CN112928043A - 具有可替换接口板的可重新构造的主机 - Google Patents
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Abstract
一种器件制造系统的主机,包括:基座;在该基座上的多个机面;在多个机面上方的盖。多个机面中的第一机面包括框架。基座、盖和多个机面一起限定内部空间,该内部空间包括机器人臂。第一可替换接口板附接到第一机面的第一框架。第一可替换接口板包括多个基板进出端口。多个基板进出端口中的第一基板进出端口被构造为给机器人臂提供通往第一工艺腔室的通路。多个基板进出端口中的第二基板进出端口被构造为给机器人臂提供通往第二工艺腔室的通路。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式总体涉及电子器件制造系统,并且尤其涉及一种电子器件制造系统的包括可替换接口板(replaceable interface plate)的可重新构造的(reconfigurable)主机(mainframe)。实施方式还涉及用于主机的可替换接口板。
背景技术
常规的电子器件制造系统(也称为器件制造系统)可包括主机,在主机周围布置有多个工艺腔室和装载锁定腔室。主机可具有多个侧壁(通称为“机面(facet)”),工艺腔室和/或装载锁定腔室耦接到这些侧壁。常规主机的机面被机加工成具有预布置构造(pre-arranged configuration),该预布置构造具有预定尺寸、位置等的基板进出端口(substrate access port)。一旦制造常规的主机,对于该主机,基板进出端口的类型、尺寸、布置和位置就固定了。如果主机的所有者想要新的构造,则购买具有新的构造的新主机。
发明内容
根据本公开内容的第一方面,一种器件制造系统的主机包括:基座;多个机面,所述多个机面在所述基座上;和盖,所述盖在所述多个机面上方。所述多个机面中的第一机面包括第一框架。所述基座、所述盖和所述多个机面一起限定内部空间,所述内部空间包括机器人臂。第一可替换接口板附接到所述第一机面的所述第一框架。所述第一可替换接口板包括多个基板进出端口。所述多个基板进出端口中的第一基板进出端口被构造为给所述机器人臂提供通往第一工艺腔室的通路。所述多个基板进出端口中的第二基板进出端口被构造为给所述机器人臂提供通往第二工艺腔室的通路。在一个实施方式中,所述第一可替换接口板承载(load bearing),并且所述框架不承载。
根据本公开内容的第二方面,一种可替换接口板被构造为用于附接到主机的机面。所述可替换接口板包括多个基板进出端口。所述多个基板进出端口中的第一基板进出端口被构造为提供从所述主机通往第一工艺腔室的通路。所述多个基板进出端口中的第二基板进出端口被构造为提供从所述主机通往第二工艺腔室的通路。所述可替换接口板为所述主机承载。因此,所述可替换接口板被构造为承受由在所述主机的内部空间与所述主机的外部之间的压差引起的作用在所述主机上的竖直力。
根据本公开内容的第三方面,一种构造主机的方法包括:确定要被耦接到所述主机的第一机面的第一多个工艺腔室;确定在将要适应所述第一多个工艺腔室的所述机面上多个基板进出端口的位置;确定第一可替换接口板的构造,所述第一可替换接口板在所述位置中的每个位置处具有所述多个基板进出端口中的一个基板进出端口;并且制造所述第一可替换接口板。所述方法进一步包括:将所述第一可替换接口板附接到所述主机的所述第一机面;并且将所述第一多个工艺腔室附接到所述第一可替换接口板,其中所述多个工艺腔室中的每个工艺腔室是从所述主机通过所述多个基板进出端口中的一个基板进出端口可通往的。所述方法可在已经制造出所述主机之后执行(例如,用以改变所述主机的构造)。
附图说明
在附图中的各图中,本公开内容以示例而非限制方式示出,其中相似的附图标记指示类似的元件。应注意,在本公开内容中对“一种”或“一个”实施方式的不同引用不必定是指同一实施方式,并且这样的引用意味着至少一个。
图1A示出了根据本公开内容的实施方式的具有采用第一构造的可重新构造的主机的电子器件制造系统的示意性俯视图。
图1B示出了根据本公开内容的实施方式的具有采用第二构造的可重新构造的主机的电子器件制造系统的示意性俯视图。
图1C示出了根据本公开内容的实施方式的具有采用第三构造的可重新构造的主机的电子器件制造系统的示意性俯视图。
图2A示出了根据本公开内容的实施方式的可重新构造的主机的透视图。
图2B示出了根据本公开内容的实施方式的第一示例可替换接口板的侧视图。
图2C示出了根据本公开内容的实施方式的第二示例可替换接口板的侧视图。
图2D示出了根据本公开内容的实施方式的第三示例可替换接口板的侧视图。
图3描绘了根据本公开内容的实施方式的在基板进出端口的位置处截取的主机和所附接的可替换接口板的横截面侧视图。
图4描绘了根据本公开内容的实施方式的在主机的框架的柱的位置处截取的主机和所附接的可替换接口板的横截面侧视图。
图5示出了根据本公开内容的实施方式的用于组装电子器件制造系统的可重新构造的主机的工艺。
具体实施方式
实施方式针对具有一个或多个可替换接口板的可重新构造的主机(也称为传送腔室)。可重新构造的主机包括多个机面,其中这些机面中的至少一个机面包括被构造为接收可替换接口板的框架。在一个实施方式中,可重新构造的主机包括用于可重新构造的主机的每个机面的框架。可替换接口板可附接到每个框架。盖可位于这些机面的这些框架上方,并且可固定到可替换接口板。在实施方式中,可替换接口板承载,而框架不承载。因此,当将主机的内部空间抽空至真空时,可替换接口板承受竖直(和水平)力,而很少或没有力会施加到这些框架。
