TW202345274A - 工件加工設備 - Google Patents

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楊浩
周筱婕
趙俊泓
黃招勝
楊能傑
黃國彬
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Abstract

本揭露至少針對利用氣幕裝置形成氣幕以將儲存相應的工件的區域與工件加工設備內的傳送隔間分離以及隔絕。工件加工設備的傳送隔間包括機器人，配置以將一些工件在這些相應的儲存區域通過傳送隔間來回傳送或運送以及在傳送隔間來回傳送或運送。工具存在於工具隔間中，用於加工以及改善相應的工件。乾淨乾燥空氣可通過相應的儲存區域循環。由氣幕裝置形成的氣幕以及乾淨乾燥空氣通過相應的儲存區域的循環降低了當工件存在於工件加工設備內時工件產生缺陷、損壞以及劣化的可能性。

Description

工件加工設備
本發明是關於一種工件加工設備，特別是關於一種具有氣幕裝置的工件加工設備。
一般來說，在半導體裝置的製造中，經常利用機器人在加工設備內的各個位置之間或在彼此分離且不同的各個加工設備之間傳送工件(例如，矽晶圓)。例如，在製造各種半導體產品或裝置的階段期間，機器人可在加工設備內的各個位置或定位之間傳送晶圓，且利用加工設備內的工具來改善(refine)或加工工件。工件可藉由機器人的傳送葉片在加工設備內的這些各個位置或定位之間傳送。
加工設備內的工件的一些位置或定位可包括儲存區或緩衝區域，當加工設備中的工具已經在使用中時，儲存區或緩衝區域暫時性地保持工件。例如，相應的工件可在這些暫時保持區域之一內，且等待由加工設備內的工具加工或改善。儲存在這些儲存區或緩衝區域內的工件可藉由存在於加工設備內的傳送機器人在加工設備內的各個位置來回傳送，或在其他容器(例如，前開式通用盒或前開式晶圓傳送盒(front opening unified pod, foup))來回傳送。
本揭露實施例提供一種工件加工設備，包括傳送隔間、傳送機器人、裝載口、裝載口開口、第一氣幕裝置以及一第二氣幕裝置，傳送機器人在傳送隔間內，傳送機器人配置以通過傳送隔間傳送工件，裝載口在傳送隔間外部，裝載口開口從裝載口延伸到傳送隔間，第一氣幕裝置相鄰於裝載口開口且在傳送隔間內，第一氣幕裝置配置以形成第一氣幕，第一氣幕與裝載口開口完全重疊，工件緩衝容器包括儲存腔室以及開口，開口可從傳送隔間進接(accessible)，第二氣幕裝置相鄰於工件緩衝容器的開口，第二氣幕裝置配置以形成第二氣幕，第二氣幕與工件緩衝容器的開口完全重疊。
本揭露實施例提供一種工件儲存系統，包括工件容器、氣幕裝置以及流體清除(purge)模組，工件容器包括開口以及工件腔室，工件腔室與工件容器的開口流體連通，氣幕裝置相鄰於工件容器，氣幕裝置配置以形成氣幕以將工件腔室內的第一流體與工件腔室外的外部環境中的第二流體分離以及隔絕，氣幕與工件容器的開口完全重疊，流體清除模組與工件容器的工件腔室流體連通，流體清除模組配置以接收工件容器的工件腔室內的第一流體。
本揭露實施例提供一種一種方法，包括利用第一氣幕裝置形成第一氣幕以完全重疊在工件加工設備處的工件腔室以及工件加工設備的傳送隔間之間的開口，以將工件腔室內的第一流體與傳送隔間內的第二流體的分離以及隔絕；利用流體清除模組清除工件腔室內的第一流體；以及利用流體分配結構將乾淨乾燥空氣(clean dry air, CDA)引入工件腔室，流體分配結構與流體清除模組流體連通，使第一流體以及乾淨乾燥空氣循環通過工件腔室。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所述的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
此外，其與空間相關用詞。例如“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的” 及相似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
第1A圖針對可用於加工或改善一個或多個工件102的工件加工設備(或裝置)100。例如，工件102可為晶圓、基材、矽晶圓、矽基材或可由工件加工設備100加工或改善的一些其他相似或類似類型的工件。
一個或多個工件102存在於容器104內，且一個或多個工件102以基於如第1A圖中所顯示的容器104的定向堆疊配置。容器104可為匣(cassette)、前開式通用盒或前開式晶圓傳送盒(foup)，或一些其他相似或類似類型的容器，配置以容納一個或多個工件102，工件102可為一個或多個晶圓。容器104更包括升降結構105以及工件腔室106。
工件102被容納且儲存在工件腔室106內。容器104的開口108與工件腔室106流體連通(in fluid communication)。工件加工設備100的傳送隔間(transfer compartment)112內的機器人110可通過開口108進接(access)容器104的工件腔室106內的一個或多個工件102。如第1A圖中所顯示，容器104存在於工件加工設備100的裝載口結構(或單元)107且在裝載口結構(或單元)107上，使得容器104的開口108與傳送隔間112流體連通。容器104可能已經藉由利用與升降結構105機械卡合以及協作的承載件和軌道系統(未顯示)定位且放置在裝載口結構107上。例如，升降結構105可為把手，承載件和軌道系統(未顯示)的末端執行器可很容易地機械卡合或協作。一旦承載件和軌道系統(未顯示)的末端執行器與升降結構105機械卡合，承載件和軌道系統(未顯示)可將容器104在工件或半導體製造廠(semiconductor fabrication plant, FAB)內的工件加工設備100來回運送。工件加工設備100可為半導體製造廠內的一些加工工具、設備或裝置之一，其中在半導體製造廠內製造半導體產品或裝置時，其承載件和軌道系統(未顯示)將一些容器104來回運送。
機器人110包括機器臂110a，具有在機器臂110a的一端的傳送葉片110b。傳送葉片110b配置以通過傳送隔間112拾取以及傳送一個工件102。例如，傳送葉片110b藉由將傳送葉片110b移動通過開口108到工件腔室106中、將傳送葉片110b對準一個工件102下方、且利用傳送葉片110b在一個工件102的下表面上抬起，來拾取且支撐一個工件102。
在利用傳送葉片110b抬起相應的工件102之後，然後，機器人110利用傳送葉片110b從工件腔室106移除相應的工件102。例如，傳送葉片110b藉由通過開口108退出工件腔室106，且還抬起以及支撐相應的工件102。然後，機器人的機械臂110a被鉸接(articulated)且據此被致動以移動傳送葉片110b來抬起以及支撐工件102通過開口114進入工件加工設備100的工具隔間116。然後，相應的工件102被放置或儲存在工具隔間116內，以由工具隔間116內的工具113進行加工或改善。工具113可為極紫外光(Extreme Ultraviolet, EUV)微影工具(例如，雷射以及極紫外光模板(stencil)組合)、蝕刻工具或一些其他相似或類似類型的工件加工工具，配置以利用工具113加工以及改善存在於工具隔間116內相應的工件102。
如第1A圖中所顯示，機器人110更包括基座110c，機器臂110a從基座110c延伸。雖然未在第1A圖中顯示，但基座110c可包括馬達以及其他電氣部件以及機械部件(例如，齒輪、電源、記憶體、控制器等等)以鉸接以及致動機械臂110a以在工件加工設備100運行時，傳送或運送工件102通過傳送隔間112。
