CN101438387A

CN101438387A - 用于ald和cvd的批式处理平台

Info

Publication number: CN101438387A
Application number: CNA2007800161285A
Authority: CN
Inventors: A·韦伯; A·布莱劳弗; J·约德伏斯基; N·梅里; A·康斯坦特; E·奎尔斯; M·R·赖斯; G·J·罗森; V·沙哈
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2027-06-15
Also published as: KR101058326B1; US20110041764A1; WO2008002780A3; JP2009541599A; TW200811926A; WO2008002780B1; US7833351B2; WO2008002780A2; EP2044618A2; KR20090024275A; JP5567335B2; CN101438387B; US20070295274A1

Abstract

用于ALD或CVD制程的批式处理平台具有高产量和最小占据面积。在一实施例中，处理平台包含一大气传送区、至少一个具有缓冲室与架台的批式处理室、和一置于传送区内的传送机械装置，其中传送机械装置具有至少一个含有多个基板搬运叶片的基板传送臂。平台可包括二个批式处理室，二者之间配有维修道，供进入传送机械装置与沉积站进行维修之用。在另一实施例中，处理平台包含至少一个批式处理室、一用来传送基板于FOUP与处理匣之间的基板传送机械装置、和一含有匣搬运机械装置的匣传送区。匣搬运机械装置可为线性促动器或旋转桌。

Description

用于ALD和CVD的批式处理平台

技术领域

本发明的实施例大体上涉及处理基板的设备。特别是，本发明涉及一种用于在基板上进行原子层沉积(ALD)和化学气相沉积(CVD)的批式处理平台。

背景技术

制造半导体器件的制程常常是在包含多个处理室的基板处理平台中进行的。在一些例子中，多室处理平台或群集工具的目的是为了在控制环境中依序进行二个以上的基板处理制程。然而，在其它例子中，多室处理平台可能只进行单一基板处理步骤；附加的处理室则用来增进平台处理基板的速度。后者处理基板的方式一般为批式制程，其中相当多的基板(例如25或50片)同时在一特定处理室中进行处理。批式制程尤其有助于以省钱的方式进行耗时的基板处理制程，例如原子层沉积(ALD)制程和部分化学气相沉积(CVD)制程。

基板处理平台或系统的有效性通常以成本(cost of ownership，COO)定量。影响COO的因素很多，但主要影响因素为系统占据面积(footprint)，即操作制造厂的系统所需的总地板面积、和系统产量，即每小时处理基板的数量。占据面积一般包括维修系统时邻近的进入区域。故即便基板处理平台很小，若其需要从各方进入以便操作及维修，则系统的有效占据面积仍过大。

半导体产业对制程变异的容忍度随着半导体器件尺寸缩小而不断减低。为满足日益严苛的制程要求，业界已发展许多符合制程操作范围要求严格的新制程，然而，这些制程通常很费时。例如，形成铜扩散阻障层以共形覆盖高深宽比的65纳米(nm)或更小互连特征的表面，就需采用ALD制程。ALD为CVD的变形，其展现比CVD更佳的阶梯覆盖性。ALD以原子层外延(ALE)为基础，其原先是用来制造电致发光显示器。ALD利用化学吸附，使反应前驱分子的饱和单层沉积在基板表面。此实现方法是交替脉冲输送适合的反应前驱物至沉积室中。每次引入反应前驱物的操作之间一般间隔通入惰性气体，以向先前沉积的层提供新的原子层从而在基板上形成均匀的膜层。上述循环不断重复直到膜层达预定厚度。使用ALD技术的最大缺点在于，其沉积速率远比典型CVD技术慢至少10倍以上。例如，某些ALD制程需要耗费约10至约200分钟才能在基板表面上沉积高质量膜层。尽管应装置性能需求而不得已选择此类制程，但是若仍以传统单一基板处理腔室来制造这些装置，则将因基板产量太低而大幅提高成本。故批式处理方式通常结合用于此类制程，使其较具经济效益。

因此，需要用于ALD与CVD的批式处理平台，其具有最大产量及最小占据面积。

发明内容

本发明的实施例提出用于ALD或CVD基板处理的批式处理平台，且具有最小占据面积和高产量。在一实施例中，处理平台包含大气传送区、至少一个具有缓冲室与架台的批式处理室、和置于传送区内的传送机械装置，其中传送机械装置具有至少一个基板传送臂，基板传送臂含有多个基板搬运叶片。传送机械装置可用来传送基板于处理匣与架台匣之间，更可用于二棒连结的(two bar linkage)机械装置。平台可包括二个批式处理室，二者之间配有维修道供进入传送机械装置与沉积站进行维修的用。流体输送系统可连通至少一个批式处理室的内部处理体积，且可设置在附近的设施塔。前开式晶片盒(front opening uniform pod，FOUP)管理系统可被设置成邻接着平台。

在另一实施例中，处理平台包含至少一个批式处理室、用来传送基板于FOUP与处理匣之间的基板传送机械装置、和含有匣搬运机械装置的匣传送区。匣传送区可维持呈大气压，匣搬运机械装置可为可垂直升降的线性促动器或旋转桌。或者，匣传送区可维持呈低于大气压，且还可包含一或多个装载锁件(load lock)，用以支撑邻近基板传送机械装置的处理匣。在此方面中，匣搬运机械装置可为可垂直升降的线性促动器或可垂直升降的旋转桌。在一配置中，平台包含二个装载锁件和二个批式处理室，而旋转桌可用来转动放置匣盒于各装载锁件下方和各沉积室下方、及用来垂直传送匣盒于匣传送区与沉积室之间和匣传送区与装载锁件之间。流体输送系统可连通至少一个批式处理室的内部处理体积，且可设置在附近的设施塔中。FOUP管理系统可被设置成邻接着平台。

附图说明

为让本发明的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，其部分乃示出如附图式。须注意的是，虽然所附图式揭露本发明特定实施例，但其并非用以限定本发明的精神与范围，任何熟习此技艺者，当可作各种的更动与润饰而得等效实施例。

图1A为使用多臂机械装置来传送基板的批式处理平台的平面视图。

图1B为图1A的批式处理系统的立体视图。

图1C为批式处理系统的垂直剖面图，绘有工作接口、反应器、缓冲室、和架台。

图1D示出批式处理系统的平面，配有二个批式处理站，分别由二匣盒旋转桌提供协助。

图1E为批式处理站的截面侧视图。

图1F示出可用于工作接口的机械构件配置。

图1G示出含有传送机械装置的机械硬件配置，其一次可传送一个基板。

图1H示出含有二个反向设置的传送机械装置的机械硬件构件配置。

图1I示出五个叶片的机械臂。

图1J示出包括单叶片传送机械装置和多叶片传送机械装置的机械硬件构件的较佳配置。

图1K示出笛卡儿式机械装置的空出区域。

图1L示出传统机械装置的空出区域。

图1M示出二棒连结机械装置的截面侧视图。

图1N示出前驱物输送系统的配置示意图。

图1O为批式处理系统的立体视图，具有设在系统顶部的前驱物输送系统。

图1P为一示例性存货设备的侧视图。

图1Q为图1P的存货设备的正视图。

图2A为批式处理平台的平面视图。

图2B为批式处理平台的侧视图。

图2C为批式处理系统的立体视图。

图2D为批式处理系统的立体视图。

图3A为批式处理平台的平面视图。

图3B为批式处理平台的侧视图。

图4A为批式处理平台的平面视图。

图4B为批式处理平台的侧视图。

图5为批式处理平台的平面视图。

具体实施方式

在此提出用于ALD与CVD的批式处理平台，其具有最大产量及最小占据面积。在一实施例中，产量的增进是利用多臂机械装置传送基板。在另一实施例中，匣搬运机械装置是用来传送整个匣盒以增进产量的。

多臂机械装置平台

在此实施例中，具有多个臂的机械装置利用具有多个叶片的臂使基板在架台匣与处理匣之间传送，以减少传送时间。由于处理室在基板传送时为闲置状态，因此最好减少基板进出处理匣的时间，以增进系统产量。机械装置还利用另一具有单一叶片的臂使基板在基板传送盒与架台匣之间传送，以适应传送盒与架台匣的不同基板间距。多种配置包括以笛卡儿(cartesian)式机械装置为基础的平台、以及一种包括二个批式处理室和一个共享进入空间的配置，使平台的所有组件皆不需从平台旁侧进入维修。