在一些实施方式中,主机可具有正方形或矩形形状。一个或多个装载锁定腔室可耦接到主机的一个机面。在一个实施方式中,一个或多个装载锁定腔室耦接到主机的一个机面上的可替换接口板。在一个实施方式中,附加的可替换接口板连接到主机的一个或多个附加的机面,并且一个或多个工艺腔室耦接到一些或所有这些附加的可替换接口板。工艺腔室可执行各种基板工艺,并且耦接到这些机面上的不同可替换接口板的工艺腔室可具有不同尺寸,可具有不同尺寸的基板进出端口,可具有不同连接类型,可具有不同高度,等等。例如,一些基板进出端口可包括以不同间距适应两个终端受动器的高度。而且,每个可替换接口板可被构造为耦接到相同数量或不同数量的工艺和/或装载锁定腔室。例如,一个可替换接口板可被构造为耦接到第一尺寸的单个工艺腔室,第二可替换接口板可被构造为耦接到各自具有与第一尺寸不同的第二尺寸的两个工艺腔室,等等。每个可替换接口板上的一个或多个基板进出端口可将装载锁定腔室和工艺腔室每个与传送腔室接合,以使基板能在这两者之间得到传送。基板进出端口可被设定尺寸并定位在每个可替换接口板上,以适应可耦接到每个机面的腔室的数量和尺寸。具有这样主机的电子器件制造系统可使更宽范围变化和更多样化顺序的基板工艺能在单个系统中执行,由此提高这样的电子器件制造系统的多功能性、能力和/或效率。在其他方面,提供了组装电子器件制造系统的方法。
实施方式中公开的可重新构造的主机和可替换接口板提供了优于传统主机的多个优点。传统主机具有在制造时确定的单一设计。该单一设计具有采用固定尺寸和固定位置的固定数量的基板进出端口。如果在任何时候改变这种常规的主机的构造都会是有利的,那么可用选项是购买具有新构造的新主机。相反,可重新构造的主机可通过制造新的可替换接口板而随时地进行重新构造。如果新构造将是有益的,那么可制造具有新构造的一个或多个新的可替换接口板。然后可从主机移除现有的可替换接口板,并且可将新的可替换接口板附接到主机。因此,在实施方式中,主机的灵活性得以显著地提高。另外,由于因为新的工艺腔室可用、开发了新的狭缝阀技术、开发了新的局部中心探示(local centerfinding,LCF)技术(例如,使用发光二极管(LED)、用于确定晶片在终端受动器或机器人叶片的凹坑(pocket)内的位置的激光和/或其他扫描方法)等而可使用新的可替换接口板来更新主机,因此主机的使用寿命可得以提高。例如,具有过时的狭缝阀技术、过时的局部中心探示技术等的旧的可替换接口板可换成具有新的狭缝阀技术和/或新的局部中心探示技术的新的可替换接口板。
如本文所使用的那样,除非上下文另外明确地指出,否则单数形式的“一个”、“一种”和“所述”包括复数引用。因此,例如,提及“基板”包括单个基板(例如,单个晶片)以及两个或更多个基板的混合;并且提及“工艺腔室”包括一个工艺腔室以及两个或多个工艺腔室的混合等。
如本文所使用的那样,结合测量的量的术语“约”是指该测量的量的正常变化,如本领域的普通技术人员在进行测量并使本领域的技术人员予以一定程度的谨慎时和测量设备的精度所预期的那样。在某些实施方式中,术语“约”包括所引用的数字±10%,使得“约10”将包括9至11。
在本文中对值的范围的陈述仅旨在用作单独地提及落在所述范围内的每个单独值的简要方法,除非本文另有指明,并且每个单独值并入本说明书中,如同在本文中单独地陈述一样。本文中描述的所有方法能够以任何合适的顺序执行,除非本文另有指明或明显地与上下文矛盾。本文中提供的任何和所有示例、或示例性语言(例如,“诸如”)的使用仅旨在说明某些材料和方法,而不对范围构成限制。本说明书中的语言不应被解释为指示任何未要求保护的要素对所公开的材料和方法的实践是必要的。
图1A至图1C示出了具有可重新构造的主机的电子器件制造系统的示意性俯视图。图1A示出了根据本公开内容的实施方式的电子器件制造系统的第一构造100A的示意性俯视图。图1B示出了根据本公开内容的实施方式的电子器件制造系统的第二构造100B的示意性俯视图。图1C示出了根据本公开内容的实施方式的电子器件制造系统的第三构造100C的示意性俯视图。
所述电子器件制造系统被构造为用以处理基板,并且可包括具有四个机面101A至101D的主机(也称为传送腔室)104。尽管以矩形构造示出了四个机面101A至101D,但主机104可替代地具有其他数量的机面(例如,诸如5个机面、6个机面、7个机面、8个机面等)和/或其他形状。在实施方式中,这些机面可具有相同尺寸(例如,相同宽度)或不同尺寸。在一个实施方式中,主机104具有矩形形状,其中机面101A和101C近似彼此平行,机面101B和101D近似彼此平行,并且机面101A和101C近似垂直于机面101B和101D。在一个实施方式中,机面101B和101D具有第一长度,该第一长度是机面101A和101C的第二长度的至少两倍。在一个实施方式中,机面101B和101D的长度为约100至150英寸,并且机面101A和101C的长度为约40至60英寸。在一个实施方式中,主机104具有五边形形状。在一个实施方式中,主机包括具有第一长度的第一机面、在第一机面的两侧上的第二机面和第三机面(各自具有大于第一长度的第二长度),以及分别连接到第二机面和第三机面的第四机面和第五机面(各自具有大于或等于第一长度且小于第二长度的第三长度)。
主机104可包括内部空间134,其中机面101A至101D可限定内部空间134的侧壁。主机104可附加地括基座(未示出)和盖(未示出)。机面101A至101D、基座和盖可一起限定内部空间134。机器人臂(也称为机器人组件)136可设置在主机104的内部空间134内。内部空间134典型地可在主机104的操作期间处在真空下。
机面101A至101D每个可包括框架并可附接有可替换接口板。替代地,机面101A至101D的分组(a subset of)可包括多个框架,所述框架上附接有多个可替换接口板。可以常规的方式制造具有采用固定构造的内置侧壁的其他机面。对于具有框架而不是固定构造的每个机面,可替换接口板可附接到该机面的该框架,并且可形成该机面的侧壁。在任何时候,都可移除附接到机面的现有可替换接口板,并且可将具有不同设计的新的可替换接口板附接到该机面。因此,主机104是具有灵活设计的可重新构造的主机。
在图1A中,可替换接口板128A附接到机面101B,可替换接口板129附接到机面101C,可替换接口板130A附接到机面101D,并且可替换接口板131附接到机面101A。可替换接口板128A具有三个基板进出端口132。每个基板进出端口132可被构造为使水平取向的基板140能从中穿过。基板140可为晶片(例如,半导体晶片或非半导体器件基板)、玻璃板或面板和/或用于制造电子器件或电路部件的其他工件。每个基板进出端口132可为例如形成在主机104的侧壁中或形成在可替换接口板128A、130A中的细长狭槽或狭缝,并且各自可包括例如狭缝阀或用于打开和关闭基板进出端口132的其他合适的装置和/或适合于确定通过基板进出端口132传送的基板140的位置的局部中心探示器(local center finder,LCF)。狭缝阀可具有任何合适的常规构造,诸如,例如L形运动狭缝阀。其他合适的装置也可用于打开和关闭基板进出端口132。在实施方式中,基板进出端口132可包括单闸门或双闸门(例如,具有在基板进出端口处在可替换接口板的内部上的第一闸门和在基板进出端口处在可替换接口板的外部上的第二闸门)。
