CN105556652B - 使传输中衬底居中的处理设备 - Google Patents

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Abstract

一种衬底处理设备，包括：限定腔室的框架，其具有限定在其中的衬底运送开口和衬底转移平面；阀，其安装到框架上，并且构造成在关闭时密封腔室的气氛，阀具有门，门可移动地设置成打开和关闭衬底运送开口；以及至少一个衬底传感器元件，其设置在门的侧部上，并且定向成感测位于衬底转移平面上的衬底。

Description

使传输中衬底居中的处理设备
技术领域
示例性实施例大体涉及衬底处理设备，并且更特别地，涉及具有衬底居中的衬底处理设备。
背景技术
关于半导体集成电路的典型制造过程可利用机器人操纵器来使诸如圆形硅晶片(或任何其它适当的衬底)的衬底在全自动处理装备中循环通过预定顺序的操作。衬底可在标准运送盒中输送到衬底处理装备，衬底处理装备也被称为工具，标准运送盒容纳存放在槽口中的一批一个或多个衬底。然后可通过专门的拾取-放置机器人从盒中转移出单独的衬底，可将拾取-放置机器人结合到工具中。典型地，机器人借助于衬底的背侧和末端执行器之间的摩擦力来保持衬底。在一些应用中，该力可由设置在末端执行器上的受控制的吸杯夹具或主动夹持部件补充。
由于衬底在运送期间在盒中的有限但不可忽略的运动，机器人可在具有不合乎需要的偏心率或失准的情况下拾取衬底。在工具中处理衬底之前，必须校正衬底的实际中心位置和在机器人末端执行器上的规定位置之间的差。用于确定和校正圆形衬底的偏心率或失准的传统方法和装置可包括固定校准器、嵌入机器人末端执行器中的校准器，以及从外部置于腔室上或者其内的传感器，机器人运送衬底通过腔室。校准器或传感器在腔室内或在末端执行器上的布置可导致腔室具有较大的内部容积，例如为了容纳校准器和传感器，或者导致末端执行器的大小增大。
提供一种传输中衬底居中/对准系统将是有利的，它能够确定传送通过腔室的衬底的偏心率和/或失准，同时使腔室的内部容积尽可能小。
附图说明
在结合附图得到的以下描述中说明公开的实施例的前述方面和其它特征，其中：
图1A-1D是根据公开的实施例的各方面的衬底处理工具的示意图；
图2A和2B是结合了公开的实施例的各方面的腔室的示意图；
图3和4是根据公开的实施例的各方面的槽阀的一部分的示意图；
图4A-4D是根据公开的实施例的各方面的槽阀的一部分的示意图；
图5A和5B是结合了公开的实施例的各方面的腔室的示意图；
图6是结合了公开的实施例的各方面的衬底处理工具的一部分的示意图；
图7和8是结合了公开的实施例的各方面的衬底加载装置的示意图；以及
图9是根据公开的实施例的各方面的流程图。
具体实施方式
根据公开的实施例的各方面，提供一种衬底处理设备。衬底处理设备包括一个或多个槽阀或隔离阀，其构造成感测或以别的方式检测传送通过槽阀的衬底，如将在下面更详细地描述的那样，以便实现传输中衬底居中/对准，以及/或者检测偏心率(它们在本文中共同称为对准)。将对准传感器定位在槽阀内或者以别的方式使其位于槽阀上，允许使得槽阀联接到其上的腔室的内部容积尽可能小，使得可在腔室内提供对衬底和末端执行器(和末端执行器附连到其上的机器人臂的任何适当的部分)来说足够的间隙，供衬底运输到腔室/从腔室中运输出，或者通过腔室。虽然将参照附图来描述公开的实施例的各方面，但应当理解的是，公开的实施例的各方面可体现为许多形式。另外，可使用任何适当大小、形状或类型的元件或材料。
参照图1A-1D，显示了结合本文进一步公开的公开实施例的各方面的衬底处理设备或工具的示意图。
参照图1A和1B，显示根据公开实施例的一方面的处理设备，诸如例如半导体工具站1090。虽然在图中显示了半导体工具，但本文描述的公开实施例的各方面可适用于采用机器人操纵器的任何工具站或应用。在这个示例中，工具1090显示为集束(cluster)工具，但公开实施例的各方面可适用于任何适当的工具站，诸如例如诸如图1C和1D中显示的和下者中描述的线性工具站： 2013年3月19日公布的名称为“Linearly DistributedSemiconductor Workpiece Processing Tool(线性分布式半导体工件处理工具)”的美国专利No. 8,398,355；2008年12月2日公布的名称为“Mid-Entry Load Lock forSemiconductor Handling System(用于半导体处理系统的中间进入式加载锁)”的美国专利No. 7,458,763；以及2008年5月19日提交的名称为“Compact Substrate TransportSystem(紧凑衬底运送系统)”的美国专利申请No. 12/123,329，它们的公开内容通过引用而整体地结合在本文中。工具站1090大体包括气氛前端1000、真空加载锁1010和真空后端1020。在其它方面，工具站可具有任何适当的构造。前端1000、加载锁1010和后端1020中的各个的构件可连接到控制器1091上，控制器1091可为任何适当的控制架构的一部分，诸如例如集束架构控制。控制系统可为具有主控制器、集束控制器和自治远程控制器的闭环控制器，诸如2011年3月8日公布的名称为“Scalable Motion Control System(可扩展的运动控制系统)”的美国专利No.7,904,182中公开的那些，该专利的公开内容通过引用而整体地结合在本文中。在其它方面，可使用任何适当的控制器和/或控制系统。
