TW201727798A - 具有水平凹槽實施方式及/或流動式噴淋頭之晶圓傳送微氣候技術及設備 - Google Patents

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康迪 克里斯多芬森
莫森 沙萊克
布蘭登 西恩
哈密特 席恩
德瑞克 約翰 威特科威克
理查 Ｍ 布蘭克
理查 霍華 古德
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Abstract

揭露用以在半導體製程室之外部環境中於複數半導體晶圓周圍形成緩衝氣體微氣候的系統與技術。此類系統可具有凹槽門，凹槽門使得晶圓能自多晶圓堆疊中被取出並限制緩衝氣體流出多晶圓儲存系統及緩衝氣體分配器，緩衝氣體分配器在用以傳輸晶圓之機器手臂的至少部分移動期間與此類機器手臂協同移動。

Description

具有水平凹槽實施方式及/或流動式噴淋頭之晶圓傳送微氣候技術及設備
本發明實施例係關於具有水平凹槽實施方式及/或流動式噴淋頭之晶圓傳送微氣候技術及設備。
在半導體製程設施中，一般利用前開口標準艙(FOUP)將半導體晶圓自半導體製程設備傳送至半導體製程設備。前開口標準艙通常包含具有複數晶圓支撐結構之垂直堆疊的載帶外殼，複數晶圓支撐結構例如是自外殼側壁突伸的層架以分離疊置的方式支撐複數晶圓。典型的前開口標準艙可支撐25或30片晶圓，但可能有其他容量的前開口標準艙。複數晶圓在前開口標準艙內通常彼此分離俾使晶圓搬運機器人可將末端執行器插入堆疊的相鄰晶圓之間、舉升一晶圓並取出晶圓而不干擾其他晶圓。
前開口標準艙通常包含一可移除的前開口標準艙門，前開口標準艙門可用以密封前開口標準艙使其與周遭環境隔絕；前開口標準艙可充滿某種緩衝氣體，緩衝氣體可保護前開口標準艙內的晶圓不受半導體製程設施內之周遭環境的條件如水氣或氧氣的影響。緩衝氣體可例如是乾淨的乾燥空氣、氮氣、或被認為是優於設施內之空氣的任何其他氣體。然而，緩衝氣體係不同於通常流經設備前端模組之設施內的空氣。
在隨附的圖示與下面的敘述中列舉此說明書中所述之標的的一或多個實施例的細節。自此些說明、圖示、及申請專利範圍將可更明白其他特徵、態樣與優點。
在某些實施例中，一種設備具有一機器手臂、一末端執行器、及一緩衝氣體分配器，該末端執行器係附接至該機器手臂並用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓，該緩衝氣體分配器係用以在該半導體晶圓受到該末端執行器支撐時使一緩衝氣體流過該半導體晶圓的一面對表面。在此類實施例中，該緩衝氣體分配器可用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動，該緩衝氣體分配器與該末端執行器可沿著一垂直軸彼此分離俾使該末端執行器與該緩衝氣體分配器可沿著垂直於一疊複數半導體晶圓陣列的一軸插入該疊半導體晶圓陣列中，該緩衝氣體分配器與該末端執行器每一者的尺寸係適配於該疊半導體晶圓中的複數晶圓間之間隙內。
在某些額外的此類實施例中，該緩衝氣體分配器在空間中可相對於該末端執行器固定且在該機器手臂的所有移動期間可與該末端執行器協同移動。
在某些額外或取代性的此類實施例中，該複數半導體晶圓之陣列可具有一晶圓間的陣列距離，該晶圓間的陣列距離係藉由一或多個器材中的複數晶圓支撐特徵部所定義，該一或多個器材例如一前開口標準艙、一晶圓儲存器、一晶圓緩衝器、一加載互鎖件、一多晶圓晶圓盒、一並置多晶圓晶圓盒。在某些其他的此類實施例中，當該半導體晶圓係受到該末端執行器與該一或多個器材中之一晶圓支撐特徵部兩者支撐時且當沿著與該半導體晶圓垂直的一第一方向觀看該緩衝氣體分配器時，該緩衝氣體分配器與該半導體晶圓交疊的部分可具有一形狀，當沿著該第一方向觀看時該形狀不與該一或多個器材中之該複數晶圓支撐特徵部交疊。在某些其他的此類實施例中，每一該晶圓支撐特徵部可具有面向該末端執行器的一間隙且該緩衝氣體分配器在與該緩衝氣體分配器之一長軸垂直的一方向上具有小於該間隙的一寬度。
在某些設備實施例中，當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時該緩衝氣體分配器在與該半導體晶圓交疊的複數區域中在沿著垂直於該半導體晶圓的一方向上可具有不大於9 mm的厚度，且該緩衝氣體分配器可包含：面對該末端執行器的一底表面、面向與該緩衝氣體分配器之該底表面相反方向的一頂表面、跨設於該緩衝氣體分配器之該頂表面與該緩衝氣體分配器之該底表面之間的一或多個側表面、設置於該緩衝氣體分配器之該底表面上的一或多個第一氣體分配接口、設置於該緩衝氣體分配器之該一或多個側表面側表面上的複數第二氣體分配接口、及用以將該緩衝氣體供給至該一或多個第一氣體分配接口及該複數第二氣體分配接口的複數氣體分配通道。
在某些設備實施例中，當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐且沿著與該半導體晶圓垂直的該第一方向觀看該緩衝氣體分配器時，該緩衝氣體分配器可未延伸跨越整個該半導體晶圓。
在某些其他的此類設備實施例中，當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐且沿著與該半導體晶圓垂直的該第一方向觀看該緩衝氣體分配器時，該緩衝氣體分配器可沿著通過該半導體晶圓之一中央軸及將該末端執行器連接至該機器手臂之一機械介面的一第二方向延伸跨越至少90%之該半導體晶圓的直徑且可沿著與該第一方向與該第二方向皆垂直的一第三方向僅部分延伸跨越該半導體晶圓。
在某些設備實施例中，可配置該緩衝氣體分配器的至少一最外半部俾使該至少一最外半部在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐且沿著與該半導體晶圓平行的一軸觀看時不與該半導體晶圓交疊。
在某些設備實施例中，可配置該緩衝氣體分配器在該半導體晶圓上方延伸的的一部分俾使該部分在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐且沿著與該半導體晶圓平行的一軸觀看時不與該半導體晶圓交疊。
在某些實施例中，提供一種半導體晶圓的製程設備。在此類實施例中，該設備可包含一外殼、用以支撐一多晶圓儲存系統的一介面、及一壁，該多晶圓儲存系統具有沿著一垂直軸排成陣列的N個晶圓支撐結構。可設計該複數晶圓支撐結構之尺寸俾使其能支撐複數直徑D的半導體晶圓，其中N可為大於1之整數，每一該半導體晶圓支撐結構可與該陣列中任何相鄰的該晶圓支撐結構或該複數晶圓支撐結構相距一平均距離d。該壁可包含寬度大於D且高度小於(N-1)·d的一水平凹槽，且該壁可具有大於(2·N-1)·d的一高度，可配置該設備以提供沿著該垂直軸在該水平凹槽與該介面之間的相對平移，該壁可鄰近於該多晶圓儲存系統之一開口設置，當該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時該複數半導體晶圓可經由該開口載入該多晶圓儲存系統或自該多晶圓儲存系統載出，當該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時該壁可在該多晶圓儲存系統之一內部體積與該外殼之一內部體積之間提供一流動限制阻障，其中該複數半導體晶圓可經由該壁而被載入該多晶圓儲存系統或載出該多晶圓儲存系統。
在某些此類實施例中，該設備可更包含一第一緩衝氣體接口與一第二緩衝氣體接口，該第一緩衝氣體接口係用以將一第一緩衝氣體輸送至該外殼中且該第二緩衝氣體接口係用以在該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時將一第二緩衝氣體輸送至該多晶圓儲存系統中。
在某些額外或取代性的實施例中，該設備可更包含一機器手臂、附接至該機器手臂並用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓的一末端執行器、及用以在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時使一第一緩衝氣體流動跨越該半導體晶圓之一面對表面的一緩衝氣體分配器。在此類實施例中，該緩衝氣體分配器可用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動，當該多晶圓儲存系統係安裝至該設備中且儲存有複數該半導體晶圓時，該緩衝氣體分配器與該末端執行器可彼此分離俾使該末端執行器與該緩衝氣體分配器可經由該水平凹槽插入受到該複數晶圓支撐結構之該陣列所支撐的複數該半導體晶圓的一陣列中，且可設計該緩衝氣體分配器與該末端執行器每一者的尺寸使其適配於該複數該半導體晶圓之該陣列中的複數晶圓間之間隙。
在某些實施例中，該設備可更包含一第一緩衝氣體接口與一第二緩衝氣體接口，該第一緩衝氣體接口係用以將一第二緩衝氣體輸送至該外殼中且該第二緩衝氣體接口係用以在該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時將一第三緩衝氣體輸送至該多晶圓儲存系統中。
在某些實施例中，該第一緩衝氣體、該第二緩衝氣體、及該第三緩衝氣體皆可藉由一設施氮氣源所提供。
在某些實施例中，該緩衝氣體分配器在空間中可相對於該末端執行器固定且在該機器手臂的所有移動期間可與該末端執行器協同移動。
在某些實施例中，該設備可更包含該多晶圓儲存系統，且該多晶圓儲存系統可受到該介面支撐。
在某些實施例中，該多晶圓儲存系統可為一前開口標準艙、一晶圓儲存器、一晶圓緩衝器、一多晶圓晶圓盒、或一加載互鎖件。
在某些實施例中，該設備可更包含用以使該壁沿著該垂直軸相對於該外殼作平移的一驅動機構；在其他或額外的此類實施例中，該驅動機構可用以使該介面沿著該垂直軸相對於該外殼作平移或使該介面與該壁兩者相對於彼此平移。
在某些實施例中，該設備可更包含一機器手臂及附接至該機器手臂並用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓的一末端執行器。在此類實施例中，該水平凹槽可具有一中間部，該中間部在沿著該垂直軸上的一第一尺寸係大於該水平凹槽位於該中間部之相對側之複數側面部沿著該垂直軸的複數對應第二尺寸，該中間部的一寬度可大於該末端執行器用以在該機器手臂移動期間支撐該半導體晶圓之一部分的一寬度，該末端執行器可具有複數晶圓接觸表面，該複數晶圓接觸表面係用以在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時接觸該半導體晶圓，當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時且當沿著與該半導體晶圓垂直的一方向觀看該末端執行器時該末端執行器可具有背對該複數晶圓接觸表面且位於該半導體晶圓之一外周長內的一或多個第一底表面，該第一尺寸可大於或等於該第二尺寸加上該末端執行器之該一或多個第一底表面中之一最底表面與該複數晶圓接觸表面之間的一垂直距離。
在某些此類實施例中，該末端執行器可具有背對該一或多個第一底表面且當該末端執行器係用以將一半導體晶圓置入該多晶圓儲存系統中時會通過該水平凹槽的一或多個第一上表面，該第一尺寸可大於或等於該末端執行器之該一或多個第一底表面中之該最底表面與該末端執行器之該一或多個第一上表面中之該最上表面之間的一垂直距離。
在某些設備實施例中，該設備可更包含用以在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時使一緩衝氣體流動跨越該半導體晶圓之一面對表面的一緩衝氣體分配器。該緩衝氣體分配器可用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動，當該多晶圓儲存系統係安裝至該設備中且儲存有複數半導體晶圓時，該緩衝氣體分配器與該末端執行器可彼此分離俾使該末端執行器與該緩衝氣體分配器可插入受到該複數晶圓支撐結構之該陣列所支撐的複數半導體晶圓的一陣列中，可設計該緩衝氣體分配器與該末端執行器每一者的尺寸使其適配於複數該半導體晶圓之該陣列中的複數晶圓間之間隙，該緩衝氣體分配器可具有背對該一或多個第一底表面且當該末端執行器係用以自該多晶圓儲存系統移除一半導體晶圓時會通過該水平凹槽的一或多個第一上表面，該第一尺寸可大於或等於該末端執行器之該一或多個第一底表面中之該最底表面與該緩衝氣體分配器之該一或多個第一上表面中之一最上表面之間的一垂直距離。
在某些實施例中，該設備可包含：位於複數不同位置中的複數晶圓製程室、支撐位於該複數不同位置處之該複數晶圓製程室的一底盤、一或多個多晶圓晶圓盒且每一該多晶圓晶圓盒具有沿著一垂直軸設置的N個晶圓支撐結構、一或多個機器手臂且每一該機器手臂具有用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓的一末端執行器、及至少一緩衝氣體微氣候系統。該緩衝氣體微氣候系統可包含可為該一或多個多晶圓晶圓盒每一者之一部分的至少一凹槽門機構、可包含用以使一或多種緩衝氣體流動跨越受到該一或多個末端執行器所支撐之該複數半導體晶圓之複數面對表面的一或多個緩衝氣體分配器、或可包含可為該一或多個多晶圓晶圓盒每一者之一部分的至少一凹槽門機構以及用以使緩衝氣體流動跨越受到該一或多個末端執行器所支撐之該複數半導體晶圓之複數面對表面的一或多個緩衝氣體分配器。在此類實施例中，該一或多個機器手臂可用以將複數半導體晶圓自該一或多個多晶圓晶圓盒傳送至該複數晶圓製程室及傳送至該一或多個多晶圓晶圓盒，可設計該複數晶圓支撐結構之尺寸俾使其能支撐直徑為D的複數半導體晶圓，其中N可為大於1之整數，每一該半導體晶圓支撐結構可與一陣列中任何相鄰的該晶圓支撐結構或該複數晶圓支撐結構相距一平均距離d。
在某些設備實施例中，該至少一緩衝氣體微氣候系統可包含可為該一或多個多晶圓晶圓盒每一者之一部分的該至少一凹槽門機構。在此類的實施例中，每一該多晶圓晶圓盒可具有一前開口且可設計該前開口的尺寸俾使複數晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒抽取複數晶圓，該每一凹槽門機構可包含具有一水平凹槽的一門及用以使該門相對於該多晶圓晶圓盒之該複數晶圓支撐結構垂直平移以回應一機械輸入的一驅動機構，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於 (N-1)·d的一高度，該凹槽門為該多晶圓晶圓盒的一部分。每一該門可具有大於(2·N-1)·d的一高度且每一該門可位於該多晶圓晶圓盒之該前開口的前方，該門為該多晶圓晶圓盒的一部分。
在某些實施例中，該至少一緩衝氣體微氣候系統可包含用以使該緩衝氣體流動跨越受到該一或多個末端執行器所支撐之該複數半導體晶圓之複數面對表面的該一或多個緩衝氣體分配器。在此類實施例中，每一該一或多個緩衝氣體分配器可與該一或多個末端執行器中的一不同者相關聯，每一該緩衝氣體分配器在具有該相關聯之末端執行器作為一部分的該機器手臂的至少部分移動期間與該相關聯的末端執行器協同移動，每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器可彼此分離俾以在N片該半導體晶圓係受到N個該晶圓支撐結構支撐時使該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器可插入受到該複數晶圓支撐結構所支撐之N片該半導體晶圓的一堆疊中，可設計每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器每一者的尺寸使其適配於N片該半導體晶圓之該堆疊中的複數晶圓間之間隙。
在具有該一或多個緩衝氣體分配器之設備的某些實施例中，該至少一緩衝氣體微氣候系統亦可包含可為該一或多個多晶圓晶圓盒每一者之一部分的至少一凹槽門機構。在此類實施例中，每一該多晶圓晶圓盒可具有一前開口且可設計該前開口的尺寸俾使複數晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒抽取複數晶圓，該每一凹槽門機構可包含具有一水平凹槽的一門及用以使該門相對於該多晶圓晶圓盒之該複數晶圓支撐結構垂直平移以回應一機械輸入的一驅動機構，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於(N-1)·d的一高度，該凹槽門為該多晶圓晶圓盒的一部分。每一該門可具有大於(2·N-1)·d的一高度且每一該門可位於該多晶圓晶圓盒之該前開口的前方，該門為該多晶圓晶圓盒的一部分。
在某些設備實施例中，該設備可更包含用以接收該一或多個多晶圓晶圓盒中之至少一個多晶圓晶圓盒並用以使該一或多個多晶圓晶圓盒中之被接收之該至少一個多晶圓晶圓盒沿著一水平軸在複數水平位置之間平移的一水平晶圓盒傳送器。在此類的實施例中，該複數晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器之任一側的複數分離位置中，且當該第一多晶圓晶圓盒係至少位於該複數水平位置中的一第一水平位置中時，該一或多個機器手臂中的一第一機器手臂可用以在該一或多個多晶圓晶圓盒中的一第一多晶圓晶圓盒與該複數晶圓製程室中的一第一晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第二晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第三晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第四晶圓製程室之間傳送複數半導體晶圓。該第一晶圓製程室與該第二晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的一第一側，該第三晶圓製程室與該第四晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的一第二側，該水平晶圓盒傳送器的該第一側係位於該水平晶圓盒傳送器之該第二側的該水平晶圓盒傳送器的一相反側。
在某些此類設備實施例中，該設備可更包含一或多個垂直晶圓盒傳送器。每一該垂直晶圓盒傳送器可與該複數水平位置中的一不同位置相關聯，該一或多個垂直晶圓盒傳送器中的一第一垂直晶圓盒傳送器可與該第一水平位置相關聯。每一該垂直晶圓盒傳送器可包含一或多個機械介面，在下列情況時每一該垂直晶圓盒傳送器的每一該機械介面可用以與該一或多個多晶圓晶圓盒中的一多晶圓晶圓盒交界：當該機械介面係與該多晶圓晶圓盒垂直對準時，且該多晶圓晶圓盒係位於與該垂直晶圓盒傳送器相關聯之該水平位置中並受到一基準垂直位置中的該水平晶圓盒傳送器所支撐。每一該垂直晶圓盒傳送器可用以沿著一垂直軸將被包含於該垂直晶圓盒傳送器中的該一或多個機械介面、及與該一或多個機械介面交界的每一該多晶圓晶圓盒平移至一或多個垂直晶圓盒位置，該一或多個垂直晶圓盒位置係位於非該基準垂直位置之高度的其他複數高度處的複數垂直位置處。在此類實施例中，當該第一垂直晶圓盒傳送器將該第一多晶圓晶圓盒置於第一水平位置中且亦置於該一或多個垂直晶圓盒位置之一第一垂直晶圓盒位置中時，該一第一機器手臂可用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些其他的此類實施例中，每一機械介面可包含至少一緩衝氣體接口，每一該多晶圓晶圓盒可包含至少一緩衝氣體入口。當該多晶圓晶圓盒係與該機械介面交界時，每一該多晶圓晶圓盒之該至少一緩衝氣體入口可與每一該機械介面之該至少一緩衝氣體接口對準，藉此允許緩衝氣體藉由該至少一緩衝氣體接口與該至少一緩衝氣體入口而被導至該多晶圓晶圓盒的一內部體積。
