CN109906503B - 制造电子装置的装载端口设备、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置制造系统，包括具有装载端口的工厂接口。装载端口可包括面板及载体门开启器，该面板在其中具有开口，且该载体门开启器在门关闭的时候密封该开口。载体门开启器可具有沿着门的外部部分的槽。该槽可具有三角形棱镜锥台平截头椎体的横截面形状。中空O形环可安置在槽中，并经构造以在载体门开启器靠向面板关闭时面板接合。还提供组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法，以及其他方面。

Description

制造电子装置的装载端口设备、系统及方法
相关申请
本申请主张于2016年11月10日申请的第15/348,947号，标题为“ELECTRONICDEVICE MANUFACTURING LOAD PORT APPARATUS,SYSTEMS,ANDMETHODS(制造电子装置的装载端口设备、系统及方法)”(代理人案号24538-02/USA)的美国非临时专利申请的优先权，出于所有目的，该美国专利申请通过引用的方式而整体并入本文中。
技术领域
本公开内容关于电子装置的制造，且更特定地，是关于工厂接口装载端口。
背景技术
在半导体电子装置制造中的基板处理通常由多个处理工具实现，其中基板在基板载体(例如前开式标准舱(Front Opening Unified Pods)或FOUP)中而在处理工具之间行进。基板载体可停靠到工厂接口的装载端口，例如设备前端模块(Equipment Front EndModule)或EFEM。工厂接口可包括机器人基板处置装置，该机器人基板处置装置是可操作的以在基板载体与处理工具之间传送基板。可在基板载体及工厂接口之内及之间，以及工厂接口及处理工具之内及之间提供环境受控的大气。各种环境因素(例如湿度、温度、氧气和/或污染物/颗粒的等级)的不良控制可能不利地影响基板性质及基板处理。现有的电子装置制造系统因此可受益于工厂接口处的改良环境控制。
从而，期望改良的电子装置制造装载端口设备、系统及方法。
发明内容
根据第一方面，提供了一种电子装置制造系统的工厂接口。工厂接口包括装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接。装载端口包括面板，该面板具有面板开口及载体门开启器。载体门开启器在载体门开启器关闭时密封面板开口，该载体门开启器接触并开启位于装载端口处的基板载体的门，且该载体门开启器包括沿着该载体门开启器的外部部分的槽。装载端口还包括中空O形环，该中空O形环安置于该槽中。中空O形环经构造以在载体门开启器靠向面板关闭时与面板接合。
根据第二方面，提供了一种电子装置制造系统。电子装置制造系统包括基板处理工具及工厂接口。工厂接口包括壳体，该壳体具有前侧及后侧，该前侧具有前侧开口，且该后侧耦接到基板处理工具。工厂接口还包括装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接。装载端口包括面板，该面板在前侧开口耦接到前侧，且该面板具有面板开口。装载端口还包括载体门开启器，该载体门开启器在该载体门开启器关闭时密封面板开口，该载体门开启器接触并开启位于装载端口处的基板载体的门，且该载体门开启器包括沿着该载体门开启器的外部部分的槽。装载端口还包括中空O形环，该中空O形环安置于该槽中。中空O形环经构造以在载体门开启器靠向面板关闭时接合面板。
根据第三方面，提供了一种组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法。该方法包括以下步骤：提供装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接，该装载端口包括面板，该面板具有面板开口。该方法还包括以下步骤：提供载体门开启器，该载体门开启器在该载体门开启器关闭时密封面板开口，该载体门开启器接触并开启位于装载端口处的基板载体的门，且该载体门开启器包括沿着该载体门开启器的外部部分的槽。该方法还包括以下步骤：将中空O形环安置于该槽中，该中空O形环经构造以在载体门开启器靠向面板关闭时与面板接合。
根据本公开内容的这些实施方式及其他实施方式的其他方面、特征及优点可从以下详细描述、附随的权利要求书及附图而显而易见。据此，本文的附图及描述应被认为是在本质上进行说明，而不应被视为限制。
附图说明
下文描述的附图仅用于说明目的，且不一定按比例绘制。附图不意欲以任何方式限制本公开内容的范围。
