具有工廠接口環(huán)境控制的基板處理系統(tǒng)、裝置和方法
【專利說(shuō)明】具有工廠接口環(huán)境控制的基板處理系統(tǒng)、裝置和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)依據(jù)專利法主張享有2013年8月12號(hào)申請(qǐng)的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)第61/865，046號(hào)且發(fā)明名稱為“具有工廠接口環(huán)境控制的基板處理系統(tǒng)、裝置和方法(SUBSTRATEPROCESSING SYSTEMS,APPARATUS,AND METHODS WITH FACTORY INTERFACE ENVIRONMENTALCONTROLS)”(代理人案號(hào):21149/USA/L)的優(yōu)先權(quán)，為了所有目的所述臨時(shí)申請(qǐng)的內(nèi)容以援引方式全文結(jié)合在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)實(shí)施方式是關(guān)于電子器件制造，且更明確地說(shuō)是關(guān)于設(shè)備前端模塊(EFEM)及用于處理基板的裝置、系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0004]電子器件制造系統(tǒng)可包括多個(gè)處理腔室，這些處理腔室布置在主機(jī)殼體四周，所述主機(jī)殼體具有傳送腔室及一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定腔室，所述一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定腔室配置用于傳遞基板至所述傳送腔室中。這些系統(tǒng)可采用傳送機(jī)器人，例如，所述傳送機(jī)器人可容納在所述傳送腔室內(nèi)。傳送機(jī)器人可為選擇性順應(yīng)關(guān)節(jié)機(jī)械臂式(selectivelycompliant articulated robot arm;SCARA)機(jī)器人或諸如此類者，且傳送機(jī)器人可適于在多個(gè)腔室與一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定腔室之間傳輸基板。例如，所述傳送機(jī)器人可將基板從處理腔室傳輸至處理腔室、從裝載鎖定腔室傳輸至處理腔室，及反向傳送。
[0005]在半導(dǎo)體元件制造中，基板的處理通常在多個(gè)工具中進(jìn)行，其中所述基板置于基板載具(例如，前開式標(biāo)準(zhǔn)艙，F(xiàn)0UP)內(nèi)而在所述多個(gè)工具之間移動(dòng)。所述F0UP可與EFEM(有時(shí)稱為“工廠接口或FI”)對(duì)接，所述EFEM包括裝載/卸載機(jī)器人，其中所述裝載/卸載機(jī)器人是可操作的以在所述F0UP及所述工具的一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定之間傳送基板，從而允許基板通過(guò)以供進(jìn)行處理?，F(xiàn)有的系統(tǒng)可從中得到效率及/或工藝質(zhì)量改善的益處。
[0006]因此，期望得到在處理基板方面具有提高的效率和/或能力的系統(tǒng)、裝置與方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一方面中，提供一種電子器件處理系統(tǒng)。所述電子器件處理系統(tǒng)包括:包括工廠接口腔室的工廠接口，與所述工廠接口耦接的裝載鎖定裝置，與所述工廠接口耦接的一個(gè)或更多個(gè)基板載具，及與所述工廠接口耦接的環(huán)境控制系統(tǒng)，且所述環(huán)境控制系統(tǒng)可操作以監(jiān)視或控制所述工廠接口腔室內(nèi)的以下之一者:相對(duì)濕度、溫度、02的量或惰性氣體的量。
[0008]在另一方面中，提供一種在電子器件處理系統(tǒng)中處理基板的方法。所述方法包括:提供工廠接口且所述工廠接口包含工廠接口腔室，與所述工廠接口對(duì)接的一個(gè)或更多個(gè)基板載具，裝載鎖定裝置且所述裝載鎖定裝置包含與所述工廠接口耦接的一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定腔室及可選用的(possibly)進(jìn)出門(accessdoor);及控制所述工廠接口腔室中的環(huán)境條件以符合環(huán)境先決條件(precondit1ns)。
[0009]在又另一方法方面中，提供一種在電子器件處理系統(tǒng)中處理基板的方法。所述方法包括:提供工廠接口，所述工廠接口包含工廠接口腔室，與所述工廠接口對(duì)接的一個(gè)或更多個(gè)基板載具，在所述工廠接口腔室中的一個(gè)或更多個(gè)載具凈化腔室及與所述工廠接口耦接的一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定腔室;及控制所述工廠接口腔室及所述一個(gè)或更多個(gè)載具凈化腔室內(nèi)的環(huán)境條件。