三个工艺腔室106、108、110附接到可替换接口板128A。工艺腔室106至110每个具有与可替换接口板128A中的基板进出端口132对准的腔室端口。
可替换接口板130A具有三个基板进出端口132。三个工艺腔室112、114、116附接到可替换接口板130A。工艺腔室112至116每个具有与可替换接口板130A中的基板进出端口132对准的腔室端口。
可替换接口板129是没有基板进出端口的实心板。可替换接口板131包括两个基板进出端口132。可替换接口板131耦接到一个或多个装载锁定腔室126(例如,装载锁定腔室126可包括两个并排的装载锁定腔室)。装载锁定腔室126各自具有腔室端口,所述腔室端口与可替换接口板131中的基板进出端口之一对准。
装载锁定腔室126可以各自为批处理型或单基板型装载锁定腔室。在一些实施方式中,装载锁定腔室126可为堆叠装载锁定腔室。例如,装载锁定腔室126可为双堆叠装载锁定腔室、三堆叠装载锁定腔室、具有四个或更多个堆叠装载锁的装载锁定腔室(例如,四装载锁定腔室)等。替代地,装载锁定腔室126可为单空间装载锁定腔室。装载锁定腔室126每个可具有对应于相应基板进出端口132的一个或多个腔室端口。例如,可具有两个单独的基板容积的堆叠装载锁定腔室126可具有分别对应于竖直对准的基板进出端口132的竖直对准的腔室端口。可具有三个单独的基板容积的三堆叠装载锁定腔室可具有对应于竖直对准的基板进出端口的三个竖直对准的腔室端口。单空间装载锁定腔室可具有对应于单个基板进出端口132的单个腔室端口。装载锁定腔室126中的任一装载锁定腔室或多个装载锁定腔室可为堆叠装载锁定腔室、三堆叠装载锁定腔室和/或单空间装载锁定腔室。而且,在一些实施方式中,装载锁定腔室126中的任一装载锁定腔室或多个装载锁定腔室可为能够进行工艺处理的腔室。即,装载锁定腔室126中的任一装载锁定腔室或多个装载锁定腔室或位于其中的任一空间都可以是能够执行基板预热工艺、消除工艺、冷却工艺和/或另一种处理工艺的。
主机104、工艺腔室106至116和/或装载锁定腔室126可以各自在真空压力下操作。工艺腔室106至116可以各自在基板140上执行相同或不同工艺,包括例如沉积、氧化、氮化、蚀刻、抛光、清洁、光刻、检查或类似工艺。也可在其中执行其他工艺。
主机104还可包括在内部空间134中的机器人组件136。机器人组件136可被构造为将一个或多个基板140移入和移出每个工艺腔室106至116和装载锁定腔室126。机器人组件136可被构造为将基板140从任一个腔室直接地传送到附接到主机104的任何其他腔室。在一些实施方式中,基板140可由机器人组件136以任何顺序或方向传送。在一些实施方式中,机器人组件136可具有双传输叶片(或更多个传输叶片,也称为终端受动器),每个传输叶片能独立地伸出到附接到主机104的任何腔室和能独立地从该腔室回缩,由此通过实现并行的基板传送来增加系统产量。在一些实施方式中,机器人组件136可具有单个传输叶片和/或可为SCARA(选择性顺应性铰接式机器人臂(selective compliance articulated robotarm))机器人。替代地,机器人组件136可为用于在附接到主机104的腔室之间传送基板的任何合适的机构,诸如线性机器人或非线性机器人。
装载锁定腔室126可耦接到工厂接口102,所述工厂接口102可耦接到一个或多个FOUP(前开式标准舱(front opening unified pods))118。一个或多个装载锁定腔室126可提供在工厂接口102与传送腔室126之间的第一真空接口。在一些实施方式中,装载锁定腔室126每个可通过与主机(传送腔室)104和工厂接口102交替地连通来增加基板的产量。即,在堆叠或三堆叠装载锁定腔室的任一个空间或一个装载锁定腔室126与传送腔室104连通时,堆叠或三堆叠锁定腔室的其它空间或其它装载锁定腔室126可与工厂接口102连通。在工厂接口102、装载锁定腔室126和传送腔室104之间的基板传送可以任何其他合适的方式进行。
FOUP 118各自可为其中具有用于保持多个基板的固定盒的容器。FOUP 118各自可具有被构造为与工厂接口102一起使用的前开式接口。工厂接口102可具有缓冲腔室(未示出)和一个或多个机器人组件138,所述机器人组件138被构造为经由在FOUP 118与装载锁定腔室126之间的线性、旋转和/或竖直移动来传送基板140。可以任何顺序或方向在FOUP118与装载锁定腔室126之间传送基板。装载锁定腔室126各自可为批处理型或单基板型装载锁定腔室。
控制器171可控制机器人组件138、机器人组件136和/或电子器件制造系统的操作。控制器171可控制在电子器件制造系统中和通过电子器件制造系统处理和传送基板140。控制器171可为例如通用计算机和/或可包括微处理器或其他合适的CPU(中央处理单元)、用于存储控制电子器件制造系统的软件例程的存储器、输入/输出外围设备以及支持电路(诸如,例如电源、时钟电路、用于驱动机器人组件138、136的电路、高速缓存和/或类似物等)。控制器171可被编程为例如通过附接到主机104的工艺腔室中的每个工艺腔室顺序地处理一个或多个基板。在其他实施方式中,控制器171可被编程为通过工艺腔室以任何次序处理基板。在其他实施方式中,控制器171可被编程为跳过和/或重复在一个或多个工艺腔室中对一个或多个基板的处理。控制器171可替代地被编程为以任何合适的方式在电子器件制造系统中处理一个或多个基板。
电子器件制造系统可具有除所示的数量之外的其他合适数量的FOUP 118和/或装载锁定腔室126。在一些实施方式中,耦接到机面101A的装载锁定腔室的数量可独立于耦接到机面101B至101D任一的工艺腔室的数量。例如,装载锁定腔室的数量可不同于耦接到一个机面的工艺腔室的最大数量。而且,在一些实施方式中,至多四个工艺腔室可耦接到单个机面,或者多于四个的工艺腔室可耦接到单个机面,这取决于主机104相对于四个工艺腔室的尺寸的尺寸。
