TW202312336A - 用於同時的基板傳送的機器人 - Google Patents

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Abstract

示例性基板處理系統可包括傳送區域殼體，其界定與複數個處理區域流體耦接的傳送區域。傳送區域殼體的側壁可界定用於提供和接收基板的可密封出入口。系統可包括具有中心轂（central hub）的傳送設備，中心轂包括軸，軸在遠端延伸穿過傳送區域殼體進入傳送區域。傳送設備可包括橫向平移設備，其與傳送區域殼體的外表面耦接，且該橫向平移設備經配置以提供軸的橫向運動的至少一個方向。系統亦可包括端效器，其在傳送區域內與軸耦接。端效器可包括複數個臂，該複數個臂的臂數量等於該傳送區域中複數個基板支撐件中的基板支撐件的數量。

Description

用於同時的基板傳送的機器人
本申請主張2019年7月12日提交的美國臨時專利申請案第62/873,480號的優先權，其全文透過引用整體結合於此以用於所有目的。
本技術涉及以下申請案，所有申請案皆於2019年7月12日同時提交，標題為：「ROBOT FOR SIMULTANEOUS SUBSTRATE TRANSFER」（美國臨時申請案第62/873,400）、「ROBOT FOR SIMULTANEOUS SUBSTRATE TRANSFER」（美國臨時申請案第62/873,432）、「ROBOT FOR SIMULTANEOUS SUBSTRATE TRANSFER」（美國臨時申請案第62/873,458）、「MULTI-LID STRUCTURE FOR SEMICONDUCTOR PROCESSING SYSTEMS」（美國臨時申請案第62/873,518）、和「HIGH-DENSITY SUBSTRATE PROCESSING SYSTEMS AND METHODS」（美國臨時申請案第62/873,503）。這些申請案中的每個申請案透過引用而整體併入本文以用於所有目的。
本技術涉及半導體處理和設備。更具體地，本技術涉及基板搬運系統。
半導體處理系統通常利用群集工具將許多處理腔室整合在一起。此配置可以促進實行幾個順序的處理操作而無需從受控制的處理環境中移除基板，或者它可以允許在變化的腔室中一次在多個基板上實行類似的處理。這些腔室可包括，例如，脫氣腔室、預處理腔室、傳送腔室、化學氣相沉積腔室、物理氣相沉積腔室、蝕刻腔室、計量腔室和其他腔室。選擇群集工具中的腔室的組合，以及運行這些腔室的操作條件和參數，以使用特定的處理配方和處理流程來製造特定的結構。
群集工具通常透過使基板連續透過一系列腔室及處理操作來處理許多基板。通常將處理配方和順序程式化到微處理器控制器中，該微處理器控制器將透過群集工具引導、控制、和監控每個基板的處理。一旦已經透過群集工具成功地處理了整個晶圓盒，則可以將該盒傳遞到另一個群集工具或獨立工具，例如化學機械研磨器，以進行進一步處理。
通常使用機器人將晶圓傳送透過各種處理和保持腔室。每個處理和搬運操作所需的時間量直接影響每單位時間的基板處理量。群集工具中的基板處理量可能直接與位於傳送腔室中的基板搬運機器人的速度有關。隨著處理腔室配置的進一步發展，習用的晶圓傳送系統可能是不夠的。
因此，需要可用於在群集工具環境中有效地引導基板的改進的系統和方法。這些和其他需求由本技術解決。
示例性基板處理系統可包括傳送區域殼體，其界定與複數個處理區域流體耦接的傳送區域。傳送區域殼體的側壁可界定用於提供和接收基板的可密封出入口。複數個基板支撐件可設置在傳送區域內。系統可包括具有中心轂（central hub）的傳送設備，中心轂包括軸，軸在遠端延伸穿過傳送區域殼體進入傳送區域。傳送設備可包括與傳送區域殼體的外表面耦接的橫向平移設備。橫向平移設備可以配置以提供軸的橫向運動的至少一個方向。系統亦可包括端效器，端效器在傳送區域內在軸的遠端處與軸耦接。端效器可包括複數個臂，該複數個臂的臂數量等於複數個基板支撐件中的基板支撐件的數量。
在一些實施例中，複數個基板支撐件可包括至少四個基板支撐件。傳送設備可包括第一驅動，其與軸耦接並且被配置以使軸繞穿過軸的中心軸旋轉。第一驅動可包括繞著軸延伸的無框馬達。傳送設備可包括第二驅動，第二驅動與軸耦接並且被配置以提供軸的垂直平移。第一驅動可包含在與引導件耦接的殼體中，第二驅動沿著引導件可引導殼體，且引導件垂直地平移第一驅動和軸。橫向平移設備可包括可在第一橫向方向上平移的第一平台，且中心轂與第一平台耦接。橫向平移設備可包括可在第二橫向方向上平移的第二平台，且第二平台可與第一平台垂直對準並與該第一平台耦接。第二橫向方向可與第一橫向方向正交。傳送設備可包括波紋管，軸延伸穿過波紋管。波紋管可在第一端處與傳送設備的基底板固定地耦接。波紋管的尺寸可設置成在波紋管的空間內提供軸的橫向平移。
本技術的一些實施例可以涵蓋包括界定中心孔的基底板的傳送設備。該設備可包括軸，軸的遠端可至少部分地延伸穿過基底板的中心孔。設備可包括橫向平移設備，其與基底板耦接。橫向平移設備可配置以提供軸在基底板的中心孔內的橫向運動的至少一個方向。設備可包括波紋管，其與基底板耦接並與基底板的中心孔軸向對準。軸可至少部分地延伸穿過波紋管。設備可包括第一驅動，其與軸耦接並且被配置以使軸繞軸的中心軸旋轉。