一方面，前端1000大体包括加载端口模块1005和微环境1060，诸如例如装备前端模块(EFEM)。加载端口模块1005可为通往工具标准(BOLTS)接口的开箱器/装箱器，接口符合关于300 mm的加载端口、前部开口或底部打开的箱/舱和盒的SEMI标准E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9。在其它方面，加载端口模块可构造成200 mm、300 mm或450 mm的晶片接口或任何其它适当的衬底接口，诸如例如用于平板显示器的更大或更小的晶片或平板。虽然图1A中显示了两个加载端口模块，但在其它方面，可将任何适当数量的加载端口模块结合到前端1000中。加载端口模块1005可构造成接收来自高空运送系统、自动导引车辆、人导引车辆、轨道导引车辆或任何其它适当的运送方法的衬底载体或盒1050。加载端口模块1005可通过加载端口1040与微环境1060对接。加载端口1040可允许衬底在衬底盒1050和微环境1060或者其中具有任何适当的气氛或真空气氛的任何其它适当的腔室之间传送。微环境1060大体包括任何适当的转移机器人1013。一方面，机器人1013可为轨道安装式机器人，诸如例如美国专利6,002,840中描述的那个，该专利的公开内容通过引用而整体地结合在本文中。微环境1060可对衬底在多个加载端口模块之间的转移提供受控清洁区。
真空加载锁1010可位于微环境1060和后端1020之间且连接它们上。注意，本文所用的用语真空可表示衬底在其中被处理的超高真空，诸如10-5托或更低。加载锁1010大体包括气氛和真空槽阀组件100(基本类似于本文描述的那些且大体被称为阀或槽阀/隔离阀)。槽阀100可提供环境隔离，在从气氛前端加载衬底之后，采用环境隔离来排空加载锁，以及在用诸如氮的惰性气体对锁通气时，在运送腔室中保持真空。加载锁1010还可包括校准器1011，以将衬底的基准对准到期望处理位置。在其它方面，真空加载锁可位于处理设备的任何适当位置处，并且具有任何适当的构造。
真空后端1020大体包括运送腔室1025、一个或多个处理站1030和任何适当的转移机器人1014，并且可包括本文描述的公开的实施例的一方面或多方面。转移机器人1014可位于运送腔室1025内，以在加载锁1010和各种处理站1030之间运送衬底。处理站1030可通过各种淀积、蚀刻或其它类型的过程对衬底起作用，以在衬底上形成电路或其它期望结构。典型的过程包括(但不限于)它使用真空的薄膜过程，诸如等离子蚀刻或其它蚀刻过程、化学气相淀积(CVD)、等离子气相淀积(PVD)、诸如离子植入的植入、计量、快速热处理(RTP)、干条原子层淀积(ALD)、氧化/扩散、形成氮化物、真空平版印刷术、外延(EPI)、丝焊器和蒸发或使用真空压力的其它薄膜过程。处理站1030连接到运送腔室1025上，以允许衬底从运送腔室1025传送到处理站1030，并且反之亦然。
现在参照图1C，显示了线性衬底处理系统2010的示意性平面图，其中工具接口区段2012安装到运送腔室模块3018上，使得接口区段2012大体面朝(例如向内)运送腔室3018的纵向轴线X，但相对于纵向轴线X偏移。运送腔室模块3018可通过将其它运送腔室模块3018A、3018I、3018J附连到接口2050、2060、2070上，沿任何适当的方向延伸，如美国专利No. 8,398,355中描述的那样，之前通过引用将该专利结合在本文中。注意，接口2050、2060、2070可包括本文描述的一个或多个槽阀，以例如使相邻模块彼此隔离。各个运送腔室模块3018、3019A、3018I、3018J包括任何适当的衬底运送2080，以在处理系统2010中运送衬底，以及将衬底运送到例如处理模块PM，并且将衬底运送出处理模块PM。如可实现的那样，各个腔室模块可能能够保持隔离或受控的气氛(例如N2、干净空气、真空)。
参照图1D，显示了诸如可沿着线性运送腔室416的纵向轴线X得到的示例性处理工具410的示意性侧视图。在图1D中显示的公开的实施例的方面，工具接口区段12可有代表性地连接到运送腔室416上。在这方面，接口区段12可限定工具运送腔室416的一端。如在图1D中看到的那样，运送腔室416可具有另一个工件入口/出口站412，例如在与接口站12相反的端部处。在其它方面，可提供用于插入工件/从运送腔室中移除工件的其它入口/出口站。一方面，接口区段12和入口/出口站412可允许加载工件，以及从工具上卸载工件。在其它方面，工件可从一端加载到工具中，以及从另一端移除工件。一方面，运送腔室416可具有一个或多个转移腔室模块18B、18i。各个腔室模块可能能够保持隔离或受控气氛(例如N2、干净空气、真空)。如前面提到的那样，图1D中显示的运送腔室模块18B、18i、加载锁模块56A、56B和形成运送腔室416的工件站的构造/布置仅是示例性的，而且在其它方面，运送腔室可具有设置成任何期望模块化布置的更多或更少模块。在显示的方面，站412可为加载锁。在其它方面，加载锁模块可位于入口/出口站之间(类似于站412)，或者相邻接的运送腔室模块(类似于模块18i)可构造成像加载锁那样工作。如还在前面提到的那样，运送腔室模块18B、18i具有位于其中的一个或多个对应的运送设备26B、26i，其可包括本文描述的公开的实施例的一方面或多方面。相应的运送腔室模块18B、18i的运送设备26B、26i可协作，以在运送腔室中提供线性分布式工件运送系统420。在这方面，运送设备26B可具有一般的SCARA臂构造(但在其它方面，运送臂可具有任何其它期望布置，诸如青蛙腿构造、伸缩构造、双对称构造等)。在图1D中显示的公开的实施例的方面，运送设备26B的臂可布置成提供所谓的快速交换布置，从而允许运送器从拾取/放置位置快速交换晶片。运送臂26B可具有适当的驱动区段，诸如下面描述的那个，以对各个臂提供任何适当数量的自由度(例如围绕台肩和肘部接头的与Z轴线运动独立的旋转)。如在图1D中看到的那样，在这方面，模块56A、56、30i可有空隙地位于转移腔室模块18B、18i之间，并且可限定适当的处理模块、加载锁、缓冲器站、计量站或任何其它期望站。