5和例如交換腔室533的留置在該第二制程架80內(nèi)的所述制程腔室間傳送基材。參見圖1E,在一個方面中，該后端機械臂組件40 —般含有具有單一手臂/葉片40E的常規(guī)選擇順應性裝配機器手臂(SCARA)。在另一實施例中，該后端機械臂組件40可以是SCARA型機械臂，該機械臂具有兩個可獨立控制的手臂/葉片(未示出)，以用兩個一組的方式交換基材和/或傳送基材。該兩個可獨立控制的手臂/葉片型機械臂可具有優(yōu)勢，例如，當該機械臂必須在同一個位置置放下一個基材前先從一預期位置移除一基材時。例示的兩個可獨立控制的手臂/葉片型機械臂可由加州佛蒙特的Asyst Technologies 公司購得。雖然圖1-6示出含有后端機械臂組件40的配置法，但該群集工具10的一個實施例并不含有后端機械臂組件40。圖7A示出可設置在制程架(例如元件60、80)的支持腔室165(圖1D)內(nèi)的交換腔室533的一個實施例。在一個實施例中，該交換腔室533適于接收并留置基材，而使該群集工具10內(nèi)的至少兩個機械臂可存放或拾取基材。在一個方面中，該后端機械臂組件40及該中央模塊25內(nèi)的至少一個機械臂適于從該交換腔室533存放/或接收基材。該交換腔室533 —般含有基材支撐組件601、圍封602、以及形成在該圍封602的壁上的至少一個存取端口 603。該基材支撐組件601 —般具有多個支撐指狀物610 (圖7A中示出六個)，該些指狀物具有基材容納表面611以支撐并留置設置在該表面上的基材。該圍封602 —般是具有一個或多個封入該基材支撐組件601的壁的結(jié)構(gòu)，以控制所述基材的周遭環(huán)境，當所述基材留置在該交換腔室533內(nèi)時。該存取端口 603 —般是位于該圍封602壁上的開口，該開口使外部機械臂可以存取而拾取或放下基材至所述支撐指狀物610。在一個方面中，該基材支撐組件601適于容許基材被設置在該基材容納表面611上及從該基材容納表面611上移除，藉由適于以分開至少90度的角度存取該圍封602的兩個或多個機械臂。在該群集工具10的一個實施例中，在圖7B示出，該后端機械臂組件40的基座40A是裝設在與滑軌組件40B連接的支撐座40C上，因此該基座40A可以設置在沿著滑軌組件40B長度方向上的任一點上。在此配置法中，該后端機械臂組件40可適于從該第一制程架60、該第二制程架80和/或該外部模塊5內(nèi)的制程腔室傳送基材。該滑軌組件40B —般可含有線性球狀軸承滑軌(未示出)和線性促動器(未示出)，這在本領(lǐng)域中是熟知的，以設置該支撐座40C和留置在該支撐座40C上的后端機械臂組件40。該線性促動器可以是能夠由伊利諾州Wood Dale的Danaher Motion公司購得的驅(qū)動線性無刷伺服馬達。如圖7B所示，該滑軌組件40B可定向在y方向上。在此配置法中，為了避免和所述機械臂組件11A、IIB或IIC碰撞，該控制器會適于在該滑軌組件40B可移動而不會撞擊其他中央機械臂組件時(即元件IlAUlB等)僅移動該后端機械臂組件40。在一個實施例中，該后端機械臂組件40是裝設在滑軌組件40B上，該滑軌組件經(jīng)設置使得該后端機械臂組件不會干擾其他中央機械臂組件。
環(huán)塏控制圖8A示出具有附加的環(huán)境控制組件110的群集工具10的一個實施例，該組件110封入該群集工具10以提供受控制的制程環(huán)境，以在其中執(zhí)行預期制程程序的各個基材處理步驟。圖8A示出在所述制程腔室上設置有環(huán)境圍封的圖IA所示的群集工具10的配置。該環(huán)境控制組件110 —般含有一個或多個過濾單元112、一個或多個風扇(未示出)、以及選擇性的群集工具基座10A。在一個方面中，一個或多個壁113添加至該群集工具10以封入該群集工具10，并提供受控制的環(huán)境以執(zhí)行所述基材制程步驟。一般來說，該環(huán)境控制組件110適于控制空氣流速、流動型態(tài)(regime)(例如層流(laminar flow)或紊流(turbulentflow))，及該群集工具10內(nèi)的微粒污染程度。在一個方面中，該環(huán)境控制組件110也可控制空氣溫度、相對濕度、空氣中的靜電量及可利用和常規(guī)無塵室相容的通風及空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)控制的其他典型制程參數(shù)。操作時，該環(huán)境控制組件110利用風扇(未示出)從位于該群集工具10外部的來源(未示出)或區(qū)域?qū)肟諝猓擄L扇接著傳送空氣通過過濾器111，然后通過該群集工具10，并通過該群集工具基座IOA離開該群集工具10。在一個方面中，該過濾器111是高效能微?？諝?HEPA)過濾器。該群集工具基座IOA—般是該群集工具的地板、或底部區(qū)域，該群集工具基座IOA含有若干狹縫IOB (圖12A)或容許被該(些)風扇推動通過該群集工具10的空氣離開該群集工具10的其他微孔。圖8A進一步示出該環(huán)境控制組件110的一個實施例，該環(huán)境控制組件具有多個分離的環(huán)境控制組件110A-C，該些組件提供受控制的制程環(huán)境，以在其中執(zhí)行預期制程程序的各個基材處理步驟。每一個分離的環(huán)境控制組件110A-C是設置在該中央模塊25內(nèi)的每一個機械臂組件11上(例如圖1-6的元件IlAUlB等)，以分開控制每一個機械臂組件11上的氣流。此配置法在圖3A和4A所示的配置法中是特別有優(yōu)勢的，因為所述機械臂組件是由所述制程架彼此實體隔離。每一個分離的環(huán)境控制組件110A-C —般含有過濾單元112、風扇(未示出)以及選擇性的群集工具基座10A，以排出受控制的空氣。圖SB示出環(huán)境控制組件110的剖面圖，該環(huán)境控制組件具有裝設在群集工具10上的單一個過濾單元112，并且是用與y和z方向平行的剖面平面來觀看。在此配置法中，該環(huán)境控制組件110具有單一個過濾單元112、一個或多個風扇(未示出)、以及群集工具基座10A。在此配置法中，空氣從該環(huán)境控制組件110垂直傳送進入該群集工具10內(nèi)(元件A)，圍繞所述制程架60、80以及機械臂組件11A-C，然后離開該群集工具基座10A。在一個方面中，所述壁113適于在該群集工具10內(nèi)封入并形成制程區(qū)域，因此留置在所述制程架60、80內(nèi)的所述制程腔室周圍的制程環(huán)境可由該環(huán)境控制組件110傳送的空氣控制。圖SC示出環(huán)境控制組件110的剖面圖，該環(huán)境控制組件具有裝設在群集工具10上的多個分離的環(huán)境控制組件110A-C，并且是用與y和z方向平行的剖面平面來觀看(見圖1A)。在此配置法中，該環(huán)境控制組件110含有群集工具基座10A、三個環(huán)境控制組件110A-C、第一制程架60，該第一制程架延伸至所述環(huán)境控制組件110A-C的下表面114或該下表面上方，以及第二制程架80，該第二制程架延伸至所述環(huán)境控制組件110A-C的下表面114或該下表面上方。一般來說，該三個環(huán)境控制組件110A-C的每一個皆含有一個或多個風扇(未示出)及過濾器111。在此配置法中，空氣從每一個環(huán)境控制組件110A-C垂直傳送至該群集工具10內(nèi)(見元件A)，介于所述制程架60、80和機械臂組件IlA-C間，然后離開該群集工具基座10A。在一個方面中，所述壁113適于在該群集工具10內(nèi)封入并形成制程區(qū)域，因此留置在所述制程架60、80內(nèi)的所述制程腔室周圍的制程環(huán)境可由該環(huán)境控制組件110傳送的空氣控制。在另一實施例中，該群集工具10是置于無塵室環(huán)境中，該無塵室環(huán)境適于以預期速度傳送含少量微粒的空氣通過該群集工具10，然后離開該群集工具基座10A。在此配置法中，通常不需要該環(huán)境控制組件110，因此不會使用?？刂瓶諝庑再|(zhì)和留置在該群集工具10內(nèi)的所述制程腔室周圍的環(huán)境的能力在微粒累積的控制和/或最小化上是一個重要因素，該微粒累積可造成微粒污染導致的器件合格率問題。機械臂組件 一般來說，在此所述的群集工具10的各個實施例是優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)配置，因為縮小的機械臂組件尺寸(例如圖9A的元件11)造成群集工具占地面積縮小，以及最小化傳送基材過程期間機械臂進入其他群集工具零組件(例如機械臂、制程腔室)占據(jù)的空間的實體侵犯的機械臂設計。減少的實體侵犯避免機械臂與其他零組件的碰撞。在減少該群集工具占地面積的同時，在此所述的機械臂的實施例也具有特定優(yōu)勢，因為減少需要控制以執(zhí)行傳送動作的軸的數(shù)量。此方面是重要的，因為這會改善所述機械臂組件的可靠度，因而該群集工具的可靠度。此方面的重要性可由注意到系統(tǒng)的可靠度與該系統(tǒng)內(nèi)每一個元件的可靠度乘積成正比而更加明了。因此，具有三個上線時間為99%的促動器的機械臂總是比具有四個上線時間為99%的促動器好，因為每一個皆擁有99%的上線時間的三個促動器的系統(tǒng)上線時間是97. 03%，而每一個皆擁有99%的上線時間的四個促動器則是96. 06%。在此所述的群集工具10的實施例也因為減少需要用來將基材傳送通過該群集工具的傳遞腔室(例如圖IB的元件9A-C)數(shù)量而優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)配置?，F(xiàn)有技術(shù)群集工具配置通常在該制程程序中安裝兩個或更多個傳遞腔室，或具有暫時基材留置站，因此該群集工具機械臂可在該制程程序期間在設置于該一個或多個制程腔室之間的中央位置上的一個機械臂和設置于一個或多個其他制程腔室之間的中央位置上的另一個機械臂間傳送基材。