TW200822183A - Cartesian cluster tool configuration for lithography type processes - Google Patents

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200822183 九、發明說明： • 【發明所屬之技術領域】 V 本發明之實施例大體上是關於包含多個處理站和機械 裝置（robot)的整合式處理系統，其可平行處理多個基材。 【先前技術】 形成電子裝置的製程常施行於多室處理系統（如叢集 〇 工具其可在已控制的處理環境下依序處理基材（如半導 ; 體晶圓）。用來沉積（即塗佈）及顯影光阻材料的典型叢集工 具一般已知為自動化塗佈顯影（track)微影工具、或者甩來 進行半導體清洗製程的典型叢集工具一般稱為溼式/清洗 工具，且將包括主架構來放置至少一基材傳送機械裝置， 以傳送基材於盒/匣架設裝置與多個連接主架構的處理室 之間。叢集工具常用於在已控制的處理環境中以可重複的 方式處理基材。已控制的處理環境有多項優點，包括減少 傳运基材期間和完成各基材處理步驟時基材表面的污染。 ϋ 故在已控制的處理環境下進行處理可減少缺陷生成數量及 增進裝置產量（yield)。 基材製造製程的效力通常衡量二個相關重要因素，即 裝置產量和環境成本（cost of ownership，Co0)。這些因素 彳艮重要’因其直接影響電子裝置的生產成本，並影響製造 業者的市場競爭力。儘管影響CoO的因素很多，然其深受 系統與腔室產能（throughput)的影響，此或可簡述為一預定 處理程序每小時處理的基材數量。處理程序一般定義成叢 6 200822183 集工具中一或多個處理室完成裝置製造步驟或處理方法步 . 驟的順序。處理程序一般可包含各種基材（或晶圓）電子裝 置製造步驟。為降低Co 0，電子裝置製造業者常耗費很多 時間試圖最佳化處理程序和腔室處理時間，以達到叢集工 具構造和腔室處理時間極限内可得的最大基材產能。 - 在自動化塗佈顯影微影型叢集工具中，由於腔室處理 、 時間相當短（如約1分鐘完成處理），且完成典型處理程序 所需的處理步數相當多，因此完成處理程序所需的時間有 ^ 一大部分是用來傳送基材於各種處理室之間。典型的自動 化塗佈顯影微影處理程序一般將包括以下步驟：沉積一或 多個均勻光阻層於基材表面、接著將基材傳出叢集工具並 傳至獨立的步進或掃描工具，以利用光阻改質電磁輻射曝 照光阻層而圖案化基材表面、然後顯影經圖案化的光阻 層。若叢集工具的基材產能非受限於機械裝置，則最久的 處理方法步驟通常將會決定處理程序的產能。但自動化塗 ’ 佈顯影微影處理程序通常並非如此，因其處理時間短且處 - 理步數多。用於傳統製程的系統產能（例如執行典型製程的 1/ 自動化塗佈顯影微影工具）一般為每小時1 00-120個基材。 其他影響 CoO估算的重要因素為系統可靠度和系統 正常運行時間。這些因素對叢集工具的收益及/或效用而言 非常重要，因為系統無法處理基材的時間越長，使用者因 此損失的金錢越多。故叢集工具使用者和製造業者皆不遺 餘力開發可靠的製程、硬體和系統，以增加正常運行時間。 第1圖為習知叢集工具構造的上視圖（如叢集工具 7 200822183 2 2)，包含三個處理格1 6，其分別包含機械裴置1 7、 多個送入口 21(例如送入口 21A-21C)、和一或多個圍 械裝置17(例如機械裝置17A-17C)的處理室18。叢集 22 —般還包含具前端機械裝置20與一或多個基材£ 前端單元19。在習知叢集工具構造中，處理室18的 和數量受限於機械裝置17A-17C可及之範圍，因此除 集工具另增處理室（例如處理格16，），否則無法加大月 當增加新的處理格16,時，叢集工具22亦須增設新的 裝置，以將基材傳送到新增處理室1 8。因每一基材須 各處理格中央的機械裝置才能從一處理格1 6傳送到 處理格，故基材傳送通過叢集工具22的過程是以“串 而非平行方式完成。然串聯程序的可靠度與執行程序 串聯組件的可靠度呈比例關係。額外增設機械裝置至 工具將降低系統的可靠度。例如，採用正常運行時間 9 9%之二機械裝置的傳送程序將限定系統的正常運行 為98.01%;而採用單一機械裝置協助相同處理室數量 統的正常運行時間為99%。系統的的正常運行時間為 估算的重要因素之一，故需要可減少串聯步數和串聯 的叢集工具。 如第1圖所示的先前技術構造需使用多個遍及叢 具22的送入口 21和多個機械裝置’以元成整個叢集 的傳送處理程序。例如，第一機械裝置17八將傳遞各 至送入口 21B，使鄰近的第二機械裝置PB可拾起及 基材到處理袼1 6之處理室内的預定位置。處理完處理 一或 繞機 工具 23的 尺寸 非叢 ‘寸。 機械 利用 另一 聯”、 之各 叢集 各為 時間 之系 C〇〇 組件 集工 工具 基材 傳送 室内 8 200822183 的基材後，接著利用第二機械裝置i 7B將基材放回原由第 一機械裝置1 7 A拾起的送入口 2 i B處。傳統的叢集工具傳 送程序需多次傳遞至送入室，如此需進行一些非加值型移 動（non-value added move)來傳送基材於叢集工具μ的各 處理格16間’因而不W C〇〇估算。非加值型移動备減小 基材產能及降低叢集工具可靠度，也相對付出不少

C 由於自動化塗佈顯影微影室處理時間相當短，且完成: 處理程序所需的處理步數相 傳遞次數、機械裝置的非I:移統產能深受晶圓 靠度的影響。故需要可減少非加值：和糸統組件可 次數的叢集工具。 1移動（例如送入步驟） 建構具大量處理室盥媳 影型叢集工具)所引起的“門：：的叢集工具(通常指微 難、叢集工具於操作時不易維修於隹”工具的製造困 最終使用者的重炎 _ 〆叢木工具不易配置符合 J而本。這此pq (footprint)宜翕β , 二問碭*起因於叢集工具的足印 )且盡1小，但叢隼 门 與機械組件以達成預定的h 好具有㈣的腔室 構造還容易製造、& & 、、產故需要比先前技術型 维修、配番 隨著半導體裝置尺寸曰M L且足印較*的叢集工具。 減少裝置產生的熱量 ：：小來提高裝置處理速度及 低。為降低製程變異，”製程變異的容忍度已不斷減 言，其重要因青之_ 自動化塗佈顯影微影處理程序而 同樣的“晶圓歷史，，。基 :了叢集工具的每一基材具有 控，以確認彳I # 的日日圓歷史一般由製程工程師監 後績可能影響裝置性能的裝置製程變異均加以 9 200822183 控制，使同批基材總是以相同的方式處理。為確保各基 具有同樣的“晶圓歷史”，各基材需經歷相同、可重複的 材處理步驟（如前後一致的塗佈製程、硬烤製程、冷卻製 等），且處理每一基材之處理步驟間的間隔時間需相同。 影型裝置製程尤其易受製程條件差異與方法步驟時距變 的影響，此會直接影響製程變異性和裝置最終性能。故 要能進行製程變異低且各處理步驟間隔時間差異小之處 程序的叢集工具和支援設備。並且，需要能執行處理結 均一且具再現性之裝置製造製程，並可達成預定基材產 的叢集工具和支援設備。 因此需要系統、方法、和設備來處理基材，以達到 需的裝置性能目標及增進系統產能，進而降低處理程序 CoO 〇 【發明内容】 本發明大體上提出用於處理基材的叢集工具，包含 包括第一組二或多假垂直堆疊之處理室與第二組二或多 垂直堆疊之處理室的第一處理架件，其中第一組和第二 的基材處理室各具有對齊第一方向的第一側邊，且第一 向大致垂直於垂直方向、一包括第三組二或多個垂直堆 之處理室與第四組二或多個垂直堆疊之處理室的第二處 架件，其中第三組和第四組的基材處理室各具有對齊第 方向的第一側邊、一第一機械構件，用以沿著平行第一 向的方向移動及放置基材至第一處理架件的基材處理室 材 基 程 微 異 需 理 果 能 所 的 個 組 方 疊 理 方 10 200822183 一第二機械構件，用以沿著平 级知 爷十仃弟一方向的方向移動及玫 置基材至第二處理架件的其 木什们暴材處理室、一第三機械構件， 連接第-處理架件的處理室與介面構件的第〆處理模組、 一第四機械構件，連接第-#饰加l 认哲 乐一處理架件的處理室與介面構件 的第二處理模組、以及一第石 機械構件，設於介面構件内 且連接第一處理模組與第二處 ^ 处理換組，其中第五機械構件 疋用來連接介面構件中的一外部模組。 Ο 本發明之實施例亦提出用於處 合一, 地里暴材的叢集工具，包 匕括第'、且二或多個垂直堆疊之處 多個垂直堆疊之處理室的第_ ，、—、及一或 _ 处主木件，盆中第一鈿1哲 二組的二或多個基材處理室具 八 ，、，第 邊、-包括第三組二或多個垂直堆：弟-方向的第-側 或多個垂直堆疊之處理室的第- 至，、弟四組一 第四组的二或多個基材處理室具有對齊第一、弟二、、且和 邊、—第一機械構件’用以傳送基材至第::向的第一側 材處理室，其中第一機械構件包含 處理架件的基 接收面於葉片上的第—機械裝置，其；機械葉片與基材 出傳送區並用來放置基材到大致位於第機械裝置定義 個位置，第-平面平行第一方向和垂直第—面内的-或多 向、一第一移動構件，以大致垂直第—方向的第二方 位第一機械裝1、和-第二移動構件，以：的第三方向定 向的方向定位第—機械致平行第-方 甘u 乐一機械槎杜 土至第二處理架件的基材處理室，其中’用以傳送 含一具有機械葉片與基材接收面於葉、片第二機械構件包 、 的第一機械裝 11 200822183

