CN107644832B - 用于系统维护期间储存和组织mca特征和晶片传送销的设计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于系统维护期间储存和组织MCA特征和晶片传送销的设计。一种用于储存衬底处理系统的最小接触面积(MCA)部件的托盘包括第一隔室，所述第一隔室包括第一多个孔和第一升降销托盘中的至少一个。所述第一升降销托盘包括被配置为保持所述衬底处理系统的升降销的多个槽。所述第一多个孔被配置为接收所述衬底处理系统的MCA销。第一杯邻近所述第一隔室布置。所述第一杯包括至少部分地围绕所述第一杯的壁，所述壁将所述第一杯与所述第一隔室分开，并且所述壁的上边缘在所述第一隔室的底表面上方延伸。

Description

用于系统维护期间储存和组织MCA特征和晶片传送销的设计

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月4日提交的美国临时申请No.62/263,255的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于储存和组织衬底处理系统的部件的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的背景的目的。在该背景技术部分以及在提交时不会以其他方式认为是现有技术的描述的方面中描述的程度上，目前署名的发明人的工作既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可用于执行诸如半导体晶片之类的衬底的蚀刻、沉积、清洁和/或其它处理。可以在衬底上执行的示例工艺包括但不限于：等离子体增强化学气相沉积（PECVD）工艺、原子层沉积（ALD）工艺、化学增强等离子体气相沉积（CEPVD）工艺、溅射物理气相沉积（PVD）工艺、离子注入工艺、和/或其它蚀刻（例如，化学蚀刻、等离子体蚀刻、反应离子蚀刻等）、沉积和清洁工艺。衬底可以布置在衬底支撑件（例如衬底处理系统的处理室中的基座）上。仅作为示例，在沉积期间，将包括一种或多种前体的气体混合物引入到处理室中，并且激励等离子体以在衬底上沉积膜。

一些基座（例如，包括但不限于在PECVD和ALD衬底处理系统中使用的基座）可以包括可以在衬底处理系统的维护期间被移除的一个或多个部件。这些部件可以包括最小接触面积（MCA）球或轴承，MCA销和/或升降销。在一些示例中，MCA轴承和相应的MCA销布置在基座的表面中的相应孔中。 MCA销的第一端由孔内的MCA轴承支撑，并且MCA销的第二端从孔延伸。在其他示例中，仅MCA销布置在相应的孔中。衬底通过MCA销的第二端支撑在基座上。升降销布置在基座中并且被构造成选择性地被提升和/或缩回以将衬底提升离开基座（即，离开MCA销）以及将衬底降低到基座上。

发明内容

一种用于储存衬底处理系统的最小接触面积（MCA）部件的托盘包括第一隔室，所述第一隔室包括第一多个孔和第一升降销托盘中的至少一个。所述第一升降销托盘包括被配置为保持所述衬底处理系统的相应升降销的多个槽。所述第一多个孔被配置为接收所述衬底处理系统的相应MCA销。第一杯邻近所述第一隔室布置。所述第一杯包括至少部分地围绕所述第一杯的壁，所述壁将所述第一杯与所述第一隔室分开，并且所述壁的上边缘在所述第一隔室的底表面上方延伸。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

从详细描述、权利要求和附图，本公开的其它应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

从详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：

图1示出了根据本公开的原理的示例性最小接触面积（MCA）部件托盘；

图2示出了根据本公开的原理的示例性MCA轴承杯；

图3示出了根据本公开的原理的仅包括升降销托盘的示例性MCA部件托盘；

图4示出了根据本公开原理的用于单个衬底处理室或站的示例性MCA部件托盘；

图5示出了根据本公开的原理的另一示例性MCA部件托盘；

图6A示出了根据本公开的原理的包括MCA拾取工具托盘的示例性MCA部件托盘；

图6B和6C示出了根据本公开的原理的示例性MCA拾取工具；

图7示出了根据本公开的原理的包括手柄的示例性MCA部件托盘；以及

图8A和8B示出根据本公开的原理的具有处于升高位置的手柄的示例性MCA部件托盘。

在附图中，附图标记可以重复使用以标识类似和/或相同的元件。

实施方式

在衬底处理系统的维护期间，可以移除衬底支撑件（例如，基座）部件，例如，最小接触面积（MCA）球或轴承、MCA销和/或升降销。在一些实施方式中，可能关键的是将所述部件中的每一个放回到所述衬底支撑件中的所述部件被从其移除的相同的相应位置中。