在一些實施例中，傳送設備可包括支撐件，支撐件與橫向平移設備耦接。支撐件可包括一或多個引導件，該一或多個引導件沿支撐件的面向軸的表面垂直地延伸。軸可至少部分地容納在殼體內，且殼體可與支撐件的引導件可移動地耦接。波紋管的第一端與基底板耦接，且波紋管的第二端與殼體耦接。設備可包括第二驅動，第二驅動與支撐件的基座耦接。第二驅動可配置以沿著支撐件的引導件垂直地驅動殼體，提供軸的垂直平移。第二驅動自第一驅動橫向偏移。第二驅動與第一驅動軸向對準。橫向平移設備可包括第一平台，第一平台與基底板耦接並且可在第一橫向方向上平移。波紋管至少部分地延伸穿過第一平台。橫向平移設備可包括第二平台，第二平台可在與第一橫向方向垂直的第二橫向方向上平移。第二平台可與第一平台垂直對準並與第一平台耦接。波紋管可至少部分地延伸穿過第二平台。
本技術的一些實施例可涵蓋基板處理系統。系統可包括傳送區域殼體，其界定與複數個處理區域流體耦接的傳送區域。傳送區域殼體的側壁可界定用於提供和接收基板的可密封出入口。傳送區域殼體的基座可界定孔。系統可包括複數個基板支撐件，其設置在傳送區域內。系統可包括在傳送區域內的傳送設備。傳送設備可包括基底板，其界定中心孔。基底板可與傳送區域殼體的基座的外部耦接。基底板的中心孔可繞孔延伸穿過傳送區域殼體的基座。傳送設備可包括軸，軸的遠端可至少部分地延伸穿過基底板的中心孔。傳送設備亦可包括橫向平移設備，其與基底板耦接。橫向平移設備可配置以提供軸在基底板的中心孔內的橫向運動的至少一個方向。傳送設備可包括波紋管，其與基底板耦接並與基底板的中心孔軸向對準。軸可至少部分地延伸穿過波紋管。傳送設備亦可包括端效器，端效器在傳送區域內在軸的遠端處與軸耦接。端效器可包括複數個臂，複數個臂被配置以支撐基板。
相對於常規的系統和技術，本技術可提供許多益處。例如，除了用於基板傳送的旋轉運動之外，傳送系統可提供橫向傳送能力。此外，根據本技術的一些實施例，傳送系統可利用配置來適應或限制彎曲、旋轉、和其他力矩。結合以下描述和隨附圖式更詳細地描述了這些和其他實施例以及它們的許多優點和特徵。
基板處理可包括用於在晶圓或半導體基板上添加、移除、或以其他方式修改材料的時間密集的操作。基板的有效移動可以減少排隊時間並提高基板處理量。為了改善在群集工具中處理的基板數量，可以將附加腔室合併到主機上。儘管可以透過加長工具來連續地增加傳送機器人和處理腔室，但是隨著群集工具的佔地擴大，如此可能會是空間上低效率的。因此，本技術可包括在限定的佔地內具有增加數量的處理腔室的群集工具。為了適應關於傳送機器人的有限的佔地，本技術可增加從機器人橫向向外的處理腔室的數量。例如，一些常規的群集工具可包括一或兩個處理腔室，該一或兩個處理腔室圍繞位於中心的傳送機器人的部分而定位，以使圍繞機器人的徑向腔室的數量最大化。本技術可以透過併入在橫向上向外作為另一行或另一組腔室的附加腔室來擴展此概念。例如，本技術可以與包括三個、四個、五個、六個、或更多個處理腔室的群集工具一起應用，該等處理腔室在一或多個機器人出入位置中的每個位置處被可供出入。
然而，由於增加了附加的處理位置，若沒有在每個位置的附加傳送功能，從中央機器人進出這些位置可能不再可行。一些常規技術可包括晶圓載體，在傳送期間，基板保持在其上。然而，晶圓載體可能會導致基板上的熱不均勻和顆粒污染。本技術透過結合與處理腔室區域垂直對準的傳送部分和可以與中央機器人協同操作以進出附加晶圓位置的圓盤傳送帶或傳送設備來克服這些問題。在一些實施例中，本技術可以不使用常規的晶圓載體，並且可以在傳送區域內將特定晶圓從一個基板支撐件傳送到不同的基板支撐件。儘管其餘的公開內容將慣常地標識可以為其使用本結構和方法的特定結構，例如四位置傳送區域，但是將容易地理解到，系統和方法同樣適用於可能會從所解釋的傳送功能中受益的任何數量的結構和裝置。因此，本技術不應被視為僅限於與任何特定結構一起使用。此外，儘管將描述示例性工具系統以提供本技術的基礎，但應理解到，本技術可以與可以受益於將要描述的一些或所有的操作和系統的任何數量的半導體處理腔室和工具結合。
第1A圖示出了根據本技術的一些實施例的沉積、蝕刻、烘烤、和固化腔室的基板處理工具或處理系統100的一個實施例的頂視圖。在圖中，一組晶圓傳送盒102提供各種尺寸的基板，該等基板在被運送到基板處理區域108中的一者之前，被機械臂104a和104b接收並放置在裝載閘或低壓保持區域106中，位於腔室系統或四部分（quad sections）109a-c中，其各者可以是具有與複數個處理區域108流體耦接的傳送區域的基板處理系統。儘管示出了四系統（quad system），但是應理解到，結合單獨腔室、雙腔室、和其他多腔室系統的平台同樣被本技術涵蓋。容納在傳送腔室112中的第二機械臂110可用於將基板晶圓從保持區域106傳送到四部分109並返回，並且第二機械臂110可被容納在傳送腔室中，四部分的各者或處理系統可以與傳送腔室連接。每個基板處理區域108可被裝配成實行許多基板處理操作，包括任何數量的沉積處理，包括循環層沉積、原子層沉積、化學氣相沉積、物理氣相沉積、以及蝕刻、預清潔、退火、電漿處理、脫氣、定向、和其他基板處理。
每個四部分109可包括傳送區域，傳送區域可以從第二機械臂110接收基板並將基板傳送到第二機械臂110。腔室系統的傳送區域可以與具有第二機械臂110的傳送腔室對齊。在一些實施例中，傳送區域可以供機器人橫向進出。在後續操作中，傳送部分的部件可以將基板垂直平移到上層處理區域108中。類似地，傳送區域也可操作以在每個傳送區域內的位置之間旋轉基板。基板處理區域108可包括用於在基板或晶圓上沉積、退火、固化、和/或蝕刻材料膜的任何數量的系統部件。在一個配置中，可以使用兩組處理區域，例如四部分109a和109b中的處理區域，來在基板上沉積材料，以及使用第三組處理腔室，例如四部分109c中的處理腔室或區域，來固化、退火、或處理沉積的膜。在另一配置中，所有三組腔室，例如所示的所有十二個腔室，可以被配置為沉積和/或固化基板上的膜兩者。