置，其中第二 致位於第一平 向和垂直第一 垂直第一平面 動構件，以大 一第三機械構 的第一處理模 第四機械構件 第二處理模組 一第五機械構 第二處理模組 的一外部模組 機械裝 面内的 方向的 的第三 致平行 件，連 組，且 ，連接 ，且介 件，設 ，其中 置定義 一或多 第二方 方向定 第一方 接第一 介面構 第二處 面構件 於介面 第五機 出傳送區 個位置， 向、一第 位第二機 向的方向 處理架件 件設置鄰 理架件的 設置鄰接 構件内且 械構件是 並用來 第一平 二移動 械裝置 定位第 的處理 接第一 處理室 第二處 連接第 用來連 放置基材至 面平行第一 構件，以> 、和一第β 二機械装I 室與介面考 處理架件、 與介面構伞 理架件、 以 處理模組 接介面構件

本發明之實施例更提出用於處理基材的叢集工具 含一，一處理架件，包括第一組二或多個垂直=疊二處 至，每一處理室具有對齊第一方向的第一寬度、和第一 二或多個垂直堆疊之處理室，每一處理室具有對齊第一 向的第二寬度，其中第一方向大致垂直於垂直方向， ^ J3L 二寬度大致為第一寬度的倍數、以及一第一機械構件， 以沿著平行第一方向的方向移動及放置基材至第—處理 件的基材處理室。 本發明之實施例還提出用於處理基材的叢集工具， 含一包括第一組二或多個垂直堆疊之處理室與第二組二 多個垂直堆疊之處理室的第一處理架件，其中第一組和 二組的二或多個基材處理室具有對齊第一方向的第— 大 方 致 移 \ 件 的 及 與 中 包 理 組 方 第 用 架 包 或 第 側 12 200822183 邊、一包栝第三組二或 . 或多個蜜直堆桑之處理 第四組的二或多個基材 ， 邊、一第一機械構件， 材處理室，其中第一機 - 有機械葉片與基材接收 、 第一機械裝置定義出傳 一平面内的〆或多個位 ζ) 第一方向的第二方向、 平面的第三方向定位第 以大致平行第一方向的 械構件，用以傳送基材 中第二機械構件設在中 基材接收面於葉片上的 定義出傳送區並用來放 或多個位置’第一平面 0 二方向、一第三移動構 向定位第二機械裝置、 一方向的方向定位第二 鄰接第一處理架件與第 械裝置是用來傳送基材 送入室，設置鄰近中央 前端機械裝置、第一機 多個垂直堆疊之處理室與第四組二 室的第二處理架件，其中第三組和 處理室具有對齊第一方向的第一側 用以傳送基材至第一處理架件的基 械構件設在中央模組内且包含一具 面於葉片上的第一機械裝置，其中 送區並用來放置基材到大致位於第 置，第一平面平行第——方向和垂直 一第一移動構件，以大致垂直第一 一機械裝置、和一第二移動構件， 方向定位第一機械裝置、一第二機 至第一處理架件的基材處理室，其 央模組内且包含一具有機械葉片與 第二機械裝置，其中第二機械裝置 置基材到大致位於第一平面内的一 平行第一方向和垂直第一方向的第 件，以大致垂直第一平面的第三方 和一第四移動構件，以大致平行第 機械裝置、一前端機械裝置，設在 二處理架件的介面構件+，前端機 進出連接介面構件的昆盒、以及一 模組和介面構件，並用來接收來自 械構件與第二機械構件的基材。 13 200822183 【實施方式】 本發明大體上提出利用多室處理系統（如叢集工具）處 理基：的設備和方法，纟更容易配置、系統產能更高、系 統可靠度更佳、裝置產量性能更好、晶圓處理歷史（或晶圓 歷史）更具再現性、且足印更小。在一實施例中，叢集工具 是用來進行自動化塗佈顯影微影製程，其中基材塗上感光 材料，接著傳送到步進機/掃瞄器，讓某類型的輻射曝照感 Γ

U 光材料而形成感光材料圖案，然後於叢集工具中完成顯影 製程來移除部分感光材料。 第2-7圖繪示可用於本發明各種實施例的不同機械裝 置與處理室構造。各種叢集工具1〇實施例通常採用二或多 個以平行處理結構配置的機械裝置，用以傳送基材於處理 架件(如處理架件60、80等)的各處理室間，進而進行預定 的處理程序處理基材。在—實施例中，平行處理結構包含 二或多個機械構件η(第2A及2B圖的機械構件uA、 叫，其沿著垂直方向（以下指z方向）、水平方向（即傳送 方向（X方向））、和垂貪德访 > 罝得、方向的方向（y方向）移動基材， 使基材得以在虛理恕此Π各 慝理木件（如處理架件60、80等）中對齋傳送 方向的各處理室處採。伞 丁處理結構的優點之一在於，當 機械褒置無法運作或進彳千 / 一 、准t時，糸統仍可使用系統内 的其他機械裝置而繼續處 目 材。一般來說，在此所述之

實施例具有優勢，田t ω + A 驻 /各組處理室乃由二或多個機械 裝置&供協助，故可·接古本 ㈤故了挺-產能和增進系統可靠度。另外，

在此所述之實施例一 Jn·專田A 又 來減少及控制基材傳送機制產 14 200822183 的力今以免降低裝置產量和造成基材報廢等問題而影 響叢集工具的c〇〇。此結構的另〆優點為，彈性的模組式 ， 、纟°構可讓使用者依產能需求配置適當數量的處理室、處理 y、牛矛處理機械裝置。雖然第2 - 7圖缘示可施行本發明 . 各種態樣的機械構件U實施例，但其他類型的機械構件 11也可用來執行同樣的基材傳送與放置功能，此亦不脫離 % 本發明之基本範圍。 \ # 故 MX. 構造 Α·系統欉^ 第2Α圖為一叢集工具1〇實施例的立體視圖，其說明 本發明一些態樣的優點。第2Α圖繪示叢集工具丨〇之一實 施例，包含二個用以接近垂直堆疊於第一處理架件與第 處理架件80之各處理室和外部模組5的機械構件。在一 態樣中，若叢集工具10是用來完成光微影處理程序，則可 為步進/掃描工·具的外部模組5附加在背面區域45(第2Α 〇 圖未繪示），以進行一些額外的曝光型製程步驟。如第2Α 圖所不，叢集工具1 0之一實施例包含前端模組24和中央 模組25 。 ' 第2Β圖為第2Α圖之叢集工具1〇實施例的平面圖。 前=模組24 —般包含一或多個盒件1〇5(如盒件i〇5a_D) 和前端機械構件15。一或多個盒件1〇5或前開式晶圓盒 (fr〇nt opening unif〇rm p〇d; F〇Up)通常是用來接收一或; 個® 1〇6含有-或多個待於叢集工具1〇中處理的 15 200822183 基材“W”或晶圓。在一態樣中，前端模組24還包含一或多 個送入位置（如第2B圖的元件符號9A-B)。 Ο