依次將基材置放在不會執(zhí)行隨后的制程步驟的多個傳遞腔室內(nèi)的過程浪費時間、降低該(些)機械臂的可使用性、浪費該群集工具內(nèi)的空間、并且增加該(些)機械臂的損耗。所述傳遞步驟的增加也對元件合格率有不良影響，源自于基材換手次數(shù)的增加，這會增加背側(cè)的微粒污染量。此外，含有多個傳遞步驟的基材制程程序自然會擁有不同的基材晶片史，除非控制每一個基材耗費在該傳遞腔室內(nèi)的時間。控制在該傳遞腔室內(nèi)的時間會增加系統(tǒng)復雜度，因為增加了制程變量，并且很有可能會損害可達到的最大基材產(chǎn)能。本發(fā)明的方面，在此所述者，避免這些現(xiàn)有技術(shù)配置的困難處，因為該群集工具配置通常只在于基材上執(zhí)行制程之前以及在所有制程步驟皆已在基材上完成后具有所述傳遞步驟(例如圖IF的步驟502和518)，因此通常只會稍微或是不會影響到基材晶片史，并且也不會顯著地增加該制程程序的基材傳送時間，因為除去了所述制程步驟之間的傳遞步驟。在系統(tǒng)產(chǎn)能受到機械臂限制的情況中，該群集工具的最大基材產(chǎn)能是由完成該制程程序所移動的機械臂總數(shù)量和需要用來使該機械臂移動的時間來控制。機械臂所需的完成預期移動的時間通常受機械臂硬件、制程腔室間的距離、基材清潔度考量、以及系統(tǒng)控制限度所限。通常機械臂移動時間不會因為機械臂類型的不同而大幅度改變，并且在產(chǎn)業(yè)上頗為一致。因此，移動較少機械臂即可完成制程程序的群集工具的系統(tǒng)產(chǎn)能會比需要較多移動以完成制程程序的群集工具高，例如含有多個傳遞步驟的群集工具。
笛卡兒機械臂配置圖9A示出可用來做為一個或多個機械臂組件11 (例如圖1-6所示的元件11A-H)的機械臂組件11的一個實施例。該機械臂組件11 一般含有機械臂硬件組件85、一個或多個垂直機械臂組件95及一個或多個水平機械臂組件90。因此可利用該系統(tǒng)控制器101傳達的指令，藉由該機械臂硬件組件85、垂直機械臂組件95和水平機械臂組件90的協(xié)力移動將基材設置在該群集工具10內(nèi)的任一預期x、y和z位置上。該機械臂硬件組件85 —般含有一個或多個傳送機械臂組件86，該傳送機械臂組件適于利用該系統(tǒng)控制器101傳達的指令留置、傳送和設置一個或多個基材。在一個實施例中，圖9-11所示的傳送機械臂組件86適于在水平面上傳送基材，例如包含圖IlA所示的X和Y方向的平面，因為各個傳送機械臂組件86零組件的移動。在一個方面中，該傳送機械臂組件86適于在通常與該機械臂葉片87的基材支撐表面87C(圖10C)平行的平面上傳送基材。圖IOA示出該機械臂硬件組件85的一個實施例，該機械臂硬件組件含有適于傳送基材的單一個傳送機械臂組件86。圖IOB示出該機械臂硬件組件85的一個實施例，該機械 臂硬件組件含有彼此以相反方向設置的兩個傳送機械臂組件86，因此可將所述機械臂葉片87A-B (及第一連接構(gòu)件310A-310B)分開一小段距離置放。圖IOB所示的配置，或“上/下”型機械臂葉片配置，可以是有優(yōu)勢的，例如，當想在置放下一個欲在相同制程腔室內(nèi)處理的基材之前先從制程腔室中移除基材，而不需要讓該機械臂硬件組件85離開基本位置以將該“移除的”基材移至另一個腔室(即“交換”基材)時。在另一個方面中，此配置法可容許該機械臂填滿所有的機械臂葉片，然后以兩個或多個基材為一組的方式傳送所述基材至該工具中的預期位置。將基材分成兩個或多個一組的的制程可藉由減少傳送所述基材所需的機械臂移動量來幫助改善該群集工具的基材產(chǎn)能。雖然圖10A-B所描繪的傳送機械臂組件86是雙桿(bar)連結(jié)機械臂305型的機械臂(圖10C)，但此配置并不意欲限制可與在此所討論的實施例并用的機械臂組件的方向和類型。一般來說，具有兩個傳送機械臂組件86的機械臂硬件組件85的實施例，如圖IOB所示，會有兩個含有相同的基本零組件的傳送機械臂組件86，因此之后對于單一傳送機械臂組件86的討論也意在描述該(些)雙機械臂組件方面中的零組件。圖9-11所示的群集工具和機械臂配置的一個優(yōu)勢在于最小化圍繞傳送機械臂組件86的區(qū)域的大小，在其中所述機械臂零組件和基材可自由移動而不會與該機械臂組件11外部的其他群集工具零組件碰撞。機械臂和基材可在其中自由移動的區(qū)域被稱為“傳送區(qū)域”(圖IlC的元件91)。該傳送區(qū)域91 一般可定義為當基材留置在機械臂葉片上時，該機械臂可自由移動而不會與其他群集工具零組件碰撞的空間U、y和z方向)。雖然可將該傳送區(qū)域描述為空間，但通常該傳送區(qū)域最重要的方面是該傳送區(qū)域占據(jù)的水平面積(X和y方向)，因為該水平面積直接影響群集工具的占地面積和CoO。該傳送區(qū)域的水平面積在界定該群集工具的占地面積時是重要因素，因為該傳送區(qū)域的水平零組件越小，各個機械臂組件(例如圖1-6的元件11A、1 IBUlC等等)就可越靠近彼此或是機械臂就可越靠近制程架。界定該傳送區(qū)域大小的一個因素是確保該傳送區(qū)域足夠大的需要，以減少或避免機械臂實體侵犯到其他群集工具零組件占據(jù)的空間。在此所述的實施例是優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，源自于所述實施例將所述機械臂組件86零組件縮回(retract)沿著該水平移動組件90的傳送方向(X方向)定向的傳送區(qū)域中的方式。
參見圖11J，該水平面積一般可分割為兩個部分，寬度“W/ly方向)和長度“L”(x方向)。在此所述的實施例具有進一步的優(yōu)勢，因為圍繞該機械臂的凈空區(qū)域的縮小寬度“W/’確保該機械臂能夠可靠地將基材設置在制程腔室內(nèi)?？山逵勺⒁獾匠Ｒ?guī)SCARA機械臂(例如圖IlK的物件CR) —般具有在縮回時，從該機械臂中央(例如物件C)延伸出一段距離的手臂(例如物件A1)而了解縮小的寬度“W/’優(yōu)于常規(guī)多桿連結(jié)選擇順應性裝配機器手臂(SCARA)型機械臂的益處，常規(guī)SCARA機械臂增加所述機械臂彼此間的相對距離(即寬度“W2”)，因為該機械臂周圍的區(qū)域必須凈空，以使該手臂零組件可以旋轉(zhuǎn)定向而不會干擾其他群集工具零組件(例如，其他機械臂、制程架零組件)。常規(guī)SCARA型機械臂配置法也比在此所述的某些實施例復雜，因為他們也擁有更多需控制的軸，以將所述基材定向并設置在制程腔室內(nèi)。參見圖11J，在一個方面中，該傳送區(qū)域91的寬度W1比該基材尺寸大約5%至約50% (即圖IlJ的基材“S”)。在基材為300_的半導體晶片的范例中，該傳送區(qū)域的寬度W1會介于約315mm和約450mm間，并且較佳地介于約320mm和約360mm間。參見圖1B，在一個范例中，對于300mm的基材制程工具而言，該第一制程架60的側(cè)60B和該第二制程架80的側(cè)80A之間的距離可以是約945mm(例如315% )。在另一范例中，對于300mm的基材制程工具而言，該第一制程架60的側(cè)60B和該第二制程架80的側(cè)80A之間的距離可 以是約1350mm(例如450%)。應注意到該傳送區(qū)域一般意欲描述該機械臂周圍的區(qū)域，其中一旦該機械臂葉片已經(jīng)在拾取到位于預期位置上的基材之后縮回，該機械臂能夠在該區(qū)域中移動直到該機械臂移動到該制程程序中的下一個制程腔室外的起始位置(SP)為止。雙桿連結(jié)機械臂組件圖IOA和IOC示出雙桿連結(jié)機械臂305型的傳送機械臂組件86的一個實施例，該傳送機械臂組件一般含有支撐板321、第一連接構(gòu)件310、機械臂葉片87、傳動系統(tǒng)312 (圖10C)、圍封313及馬達320。在此配置中，該傳送機械臂組件86是通過和該垂直促動器組件560 (圖13A)連接的支撐板321與該垂直移動組件95連接。圖IOC示出該雙桿連結(jié)機械臂305型的傳送機械臂組件86的一個實施例的側(cè)面剖面圖。該雙桿連結(jié)機械臂305的傳動系統(tǒng)312—般含有一個或多個動力傳送元件(power transmitting element),該些元件適于藉由所述動力傳送元件的移動來使該機械臂葉片87移動，例如藉由馬達320的轉(zhuǎn)動。一般來說，該傳動系統(tǒng)312可含有適于傳送來自一個元件的旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)移動作至下一個元件的常規(guī)齒輪、滑輪等等。在此所使用的“齒輪”一詞一般意欲描述通過皮帶、齒狀物或其他典型方式與第二零組件旋轉(zhuǎn)連接的零組件，并且是適于從一個元件傳送移動至另一個元件。一般來說，齒輪，如在此所使用者，可以是常規(guī)齒輪型裝置或滑輪型裝置，該裝置可包含但不限于例如正齒輪(spur gear)、傘齒輪(bevel gear)、齒條(rack)和/或小齒輪(pinion)、蝸輪(worm gear)、正時盤(timing pulley)、及三角皮帶輪(v-belt pulley)等零組件。在一個方面中，該傳動系統(tǒng)312,如圖IOC所不,含有第一滑輪系統(tǒng)355及第二滑輪系統(tǒng)361。該第一滑輪系統(tǒng)355具有與該馬達320連接的第一滑輪358，與該第一連接構(gòu)件310連接的第二滑輪356，以及連接該第一滑輪358和該第二滑輪356的皮帶359，因此該馬達320可驅(qū)動該第一連接構(gòu)件310。在一個方面中，多個軸承356A適于容許該第二滑輪356繞著該第三滑輪354的軸V1旋轉(zhuǎn)。該第二滑輪系統(tǒng)361具有與該支撐板321連接的第三滑輪354、與該葉片87連接的第四滑輪352以及連接該第三滑輪354和該第四滑輪352的皮帶362，因此該第一連接構(gòu)件310的旋轉(zhuǎn)會使該葉片87繞著與該第一連接構(gòu)件310連接的軸承軸線353旋轉(zhuǎn)(圖IlA的樞軸V2)。