例如空隙模块，诸如加载锁56A、56和工件站30i，都可各自具有固定工件支承件/搁架56S、56S1、56S2、30S1、30S2，它们可与运送臂协作，以实现运送器或工件沿着运送腔室的线性轴线X通过运送腔室的长度。以示例的方式，工件可通过接口区段12加载到运送腔室416中。工件可用接口区段的运送臂15定位在加载锁模块56A的支承件上。在加载锁模块56A中，工件可通过模块18B中的运送臂26B在加载锁模块56A和加载锁模块56之间移动，并且以类似且连续的方式，通过臂26i(在模块18i中)在加载锁56和工件站30i之间移动，以及通过模块18i中的臂26i在站30i和站412之间移动。这个过程可全部反过来，或者部分地以相反的方向移动工件。因而，一方面，工件可沿任何方向沿着轴线X移动，以及沿着运送腔室移动到任何位置，而且可加载到与运送腔室通信的任何期望模块(处理或以别的方式)且从中卸载。在其它方面，可不在运送腔室模块18B、18i之间提供具有静态工件支承件或搁架的空隙运送腔室模块。在这样的方面，相邻的运送腔室模块的运送臂可直接传送工件离开末端执行器或一个运送臂到另一个运送臂的末端执行器，以移动工件通过运送腔室。处理站模块可对通过各种淀积、蚀刻或其它类型的过程对衬底起作用，以在衬底上形成电路或其它期望结构。处理站模块连接到运送腔室模块上，以允许衬底从运送腔室传送到处理站，以及反之亦然。具有类似于图1D中描绘的处理设备的一般特征的处理工具的适当示例在美国专利No. 8,398,355中有描述，之前通过引用将该专利整体地结合在本文中。如可在图1A中看到的那样，槽阀100可位于接口12、412和模块56A、18B、416、18i、30i中相邻的接口和模块之间且连接它们，以选择性地密封或以别的方式隔离各个接口或模块与接口或模块中的另一个。
现在参照图1D、2A和2B，如上面提到的那样，可提供槽阀100(图9，框900)，使得槽阀设置在相邻模块之间且连接它们(或者图1B中，位于加载锁1010的一个或多个侧部上)，使得模块可与其它相邻模块密封或隔离。各个槽阀100可包括一个或多个接口100A、100B。还参照图2、3和4，各个接口100A、100B可构造成联接到任何适当的模块200上，诸如本文描述的那些。一方面，一个接口100A、100B可将槽阀100联接到诸如在装备前端模块中的气氛环境，而其它接口100A、100B则可将槽阀100联接到真空环境。在其它方面，接口100A、100B两者可将槽阀100联接到气氛环境或真空环境。槽阀100可包括阀本体或壳体100H，其构造成覆盖衬底保持模块或腔室(阀100附连到其上)的衬底运送开口。阀还可包括门组件，门组件包括门驱动器110、阀门120和至少一个传感器元件150(在下面更详细地描述)。门驱动器110可按任何适当的方式固定到壳体100H上，而且可联接到阀门120上。一方面，门组件可为模块化单元，它可作为一个整体单元从阀壳体100H移除。在另一方面，阀门120和至少一个感测元件150可为模块化单元，它可作为一个整体单元从阀壳体100H移除。门120可设置在阀本体100H内，并且以任何适当的方式且至少沿箭头250的方向在阀本体100H内由门驱动器110驱动。门120在阀本体100B内被门驱动器110移动可为任何适当的一个或两个轴线移动，其足以使门120在模块200中的开口220上面移动，使得开口220被门120密封，以隔离模块200的内部。门120在阀本体100H内被门驱动器110移动还可足以使门120移离模块200中的开口220，使得由例如末端执行器EE(参见图1C)或运送机器人的任何其它适当的部分携带的衬底S可传送通过开口220。一方面，门120可构造成与模块200的密封表面200S对接，以密封开口220，同时在其它方面，如图2A中显示的那样，门可构造成与模块插件210(密封表面200S设置在其上)对接，由于例如门120和模块插件210之间的相互作用引起的磨损，可移除和更换模块插件210。在其它方面，槽阀可与至少一个模块成整体。例如一个模块的框架可形成阀本体，而且构造成联接另一个模块，使得阀以基本类似于上面描述的方式密封通过阀本体的通道。
还参照图3和4，一个或多个适当的衬底检测传感器元件150A、150B(大体被称为传感器元件150)可设置或者以别的方式布置在(例如位于/安装)例如门120的任何适当的侧部上，以实现传输中晶片的对准。在这方面，传感器元件150被示为安装在门的侧部120T上，使得传感器元件定向成感测位于衬底转移平面WTP上的衬底(图3)。如在图3和4中看到的那样，示出了传感器元件在门的顶侧上，但是在其它方面，传感器元件可设置在门的侧向侧上(例如在顶部和底部之间延伸)(例如基本垂直于延伸通过阀本体的衬底转移平面WTP)，设置在门的前侧上、门的后侧上和/或门的底(例如与顶部相反的)侧上。一方面，传感器元件可设置成使得它们基本垂直于衬底转移平面WTP，或者以别的方式以任何适当的角面向衬底转移平面WTP。晶片转移平面WTP可传送通过一个或多个阀本体100H和模块的开口220(阀本体联接到其上)，并且由它们限定。在这方面，两个传感器元件150A、150B被示为位于侧部120T上，但在其它方面，可在侧部120T上提供超过两个或少于两个传感器元件。在下者中描述可位于门120上的传感器和传感器布置的适当示例：例如， 2011年4月12日公布的名称为“Process Apparatus with On-The-Fly Workpiece Centering(使传输中工件居中的处理设备)”的美国专利No. 