在一態樣中，中央模組25具有第一機械構件11A、第 二機械構件11 B、第一背面機械構件4 0 A、第二背面機械 構件40B、第一步進機械裝置46、第一處理架件60、和第 二處理架件80。第一處理架件60與第二處理架件80包含 各種處理室（例如塗佈/顯影室、烘烤室、冷卻室、濕式清 洗室等，其將進一步討論於下（第2 C _ D圖）），用以進行基 材處理程序的各製程步驟。 之一實施例的側視圖，其從面對第一處理架件6〇與第二處 理架件8〇的角度且最接.近側邊60A的側面觀之，並與第 2A-2F圖、第4a_4b圖、和第7圖的視角一致。第一處理 架件60與第二處理架件8〇 一般包含一或多組垂直堆疊的 處理室或個別放在架上，以進行一些預定的半導體或^面 顯不裝置製造步驟來處理基材。例如在第2C圖中，第一 處理架件60具有五組或五欄垂直堆疊的處理室。一般來 說’這些裝置製造步驟可包括沉積材料至基 其：y*主= 衣面、清洗 土材表面、蝕刻基材表 或以某類型的 祛I 钿射曝照基材， 1之暴材的—或多個區域產生物理或化學變化。 φ 锋 在一實施例 ’第一處理架件60和第二處理架件8〇内 理宮，爾、 网含一或多個處 用Μ進行一或多個光微影製程步驟。在—$ 處理架件6G、8G可包含一或多個塗佈/顯/樣中，、 多個冷卻室18〇、一或多個烘烤室19〇、一 或 ^夕個曝光邊緣 16 200822183 球狀物去除（optical edge bead removal·，OEBR)室 162、一 • 或多個支撐室165、整合式烘烤/冷卻室800、整合式曝光 . 後烘烤（PEB)室 801、及/或一或多個六甲基二矽胺 (hexamethyldisilazane，HMDS)處理室 170。有益於本發明 一或多個態樣之塗佈/顯影室、冷卻室、烘烤室、〇 E B R室、 PEB室、支撐室、整合式烘烤/冷卻室、及/或HMDS處理 • 室的例子可進一步參見美國專利申請案號11/1 12,281、西 元2005年4月22曰申請的申請案，其一併引用於此且不 I ] 與本發明相悖。有益於本發明-一或多個態樣之整合式烘烤/ 冷卻室與整合式PEB室的例子可進一步參見美國專利申請 案號11/1 11，154、西元2005年4月11日申請的申請案、 和美國專利申請案號11/111,3 5 3、西元2005年4月11日 申請的申請案，其均一併引用於此且不與本發明相悖。 在一實施例中，如第2E圖所示，當叢集工具1〇用來 . 進行光微影型製程時，第一處理架件60可具有8個塗佈/ 顯影至160(標示為CDl-8)、6個冷卻室18〇(標示為ci-6)、 〇 6個整合式供烤/冷卻室800(標示為BCK)、8個整合式 PEB室8〇1(標示為ΡΕΒ1·8)、和2個〇EBR室162(標示為 OEBR1-2)。在一實施例中，如第π圖所示，當叢集工具 10用來進行光微影型製程時，第二處理架件8〇可具有8 個塗佈/顯影室160(標示為CD1-8)、18個整合式烘烤/冷卻 室800(標示為BC1_18)、6個整合式ρΕβ室8〇ι(標示為 PEB1-6)、和6個支撐室165(標示為S1_6)。第2e_f圖中 的處理室方向、位置、類型、和數量並非用來限定本發明 17 200822183

之範圍，而是舉例說明本發明之實施例。有益於本發明一 或多個態樣之整合式烘烤/冷卻室或整合式PEB室的例子 可進一步參見美國專利申請案號 1 1/1 74,78 1、西元2005 年7月5日申請的申請案、美國專利申請案號11/174，782、 西元2005年7月5曰申請的申請案、和美國專利申請案號 1 1/413,9 60、西元2006年4月28曰申請的申請案，其皆 一併引用於此且不與本發明相悖。有益於本發明一或多個 態樣之塗佈/顯影室的例子可進一步參見美國專利申請案 號11/112，281、西元2005年4月22曰申請的申請案、美 國專利申請案號1 1 /1 1 1,353、西元2005年4月20日申請 的申請案、和美國專利申請案號11 /111，1 5 4、西元2 0 0 5年 4月20日申請的申請案，其皆一併引用於此且不與本發明 相#。有益於本發明一或多個態樣之烘烤/冷卻室的例子可 進一步參見美國專利申請案號11/112,281、西元2005年4 月22曰申請的申請案，其一併引用於此且不與本發明相 悖。 參照第2B圖，在一實施例中，前端機械構件丨$是用 來傳送基材於設在盒件105(參見元件符號1〇5A_D)内之g 106與一或多個送入位置（參見第2B圖的送入位置9A-B) 之間。在另一實施例中，前端機械構件1 5是用來傳送基材 於設在盒件105内之匣與一或多個處理室之間，處理室位 於毗連前端模組24的第一處理架件60或第二處理架件8〇 中。前端機械構件1 5 —般包含水平移動構件〗 裝置⑽，其可-起用來放置基材至前端模組2/中= 18 200822183 水平及/或垂直位置、或中央模組25中的鄰接位置。依據 系統控制器101送出的指令，前端機械構件15可利用一或 多個機械葉片15C傳送一或多個基材（此將說明於下）。在 一程序中，前端機械構件15將基材從匡1〇6傳送到其中一 個送入位置9A-B。送入位置一般為基材架設區域，:可包 533(^ 3

C

匿1〇6,並可接收來自第一機械構件的基材，且利用第二 機械構件移開及重新放置基材。在一態樣中，設在送入位 置的送入處理室可用來施行預定處理程序的一或多個處理 步驟，例如HMDS處理步驟、或冷卻/降溫處理步驟、或美 材缺口對準步驟。在一態樣中，各中央機械構件（即第二ς 械構件1丨八和第二機械構件11Β)可進入各送入位置9Α_Β。 參照第2Α-Β圖，第一機械構件UA和第二機械構件 UB將基材傳送到第一處理架件6〇與第二處理架件⑽中 不同的處理室。在一實施例中，為實行傳送叢集工具1〇 之基材的方法，第一機械構件UA和第二機械構件具 有結構相仿的機械構件η，其各具有連接系統控制器ι〇ι 的至少一水平移動構件9〇、垂直移動構件％、和機械硬體 構件85。在一態樣中，第一處理架件6〇的側邊6〇β與第 一處理架件80的側邊80Α均平行對準各機械構件（即第一 機械構件11Α和第二機械構件11Β)的水平移動構件9〇(此 將說明於下）〇 系統控制器101是用來控制完成傳送所需之各組件的 位置與動作。系統控制器1〇1通常為用來協助整體系統的 19 200822183 控制及自動化，且一般包括中央處理單元（CPU)(未繪示）、 §己憶體（未繪示）、和支援電路（或I / 〇)(未繪示）。c p u可為 • 任一型式的電腦處理器，其可用於工業設定來控制不同的 系統功能、處理室製程與支援硬體（如偵測器、機械裝置、 馬達、氣體源硬體等）、以及監視系統與處理室製程（如腔 室溫度、處理程序產能、腔室處理時間、1/0訊號等）。記 憶體連接CPU，且可為一或多種容易取得的記憶體，例如 隨機存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體（ROM)、軟碟、硬碟、 C ) , 或其他近端或遠端的數位儲存器。軟體指令與資料可加以 編碼及儲存於記憶體，用以指示CPU。支援電路亦可連接 CPU ’以藉由傳統方式支援處理器。支援電路可包括高速 緩衝儲存器、電源供應器、時鐘電路、輸入/輸出電路、次 系統等。系統控制器丨0丨可讀取的程式（或電腦指令）決定 施行於基材的任務。較佳地，程式為系統控制器1〇1可讀 • 取的軟體，其包括進行監測相關任務的編碼、和處理程序 任務與各種腔室處理方法步驟的執行。 參照第2B圖，在本發明之一態樣中，第一機械構件 11A從至少一側（如側邊60B)接取及傳送基材於第一處理 架件60的各處理室之間。在一態樣中，第二機械構件11B 從至少一侧（如側邊80B)接取及傳送基材於第二處理架件 80的各處理室之間。在一態樣中，期第一機械構件11A只 進入第一處理架件60内的處理室，而第二機械構件11B 只進入第二處理架件8 〇内的處理室，以防機械裝置相撞並 減少預定處理程序期間每一基材歷經的製程變數（例如傳 20 200822183 送時間、機械葉片溫度）。 . 在一實施例中，第一機械構件1 1A和第二機械構件 11B均用來從側邊60B“重疊”或接取及傳送基材於第一處 理架件60内的各處理室間和從側邊80A‘‘重疊”或接取及傳 送基材於第二處理架件80内的各處理室間。藉著水平移動 •構件90、垂直移動構件95、和機械硬體構件85的組件共 - 同運作、及依據系統控制器1 〇 1送出的指令，可使機械葉 片87伸入處理室及自處理室縮回機械葉片87。二或多個 〇 如第一機械構件1 1 A與第二機械構件1 1 B的機械裝置具相 互“重疊”的能力是有益的，因其可重複傳送基材，進而增 進叢集工具可靠度、正常運行時間、和基材產能。機械裝 置“重疊” 一般是指二或多個機械裝置接取及/或獨立傳送 基材進出同一處理室。二或多個機械裝置重複進入處理室 可有效避免系統機械裝置發生傳送瓶頸，此乃因使用中的 機械裝置可幫助限制系統產能的機械裝置脫困。故藉由均 ，衡各機械裝置於處理程序期間的負載量，可提高基材產 • 能、加強基材之晶圓歷史的再現性、和增進系統可靠度。

