TW202036755A - 工件處理之系統與方法 - Google Patents

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麥克Ｘ 楊
雷恩Ｍ 帕庫斯基
彼特 雷賓斯
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美商得昇科技股份有限公司
大陸商北京屹唐半導體科技有限公司
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Abstract

本案提出的是處理工件之系統與方法，例如像是半導體工件。在一示範實施例中，裝置包括第一處理室，其包含第一處理站以及第二處理站。第一處理站以及第二處理站係分隔第一距離。裝置包括一或多個第二處理室。該等一或多個第二處理室共同包含第三處理站以及第四處理站。該第三處理站與該第四處理站係相隔第二距離。第二距離與第一距離不同。工件處置機器人係經配置以從第一及第二處理站拾起至少一第一工件以及至少一第二工件，並且在第三及第四處理站放下該至少一第一工件及第二工件。

Description

工件處理之系統與方法
【優先權】
本申請案主張於2018年11月19日申請之美國臨時專利申請案號62/769,152之優先權，其案名為「工件處理之系統及方法」(Systems and Methods for Workpiece Processing)，其納入本文作為參考。
本案一般而言係關於處理工件，更明確地說是用於處理工件的系統，例如像是半導體工件。
將工件(例如像是半導體晶圓或其他適宜的基板)曝露至製作半導體裝置、或其他可實施複數個製造程序步驟，例如像是圖案化、薄膜沉積(例如，化學式氣相沉積、物理式氣相沉積、電漿強化氣相沉積)、薄膜移除(例如，乾式蝕刻、乾式剝除、濕式蝕刻)，離子佈植、熱處理、表面清潔、表面處理(例如，氧化、氮化、表面潤濕角調校)等等之裝置的總體製造工序的處理系統。許多這些製造程序是在真空或幾近真空的壓力中發生。不同真空處理室可具有不同設計與構形。為了實施這些處理步驟，系統可包括一或更多個工件處置機器人以移動工件多次，舉例來說，移入該系統，在各個處理室之間移動，以及移出該系統。
本案之具體實施例的態樣及優點，將有部分在以下描述中闡明，或可從該描述中習得，或可經由實施該等具體實施例而習得。
本案一示例態樣是關於用於處理半導體工件的工件處理裝置。裝置包括第一處理室，其具有第一處理站以及第二處理站。第一處理室可在小於約10托爾(Torr)的壓力下運作。第一處理站以及第二處理站係分隔第一距離。裝置包括一或多個第二處理室。一或多個第二處理室共同包含第三處理站以及第四處理站。一或多個第二處理室可在小於約10托爾的壓力下運作。第三處理站與第四處理站係相隔一第二距離。第二距離與第一距離不同。裝置包括與第一處理室以及一或多個第二處理室以處理流程互通的傳送室。傳送室可在小於約10托爾的壓力下運作。裝置包括置於傳輸室內的工件處置機器人，工件處置機器人係經配置而繞一軸旋轉。工件處置機器人包括第一臂以及第二臂。第一臂包括可操作以支持第一工件的至少一工件處置組件。第二臂包括可操作以支持第二工件的至少一工件處置組件。工件處置機器人係經配置以從第一及第二處理站拾起至少第一工件以及至少第二工件，並且在第三及第四處理站放下至少一第一工件與第二工件。
本案的其他示範例係關於用於處理半導體工件的系統、方法及裝置。
參照以下描述以及隨附申請專利範圍，將能更加瞭解各種具體實施例的這些以及其他特徵、態樣及優勢。納入本文並構成本說明書一部分的所附圖示描繪出本案的具體實施例，並與詳細描述共同用來解釋相關原理。
100:處理平台
112:前端部分
114:裝載鎖定室
115:傳送室
120:第一處理室
130:第二處理室
118:工件輸入裝置
110:工件支承柱
111:擱板
113:工件
122:第一處理站
124:第二處理站
d1:第一距離
132:第三處理站
134:第四處理站
d2:第二距離
150:工件處置機器人
122:處理站
124:處理站
132:處理站
134:處理站
150:工件處置機器人
152:第一機械臂
154:第二機械臂
175:第三自由度
174:第二自由度
172:第一自由度
144:裝載鎖定室
162:第一工件處置組件
164:第二工件處置組件
200:處理平台
210:工件支承柱
215:裝載鎖定室
220:第一處理室
222:第一處理站
224:第二處理站
240:第二處理室
242:處理站
250:第三處理室
252:處理站
230:第三處理室
232:第三處理站
234:第四處理站
300:方法
302:步驟
304:步驟
306:步驟
308:步驟
310:步驟
312:步驟
針對於此技術領域中具通常知識者之具體實施例的詳細討論，將在本說明書中參照附屬圖示提出，圖中：
第一圖描繪的是依據本案一示範具體實施例的一示例處理平台；
第二圖繪出依據本案之示例具體實施例的一示例工件支承柱；
第三圖繪出依據本案之示例具體實施例的一示例工件處置機器人；
第四圖繪出依據本案之示例具體實施例的一示例工件處置機器人；
第五A、五B、五C及五D圖繪出依據本案示例具體實施例在一處理系統中的示例工件傳送；