图1绘示了根据本公开内容的实施方式的电子装置制造系统的侧面示意图。
图2绘示了根据本公开内容的实施方式的装载端口的正面透视图。
图3绘示了根据本公开内容的实施方式的装载端口的简化后视图。
图4A绘示了根据本公开内容的实施方式的载体门开启器的前视图。
图4B绘示了根据本公开内容的实施方式的沿图4A的剖面线4B-4B的载体门开启器的局部横截面图。
图5绘示了根据本公开内容的实施方式的组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法。
具体实施方式
现在将详细参考本公开内容的示例性实施方式，这些实施方式绘示于附图中。尽可能地，在整个绘图中将使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
电子装置制造可能涉及维持及/或提供各种部件(例如基板载体、装载端口、工厂接口及处理工具)之间的受控环境，以便减少可能不利地影响基板特性及/或基板处理的不理想的湿度、温度、氧气及/或污染物/颗粒等级。组件之间的接口可包括各种密封件。随着各种门、开门器或类似的机构经移动以允许基板从一个组件传送到另一个组件，这些接口可能暴露于反复的开启及关闭(解密封及密封)。某些密封机构的反复开启和/或关闭可能导致不理想的颗粒产生，该颗粒是由用于密封组件接口的材料磨损而导致的。所产生的颗粒可能不利地干扰基板处理(例如，通过污染被处理的基板、影响在基板上执行的处理等)。
在一个方面中，根据本公开内容的一个或多个实施方式的电子装置制造系统包括改良的装载端口密封件。在一些实施方式中的改良装载端口密封件可采用中空O形环，该中空O形环安置在具有特定形状及尺寸的槽中，该槽沿着载体门开启器的外部部分延伸。随着基板通过工厂接口的装载端口而在基板载体及处理工具之间传送，尽管载体门开启器被反复开启及关闭，中空O形环及槽的组合构造可减少或消除微粒的产生。中空O形环及槽的组合构造可具有其他优点，例如包括需要较小的力量来关闭载体门开启器、需要载体门开启器及相关驱动组件及其他部件的不太稳固的设计、和/或具有较大的密封表面积。
绘示及描述改良装载端口密封件的示例性实施方式的进一步细节以及包括组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法的其他方面将在下文结合图1至图5更详细地解释。
图1绘示了根据一个或多个实施方式的电子装置制造系统100的侧面示意图。电子装置制造系统100可包括基板载体102、装载端口104、工厂接口106及基板处理工具108。装载端口104可耦接到工厂接口106，该工厂接口可耦接到基板处理工具108。在一些实施方式中，在电子装置制造系统100内及/或耦接到电子装置制造系统100的设备(例如，气体供应线路、真空泵等，未图示)可将基板载体102、装载端口104、工厂接口106及基板处理工具108的一个或多个放置在环境受控的大气中(例如，在非反应性及/或惰性气体环境中、在真空下等)，这取决于机构(例如，门、开门器、闸门或狭缝阀，或类似者)在其界面处的开启或关闭状态。
基板载体102可经构造以承载一个或多个基板。基板可为用于制造电子装置或电路组件的任何合适的制品，例如含硅的盘片或晶片、图案化晶片、玻璃板或类似者。在一些实施方式中的基板载体102可为，例如，前开式标准舱或FOUP，并且可包括载体门110。在一些实施方式中，载体门110可为FOUP门。
装载端口104可经构造以在其上接收基板载体102。装载端口104可具有面板112，面板112具有面板开口114，面板开口114经构造以在其中接收载体门110。装载端口104还可具有载体门开启器116，载体门开启器116经构造以接触(即，例如，闩锁(latch)到或以其他方式附接到)载体门110并开启载体门110，以允许基板传送进出基板载体102。在一些实施方式中，载体门开启器116可接触载体门110，向内移动载体门110(即，如图1所示地向右)到足以清空面板112，接着向下移动载体门110以提供进入基板载体102的通路(access)。
工厂界面106可为具有壳体117的任何合适的封闭体，壳体117具有前侧118、后侧120、顶部122、底部124及两个侧壁(未单独示出)。前侧118可具有一或更多个前侧开口126，前侧开口126经构造以接收并耦接到相应的装载端口104。工厂接口106可包括机器人基板处置装置(未示出)，该机器人基板处置装置经构造以将基板从基板载体102通过工厂接口106传送到基板处理工具108。
