TW200935546A - Loadlock designs and methods for using same - Google Patents

Description

200935546 九、發明說明： ·’ 【先前技術】

使用不同類型之工具來在半導體裝置製造期間執行數百 種處理操作。該等操作大多數在非常低壓力下在真空腔室 中執行。用以機械方式麵接至處理腔室之晶圓處置系统= 晶圓引入至處理腔室。晶圓處置系統將晶圓自工廠地面轉 移至處理腔室。該等系統包括用以將晶圓自大氣條件帶至 非常低虔力條件並返回之傳送室，以及用以將晶圓轉移至 各種位置之機械手。處理量__某—時段中所處理之晶圓數 受處理時間、某一時間所處理之晶圓數目以及用以將 a曰圓引入至真空處理腔室中之步驟的定時影響。需要増加 處理量之改良之方法及設備。 【發明内容】 本文所揭示之&備及方法關於晶圓之並行處理。特定實 施例包括將晶圓自儲存盒轉移至處理模組並返回之雙晶圓 ^置系統及其各g樣。提供堆疊式獨立傳送室，其允許排 乳及抽乳操作並行卫作且可經最佳化以減少微粒。亦提供 環形設計以在傳送室排氣及抽氣㈣產生徑向上下流動Γ 本發明之-個態樣係關於一種用於在大氣環境與真空轉 移模’且，間轉移基板之堆疊式傳送室總成。該總成包括： 其具有一或多個腔室，每-腔室具有基板支 密㈣’該可密封門可選擇性地打開以用於在腔 :=模:且機械手之間轉移基板；以及上部傳送室，其 女 '"下傳送室上方，該上部傳送室具有-或多個腔 136484.doc 200935546 室’每一腔室具有基板支樓件及可密封門，該可密封門可 選擇性地打開以用於在腔室與轉移模組機械手之間轉移晶 圓。上部傳送室與下部傳送室隔離開，且上部基板轉移平 面與下部基板轉移平面之間的垂直距離不大於_峨，並 在某二實施例中’不大於70 mm。在某些實施例中，自 下部傳送室腔室之底部量測至上部傳送室腔室之頂部，堆 疊式傳送室總成之高度不大於10"。腔室容積通常在約3 l ❹=約20 [之範圍内。在某些實施例中’堆疊式傳送室總成 中之每一傳送室具有雙基板腔室。 在某些實施例中，堆疊式傳送室總成中之至少一個傳送 室經組態以進行徑向排氣及/或徑向抽氣。在某些實施例 中’上部傳送室經組態以進行徑向抽氣，且下部傳送室智 組態以進行徑向排氣。而且，在某些實施例中，每一傳送 室經組態以進行徑向抽氣及徑向排氣中之至少—者。在某 些實施例中，傳送室總成不具有中心抽氣或排氣端口。、 Ο 本發明之另—態樣係關於—種用於將基板自第-環境轉 移至第二環境之堆疊式傳送室總成，該總成包括：上部傳 送室，其包含-或多個基板腔室；下部傳送室，其包含一 — 《多個基板腔室，每-上部傳送室基板腔室安置在下部傳 、送室基板腔室上方；以及-或多個中心板，其用於使每一 下部傳送室基板腔室與上覆之上部傳送室腔室隔離，其中 每-中心板界定上部傳送室腔室之底板及下部傳送室腔室 之頂板。 在某些實施例中’每-中心板具有數個環形凹槽，其中 136484.doc 200935546 槽部刀界疋用於將氣體自上部傳送室腔室 中抽出之流動路徑，且另一璜开彡叩她 々 裒形凹槽至少部分界定用於將 風體排入下部傳送室腔室中之流動路徑。 ^某些實施例中，堆疊式傳送室總成具有用於將基板轉 =入及/或離開上部傳送室之至少一個上部孔徑及用於 • 録板轉移進入/離開下部傳送室之至少一個下部孔徑。 該至少一個上部孔徑與該至少一個下部孔徑分離開不大於 約⑽職之垂直距離。在某些實施例中，總成之高度不大 於1〇,，腔室高度。而且，在某些實施财，堆疊式傳送室 總成具有-或多個上部傳送室蓋以用於覆蓋該或該等上部 傳送室腔室，盆巾名___蓄 每ά具有至少部分界定用於將氣體排 入下部傳送室腔室之流動路徑的環形凹槽。 本發明之另-態樣係關於一種使用傳送室設備在大氣環 =真空環境之間轉移基板之方法，該傳送室設備根據各 種實施例可具有以下特徵中之一或多者：下部傳送室，其 〇 纟有-或多個腔室’每一腔室具有基板支撐件及可密封 π ’該可密封門可選擇性地打開以用於在腔室與轉移模电 顏手之間轉移基板；上部傳送室，其安置在該下部傳送 至上方’該上部傳送室具有一或多個腔室，每一腔室具有 基板支樓件及可密封門’該可密利可選擇性地打開^用 於在腔室與轉移模組機械手之間轉移晶圓。該方法包括在 上部傳送室基板水平轉移平面上在大氣環境與該或該等上 σ|5傳送室腔室之間轉移—或多個基板；在下部傳送室基板 水平轉移平面上在真空環境與該或該等傳送室腔室之間轉 136484.doc 200935546 移-或多個基板4中上部傳送室與下部傳送室隔離開， 且上部基板水平轉移平面與下部基板水平轉移平面之間的 垂直距離不大於100 mm。