第六A、六B、六C、六D及六E圖繪出依據本案示例具體實施例在一處理系統當中的示例工件傳送；以及
第七圖繪出的流程圖係依據本案之示範具體實施例的一示例方法。
現在將詳細參照具體實施例，其一或多個示範例已在圖示中繪出。所提出各示範例是要解釋該等具體實施例，並非要做為本案的限制。事實上，熟習此項技術者應能看出本發明可有各種修飾及變更而不會偏離本發明的範疇及精神。舉例來說，繪出或描述為一具體實施例之某部分的 特徵可配合另一具體實施使用，以產出又一具體實施例。因此，本案的態樣是要涵括此等修飾及變更。
本發明的示例態樣是關於用於處理工件的系統與方法，例如像是半導體工件，例如像是半導體晶圓。舉例來說，該工件的材質可包括矽、鍺化矽、玻璃、塑膠、或其他合適材質。該等系統與方法可被用來實施多種工件製造程序，包括但不限於熱處理製程、退火製程、表面清潔製程、表面處理製程、乾式剝除製程、乾式蝕刻製程、沉積製程、離子佈植製程以及其他製程。
半導體製造可牽涉許多在真空或近真空壓力下發生的處理步驟，包括薄膜沉積(例如，化學式氣相沉積、物理式氣相沉積、電漿強化氣相沉積)、薄膜移除(例如，基於離子及自由基的乾式蝕刻、基於離子及自由基的乾式光阻劑剝除、基於化學的乾式蝕刻)，離子佈植，真空熱處理等等。不同真空處理室可具有不同設計及構形。
有些處理室可經配置以一次處理單一工件(例如，單工件處理室)。單工件處理室可在個別工件處理的精確控制方面具有優勢，用於增進工件與工件間的重覆性以及製程控制一貫性。
有些處理室可經配置以一次處理兩個工件(例如，雙工件處理室)。雙工件處理室可採用單獨一組硬體(例如，共同腔室體、共同腔室蓋、共用氣體傳輸系統、共用氣體排放系統、共同加熱塊等等)。相較於單工件處理室，雙工件處理室可提供更小的占地(每工件)以及更高產出。依據用於不同製程情況的不同設計參數，不同雙工件處理室內工件之間的間隔距離可有所不同。
半導體工件處理系統可包括許多處理室，並以處理流程相通而與傳送室整合為一體。該等處理室及傳送室可在真空或近真室下運作。一或多個工件可從裝載鎖定室而被傳送至傳送室(例如，使用工件處置機器人)，並接著被傳送至一或多個該等處理室而不會破壞真空。
試舉一例，在某些半導體工件製造程序中，特定順序程序步驟需經配置在具處理室間真空傳送(或近真空傳送)的處理平台中，以減少並/或消除表面氧化以及工件釋氣。舉例來說，這些製程整合可包含：(1)離子佈植在被圖案化光阻層覆蓋的工件上接著進行光阻剝除；(2)離子或自由基或化學乾式蝕刻在被圖案化光阻層覆蓋的工件上，接著進行光阻剝除；(3)依序多重薄膜沉積步驟(例如，在沒有中斷真空下依序的聚矽沉積以及金屬沉積以形成無氧表面)；(4)依序的多重薄膜蝕刻步驟(例如，介電質薄膜蝕刻製程接著進行金屬薄膜蝕刻製程)；(5)薄膜沉積接著進行薄膜蝕刻(例如，在間隔體形成方案中的介電質沉積製程接著介電質蝕刻製程)；(6)表面處理接著進行薄膜沉積(例如，表面清潔接著磊晶薄膜成長)；(7)薄膜沉積接著表面處理；(8)表面處理接著薄膜蝕刻；(9)表面處理接著表面處理；(10)薄膜沉積接著快速熱退火等等。
工件處置機器人可被用來在工件處理系統內的不同處理室以及其他組件(例如，裝載鎖定室)之間傳送工件。舉例來說，可將工件處置機器人旋轉至一單工件處理室前方。可用位於工件處置機器人上之一臂的延伸部，傳送工件到單工件處理室中。相同或不同種類的多個單工件處理室，可被整合到單一傳送室上。
傳送至雙工件處理室的工件，可考慮將兩工件放置在同一處理室內的兩個處理站。配置用以傳送工件至雙工件處理室的工件處置機器人可包括兩臂，兩臂彼此之間具有固定間距，以便對齊雙重工件腔室內兩個處理站之間的間隔。為了在同一時間在雙工件處理室內放置兩工件，可將工件處置機器人旋轉至雙工件處理室前面，且工件處置機器人的兩臂可延伸，用以將工件放置在雙工件處理室內的相應處理站。
在某些情況中，可能期望將工件之間具有不同間隔之雙工件處理室整合在處理平台內的單一傳送室上。此外，可能期望在處理平台內的單一傳送室上包括一或多個單工件處理室。
依據本發明的示例態樣，工件處置機器人可經配置，用以在與一單一傳送室設計以處理流程相通的複數個不同處理室之間傳送工件。在某些具體實施例中，不同處理室設計可包括，舉例來說，處理站間具有不同間隔的多個雙工件處理室。在某些具體實施例中，不同處理室設計可包括，舉例來說，一個雙工件處理室以及一或多個單工件處理室。在某些具體實施例中，不同處理室設計可包括多個雙工件處理室(例如，處理站之間具有不同間隔)以及一或多個單工件處理室。
在某些示例具體實施例中，工件處置機器人可擁有兩個臂。各臂可有一工件處置組件(例如，工件承片、端接器等等)經配置以拾起、支撐以及/或放下一或多個工件。工件處置機器人可具有旋繞一轉軸的第一自由度，其容許工件處置機器人繞著傳送室內的一軸旋轉。工件處置機器人可在兩臂的延展處具有第二自由度。依據本發明的特定態樣，工件處置機器人可具有第三自由度，容許兩臂之間的間距調整(例如，側向間距)。 兩臂之間的間距可受調整，以和整合至傳送室上之不同雙工件處理室中的工件處理站之間的不同間距對齊。