因此，在维护期间如何储存被移除的部件可以决定在维护完成之后准确地将部件放回原处的难度。在一个示例中，部件可以储存在包括多行隔室的箱的相应隔室中。例如，箱的每行可以被分配给不同的基座，并且每行中的每个隔室可以被分配给该基座的不同部件。然而，部件在储存期间可能变成带静电，并且可能难以从相应的隔室中移除部件。在另一个示例中，在维护期间，部件可以简单地放置在托盘、杯和/或其他洁净室材料中。

上述方法不能有效且准确地储存、组织以及跟踪被移除的部件。其它因素（例如，可变长度升降销、用于调节MCA部件离基座表面的高度的可变长度MCA销等）进一步使部件的储存，取回和复位复杂化。

根据本公开的原理的系统和方法提供用于储存和组织衬底支撑部件的可配置MCA部件托盘。该托盘可基于相关联的衬底处理系统进行配置，以便于储存、识别和恢复部件，并最小化掉落、交换（即，混淆两个或更多个部件）或破坏部件的可能性。

MCA部件托盘可以包括升降销托盘、MCA销图案和/或MCA轴承杯。升降销托盘包括一个或多个槽，该一个或多个槽构造成接纳相应的升降销，并且可以通过相对于与衬底支撑件相关联的衬底处理室中的固定特征（例如，轴（spindle））的数量和位置来识别升降销。升降销托盘可以包括矩形子托盘（例如，重叠并且具有比槽更大的深度），以便于从槽中移除升降销。此外，下降的MCA轴承可被子托盘捕获以便于取回。

MCA销图案包括被配置为接纳插入其中的MCA销的多个销孔。可以以与MCA销相对于固定特征（例如，轴）布置在衬底支撑基座中相同的图案来布置销孔。可以用手或通过使用MCA拾取工具（例如，配置为捕获MCA轴承的中空圆柱形工具）从销孔取回MCA销。在一些示例中，相应的MCA轴承也可以储存在销孔中的每一个中。例如，MCA轴承可以插入销孔中，并且相应的MCA销可以插入MCA轴承上方的销孔中。以这种方式，保持了MCA轴承和MCA销两者的相应位置。可以使用MCA拾取工具从销孔取回MCA轴承。在一些示例中，可以在MCA部件托盘的中心区域中设置一个或多个附加的销孔。例如，中心区域中的销孔可以用作暂存区域，以临时保持在衬底处理系统和MCA销图案之间转移的MCA销。在一些示例中，MCA部件托盘包括被配置为储存MCA拾取工具的工具托盘。

MCA轴承杯构造成储存一个或多个MCA轴承。例如，每个MCA轴承杯可以储存与特定衬底支撑件相关联的MCA轴承。可以通过手和/或通过使用MCA拾取工具来取回MCA轴承。为了便于用手取回，每个轴承杯包括布置在从杯的底部延伸到杯的边缘的路径中的引导通道、狭槽、凹槽、轨道等。储存在杯中的MCA轴承将迁入杯底部的通道中。用户可以用拇指之外的其他手指（finger）在杯的底部抓住轴承，并且将所述轴承沿着通道限定的路径滑动到杯的边缘以由用户的拇指和其他手指捕获。因此，引导通道使得能够快速且精确地取回MCA轴承。在一些示例中，杯的底部部分的轮廓、形状等（例如，曲率的半径）可以被配置成防止MCA轴承无意地从杯移位（例如，通过碰撞MCA部件托盘从杯移位）。

在一些示例中，MCA轴承杯中的两个或更多个的内侧壁（即，与MCA部件托盘的中心/内部相邻的侧壁）可以包括被配置为接纳使用者的指尖的槽或凹陷。因此，槽通过改善抓握并防止滑动而使得便于拾取MCA部件托盘。附加地或替代地，MCA部件托盘可以包括手柄。例如，手柄可以设置在MCA轴承杯之间的中心区域中。