图1A为根据本发明一方面，使用多臂机械装置来传送基板的批式处理平台的平面视图，在此指系统100。系统100包括一或多个批式处理站101A、101B、系统控制器111、含有传送机械构件103与一或多个装载台104A-C的工作接口(factory interface，FI)102、和可设在设施塔130内的处理流体输送系统。为便于说明，传送机械构件103同时绘于三个位置，即邻近装载台104A-C、邻近反应器121A、和邻近反应器121B处。批式处理站101A、101B设置邻接FI 102，且彼此相邻，以缩减系统100的整体占据面积及缩短传送机械构件103将基板传送至装载台104A-C与批式处理站101A、101B所需的距离。图1A绘有二个批式处理站101A、101B，但无疑也可增设处理站。设施塔130可相距批式处理站101B与FI 102一段维修距离137，并可经由高架件140连接系统100的其它组件。维修距离137可打开入口135A供维修传送机械构件103之用。

批式处理站101A、101B可用来执行同样的批式制程以同时处理不同组基板，或者其可用来执行二种不同的批式制程以依序处理同组基板。就前者而言，各批式处理站开始处理基板的时间可为阶段性的，即轮流进行，以缩短传送基板进出批式处理站101A、101B相关的闲置时间；传送机械构件103每次只需装卸一个批式处理站。就后者而言，一组基板先在一个批式处理站中经第一批式制程处理，接着在另一个批式处理站中经第二批式制程处理。或者，系统100可被配置成将批式处理站和单一基板处理站组合起来。此种系统配置方式特别适用于当不稳定的批式层需经如覆盖制程等后处理制程处理的时候，因为批式处理的基板可立即经历预定的后处理制程处理。

一般操作时，基板通常被传送到系统100中设于装载台104A-C上的前开式晶片盒(FOUP)。传送机械构件103可传送第一批基板至批式处理站旁的架台匣，批式处理站则处理处理匣中的第二批基板。传送机械构件103可使用配有单一叶片的机械臂，在FOUP与架台间执行传送。处理后，传送机械构件103可使用配有多个叶片的机械臂，在架台匣与预定处理匣之间交换基板。若系统100存有任一单一基板处理室，则传送机械构件103使用配有单一叶片的机械臂，在单一基板处理室与适当的架台间传送基板。

在依序进行批式制程处理同组基板的系统100中，基板可在处理前被从第一架台匣传送至批式处理站，再于处理后被传送至第二架台匣。例如，传送机械构件103可将一组基板从架台123A传送至批式处理站101A，以进行第一批式制程。完成第一批式制程后，传送机械构件103将此组基板从批式处理站101A传送至架台123B。当批式处理站101B可执行处理时，传送机械构件103接着将此组基板从架台123B传送至批式处理站101B，以进行第二批式制程。如上所述，配有多个叶片的机械臂被用于在架台匣与批式处理站之间进行传送，因为基板间距在二者间并无不同。

批式处理站

图1B为系统100的立体视图，包括存取面板120A、120B，且为清楚说明，省略示出设施塔130。参照图1A及1B，批式处理站101A包括含有内部处理体积127的反应器121A、邻接反应器121A的缓冲室122A、和用来支撑架台匣(未示出)反应器121A示出的架台123A。同样地，批式处理站101B包括反应器121B、缓冲室122B、和用来支撑架台匣(未示出)反应器121B示出的架台123B。

图1C为系统100的垂直剖面图，绘有FI 102、反应器121A、121B、缓冲室122A、122B、和架台123A、123B。较佳如图1B及1C所示，缓冲室122A、122B不只邻接反应器121A、121B，其还分别对准反应器121A、121B，以减少批式系统100的占据面积(footprint)。在图1B及1C的配置中，缓冲室122A、122B分别设在反应器121A、121B的正下方。缓冲室122A、122B做为真空装载锁件(load lock)，以便个别装卸处理匣146使之进出反应器121A、121B。缓冲室122A、122B连通真空源。真空源可为远程真空源或设于系统100内的真空泵171。缩短缓冲室122A、122B的抽气与通气时间是很重要的，因为反应器121A、121B在缓冲室进行抽气与通气期间为闲置状态。为此，缓冲室122A、122B设计成放置处理匣所需的最小体积，以加快抽气与通气过程。以支撑垂直对齐的圆形基板的处理匣为例，缓冲室122A、122B最好为圆柱形室；如图1B所示，其在处理匣上方和下方有最小的垂直空间，且在处理匣与基板周围有最小的径向空间。缓冲室122A、122B更包括升降机构600、传送口36、37、和真空密闭门156、157。升降机构600可为气压促动器、步进马达、或其它此技艺熟知的垂直促动器。

运作时，处理匣146利用传送机械构件103装上架台匣186的基板W，而缓冲室(此实施例为缓冲室122A)与大气压相通，且打开传送口136连通传送区135。为清楚说明，图1C仅示出一个配有五个叶片161的机械臂160。基板装载/卸载过程将配合图1F-1I描述于下。关闭真空密闭门156，并将缓冲室122A抽成与处理体积127相同的真空度，一般为约0.5-20托。接着打开真空密闭门157，升降机构600则将处理匣146送入处理体积127，以便对基板W进行ALD或CVD处理。就某些ALD和CVD制程而言，期加压循环缓冲室122A中的基板W，即缓冲室122A或可抽气成制程压力且通入非常干燥的气体来移除基板W表面和处理匣146吸附的水气。在一配置中，在处理体积127进行处理期间，升降机构600降回缓冲室122A，且关闭真空密闭门157。处理完后，升降机构600将处理匣146传回缓冲室122A，并关闭真空密闭门157以隔开处理体积127与缓冲室122A。缓冲室122A接着连通到大气压，且基板W为传送到架台匣186，以进行降温及后续移开系统100。

以真空密闭门157隔开处理体积127与缓冲室122A及传送基板W至架台匣186，可尽量维持处理体积127中每批基板的制程温度和压力一致。如此可增进制程再现性和产量，因其只需很短的时间即可稳定处理体积127内的制程条件。批式处理室的处理体积127可能很大，以容纳典型的处理匣146，例如高度为1米(m)。因此连通到大气压后，再使处理体积127内的压力和温度达到稳定是很耗时的。通过在处理匣146与架台匣186之间进行基板传送期间隔离处理体积127，可有效缩短处理室闲置的时间-在这种情况下即稳定时间。另外，也可减少因在缓冲室122A与反应器121A之间传送处理匣146所引起的污染物进入处理体积127。

在一配置中，升降机构600还可协助维修反应器。参照图1B，升降机构600可将反应器121A中难以接近的组件降低至缓冲室122A，从而可轻松移开存取面板120A。较佳的维修性可减少维修导致系统停工的时间，进而提高COO。

反应器121A、121B适于在处理匣146中所支撑和包含的基板W上执行CVD制程及/或ALD制程。可用于本发明部分配置的ALD或CVD反应器的详细说明可参见公元2005年11月22日申请的美国专利申请案号11/286,063申请案，其一并引用于此且不与本发明相悖。反应器121A、121B流体地耦合到处理流体输送系统，其可供应制程所需的适当反应前驱物和其它处理流体。较佳如图1A所示，处理流体输送系统内设于设施塔130中，且经由高架件140连接反应器121A、121B。设施塔130将配合图1N描述于下。诸如系统控制器111的电子和其它装置也可设于设施塔130中。或者，流体输送系统可远离制造厂设置，然后透过地底连接器(未示出)耦合到反应器121A、121B。

参照图1C，架台123A、123B设置在FI 102中，且分别支撑邻接反应器121A、121B的架台匣186。一般而言，基板放置在可密封的基板传送盒中，在此是指前开式晶片盒(FOUP)，且放置密度小于以ALD室或CVD室进行批式处理的密度，即FOUP中的基板间距为10毫米，而处理匣146中的基板间距为6-8毫米。值得注意的是，邻接批式处理室的架台匣186支撑基板的密度可同于处理匣146支撑基板的密度，以实质提供产率和成本优势。例如，简单的单叶片机械臂(如以下图1G所述)可在架台123A、123B与装载台104A-C之间传送基板。虽然以多叶片机械臂传送基板比单叶片机械臂快，但其通常不会增进产量。这是因为基板在架台123A、123B与装载台104A-C间的传送在反应器121A、121B处理基板时可能为“离线”状态。直接影响系统产量的传送时间为架台123A、123B与缓冲室122A、122B间的传送时间，其已配合图1A-C描述于上。