在某些示例具體實施例中，工件處置機器人可擁有兩個或更多個臂。各臂可有一工件處置組件(例如，工件承片、端接器等等)經配置以拾起、支撐以及/或放下一或多個工件。工件處置機器人可具有繞一轉軸的第一自由度，其容許工件處置機器人繞著傳送室內的一軸旋轉。工件處置機器人可在兩個或更多臂的延伸處具有第二自由度。依據本發明的特定態樣，機器臂可相對於彼此獨立地伸展，以至於兩個或更多個工件可被獨立地運送至一雙工件處理室內的不同工件處理站。如此可容許工件至工件處理站之間具有不同間距之雙工件處理室的傳送。此外，臂的獨立伸展也可以提供工件至單工件處理室的傳送。如此可容許相同傳送室上單工件處理室與雙工件處理室的整合。
如此一來，本發明的示例態樣可具有多個技術功效與優異處。舉例來說，多個不同工件處理室可被整合至一處理平台內的單一傳送室上。可使用單一工件處置機器人在不同工件處理室之間傳送工件，而不會破壞真空。如此一來，可在工件處理平台上實施多個製程整合。舉例來說，這些製程整合可包含，例如：(1)離子佈植在被圖案化光阻層覆蓋的工件上接著進行光阻剝除；(2)離子或自由基或化學乾式蝕刻在被圖案化光阻層覆蓋的工件上接著進行光阻剝除；(3)依序多重薄膜沉積(例如，在沒有破壞真空的情況下，依序的聚矽沉積以及金屬沉積以形成無氣表面)；(4)依序的多重薄膜蝕刻步驟(例如，一介電質薄膜蝕刻製程接著一金屬薄膜蝕刻製程)；(5)薄膜沉積接著進行薄膜蝕刻(例如，在間隔 體形成工序中，的介電質沉積製程接著介電質蝕刻製程)；(6)表面處理接著薄膜沉積(例如，表面清潔接著磊晶薄膜成長)；(7)薄膜沉積接著表面處理；(8)表面處理接著薄膜蝕刻；(9)表面處理接著表面處理；(10)薄膜沉積接著快速熱退火等等。
本案的這些示例具體實施例可有變更及修飾。本說明書中所用的單數型「一個」及「該」包括複數個所指稱對象，除非上下文明白另有所指。「第一」、「第二」、「第三」以及「第四」的使用是作為識別符用，並且是指其處理順序。為圖解及討論目的，示範態樣的討論可參照「基板」、「晶圓」或「工件」。本技術領域中具通常知識者，使用了本文所提供的揭示，應能理解本案的示例態樣可與任何適當工件配合使用。「大約」一詞與一數值合用指的是在所提出數值的20%之內。如本文所使用，「幾近真空」指的是小於大約10托爾。
現在將參照圖示，詳加討論本案的示例具體實施例。第一圖顯示的是依據本案一示範具體實施例的一處理平台(100)。處理平台(100)可包括前端部分(112)、裝載鎖定室(114)、傳送室(115)以及複數個處理室，包括第一處理室(120)以及第二處理室(130)。
前端部分(112)可經配置以維持在例如大氣壓力，並可經配置以嚙合工件輸入裝置(118)。工件輸入裝置(118)可包括，舉例來說，卡匣、前開式晶圓傳送盒，或用來支撐複數個工件的其他裝置。工件輸入裝置(118)可用來提供處理前工件至處理平台(100)，或從處理平台(100)接收處理後工件。
前端部分(112)可包括一或多個工件處置機器人(未顯示)， 用於將工件從工件輸入裝置(118)傳送至舉例來說像是裝載鎖定室(114)，例如來回於安置在裝載鎖定室(114)內的工件支承柱(110)。在一示範例中，在前端部分(112)中的工件處置機器人可傳送處理前工件到裝載鎖定室(114)，並可傳送從裝載鎖定室(114)的處理後工件到一或多個工件輸入裝置(118)。任何用於傳送工件的適當機器人，可用在該前端部分(112)中而不會偏離本案範疇。可將工件通過適當狹縫、開口或孔隙，移入或移出裝載鎖定室(114)。
裝載鎖定室(114)可包括傳送位置，其具有經配置以堆疊式支撐複數個工件的工件支承柱(110)。舉例來說，工件支承柱(110)可包括複數個擱板。各擱板可經配置以支撐一或多個工件。在一示範實施例中，工件支承柱(110)可包括用於支撐處理前工件的一或多個擱板，以及用於支撐處理後工件的一或多個擱板。
第二圖繪出依據本案之示例具體實施例的一示例工件支承柱(110)的側視圖。如圖中所示，工件支承柱可包括複數個擱板(111)。各擱板(111)可經配置以支撐一工件(113)，以致複數個工件(113)可垂直/堆疊式排列於工件支承柱(110)內。
參照第一圖，在傳送工件至處理室之前，例如像是第一處理室(120)及/或第二處理室(130)，裝載鎖定室(114)可用來調整圍繞工件的壓力，從與前端部分(112)相關聯的壓力調成一製程壓力，例如像是一真空或近真空壓力或其他製程壓力。在某些具體實施例中，適當的閥門可和裝載鎖定室(114)以及其他腔室合併提供，以適當調整用於處理工件的製程壓力。舉例來說，裝載鎖定室(114)可藉由一狹縫門與傳送室(115)隔離。裝載鎖定室114可在從小於約10托爾至大氣壓力的壓力下操作。
第一處理室(120)及第二處理室(130)可用來在該工件上實施各種工件處理的任何一者，例如像是真空退火製程、表面處理製程、乾式剝除製程、乾式蝕刻製程、沉積製程、以及其他製程。舉例來說，第一處理室(120)及/或第二處理室(130)可以是蝕刻處理室、乾式剝除處理室、沉積處理室、熱處理室(例如，退火處理室)、離子佈植處理室或表面處理之一或多者。在某些具體實施例中，第一處理室(120)及/或第二處理室(130)之一或多者可包括基於電漿的處理源，例如像是，舉例來說，感應式耦合電漿(ICP)源、微波源、表面波電漿源、ECR電漿源以及電容式耦合(例如，平行板)電漿源。第一處理室(120)及第二處理室(130)可在小於約10托爾的壓力下操作。