现在参考图1，示出了根据本公开的原理的示例性MCA部件托盘100。托盘100包括一个或多个隔室104-1、104-2、104-3和104-4（统称为隔室104），每个隔室分配给不同的衬底支撑件（例如，与衬底处理系统的相应衬底处理室或站相关联的衬底支撑件）。隔室104中的每一个可以包括MCA轴承杯108、MCA销图案112和/或升降销托盘116。隔室104中的一个或多个（例如，如图所示的104-3和104-4）可以不包括升降销托盘116。例如，隔室104-3和104-4可以分配给不使用升降销的衬底支撑件。在示例性实施方式中，MCA部件托盘100由耐化学品和抗静电材料（例如，聚四氟乙烯、塑料/聚合物、聚甲醛树脂（例如聚甲醛）、聚碳酸酯、HDPE、铝等）和/或促进静电放电的材料形成或涂覆。

MCA轴承杯108构造成储存相关联的衬底支撑件的一个或多个MCA轴承。 MCA轴承杯108可以包括平的或凹的底表面120和引导通道124。使用者通过将轴承引导到引导通道124中并且从引导通道124向上通过凹口128而从轴承杯108取回MCA轴承。凹口128可形成在围绕并限定轴承杯108的外边缘或周边的壁132中。仅作为示例，壁132可以共同围绕轴承杯108，或者轴承杯108中的每一个可被相应的壁132围绕。如图所示，轴承杯108的上边缘在隔室104的底表面上方突出。当使用者将轴承向上滑入引导通道124进入凹口128时，轴承可被捕获在用户的拇指和其他手指之间以及在凹口128的相对侧之间。

MCA销图案112包括被配置为接纳插入其中的MCA销的多个销孔136。可以以与MCA销相对于固定特征（例如，衬底支撑件的轴）布置在相关联的衬底支撑件中相同的图案来布置销孔136。仅作为示例而示出，销孔136被布置成9-销图案，但是可以基于相关联的衬底支撑件的配置提供其他图案，并且可以通过编号（例如，1至9）识别每个MCA销。销孔136可被构造成仅支撑MCA销或者支撑MCA销和相应的MCA轴承两者。例如，如果销孔136被配置为仅支撑MCA销，则销孔136的深度可以对应于MCA销的长度L减去一些期望的偏移量（即，当MCA销插入时，MCA销从销孔136突出的期望部分）。相反，如果销孔136被构造成支撑MCA销和相应的MCA轴承，则销孔136的深度可以对应于MCA销的长度L加上MCA轴承的直径减去期望的偏移量（即，当轴承和MCA销插入时，MCA销从销孔136突出的期望部分）。

升降销托盘116包括一个或多个槽140，一个或多个槽140被配置为接纳相应的升降销，并且可以通过编号（例如，1、2、3等）和相对于与衬底支撑件相关联的衬底处理室中的固定特征（例如，轴）的位置来识别升降销。升降销托盘116可以包括位于槽140下方的矩形子托盘144，以便于从槽140中移除升降销。仅作为示例，子托盘144的深度可以大于槽140的深度。

MCA部件托盘100可以包括一种或多种类型的盖或盖子，以在储存期间保持MCA部件。例如，MCA部件托盘100可以包括封闭MCA部件托盘100的整个上表面的单个折叠、铰接、滑动、卡扣等的盖或盖子。或者，每个隔室104可以包括相应的盖或盖子。

MCA部件托盘100可以包括一个或多个附加的销孔148。仅作为示例，销孔148设置在MCA部件托盘100的在MCA轴承杯108之间的中心区域中。销孔148可以用作暂存区域，以临时保持在衬底处理系统和隔室104的相应MCA销图案112之间转移的MCA销。

在一些示例中， MCA轴承杯108中的两个或更多个可以包括设置在相应内侧壁中的槽152（例如，凹进区域、凹陷等）。例如，如图所示，槽152设置在MCA轴承杯108的在MCA轴承杯108之间的中心区域的斜对侧上的侧壁中。槽152构造成接收使用者的指尖。因此，槽152通过允许用户在例如放置在槽152中的第一槽中的拇指和放置在槽152中的第二槽中的一个或多个其他手指之间捏住MCA部件托盘100，从而便于拾取MCA部件托盘100。尽管槽152被示出为椭圆形/卵形的凹槽，但是可以使用任何合适的形状。

现在参考图2，示出了示例性MCA轴承杯200。 MCA轴承杯200可以包括平的或凹的底表面204和引导通道208。引导通道208从底表面204延伸到形成在限定MCA轴承杯的外边缘或唇缘的壁216中的凹口212。引导通道208被配置为捕获和保持MCA轴承220。例如，如图所示，引导通道208具有相对平坦的底表面224和大致垂直于底表面224的侧壁228，以便于保持MCA轴承220。在其他示例中，引导通道208可以是圆形、凹形、V形等。