在某些設備實施例中，該一或多個垂直晶圓盒傳送器的一第二垂直晶圓盒傳送器可與該複數水平位置的一第二水平位置相關聯，該第一機器手臂可插入該第一水平位置與該第二水平位置之間，每一該多晶圓晶圓盒亦可包含與該多晶圓晶圓盒之該前開口相對的一後開口，亦設計該後開口的尺寸俾使複數半導體晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒抽取複數半導體晶圓，可為每一該一或多個多晶圓晶圓盒之一部分的至少一凹槽門機構針對每一該多晶圓晶圓盒可包含一第二凹槽門機構，每一該第二凹槽門機構的門可設於該多晶圓晶圓盒之該後開口之前，該第二凹槽門機構為該多晶圓晶圓盒的一部分，該第二多晶圓晶圓盒為該一或多個多晶圓晶圓盒中的一者，當該第二垂直晶圓盒傳送器將該第二多晶圓晶圓盒置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中時，該第一機器手臂亦可用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些設備實施例中，該設備可更包含一或多個垂直機器手臂傳送器、及該複數晶圓製程室中的一第五晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第六晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第七晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第八晶圓製程室。該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室可位於該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室上方，且每一該一或多個垂直機器手臂傳送器可插入相鄰的垂直晶圓盒傳送器之間。每一該垂直機器手臂傳送器可用以沿著該垂直軸平移該一或多個機器手臂中的一對應機器手臂至一或多個垂直機器手臂位置。該一或多個垂直機器手臂位置的一第一垂直機器手臂位置可與該第一垂直晶圓盒位置相關聯，該一或多個垂直機器手臂位置的一第二垂直機器手臂位置可與該一或多個垂直晶圓盒位置中不同於該第一垂直晶圓盒位置的一第二垂直晶圓盒位置相關聯。當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂可用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂可更用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些其他的此類實施例中，該設備可包含該複數晶圓製程室中的一第九晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十一晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十二晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十三晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十四晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十五晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第十六晶圓製程室。該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十三晶圓製程室、及該第十四晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的該第一側，該第十一晶圓製程室、該第十二晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的該第二側。又，該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室可位於該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室上方，且該第二水平位置可介於該一或多個機器手臂之該第一機器手臂與一第二機器手臂之間。當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂可用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂可更用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些其他的此類設備實施例中，該至少一緩衝氣體微氣候系統可包含用以使該緩衝氣體流動跨越受到該一或多個末端執行器所支撐之該複數半導體晶圓之複數面對表面的該一或多個緩衝氣體分配器。每一該一或多個緩衝氣體分配器可與該一或多個末端執行器中的一不同者相關聯，每一該緩衝氣體分配器在具有該相關聯之末端執行器作為一部分的該機器手臂的至少部分移動期間與該相關聯的末端執行器協同移動，每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器可彼此分離俾以在N片半導體晶圓係受到該N個晶圓支撐結構支撐時使該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器可插入受到該N個晶圓支撐結構所支撐之N片半導體晶圓的一堆疊中，可設計每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器每一者的尺寸使其適配於該N片半導體晶圓之該堆疊中的複數晶圓間之間隙。
在某些設備實施例中，該設備亦可包含用以接收該一或多個多晶圓晶圓盒中之至少一個多晶圓晶圓盒並用以使該一或多個多晶圓晶圓盒中之被接收之該至少一個多晶圓晶圓盒沿著一水平軸在複數水平位置之間平移的一水平晶圓盒傳送器。在此類實施例中，該複數晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器之任一側的複數分離位置中，且當該第一多晶圓晶圓盒係至少位於該複數水平位置中的一第一水平位置中時，該一或多個機器手臂中的一第一機器手臂可用以在該一或多個多晶圓晶圓盒中的一第一多晶圓晶圓盒與該複數晶圓製程室中的一第一晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第二晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第三晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第四晶圓製程室之間傳送複數半導體晶圓。在此類的實施例中，該第一機器手臂可與該一或多個緩衝氣體分配器中的一第一緩衝氣體分配器相關聯，該第一晶圓製程室與該第二晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的一第一側，該第三晶圓製程室與該第四晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的一第二側，該水平晶圓盒傳送器的該第一側可位於與該水平晶圓盒傳送器之該第二側相對之該水平晶圓盒傳送器的一相對側。
在某些此類設備實施例中，該設備可更包含 一或多個垂直晶圓盒傳送器。每一該垂直晶圓盒傳送器可與該複數水平位置中的一不同位置相關聯，該一或多個垂直晶圓盒傳送器中的一第一垂直晶圓盒傳送器可與該第一水平位置相關聯。每一該垂直晶圓盒傳送器可包含一或多個機械介面，在下列情況時每一該機械介面可用以與該一或多個多晶圓晶圓盒中的一多晶圓晶圓盒交界：當該機械介面係與該多晶圓晶圓盒垂直對準時，且該多晶圓晶圓盒係位於與該垂直晶圓盒傳送器相關聯之該水平位置中並受到一基準垂直位置中的該水平晶圓盒傳送器所支撐。每一該垂直晶圓盒傳送器可用以沿著一垂直軸將被包含於該垂直晶圓盒傳送器中的該一或多個機械介面、及與該一或多個機械介面交界的每一該多晶圓晶圓盒平移至一或多個垂直晶圓盒位置。該一或多個垂直晶圓盒位置係位於非該基準垂直位置之高度的其他複數高度處，當該第一垂直晶圓盒傳送器將該第一多晶圓晶圓盒置於第一水平位置中且亦置於該一或多個垂直晶圓盒位置之一第一垂直晶圓盒位置中時，該一第一機器手臂可用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些額外的此類實施例中，每一該機械介面可包含至少一緩衝氣體接口，每一該多晶圓晶圓盒可包含至少一緩衝氣體入口，當該多晶圓晶圓盒係與該機械介面交界時，每一該多晶圓晶圓盒之該至少一緩衝氣體入口可與每一該機械介面之該至少一緩衝氣體接口對準，藉此允許該緩衝氣體藉由該至少一緩衝氣體接口與該至少一緩衝氣體入口而被導至該多晶圓晶圓盒的一內部體積。
在某些設備實施例中，該一或多個垂直晶圓盒傳送器的一第二垂直晶圓盒傳送器可與該複數水平位置的一第二水平位置相關聯，該第一機器手臂可插入該第一水平位置與該第二水平位置之間，每一該多晶圓晶圓盒亦可包含與該多晶圓晶圓盒之該前開口相對的一後開口，亦設計該後開口的尺寸俾使複數半導體晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒抽取複數半導體晶圓，該第二多晶圓晶圓盒為該一或多個多晶圓晶圓盒中的一者，當該第二垂直晶圓盒傳送器將該第二多晶圓晶圓盒置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中時，該第一機器手臂亦可用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些此類實施例中，該設備可更包含一或多個垂直機器手臂傳送器、及該複數晶圓製程室中的一第五晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第六晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第七晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第八晶圓製程室。該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室可位於該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室上方，且每一該一或多個垂直機器手臂傳送器可插入相鄰的垂直晶圓盒傳送器之間。每一該垂直機器手臂傳送器可用以沿著該垂直軸平移該一或多個機器手臂中的一對應機器手臂至一或多個垂直機器手臂位置。該一或多個垂直機器手臂位置的一第一垂直機器手臂位置可與該第一垂直晶圓盒位置相關聯，該一或多個垂直機器手臂位置的一第二垂直機器手臂位置可與該一或多個垂直晶圓盒位置中不同於該第一垂直晶圓盒位置的一第二垂直晶圓盒位置相關聯。當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂可用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂可更用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些此類實施例中，該設備可更包含該複數晶圓製程室中的一第九晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十一晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十二晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十三晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十四晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第十五晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第十六晶圓製程室。該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十三晶圓製程室、及該第十四晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的該第一側，該第十一晶圓製程室、該第十二晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室可位於該水平晶圓盒傳送器的該第二側。又，該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室可位於該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室上方。該第二水平位置可介於該一或多個機器手臂之該第一機器手臂與一第二機器手臂之間。當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂可用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂可更用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
在某些此類實施例中，該至少一緩衝氣體微氣候系統亦可包含可為每一該一或多個多晶圓晶圓盒之一部分的該至少一凹槽門機構。在此類實施例中，每一多晶圓晶圓盒可具有一前開口且可設計該前開口的尺寸俾使複數晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒抽取複數晶圓，每一該凹槽門機構可包含具有一水平凹槽的一門及用以使該門相對於該多晶圓晶圓盒之該複數晶圓支撐結構垂直平移以回應一機械輸入的一驅動機構，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於 (N-1)·d的一高度，該凹槽門為該多晶圓晶圓盒的一部分。每一該門可具有大於(2·N-1)·d的一高度且每一該門可位於該多晶圓晶圓盒之該前開口的前方，該門為該多晶圓晶圓盒的一部分。
在某些實施例中，可提供一種半導體製程設備用的設備前端模組(EFEM)。該設備前端模組可包含至少部分定義該設備前端模組之一內部體積的一或多個壁、用以將複數晶圓移動至該設備前端模組之該內部體積內的一晶圓搬運機器人、用以將經由一緩衝氣體接口所供給之一緩衝氣體輸送至該設備前端模組之該內部體積的該緩衝氣體接口、用以調節流經該緩衝氣體接口之該緩衝氣體之液流的一緩衝氣體控制閥、及包含與一記憶體及與該緩衝氣體控制閥通訊連接之一或多個處理器的一控制器。該記憶體可包含複數電腦可執行之指令使該控制器能進行下列動作：判斷該機器人何時將一晶圓移動至該內部體積內，使該緩衝氣體控制閥轉換至一第一流動狀態以使該緩衝氣體流入該設備前端模組的該內部體積內，以至少部分回應該機器人何時將一晶圓移動至該內部體積內的判斷；判斷何時不進行藉由該機器人將一晶圓移動至該內部體積內，使該緩衝氣體控制閥轉換至一第二流動狀態以至少部分回應不進行藉由該機器人將一晶圓移動至該內部體積內的判斷，在該第二流動狀態中該緩衝氣體的流率係低於該第一流動狀態。
在某些此類實施例中，該設備前端模組可更包含用以調節流經該設備前端模組之該內部體積之設施空氣之液流的一設施空氣控制閥。該設施空氣控制閥可與該控制器的該一或多個處理器通訊連接，且該記憶體可更包含複數電腦可執行之指令使該控制器進行下列動作：使該設施空氣控制閥轉換至一第三流動狀態以使該設施空氣流入該設備前端模組的該內部體積內，以至少部分回應不進行藉由該機器人將一晶圓移動至該內部體積內的判斷；及使該設施空氣控制閥轉換至一第四流動狀態，以至少部分回應該機器人何時將一晶圓移動至該內部體積內的判斷，在該第四流動狀態中該設施空氣的流率係低於該第三流動狀態。
在某些設備前端模組的實施例中，該設備前端模組可更包含一或多個加載介面，該一或多個加載介面係用以與一或多個前開口標準艙(FOUP)交界俾使複數晶圓可自該一或多個前開口標準艙中的一者被傳送至該設備前端模組的該內部體積或俾使複數晶圓可自該設備前端模組的該內部體積被傳送至該一或多個前開口標準艙中的一者。該設備前端模組亦可包含與一或多個加載互鎖件交界的一或多個加載互鎖介面，複數晶圓可經由該一或多個加載互鎖件自該設備前端模組的該內部體積被傳送至該半導體製程設備的一製程區域中或經由該一或多個加載互鎖件自該半導體製程設備的該製程區域被傳送至該設備前端模組的該內部體積中。
在某些設備前端模組的實施例中，該機器人可包含用以同時支撐複數半導體晶圓的一多晶圓末端執行器。
在某些實施例中，可提供一種半導體製程設備用的設備前端模組(EFEM)，其包含至少部分定義該設備前端模組之一內部體積的一或多個壁、將該設備前端模組之該內部體積分隔為一第一內部子體積與一第二內部子體積的一或多個分隔壁、用以將經由一緩衝氣體接口所供給之一緩衝氣體輸送至該第二內部子體積的該緩衝氣體接口、用以將複數晶圓移動至該第一內部子體積內的一第一晶圓搬運機器人、用以將複數晶圓移動至該第二內部子體積內的一第二晶圓搬運機器人、用以使一設施空氣流經該第一內部子體積的一第一氣體作業件、及用以使該緩衝氣體流經該第二內部子體積的一第二氣體作業件。
在某些實施例中，可提供一種半導體製程設備用的晶圓搬運機器人。該晶圓搬運機器人可包含一機器手臂、用以支撐一半導體晶圓的一末端執行器、及當該半導體晶圓受到該末端執行器支撐時用以使一緩衝氣體流動跨越該半導體晶圓之一上表面的一緩衝氣體分配器。該末端執行器可位於該機器手臂之一末端處，該緩衝氣體分配器可受到該機器手臂的直接或間接支撐，該緩衝氣體分配器可用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動。
在某些晶圓搬運機器人的實施例中，該緩衝氣體分配器可包含一氣體分配槳與一支撐臂。該氣體分配槳可具有面向該末端執行器但偏離該末端執行器的一第一表面。該第一表面可包含用以將該緩衝氣體導向該末端執行器的一或多個緩衝氣體分配接口，該支撐臂可支撐該氣體分配槳且可受到該機器手臂支撐。
在某些晶圓搬運機器人的實施例中，該氣體分配槳可具有實質上的圓形且可具有一外直徑，該外直徑係大於該末端執行器用以支撐之該半導體晶圓之直徑之±10%。
在某些此類晶圓搬運機器人的實施例中，該晶圓搬運機器人可更包含將該支撐臂連接至該機器手臂的一旋轉支點，該旋轉支點可用以使該氣體分配槳自一第一位置旋轉至一第二位置，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第一位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方的置中處，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第二位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方非置中處。
在某些其他或額外的此類實施例中，該晶圓搬運機器人可包含使該支撐臂連接至該機器手臂的一平移機構，該平移機構可用以使該氣體分配槳自一第一位置平移至一第二位置，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第一位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方的置中處，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第二位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方非置中處。
在某些晶圓搬運機器人的實施例中，該氣體分配槳可包含在該氣體分配槳之一或多個側的一或多個側緩衝氣體分配接口，該一或多個側緩衝氣體分配接口可用以使該緩衝氣體沿著平行於該末端執行器所定義之晶圓支撐平面之±30°內的一或多個方向流動。
在某些實施例中，可提供一種與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備。該前開口標準艙可包含一可移除的前開口標準艙門及配置為一垂直堆疊的複數晶圓支撐結構，每一該晶圓支撐結構係用以支撐一直徑D的半導體晶圓。該設備可包含用以接收一前開口標準艙的一平臺、包含一水平凹槽的一門、一前開口介面機構(FIM)、及一驅動單元，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之一總高度的一高度，在該前開口標準艙被置於該平臺上之後該前開口介面機構係用以自該前開口標準艙移除該可移除之前開口標準艙門，該驅動單元係用以沿著一垂直軸移除該門。
在某些此類實施例中，該水平凹槽的該高度可小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之該總高度的50%。
在某些實施例中，該前開口標準艙可具有介於相鄰之該晶圓支撐結構之間的一平均分離距離，該水平凹槽的該高度可小於該平均分離距離的300%。
在某些實施例中，該設備可更包含在該前開口標準艙被置於該平臺上時用以使一緩衝氣體流入該前開口標準艙中的一緩衝氣體供給接口。