如圖中所繪出，第一處理室(120)與第二處理室(130)各自係雙工件處理室。第一處理室(120)及第二處理室(130)各包括採並排配置的一對處理站，以致於該對工件可同時暴露於相同程序。
更明確地說，第一處理室(120)可包括採並排配置之第一處理站(122)以及第二處理站(124)。第一處理站(122)以及第二處理站(124)可分隔第一距離d1。第二處理室(130)可包括採並排配置的第三處理站(132)及第四處理站(134)。第三處理站(132)與第四處理站(134)可相隔第二距離d2。第二距離d2可與第一距離d1不同。舉例來說，第二距離d2可小於第一距離d1。
各處理站可包括工件支架(例如，台座)，用於在處理期間支撐工件。在某些具體實施例中，各處理站可共用一共通台座，其具有兩個用於支撐工件的部分。第一處理室(120)及/或第二處理室(130)可為進行處理而選擇性地與傳送腔(115)密封隔開。
依據本案的特定態樣，傳送室(115)可包括工件處置機器人(150)。工件處置機器人(150)可經配置以從裝載鎖定室(114)內的工件支承柱(110)傳送工件到第一處理室(120)、及/或第二處理室(130)內的處理站。工件處置機器人(150)也可在該第一處理室(120)與該第二處理室(130)之間傳送工件。舉例來說，工件處置機器人(150)可從裝載鎖定室(114)內的工件支承柱(110)，傳送工件至第一處理室(120)內的兩個並排的處理站(122)與(124)。同理，工件處置機器人(150)可從裝載鎖定室(114)內的工件支承柱(110)，傳送工件至第二處理室(130)內的兩個並排的處理站(132)與(134)。
依據本發明的示例態樣，工件處置機器人(150)可具有各種構形以支持在不同處理室設計間的工件傳送，例如像是在具有由不同距離隔開之處理站的處理室(120)與處理室(130)之間傳送。
第三圖繪出依據本案之示例具體實施例的經配置以傳送工件之一示例工件處置機器人(150)。工件處置機器人可包括第一機械臂(152)以及第二機械臂(154)。第一工件處置組件(162)可與該第一機械臂(152)關連。第一工件處置組件(162)可以是一工件承片、端接器等等經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。第二工件處置組件(164)可與第二機械臂(154)關連。第二工件處置組件(164)可以是一工件承片、端接器等等經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。
工件處置機器人(150)係經配置以在至少三個自由度運作。舉例來說，工件處置機器人(150)可在第一自由度(172)運作，以致工件處置機器人(150)可繞一軸旋轉。如此一來，工件處置機器人(150)可繞平台(100)(第一圖)的傳送室(115)內的一軸旋轉，以選擇性地將機械臂(152)及(154) 置於裝載鎖定室(114)、第一處理室(120)以及第二處理室(130)前方。
參照第三圖，工件處置機器人(150)具有第二自由度(174)，以致機械臂(152)與(154)兩者皆同時在同一方向伸展及/或收縮(例如，並非獨立)。如此一來，第一機械臂(152)與第二機械臂(154)可同時伸展以拾起及/或放下來自第一處理室(120)及第二處理室(130)內處理站的工件。
如第三圖所示，工件處置機器人(150)具有第三自由度(175)，其容許側向調整第一機械臂(152)與第二機械臂(154)之間的距離。如此一來，工件處置機器人(150)可容許在第一處理室(120)以及第二處理室(130)內相距不同距離之處理站之間的工件傳送。
更明確地說，參照第一圖，工件處置機器人(150)可被旋轉至一第一位置，以至第一機械臂(152)和第二機械臂(154)係面對第一處理室(120)。第一機械臂(152)與第二機械臂(154)之間的側向距離可依據第一處理站(122)與第二處理站(124)之間的距離d1予以調整。第一機械臂(152)與第二機械臂(154)可同時伸展以拾起及/或放下來自第一處理站(122)及第二處理站(124)的工件。
工件處置機器人(150)可旋轉至第二位置，以致第一機械臂(152)與第二機械臂(154)係面對第二處理室(130)。第一機械臂(152)與第二機械臂(154)之間的側向距離可依據第三處理站(132)與第四處理站(134)之間的距離d2予以調整。第一機械臂(152)與第二機械臂(154)可同時伸展以自第三處理站(132)及第四處理站(134)拾起及/或放下工件。
第四圖繪出依據本案之示例具體實施例的經配置以傳送工件的一示例工件處置機器人(150)。第四圖的工件處置機器人(150)係經配置 以使用依據本發明示例態樣之機械臂的獨立伸展傳送工件至不同處理站。