由于架台匣186支撑基板的密度可同于处理匣146支撑基板的密度，故可使用如以下图1I所述的多叶片且固定间距的机械装置传送基板。多叶片机械装置一次可传送多个基板，因此大幅缩短了基板传送时间。因传送时间缩短减少了反应器闲置的时间，故可有效增进系统产量。

架台匣186和处理匣146可用来支撑相当多的基板，即多于标准FOUP的一般容量。由于部分诸如ALD等制程非常费时，因此在单一批次中尽量处理很多基板，以利于COO考虑。故架台匣186和处理匣146最好每批次支撑约50-100个基板。当然每批次也可支撑更多基板，但操作如此大的匣盒易引起可靠度与安全性的问题。处理匣146可由任一耐高温材料组成，例如石英、碳化硅、或石墨，其视预定的制程特性而定。

架台123A、123B也可当作冷却平台，基板自反应器121A、121B卸下后可放置其上降温。自ALD室与CVD室卸下的基板通常温度很高(即>100℃)，因而无法直接放入标准FOUP中。架台123A、123B亦可搭配传统的垂直移动机械构件187(图1C)。为降低系统100的复杂度，架台123A、123B最好为固定组件，而传递基板所需的垂直动作最好由传送机械构件103执行。

在系统100的一配置中，架台123A、123B上的架台匣186含有的基板支撑板185数量可比缓冲室122A、122B中处理匣146含有的基板支撑板多。如此，交换架台匣186和处理匣146的基板不需使用第三基板架台位置，也不需使用额外的传送机械构件，如以下图1H所述的第二传送机械装置86B。例如参照图1C，处理匣146含有9个基板支撑板185，架台匣186含有9个基板支撑板185和一或多个附加板185A。传送机械构件103可移出处理匣146中已处理的基板W，并放置到空的附加板185A。传送机械构件103接着移出架台匣186中未处理的基板，并放置到处理匣146中现为空的支撑板185，而留下架台匣186中空缺的支撑板185。然后重复上述程序，直到原先在处理匣146中的基板全部换成原先在架台匣186中的基板。在一类似配置中，若传送机械构件103包括多叶片机械臂(如以下图1I所述)，以传送基板于架台匣186与处理匣146之间，则附加板185A的数量最好等于传送机械构件103的多叶片机械臂的叶片数量。藉此进行上述交换程序可一次交换多个基板。

在系统100的另一配置中，架台匣186可包含多个附加板185A，以便在批式处理期间支撑模型(dummy)基板，即非制造基板。因传热不均和其它因素之故，相较于处理匣中的多数基板，靠近处理匣顶部与底部的基板通常未均匀处理。放置一或多个模型基板至处理匣顶部与底部的基板支撑板上，可改善此问题。非制造的模型基板可放在处理匣146的顶端1-5个基板支撑板185和底部1-5个基板支撑板185。模型基板可于更换前用于多个批式制程，例如约5或10次，如此每次进行完批式制程时，不需移出系统100。为减少重新放入模型基板至处理匣的时间，本发明的多个方面包含将模型基板储放在架台匣186的附加板185A上。故无论是否进行批式制程，模型基板皆放在邻近批式处理站101A、101B的传送区135。除了减少放入模型基板至处理匣的时间外，将模型基板储放在附加板185A上还可减少FOUP的数量，FOUP需储放在存货设备(stocker)150(如图1B所示且将配合图1P及1Q描述于下)。

在一配置中，架台123A、123B各自做为二匣盒旋转桌，用以转动交换未处理的基板的第一处理匣和已处理的基板的第二处理匣。图1D示出系统100的平面，配有二批式处理站101A、101B，分别由二匣盒旋转桌129A、129B提供协助。在此配置中，架台匣186当作第二处理匣。

当处理匣146中的一批基板在批式处理站101A的反应器121A中被处理时，架台匣186可载入装载台104A-C的基板。在反应器121A内处理完后，升降机构(为清楚说明而未示出)将处理匣146降至旋转桌129A上。旋转桌129A接着旋转180度，藉以交换处理匣146与架台匣186的位置。已处理的基板于传送区135降温后，接着传送到装载台104A-C上的一或多个FOUP。同时，升降机构将架台匣186传入反应器121A以进行处理。因此不会明显增加基板从传送区135传送至反应器121A的时间。在此系统100配置中，并非在架台匣与处理匣之间个别传送基板，而是利用旋转桌129A轻松交换架台匣与处理匣。在一实施例中，批式处理站101A、101B各包括如以上图1D所述用来隔离反应器121A、121B的缓冲室。

在另一配置中，如图1E所示，旋转桌129A、129B分别设于缓冲室128内。图1E为批式处理站101A的截面侧视图，其包括含有处理匣146A的反应器121A、和含有二匣盒旋转桌129A与第二处理匣146B的缓冲室128。此例为垂直指引机械装置的升降机构600A在旋转桌129A与反应器121A之间传送匣盒。处理匣146A进行处理时，缓冲室128连通到大气压，且打开真空密闭门156，以利用传送机械构件103进入第二处理匣146B。第二处理匣146B装载完基板后，关闭真空密闭门156，并使缓冲室128进行排气或循环施压，以备交换第二处理匣146B与处理匣146A。此配置方式可加快反应器121A重新装载处理匣的速度，及减少反应器停工的时间。当基板在反应器121A中被处理时，完全抽气及排放缓冲室128。

工作接口

回溯图1C，FI 102包含传送机械构件103、传送区135、环控构件110、和一或多个装载台104A-C(图1A)。FI 102利用风扇动力空气滤净单元保持传送区135为干净的微型环境，即区域性大气压、低污染的环境。FI 102欲提供干净的环境，即传送区135，在此可在任一装载台104A-C上的FOUP与反应器121A、121B之间传送基板。刚处理过的基板也可在传送区135的低污染环境中处理后且在传出系统100送入FOUP之前进行冷却。

图1C为系统100的垂直剖面图，绘有FI 102、反应器121A、121B、缓冲室122A、122B、和架台123A、123B。为清楚说明，省略示出装载台104A-C。在一方面中，环控构件110包含具有过滤器191(如HEPA过滤器)的滤净单元190和风扇单元192。风扇单元192推挤空气使之流过过滤器191、传送区135、并流出FI 102的基底193A。FI 102包括壁面193，用来围住传送区135以提供更好的控制环境进行基板处理步骤。环控构件110一般是用来控制空气流速、流动方式(如层流或紊流)、和传送区135的粒子污染程度。在一方面中，环控构件110还可控制空气温度、相对湿度、空气中的静电粒子数、和其它典型的处理参数，其可由本领域已知的传统洁净室的加热、通风与空气调节(heating，ventilation，and air conditioning，HVAC)系统控制。

装载台104A-C用来支撑、打开、及关闭FOUP或其它置于其上的可密封基板传送盒。装载台104A-C连通装载台104A-C上的FOUP的基板和传送区135，且不会使基板接触到FOUP及/或传送区135外的污染物。如此可以干净且完全自动化的方式移开基板、更换、及重新密封于FOUP内。

笛卡儿(cartesian)式机械装置

图1F示出机械构件11的配置，其可做为FI 102的传送机械构件103。机械构件11一般包含机械硬件构件85、垂直机械构件95、和水平机械构件90。依据系统控制器111送出的指令使机械硬件构件85、垂直机械构件95、和水平机械构件90共同运作，藉以沿着传送区135的x、y与z方向放置基板。

机械硬件构件85一般包含一或多个传送机械装置86，其可依据系统控制器111送出的指令来托住、传送、及放置一或多个基板。在图1F的配置中，机械硬件构件85设有二个传送机械装置86。在一较佳配置中，通过传送机械装置86各组件的运作，传送机械装置86可沿着水平面传送基板，例如包括图1A及1F中x及y方向的平面。故传送机械装置86可沿着大略平行机械叶片87的基板支撑面87C(参见图1M)的平面传送基板。传送机械装置86的配置操作将配合图1M描述于下。

图1G示出含有传送机械装置86的机械硬件构件85的配置，其一次可传送一个基板W。传送机械构件103传送单一基板的能力有益于系统100，因即使标准FOUP与架台123A、123B中的基板密度不同，其仍可在装载台104A-C上的FOUP与架台123A、123B之间传送基板。欲以多叶片传送基板需有可变间距机械叶片，即多叶片机械臂可改变基板的间距。本领域已知，可变间距机械叶片相当复杂，且会影响整体系统的停工时间和COO。