在某些實施例中，可提供一種與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備。該前開口標準艙可包含一可移除的前開口標準艙門及配置為一垂直堆疊的複數晶圓支撐結構，每一該晶圓支撐結構係用以支撐一直徑D的半導體晶圓。該設備可包含用以接收一前開口標準艙的一平臺、用以使該平臺沿著一垂直軸移動的一垂直驅動機構、具有一水平凹槽的一壁、及一前開口介面機構(FIM)，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之一總高度的一高度，在該前開口標準艙被置於該平臺上且在該平臺被垂直放置以使該前開口標準艙門與該前開口介面機構對準之後，該前開口介面機構係用以自該前開口標準艙移除該可移除之前開口標準艙門。
在某些實施例中，該水平凹槽的該高度可小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之該總高度的50%。
在某些實施例中，該前開口標準艙可具有介於相鄰之該晶圓支撐結構之間的一平均分離距離，該水平凹槽的該高度可小於該平均分離距離的300%。
在某些實施例中，該設備可更包含在該前開口標準艙被置於該平臺上時用以使一緩衝氣體流入該前開口標準艙中的一緩衝氣體供給接口。
文中討論利用緩衝氣體提供較佳之晶圓保護用的各種技術、系統、及設備，緩衝氣體亦可被稱為「吹淨(purge)」氣體。緩衝氣體對半導體晶圓而言大多或完全是惰性/非反應性的，且當晶圓係受到此類緩衝氣體圍繞時緩衝氣體可避免或減少晶圓受到損害。應瞭解，對於下面所討論的每一實施例而言，此類緩衝氣體可為各種此類氣體中的任何者且可藉由此類氣體的設施源如設施氮氣源所提供。
在典型的半導體製程設施中，藉由高架傳輸系統可將前開口標準艙自半導體製程設備傳送至半導體製程設備，例如高架軌道自上方提取前開口標準艙、將前開口標準艙舉升以離開半導體製程設備、將前開口標準艙移動至另一半導體製程設備、然後將前開口標準艙下降至另一半導體製程設備。
每一半導體製程設備可具有加載接口單元，加載接口單元可具有用以接收前開口標準艙的平臺、介面、或站點。加載接口單元可鄰近設備前端模組(EFEM)，設備前端模組包含一或多個晶圓傳送機器人；設備前端模組亦可包含一或多個加載互鎖件或作為與施行半導體製程操作之半導體製程設備之複數部件交界之介面的其他相鄰結構。設備前端模組通常具有大內部體積且配有氣體作業件。氣體作業件通常係用以抽取設施空氣並將設施空氣推經設備前端模組內部體積。此類氣體作業件通常可提供每分鐘數百立方英尺或更高如每分鐘1200立方英尺的氣流。雖然在設施空氣到達內部體積之前通常會被超低微粒空氣(ULPA)濾件過濾，但設施空氣可能仍有某種程度的水氣、氧氣、及/或其他污染物，此些物質可能會不利地影響已經製程之晶圓上的特徵部。傳送經過設備前端模組並暴露至設施空氣的晶圓在此類傳送期間可能會受到此類污染物所損害。由於半導體特徵部的尺寸微縮，此問題最近才變得受到重視；此類暴露所造成的潛在損害在過去並非是大問題，但近來晶圓特徵部尺寸變得小到此類損害足以干擾形成在晶圓上之電路的正常操作。並非只有在 設備前端模組的文義下晶圓會暴露至設施空氣，在其他文義下晶圓亦可能會暴露至設施空氣。
某些或所有的本案發明人認為，藉由在半導體晶圓經過設備前端模組或其他結構時於半導體晶圓周圍產生緩衝氣體的「微氣候」可避免或減少此類潛在污染/損害問題。下面將討論產生與控制此類微氣候的數種可行技術。
應瞭解，下面所討論的各種概念可單獨實施、或以各種變化與組合實施。相較於文中所討論之所有概念中的單一概念，組合方案能較佳保護晶圓不受污染影響。又，文中所討論之許多概念可包含類似於文中所討論之其他概念中所包含之特徵的特徵。在此類情況中，不同實施例中的類似結構在圖中可使用相同的最後兩位數字來指涉。除非另外指出，否則一實施例中對於此類特徵的討論通常可相等地應用至其他實施例中圖示中相同之最後兩位數字所代表的對應特徵。 設備前端模組微氣候
如前所討論的，設備前端模組針對晶圓污染對晶圓污染而言無異提供了一個尤其令人為難的環境。下面將討論某些減少此風險的策略。
在圖1中顯示設備前端模組111，設施空氣在設備前端模組111中向下流經設備前端模組111的內部體積。具有用以接收前開口標準艙110之三個平臺的加載接口單元113可與設備前端模組111連接。圖2顯示圖1之設備前端模組111的側視圖。如所見，氣體作業件112係與緩衝氣體供給件124連接，緩衝氣體供給件124可為設施氣體源或累積器，累積器可儲存大體積之緩衝氣體而使緩衝氣體氣流超過設施緩衝氣體供給件的流量能力。緩衝氣體供給件124可連接至緩衝氣體分配器116或分配系統，緩衝氣體分配器116或分配系統可用以分散氣體作業件112內(或另一位置內)的緩衝氣體俾使緩衝氣體可流經設備前端模組111的晶圓通行區。來自緩衝氣體供給件124之緩衝氣體的氣流可受到緩衝氣體控制閥 114的控制，因此受到控制器118的控制。流經氣體作業件112之設施空氣的氣流可類似地受到設施空氣控制閥 117的控制，設施空氣控制閥 117亦受到控制器118的控制。
如圖2中所示，在無晶圓傳送的操作期間，控制器118可使緩衝氣體控制閥 114維持關閉並使設施空氣控制閥 117維持開啟，讓設施空氣能流經設備前端模組111(這在設備前端模組111內維持正壓，且迫使微粒及其他污染物只能經過氣體作業件112的過濾系統而避免微粒及其他污染物進入設備前端模組111)。
當晶圓正在設備前端模組111之內部體積內傳送時如圖3所示(機器手臂102的末端執行器193自前開口標準艙110中的複數晶圓104的堆疊107抽取最下面的晶圓以將此晶圓傳送至加載互鎖件129，藉此將此晶圓傳送至傳送室120及/或一或多個晶圓製程室174)，控制器118可控制緩衝氣體控制閥 114俾使緩衝氣體流入氣體作業件112中及設備前端模組111 的內部體積中。同時，控制器118可使設施空氣控制閥 117(其例如可以是設施空氣截止擋風板或其他氣流控制裝置)關閉以限制流經設備前端模組111之內部體積之設施空氣的量。是以，可使設備前端模組111的內部體積中的氣氛在設施空氣與緩衝氣體之間切換，其中設施空氣係用於晶圓未通過內部體積的時間而緩衝氣體係用於晶圓通過內部體積的時間。應瞭解，此類氣流可為數位的，例如緩衝氣體之氣流或設施空氣之氣流可完全開啟或完全關閉，或可控管此類氣流中的一者或兩者俾以使用中間氣流位準。例如，在緩衝氣體傳送期間，可設定設施空氣控制閥流動較低位準的設施空氣俾使設備前端模組環境經歷緩衝氣體與設施空氣的混合物。因此，取決於實施例，所用之控制閥可為截止閥或流動控制閥。在此類系統的某些實施例中，藉由例如具有氣體返回通道，設備前端模組111可用以使流經設備前端模組111的氣體重覆循環，氣體返回通道將氣體自設備前端模組111的底部輸送上至設備前端模組111的上部，此類經循環的氣體在設備前端模組111的上部處可被重新導入設備前端模組111的內部體積中。在某些此類實施例中或在替代性或額外的實施例中，設備前端模組111可能無法在設施空氣與緩衝氣體之間來回切換。例如，當晶圓開始被傳送至一前開口標準艙中的一設備前端模組時，設備前端模組內可具有設施空氣而設施空氣可被排空並被緩衝氣體所取代。接著在前開口標準艙停靠(docked)的整段時間中可持續使用此緩衝氣體(可重覆循環緩衝氣體並週期性地補充以取代因滲漏或其他逸散路徑所導致的緩衝氣體損失，或可單純地持續流動緩衝氣體)。
在各種實施例中，氣體作業件112或扇濾單元亦可包含可自流經氣體作業件112之氣體移除水氣(經由使水氣冷凝移除)的冷凝器及加熱器系統115；加熱器可用以在冷凝製程降低氣體溫度之後增加此類氣體的溫度。
由於某些緩衝氣體如N2 為 a)昂貴的及b)具有安全風險(例如，若大量的氮氣被導入半導體製程設施的周遭環境中，氮氣可能會有導致窒息的風險—若每分鐘1200立方英呎的氮氣流經半導體製程設備之數百未密封的設備前端模組，則此風險可能會成真，因此較期望能將緩衝氣體的氣流縮短為短持續時間。在此類情況中，期望使用一多晶圓之末端執行器，意即能同時支撐及載帶複數晶圓的一末端執行器。以此方式，如圖4中所示，當緩衝氣體正在流動時複數晶圓可同時通過設備前端模組—這能避免緩衝氣體為了複數末端執行器所傳送之額外複數晶圓而需流動額外的複數時間期間。例如，在圖4中，機器手臂402配有一5-晶圓末端執行器493，5-晶圓末端執行器493能同時舉升及傳送五片半導體晶圓104。圖4中所示之其他系統的操作方式係以類似於圖1所示之對應系統的操作方式。
生成緩衝氣體微氣候用的另一潛在技術為使用具有內部阻障或分隔壁的設備前端模組，內部阻障或分隔壁將設備前端模組的內部體積區分為兩個子體積：第一內部子體積與第二內部子體積。第一內部子體積可具有設施空氣循環通過，而第二內部子體積可具有緩衝氣體循環通過。在此些類型的實施例中，每一子體積可具有其自己的晶圓搬運機器人。圖5顯示此類實施例。在圖5中，外殼501具有設施空氣設備前端模組511及緩衝氣體設備前端模組511'。設備前端模組511與511'可分別具有對應的機器手臂502與502'，機器手臂502與502'可用以將半導體晶圓自加載接口單元513上的複數前開口標準艙510傳送進入及離開各自的設備前端模組511與511'。設施空氣設備前端模組511可配有設施空氣作業件521而緩衝氣體設備前端模組511'可配有緩衝氣體作業件512，作業件可選擇性地包含冷凝器/加熱器單元515以調節緩衝氣體環境。 晶圓搬運機器人微氣候
雖然上述技術及系統有助於設備前端模組內之緩衝氣體環境的製造與維持，本發明之發明人的部分者或全部亦發想出可用以在半導體晶圓通過設備前端模組的內部體積時於半導體晶圓緊鄰周邊產生更局部之緩衝氣體微氣候的替代性或補充性技術。此類技術可在如前面所討論之配有緩衝氣體的設備前端模組中使用，或可用於尋常之設施空氣設備前端模組單元。
在此類技術中，晶圓搬運機器人可設有一緩衝氣體分配器，緩衝氣體分配器係用以將緩衝氣體分散至晶圓的正上方。在某些此類實施例如圖6與7所示之實施例中，緩衝氣體分配器605可為實質圓形且具有大致上與晶圓604相同的尺寸。緩衝氣體分配器605可偏離晶圓604俾以在晶圓604受到使機器手臂602之末端執行器693支撐時緩衝氣體分配器605與晶圓604之面對表面即面對緩衝氣體分配器的表面之間具有一間隙；此間隙可具有數毫米的數量級如一公分或更小。一或多個緩衝氣體分配接口634可位於緩衝氣體分配器605的第一表面如底表面631中，第一表面在晶圓604受到末端執行器693支撐時面對晶圓604；當緩衝氣體流經緩衝氣體分配器605並流出複數緩衝氣體分配接口634時，緩衝氣體可流動跨越晶圓604具有氣體保護層的功用。此外，緩衝氣體分配器605亦可具有物理阻障的功用，能阻礙設施空氣的氣流流向晶圓604。是以，當緩衝氣體分配器605係位於晶圓604上方置中處且緩衝氣體流經緩衝氣體分配器605時，緩衝氣體分配器605本身及流自緩衝氣體分配器605的緩衝氣體兩者可保護晶圓604不受設施空氣氣流影響。如圖7中所示，可藉由緩衝氣體供給件624將緩衝氣體供給至緩衝氣體分配器605，在此實例中緩衝氣體供給件624為連接至設施緩衝氣體供給源(未顯示)的一管。應瞭解，為了使用緩衝氣體分配器如文中所討論之緩衝氣體分配器中的某些者，可藉由位在緩衝氣體分配器本體內的複數通道或複數充氣室而非如圖7中所示之緩衝氣體分配器外部的獨立通道將緩衝氣體供給至複數緩衝氣體分配接口。
在某些此類實施例如圖6至10所顯示的實施例中，緩衝氣體分配器可被支撐在附接至支撐臂旋轉支點623的支撐臂622上，支撐臂旋轉支點623使緩衝氣體分配器605可沿著平行於晶圓604的平面被擺離晶圓604。由於前開口標準艙可藉著容納晶圓邊緣而支撐複數晶圓，因此與晶圓604具有大致相同尺寸的緩衝氣體分配器605可干擾此類晶圓支撐。當機器手臂延伸至前開口標準艙中時支撐臂旋轉支點623可使緩衝氣體分配器被轉動至側邊，藉此使緩衝氣體分配器不干擾前開口標準艙中的晶圓支撐結構。只要緩衝氣體分配器能屏蔽晶圓不受設備前端模組內之設施空氣氣流的影響，緩衝氣體分配器可維持於晶圓上方的位置。因此，當晶圓已部分離開設備前端模組如當晶圓係位於前開口標準艙前廳(可為10 cm等深度，見圖10)，緩衝氣體分配器可旋轉遠離晶圓。
圖8至10顯示在晶圓傳送至前開口標準艙610的各個階段期間緩衝氣體分配器605、晶圓604、及機器手臂602的俯視圖。前開口標準艙610係置於設備前端模組(未顯示)的外側上；機器手臂602係位於設備前端模組的內部中。前開口標準艙前廳625可使前開口標準艙610與複數設備前端模組壁的複數內表面分離。
在圖8中，機器手臂602、緩衝氣體分配器605、晶圓604、及末端執行器693可皆沿著方向1移動俾使晶圓604靠近前開口標準艙610。在此類移動期間，緩衝氣體分配器可使緩衝氣體分散橫跨晶圓604，藉此至少部分地屏蔽晶圓604不暴露至設備前端模組的周遭環境。
在圖9中，當附接有緩衝氣體分配器605的支撐臂622繞著旋轉支點623旋轉而沿著順時針方向擺動(在其他實施例中，支撐臂可沿著逆時針方向擺動)時，機器手臂602、晶圓604、及末端執行器693可持續沿著方向1移動使得緩衝氣體分配器移動通過前開口標準艙前廳625。
在圖10中，當支撐臂622持續繞著旋轉支點623而沿著順時針方向3擺動時，末端執行器693、機器手臂602、及晶圓604持續沿著方向4平移。如所見，晶圓604幾乎完全位於前開口標準艙610內，且當支撐臂622與緩衝氣體分配器605持續旋轉直到晶圓604係完全位於前開口標準艙610內時，機器手臂602、末端執行器693、及晶圓604可持續延伸進入前開口標準艙610中。
圖11顯示另一類似實施例，其中支撐臂1122可利用平移機構1126與機器手臂1102連接，平移機構1126例如是使支撐臂1122能相對於機器手臂1102平移的線性驅動器、滾珠螺桿、或其他平移機構。在此類的實施例中，當末端執行器1193被插入前開口標準艙1110中時，緩衝氣體分配器1105可以相同速率平移遠離前開口標準艙1110，於是限制緩衝氣體分配器延伸進入前開口標準艙的程度。是以，在某些實施例中，對於末端執行器的至少某些移動而言緩衝氣體分配器可相對於末端執行器固定例如當末端執行器在設備前端模組內移動晶圓時緩衝氣體分配器可相對於末端執行器固定，由於緩衝氣體分配器係與末端執行器協同移動因此不會有緩衝氣體分配器碰撞其他元件的風險。
圖12與13顯示此類實施例，機器手臂1102、末端執行器1193、及緩衝氣體分配器1105係沿著方向1朝向前開口標準艙1110延伸。在圖13中，當末端執行器1193(被圖示擋住)、晶圓1104、平移機構1126、及機器手臂1102持續沿著方向1延伸至前開口標準艙1110中時，平移機構1126使支撐臂1122與緩衝氣體分配器1105沿著相反方向即方向2平移。這使得緩衝氣體分配器1105在晶圓1104被置入前開口標準艙1110中時於前開口標準艙前廳1125內「等待」。在晶圓1104係自前開口標準艙1110被抽出的情況中可以相同方式操作緩衝氣體分配器1105與支撐臂1122，接著當末端執行器1193、晶圓1104、及機器手臂1102沿著方向2平移以自前開口標準艙1110抽取晶圓1104時，緩衝氣體分配器1105與支撐臂1122沿著方向1平移。
緩衝氣體分配器的另一潛在實施例係顯示於圖14與15。在此實施例中，緩衝氣體分配器1405具有漿形，其在大致上橫斷末端執行器之長軸的方向上不會完全延伸跨越晶圓1404。在此情況中，晶圓1404可有至少弦形的複數區域不會受到緩衝氣體分配器1405的屏蔽。在某些額外的此類實施例中，如所示的實施例，緩衝氣體分配器1405在平行末端執行器之長軸(為了明確解釋，文中所用之末端執行器的「長軸」一詞係指被末端執行器支撐之通過晶圓中心的一軸，此軸亦通過將末端執行器附接至機器手臂的機械介面)的方向上不會完全延伸跨越晶圓1404。例如，緩衝氣體分配器1405在一方向上可僅延伸跨越晶圓1404之大部分直徑如90%或更多的直徑，俾使緩衝氣體分配器1405不與沿著該方向配置的複數晶圓支撐特徵部交疊。緩衝氣體分配器1405可具有面對晶圓之一或多個開口或緩衝氣體分配接口(第一氣體分配接口)1434、及可使緩衝氣體跨越晶圓之裸露區域之一或多個緩衝氣體側分配接口(第二氣體分配接口)1435。一或多個第一氣體分配接口1434可位於緩衝氣體分配器1405面對末端執行器1493的底表面1431中且可使緩衝氣體向下流至晶圓1404上；接著此緩衝氣體可徑向向外朝向晶圓1404及/或緩衝氣體分配器1405的外圍流動。雖然只有一第一氣體分配接口1434顯示於此實例中，但應瞭解，若期望，可有複數個此類第一氣體分配接口分散於底表面 1431的一區域或複數區域中。第二氣體分配接口1435可位於緩衝氣體分配器之橫跨頂表面1432與底表面1431之間的複數側表面中，且可用以使緩衝氣體沿著大致上水平方向即大致上平行於晶圓1404之主要平面的方向向外流動。這具有產生緩衝氣體之薄層或簾幕的效果，其有助於保護晶圓1404未與緩衝氣體分配器1405交疊之部分。在如圖14所示的實施例中，整合至緩衝氣體分配器1405的一或多個氣體分配通道1436可將緩衝氣體傳送至第一氣體分配接口1434與第二氣體分配接口1435。例如，緩衝氣體分配器可由鋁板所製成而氣體分配通道1436可被加工至鋁板中；接著可將較薄的鋁頂板以銅焊或其他方式接合至經加工的鋁板以產生緩衝氣體分配器1405。亦可將第二氣體分配接口1435加工至板中或可在頂板附接後將第二氣體分配接口1435鑽至板側。
無論緩衝氣體分配器1405確切地是如何製成，可設計緩衝氣體分配器1405使其薄到能被插入至複數半導體晶圓之多晶圓堆疊中的半導體晶圓之間。相應地，文中所討論的複數緩衝氣體分配器及複數末端執行器可沿著垂直軸彼此分離俾使複數末端執行器及複數緩衝氣體分配器可沿著垂直軸如垂直晶圓的方向被插入至以陣列排列之複數半導體晶圓的相隔堆疊中。是以，可獨立設計複數末端執行器及複數緩衝氣體分配器每一者的尺寸使其能適配於該堆疊半導高晶圓之間的晶圓間之間隙。例如，半導體製造操作中所用之各種器材可支撐垂直間隔堆疊或陣列之複數半導體晶圓。本申請案中所討論的前開口標準艙為一此類多晶圓儲存系統的一實例。在一前開口標準艙中可以自前開口標準艙側壁於規律距離分隔處突伸之鰭片、突出部、或其他複數晶圓支撐特徵部支撐許多晶圓如25片晶圓。此些複數晶圓支撐特徵部及其支撐的此些晶圓可沿著垂直軸彼此分離，例如每一晶圓係藉由約10 mm 的晶圓間之間隙(減去晶圓厚度—對於直徑300 mm的晶圓而言，此厚度具有0.75 mm之數量級)而與每一相鄰晶圓分離。當然，此間隙可取決於設備而有所不同—例如，450 mm晶圓可藉由15 mm的間隙所分離。是以，緩衝氣體分配器1405在沿著垂直於晶圓1404的方向上於與半導體晶圓 1404交疊的區域中可具有小於9 mm的厚度—使末端執行器與緩衝氣體分配器之間有移動空間會讓此類厚度減少例如減少至也許晶圓間之間隙距離之三分之一之數量級的厚度如小於3 mm—雖然所用的特定厚度必然會取決於目標設備的尺寸限制，但上述實例不應被視為將本發明所有情況皆限制至3 mm或更小的厚度。
可使用之具有緩衝氣體分配器1405之多晶圓儲存系統的其他實例包含多晶圓晶圓盒、緩衝器、儲存件、及加載互鎖件。多晶圓晶圓盒可在半導體製程設備內使用以同時在不同位置之間傳送複數晶圓。緩衝器為可為設備前端模組內部或可自設備前端模組內部接取的一多晶圓儲存系統；緩衝器可用以在複數晶圓製程期間或之後及傳送至前開口標準艙之前暫時儲存複數晶圓。例如，半導體晶圓在製程後及被置於前開口標準艙中之前可能需要冷卻(前開口標準艙通常由塑膠所製成因此與熱晶圓接觸可能會受到損害)—此類半導體晶圓在被傳送至一等待中的前開口標準艙之前可暫時停放在緩衝件中冷卻。儲存件為一系統，其具有半導體製程設備內之半導體晶圓大量儲庫的作用。一儲存件一次例如可儲存數十或甚至數百片半導體晶圓且可甚至旋轉而具有旋轉盤的功能。儲存件可用以儲存因連續製程步驟之製程時間的不匹配所累積的半導體晶圓。加載互鎖件為允許晶圓於不同氣氛環境之間轉換的氣鎖件。 例如，加載互鎖件可用以將晶圓自大氣環境傳送至近真空或真空環境。大多數加載互鎖件一次僅傳送一或兩片晶圓，但其他加載互鎖件可具有能同時傳送複數晶圓的部件。此些多晶圓儲存系統的每一者皆具有其晶圓間之距離，可設計用以與此些系統共同使用的緩衝氣體分配器使緩衝氣體分配器所具有之厚度小於此類系統中相鄰晶圓之間之晶圓間的距離或間隙(減去晶圓厚度)。例如，緩衝氣體分配器可具有約2 mm的厚度，例如頂表面與底表面具有0.5 mm的厚度而頂表面與底表面之間具有另外1 mm的材料厚度。