舉例來說，工件處置機器人(150)可包括第一機械臂(152)以及第二機械臂(154)。第一工件處置組件(162)可與該第一機械臂(152)關連。第一工件處置組件(162)可以是一工件承片、端接器等等經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。第二工件處置組件(164)可與第二機械臂(162)關連。第二工件處置組件(164)可以是一工件承片、端接器等等經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。
工件處置機器人(150)可在一旋轉自由度(172)運作，以致工件處置機器人(150)可繞一軸旋轉。如此一來，工件處置機器人(150)可繞平台(100)(例如，第一圖)的傳送室(115)內的一軸旋轉，用以將機械臂(152)及(154)選擇性地置於裝載鎖定室(114)、第一處理室(120)以及第二處理室(130)前方。
工件處置機器人(150)可經組態以獨立伸展及/或收縮(例如，使用獨立驅動機構)兩個機械臂，以傳送工件至(舉例來說)一處理室(120)內的兩個處理站(122)及(124)。舉例來說，如第四圖所繪出，工件處置機器人(150)可旋轉至一位置，在此第一機械臂(152)及第二機械臂(154)面對處理室(120)。第一機械臂(152)可相對於第二機械臂(154)獨立收縮，以放置一工件在處理室(120)內的第一處理站(122)。一旦工件被放置在第一處理站(122)，第一機械臂(152)可相對於第二機械臂(154)獨立收縮。第二機械臂(154)可相對於第一機械臂(152)獨立收縮，以放置一工件在處理室(120)內的第二處理站(124)。一旦工件被放置在第二處理站(124)，第二機械臂可相對於第一機械臂(152)獨立收縮。機械臂(152)及(154)可如第四圖所繪出那般依 順序獨立伸展並收縮。
此外以及/或替代地，機械臂(152)和(154)可獨立地伸展及/或收縮，以在同一時間在不同處理站拾起及/或放下工件。如此一來，第四圖的工件處置機器人(150)可容許在第一處理室(120)以及第二處理室(130)內相距不同距離之處理站之間的工件傳送。使用第四圖之工件處置機器人(150)的示例工件傳送將參照第五A、五B、五C、五D以及第六A、六B、六C、六D、六E和六F圖於下詳加討論。
參照第五A至第五D圖，將會闡明依據本發明示範實施例之一處理平台(100)內一示例工件處置機器人(150)的操作。工件處置機器人(150)可類似於第四圖中所示的工件處置機器人(150)，並可經組態以提供複數個機械臂其中各自的獨立伸展與/或收縮。
更明確地說，舉例來說，工件處置機器人(150)可包括第一機械臂(152)以及第二機械臂(154)。第一工件處置組件可與該第一機械臂(152)關連。第一工件處置組件可以是一工件承片、端接器等等，經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。第二工件處置組件可與第二機械臂(154)相關連。第二工件處置組件可以是一工件承片、端接器等等，經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。
如第五A圖所示，旋轉機臂人(150)的兩個機械臂(152)和(154)皆可獨立伸展以從裝載鎖定室(114)內的工件支承柱(110)攫取一工件。舉例來說，機械臂(152)可伸展以從工件支承柱(110)攫取一工件。機械臂(154)可伸展以從工件支承柱(110)攫取一工件。在某些具體實施例中，機械臂(152)和(154)可伸展以在同一時間從工件支承柱(110)攫取工件。從工件 支承柱攫取工件之後，可接著操作工件處置機器人(150)以收縮機械臂(152)和(154)至一收縮位置。
如第五B圖所示，可旋轉工件處置機器人(150)，以至於機械臂(152)和(154)面對第一處理室(120)。第一處理室可以是一雙工件處理室，其具有以距離d1隔開的第一處理站(122)以及第二處理站(124)。機械臂(152)和(154)可互相獨立伸展(例如，使用獨立的驅動機構)，以分別獨立放置一工件在第一處理站(122)以及第二處理站(124)上。如第五B圖所示，工件處置機器人(150)可經組態以伸展機械臂(152)及(154)，以在同一時間放置工件在第一處理站(122)以及第二處理站(124)上。
工件可在第一處理室(120)內歷經第一程序(例如，熱處理程序、退火程序、蝕刻程序、剝除程序、沉積程序，表面處理程序)。完成第一程序之後，工件處置機器人(150)可經組態以使用機械臂(152)與(154)的獨立伸展，從該工件處理站(122)及(124)攫取工件。攫取工件之後，工件處置機器人(150)可接著運作以收縮機械臂(152)和(154)(例如，使用獨立驅動機構)至一收縮位置。
如第五C圖中所示，可旋轉工件處置機器人(150)，以至於機械臂(152)和(154)面對第二處理室(130)。第二處理室可以是一雙工件處理室，其具有以距離d2隔開的第三處理站(132)以及第四處理站(134)。距離d2可和與第一處理室相關聯的距離d1不同。