7,925,378；2011年2月1日公布的名称为“Substrate AlignmentApparatus Comprising a Controller to Measure Alignment During Transport(包括用以测量运送期间的对准的控制器的衬底对准设备)”的美国专利No. 7,880,155；2011年4月12日公布的名称为“Process Apparatus with On-The-Fly Workpiece Centering(使传输中工件居中的处理设备)”的美国专利No. 7,925,378；2006年1月24日公布的名称为“System and Method for On-The-Fly Eccentricity Recognition(用于识别传输中偏心率的系统和方法)”的美国专利No. 6,990,430；以及1989年4月4日公布的名称为“Systemand Method for Detecting the Center of an Integrated Circuit Wafer(用于检测集成电路晶片的中心的系统和方法)”的美国专利No. 4,819,167，这些专利的公开内容通过引用而整体地结合在本文中。如可实现的那样，一方面，传感器元件150可构造成以任何适当的方式在真空环境中运行。例如，可在门120上提供观察端口或任何其它适当的密封部件，以隔离感测元件的任何适当的部分与真空环境。在其它方面，传感器元件150可适当地构造成在气氛环境内运行。
一个或多个传感器元件150可为任何适当的传感器元件，诸如例如，光学、电容和/或电感传感器元件。一方面，在至少光学(或其它适当的射束或反射性)传感器元件的情况下，各个传感器元件150可包括设置在公共壳体中的发射器和接收器对。在另一方面，传感器元件150A、150B可形成传感器对，使得传感器元件150A可为发射器，而传感器元件150B可为接收器，或者反之亦然。在另外的其它方面，可存在一个或多个对应的传感器元件300(诸如发射器、接收器、反射器等)，其设置在阀本体100H的内表面100W上(或者任何其它适当的表面)，传感器元件300可按任何适当的方式可通信地与传感器元件150中相应的一个对接，使得一个或多个传感器元件300和相应的传感器元件150形成一个或多个相应的传感器对。如可实现的那样，在其它方面，传感器元件300可设置在阀本体100H的外表面上，并且通过观察端口或以任何其它适当的方式与一个或多个相应的传感器元件150通信。如还可实现的那样，在感测元件300定位在阀本体100H的内表面和/或外表面上，以可通信地与传感器元件150对接的情况下，一方面，传感器元件150可为使发射信号从相应的感测元件300反射回到相应的感测元件300的接收器的反射器。在其它方面，传感器元件300可为使发射信号从相应的感测元件150反射回到感测元件150的接收器的反射器。
仍然参照图2A和3，门驱动器110可以机械的方式和/或以电子的方式构造成定位门120，使得一个或多个感测元件150(例如当门打开时)位于预定感测位置上(图9，框910)，以感测/检测衬底S沿着衬底转移平面WTP(图9，框920)传送通过阀本体110H。在其它方面，门驱动器110可构造成定位门120，使得一个或多个感测元件150相对于相应的感测元件300(例如当门打开时)处于预定位置，以感测衬底S沿着衬底转移平面WTP传送通过阀本体110H。在任一方面，如上面提到的那样，门驱动器110可为例如多轴线驱动器，它构造成当打开门时，使门移离密封表面S200和开口220，使得开口220不受阻碍，以允许衬底S沿着衬底转移平面WTP通过开口220。
一方面，门驱动器110可包括一个或多个机械硬止动件110S1、110S2，它们定位成机械地阻止或以别的方式可控地停止门120沿着一个或多个移动轴线移动，以将设置在门120上的感测元件150定位在预定感测位置上。在其它方面，门驱动器110可包括软止动件，以将感测元件150定位在预定感测位置上。例如，门驱动器110可包括一个或多个适当的编码器110E，其构造成连同任何适当的控制器(诸如控制器1091)来确定门120沿着一个或多个移动轴线的位置，使得驱动单元110在控制器的控制下停止，并且感测元件150位于预定感测位置处。
当设置在预定感测位置处时，一个或多个感测元件150单独地或者与感测元件300结合起来可连同任何适当的控制器，诸如控制器1091(例如控制器接收来自感测元件的适当的感测数据)，检测和实现传输中衬底以任何适当的方式(图9，框930)的对准(例如衬底与任何适当的衬底保持位置对准)，诸如例如以美国专利No. 7,925,378；7,880,155；7,925,378；6,990,430；和/或4,819,167中描述的方式，这些专利的公开内容之前通过引用而整体地结合在本文中。例如，参照图4A，一个或多个传感器150AS(例如其中一个或多个传感器中的各个包括形成能够检测衬底传感器对的两个感测元件或者能够如上面描述的那样检测衬底的单个感测元件)可定位在门120上，以检测衬底S沿着衬底转移平面WTP传送。在这方面，能够检测衬底S的一个传感器150AS(在其它方面，可提供不止一个感测元件)适当地定位在门120上，以使衬底以基本类似于美国专利No. 7,925,378中描述的方式实现居中/对准。
在另一方面，参照图4B，一个或多个传感器150CS(例如其中一个或多个传感器中的各个包括能够检测衬底的传感器对的两个感测元件形成或者能够如上面描述的那样检测衬底的单个感测元件)具有用于检测例如衬底沿着衬底转移平面WTP移动的任何适当的面积的任何适当的横截面，该一个或多个传感器150CS在门120上设置在任何适当的位置上。这里，传感器150CS可为例如射束传感器，其中传感器射束具有任何适当的横截面。这里，传感器射束可具有长方形横截面，但在其它方面，传感器射束可具有使衬底S以基本类似于美国专利No. 7,880,155中描述的方式实现居中/对准的任何适当的分布式形状。