由於緩衝氣體分配器之較小寬度X，緩衝氣體分配器可被完全插入至前開口標準艙內的任何高度處而不干擾前開口標準艙中的複數晶圓支撐結構(每一者具有面對末端執行器之至少一間隙Y，Y係大於X)。例如，若前開口標準艙(或其他多晶圓儲存系統)是空的而此類緩衝氣體分配器欲以晶圓被插入前開口標準艙或自前開口標準艙移除的相同方式被插入至前開口標準艙中如圖16中所示，末端執行器1493與緩衝氣體分配器1405可在前開口標準艙1410內向上與向下移動而不與複數晶圓支撐特徵部1409碰撞，即當緩衝氣體分配器1405係處於此類位置且自垂直於晶圓1404的方向觀之，緩衝氣體分配器1405不與複數晶圓支撐特徵部交疊。由於緩衝氣體分配器的頂表面 1432在末端執行器1493與晶圓互動期間可移動超過晶圓正下方之晶圓支撐特徵部1409的下側，此類實施例可使緩衝氣體分配器1405更遠離晶圓1404或厚度。是以，在某些實施例如此實施例及後續討論的其他實施例中，緩衝氣體分配器在末端執行器的所有移動期間可相對於末端執行器固定。
圖17至22顯示此類緩衝氣體分配器的優點。圖17至19顯示兩晶圓支撐特徵部1409的詳細部分側剖面圖；每一晶圓支撐特徵部1409支撐一對應晶圓1404的一邊緣。末端執行器1493被顯示為具有凸起部，凸起部可與晶圓1404的下側接觸且兩者之間的接觸面積係小於若末端執行器1493與晶圓1404交疊之整個交疊部與晶圓的接觸面積；末端執行器實際上與晶圓1404接觸的部分在文中可被稱為「接觸表面」。圖17至19中的晶圓1404具有0.75 mm的厚度，實際上支撐複數晶圓1404的末端執行器1493、緩衝氣體分配器1405、及複數晶圓支撐特徵部1409的複數部分皆具有2 mm的厚度。此實例中的複數晶圓1404自中心至中心的分離距離為10 mm，導致複數晶圓1404之上部與此些晶圓1404之正上方之複數晶圓支撐特徵部1409的最底表面之間有7.25 mm的間隙。在此些條件下，若期望在末端執行器1493及緩衝氣體分配器1405被插入晶圓堆疊期間維持晶圓1404與緩衝氣體分配器1405及末端執行器1493之間的最大可能距離，並期望在晶圓1404移除期間維持複數晶圓支撐特徵部1409與晶圓1404及緩衝氣體分配器1405之間的最大可能距離，在末端執行器1493及緩衝氣體分配器1405插入晶圓堆疊期間末端執行器1493及緩衝氣體分配器1405僅能偏離晶圓1404 1.125 mm的距離。在末端執行器1493與緩衝氣體分配器1405已完全插入晶圓堆疊中後，可舉升末端執行器1493與緩衝氣體分配器1405俾使末端執行器1493接觸晶圓1404如圖18中所示。在圖19中，末端執行器1493、緩衝氣體分配器1405、及晶圓1404已進一步舉升，因此晶圓1404與先前支撐晶圓1404之晶圓支撐特徵部1409之頂表面之間存在著1.125 mm的間隙且緩衝氣體分配器1405與受到舉升之晶圓1404之緊鄰上方的晶圓支撐特徵部1409之間存在著1.125 mm的間隙。是以，在此情況中可將末端執行器插入晶圓堆疊/自晶圓堆疊移除期間固定元件與移動元件之間的垂直距離皆最大化至1.125 mm。
如在圖20至22中所見，藉著減少緩衝氣體分配器1405的寬度使得沿著垂直軸觀察緩衝氣體分配器1405不與晶圓支撐件1409交疊且末端執行器1493與緩衝氣體分配器1405可被插入至晶圓堆疊中的任何高度而不與複數晶圓支撐特徵部1409接觸，在相同情況中各種元件之間的最大距離可被增加至1.625 mm，此距離增加了44%。這是因為緩衝氣體分配器1405上方的垂直距離並非受到正被移除之晶圓1404上方之晶圓支撐特徵部1409限制而是受到正被移除之晶圓1404上方之晶圓1404的限制。
自前面的討論明白可知，使用例如未於受到相關聯之末端執行器傳送之晶圓之整個寬度上方延伸的緩衝氣體分配器使緩衝氣體分配器能被完全插入至分離晶圓的堆疊中。這使得在晶圓受到連接著末端執行器之機器手臂傳送的整段期間緩衝氣體能自緩衝氣體分配器流至晶圓上方。這係相對於例如緩衝氣體分配器太大而無法被插入至晶圓堆疊中而只能相對於末端執行器移動以使末端執行器獨自(缺少緩衝氣體分配器的陪伴)插入至晶圓堆疊中的系統。在此類系統中，當自晶圓堆疊抽取晶圓時可能暫時沒有緩衝氣體屏蔽晶圓，因此晶圓可能更容易受到來自非緩衝氣體氛圍之污染物及/或損害的影響。
在某些實施例中，緩衝氣體分配器完全毋需位於晶圓上方，而是例如利用縫扇(slit-fan)噴嘴自晶圓外圍位置處將一緩衝氣體薄層導向晶圓上方。此技術可能是最容易施行的，但使用此技術可能對晶圓完全沒有直接屏蔽，相對地，前文中所討論的複數緩衝氣體分配器本身即可作為至少部分晶圓的不滲透屏蔽對抗來自上方的氣流。縫扇噴嘴技術係顯示於圖23與24中。例如，在圖23與24中，機器手臂2302配有連接至緩衝氣體供給件2324的縫扇噴嘴2337。縫扇噴嘴2337係位於晶圓2304受到機器手臂2302之末端執行器2393支撐之平面的上方。縫扇噴嘴2337可引導扇形圖案形式的緩衝氣體氣流跨越晶圓2304之表面，藉此在晶圓2304上方提供局部緩衝氣體層。然而，此類配置不適合已有實質氣流流過晶圓2304的環境，因為此類配置沒有緩衝氣體分配器/縫扇噴嘴2337作為晶圓2304的實體屏蔽。圖25顯示一類似實例，但並非使用單一縫扇噴嘴2337使緩衝氣體以扇形向外流動，噴嘴結構2538可包含一或多個噴嘴，此些噴嘴具有橫跨明顯部分如25%等或更大之晶圓2504外圓周的出口區域(複數區域)，因此更確定緩衝氣體之薄層可橫跨晶圓2504之整個裸露上表面。
圖26至30分別顯示一例示性緩衝氣體分配器的等角視圖、剖視等角視圖、詳細剖視等角視圖、側視圖、及詳細側視圖。如所示，機器手臂2602包含具有緩衝氣體分配器2605的末端執行器2693。晶圓2604係受到末端執行器2693支撐。如在圖28中所見，緩衝氣體分配器2605可具有引導至位於緩衝氣體分配器2605之底表面中之第一氣體分配接口2634的複數緩衝氣體通道2636，緩衝氣體分配器2605使緩衝氣體自靠近緩衝氣體分配器2605中央處向外流動跨越晶圓2604如徑向陣列的箭頭所示。複數緩衝氣體通道2636亦可將緩衝氣體供給至位於複數側表面2633中的複數第二氣體分配接口2635，複數第二氣體分配接口2635可引導緩衝氣體沿著相對於末端執行器2693的相反橫向流動如圖28中的平行箭頭所示。緩衝氣體分配器2605可具有上表面2632與相對的底表面(未顯示)。如圖30中可見，緩衝氣體分配器2605可被視為是具有數個部分。例如，緩衝氣體分配器2605可被區分為當自垂直於晶圓之方向觀之與晶圓2604交疊之緩衝氣體分配器2605的一部分2639、及不與晶圓2604交疊之緩衝氣體分配器的剩餘部分。類似地，緩衝氣體分配器2605可被區分為緩衝氣體分配器2605的最外半部即部分2639的最外半部2640(該「半部」係指緩衝氣體分配器2605與晶圓2604交疊之部分而非整個緩衝氣體分配器2605)。
如前面實例所見，複數緩衝氣體分配器可位於與其相關聯之複數末端執行器所傳送之複數晶圓的上方。又，在至少部分實施例中，當自平行於晶圓平面並垂直於末端執行器長軸的方向觀之，複數緩衝氣體分配器的至少最外半數者不與複數晶圓交疊，例如沒有垂直壁自複數緩衝氣體分配器的下側延伸圍繞或部分圍繞複數晶圓2604。在某些其他的此類實施例中，當沿著平行於晶圓平面的方向觀之並沿著垂直於末端執行器長軸的方向觀看，緩衝氣體分配器2605與晶圓2604在部分2639內完全不交疊。
在某些文義中，可用以在晶圓受到機器手臂傳送時於晶圓周圍提供局部緩衝氣體環境的另一類型緩衝氣體分配系統為白努力型末端執行器。白努力型末端執行器係藉由白努力效應將晶圓懸置於末端執行器下方而非利用刀形的末端執行器自晶圓下方支撐晶圓。在此類末端執行器如圖74中所示之末端執行器中，末端執行器9593可為具有與晶圓9504大致上相同或更大之直徑的碟。該碟在中間可具有氣體接口9536；當末端執行器9593係靠近晶圓9504時(且晶圓9504係置中位於末端執行器9593的碟部上)，緩衝氣體可流經中央氣體接口9436。接著緩衝氣體會朝向晶圓9504邊緣徑向向外流動。此徑向氣流產生白努力效應，即晶圓9504與末端執行器9593之間的低壓區域及晶圓9504下側上的大氣壓力會使得晶圓9504被推向末端執行器9593。同時，在晶圓9504與末端執行器9593之間流動之緩衝氣體的壓力會阻止晶圓9504與末端執行器9593接觸。末端執行器9593可具有複數徑向停止件95103，徑向停止件95103與晶圓9504的邊緣接觸以使晶圓9504維持在末端執行器9593之碟部的置中位置且能避免晶圓9504相對於末端執行器9593旋轉。流動以產生白努力效應的緩衝氣體除了提供白努力效應外，亦能提供上述的緩衝氣體微氣候。因此，在某些實施例中可使用白努力末端執行器來取代上述討論之分開的末端執行器與緩衝氣體分配器的實施例。 前開口標準艙及其他多晶圓儲存系統中的微氣候
除了使用上述討論之系統與技術如配有緩衝氣體的設備前端模組與緩衝氣體分配器減少或避免傳送室或其他密封環境之保護外之發生之晶圓傳送操作期間的晶圓污染，亦可經由將緩衝氣體導入多晶圓儲存系統內在多晶圓儲存系統的邊界內保護晶圓。例如，前述之前開口標準艙通常充滿緩衝氣體以保護容納於其內的晶圓不受污染或損害。由於前開口標準艙在晶圓通行期間為密封的，因此前開口標準艙可載有被密封於前開口標準艙內的緩衝氣體及在前開口標準艙中正受到傳送的晶圓。然而，一旦前開口標準艙停靠於加載接加，可利用前開口介面機構(FIM)等移除用以密封前開口標準艙之主要開口的門，使容納於前開口標準艙內的晶圓得以被接取。一旦前開口標準艙的門已被移除，原已在內部的已饋送緩衝氣體能自由擴散至周圍環境(且周圍環境中的空氣能類似地擴散至前開口標準艙中)。為了抵消前開口標準艙門開啟後前開口標準艙內的緩衝氣體環境損失，可使額外的緩衝氣體經由一或多個前開口標準艙緩衝氣體接口如可與半導體製程設備之加載接口或其他部件上之特徵部交界的接口流至前開口標準艙中，以獲得緩衝氣體並將其送至前開口標準艙的內部。前開口標準艙緩衝氣體接口可為前開口標準艙已被密封後初始用以將緩衝氣體「饋送」至前開口標準艙的相同接口。
典型的設備前端模組配有一或多個加載接口單元，加載接口單元通常被設計成與設備前端模組壁中的大致上矩形開口交界。加載接口單元可包含其上具有複數定位或索引特徵部的一或多個平臺或座臺，複數定位或索引特徵部係與前開口標準艙上的對應特徵部交界。此些特徵部確保當前開口標準艙被置於平臺上時前開口標準艙係位於期望的位置中。加載接口單元亦可包含可上下滑移的門；門係大致上平行可移除的前開口標準艙門，當加載接口單元被安裝至設備前端模組中時，門可關閉設備前端模組的內部而與外圍環境隔離。當前開口標準艙被放置到平臺上時，前開口標準艙之可移除的前開口標準艙門可面向加載接口單元的門。加載接口單元的門例如可包含前開口介面機構(FIM)，前開口介面機構可受到致動以與可移除的前開口標準艙門銜合並將其拉離前開口標準艙，藉此免除前開口標準艙之密封。一旦可移除的前開口標準艙門被前開口介面機構拉離前開口標準艙，加載接口單元的門可下降或以其他方式旁移並順便載帶可移除的前開口標準艙門。一旦可移除的前開口標準艙門被移除並滑移至側邊，前開口標準艙中所有的晶圓堆疊可被設備前端模組內的晶圓搬運機器人所接取。
本發明發明人中的某些人或所有人認為，若在可移除的前開口標準艙門移除後緩衝氣體流經前開口標準艙，則此類配置可能會造成困擾。由於前開口標準艙的大開口(載帶300 mm晶圓的前開口標準艙之開口可具有至少300 mm的寬度及取決於晶圓數量具有250 mm至300 mm或更大的高度)，為了維持前開口標準艙內之正壓(這通常有利於避免來自設備前端模組的空氣被吸入或擴散至前開口標準艙中，在前開口標準艙中此些空氣可能會污染前開口標準艙中的所有晶圓)可能需要大量的緩衝氣體氣流。由於維持此類氣流所需之緩衝氣體的體積，這可能是昂貴及/或具有安全風險的。
本發明發明人中的某些人或所有人認為，可修改加載接口單元的門以降低為了維持前開口標準艙內之正壓所需之緩衝氣體氣流的量。如在圖31中可見，其顯示了具有設施空氣作業件3121的設備前端模組3111(可被視為是外殼3101)；設備前端模組3111可靜置於樓板3143上。應瞭解，或者設備前端模組3111可為具有緩衝氣體系統的設備前端模組，因此例如類似於圖1至5之設備前端模組，設備前端模組的內部體積3111可有緩衝氣體流經其中。設備前端模組3111 亦可藉由加載互鎖件(未顯示，但見圖2例示此類結構可被如何配置得類似設備前端模組3111)而與一或多個晶圓製程室及/或晶圓傳送室連接。設備前端模組3111內可包含具有末端執行器3193的機器手臂3102 ，末端執行器3193可用以傳送晶圓3104通過設備前端模組。設備前端模組3111亦可與加載接口單元3113連接，加載接口單元3113提供或作用為用以支撐前開口標準艙3110的介面3127。前開口標準艙3110可具有緩衝氣體供給接口或前開口標準艙接口3195，接口3195可用以將緩衝氣體導入前開口標準艙3110的內部體積內；前開口標準艙密封件31111可將前開口標準艙3110密封至設備前端模組3111，避免緩衝氣體逃逸前開口標準艙3110與設備前端模組3111間之間隙(此密封並未顯示於其他圖示中，但其可存在)。應瞭解，雖然在此實例中顯示前開口標準艙接口3195係位於前開口標準艙3110的上部中，但前開口標準艙接口3195可位於其他位置如前開口標準艙3110的底部中俾使其可與緩衝氣體供給接口(未顯示，為介面3127的一部分)交界。複數晶圓3104可受到複數晶圓支撐特徵部3109支撐，複數晶圓支撐特徵部3109可沿著前開口標準艙3110的內表面設置俾使被支撐於其上的複數晶圓被空間分隔為半導體晶圓的垂直分離堆疊3107。設備前端模組3111 或加載接口單元3113亦可包含可被驅動機構3158垂直移動的可移除的壁或門3178；驅動機構3158可例如為可用以使門3178垂直上下移動的線性致動器或其他機械或電機系統。門3178可具有下半部(配有前開口介面機構(FIM)3142，前開口介面機構(FIM)3142可用以自前開口標準艙3110移除可移除之前開口標準艙門3141以使複數晶圓3104可自前開口標準艙3110移除或被置入前開口標準艙3110中)及上半部。水平凹槽3146可有效地分隔此兩半部。在傳統的加載接口單元中，門不包含水平凹槽3146或門3178的上半部。
如在圖32中可見，一旦前開口標準艙3110被置於加載接口單元3113/介面3127上，前開口介面機構3142可延伸出去並與可移除的前開口標準艙門3141交界，然後如圖33中所示前開口介面機構3142撤回。一旦自前開口標準艙3110將可移除的前開口標準艙門3141移除，可利用驅動機構3158下降門3178以使水平凹槽3146與前開口標準艙3110中之複數晶圓3104中的一者對準。接著如圖34中所見，設備前端模組3111中的機器手臂3102可進入前開口標準艙3110中抽取晶圓3104。若期望不同位置處的晶圓，可如圖35中所見，移動加載接口單元的門使水平凹槽與另一晶圓對準。流入前開口標準艙中的任何緩衝氣體可藉由水平凹槽流出前開口標準艙，水平凹槽之橫剖面積係遠小於整個前開口標準艙開口的橫剖面積如水平凹槽之橫剖面積為前開口標準艙開口之橫剖面積的二十五分之一。亦可能有緩衝氣體經由前開口標準艙與具有水平凹槽之壁或門之間的間隙自前開口標準艙逃逸；在此介面中提供密封以避免因此些部件之間之摩擦所可能產生的不當粒子生成是非所欲的。然而，水平凹槽所提供之流動路徑及此些間隙仍可共同提供前開口標準艙之內部體積與外殼/設備前端模組之內部體積之間的流動限制阻障。這可對應地減少維持前開口標準艙內之期望正壓程度所需之緩衝氣體的量，藉此減少成本並增加安全性。
上述設計之更進一步變化型係顯示於圖36中。在圖36中，加載接口單元3613沒有門且設備前端模組3611具有包含了固定水平凹槽3646的壁。設備前端模組3611亦可藉由加載互鎖件(未顯示，但見圖2例示此類結構可被如何配置得類似設備前端模組3611)與一或多個晶圓製程室及/或晶圓傳送室連接。在此實施例中加載接口單元3613包含垂直驅動機構3659，使得支撐前開口標準艙3610的平臺或介面3627能相對於設備前端模組3611上下移動。設備前端模組3611可包含前開口介面機構3642，前開口介面機構3642可在前開口標準艙3610係處於特定垂直位置(見圖37與38)時移除可移除的前開口標準艙門3641。接著可下降(或舉升，取決於前開口介面機構3642的位置)加載接口單元3613，使前開口標準艙3610中之複數晶圓3604中的一晶圓與水平凹槽3646對準(見圖39)。若期望另一晶圓3604，則可垂直放置前開口標準艙3610使另一晶圓與水平凹槽對準(見圖40)。使用如前面段落中所述之具有水平凹槽之壁或門的實施例由於皆包含上面概要的水平凹槽特徵部，因此在本文中可被稱為「水平凹槽概念」。應瞭解，在此類實施例中所用之驅動機構可提供水平凹槽3146與3646與支撐多晶圓儲存系統之介面之間的相對垂直平移。
圖41另一例示性設備前端模組的側面圖。在圖41中所顯示之設備前端模組4111係類似於圖31至35之設備前端模組3111（舉例來說，對應圖31中之元件的圖41中之元件係標示以具有相同最後兩位數字的標註且對於圖31中那些元件的討論係同樣適用於圖41的對應元件），因此圖31至35之元件討論可等同應用至圖41所示之實施例。然而，圖41的實施例更包含被插入至晶圓堆疊中之複數晶圓之間之晶圓間之間隙中的緩衝氣體分配器4105，緩衝氣體分配器4105可以是本申請案中所討論之可被插入晶圓4104之堆疊4107中之複數緩衝氣體分配器中的任一者。是以，當複數晶圓4104係位於已停靠之前開口標準艙4110中時藉著固定流動的緩衝氣體環境(由前開口標準艙氣體接口4195所提供)可保護複數晶圓4104，當機器手臂4102與末端執行器4193傳送複數晶圓4104經過設備前端模組4111時藉由緩衝氣體分配器4105所提供之固定流動緩衝氣體層亦可保護複數晶圓4104。在某些此類實施例中，設備前端模組4111亦可類似於圖1至5所述之系統配有的緩衝氣體系統以使緩衝氣體流經整個設備前端模組4111。
在此類系統中，設備前端模組4111用之緩衝氣體系統可將設備前端模組4111之緩衝氣體環境中晶圓4104通過位置處的設施空氣濃度降低至極低的位準如 100 百萬分率(ppm)，但由於各種進入設備前端模組4111的滲漏路徑，無法將設備前端模組之緩衝氣體環境中之設施空氣濃度降低至低於使用設備前端模組緩衝氣體分配系統所達的位準。然而，藉著使用凹槽門4146與緩衝氣體分配器4105及設備前端模組緩衝氣體分配系統中的一者或兩者，可吹淨晶圓4104周圍之局部環境俾以將晶圓4104緊鄰周圍的設施空氣濃度更進一步降低至例如10 ppm或1 ppm。在某些情況中，單獨使用圖1至5之設備前端模組級的緩衝氣體分配系統、或單獨使用圖7至30之複數緩衝氣體分配器與圖31至40之水平凹槽概念中的一者或兩者，可能皆無法達到設施空氣的此類低濃度位準。然而使用圖1至5討論之設備前端模組級的緩衝氣體分配系統結合圖7至30之複數緩衝氣體分配器與圖31至40之水平凹槽概念中的一者或兩者所產生的綜效可使此類組合式手段實施例所達到的設施空氣濃度位準低於缺乏此類組合式手段所能達到的設施空氣濃度位準。這是因為，無論使用文中所討論的何種手段或技術，總是會有些許量之「非所欲」的氣體到達晶圓。
在設備前端模組級緩衝氣體分配系統中，由於設備前端模組的尺寸及密封整個設備前端模組的高昂成本，通常密封整個設備前端模組是不可行或不實際的。因此，即便有緩衝氣體流經設備前端模組，設備前端模組周圍的環境設施空氣通常仍會滲漏至設備前端模組的內部體積中。此類設施空氣可能會變得與緩衝氣體混合，設施空氣滲漏至設備前端模組中的滲漏率可能會使吾人在不施行更昂貴與不實際之設備前端模組設計(更緊密密封以更進一步地降低設施空氣滲漏至設備前端模組中的量)的情況下或不使用更高流率之緩衝氣體(高得嚇人地昂貴且由於可能必須要安全地處置遠遠更高量的緩衝氣體而有安全風險)的情況下，難以達到設備前端模組內之設施空氣體濃度的期望最大位準。
類似地，緩衝氣體分配器及/或水平凹槽概念周圍的環境空氣或氣體亦可能會滲漏至正在受到末端執行器/機器手臂傳送之晶圓附近的區域或留在前開口標準艙中之晶圓附近的區域。雖然在此類實施例中藉著增加緩衝氣體流率可降低到達晶圓之周圍空氣或氣體的量，但將緩衝氣體氣流增加至達到周圍空氣或氣體之期望濃度位準所需的量是不可行或不實際的。此作法例如可涉及太昂貴或太危險的緩衝氣體流率。在某些情況中，可能需要將緩衝氣體流率增加至可造成晶圓振動或移動的位準，這通常是具有通常知識者不樂見的。