Ο 本發明之另-態樣係關於—種用於對含有晶圓之傳送室 腔室進行徑向排氣之傳送室設備。該設備包括：晶圓支撐 件，其位於該傳送室腔室中；側入口端口，該側入口端口 開放至位於該傳送室腔室上方之環形腔室巾，該環形腔室 連接至環㈣梯式窄通道以平行於支撐件上之晶圓而引導 流動。根據各種實施例，傳送室設備可包括以下特徵中之 一或多者：傳送室外殼，其界定該側入口端口；以及上部 板，其界定傳送室腔室及傳送室外殼之頂板，其中該環形 通道由傳送室外殼及該上部板之凹入部分界定。在某些實 施例中，上部板及傳送室外殼之環形區段為階梯式的，其 中該板之階梯式區段之外徑小於傳送室外殼之階梯式區段 之内徑以進而界定環形階梯式通道。在某些實施例中，環 形階梯式窄通道之寬度介於約〇_〇〇5至〇 〇5〇吋之間。階梯 式通道可包括平行於晶圓表面之外部區段、垂直區段及内 部平行區段。在某些實施例中，環形腔室之矩形橫截面之 尺寸在約〇·25至1.5 寸之範圍内。而且，在某些實施例中， 側入口端口、環形腔室及環形階梯式窄通道界定用於將氣 體排入傳送室腔室之流動路徑。在某些實施例中，環形階 梯式窄通道扼制排放之氣體流動。 本發明之又一態樣係關於用於對含有晶圓之傳送室腔室 進行徑向抽氣之傳送室設備。該設備包括：晶圓支撐件， 136484.doc 200935546 其位於該傳送室腔室中；側出口端口，其開放至環形腔室 中，該環形腔室位於該晶圓支撐件下方；窄環形通道，其 將傳送室腔室連接至環形腔室以將流動引導至環形腔室 中。環形通道之内徑大於晶圓支撐件直徑。傳送室設備亦 可包括界定側出口端口之傳送室外殼。在某些實施例中， 該設備包括下部板，其界定傳送室腔室及傳送室外殼之底 板’其中環形通道由傳送室外殼及下部板之凹入部分界 定。該設備亦可包括傳送室外殼’其中該板之區段之外徑 小於傳送室外殼之區段之内徑以進而界定環形通道。在某 些實施例中，窄環形通道之寬度介於約〇〇〇5至〇〇5〇吋^ 間，且環形腔室之矩形橫截面之尺寸在約〇25至15吋之範 圍内。 本發明之又一態樣係關於一種堆疊式傳送室設備，該堆 疊式傳送室設備包括：下部傳送室腔室，其具有位於該上 部傳送室腔室中之晶圓支㈣、側人口❼，該側入:端 口開放至位於該上部傳送室腔室上方之上部環形腔室中， 該環形腔室連接至環形階梯式窄通道以平行於支撐件上之 晶圓而引導流動；以及上部傳送室腔室，其包含位於該上 部傳送室腔室中之晶圓支㈣、開放至環形腔室中之側出 口端口、位於該晶圓支撐件下方之環形腔室、窄環形通 道，該窄環形通道將傳送室腔室連接至環形腔室以將流動 引導至環形腔室中，環形通道之内徑大於晶圓支撐件直 徑。 本發明之再-態樣係關於—種對含有晶圓之傳送室腔室 136484.doc •10- 200935546 進行排氣之方法’該傳送室腔室包含：晶圓支揮件，其位 於該傳送室腔室中；側入口端口，該側人Π端Π開放至位 於-亥傳送至腔室上方之環形腔室中’該環形腔室連接至環 形階梯式窄通道以平行於支樓件上之晶圓而引導流動。該 方法可包括使氣體穿過環形腔线人，使得氣體流動至環 形階梯式窄通道中以進而平行於晶圓將氣體之徑向流動引 導至傳送室腔室中。 一種對含有晶圓之傳送室腔室進行抽氣之方法，該傳送 至腔室包含：晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；側出 口端口，其開放至環形腔室中，該環形腔室位於該晶圓支 撐件下方；窄環形通道，其將傳送室腔室連接至環形腔室 以將抓動引導至環形腔室中。該方法可包括藉由穿過側出 口端口抽吸軋體來自晶圓中心徑向向外抽吸氣體，使得經 由環形通道扼制氣體進入環形腔室。 在以下具體實施方式中描述本發明之該等及其他態樣及 優點。 【實施方式】 概述 圖1展示根據本發明各態樣之雙晶圓處置設備及其組件 之外觀。圖1所示之設備可用於將晶圓自大氣條件（例如， 進入及離開儲存單元）轉移至一或多個處理腔室（例如， PECVD腔至）並再次返回。圖1所示之設備具有三個主要組 件.大氣環境1〇2、傳送室1〇4及轉移模組106。圖中未展 示儲存單元（例如，前開式統集箱或FOUP)及處理腔室。大 136484.doc 200935546 氣環境102通常處於大氣壓力下且可與f〇UP及/或外部設 施之零件互動。轉移模組1〇6通常處於次大氣壓力下且可 與傳送室及經常在真空或低壓力下運行之各種處理腔室連 通。將晶圓置放在傳送室1〇4中以當在大氣環境與亞大氣 環境之間轉變時進行抽氣或排氣操作。 ❹ ❹ 大氣環境102(亦稱為”小型環境”）含有大氣機械手（未圖 不）’其將晶圓轉移進入及離開F〇UP及傳送室104。箱加 載器108接納並支撐！^〇1；15，使得其可由大氣機械手接取。 大乳環境102通常含有上置式扇形過濾器單元（例如， HEPA過濾器單元）以防止污染物進入大氣環境。圖1展示 «•亥扇形過濾器單元之空氣入口 11〇。大氣或小型環境之下 邛邊界可為假底板，例如圖丨中在112處所描繪。 傳送至104接納來自大氣環境1〇2之待轉移至處理腔室之 入站(未經處理)晶圓以及來自轉移模組1〇6之待轉移回至 F曰OUP之出站（經處理）晶圓q傳送室可為雙向的（保持入站 :圓及出站晶圓)或單向的(僅保持入站晶圓或出站晶圓)。 稱=實：例中，傳送室係單向的。入站晶圓在本文中亦 戈^未域理之晶圓；出站晶圓在本文中 出或經處理之晶圓。 ^ 1寻 二二中’存在兩個獨立傳送室：上部傳送 某此實施― ％ #送至具有兩個連接之腔室。在 卞一耳％例中，上部傳w 係出站傳送室。柄;π4/ 送室，且下部傳送室 兩個連接之腔室中之一去.. 板覆盍垓 。傳迗室真空泵116用於在操作 136484.doc 200935546 期間視需要對傳送室進行抽氣。 大氣閥門118提供自大氣環境1〇2至傳送室之接入。在所 展不之實施例中，使用外部安裝至小型環境之四門縫閥， 但可使用任何類型的門或閥，其中包括閘閥、滑動/、 轉門等。 ❹ ❹ 轉移模組經組態以附接至一或多個處理模組（例如，單 工作台或多工作台PECVD腔室、uv固化腔室等）。處理模 組可在轉移模組之多個界面位置/側處附接至轉移模組 咖。縫閥U2提供自轉移模組至處理模組之接入。可使用 ㈣恰#_或m在圖1中’每側具有兩個閥―允許 在傳送室與處理模組之間(例如，在傳送室之兩個腔室與 處理模組之兩個鄰近工作台之間）或在兩個處理模組之間 轉移兩個晶圓。轉移模組提昇總成120用於升高及降低轉 移模組之蓋罩128。在圖,由 ..„ 一 在圖1中，蓋罩降下（即，圖中未展 不轉移模組之内部）。直* 一二轉移機械手位於轉移模組之内 口P以在傳送室與處理描 模組之間或在處理模組之間轉移晶 圓。 轉移模組106維持在攻士 ,^ ^ ^ 在-人大軋壓力下，且在本文中有時稱 為真二轉移模組。韓 轉移槟組壓力通常介於760托至丨毫托之 間，但在某些實施例 一 該工具可用於更低的壓力範圍。 一入站晶圓在傳| & ^ ^ ^ 、中處於恰當位置，便使用傳送室真 工泵116將傳送室抽氣至 轉移至真空轉移模組。仔可隨後將晶圓 5 ^ ^ ^ 傳送至縫閥提供自轉移模組10ό 王得这至之接入。 移模 '、且真空泵124連同氣體質量流量 136484.doc 200935546 控制器（MFC)、節流閥及壓力計一起用於獲得並維持轉移 模組之所需壓力。一般而言，工具上或工具外真空泵均可 用於轉移模組。如此項技術中已知，存在各種用於控制轉 移模組中之壓力的方法。在一個實例中，MFC將恆定流量 之A氣體提供至轉移腔室中。壓力計提供關於轉移模組腔 至之壓力之反饋。真空泵每單位時間移除恆定體積之氣 體’以每分鐘立方呎為單位進行量測。節流閥藉由使用閉 路控制系統來主動地維持壓力設定點。節流閥讀取壓力計 之壓力反館’且基於來自閥之控制系統之命令，調節有效 孔對真空泵之打開度。 接入板126提供對電子器件機架之接入，該電子器件機 架含有控制系統，以控制晶圓處置操作，其中包括機械手 移動、壓力、定時等。控制系統亦可控制處理模組中所執 行之處理之一些或全部操作《根據各種實施例，控制器、 開關或其他相關電子硬體可位於其他地方。 圖2 a及2b係雙晶圓處置設備之額外示意圖，其展示大氣 環境102及轉移模組1〇6之内部視圖。圖2a及2b所示之設備 大致類似於圖1所示之設備，不同之處僅在於圖2&及21)之 δ又備之轉移模組的形狀是梯形的，以便允許較大接入238 區域服務於轉移模組。圖2a中未展示轉移模組提昇總成及 蓋’以及大氣環境機殼之一部分。 大氣環境或小型環境102含有大氣機械手232。轉移模組 含有真空機械手236。在圖2a所描繪之實施例中，大氣 機械手232具有一臂’其具有兩個鈒接腕，每—鉸接腕具 136484.doc •14- 200935546 有能夠攜載晶圓之葉板或其他端操縱器。