工件加工設備100更包括在工件加工設備100的上端的過濾風扇單元(filter fan unit, FFU)118。過濾風扇單元118與傳送隔間112流體連通且用於使空氣循環通過傳送隔間112。過濾風扇單元118在傳送隔間112的頂部或上端。如第1A圖中所顯示，通過傳送隔間112的氣流由箭頭120表示，且基於如第1A圖中所顯示的工件加工設備100的定向被引導向下通過傳送隔間112。在空氣循環通過傳送隔間112時，過濾風扇單元118可過濾以及處理空氣以去除污染物或控制傳送隔間112內的其他環境品質或數量。
在空氣流過傳送隔間112時，一些空氣可進入開口108且流入工件腔室106。通過開口108流入工件腔室106的空氣由箭頭122表示。從傳送隔間112進入工件腔室106的氣流可能損壞工件102，可能使工件102劣化(degrade)，或可能導致工件102出現缺陷。
例如，這些缺陷、損壞或劣化可能是由於污染物進入且接觸工件102，這可能導致在工件102上發生逸氣(outgassing)。這種逸氣可能損壞或降低工件102的品質，使得工件102在半導體製造廠內製造半導體產品時，不再具有足夠的品質來進一步加工或改善。換句話說，工件品質的下降導致使用品質下降的工件製造的半導體產品或裝置不滿足優選或所選的容差(tolerances)。
相似地，工件腔室106內的相對濕度可能由於空氣從傳送隔間112進入開口108而增加。相對濕度的這種增加(例如，工件腔室106內的空氣中的水分的增加)可能使工件102劣化或損壞工件102，使得工件102不再具有如上所述的足夠的品質。例如，空氣中水分的增加可能會腐蝕存在於工件上或工件中的敏感特徵。這些敏感特徵可為導電材料的薄層，當暴露於過高的濕度或過多的水分時，其很容易腐蝕。
在空氣流過傳送隔間112時，一些空氣可進入開口114至工具隔間116中。通過開口114流入工具隔間116的空氣由箭頭124表示。從傳送隔間112流入工具隔間116中的空氣可能會損壞工具隔間116內的工件102，使工具隔間116內的工件102劣化，或在工具隔間116內的工件102上造成缺陷。這些缺陷可能是由於當工件102在工具隔間116中被工具113加工或改善時，污染物進入且接觸工件102，這可能導致在用工具113加工或改善工件102時發生錯誤。
相似地，工具隔間116內的相對濕度可能由於空氣從傳送隔間112進入開口114而增加。相對濕度的這種增加(例如，工具隔間116內的空氣中的水分的增加)可能使工件102劣化或損壞工件102，使得工件102不再具有如上所述的足夠的品質。例如，空氣中水分的增加可能會腐蝕存在於工件上或工件中的敏感特徵。這些敏感特徵可為導電材料的薄層，當暴露於過高的濕度或過多的水分時，其很容易腐蝕。
工件加工設備100可包括外殼125，外殼125容納傳送隔間112以及工具隔間116。工件加工設備100可包括機器人110、傳送隔間112、工具113、工具隔間116以及過濾風扇單元118，機器人110存在於傳送隔間112中，工具113存在於工具隔間116中，過濾風扇單元118在工件加工設備100的上端。
基於如第1A圖中所顯示的定向，工件加工設備100的裝載口結構(或單元)107存在於工件加工設備100的左側。容納工件102的容器104可藉由承載件和軌道系統(未顯示)從工件加工設備100的裝載口結構107移除，如本文先前所述的。例如，在工件102已被工具113加工或改善且利用機器人110重新定位在容器104內之後，加工或改善的工件可從工件加工設備100傳送。相似地，在新的容器104內的新的未改善或未加工的工件可被運送到工件加工設備100且放置在裝載口結構107上，使得未改善或未加工的工件102可被工具113改善或加工。
工件加工設備100可更包括打開和關閉介面機構111，其配置以從容器104移除蓋(未顯示)且將蓋(未顯示)耦接到容器104。打開和關閉介面機構111配置以從關閉位置移動到打開位置，反之亦然。例如，當容器104存在於裝載口結構107上時，打開和關閉介面機構111可從容器104移除蓋(未顯示)且從關閉位置移動到打開位置。當藉由承載件和軌道系統(未顯示)將容器104從裝載口結構107移除時，打開和關閉介面機構111從打開位置移動到關閉位置且將蓋(未顯示)重新附接到容器104，以關閉開口108且將工件102封閉在容器104內。
第1B圖是流線圖126，其顯示了關於在工件腔室106內循環的氣流的細節，由於空氣向下流過傳送隔間112，此氣流通過開口108進入工件腔室106(例如，如第1A圖中所顯示的箭頭120)。換句話說，向下流過傳送隔間112的空氣容易進入容器104。如上所述，這種類型的氣流可能會增加存在於工件腔室106內的工件102損壞、缺陷或劣化的可能性且導致其損壞、缺陷或劣化。
由於空氣從傳送隔間112流入工件腔室106(由箭頭122表示)或工具隔間116(由箭頭124表示)而導致的損壞、缺陷、劣化或加工錯誤的可能性的增加可能在半導體製造廠內製造半導體產品時，會導致成本增加以及產量降低。例如，由於在半導體製造廠內製造的不滿足選定或優選的容差的有缺陷的半導體產品或裝置的增加，這些有缺陷的半導體產品以及裝置不能提供給消費者。因此，在本揭露的選定位置利用氣幕裝置的加工工具的實施例可用來減少由於從傳送隔間112流入工件腔室106或工具隔間116的空氣而導致的損壞、缺陷、劣化或加工錯誤的可能性，鑑於本揭露中的論述，這將變得容易理解。
第2A圖示出根據本揭露的一些實施例的工件加工設備(或工具、裝置)200的立體圖。工件加工設備200配置以用於加工或改善一個或多個工件202。例如，工件202可為晶圓、基材、矽晶圓、矽基材或一些其他相似或類似類型的工件，其可被工件加工設備200加工或改善。
一個或多個工件202存在於容器204內，且一個或多個工件202以基於如第2A圖中所顯示的容器204的定向堆疊配置。容器204可為匣、前開式通用盒或前開式晶圓傳送盒(foup)，或配置以容納一個或多個工件202的一些其他相似或類似類型的容器。容器204更包括升降結構205以及工件腔室206。升降結構205可為把手，配置以與承載件和軌道系統(未顯示)的末端執行器機械卡合以及協作以將容器204在工件加工設備200來回運送。承載件和軌道系統(未顯示)可與先前關於如第1A圖中所顯示的工件加工設備100所述的承載件和軌道系統(未顯示)相同或相似。工件腔室206可稱為工件儲存腔室、工件儲存腔、工件儲存隔間或對工件腔室206的一些其他相似或類似類型的引用。
工件202被容納以及儲存在工件腔室206內，且容器204的開口208與工件腔室206流體連通。工件加工設備200的傳送隔間212內的機器人210可通過開口208進接在容器204的工件腔室206內的一個或多個工件202。如第2A圖中所顯示，容器204存在於工件加工設備200的裝載口結構(或單元)207或裝載口結構207上，使得容器的開口208與傳送隔間212流體連通。容器204可藉由利用承載件和軌道系統(未顯示)定位以及放置在裝載口結構207上。工件加工設備200可為半導體製造廠內的一些加工工具、設備或裝置之一。
機器人210包括機器臂210a，具有在機器臂210a的一端的傳送葉片210b。傳送葉片210b配置以通過傳送隔間212拾取以及傳送或運送一個工件202。例如，傳送葉片210b藉由將傳送葉片210b移動通過開口208到工件腔室206中、將傳送葉片210b對準一個工件202下方、且利用傳送葉片210b在一個工件202的下表面上抬起，來拾取且支撐一個工件202。
在利用傳送葉片210b抬起相應的工件202之後，然後，機器人210利用傳送葉片210b從工件腔室206移除相應的工件202。例如，傳送葉片210b藉由通過開口208退出工件腔室206，且還抬起以及支撐相應的工件202。然後，機器人的機械臂210a被鉸鉸接且據此被致動以移動傳送葉片210b來抬起以及支撐工件202通過開口214進入工件加工設備200的工具隔間216。然後，相應的工件202被放置或儲存在工具隔間216內，以由工具隔間216內的工具213進行加工或改善。工具213可為極紫外光微影工具(例如，雷射以及極紫外光模板組合)、蝕刻工具(例如，乾蝕刻、濕蝕刻、微影術蝕刻等等)、氣相沉積工具(例如，化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)等等)、濕清洗(wet clean)工具或一些其他相似或類似類型的工件加工工具，配置以利用工具213加工以及改善存在於工具隔間216內相應的工件202。