U 在本發明之一態樣中，各種重疊之機械構件（如第2-7 圖的元件符號1 1 A、1 1 B等）可同時進入水平相鄰（X方向） 或垂直相鄰（y方向）的處理室。例如採用第2B及2F圖所 示的叢集工具構造時，第一機械構件11 A可進入第一處理 架件60中的處理室CD6，而第二機械構件ι1Β可同時進 入處理室CD5，且不會相互碰撞或干擾。在另一實施例中， 若採用第2B及2F圖所示的叢集工具構造，則第一機械構 21 200822183 件11A可進入第二處理架件8〇中的處理室^，第_ ^ —機械 ' 構件11B可同時進入處理室Bcn，且不會相互碰撞 一 擾。 〆 在一態樣中，系統控制器1〇1可依據計算得到的最佳 • 產能來調整整個叢集工具的基材傳送程序、或於無法操^ •的處理室周圍運作。可增加產能之系統控制器1〇1的特徵 • 之一已知為邏輯排程。邏輯排程依據使用者和遍佈叢集工 p 具之各種感測器提供的輸入值排列任務與基材移動的優先 順序。邏輯排程可檢視各機械裝置（如前端機械構件15、 第一機械構件11A、第二機械構件11B等）待進行的任務清 單其儲存在系統控制器i 0丨的記憶體内，以協助均衡各 機械裝置的負載量。利用系統控制器1〇1提高叢集工呈的 刪，將可改善叢集工具的c〇〇、使晶圓歷史更具：現 性、及增進叢集工具的可靠度^ - ·在^"樣中，系統控制器101還可防止各種重疊之機 &裝置相撞，並增加基材產能。在一態樣中，系統控制器 u 1G1更可程式化來監控叢集卫具中所有機械裝置的水平移 動構件9〇、垂直移動構件95、和機械硬體構件85的移動，

以免“重疊，，之嫵p@ L 胃古/機械裝置相撞，並使所有機械裝置同時移動 而提同系統產能。此所謂的“防撞系統，，可以多種方式實 mu系統㈣器1G1在傳送 機械裝置上或《隹 罢、 -集工具中的種種感測器監控各機械裝置的 位置，以免碰格 。在-態樣中，系統控制器可主動改變各 機槭裝置於偯a、m / 辱k過程的移動及/或軌道，以防碰撞及縮短傳 22 200822183 送路徑。 參照第2Β圖，在一實施例中，第一介面室48及/或第 二介面室49是用來施行曝光邊緣球狀物去除（optical edge bead removal，0EBR)製程、基材冷卻製程、或整合式烘烤 與冷卻製程。有益於本發明一或多個態樣之曝光邊緣球狀 物去除室、基材冷卻室、或整合式烘烤/冷卻室的例子可進 一步參見美國專利申請案號11/112,281、西元2005年4月

Ο 22曰申睛的申請案’其一併引用於此且不與本發明相悖。 在一實施例中，第一介面室48及/或第二介面室49是用來 執行度量衡型功能及透過控制器1 〇!將結果傳達給使用 者。在一態樣中，介面室48、49包含垂直堆疊排列的度量 衡室（未繪示），如此可平行處理多個基材。在一態樣中， 介面室48、49包含多個度量衡室（未繪示）和多個交換室（未 缘示)一’其配置類似第3圖。典型的度量衡室可包括傳統微 粒測$工具、傳統光阻厚度測量工具、及/或傳統關鍵尺寸 (CD)測量工具，但不以此為限。 介面機械 在一貫施例中，如第2A-2F圖所示，中 有第一背面機械槿杜μ Δ壤 ^ 、、、、且25具 Μ八如牛 “機械構件伽、和用 來接合如步進/输糾莊如, 矛用 知馬裝置50之外部模組5的 藉以施行無縫之處 構件47， %孓慝理程序。在此配置下，一 件40Α、第二势；她 示一牙面機械構 面機械構件40Β、和介面構件 機械裝置46用來偟、、， 内的介面 傳运基材及控制基材在叢举 取苯工具1 〇與外 23 200822183 部模組5之間移動。在一態樣中，第一背面機械構件4〇a 和第二背面機械構件40B傳送基材於第一處理架件60及/ 或第二處理架件8 0内之各處理室與介面構件4 7或外部模 組5内之位置間。在一態樣中，外部模組5為傳統步進或 掃瞄模組，其例如可取自Belmont，CA的尼康精機公司 (Nikon Precision Inc·)、Lake Success，NY 的美國佳能公司 (Canon U.S.A. Inc·)、或 丁6111?6，八2的美國八3^11^公司。 在一實施例中，第一背面機械構件40A和第二背面機械構 件4 0 B直接接取及放置外部模組5中的基材。在一態樣 中，若第一背面機械構件40A和第二背面機械構件40B直 接接取及放置外部模組5中的基材，則叢集工具構造可省 略配置介面機械裝置40 〇 參照第2B圖，在一態樣中，第一背面機械構件4〇 A 和第二背面機械構件40B —般包含具單一臂手/葉片40E 的傳統選擇性順應裝配機械臂（selectively c〇mpiiant articulated robot arm，SCARA)裝置。在另一實施例中，第 一背面機械構件40A和第二背面機械構件40B可為具二獨 立控制之臂手/葉片（未繪示）的SCARA型裝置，用以交換 及/或傳送兩組基材。具有二獨立控制之臂手/葉片的機械 裝置有利於使機械裝置先移開預定位置的基材，再放入下 一基材到同一位置。一具二獨立控制之臂手/葉片的機械裝 置範例可購自 Fremont， CA 的亞士帝公司（Asyst Technologies) 〇 在一實施例中，介面構件47 —般包含介面機械裝置 24 200822183 46、第一介面室48、和第二介 〜 材在外部模組5内之各势I ;丨面室49，用以放置及控制基 中，第一介面室48和第二八— 間私動。在一實施例 中央模組25移動到外部模組$至或==入室，供基材從 央模組25,以於步進機械裝置❹各北#組5移動到中 背面機械構件40A或第一北 月面機械構件（第一 材。此配置方式的優點在於，牛 ）間傳遞基 、Y進機械裳置4 6可和制值、关 基材於外部模組5舆巾工制傳送 <間。使用步進機赫奘罾 46亦可於喚醒等候之背崧 代裝置 機械構件（如機械構件4〇Α盥 40Β)時解凍其來執行關鍵任務，直 ” 成較不重要的任務。 交換室 第3圖繪示交換室533的_實施例，其可設在處理竿 件（如處理架件60、80)的支撐室165(第汀圖）。在一實施 例中’交換室533是用來接收及留住基材，使叢集工具ι〇 内的至少二機械裝置可放下或拾起基材。在_態樣中，背 面機械構件40和中央模·组25内的至少一機$裝置可放下 及/或接收交換室533的基材。交換室533 一般包含基材支 撐件65卜封閉區652、和至少—位於封閉區以〕壁面的入 口 653。基材支撐件651 —般包括複數個支撐指狀物件 660(第3圖繪示6個），其具有用來支撐及托住基材的基材 接收面66卜封閉區652 —般為具有一或多個壁面的結構， 壁面圍住基材支撐件651，以控制基材留在交換室53 3時 的周圍環境。入口 6 5 3 —般為封閉區6 5 2壁面上的開口， 25 放下基材至支撐指 651可利用二或多個 面661，且機械裝置 狀物件 機械裝 至少相

200822183 供外部機械裝置進入拾起及 6 6 0。在一態樣中，基材支撐件 置將基材置於或移開基材接收 隔90度進入封閉區652。 B.傳送裎序實例 第2C圖繪示基材通過叢集工具1〇的處理程序 施例’其中在完成每一傳送步驟Ai_a"後可進行 理步驟（如步驟5〇1-518)。一或多個處理步驟5〇1巧 行微影型流體處理步驟處理基材、沉積材料至基材 清洗基材表面、顯影基材表面上的沉積材料、^以 的輻射曝照基材，使基材的一或多個區域產生物理 變化。第2D圖繪示傳送步驟之—實施例，其中基 循第2C圖的處理程序5〇〇通過與第28圖構造相^ 工具。在此實施例中，利用前端機械構件15可將基 盒件(符號105D)，並依循傳送路徑^傳送到送 9Β的I至，藉以疋成基材送入步驟5〇2。在一態樣 入步驟502用來放置戎®杜耸从 π水敬罝：¾留住基材，使得另一機械裝 起送入位置9B的基材。 完成送入步驟5〇2後，接著利用第二機械構件 依循傳送路徑Az將基材傳送到第-處理室531，在 基材處理步驟504。完成處理步驟5〇4後，接著利 ㈣構件11B且依循傳送路#八3冑基材傳送到第 至532。疋成處理步驟506後，接著利用第二機械掮