真空轉移機械手 236具有兩個臂，每一者具有兩個能夠攜載晶圓之葉板。 大氣機械手能夠同時處置兩個晶圓，而真空機械手可同時 攜載多達四個晶圓。（本文所描述之設備及方法不限於該 $特定機械手設計，但-般而言，該等機械手中之每一者 月b夠同時處置及/或轉移及/或交換至少兩個晶圓。） ' 圖2a亦提供自歧管通向真UU6之導管244(亦稱為傳 送室泵前級管線）之局部視圖。雙真空泵116協力工作且用 於對兩個傳送室進行抽氣。根據各種實施例，雙泵可充當 單個系資源或可專用於特定傳送室以進行並行抽氣。圖孔 自相反側展示圖2a所示之設備之示意圖。在右上位置中展 示轉移模組提昇總成12〇及轉移模組蓋128。 圖3a至3f係展示將一對晶圓自F〇up輸送至晶圓轉移模 組並返回之雙晶圓輸送中之某些操作之圖形表示。圖“展 不具有轉移模組106、上部（入站）傳送室1〇4a、下部（出站） ❿ 傳送室104b及大氣環境1〇2之設備。亦展示了處理模組 33〇a及330be此時，在晶圓進入大氣環境1〇2之前，晶圓 位於例如FOUP 334中，該FOUP 334與大氣環境102介接。 大氣環境102含有大氣機械手332 ;轉移模組1〇6含有真空 機械手336。 如上文所指示，該設備能夠並行輸送及處理兩個晶圓。 大氣機械手及轉移模組真空機械手兩者能夠同時處置至少 兩個晶圓。 大氣機械手332具有一個臂，其具有兩個鉸接腕，每一 136484.doc 15 200935546 鉸接腕具有能夠攜載晶圓 … 或#片。真空轉移機械手 336具有兩個臂，其每—去 考八有兩個能夠攜載晶圓之葉 或抓爪。 、 大氣機械手自F0UP中取出兩個晶圓。（機械手自例如 FOUP、傳送室或處理工作么 <=»專位置取出晶圓之動作在本 ❹ ❹ 文中有時稱為，'拾取"動作，而機械手將晶圓置放至某-位 置之動作在本文中有時稱為"置放·,動作。該等動作在本文 中亦分別稱為，，取"及"放”動作。）依據機械手以及F0UP或 其他晶圓儲存裝置之布置㈣，該兩個晶圓可同時或逐個 取出。在圖㈣描繪之實施例中，舉例而t，大氣機械手 具有-個帶有兩個鉸接腕的[且能夠同時轉移兩個堆疊 晶圓’例如同時自F0UP拾取兩個堆疊晶圓。圖扑展示在 自FOUP轉移至上部傳送室1Q4a期間之具有兩個晶圓说， 及335之大氣機械手332。大氣機械手接著將該等晶圓置 放至上部傳送室10牝中以供減壓。此在圖孔中展示。每一 腔室中具有一個晶圓。一旦將晶圓置放在上部傳送室中， 便關閉上部傳送室之大氣門118a且對傳送室進行抽氣。當 達到所需壓力時，轉移模組側上之上部傳送室門12〇a打開 且轉移模組機械手106自上部傳送室拾取晶圓。圖3d展示 具有晶圓335,及335,，之轉移模組機械手1〇6。圖3&至3£中 所描繪之轉移模組機械手具有兩個臂（每一者具有兩個端 操縱器）且能夠同時保持四個晶圓。在所展示之實施例 中’上部傳送室沒有被動晶圓居中，每一晶圓之傳送室中 亦不存在獨立之2驅動。在某些實施例中，真空機械手同 136484.doc -16· 200935546 時拾取晶圓，且若在傳入傳送室中存在兩個晶圓，則無法 選擇性地拾取一個晶圓。然而，依據機械手及系統而定， 轉移模組機械手可同時或連續拾取每一晶圓。而且，依據 機械手及系統而定，機械手可使用一個帶有兩個端操縱器 的臂來拾取兩個晶圓，或每一晶圓可由不同臂拾取。在自 入站傳送至中拾取未經處理之晶圓之後，轉移模組機械手 藉由旋轉晶圓並將其置放在處理模組中而將晶圓轉移至處 ❹ 理模組，即處理模組33〇a或處理模組330b。雖然圖“至化 中未描繪，但亦可存在第三處理模組，其連接至轉移模 組。該等晶圓接著在處理模組中經受處理。圖饤展示晶圓 可能在處理模組330a中經受之動作序列之實例。首先，將 晶圓335,置放在處理模組33〇3之工作台338中，且將晶圓 335置放在處理模組33〇a之工作台34〇中。晶圓接著在該 等工作台處經受處理。晶圓335”自工作台34〇移動至工作 台344，且晶圓335,自工作台338移動至工作台342，以供進 Φ 步處理。晶圓接著返回至其原始工作台以由轉移模組機 械手拾取以供轉移至出站傳送室或轉移至處理模組330b以 供進一步處理。為了清楚起見，當工作台未由晶圓335，及 335佔據時，圖中將工作台描繪為"空"的，在操作中，所 •有工作台通常由晶圓填充。圖3f中說明之序列僅係可與本 文所描述之設備一起使用之可能序列之實例。轉移模組機 械手拾取兩個晶圓以供同時轉移至傳送室。拾取動作可同 時或連續發生。機械手接著旋轉以將經處理之晶圓置放在 傳送室中。同樣，根據各種實施例，該等動作可同時或連 136484.doc -17- 200935546 續發生。圖3e展示經由下部傳送室門12〇b而置放在出站 (下部）傳送室104b中之現經處理之晶圓335，及33s,，。在置 放至彼處之後，關閉所有傳送室閥或門且將出站傳送室排 乳（增壓）至大氣壓力。晶圓亦可在此處冷卻。接著打開出 站傳送至之大氣門118b，且大氣機械手拾取經處理之晶圓 並將其轉移至FOUP中之恰當位置。 <應庄意’本文中論述之具有多個處理腔室之雙晶圓處理 ❹ ❹ 設備及方法可用於進行並行或循序處理。在並行處理方案 中’-組晶圓在-個處理模財進行處理且接著返回至 FOUP ’㈣其他組晶圓並行地在其他處理模組中進行處 =。在循序處理方案中，—組晶圓在—個處理模組中進行 =且接者轉移至另—處理模組以供在返回至大氣條件 前進行進—步處理。混合之並行/循序序列亦為可能 步例如其中使用兩個處理模組（ΡΜ1及ΡΜ2)來進行並行 處理且接著將來自今·耸虑 , “專處理模組之所有晶圓轉移至第三處 理模組（ΡΜ3)以供進—步 理所右曰㈤ 7後里同樣’第一處理模組可處 里所有日曰圓’該晶圓接著被傳 行處理。 盱疋王弟一或第二模組以供並 單向流動 在某些實施例中，在單向操作 表1中給出單向流動 使用傳送至。以下 械手及轉·“ 出站傳送室、大氣機 轉移核組機械手動作之實例。 136484.doc -18- 200935546 表1 :單向流動操作中之機械手及傳送室動作 ATM機械手 傳入LL(上部） 傳出LL(下部） TM機械手 FOUP 拾取(1) 排氣(空） TM機械^ 下部LL置放(臂2) 上部LL置放(2) ATM機械^— 排氣/冷卻(晶圓） PM拾取(臂2) 下部LL拾取 抽氣(曰曰曰圓)(3) ATM^^fT---~~ PM置放(臂1) FOUP置放 ΤΜ機械手(4) 抽氣(空）'~~ 上部LL拾取(臂1)(4) FOUP拾取 排氣(空） TM機械手 下部LL置放(臂2) 上部LL置放 ATM機械手 排氣/冷卻(晶圓） PM拾取(臂2)(1’） 下部LL拾取 抽氣(晶圓） ATM機械手 PM置放(臂1)(5) FOUP置放 TM機械手 抽氣(空） 上部LL拾取(臂1) FOUP拾取 排氣(空） TM機械手 下部LL置放(臂2)(2，） 上部LL置放 ATM機械手 排氣/冷去(晶圓)(3，） PM拾取(臂2) 下部LL拾取(4’） 抽氣(晶圓） ATM機械手(4，） PM置放(臂1) FOUP 置放(5’） TM機械手 抽氣(空） 上部LL拾取(臂1) 表1呈現單向操作模式之序列之實例，其中轉移模組機 械手移交序列為處理模組（晶圓交換）今傳出傳送室（置放經 處理之晶圓傳入傳送室（拾取未經處理之晶圓）。此係一 個可能序列之實例，且其他序列亦可與本文描述之雙晶圓 0 冑置設備-起使用。在特定實例中，轉移模組機械手移交 序列為處理模組（晶圓交換傳入傳送室（拾取未經處理之 晶圓）4傳出傳送室（置放經處理之晶圓）。 各打可看作大致同時發生或重疊之操作^各列展示㈣ 手或傳送室執行之操作序列。當然，在任何系統中，該等 操作不鲶兀全重疊，且該等模組中之一或多者可閒置或者 稱後開始或結束。另外，應注意，未展示某些操作。未展 示機械手必須執行以到達箱、傳送室及處理模組之旋轉及 平移動作。描述'TM機械手'或·ΑΤΜ機械手'可指代傳送室 136484.doc -19- 200935546 經受之動作--打開及關閉恰當的門—以及准許機械手端操 縱器拾取或置放晶圓。 在該表中步驟1至5中追蹤一對未經處理之晶圓自f〇uP 通往處理模組之路徑。 1 ,ΑΤΜ機械手FOUD拾取 2. -ATM機械手上部傳送室置放 3. -上部LL抽氣（見圖3c) 4. -TM機械手拾取 5. -TM機械手處理模組置放 在該表中步驟1'至5 ’中追縱一對經處理之晶圓自處理模 組通往FOUP之路徑。 1 '-TM機械手處理模組拾取 2'-TM機械手下部LL置放