在傳送基材時，該馬達驅(qū)動該第一滑輪358，該第一滑輪導致該第二滑輪356和第一連接構(gòu)件310旋轉(zhuǎn)，該第一連接構(gòu)件310轉(zhuǎn)而因為該第一連接構(gòu)件310和皮帶362繞著靜止的第三滑輪354的角旋轉(zhuǎn)(angular rotation)而使該第四滑輪352旋轉(zhuǎn)。在ー個實施例中，該馬達320和系統(tǒng)控制器101適于形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，該閉環(huán)控制系統(tǒng)容許該馬達320的角位置和與和該馬達320連接的所有零組件皆可受到控制。在ー個方面中，該馬達320是步進馬達或DC伺服馬達。在ー個方面中，該第一滑輪系統(tǒng)355和第二滑輪系統(tǒng)361的傳動比(例如直徑比、輪齒數(shù)量比)可經(jīng)設計而達到預期的路徑(圖Iic或IlD中的元件P1)形狀和分解，當該基材被傳送機械臂組件86設置時會沿著該路徑移動。之后會將傳動比定義為驅(qū)動元件尺寸相對于受驅(qū)動的元件尺寸，或者在此例中，例如，該第三滑輪354的輪齒數(shù)量相對于該第四滑輪352的輪齒數(shù)量比例。因此，例如，當該第一連接構(gòu)件310旋轉(zhuǎn)270度時，這導致該葉片87旋轉(zhuǎn)180度，等同于O. 667傳動比或者是3 2的齒輪比。齒輪比ー詞g在表示該第一齒輪的D1-數(shù)造成該第二齒輪的D2轉(zhuǎn)數(shù)，或D1 D2比例。因此，3 2比例代表該第ー齒輪轉(zhuǎn)三圈會使該第二齒輪轉(zhuǎn)兩圈，因此該第一齒輪的大小必定約是該第二齒輪的三分 的ニ。在ー個方面中，該第三滑輪354對于該第四滑輪352的齒輪比是介于約3 I至約4 3間，較佳地介于約2 I和約3 2間。圖IOE示出雙桿連結(jié)機械臂305型的傳送機械臂組件86的另ー實施例，該傳送機械臂組件一般含有支撐板321、第一連接構(gòu)件310、機械臂葉片87、傳動系統(tǒng)312 (圖10E)、圍封313、馬達320及第ニ馬達371。圖IOE所示的實施例與圖IOC所示的實施例相仿，除了在此配置法中該第三滑輪354的旋轉(zhuǎn)位置可利用該第二馬達371及來自該控制器101的指令來調(diào)整之外。因為圖IOC和IOE相仿，為了簡明會使用相同的元件符號。在此配置法中，該傳送機械臂組件86經(jīng)由與該垂直促動器組件560(圖13A)連接的支撐板321與該垂直移動組件95連接。圖IOE示出該雙桿連結(jié)機械臂305型的傳送機械臂組件86的ー個實施例的側(cè)剖面圖。該雙軸連結(jié)機械臂305的傳動系統(tǒng)312 —般含有兩個動力傳送元件，該兩個元件適于利用該馬達320和/或該第二馬達371的移動來使該機械臂葉片87移動。一般來說，該傳動系統(tǒng)312可包含適于傳送來自一個元件的旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)移動作至下一個元件的齒輪、滑輪等等。在ー個方面中，該傳動系統(tǒng)312含有第一滑輪系統(tǒng)355及第ニ滑輪系統(tǒng)361。該第一滑輪系統(tǒng)355具有與該馬達320連接的第一滑輪358，與該第一連接構(gòu)件310連接的第二滑輪356，以及連接該第一滑輪358和該第二滑輪356的皮帶359，因此該馬達320可驅(qū)動該第一連接構(gòu)件310。在ー個方面中，多個軸承356A適于容許該第二滑輪356繞著該第三滑輪354的軸V1旋轉(zhuǎn)。在ー個方面中，未在圖IOE中示出，所述軸承356A是裝設在形成于該支撐板321上的特征上，而非如圖IOE所示般形成在第三滑輪354上。該第二滑輪系統(tǒng)361具有與該第二馬達連接的第三滑輪354、與該葉片87連接的第四滑輪352以及連接該第三滑輪354和該第四滑輪352的皮帶362，因此該第一連接構(gòu)件310的旋轉(zhuǎn)會使該葉片87繞著與該第一連接構(gòu)件310連接的軸承軸線353旋轉(zhuǎn)(圖IlA的樞軸V2)。該第二馬達371是裝設在該支撐板321上。在傳送基材時，該馬達320驅(qū)動該第ー滑輪358，該第一滑輪導致該第二滑輪356和第一連接構(gòu)件310旋轉(zhuǎn)，該第一連接構(gòu)件轉(zhuǎn)而因為該第一連接構(gòu)件310和皮帶362繞著該第三滑輪354的角旋轉(zhuǎn)而使該第四滑輪352旋轉(zhuǎn)。在此配置法中，相對于圖IOC所示的配置法，該第三滑輪可在該馬達320旋轉(zhuǎn)該第一連接構(gòu)件310時旋轉(zhuǎn)，這使得該第三滑輪354和該第四滑輪352間的齒輪比可藉由調(diào)整該第三滑輪354和該第四滑輪352間的相對運動而改變。會注意到齒輪比影響該機械臂葉片87相對于該第一連接構(gòu)件310的移動。在此配置法中，齒輪比并未由所述齒輪的大小來固定，并且可以在該機械臂葉片傳送動作的不同階段中改變，以達到預期的機械臂葉片傳送路徑(見圖11D)。在一個實施例中，該馬達320、該第二馬達371和系統(tǒng)控制器101適于形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)容許該馬達320的角位置、該第二馬達371的角位置和與這些元件連接的所有零組件皆可受到控制。在ー個方面中，該馬達320和該第二馬達371是步進馬達或DC伺服馬達。圖IlA-D示出機械臂組件11的一個實施例的平面圖，該機械臂組件使用雙桿連結(jié)機械臂305配置法來傳送并設置基材在留置于該群集工具10內(nèi)的第二制程腔室532中的預期位置上。該雙桿連結(jié)機械臂305 —般含有馬達320 (圖10A-C)、第一連接構(gòu)件310及機械臂葉片87，它們經(jīng)連接而使該馬達320的旋轉(zhuǎn)動作造成該第一連接構(gòu)件310旋轉(zhuǎn)，該第一連接構(gòu)件轉(zhuǎn)而導致該機械臂葉片87沿著預期路徑旋轉(zhuǎn)和/或轉(zhuǎn)移。此配置法的優(yōu)勢在于該機械臂將基材傳送至該群集工具內(nèi)的預期位置上，且該機械臂的零組件不會延伸進入當下被另ー個機械臂或系統(tǒng)零組件占據(jù)，或?qū)徽紦?jù)的空間內(nèi)的能力。圖IlA-C示出容納在機械臂硬件組件85內(nèi)的傳送機械臂組件86的移動，藉由在基材被傳送進入制程腔室532時，即時(例如分別對應于圖IlA-C的Ttl-T2)示出各個傳送機械臂組件86零組件的位置的若干連續(xù)圖像。參見圖11A，在時間Ttl時，該傳送機械臂組件86 —般是利用所述垂直移動組件95零組件設置在預期垂直方位上(z方向)，并利用所述水平移動組件90零組件設置在預期水平方向上(X方向)。在Ttl時的機械臂位置，于圖IlA示出，在此會稱為起始位置(物件SP)。參見圖11B，在時間T1時，在該雙桿連結(jié)機械臂305中的該第一連接構(gòu)件310以樞軸點V1為中心旋轉(zhuǎn)，因而使連接的機械臂葉片87繞著樞軸點V2轉(zhuǎn)移并旋轉(zhuǎn)，同時該傳送機械臂組件86在X方向上的位置是利用所述水平移動組件90零組件和該系統(tǒng)控制器101來調(diào)整。參見圖11C，在時間T2時，該機械臂葉片87在y 方向上從該傳送區(qū)域91的中線C1延伸出預期距離(元件Y1),并且是設置在預期的X方向位置(元件X1)上，以將基材置放在預期的最終位置上(物件FP)，或該制程腔室532的換手位置上。一旦該機械臂已將基材設置在該最終位置上，接著可將該基材傳送至該制程腔室基材容納零組件上，例如舉升銷或其他基材支撐零組件上(例如圖IlA的元件532A)。在將該基材傳送至該制程腔室容納零組件上之后，然后可依照上述步驟但次序顛倒來縮回該機械臂葉片。圖IlC進ー步示出該基材中心點的ー個可能路徑(物件P1)的范例，當該基材從該起始位置移動至該最終位置時，如上面圖IlA-C所示。在本發(fā)明的ー個方面中，該路徑的形狀可藉由利用該水平移動組件90沿著X方向調(diào)整該第一連接構(gòu)件310的旋轉(zhuǎn)位置相對于該傳送機械臂組件86的位置來改變。此特征具有優(yōu)勢，因為該曲線的形狀可以是特別適于容許機械臂葉片87存取該制程腔室而不會與各個制程腔室基材容納零組件(例如元件532A)碰撞或侵犯其他機械臂的傳送區(qū)域91。此優(yōu)勢變得特別顯而易見，當制程腔室經(jīng)配置而可從多個不同的方向、或方位存取時，這因此限制可用來可靠地支撐基材的所述基材容納零組件的位置和方位并避免該機械臂葉片87和該基材容納零組件間的碰撞。