500實 許多處 ^可施 表面、 某類型 或化學 材可依 的叢集 材移出 入位置 中，送 置可拾 11 B且 此完成 用第二 —^處理 件11 B 26 200822183 且依循傳送路徑A4將基材傳送到交換室533(第3圖）。完 成處理步驟508後，接著利用第一背面機械構件4〇a且= • 循傳送路徑A5將基材傳送到第一介面室48，在此進行處 理步驟509。進行完處理步驟509後，接著利用步進介面 • 機械裝置46真依循傳送路徑Αδ將基材傳送到步進/掃嘴裝 置50的交換位置5卜在此進行處理步驟51〇。進行完處理 . 步驟5丨〇後，接著利用步進介面機械裝置46且依循傳送路 0 徑八7將基材傳送到步進介面構件47的介面室49，在此進 行處理步驟511。在一態樣中，處理步驟5〇9、511用來放 置或留住基材，使第一背面機械構件4〇Α、第二背面機械 構件40Β、及/或步進介面機械裝置46可拾起及傳送基材 至預定位置。進行完處理步驟511後，接著利用第二背面 機械構件40Β且依循傳送路徑α8將基材傳缉到處理室 534,在此進行處理步驟512。進行完處理步驟以2後，接 • 著利用第一機械構件1 1Α且依循傳送路徑α9將基材傳送 . 到處理室53 5，在此進行處理步驟5丨4。完成處理步驟5 1 4 ti 後，第一機械構件HA依循傳送路徑Aig將基材傳送到位 於送入位置9A的送入室，在此進行送入步驟516〇在/實 施例中，送入步驟516用來放置或留住基材，使得另/機 槭裝置可拾起送入位置9A的基材。進行完送入步驟516 後，接著利用前端機械構件15且依循傳送路徑A"將基材 傳送到盒件l〇5D。 在一實施例中，處理步驟504、506、510、512、和514 分別為光阻塗佈步驟、烘烤/冷卻步驟、步進/掃描裝I 5〇 27 200822183 實行的曝光步驟、曝光後烘烤/冷卻步驟、和顯影步驟，相 關描述可進一步參見美國專利申請案號丨丨/丨丨2，2 8 1、西元 2 0 05年4月22曰申請的申請案，其一併引用於此供作參 考。烘烤/冷卻步驟和曝光後烘烤/冷卻步驟可在單一處理 室中進行，或者二者可使用内部機械裝置（未繪示）而於整 合式烘烤/冷卻室的烘烤區與冷卻區間轉換。雖然第2C-D 圖繪示處理叢集工具1 〇之基材的處理程序實例，但更複雜 或簡單的處理程序及/或傳送程序亦不脫離本發明的基本 範圍。 上述叢集工具構造有利於施行需嚴格控制及保持某些 步驟時距的處理程序，以確保各處理基材的晶圓歷史與處 理結果具再現性。例如，某些微影型製程步驟的間隔時間 (如第2C圖的曝光步驟510與第2C圖的曝光後烘烤步驟 5 1 2)對處理結果（如c D均一性）是否可接受和各基材是否 具一致性而言，是很重要的。微影型處理程序的時距問題 通常是在進行第2C圖的曝光步驟510曝照正型光阻材料 而改變光祖材料化性後發生。 曝光時’含有光酸產生物質（photoacid generators， PAG)的光阻成分於曝光期間會產生有機酸，其可能攻擊未 曝光的光阻區域並影響形成在光阻層中之圖案的清晰度。 光酸的漂移會攻擊未曝光的光阻，其中漂移為擴散支配過 程。因光酸攻擊形成之圖案為擴散支配過程，故攻擊速度 取決於二相關變數，即時間和溫度。因此控制這些變數對 確保CD之均一性和基材之一致性而言，是很重要的。 28 200822183 在此所述之構造可南丨m 再w』刊用三機械裝置結構來確保某些如 步驟510-512的關鍵步 、 驟間之傳送時距減至最低且具再現 性。由於步進/掃描裝罟ς Λ 置5〇送入、處理、送出基材的間隔 時間小於3 0秒，因此备敕 田整個叢集工具1〇與步進/掃描裝置 50的產能很高時，例如备 』斯母小時超過12〇個基材，上述方法 變得很重要。猎由確保牵小 卡至y —機械裝置（例如第一背面機械 構件40A、第二背面播mu 機锇構件40B)專門用於確定離開步進 Ο /掃描裝置50的基姑她3 土可〜、疋經歷相同的處理步驟（例如步驟 5 1 0 - 5 1 2)時距，可得刭箱¥ 于f彳預期、具再現性的裝置效能。 差-Jr-叢集工具 Α·系統構造 第4Α圖為叢集工具1 〇之一實施例的平面圖，包括前 端機械構件15、背面機械構件40、系統控制器101、和置 於一處理架件60、80間的三個機械構件η(例如第4Α圖 元件苻號1 1 A、1 1 β、丨丨c)，其皆利用處理架件内的各種 處理至來進行預定之基材處理程序的至少一步驟。第4A 圖的實施例與第2A_F圖的構造類似，除了其增設第三機 械構件11C和送入位置9C，因此類似的元件以同樣的符號 表不。第4A圖的叢集工具構造有利基材產能受限於機械 壯 、極限的情況，因為增設的第三機械構件11 C將協助減 輕其他機械構件的負载量，並建立一些重複性，使系統在 或多個中央機械裝置無法運作時仍可處理基材。在一態 ’ ’第一處理架件60的側邊60B與第二處理架件80的 29 200822183 1 邊；°A;平行對準各機械構件(例如第-機械構件 、第一機械構件11B等）的水平移動構件9〇。 在-態樣中，第-機械構件11A從側彡_接取及傳 运基材於第-處理架件6G的各處理室之間。在—態樣中， 第二機械構件11B㈣4 _接取及傳 架…各處理室之間。在一態樣中，第三機械= 從侧邊60B接取及傳送基材於第一處理架件6〇的各處理

室和從側邊80B接取及傳送基材於第二處理架件8〇 處理室。 第4B圖為第4A圖之叢集工具1〇實施例的平面圖， 其中第三機械構件11C的機械葉片87已經由侧邊6〇8延 伸進入第一處理架件60的處理室。藉著水平移動構件9〇、 垂直移動構件95、和機械硬體構件85的組件共同運作、 及依據系統控制器101送出的指令，可使機械葉片Μ伸入 處理室及/或自處理室縮回機械葉片87。如上述，第三機 械構件1 1C和系統控制器101允許叢集工具的各機械裝置 ‘‘重疊’’、容許系統控制器的邏輯排程依據使用者和遍佈叢 集工具之各種感測器提供的輸入值排列任務與基材移動的 優先順序、還可採用防撞系統最佳化機械構件傳送基材通 過系統的程序。利用系統控制器101提高叢集工具的利用 率’將可改善叢集工具的C 〇 〇、使晶圓歷史更具再現性、 及增進叢集工具的可靠度。 機械辑件 30 200822183 一般來說，因為機械構件（如第9A圖的斤 • 的尺寸較小，使得叢集工具的足印縮減，且機 • 成在傳送基材時可減少物理性侵入其他叢集工 間（如機械裝置、處理室），故在此所述之叢集 施例特別優於先前技術的構造。減少物理性侵 • 械裝置與其他外來組件相撞。縮減叢集工具= / 在此所述之機械裝置實施例還特別減少傳^移 〜的中心軸數量。此態樣對增進機械構件和叢集 D 度而言是很重要的。由系統的可靠度與系統之 靠度呈比例關係更可獲知此態樣的重要性i 在此所述之叢集工具10的實施例亦因減 通過叢集工具所需的送入室數量（如第9B圖 9A-C)，而優於先前技術的構造。施行處理^ 技術的叢集工具構造普遍裝設二或多個送入室 站，讓叢集工具機械裝置將基材從置於一戈多 V 間的機械裝置傳送到另一置於其他一或多1二 ◎ 機械裝置。依次將基材放置到多個不進行處理 …室不僅費時，還會降低機械裝置的可利用性、 具的空間、及增加機械裝置的耗損。增加送入 加基材傳遞次數而不利裝置產量，此也將增加 染量。另外，含多個送入步驟的基材處理程序 不同的基材晶圓歷史，除非控制每一基材待在 間一樣多® 控制待在送入室的時間會增加製程變數而 匕件符號11) 械裝ί設言十 具組件的空 ϋ具1 0的實 入可防止機 印的同時， 動時需控制 工具之可靠 各組件的可 少傳送基材 的元件符號 序時，先前 或基材暫留 個處理室中 理室中間的 步驟的送入 浪費叢集工 步驟尚會增 背面微粒污 本質上具有 送入室的時 提高系統的 31 Ο