图1H示出机械硬件构件85的配置，含有二个反向设置(即垂直反射)的传送机械装置86A、86B，使得叶片87A-B(和第一连结件310A-310B)可稍微分开设置。图1H的配置，即”上/下”型叶片构造，具有一些优势，例如其有利于“交换”基板，即以最小的机械动作移出某一位置的基板并立即放入另一基板。例如，可利用传送机械装置86A移出处理匣146中已处理的基板，然后立刻放入未处理的基板，此基板已搬离架台匣186且放置在第二传送机械装置86B上。由于在装载未处理的基板前，不需将已处理的基板传到其它位置，机械硬件构件85或机械构件11亦不需离开其起点位置即可替换基板，因此可实质增进系统产量。此特别适用于系统100分别在架台123A、123B与缓冲室122A、122B之间传送基板的状况。图1H示出的上/下型叶片构造可以架台123A、123B上未处理的基板分别替换缓冲室122A、122B中已处理的基板。故采用上/下型叶片构造或其变形物交换基板时，不需另外提供基板架台/冷却位置。如此可有效缩小系统100的占据面积，并减少反应器121A、121B因处理匣146倒空及重新放入基板而闲置的时间。

在另一配置中，机械硬件构件85更可包括至少一个多叶片且固定间距的机械臂，以如上述在架台123A、123B与缓冲室122A、122B之间交换多个基板。在一实施例中，传送机械装置86A包括五个叶片的机械臂87H(如1I所示)。在另一实施例中，传送机械装置86A和第二传送机械装置86B均包括多叶片机械臂，以如图1H所述在架台123A、123B与缓冲室122A、122B之间交换多个基板。

图1J示出机械构件11的机械硬件构件85的较佳配置，其包括单叶片传送机械装置86C和多叶片传送机械装置86D。单叶片传送机械装置86C可在装载台104A-C与架台匣186之间传送基板W。多叶片传送机械装置86D可在架台匣186与处理匣146之间传送基板W。

值得注意的是，图1A示出的系统100配置不需使用水平机械构件90水平移动垂直机械构件95，即可分别在架台123A、123B与缓冲室122A、122B之间传送基板，因此可实质缩短传送时间。减少处理室的闲置时间也可有效提高系统产量。因反应器121A、121B于处理匣146卸载时为闲置状态，故宜尽量快速传送基板。传送基板时省略垂直机械构件95的水平移动则可达成此目的。

使用图1F-1J的笛卡儿式机械装置的另一好处在于，相较于诸如选择性顺应构件机械臂(selective compliance assembly robot arm，SCARA)的传统基板传送机械装置，其在传送区135传送基板所需的系统占据面积较小。此绘于图1K及1L。围绕传送机械构件103的空出区域90A的宽度W1、W₂可减至最小。空出区域90A定义为邻近如传送机械构件103的基板传送构件的区域，其中基板传送机械构件的组件与基板S可自由移动，而不会与基板传送机械构件外的群集工具组件碰撞。尽管空出区域90A可表述成体积，然而，空出区域90A最重要的部分通常为空出区域90A所占的水平面积(x与y方向)或占据面积，其将直接影响群集工具的占据面积和COO。空出区域90A的占据面积绘于图1K及1L中以长度L和宽度W₁、W₂界定的区域。除较小的系统占据面积外，较小的空出区域亦可使传送机械构件103更靠近其接取的位置，例如缓冲室122A、122B和架台123A、123B，进而缩短基板传送时间及增加产量。在此所述的传送机械构件103配置尤其优于图1L的SCARA机械装置CR。此乃因图1K的传送机械装置86会沿着空出区域90A的长度L缩回其组件并加以定位。但图1L的SCARA机械装置CR不会。

图1G、1H、1I及1M示出二棒连结机械装置305的配置，其当作传送机械装置86使用时，可如图1K所示般缩回。参照图1M，二棒连结机械装置305一般包含支撑板321、第一连结件310、机械叶片87、传动系统312、封闭区313、和马达320。在此配置中，做为传送机械装置86的二棒连结机械装置305经由安装于垂直机械构件95(图1F)的支撑板321连接至垂直机械构件95。图1M示出传送机械装置86型的二棒连结机械装置305的截面侧视图。二棒连结机械装置305的传动系统312一般包含一或多个传动组件，通过传动组件的动作(如马达320转动)促使机械叶片87移动。传动系统312一般可包含齿轮、滑轮等，用以转换组件间的转动或移动。在一方面中，图1M的传动系统312包含第一滑轮系统355和第二滑轮系统361。第一滑轮系统355具有连接马达320的第一滑轮358、连接第一连结件310的第二滑轮356、和连接第一滑轮358与第二滑轮356的传动带359，藉此马达320可驱动第一连结件310。在一方面中，多个轴承356A可使第二滑轮356顺着第三滑轮354的枢轴V₁转动。

第二滑轮系统361具有连接支撑板321的第三滑轮354、连接机械叶片87的第四滑轮352、和连接第三滑轮354与第四滑轮352的传动带362，如此第一连结件310的转动可造成机械叶片87顺着耦接第一连结件310的轴承轴353(枢轴V₂)旋转。传送基板时，马达驱动第一滑轮358而转动第二滑轮356与第一连结件310，第一连结件310与传动带362顺着固定的第三滑轮354旋转，进而转动第四滑轮352。在一实施例中，马达320和系统控制器111可构成封闭回路控制系统，用以控制马达320的角度位置和所有与其相连的组件。在一方面中，马达320为步进马达或直流(DC)伺服马达。

可用于本发明部分配置的笛卡儿式机械装置的详细说明可参见公元2006年4月5日申请的美国专利申请案号11/398,218申请案，其一并引用于此且不与本发明的申请专利范围相悖。

处理流体输送系统

就以ALD和CVD制程处理基板而言，一般有三种方法来将化学前驱物处理成输送至处理室的处理体积内的处理流体，用以在基板上沉积预定材料层。在此所指的处理流体通常包括气体、蒸气、或液体。第一种处理方法为升华制程，其中安瓿(ampoule)内的固态前驱物是通过所以受控的制程而蒸发的，使得安瓿内的前驱物从固态变成气态或蒸气。含前驱物的气体或蒸气接着输送到处理室的处理体积。第二种形成含前驱物的处理气体的方法为挥发制程，其中载气汩汩流过控温液态前驱物，而伴随流入的载气离开。第三种产生前驱物的方法为液体输送系统，其中液态前驱物通过泵输送至蒸馏器，在此液态前驱物因蒸馏器额外的能量转换而从液态变成气态。额外的能量一般以热能形式加到液体。在上述形成含前驱物的处理流体的任一方法中，通常需要控制前驱物安瓿的温度、及安瓿与处理室间的流体输送管线的温度。ALD制程尤其如是，其中输送管线的温度控制对制程的再现性相当重要。当需严格控制前驱物温度时，前驱物安瓿与使用此前驱物安瓿的处理室间的距离应缩短，以免造成多余的系统成本、增加复杂度及降低可靠度。

图1N示出前驱物输送系统501的配置示意图，其可输送处理流体到如反应器121A的处理室的处理体积。在此实施例中，前驱物输送系统501为液体输送型处理流体源。前驱物输送系统501的组件可相邻设置在图1A所示的设施塔130内。前驱物输送系统501透过入口管线505连通反应器121A，入口管线505则可设于高架件140。入口管线505经由高架件140而达反应器121A的选择途径(routing)可将前驱物输送系统501设置在反应器121A附近，且不会阻碍进入批式处理站101A、101B维修。前驱物输送系统501通常设置远离反应器121A，例如位于不同的房间或甚至是不同的楼层。回溯图1N，此前驱物输送系统501配置一般包括以下组件：一安瓿气体源512、含前驱物”A”的安瓿139、计量泵525、蒸馏器530、隔离阀535、收集容器构件540、和最终阀503。收集容器构件540一般包括以下组件：入口546、出口548、容器543、围绕容器543的阻抗式加热组件541、加热控制器542、和传感器544。在一配置中，加热控制器542为系统控制器111的一部分。