此外，尽管如图所示，引导通道208大致终止于底表面204的中心，但是在其他示例中，引导通道208可以延伸到底表面204的相对侧，延伸到MCA轴承杯200的相对侧上的另一个凹口等。在其它示例中，MCA轴承杯200可包括引导通道208中的两个或更多个和相应的凹口212。

MCA轴承杯200的侧壁236和底表面204之间的界面（例如，角部）232可以具有设计成在便于将轴承220保持在杯200内的同时还便于经由引导通道208移除轴承220的曲率半径。仅作为示例，界面232的曲率半径可以在0.375英寸和0.625英寸之间。

现在参考图3，示出了根据本公开的原理的另一示例性MCA部件托盘300。在该示例中，MCA部件托盘300被配置用于具有仅包括升降销的衬底支撑件（即，衬底支撑件不包括MCA部件）的室。因此，MCA部件托盘300中的每个隔室304仅包括升降销托盘308。

现在参考图4，示出了根据本公开的原理的另一示例性MCA部件托盘400。在该示例中，MCA部件托盘400被配置用于单个衬底处理室或站（即，被配置为仅接纳用于单个衬底支撑件或基座的MCA部件）。在一些示例中，MCA部件托盘400的边缘可以包括被配置为与其他MCA部件托盘400连接的连接器（例如，互补的槽和突出部、孔和销等）。以这种方式， MCA部件托盘400中的两个或更多个可以连接在一起以便于定制（customization）。

现在参考图5，示出了根据本公开的原理的另一示例性MCA部件托盘500。在该示例中，每个隔室504包括升降销托盘508。

现在参考图6A、6B和6C，示出了根据本公开的原理的示例性MCA部件托盘600。 MCA部件托盘600包括被配置为储存MCA拾取工具608的MCA拾取工具托盘604。换句话说，MCA拾取工具托盘604被成形为适应MCA拾取工具608的特征。仅作为示例，MCA拾取工具608包括柱塞612和外套筒616。柱塞612的内轴620布置成在外套筒616内滑动。如图6B所示，外套筒616的端部构造成捕获MCA轴承624。例如，外套筒616的内径大致等于MCA轴承624的直径，以使得外套筒616能够通过摩擦保持MCA轴承624。以这种方式，MCA拾取工具608可以用于从MCA轴承杯628、销孔632等取回MCA轴承624。相反地，压下柱塞612（例如，用拇指压下柱塞612，同时由一个或多个手指固定外套筒616）使得内轴620将MCA轴承624从外套筒616推出，如图6C所示。

现在参考图7、8A和8B，示例性MCA部件托盘700包括手柄704。为了说明的目的，图8A和8B中仅示出了MCA部件托盘700的包括手柄704和MCA轴承杯708的一部分。例如，手柄704可以设置在MCA轴承杯708之间的中心区域中。如仅作为示例所示，手柄704的形状类似于衬底处理工具的传送板。可以在如图7所示的降低位置和如图8A和8B所示的升高位置之间致动手柄704。仅作为示例，手柄704可以围绕轴712旋转，轴712具有与MCA轴承杯708之间的中心点对准的轴线。

在一个示例中，手柄704在处于升高位置时和/或在从降低位置致动到升高位置之间时可旋转。相反，手柄704在处于图7所示的降低位置时可以是固定的（即，不能旋转）。因此，当手柄704处于降低位置时，手柄704不妨碍接近MCA轴承杯708。但是，当手柄704处于升高位置时，手柄704的旋转可允许手柄704的部分与MCA轴承杯708的部分重叠，如图8A所示。在另一个示例中，手柄704可以在升高位置和降低位置两者中固定（即，不可旋转）。

如图8B所示，轴712可以包括方形（或其他多边形或非圆形）部分716和圆形部分720。MCA部件托盘700包括孔724，孔724被配置为接收和保持轴712。孔724包括构造成接收轴712的方形部分716的上部方形凹部728。因此，当手柄704处于降低位置时，轴712的方形部分716保持在方形凹部728内，并且防止手柄704旋转。相反地，当手柄704处于升高位置时，轴712的方形部分716从方形凹部728中移除，并且轴712能够在孔724内自由旋转。仅作为示例示出，轴712可以包括防止手柄704从孔724完全移除的凸缘732。在一些示例中，轴712的下部（例如，圆形部分720）和孔724的内径可以是带螺纹的。以这种方式，手柄704可以被构造成在升高和降低时自动旋转。例如，轴712和孔724可以是带螺纹的，使得手柄704在被降低时自动旋转到图7所示的位置，并且在被升高时自动旋转到图8A所示的位置。