圖IlD示出可用來將基材傳送進入該制程腔室532中的預期位置的可能路徑P1-P3的ー些范例。圖IlD-F所示的路徑P1-P3意欲示出該基材中心點，或該機械臂葉片87的基材支撐區(qū)域中心點的移動，當基材或基材支撐區(qū)域由所述機械臂組件11零組件設置吋。圖IlD所示的基材傳送路徑P2示出當傳送機械臂組件86的第二滑輪系統(tǒng)361的傳送比為2 I時基材的路徑。因為當使用2 I的傳動比時該基材的移動是直線，此配置法可除去該機械臂葉片87在Y方向上延伸時在X方向上轉(zhuǎn)移該機械臂硬件組件85的需要。此配置法的移動復雜度降低的益處在某些情況下會被無法設計出不會在該基材從該制程腔室的各個不同側(cè)傳送進入該制程腔室時干擾該機械臂葉片87的可靠的基材容納零組件而影響。圖IIE-IIF示出基材進入該制程腔室532的多階段傳送移動。在一個實施例中，該多階段傳送移動分成三個傳送路徑(路徑P1-P3)，該三個路徑可用來傳送該基材進入該制程腔室532 (圖11E)或離開該制程腔室(圖11F)。此配置法在降低該傳送制程期間該 基材和機械臂組件11所經(jīng)歷的高加速度上是特別有用的，并且也藉由在該傳送制程期間盡可能使用単一軸控制來降低該機械臂移動復雜度。該機械臂所經(jīng)歷的高加速度可在該機械臂組件中產(chǎn)生振動，該振動可影響所述傳送制程的位置準確度、該機械臂組件的可靠度以及該基材在該機械臂葉片上的可能的移動。相信該機械臂組件11經(jīng)歷高加速度的ー個起因在使用協(xié)同移動(coordinated motions)時產(chǎn)生。在此所使用的“協(xié)同移動” ー詞意欲描述兩個或多個軸同時移動(例如，傳送機械臂組件86、水平移動組件90、垂直移動組件95)以使基材從ー個點移至下一點。圖IlE示出三個傳送路徑的多階段傳送移動，該移動用來將基材傳送至該制程腔室532內(nèi)的基材容納零組件532A上。在執(zhí)行該多階段傳送移動制程前，該傳送機械臂組件86 一般是設置在該起始位置上(圖IlE的SP)，該起始位置可能需要利用所述垂直移動組件95零組件將該基材移至預期垂直方位(z方向)，并利用所述水平移動組件90零組件移至預期水平位置(X方向)。在ー個方面中，一旦該基材已經(jīng)位于該起始位置上，接著就利用所述傳送機械臂組件86、該水平移動組件90和該系統(tǒng)控制器101將該基材沿著路徑P1移至該最終位置(FP)。在另一方面中，該基材是利用減少的控制軸數(shù)量沿著路徑P1設置，例如僅有ー個控制軸。例如，可藉由控制與該控制器101連通的傳送機械臂組件86來使該機械臂葉片以及該基材移動來實現(xiàn)單ー個控制軸。在此配置法中，單ー軸的使用可大幅度簡化該基材或機械臂葉片移動的控制，并減少從該起始點移至該中間位置所需的時間。該多階段傳送移動制程的下ー個步驟是利用所述垂直移動組件95零組件在z方向上移動，或利用基材容納零組件促動器(未示出)垂直移動所述基材容納零組件以將該基材傳送至所述制程腔室基材容納零組件上，例如舉升銷或其他基材支撐零組件(例如圖IlA的元件532A)。在ー個方面中，如圖IlE和IlF所示，該傳送機械臂組件86適于在與X和Y方向平行的平面上轉(zhuǎn)移該基材W，如路徑Pl和P3所示。在傳送該基材至該制程腔室容納零組件后，該機械臂葉片然后可以依循路徑P2和己縮回。該路徑P2，在某些情況下，可能需要該傳送機械臂組件86和該水平移動組件90間的協(xié)同移動，以確保該機械臂葉片87不會在從該制程腔室532縮回時撞擊到所述基材支撐零組件532A。在ー個方面中，如圖IlE所示，描述該機械臂葉片87的基材支撐區(qū)域中心點的移動的該路徑P2是線性路徑，該線性路徑從該最終位置(FP)延伸至該最終位置和該終點(EP)位置間的某些中間點(IP)上。一般來說，該中間點是該機械臂葉片已縮回夠遠的點，因此該點不會在沿著路徑P3以簡化或加速運動移至該終點位置時與任何腔室零組件接觸。在ー個方面中，一旦該機械臂葉片已在該中間點位置上，該基材即利用所述傳送機械臂組件86、該水平移動組件90和該系統(tǒng)控制器101沿著路徑P3移動至該終點。在ー個方面中，該基材僅利用一個控制軸設置在該終點(EP)處，例如藉由與該控制器101連通的傳送機械臂組件86的移動。在此配置法中，單ー軸的使用可大幅度簡化移動控制，并減少從該中間點(IP)移至該終點(EP)位置所需的時間。圖IlF示出三個傳送路徑的多階段傳送移動，該移動是用來將基材從該該制程腔室532內(nèi)的基材容納零組件532A上移出。在執(zhí)行該多階段傳送移動制程前，在圖IlF示出，該傳送機械臂組件86 —般是設置在該起始位置上(圖IlF的SP)，該起始位置可能需要利用所述垂直移動組件95零組件將該基材移至預期垂直方位(z方向)，并利用所述水平移動組件90零組件移至預期水平位置(X方向)。在ー個方面中，一旦該基材已經(jīng)位于該起始位置上，接著就利用所述傳送機械臂組件86、該水平移動組件90和該系統(tǒng)控制器101將 該基材沿著路徑P1移至該中間位置(IP)。一般來說，該中間點是該機械臂葉片已伸入夠遠的點，因此該點不會在沿著路徑P1以簡化或加速運動移至該中間點時與任何腔室零組件接觸。在另ー個方面中，該基材是利用減少的控制軸數(shù)量沿著路徑P1設置。例如，可藉由控制與該控制器101連通的傳送機械臂組件86來使該機械臂葉片以及該基材移動來實現(xiàn)單ー個控制軸。在此配置法中，單ー軸的使用可大幅度簡化該基材或機械臂移動的控制，并減少從該起始點移至該中間位置所需的時間。在將該基材傳送至該中間位置后，該機械臂葉片即可進一歩依循路徑P2伸入該腔室。該路徑P2，在某些情況下，可能需要該傳送機械臂組件86和該水平移動組件90間的協(xié)同移動，以確保該機械臂葉片87不會在延伸進入該制程腔室532時撞擊到所述基材支撐零組件532A。在ー個方面中，如圖IlF所示，描述該機械臂葉片87的基材支撐區(qū)域中心點的移動的該路徑P2是線性路徑，該線性路徑從該中間點(IP)延伸至該最終位置(FP)。在該機械臂葉片已設置在該最終位置上之后，接著利用該垂直移動組件95在z方向上移動該傳送機械臂組件86，或利用基材容納零組件促動器(未示出)垂直移動所述基材容納零組件532A來將該基材從該制程腔室基材容納零組件532A上移出。在將該基材從所述制程腔室容納零組件上移出后，該機械臂葉片即可依循路徑P3縮回。該路徑P3，在某些情況下，可能需要該傳送機械臂組件86和該水平移動組件90間的協(xié)同移動。在ー個方面中，該基材僅利用一個控制軸設置在該終點(EP)處，例如藉由與該控制器101連通的傳送機械臂組件86的移動。在此配置法中，單ー軸的使用可大幅度簡化移動控制，并減少從該最終位置(FP)移至該終點(EP)位置所需的時間。在ー個方面中，如圖IlF所示，描述該機械臂葉片87的基材支撐區(qū)域中心點的移動的該路徑P3是非線性路徑，該非線性路徑從該最終位置(FP)延伸至某些終點(EP)。單軸機械臂組件圖IOD和IlG-I示出機械臂組件11的另ー實施例，其中該傳送機械臂組件86A是單軸連結(jié)306 (圖10D)配置，以傳送并設置基材在留置于該群集工具10內(nèi)的第二制程腔室532的預期位置上。該單軸連結(jié)306 —般含有馬達320 (圖10D)以及機械臂葉片87，它們經(jīng)連接而使該馬達320的旋轉(zhuǎn)運動導致該機械臂葉片87旋轉(zhuǎn)。此配置法的優(yōu)勢在于該機械臂傳送基材至該群集工具內(nèi)的預期位置的能力，該能力僅用較不復雜且更具成本效益的単一軸來控制該葉片87，同時也減少所述機械臂零組件延伸進入在該傳送制程期間可能由另ー個機械臂占據(jù)的空間內(nèi)的機會。圖IOD示出單軸連結(jié)306的側(cè)剖面圖，該單軸連結(jié)一般含有馬達320、連接至該馬達320的支撐板321及機械臂葉片87。在一個實施例中，如圖IOD所示者，該機械臂葉片87是連接至第一滑輪組件355。該第一滑輪組件355具有與該馬達320連接的第一滑輪358，與該機械臂葉片87連接的第二滑輪356，以及連接該第一滑輪358和該第二滑輪356的皮帶359。在此配置中，該第二滑輪356是裝設在通過所述軸承354A與該支撐板321連接的樞軸364上，因此該馬達320可旋轉(zhuǎn)該機械臂葉片。在該單軸連結(jié)306的一個實施例中，該機械臂葉片87是直接與該馬達320連接，以減少機械臂零組件的數(shù)量、減少該機械臂組件的成本和復雜度、并減少保養(yǎng)該第一滑輪系統(tǒng)中355的零組件的需要。該單軸連結(jié)306可以是有優(yōu)勢的，因為該簡化的移動控制系統(tǒng)，及因此改善的機械臂及系統(tǒng)可靠度。圖IlG-J是單軸連結(jié)306型的傳送機械臂組件86的平面圖，并示出該單軸連結(jié) 306的移動，藉由在基材被傳送進入制程腔室532時，即時(例如物件Ttl-T2)示出各個傳送機械臂組件86零組件的位置的若干連續(xù)圖像。參見圖11G，在時間Ttl時，該傳送機械臂組件86 —般是利用所述垂直移動組件95零組件設置在預期垂直方位上(z方向)，并利用所述水平移動組件90零組件設置在預期水平方向上(X方向)。在Ttl時的機械臂位置，于圖IlC示出，在此會稱為起始位置(上面討論的物件SP)。參見圖11H，在時間T1時，該機械臂葉片87以樞軸點V1為中心旋轉(zhuǎn)，因而使該機械臂葉片87旋轉(zhuǎn)，同時該傳送機械臂組件86在X方向上的位置是利用該系統(tǒng)控制器101來調(diào)整。參見圖111，在時間T2時，該機械臂葉片87已經(jīng)旋轉(zhuǎn)至預期角度，并且該機械臂組件已經(jīng)設置在預期的X方向位置上，因此該基材是在該制程腔室532內(nèi)的預期最終位置(物件FP)上，或換手位置上。圖11D，在上面討論過，也示出可用來運用該單軸連結(jié)306將基材傳送進入該制程腔室532的預期位置上的可能路徑P1-P3的ー些范例。在將該基材傳送至該制程腔室容納零組件上之后，然后可依照上述步驟但次序顛倒來縮回該機械臂葉片。水平移動組件圖12A示出沿著與該y方向平行的平面所取的該水平移動組件90的一個實施例的剖面圖。圖12B是該機械臂組件11的一個實施例的側(cè)剖面圖，該機械臂組件已經(jīng)中心地削減該水平移動組件90的長度。該水平移動組件90 —般含有圍封460、促動器組件443和長形安裝座451。該促動器組件443 —般含有至少ー個水平線性滑軌組件468和移動組件442。該垂直移動組件95通過該長形安裝座451與該水平移動組件90連接。該長形安裝座451是支撐該水平移動組件90設置該垂直移動組件95時所創(chuàng)造出的各種負載的結(jié)構(gòu)件。該水平移動組件90 —般含有兩個水平線性滑軌組件468，每ー個水平線性滑軌組件皆擁有線性軌道455、軸承塊458及支撐安裝座452，它們支撐該長形安裝座451和垂直移動組件95的重量。此配置因而提供該垂直移動組件95沿著該水平移動組件90長度方向的順暢且準確的轉(zhuǎn)移。