图1B示出了与图1A所示相同的FOUP 118、工厂接口102、装载锁定部126和主机104。然而,在图1B中,可替换接口板128A已经从机面101B移除,并且可替换接口板128B已经附接到机面101B。类似地,可替换接口板130A已经从面101D移除,并且可替换接口板130B已经附接到面101D。与可替换接口板128A的三个基板进出端口132不同,可替换接口板128B具有两个基板进出端口132。类似地,与可替换接口板130A的三个基板进出端口132不同,可替换接口板130B具有两个基板进出端口132。因此,在第二构造100B中,工艺腔室106、108、112和114已经被重新定位,并且工艺腔室110和116已经被去除。
图1C示出了与图1A至图1B所示的相同FOUP 118、工厂接口102、装载锁定部126和主机104。然而,在图1C中,可替换接口板128A已经从机面101B移除,并且可替换接口板128C已经附接到机面101B。类似地,可替换接口板130A已经从面101D移除,并且可替换接口板130C已经附接到面101D。与可替换接口板128A的三个基板进出端口132不同,可替换接口板128C具有四个基板进出端口132。可替换接口板130C具有三个基板进出端口132,但它们在与可替换接口板130A的三个基板进出端口132不同的位置。在第三构造100C中,工艺腔室112在相同位置,但工艺腔室106、108、110、114和116已经被移除并用工艺腔室122、124、125和127替换。
如图所示,任何类型的工艺腔室都可经由可替换接口板连接到主机104的机面。工艺腔室的一些示例包括四工艺腔室(例如,包括工艺腔室106至116)、单工艺腔室(例如,包括工艺腔室125、127)和双工艺腔室(例如,包括工艺腔室122、124)。
基板进出端口132每个可共用一种尺寸或具有不同尺寸。每个可替换接口板128A至128C、130A至130C、129、131可包括相同或不同数量的基板进出端口132,这些基板进出端口的尺寸可类似或不同。例如,一些基板进出端口可具有第一宽度(例如,用以接收200mm晶片),一些基板进出端口可具有第二宽度(例如,用以接收300mm晶片),并且一些基板进出端口可具有第三宽度。每个基板进出端口132的宽度至少宽得足以使基板140能从中穿过。不同尺寸的基板进出端口可使机器人组件136能到达与机面101A至101D之一耦接的腔室内的不同区域。在其中可替换接口板具有两个或更多个基板进出端口的一些实施方式中,基板进出端口可不在基板接口板中横向地居中和/或彼此等距地间隔。在其中可替换接口板具有单个基板进出端口的一些实施方式中,该基板进出端口可在机面上横向地居中或偏置。
在一个示例中,可替换接口板128A能与多个附加可替换接口板互换,所述多个附加可替换接口板具有:a)数量与可替换接口板128A不同的基板进出端口;b)位置相比可替换接口板128A中的多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口,c)尺寸相比可替换接口板128A中的多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口,d)类型与可替换接口板128A不同的狭缝阀,和/或e)类型与可替换接口板128A不同的局部中心探示器。
可替换接口板每个可具有各种数量、尺寸和/或组合的基板进出端口,只要机面的宽度适合于容纳那些数量、尺寸和/或组合的基板进出端口即可。例如,在一些实施方式中,可替换接口板可具有一个基板进出端口132而不是三个基板进出端口132。在其他实施方式中,一个可替换接口板可具有一个第一宽度的基板进出端口132和一个第二宽度的基板接取口132,而另一个可替换接口板可具有一个第一宽度的基板进出端口和一个第三宽度的基板进出端口。如果机面具有合适的宽度,则基板进出端口的各种组合是可能的。这使主机104能被定制以耦接到特定类型和数量的工艺和装载锁定腔室。在一个示例中,第一宽度可为约1.2米,第二宽度可为约2.4米,并且第三宽度可为约800mm。
在一些实施方式中,可将两个电子器件制造系统组合。即,每个主机104的一个机面,诸如,例如第一主机的机面101C和第二主机202的机面,可各自包括使这两个主机能够被耦接(例如,与夹在这两个主机之间的一个或多个装载锁定部耦接)的可替换接口板。这些主机可以以提供用于在这两个主机之间传送基板的直通(pass-through)腔室的方式耦接。这可进一步增强这种电子器件制造系统的多功能性、能力和/或效率。
图2A示出了根据本公开内容的实施方式的可重新构造的主机200的透视图。在实施方式中,可重新构造的主机200可对应于图1A至图1C的主机104。
可重新构造的主机200包括基座206,一组框架安装在所述基座206上。每个框架可对应于并框住主机200的侧面或机面。这组框架在概念上可为具有多个框架面的单个三维框架201,其中这些框架面中的每个框架面框住主机200的一个机面。框架201可包括柱204A至204D,并且可进一步包括连接柱204A至204D的梁208A至208D。这些框架(或框架面)每个可包括基座的一部分、一对柱和连接该对柱的对应梁。例如,基座206、柱204B至204C和梁208A可构成用于第一机面的第一框架(或框架面),基座206、柱204A至204B和梁208B可构成用于第二机面的第二框架(或框架面),基座206、柱204A和204D和梁208C可构成用于第三机面的第三框架(或框架面),并且基座206、柱204C至204D和梁208D可构成用于第四机面的第四框架(或框架面)。
这些框架(或框架面)每个可包括位于基座206中的唇部210A、210B。唇部210A至210B可被构造为通过附接到机面的可替换接口板来支承传递到唇部210A至210B的力。附加地,这些框架(或框架面)每个可包括槽或可接受O形环215、220的其他特征部。O形环可将可替换接口板密封到框架(或框架面)。