如圖所示，第二機械臂110可包括兩個臂，用於同時輸送和/或取回多個基板。例如，每個四部分109可包括沿傳送區域的殼體的表面的兩個出入口107，其可與第二機械臂橫向對準。可以沿著與傳送腔室112相鄰的表面界定出入口。在一些實施例中，如所繪示，第一出入口可以與四部分的複數個基板支撐件中的第一基板支撐件對準。此外，第二出入口可以與四部分的複數個基板支撐件中的第二基板支撐件對準。在一些實施例中，第一基板支撐件可以與第二基板支撐件相鄰，且兩個基板支撐件可以界定第一列基板支撐件。如圖示的配置所示，第二列基板支撐件可以位於第一列基板支撐件的後方，該等第一列基板支撐件自傳送腔室112橫向向外。第二機械臂110的兩個臂可以間隔開以允許兩個臂同時進入四部分或腔室系統，以將一個或兩個基板傳送至傳送區域中的基板支撐件或從支撐件取回。
所描述的任何一或多個傳送區域可以與從不同實施例中示出的製造系統分離的附加腔室合併。應理解到，處理系統100也考量用於材料膜的沉積、蝕刻、退火、和固化腔室的附加配置。此外，任何數量的其他處理系統可以與本技術利用，其可以結合用於實行諸如基板移動的任何特定操作的傳送系統。在一些實施例中，可以提供對多個處理腔室區域的出入口而同時在各個部分中保持真空環境的處理系統，例如所述的保持和傳送區域，可以允許在多個腔室中實行操作，同時在分別的處理之間保持特定的真空環境。
第1B圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性處理工具，例如穿過腔室系統，的一個實施例的示意性截面正視圖。第1B圖可示出穿過任何四部分109中的任意兩個相鄰處理區域108的截面圖。該正視圖可示出一或多個處理區域108與傳送區域120的配置或流體耦接。例如，連續的傳送區域120可以由傳送區域殼體125界定。殼體可界定開放的內部空間，在其中可佈置多個基板支撐件130。例如，如第1A圖所示，示例性處理系統可包括四個或更多個，包括圍繞傳送區域分佈在殼體內的多個基板支撐件130。如圖所示，基板支撐件可以是底座，儘管也可以使用許多其他配置。在一些實施例中，底座可在傳送區域120和覆蓋傳送區域的處理區域之間垂直地平移。基板支撐件可以沿著腔室系統內的第一位置和第二位置之間的路徑沿著基板支撐件的中心軸垂直地平移。因此，在一些實施例中，每個基板支撐件130可以與由一或多個腔室元件界定的覆蓋處理區域108軸向對準。
開放的傳送區域可以提供諸如圓盤帶的傳送設備135在各個基板支撐件之間接合和例如旋轉地移動基板的能力。傳送設備135可以繞中心軸旋轉。這可以允許將基板定位成在處理系統內的任何處理區域108內進行處理。傳送設備135可包括一或多個端效器，其可從上方、下方與基板接合，或者可與基板的外邊緣接合，以繞基板支撐件運動。傳送設備可以從傳送腔室機器人（例如，先前描述的機器人110）接收基板。傳送設備可接著旋轉基板以替代基板支撐件，以利於額外基板的輸送。
一旦被定位並等待處理，傳送設備可將端效器或臂定位在基板支撐件之間，這可以允許基板支撐件被抬升過傳送設備135並將基板輸送到處理區域108中，該處理區域可自傳送區域垂直偏移。例如，且如圖所示，基板支撐件130a可將基板輸送到處理區域108a中，而基板支撐件130b可將基板輸送到處理區域108b中。這可能發生在其他兩個基板支撐件和處理區域，以及包括附加處理區域的實施例中的附加基板支撐件和處理區域。在這樣的配置中，當被操作地接合以處理基板時，例如在第二位置處，基板支撐件可以至少部分地從下方界定處理區域108，且處理區域可以與相關聯的基板支撐件軸向對準。可透過面板140以及其他蓋堆疊元件從上方界定處理區域。在一些實施例中，每個處理區域可具有各別的蓋堆疊部件，儘管在一些實施例中，部件可以容納多個處理區域108。基於此配置，在一些實施例中，每個處理區域108可以與傳送區域流體地耦接，同時在腔室系統或四部分內與每個其他處理區域從上方流體地隔離。
在一些實施例中，面板140可操作為系統的電極，以在處理區域108內產生局部電漿。如圖所示，每個處理區域可利用或結合單獨的面板。例如，可包括面板140a以從上方處理區域108a界定，且可包括面板140b以從上方處理區域108b界定。在一些實施例中，基板支撐件可以操作為用於在面板和基板支撐件之間產生電容耦合電漿的配對電極。根據空間幾何，泵襯套145可至少部分地徑向地或橫向地界定處理區域108。同樣的，單獨的泵襯套可用於每個處理區域。例如，泵襯套145a可至少部分地徑向界定處理區域108a，而泵襯套145b可至少部分地徑向界定處理區域108b。在實施例中，擋板150可位於蓋155和面板140之間，且同樣地可以包括個別的擋板以促進在每個處理區域內的流體分佈。例如，可包括擋板150a以向處理區域108a分配，並且可包括擋板150b以向處理區域108b分配。