然而，若使用設備前端模組緩衝氣體分配系統協同圖7至30之複數緩衝氣體分配器與圖31至40之水平凹槽概念中的一者或兩者，則設備前端模組緩衝氣體分配系統可將設備前端模組內之環境中之設施空氣濃度降低至第一位準，第一位準係夠低以致於仍留在設備前端模組體積中並到達晶圓的設施空氣係以此類低量存在而圖7至30之複數緩衝氣體分配器與圖31至40之水平凹槽概念中之一者或兩者所提供的更進一步稀釋可將晶圓附近之設施空氣濃度位準降低至可接受的位準。
如前所述，加載接口單元可配有其中具有水平凹槽的可移除蓋板或門，水平凹槽的尺寸允許一次自前開口標準艙經由蓋板或門提取一片晶圓；蓋板或門可垂直移動以自前開口標準艙中的不同凹槽位置提取晶圓。蓋板或門實際上可關閉大部分前開口標準艙之開口部，因此限制吹淨氣體流出前開口標準艙。在加載接口單元的背上亦可有一外殼體積即在蓋板與前開口標準艙之間安插一外殼體積，其能提供充滿氮氣的密閉保護體積。無論加載接口門機構係處於關閉或開啟狀態，此體積亦可覆蓋加載接口門機構。此外，可將前開口標準艙密封至加載接口單元的前表面以避免氮氣流出該間隙。實際上，吹淨氣體可僅流經凹槽並經由蓋板與前開口標準艙或外殼體積之間的間隙流出—例如此間隙可具有一至數毫米的數量級。因此，相較於吹淨氣體可流出前開口標準艙之整個開口部的實施例(即經由比晶圓直徑還寬且比前開口標準艙內之晶圓堆疊高度還高的開口流出)，當使用凹槽門時吹淨氣體可流經以離開前開口標準艙的橫剖面積可大幅減少。
當未進行晶圓傳送時，在某些實施例中蓋板亦可具有移動(上或下)至阻擋狹縫之位置因此可使用較低氮氣流並提供額外晶圓保護的能力。
圖42顯示不具凹槽門(其已被移除)之加載接口單元4213，如圖所見，經由比晶圓直徑還寬且比晶圓堆疊高度還高的開口可同時接取整個晶圓堆疊4207。若在前開口標準艙4210靜置於加載接口單元4213之介面4227上時欲使氮氣或其他緩衝氣體流經前開口標準艙4210，由於此開口的尺寸，需供給高體積流率的吹淨氣體才能在前開口標準艙中維持夠高的過壓而避免氣體自設備前端模組回流至前開口標準艙中。
圖43顯示圖43中所示之相同的加載接口單元4213，但此加載接口單元4213配有可平移或可移動的蓋板/凹槽門4278。凹槽門4278中可具有水平凹槽4246，水平凹槽4246之寬度係大於晶圓直徑，但和圖42的開口相反，水平凹槽4246在垂直方向上遠小於圖42的開口。在某些實施例中，水平凹槽4246的高度近似於晶圓堆疊中晶圓間之間距的高度。在其他實施例中如所示之實施例中，水平凹槽4246沿著其長度可具有兩或更多高度。例如，水平凹槽4246可具有一第一高度 「A」及比第一高度「A」更大(例如兩倍或三倍或更大)的一第二高度 「B」，設計第一高度 「A」的尺寸俾使晶圓被插入前開口標準艙或自前開口標準艙被移除時具有晶圓淨空距離但此晶圓淨空距離係至少小於兩倍的晶圓間之高度距離；可設計此較高高度的區域的尺寸，使末端執行器能有進入前開口標準艙中抽取或放置晶圓可能需要的額外淨空距離 (末端執行器本身可能相當厚如1-2 mm，但其可與明顯更厚的機器手臂腕關節或其他硬體連接)。因此，水平凹槽之中間部可具有較大的高度「B」，高度「B」可大於中間部任一側上之側部的高度(較低的高度 「A」)。在此類實施例中，高度「B」區域的寬度可比可在較高區域處通過凹槽門之末端執行器及/或機器手臂元件的寬度稍大如大數mm或更大。應瞭解，若期望，可在文中所討論的任何此類水平凹槽概念中用此類高度變化之水平凹槽。在某些此類情況中，水平凹槽的中間部可在側部下方延伸以容納末端執行器的額外厚度，但若非如此，水平凹槽的中間部在上緣處可與側部切齊。在其他實施例中，中間部可在側部上方延伸但與側部的下緣切齊。又在更另一實施例中，中間部可在側部的上方與下方延伸。凹槽門可在加載接口單元內垂直移動以使凹槽上下移動。
在某些實施例中(如圖44 與45中所示者)，凹槽門4278可下移(圖44)或上移(圖45)俾使水平凹槽4246能藏在加載接口單元4213之前表面4297後，藉此有效地對氣流「關閉」凹槽(仍會發生某些小滲漏，但在此配置中能終止流經凹槽的大量氣流)。在使用期間，可重新定位凹槽門4278俾使凹槽所在位置允許前開口標準艙4210中之複數晶圓中的一晶圓被抽取或將一晶圓放置至前開口標準艙4210中，凹槽所在位置例如是圖46、47、與48中所示的三個不同晶圓位置。藉由線性致動器如滾珠螺桿、氣動致動器、或液壓致動器、或其他驅動機構(未顯示)可在加載接口單元內垂直驅動凹槽門4278；驅動機構可位於例如外殼體積4296(見圖44)內，外殼體積4296可圍繞用以移除可移除之前開口標準艙門的硬體與機構(前開口標準艙門並未顯示於簡化的圖示中)。
應瞭解，雖然文中的實例係聚焦於經由凹槽門或類似凹槽結構一次抽取或插入一片晶圓用的凹槽門概念，但此些概念可擴張至凹槽尺寸能允許經由凹槽門或其他包含凹槽之結構一次插入或抽取兩或更多片晶圓用的凹槽概念。在此類情況中，可設計凹槽尺寸以一次容納2、3、4、或更多片晶圓，但凹槽總是小到整個晶圓堆疊無法經由凹槽同時被插入至具有凹槽門或類似凹槽結構之設備內或具有凹槽門或類似凹槽結構之設備內的整個晶圓堆疊無法經由凹槽同時被抽取。
凹槽門技術可與各種不同類型的半導體晶圓搬運設備一起使用，此些搬運設備可同時容納複數晶圓並允許晶圓搬運機器人或其他類型的晶圓搬運裝置與此些晶圓各別互動或與少於搬運設備中所有晶圓數目之數目的晶圓互動。雖然前開口標準艙為此類多晶圓儲存系統的一實例，下面或本申請案的他處將說明此類實施例的其他實例。例如，凹槽門概念可與晶圓對準件(如文中更詳細討論者)、加載互鎖件(如文中更詳細討論者)、量測站、緩衝站(如文中更詳細討論者)、加載接口(如文中更詳細討論者)、粒子移除設備、晶圓通道等一起使用。一般而言，文中所討論的凹槽門概念可用以分隔緩衝氣體環境中的多晶圓儲存區或元件與大氣條件下的相鄰環境。
在另一實施例中(顯示於圖49至53中)，凹槽門可與晶圓緩衝件一起使用。晶圓緩衝件例如可被支撐於設備前端模組內的一介面上(可與被支撐在設備前端模組之外部介面上的前開口標準艙對比)且可用以暫時儲存處於製程階段之間之特定條件下的複數晶圓。晶圓緩衝件例如可被加熱且可受吹淨氣體或惰性氣體供給以保護位於緩衝件內的複數晶圓不受氧化或其他類型的損害。在許多態樣中，圖49至53之晶圓緩衝件實施例可類似於此文件中先前討論之凹槽門前開口標準艙加載接口實施例，但晶圓緩衝件通常不若前開口標準艙具有任何需要移除的門。
如圖49至53中所示，晶圓緩衝件4928係靜置於介面4927上，介面4927可包含用以使凹槽門4978在垂直方向上下移動的線性致動器或驅動機構4958。可定位凹槽門4978中的水平凹槽4946俾使其對準一線性致動器位置(見圖52)處之晶圓緩衝件4928中的最低晶圓位置並對準另一線性致動器位置(見圖50)處之緩衝件中的最高晶圓位置。同時，凹槽門4978本身夠大，無論水平凹槽4946在何位置，凹槽門4978皆能夠關閉晶圓緩衝件4928的前端。因此，在先前的凹槽門實施例中，流經晶圓緩衝件4928的緩衝氣體如吹淨氣體或惰性氣體可藉由水平凹槽4946或經由存在於凹槽門4978與晶圓緩衝件4928外殼之間的間隙離開晶圓緩衝件4928。由於此間隙可相當小如數毫米等級，因此相較於晶圓緩衝件4928開口整體之橫剖面流動面積，緩衝氣體逃逸所能用的橫剖面流動面積算是相當小。
圖53顯示圖49至52之晶圓緩衝件4928的側剖面圖。如所見，晶圓緩衝件4928支撐複數晶圓4904的陣列，每一晶圓係被支撐於對應的晶圓支撐特徵部4909上；在文中所討論的其他多晶圓儲存系統中亦可使用此些複數晶圓支撐特徵部或與其類似的複數晶圓支撐特徵部。
可使用凹槽門之另一實施例為晶圓對準件。晶圓對準件為具有轉盤的裝置，轉盤能旋轉晶圓俾使晶圓具有期望的位向，之後機器手臂可舉起晶圓以將晶圓傳送至期望該角位向的另一站。在某些晶圓對準件中，可在晶圓對準件上方提供空間以儲存或緩衝額外晶圓。圖69至72顯示此類晶圓對準件的一實例。
在圖69至72中顯示具有緩衝站的晶圓對準件69104。晶圓對準件69104可包含在其內部體積內的對準件轉盤69108；對準件轉盤69108能夠繞著其中心軸旋轉並沿著中心軸平移如垂直移動。複數舉升銷69107可排列成圓形陣列，此圓形陣列的直徑係大於轉盤的旋轉包絡。當對準件轉盤69108下降到複數舉升銷69107之位準下方時，一機器手臂末端執行器(未顯示)可將一晶圓6904放置到複數舉升銷69107上。在機器手臂末端執行器撤回後，對準件轉盤69108可舉升以自複數舉升銷69107舉起晶圓6904。一旦晶圓6904離開複數舉升銷69107，對準件轉盤69108可旋轉以達到晶圓6904的期望角對準。一旦晶圓6904已對準，對準件轉盤69108可更進一步地舉升晶圓6904。在此類操作之前，所示之複數伸縮支撐件69106可朝向其各別的支撐致動器69105縮回以使晶圓6904經過複數伸縮支撐件69106但不與其碰撞。在對準件轉盤69108已將晶圓6904舉升高過複數伸縮支撐件69106後，複數伸縮支撐件69106可朝向晶圓6904延伸俾以在對準件轉盤69108後續降低時自晶圓6094下方支撐晶圓6904。一旦複數伸縮支撐件69106係處於適當的延伸組態，對準件轉盤69108 可回到下位置，藉此將晶圓6904留在複數伸縮支撐件69106上。接著機器手臂末端執行器(或來自另一機器手臂之類似的末端執行器)可滑移至晶圓6904下方以將晶圓6904舉離複數伸縮支撐件69106並自對準件69104取出。應瞭解，當另一晶圓6904’係受到複數伸縮支撐件69106支撐時，可對一晶圓6904進行對準。亦應瞭解，在此類對準件69104中可包含複數晶圓儲存位準且每一位準具有其複數伸縮支撐件69106組。
在某些實施例中，對準件轉盤亦可用以沿著兩軸水平平移以使已旋轉對準的晶圓6904亦能在X方向與Y方向上對準即置中。在某些替代性的此類實施例中，對準件轉盤6904可能無法平移但複數伸縮支撐件69106可以如此移動，因此當晶圓6904係受到複數伸縮支撐件69106支撐時可對晶圓6094進行此類置中對準。
當蓋係位於對準件69104上時，除了面向機器手臂的部分外，對準件69104可具有大量密封之內部體積。在此實施例中，此部分大部分關閉且位於具有水平凹槽6946(類似於針對文中所討論之其他凹槽門實施例所述的水平凹槽)的門6978後，這使得單一晶圓6904能被插入至晶圓對準件69104中或自晶圓對準件69104抽取單一晶圓6904。是以，若將緩衝氣體導入晶圓對準件69104中以利用緩衝氣體使晶圓對準件69104過壓並藉此保護晶圓對準件69104內的複數晶圓6904，可使維持過壓所需之緩衝氣體氣流的位準大幅低於具有開放前端之實施例中所需之緩衝氣體氣流的位準。
如圖70中可見，當晶圓6904被插入至晶圓對準件69104之下位置中或自晶圓對準件69104之下位置抽取晶圓6904時，門6978可下降俾使水平凹槽6946與複數舉升銷69107之晶圓支撐平面對準。在圖71中，門6978已被舉升俾使水平凹槽6946與複數伸縮支撐件69106的晶圓支撐平面對準—如此使晶圓6904能被插入晶圓對準件69104的上位置中或自晶圓對準件69104的上位置抽取晶圓6904。在圖72中，門6978已被更進一步地舉升因此水平凹槽6946與蓋交疊—此位置可用以減少氣體流出晶圓對準件69104之路徑的橫剖面積，進而允許吹淨氣體流率減少但仍能在晶圓對準件69104內維持期望的過壓環境。
在另一實施例中，一凹槽門可與多晶圓加載互鎖件一起使用，在多晶圓加載互鎖件中複數晶圓可獨立裝載或卸載。圖73顯示在加載互鎖件9629之大氣/製造設施側上具有門9678的雙晶圓加載互鎖件9629的一實例；門中可具有水平凹槽9646且門的配置可類似於文中所討論的其他凹槽門概念。在圖73中，加載互鎖件9629可具有內部複數晶圓支撐特徵部(未顯示)，在此例中以支撐兩片晶圓9604。加載互鎖件9629可具有複數閘閥96109或其他位於加載互鎖室之相對兩端處的複數密封門。閘閥96109之複數閘96110的每一者可在關閉位置與開啟位置之間操作；在關閉位置處，複數閘96110可密封加載互鎖件9629的腔體積，使加載互鎖室能被真空泵浦(未顯示)泵抽至真空。當加載互鎖室達到充分低之環境時，可開啟製程環境閘閥96109，然後晶圓搬運機器人自加載互鎖件移除晶圓(複數晶圓)9604。
為了從加載互鎖件9629的大氣/工廠側自加載互鎖件9629移除晶圓或將晶圓插入加載互鎖件9629中，可先使緩衝氣體流入加載互鎖件9629中如經所示之緩衝氣體入口9689流入加載互鎖件9629中以使加載互鎖件9629等於大氣壓條件。若無此類等壓條件，可能難以開啟大氣側之閘閥96109(或此類閥件可能會因壓差而受損)，且若開啟大氣側閘閥96109，加載互鎖件9629內部中的較低壓力可能會造成大氣空氣被汲取至加載互鎖室中而污染晶圓9604。藉著利用緩衝氣體使加載互鎖室壓力等於製造設施的大氣壓力，能避免此類非所欲之效應。一旦壓力相等，可開啟大氣閘閥96109。當大氣側閘閥96109係處於開啟狀態時，緩衝氣體可持續流入加載互鎖件9629中—藉著維持此氣流，加載互鎖室之壓力可稍微超過環境大氣壓力，藉此避免大氣空氣流入加載互鎖室中而污染晶圓。
為了減少維持此稍微過壓所需之緩衝氣體氣流的量，加載互鎖件9629可配有包含水平凹槽9646的門。如所見，門9678可具有水平凹槽9646，水平凹槽9646大到足以一次自加載互鎖件9629抽取一晶圓或一次將一晶圓插入加載互鎖件9629中。然而門9678亦大到足以將大部分緩衝氣體氣流擋在加載互鎖室外。又，門9678與加載互鎖室之間可存在小間隙俾以減少或最小化門9678與加載互鎖室之間的實體接觸(因此減少或最少化潛在的微粒生成)。門9678可在對應至一晶圓9604或期望之其他晶圓9604之對應位置之間垂直移動以放置水平凹槽9646俾使期望的晶圓9604能被插入加載互鎖室或自加載互鎖室移除。
應瞭解，在某些情況中可使用具有固定水平凹槽或複數凹槽的類似實施例。例如，常用於半導體製程設備中用以關閉晶圓傳送通道或其他晶圓通過路徑的閘閥或狹縫閥通常購自閥件製造商，故此類閥件的選擇可能是有限的。因此，獲得在將通過閥件之晶圓之最大橫剖面積周圍具有極小之垂直距離如2.5mm 之距離的狹縫閥或閘閥可能是不可行的，因為此類小開口狹縫閥可能無法自市場上購得。然而，藉著將如前文所述之具有水平凹槽的固定板放置在狹縫閥或閘閥之前或之後可限制緩衝氣體流出加載互鎖件，其所達程度更優於單獨使用狹縫閥或閘閥所能夠得到的程度。 非設備前端模組環境中的使用
本發明發明人中的某些人或所有人亦發想在無設備前端模組的半導體製程設備中使用文中所述的一或多個緩衝氣體微氣候系統如水平凹槽概念及/或緩衝氣體分配器。此類系統可尤其用於極大的多站半導體製程設備，在此類極大的多站半導體製程設備中半導體晶圓可能會在設備前端模組或前開口標準艙的保護外進行長距離。此類極大的多站半導體製程設備的此類實例可能會大到若此類設備的內部體積在晶圓傳送區域周圍具有外殼則內部體積會大到使用全局緩衝氣體分配系統(類似於圖1至5所示之設備前端模組)需要大量緩衝氣體流經外殼才能達到外殼內的期望低濃度設施空氣 ；如前所討論，此類緩衝氣體會造成嚴重的成本及/或安全問題。
然而，即便可使緩衝氣體流經此類半導體製程設備的整個晶圓傳送體積，使用一或多個文中所討論的各種緩衝氣體微氣候系統仍可有利地保護此類半導體製程設備所處理的晶圓。
大的多站半導體製程設備的一實例為多站清理器或清理設備。在此類設備中，複數半導體製程室如複數清理室可位於三度空間中的不同位置處。底盤或骨架等可支撐不同位置處的複數半導體製程室；底盤或骨架可為空間框架結構且可具有或可不具有將其圍繞的平板或壁。
在圖54中，顯示一多站清理設備的側面圖。多站清理設備可具有包含水平傳送器系統5480的底座，水平傳送器系統5480例如是由線性致動器或驅動器如滾珠螺桿所驅動的軌道、傳送帶、或平臺，底座沿著其長度可具有位於各種位置處的垂直舉升軌道或致動器作為垂直傳送器5484。亦有複數製程室5474如複數清理站5474A至5474J沿著底座的長軸分佈。在某些實施例中，如圖54中所示，此類複數製程室5474可配置在不同高度的兩或更多水平平面中。每一製程室5474可具有晶圓加載凹槽或接口5494、或在晶圓5404受到處理之前用以容納晶圓5404或在晶圓5404受到處理之後藉以將已處理之晶圓5404移除的其他介面。
經由設備可利用複數多晶圓艙或晶圓盒5473以群組方式如五或十片的群組傳送複數晶圓5404。圖55顯示多晶圓晶圓盒5473的側剖面圖。此些多晶圓晶圓盒或艙5473可包含外殼5498，外殼5498內例如具有可支撐複數晶圓5404的複數壁架或其他複數晶圓支撐特徵部5409，受到支撐的複數晶圓5404呈堆疊分離配置5407。每一多晶圓晶圓盒或艙5473可具有用以關閉多晶圓晶圓盒或艙 5473之開口端或複數末端如前開口5476與後開口5477的一或多個凹槽門5478即包含水平凹槽5446的滑門5478。複數凹槽門5478可與用以使複數凹槽門5478垂直滑動的複數凹槽門致動器或複數驅動機構5479連接，俾以將水平凹槽5446置於對應至多晶圓艙或晶圓盒 5473內之任何晶圓支撐位置的位置。在本文中凹槽門5478及其伴隨的驅動機構5479可被稱為凹槽門機構。在某些實施例中，凹槽門致動器亦可包含馬達或可用以致動凹槽門致動器的其他驅動系統。在其他實施例中，馬達或其他驅動系統可位於設備中且在多晶圓艙或晶圓盒 5473被置於一特定位置或複數位置處時馬達或其他驅動系統可與凹槽門致動器機械交界。在此類實施例中，驅動馬達或複數馬達不會與每一多晶圓艙或晶圓盒 5473一起移動，而是固定位置或附接至其他元件如附接至多晶圓晶圓盒5473以垂直舉升晶圓晶圓盒5473之垂直傳送器5484的介面。如所見，可驅動凹槽門5478中的水平凹槽5446使水平凹槽5446位於多晶圓艙或晶圓盒 5473內之任何晶圓位置前方(右側凹槽門5478係位於能接取最低晶圓之處)。在某些實施例中，亦可驅動凹槽門5478俾使水平凹槽5446不與任何晶圓位置交疊如圖55中具有左凹槽門5478所示。在此情況中，可甚至更進一步地減少緩衝氣體滲漏的量—如此定位尤其有助於下列情況：當多晶圓艙或晶圓盒 5473正在被傳送於設備中之不同位置之間但未自多晶圓艙或晶圓盒 5473移除晶圓5404或未將晶圓5404插入多晶圓艙或晶圓盒 5473中。
凹槽門5478的長度或高度可大致上為艙或晶圓盒內之晶圓堆疊5407之高度的兩倍以確保凹槽門的非凹槽部分能關閉艙或晶圓盒面對凹槽門的開口端。例如，若晶圓堆疊5407中有N片晶圓5404且其(或支撐複數晶圓的晶圓支撐件5409)在晶圓堆疊5407中與任何相鄰晶圓5404分離一平均距離d，則凹槽門5478可具有大於(2·N - 1)·d的高度(沿著垂直軸)。相應地，水平凹槽5446可具有之最小高度可小於(N - 1)·d的高度；在大部分的實施例中，水平凹槽至少在水平凹槽之中間部旁的水平凹槽側部中可具有2·d或更小、或d或更小的高度。例如，水平凹槽在中間部旁的側部中可具有約5 mm的高度，此高度所提供之淨空距離係足以使晶圓獨自通過—中間部與通過水平凹槽之末端執行器/機器手臂的上表面與下表面之間可具有±2.5 mm的距離。每一凹槽門5478可被置於複數開口中之一開口如前開口5476或後開口5477前方以實質上關閉該開口。此教示大致上可應用至文中所討論的所有凹槽門實施例。
是以，若將緩衝氣體導入艙或晶圓盒內部中，大部分或全部的緩衝氣體將藉由流經狹窄的水平凹槽5446或凹槽門5478本身之邊緣附近逃離艙或晶圓盒。由於可設計水平凹槽5446之尺寸使其只比晶圓5404直徑稍寬並設計其垂直尺寸將凹槽高度減少至仍允許機器手臂5402將晶圓插入多晶圓艙或晶圓盒 5473並自多晶圓艙或晶圓盒 5473抽取晶圓的最小或近乎最小高度，因此水平凹槽5446的橫剖面積可大幅小於艙或晶圓盒開口如前開口5476 或後開口5477的橫剖面積。複數機器手臂5402如機器手臂5402A與5402B可安裝至複數垂直機器手臂傳送器5491如垂直機器手臂傳送器5491A與5491B，複數垂直機器手臂傳送器5491可上下移動複數機器手臂5402以接取其所在之垂直高度處之多晶圓晶圓盒5473。如文中所討論之各種其他實施例，凹槽門5478可偏離多晶圓艙或晶圓盒 5473一毫米或數毫米之一間隙5499以提供操作距離，藉此使凹槽門5478能垂直平移而不摩擦(或減少摩擦次數)任何面對表面。這降低了微粒污染的可能性，但同時為緩衝氣體提供了流入多晶圓艙或晶圓盒 5473中的另外滲漏路徑。儘管如此，流經水平凹槽5446與間隙5499之緩衝氣體的量仍少於緩衝氣體流經凹槽門5478所關閉之整個開口的量。這使吾人可使用較低的緩衝氣體流率，減少所需的緩衝氣體量—相較於使用較高緩衝氣體流率，較少流率比較經濟、較安靜、且較安全。