該線性軌道455和該軸承塊458可以是線性滾珠軸承滑軌或常規(guī)線性滑軌(linear guide)，它們在本領(lǐng)域中是熟知的。參見圖12A-B，該移動組件442 —般含有長形安裝座451、水平機械臂促動器367 (圖IOA和12A)、驅(qū)動皮帶440、以及兩個或多個驅(qū)動皮帶滑輪454A，它們適于沿著該水平移動組件90的長度控制該垂直移動組件95的位置。一般來說，該驅(qū)動皮帶440與該長形安裝座451連接(例如，粘著、栓鎖或夾鉗)以形成沿著該水平移動組件90的長度延伸的連續(xù)回路，并且在該水平移動組件90的端點處由該兩個或多個驅(qū)動皮帶滑輪454A支撐。圖12B示出具有四個驅(qū)動皮帶滑輪454A的配置。在一個實施例中，該水平機械臂促動器367與所述驅(qū)動皮帶滑輪454A中的ー個連接，因此該滑輪454A的旋轉(zhuǎn)運動會使與該垂直移動組件95連接的驅(qū)動皮帶440和長形安裝座451沿著該水平線性滑軌組件468移動。在一個實施例中，該水平機械臂促動器367是直接驅(qū)動線性無刷伺服馬達，該伺服馬達適于相對于該水平線性滑軌組件468移動該機械臂。該圍封460 —般含有基座464、一個或多個外壁463及圍封頂板462。該圍封460適于覆蓋并支撐該水平移動組件90內(nèi)的 零組件，為了安全及減少污染。因為微粒是由轉(zhuǎn)動、滑動、或彼此接觸的機械零組件產(chǎn)生，所以確保該水平移動組件90內(nèi)的零組件不會在所述基材傳送通過該群集工具10時污染基材表面是很重要的。該圍封460因此形成封入?yún)^(qū)域，該封入?yún)^(qū)域最小化在該圍封460內(nèi)產(chǎn)生的微粒抵達基材表面的機會。微粒污染對于元件合格率，因此群集工具的CoO有直接影響。該圍封頂板462含有多個狹縫471，該些狹縫使所述水平線性滑軌組件468的多個支撐安裝座452可以延伸通過該圍封頂板462，并與該長形安裝座451連接。在ー個方面中，所述狹縫471的寬度(該開ロ在y方向上的尺寸)是經(jīng)量身訂做以最小化微粒抵達該水平移動組件90外部的機會。該圍封460的基座464是結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)過設計以支撐該長形安裝座451和垂直移動組件95的重量所創(chuàng)造出的負載，以及該垂直移動組件95的移動所創(chuàng)造出的負載。在ー個方面中，該基座464進ー步含有多個基座狹縫464A，該些基座狹縫是沿著該水平移動組件90的長度設置，以容許進入該圍封頂板462的狹縫471的空氣經(jīng)由所述基座狹縫464A離開該圍封，然后離開形成在該群集工具基座IOA內(nèi)的狹縫10B。在該群集工具10的一個實施例中，并未使用群集工具基座10A，因此該水平移動組件90和制程架可設置在安裝有該群集工具10的區(qū)域的地板上。在ー個方面中，該基座464是利用所述圍封支撐461設置在該群集工具基座IOA或地板上，以提供空氣流經(jīng)該水平移動組件90的未受限且一致的流動路徑。在ー個方面中，所述圍封支撐461也可適于作為常規(guī)的減震器。以ー個方向(較佳地向下)流經(jīng)該圍封460的該環(huán)境控制組件110或無塵室環(huán)境產(chǎn)生的氣流可幫助降低該圍封460內(nèi)產(chǎn)生的微粒抵達基材表面的機會。在ー個方面中，形成在該圍封頂板462內(nèi)的所述狹縫471和所述基座狹縫464A是經(jīng)設計以限制從該環(huán)境控制組件110流出的空氣量，因此可在該圍封頂板462外部和該圍封460的內(nèi)部區(qū)域間達到至少O. I"wg的壓降。在ー個方面中，形成該圍封460的中央?yún)^(qū)域以利用所述內(nèi)壁465將此區(qū)域與該水平移動組件的其他部分隔開。內(nèi)壁465的添加可最小化進入該圍封460的空氣再循環(huán)，并作為氣流引導特征。參見圖12A和13A，在該圍封460的ー個方面中，設置該驅(qū)動皮帶以在驅(qū)動皮帶440和形成在該圍封頂板462內(nèi)的驅(qū)動皮帶狹縫472間形成小縫隙。此配置法可以是有優(yōu)勢的，以避免在該圍封40內(nèi)產(chǎn)生的微粒抵達該圍封460外部。參見圖12C，在該圍封460的另一方面中，風扇單元481可與該基座464連接，并適于通過形成在該基座464內(nèi)的基座狹縫464A從該圍封460內(nèi)部汲取空氣。在另一方面中，該風扇單元481促使含有微粒的空氣通過過濾器482，以在該空氣通過該群集工具基座IOA或地板排出(見物件A)前除去微粒。在此配置法中，風扇483，容納在該風扇單元中，是經(jīng)設計以在該圍封460內(nèi)創(chuàng)造負壓，因此該圍封外部的空氣會被吸進該圍封內(nèi)，而限制該圍封460內(nèi)產(chǎn)生的微粒漏出的可能性。在一個實施例中，該過濾器482是HEPA型過濾器或可從空氣中除去所產(chǎn)生的微粒的其他型過濾器。在ー個方面中，所述狹縫471的長度和寬度及該風扇483的尺寸是經(jīng)選擇以使在該圍封460外部的一點和在該圍封460內(nèi)部的一點間產(chǎn)生的壓降介于約O. 02英寸水柱( 5帕)和約I英寸水柱( 250帕)之間。在該水平移動組件90的一個實施例中，設置防護皮帶479來覆蓋所述狹縫471，以避免該水平移動組件90內(nèi)部產(chǎn)生的微粒抵達基材。在此配置法中，該防護皮帶479形成沿著該水平移動組件90的長度延伸的連續(xù)回路，并且是設置在該狹縫471內(nèi)，以使形成在該防護皮帶479和該圍封頂板462間的開放區(qū)域盡可能小。一般來說，該防護皮帶479是與該支撐安裝座452連接(例如粘著、栓鎖或夾鉗)，以形成沿著該水平移動組件90的長度延伸的連續(xù)回路，并且在該水平移動組件90的端點處由該兩個或多個驅(qū)動皮帶滑輪(未示出)支撐。在圖12C所示的配置中，該防護皮帶479可在該狹縫471高度處與該支撐安裝 座452連接(未示出)，并在制作在該基座464內(nèi)的通道478中穿過該水平移動組件90繞回來，而形成連續(xù)回路。該(些)防護皮帶479因此圍繞該水平移動組件90的內(nèi)部區(qū)域。垂直移動組件圖13A-B示出該垂直移動組件95的一個實施例。圖13A是該垂直移動組件95的平面圖，示出該設計的各個方面。該垂直移動組件95 —般含有垂直支撐570、垂直促動器組件560、風扇組件580、支撐板321、以及垂直圍封590。該垂直支撐570 —般是栓鎖、焊接、或安裝在該長形安裝座451上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并且適干支撐該垂直移動組件95內(nèi)的各個零組件。該風扇組件580 —般含有風扇582以及形成與該風扇582流體連通的充實區(qū)域584的管狀物581。該風扇582 —般是適于利用某些機械工具來使空氣流動的元件，例如，旋轉(zhuǎn)的風扇葉片、移動的折箱、移動的隔板、或移動的高精度機械齒輪。該風扇582適于藉由在充實區(qū)域584內(nèi)創(chuàng)造負壓而在該圍封590內(nèi)部區(qū)域586形成相對于該圍封590外部的負壓，該充實區(qū)域與形成在該管狀物581上的多個狹縫585和該內(nèi)部區(qū)域586流體連通。在ー個方面中，可以是圓形、橢圓形或矩形的所述狹縫585的數(shù)量、尺寸和分布是經(jīng)設計以從該垂直移動組件95的所有區(qū)域平均地汲取空氣。在ー個方面中，內(nèi)部區(qū)域586也可適于容納用來在各個機械臂硬件組件85和垂直移動組件95的零組件及與該系統(tǒng)控制器101間傳送信號的多個纜線(未不出)。在ー個方面中，該風扇582適于將從該內(nèi)部區(qū)域586排出的空氣傳送至該水平移動組件90的中央?yún)^(qū)域430內(nèi)，該空氣在此通過所述基座狹縫464A從該水平移動組件90排出。該垂直促動器組件560 —般含有垂直馬達507 (圖12A和13B)、滑輪組件576 (圖13B)、以及垂直滑軌組件577。該垂直滑軌組件577 —般含有線性軌道574和軸承塊573，它們與垂直支撐570和該滑輪組件576的移動塊572連接。該垂直滑軌組件577適于引導并提供該機械臂硬件組件85順暢且準確的轉(zhuǎn)移，并且也支撐該機械臂硬件組件85沿著該垂直移動組件95的長度移動所創(chuàng)造出的重量和負載。該線性軌道574和該軸承塊573可以是線性滾珠軸承滑軌、精密軸滑軌系統(tǒng)、或常規(guī)線性滑軌，它們在本領(lǐng)域中是熟知的。典型的線性滾軸承滑軌、精密軸滑軌系統(tǒng)、或常規(guī)線性滑軌可從SKF USA公司或賓州Irwin的Parker Hannifin Corporation 的 Daedal Division 購得。參見圖13A和13B，該滑輪組件576—般含有驅(qū)動皮帶571、移動塊572和兩個或多個滑輪575 (例如元件575A和575B)，它們與該垂直支撐570及垂直馬達507旋轉(zhuǎn)連接，而使支撐板(例如圖13B的元件321A-321B)，因而機械臂硬件組件85，可以沿著該垂直移動組件95的長度設置。一般來說，該驅(qū)動皮帶571與該移動塊572連接(例如粘著、栓鎖或夾鉗)，以形成沿著該垂直移動組件95的長度延伸的連續(xù)回路，并且在該垂直移動組件95的端點處由該兩個或多個驅(qū)動皮帶滑輪575支撐(例如元件575A和575B)。圖13B示出具有兩個驅(qū)動皮帶滑輪575A-B的配置。在ー個方面中，該垂直馬達507與該驅(qū)動皮帶滑輪575B之ー連接，因此該滑輪575B的旋轉(zhuǎn)運動會使該驅(qū)動皮帶571和該(些)支撐板，因而機械臂硬件組件85，沿著該垂直線性滑軌組件577移動。