蓋155可以是每個處理區域的單獨部件，或者可包括一或多個共同態樣。在一些實施例中，如圖所示，蓋155可以是單個部件，其界定了多個孔160，該多個孔用於將流體輸送到各個處理區域。例如，蓋155可以界定用於流體輸送至處理區域108a的第一孔160a，且蓋155可以界定用於流體輸送至處理區域108b的第二孔160b。當包括附加的孔時，在每個部分內的附加處理區域可界定附加的孔。在一些實施例中，可以容納多於或少於四個基板的每個四部分109或多處理區域部分可包括一或多個用於將電漿流出物輸送到處理腔室中的遠端電漿單元165。在一些實施例中，可以為每個腔室處理區域合併各別的電漿單元，儘管在一些實施例中，可以使用較少的遠端電漿單元。例如，如圖所示，單個遠端電漿單元165可用於多個腔室，例如兩個、三個、四個、或更多個腔室，直到用於具體四部分的所有腔室。在本技術的實施例中，管道可以從遠端電漿單元165延伸到每個孔160，以用於輸送電漿流出物以進行處理或清潔。
如所指出的，處理系統100，或更具體而言，與處理系統100或其他處理系統結合的四部分或腔室系統，可包括位於所示的處理腔室區域下方的傳送部分。第2圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性腔室系統200的傳送部分的示意性等距視圖。第2圖可以示出上述傳送區域120的其他態樣或態樣的變化，並且可包括所描述的任何部件或特徵。所示的系統可包括界定傳送區域的傳送區域殼體205，在該傳送區域中可以包括多個部件。傳送區域可以另外至少部分地由與傳送區域流體耦接的處理腔室或處理區域從上方限定，例如第1A圖的四部分109所示的處理腔室區域108。傳送區域殼體的側壁可以界定一或多個出入口位置207，穿過該出入口位置可以輸送和取回基板，例如透過如上所述的第二機械臂110。出入口位置207可以是狹縫閥或其他可密封的出入口位置，其在一些實施例中包括門或其他密封機構以在傳遞區域殼體205內提供氣密環境。儘管以兩個這樣的出入口位置207示出，應理解，在一些實施例中，可以僅包括單個出入口位置207，以及在傳送區域殼體的多個側面上的出入口位置。亦應理解，所示的傳送部分的尺寸可以經設置以適應任何基板尺寸，包括200mm、300mm、450mm、或更大或更小的基板，包括以任何數量的幾何或形狀為特徵的基板。
在傳送區域殼體205內可以是圍繞傳送區域空間定位的複數個基板支撐件210。儘管示出了四個基板支撐件，應理解，本技術的實施例類似地涵蓋了任何數量的基板支撐件。例如，根據本技術的實施例，可以在傳送區域中容納大於或大約三個、四個、五個、六個、八個、或更多的基板支撐件210。第二機械臂110可以穿過出入口207將基板輸送到基板支撐件210a或210b中的一者或兩者。類似地，第二機械臂110可以從這些位置取回基板。升降銷212可以從基板支撐件210突出，並且可以允許機器人進出基板下方。在一些實施例中，升降銷可以固定在基板支撐件上，或者固定在基板支撐件可以在其下方凹陷的位置，或者升降銷可以額外地透過基板支撐件升高或降低。基板支撐件210可以是垂直可平移的，並且在一些實施例中，可以延伸到基板處理系統的處理腔室區域，例如位於傳送區域殼體205上方的處理腔室區域108。
傳送區域殼體205可以為對準系統提供出入口215，對準系統可包括對準器，該對準器可以延伸穿過傳送區域殼體的孔，如圖所示，並且可以與雷射、攝影機、或其他穿過相鄰孔突出或透射的監控裝置一起操作，並且可以判定正被平移的基板是否正確對準。傳送區域殼體205可亦包括傳送設備220，其可以多種方式操作以定位基板並在各種基板支撐件之間移動基板。在一個實例中，傳送設備220可以將基板支撐件210a和210b上的基板移動到基板支撐件210c和210d，這可以允許將另外的基板被傳送到傳送腔室中。附加的傳送操作可包括在基板支撐件之間旋轉基板，以在覆蓋的處理區域中進行附加處理。
傳送設備220可包括中心轂225，其可包括延伸到傳送腔室中的一或多個軸。與軸耦接的可以是端效器235。端效器235可包括從中心轂徑向或橫向向外延伸的複數個臂237。儘管是以臂從其延伸的中央主體來示出，但是端效器可以另外包括單獨的臂，在各個實施例中，每個臂與軸或中心轂耦接。在本技術的實施例中可包括任何數量的臂。在一些實施例中，多個臂237可以與腔室中包括的基板支撐件210的數目相似或相等。因此，如圖所示，對於四個基板支撐件，傳送設備220可包括從端效器延伸的四個臂。臂的特徵可以在於任何數量的形狀和輪廓，例如筆直的輪廓或拱形輪廓，以及包括任何數量的遠側輪廓，包括鉤、環、叉、或用於支撐基板和/或提供對基板的出入口的其他設計，例如用於對準或接合。
端效器235或端效器的部件或部分可用於在傳送或移動期間接觸基板。這些部件以及端效器可由包括導電和/或絕緣材料的多種材料製成，或包括多種材料。在一些實施例中，材料可以被塗覆或鍍覆以承受與可能從上覆處理腔室進入傳送腔室的前驅物或其他化學物質的接觸。
此外，可以提供或選擇材料以承受其他環境特徵，例如溫度。在一些實施例中，基板支撐件可用於加熱設置在支撐件上的基板。基板支撐件可被配置以將表面或基板溫度增加到大於或約100℃、大於或約200℃、大於或約300℃、大於或約400℃、大於或約500℃、大於或約600℃、大於或約700℃、大於或約800℃、或更高。在操作中，任意的這些溫度可以被保持，且因此傳送設備220的部件可能會暴露於這些規定的或涵蓋的溫度中的任何一個。因此，在一些實施例中，可以選擇任何材料來適應這些溫度範圍，並且可以包括諸如陶瓷和金屬的材料，其以相對低的熱膨脹係數或其他有益特性為特徵。