如第2A圖中所顯示，機器人210更包括基座210c，機器臂210a從基座210c延伸。雖然未在第2A圖中顯示，但基座210c可包括馬達以及其他電氣部件以及機械部件(例如，齒輪、電源、記憶體、控制器等等)以鉸接以及致動機械臂210a以在工件加工設備200運行時，傳送或運送工件202通過傳送隔間212。
工件加工設備200更包括在工件加工設備200的上端的過濾風扇單元(FFU)218。過濾風扇單元218與傳送隔間212流體連通且用於使空氣循環通過傳送隔間112。過濾風扇單元218在傳送隔間212的頂部或上端。如第2A圖中所顯示，通過傳送隔間212的氣流由第2B圖中的箭頭220表示，且基於如第2A圖中所顯示的工件加工設備200的定向被引導向下通過傳送隔間212。在空氣循環通過傳送隔間212時，過濾風扇單元218可過濾以及處理空氣以去除污染物或控制傳送隔間212內的其他環境品質或數量。
工件加工設備200更包括打開和關閉介面機構222，其可稱為前打開和關閉介面機構222，其配置以從容器204(例如，前開式晶圓傳送盒)移除蓋209(見本揭露的第2B圖)。打開和關閉介面機構222配置以在容器204被放置在裝載口結構207上之後，移除容器204的蓋209(見第2B圖，其中當蓋209從容器204移除時，蓋209被打開和關閉介面機構222保持)。當用承載件和軌道系統(未顯示)運送容器204時，蓋209覆蓋開口208且將一個或多個工件202封閉在容器204的工件腔室206內。換言之，當承載件和軌道系統(未顯示)的末端執行器與升降結構205機械卡合且協作以將容器204運送通過半導體製造廠時，蓋209耦接到容器204，將工件202封閉在工件腔室206內，使得工件202不會掉出容器204。
在容器204被放置在裝載口結構207上之前，打開和關閉介面機構222在關閉位置，在此位置打開和關閉介面機構222將從工件加工設備200的外殼223之外的外部環境關閉傳送隔間212。打開和關閉介面機構222關閉工件加工設備200的側壁227中的裝載口開口225。換言之，當在關閉位置時，打開和關閉介面機構222用作關閉開口225的門。將容易理解，如上文關於如第1A圖中所顯示的工件加工設備100所述的打開和關閉介面機構111以與如在此相關於第2A圖以及第2B圖所述的打開和關閉介面機構222相同或相似的方式起作用。開口225可稱為裝載口開口或對開口225的一些其他相似或類似類型的引用。
當容器204放置在裝載口結構207上之後，打開和關閉介面機構222與容器204的蓋209機械協作且卡合，且將蓋209從容器204移除，以暴露開口208以及(工件)容器204的工件腔室206。蓋209的移除可發生在打開和關閉介面機構222從關閉位置移動到打開位置的稍早之前或相對同時。如第2A圖中所顯示，打開和關閉介面機構222在打開位置。
當容器204要從工件加工設備200移走或傳送退出時，打開和關閉介面機構222從打開位置移動到關閉位置，且打開和關閉介面機構222將蓋209附接到容器204，且利用蓋209關閉容器204的開口208以及工件腔室206。然後，容器204藉由與容器204的升降結構205機械卡合以及協作的承載件和軌道系統從裝載口結構207移除容器204。
當容器204在裝載口結構207上時，容器的側面與工件加工設備200的側面形成氣密密封，其界定了工件加工設備200的側壁227中的開口225。當容器不在存在於裝載口結構207上時，打開和關閉介面機構222在關閉位置、且覆蓋開口225、且與側壁227的側面形成氣密密封，側壁227的此側面界定工件加工設備200的側壁227中的開口225。
第一氣幕裝置224相鄰於容器204的開口208的上端，且相鄰於側壁227中的開口225的上端。如第2B圖中所顯示，第一氣幕裝置224形成由箭頭226表示的第一氣幕226。這些箭頭226在本文的論述中可一起稱為第一氣幕226。
第一氣幕裝置224可形成第一氣幕226，使得氣幕226為層流(laminar)的，且據此相對均勻且一致，使得氣幕226為層流的。例如，第一氣幕226可具有雷諾數(Reynolds number)小於或等於大約2,000的流體流，使得第一氣幕226是層流的而不是紊流(turbulent)的，使得容器204的工件腔室206被分離且以受控方式與傳送隔間212隔絕。第一氣幕226的這種層流流體流可降低儲存在容器204的工件腔室206內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
第一氣幕226被引導向下且與容器204的開口208重疊。第一氣幕226也可與工件加工設備200的外殼223的側壁227中的開口225重疊。第一氣幕226可完全與開口208重疊，使得流過傳送隔間212的空氣(例如，箭頭220)不會容易地通過開口208進入容納工件202的容器204的工件腔室206。換句話說，第一氣幕226用作為空氣的邊界或壁，防止向下流過傳送隔間212的空氣進入開口208至容器204的工件腔室206中。
第一氣幕裝置224可從乾淨乾燥空氣(CDA)源(未顯示)接收乾淨乾燥空氣(CDA)，且使乾淨乾燥空氣通過複數個噴嘴254(見第3圖，其示出根據本揭露的一些實施例的第一氣幕裝置224的細節)以形成第一氣幕226。由第一氣幕裝置224輸出的乾淨乾燥空氣可具有第一相對濕度，第一相對濕度小於藉由過濾風扇單元218循環通過傳送隔間212的空氣(例如，箭頭220)的第二相對濕度。例如，第一相對濕度可為大約10%且第二相對濕度可為大約40%。這降低了容器204的工件腔室206內的工件202長時間暴露於流過具有第二相對濕度的傳送隔間212的空氣(例如，箭頭220)的可能性。例如，工件202在被機器人210通過傳送隔間212傳送到工具隔間216之前，可在工件腔室206中存在第一時間段，而工件202在第二時間段被機器人傳送通過傳送隔間212，第二時間段大致上小於第一時間段。
藉由降低將工件202暴露於具有第二相對濕度的空氣(例如，箭頭220)的這種可能性，工件202中產生缺陷的可能性降低，因為由於存在於工件202上的污染物或藉由從傳送隔間212流入容器204的工件腔室206中的空氣引入工件202的污染物而發生逸氣的可能性較小。換句話說，為了重申，第一氣幕226用作為空氣的邊界或壁來停止以及防止向下流過傳送隔間212的空氣不會進入容器204的工件腔室206中的開口208。這種防止空氣從傳送隔間212流入工件腔室206的方式減少工件腔室206內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
減少工件202暴露於大於第一相對濕度的第二相對濕度降低了工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。例如，相較於將工件202暴露於具有第一相對濕度的空氣，將工件202暴露於具有第二相對濕度的空氣將更快地劣化或損壞工件202，其中第一相對濕度小於第二相對濕度。例如，在空氣中具有較大量的水分的第二相對濕度可能腐蝕存在於工件202上或工件202中的敏感特徵，而第一相對濕度可能不會。這些敏感特徵可能是導電材料的薄層，當暴露在過高的濕度或過多的濕氣時，其很容易腐蝕。