在一個實施例中，該垂直馬達507是直接驅(qū)動線性無刷伺服馬達，該伺服馬達適于相對于該垂直滑軌組件577移動該機械臂硬件組件85，因此不需要該驅(qū)動皮帶571和兩個或多個滑輪575。 該垂直圍封590 —般含有一個或多個外壁591和圍封頂部592 (圖9A)以及狹縫593(圖9A、12A和13A)。該垂直圍封590適于覆蓋該垂直移動組件95內(nèi)的零組件，為了安全及減少污染。在ー個方面中，該垂直圍封590與該垂直支撐570連接并由該垂直支撐570支撐。因為微粒是由轉(zhuǎn)動、滑動、或彼此接觸的機械零組件產(chǎn)生，所以確保該垂直移動組件95內(nèi)的零組件不會在傳送所述基材通過該群集工具10時污染基材表面是很重要的。該圍封590因此形成封入?yún)^(qū)域，該封入?yún)^(qū)域最小化在該圍封590內(nèi)產(chǎn)生的微粒抵達基材表面的機會。微粒污染對于元件合格率，因此群集工具的CoO有直接影響。因此，在ー個方面中，該狹縫593的尺寸(即長度和寬度)和/或該風扇582的尺寸(例如流速)是經(jīng)配置得使可從該垂直移動組件95漏出的微粒數(shù)量最小化。在ー個方面中，該狹縫593的長度(Z方向)和寬度(X方向)和該風扇582的尺寸是經(jīng)選擇，而使在該外壁591外部的一點和在該內(nèi)部區(qū)域586間產(chǎn)生的壓降介于約O. 02英寸水柱( 5帕)和約I英寸水柱( 250帕)之間。在ー個方面中，該狹縫593的寬度介于約O. 25英寸和約6英寸間。在此所述的實施例通常優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)設計，現(xiàn)有技術(shù)設計適于利用必須折迭、套迭或縮進自身內(nèi)以達到最低垂直位置的零組件來舉起所述機械臂零組件。議題的產(chǎn)生是因為該機械臂的最低位置受到必須折迭、套迭或縮進自身內(nèi)的垂直移動零組件的尺寸和方位所限，這是肇因于該垂直移動零組件的干擾。當現(xiàn)有技術(shù)垂直移動零組件無法更進ー步縮回時，該垂直移動零組件的位置通常被稱為“無效空間(dead space) ”，或“壓縮高度(solidheight) ”，因為該最低機械臂位置受到所述縮回零組件高度的限制的事實。一般來說，在此所述的實施例跳脫此問題，因為該ー個或多個傳送機械臂組件86的底部并未有該垂直移動組件95內(nèi)的零組件在下方支撐，因此該最低位置僅受到該線性軌道574的長度和所述機械臂硬件組件85零組件的尺寸所限。在一個實施例中，如圖13A-13B所示，所述機械臂組件是由裝設在該垂直滑軌組件577上的支撐板321以懸臂梁方式支撐。應注意到圖10C-10E所示的該支撐板321和該機械臂硬件組件85的零組件配置法并不意欲限制在此所述的本發(fā)明的范圍，因為該支撐板321和該機械臂硬件組件85的方位可以調(diào)整而達到預期的結(jié)構(gòu)剛度，和/或預期的垂直移動組件95的垂直軌跡。在此所述的垂直移動組件95的實施例也優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)垂直移動設計，例如必須折迭、套迭或縮進自身內(nèi)者，源自于該機械臂硬件組件85的移動因為沿著垂直滑軌組件577的強制移動而改善的精確度和/或準確度。因此，在本發(fā)明的ー個方面中，該機械臂硬件組件的移動總是由剛性構(gòu)件引導(例如垂直滑軌組件577)，該剛性構(gòu)件提供所述零組件結(jié)構(gòu)剛度和位置精確度，當該些零組件沿著該垂直移動組件95的長度移動時。雙水平移動組件配置法圖14A示出機械臂組件11的一個實施例，該機械臂組件使用可用來作為以上圖1-6所示的一個或多個機械臂組件IlA-H的兩個水平移動組件90。在此配置法中，該機械臂組件11 一般含有機械臂硬件組件85、垂直移動組件95及兩個水平機械臂組件90 (例如元件90A和90B)。因此可利用所述機械臂硬件組件85、垂直機械臂組件95和水平機械臂組件90A-B的協(xié)同移動及從該系統(tǒng)控制器101傳來的指令將基材設置在任何預期的x、y和z位置上。此配置法的一個優(yōu)勢在于該垂直移動組件95沿著該傳送方向(X方向)的動態(tài)移動期間，該機械臂組件11結(jié)構(gòu)的剛度可增強，容許移動期間有較高的加速度，因此具有 改善的基材傳送時間。在ー個方面中，該垂直移動組件95、該上水平移動組件90B和該下水平移動組件90A的零組件含有與上面討論的相同的基本零組件，因此在適當時使用相同的元件符號。在ー個方面中，垂直移動組件95與該下長形安裝座451A及上長形安裝座451B連接，該長形安裝座是利用留置在每ー個水平移動組件90A和90B內(nèi)的移動組件442沿著x方向設置。在該機械臂組件11的另ー實施例中，單ー個移動組件442裝設在所述水平移動組件中的一個上(例如元件90A)，而其他水平移動組件(例如元件90B)作用僅為支撐，以引導該垂直移動組件95的一端?；姆纸M在嘗試在市場上更有競爭力，因而需要降低持有成本(CoO)的努力下，電子器件制造商通?；ㄙM大量時間試圖最佳化制程程序和腔室制程時間，以在群集工具構(gòu)架限制及腔室制程時間給定的情況下達到可能的最大基材產(chǎn)能。在具有短的腔室制程時間及大量制程步驟的制程程序中，處理基材的一大部分時間被在群集工具的各個制程腔室間傳送所述基材的制程占據(jù)。在該群集工具10的一個實施例中，該CoO是藉由將基材分組并以兩個或多個為ー組的方式傳送及處理所述基材來降低。此類的平行處理因此增加系統(tǒng)產(chǎn)能，并減少機械臂在所述制程腔室間傳送一批基材必須進行的移動的數(shù)量，因此減少該機械臂的損耗并增加系統(tǒng)可靠度。在該群集工具10的一個實施例中，該前端機械臂組件15、所述機械臂組件11(例如圖1-6的元件IlAUlB等等)和/或該后端機械臂組件40可適于以兩個或多個ー組的方式傳送基材，以藉由平行處理所述基材來改善系統(tǒng)產(chǎn)能。例如，在ー個方面中，該機械臂硬件組件85具有多個可獨立控制的傳送機械臂組件86A和86B (圖10B)，該些傳送機械臂組件是用來從多個制程腔室拾取一個或多個基材，然后傳送并放置所述基材在多個隨后的制程腔室內(nèi)。在另一方面中，每ー個傳送機械臂組件86(例如86A或86B)適于分開拾取、傳送及放下多個基材。在此情況中，例如，具有兩個傳送機械臂組件86的機械臂硬件組件85可適于利用第一葉片87A從第一制程腔室拾取基材“W”，然后移至第二制程腔室以利用第二葉片87B拾取基材，因此兩基材可以ー組的方式傳送及放下。在該機械臂組件11的一個實施例中，如圖15A所示，該械臂硬件組件85含有兩個機械臂硬件組件85 (例如元件85A和85B)，該機械臂硬件組件具有至少ー個傳送機械臂組件86，并隔開預期距離或間距(元件“A” )，并且適于從兩個不同的制程腔室同時拾取或放下基材。該兩個機械臂硬件組件85間的距離或間距A可經(jīng)配置以對應裝設在所述制程架之內(nèi)的兩個制程腔室間的間隔，因此使該機械臂組件11可以一次同時存取該兩個制程腔室。此配置法由于能夠成組傳送兩個或多個基材，因此在改善基材產(chǎn)能和群集工具可靠度上是特別有優(yōu)勢的。機械臂葉片硬件配置法圖16A-16D示出機械臂葉片組件900的一個實施例，該機械臂葉片組件可與在此所述的某些實施例并用以在基材“W”由機械臂組件傳送通過該群集工具10時支撐并留置該基材“W”。在一個實施例中，該機械臂葉片組件900可適于取代該葉片87，因此可在形成于該葉片基座901上的連接點處(元件CP)與圖10A-10E所示的所述第一滑輪系統(tǒng)355或第二滑輪系統(tǒng)361零組件連接。本發(fā)明的機械臂葉片組件900適于抓持，“攫取”，或限制基材“W”，因此基材在傳送制程期間所經(jīng)歷的加速度不會使該基材位置從該機械臂葉片組件 900上的已知位置上移開。基材在傳送制程期間的移動會產(chǎn)生微粒而降低該機械臂的基材定位精確度及可重復性。在最糟的情況下，所述加速度會讓基材從該機械臂葉片組件900上掉出來。該基材經(jīng)歷的加速度可分為三個部分水平徑向加速度部分、水平軸向加速度部分及垂直加速度部分。該基材所經(jīng)歷的加速度在該基材移動通過該群集工具10期間在該基材在X、Y和Z方向上加速或減速時產(chǎn)生。參見圖16A，該水平徑向加速度部分和該水平軸向加速度部分是分別顯示為力FA和FR。所經(jīng)歷到的力與該基材的質(zhì)量乘以基材加速度減去該基材和該機械臂葉片組件900零組件間所創(chuàng)造出的任何摩擦力相關(guān)。在上述實施例中，該徑向加速度通常是在基材被傳送機械臂組件86旋轉(zhuǎn)進入定位時發(fā)生，并且可在任一方向(即+Y或-Y方向)上起作用。該軸向加速度通常是在基材由該水平移動組件90和/或該傳送機械臂組件86的移動設置在X方向上時產(chǎn)生，并且可在任一方向(即+X或-X方向)上作用。該垂直加速度通常是在該基材由該垂直移動組件95設置在z方向上時發(fā)生，并且可在任一方向(即+Z或-Z方向)上或懸臂梁誘發(fā)結(jié)構(gòu)震動時作用。圖16A是適于支撐該基材“W”的該機械臂葉片組件900的一個實施例的示意平面圖。該機械臂葉片組件900 —般含有葉片基座901、促動器910、制動機構(gòu)920、位置感應器930、夾鉗組件905、ー個或多個反應構(gòu)件908 (例如示出ー個)、以及ー個或多個基材支撐零組件909。該夾鉗組件905 —般含有夾鉗板906及裝設在該夾鉗板906上的ー個或多個接觸構(gòu)件907 (即圖16A所示的兩個接觸構(gòu)件)。該夾鉗板906、接觸構(gòu)件907、反應構(gòu)件908、及葉片基座901可由金屬(例如鋁、涂布鎳的鋁、SST)、陶瓷材料(例如碳化硅)、或能夠可靠的承受該機械臂葉片組件900在該傳送制程期間經(jīng)歷的加速度(例如10-30m/s2)，并且不會因為與該基材間的交互作用而產(chǎn)生或吸引微粒的塑膠材料制成。