機械臂(152)和(154)可互相獨立伸展(例如，使用獨立的驅動機構)，以分別獨立放置一工件在第三處理站(132)以及第四處理站(134)。舉例來說，如第五C圖中所示，工件處置機器人(150)可經配置以伸展第二機 械臂(154)，以將工件放在第四處理站(134)上。工件處置機器人(150)可接著收縮該第二機械臂(154)。如第五D圖中所示，工件處置機器人(150)可經配置以伸展第一機械臂(152)，以將工件放在第三處理站(132)上。工件處置機器人(150)可接著收縮該第一機械臂(152)。可替換的具體實施例中，工件處置機器人(150)可經組態用以伸展第一機械臂(152)和第二機械臂(154)，以在同一時間放置工件在第三處理站(132)以及第四處理站(134)。如此一來，工件處置機器人可容許在處理站之間具有不同間隔之雙工件處理室之間傳送工件。
工件可在第二處理室(120)內接受一處理程序(例如，熱處理程序、退火程序、蝕刻程序、剝除程序、沉積程序，表面處理程序)。第二處理程序可和第一處理程序不同。第二處理程序完成後，工件處置機器人(150)可經組態以使用機械臂(152)和(154)的獨立伸展從工件處理站(132)和(134)攫取工件，並將工件傳送回到裝載鎖定室(114)內的工件支承柱(110)。
第六A至六F圖繪出的是依據本發明示例態樣之一處理平台(200)中之示例工件處置機器人(150)的示例操作。工件處置機器人(150)可類似於第四圖的工件處置機器人(150)，並可經組態以提供複數個機械臂其中各自的獨立伸展與/或收縮。
更明確地說，舉例來說，工件處置機器人(150)可包括第一機械臂(152)以及第二機械臂(154)。第一工件處置組件可與該第一機械臂(152)關連。第一工件處置組件可以是一工件承片、端接器等等，經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。第二工件處置組件可與第二機械臂(154) 關連。第二工件處置組件可以是一工件承片、端接器等等，經配置以拾起、握持並放下一或多個工件。
如第六A圖所示，旋轉機臂人(150)的兩機械臂(152)和(154)皆可獨立伸展(例如，使用獨立的驅動機構)以從裝載鎖定室(214)內的工件支承柱(210)攫取一工件。舉例來說，機械臂(152)可伸展以從工件支承柱(210)攫取一工件。機械臂(154)可伸展以從工件支承柱(210)攫取一工件。在某些具體實施例中，機械臂(152)和(154)可伸展以在同一時間從工件支承柱(110)攫取工件。從該工件支承柱(210)攫取工件之後，可接著操作工件處置機器人(150)以收縮機械臂(152)和(154)至一收縮位置。
如第六B圖所示，可旋轉工件處置機器人(150)，以至於機械臂(152)和(154)面對第一處理室(220)。第一處理室可以是一雙工件處理室，其具有間隔一距離d1的第一處理站(222)以及第二處理站(224)。該第一處理室(220)可在小於約10托爾的壓力下運作。機械臂(152)和(154)可互相獨立伸展(例如，使用獨立的驅動機構)，以分別獨立放置一工件在第一處理站(222)以及第二處理站(224)上。如第五B圖中所示，工件處置機器人(150)可經組態以伸展機械臂(152)及(154)，以在同一時間放置工件在第一處理站(222)以及第二處理站(224)上。
工件可在第一處理室(120)內接受一處理程序(例如，熱處理程序、退火程序、蝕刻程序、剝除程序、沉積程序、表面處理程序)。完成該程序之後，工件處置機器人(150)可經組態以使用機械臂(152)與(154)的獨立伸展，從該工件處理站(222)攫取工件。攫取該等工件之後，工件處置機器人(150)可接著運作以收縮機械臂(152)和(154)(例如，使用獨立驅動機 構)至一收縮位置。
如第六C及六D圖中所示，可旋轉工件處置機器人(150)，如此使得機械臂(152)和(154)面對第二處理室(240)和第三處理室(250)。第二處理室(240)可以是一單工件處理室，其具有單一處理站(242)。第三處理室(250)可以是一單工件處理室，其具有單一處理站(252)。第二處理室(240)以及第三處理室可各自在小於約10托爾的壓力下運作。
如第六C圖所示，工件處置機器人(150)可伸展第二臂(154)以將一工件放置在第二處理室(240)內。工件可在第二處理室(240)內接受一處理程序(例如，熱處理程序、退火程序、蝕刻程序、剝除程序、沉積程序、表面處理程序)。完成程序之後，工件處置機器人(150)可經組態以使用機械臂(154)的獨立伸展，從該工件處理站(242)攫取工件。攫取工件之後，工件處置機器人(150)可接著運作以將該機械臂(154)收縮至一收縮位置。
類似地，如第六D圖中所示，工件處置機器人(150)可伸展第一臂(152)以將一工件放置在第三處理室(250)內。工件可在第三處理室(250)內接受一處理程序(例如，熱處理程序、退火程序、蝕刻程序、剝除程序、沉積程序、表面處理程序)。完成該程序之後，工件處置機器人(150)可經組態用以使用機械臂(152)的獨立伸展，從該工件處理站(252)攫取工件。攫取工件之後，工件處置機器人(150)可接著運作以將該機械臂(152)收縮至一收縮位置。
如第六F圖中所示，可旋轉工件處置機器人(150)，以至於機械臂(152)和(154)面對第四處理室(230)。該第四處理室(230)可在小於約10托爾的壓力下運作。第四處理室(230)可以是一雙工件處理室，其具有間隔 一距離d2的第三處理站(232)以及第四處理站(234)。距離d2可和與第一處理室(220)關聯的距離d1不同。