前驱物输送系统501是用来将含液态前驱物的安瓿139中的处理气体输送至反应器121A的处理体积127。为使液态前驱物变成气体，乃蒸发液态前驱物，其中计量泵525将前驱物抽到蒸馏器530内，以给予液体能量而促使液体变成气体。计量泵525依据系统控制器111送出的指令，在整个处理过程以预定的流速控制及输送液态前驱物。经蒸发的前驱物接着输送到收集容器构件540中贮存，直到其注入处理体积127及遍布基板W的表面。

入口管线505经加热以确保注入的前驱物不会凝结而留在入口管线505的表面，以致产生微粒并影响制程。入口管线505和前驱物输送系统501中其它组件的温度也常控制在前驱物分解温度以下，以防其上的前驱物进行气相分解及/或表面分解。故确实控制前驱物输送系统501中包括入口管线505的多个组件温度对CVD与特殊ALD制程而言是很重要的。应确实保持前驱物输送系统501中必要组件的温度在适当温度范围内，以免引起严重的制程问题。

就较长的入口管线505而言，精确控制入口管线505的温度相对较困难且昂贵，因此前驱物输送系统501宜尽可能靠近对应的反应器，以缩短入口管线505。参照图1A，前驱物输送系统501可设于邻近反应器121A、121B的设施塔130。为此，设施塔130可尽量接近反应器121A、121B，且仍保持一段维修距离137，以利从入口135A进入维修设施塔130和系统100的其它组件，例如批式处理站101B和传送机械构件103。维修距离137可为半导体设备及材料国际组织(Semiconductor Equipment and MaterialsInternational，SEMI)认可的维修距离，通常为36英时。或者如图1B所示，前驱物输送系统501可分别设于批式处理站101A、101B附近的处理匣146A、146B。在另一配置中，前驱物输送系统501可设在系统100顶部的橱柜145(图1O)中。

FOUP存货设备(stocker)

不像单一基板处理系统，诸如系统100的批式处理系统通常同时处理多个FOUP的基板。例如，标准FOUP含有多达25个基板，而系统100每批次可处理50或100个基板。因系统100可包括二个以上的批式处理站，故系统100一次可处理多达100-200个基板，相当于12个以上的FOUP。然而，为减少系统100的占据面积，FI 102一般只包括二或三个装载台104A-C，如图1A所示。等待已处理基板的空FOUP需移开装载台104A-C，以装卸其它FOUP的基板。此外，各FOUP在处理后需正确地被架置到装载台104A-C，如此才会装载上正确的基板。再者，FOUP需出自及返回制造厂的中央FOUP传送系统，例如高架单轨FOUP传送系统。故如何在处理期间管理大量FOUP，又不会降低产量或不当扩大系统100的占据面积，仍需严加考虑。

为此，系统100可搭配使用邻接装载台104A-C的FOUP存货设备150(未绘于图1B)。FOUP存货设备可包括一或多个贮藏架和FOUP传送机构，传送机构可包括能在FOUP贮藏位置与系统100的装载台104A-C之间抬高或降低FOUP的架子。在一配置中，贮藏架本身可抬高或降低其中的FOUP。在另一配置中，FOUP搬运件或其它FOUP传送装置可用来在FOUP贮藏位置与装载台104A-C之间传送FOUP。FOUP存货设备可设于制造工具前方或侧边，但为避免增加系统100的占据面积，FOUP存货设备较佳为设于装载台104A-C上方。

图1P为存货设备150的侧视图，其在诸如系统100的批式处理平台进行处理期间，管理诸如FOUP的可密封基板传送盒。存货设备150包括第一与第二垂直传送机构，即第一机械装置713与第二机械装置715。第一机械装置713包括第一y轴组件717以及活动地耦接到第一y轴组件717的第一x轴组件719，如此第一x轴组件719可沿着第一y轴组件717的长度移动。同样地，第二机械装置715包括第二y轴组件721以及活动地耦接到第二y轴组件721的第二x轴组件723，如此第二x轴组件723可沿着第二y轴组件721的长度移动。在第一机械装置713与第二机械装置715之间操作连接的是一或多个贮藏位置725a、725b。

当第一x轴组件719位于第一y轴组件717的下部时，第一机械装置713可装配接近一或多个装载台104A-B并放置FOUP于其上。当第一x轴组件719位于第一y轴组件717的上部时，第一机械装置713更可装配接近如单轨装置的高架晶片载送系统729a。当第二x轴组件723位于第二y轴组件721的下部时，第二机械装置715也可装配接近一或多个装载台104A-B并放置FOUP于其上。第一x轴组件719和第二x轴组件723均可装配到达任一贮藏位置725a、725b。在一较佳配置中，第一机械装置713配有多个第一y轴组件717来替代贮藏位置725a、725b。在此较佳配置中，第二机械装置715亦为类似结构。

图1Q为图1P的存货设备150的正视图，其示出四个贮藏位置725a、725b、725c、725d排列在装载台104A、104B上方的较佳位置。FOUP 751、753、755、757分别储放于贮藏位置725a、725b、725c、725d。增加贮藏位置725a、725b、725c、725d上方及/或侧边的贮藏位置可提高存货设备150的FOUP贮藏量。邻接贮藏位置725a、725b、725c、725d的增设贮藏位置需要一或多个类似第一机械装置713与第二机械装置715的附加机械装置，其各自配有x轴组件与y轴组件。

多臂机械平台-零侧边接取(zero side access)配置结构

在本发明的一方面中，多臂机械平台包括二个批式处理室，二者之间配有维修道，供进入传送机械装置与沉积站进行维修之用。根据COO的计算，维修所需的面积一般纳为基板处理系统的占据面积，且通常占整体系统占据面积不小的比例。再者，若进入处理系统二侧所需的面积不仅要减少、还要消除，则可将一处理系统与其它系统毗连设置，以充分利用地板面积。以消除侧边进入的方式将维修所需的所有面积并入基板处理系统的其它区域，可实质减少有效的占据面积。

图2A为本发明一方面的批式处理平台的平面视图，在此是指系统200，其不需从侧边进入维修所有组件。图2B为系统200的侧视图。图2C为其立体视图。

系统200一般包括二或多个批式处理站201A、201B、系统控制器111、含有传送机械装置220与一或多个装载台104A-C的FI 102、和处理流体输送系统。流体输送系统可设在设施塔130A、130B内，且实质上可如上述图1N的系统100中的处理流体输送系统般配置。如同系统100，FOUP存货设备(未示出)可设在装载台104A、104B上方，以于批式处理基板期间区域性储放FOUP或其它基板传送盒。

批式处理站201A、201B设置邻接FI 102，且由共享进入空间250隔开，以供进入批式处理站201A、201B和传送机械装置220进行维修的用。共享进入空间250的设置可省略从系统200的侧边251、252进入的区域，使系统200的侧边251、252直接抵靠壁面或其它处理系统。

参照图2A-D，批式处理站201A包括反应器221A、邻接反应器221A的缓冲室222A、和设于FI 102且用来支撑邻接反应器121A的架台匣(未示出)的架台223A。同样地，批式处理站201B包括反应器221B、缓冲室222B、和设于FI1 02且用来支撑邻接反应器221B的架台匣(未示出)的架台223B。批式处理站201A、201B、FI 102、和高架件210的配置一般与上述图1A的系统100、批式处理站101A、101B中对应的组件相同。

系统200与系统100的配置及操作的不同处之一为FI 102、批式处理站201A、201B、和传送机械装置的相对方位。在系统200中，装载台最好各自设于批式处理站的对面。例如在图2A的配置中，装载台104A、104B分别设于批式处理站201A、201B的对面。系统100与系统200的另一不同处为传送机械装置的构造。在系统200中，传送机械装置220最好不是如传送机械构件103的笛卡儿式机械装置。传送机械装置220可为安装在轨道220T上的传统SCARA机械装置。传送机械装置220可顺着轨道220T行进来服务系统200中的所有批式处理站201A、201B。因此机械装置构造需要维修的机会较少，故其可从共享进入空间250或正面外壳253进入维修。

传送机械装置220的其它特征实质上同于传送机械构件103，包括使用单叶片机械臂将基板从低密度FOUP传送到较高密度的架台匣、和使用多叶片机械臂将多个基板从架台FOUP传送到相同密度的处理匣。