部件耦接還可以適於在高溫和/或腐蝕性環境中運行。例如，在端效器和末端部分各者為陶瓷的情況下，耦接可包括壓裝、卡扣、或其他可能不包含其他材料（例如螺栓）的配件，它們可能會隨溫度而膨脹和收縮，並可能導致陶瓷的破裂。在一些實施例中，端部可以與端效器是連續的，並且可以與端效器一體成形。可以使用可以在操作期間促進操作或抵抗的任何數量的其他材料，並且所屬技術領域類似地涵蓋該等材料。
傳送設備220可以包括多個部件和配置，其可促進端效器在多個方向上的運動，這可以促進與端效器可耦接到的驅動系統部件以一或多種方式的旋轉運動以及垂直運動或橫向運動。第3圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性傳送設備300的示意性等距視圖，然而應理解到，任何其他提供將提及之旋轉、垂直和/或橫向運動的配置也被本技術類似地涵蓋。
傳送設備300可包括基底板305，該基底板可以以一或多種方式與傳送腔室殼體耦接，並且可以在本技術的實施例中操作為具有與基底板耦接或相關聯的各種元件的中心轂225。例如，基底板305可以與先前示出的傳送區域殼體205的外部（例如與凸緣307）或基底板的外部耦接。基底板305的一部分可以延伸穿過或至少部分地在傳送腔室殼體的基底中延伸，例如穿過在傳送區域殼體中界定的孔，並且在一些實施例中可以位於傳送區域殼體中的中心。
軸310可以延伸穿過基底板305進入傳送區域空間，並且可以支撐端效器，如前所述。端效器可以與延伸到傳送區域中的軸310的遠端耦接。在一些實施例中，基底板305可以是與傳送區域殼體耦接的唯一部件，並且傳送設備300的其他部件可以與傳送腔室殼體有限的接觸或不接觸。基底板305可界定孔308，軸310可延伸穿過孔308。在一些實施例中，孔308可以至少部分地與穿過傳送區域殼體的孔對準，且孔308的尺寸可以設置成容納軸310的橫向運動的量，這將在以下進一步描述。
橫向平移設備315可以與基底板305耦接，該橫向平移設備可以耦接在基底板305與相對於與傳送區域殼體耦接的表面相對的表面上。在一些實施例中，橫向平移設備315可包括多個部件，該多個部件在沿著正交於穿過軸310的中心軸的平面的一或多個方向上提供運動，並且可以允許軸在基底板的中心孔內的橫向運動。橫向平移設備315可包括第一平台320，第一平台的一部分可以與基底板305耦接。第一平台320可包括多個部件，如下所述，並且可包括一或多個引導件，該一或多個引導件可以由馬達驅動，以使與平台耦接的部件在垂直於透過軸310的中心軸的第一方向上移動。
在一些實施例中，橫向平移設備315亦可包括第二平台325，第二平台的一部分可與第一平台320耦接。第二平台325可以包括類似於第一平台320的部件，並且在一些實施例中，第一平台320和第二平台325可以是相似或相同的。這些平台可以以一或多種方式偏移，以促進額外的平移能力。例如，在一些實施例中，第二平台325可提供在垂直於穿過軸310的中心軸的第二方向上的部件運動。第二方向亦可偏離第一方向，並且在一些實施例中，第二方向可以在與穿過軸310的中心軸正交的平面內與第一方向正交。因此，橫向平移設備315可提供傳送設備300的部件，包括軸310和與該軸耦接的端效器，的橫向運動的至少一個方向。橫向平移設備的態樣將在以下進一步討論。軸310的橫向運動可以提供對處理腔室內的基板的增加的控制，並且可以允許校正基板的位置以輸送至基板支撐件，以確保精度並限制由於未對準而對基板造成的損傷。
支撐結構330可與橫向平移設備315耦接，在一些實施例中，該支撐結構可以從橫向平移設備315延伸。軸310可以在延伸進入傳送區域殼體或其他腔室的遠端處延伸透過橫向平移設備315。軸310的近端可以以一或多種方式與用於移動軸310的一或多個驅動系統以及所耦接的端效器耦接。第3圖示出了配置以產生軸310的旋轉運動的第一驅動335的一個實施例。第一驅動335可以是產生軸310繞軸310的中心軸旋轉的任何數量的驅動器或馬達。如圖所示，一個實施例可包括繞軸310延伸並且與軸同心的馬達。馬達可以是任意類型的馬達，並且可以以多種方式與軸耦接以旋轉軸。作為一個非限制性實例，無框（frameless）馬達可以繞軸延伸，且轉子可以與軸磁耦接，或者可以併入與軸耦接的多個軸承。可以使用任何其他類型的驅動系統，例如帶驅動系統、齒輪驅動系統、或配置以旋轉軸的其他系統。
在一些實施例中，殼體340可以圍繞一或多個部件延伸，並且可以至少部分地繞軸延伸。在一些實施例中，第一驅動335可被包含在殼體340內，儘管另外的實施例可包括在殼體外部的第一驅動335的態樣，如將在以下所進一步描述。在一些實施例中，殼體340可以與支撐結構330耦接，其中傳送設備300除了提供軸310的旋轉運動和/或橫向運動之外還提供垂直運動。在一些實施例中，支撐結構330可包括一或多個引導件345，例如線性引導件或導軌，可沿其驅動外殼340。附接到殼體340的可以是一或多個托架或軸承，其允許殼體沿著引導件345平移並且與引導件345可移動地耦接。這可以使殼體和軸垂直地平移，且接著可允許端效器的垂直運動以促進在傳送設備和基板支撐件之間接合和脫離基板。第二驅動350可以與殼體340和/或軸310耦接，其可包括任意數量的馬達或材料以沿著支撐結構330上的線性引導件驅動軸和/或其他部件。如第3圖所示，在一些實施例中，第一驅動和第二驅動可與軸垂直對準以限制操作期間的力矩。例如，如圖所示，第二驅動350可以在中心安裝在支撐結構330的基座上，並且與軸和第一驅動成一直線。這可以減少或限制傳送裝置和相關聯部件（例如軸310）上的任何旋轉或彎曲力矩。