如图所示,可替换接口板230附接到主机200的机面的框架(或框架面)。可替换接口板230可经由螺栓、螺钉和/或其他附接机构附接到框架。可替换接口板230可包括经设定的数量、尺寸和位置的基板进出端口234、236,每个基板进出端口可被构造为给机器人臂提供通往工艺腔室的通路。可替换接口板230还可具有狭缝阀(未示出)、LCF(未示出)和/或附接到可替换接口板230上或集成在可替换接口板230中的其他部件。
可替换接口板230可为金属板。例如,可替换接口板可由铝、铝合金、钢或另一种金属形成。在一些实施方式中,可替换接口板包括表面处理部,诸如涂层或阳极化层(例如,Al2O3阳极化层)。涂层的示例包括通过化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、电镀等沉积的涂层。一些示例性涂层包括介电涂层、Al2O3涂层、镀镍层、Y2O3涂层等。可替换接口板230可在附接到主机200之前被涂覆。替代地,可在已经附接可替换接口板之后涂覆主机200。因此,在一些实施方式中,可替换接口板230的部分具有表面处理部。
可替换接口板230附加地包括在可替换接口板230的内底表面上的台阶部232。该台阶部可与以下唇部配合:该唇部在形成可替换接口板230所安装到的框架(或框架面)的基座206的侧壁上。
主机被构造为在真空下操作,这可基于在(例如,可能处在大气压下的)主机的外部与主机的内部空间之间的压差而致使大的竖直力和水平力被施加到主机200。框架201在暴露于这些力的情况下可能弯曲和/或折皱。因此,在实施方式中,可替换接口板(例如,可替换接口板230)被设计成为主机200承载,并且第一机面的框架不承载。因此,可替换接口板230承受由在主机的内部空间与主机的外部之间的压差导致的作用在主机200上的竖直力。这些竖直力可在与台阶部232配合的基座的唇部与台阶部232的界面处从可替换接口板230传递到基座。
在一个实施方式中,当主机200在真空下时,约95000磅压力的竖直力被施加到该主机。在两个机面具有的长度为约100至150英寸并且两个机面具有的长度为约40至60英寸的实施方式中,该竖直力的约30%至40%由附接到长的机面的可替换接口板每个所支承,并且该力的约10%至15%由附接到短的机面的可替换接口板每个所支承。因此,单个可替换接口板可被构造为承受约28500至38000磅的力而无挠曲。
在替代实施方式中,不用台阶部和唇部来将竖直力从可替换接口板中的一个或多个可替换接口板传递到基座206。可替换接口板230可包括在该可替换接口板的内底表面上的销,而不是配合的台阶部和唇部。销可为例如正方形或圆形销,并且可断续地间隔开。多个销可与基座的侧壁中的一个或多个特征部配合,并且竖直力可在一个或多个特征部与多个销的界面处从可替换接口板传递到基座。这些特征部可为例如孔、唇部或与销配合的其他特征部。
在替代实施方式中,基座在可替换接口板下方延伸出,并且竖直力可从可替换接口板传递到基座,而无需在基座或可替换接口板中使用任何台阶部、唇部、销或其他特征部。
尽管未示出,但可将附加的可替换接口板附接到主机200的剩余机面。附加地,盖可在框架201上方和可替换接口板上方被固定到主机的顶部。在实施方式中,盖接触可替换接口板,但不接触框架201。这确保即使在唇部、台阶部、可替换接口板的顶部和/或框架201的顶部的竖直间隔中略有不对准,框架也将不承受任何负载。
图2B示出了根据本公开内容的实施方式的第一示例可替换接口板250的侧视图。第一可替换接口板250包括台阶部232和三个基板进出端口252、254、256,这三个基板进出端口都具有相同的宽度、高度和竖直位置。
图2C示出了根据本公开内容的实施方式的第二示例可替换接口板260的侧视图。第二可替换接口板260包括台阶部232和三个基板进出端口262、264、266,这三个基板进出端口具有变化的宽度和高度。
图2D示出了根据本公开内容的实施方式的第三示例可替换接口板270的侧视图。第三可替换接口板270包括台阶部232和两个基板进出端口272、274,这两个基板进出端口具有相同的宽度和高度但具有不同的竖直位置。
在实施方式中,第一示例可替换接口板250、第二示例可替换接口板260或第三示例可替换接口板270任一都可附接到主机200。
图3描绘了根据本公开内容的实施方式的在机加工到可替换接口板330中的基板进出端口335的位置处截取的主机300和所附接的可替换接口板330的横截面侧视图。主机300包括基座315、框架面(包括基座的一部分、梁320和多个柱(未示出))和盖325。梁320、基座315和柱(未示出)限定用于主机300的机面310的框架(或框架面)。可替换接口板330附接到下述框架:该框架框住主机300的机面310。
基座315包括在基座315的侧壁上的唇部340。可替换接口板330包括在可替换接口板330的内底表面上的台阶部342,其中台阶部342与在基座315的侧壁上的唇部340配合。如前所述,当主机300的内部空间305被抽空至真空时,力350可施加到主机300。这些力可能是可替换接口板330承受的集中力352。如图所示,盖325可接触可替换接口板330,但可不接触梁320。例如,在盖325的底部与梁320的顶部之间可存在小的间隙354。因此,力通过可替换接口板330从盖325传递到基座315的唇部352。
盖325可包括凹口或槽346,O形环可插入凹口或槽346中以确保在盖325与梁320之间(例如,在盖与包括梁320的框架的顶部之间)的密封。附加地,用于可替换接口板330附接到的机面的框架(例如,包括梁320、柱(未示出)和基座的侧壁)可各自包括凹口或槽344,O形环可插入凹口或槽344中以确保在可替换接口板330与框架之间的密封。
在一个实施方式中,可替换接口板330包括在可替换接口板330的内表面的顶部处的唇部390。梁320可包括可与唇部390配合的对应台阶部392。值得注意的是,台阶部392的顶部不接触唇部390的底部。在其他实施方式中,可替换接口板330不包括唇部,并且梁320不包括台阶部。