複數多晶圓晶圓盒或艙5473可被同時容納於設備中，每一多晶圓晶圓盒或艙5473可獨立移動至複數垂直傳送器5484的不同位置且可沿水平方向獨立移動以使多晶圓艙或晶圓盒5473可被重新定位至不同垂直傳送器處。每一多晶圓晶圓盒或艙 5473中的複數晶圓5404可藉由晶圓搬運機器人或機器手臂5402自多晶圓晶圓盒或艙5473移除(或放置至多晶圓晶圓盒或艙5473中)，晶圓搬運機器人或機器手臂5402可具有能進入多晶圓晶圓盒或艙 5473內並抽取或放置一晶圓5404的末端執行器5493。亦可配置複數機器手臂5402以將複數晶圓5404放置至複數製程室5474中或自複數製程室5474移除複數晶圓5404。在某些實施例中，可配置晶圓搬運機器人或機器手臂5402以自晶圓搬運機器人或機器手臂5402任一側的多晶圓艙或晶圓盒5473移除複數晶圓5404或將複數晶圓5404放置至晶圓搬運機器人或機器手臂5402任一側的多晶圓艙或晶圓盒5473中；在此類情況中，多晶圓艙或晶圓盒5473可具有前開口5476及後開口5477兩者及每一此類開口用的凹槽門機構。在晶圓5404只能自多晶圓晶圓盒5473之一側被抽取或置放的其他實施例中，每一多晶圓晶圓盒5473可僅具有單一開口及對應的單一凹槽門機構。
如可見，每一多晶圓艙或晶圓盒 5473可具有類似可攜式迷你環境的功能—當緩衝氣體流經每一多晶圓艙或晶圓盒 5473時，緩衝氣體可能會藉著流出凹槽門中的凹槽及經由凹槽門與艙或晶圓盒之間的間隙而自艙或晶圓盒逃逸。如前所述，此緩衝氣體損失率係明顯低於未使用凹槽門的情況。藉著連接至艙或晶圓盒上之配件的可撓管或複數管(未顯示)、或藉由整合至垂直或水平艙/盒定位系統中的緩衝氣體輸送系統例如藉由在艙或晶圓盒係位於一特定位置或複數位置時與艙或晶圓盒中之對應氣體接口對準的垂直舉升軌道中的氣體接口或複數接口，可將緩衝氣體提供至每一艙或晶圓盒。
如所討論的，圖55顯示圖54之艙或晶圓盒的特寫。如所見，多晶圓艙或晶圓盒 5473可具有儲存於其內的一或多片晶圓5404。在此情況中有五片晶圓5404儲存於多晶圓艙或晶圓盒 5473內，但取決於多晶圓艙或晶圓盒 5473的尺寸，更多或更少晶圓5404可以此類方式儲存。多晶圓艙或晶圓盒 5473的複數壁可具有用以支撐多晶圓艙或晶圓盒 5473內之複數晶圓的複數突出部如複數晶圓支撐特徵部5409。或者，多晶圓艙或晶圓盒5473可具有位於角落的複數支柱，此些支柱具有朝向艙或晶圓盒中央突出的突出部；此些支柱可彼此分離以使複數晶圓能夠沿著複數方向如沿著 X-軸、沿著Y-軸、或沿著X-軸與Y-軸兩者通過此些支柱之間。
圖56至62顯示另一多站半導體製程設備或其部分的各種視圖。如圖56中可見，一多站半導體製程設備可具有底盤5672，底盤5672可支撐複數半導體製程室5674。圖57係與圖56相同，但將底盤5672移除以更清楚呈現。圖58為圖57之剖視版本，其中各種元件已被切除；此些元件為複數垂直機器手臂傳送器5691及複數垂直晶圓盒傳送器5684(此些元件的切平面為具有網目陰影)。在此實例中，有以2 x 2 x 8 矩形陣列(在其中A x B x C中，A =第一水平方向上的製程室數目、B = 第二水平方向(正交水平方向)上的製程室數目、而C = 垂直方向上的製程室數目)配置的十六個半導體製程室5674A至5674P。取決於特定的組態，此類半導體製程設備可包含其他組態及數目的半導體製程室。例如，此類設備可包含 2 x 2 x 1陣列、2 x 1 x2陣列、2 x 2 x 2陣列、2 x 4 x 1陣列、2 x 4 x 2陣列(如所示)、或任何其他的多室陣列。
多站半導體製程設備可具有水平晶圓盒傳送器5680。在此實例中，可藉由複數平臺來提供水平晶圓盒傳送器5680，複數平臺可藉由例如滾珠螺桿或其他線性驅動元件沿著水平軸平移。每一平臺可具有被設計用來與多晶圓晶圓盒5673上之複數特徵部交界以使多晶圓晶圓盒5673能被平臺載帶的複數特徵部。水平晶圓盒傳送器5680可用以在複數水平位置5681如第一水平位置5681A、第二水平位置5681B、及第三水平位置5681C之間傳送複數多晶圓晶圓盒5673，每一水平位置可使一多晶圓晶圓盒5673與一垂直晶圓盒傳送器5684如垂直晶圓盒傳送器5684A、5684B、及5684C對準。每一垂直晶圓盒傳送器5684可具有一機械介面5685，當多晶圓晶圓盒5673係被水平晶圓盒傳送器5680支撐在基準垂直位置5686處時機械介面5685可閂鎖至複數水平位置5681中對應至垂直晶圓盒傳送器5684之水平位置5681中的多晶圓晶圓盒5673上。複數機械介面5685與複數機械介面5685閂鎖其中的任何複數多晶圓晶圓盒係閂鎖至、可被其各別的垂直晶圓盒傳送器5684舉升至不同垂直位置5687如第一垂直晶圓盒位置5687A與第二垂直晶圓盒位置5687B。
多站半導體製程設備亦可包含一或多個機器手臂5602如安裝至對應之垂直機器手臂傳送器5691A及5691B的機器手臂5602A 與機器手臂5602B。在某些實施例中，每一機器手臂5602可被置於兩個水平位置5681之間。例如，在所示的實施例中，機器手臂5602A可被置於第一水平位置5681A與第二水平位置5681B之間，而機器手臂5602B可被置於第二水平位置5681B與第三水平位置5681C之間。複數垂直機器手臂傳送器5691可用以使複數機器手臂5602在複數垂直機器手臂位置5692之間如第一垂直機器手臂位置5692A與第二垂直機器手臂位置5692B之間移動。當第一機器手臂5602A係位於第一垂直機器手臂位置5692 A時，第一機器手臂5602A可能能夠接取置於第一垂直晶圓盒位置5687A及第一水平位置5681A 或第二水平位置5681B中之多晶圓晶圓盒5673中的複數半導體晶圓5604，接著將該些晶圓傳送至半導體製程室5674A至5674D。相應地，當第一機器手臂5602A係位於第二垂直機器手臂位置5692B時，第一機器手臂5602A可能能夠接取置於第二垂直晶圓盒位置5687B及第一水平位置5681A 或第二水平位置5681B中之多晶圓晶圓盒5673中的複數半導體晶圓5604，接著將該些晶圓傳送至半導體製程室5674E至5674H。應瞭解，複數垂直晶圓盒位置5687及複數垂直機器手臂位置5692不必然為固定位置，其可為位置範圍。例如，當一多晶圓晶圓盒與一機器手臂係位於其對應垂直位置處時，可能必須使機器手臂相對於多晶圓晶圓盒小幅垂直移動以接取晶圓堆疊5607中不同高度處的複數晶圓5604。或者或此外，多晶圓晶圓盒可移動此類小幅垂直量以使晶圓堆疊5607中的一特定晶圓與機器手臂5602的末端執行器對準，讓機器手臂5602能移除或插入晶圓5604。因此，「垂直晶圓盒位置」 5687與「垂直機器手臂位置」5692等詞可被理解為一特定垂直位置+/-晶圓堆疊5607的高度。
類似地，當第二機器手臂5602B係位於第一垂直機器手臂位置5692A時，第二機器手臂5602B可能能夠接取置於第一垂直晶圓盒位置5687A及第二水平位置5681B 或第三水平位置5681C中之多晶圓晶圓盒5673中的複數半導體晶圓5604，接著將該些晶圓傳送至半導體製程室5674I至5674L。相應地，當第二機器手臂5602B係位於第二垂直機器手臂位置5692B時，第二機器手臂5602B可能能夠接取置於第二垂直晶圓盒位置5687B及第二水平位置5681B 或第三水平位置5681C中之多晶圓晶圓盒5673中的複數半導體晶圓5604，接著將該些晶圓傳送至半導體製程室5674M至5674P。多晶圓晶圓盒5673可具有往返通過多站半導體製程設備以將多站半導體製程設備中所容納的晶圓傳送至各個半導體製程室或自各個半導體製程室傳送的多晶圓儲存系統的功用。
可配置多晶圓晶圓盒5673以使緩衝氣體流經其中。例如，多晶圓晶圓盒5673可具有可與複數緩衝氣體接口交界之一或多個緩衝氣體入口5689(見圖59與60)，緩衝氣體入口5689例如是緩衝氣體接口5688或機械介面5685之下側上的對應緩衝氣體接口。當多晶圓晶圓盒5673係停靠在水平晶圓盒傳送器5680之複數平臺中之一平臺上時，可藉由緩衝氣體接口5688與緩衝氣體入口5689將緩衝氣體提供至多晶圓晶圓盒5673。相應地，當多晶圓晶圓盒5673係位於一機械介面5685上時，可經由位於該機械介面5685上之緩衝氣體接口及與該機械介面5685中之緩衝氣體接口交界的緩衝氣體入口5689將緩衝氣體提供予多晶圓晶圓盒5673。是以，緩衝氣體可被供給至多站半導體製程設備內任何位置中的多晶圓晶圓盒5673，藉此使緩衝氣體圍繞多晶圓晶圓盒5673內所容納的複數晶圓並至少在某個程度上保護此些複數晶圓不受環境設施空氣所影響。
圖59與60為複數多晶圓晶圓盒5673中之一者的視圖；圖59顯示多晶圓晶圓盒5673的上側而圖60顯示多晶圓晶圓盒5673的下側。多晶圓晶圓盒5673可具有複數凹槽門機構，每一凹槽門機構具有一驅動機構5679及包含一水平凹槽5646的一門5678。可設置一凹槽門機構俾使對應的門5678係置於晶圓晶圓盒5673之前開口的前方；可設置另一凹槽門機構俾使對應的門5678係置於多晶圓晶圓盒5673之後開口的前方。多晶圓晶圓盒5673可具有緩衝氣體入口5689。底緩衝氣體入口5689可與位於水平晶圓盒傳送器5680上之複數緩衝氣體接口中的一者交界；上氣體入口5689可與位於複數機械介面5685中之一者上的一緩衝氣體接口交界。
圖61與62顯示圖59之多晶圓晶圓盒的剖視圖。在圖61中，多晶圓晶圓盒5673的一側被移除(被切除的表面係以不同網目陰影顯示)。如圖61中所示，充氣室56101係位於多晶圓晶圓盒5673的每一側壁內；充氣室56101係安插於多晶圓晶圓盒5673的前開口與後開口之間且可藉由複數分配通道56102對充氣室提供緩衝氣體，分配通道56102每一者係與複數緩衝氣體入口5689中的一不同者連接。緩衝氣體入口5689每一者可配有一單向閥如逆止閥以允許緩衝氣體經由緩衝氣體入口5689流至分配通道56102中但避免緩衝氣體反向流動。是以，即便當其他緩衝氣體入口5689未與緩衝氣體源連接時亦可經由任一緩衝氣體入口5689將緩衝氣體導入充氣室56101中。複數充氣室56101可具有複數分配接口56100，複數分配接口56100可以陣列排列讓緩衝氣體能流入多晶圓晶圓盒5673中之複數晶圓5604之間的每一晶圓間之間隙中。當然，在未利用緩衝氣體吹淨多晶圓晶圓盒的對施例中如僅使用一緩衝氣體分配器5605的系統中，可省略此類特徵。
圖63至68顯示具有門5678在各個位置中之多晶圓晶圓盒5673的前視圖。在圖63中，門5678係位於舉升位置中俾使凹槽5646不與晶圓堆疊5607中的任何晶圓對準。當沒有晶圓被傳送進出多晶圓晶圓盒5673時，可使用門5678的此位置。圖64至68中的每一圖顯示門5678與晶圓堆疊5607中之複數晶圓5604中之一不同晶圓5604對準的位置。.
實際上，如圖59至68所示，多站半導體製程設備可與具有凹槽門機構的複數多晶圓晶圓盒5673一起使用。多站半導體製程設備亦可使用具有緩衝氣體分配器5605的複數機器手臂5602，緩衝氣體分配器5605可為文中所討論的任何緩衝氣體分配器。在某些實施例中可使用此些緩衝氣體微氣候系統中的任一者，但雙策略可在多站半導體製程設備中的所有位置中提供較高的緩衝氣體保護。在某些實施例中，水平晶圓盒傳送器的一端或兩端可引導至類似文中所討論之其他實施例之具有緩衝氣體環境的設備前端模組。亦應瞭解，多站設備如上文所討論的多站設備亦可為封閉或半封閉的，且類似於前文所討論之緩衝氣體流經設備前端模組的方式，緩衝氣體亦可流經整個設備。
亦應瞭解，文中所討論之凹槽門概念的更另一變化可涉及具有甚至更小之垂直高度的水平凹槽。在此類系統中，可藉由控制器控制具有水平凹槽的門，使門在晶圓經由水平凹槽抽取或放置期間與協同末端執行器一起垂直移動。是以，水平凹槽毋需包含原本機器手臂在抽取與放置晶圓期間容納細小垂直移動所需的額外高度。
此領域中具有通常知識者當能輕易明白文中所述之實施例的各種修改，文中所定義的上位原則可在不脫離本發明之精神與範疇的情況下應用至其他實施例。是以，本文意不在限制至文中所示之實施例，其應符合與文中之申請專利範圍、原則、新穎特徵一致的最廣範疇。
從前述討論當明白，說明書中不同實施例中所述的特定特徵可被整合至單一實施例中。反之，單一實施例中所述的各種特徵亦可在複數實施例中分開使用或以任何適當的次組合使用之。又，雖然上面以特定組合說明複數特徵甚至在初始請求項中請求此類組合，但在某些情況中，可實施來自所主張之組合中的一或多個特徵，且所主張的組合可直指一次組合或一次組合的變化。
應瞭解，除非明確指出任何特定實施例中的特徵彼此不同匹配或周圍文義暗示其為互斥且無法以互補及/或支援方式加以輕易組合，否則本文以整體考量並預見可選擇性地組合此些互補實施例的特定特徵以提供一或多個綜合但稍有不同的技術解決方案。因此更應瞭解，上面的說明只是提供實例，在本發明範疇內可進行細節修改。
102‧‧‧機器手臂
104‧‧‧晶圓
107‧‧‧堆疊
110‧‧‧前開口標準艙
111‧‧‧設備前端模組
112‧‧‧氣體作業件
113‧‧‧加載接口單元
114‧‧‧緩衝氣體控制閥
115‧‧‧冷凝器及加熱器系統
116‧‧‧緩衝氣體分配器
117‧‧‧設施空氣控制閥
118‧‧‧控制器
120‧‧‧傳送室
124‧‧‧緩衝氣體供給件
129‧‧‧加載互鎖件
174‧‧‧晶圓製程室
193‧‧‧末端執行器
402‧‧‧機器手臂
493‧‧‧5-晶圓末端執行器
501‧‧‧外殼
502‧‧‧機器手臂
502'‧‧‧機器手臂
510‧‧‧前開口標準艙
511‧‧‧設施空氣設備前端模組
511'‧‧‧緩衝氣體設備前端模組
512‧‧‧緩衝氣體作業件
513‧‧‧加載接口單元
515‧‧‧冷凝器/加熱器單元
521‧‧‧設施空氣作業件
602‧‧‧機器手臂
603‧‧‧末端執行器
604‧‧‧晶圓
605‧‧‧緩衝氣體分配器
610‧‧‧前開口標準艙
622‧‧‧支撐臂
623‧‧‧支撐臂旋轉支點
624‧‧‧緩衝氣體供給件
625‧‧‧前開口標準艙前廳
631‧‧‧底表面
634‧‧‧緩衝氣體分配接口
693‧‧‧末端執行器
1102‧‧‧機器手臂
1104‧‧‧晶圓
1105‧‧‧緩衝氣體分配器
1110‧‧‧前開口標準艙
1122‧‧‧支撐臂
1125‧‧‧前開口標準艙前廳
1126‧‧‧平移機構
1193‧‧‧末端執行器
1404‧‧‧晶圓
1405‧‧‧緩衝氣體分配器
1409‧‧‧晶圓支撐特徵部
1410‧‧‧前開口標準艙
1431‧‧‧底表面
1432‧‧‧頂表面
1434‧‧‧緩衝氣體分配接口/第一氣體分配接口
1435‧‧‧緩衝氣體側分配接口/第二氣體分配接口
1436‧‧‧氣體分配通道
1493‧‧‧末端執行器
2302‧‧‧機器手臂
2304‧‧‧晶圓
2324‧‧‧緩衝氣體供給件
2337‧‧‧縫扇噴嘴
2393‧‧‧末端執行器
2538‧‧‧噴嘴結構
2504‧‧‧晶圓
2602‧‧‧機器手臂
2604‧‧‧晶圓
2605‧‧‧緩衝氣體分配器
2632‧‧‧上表面
2633‧‧‧側表面
2634‧‧‧第一氣體分配接口
2635‧‧‧第二氣體分配接口
2536‧‧‧緩衝氣體通道
2639‧‧‧部分
2640‧‧‧最外半部
2693‧‧‧末端執行器
3101‧‧‧外殼
3102‧‧‧機器手臂
3104‧‧‧晶圓
3107‧‧‧堆疊
3109‧‧‧晶圓支撐特徵部
3110‧‧‧前開口標準艙
3111‧‧‧設備前端模組
31111‧‧‧前開口標準艙密封件
3113‧‧‧加載接口單元
3121‧‧‧設施空氣作業件
3127‧‧‧介面
3141‧‧‧前開口標準艙門
3142‧‧‧前開口介面機構
3143‧‧‧樓板
3146‧‧‧水平凹槽
3158‧‧‧驅動機構
3178‧‧‧門
3195‧‧‧前開口標準艙接口
3604‧‧‧晶圓
3610‧‧‧前開口標準艙
3611‧‧‧設備前端模組
3613‧‧‧加載接口單元
3627‧‧‧介面
3641‧‧‧前開口標準艙門
3642‧‧‧前開口介面機構
3646‧‧‧水平凹槽
3659‧‧‧垂直驅動機構
4102‧‧‧機器手臂
4104‧‧‧晶圓
4105‧‧‧緩衝氣體分配器
4107‧‧‧堆疊
4110‧‧‧前開口標準艙
4111‧‧‧設備前端模組
4146‧‧‧凹槽門
4195‧‧‧前開口標準艙氣體接口
4207‧‧‧堆疊
4210‧‧‧前開口標準艙
4213‧‧‧加載接口單元
4227‧‧‧介面
4246‧‧‧水平凹槽
4278‧‧‧蓋板/凹槽門
4296‧‧‧外殼體積
4297‧‧‧前表面
4904‧‧‧晶圓
4909‧‧‧晶圓支撐特徵部
4927‧‧‧介面
4928‧‧‧晶圓緩衝件
4946‧‧‧水平凹槽
4958‧‧‧驅動機構
4978‧‧‧凹槽門
5402‧‧‧機器手臂
5402A‧‧‧機器手臂
5402B‧‧‧機器手臂
5404‧‧‧晶圓
5407‧‧‧堆疊
5409‧‧‧晶圓支撐特徵部
5446‧‧‧水平凹槽
5473‧‧‧多晶圓艙或晶圓盒
5474‧‧‧製程室
5474A‧‧‧清理站
5476‧‧‧前開口
5477‧‧‧後開口
5478‧‧‧凹槽門
5479‧‧‧驅動機構
5480‧‧‧水平傳送器系統
5484‧‧‧垂直傳送器
5491‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5491A‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5491B‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5493‧‧‧末端執行器
5494‧‧‧晶圓加載凹槽或接口
5498‧‧‧外殼
5499‧‧‧間隙
5602‧‧‧機器手臂
5602A‧‧‧機器手臂
5602B‧‧‧機器手臂
5604‧‧‧晶圓
5605‧‧‧緩衝氣體分配器
5607‧‧‧堆疊
56100‧‧‧分配接口
56101‧‧‧充氣室
56102‧‧‧分配通道
5646‧‧‧水平凹槽
5672‧‧‧底盤
5673‧‧‧多晶圓晶圓盒
5674‧‧‧製程室
5674A-5674P‧‧‧製程室
5678‧‧‧門
5679‧‧‧驅動機構
5680‧‧‧水平晶圓盒傳送器
5681‧‧‧水平位置
5681A‧‧‧第一水平位置
5681B‧‧‧第二水平位置
5681C‧‧‧第三水平位置
5684‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5684A‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5684B‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5684C‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5685‧‧‧機械介面
5686‧‧‧基準垂直位置
5687‧‧‧垂直晶圓盒位置
5687A‧‧‧第一垂直晶圓盒位置
5687B‧‧‧第二垂直晶圓盒位置
5688‧‧‧緩衝氣體接口
5689‧‧‧緩衝氣體入口
5691‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5691A‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5691B‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5692‧‧‧垂直機器手臂位置
5692A‧‧‧第一垂直機器手臂位置
5692B‧‧‧第二垂直機器手臂位置
6904‧‧‧晶圓
6904'‧‧‧晶圓
69104‧‧‧晶圓對準件
69105‧‧‧支撐致動器
68106‧‧‧伸縮支撐件
69107‧‧‧舉升銷
69108‧‧‧對準件轉盤
6946‧‧‧水平凹槽
6978‧‧‧門
9504‧‧‧晶圓
95103‧‧‧徑向停止件
9536‧‧‧氣體接口
9593‧‧‧末端執行器
9604‧‧‧晶圓
96109‧‧‧閘閥
96110‧‧‧閘
9629‧‧‧加載互鎖件
9646‧‧‧水平凹槽
9678‧‧‧門
9689‧‧‧緩衝氣體入口
文中所揭露之各種實施例係以實例例示而非限制性，在附圖中具有相同末兩位數的參考標號係用來代表不同實施例中的類似元件(在某些情況中涉及5位數之參考標號，則五位數中的末三位數相同而非兩位數相同)。
圖1顯示一例示性設備前端模組，其中設施空氣向下流經設備前端模組的內部體積。
圖2與3顯示圖1之例示性設備前端模組的側面示圖。.