如第2B圖中所顯示，第一氣幕226向下導向保持容器204的蓋209的打開和關閉介面機構222。打開和關閉介面機構保持蓋209，使得工件202對於機器人210的傳送葉片210b為可進接的。在一些實施例中，當將工件202從工件腔室206傳送到工具隔間216時，傳送葉片210b可通過由第一氣幕裝置224輸出的氣幕226到達工件202。或是，在一些實施例中，第一氣幕裝置224可被關閉，使得當傳送葉片210b進入開口208以拾取一個工件202以將相應的工件202傳送或運送到工具隔間216時第一氣幕226不存在。一旦傳送葉片210b退出開口208，第一氣幕裝置224可被開啟以再次形成第一氣幕226。
如第2B圖中所顯示，空氣清除(air purge)(或擴散器)裝置228在裝載口結構207的上端可進接。雖然未顯示，但空氣清除裝置228的功能部件可存在於裝載口結構207內，其為了本揭露的簡明起見，未詳細示出。例如，空氣清除裝置228可包括空氣過濾器、空氣處理部件、空氣處理系統、乾淨乾燥空氣源或允許空氣清除裝置228清除、清潔、或處理容器204的工件腔室206內的空氣的其他相似或類似類型的部件。換句話說，空氣清除裝置228配置以控制容器204的工件腔室206內的環境量以及品質(environmental quantities and qualities)以減少產生工件202缺陷、損壞或劣化的可能性。
當容器204存在於裝載口結構207上時，空氣清除裝置228與容器204的工件腔室206流體連通。空氣清除裝置228包括入口230以及出口232，入口230與工件腔室206流體連通，出口232與流體分配結構236流體連通。入口230比出口232更遠離容器204的開口208。工件腔室206內的空氣流出工件腔室206通過入口230進入空氣清除裝置228，且這種流入入口的空氣由第2B圖中所顯示的箭頭234表示。在一些實施例中，在空氣從工件腔室206通過入口230進入空氣清除裝置228之後，空氣可退出裝載口結構207且被連通至空氣過濾以及處理裝置，空氣過濾以及處理裝置藉由去除空氣中的污染物以及濕氣而將空氣清潔、處理以及轉換成乾淨乾燥空氣。或是，在一些實施例中，空氣過濾以及處理系統可存在於裝載口結構207本身內，而不是與工件加工設備200分退出來。
通過空氣清除裝置228的出口232提供的乾淨乾燥空氣(CDA)進入流體分配結構236，流體分配結構236在容器204的工件腔室206內。然後，流體分配結構236把退出空氣清除裝置228的乾淨乾燥空氣分配通過出口232以相對均勻的分佈進入容器204的工件腔室206。通過出口232的乾淨乾燥空氣由第2B圖中所顯示的箭頭238表示。在一些實施例中，通過空氣清除裝置228提供至流體分配結構236的乾淨乾燥空氣可由單獨的乾淨乾燥空氣源提供。或是，在一些實施例中，乾淨乾燥空氣可為從工件腔室206通過入口230進入空氣清除裝置228的空氣，且先前由在工件加工設備200外部或在裝載口結構207本身內的空氣過濾器以及處理部件處理過。空氣清除裝置228可被稱為空氣清除模組、流體清除模組，或對空氣清除裝置228的一些其他相似或類似類型的引用。
流體分配結構236可為包括噴嘴的管道或複數個管道，使得乾淨乾燥空氣以均勻分佈的方式(例如，乾淨乾燥空氣基於如第2B圖中所顯示的定向從容器204的底端到頂端均勻分佈)通過這些噴嘴進入容器204的工件腔室206中。通過流體分配結構236流入工件腔室206的乾淨乾燥空氣由箭頭240表示。
通過工件腔室206、入口230、出口232以及流體分配結構236的空氣以及乾淨乾燥空氣與傳送隔間212內的氣流220維持分離。第一氣幕226允許空氣以及乾淨乾燥空氣通過這些部件循環進出工件腔室206，而不暴露於傳送隔間212內的氣流220。換句話說，第一氣幕226用作為將工件腔室206中的氣流與傳送隔間212內的氣流分離的氣流的邊界或空氣壁。工件腔室206以及傳送隔間212中的氣流的這種分離降低了容器204的工件腔室206內的工件202暴露於流過傳送隔間212的空氣的可能性。工件腔室206內的環境與傳送隔間216中的環境的這種分離允許容易地控制工件腔室206內的環境，這又降低了工件腔室206內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
鑑於以上論述，空氣以及乾淨乾燥空氣基於容器204在裝載口結構207上的定向以順時針方向循環，相應的箭頭234、238、240表示空氣的流動以及乾淨乾燥空氣通過工件腔室206以及空氣清除裝置228。然而，容易理解的是，氣流通過工件腔室206以及空氣清除裝置228的方向可簡單地基於容器204的重新定向來調整。
相對於當工具213不是濕式清潔工具或一些其他相似或類似類型的濕式工具時，當工具213為濕式清潔工具或執行濕式製程的一些相似或類似類型的濕式工具時，控制容器204的工件腔室206、傳送隔間212以及工具隔間216內的環境量以及品質(例如，相對濕度)可能更具挑戰性。然而，雖然這可能更具挑戰性，但提供單獨形成氣幕226的氣幕裝置224允許工件腔室206內的環境量以及品質與傳送隔間212以及工具隔間中的環境量以及品質維持分離以及隔絕216。當氣幕裝置224存在於使乾淨乾燥空氣循環通過工件腔室206的環境空氣清除裝置228且與空氣清除裝置228結合使用時，容器204內的環境量或品質(例如，相對濕度)可進一步控制以降低容器204的工件腔室206內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
第2C圖是流線圖242，顯示相關於在工件腔室206內循環的氣流的細節，在工件腔室206內循環的氣流藉由如第2B圖中所顯示的第一氣幕226與傳送隔間212內的氣流220分離。不同於第1B圖中所顯示的流線圖126中在傳送隔間112以及容器104的工件腔室106之間不存在氣幕，在流線圖242中，第一氣幕裝置224形成第一氣幕226，且將工件腔室206內的氣流與傳送隔間212內的氣流分離。
如流線圖242中所顯示，工件腔室206內的氣流與傳送隔間212內的氣流維持分離、阻斷以及隔絕，這與流線圖126不同，在流線圖126中，由於沒有氣幕裝置，因此沒有氣幕存在，所以工件腔室106內的氣流沒有維持與傳送隔間112內的氣流分離。工件腔室206內的氣流與傳送隔間212內的氣流維持分離、阻斷以及隔絕允許工件腔室206內的環境被控制且維持在選定的環境參數內，以減少工件腔室206內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性，而工件202等待由工具隔間216內的工具213加工以及改善。
第3圖是工件加工設備200的替代實施例的示意性側視圖，工件加工設備200包括相鄰於開口214的上端的第二氣幕裝置244，開口214為機器人210的傳送葉片210b提供進接至工件加工設備200的工具隔間216。第二氣幕裝置244形成由箭頭246表示的第二氣幕246，這些箭頭246統稱為第二氣幕246。與第一氣幕226相似，第二氣幕246將工具隔間216內的空氣與傳送隔間212內的氣流220分離以及隔絕。換言之，第二氣幕246用作為阻斷、停止或防止向下流過傳送隔間212的空氣通過開口214進入工具隔間216。第二氣幕246可完全重疊且覆蓋開口214以將工具隔間216內的空氣與傳送隔間212內流動的空氣(例如，箭頭220)完全分離以及隔絕。工具隔間216中的空氣與傳送隔間212中的空氣的這種分離減少了污染物或碎屑從傳送隔間212進入工具隔間216的可能性。這種降低污染物或碎屑通過開口214進入工具隔間216的可能性降低了損壞工具213的可能性或存在於工具隔間216內由工具213加工或改善的一個或多個工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
正如本揭露稍後在此相關於第6A圖以及第6B圖的論述而變得明顯的那樣，可在工件加工設備200內提供附加的氣幕裝置，以將傳送隔間212與工件加工設備200內的其他區域分離以及隔絕，以降低工件202在移動通過工件加工設備200時產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