機械臂(152)和(154)可彼此獨立伸展(例如，使用獨立的驅動機構)，以分別獨立放置一工件在第三處理站(232)以及第四處理站(234)。如第六F圖所示，工件處置機器人(150)可經組態用以伸展機械臂(152)及(154)，以在同一時間放置該等工件在第三處理站(232)以及第四處理站(234)。
工件可在第四處理室(230)內接受一處理程序(例如，熱處理程序、退火程序、蝕刻程序、剝除程序、沉積程序，表面處理程序)。完成該程序之後，工件處置機器人(150)可經組態用以使用機械臂(152)與(154)的獨立伸展，從該等工件處理站(232)以及(234)攫取工件。攫取該等工件之後，工件處置機器人(150)可接著運作以收縮機械臂(152)和(154)(例如，使用獨立驅動機構)至一收縮位置。
以上用於在一處理系統中傳送工件之工件處置機器人的操作範例係為圖解及討論目的提出。本技術領域中具通常知識者，在使用了本文所提供的揭示，應能理解可使用工件處置機器人的許多不同操作模式，而不會偏離本案的範疇。
第七圖繪出用於在一處理系統中處理一工件之示範方法(300)的流程圖。可使用第一圖的處理系統(100)實施方法(300)。為了圖解及討論之目的，第七圖繪出以一特定順序實施的步驟。本技術領域中具通常知識者，在使用了本文所提供的揭示，應能理解本文所揭示任何方法的各種步驟可採各種方式被改編、重排、擴展、同步實施、省略、包含未舉例 的步驟、及/或以各種方式修飾，而不會偏離本案的範疇。
在步驟(302)，方法可包括傳送複數個工件至一裝載鎖定室內的一工件支承柱。該等工件可堆疊式定位在工件支承柱內(例如，在複數個擱板上)。
在步驟(304)，方法可包括，以置於一傳送室內的一工件處置機器人，從工件支承柱傳送複數個工件至第一處理室內的至少兩個處理站。該等至少兩個處理站可相隔一距離。
舉例來說，工件處置機器人可使用機械臂之獨立地伸展以從工件支承柱攫取工件。工件處置機器人可使用機械臂的獨立伸展以將該等工件放入第一處理室內的兩個處理站中。這兩個工件可在同一時間或不同時間被放入第一處理室中。
在步驟(306)，方法包括在該第一處理室內在該等複數個工件上實施第一處理程序。該第一處理程序可包括，舉例來說，退火製程、熱處理製程、表面處理製程、乾式剝除製程、乾式蝕刻製程、沉積製程或其他製程。
在步驟(308)，方法包括，以工件處置機器人，傳送該等複數個工件至一第二處理室內的至少兩個處理站。該等至少兩個處理站可相隔一距離。第二處理室內兩個處理站之間的距離可和第一處理室內兩個處理站之間的距離不同。
舉例來說，工件處置機器人可使用機械臂的獨立伸展以從第一處理室攫取工件。工件處置機器人可繞一軸旋轉，以致該等機械臂面對第二處理室。工件處置機器人可使用機械臂的獨立伸展，以將該等工件放 入第二處理室內的兩個處理站中。該兩工件可在同一時間或不同時間被放入第二處理室。
在步驟(310)，方法包括在該第二處理室內在該等複數個工件上實施一第二工件處理程序。該第二工件處理程序可包括，舉例來說，退火製程、熱處理製程、表面處理製程、乾式剝除製程、乾式蝕刻製程、沉積製程或其他製程。在某些具體實施例中，第二工件處理程序可和第一工件處理程序相同或相異。
在步驟(312)，方法可包括傳送該等已處理工件回到裝載鎖定室內的工件支承柱。舉例來說，工件處置機器人可使用機械臂的獨立伸展以從第二處理室攫取工件。工件處置機器人可繞一軸旋轉，以致該等機械臂面對裝載鎖定室內的工件支承柱。工件處置機器人可使用機械臂的獨立伸展，以將該等工件放置在工件支承柱內。
雖然本課題是相關於其特定示範性具體實施例詳細描述，可想而知熟悉此項技術者一旦瞭解前文的解說，可輕易領會這些具體實施例的替換、變化以及等效者。因此，本說明書的範疇係舉例而非設限，且本揭示並不排除納入對於本技術主題的此等修飾、變更及/或增添，正如本技術領域內具通常知識者應可輕易看出。
150:工件處置機器人
152:第一機械臂
154:第二機械臂
200:處理平台
210:工件支承柱
215:裝載鎖定室
220:第一處理室
222:第一處理站
224:第二處理站
240:第二處理室
242:處理站
230:第三處理室
232:第三處理站
234:第四處理站
250:第三處理室
252:處理站

Claims (20)

  1. 一種用於處理半導體工件的工件處理裝置，包含：
    一第一處理室，其包含一第一處理站與一第二處理站，其中該第一處理室可在小於約10托爾的壓力操作，其中該第一處理站與該第二處理站係相隔一第一距離；
    一或多個第二處理室，該等一或多個第二處理室合共同包含一第三處理站以及一第四處理站，其中該等一或多個第二處理室可在小於約10托爾的壓力操作，該第三處理站與第四處理站係相隔一第二距離，該第二距離係與該第一距離不同；
    一傳送室，其與該第一處理室以及該等一或多個第二處理室以處理流程相通，其中該傳送室可在小於約10托爾的壓力操作；