圖4顯示具有多晶圓末端執行器之另一例示性設備前端模組設計。
圖5顯示一例示性的間隔化設備前端模組，其中設備前端模組具有設施空氣與緩衝氣體設備前端模組間隔分隔件。
圖6與7分別顯示一例示性緩衝氣體分配器的側面示圖。
圖8至10顯示一例示性可旋轉之緩衝氣體分配器在操作的各種階段期間的上視圖。
圖11至13顯示一例示性可平移之緩衝氣體分配器在操作的各種階段期間的上視圖。
圖14顯示另一例示性緩衝氣體分配器的上視圖。
圖15顯示圖14之例示性緩衝氣體分配器的側視圖。
圖16顯示被插入多晶圓儲存系統中之圖14之緩衝氣體分配器的上視圖。
圖17至19顯示兩例示性晶圓支撐特徵部與晶圓、及一例示性末端執行器與一例示性緩衝氣體分配器在晶圓操控的各種階段期間的詳細部分側剖面圖。
圖20至22顯示圖17之兩例示性晶圓支撐特徵部與晶圓、及圖17之例示性末端執行器與一不同之例示性緩衝氣體分配器在晶圓操控的各種階段期間的詳細部分側剖面圖。
圖23顯示一例示性緩衝氣體分配器之另一實例的上視圖。
圖24顯示圖23之例示性緩衝氣體分配器的側視圖。
圖25顯示一例示性緩衝氣體分配器之另一實例的上視圖。
圖26至30分別顯示一例示性緩衝氣體分配器的等角視圖、剖視等角視圖、詳細剖視等角視圖、側視圖、及詳細側視圖。
圖31 至35顯示在操作之各種階段期間之具有一例示性門之一例示性設備前端模組，該例示性門具有水平凹槽。
圖36至40顯示在操作之各種階段期間之具有一例示性壁的一例示性設備前端模組，該例示性壁具有水平凹槽。
圖41顯示一例示性設備前端模組，其包含具有水平凹槽的門及具有緩衝氣體分配器的機器手臂。
圖42顯示不具凹槽門之一例示性加載接口單元。
圖43顯示具有凹槽門之一例示性加載接口單元。
圖44與45顯示圖43之例示性加載接口單元之凹槽門在兩個替代性之「關閉」位置的剖視等角視圖。
圖46至48顯示圖43之例示性加載接口單元之凹槽門在不同位置的進一步剖視等角視圖。
圖49至52顯示一例示性緩衝單元與凹槽門的等角視圖。
圖53顯示圖49之例示性緩衝單元的側剖面圖。
圖54顯示一例示性多站清理設備的側視圖。
圖55顯示一例示性多晶圓晶圓盒或艙的橫剖面圖。
圖56顯示一例示性多站半導體製程設備的等角視圖。
圖57顯示圖56之例示性多站半導體製程設備的另一等角視圖。
圖58顯示圖56之例示性多站半導體製程設備的更另一等角視圖。
圖59與60顯示可用以於圖56之例示性多站半導體製程設備中之一例示性多晶圓晶圓盒的上等視角圖與下等角視圖。
圖61與62顯示圖59之例示性多晶圓晶圓盒的不同剖視圖。
圖63至68顯示如圖59具有在不同位置之門，該例示性多晶圓晶圓盒的前視圖。
圖69顯示一例示性之具有凹槽門之雙晶圓對準件的等視角分解圖。
圖70至72顯示圖69之例示性雙晶圓對準件在凹槽門位於不同位置的前視圖。
圖73顯示一例示性之具有凹槽門之雙晶圓加載互鎖件的側剖面圖。
圖74顯示白努力型末端執行器的一實例。
圖中所示之實施例意在提供代表性的例示而非將所揭露的概念限制至所示的結構。應瞭解，不同於所示之實例的其他實施例亦可落在本發明及隨附之申請專利範圍的範疇內。
5602‧‧‧機器手臂
5602A‧‧‧機器手臂
5602B‧‧‧機器手臂
5604‧‧‧晶圓
5673‧‧‧多晶圓晶圓盒
5674‧‧‧製程室
5674A、5674B、5674E、5674F、5674I、5674J、5674M、5674N‧‧‧製程室
5680‧‧‧水平晶圓盒傳送器
5684‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5684A‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5684B‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5684C‧‧‧垂直晶圓盒傳送器
5685‧‧‧機械介面
5688‧‧‧緩衝氣體接口
5691‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5691A‧‧‧垂直機器手臂傳送器
5691B‧‧‧垂直機器手臂傳送器

Claims (60)

  1. 一種設備，包含： 一機器手臂； 一末端執行器，係附接至該機器手臂並用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓；及 一緩衝氣體分配器，係用以在該半導體晶圓受到該末端執行器支撐時使一緩衝氣體流過該半導體晶圓的一面對表面，其中： 該緩衝氣體分配器係用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動， 該緩衝氣體分配器與該末端執行器係沿著一垂直軸彼此分離俾使該末端執行器與該緩衝氣體分配器可沿著垂直於一疊複數半導體晶圓陣列的一軸插入該疊半導體晶圓陣列中，且 該緩衝氣體分配器與該末端執行器每一者的尺寸係適配於該疊半導體晶圓中的複數晶圓間之間隙內。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該緩衝氣體分配器係相對於該末端執行器在空間中固定且在該機器手臂的所有移動期間與該末端執行器協同移動。
  3. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該複數半導體晶圓之該陣列可具有一晶圓間的陣列距離，該晶圓間的陣列距離係藉由一或多個器材中的複數晶圓支撐特徵部所定義，該一或多個器材係選自由下列者所構成的群組：一前開口標準艙、一晶圓儲存器、一晶圓緩衝器、一加載互鎖件、一多晶圓晶圓盒、一並置多晶圓晶圓盒。
  4. 如申請專利範圍第3項之設備，其中當該半導體晶圓係受到該末端執行器與該一或多個器材中之一晶圓支撐特徵部兩者支撐時且當沿著與該半導體晶圓垂直的一第一方向觀看該緩衝氣體分配器時，該緩衝氣體分配器與該半導體晶圓交疊的部分具有一形狀，當沿著該第一方向觀看時該形狀不與該一或多個器材中之該複數晶圓支撐特徵部交疊。
  5. 如申請專利範圍第1項之設備，其中： 每一該晶圓支撐特徵部具有面向該末端執行器的一間隙；及 該緩衝氣體分配器在與該緩衝氣體分配器之一長軸垂直的一方向上具有小於該間隙的一寬度。
  6. 如申請專利範圍第1項之設備，其中： 當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時，該緩衝氣體分配器在與該半導體晶圓交疊的複數區域中在沿著垂直於該半導體晶圓的一方向上具有不大於9 mm的厚度；及 該緩衝氣體分配器包含： 一底表面，面對該末端執行器； 一頂表面，面向與該緩衝氣體分配器之該底表面相反的方向； 一或多個側表面，跨設於該緩衝氣體分配器之該頂表面與該緩衝氣體分配器之該底表面之間； 一或多個第一氣體分配接口，設置於該緩衝氣體分配器之該底表面上； 複數第二氣體分配接口，設置於該緩衝氣體分配器之該一或多個側表面側表面上；及 複數氣體分配通道，用以將緩衝氣體供給至該一或多個第一氣體分配接口及該複數第二氣體分配接口。
  7. 如申請專利範圍第1項之設備，其中當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐且沿著與該半導體晶圓垂直的第一方向觀看該緩衝氣體分配器時，該緩衝氣體分配器未延伸跨越整個該半導體晶圓。
  8. 如申請專利範圍第7項之設備，其中，當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐且沿著與該半導體晶圓垂直的該第一方向觀看該緩衝氣體分配器時，該緩衝氣體分配器： 沿著通過該半導體晶圓之一中央軸及將該末端執行器連接至該機器手臂之一機械介面的一第二方向延伸跨越至少90%之該半導體晶圓的一直徑；及 沿著與該第一方向及該第二方向皆垂直的一第三方向僅部分延伸跨越該半導體晶圓。
  9. 如申請專利範圍第1項之設備，其中在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐且沿著與該半導體晶圓平行的一軸觀看時，該緩衝氣體分配器至少一最外半部不與該半導體晶圓交疊。
  10. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該緩衝氣體分配器在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時於該半導體晶圓上方延伸的一部分在沿著平行於該半導體晶圓的一軸觀看時不會與該半導體晶圓交疊。
  11. 一種半導體晶圓的製程設備，包含： 一外殼； 一介面，用以支撐一多晶圓儲存系統，該多晶圓儲存系統具有沿著一垂直軸排成陣列的N個晶圓支撐結構，其中設計該複數晶圓支撐結構之尺寸俾使其支撐複數直徑D的半導體晶圓，N為大於1之整數，每一該半導體晶圓支撐結構係與該陣列中任何相鄰的一個以上晶圓支撐結構相距一平均距離d；及 一壁，其中： 該壁包含寬度大於D且高度小於(N-1)·d的一水平凹槽， 該壁具有大於(2·N-1)·d的一高度， 配置該設備以提供沿著該垂直軸在該水平凹槽與該介面之間的相對平移， 該壁係鄰近於該多晶圓儲存系統之一開口設置，當該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時，該複數半導體晶圓經由該開口載入該多晶圓儲存系統或自該多晶圓儲存系統載出，及 當該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時，該壁在該多晶圓儲存系統之一內部體積與該外殼之一內部體積之間提供一流動限制阻障，其中該複數半導體晶圓係經由該壁載入該多晶圓儲存系統或自該多晶圓儲存系統載出。
  12. 如申請專利範圍第11項之半導體晶圓的製程設備，更包含： 一第一緩衝氣體接口，係用以將一第一緩衝氣體輸送至該外殼中；及 一第二緩衝氣體接口，係用以在該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時將一第二緩衝氣體輸送至該多晶圓儲存系統中。
  13. 如申請專利範圍第11項之半導體晶圓的製程設備，更包含： 一機器手臂； 一末端執行器，附接至該機器手臂並用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓；及 一緩衝氣體分配器，用以在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時使一第一緩衝氣體流動跨越該半導體晶圓之一面對表面，其中： 該緩衝氣體分配器係用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動， 當該多晶圓儲存系統係安裝至該設備中且儲存有複數該半導體晶圓時，該緩衝氣體分配器與該末端執行器係彼此分離俾使該末端執行器與該緩衝氣體分配器可經由該水平凹槽插入受到該複數晶圓支撐結構之陣列所支撐的複數該半導體晶圓的一陣列中，及 設計該緩衝氣體分配器與該末端執行器每一者的尺寸使其適配於複數該半導體晶圓之該陣列中的複數晶圓間之間隙。
  14. 如申請專利範圍第13項之半導體晶圓的製程設備，更包含： 一第一緩衝氣體接口，係用以將一第二緩衝氣體輸送至該外殼中；及 一第二緩衝氣體接口，係用以在該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐時將一第三緩衝氣體輸送至該多晶圓儲存系統中。
  15. 如申請專利範圍第14項之半導體晶圓的製程設備，其中該第一緩衝氣體、該第二緩衝氣體、及該第三緩衝氣體係皆藉由一設施氮氣源所提供。
  16. 如申請專利範圍第13項之半導體晶圓的製程設備，其中該緩衝氣體分配器係相對於該末端執行器而在空間中固定且在該機器手臂的所有移動期間與該末端執行器協同移動。
  17. 如申請專利範圍第11項之半導體晶圓的製程設備，更包含該多晶圓儲存系統，其中該多晶圓儲存系統係受到該介面支撐。
  18. 如申請專利範圍第11項之半導體晶圓的製程設備，其中該多晶圓儲存系統係選自由下列者所構成的族群：一前開口標準艙、一晶圓儲存器、一晶圓緩衝器、一多晶圓晶圓盒、及一加載互鎖件。
  19. 如申請專利範圍第11項之半導體晶圓的製程設備，更包含一驅動機構，其中該驅動機構係用以使該壁沿著該垂直軸相對於該外殼作平移。
  20. 如申請專利範圍第11項之半導體晶圓的製程設備，更包含一驅動機構，其中該驅動機構係用以使該介面沿著該垂直軸相對於該外殼作平移。
  21. 如申請專利範圍第11項之半導體晶圓的製程設備，更包含： 一機器手臂；及 一末端執行器，附接至該機器手臂並用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓，其中： 該水平凹槽具有一中間部，該中間部在沿著該垂直軸上的一第一尺寸係大於該水平凹槽位於該中間部之相對側之複數側面部沿著該垂直軸的複數對應第二尺寸， 該中間部的一寬度係大於該末端執行器用以在該機器手臂移動期間支撐該半導體晶圓之部分的一寬度， 該末端執行器具有複數晶圓接觸表面，該複數晶圓接觸表面係用以在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時接觸該半導體晶圓， 當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時且當沿著與該半導體晶圓垂直的一方向觀看該末端執行器時，該末端執行器具有背對該複數晶圓接觸表面且位於該半導體晶圓之一外周長內的一或多個第一底表面，及 該第一尺寸係大於或等於該第二尺寸加上該末端執行器之該一或多個第一底表面中之一最底表面與該複數晶圓接觸表面之間的一垂直距離。
  22. 如申請專利範圍第21項之半導體晶圓的製程設備，其中： 該末端執行器具有一或多個第一上表面，該一或多個第一上表面背對該一或多個第一底表面且當該末端執行器係用以將一半導體晶圓置入該多晶圓儲存系統中時通過該水平凹槽，及 該第一尺寸係大於或等於該末端執行器之該一或多個第一底表面中之該最底表面與該末端執行器之該一或多個第一上表面中之最上表面之間的一垂直距離。
  23. 如申請專利範圍第21項之半導體晶圓的製程設備，更包含： 一緩衝氣體分配器，用以在該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時使一緩衝氣體流動跨越該半導體晶圓之一面對表面，其中： 該緩衝氣體分配器係用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動， 當該多晶圓儲存系統係安裝至該設備中且儲存有複數該半導體晶圓時，該緩衝氣體分配器與該末端執行器係彼此分離俾使該末端執行器與該緩衝氣體分配器可插入受到該複數晶圓支撐結構之陣列所支撐的複數該半導體晶圓的一陣列中， 設計該緩衝氣體分配器與該末端執行器每一者的尺寸使其適配於複數該半導體晶圓之該陣列中的複數晶圓間之間隙， 該緩衝氣體分配器具有一或多個第一上表面，該一或多個第一上表面背對該一或多個第一底表面且當該末端執行器係用以自該多晶圓儲存系統移除一半導體晶圓時通過該水平凹槽，及 該第一尺寸係大於或等於該末端執行器之該一或多個第一底表面中之該最底表面與該緩衝氣體分配器之該一或多個第一上表面中之一最上表面之間的一垂直距離。
  24. 一種設備，包含： 複數晶圓製程室，係位於不同位置中； 一底盤，支撐位於該複數不同位置中之該複數晶圓製程室； 一或多個多晶圓晶圓盒，每一該多晶圓晶圓盒具有沿著一垂直軸設置的N個晶圓支撐結構，其中設計該複數晶圓支撐結構之尺寸俾使其支撐直徑為D的複數半導體晶圓，N為大於1之整數，每一該半導體晶圓支撐結構係與一陣列中任何相鄰的一個以上晶圓支撐結構相距一平均距離d； 一或多個機器手臂，每一該機器手臂具有用以在該機器手臂移動期間支撐一半導體晶圓的一末端執行器，其中該一或多個機器手臂係用以將該複數半導體晶圓在該一或多個多晶圓晶圓盒與該複數晶圓製程室之間往返傳送；及 至少一緩衝氣體微氣候系統，係選自由下列者所構成的族群：a)作為該一或多個多晶圓晶圓盒每一者之一部分的至少一凹槽門機構；b)一或多個緩衝氣體分配器，用以使一緩衝氣體流動跨越受到該一或多個末端執行器所支撐之該複數半導體晶圓之複數面對表面；及c) a)與b)兩者。
  25. 如申請專利範圍第24項之設備，其中該至少一緩衝氣體微氣候系統包含該至少一凹槽門機構，該至少一凹槽門機構為該一或多個多晶圓晶圓盒每一者的一部分，其中： 每一該多晶圓晶圓盒具有一前開口，設計該前開口的尺寸俾使複數晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒加以抽取； 每一該凹槽門機構包含： 具有一水平凹槽的一門，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於 (N-1)·d的一高度；及 一驅動機構，用以使該門相對於該多晶圓晶圓盒之該複數晶圓支撐結構垂直平移以回應一機械輸入，該凹槽門為該多晶圓晶圓盒的一部分， 每一該門具有大於(2·N-1)·d的一高度，且 每一該門係位於該多晶圓晶圓盒之該前開口的前方，該門為該多晶圓晶圓盒的一部分。
  26. 如申請專利範圍第24項之設備，其中該至少一緩衝氣體微氣候系統包含用以使緩衝氣體流動跨越受到該一或多個末端執行器所支撐之該複數半導體晶圓之該複數面對表面的該一或多個緩衝氣體分配器，其中： 每一該一或多個緩衝氣體分配器係與該一或多個末端執行器中的一不同者相關聯， 每一該緩衝氣體分配器在具有該相關聯之末端執行器作為一部分的該機器手臂的至少部分移動期間係與該相關聯的末端執行器協同移動， 每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器係彼此分離俾以在N片該半導體晶圓係受到N個該晶圓支撐結構支撐時使該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器可插入受到N個該複數晶圓支撐結構所支撐之N片該半導體晶圓的一堆疊中，且 設計每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器每一者的尺寸使其適配於N片該半導體晶圓之該堆疊中的複數晶圓間之間隙。
  27. 如申請專利範圍第26項之設備，其中該至少一緩衝氣體微氣候系統亦包含該至少一凹槽門機構，該至少一凹槽門機構為該一或多個多晶圓晶圓盒每一者的一部分，其中： 每一該多晶圓晶圓盒具有一前開口，設計該前開口的尺寸俾使複數晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒加以抽取， 每一該凹槽門機構包含： 具有一水平凹槽的一門，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於(N-1)·d的一高度；及 一驅動機構，用以使該門相對於該多晶圓晶圓盒之該複數晶圓支撐結構垂直平移以回應一機械輸入，該凹槽門為該多晶圓晶圓盒的一部分， 每一該門具有大於(2·N-1)·d的一高度，且 每一該門係位於該多晶圓晶圓盒之該前開口的前方，該門為該多晶圓晶圓盒的一部分。
  28. 如申請專利範圍第25項之設備，更包含一水平晶圓盒傳送器，該水平晶圓盒傳送器係用以接收該一或多個多晶圓晶圓盒中之至少一個多晶圓晶圓盒並用以使該一或多個多晶圓晶圓盒中之被接收之該至少一個多晶圓晶圓盒沿著一水平軸在複數水平位置之間平移，其中： 該複數晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器之任一側的複數分離位置中，且 當一第一多晶圓晶圓盒係至少位於該複數水平位置中的一第一水平位置中時，該一或多個機器手臂中的一第一機器手臂係用以在該一或多個多晶圓晶圓盒中的該第一多晶圓晶圓盒與該複數晶圓製程室中的一第一晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第二晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第三晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第四晶圓製程室之間傳送複數半導體晶圓， 該第一晶圓製程室與該第二晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的一第一側， 該第三晶圓製程室與該第四晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的一第二側，且 該水平晶圓盒傳送器的該第一側係位於相對於該水平晶圓盒傳送器之該第二側的該水平晶圓盒傳送器的一相反側。
  29. 如申請專利範圍第28項之設備，更包含一或多個垂直晶圓盒傳送器，其中： 每一該垂直晶圓盒傳送器係與該複數水平位置中的一不同位置相關聯， 該一或多個垂直晶圓盒傳送器中的一第一垂直晶圓盒傳送器係與該第一水平位置相關聯； 每一該垂直晶圓盒傳送器包含一或多個機械介面， 在下列情況時每一該垂直晶圓盒傳送器的每一該機械介面係用以與該一或多個多晶圓晶圓盒中的一多晶圓晶圓盒交界：當該機械介面係與該多晶圓晶圓盒垂直對準時，且該多晶圓晶圓盒係位於與該垂直晶圓盒傳送器相關聯之該水平位置中並受到一基準垂直位置中的該水平晶圓盒傳送器所支撐， 每一該垂直晶圓盒傳送器係用以沿著一垂直軸將被包含於該垂直晶圓盒傳送器中的該一或多個機械介面、及與該一或多個機械介面交界的每一該多晶圓晶圓盒平移至一或多個垂直晶圓盒位置， 該一或多個垂直晶圓盒位置係非位於該基準垂直位置之相同高度，且 當該第一垂直晶圓盒傳送器將該第一多晶圓晶圓盒置於第一水平位置中且亦置於該一或多個垂直晶圓盒位置之一第一垂直晶圓盒位置中時，該第一機器手臂係用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
  30. 如申請專利範圍第29項之設備，其中： 每一該機械介面包含至少一緩衝氣體接口， 每一該多晶圓晶圓盒包含至少一緩衝氣體入口，且 當該多晶圓晶圓盒係與該機械介面交界時，每一該多晶圓晶圓盒之該至少一緩衝氣體入口係與每一該機械介面之該至少一緩衝氣體接口對準，藉此允許緩衝氣體藉由該至少一緩衝氣體接口與該至少一緩衝氣體入口而被導至該多晶圓晶圓盒的一內部體積。
  31. 如申請專利範圍第29項之設備，其中： 該一或多個垂直晶圓盒傳送器的一第二垂直晶圓盒傳送器係與該複數水平位置的一第二水平位置相關聯， 該第一機器手臂係插入該第一水平位置與該第二水平位置之間， 每一該多晶圓晶圓盒亦包含與該多晶圓晶圓盒之該前開口相對的一後開口，設計該後開口的尺寸俾使複數半導體晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒加以抽取， 為每一該一或多個多晶圓晶圓盒之一部分的該至少一凹槽門機構針對每一該多晶圓晶圓盒包含一第二凹槽門機構， 每一該第二凹槽門機構的門係設於該多晶圓晶圓盒之該後開口之前，該第二凹槽門機構為該多晶圓晶圓盒的一部分， 當該第二垂直晶圓盒傳送器將一第二多晶圓晶圓盒置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中時，該第一機器手臂係亦用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓，且 該第二多晶圓晶圓盒為該一或多個多晶圓晶圓盒中的一者。