第4圖示出了透過根據本技術的一些實施例的示例性傳送設備300的示意性截面圖，其可以示出系統的附加部件。橫截面圖可以示出部件之間的示例性耦接，以及傳送設備300的部件的對準的一個實例。例如，該圖示出了第二驅動350與軸310的對準以及第一驅動335與軸310的同心對準。
在一些實施例中，軸310可以延伸到其中的傳送區域可以是在真空條件之下。本技術的一些實施例可以將每個驅動部件維持在真空環境之外。為了適應不同的環境壓力以及軸的運動兩者，波紋管355和密封件360也可結合在系統內。波紋管355可繞軸延伸，且軸310可在進入傳送區域之前在遠端處至少部分地延伸穿過波紋管。波紋管355可以與穿過基底板305的孔軸向對準，軸310可以延伸穿過該孔。波紋管355可以與基底板305的表面耦接，例如在與第一表面相對的第二表面處，基底板305可以透過波紋管355的表面而與傳送區域殼體耦接。波紋管355可以在波紋管的第一端357處與基底板305固定地耦接。波紋管的第二端359可以被耦接，包括與殼體340牢固地耦接。密封件360可以是唇形密封件或其他密封裝置，其可圍繞軸310延伸並且鄰接波紋管以產生壓力差，其中例如，透過波紋管並且圍繞軸310的遠端可以保持在傳送區域環境的壓力下，而可以將傳送設備300的其他示出的部件保持在更高的壓力下。由於傳送設備300的部件可能暴露於的溫度，此配置亦可促進冷卻基底板305以及殼體340和包括在其中的部件，這可以限制溫度對部件的影響。例如，包括流體冷卻夾套的夾套可以繞這些部件中的任一個延伸，以在處理操作期間限制部件的溫度。可以類似地使用額外的冷卻且本技術也包括額外的冷卻。
波紋管355可透過隨著殼體的運動而收縮（flexing）來適應軸310的垂直平移。此外，波紋管355可以被具體地配置成適應軸310的橫向運動。如先前所討論的，橫向平移設備315可以與基底板305耦接。如圖所示，橫向平移裝置315的第一平台320亦可包括平台可以沿其移動的線性引導件或導軌。例如，第一平台320的導軌可以與基底板305耦接，且第一平台320可以在第一方向（例如正交於所示出的橫截面的平面）上沿著這些導軌被驅動。馬達可以與第一平台耦接以沿著導軌驅動平台。類似地，第二平台325可以與第一平台320耦接，且可以從第一平台320旋轉例如90度，以在同一平面中但與第一平台320正交的提供橫向運動。第二馬達，例如馬達327，可以沿著可以與第一平台耦接的導軌驅動第二平台。支撐結構330可以與第二平台耦接，並且因此第一平台和/或第二平台的操作可以移動每個相關聯的部件，其可以與該結構耦接或者與和該結構耦接的其他部件耦接。因此，任一平台的移動將間接地使軸在穿過基底板305的孔內橫向移動。
在一些實施例中，該運動亦可使軸在波紋管355內橫向移動，以及至少部分地使波紋管的各方面運動。如圖所示，第一平台320和第二平台325兩者均可界定孔，波紋管355可延伸穿過該孔。如前所述，波紋管355可在波紋管的第一端357處與基底板305耦接，在第一平台和/或第二平台的操作期間，第一端不可移動。然而，當結構和包括殼體340的相關聯部件隨第一平台和第二平台移動時，可與殼體340耦接的波紋管355的第二端359可移動。因此，波紋管355的第二端359可橫向偏斜，並變成自第一端357垂直偏移。軸310可保持與波紋管355的第二端359的中心對準，因為這些部件可一起移動。然而，在這些運動期間，軸310可朝向波紋管355的第一端357的內部徑向邊緣移動，因為在橫向運動期間第一端357的位置可保持固定。因此，在一些實施例中，在第一端357處的波紋管355的直徑的尺寸可設置成適應軸310和波紋管355的第二端的橫向運動，以確保軸310可不接觸波紋管355。波紋管355的直徑可沿波紋管的長度保持恆定，或者可以從第二端359向第一端357展開，以適應運動並限制或防止軸310與波紋管的側壁或端部之間的接觸。
此外，在第4圖中示出第二驅動350的進一步的細節，其可以一或多種方式與部件耦接。例如，第二驅動350可包括滾珠螺桿馬達，或者可以提供與馬達的軸耦接的部件的垂直線性平移的任何其他馬達。如圖所示，第二驅動350可以與支撐結構330的基座耦接，並且可以透過殼體340與軸310耦接，例如與滾珠螺母或其他允許驅動軸或螺桿的旋轉的傳送裝置，而螺母和相關聯的部件，例如殼體和軸，在垂直平移時保持旋轉固定。因此，傳送設備300可提供軸310的一或多個運動，包括多個運動，其可包括以下之一或多者：與第一驅動335旋轉運動、與第二驅動350垂直運動、以及與橫向平移設備315橫向運動。
傳送設備的其他配置也被本技術涵蓋，其可以不包括如上所述的第一驅動和第二驅動的軸向對準。第5圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性傳送設備400的示意性等距視圖。傳送設備400以一或多種方式可以類似於傳送設備300，並且可包括先前描述的任何部件、材料、或配置，即使圖中未明確示出，並可進一步示出如上所述傳送設備300的一些態樣。