图4描绘了根据本公开内容的实施方式的在主机的框架的柱420的位置处截取的主机400和所附接的可替换接口板430的横截面侧视图。主机400包括基座415、框架(包括基座的多个部分、多个梁421和多个柱420)和盖325。基座415的第一部分、第一梁(未示出)和柱420限定用于主机400的机面410的第一框架面。基座415的第二部分、第二梁421、柱420和第二柱(未示出)和限定用于第二机面的第二面框架。可替换接口板430附接到下述框架:该框架框住主机400的机面410。
基座415包括在基座415的侧壁上的唇部440。可替换接口板430包括在可替换接口板430的内底表面上的台阶部442,其中台阶部442与在基座415的侧壁上的唇部440配合。如前所述,当主机400的内部空间被抽空至真空时,力450可施加到主机400。这些力可能是可替换接口板430承受的集中力452。如图所示,盖425可接触可替换接口板430,但可不接触框架。例如,在盖425的底部与框架的顶部之间可存在小的间隙454。因此,力通过可替换接口板440从盖425传递到基座415的唇部442。
盖425可包括一对凹口或槽446、448,O形环可插入凹口或槽446、448中以确保在盖425与框架之间的密封。在一个实施方式中,凹口446与凹口448近似同心。附加地,用于可替换接口板430附接到的机面的框架(例如,包括梁(未示出)、柱420、附加柱(未示出)和基座的侧壁)可各自包括一对凹口或槽444、445,O形环可插入凹口或槽444、445中以确保在可替换接口板430与框架之间的密封。在一些实施方式中,凹口444和凹口445可以是近似同心的。
在凹口446和448之间的区域可为中间真空区域。类似地,在凹口444和445之间的区域可为另一个中间真空区域。柱420可包括一个或多个通道(即,孔),这些通道将这些中间真空区域流体地耦接到真空端口490。例如,柱420可包括竖直通道452,所述竖直通道452把在凹口446、448之间的中间真空区域流体地耦接到真空端口490,并且柱420可进一步包括水平通道450,所述水平通道450把在凹口444、445之间的中间真空区域流体地耦接到竖直通道452。
可执行差动泵送(differential pumping)以将这些中间真空区域泵送达到在主机400的内部空间的压力与大气压力之间的压力。第一O形环可设置在框架的凹口445中,其中第一O形环的外表面暴露于外部环境,并且其中第一O形环的内表面暴露于中间真空区域。第二O形环可设置在框架的凹口444中,其中第二O形环的外表面暴露于中间真空区域,并且其中第二O形环的内表面暴露于主机400的内部空间。外部环境具有第一压力,中间真空区域要维持比第一压力低的第二压力,并且内部空间要维持比第二压力低的第三压力。
还示出了垂直于机面410的第二机面的第二框架面。第二框架面包括梁421、柱420和基座415。大的开口405由第二框架面框住。如图所示,凹口或槽460、462被机加工到梁421、基座415和柱420中,其中凹口460、462各自接收O形环以将附加的可替换接口板(未示出)密封到主机400的第二机面。机面410的框架(或框架面)可进一步包括在柱420中的一个或多个附加通道,这些通道流体地耦接到通道452。这些附加的一个或多个通道可把在凹口460、462之间的中间真空区域流体地耦接到真空端口490。
主机的附加框架(或框架面)还可包括在其中钻出或以其他方式形成的通道。这些通道可连接到在其他成对的凹口/O形环之间的附加中间真空区域。这些通道可流体地耦接到在柱420中的通道452并因此耦接到真空端口490。机面410的框架(或框架面)可进一步包括在梁421、和/或附加梁(未示出)、和/或基座415中的一个或多个附加通道,这些通道流体地耦接到在柱420中的一个或多个通道。这些通道可进一步流体地耦接到在附加柱中的一个或多个附加通道,这些通道仍进一步将中间真空区域流体地连接到真空端口490。
在一个示例中,第一框架(或第一框架面)包括在第一机面的第一侧面上的第一柱、在第一机面的第二侧面上的第二柱和将第一柱连接到第二柱的第一梁。第二框架(或第二框架面)包括在第二机面的第一侧面上的第一柱、在第二机面的第二侧面上的第三柱和将第一柱连接到第三柱的第二梁。第三框架(或第三框架面)包括在第三机面的第一侧面上的第二柱、在第三机面的第二侧面上的第四柱和将第二柱连接到第四柱的第三梁。第四框架(或第四框架面)包括在第四机面的第一侧面上的第三柱、在第四机面的第二侧面上的第四柱和将第三柱连接到第四柱的第四梁。
第一框架可包括在第一柱中的一个或多个第一通道,其中所述一个或多个第一通道将第一中间真空区域流体地耦接到真空端口。第一框架可进一步包括在第一梁中的一个或多个第二通道,所述一个或多个第二通道流体地耦接到在第一柱中的所述一个或多个通道。
第一框架可进一步包括在第二柱中的一个或多个第三通道,所述一个或多个第三通道流体地耦接到在梁中的一个或多个第二通道。一个或多个第三通道可将真空端口流体地耦接到在设置在第二框架的外表面上的一对O形环之间的附加中间真空区域。
替代地或附加地,第三框架可包括在第三框架的第三梁中的一个或多个附加通道。附加地,第三框架可包括在第四柱中的一个或多个附加通道,所述一个或多个附加通道把在附加的成对O形环之间的一个或多个中间真空区域流体地耦接到真空端口。
真空端口490可耦接到真空泵(未示出)。可执行差动泵送以减少在O形环上的压差。O形环可具有大的线性表面(例如,在其中机面可具有高达约130或150英寸的长度和约20至50英寸的高度的实施方式中)。这可能会增加在O形环上的泄漏,并且降低密封能力。通过使用差动泵送,可极大地降低泄漏率。在实施方式中,单个真空端口490可流体地耦接到在主机与盖和可替换接口板之间的所有成对O形环之间的中间真空区域。这些连接可通过在主机400的一个或多个框架的梁和/或柱之一或多个中钻出通道(即,孔)来实现,并且可在不使用插塞、横向钻孔或焊接(例如,塞焊)的情况下提供与真空端口490的连接。这可通过最小化额外的可能泄漏点来改进差动泵送的操作。
在另外的实施方式中,使用多级差动泵送,这可包括多组三个同心凹口或槽,各自具有其自己的O形环,和两个相邻中间真空区域。
图5示出了根据本公开内容的实施方式的用于组装电子器件制造系统的可重新构造的主机的方法500。方法500的一些操作可通过处理逻辑执行,这可在计算装置(诸如通用计算机)上执行。例如,可使用安装在计算机上的计算机辅助绘制和/或计算机辅助制造(CAM)软件来执行一些操作。