200822183 複雜度，並且折損可達到的最大基材產能。當機械裝 制了系統產能時，叢集工具的最大基材產能受控於機 置完成處理程序的移動次數和機械裝置移動粍費的時 機械裝置執行預定移動所耗費的時間常受限於機械硬 處理室間距、基材潔淨度、和系統控制極限。不同種 機械裝置移動時間一般差異不大且整個產業頗為一致 此，本質上完成處理程序需較少機械裝置移動的叢集 比需更多移動才能完成處理程序的叢集工具（例如含 送入步驟的叢集工具）有更大的系統產能。 本發明所述之態樣大體上乃避免先前技術構造 點，是以本發明之叢集工具構造大體上在處理基材前 成所有基材處理步驟後，只採行送入型步驟（如第2C 步驟502、508、511、518)，故處理時間和晶圓歷史 並非很嚴重的問題。若送入步驟介於關鍵時刻步驟之1 第2C圖的步驟5 1 1 )，則在此所述之叢集工具構造乃 讓進行關鍵時刻步驟的機械襞置完成這些任務，且不 響關鍵傳送步驟上、下游的移動和基材處理時間。 例如在第1圖的構造中，機械裝置17C需暫停處 1 6内的任一傳送任務來施行關键時刻傳送步驟，如此 響基材進出處理格的時間與流程。為彌補此問題，先 術構造必須控制或調整基材進出叢集工具之各格（如 圖的付號1 6)的時間，以確保每一機械裝置（如第1圖 號17A-C)有足夠的前置時間（overhead tilne)完成關鍵 任務，且不會大幅改變晶圓歷史。由於控制基材進出 置限 械裝 間。 體、 類的 。因 工具 多個 的缺 及完 圖的 在此 丨曰1 (如 配置 會影 理袼 會影 前技 第1 的符 時刻 先前 32 Ο i) 200822183 技術構造之處理格的時間以維持一致的晶圓歷史需减+ 材產能，以免衝突的基材傳送優先順序改變了衝突妝、 队％與 非衝突狀況間的步驟時距，因而大幅降低基材產能。 本發明所述之態樣提供一或多個機械裝置（如機插、 置40Β)特地進行關鍵時刻步驟並允許其他機械裝置f 械裝置40A、46)執行優先順序較後面的任務，藉以分解& 材經關鍵傳送步驟移動的流程。此配置方式尤其有利叢集 工具1 〇之處理程序產能不同於連接系統之外部模組5產_ 的情況。例如依循第2 C圖的處理程序時，若進行交換步 驟5 09之腔室的基材產能比外部模組5的產能大，則不需 降低系統產能；進行步驟5 09後且基材處於穩定處理狀態 時，將可得到具再現性的晶圓歷史。在一例子中，補償施 行交換步驟509之腔室的產能大於外部模組5產能的方法 為將抵達交換室的基材儲放在多個“緩衝”位置（如第3圖 的支撐指狀物件6 1 0)，然後依需求拾起及傳送基材至外部 模組5。在另一實例中，當基材進入外部模組5的速度比 曝光步驟510及/或其他下游步驟（如步驟511-518)慢時， 因系統產能不需協調成與上游步驟一致，故不會降低系繞 產能。 在此所述之新穎的叢集工具構造深具優勢的理由有後 多。第一，所述構造傳送基材的方法不像第1圖的先前技 術系統需要使用同一機械裝置來傳送同時上、下游移動的 基材，故不會產生基材處理及/或機械裝置傳送瓶頸而影響 整個系統的基材上、下游移動。第二，因傳送步驟瓶顒不 33 200822183 會限制基材產能，故機械構件n 傳送多個基材，淮而★* 拉組可平行處理或 進而大幅提高產能。第二 瓶頸發生在上游藉& m ~ 由於傳送步驟 殍知序，因此不會惡化處 (例如CD均一极、★ 里暴材的處理結果 庇）。在此所述之構造涂^r从& 可重複的晶圓歷 <、 的傳送程序具有 產能。 果、和較大的基材 笛卡兒機 第5圖為機械構件u之一每 的元件符號―。機㈣:第2A_2F圖及第4A，圖 W。機械構件1 i 一私 85、-或多個垂直移動構件95、和 '二：機械硬體構件 9〇。藉著機械硬體構件85、垂直移動構^水平移動構件 構件9〇共同運作及依據系統控制器…送出、::：移動 基材放置在叢集工具1〇内的 、出的扣令，可將 欠x、y、z位番 機械硬體構件85 一般包含一或多置' Ο 86 ,其依據系統控制器1〇1送出的指人 專运機械構件 放置一或多個基材。在一實施例中，W留住、傳送、及 件86利甩傳送機械構件86之各組件的運圖的傳送機械構

與y方向的水平面傳送基材。有益 f作而於如包括X π皿於本發明— 之機械硬體構件的例子可進一井奋 或夕個態樣 1 1/3 1 5,984、西元⑽年12/2/見美國專w請案號 干以月22曰申請的 併引用於此且不與本發明相恃。第5圖的構二案’其一 型葉片構造例如有利期移開處理 霉&或“上/下” 至之基材、再放入下一基 34 200822183 材到冋一處理室的情沉 1收“必& 賤械硬體構件85不需離開原位即 可將移除，，之基材移動 另一腔室（即“交換，，基材）。 弟圖為水平移動構 $ # # 件 之一實施例的立體視圖。水 千移動構件90 —般包含扭 封閉件460、啟動件443、和橇座 451〇啟動件443 一般包至、^ 土 L 主y 一水平線性滑動件4 6 8和移 動件442。移動件442 一 力又包含水平機械致動器3 67、驅動 T 440、和二或多個驅 、勒帶π輪441。垂直移動構件95透

Ο 過橇*座4 5 1連接水平移動播 勒構件9〇。橇座451為支撐水平移 動構件9 0定位垂直移動槿 動構件95時產生之各種負載的結構 體。水平移動構件90 —船句人 版包含二水平線性滑動件4 6 8，其 各具線執4 5 8、軸承座（去絡一 1禾纷不）、和支撐座（未繪示），用以 支撐橇座4 5 1與垂直夥勤Μ > 且移勁構件95的重量。此構造可使垂直 移動構件9 5沿著水平銘叙姓μ 十移動構件90的長邊平順且精確地移 動。線軌4 5 8和軸承座（去給^ - 及（禾、會不）可為此技藝熟知的線性滾 珠軸承滑座或傳統線性導勅。士 β ^ a η。 表丨王等軌。有益於本發明一或多個態樣 之水平移動構件的例子可進一 +灸a蓋國東&由#也上 ^ 步參見美國專利申請案號 11/315，984、西元 2005 年 12 曰 ο。 干丄2月22曰申請的申請案，其一 併引用於此且不與本發明相•障。 第5圖還繪示垂直移動構件95之一實施例。垂直移動 構件95 —般包含垂直支撐件（未繪示）、垂直啟動件56〇、 支撐板（未繪示）、和垂直封閉件59〇，其以垂直方向（如第 5圖的z方向）控制及定位機械硬體構件85。有益於本發明 一或多個態樣之垂直移動構件的例子可進一步參見美國專 利申請案號11/315，984、西元2005年12月22曰申請的申 35 200822183 請 案’其-併弓丨用於此且不與本發明相恃 叢-集工具構造配置設計 在本發明一態樣中，叢 ^ Θ 敦果工具乃配置成可擴增額外的 處理s ’且不會大量增力 二 機械裝置數量、提高系統控制的

複雜度及加大叢集工具的 ^ M 〜寸。如上述，採用第1圖處理 格10的先前技術構造每 ^ ^ 、 人知升系統原有之處理量時，需增

U 汉機械裝置。如此可能造成不樂見的情況’即增設的機械 裝置與送入口僅用來協助為數不多的新增處理室，以達到 預定的系統產能。此時，先^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 常 元則技術叢集工具的製造業责吊 減速或減低叢隼工旦的fL | . 果 /、的取大產能，而非另增附加處理格 以免提同成本與叢集工具的複雜度、及降低叢集工具的可 #度在此所述之叢集工具構造則分離基材產能、處理量、 系統可靠度、和機械裝置能力的課題，故改變系統需求時 不需調整系統的其他方面或參數。 本發明所述之實施例提出組合式的叢集工具構造，用 以提1¾叢集工具的處理詈，卄a Λ % J ^ ^ ^ 並且不增设額外的基材傳送設