3’-下部LL排氣/冷卻（見圖3e) 4ΊΤΜ機械手下部ll拾取 5'-ATM機械手F〇up置放 旦將傳出晶圓移交至大 如自表】中可見，舉例而言， -，mm jC. y yr 氣機械手’便接著可將傳送室進行抽氣其不必等到大氣 機械手完成其動作才進行抽氣。 、 向細作中，當大氣機楠丰 你！ h〜 械手將經處理之晶圓置放在FOUJ^

其他五中並自盒中取屮不加丄 A ^ ^ 出兩個未經處理之晶圓以供置放f值 送室中時’傳送室係供置放至傳

種機械手及傳送室動作。下文描述根據某些實施例各 傳入3LL 136484.doc •20· 200935546 抽氣.使上部傳送室中之壓力自大氣壓力降低至預定之 次大氣壓力。如下文參看圖6a及6b描述，藉由穿過基座周 圍之窄隙吸出氣體來對傳送室進行抽氣。將氣體抽吸至基 座下方之較大橫截面環中，且接著將其自側面抽出。此保 持流動自晶圓向外(自晶圓中心徑向流動)及向下·_以避免 . 隸何微粒向上&取至晶圓上。此減操作係快速的。 排氣：將上部傳送室自次大氣壓力排氣至大氣壓力。不 ❹ 存在任何晶圓。如下文參看圖6a描述，可快速地對上部傳 送室進行排氣。如同抽氣操作，排氣操作係非常快速的。 傳入LL動作之定時之實例（秒）： 打開/關閉VAT閥（通往大氣環境的閥）：ο』 打開/關閉縫閥（通往轉移模組的閥）：〇 5 檢驗縫閥是否關閉、排氣、檢驗是否處於大氣壓力：若 干秒

檢驗VATP〗是否關閉、抽氣及轉移模組壓力匹配：若干秒 傳出LL 排氣/冷卻：將下部傳送室自次大氣壓力排氣至大氣壓 力。排氣係藉由使例如氦氣及/或氣氣等氣體流動至腔室 中來進行IL氣穿過晶圓上方之8吋直徑之環形間隙進 "IL動在Sa圓上方自上至下且徑向向外以避免將微粒向 上沒取至晶圓上。晶圓進入下部傳送室，其需要自處理冷 卻。在-個實施例中，首先將氦氣作為熱量轉移氣體排入 腔室内到達中間壓力。接著當晶圓冷卻時停止氣體流動。 136484.doc •21 · 200935546 接著使氮氣流動以使壓力上升至大氣壓力。 抽氣.將下部傳送室自大氣壓力抽氣至預定之次大氣壓 力。腔室為空的。 傳出LL動作之定時之實例（秒）： 打開/關閉VAT閥（通往大氣環境的閥）：〇 5 打開’關閉縫閥（通往轉移模組的閥）：0.5 ❹

檢驗縫閥是否關閉、He排氣、檢驗是否處於大氣壓力： 若干秒 檢驗VAT門是否關閉、抽氣及轉移模組壓力匹配：若干秒 ATM機械手 FOUP拾取：大氣機械手自F〇up或其他盒拾取兩個堆叠 之未經處理之晶圓U實施例中，端操縱器以一者在 另一者頂部之方式堆疊且同時拾取堆疊之晶圓。在拾取晶 圓之後，端操縱器相對於彼此旋轉，且臂旋轉以將晶圓置 放在上部傳送室中(見圖3b，其展示保持兩個晶圓準備就 緒以將其置放至上部傳送室中之單臂雙端操縱器機械 手）。 上部LL置放：大氣機械手將晶圓置放至上部傳送室腔室 中。在某些實施例中，第一—端操縱器延伸至上部傳送室 之腔室中且將晶圓下降至支架上。該端操縱器接著自傳送 室縮=，纟第二端操縱器延伸至上部傳送室之另一腔室中 左晶圓及右晶圓。機械手因此以任何次序連續置放 I36484.doc -22· 200935546 ❹ ❹ 下部ll拾取：大氣機械手自下部傳送室腔室拾取晶圓。 $某些實施例中，第一一端操縱器延伸至下部傳送室之腔 室中且自基座拾取晶圓。該端操縱器接著自傳送室縮回， 且第二端操縱器延伸至下部傳送室之另一腔室中且自基座 拾取晶圓。機械手因此以任何次序連續拾取左晶圓及:晶 圓。在某些實施例中，機械手使用關於下部傳送室中每一 晶圓之置放的資訊來在拾取動作期間校正晶圓位置。接著 旋轉大氣機械手臂以將晶圓置放在F〇up中。 F〇UP置放：大氣機械手將晶圓在中置放至堆叠位 置中。在-個實施例中’同時置放兩個晶圓。 ATM機械手動作之定時之實例（秒）： 自傳入LL轉至傳出LL : 0.5 自傳出LL取出晶圓：5.9 自傳出LL轉至盒：1 將晶圓放入盒中：3 ·' 0.3 縮回並在Z方向上移動以準備自盒中"取出 自盒中取出晶圓：2.5 自盒轉至傳入LL : 1.3 將晶圓放入傳入LL中：6.5 轉移模組機械手 上部LL拾取：轉移模組機械 s L A 侧于將個雙端操縱器臂延伸 至上口p傳送室中且將晶圓自 此 系柃汁至端操縱器上。在某 二實施例中，當一個臂延伸至 5 m 寻送中時，另一個臂移動 至縮回位置。圖3g展示雙臂雙端 叉峒徕縱态機械手’其中一個 I36484.doc -23. 200935546 臂延伸（例如，至傳读 #送至或處理模組中以進行拾取或置放 自上邱傕·固臂縮回。在表1所示之方案中，-個臂專用於 中m 取出未經處理之晶圓並將其置放在處理模組 將另—f專用於自處理模組取出經處理之晶圓並 將其置放在下部傳送室中（臂2)。在其他實施例中，兩個f 均可用於經處理及未經處理之晶圓。在表！所示之方案 ❹ ❿ 中’在上部傳送室拾取動作之後’臂1縮回且臂2延伸至下 部傳送室中以將經處理之晶圓置放在彼處。 下部LL置放：轉移模組機械手將臂2_•在每一端操縱器 上具有-處理晶圓“延伸至下部傳送室中，並將晶圓置放 在彼處。在某些實施例令’此係同時進行。可量測每一晶 圓傳送室之位置資訊’並儲存以供大氣機械手在拾取晶圓 時使用。接著定位機械手以進行處理模組拾取動作。 處理模組拾取：轉移模組機械手將臂2延伸至處理模組 中、，且拾取兩個經處理之晶圓。在某些實施例中，此係同 時進行。在表1所示之方案中’於處理模組拾取之後，轉 移模組機械手將未經處理之晶圓置放至處理模組中。 處理模組置放：轉移模組機械手將臂卜具有兩個未經 處:之晶圓延伸至處理模組中，且藉由使晶圓下降至工 作口上或藉由工作台中之晶圓支撑件將晶圓提離端操縱 器’而將晶圓置放在工作台處（如圖4中）。在某些實施例 中循序進行置放動作以允許在每一置放動作中進行位置 校正。 各種轉移模組機械手動作之定時之實例（秒）： 136484.doc -24- 200935546 自傳出LL轉至傳入LL : 1.2 自LL轉至腔室1(處理模組）且轉至ll(9〇。）： ^ 8 自LL轉至腔室2且轉至LL(180。）： 2.8 傳入LL "取出"（拾取）：4.3 傳出LL "放入"（置放）：4 3 將經處理的換成未經 晶圓交換（在處理模組或腔室處 處理的）：8.5

圖1至3g及相關聯論述提供對本文論述之雙晶圓處理設 備及方法之廣泛概述。輯各種實施例之轉移方法之細節 已被省略’且在下文中作進—步詳細論述，其中包括晶圓 拾取及置放動作、晶圓對準、增壓及減麼循環等。下文亦 論述根據各種實施例之設備之額外細節。 堆疊式傳送室 在某些實施例中’提供堆叠式獨立傳送室。該等傳送室 可在所描述之雙晶圓處置系統中使用。具有多個傳送室之 卓晶圓處置器可並排置放傳送室，從而允許傳送室上方及 下方之工間用於多種效用及機制。雙晶圓處置器通常使用 :具有多個支架之傳送室。此限制系統之處理量，因為排 ：卻、抽氣及機械手交換對於所有傳入及傳出晶圓均 ，發生。系統之整個傳送室必須等到真空及大氣兩者 下完成多個晶圓交換才能進入下-個操作。舉例而言，藉 由使用單個具有多個支架之傳送室，在排氣/冷卻之後具 有出站晶圓時： 、 1 ·大氣門打開 136484.doc -25· 200935546 2. 大氣機械手自傳送室拾取兩個出站晶圓 3. 大氣機械手將出站晶圓移動至儲存盒 4. 大氣機械手將出站晶圓置放在儲存盒中 5. 大氣機械手自儲存盒拾取兩個入站晶圓 6. 大氣機械手將入站晶圓移動至傳送室 7·大氣機械手將入站晶圓置放在傳送室中 8 ·大氣門關閉並抽氣 ❹