在又一方面，两个或更多个传感器150AS、150BS(例如其中一个或多个传感器中的各个包括形成能够检测衬底的传感器对的两个感测元件或者能够如上面描述的那样检测衬底的单个感测元件)在门上设置在任何适当的位置上，以检测沿着衬底转移平面WTP移动的衬底S。在这方面，传感器150AS、150BS可定位成与例如衬底转移平面WTPCL的中心线(例如衬底S的中心期望沿着它行进的线)相隔任何适当的距离DA、DB。这里，显示了传感器150AS中心线WTPCL的在一侧，并且显示了传感器150BS在中心线的相反侧，但在其它方面，传感器150AS、150BS可设置在中心线WTPCL的相同侧。传感器150AS、150BS还可设置成沿着(例如相对于)衬底沿着衬底转移平面WTP行进的方向彼此相隔任何适当的距离DX。一方面，距离DX可基本为零(例如使得传感器彼此成直线)，而在其它方面，距离可大于零的任何适当的距离。传感器150AS、150BS，以及任何适当的控制器，诸如控制器1091，可构造成使衬底S以基本类似于美国专利No. 6,990,430中描述的方式实现居中/对准。
在又一方面，三个或更多个传感器150AS、150BS、150DS(例如其中一个或多个传感器中的各个包括形成能够检测衬底的传感器对的两个感测元件或者能够如上面描述的那样检测衬底的单个感测元件)在门上设置在任何适当的位置上，以检测沿着衬底转移平面WTP移动的衬底S。在这方面，传感器150AS、150BS、150DS布置成彼此成直线，但在其它方面，一个或多个传感器可按类似于上面关于图4C所描述的方式交错。这里，传感器150AS、150BS、150DS以及任何适当的控制器(诸如控制器1091)可构造成使衬底S以基本类似于美国专利No. 4,819,167中描述的方式实现居中/对准。
现在参照图5A和5B，在另一方面，腔室550可具有在公共壳体550H内的多个独立的可隔离腔室550C1、550C2。这里，腔室550C1、550C2被示为堆叠在彼此上面，但在其它方面，腔室550C1、550C2可并排设置。仍然在其它方面，腔室可布置成二维排列。各个腔室550C1、550C2可基本类似于上面描述的那些，因为各个腔室包括一个或多个开口220，以允许衬底S传送到腔室550C1、550C2的内部环境，以及从内部环境中传送出。各个开口220设有基本类似于上面描述的那些的相应的槽阀500A、500B(在图5A和5B中省略槽阀本体)。在这方面，用于竖向布置的腔室550C1、550C2的槽阀500A、500B被示出彼此相对，使得当打开时，槽阀门520A、520B移离彼此。在例如美国专利No. 8,272,825中描述了相对的槽阀(以及它们的门驱动器，门驱动器可包括本文描述门定位止动件/传感器，以允许将门传感器置于预定感测位置上)的适当布置，该专利的公开内容之前通过引用而整体地结合在本文中。
在这方面，各个门520A、520B可包括上面描述的一个或多个感测元件150(例如感测元件形成能够检测衬底的一个或多个传感器)。如可实现的那样，一方面，门520A、520B的各个感测元件150可构造成使得门520A的一个或多个感测元件150能够以基本类似于上面描述的方式感测衬底，而不依赖于门520B的感测元件150。在其它方面，门520A的感测元件150以基本类似于上面关于传感器元件300所描述的方式，可通信地与门520B的感测元件150对接。例如，门520A的一个或多个感测元件150可与门520A的相应的感测元件150形成传感器对，使得，例如，发射器位于门520A上，并且接收器位于门520B上，或者反之亦然。在其它方面，发射器/接收器可位于门520A上，并且对应的反射器可位于门520B上，或者反之亦然。
在公开的实施例的又一方面，参照图6，阀100'可包括壳体100H'、门120'和门驱动器110'。阀100'可基本类似于上面描述的阀，但是，在这方面，门120'和/或门驱动器可相对于例如衬底转移平面WTP或壳体100H'和/或衬底保持模块200内的任何其它适当的参考基面定向成任何适当的角ANG。在这方面，至少一个衬底传感器元件150可位于门120T'的侧部上，使得当门处于打开位置时(例如使得衬底可传送通过开口220)，至少一个衬底传感器元件150能够感测位于衬底转移平面WTP上的衬底，同时衬底基本在衬底保持模块200内。在这方面，至少一个衬底传感器元件可构造成例如至少检测衬底的前缘。一方面，诸如在至少一个衬底传感器元件150包括射束发射器和接收器的情况下，射束可由于衬底的边缘而散射(诸如在例如衬底的底部和衬底的横跨底部和衬底的顶部之间的侧部之间的拐角或其它过渡部处)，其中散射光由接收器接收。
在其它方面，本文描述的对准传感器/系统可用于任何适当的衬底站中，诸如加载端口，使得一个或多个传感器以基本类似于上面关于槽阀100所描述的方式，设置在加载端口门上。例如，现在参照图7和8，更详细地示出上面描述的加载端口1005。这里加载端口1005以任何适当的方式连接到任何适当的腔室700上，腔室700可基本类似于上面描述的那些(例如，EFEM、加载锁、转移腔室、处理腔室等)。加载端口1005可包括构造成保持一个或多个衬底盒1050的衬底盒台710。衬底盒台710可为可移动的，以实现盒1050与加载端口1005的任何适当的密封表面(诸如例如护罩790)的密封。护罩790可具有孔口770，以将衬底加载到盒1050中，以及从盒1050中卸载衬底。孔口770可被密封件775包围，盒开口1051可密封地贴靠在密封件775上。当盒开口1051与密封件775成贴靠关系时，孔口770可与盒开口1051对准。