在方法500的方框502,确定主机构造,包括确定要被耦接到主机的第一机面的第一多个工艺腔室。附加地,可确定要被连接到主机的一个或多个其他机面的装载锁定部和/或工艺腔室。
在方框504,可确定适合于所确定的主机构造(例如,将要适应通往工艺腔室和/或装载锁定部每个的通路)的基板进出端口的位置。在方框506,确定一个或多个可替换接口板的构造。可替换接口板可被构造为在所确定的位置每个处具有基板进出端口。在方框508,可制造可替换接口板。这可包括对金属(例如,铝)进行机加工和/或向可替换接口板的至少一部分施加表面处理。
在方框510,将可替换接口板附接到主机(传送腔室)。这可包括用螺栓或螺钉将可替换接口板拧到主机的适当机面的框架上。在方框512,然后可按照所确定的构造来将所确定的工艺腔室和/或装载锁定部附接到适当的接口板。
工程师可随时确定主机的新构造。此时,可重复方法500。例如,可确定要被耦接到主机的第一机面的第二多个工艺腔室,可确定在将要适应第二多个工艺腔室的机面上第二多个基板进出端口的新位置,可确定在新位置每个处具有第二多个基板进出端口之一的第二可替换接口板的构造,并且可制造第二可替换接口板。第二可替换接口板可具有以下项中的至少一项:数量与第一可替换接口板不同的基板进出端口;b)位置相比在第一可替换接口板中的多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口;c)尺寸相比在第一可替换接口板中的多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口;d)类型与第一可替换接口板不同的狭缝阀;或者e)类型与第一可替换接口板不同的局部中心探示器。
在方框510之前,可从第一可替换接口板移除现有工艺腔室,接着从主机移除第一可替换接口板。随后,可执行方框510和512的操作,从而使主机具有全新构造(例如,具有不同数量的基板进出端口、不同位置的基板进出端口、不同数量和/或类型的工艺腔室等)。
在前述描述中,阐述了许多具体细节,诸如具体材料、尺寸、工艺参数等,以提供对本公开内容的透彻理解。特定特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施方式中。措辞“示例”或“示例性”在本文中用于表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例”或“示例性”的任何方面或设计不必定解释为比其他方面或设计更优选或更有利。相反,措辞“示例”或“示例性”的使用仅旨在以具体的方式呈现构思。如本申请中所使用的那样,术语“或”旨在表示包括性的“或”而非排他性的“或”。即,除非另外指明,或者从上下文清楚,否则“X包括A或B”旨在表示自然包括性变换(natural inclusivepermutation)中的任一种变换。即,如果X包括A;X包括B;或X包括A和B两者,那么在前述情况中的任一情况下都满足“X包括A或B”。贯穿本说明书对“实施方式”、“某些实施方式”或“一个实施方式”的引用意味着结合实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此,贯穿本说明书各处出现的短语“实施方式”、“某些实施方式”或“一个实施方式”不必定全部是指同一实施方式。
已经参考本公开内容的具体示例性实施方式描述了本公开内容。因此,本说明书和附图被认为是说明性意义而非限制性意义的。除了本文中示出和描述的那些之外,本公开内容的各种修改对于本领域的技术人员都将变得显而易见,并且旨在落入所附要求保护的范围内。
Claims (20)
1.一种器件制造系统的主机,包括:
基座;
多个机面,所述多个机面在所述基座上,其中所述多个机面中的第一机面包括第一框架;
盖,所述盖在所述多个机面上方,其中所述基座、所述盖和所述多个机面一起限定内部空间;
机器人臂,所述机器人臂在所述内部空间中;和
第一可替换接口板,所述第一可替换接口板附接到所述第一机面的所述第一框架,所述第一可替换接口板包括多个基板进出端口,其中:
所述多个基板进出端口中的第一基板进出端口被构造为给所述机器人臂提供通往第一工艺腔室的通路;并且
所述多个基板进出端口中的第二基板进出端口被构造为给所述机器人臂提供通往第二工艺腔室的通路。
2.如权利要求1所述的主机,其中所述第一机面具有第一长度,所述第一长度是所述多个机面中的第二机面的第二长度的至少两倍。
3.如权利要求2所述的主机,其中所述主机具有矩形形状,其中所述多个机面包括四个机面,其中所述第二机面垂直于所述第一机面,并且其中所述机器人臂是偏轴(off-axis)机器人臂。
4.如权利要求3所述的主机,其中所述第二机面包括第二框架,其中第三机面包括第三框架,并且其中第四机面包括第四框架,所述主机进一步包括:
第二接口板,所述第二接口板被密封到所述第二机面的所述第二框架;
第三接口板,所述第三接口板被密封到所述第三机面的所述第三框架;和
第四接口板,所述第四接口板被密封到所述第四机面的所述第四框架。
5.如权利要求1所述的主机,其中所述主机被构造为在真空下操作,其中所述第一机面的所述第一框架不承载,其中所述第一可替换接口板承载,并且其中所述第一可替换接口板承受由在所述主机的所述内部空间与所述主机的外部之间的压差引起的作用在所述主机上的竖直力。
6.如权利要求5所述的主机,其中所述第一可替换接口板包括在所述第一可替换接口板的内底表面上的台阶部,其中所述台阶部与在所述基座的侧壁上的唇部配合,并且其中所述竖直力在所述台阶部与所述唇部的界面处从所述第一可替换接口板传递到所述基座。
7.如权利要求5所述的主机,其中所述盖接触所述第一可替换接口板,并且其中所述盖不接触所述第一框架。
8.如权利要求5所述的主机,其中所述第一可替换接口板包括在所述第一可替换接口板的内底表面上的多个销,其中在所述基座的侧壁中的一个或多个特征部与所述多个销配合,并且其中所述竖直力在所述多个销与所述一个或多个特征部的界面处从所述第一可替换接口板传递到所述基座。
9.如权利要求1所述的主机,进一步包括:
第一O形环,所述第一O形环设置在所述第一框架的外表面上,其中所述第一O形环的外表面暴露于外部环境,并且其中所述第一O形环的内表面暴露于中间真空区域;和