在：：序列期間’當大氣機械手執行晶 :閒傳送室在真空側進行晶圓交換期間亦必 及二室亦在抽氣及排氣/冷卻期間使傳- 上下移又污染。一些傳送室設計要求分度器 下移動阳圓，從而增加複雜性。 室Χ圖3、 例之晶81處置設備包括堆叠式獨立傳送 室。^由❹中之傳送室购及祕係堆疊式獨立傳送 ㈣藉由以一者在另_者頂部之方式堆疊獨 統操作(例如’抽氣、排氣/冷卻、晶圓交換)得以去搞，ί 终並行執行各種操作，進而允許增加處理量。 :習知傳送室在傳送室腔室上方及下方具有多種效用 :::以將需要較大垂直空間來堆疊習知獨立傳送 積之鑪 較大的Z方向轉移模組機械手，以及較大容 積之轉移模組及傳送室。堆疊式 = 離上部傳送室及下部傳送室，且經：二;：十緊f地隔 氣。根據各種實施例 》抽乳及排 交平面具有較小距離，例:=傳送室距每-傳送室移 如大約65 mm。此允許一轉移模 136484.doc • 26 - 200935546 組機械手臂（或兩個轉移模組機械手臂，若存在兩個）到達 上部及下部傳送室兩者。 根據各種實施例’本文描述之堆疊式傳送室總成具有以 下特徵中之一或多者： 雙晶圓容量：傳送室可保持雙晶圓(並排)容量。因此對 於雙處理里很重要，因為兩個晶圓並排經歷晶圓處置及處 理。（見圖3a至3f)。 ❹

獨立循環之堆疊式傳送室：上部傳送室與下部傳送室彼 此隔離，且在必要時獨立循環（例如，上部傳送室處於真 空條件下，而下部傳送室處於大氣條件下）。 緊湊型設計：傳送室總成經緊湊設計，從而與習知多傳 送室系統相比降低了…另外，移交平面之間的距離較 小’從而不需要具有較大z方向自由度之機械手。腔室容 積亦可較小’使得可使用小泵。舉例而言，在組合傳送室 之兩個腔室的情況下’上部及下部傳送室容積可為約6〇 至10 L。在-個實财，上部傳送室容積為65 L，且下部 傳送室容積為約7.3 L。 ^個中〜板.堆疊之腔室由單個中心板分隔開。在雙晶 圓今量傳送至左上傳送室腔室與左下傳送室腔室由單 個板分㈣’右上腔室與右下腔室亦如此。在某些實施例 中’除了隔離腔室以外，單個中心板亦可具有額外功能 性，包括提供用於徑向抽氣及排氣之環帶。 針對單向流動而最佳化：單向傳送室處置僅在一個方向 上轉移之晶圓-入站（大氣環境至轉移模組）或出站（轉移模 136484.doc -27- 200935546 組至大氣環境入站傳 化，且出站值、笨—逆至之機械汉叶針對抽氣而最佳 1苹之機械設計針對排氣及冷卻而最佳化。 在某二實施例中，上部傳送室針對入站 下部腔室針對出站晶圓而最佳化。 被佳化且 徑向抽氣及/或排氣：傳送室採用徑 減少微粒污染。在某歧實 1及/成排乳來 . 量自曰圓由… 站傳送室抽氣流動向 氙' 住向且均勻發出。類似地，出站傳送室排 ❹"圓中心處發出，所為該等流動 他區域輸送至=。==質不會_室腔室之其 / 肖於羊向流動’貝1J晶圓之微粒污染 僅需在入站傳送室中進行抽氣期間及在出站傳送室中進行 排氣期間考慮。在鞏此杳β,, i m订 栌以藉、二 列中’傳送室總成具有環形凹 槽以藉由扼制抽氣或排氣流動來促進徑向抽氣或排氣。 圖一展示具有堆叠式獨立傳送室之傳送室總成之實 例。在圖域财，傳送室總成之轉移模組側面向前方。 ❿上文所描述’每—傳送室具有兩個連接之腔室。蓋114 2一者覆蓋上部傳送室之-個腔室。縫閥以展示允許在 傳送室之左側自傳送室接入轉移模組的閱。圖中未展示位 =右側的閥以提供外殼咖及位於外殼45时之傳送室總成 # : 452之視圖。在某些實施例中，縫閥可獨立控制，但 、乳動方式系在-起。通往傳送室杲之隔離歧管…用於 均衡及抽氣操作。側端口4S6允許觀看到傳送室内部。下 部傳送室提昇機制458用於將晶圓自冷卻板處升高及降低 以允許機械手端操縱器穿過空隙拾取及置放晶圓。此允許 136484.doc -28- 200935546 冷部板不針對端操縱器切割出較大空隙。 整個堆疊式獨立傳送室總成 5吋之古_ ^ f緊凑的—對於腔室具有約 充閥致動器高於所描緣之實施例。開哺 刀也^在-起，使得不需要具有較h方向自由声之 機械手。晶圓移交平面係機械手自傳送室拾取 二 板置放至傳送室中所在之平面 或將基 上〇丨移乂平面與下部 平面之間的距離係重要的，因

為’、界疋將日日圓轉移到達或 開錢下部傳送室兩者之機械手臂必須具有的垂直自 由度之最小量。 圖以展不根據某些實施例之堆疊式傳送室總成之正視 圖。上部傳送室具有兩個腔室心及⑽，且下部傳送室 具有;^個腔室_及_。傳送室外殼邮提供用於界定 傳送室之頂板及底板的板之框架或支撲件。外殼亦具有用 :供晶圓進出之開口。在圖5a描繪之實施例中，外殼亦界 定上部及下部傳送室兩者之側壁且含有用於兩個傳送室之 排氣及抽氣通道。外殼可為單片式或多片式。上部傳送室 腔室502a經由中心板506a而與下部傳送室腔室5〇牝分隔 開；傳送室腔室5〇2b經由中心板506b而與下部傳送室腔室 5〇4b分隔開。除了分隔上部真空腔室與下部真空腔室之 外，中心板亦經設計以用於兩側上之真空及大氣壓力在兩 個方向上循環。在圖5a描繪之實施例中，堆疊式傳送室具 有分隔每一對堆疊腔室之單個中心板（即，一個中心板分 隔右側上之上部腔室與下部腔室且另一個中心板分隔左側 上之上部腔室與下部腔室除了分隔上部腔室與下部腔 136484.doc -29- 200935546 室之外，中心板亦係上部傳送室之晶圓基座。圖5b展示上 部板514、中〜板506、下部板516及外殼505之分解圖。使 用單個中心板允許晶圓移交平面之間的距離較小_·在圖5a 描繪之實施例中’移交平面之間的距離為約65 mm。 在圖5a描繪之實施例中，令心板為單個整體式可移除 板，其經組態以允許下文描述之抽氣及排氣；然而，在其 . 他實施例中’多個薄板可用於隔離上部傳送室與下部傳送 室。上部板或蓋5143及514*>覆蓋上部腔室，且底部板515a 及515b形成下部腔室之底板。底部板51&及51讣亦可具有 冷卻機制。上部腔室502a及502b係流體連通的，下部腔室 504a及504b亦如此。 通道508a及508b係用於上部傳送室腔室之排氣通道。氣 體經由入口 512引入，並經由該等通道排入上部傳送室腔 室中。通道510a及510b係用於上部傳送室腔室之抽氣通 道氣體經由傳送室真空泵（未圖示）抽吸並經由歧管S14離 Ο Μ到達出σ 516。根據某些實施例之抽氣及排氣設計在下 文中進-步描述。用於下部傳送室之抽氣及排氣通道位於 上部傳送室通道後方’且未在圖5a中展示，但在下文中進 乂描述。圖5a亦展不提昇機制518及真空縫閥外殼52〇。 如上文所指示，堆疊式傳送室總錢緊湊的。總成之大 J可由以下各項中之一或多者表徵：高度（下部傳送室板 之底部至上部傳送室板之頂部）；上部傳送室晶圓移交平 面與下部傳送室晶圓移交平面之間的距離；上部傳送室開 口與下部傳送室開口之間的中心至中心距離；腔室容積； 136484.doc -30-