圖16B是圖16A所示的機械臂葉片組件900的側(cè)面示意剖面圖，該剖面圖已經(jīng)過該機械臂葉片組件900的中央切斷。為了簡明，設置在圖16B的剖面平面后的零組件被省略(例如接觸構(gòu)件907)，但是該制動組件930尚留在此圖中。參見圖16A和16B，使用時該基材“W”被該促動器910通過該夾鉗組件905的接觸構(gòu)件907傳送至基材“W”的抓持力(F1)壓迫倚靠該反應構(gòu)件908的留置表面908B。在一個方面中，所述接觸構(gòu)件907適于接觸井迫使該基材“W”的邊緣“E”倚靠該留置表面908B。在ー個方面中，該抓持力可介于約O. 01和約3公斤力(kgf)間。在一個實施例中，如圖16A所示，傾向于讓所述接觸構(gòu)件907以角距離“A”間隔分布，以當該基材由該機械臂組件11傳送時提供對該基材軸向和徑向的支撐。限制該基材以使該基材能夠利用該機械臂葉片組件900可靠地傳送通過該群集工具10的制程通常需要三個步驟來完成。應注意到下面描述的ー個或多個步驟可以同步或依序完成，而不會偏離在此所述的本發(fā)明的基本范圍。在開始拾取基材的制程之前，該夾鉗組件905在+X方向上縮回(未示出)。該第一步驟在從基材支撐零組件(例如圖IIA-111的元件532A、圖2A、3A的傳遞位置9A-H等等)上拾取基材時開始，因此該基材分別停留在該反應構(gòu)件908以及基材支撐零組件909上的基材支撐表面908A和909A上。接下來，該夾鉗組件905在-X方向上移動，直到該基材被該促動器910通過該夾鉗組件905的接觸構(gòu)件907和該反應構(gòu)件908傳送至基材“W”的抓持力(F1)限制在該機械臂葉片組件900上為止。在最后ー個步驟中，該制動機構(gòu)920將該夾鉗組件905保持，或“鎖”在適當位置上，以避免該基材在該傳送制程期間的加速度顯著地改變該抓持力(F1)，因而使該基材可相對 于所述支撐表面移動。在該制動機構(gòu)920限制住該夾鉗組件905后，即可將該基材傳送至該群集工具I0的另一點。欲將基材放到基材支撐零組件上，可以相反次序完成上述步驟。在該機械臂葉片組件900的ー個方面中，該制動機構(gòu)920是適于在傳送期間在至少ー個方向上(例如+X方向)限制該夾鉗組件905的移動。在與該夾鉗組件905供給的抓持力(F1)相反的方向上限制該夾鉗組件905移動的能力可避免該(些)水平軸向加速度使該抓持力顯著降低，因而讓該基材可以移動，這可能產(chǎn)生微粒，或者可避免在傳送期間從該葉片組件900掉落。在另一方面中，該制動機構(gòu)920適于在至少兩個方向上(例如+X和-X方向)限制該夾鉗組件905的移動。在此配置中，在與該抓持力(F1)方向平行的方向上限制該夾鉗組件移動的能力可避免該(些)水平軸向加速度使該抓持力顯著增加，這可能使基材毀壞或碎裂，或顯著降低，這可能產(chǎn)生微?；蜃屧摶牡袈洹Ｔ谟至愆`實施例中，該制動機構(gòu)905適于限制該夾鉗組件905所有的六個自由度，以避免，或最小化該基材的移動。在預期方向上限制該夾鉗組件905移動的能力可利用適于限制該夾鉗組件905移動的零組件來完成。可用來限制該夾鉗組件905移動的典型零組件包含常規(guī)栓鎖機構(gòu)(例如門閂型機構(gòu))，或其他類似裝置。在ー個方面中，該夾鉗組件905的移動是由供給限制力(圖16A的元件F2)的機構(gòu)來限制,例如上面討論的相反制動組件920A。在一個實施例中，使用位置感應器930來感應該夾鉗板906的位置，而使該控制器101可以在傳送期間的任何時間點判定該葉片組件900的狀態(tài)。在ー個方面中，因為該夾鉗板906的位置和該促動器910傳送的力量間的距離，藉由注意到該夾鉗板906在-X方向上移動得太遠，該位置感應器930適于感應到并沒有基材設置在該葉片組件900上，或是該基材已經(jīng)在該支撐表面上(元件908A和909A)錯置。同樣地，藉由注意到該夾鉗板906的位置在相應于基材存在時可接受的位置范圍內(nèi)，該位置感應器930和控制器101可適于感應到基材的存在。在ー個方面中，該位置感應器930是由設置在預期點上的多個光學位置感應器、線性可變差動變壓器(LVDT)或可用來辨明該夾鉗板906的可接受和不可接受的位置的其他可比擬的位置感應裝置組成。圖16C示意性地示出葉片組件(元件900A)的一個實施例的平面圖，該葉片組件具有取代圖16A的制動機構(gòu)920的示意表示的相反制動組件920A。該相反制動組件920A適于在基材傳送期間將該夾鉗板906限制在定位上。圖16C所示的實施例與圖16A-B所示的配置法相似，除了添加該相反制動組件920A、促動器組件910A和多個支撐零組件之外，因此，為了簡明，在適當時使用相同的元件符號。該機械臂葉片組件900A的實施例一般含有葉片基座901、促動器組件910A、相反制動機構(gòu)920A、位置感應器930、夾鉗組件905、反應構(gòu)件908、以及基材支撐零組件909。在一個實施例中，該夾鉗板906是裝設在線性滑軌(未示出)上，該線性滑軌與該葉片基座901連接以對準并限制該夾鉗板906在預期方向(例如X方向)上的移動。在一個實施例中，該促動器組件910A含有促動器911、促動器連結(jié)桿911A、連結(jié)構(gòu)件912、滑軌組件914、連接構(gòu)件915、以及與該連結(jié)構(gòu)件912連接并通過該連接構(gòu)件915與夾鉗板906連接的連接板916。該連結(jié)構(gòu)件912可以是一般用來將各種移動控制零組件連接在一起的常規(guī)連結(jié)接合或“浮動接合(floating joint)”。在一個實施例中，該連接板916是直接與該促動器911的促動器連結(jié)桿911A連接。該滑軌組件914可以是常規(guī)線性滑軌組件，或滾珠軸承滑軌，該滑軌組件914與該連接板916連接以對準并引導該連接板的移 動，因而該夾鉗板906的移動。該促動器911適于藉由移動該連結(jié)桿911A、連結(jié)構(gòu)件912、連接構(gòu)件915、和連接板916來設置該夾鉗板906。在ー個方面中，該促動器911是氣壓缸(air cylinder)、線性馬達或其他可比擬的設置及傳カ裝置。在一個實施例中，該相反制動組件920A含有促動器921，該促動器與該葉片基座901連接，并與制動接觸構(gòu)件922連結(jié)。在此配置法中，該相反制動組件921A適于“鎖住”或限制該夾鉗板906，源自于該相反制動組件920A產(chǎn)生的限制力F2。在一個實施例中，該限制力F2是當該促動器921迫使(元件F3)該制動接觸構(gòu)件922倚靠著該連接板916吋，由形成在該連接板916和該制動接觸構(gòu)件922間的摩擦力形成。在此配置法中，該滑軌組件914是經(jīng)設計以接受該促動器921傳送的制動カ所F3產(chǎn)生的側(cè)負載(side load)。產(chǎn)生的將該夾鉗板906保持在定位的限制力F2等于該制動カF3乘以該制動接觸構(gòu)件922和該連接板916間創(chuàng)造出的靜摩擦系數(shù)。該促動器921的尺寸、以及制動接觸構(gòu)件922和該連接板916材料和表面處理的選擇可以最佳化，以確保所產(chǎn)生的限制力總是比傳送期間該基材加速期間所產(chǎn)生的任何カ大。在ー個方面中，所產(chǎn)生的限制力F2在約O. 5和約3. 5公斤力(kgf)范圍內(nèi)。在ー個方面中，該制動接觸構(gòu)件922可由橡膠或聚合物型材料制成，例如聚氨酯(polyurethane)、こ烯-丙烯橡膠(EPDM)、天然橡膠、丁基橡膠或其他適合的聚合物材料，而該連接板916是由鋁合金或不銹鋼合金制成。在一個實施例中，未示出，該促動器911的連結(jié)桿91IA直接與該夾鉗板906連結(jié)，而該相反制動組件920A的制動接觸構(gòu)件922適于接觸該連結(jié)桿911A或該夾鉗板，以避免它們移動。圖16D示意性示出該葉片組件900A的一個實施例的平面圖，該葉片組件具有與圖16C所示者不同的相反制動組件920A的配置。在此配置法中，該相反制動組件920A含有在一端與該制動接觸構(gòu)件922連接的杠桿臂923、在該杠桿臂另一端則具有該促動器921、以及設置在該杠桿臂兩端之間某處的樞軸點“ P”。在ー個方面中，該樞軸點與該葉片基座901連接，并且適于在該制動接觸構(gòu)件922被壓迫倚靠該連接板916時支撐該杠桿臂923和從該促動器921供給至該杠桿臂923的力F4。在此配置法中，藉由策略性地設置該樞軸點“P”，可利用該杠桿臂923創(chuàng)造出機械優(yōu)勢，該杠桿臂可用來供給超過直接與該促動器921的カ產(chǎn)生零組件接觸可達到的力的制動カF3,因而限制力F2。圖16D也示出該葉片組件900A的一個實施例，該葉片組件含有設置在該夾鉗板906和連接構(gòu)件915間的順應構(gòu)件917，以幫助感應基材存在或不存在該葉片組件900A上。一旦該限制力F2已經(jīng)應用至連接板916上，該順應構(gòu)件一般加入與該位置感應器930和控制器101并用的額外的自由度，以感應該基材是否存在該葉片組件900A上。若該葉片組件900A中沒有其他自由度的存在，則防止或抑制該夾鉗板906移動的限制力F2會因而使該位置感應器930和控制器101在基材傳送之前或期間無法基材基材的移動或損失。因此，在一個實施例中，該促動器組件910—般含有促動器911、促動器連結(jié)桿911A、連結(jié)構(gòu)件912、滑軌組件914、連接構(gòu)件915、順應構(gòu)件917、夾鉗板滑軌組件918、以及與該連結(jié)構(gòu)件912連接并通過該連接構(gòu)件915及順應構(gòu)件917與該夾鉗板906連接的連接板916。該夾鉗板滑軌組件918 —般是常規(guī)線性滑軌組件，或滾珠軸承滑軌，并與該夾鉗板 906連接以對準并引導該夾鉗板移動。