    一工件處置機器人，其置於該傳送室內，該工件處置機器人係經配置以繞一軸旋轉，該工件處置機器人包含一第一臂以及一第二臂，該第一臂包含可操作以支撐一第一工件的至少一工件處置組件，該第二臂包含可操作以支撐一第二工件的至少一工件處置組件，
    其中該工件處置機器人係經配置以從該第一以及該第二處理站拾起該第一工件以及該第二工件，並且在該第三及第四處理站放下該第一工件以及該第二工件。
  2. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該工件處置機器人係經配置以調整該第一臂與該第二臂之間的一側向距離。
  3. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該第一臂係相對於該第二臂獨立地伸展。
  4. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該工件處置機器人係經配置以使用該第一臂及該第二臂的獨立伸展，從該第一處理室內的該等第一及第二處理站傳送該第一工件及該第二工件至該等第三及第四處理站。
  5. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該第三處理站及該第四處理站係位於相同的處理室內。
  6. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該第三處理站及該第四處理站係位於分開的處理室內。
  7. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該等第三及第四處理室各自包括一單處理站。
  8. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該工件處理裝置包含一傳送位置，其具有可操作以堆疊式支撐該等第一及第二工件的一工件支承柱。
  9. 如申請專利範圍第8項的工件處理裝置，其中該工件處置機器人係經配置以在同一時間從該工件支承柱拾起或放下該第一工件及該第二工件。
  10. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，進一步包含與該傳送室處理流程互通的一裝載鎖定室，其中該裝載鎖定室可操作以與該傳送室隔離。
  11. 如申請專利範圍第10項的工件處理裝置，其中該裝載鎖定室可在從約10托爾至大氣壓的一壓力操作。
  12. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該第一處理室係一蝕刻處理室、一乾式剝除處理室、一沉積處理室、一熱處理室、一離子佈植處理室或一表面處理室。
  13. 如申請專利範圍第1項的工件處理裝置，其中該第二處理室係一蝕刻處理室、一乾式剝除處理室、一沉積處理室、一熱處理室、一離子佈植處理 室或一表面處理室。
  14. 一種用於處理複數個半導體工件的系統，包含：
    一第一處理室，其包含一第一處理站與第二處理站，其中該第一處理室可在小於約10托爾的壓力操作，其中該第一處理站與第二處理站係相隔一第一距離；
    一第二處理室，其包含一第三處理站，其中該第二處理室可在小於約10托爾的壓力操作；
    一第三處理室，其包含一第四處理站，該第三處理室可在小於約10托爾的壓力操作；該第三處理站以及該第四處理站係相隔一第二距離，該第二距離係與該第一距離不同；
    一傳送室，其與該第一處理室以及該等一或多個第二處理室處理流程相通，該傳送室可在小於約10托爾的壓力操作；
    一工件處置機器人，其置於該傳送室內，該工件處置機器人係經配置以繞一軸旋轉，該工件處置機器人包含一第一臂以及一第二臂，該第一臂包含可操作用以拾起一第一工件的至少一工件支架，該第二臂包含可操作用以拾起一第二工件的至少一工件支架，該第一臂係相對於該第二臂可獨立伸展；
    其中該工件處置機器人係經配置以使用該等第一及第二臂的獨立伸展，從該第一處理室內的該等第一及第二處理站傳送該第一工件及該第二工件至該第三及第四處理站。
  15. 如申請專利範圍第14項的系統，其中該系統包含一傳送位置，其具有可操作以堆疊式支撐該第一及該第二工件的一工件支承柱。
  16. 如申請專利範圍第15項的系統，其中該工件處置機器人係經配置以在同一時間從該工件支承柱拾起或放下該第一工件及該第二工件。
  17. 如申請專利範圍第14項的系統，進一步包含與該傳送室處理流程互通的一裝載鎖定室，其中該裝載鎖定室具有一工件支承柱並且可操作以與該傳送室隔離，其中該裝載鎖定室可在從10托爾至大氣壓的一壓力操作。
  18. 如申請專利範圍第14項的系統，其中該第一處理室係一蝕刻處理室、一乾式剝除處理室、一沉積處理室、一熱處理室、一離子佈植處理室或一表面處理室。
  19. 如申請專利範圍第14項的系統，其中該第二處理室係一蝕刻處理室、一乾式剝除處理室、一沉積處理室、一熱處理室、一離子佈植處理室或一表面處理室。
  20. 如申請專利範圍第14項的系統，其中該第三處理室係一蝕刻處理室、一乾式剝除處理室、一沉積處理室、一熱處理室、一離子佈植處理室或一表面處理室。
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