備與送人口，而僅些微加大m印。第6圖為半個第2A 圖之叢集工具的立體視圖，例如叢集工具ι〇的處理架件 60 一側，其說明藉由增設一或多個堆疊之處理模组（例如 符號⑶、631)及增長機械袭置長度(例如符號“〇、641) 來提高叢集工具1 〇之處理量的方法。應土 〜/上忍的是，增設一 或多個堆疊之處理模組及增長一或多個 y ^ ^ u機械構件之長度可 施行於叢集工具的一或多個側邊（例如處 ~ Ϊ里架件60、處理 36 200822183 架件80)。增設分別含有多個處理室622、632的堆疊處理 模組621、63 1，可提高叢集 一般來說，增設堆疊之 6 3 1需將機械構件1 1延伸— 供機械裝置進入堆疊處理模 6 3 2。雖然增設堆疊處理模組 各腔室間的傳送時間，但這 送處理前置時間的最小組件 過程通常佔傳送過程最大的 傳送基材至正確的X、y、ζ 是，相較於上述第1圖先前 送基材的傳送方法，採用單 移到另一 X、y、ζ位置的傳 的多個拾起與放下傳送步驟 在一實施例中，期增設 以提高系統產能（參見第4A 第4A圖的符號llA、iiB、 因此另增機械裝置於第2B 前技術構造面臨的不當影響 組件會降低糸統的整體可靠 補償其中一個機械襞置無法 正常運行時間幾乎維持不變 在一態樣中，處理架件 631)設計成讓堆疊之處理室 工具10的處理量。 Ο Ο 處理模組6 2 1及/或處理模組 段長度64 1及/或長度642，以 組的處理室 622及/或處理室 會增長叢集工具的長度而增加 類傳送基材的組件通常屬於傳 。拾起和放下處理室之基材的 部分，其一般包括拾起基材、 位置、和放下基材。應注意的 技術構造於各處理格間串聯傳 一機械裝置從一 X、y、Z位置 送方法因不用累積串聯程序中 ’故速度更快。 附加機械構件11到叢集工具， 圖）。由於每一機械構件Η (如 1 1 C)乃平行、而非串聯運作， ®的叢集工具構造不會受到先 。在此例子中，儘管增設附加 度’然因機械裝置平行運作而 運作時的間置時間，故系統的 〇 (如元件符號6 0 1、6 1 1、6 2 1、 (如 70 件符號 602、612、622、 37 200822183 632)對齊機械裝置傳送方向（如第6圖的χ方向）的寬度互 為倍數關係。參照第6圖，堆疊處理模組60 1的寬度為2X， * 而堆疊處理模組6 11的寬度為χ，其中X代表某一有限長 度’例如寬度為約0 · 4公尺至約2 · 〇公尺。使用寬度互為 • 倍數關係（例如χ、2Χ、3χ)的堆疊處理室有助於解決一些 /、叢取工具内之模組分組相關的問題。在一實施例中，叢 集工具包含二種不同尺寸的處理模組，其中較小的處理模 ζ) 組寬度為約〇.5公尺，較大的處理模組寬度為約1.0公尺。 在另一實施例中，叢集工具包含二種不同尺寸的處理模 組’其中較小的處理模組寬度為約0.7公尺，較大的處理 模組見度為約1 · 4公尺。上述方式町依據堆疊之處理模組 的處理模組結構減少機械裝置長度的變量，並降低系統用 於不同處理應用的配置複雜度。 • 第7圖為叢集工具10之一實施例的平面圖，包含多面 送入位置9Α供多個機械裝置進入。在一態樣中，所有的 中央機械構件（如第一機械構件11Α、第二機械構件11Β) 和刖端機械構件15皆可進入送入室。故在一實施例中，如 第7圖所示，送入位置9Α容許前端機械構件1 5、第一機 械構件11A、和第二機械構件11B將基材送進或送出送入 位置9A。在一態樣中，傳送方法需要傳送步驟，使第一機 械構件11 A將基材放到送入位置9 A後，第二機械構件i! b 再拾起此處的基材並傳到叢集工具的其他預定位置。參照 38 200822183 第2D圖及第7圖，第2D圖的傳送步驟ApA2與A10-An . 雖經由二送入位置9A、9B進行傳送，然如第7圖所示， . 含有多面送入室的構造卻允許經由單一送入位置9 A交換 基材。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 * 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 f、 . 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述特徵更明顯易懂，可配合參考實施 例說明，其部分乃繪示如附圖式。須注意的是，雖然所附 圖式揭露本發明特定實施例，但其並非用以限定本發明之 精神與範圍，任何熟習此技藝者，當可作各種之更動與潤 飾而得等效實施例。 第1圖（先前技術）繪示習知叢集工具構造的平面； 第2A圖為根據本發明一實施例之叢集工具的立體視 圖； 第2B圖為根據本發明之第2A圖處理系統的平面圖； 第2C圖繪示一處理程序實施例，包含各種可用於在 此所述之各叢集工具實施例的處理方法步驟； 第2D圖為根據本發明之第2B圖處理系統的平面圖； 第2E圖為根據本發明一實施例之第一處理架件60的 側視圖， 39 200822183 第2F圖為根據本發明一實施例之第二處理架件80的 侧視圖； 第3圖為根據本發明一實施例之交換室的側視圖； 第4A圖為根據本發明之處理系統的平面圖； 第4B圖為根據本發明之第4A圖處理系統的平面圖； 第5圖為一機械裝置實施例的立體視圖，其可用來傳 送各叢集工具實施例中的基材； 第 6圖為根據本發明一實施例之叢集工具的立體視 圖；以及 第7圖為根據本發明一態樣之處理系統的平面圖。 【主要元件符號說明】 5、24、25 模組 9、9A-C 送入位置 10 叢集工具 11、11A-C、15、40A、40B、86 機械構件 15A、90、95 移動構件

U 15B、17、17A-17C、20、46 機械裝置 15C 、40E、87 葉片 16、 16 處 d里格 18 處理室 19 前 端 單 元 21、 21A-21C 送入口 22 叢 集 工 具 23 基材匣 45 背 面 域 47 介面構件 48、 49 介 面室 50 步進/掃瞄裝置 60、 80 處 理架件 60A 、60B、80A、80B 側邊 85 硬 體 構 件 40 200822183

Ο 101 控制器 105 、105A-D 盒 1 106 匣 160 塗佈/顯影室 162 OEBR 室 165 支撐室 170 ' 531 、 532 處理室 180 冷卻室 190 烘烤室 367 啟動器 440 驅動帶 441 滑輪 442 移動件 443 、560 啟動件 451 橇座 458 線軌 460 ' 590 封閉 件 468 滑動件 500 處理程序 501 -5 18 步驟 533 交換室 601 > 611 、 621 ， ‘631 處理模組 602 - 612 - 622 、632 處理室 640 > 641 長度 651 支撐件 652 封閉區 653 入口 660 指狀物件 661 接收面 800 烘烤/冷卻室 801 PEB室 41

Claims (1)