加载端口1050可具有盒门驱动器735，显示其处于位置，当盒开口1051不贴靠密封件775时，盒门驱动器735用于密封孔口770，而当盒开口1051贴靠密封件775时，盒门驱动器735用于联接到盒门1015上且移除它。盒门驱动器735包括安装在可延伸部件780上的孔口罩或门730，盒门驱动器735操作可延伸部件780，以使其进行平移和枢轴移动。当处于延伸位置时，孔口罩730密封孔口770。孔口罩730包括门运送器785，以操作任何适当的门闭锁操作机构，以便在平移和枢轴移动期间，将盒门1015锁定到支承盒门1015上，或者从盒1050释放盒门1015。门运送器785包括可选择性地操作的门支承件(未显示)，当盒开口1051与密封件775成贴靠关系时，门支承件(可与盒门1015接合。衬底站1050如上面提到的那样还包括与隔离阀740对接的装置，隔离阀740可基本类似于上面描述的用于将加载端口1050联接到腔室700上的隔离阀。隔离阀740定位成允许衬底S沿着衬底转移平面WTP在盒1050和腔室700之间运送。
加载端口1050可包括任何适当的衬底测绘仪(mapper)745，并且构造成以基本类似于以下专利中描述的方式绘制衬底在盒1050内的位置：2006年8月19日公布的名称为“Device for the Detection of Substrates Stacked with a Specific Spacing(用于检测以特定间隙堆叠的衬底的装置)”的美国专利No. 7,109,509；2007年8月14日公布的名称为“Substrate Cassette Mapper(衬底盒测绘仪)”的美国专利No. 7,255,524；以及2010年3月16日公布的名称为“Substrate Loading and Uploading Station with Buffer(具有缓冲器的衬底加载和卸载站)”的美国专利No. 7,677,859，这些专利的公开通过引用而整体地结合在本文中。加载端口还可包括一个或多个衬底传感器元件150。这里衬底传感器元件150可按基本类似于上面关于阀门120所描述的方式，设置在孔口罩730的面向衬底转移平面WTP的表面上。按基本类似于上面描述的方式，盒门驱动器735可包括任何适当的硬止动件735S或软止动件(包括一个或多个编码器735E)，以使孔口罩730停止，以及将传感器元件150定位在预定感测位置上，以按基本类似于上面描述的方式(诸如图4A-4D)，与任何适当的控制器(诸如控制器1091)共同检测和实现转移到盒1050和/或从盒1050中转移出的衬底S的对准。
根据公开的实施例的一方面或多方面，提供一种衬底处理设备。衬底处理设备包括：限定腔室的框架，其具有限定在其中的衬底运送开口和衬底转移平面；以及阀，其安装到框架上，并且构造成在关闭时密封腔室的气氛，阀具有门，门可移动地设置成打开和关闭衬底运送开口。至少一个衬底传感器元件设置在门的侧部上，并且定向成感测位于衬底转移平面上的衬底。
根据公开的实施例的一方面或多方面，至少一个传感器元件面向衬底转移平面。
根据公开的实施例的一方面或多方面，阀包括壳体，壳体具有设置成通过其中的衬底转移平面。
根据公开的实施例的一方面或多方面，阀包括门驱动器，门驱动器构造成使门相对于晶片转移平面定位，使得至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处，以感测位于衬底转移平面上的衬底。
根据公开的实施例的一方面或多方面，门驱动器包括机械止动件，机械止动件构造成将门定位在壳体内，使得至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处。
根据公开的实施例的一方面或多方面，衬底处理设备包括可通信地连接到门驱动器上的控制器，门驱动器包括至少一个编码器，编码器配置成与控制器共同将门定位在壳体内，使得至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处。
根据公开的实施例的一方面或多方面，至少一个衬底传感器元件包括下者中的一个或多个：光束传感器元件、光学反射传感器元件、电感传感器元件或电容传感器元件。
根据公开的实施例的一方面或多方面，至少一个衬底传感器元件包括设置在门的侧部上的第一传感器元件和设置在壳体上的第二传感器元件，以形成传感器对，传感器对构造成感测沿着衬底转移平面行进的衬底。
根据公开的实施例的一方面或多方面，第一传感器元件是反射器，并且第二传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
根据公开的实施例的一方面或多方面，第二传感器元件是反射器，并且第一传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
根据公开的实施例的一方面或多方面，衬底处理设备包括线性地布置的衬底处理工具。
根据公开的实施例的一方面或多方面，衬底处理设备包括集束衬底处理工具。
根据公开的实施例的一方面或多方面，衬底处理设备包括第二隔离阀，第二隔离阀具有第二门，其中门布置成与第二门相反，并且至少一个衬底传感器元件包括设置在门的侧部上的第一传感器元件和设置在第二门的面向衬底转移平面的侧部上的第二传感器元件，第一和第二传感器元件形成传感器对，传感器对构造成感测衬底沿着衬底转移平面行进。
根据公开的实施例的一方面或多方面，第一传感器元件是反射器，并且第二传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
根据公开的实施例的一方面或多方面，第二传感器元件是反射器，并且第一传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