在一配置中，固定的传送机械装置，即非轨道安装，可设在各批式处理站201A、201B与各装载台104A、104B之间。在此配置中，每一传送机械装置当作单一批式处理站。若批式处理站201A、201B各自进行不同的制程依序处理多组基板，则存货设备150可依据需求移动FOUP于装载台104A、104B间，进而传送基板于批式处理站201A、201B间。

如图2A及2D所示，系统200可包括专门用于批式处理站201A、201B的设施塔130A、130B，其各自包含前驱物输送系统501。在此配置中，设施塔130A、130B的使用可于其间构成入口130C。个别的高架件210A、210B分别连接设施塔130A、130B和批式处理站201A、201B。在另一配置中，设施塔130A、130B可合并成含有前驱物输送系统501的单一设施塔，用于各批式处理站201A、201B。

匣搬运平台

在本发明的另一实施例中，匣搬运装置传送处理匣于处理室与冷却站之间，以缩短处理室闲置的时间。单一机械臂在基板传送盒与处理匣之间传送基板。在一方面中，匣搬运装置为线性促动器，用以在一或多个处理室与冷却站之间传送处理匣。在另一方面中，匣搬运装置为旋转桌，用以交换未处理晶片的匣盒与已处理晶片的匣盒。

线性移动装置的构造

图3A为本发明一方面的含有线性移动装置的批式处理平台的平面视图，在此是指系统300。线性移动机械装置是用来在架台、至少一个批式处理室、和匣装载站之间传送处理匣。图3B为系统300的侧视图。

为维持批式处理平台的高产量，须缩短反应器的闲置时间。影响反应器闲置时间的因素包括过长的反应器抽气与通气时间、基板冷却时间、和基板传送时间。图3A及3B的配置可降低或消除这些因素对系统产量的影响。

系统300包括一或多个反应器1301、1302、匣传送区1305、FI 102、和处理流体输送系统。FI 102包含一或多个装载台104A-C、匣装载站1303、环控构件110、和传送机械装置1304，用以在装载台104A-C与匣装载站1303上的处理匣之间传送基板。匣传送区1305包含架台1306和线性移动机械装置1320，其安装于横杆1321且用来在架台1306、反应器1301、1302与匣装载站1303之间传送处理匣。处理流体输送系统可设在设施塔130A、130B内，且实质上可如上述图1N的系统100中的处理流体输送系统般配置。如同系统100，FOUP存货设备可设在装载台104A-C上方，以于批式处理基板期间区域性储放FOUP或其它基板传送盒。

配置与操作实质上与系统200的对应组件相同的系统300组件包括FI102、传送机械装置1304、反应器1301、1302、设施塔130A、130B、和处理流体输送系统。

运作时，位于FI 102且置于匣装载站1303上的第一处理匣1330利用传送机械装置1304装上装载台104A-C上一或多个FOUP的基板。在一配置中，传送机械装置1304可为类似上述图2A-C的机械装置220的单轨机械装置。第一处理匣1330接着利用如垂直指引装置或机动升降装置的垂直升降机构1303A垂直移动到装载锁件1309旁。第一处理匣1330然后装载至装载锁件1309中，且抽气成实质上同于匣传送区1305与反应器1301、1302的真空程度。第一处理匣1330还可在送入匣传送区1305前先行加压循环。排气后，打开真空密闭门1312，配有匣升降机构的线性移动机械装置1320并将第一处理匣1330从装载锁件1309传送到匣传送区1305。线性移动机械装置1320是用来沿着水平路径1322传送处理匣、沿着垂直路径1323传送处理匣垂直进出一或多个反应器1301、1302、及将处理匣放上或卸下架台1306。线性移动机械装置1320接着将第一处理匣1330放入闲置反应器，例如反应器1301或1302。处理完后，线性移动机械装置1320自反应器1301卸下第一处理匣1330，然后传送到架台1306降温。充分冷却基板后，第一处理匣1330利用线性移动机械装置1320传送到装载锁件1309且连通到大气压，并利用垂直升降机构1303A降低至FI 102内及利用传送机械装置1304进行卸载。或者，第一处理匣在连通到大气压后，可在装载锁件1309中经大气冷却。在此配置下，可采用自由或强制对流。

根据一较佳顺序，在反应器1301中的第二处理匣1331完成处理前，第一处理匣1330放置在含未处理基板的装载锁件1309中。如此，反应器闲置的时间很短，即约1分钟。反应器闲置的时间不再比线性移动机械装置1320将第二处理匣1331传送至架台1306和将第一处理匣1330传送至反应器1301所需的总体时间长。装卸基板、和抽气与通气装载锁件的步骤可于”离线”状态下进行，即当反应器处理基板时。故进行包括从装载台104A-C传送基板至反应器1301、1302等费时步骤时，反应器并非处于闲置状态，因此可增进系统产量。较佳地，反应器1301、1302为阶段性执行，即轮流开始处理基板，以确保反应器装载/卸载的速度不会受限于线性移动机械装置1320的可利用性。

在另一配置中，匣传送区1305为大气压传送区，较佳为通入少水气的惰性气体，例如干躁氮气。在此配置中，处理匣加载FI 102的基板且直接传送到反应器1301、1302，而不需经过真空装载锁件。在此配置下，不需使用垂直升降机构1303A和装载锁件1309。

在又一配置中，系统300中的反应器1301、1302各可依序进行不同的批式制程处理同组基板。在此配置中，较佳的处理顺序包括于反应器1301中进行第一批式制程处理第一处理匣1330，利用线性移动机械装置1320将第一处理匣1330传送到反应器1302以进行第二批式处理制程。如上述，第一处理匣1330接着传送到架台1306降温，然后移出系统300。

旋转交叉(rotational cross)配置

图4A为本发明一方面的批式处理平台的平面视图，在此是指系统400，其中旋转交叉机械装置是用来在二反应器与二真空装载锁件之间转动地交换二对处理匣。图4B为系统400的侧视图。

如上述，在反应器正处理基板时，同时进行诸如装卸基板、和抽气与通气装载锁件等最费时的基板传送动作可实质增进系统产量。图4A及4B的配置可降低或消除这些因素对系统产量的影响。

系统400包括二个反应器401、402、二个真空装载锁件403、404、位于真空装载锁件403、404与反应器401、402下方的排空的匣传送区406、FI 102、和处理流体输送系统。真空装载锁件403、404可当作含已处理基板的匣盒的冷却站，更可做为装载站，以在其内的处理匣与装载台104A-C之间传送基板。FI 102包含一或多个装载台104A-C、环控构件110、和传送机械装置405，用以在装载台104A-C与真空装载锁件403、404之间传送基板。传送机械装置405可为实质同于上述图2A-C的机械装置220的单轨机械装置，但具有z方向延伸动作的能力。系统400还包括旋转交叉机械装置407，其设在排空的匣传送区406。旋转交叉机械装置407沿着垂直路径407A垂直移动匣盒进出反应器401、402和真空装载锁件403、404。旋转交叉机械装置407更可转动交换含已处理基板的二个处理匣与含未处理基板的二个处理匣。

配置与操作实质上与系统200的对应组件相同的系统400组件包括FI102、传送机械装置405、反应器401、402、设施塔130A、130B、高架件140、和处理流体输送系统。如同系统100，FOUP存货设备可设在装载台104A、104B上方，以在批式处理基板期间区域性储放FOUP或其它基板传送盒。

运作时，位于真空装载锁件403、404中的处理匣利用传送机械装置405装上装载台104A-C的基板。关闭真空密闭门156，并将真空装载锁件403、404抽成与排空的匣传送区406相同的真空度。打开闸阀420，旋转交叉机械装置407则将处理匣降低至排空的匣传送区406。旋转交叉机械装置407接着旋转180度，藉以放置处理匣于反应器401、402下方。打开闸阀421，旋转交叉机械装置407则将处理匣送入反应器401、402；关闭闸阀421，进行ALD或CVD制程处理处理匣内的基板。在反应器401、402中完成处理后，旋转交叉机械装置407通过类似的降低、旋转和提升过程将处理匣送回真空装载锁件403、404。真空装载锁件403、404可连通到大气压，且一经充分冷却后，即传送到装载台104A-C上的一或多个FOUP。

根据一较佳顺序，二个处理匣同时在反应器401、402中处理，而真空装载锁件403、404中的二个处理匣则装入未处理基板。如此，含未处理基板的匣盒进行装载及抽气时，反应器同时处理另外两个匣盒。此外，含刚处理基板的匣盒在连通到大气压、冷却、及卸载时，反应器亦处理其它匣盒。故反应器的闲置时间可缩短成数秒，即旋转交叉机械装置407降低、旋转和提升处理匣所需的时间。