1. 200822183 十、申請專利範圍： 1. 一種用於處理一基材的叢集工具，其至少包含： 一第一處理架件，包含： 一第一組二或多個垂直堆疊之處理室；以及 一第二組二或多個垂直堆疊之處理室，其中該第一 組和該第二組的每一處理室各具有對齊一第一方向的一第 一側邊，其中該第一方向大致垂直於一垂直方向； 一第二處理架件，包含： 一第三組二或多個垂直堆疊之處理室；以及 一第四組二或多個垂直堆疊之處理室，其中該第三 組和該第四組的每一處理室各具有對齊該第一方向的一第 一側邊； 一第一機械構件，沿著平行該第一方向的一方向移動， 用以放置一基材至該第一處理架件的各處理室； 一第二機械構件，沿著平行該第一方向的一方向移動， 用以放置一基材至該第二處理架件的各處理室； 一第三機械構件，連接該第一處理架件的一處理室與一 介面構件的一第一處理模組；以及 一第四機械構件，連接該第二處理架件的一處理室與該 介面構件的一第二處理模組。 2. 如申請專利範圍第1項所述之叢集工具，更包含一第五 機械構件，沿著平行該第一方向的一方向移動，用以放置 42 200822183 一基材至該第一與該第二處理架件的各處理室，其中該第 - 五機械構件設在該第一與該第二機械構件之間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之叢集工具，更包含一第五 機械構件，設於該介面構件内且連接該第一處理模組與該 第二處理模組，其中該第五機械構件連接鄰接該叢集工具 的一外部模組。 〇· 4. 如申請專利範圍第1項所述之叢集工具，更包含一外部 模組，鄰接該叢集工具且連接該介面構件内的該第一處理 模組與該第二處理模組，其中該外部模組選自一由一步進 機和一掃描器構成之群組。 5. 如申請專利範圍第1項所述之叢集工具，其中該第一組 二或多個處理室具有順著一第一方向的一第一寬度，且該 第二組二或多個處理室具有一第二寬度，其中該第二寬度 U 大致為該第一寬度的倍數。 6. —種用於處理一基材的叢集工具，其至少包含： 一第一處理架件，包含： 一第一組二或多個垂直堆疊之處理室；以及 一第二組二或多個垂直堆疊之處理室，其中該第一 組和該第二組的該二或多個處理室具有對齊一第一方向的 43 200822183 一第一側邊； 一第二處理架件，包含： 一第三組二或多個垂直堆疊之處理室；以及 一第四組二或多個垂直堆疊之處理室，其中該第三 組和該第四組的該二或多個處理室具有對齊該第一方向的 一第一側邊； 一第一機械構件，用以傳送一基材至該第一處理架件的 該些處理室，其中該第一機械構件包含： 一第一機械裝置，具有一機械葉片與一基材接收面 於該葉片上，其中該第一機械裝置定義出一傳送區並用來 放置一基材到大致位於一第一平面内的一或多個位置，該 第一平面平行該第一方向和垂直該第一方向的一第二方 向； 一第一移動構件，以大致垂直該第一平面的一第三 方向定位該第一機械裝置；以及 一第二移動構件，以大致平行該第一方向的一方向 定位該第一機械裝置； 一第二機械構件，用以傳送一基材至該第二處理架件的 該些處理室，其中該第二機械構件包含： 一第二機械裝置，具有一機械葉片與一基材接收面 於該葉片上，其中該第二機械裝置定義出一傳送區並用來 放置一基材到大致位於該第一平面内的一或多個位置，該 第一平面平行該第一方向和垂直該第一方向的一第二方 44 200822183 向； 一第二移動構件，以大致垂直該第_平面的一第三 v 方向定位該第二機械裝置；以及 一第四移動構件，以大致平行該第—方向的一方向 . 疋位該第二機械裝置； • 一第三機械構件，連接該第一處理架件的一處理室與一 面構件的一第一處理模組，其中該介面構件設置鄰接該 f) 第一處理架件； 一第四機械構件，連接該第二處理架件的一處理室與該 '面構件的一第二處理模組，其中該介面構件設置鄰接該 第二處理架件；以及 一第五機械構件，設於該介面構件内且連接該第一處理 模組與該第二處理模組’其中該第五機械構件連接鄰接該 • 叢集工具的一外部模組。 G 7.如申請專利範圍第6項所述之叢集工具，其中該第一機 械構件和該第二機械構件更包含一第三機 機械裝置具有-機械葉片與一基材接收面4=第: 中該第三機械裝置放置一基材到大致位於_第二平面内的 -或多個位置’且該第―平面與該第二平面相隔一距離。 8 ’如申請專利範圍第6項所述之叢集工具其中該叢集工 具更包含： 45 200822183 一第六機械構件，用以傳送一基材至該第一處理架件與 該第二處理架件的該些處理室，其中該第六機械構件包含： 一第三機械裝置，具有一第三機械葉片與一基材接 收面於該葉片上，其中該第三機械裝置定義出一傳送區並 用來放置一基材到大致位於一第二平面内的一或多個位 置，該第二平面平行該第一方向和垂直該第一方向的一第 二方向； 一第一移動件，具有一啟動件，以大致垂直該第二 平面的一第三方向定位該第三機械裝置；以及 一第二移動件，具有一啟動件，以大致平行該第一 方向的一方向定位該第三機械裝置。 9.如申請專利範圍第6項所述之叢集工具，更包含： 一匣盒，用以容納二或多個基材； 一第一送入室，用以接收來自一前端機械裝置與該第一 機械構件的一基材； 一第二送入室，用以接收來自該前端機械裝置與該第二 機械構件的一基材；以及 該前端機械裝置係適於傳送一基材進出該匣盒、該第一 送入室、和該第二送入室。 1 0·如申請專利範圍第6項所述之叢集工具，其中該外部 模組連接該第五機械構件或該介面構件内的該第一處理模 46 200822183 組與該第二處理模組，其中該外部模組選自一由一步進機 和一掃描器構成之群組。 11· 一種用於處理一基材的叢集工具，其至少包含： 一第一處理架件，包含： 一第一組二或多個垂直堆疊之處理室，每一處理室 具有對齊一第一方向的一第一寬度；以及 一第二組二或多個垂直堆疊之處理室，每一處理室 具有對齊該第一方向的一第二寬度，其中該第一方向大致 垂直於一垂直方向，且該第二寬度大致為該第一寬度的倍 數；以及 一第一機械構件，用以沿著平行該第一方向的一方向移 動及放置一基材至該第一處理架件的各處理室。 12.如申請專利範圍第11項所述之叢集工具，其中該第一 寬度為約0.4公尺至約1公尺，而該第二寬度為約0.8公 尺至約2公尺。 1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之叢集工具，更包含： 一第二處理架件，包含： 一第三組二或多個垂直堆疊之處理室，每一處理室 具有對齊該第一方向的一第三寬度；以及 一第四組二或多個垂直堆疊之處理室，每一處理室 47 200822183 具有對齊該第一方向的一第四寬度，其中該第四寬度大致 4 為該第三寬度的倍數；以及 . 一第二機械構件，用以沿著平行該第一方向的一方向移 動及放置一基材至該第二處理架件的各處理室。 14. 如申請專利範圍第13項所述之叢集工具，更包含： 一第三機械構件，連接該第一處理架件的一處理室與一 介面構件的一第一處理模組，其中該介面構件設置鄰接該 第一處理架件； 一第四機械構件，連接該第二處理架件的一處理室與該 介面構件的一第二處理模組，其中該介面構件設置鄰接該 第二處理架件；以及 一第五機械構件，設於該介面構件内且連接該第一處理 模組與該第二處理模組，其中該第五機械構件連接該介面 構件中的一外部模組。 〇· 15. 如申請專利範圍第13項所述之叢集工具，更包含： 一第三機械構件，連接該第一處理架件的一處理室與一 外部模組，其中該外部模組設置鄰接該第一處理架件；以 及 一第四機械構件，連接該第二處理架件的一處理室與一 外部模組，其中該外部模組設置鄰接該第二處理架件。 48 200822183 16. —種用於處理一基材的叢集工具，其至少包含： • 一第一處理架件，包含·· ，一第一組二或多個垂直堆疊之處理室；以及 一第二組二或多個垂直堆疊之處理室，其中該第一 . 組和該第二組的該二或多個處理室具有對齊一第一方向的 一第一側邊； 一第二處理架件，包含： 一第三組二或多個垂直堆疊之處理室；以及 一第四組二或多個垂直堆疊之處理室，其中該第三 組和該第四組的該二或多個處理室具有對齊該第一方向的 一第一側邊； 一第一機械構件，用以傳送一基材至該第一處理架件的 該些處理室，其中該第一機械構件設在一中央模組内且包 含： 一第一機械裝置，具有一機械葉片與一基材接收面 於該葉片上，其中該第一機械裝置定義出一傳送區並用來 放置一基材到大致位於一第一平面内的一或多個位置，該 第一平面平行該第一方向和垂直該第一方向的一第二方 向； 一第一移動構件，以大致垂直該第一平面的一第三 方向定位該第一機械裝置；以及 一第二移動構件，以大致平行該第一方向的一方向 定位該第一機械裝置， 49 200822183 一第二機械構件，用以傳送一基材至該第二處理架件的 該些處理室，其中該第二機械構件設在一中央模組内且包 含： 一第二機械裝置，具有一機械葉片與一基材接收面 於該葉片上，其中該第二機械裝置定義出一傳送區並用來 放置一基材到大致位於該第一平面内的一或多個位置，該 第一平面平行該第一方向和垂直該第一方向的一第二方 向； 一第三移動構件，以大致垂直該第一平面的一第三 方向定位該第二機械裝置；以及 一第四移動構件，以大致平行該第一方向的一方向 定位該第二機械裝置； 一前端機械裝置，設在鄰接該第一處理架件與該第二處 理架件的一介面構件中，其中該前端機械裝置傳送一基材 進出連接該介面構件的一匣盒；以及 一送入室，設置鄰近該中央模組和該介面構件，用以接 收來自該前端機械裝置、該第一機械構件與該第二機械構 件的一基材。 17.如申請專利範圍第16項所述之叢集工具，更包含： 一第三機械構件，連接該第一處理架件的一處理室與一 介面構件的一第一處理模組，其中該介面構件設置鄰接該 第一處理架件； 50 200822183 一第四機械構件，連接該第二處理架件的一處理室與該 介面構件的一第二處理模組，其中該介面構件設置鄰接該 结二處理架件；以及 一第五機械構件，設於該介面構件内且連接該第一處理 模組與該第二處理模組，其中該第五機械構件連接該介面 構件中的一外部模組。 18. —種傳送一叢集工具中之一基材的方法，該方法至少 包含： 提供一第一處理架件，該第一處理架件包括三組或多組 二或多個垂直堆疊之處理室的一第一陣列，每一處理室具 有對齊一第一方向的一第一側邊，其中該第一方向大致垂 直於一垂直方向，其中該第一陣列内的該三組或多組二或 多個垂直堆疊之處理室分別沿著該第一方向設置； 設置一第二處理架件，該第二處理架件包括三組或多組 二或多個垂直堆疊之處理室的一第二陣列，每一處理室具 有對齊該第一方向的一第一側邊，使得該第一處理架件之 各處理室的該第一側邊面對該第二處理架件之各處理室的 該第一側邊，其中該第二陣列内的該三組或多組二或多個 垂直堆疊之處理室分別沿著該第一方向設置； 設置至少二機械構件於該第一與該第二處理架件之該 些處理室的各第一側邊間，其中該至少二機械構件分別以 該第一方向放置一基材至一預定位置； 51

   200822183 利用一第一機械構件將該基材從該第一處理架件 第一組處理室的至少一處理室傳送到該第一處理架件 第二組處理室的至少一處理室； 利用一第二機械構件將該基材從該第一處理架件 第二組處理室的至少一處理室傳送到該第二處理架件 第一組處理室； 利用一第三機械構件將該基材從該第一處理架件 第一組處理室的至少一處理室傳送到一介面構件的一 處理模組； 利用一第四機械構件將該基材從該第二處理架件 第一組處理室的至少一處理室傳送到該介面構件的一 處理模組；以及 利用一第五機械構件將該基材從該第一處理模組 第二處理模組傳送到一外部模組，其中該外部模組選 由一步進機和一掃描器構成之群組。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，更包含利用 於該第一與該第二機械構件間的第六機械構件將一基 該第一處理架件之該第一組二或多個垂直堆疊之處理 的一或多個處理室傳送到該第一處理架件之一第三組 多個垂直堆疊之處理室内的一或多個處理室。 20.如申請專利範圍第18項所述之方法，更包含： 之一 之一 之該 之一 之一 第一 之一 第二 或該 自一 一置 材從 室内 二或 52 200822183 利用一第六機械構件將一基材從一前端模組的一匣盒 ‘ 傳送到一送入室，其中該第六機械構件設於該前端模組 . 内，該前端模組鄰接該第一與該第二處理架件的一或多個 垂直堆疊之處理室；以及 利用該第一機械構件或該第二機械構件將一基材從該 送入室傳送到一處理模組，其中該處理模組設於該第一處 理架件或該第二處理架件的該些垂直堆疊之處理室。 (' ί, 53