根据公开的实施例的一方面或多方面，提供一种对准衬底处理设备中的衬底的方法。方法包括：提供隔离阀，隔离阀具有安装到隔离阀的门上的至少一个感测元件；针对门定位至少一个感测元件，使得至少一个感测元件相对于晶片转移平面位于预定感测位置上；用至少一个感测元件感测位于晶片转移平面上的衬底；以及用控制器接收来自至少一个感测元件的数据，控制器用于使衬底相对于衬底保持位置对准。
根据公开的实施例的一方面或多方面，方法包括针对门定位机械止动件，使得至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处。
根据公开的实施例的一方面或多方面，方法包括以电子的方式定位门，使得至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处。
根据公开的实施例的一方面或多方面，至少一个衬底传感器元件包括下者中的一个或多个：光束传感器元件、光学反射传感器元件、电感传感器元件或电容传感器元件。
根据公开的实施例的一方面或多方面，提供一种衬底处理设备。衬底处理设备包括：衬底站，其具有孔口罩，以密封站的加载和卸载孔口，其中孔口构造成沿着衬底转移平面将衬底加载到衬底盒，以及从衬底盒卸载衬底；设备，其包括门驱动器，门驱动器构造成移除衬底盒的门，以打开衬底盒，以及操作孔口罩，以打开孔口；以及至少一个衬底感测元件，其设置在孔口罩的侧部上，并且定向成感测位于衬底转移平面上的衬底。
根据公开的实施例的一方面或多方面，至少一个衬底感测元件面向衬底转移平面。
根据公开的实施例的一方面或多方面，门驱动器构造成定位孔口罩，使得至少一个衬底传感器元件相对于衬底转移平面位于预定感测位置处，以感测位于衬底转移平面上的衬底。
根据公开的实施例的一方面或多方面，门驱动器包括机械止动件，机械止动件构造成定位孔口罩，使得至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处。
根据公开的实施例的一方面或多方面，衬底处理设备包括可通信地连接到门驱动器上的控制器，其中门驱动器包括至少一个编码器，编码器配置成与控制器共同定位孔口罩，使得至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处。
根据公开的实施例的一方面或多方面，至少一个衬底传感器元件包括下者中的一个或多个：光束传感器元件、光学反射传感器元件、电感传感器元件或电容传感器元件。
根据公开的实施例的一方面或多方面，提供一种用于衬底处理设备的阀组件。阀组件包括壳体，壳体构造成覆盖衬底保持腔室的衬底运送开口。阀组件进一步包括：门组件，其具有门，门构造成打开和关闭衬底运送开口；以及至少一个衬底传感器元件，其位于门的侧部上，并且定向成感测位于与衬底运送开口相关联的衬底转移平面上的衬底。
根据公开的实施例的一方面或多方面，门组件包括门驱动器，门驱动器构造成定位门，使得至少一个衬底传感器元件相对于衬底转移平面位于预定感测位置处，以感测位于衬底转移平面上的衬底。
根据公开的实施例的一方面或多方面，门和至少一个衬底传感器元件可作为单元从阀组件移除。
根据公开的实施例的一方面或多方面，门构造成当门关闭时，密封衬底保持腔室的气氛，其中气氛是超高真空。
应当理解，前述描述仅仅说明公开的实施例的各方面。本领域技术人员可设想出各种备选方案和修改，而不偏离公开的实施例的各方面。因此，公开的实施例的各方面意于包含落在所附权利要求的范围内的所有这样的备选方案、修改和变化。另外，实际上在从属或独立的互不同的权利要求中叙述不同的特征不表示不可有利地使用这些特征的组合，这种组合仍然在本发明的各方面的范围内。

Claims (29)

1.一种衬底处理设备，包括：
限定腔室的框架，其具有限定在其中的衬底运送开口和衬底转移平面；
阀，其安装到所述框架上，并且构造成在关闭时密封所述腔室的气氛，所述阀具有可移动地设置成打开和关闭所述衬底运送开口的门；以及
至少一个衬底传感器元件，其设置在所述门的侧部上，并且被所述门定向和定位成使得所述至少一个衬底传感器元件感测传送通过所述衬底运送开口且位于所述衬底转移平面上的衬底。
2.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于，所述至少一个传感器元件面向所述衬底转移平面。
3.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于，所述阀包括壳体，其中所述衬底转移平面设置成通过所述壳体。
4.根据权利要求3所述的衬底处理设备，其特征在于，所述阀包括门驱动器，所述门驱动器构造成相对于所述衬底转移平面而定位所述门，使得所述至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处，以感测位于所述衬底转移平面上的衬底。
5.根据权利要求4所述的衬底处理设备，其特征在于，所述门驱动器包括机械止动件，所述机械止动件构造成将所述门定位在所述壳体内，使得所述至少一个衬底传感器元件位于所述预定感测位置处。
6.根据权利要求4所述的衬底处理设备，其特征在于，所述衬底处理设备进一步包括可通信地连接到所述门驱动器上的控制器，其中所述门驱动器包括至少一个编码器，所述编码器配置成与所述控制器共同将所述门定位在所述壳体内，使得所述至少一个衬底传感器元件位于预定感测位置处。
7.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于，所述至少一个衬底传感器元件包括下者中的一个或多个：光束传感器元件、光学反射传感器元件、电感传感器元件或电容传感器元件。
8.根据权利要求3所述的衬底处理设备，其特征在于，所述至少一个衬底传感器元件包括在所述门的所述侧部上的第一传感器元件，以及设置在所述壳体上的第二传感器元件设置，以形成传感器对，所述传感器对构造成感测沿着所述衬底转移平面行进的衬底。