第4圖包括左側圖像以及右側圖像。左側圖像是第一氣幕裝置224的立體圖，右側圖像是第一氣幕裝置224在容器204的上端上方的立體圖，如本文前面論述的第2B圖以及第3圖中所顯示。
如第4圖的右側圖像中所顯示，第一氣幕裝置224包括入口248、腔室250以及複數個噴嘴(或出口)254，腔室250通過流體入口通道252與入口248流體連通，噴嘴254與腔室250流體連通。複數個噴嘴254沿著腔室250延伸，使得第一氣幕裝置224可以均勻分佈的方式形成第一氣幕226。
如第4圖的左側圖像中所顯示，第一氣幕裝置224藉由安裝支架256安裝到工件加工設備200的側壁227。為了安裝支架256相對於容器204的可見性目的，側壁227是不可見的。
第一氣幕裝置224耦接到安裝支架且可保持在工件加工設備200的側壁227上的固定位置，使得第一氣幕226完全地覆蓋且重疊容器204的開口208。完全地覆蓋且重疊開口208的第一氣幕226將向下流過傳送隔間212的空氣與工件腔室206內的空氣分離。容器204包括複數個擱板258，擱板258在工件腔室206內，界定工件腔室206邊界的容器204的側壁線。複數個擱板258中的每一個擱板配置以接收對應的一個工件202，工件可為以堆疊配置的晶圓，如本文前面所述的第2B圖以及第3圖中所顯示的。
入口248與流體通道260流體連通。質量流量控制器(mass flow controller, MFC)262沿著流體通道260，且閥264耦接到流體通道260的一端。質量流量控制器262在第一氣幕裝置224的入口248以及閥264之間。雖然未顯示，但閥264可通過另一流體通道耦接到乾淨乾燥空氣(CDA)源(未顯示)，使得乾淨乾燥空氣可容易地在閥264打開時通過閥264。在乾淨乾燥空氣通過打開的閥264時，質量流量控制器262可控制乾淨乾燥空氣流過流體通道260進入入口248的速度，以利用第一氣幕裝置224形成第一氣幕226。換言之，乾淨乾燥空氣依次通過閥264、質量流量控制器262、入口248、流體入口通道252、腔室250以及複數個噴嘴254以形成第一氣幕226。雖然本文僅描述了第一氣幕裝置224的特徵，但將容易理解，其他氣幕裝置(例如，第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278)具有與第一氣幕裝置224相同或相似的特徵以形成它們各自的氣幕。
基於如第4圖中所顯示的定向，第一氣幕裝置224可具有320至330毫米(millimeters, mm)的寬度、40至50毫米的長度以及40至50毫米的高度。然而，在根據本揭露在一些實施例中，第一氣幕裝置224的寬度、長度以及高度可不同於上面直接闡述的那些寬度、長度以及高度，這取決於第一氣幕裝置224的使用情況。
第一氣幕裝置224輸出的第一氣幕226可具有200升每分鐘(liters per minute, L/min)至500升每分鐘的流體流率。然而，在根據本揭露的一些實施例中，第一氣幕226的流體流率可不同於上面直接闡述的，這取決於第一氣幕裝置224輸出第一氣幕226的情況。
第5圖是如第1A圖中所顯示的工件加工設備100的替代實施例的示意圖。如第5圖中所顯示的工件加工設備100更包括傳送緩衝容器128以及閒置緩衝容器130。
機器人110可傳送或運送一些工件102且將其放置在傳送緩衝容器128內以供儲存，而傳送緩衝容器128內的工件102等待由工具隔間116中的工具113加工。例如，傳送葉片110b可拾取容器104內的一個工件102，且將相應的工件102傳送至傳送緩衝容器128。然後，可將相應的工件102放置在傳送緩衝容器128內以供儲存，且等待被工具隔間116接收。
在一些工件102被工具隔間116中的工具113加工或改善之後，機器人110可傳送或運送一些工件102，以在被傳送到容器104內的工件腔室106之前儲存在閒置緩衝容器130中。例如，傳送葉片110b可從工具隔間116傳送被工具113加工或改善之後的相應的工件102，且將相應的工件102放置於閒置緩衝容器130內以供儲存。傳送葉片110b隨後可藉由拾取相應的工件102且將相應的工件102傳送到容器104的工件腔室106來傳送閒置緩衝容器130內相應的工件102。
傳送緩衝容器128可整合到工件加工設備100且為工件加工設備100本身的一部分，不像容器104(例如，前開式晶圓傳送盒)可容易地從工件加工設備100移除。閒置緩衝容器130可整合到工件加工設備100且為工件加工設備100本身的一部分，不像容器104(例如，前開式晶圓傳送盒)可容易地藉由承載件和軌道系統(未顯示)從工件加工設備100移除。
如第5圖中所顯示的箭頭136示出工件102可如何容易地移動通過工件加工設備100。例如，工件102可由傳送機器人110通過傳送隔間112傳送到工件加工設備100內的不同區域。如第5圖中所顯示，一個或多個工件102被機器人110依次地從容器104移動到傳送緩衝容器128、從傳送緩衝容器128移動到工具隔間116，從工具隔間116移動到閒置緩衝容器130以及從閒置緩衝容器130移動到容器104。
相似於工件腔室106，傳送緩衝容器128以及閒置緩衝容器130的相應的儲存腔室132、134分別與傳送隔間112直接流體連通，使得向下流過傳送隔間112的空氣可進入相應的儲存腔室132、134。儲存在相應的儲存腔室132、134內的工件102可能暴露於流過傳送隔間112的空氣(例如，箭頭120)，且由於以與上文相關於第1A圖以及第1B圖所述的相同或相似的方式暴露於流過傳送隔間112的空氣(例如，箭頭120)，導致工件102產生缺陷、損壞或劣化。因此，為了本揭露的簡明起見，在相應的儲存腔室132、134內工件102的缺陷、損壞或劣化的產生的論述在本文中未進一步詳細論述。
第6A圖是第3圖中所顯示的工件加工設備200的替代實施例的示意圖。第6A圖中所顯示的工件加工設備200更包括傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268。
機器人210可傳送一些工件202且將其放置在傳送緩衝容器266內以供儲存，而工件202等待由工具隔間216中的工具213加工。例如，傳送葉片210b可拾取容器204內的一個工件202，且將相應的工件202傳送至傳送緩衝容器266。然後，可將相應的工件202放置在傳送緩衝容器266內以供儲存，且等待被工具隔間116接收。
在一些工件202被工具隔間216中的工具213加工或改善之後，機器人210可傳送或運送一些工件202，以在被傳送到容器204內的工件腔室206之前儲存在閒置緩衝容器268中。例如，傳送葉片210b可從工具隔間216傳送被工具213加工或改善之後的相應的工件202，且將相應的工件202放置於閒置緩衝容器268內以供儲存。傳送葉片210b隨後可藉由拾取相應的工件202且將相應的工件202傳送回容器204的工件腔室206內儲存以從閒置緩衝容器268傳送或運送內相應的工件202。
傳送緩衝容器266可整合到工件加工設備200且為工件加工設備200本身的一部分，不像容器204(例如，前開式晶圓傳送盒)可容易地從工件加工設備200移除。閒置緩衝容器268可整合到工件加工設備200且為工件加工設備200本身的一部分，不像容器204(例如，前開式晶圓傳送盒)可容易地從工件加工設備200移除。當傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268整合到工件加工設備200時，相似於第4圖中所顯示的安裝支架256的安裝支架(未顯示)可直接耦接到傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268，使得相應的安裝支架(未顯示)分別固定地耦接到傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268。例如，在根據本揭露的一些實施例中，傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268可在外殼223內且直接相鄰於傳送隔間212，使得機器人210的傳送葉片210b可容易地進接以及插入至傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268的相應的儲存隔間272、儲存隔間274中。