基板处理工具108可在一个或多个基板上进行一个或多个处理，例如，物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、蚀刻、退火、预清洁、金属或金属氧化物去除或类似者。其他处理可在其中的基板上进行。基板处理工具108可包括一个或多个装载锁定腔室、传送腔室及一个或多个处理腔室(均未示出)。一个或多个装载锁定腔室可耦接到工厂接口106，而传送腔室可耦接到一个或多个装载锁定腔室并耦接到一个或多个处理腔室。工厂界面106的机器人基板处置装置可将基板传送进出一个或多个装载锁定腔室。基板处理工具108可包括传送机器人(未示出)，该传送机器人至少部分地容纳在传送腔室内。传送机器人可被经构造以将基板传送至一个或多个装载锁定腔室及一个或多个处理腔室，以及从一个或多个装载锁定腔室及一个或多个处理腔室传送基板。
图2绘示了根据一个或多个实施方式的装载端口204的正面透视图。在一些实施方式中，装载端口204可与装载端口104相同或相似。装载端口204可包括面板212，面板212具有面板开口214。装载端口204还可包括载体门开启器216，载体门开启器216在载体门开启器216靠向面板212关闭时密封面板开口214。载体门开启器216可具有一个或多个连接器228，连接器228经构造以接触并附接到基板载体102的载体门110。连接器228可为，例如，抽吸型装置、真空装置等。可使用能够附接到载体门110的其他合适类型的连接器装置。可提供从面板212向外延伸的安装台230。安装台230可经构造以在其上接收基板载体102。可在安装台230上和/或周围包含各种机构(未示出)，以将基板载体102锁定到安装台230上的适当位置。装载端口204还可包括下部部分232，下部部分232可容纳开启/关闭机构(图2中未示出)，该开启/关闭机构耦接到载体门开启器216，在一些实施方式中，该开启/关闭机构可将载体门开启器216附接到载体门110并开启载体门110，如上文结合图1所描述。
图3绘示根据一个或多个实施方式的装载端口304的后视图。在一些实施方式中，装载端口304可与装载端口104和/或204相同或相似。装载端口304可包括面板312以及密封件334，密封件334围绕面板312的外部部分及/或周围延伸。当装载端口304及工厂接口(例如工厂接口106)耦接在一起时，密封件334可密封装载端口304和该工厂接口之间的界面。装载端口304还可包括载体门开启器316，载体门开启器316在载体门开启器316靠向面板312关闭时密封面板开口(图3中未示出)。装载端口304还可包括开启/关闭机构336(在图3中部分地示出)，开启/关闭机构336可开启及关闭载体门开启器316，如上文结合图1和/或图2所描述。当载体门开启器316附接到基板载体门(例如图1中的基板载体102的基板载体门110)时，开启/关闭机构336可从面板开口缩回并且将基板载体门110下降到面板开口下方以允许用基板载体接取(access)基板。升举/下降机构(未示出)可使载体门开启器316和由载体门开启器316支撑的任何基板载体门相对于面板开口(图2中的面板开口214)降低及升高。载体门开启器316可比面板开口稍大，使得载体门开启器316可通过接合面板312的背表面338来密封面板开口，如下文更详细地描述。
图4A及图4B绘示了根据一个或多个实施方式的载体门开启器416。在一些实施方式中，载体门开启器416可与载体门开启器116、216及/或316相同或相似。图4A显示了载体门开启器416的前面440。在一些实施方式中，载体门开启器416可具有两个或更多个闩锁(latch)键448，闩锁键448经构造以附接到FOUP门，该FOUP门可与基板载体102的载体门110相同或相似，如上文结合图1至图3所描述。载体门开启器416可具有外周边442，外周边442在一些实施方式中为矩形形状。其他合适的形状是可能的。载体门开启器416可具有槽444，槽444沿着载体门开启器416的外部部分延伸，且在一些实施方式中，槽444沿着整个外周边442延伸，从而在其周围形成连续的槽。载体门开启器416还可具有中空O形环446，中空O形环446安置于槽444中，中空O形环446经构造以在载体门开启器416靠向面板关闭时，与装载端口的面板(例如图1至图3的相应装载端口104、204及/或304的面板112、212及/或312)的背表面438(图4B)或背表面338(图3)接合。如图4B所示，载体门开启器416在面板开口414的周围附近稍大，使得载体门开启器416可在关闭时通过接合背表面438来密封面板开口414。