例如，傳送設備400可包括基底板405，其可與傳送區域殼體耦接，如先前所述。基底板405可界定中心孔、或通用孔，軸410可延伸透過該中心孔或通用孔。如先前所述，端效器可以與軸410的遠端耦接。軸410亦可延伸穿過波紋管455，波紋管455可延伸透過穿過橫向平移設備415的孔。橫向平移設備可包括一或多個具有允許軸的橫向運動的部件的平台，其可以與橫向平移設備間接地耦接。在一些實施例中，橫向平移設備415可包括提供在第一線性方向上的橫向運動的第一平台420，其可由馬達422驅動。此外，在一些實施例中，橫向平移設備415可包括第二平台425，該第二平台在與第一線性方向相同的平面中且正交於第一線性方向的第二線性方向上提供橫向運動。在一些實施例中，第二平台425可以由馬達427驅動。
與橫向平移設備415耦接的可以是支撐結構430，其可包括如先前所討論的引導件，殼體440以及軸410可沿著該引導件垂直地平移。第5圖示出了實施例，在該實施例中第一驅動435可以不繞軸410延伸，並且可以定位在殼體440的外部。第一驅動435仍可透過殼體440與軸410耦接以提供軸410的旋轉運動，儘管可以包括不同的馬達，例如伺服馬達或其他馬達，以提供用於軸410旋轉的旋轉能力。在一些實施例中，第二驅動450也可被包括以提供如前文所述的垂直平移能力。然而，在一些實施例中，第二驅動450可以從第一驅動435橫向偏移以及垂直偏移。第二驅動450可以與殼體440或殼體440的軸承耦接，以允許殼體440沿著結構430的引導件平移。在如所示的一些實施例中，第二驅動450可以不與軸410耦接，儘管與殼體440的第二驅動450一起移動（軸410可以容納於其中）也仍可垂直平移軸410。因此，本技術可適應多種配置，以提供軸和相關聯的端效器的多個運動，這可以允許在處理系統的傳送區域內基板的旋轉以及垂直和/或橫向運動。
第6圖示出了根據本技術的一些實施例的基板處理系統500的示例性傳送區域的示意性截面正視圖。第6圖示出如前所述的交錯的升降銷配置，且交錯的升降銷配置可以包括在前文所述的任何傳送腔室或基板處理系統中。例如，先前描述的任何升降銷可包括如圖所示的交錯的高度升降銷。基板處理系統500可包括任何先前描述的實施例的任何部件、配置、和特性，並且類似地，任何先前描述的系統可包括所示的升降銷配置。系統500可包括分別位於腔室內的升降銷505組上的複數個基板501，其亦可包括傳送設備520，傳送設備可包括先前描述的任何傳送設備的特徵，包括從傳送設備延伸的臂535。此外，傳送設備520可包括軸522，具有臂535的端效器可以耦接至軸522。軸522亦可延伸穿過傳送區域殼體的基座的孔，並且延伸到上文討論的或者本技術以其他方式涵蓋的任何傳送設備驅動系統，包括例如傳送設備300和傳送設備400的驅動系統。
升降銷505可以是從基板支撐件510延伸的銷的組，以提供對於輸送或取回基板501的可進出性，且每個組可包括任意數量的銷以適應基板。如圖所示，升降銷組505在四個不同的高度處錯開，這可以允許基板的個別輸送和取出。例如，升降銷505a可以在基板支撐件上方延伸第一垂直長度。升降銷505b可以在橫截面中示出的基板支撐件510b上方延伸第二垂直長度，且其可隱藏升降銷505a可以從其延伸的基板支撐件，儘管基板支撐件可以成一直線。如圖所示，第二垂直長度可以小於第一垂直長度。
此外，升降銷505c可以從基板支撐件510c延伸第三垂直長度，且第三垂直長度可以小於第二垂直長度。最後，升降銷505d可以從相關聯的基板支撐件延伸第四垂直長度，其可以被基板支撐件510c隱藏並且與基板支撐件510c成一直線。第四垂直長度可以小於第三垂直長度。透過使升降銷組的高度交錯，可以在輸送或取回基板之前對每個基板進行單獨的調整。例如，當佈置在相關聯的升降銷上時，基板501a可以在基板501b上方可進出，基板501b可以在基板501c上方可進出，且基板501c可以在基板501d上方可進出。
本技術包括基板處理系統，基板處理系統可以容納附加的基板支撐件，如先前所描述的，附加的基板支撐件可能不能供位於中心的傳送機器人進出。透過結合根據本技術的實施例的傳送設備，在基板處理期間可以利用和進出多個基板支撐件。當傳送設備包括如上所述的驅動系統時，除了旋轉平移和垂直平移之外，還可提供橫向平移。此外，根據本技術的一些實施例的傳送設備配置可以以一或多種方式對準部件以限制在系統的操作期間的力矩，這可以提供額外的控制以在處理系統的傳送區域內的傳送期間微調基板的運動。
在前面的描述中，出於解釋的目的，已闡述許多細節以便提供對本技術的各種實施例的理解。然而，對所屬技術領域具有通常知識者將顯而易見的是，可以在沒有這些細節中的一些或具有其他細節的情況下實施某些實施例。
已經公開了幾個實施例，所屬技術領域具有通常知識者將認識到，在不脫離實施例的精神的情況下，可以使用各種修改、替代構造、和均等。此外，為了避免不必要地混淆本技術，沒有描述許多習知的處理和部件。因此，以上描述不應被視為限制本技術的範疇。此外，方法或處理可以被描述為順序的或步驟的，但是應理解，操作可以同時實行，或者以與所列順序不同的順序實行。
在提供值的範圍的情況下，應理解到，除非上下文另外明確指出，否則在此範圍的上限和下限之間的每個中間的值，到下限的單位的最小部分，都亦明確揭露。涵蓋了在描述的範圍內的任何描述的值或未描述的中間值與該描述的範圍內的任何其他描述的或中間值之間的任何較窄的範圍。這些較小範圍的上限和下限可以獨立地包括在該範圍中或排除在該範圍之外，且在界限的一者、均沒有、或兩者被包括在該較小範圍內的每個範圍亦被涵蓋於本技術之中，受描述的範圍內任何明確排除的界限。在所述範圍包括界限的一者或兩者的情況下，亦包括排除那些所包括的界限中的一者或兩者的範圍。