或是，在根據本揭露的一些實施例中，傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268可與容器204相同或相似，因為傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268可從工件加工設備200移除以及分離。換句話說，在根據本揭露的一些實施例中，傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268未整合到工件加工設備200。例如，傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268可為與容器204相同或相似的數個前開式晶圓傳送盒，其也可為一前開式晶圓傳送盒。在傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268是前開式晶圓傳送盒的實施例中，可提供相似於裝載口開口225的附加開口，使得傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268內的工件202可藉由機器人210傳送到傳送隔間212。在傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268是前開式晶圓傳送盒的實施例中，可提供與打開和關閉介面機構222相同或相似的附加打開和關閉介面機構，以利用打開和關閉介面機構222打開和關閉裝載口開口225相同或相似的方式打開和關閉附加開口，如本文先前所述的。
如第6A圖中所顯示的箭頭270示出工件202可如何容易地移動通過工件加工設備200。例如，工件202可由傳送機器人210通過傳送隔間212傳送到工件加工設備200內的不同區域。如第6A圖中所顯示，一個或多個工件202被機器人210依次地從容器204移動到傳送緩衝容器266、從傳送緩衝容器266移動到工具隔間216，從工具隔間216移動到閒置緩衝容器268以及從閒置緩衝容器268移動到容器204。
傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268在其中包括相應的儲存腔室272、儲存腔室274。工件202儲存在相應的儲存腔室272、儲存腔室274內，且等待由機器人210傳送。
然而，不同於第5圖中所顯示的工件加工設備100，第6A圖中所顯示的工件加工設備200包括第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278。第三氣幕裝置276形成第三氣幕280，且第四氣幕裝置278形成第四氣幕282。第三氣幕280將傳送緩衝容器266的儲存腔室272與傳送隔間212內的向下氣流分離以及隔絕。第四氣幕282將閒置緩衝容器268的儲存腔室274與傳送隔間212內的向下氣流分離以及隔絕。換句話說，第三氣幕280完全重疊傳送緩衝容器266的開口，此開口提供進接至傳送緩衝容器266的儲存腔室272，且第四氣幕282完全重疊閒置緩衝容器268的開口，此開口提供進接至閒置緩衝容器268的儲存腔室274。
由第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278形成的第三氣幕280以及第四氣幕282將分別將儲存在傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268內的儲存腔室272、274內相應的工件202與傳送隔間212內的向下氣流分離以及隔絕。這減少了分別存在於傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268的儲存腔室272、274內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。鑑於本文先前的論述，工件202的缺陷、損壞以及劣化的產生的細節應為明顯的。因此，為了本揭露的簡明起見，這裡將不再重複對工件202的缺陷、損壞以及劣化的產生的論述。
第三氣幕裝置276可藉由相似於如第4圖中所顯示的安裝支架256的安裝支架直接耦接到傳送緩衝容器266的前端。在一些實施例中，安裝支架可替代地耦接到工件加工設備200的側壁。
第四氣幕裝置278可藉由相似於第4圖中所顯示的安裝支架256的安裝支架直接耦接到閒置緩衝容器268的前端。在一些實施例中，安裝支架可替代地連接到工件加工設備200的側壁。
相似於可為層流的第一氣幕226，第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282也可為層流的。例如，第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282可具有雷諾數小於或等於大約2,000的流體流，使得第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282是層流的而不是紊流的，使得相應的儲存腔室272、274以及工具隔間216以受控的方式與傳送隔間212分離以及隔絕。第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282的這種層流的流體流可降低相應的儲存腔室272、274以及工具隔間216內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
相對於當工具213不是濕式清潔工具或一些其他相似或類似類型的濕式工具時，當工具213為濕式清潔工具或執行濕式製程的一些相似或類似類型的濕式工具時，控制工件腔室206、相應的儲存腔室272、274、傳送隔間212以及工具隔間216內的環境量以及品質(例如，相對濕度)可能更具挑戰性。然而，儘管這可能更具挑戰性，但提供形成第一氣幕226、第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282的第一氣幕裝置224、第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278所選擇的位置允許這些相應的腔室以及隔間內的環境量以及品質與傳送隔間212以及彼此維持分離以及隔絕。鑑於此論述，第一氣幕裝置224、第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278降低了其中存在工件202的各個相應腔室以及隔間內的工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278可具有與相關於第4圖所述的第一氣幕裝置224相同的寬度、長度以及高度。然而，在根據本發明的一些實施例中，第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278的寬度、長度以及高度可不同於上文在第4圖的論述中相關於第一氣幕裝置224所述的寬度、長度以及高度，其取決於第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278的使用情況。