[0010]根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方式及其他實(shí)施方式提供諸多的其他方面。通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明、后附權(quán)利要求及所附附圖將可更清楚地了解本發(fā)明實(shí)施方式的其他特征與方面。
【附圖說(shuō)明】
[0011]以下描述的附圖僅用于示范說(shuō)明的目的，且未必按比例繪制。這些附圖并非意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0012]圖1圖示根據(jù)實(shí)施方式的電子器件處理系統(tǒng)的示意性頂視圖，所述系統(tǒng)包含工廠接口環(huán)境控制。
[0013]圖2圖示流程圖，所述流程圖描述在根據(jù)實(shí)施方式的電子器件處理系統(tǒng)中處理基板的方法。
[0014]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電子器件處理系統(tǒng)的示意性頂視圖，所述系統(tǒng)包括惰性氣體再循環(huán)系統(tǒng)。
[0015]圖4圖示根據(jù)實(shí)施方式的另一電子器件處理系統(tǒng)的示意性頂視圖，所述系統(tǒng)包括環(huán)境控制及惰性氣體再循環(huán)。
[0016]圖5A圖示根據(jù)實(shí)施方式的載具凈化組件的剖面?zhèn)纫晥D。
[0017]圖5B圖示根據(jù)實(shí)施方式所做的載具凈化組件的正視圖。
[0018]圖6圖示另一流程圖，所述流程圖示出在根據(jù)實(shí)施方式的電子器件處理系統(tǒng)中處理基板的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)將參照本發(fā)明的示例性實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明，并在附圖中圖示這些實(shí)施方式。在這些附圖中，盡可能地使用相同附圖標(biāo)記來(lái)代表數(shù)個(gè)視圖中相同或相似的部位。除非另有特別注明，否則本文中所描述的多個(gè)實(shí)施方式的特征可相互組合。
[0020]電子器件制造業(yè)期望極精確的處理，也期望可在各個(gè)不同位置之間快速傳輸基板。尤其是，現(xiàn)存的系統(tǒng)可在F0UP與裝載鎖定腔室之間傳送基板，且隨后將基板傳送至處理腔室中。然而，當(dāng)觀察到有相對(duì)較高的濕度、溫度或其他環(huán)境因素(諸如含氧(02)量太高)時(shí)，現(xiàn)存系統(tǒng)會(huì)受到問(wèn)題的困擾。特別是暴露在相對(duì)高濕度水平或相對(duì)高02水平下可能對(duì)基板性質(zhì)造成不利的影響。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式提供電子器件處理系統(tǒng)，所述電子器件處理系統(tǒng)適于提供改進(jìn)的基板處理。本文中所述的這些系統(tǒng)與方法可通過(guò)控制工廠接口的工廠接口腔室中的環(huán)境條件而在基板處理方面提供效率和/或處理上的改進(jìn)。所述工廠接口接收來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)基板載具的基板，所述一個(gè)或更多個(gè)基板載具與所述工廠接口對(duì)接(例如，與所述工廠接口的前表面對(duì)接)，并且裝載/卸載機(jī)器人將所述基板輸送至耦接在所述工廠接口的另一表面(例如，所述工廠接口的后表面)上的一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定腔室。在某些實(shí)施方式中，監(jiān)視一個(gè)或更多個(gè)環(huán)境參數(shù)(例如，相對(duì)濕度、溫度、02量或惰性氣體的量)，并且除非符合所述工廠接口腔室內(nèi)環(huán)境的某些先決條件，否則與所述工廠接口對(duì)接的所述一個(gè)或更多個(gè)裝載鎖定腔室或任何FOUP可能都不開啟。
[0022]參照本文圖1至圖6，說(shuō)明本發(fā)明的示例性方法實(shí)施方式與設(shè)備實(shí)施方式的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的電子器件處理系統(tǒng)100的示例性實(shí)例示意圖。電子器件處理系統(tǒng)100可包含主機(jī)殼體101，所述主機(jī)殼體101具有界定傳送腔室102的殼壁。傳送機(jī)器人103(以虛線圓圈表示)可至少部分容納在所述傳送腔室102中。傳送機(jī)器人103可配置且適于通過(guò)操作所述傳送機(jī)器人103的臂以將基板放置于目的地或從目的地取回基板。當(dāng)基板一詞用于本文中時(shí)，基板意指用于制造電子器件或電路元件的物品，諸如含氧化硅(silica)的晶片、經(jīng)圖案化的晶片或諸如此類者。