心距離 200935546 左腔室與右腔室之間的中心至中心距離； 腔室之總深度。在圖5a描繪之實施例中， 高度：6.2吋 上部與傳送室移交平面之間的距離：65 上部傳送室開口與下部傳送室開口之間 離：2.4吋 腔室容積：6.5 L上部傳送室（兩個腔室）； 左腔室與右腔室之間的中心至中心距離 所有板之直徑孔：13.2时 腔室之總深度：14.75吋 根據各種實施例，該等尺寸之範圍如下 高度：約4至1 0吋 上部傳送室移交平面與下部傳送室移 離：約 30 mm至 1〇〇 mm 上部傳送室開口與下部傳送室開口之間 離：約 30 mm至 1〇〇 mm

腔室容積：約3.0 L至20.0 L 左腔室與右腔室之間的中心至中 所有板之直徑孔：約12至15吋 腔室之總深度：約12至20吋 在某些實施例中，該等雙晶_ :動零件。舉例而言，纟某些實施令 至沒有活動零件，而僅有用於使機本 136484.doc 板直徑孔；以及 尺寸如下： mm 的中心至中心距 7.3 L下部傳送室 :19吋 乏平面之間的距 的中心至中心距 ••約12至30对 之一或多者沒有 傳入或上部傳送 P晶圓設置在上面 -31 - 200935546 的支架纟中在支架下方具有用於端操縱器之空隙 5a描繪之實施例中，下部傳送室具有提昇機制，其實二 好的冷卻效能。然而，根據各種實施例，若在移動穿 出傳送至之則或之後在傳送室外部進行冷卻或者若不必要 心亍冷部，則傳出傳送室將不需要活動零件。 在某些實施例中’該等傳送室之—者或兩者中之晶 推件係-對支架。晶圓之大部分下方之空間允許機械手臂 ❹纟下方動以拾取或置放晶圓。下部傳送室中之提昇機制 形成此支架以獲得機械手空隙，同時亦允許經由到達晶圓 之較小間隙將晶圓置放在冷卻板上。 用於徑向均勻上下流動之環形設計 在習知傳送室系統中，傳送室上方及下方之空間通常用 於多種效用及機制多個獨立傳送室可並排置放，或需要 具有較大Ζ方向運動之機械手以拾取及置放晶圓（或垂直平 移之傳送室）。期望對於機械手（且尤其對於轉移模組機械 Ρ 手）不要求具有較大2方向自由度。 每一傳送室需要用於抽氣（以在開放至轉移模組之前降 低壓力）及排氣（以在開放至大氣環境之前升高壓力）之機 制快速抽氣可產生穿過傳送室腔室之高速度端流。若未 謹慎管理流動向量，則可能在抽氣期間將外來物質輸送至 晶圓表面。類似地，排氣可產生高速度端流，其可能會將 微粒輸送至晶圓表面。習知傳送室經常具有用以對傳送室 腔至進行抽氣之中心抽氣端口及/或用以對傳送室腔室進 行排氣之中心排氣端口。習知傳送室亦可使用在腔室上由 136484.doc •32- 200935546 燒結金屬製成之排氣擴散器。 根據各種實施例’本文描述之傳送室每一者具有排氣及 抽氣端口以及准許緊湊型設計之流動通道。值得注意，根 據各種實施例，該設計不需要中心抽氣/排氣端口來確保 徑向流動。根據各種實施<列，傳送室總成$有用於在抽氣 期間提供均勻之徑向上下流動之抽氣環帶及/或用,於在排 氣期間提供均勻之徑向上下流動之排氣環帶。流動向量經 ❹ ❹ 管理以使得流動均勻地自晶圓中心發出。流動亦係自上向 下的，使得在抽氣期間向下載送任何微粒並離開腔室。圖 以錢展示用於如圖43至53所示之堆疊式傳送室總成之抽 乳及，氣設計，其中圖以祕展示用於上部傳送室之抽氣 =排氣設計，且圖〜錢展示用於下部傳送室之 氣設計。 ^ =⑽明用於傳送室之減環帶設計。在圖6_b 實施财，該抽氣環帶設計係用於上部傳送室的。 描述’上部傳送室腔請2經由中心板㈣ 至腔室咖分隔開。在抽氣期間，穿過晶圓位置之 之間）之^圍（在此情況下在中心板606與傳送室外殼605 )裒形間隙谷64(亦稱為if、*、_! 下方 … 稱為；衣形通道）抽吸氣體。在氣體 裱形腔室660及出口端口610，其中環形腔室 叫腔室周圍延伸。環 其中衷I腔至 形成。出口端口由中心板斷之環形凹槽 006邀僅 通在堆疊式總成下方之歧管。中心板 與傳送室外殼605之間 隙664係緊密的。㈣穿^ 4衣帶及出口端口之間 由穿過此緊密間隙抽氣，扼制流動傳 136484.doc • 33 - 200935546 導性以迫使在晶圓周圍之所有徑向點處形成平穩抽氣。虛 線箭頭展示自晶圓中心徑向向外延伸至環帶且接著到達出 口端口之流動路徑。（下文在圖7a及7b中論述之下部傳送 室流動通道在圖6&中不可見、 圖6b展示抽氣環形間隙及環形腔室之近視圖，其中包括 上部傳送室腔室602、中心板606、環形間隙或通道664及 環形腔室660。亦展示〇形環676。環形間隙之高度及寬产 ❹ 在環帶周圍係均勻的且經最佳化。環形間隙之確切尺寸^ 決於包括流動速率、腔室容積、腔室直徑等因素。在圖讣 描繪之實施例中’寬度為約0.03吋，且高度為約〇25对。 使用緊密環形間隙來扼制流動迫使流動為徑向的。間隙下 方之環形腔室提供用於維持均勻且平穩流動之緩衝區。在 特定實施例中’環形間隙位於晶圓表面下方，使得抽氣流 動為自上向下的’以便增強微粒控制。 緊密環形間隙之寬度足夠小以迫使流動為均勻且徑向 〇 的’同時保持間隙上之壓降處於製造容差内。若間隙過 大，則所有氣體在最靠近抽氣端口之側向下流動。非常小 的間隙(例如，大約5至10密耳)可形成可能難以管理之壓 % °在某些實施财L大小經設相使得流動為徑 向广且向下朝向各處移動，從而降低或最小化微粒風險 (若不足夠小以致完全均勻）。 返回圖6a，上部板614中之環形腔室668用於對上部傳送 室進行排氣—來自人π端口 6⑽之氣體自環形腔室⑽穿過 環形間隙674且到達上部傳送室腔室6〇2中。環形腔室及環 136484.doc -34· 200935546 形間隙促進徑向排氣。環形間隙扼制流動，從而 穿過環形腔室並徑向排放至腔宮φ μ 之軋體 W 腔至中。在僅人站傳送室（如 :广中所使用)中，徑向排氣不如徑向抽氣關鍵，因 為在排軋期間在傳送室中泠古S間 至H日圓，但當atm門打開時向 • 仏提供均句之流動幕簾仍可能有利。在排氣期間，在 #入傳送室中沒有晶圓’因此較少需要流動控制。然而， 當傳入傳送室ATM門打開時，氣體流動接通至傳送室，兑 ❹=處形成幕簾以防止空氣傳…、型環境中之空氣相對 較月潔’但含有氧氣、水及可能在傳送室（在抽氣期間）、 轉移模組及處理腔室中不合需要之其他成分。藉由提供清 潔惰性氣體（例如氮氣或氬氣）之幕簾，防止大部分不良， 體進入傳送室。因為當ATM機械手將晶圓置放在傳送= 時晶圓穿過此幕簾，所以如所描述管理此幕簾處之流動向 量意謂-股氣流並不直接指向晶圓。在其他實施例中，入 站傳送室排氣流動並非徑向。 〇 在某些實施例中’環形間隙寬度在約时之 範圍内。在某些實施例中，環形腔室之矩形橫截面可具有 介於約0.25M.5对之間的尺寸。舉例而言，在特定實施例 • 中’環形腔室具有1.5x〇_5吋之矩形橫截面。 - H7a及7b說明用於傳送室’尤其用於圖7认八描繪之實 施例中之下部傳送室之排氣擴散器設計。上部傳送室腔室 702經由中心板706而與下部傳送室腔室7〇4分隔開。中2 板706含有上文描述用於對上部傳送室腔室7〇2進二抽氣二 環形凹槽。氣體供應端口 711位於傳送室之側面上。2體 136484.doc -35- 200935546 穿過環形腔室784排放且接著穿過位於傳送室腔室之頂板 周圍之間隙786(亦稱為環形通道）引入至下部傳送室腔室 7〇4曰°此間隙之幾何形狀將流體向量自頂板引人並使其朝 〇圓中^，在晶圓中心處該等氣體向量向下朝向晶圓之 卩表面彎曲。該等流動向量在圖中由虛線指示。藉由穿 4緊密間隙進行排氣，扼制流動傳導性以在晶圓頂部周圍 之所有徑向點處形成平穩排氣。流動自晶圓頂部發出，從 ❹、而：微粒或其他外來物質推離晶圓並防止將外來物質自傳 送室腔室之其他區域輸送至晶圓。（上文論述之上部傳送 室入口及出口端口在圖乃中不可見 —:7b中展示間隙及環形腔室之近視圖，其中虛線箭頭指 不流動向量。排放之氣體自供應或入口端口 711進入並穿 過通道713引導至環形腔室784。接著穿過環形間隙加將 氣體引入至傳送室。㈣係階梯式的，使得流平行於晶圓 進入腔室，所得流動向量在圖7a中展示。因為緊密^扼 〇 制流動，從而用排放之氣體填充環形腔室784，所以在晶 圓上方徑向並均句地引人氣體。間隙可在晶圓上方延伸， 使得氣體進入腔室之進入點在晶圓之邊緣與中心之間。在 一個實例中，對於3〇〇 mm晶圓而言，進入點處於約8吋 (〜200 mm)直徑。 在圖7b描繪之實施例中，下部傳送室針對單向流動中之 出站晶圓而最佳化。在出。端口別處自側面對下部傳送 室進行抽氣一因為該傳送室針對出站晶圓而最佳化，所以 通常在抽氣操作期間不存在晶圓且因而流動向量對於管理 136484.doc •36- 200935546 污染並不關鍵。 在:上各圖描綠之堆叠式傳送室總成中，如上文論述之 =中心板用於分隔上部腔室與下部腔室。此板亦形成上 傳送室抽氣環帶及下部傳送室排氣環帶之㈣中 .^板亦形成用於抽氣流動扼制之間隙且充當排放氣體流動 扼制路徑及機械擴散器。 上文已經在具有針對入站晶圓而最佳化之上部傳送室及 針對出站晶圓而最佳化之下邱僮、芝^ © 认 之下°卩傳送室之堆疊式傳送室總成 ?上二文中描述了在抽氣及排氣期間用於均句徑向流動之 裱形叹计。根據各種實施例’在其他類型之傳送室總成中 使用排氣及/或抽氣之環形設計。舉例而言，單個堆属式 或非堆疊式傳送室可具有兩個環形間隙及腔室來在抽氣及 排乳期間管理流動向量（一個此類實施例上文在圖63中展 不’其具有抽氣環帶及排氣環帶）。熟習此項技術者亦將 自以上描述中瞭解如何針對出站晶圓而最佳化㈣式傳送 © 室總成之上部傳送室及針對人站晶®而最佳化下部傳送 室。 ’’’、了形成上下w動以將微粒推離晶圓，環形間隙通常位 於晶圓支撐件下方以用於抽氣，且環形氣隙通常位於晶圓 切件上方以用於排氣。然而，在某些實施例中，環形氣 隙可以其他方式置放(例如，由於其他設計考慮因素的緣 故）。在另一實例十’在某些實施例中’傳送室可具有環 形間隙及腔室以供與用於另一操作之中心端口組合進行抽 氣。該設計可與單向傳送室及雙向傳送室兩者—起使用。 136484.doc •37· 200935546 在以上各圖中，環形間隙由板及傳送室外殼或側壁界 定：圖63及补中之上部傳送室抽氣間隙664由中心板及外 殼或側壁界定，圖7&及7b中之下部傳送室排氣間隙786亦 由中心板及側壁界定，且圖6a中之上部傳送室排氣間隙 . 674由上部板及外殼或側壁界定。環形腔室由中心板或上 部板中之環形凹槽形成。根據各種實施例，環形間隙及腔 至可由任何恰當結構（例如，傳送室外殼中之環形凹槽）形 成，該結構可用於形成如上文描述之流動路徑❶可使用任 何扼制穿過環形間隙之流動的結構。 在某些實施例中，環形間隙（環形通道寬度）在約〇〇〇5至 0.0 5 0 寸之$巳圍内。在某些實施例中，環形腔室之矩形橫 截面可具有介於約〇_25至1.5吋之間的尺寸。舉例而言，在 特定實施例中，環形腔室具有〇.5χ〇5吋之矩形橫截面。 【圖式簡單說明】 圖1係根據各種實施例雙晶圓處置設備及其組件之外觀 ❹ 之示意圖。 圖2a及2b係根據各種實施例雙晶圓處置設備之示意圖， 其展示大氣環境及轉移模組之内部視圖。 圖3 a至3e係展示根據某些實施例執行將一對晶圓自儲存 盒輸送至晶圓轉移模組並返回之雙晶圓輸送中之某些操作 的雙晶圓輸送設備之俯視圖之圖形表示。 圖3f展示根據本文所描述之方法及設備之某些實施例一 對晶圓可能在處理模組中經歷之動作序列之實例。 圖3g展示兩臂雙端操縱器轉移模組機械手之示意圖，其 136484.doc •38- 200935546 —雙端操縱器臂處 中一個雙端操縱器臂處於延伸位置且另 於縮回位置。 圖及㈣根據某些實施例堆疊式傳送室之示意圖。 圖5a及5b係根據某些實施例堆疊式傳送室之示意圖。 圖“及6b係說明根據某些實施例用於上部傳送 及排氣設計之示意圖。 ^ 圖⑽係說明根據某些實施例用於下部之 及排氣設計之示意圖。 氧 Ο