由第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278分別輸出的第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282的流體流率可相同或相似於如本文先前相關於第4圖所述的第一氣幕226的流體流率。然而，在根據本揭露的一些實施例中，第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282的流體流率可不同於如本文先前相關於第4圖所述的第一氣幕226的流體流率，其取決於由第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278分別輸出的第二氣幕246、第三氣幕280以及第四氣幕282的情況。
第6B圖示出相似於第6A圖中所顯示的工件加工設備200的替代實施例的工件加工設備200的替代實施例。然而，不同於如第6A圖中所顯示的工件加工設備200的替代實施例的是，如第6B圖中所顯示的工件加工設備200的替代實施例更包括循環通過容器204、傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268的乾淨乾燥空氣(CDA)。在如第6B圖中所顯示的替代實施例中，乾淨乾燥空氣可以的相同或相似於本文先前相關於第3圖所述的方式循環通過容器204。
乾淨乾燥空氣通過容器204的循環如相關於第3圖所述的以及如第6B圖中所顯示的，乾淨乾燥空氣也可以相同或相似於乾淨乾燥空氣循環通過容器204的方式循環通過傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268。乾淨乾燥空氣通過傳送緩衝容器266的循環由箭頭284表示，乾淨乾燥空氣通過閒置緩衝容器268的循環由箭頭286表示。由於乾淨乾燥空氣通過傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268的循環分別相同或相似於上文相關於第3圖論述的乾淨乾燥空氣通過容器204的循環，因此為了本揭露的簡明起見，進一步論述乾淨乾燥空氣通過傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268相應的儲存腔室272、274的循環的細節在此將不贅述。乾淨乾燥空氣可利用在裝載口結構207的空氣清除裝置228循環通過工件腔室206，如上文相關於第3圖所述。
乾淨乾燥空氣可藉由與傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268相應的儲存腔室272、274流體連通的空氣清除裝置分別循環通過與相應的儲存腔室272、274。例如，這些相應的空氣清除裝置與相應的儲存腔室272、274流體連通，其使乾淨乾燥空氣循環通過這些相應的儲存腔室272、274，這可相同或相似於在裝載口結構207的空氣清除裝置228的功能以及結構特徵，如相關於第3圖的論述。
儘管未顯示，工件加工設備200的替代實施例可包括附加的乾淨乾燥空氣系統，其被提供以循環乾淨乾燥空氣通過工具隔間216以及傳送隔間212，以進一步降低隨著工件202通過工件加工設備200的不同的位置以及區域(例如，容器204的工件腔室206、傳送緩衝容器266的儲存腔室272、容納機器人210的傳送隔間212、容納工具213的工具隔間216以及閒置緩衝容器268的儲存腔室274)而產生缺陷、損壞或的劣化的可能性。這些分別將空氣循環通過傳送隔間212以及工具隔間216的乾淨乾燥空氣系統可相同或相似於如相關於第3圖所述的在裝載口結構207的功能的空氣清除裝置228的結構特徵。
在一些實施例中，循環通過容器204、傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268的乾淨乾燥空氣或空氣可具有不同於循環通過傳送隔間212的乾淨乾燥空氣或空氣的特性。例如，循環通過容器204、傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268的乾淨乾燥空氣或空氣的第一相對濕度可小於循環通過傳送隔間212的乾淨乾燥空氣或空氣的第二相對濕度。例如，第一相對濕度可為大約10%，且第二相對濕度可為大約40%。
當第一氣幕裝置224、第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276以及第四氣幕裝置278存在且與系統結合使用以使乾淨乾燥空氣循環通過相應的腔室以及隔間的環境(例如，工件腔室206、儲存腔室272、274以及工具隔間216)，相應的腔室以及隔間內的環境量或品質(例如，相對濕度)可進一步被控制，以減少工件202在相應的腔室以及隔間內產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
如第6A圖中所顯示，容器104大於傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268，且閒置緩衝容器268大於傳送緩衝容器266。然而，在一些實施例中，相應的容器104、傳送緩衝容器266、閒置緩衝容器268的尺寸以及形狀可不同，使得容器104在尺寸以及形狀上可更小或更相似於傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268，反之亦然。
儘管在第6A圖以及第6B圖中未顯示，傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268包括相應的擱板，每一個擱板配置以接收對應的一個工件202。例如，傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268中相應的擱板相同或相似於與容器204內的複數個擱板258。
藉由分別在容器204的工件腔室206、工具隔間216以及傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268內相應的儲存腔室272、274內控制環境量以及品質(例如，濕度、乾淨乾燥空氣等等)可增加等候時間(queue time, Q time)，這允許在使用半導體製造廠製造半導體產品或裝置時具有靈活性，且藉由減少相應的工件202成為報廢物(scrap)的數量來降低成本。等候時間可為相應的工件202在被工具213加工且從工件加工設備200運走之前被儲存的時間。
鑑於本文的上述論述，藉由利用相應的氣幕裝置、藉由控制工件202在其中被儲存且被工件加工設備200加工以及改善的工件腔室206、工具隔間216以及相應的儲存腔室272、274內的環境量以及品質，讓更少的工件202變成報廢物。例如，在這些工件202被儲存時，即使工件儲存了較長的等候時間，隨著工件產生缺陷、損壞或劣化的可能性降低，等候時間可增加。這允許等候時間的容差被放寬(例如，因為可使等候時間更長)，因為即使當工件儲存在工件加工設備200的等候時間更長，但是工件202產生缺陷、損壞或劣化的可能性降低了。
鑑於本文的上述論述，藉由利用相應的氣幕裝置、藉由控制工件在其中被儲存且被工件加工設備200加工以及改善的工件腔室206、工具隔間216以及相應的儲存腔室272、274內的環境量以及品質，讓更少的工件變成報廢物。例如，工件產生缺陷、損壞或劣化的可能性降低，因為工件202暴露於比存在於如本文所述的傳送隔間212的水分或濕度更少。
第7圖示出通過如本文所述的工件加工設備(工具或裝置)200的實施例來傳送工件202的方法300的實施例的流程圖。容易理解的是，方法300的步驟可取決於工件202何時以及如何被如本文所述的工件加工設備的實施例加工或改善而被重新組織或以不同的順序執行。