如图4B所示，槽444可具有类似于三角形棱镜锥台平截头椎体(triangular prismfrustum)形状的横截面形状。即，槽444的横截面形状可类似于三角形棱镜的基部部分，该三角形棱镜的上部由与基部平行的平面切除。在所显示的实施方式中，三角形棱镜的侧面及底部之间的界面是平滑的或圆滑的。可使用更不连贯的侧面/基部界面及/或其他侧面/基部界面构造。在一些实施方式中，槽444可具有范围从约5mm到6mm的顶部宽度TW、范围从约8.5mm到9.5mm的底部宽度BW、以及范围从约4mm到5mm的深度D。在一个或多个实施方式中，深度D可小于O形环446的直径。在一些实施方式中，槽444可具有约0.58至约0.65的顶部宽度TW对底部宽度BW的比值。可使用其他合适的槽宽度和/或深度。
在一些实施方式中，中空O形环446可具有约0.762mm至1.016mm的范围的壁厚。在一些实施方式中，中空O形环446可具有约0.22英寸至0.27英寸(约5.6mm至6.85mm)的外径。在一些实施方式中，中空O形环446可具有约60至75的范围的硬度计(durometer)硬度。可使用其他合适的壁厚、直径和/或硬度。在一些实施方式中，中空O形环446可具有浆料加工表面。在一个或多个实施方式中，背表面438可具有约14.5至17.5μin或更小的表面粗糙度Ra。例如，O形环446的直径对槽444的深度D的比值可为大约1.35至1.45。可采用其他合适的表面加工、背表面粗糙度和/或直径深度比。中空O形环446可比实心O形环更有优势，因为可能需要更小的力量来使中空O形环446靠向背表面438进行压缩及密封。例如，对于约52英寸(约132.1cm)的长度而言，用于在25％压缩处密封中空O形环446的力量范围可为约84 N至216 N(牛顿)。进一步而言，在一些实施方式中，载体门开启器416/槽444/背表面438的设计可使得中空O形环446可容纳这些组件之间的不平行或不平坦状态，例如+/-0.5mm的不平行或不平坦的状态，且仍然提供有效的密封。可容纳其他不平行或不平坦的状态。
在一些实施方式中，基板载体可具有锁定或闩锁机构，该锁定或闩锁机构将基板载体门固定到基板载体。在一个或多个实施方式中，载体门开启器416可包括一个或多个键或闩锁机构448(图4A)，键或闩锁机构448与基板载体门对接并闩锁、去闩锁(unlatch)、锁定或解锁(例如，举例而言，通过顺时针或逆时针旋转)。
图5绘示了根据一个或多个实施方式的组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法500。在处理框502处，方法500可包括以下步骤：提供装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接，该装载端口包括面板，该面板具有面板开口。例如，参照图1及图2，可提供装载端口104或204，装载端口104或204经构造以与基板载体102对接并且可包括面板112或212，面板112或212具有面板开口114或214。
在处理框504处，可提供载体门开启器，该载体门开启器在该载体门开启器关闭时密封面板开口，该载体门开启器接触并开启位于装载端口处的基板载体的门，且该载体门开启器包括槽，该槽沿着载体门开启器的外部部分延伸。如图1、图4A及图4B所示，例如，可提供载体门开启器416，载体门开启器416可在载体门开启器416关闭时密封面板开口414，载体门开启器416可接触并开启位于装载端口104处的基板载体102的载体门110，且载体门开启器416可具有沿着载体门开启器416的外部部分的槽444。
且在处理框506处，方法500可包括将中空O形环安置到槽中，当载体门开启器靠向面板关闭时，中空O形环与面板接合。例如，中空O形环466可安置在槽444中，如图4B所示。当载体门开启器416关闭时，中空O形环446可接合装载端口的面板的背表面438。
方法500的上述处理框可按照顺序或序列来执行或进行，该顺序或序列不限于所显示及描述的顺序及序列。例如，在一些实施方式中，处理框504可与处理框502同时进行或在处理框502之后进行。
以上描述仅公开了本公开内容的示例性实施方式。上方公开的设备、系统及方法的修改可落入本公开内容的保护范围内。据此，虽然已经公开了本公开内容的示例性实施方式，但应理解到，其他实施方式可落入本公开内容的范围内，该范围由所附权利要求书所确定。

Claims (15)

1.一种用于一装载端口的载体门开启器，该装载端口经构造以与一基板载体对接，该载体门开启器包括：
一槽，该槽沿着该载体门开启器的第一外部部分；及
一中空O形环，该中空O形环安置于该槽中，其中：
该中空O形环经构造以响应于该载体门开启器靠向该装载端口的一面板被关闭而围绕由该面板形成的面板开口来密封该面板的第一平坦表面的第一部分；