如本文和隨附申請專利範圍中所使用的，單數形式的「一」、「一個」、和「該」包括複數參照，除非上下文有另外明確指出。因此，例如，對於「一基板」的參照包括複數個這種基板，並且對「該臂」的參照包括對所屬技術領域具有通常知識者為已知的一或多個臂及其均等，等等。
而且，當在本說明書和隨附申請專利範圍中使用時，用語「包括（comprise(s)）」、「包括（comprising）」、「包含（contain(s)）」、「包含（containing）」、「包括（include(s)）」、和「包括（including）」是旨在於指名所描述的特徵、整體、部件、或操作的存在，但是它們並不排除一或多個其他特徵、整體、部件、操作、動作、或組的存在或增加。
100:處理系統 102:晶圓傳送盒 104a:機械臂 104b:機械臂 106:保持區域 107:出入口 108:處理區域 108:處理區域 108a:處理區域 108b:處理區域 109a-c:四部分 110:第二機械臂 112:傳送腔室 120:傳送區域 125:殼體 130:基板支撐件 130a:基板支撐件 130b:基板支撐件 135:傳送設備 140:面板 140a:面板 140b:面板 145:泵襯套 145a:泵襯套 145b:泵襯套 150:擋板 150a:擋板 150b:擋板 155:蓋 160:孔 160a:孔 160b:孔 165:遠端電漿單元 200:腔室系統 205:傳送區域殼體 207:出入口位置 210:基板支撐件 210a:基板支撐件 210b:基板支撐件 210c:基板支撐件 210d:基板支撐件 212:升降銷 215:出入口 220:傳送設備 225:中心轂 235:端效器 237:臂 300:傳送設備 305:基底板 307:凸緣 308:孔 310:軸 315:橫向平移設備 320:第一平台 325:第二平台 327:馬達 330:支撐結構 335:第一驅動 340:殼體 345:引導件 350:第二驅動 355:波紋管 357:第一端 359:第二端 360:密封件 400:傳送設備 405:基底板 410:軸 415:橫向平移設備 420:第一平台 425:第二平台 430:支撐結構 435:第一驅動 440:殼體 450:第二驅動 455:波紋管 500:基板處理系統 501:基板 501a:基板 501b:基板 501c:基板 501d:基板 505:升降銷 505a:升降銷 505b:升降銷 505c:升降銷 505d:升降銷 510b:基板支撐件 510c:基板支撐件 520:傳送設備 520:傳送設備 522:軸 535:臂
透過參照說明書的其餘部分和隨附圖式，可以實現對所揭露的技術的性質和優點的進一步理解。
第1A圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性處理工具的一個實施例的示意性頂視平面圖。
第1B圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的一個實施例的示意性局部剖視圖。
第2圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板處理系統的傳送部分的示意性等距視圖。
第3圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性傳送設備的示意性等距視圖。
第4圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性傳送設備的示意性剖視圖。
第5圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性傳送設備的示意性等距視圖。
第6圖示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板處理系統的傳送部分的示意性截面正視圖。
一些圖作為示意圖包含在內。應理解，圖式僅用於說明性目的，除非特別說明是按比率或比例，否則不應視為按比率或比例。此外，作為示意，提供了圖以幫助理解，並且與實際表示相比，圖可能不包括所有態樣或資訊，並且出於說明目的，可能包括放大的材料。
在隨附圖式中，相似的部件和/或特徵可具有相同的參照標籤。此外，相同類型的各種部件可以透過在參照標籤後加上一個在相似部件之間進行區分的字母來進行區分。如果在說明書中僅使用第一參照標籤，則該描述可應用於具有相同第一參照標籤的任何一個類似的部件，而與字母無關。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
300:傳送設備
305:基底板
307:凸緣
308:孔
310:軸
315:橫向平移設備
320:第一平台
325:第二平台
330:支撐結構
335:第一驅動
340:殼體
345:引導件
350:第二驅動

Claims (1)

  1. 一種基板處理系統，包括： 一傳送區域殼體，其界定與複數個處理區域流體耦接的一傳送區域，其中該傳送區域殼體的一側壁界定用於提供和接收基板的一可密封出入口； 複數個基板支撐件，其設置在該傳送區域內；和 一傳送設備，包括： 一中心轂，其包括一軸，該軸在一遠端延伸穿過該傳送區域殼體進入該傳送區域， 一橫向平移設備，其與該傳送區域殼體的一外表面耦接，該橫向平移設備經配置以提供該軸的橫向運動的至少一個方向。
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