大气旋转桌配置

图5为本发明一方面的批式处理平台的平面视图，在此是指系统500，其中具有线性水平运作的旋转桌在二个架台与二个批式处理站之间传送处理匣。

影响基板处理平台的COO的重要因素的一为与计划维修和意外维修相关的停工时间。处理平台可能具有相当高的象征性产量，即每小时处理的基板量，但若其停工时间实质上比其它系统久，则其长期的有效产量(即每个月处理的基板量)将远少于其它系统。为此，采用较少的机械装置执行较简单的动作有利于处理平台。图5的配置具有此特征。

系统500包括二个批式处理站501A、501B、大气传送区502、二个架台503A、503B、单一传送机械装置504、处理流体输送系统、和旋转桌505A，用以转动运送处理匣且可线性水平移动。大气传送区502的配置与操作类似上述图1C的FI 102，并且包含传送机械装置504、一或多个装载台104A-B、和环控构件(为清楚说明而未示出)。批式处理站501A、501B的配置与操作类似上述图1A及1B的批式处理站101A、101B。二者主要差别的一为，架台503A、503B并非分别设置在批式处理站501A、501B旁。处理匣反而是传送于架台503A、503B与批式处理站501A、501B内的缓冲室之间。通过旋转桌505A的径向水平移动，可将处理匣水平放入缓冲室。传送机械装置504实质上可为类似上述图2A-C的机械装置220的单轨机械装置。然而，为降低成本、减少传送机械装置504的复杂度、及增进可靠度，传送机械装置504可为固定式。因典型FOUP与处理匣的基板间距不同，传送机械装置最好只配设单片机械臂，以进一步减少传送机械装置504的复杂度及降低成本。

配置与操作实质上与系统200的对应组件相同的系统500组件包括设施塔130A、130B、高架件140、和处理流体输送系统。如同系统100、200，FOUP存货设备可设在装载台104A、104B上方，以于批式处理基板期间区域性储放FOUP或其它基板传送盒。

运作时，置于架台503A、503B上的处理匣可利用传送机械装置504装上未处理的基板。架台503A、503B更可当作刚处理基板的冷却站。旋转桌505A使用水平促动器和些微的z方向移动来移开装有未处理基板的处理匣。旋转桌505A接着依需求转动放置含未处理基板的处理匣至闲置的批式处理站旁。经处理后，旋转桌505A将匣盒送回架台503A、503B，以进行降温、卸载、及重新装载未处理基板。

根据一较佳顺序，基板进行降温及装卸时，批式处理站501A、501B同时处理基板。第一处理匣放置在如架台503A的架台上且装有基板，如批式处理站501A的批式处理站则处理第二处理匣的基板。在批式处理站501A完成处理前，入口管线505将第一处理匣移开架台503A。处理完第二处理匣后，旋转桌505A将第二处理匣移开批式处理站501A，并旋转180度及将第一处理匣放入批式处理站501A。旋转桌505A接着将第二处理匣放到可利用的架台503A、503B上，以进行降温及卸载。如此，批式处理站501A仅闲置数秒，即旋转桌505A移开匣盒、旋转180度、及将第二匣盒放入批式处理站所需的时间。另外，图5的机械装置配置比其它批式处理平台的配置更精简。

在一配置中，架台503A、503B可垂直移动，以便于传送其上的基板及/或处理匣。此配置更可简化旋转桌505A的设计，进而增进其可靠度。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然而，在不脱离本发明的精神和范围内，本发明当可包含各种更动与润饰，因此本发明的保护范围视后附的申请专利范围所界定者为准。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种基板处理设备，该设备至少包含：

第一基板处理室；

第一缓冲室，设置邻接该基板处理室，其中该第一缓冲室的内部体积可选择性连通该第一基板处理室的内部处理体积；

处理匣，以第一间距支撑二个以上的基板，其中该处理匣可在该第一缓冲室与该第一基板处理室之间传送；

真空泵，其连通该缓冲室且用来降低该第一缓冲室的压力使之低于大气压；

工作接口，具有一大气传送区；

匣阀，设置在该大气传送区与该第一缓冲室的内部体积之间，且用以使该内部体积与该大气传送区机动地隔开；

架台匣，设置在该大气传送区中，且以该第一间距支撑二个以上的基板；以及

传送机械装置，设置在该大气传送区中，且利用单一基板搬运叶片在基板传送盒与该架台匣之间传送基板，及利用多个基板搬运叶片在该架台匣与该处理匣之间传送多个基板。

2.如权利要求1所述的设备，其中该工作接口更包含：

滤净单元，用以提供滤净空气至该大气传送区；以及

至少一个装载台，用于安装邻接该大气传送区的基板传送盒，其中该至少一个装载台更用来打开该基板传送盒，使该基板传送盒内部连通该大气传送区，且其中该基板传送盒含有二个以上水平地相距第二间距的基板。

3.如权利要求1所述的设备，更包含：

第二基板处理室；

第二缓冲室，设置邻接该第二基板处理室，其中该第二缓冲室的内部体积选择性连通该第二基板处理室的内部处理体积；

第二处理匣，以该第一间距支撑二个以上的基板，其中该第二处理匣可在该第二缓冲室与该第二基板处理室之间传送；以及

第二架台匣，以该第一间距支撑二个以上的基板，其中该传送机械装置更利用这些基板搬运叶片在该第二架台匣与该第二处理匣之间传送多个基板。

4.如权利要求1所述的设备，更包含一流体输送系统，其连通该第一基板处理室的内部处理体积，其中该流体输送系统输送一含前驱物的流体至该内部处理体积，以使得一化学气相沉积(CVD)制程或一原子层沉积(ALD)制程可以被执行在其内的一或多个基板上。

5.如权利要求1所述的设备，更包含一垂直升降机构，用以传送该处理匣使之进出该第一基板处理室。

6.如权利要求1所述的设备，其中该传送机械装置包括：

二棒连结臂；以及

传动构件，用以沿着一线性路径放置该二棒连结臂，其中该线性路径包含邻接该至少一个装载台和该第一基板处理室的多个位置。

7.如权利要求1所述的设备，更包含：

第二基板处理室；

维修道，设置于该大气传送区中而介于该第一基板处理室与该第二基板处理室之间，且供进入该传送机械装置与该第一和该第二基板处理室进行维修之用；

第一装载台，邻接该第一基板处理室，其中该第一传送机械装置邻接该第一装载台和该第一基板处理室；

第二装载台，邻接该第二基板处理室；

第二传送机械装置，设置于该大气传送区中且邻近该第二装载台和该第二基板处理室，其中该第二传送机械装置用以在该第二装载台与该第二基板处理室之间传送基板，且该第二传送机械装置具有至少一个包含多个基板搬运叶片的基板传送臂。

8.一种基板处理设备，该设备至少包含：

第一基板处理室；

处理匣，用以支撑二个以上的基板；

架台，设置于一匣传送区中，其中该匣传送区维持在低于大气压的压力下；

匣搬运机械装置，用以在该架台与该基板处理室之间传送该处理匣；

基板传送机械装置，用以在基板传送盒与该处理匣之间传送多个基板；以及

第一装载锁件，用以支撑该处理匣从一大气压区域传送到该匣传送区。

9.如权利要求17所述的设备，其中该匣搬运机械装置包含：

升降机构，用来使该处理匣在该匣传送区与该第一基板处理室之间以及该匣传送区与该第一装载锁件之间垂直地移动，其中该第一基板处理室与该第一装载锁件被设置在该匣传送区上方；以及

线性移动装置，用来使该处理匣水平地移动到该第一基板处理室和该第一装载锁件下方的多个位置。

10.如权利要求19所述的设备，更包含第二基板处理室，其中该匣搬运机械装置更用来使该处理匣水平地移动到该第一基板处理室、该第二基板处理室和该第一装载锁件的下方的多个位置。