  32. 如申請專利範圍第31項之設備，更包含： 一或多個垂直機器手臂傳送器； 該複數晶圓製程室中的一第五晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第六晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第七晶圓製程室；及 該複數晶圓製程室中的一第八晶圓製程室，其中： 該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室係位於該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室上方， 每一該一或多個垂直機器手臂傳送器係插入相鄰的該垂直晶圓盒傳送器之間， 每一該垂直機器手臂傳送器係用以沿著垂直軸平移該一或多個機器手臂中的一對應機器手臂至一或多個垂直機器手臂位置， 該一或多個垂直機器手臂位置的一第一垂直機器手臂位置係與該第一垂直晶圓盒位置相關聯， 該一或多個垂直機器手臂位置的一第二垂直機器手臂位置係與該一或多個垂直晶圓盒位置中不同於該第一垂直晶圓盒位置的一第二垂直晶圓盒位置相關聯， 當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂係用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓，且 當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂係更用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
  33. 如申請專利範圍第32項之設備，更包含： 該複數晶圓製程室中的一第九晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十一晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十二晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十三晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十四晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十五晶圓製程室；及 該複數晶圓製程室中的一第十六晶圓製程室，其中： 該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十三晶圓製程室、及該第十四晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的該第一側， 該第十一晶圓製程室、該第十二晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的該第二側， 該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室係位於該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室上方， 該第二水平位置係介於該一或多個機器手臂之該第一機器手臂與一第二機器手臂之間， 當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂係用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓，且 當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂係更用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
  34. 如申請專利範圍第33項之設備，其中該至少一緩衝氣體微氣候系統包含用以使緩衝氣體流動跨越受到該一或多個末端執行器所支撐之該複數半導體晶圓之複數面對表面的該一或多個緩衝氣體分配器，其中： 每一該一或多個緩衝氣體分配器係與該一或多個末端執行器中的一不同者相關聯， 每一該緩衝氣體分配器在具有該相關聯之末端執行器作為一部分的該機器手臂的至少部分移動期間與該相關聯的末端執行器協同移動， 每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器係彼此分離俾以在N片半導體晶圓係受到該N個晶圓支撐結構支撐時使該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器插入受到該N個晶圓支撐結構所支撐之該N片半導體晶圓的一堆疊中，且 設計每一該緩衝氣體分配器與該相關聯的末端執行器每一者的尺寸使其適配於該N片半導體晶圓之該堆疊中的複數晶圓間之間隙。
  35. 如申請專利範圍第26項之設備，更包含一水平晶圓盒傳送器，該水平晶圓盒傳送器係用以接收該一或多個多晶圓晶圓盒中之至少一個多晶圓晶圓盒並用以使該一或多個多晶圓晶圓盒中之被接收之該至少一個多晶圓晶圓盒沿著一水平軸在複數水平位置之間平移，其中： 該複數晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器之任一側的複數分離位置中， 當一第一多晶圓晶圓盒係至少位於該複數水平位置中的一第一水平位置中時，該一或多個機器手臂中的一第一機器手臂係用以在該一或多個多晶圓晶圓盒中的該第一多晶圓晶圓盒與該複數晶圓製程室中的一第一晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第二晶圓製程室、該複數晶圓製程室中的一第三晶圓製程室、及該複數晶圓製程室中的一第四晶圓製程室之間傳送複數半導體晶圓， 該第一機器手臂係與該一或多個緩衝氣體分配器中的一第一緩衝氣體分配器相關聯， 該第一晶圓製程室與該第二晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的一第一側， 該第三晶圓製程室與該第四晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的一第二側，且 該水平晶圓盒傳送器的該第一側係位於與該水平晶圓盒傳送器之該第二側相對之該水平晶圓盒傳送器的一相對側。
  36. 如申請專利範圍第35項之設備，更包含一或多個垂直晶圓盒傳送器，其中： 每一該垂直晶圓盒傳送器係與該複數水平位置中的一不同位置相關聯， 該一或多個垂直晶圓盒傳送器中的一第一垂直晶圓盒傳送器係與該第一水平位置相關聯， 每一該垂直晶圓盒傳送器包含一或多個機械介面， 在下列情況時每一該垂直晶圓盒傳送器的每一該機械介面係用以與該一或多個多晶圓晶圓盒中的一多晶圓晶圓盒交界：當該機械介面係與該多晶圓晶圓盒垂直對準時，且該多晶圓晶圓盒係位於與該垂直晶圓盒傳送器相關聯之該水平位置中並受到一基準垂直位置中的該水平晶圓盒傳送器所支撐， 每一該垂直晶圓盒傳送器係用以沿著一垂直軸將被包含於該垂直晶圓盒傳送器中的該一或多個機械介面、及與該一或多個機械介面交界的每一該多晶圓晶圓盒平移至一或多個垂直晶圓盒位置， 該一或多個垂直晶圓盒位置係位於與該基準垂直位置相同之高度，且 當該第一垂直晶圓盒傳送器將該第一多晶圓晶圓盒置於該第一水平位置中且亦置於該一或多個垂直晶圓盒位置之一第一垂直晶圓盒位置中時，該第一機器手臂係用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
  37. 如申請專利範圍第36項之設備，其中： 每一該機械介面包含至少一緩衝氣體接口， 每一該多晶圓晶圓盒包含至少一緩衝氣體入口，且 當該多晶圓晶圓盒係與各該機械介面交界時，每一該多晶圓晶圓盒之該至少一緩衝氣體入口係各該機械介面之該至少一緩衝氣體接口對準，藉此允許緩衝氣體藉由該至少一緩衝氣體接口與該至少一緩衝氣體入口而被導至該多晶圓晶圓盒的一內部體積。
  38. 如申請專利範圍第36項之設備，其中： 該一或多個垂直晶圓盒傳送器的一第二垂直晶圓盒傳送器係與該複數水平位置的一第二水平位置相關聯， 該第一機器手臂係插入該第一水平位置與該第二水平位置之間， 每一該多晶圓晶圓盒亦包含與該多晶圓晶圓盒之該前開口相對的一後開口，亦設計該後開口的尺寸俾使複數半導體晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒加以抽取， 當該第二垂直晶圓盒傳送器將一第二多晶圓晶圓盒置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中時，該第一機器手臂係亦用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓， 該第二多晶圓晶圓盒為該一或多個多晶圓晶圓盒中的一者。
  39. 如申請專利範圍第38項之設備，更包含： 一或多個垂直機器手臂傳送器； 該複數晶圓製程室中的一第五晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第六晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第七晶圓製程室；及 該複數晶圓製程室中的一第八晶圓製程室，其中： 該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室係位於該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室上方， 每一該一或多個垂直機器手臂傳送器係插入相鄰的垂直晶圓盒傳送器之間， 每一該垂直機器手臂傳送器係用以沿著垂直軸將該一或多個機器手臂中的一對應機器手臂平移至一或多個垂直機器手臂位置， 該一或多個垂直機器手臂位置的一第一垂直機器手臂位置係與該第一垂直晶圓盒位置相關聯， 該一或多個垂直機器手臂位置的一第二垂直機器手臂位置係與該一或多個垂直晶圓盒位置中不同於該第一垂直晶圓盒位置的一第二垂直晶圓盒位置相關聯， 當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂係用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第一晶圓製程室、該第二晶圓製程室、該第三晶圓製程室、及該第四晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓，及 當該第一多晶圓晶圓盒係置於該第一水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第一機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第一機器手臂係更用以在該第一多晶圓晶圓盒與該第五晶圓製程室、該第六晶圓製程室、該第七晶圓製程室、及該第八晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
  40. 如申請專利範圍第39項之設備，更包含： 該複數晶圓製程室中的一第九晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十一晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十二晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十三晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十四晶圓製程室； 該複數晶圓製程室中的一第十五晶圓製程室；及 該複數晶圓製程室中的一第十六晶圓製程室，其中： 該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十三晶圓製程室、及該第十四晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的該第一側， 該第十一晶圓製程室、該第十二晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室係位於該水平晶圓盒傳送器的該第二側， 該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室係位於該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室上方， 該第二水平位置係介於該一或多個機器手臂之該第一機器手臂與一第二機器手臂之間， 當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第一垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第一垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂係用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第九晶圓製程室、該第十晶圓製程室、該第十一晶圓製程室、及該第十二晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓， 當該第二多晶圓晶圓盒係置於該第二水平位置中且亦置於該第二垂直晶圓盒位置中且該第二機器手臂係置於該第二垂直機器手臂位置時，該第二機器手臂係更用以在該第二多晶圓晶圓盒與該第十三晶圓製程室、該第十四晶圓製程室、該第十五晶圓製程室、及該第十六晶圓製程室之間傳送該複數半導體晶圓。
  41. 如申請專利範圍第40項之設備，其中該至少一緩衝氣體微氣候系統亦包含作為每一該一或多個多晶圓晶圓盒之一部分的該至少一凹槽門機構，其中： 每一多晶圓晶圓盒具有一前開口且設計該前開口的尺寸俾使複數晶圓能被插入該多晶圓晶圓盒中或自該多晶圓晶圓盒加以抽取， 每一該凹槽門機構包含： 具有一水平凹槽的一門，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於 (N-1)·d的一高度；及 一驅動機構，用以使該門相對於該多晶圓晶圓盒之該複數晶圓支撐結構垂直平移以回應一機械輸入，該凹槽門為該多晶圓晶圓盒的一部分， 每一該門具有大於(2·N-1)·d的一高度，且 每一該門係位於該多晶圓晶圓盒之該前開口的前方，該門為該多晶圓晶圓盒的一部分。
  42. 一種半導體製程設備用的設備前端模組(EFEM)，該設備前端模組包含： 一或多個壁，至少部分定義該設備前端模組之一內部體積； 一晶圓搬運機器人，用以將複數晶圓移動至該設備前端模組之該內部體積內； 一緩衝氣體接口，用以將經由該緩衝氣體接口所供給之一緩衝氣體輸送至該設備前端模組之該內部體積； 一緩衝氣體控制閥，用以調節流經該緩衝氣體接口之該緩衝氣體之流動；及 一控制器，包含與一記憶體及與該緩衝氣體控制閥通訊連接的一或多個處理器，其中該記憶體包含複數電腦可執行之指令使該控制器能進行下列動作： 判斷何時進行藉由該機器人將一晶圓移動至該內部體積內之操作， 使該緩衝氣體控制閥轉換至一第一流動狀態以使該緩衝氣體流入該設備前端模組的該內部體積內，以至少部分回應進行藉由該機器人將一晶圓移動至該設備前端模組之該內部體積內之操作的判斷； 判斷何時不進行藉由該機器人將一晶圓移動至該設備前端模組的該內部體積內之操作，及 使該緩衝氣體控制閥轉換至一第二流動狀態以至少部分回應不進行藉由該機器人將一晶圓移動至該設備前端模組之該內部體積內之操作的判斷，在該第二流動狀態中該緩衝氣體的流率係低於該第一流動狀態。
  43. 如申請專利範圍第42項之半導體製程設備用的設備前端模組，更包含用以調節流經該設備前端模組之該內部體積之設施空氣之流動的一設施空氣控制閥，其中： 該設施空氣控制閥係與該控制器的該一或多個處理器通訊連接，且 該記憶體更包含複數電腦可執行之指令使該控制器進行下列動作： 使該設施空氣控制閥轉換至一第三流動狀態以使該設施空氣流入該設備前端模組的該內部體積內，以至少部分回應不進行藉由該機器人將一晶圓移動至該設備前端模組之該內部體積內之操作的判斷；及 使該設施空氣控制閥轉換至一第四流動狀態，以至少部分回應進行藉由該機器人將一晶圓移動至該設備前端模組之該內部體積內之操作的判斷，在該第四流動狀態中該設施空氣的流率係低於該第三流動狀態。
  44. 如申請專利範圍第42項之半導體製程設備用的設備前端模組，更包含： 一或多個加載介面，用以與一或多個前開口標準艙(FOUP)交界，俾使複數晶圓自該一或多個前開口標準艙中的一者被傳送至該設備前端模組的內部體積，或俾使複數晶圓自該設備前端模組的內部體積被傳送至該一或多個前開口標準艙中的一者；及 一或多個加載互鎖介面，用以與一或多個加載互鎖件交界，複數晶圓可經由該一或多個加載互鎖件自該設備前端模組的該內部體積被傳送至該半導體製程設備的一製程區域中，或經由該一或多個加載互鎖件自該半導體製程設備的該製程區域被傳送至該設備前端模組的該內部體積中。
  45. 如申請專利範圍第42項之半導體製程設備用的設備前端模組，其中該機器人包含用以同時支撐複數半導體晶圓的一多晶圓末端執行器。
  46. 一種半導體製程設備用的設備前端模組(EFEM)，包含： 一或多個壁，至少部分定義該設備前端模組之一內部體積； 一或多個分隔壁，將該設備前端模組之該內部體積分隔為一第一內部子體積與一第二內部子體積； 一緩衝氣體接口，用以將經由該緩衝氣體接口所供給之一緩衝氣體輸送至該第二內部子體積； 一第一晶圓搬運機器人，用以將複數晶圓移動於該第一內部子體積內； 一第二晶圓搬運機器人，用以將複數晶圓移動於該第二內部子體積內； 一第一氣體作業件，用以使一設施空氣流經該第一內部子體積 ；及 一第二氣體作業件，用以使該緩衝氣體流經該第二內部子體積。
  47. 一種半導體製程設備用的晶圓搬運機器人，包含： 一機器手臂； 一末端執行器，用以支撐一半導體晶圓； 一緩衝氣體分配器，當該半導體晶圓係受到該末端執行器支撐時用以使一緩衝氣體流動跨越該半導體晶圓之一上表面，其中： 該末端執行器係位於該機器手臂之一末端處， 該緩衝氣體分配器係受到該機器手臂的直接或間接支撐，且 該緩衝氣體分配器係用以在該機器手臂的至少部分移動期間與該末端執行器協同移動。
  48. 如申請專利範圍第47項之半導體製程設備用的晶圓搬運機器人，其中該緩衝氣體分配器包含： 一氣體分配槳；及 一支撐臂，其中： 該氣體分配槳具有面向該末端執行器但偏離該末端執行器的一第一表面， 該第一表面包含用以將該緩衝氣體導向該末端執行器的一或多個緩衝氣體分配接口，且 該支撐臂支撐該氣體分配槳且係受到該機器手臂支撐。
  49. 如申請專利範圍第48項之半導體製程設備用的晶圓搬運機器人，其中該氣體分配槳具有實質上的圓形且具有一外直徑，該外直徑係大於該末端執行器用以支撐之該半導體晶圓之直徑之±10%。
  50. 如申請專利範圍第49項之半導體製程設備用的晶圓搬運機器人，更包含一旋轉支點，其中： 該旋轉支點將該支撐臂連接至該機器手臂，且 該旋轉支點係用以使該氣體分配槳自一第一位置旋轉至一第二位置，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第一位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方的置中處，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第二位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方非置中處。
  51. 如申請專利範圍第49項之半導體製程設備用的晶圓搬運機器人，更包含一平移機構，其中： 該平移機構將該支撐臂連接至該機器手臂，且 該平移機構係用以使該氣體分配槳自一第一位置平移至一第二位置，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第一位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方的置中處，當該末端執行器支撐該半導體晶圓時該第二位置使該氣體分配槳位於該半導體晶圓上方非置中處。
  52. 如申請專利範圍第48項之半導體製程設備用的晶圓搬運機器人，其中： 該氣體分配槳包含在該氣體分配槳之一或多個側的一或多個側緩衝氣體分配接口，且 該一或多個側緩衝氣體分配接口係用以使該緩衝氣體沿著平行於該末端執行器所定義之晶圓支撐平面之±30°內的一或多個方向流動。
  53. 一種與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，其中該前開口標準艙包含一可移除的前開口標準艙門及配置為一垂直堆疊的複數晶圓支撐結構，每一該晶圓支撐結構係用以支撐一直徑D的半導體晶圓，該設備包含： 一平臺，用以接收一前開口標準艙； 一門，包含一水平凹槽，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之一總高度的一高度； 一前開口介面機構(FIM)，其中在該前開口標準艙被置於該平臺上之後該前開口介面機構係用以自該前開口標準艙移除該可移除之前開口標準艙門；及 一驅動單元，用以沿著一垂直軸移除該門。
  54. 如申請專利範圍第53項之與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，其中該水平凹槽的該高度係小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之該總高度的50%。
  55. 如申請專利範圍第53項之與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，其中該前開口標準艙具有介於相鄰之該晶圓支撐結構之間的一平均分離距離，該水平凹槽的該高度係小於該平均分離距離的300%。
  56. 如申請專利範圍第53項之與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，更包含在該前開口標準艙被置於該平臺上時用以使一緩衝氣體流入該前開口標準艙中的一緩衝氣體供給接口。
  57. 一種與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，其中該前開口標準艙包含一可移除的前開口標準艙門及配置為一垂直堆疊的複數晶圓支撐結構，每一該晶圓支撐結構係用以支撐一直徑D的半導體晶圓，該設備包含： 一平臺，用以接收一前開口標準艙； 一垂直驅動機構，用以使該平臺沿著一垂直軸移動； 一壁，包含一水平凹槽，該水平凹槽具有大於D之一寬度及小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之一總高度的一高度；及 一前開口介面機構(FIM)，其中在該前開口標準艙被置於該平臺上且在該平臺被垂直放置以使該前開口標準艙門與該前開口介面機構對準之後，該前開口介面機構係用以自該前開口標準艙移除該可移除之前開口標準艙門。
  58. 如申請專利範圍第53項之與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，其中該水平凹槽的該高度係小於該複數晶圓支撐結構之該垂直堆疊之該總高度的50%。
  59. 如申請專利範圍第53項之與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，其中該前開口標準艙具有介於相鄰之該晶圓支撐結構之間的一平均分離距離，該水平凹槽的該高度係小於該平均分離距離的300%。
  60. 如申請專利範圍第53項之與用於半導體製造之前開口標準艙(FOUP)交界的設備，更包含在該前開口標準艙被置於該平臺上時用以使一緩衝氣體流入該前開口標準艙中的一緩衝氣體供給接口。
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