该载体门开启器经构造以接触位于该装载端口处的该基板载体的一门，并且将该门从该基板载体缩回，并且
围绕该面板的该第一平坦表面的第二外部部分延伸的一密封件用于将该装载端口密封到工厂接口。
2.一种一电子装置制造系统的工厂接口，该工厂接口包括：
装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接，该装载端口包括：
形成一面板开口的一面板；
围绕该面板的第一平坦表面的第一外部部分延伸的一密封件，以将该装载端口密封到该工厂接口；及
载体门开启器，该载体门开启器包括：
沿着该载体门开启器的第二外部部分延伸的一槽；及
安置于该槽中的一中空O形环，其中
该中空O形环经构造以响应于该载体门开启器靠向该面板被关闭而围绕该面板开口来密封该面板的该第一平坦表面的第二部分，并且
该载体门开启器经构造以接触位于该装载端口处的该基板载体的一门，并且将该门从该基板载体缩回。
3.如权利要求2所述的工厂接口，其中该载体门开启器的该槽沿着该载体门开启器的一外周边延伸，或者该载体门开启器的该槽具有一三角形棱镜锥台平截头椎体的一横截面形状。
4.如权利要求2所述的工厂接口，其中该中空O形环的一直径对该槽的一深度的一比值为1.35至1.45，或者该中空O形环具有0.762mm至1.016mm的一壁厚。
5.如权利要求2所述的工厂接口，其中该中空O形环具有一浆料加工表面。
6.如权利要求2所述的工厂接口，其中该槽具有0.58至0.65的一顶部宽度对底部宽度比值，或者该槽具有一深度，该深度小于该中空O形环的一直径。
7.一种电子装置制造系统，该电子装置制造系统包括：
一基板处理工具；及
一工厂接口，该工厂接口包括：
一壳体，该壳体具有一前侧及一后侧，该前侧形成一前侧开口，且该后侧耦接到该基板处理工具；及
一装载端口，该装载端口经构造以与一基板载体对接，该装载端口包括：
一面板，该面板形成一面板开口；
围绕该面板的第一平坦表面的第一外部部分延伸的一密封件，以围绕该前侧开口将该装载端口密封到该壳体的该前侧；
一载体门开启器，该载体门开启器经构造以接触位于该装载端口处的该基板载体的一门并且将该门从该基板载体缩回，其中该载体门开启器形成沿着该载体门开启器的第二外部部分的一槽；及
一中空O形环，该中空O形环安置于该槽中，其中该中空O形环经构造以响应于该载体门开启器靠向该面板被关闭而围绕该面板开口来密封该面板的该第一平坦表面的第二部分。
8.如权利要求7所述的电子装置制造系统，其中该载体门开启器的该槽沿着该载体门开启器的一外周边延伸。
9.如权利要求7所述的电子装置制造系统，其中该槽具有0.58至0.65的一顶部宽度对底部宽度比值，或者该载体门开启器的该槽具有一三角形棱镜锥台平截头椎体的一横截面形状。
10.如权利要求7所述的电子装置制造系统，其中该槽具有一深度，该深度小于该中空O形环的一直径。
11.如权利要求7所述的电子装置制造系统，其中该中空O形环的一直径对该槽的一深度的一比值为1.35至1.45。
12.一种组装用于一电子装置制造系统的一工厂接口的方法，该方法包括以下步骤：
提供一装载端口，该装载端口经构造以与一基板载体对接，该装载端口包括一面板，其中该面板形成一面板开口，并且其中围绕该面板的第一平坦表面的第一外部部分延伸的一密封件将该装载端口密封到该工厂接口的第二平坦表面；
提供一载体门开启器，该载体门开启器经构造以接触位于该装载端口处的该基板载体的一门并且将该门从该基板载体缩回，其中该载体门开启器形成沿着该载体门开启器的一外部部分的一槽；及
将一中空O形环安置于该槽中，其中该中空O形环经构造以响应于该载体门开启器靠向该面板被关闭而围绕该面板开口密封该面板的该第一平坦表面的第二部分。
13.如权利要求12所述的方法，其中提供该载体门开启器的步骤包括以下步骤：提供形成该槽的该载体门开启器，该槽具有一三角形棱镜锥台平截头椎体的一横截面形状，或者该槽具有0.58至0.65的一顶部宽度对底部宽度比值。
14.如权利要求12所述的方法，其中安置该中空的步骤包括以下步骤：将该中空O形环安置在该槽中，其中该中空O形环的一直径对该槽的一深度的一比值为1.35至1.45。
15.如权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤：提供一工厂接口壳体，该工厂接口壳体具有一前侧，该前侧经构造以耦接至该装载端口，该前侧形成一前侧开口，该前侧开口经构造以接收该装载端口。
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