【主要元件符號說明】 102 大氣環境 104 傳送室 104a 上部（入站）傳送室 104b 下部（出站）負載 106 轉移模組 108 箱加载器 110 空氣入〇 112 假底板 114 板/蓋 116 傳送室真空泵 118 大氣閥門 118a 上部傳送室之大氣門 118b 出站傳送室之大氣門 120 轉移模組提昇總成 120a 上部傳送室門 136484.doc -39- 200935546

120b 下部傳送室門 122 縫閥 124 轉移模組真空泵 126 接入板 128 轉移模組蓋/蓋罩 130 傳送室縫閥 232 大氣機械手 236 真空機械手/真空轉移機械手 238 接入區域 244 導管 330a 處理模組 332 大氣機械手 334 前開式統集箱（FOUP) 335' 晶圓 335" 晶圓 336 真空機械手/真空轉移機械手 338 工作台 340 工作台 342 工作台 344 工作台 450 外殼 452 傳送室總成開口 /開口 454 隔離歧管 456 側端口 136484.doc -40- 200935546 458 下部傳送室提昇機制 502a 上部傳送室腔室/上部腔室/腔室 502b 傳送室腔室/上部腔室/腔室 504a 下部傳送室腔室/下部腔室/腔室 504b 下部傳送室腔室/下部腔室/腔室 505 傳送室外殼/外殼 506 中心板 506a 中心板 w 506b 中心板 508a 通道 508b 通道 510a 通道 510b 通道 512 入口 514 歧管/上部板 © 5“a 上部板或蓋 514b 上部板或蓋 515a 底部板 515b 底部板 516 下部板/出口 518 提昇機制 520 真空縫閥外殼 602 上部傳送室腔室 604 下部傳送室腔室 136484.doc -41 - 200935546 605 傳送室外殼 606 中心板 608 入口端口 610 出口端口 614 上部板 660 環形腔室 664 上部傳送室抽氣間隙/環形間隙/環形間隙或通 道/間隙 668 環形腔室 674 上部傳送室排氣間隙/環形間隙 676 Ο形環 702 上部傳送室腔室 704 下部傳送室腔室 706 中心板 711 供應或入口端口 /氣體供應端口

713 780 通道 出口端口 784 環形腔室 786 下部傳送室排氣間隙/環形間隙/間隙 136484.doc -42-

Claims (1)