該順應構(gòu)件917 —般是彈性零組件，例如彈簧、彎曲件或其他類似裝置，該裝置可在釋放在施加抓持力F1期間該裝置的撓曲產(chǎn)生的位能時傳送足夠的力，以在該基材移動或“迷途”時使該夾鉗板906移動可輕易由該位置感應器930測量到的量。在ー個方面中，該順應構(gòu)件917是彈簧，該彈簧具有足夠低的彈簧常數(shù)(spring rate)，而使該彈簧可在應用該抓持力F1至該基材時達到“壓縮高度”。在另一方面中，該連接構(gòu)件915、順應構(gòu)件917和夾鉗板906是經(jīng)設計而使得在應用該抓持力F1吋，該連接構(gòu)件915會與該夾鉗板906接觸，或底部接觸在該夾鉗板上。這些類型的配置法的一個優(yōu)勢在于避免抓持力F1在傳送期間改變，因為該順應構(gòu)件917無法由于該基材在傳送期間經(jīng)歷到的加速度而進ー步撓曲，這會減少所產(chǎn)生的微粒數(shù)量并避免該基材的損失。如下步驟意欲示出該順應構(gòu)件917如何可在施加該限制力F2至該連接板916之后用來感應該基材在該葉片組件900A上的存在的范例。在該第一步驟中，該促動器911通過該夾鉗組件905內(nèi)的接觸構(gòu)件907和該反應構(gòu)件908施加該抓持力F1至該基材，這使該順應構(gòu)件917撓曲讓該連接構(gòu)件915和該夾鉗板906間的縫隙“G”縮小的量。該控制器101然后藉由監(jiān)控并注記從該位置感應器930接收到的信息來檢查以確認該夾鉗板906位于可接受的位置上。一旦感應到該基材，因此是在該葉片組件900A上的預期位置處，即施加該限制力F2至該連接板916以限制該連接板在與該抓持力(Fl)方向平行的方向上的移動。然后若該基材移動，和/或變?yōu)椤叭プコ?un-gripped) ”，則該順應構(gòu)件917內(nèi)產(chǎn)生的位能，因為施加該抓持力F1期間的撓曲，會使該夾鉗板906移離該受限制的連接板916，該夾鉗板接著由該位置感應器930和控制器101感應。該位置感應器930注記的該夾鉗板906的移動會使該控制器101停止該傳送制程或避免傳送制程發(fā)生，這可幫助避免該基材和系統(tǒng)的損害。雖然前述是針對本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明的其他及進ー步實施例可在不背離本發(fā)明基本范圍下設計出，而本發(fā)明范圍是由所附的權(quán)利要求所界定。
權(quán)利要求
1.ー種用于轉(zhuǎn)移基材的設備，包括 基座，具有基材支撐表面； 反應構(gòu)件，設置在該基座上； 接觸構(gòu)件，與適于將基材朝向該反應構(gòu)件推動的促動器連接，以及制動構(gòu)件，該制動構(gòu)件在該接觸構(gòu)件經(jīng)設置來將該基材朝向該反應構(gòu)件推動時適于抑制該接觸構(gòu)件的移動。
2.如權(quán)利要求I所述的設備，其中上述的限制カ是利用該制動構(gòu)件和該接觸構(gòu)件間的接觸產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求I所述的設備，更包含一感應器，與該接觸構(gòu)件連接，并適于感應該接觸構(gòu)件的位置。
4.如權(quán)利要求I所述的設備，更包含ー控制器，與該促動器和該感應器交流，以感應基材在該支撐表面上的錯位。
5.ー種傳送基材的設備，包含 基座，具有支撐表面； 反應構(gòu)件，設置在該基座上； 促動器，與該基座連接； 接觸構(gòu)件，與該促動器連接，其中該促動器適于將該接觸構(gòu)件朝向設置在該支撐表面上并且由該反應構(gòu)件支撐邊緣的基材的邊緣推動； 制動構(gòu)件組件，包含 制動構(gòu)件；以及 制動促動構(gòu)件，其中該制動促動構(gòu)件適于將該制動構(gòu)件朝向該接觸構(gòu)件推動，以創(chuàng)造出在基材傳送期間抑制該接觸構(gòu)件移動的限制力。
6.如權(quán)利要求5所述的設備，其中上述的限制カ是利用該制動構(gòu)件和該接觸構(gòu)件間的接觸產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求5所述的設備，其中上述的限制カ是該接觸構(gòu)件的表面和該制動構(gòu)件間產(chǎn)生的摩擦力。
8.如權(quán)利要求5所述的設備，更包含感應器，與該接觸構(gòu)件連接，并適于感應該接觸構(gòu)件的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的設備，更包含控制器，與該促動器和該感應器交流，以感應基材在該支撐表面上的錯位。
10.ー種傳送基材的設備，包含 基座，具有支撐表面； 反應構(gòu)件，設置在該基座上； 接觸構(gòu)件組件，包含 促動器；以及 接觸構(gòu)件，具有基材接觸表面和順應構(gòu)件，該順應構(gòu)件設置在該接觸表面和該促動器間，其中該促動器是適于將該接觸表面朝向倚靠該反應構(gòu)件的表面設置的基材推動；以及制動構(gòu)件組件，包含 制動構(gòu)件以及制動促動構(gòu)件，適于將該制動構(gòu)件朝向該接觸構(gòu)件推動，以抑制基材傳送期間該接觸構(gòu)件的移動；以及 感應器，與該接觸構(gòu)件連接，其中該感應器適于感應該接觸表面的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的設備，其中上述的順應構(gòu)件是彈簧。
12.如權(quán)利要求10所述的設備，其中上述的制動構(gòu)件組件更包含杠桿臂，具有與該制動促動構(gòu)件連接的第一端以及與該制動構(gòu)件連接的第二端，其中該杠桿臂與樞軸點連接，并適于產(chǎn)生抑制該接觸構(gòu)件移動的制動力，并且該制動カ是大于該制動促動構(gòu)件產(chǎn)生的力。
13.—種傳送基材的設備，包含 機械臂組件，含有 第一機械臂，適于在第一方向上傳送設置在機械臂葉片上的基材； 第一移動組件，具有促動器，該促動器適于將該第一機械臂設置在第二方向上；以及第二移動組件，與該第一移動組件連接并具有第二促動器，該第二促動器適于將該第ー機械臂及該第一移動組件設置在與該第二方向垂直的第三方向上；以及 基材抓取裝置，與該機械臂葉片連接，其中該基材抓取裝置適干支撐基材，并含有 反應構(gòu)件，設置在該機械臂葉片上； 促動器，與該機械臂葉片連接； 接觸構(gòu)件，與該促動器連接，其中該促動器適于藉由將該接觸構(gòu)件朝向設置在該接觸構(gòu)件和該反應構(gòu)件間的基材的邊緣推動而限制該基材；以及制動構(gòu)件組件，包含 制動構(gòu)件；以及 制動促動構(gòu)件，適于將該制動構(gòu)件朝向該接觸構(gòu)件推動，以在基材傳送期間抑制該接觸構(gòu)件的移動。
14.如權(quán)利要求13所述的設備，其中上述的基材抓取裝置更包含感應器，其與該接觸構(gòu)件連接，并適于感應該接觸構(gòu)件的位置。
15.如權(quán)利要求13所述的設備，其中上述的基材抓取裝置更包含控制器，與該促動器和該感應器交流，以感應基材在該支撐表面上的錯位。
16.如權(quán)利要求13所述的設備，其中上述的基材抓取裝置更包含順應構(gòu)件，該順應構(gòu)件是設置在該接觸構(gòu)件和該促動器間，并適于在該促動器將該接觸構(gòu)件朝向基材表面推動時儲存能量。
17.—種處理基材的群集工具，包含 兩個或多個基材制程腔室，設置在群集工具內(nèi)； 第一機械臂組件，適于將基材傳送至該兩個或多個基材制程腔室，其中該第一機械臂組件包含 第一機械臂，適于將基材設置在第一方向上，其中該第一機械臂包含 機械臂葉片，具有第一端及基材容納表面，其中該基材容納表面適于接收并傳送基材； 第一連結(jié)構(gòu)件，具有第一樞紐點及第ニ樞紐點； 馬達，在該第二樞紐點處與該第一連結(jié)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接；第一齒輪，與該機械臂葉片的第一端連接，并在該第一樞紐點處與該第一連結(jié)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)連接；以及 第二齒輪，與該第一齒輪旋轉(zhuǎn)連接，并與該第一連結(jié)構(gòu)件的第二樞紐點同心對齊，其中該第二齒輪對該第一齒輪的齒輪比介于約3:I至約4:3間； 第一移動組件，適于將該第一機械臂設置在與該第一方向垂直的第二方向上；以及 第二移動組件，具有適于將該第一機械臂設置在與該第二方向垂直的第三方向上的馬達。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用多腔室制程系統(tǒng)來處理基材的方法及設備，該系統(tǒng)具有增加的產(chǎn)能、增強的系統(tǒng)可靠度、改善的器件合格率表現(xiàn)、可重復性更高的晶片制程歷史、以及較小的占地面積(footprint)。該群集工具的各種實施例可使用以平行制程配置法配置的兩個或多個機械臂，以在留置在所述制程架內(nèi)的各個制程腔室間傳送基材，因而可執(zhí)行預期的制程程序。在一個方面中，該平行制程配置法包含兩個或多個機械臂組件，該組件適于在垂直和水平方向上移動，以存取留置在所述制程架內(nèi)的各個制程腔室。在一個實施例中，機械臂葉片適于限制基材，使得傳送過程期間該基材所經(jīng)歷的加速不會使該機械臂葉片上的基材位置改變。
文檔編號H01L21/687GK102867764SQ201210342380
公開日2013年1月9日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者M·利斯, J·胡金斯, C·卡爾森, W·T·威弗, R·勞倫斯, E·英格哈特, D·C·魯澤克, D·塞法緹, M·庫查, K·范凱特, V·霍斯金, V·沙阿, S·洪喬姆 申請人:應用材料公司