第二O形环,所述第二O形环设置在所述第一框架的所述外表面上,其中所述第二O形环与所述第一O形环近似同心,其中所述第二O形环的外表面暴露于所述中间真空区域,并且其中所述第二O形环的内表面暴露于所述内部空间;
其中所述外部环境具有第一压力,其中所述中间真空区域要维持比所述第一压力低的第二压力,并且其中所述内部空间要维持比所述第二压力低的第三压力。
10.如权利要求9所述的主机,其中所述第一框架包括:
第一柱,所述第一柱在所述第一机面的第一侧面上;
第二柱,所述第二柱在所述第一机面的第二侧面上;
梁,所述梁连接所述第一柱和所述第二柱;和
一个或多个通道,所述一个或多个通道在所述第一柱中,其中所述一个或多个通道将所述中间真空区域流体地耦接到真空端口。
11.如权利要求10所述的主机,其中:
所述第一框架进一步包括在所述梁中的一个或多个第二通道,所述一个或多个第二通道流体地耦接到在所述第一柱中的所述一个或多个通道;
所述第一框架进一步包括在所述第二柱中的一个或多个第三通道,所述一个或多个第三通道流体地耦接到在所述梁中的所述一个或多个第二通道;
所述多个机面中的第二机面包括第二框架,所述第二框架包括在所述第二机面的第一侧面上的所述第二柱、在所述第二机面的第二侧面上的第三柱和将所述第二柱连接到所述第三柱的第二梁;
所述第二可替换接口板被密封到所述第二机面的所述第二框架;并且
所述一个或多个第三通道将所述真空端口流体地耦接到在设置在所述第二框架的外表面上的一对O形环之间的附加中间真空区域。
12.如权利要求1所述的主机,其中所述第一可替换接口板能与多个附加可替换接口板互换,所述多个附加可替换接口板具有以下项中的至少一项:a)数量与所述第一可替换接口板不同的基板进出端口;b)位置相比在所述第一可替换接口板中的所述多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口;c)尺寸相比在所述第一可替换接口板中的所述多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口;d)类型与所述第一可替换接口板不同的狭缝阀;或者e)类型与所述第一可替换接口板不同的局部中心探示器。
13.一种用于附接到主机的机面的可替换接口板,所述可替换接口板包括:
多个基板进出端口,其中:
所述多个基板进出端口中的第一基板进出端口被构造为提供从所述主机通往第一工艺腔室的通路;并且
所述多个基板进出端口中的第二基板进出端口被构造为提供从所述主机通往第二工艺腔室的通路;并且
其中所述可替换接口板是为了所述主机承载,并且其中所述可替换接口板被构造为承受由在所述主机的内部空间与所述主机的外部之间的压差引起的作用在所述主机上的竖直力。
14.如权利要求13所述的可替换接口板,进一步包括:
台阶部,所述台阶部在所述可替换接口板的内底表面上,其中所述台阶部被构造为与在所述主机的基座的侧壁上的唇部配合;
其中所述可替换接口板被构造为使所述竖直力在所述台阶部与所述唇部的界面处从所述可替换接口板传递到所述基座。
15.如权利要求13所述的可替换接口板,进一步包括:
多个局部中心探示器,所述多个局部中心探示器附接到所述可替换接口板,其中所述多个局部中心探示器中的每个局部中心探示器被构造为检测通过所述多个基板进出端口中的一个基板进出端口传送的晶片。
16.如权利要求13所述的可替换接口板,进一步包括:
多个销,所述多个销在所述第一可替换接口板的所述内底表面上,其中在所述主机的基座的侧壁中的一个或多个特征部与所述多个销配合,其中所述可替换接口板被构造为使所述竖直力在所述多个销与所述一个或多个特征部的界面处从所述可替换接口板传递到所述基座。
17.一种构造主机的方法,包括:
确定将要耦接到所述主机的第一机面的第一多个工艺腔室;
确定在将要适应所述第一多个工艺腔室的所述第一机面上多个基板进出端口的位置;
确定第一可替换接口板的构造,所述第一可替换接口板在所述位置中的每个位置处具有所述多个基板进出端口中的一个基板进出端口;
制造所述第一可替换接口板;
将所述第一可替换接口板附接到所述主机的所述第一机面;和
将所述第一多个工艺腔室附接到所述第一可替换接口板,其中所述第一多个工艺腔室中的每个工艺腔室是从所述主机通过所述多个基板进出端口中的一个基板进出端口可通往的。
18.如权利要求17所述的方法,进一步包括:
确定将要耦接到所述主机的所述第一机面的第二多个工艺腔室;
确定在将要适应所述第二多个工艺腔室的所述第一机面上第二多个基板进出端口的新位置;
确定第二可替换接口板的构造,所述第二可替换接口板在所述新位置中的每个位置处具有所述第二多个基板进出端口中的一个基板进出端口;
制造所述第二可替换接口板;
将所述第一多个工艺腔室与所述第一可替换接口板分离;
将所述第一可替换接口板与所述主机的所述第一机面分离;
将所述第二可替换接口板附接到所述主机的所述第一机面;和
将所述第二多个工艺腔室附接到所述第二可替换接口板,其中所述第二多个工艺腔室中的每个工艺腔室是从所述主机通过所述第二多个基板进出端口中的一个基板进出端口可通往的。
19.如权利要求18所述的方法,其中所述第二可替换接口板具有以下项中的至少一项:a)数量与所述第一可替换接口板不同的基板进出端口;位置相比在所述第一可替换接口板中的所述多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口;c)尺寸相比在所述第一可替换接口板中的所述多个基板进出端口不同的一个或多个基板进出端口;d)类型与所述第一可替换接口板不同的狭缝阀;或者e)类型与所述第一可替换接口板不同的局部中心探示器。
20.如权利要求17所述的方法,其中所述主机具有矩形形状并且包括所述第一机面、第二机面、第三机面和第四机面,其中所述第一机面和所述第二机面彼此平行并且各自具有第一长度,所述第一长度是所述第三机面和所述第四机面的第二长度的至少两倍,所述方法进一步包括:
制造用于所述第二机面的第二可替换接口板;
将所述第二可替换接口板附接到所述主机的所述第二机面;和
将第二多个工艺腔室附接到所述第二可替换接口板。
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