9.根据权利要求8所述的衬底处理设备，其特征在于，所述第一传感器元件是反射器，并且所述第二传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的衬底处理设备，其特征在于，所述第二传感器元件是反射器，并且所述第一传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于，所述衬底处理设备包括线性地布置的衬底处理工具。
12.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于，所述衬底处理设备包括集束衬底处理工具。
13.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其特征在于，所述衬底处理设备进一步包括具有第二门的第二隔离阀，其中所述门布置成与所述第二门相反，并且所述至少一个衬底传感器元件包括设置在所述门的所述侧部上的第一传感器元件，以及设置在所述第二门的面向所述衬底转移平面的侧部上的第二传感器元件，所述第一传感器元件和所述第二传感器元件形成传感器对，所述传感器对构造成感测沿着所述衬底转移平面行进的衬底。
14.根据权利要求13所述的衬底处理设备，其特征在于，所述第一传感器元件是反射器，并且所述第二传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
15.根据权利要求13所述的衬底处理设备，其特征在于，所述第二传感器元件是反射器，并且所述第一传感器元件包括射束发射器或射束接收器中的至少一个。
16.一种对准衬底处理设备中的衬底的方法，所述方法包括：
提供隔离阀，所述隔离阀具有安装到所述隔离阀的门上的至少一个衬底感测元件；
利用所述门定位所述至少一个衬底感测元件，使得所述至少一个衬底感测元件相对于晶片转移平面位于预定感测位置上；
用位于所述预定感测位置上的所述至少一个衬底感测元件感测位于所述晶片转移平面上且沿着所述晶片转移平面穿过的衬底；以及
用控制器接收来自所述至少一个衬底感测元件的数据，所述控制器用于使所述衬底相对于衬底保持位置对准。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括针对所述门定位机械止动件，使得所述至少一个衬底感测元件位于预定感测位置处。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以电子的方式定位所述门，使得所述至少一个衬底感测元件位于预定感测位置处。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述至少一个衬底感测元件包括下者中的一个或多个：光束传感器元件、光学反射传感器元件、电感传感器元件或电容传感器元件。
20.一种衬底处理设备，包括：
衬底站，其具有用于密封所述衬底站的加载和卸载孔口的孔口罩，其中所述孔口构造成沿着衬底转移平面加载衬底，以及从所述衬底盒卸载衬底；
包括门驱动器的设备，所述门驱动器构造成移除所述衬底盒的门，以打开所述衬底盒，以及操作所述孔口罩，以打开所述孔口；以及
至少一个衬底感测元件，其设置在所述孔口罩的侧部上，所述门驱动器构造成移动所述孔口罩，且利用所述孔口罩将所述至少一个衬底感测元件定位在预定感测位置和定向上，使得所述至少一个衬底感测元件从所述预定感测位置和定向成感测位于所述衬底转移平面上且沿着所述衬底转移平面上穿过的衬底。
21.根据权利要求20所述的衬底处理设备，其特征在于，所述至少一个衬底感测元件面向所述衬底转移平面。
22.根据权利要求20所述的衬底处理设备，其特征在于，所述门驱动器构造成定位所述孔口罩，使得所述至少一个衬底感测元件相对于所述衬底转移平面位于所述预定感测位置处，以感测位于所述衬底转移平面上的衬底。
23.根据权利要求20所述的衬底处理设备，其特征在于，所述门驱动器包括机械止动件，所述机械止动件构造成定位所述孔口罩，使得所述至少一个衬底感测元件位于所述预定感测位置处。
24.根据权利要求20所述的衬底处理设备，其特征在于，所述衬底处理设备进一步包括可通信地连接到所述门驱动器上的控制器，其中所述门驱动器包括至少一个编码器，所述编码器配置成与所述控制器共同定位所述孔口罩，使得所述至少一个衬底感测元件位于所述预定感测位置处。
25.根据权利要求20所述的衬底处理设备，其特征在于，所述至少一个衬底感测元件包括下者中的一个或多个：光束传感器元件、光学反射传感器元件、电感传感器元件或电容传感器元件。
26.一种用于衬底处理设备的阀组件，所述阀组件包括：
壳体，其构造成覆盖衬底保持腔室的衬底运送开口；
门组件，其具有门，所述门构造成打开和关闭所述衬底运送开口；以及
至少一个衬底感测元件，其位于所述门的侧部上，并且由所述门定向且定位成使得所述至少一个衬底感测元件感测传送通过所述衬底运送开口且位于与所述衬底运送开口相关联的衬底转移平面上且沿着所述衬底转移平面穿过的衬底。
27.根据权利要求26所述的阀组件，其特征在于，所述门组件包括门驱动器，所述门驱动器构造成定位所述门，使得所述至少一个衬底感测元件相对于所述衬底转移平面位于预定感测位置处，以感测位于所述衬底转移平面上的衬底。
28.根据权利要求26所述的阀组件，其特征在于，所述门和所述至少一个衬底感测元件可作为单元从所述阀组件移除。
29.根据权利要求26所述的阀组件，其特征在于，所述门构造成当所述门关闭时，密封所述衬底保持腔室的气氛，其中所述气氛是超高真空。
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