11.如权利要求17所述的设备，更包含：

第二装载锁件；以及

第二基板处理室，其中该第一和第二基板处理室以及该第一和第二装载锁件被设置在该匣传送区上方，其中该匣搬运机械装置包含：

升降机构，用来垂直传送该处理匣；以及

旋转桌，用以：

将一个处理匣转动放置到各装载锁件下方和各沉积室下方；

将二个处理匣垂直传送到这些沉积室与该匣传送区之间；以及

将二个处理匣垂直传送到这些装载锁件与该匣传送区之间。

12.一种基板处理设备，该设备至少包含：

基板处理室；

第一处理匣，用以支撑二个以上的基板；

架台，设置在一匣传送区中，其中该匣传送区维持在大气压下；

匣搬运机械装置，用以在该架台与该基板处理室之间传送该第一处理匣；

基板传送机械装置，用以在基板传送盒与该处理匣之间传送多个基板；

缓冲室，具有构成内部体积的一或多个壁面，其中该内部体积位于该基板处理室下方；以及

匣阀，密闭设置在该匣传送区与该缓冲室的该内部体积之间，且用以使该内部体积与该匣传送区机动地隔开。

13.如权利要求23所述的设备，其中该匣搬运机械装置为一线性移动装置，且该线性移动装置包含一升降机构。

14.如权利要求23所述的设备，其中该匣搬运机械装置包含：

升降机构，用来垂直传送该处理匣；以及

旋转桌，用来：接收来自该升降机构的该第一处理匣和第二处理匣；转动交换该第一处理匣和该第二处理匣的位置；以及放置该第一处理匣，以利用该升降机构使该第一处理匣在该第一基板处理室与该匣传送区之间移动。

15.如权利要求28所述的设备，其中该旋转桌设在该缓冲室的该内部体积内。

Claims

1.一种基板处理设备，该设备至少包含：

基板处理室；

缓冲室，设置邻接该基板处理室；

处理匣，以第一间距支撑二个以上的基板，其中该处理匣可在该缓冲室与该基板处理室之间传送；

架台匣，以该第一间距支撑二个以上的基板；以及

传送机械装置，利用单一基板搬运叶片在基板传送盒与该架台匣之间传送基板，及利用多个基板搬运叶片在该架台匣与该处理匣之间传送多个基板。

2.如权利要求1所述的设备，更包含：

匣阀，可密闭设置在一大气传送区与该缓冲室的内部体积之间，且用以使该内部体积与该大气传送区机动地隔开；以及

真空泵，连通该缓冲室，其中该真空泵降低该缓冲室的压力使之低于大气压。

3.如权利要求1所述的设备，更包含一工作接口，该工作接口具有：

大气传送区，其中设有该架台匣和该传送机械装置；

滤净单元，用以提供一滤净空气至该大气传送区；以及

至少一个装载台，用于安装邻接该大气传送区的基板传送盒，

其中该至少一个装载台更用来打开该基板传送盒，使该基板传送盒内部连通该大气传送区，且该基板传送盒含有二个以上水平地相距第二间距的基板。

4.如权利要求3所述的设备，更包含一用于该基板传送盒的贮藏单元，其中该贮藏单元传送该基板传送盒至该至少一个装载台。

5.如权利要求4所述的设备，其中该贮藏单元包含一传送机构，用以传送该基板传送盒至该至少一个装载台。

6.如权利要求1所述的设备，其中该传送机械装置更用来维持固定转移，同时在该处理匣与该架台匣之间传送一或多个基板。

7.如权利要求1所述的设备，更包含：

第二基板处理室；

第二缓冲室，设置邻接该第二基板处理室；

第二架台匣，以该第一间距支撑二个以上的基板，

其中该传送机械装置更利用这些基板搬运叶片在该第二架台匣与该第二处理匣之间传送多个基板。

8.如权利要求1所述的设备，其中这些基板搬运叶片为多个固定间距的基板搬运叶片。

9.如权利要求1所述的设备，更包含一流体输送系统，连通该基板处理室的内部处理体积，其中该流体输送系统输送一含前驱物的流体至该内部处理体积，以使得一化学气相沉积(CVD)制程或一原子层沉积(ALD)制程可以被执行在其内的一或多个基板上。

10.如权利要求9所述的设备，更包含一设施塔，邻接该基板处理室，其中该设施塔包含多个含前驱物的安瓿，且该流体输送系统经由一高架件连通该设施塔和该基板处理室。

11.如权利要求1所述的设备，更包含一垂直升降机构，用以传送一处理匣进出该基板处理室。

12.如权利要求11所述的设备，其中该垂直升降机构更用来移除该基板处理室的组件。

13.如权利要求1所述的设备，其中该传送机械装置包括：

二棒连结臂；以及

传动构件，用以沿着一线性路径放置该二棒连结臂，其中该线性路径包含邻接该至少一个装载台和该基板处理室的多个位置。

14.如权利要求1所述的设备，其中该设备更包含：

第二基板处理室；以及

维修道，设于该第一基板处理室与该第二基板处理室之间，且供进入该传送机械装置与该第一和该第二基板处理室进行维修之用。

15.如权利要求14所述的设备，更包含第一装载台和第二装载台，其中该第一装载台邻接该第一基板处理室，且该第二装载台邻接该第二基板处理室。

16.如权利要求15所述的设备，更包含：

第二传送机械装置，置于一大气传送区中且邻近该第二装载台和该第二基板处理室，且用以在该第二装载台与该第二基板处理室之间传送基板，其中该第二传送机械装置具有至少一个包含多个基板搬运叶片的基板传送臂，

其中该第一传送机械装置邻近该第一装载台和该第一基板处理室。

17.一种基板处理设备，该设备至少包含：

基板处理室；

处理匣，用以支撑二个以上的基板；

匣搬运机械装置，用以在架台与该基板处理室之间传送该处理匣；

匣传送区，其中设有该架台且通常维持在低于大气压的压力下；以及

第一装载锁件，用以支撑该处理匣从大气压区域传送到该匣传送区。

18.如权利要求17所述的设备，其中该匣搬运机械装置包含一升降机构。

19.如权利要求18所述的设备，其中该匣搬运机械装置更用来使该处理匣水平地移动到该基板处理室和该第一装载锁件的下方的位置。

20.如权利要求18所述的设备，更包含第二基板处理室，其中该匣搬运机械装置更用来使该处理匣水平地移动到该基板处理室、该第二基板处理室和该第一装载锁件的下方的位置。

21.如权利要求18所述的设备，更包含：

第二装载锁件；以及

第二基板处理室，

其中该匣搬运机械装置包含一旋转桌，用以：

将一个处理匣转动放置到各装载锁件下方和各沉积室下方；

将二个处理匣垂直传送到沉积室与匣传送区之间；以及

将二个处理匣垂直传送到装载锁件与匣传送区之间。

22.如权利要求17所述的设备，更包含一流体输送系统，连通该基板处理室的内部处理体积，其中该流体输送系统输送一含前驱物的流体至该内部处理体积，以使得一化学气相沉积(CVD)制程或一原子层沉积(ALD)制程可以被执行在其内的一或多个基板上。

23.一种基板处理设备，该设备至少包含：

基板处理室；

处理匣，用以支撑二个以上的基板；

匣搬运机械装置，用以在架台与基板处理室之间传送该处理匣；

基板传送机械装置，用以在基板传送盒与处理匣之间传送多个基板；

缓冲室，具有构成一内部体积的一或多个壁面，其中该内部体积位于该基板处理室下方；以及

匣传送区，其中设有该架台且通常维持在大气压力下。

24.如权利要求23所述的设备，其中该匣搬运机械装置为一线性移动装置，且该线性移动装置包含一升降机构。

25.如权利要求23所述的设备，其中该基板处理室更包含一匣阀，可密闭设置在该匣传送区与该缓冲室的内部体积之间，且用以使该内部体积与该匣传送区机动地隔开。

26.如权利要求25所述的设备，其中该基板处理室更包含一真空泵，连通该缓冲室，其中该真空泵降低该缓冲室的压力使之低于大气压。

27.如权利要求23所述的设备，其中该匣搬运机械装置为一旋转桌。

28.如权利要求27所述的设备，其中该第一处理匣位于一架台上，且该旋转桌是用以：

接收来自一升降机构的第二处理匣；

转动交换该第一处理匣和该第二处理匣的位置；以及

放置该第一处理匣，以利用该升降机构使该第一处理匣在该基板处理室与该匣传送区之间移动。

29.如权利要求28所述的设备，其中该架台位于该旋转桌上。

30.如权利要求29所述的设备，其中该旋转桌设在该内部体积内。

31.如权利要求30所述的设备，其中该旋转桌水平移动该第一处理匣和该第二处理匣。