1. 200935546 十、申請專利範圍： ;在—大氣環境與一真办 之堆疊式傳送室總成，i勺人二轉移模組之間轉移基板 /、包含： 種 一下部傳送室，其具有一 一基板支#件及—可密^ ^個腔室’每—腔室具有 開以用於在該腔^ ’該可密封門可選擇性地打 板； 〜轉移模組機械手之間轉移一基 傳送室具有—或多個腔室，每 ，、文直在該下部傳送室 及一可密扭„ ，―腔室具有一基板支撐1 腔室與—轉移'可錢η可選擇性地打開以用於在j 二??機械手之間轉移-晶圓； 部基板轉移;:部傳送室隔離開’且該」 不大於100 _。 土板轉移平面之間的垂直距禹 2. 如請求項1之堆疊彳稭1 A t ^送至總成，其中自該等下部傳适 至股至之底部量 式值、其6 』該上補送室腔室之頂部，該堆疊 式傳送室總成之高度不大於10' 隹疊 3. 如請求項1之堆疊 與2〇L之間。 料至總成’其中腔室容積介於約3 4. 6. 如巧求項1之堆疊式傳送室總成 雙基板腔室β 如請求項1之堆疊式傳送室總成 經組態以進行徑向抽氣。 如請求項1之堆疊式傳送室總成 ，其中每一傳送室具有 ，其中至少一個傳送室 ，其中至少一個傳送室 136484.doc 200935546 經組態以進行徑向排氣。 8. 7·=求们之堆疊式傳送室總成，其中每一傳送室經組 行徑向抽氣及徑向排氣中之至少—者，且其中該 、至總成不具有中心抽氣或排氣端口。 ::於將基板自一第一環境轉移至一第二環境之堆疊 式傳送室總成，其包含： 上"(Μ專送室，其包含一或多個基板腔室； 下㈣送室’其包含一或多個基扳腔室； 傳送室基板腔室係安置在—下部傳送室基板 腔至上方；以及 =多個中心、板，用於使每—下部傳送室基板腔室與 Ιΐ傳二上部傳送室腔室隔離，其中每-中心板界定該 9如二^[腔室之底板及該Η傳送室腔室之頂板。 .如叫求項8之堆疊式傳送室總 第-及第二環形凹槽，，第…中每一中心板包含 Μ , Α 衣形凹槽至少部分界定一 用於將乳體自該上部傳送室 該第二環形凹槽至少部分界定用中抽出之流動路徑’且 傳送室腔室令之流動^界用於將氣體排入該下部 10.如請求項8之堆疊式傳送室總 板轉移進人及/或離開該上部傳送室之至用於將基 二於將基板轉移進入及/或離開該下部;：= 個下部孔徑， τ <至您主夕 開==上部孔徑與該至少-個下部孔徑分離 1不大於約100 的垂直距離。 J36484.doc -2- 200935546 11 ·如凊求項1之堆疊式傳送室總成，其中該總成之高度不 大於腔室高度。 12.如请求項丨之堆疊式傳送室總成，進一步包含一或多個 上。卩傳送室蓋以用於覆蓋該或該等上部傳送室腔室，其 中每蓋包含一至少部分界定一用於將氣體排入該下部 傳送室腔室之流動路徑的環形凹槽 13· -種使用—傳送室設備在一大氣環境與m境之間 ❹ 轉移基板之方法，該傳送室設備包含：一下部傳送室， 其=有-或多個腔室，#一腔室具彳一基板支撑件及_ :密封門’該可密封門可選擇性地打開，以用於在該腔 轉移模組機械手之間轉移一基&; 一上部傳送 至其女置在該下部傳送室上方，該上部傳送室具有一 或夕個腔至，每一腔室具有一基板支擇件及-可密封 門’該可密封門可選擇性地打開，以用於在該腔室與一 轉移模組機械手之間轉移一晶圓，該方法包含： ❿ ▲上°卩傳送至基板水平轉移平面上，於該大氣環境 …亥或該等上部傳送室腔室之間轉移—或多個基板； 在一下部傳送室基板水平轉移平面上，於該真空環境 與該或該等傳送室腔室之間轉移—或多個基板； a其中及上部傳送室係與該下部傳送室隔離開，且該上 部基板水平轉移平面與該τ部基板水平轉移平面之間的 垂直距離不大於100 mm。 I36484.doc 200935546 於該傳送室腔室中卜側人口端口，該側人口端口開放 至-位於㈣送室腔室上方之環形腔室中，該環形腔室 連接至-環形階梯式窄通道，以平行於該支料上之一 晶圓而引導流動β 15. 如請求項14之傳送室設備，進—步包含一傳送室外殼， 該傳送室外殼界定該側入口端口。 16. 如請求項14之傳送室設備’進-步包含-上部板，該上 Ο 部板界定該傳送室腔室及一傳送室外殼之頂板，其中該 環形通道由該傳送室夕卜殼及該上部板之1人部分界 定。 17. 如請求項16之傳送室設備，其中該上部板及傳送室外殼 之環形區段係階梯式的，該板之該階梯式區段之外徑小 於該傳送室外殼之該階梯式區段之内徑，以進而界定該 環形階梯式通道。 / 18. 如請求項14之傳送室設備，其中該環形階梯式窄通道之 寬度介於約0.005至0.050吋之間。 19. 如請求項14之傳送室設備，其中該階梯式通道包含—平 行於-晶圓表面之外部區段、一垂直區段及一内部平行 區段。 2〇·如請求項14之傳送室設備’其中該環形腔室之-矩形橫 截面之尺寸在約0.25至1.5吋之範圍内。 21_如請求項14之傳送室設備，其中該側入口端口、該環形 腔室及環形階梯式窄通道界定―用於將氣體排人該傳送 室腔室之流動路徑。 ' 136484.doc 200935546 22. 如請求項21之傳送室設備，μ % 制排放之氣體流動。 衣形階梯式窄通道扼 23. -種用於對—含有—晶圓之傳送 傳送室設備，該傳送室設備包含·_ =進賴向抽氣之 於該傳送室腔室中；—側出口端。―:圓切件，其位 室中，該環形腔室位於該 '、開放至-環形腔 道，其將該傳送室腔室連：至，牙件下方；-窄環形通 疋至腔至連接至該環形腔室，以 動引導至該環形腔室中，並中节胃# ' ® ΒΙ支撐件直徑。 中該環形通道之内徑大於晶 '如請求項23之傳送室設備’進一步包含一傳送室外殼， 戎傳送室外殼界定該側出口端口。 25.如請求項23之傳送室設備’進一步包含一下部板，該下 部板界；t該傳送室腔室及—傳送室外殼之底板其中該 環形通道由該傳送室外殼及該下部板之一凹入部分界 定。 〇 26·如請求項25之傳送室設備，進一步包含一傳送室外殼， 其中該板之一區段之外徑小於該傳送室外殼之一區段之 内徑，以進而界定該環形通道。 27.如請求項23之傳送室設備，其中該窄環形通道之寬度介 於約0.005至0_〇5〇对之間 28·如請求項23之傳送室設備，其中該環形腔室之一矩形橫 截面之尺寸在約0.25至1.5吋之範圍内。 29. —種堆疊式傳送室設備，其包含： 一下部傳送室腔室，其包含：一位於該上部傳送室腔 136484.doc 200935546 室中之晶圓支撐件、—伯 风入口端口，該側入口端口開放 至一位於該上部傳送室 至上方之上部環形腔室中，該 環形腔室連接至一環形階 〜階梯式窄通道，以平行於該支撐 件上之一晶圓而引導流動；以及 一上部傳送室腔室，其台 开G S —位於該上部傳送室腔室 中之晶圓支撑件、—開访s 至一環形腔室中之侧出口端 口、-位於該晶圓支揮件下方之環形腔室、一窄環形通 ❹ 30. ❹ 31. 道，該乍環㈣道將該傳送室腔室連接至該環形腔室， 以用於將流動引導至马r搭& 导至"亥環形腔室中，該環形通道之内徑 大於晶圓支撐件直徑。 裡 , 曰曰因 < 得迭室腔室進行排氣之方法，該 傳送室腔室包含：-晶圓支揮件，其位於該傳送室腔室 :’ 一側人口端口，該側人口端口開放至-位於該傳送 至腔至上方之環形腔室中，該環 逆環形腔至連接至一環形階 梯式乍通道’以平行於該支撐 動，該方法包含：支揮件上之曰曰圓而引導流 使氣體穿過該環形腔室進入，使得該氣體流入該環形 階梯式窄通道’以進而平行於該晶圓將該氣體之一徑向 流動引導至該傳送室腔室中。 種對-含有-晶圓之傳送室腔室進行抽氣之方法，气 傳送室腔室包含：-晶U支料，其位於該傳送室腔室 中；一側出口端口，其開放至—環形腔室 它# # τ 通电形腔 於該晶圓支樓件下方窄環形通道，其將該傳送 室腔室連接至該環形腔室，以用於將流動弓丨導至該環形 136484.doc 200935546 腔室中，該方法包含： 藉由穿過該側出口端口抽吸氣體來自該晶圓之中心徑 向向外抽吸氣體，使得經由該環形通道扼制該氣體進入 該環形腔室。

   136484.doc