前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序（或同时地）执行。此外，虽然每个实施方式在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施方式的特征中实现和/或与任何其他实施方式的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或多个实施方式彼此的置换保持在本公开的范围内。

使用各种术语来描述元件之间的空间和功能关系（例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等），各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“邻近”、“在...顶部”、“在...上方”、“在……下方”和“设置”。当在上述公开中描述了第一和第二元件之间的关系时，除非明确地描述为“直接”，否则该关系可以是在第一和第二元件之间不存在其它中间元件的直接关系，但也可以是其中在第一和第二元件之间（在空间上或功能上）存在一个或多个中间元件的间接关系。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑OR逻辑（A 或B 或 C），并且不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个。

Claims (16)

1.一种用于储存衬底处理系统的最小接触面积（MCA）部件的托盘，所述托盘包括：

第一隔室，其包括第一升降销托盘和包含第一多个销孔的第一MCA销图案中的至少一个，其中，

所述第一升降销托盘包括多个槽，每个槽的形状对应于所述衬底处理系统的升降销的形状，并且每个槽被配置为保持所述衬底处理系统的一个升降销，并且

所述第一MCA销图案的每个销孔的形状对应于所述衬底处理系统的MCA销的形状，并且所述第一多个销孔中的每个销孔被配置为接收所述衬底处理系统的一个MCA销；以及

邻近所述第一隔室布置的第一杯，其中所述第一杯包括至少部分地围绕所述第一杯的壁，其中所述壁将所述第一杯与所述第一隔室分隔开，并且其中所述壁的上边缘在所述第一隔室的底表面上方延伸。

2.根据权利要求1所述的托盘，其中所述托盘包括第二隔室和邻近所述第二隔室布置的第二杯。

3.根据权利要求2所述的托盘，其中所述第二隔室包括第二升降销托盘和包含第二多个销孔的第二MCA销图案中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的托盘，包括第一升降销托盘，其中所述第一升降销托盘包括所述升降销中的相应升降销的标识符。

5.根据权利要求1所述的托盘，其中所述多个槽的数量对应于所述衬底处理系统中的所述升降销的数量。

6.根据权利要求1所述的托盘，包括第一升降销托盘，其中所述第一升降销托盘包括所述衬底处理系统中的所述升降销中的相应升降销的位置的标识符。

7.根据权利要求1所述的托盘，包括第一升降销托盘，其中所述第一升降销托盘包括子托盘，所述子托盘具有大于所述多个槽的深度的深度。

8.根据权利要求1所述的托盘，包括包含第一多个销孔的第一MCA销图案，其中所述第一多个销孔的数量对应于所述衬底处理系统中的所述MCA销的数量。

9.根据权利要求1所述的托盘，包括包含第一多个销孔的第一MCA销图案，其中所述第一多个销孔以对应于所述衬底处理系统中的所述MCA销的图案的图案布置。

10.根据权利要求1所述的托盘，包括包含第一多个销孔的第一MCA销图案，其中所述第一多个销孔的深度对应于所述MCA销的长度减去偏移量。

11.根据权利要求1所述的托盘，包括包含第一多个销孔的第一MCA销图案，其中当所述第一多个销孔被构造成支撑所述MCA销和对应的MCA轴承时，所述第一多个销孔的深度对应于所述MCA销的长度加上MCA轴承的直径减去偏移量。

12.根据权利要求1所述的托盘，其中所述第一杯包括形成在所述第一杯的底表面中的引导通道。

13.根据权利要求12所述的托盘，其中所述引导通道从所述第一杯的所述底表面延伸到至少部分地围绕所述第一杯的所述壁。

14.根据权利要求13所述的托盘，其中，至少部分地围绕所述第一杯的中央部分的所述壁包括与所述引导通道对准的凹口。

15.根据权利要求1所述的托盘，其中所述第一杯的底表面是平的和凹的中的至少一种。

16.根据权利要求1所述的托盘，其中，所述第一杯的侧壁和底表面之间的界面具有在0.375英寸和0.625英寸之间的曲率半径。