[0024]在所示實(shí)施方式中，傳送機(jī)器人103可為任何適當(dāng)類型的偏軸機(jī)器人(off-axisrobot)，所述機(jī)器人適于服務(wù)與所述傳送腔室102親接的各種雙腔室(twin chambers)并可進(jìn)出所述傳送腔室102，舉例而言，諸如美國(guó)專利公開號(hào)第2010/0178147號(hào)中公開的機(jī)器人。也可使用其他的偏軸機(jī)器人。偏軸機(jī)器人為任何能操作而可在除了徑向以外的方向上朝向或遠(yuǎn)離所述機(jī)器人肩轉(zhuǎn)軸伸出終端受動(dòng)器的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，所述機(jī)器人通常置中地設(shè)置在所述傳送腔室102的中心處。
[0025]驅(qū)動(dòng)組件(圖中未示出)包含傳送機(jī)器人103的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)控制器125對(duì)所述驅(qū)動(dòng)組件下達(dá)適當(dāng)命令，可控制所述傳送機(jī)器人103的多個(gè)手臂構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。來(lái)自控制器125的信號(hào)可導(dǎo)致所述傳送機(jī)器人103的多個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)?？赏ㄟ^(guò)多個(gè)傳感器(諸如位置編碼器(posit1n encoder)或諸如此類者)為所述元件中的一者或更多者提供適當(dāng)?shù)姆答仚C(jī)制。
[0026]傳送機(jī)器人103可包含可繞著肩軸旋轉(zhuǎn)的手臂，所述手臂可大致位于所述傳送腔室102的中心處。傳送機(jī)器人103可包含基部，所述基部適于附接在用于形成所述傳送腔室102下部分的殼壁(例如，底板(floor))處。然而，在某些實(shí)施方式中，傳送機(jī)器人103可附接于頂板(ceiling)。機(jī)器人103可為雙SCARA機(jī)器人或其他類型的雙機(jī)器人，所述機(jī)器人適于服務(wù)雙腔室(例如，并行設(shè)置的腔室)?？墒褂闷渌愋偷奶幚砬皇曳轿患皞魉蜋C(jī)器人。
[0027]利用任何適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(諸如，現(xiàn)有的可變磁阻式或永久磁鐵式電動(dòng)機(jī))可使所述傳送機(jī)器人103的臂構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。臂可適于相對(duì)于所述基部在X-Y平面中旋轉(zhuǎn)?？墒褂萌我膺m當(dāng)數(shù)目的臂構(gòu)件及終端受動(dòng)器以用于搬運(yùn)基板。
[0028]此外，在某些實(shí)施方式中，傳送機(jī)器人103的驅(qū)動(dòng)組件可包含Z-軸運(yùn)動(dòng)能力。尤其是，可通過(guò)運(yùn)動(dòng)限制器約束所述電動(dòng)機(jī)殼體以免所述電動(dòng)機(jī)殼體相對(duì)于外殼(outercasting)做旋轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)限制器可為兩個(gè)或更多個(gè)線性軸承或其他類型的軸承，或是起限制所述電動(dòng)機(jī)殼體相對(duì)于所述外殼旋轉(zhuǎn)但允許所述電動(dòng)機(jī)殼體及所連接的臂沿著垂直方向做Z-軸(垂直)運(yùn)動(dòng)作用的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。利用垂直電動(dòng)機(jī)可提供垂直運(yùn)動(dòng)。可操作所述垂直電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作以使接收器(receiver)中的導(dǎo)螺桿旋轉(zhuǎn)，所述接收器親接于電動(dòng)機(jī)殼體或與電動(dòng)機(jī)殼體整合成為一體。此旋轉(zhuǎn)可垂直移動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)殼體，且從而垂直移動(dòng)所述臂、所述一個(gè)或更多個(gè)附接的終端受動(dòng)器及支撐在終端受動(dòng)器上的基板。在某些實(shí)施方式中，可用適當(dāng)?shù)拿芊庠谒鲭妱?dòng)機(jī)殼體與所述基部之間形成密封，從而容納所述垂直運(yùn)動(dòng)并維持所述傳送腔室102內(nèi)的真空。
[0029]在所示實(shí)施方式中的傳送腔室102在