在第一步驟302中，如本文所述的軌道和承載件系統(未顯示)將容器204承載到工件加工設備200。軌道和承載件系統將容器204定位在裝載口結構207上且與容器204的升降結構205解除機械卡合。軌道和承載件系統將容器204定位在裝載口結構207上，使得流體分配結構236與空氣清除裝置228流體連通以將乾淨乾燥空氣分配在容器204的工件腔室206內，且空氣清除裝置228的入口230與工件腔室206流體連通以使乾淨乾燥空氣循環通過工件腔室206。
在第二步驟304中，在容器204在裝載口結構207中且在裝載口結構207上之後，空氣清除裝置228與容器204內的工件腔室206流體連通。蓋209藉由打開和關閉介面機構222從容器204移除，使得開口208不被覆蓋且機器人210的傳送葉片210b可容易地通過開口208進接工件腔室206內的工件202。
在容器204被放置在裝載口結構207上之前、之後或同時，開啟第一氣幕裝置224以形成第一氣幕226以將工件腔室206內的乾淨乾燥空氣與傳送隔間212中的向下氣流分離。在方法300的其他實施例中，當工件加工設備200在半導體製造廠(FAB)內使用以製造半導體產品或裝置時，所有相應的第一氣幕裝置224、第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276、第四氣幕裝置278可維持連續開啟。
在第三步驟306中，在蓋209從容器204移除之後，機器人210的傳送葉片210b通過開口208進入工件腔室206且拾取至少一個工件202。傳送葉片210b支撐工件202且將工件202傳送到傳送緩衝容器266。然後，傳送葉片210b將工件202定位在傳送緩衝容器266內以供儲存在傳送緩衝容器266的儲存腔室272內。
在方法300的一個實施例中，第一氣幕裝置224以及第三氣幕裝置276可維持開啟，使得傳送葉片210b以及工件202通過第一氣幕226以及第三氣幕280。或者，在方法300的一些實施例中，第一氣幕裝置224在傳送葉片210b通過開口208進入工件腔室206稍早之前關閉，且第一氣幕裝置224在傳送葉片210b通過開口208退出工件腔室206稍晚之後開啟，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第一氣幕226。在方法300的一些實施例中，第三氣幕裝置276在傳送葉片210b進入傳送緩衝容器266的儲存腔室272稍早之前關閉，且第三氣幕裝置276在傳送葉片210b退出傳送緩衝容器266的儲存腔室272稍晚之後開啟，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第三氣幕280。
在第四步驟308中，機器人210將工件202從傳送緩衝容器266中的儲存腔室272傳送到工具隔間216以由工具213加工或改善。傳送葉片210b可通過第三氣幕280以進入儲存腔室272以拾取且支撐工件202，以將工件202從傳送緩衝容器266的儲存腔室272運送至工具隔間216。傳送葉片210b可通過第二氣幕246以進入工具隔間216以將工件202定位在工具隔間216內。或是，在一些實施例中，第三氣幕裝置276可在傳送葉片210b進入傳送緩衝容器266的儲存腔室272稍早之前關閉，且可在傳送葉片210b退出傳送緩衝容器266的儲存腔室272稍晚之後開啟，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第三氣幕280。在一些實施例中，第二氣幕裝置244可在傳送葉片210b進入工具隔間216稍早之前關閉，且可在傳送葉片210b退出工具隔間216稍晚之後打開，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第二氣幕246。
在第五步驟310中，在工件202被定位在工具隔間216內之後，工具213改善或加工定位在工具隔間216內的工件202。在改善或加工工件202之前，工件可被定位在支撐件上288，如第6A圖以及第6B圖中所顯示。在工件202被定位在支撐件288上之後，開啟工具213以改善或加工工件202。或是，在一些實施例中，支撐件288可能不存在，而是當工具213開啟以改善或加工工件202時，工件202可能存在於傳送葉片210b上。
在第六步驟312中，傳送葉片210b進入工具隔間216且拾起工件202以將已經由工具213加工或改善的工件202從工具隔間216運送到閒置緩衝容器268的儲存腔室274。傳送葉片210b以及工件202可容易地通過第二氣幕246。或是，可在傳送葉片210b通過開口214進入工具隔間216稍早之前關閉第二氣幕裝置244，且可在傳送葉片210b通過開口214退出工具隔間216稍晚之後開啟，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第二氣幕246。
然後，傳送葉片210b支撐工件202以將工件202傳送至閒置緩衝容器268的儲存腔室274。傳送葉片210b以及由傳送葉片210b支撐的工件202可容易地通過第四氣幕282。或是，第四氣幕裝置278可在傳送葉片210b進入閒置緩衝容器268的儲存腔室274稍早之前關閉，且可在傳送葉片210b退出閒置緩衝容器268的儲存腔室274稍晚之後開啟，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第四氣幕282。
在第七步驟314中，工件202藉由機器人210的傳送葉片210b從閒置緩衝容器268的儲存腔室274傳送到容器204內的工件腔室206。傳送葉片210b通過第四氣幕282，且拾取工件202。一旦傳送葉片210b拾取工件202，傳送葉片210b與工件202退出儲存腔室274且通過第四氣幕282。在通過第四氣幕282後之後，傳送葉片210b以及由傳送葉片210b支撐的工件202通過第一氣幕226被傳送到工件腔室206。然後，傳送葉片210b將工件202定位在工件腔室206內的複數個擱板258中相應的擱板258。傳送葉片210b在定位工件202之後退出工件腔室206，其中工件202已經在工件腔室206中由工具213改善以及加工。
或是，在方法300的一些實施例中，第四氣幕裝置278可在傳送葉片210b進入閒置緩衝容器268的儲存腔室274稍早之前關閉，且可在傳送葉片210b退出閒置緩衝容器268的儲存腔室274稍晚之後開啟，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第四氣幕282。在方法300的一些實施例中，第一氣幕裝置224可在傳送葉片210b通過開口208進入工件腔室206稍早之前關閉，且第一氣幕裝置224可在傳送葉片210b通過開口208退出工件腔室206稍晚之後開啟，使得傳送葉片210b以及工件202不通過第一氣幕226。
在第八步驟316中，如本文所述的軌道和承載件系統(未顯示)可藉由與容器204的升降結構205機械卡合且在容器204上抬升而將容器204從裝載口結構移除。軌道和承載件系統從裝載口結構207移除容器204，打開和關閉介面機構222從打開位置移動到關閉位置以關閉工件加工設備200的側壁227中的開口225，且也將蓋209耦接到容器204。將蓋209耦接到容器204關閉開口208且覆蓋容納工件202的工件腔室206，以在利用軌道和承載件系統(未顯示)將在容器204中的工件202傳送到半導體製造廠(FAB)內的另一位置時保護工件202。在容器204從裝載口結構207移除之後，可關閉第一氣幕裝置224以節省能量。
當沒有在使用工件加工設備200時，可關閉相應的第一氣幕裝置224、第二氣幕裝置244、第三氣幕裝置276、第四氣幕裝置278以節約能源。例如，當半導體製造廠(FAB)完全或部分停機時，可能沒有在使用工件加工設備200。
如本文所述的空氣以及乾淨乾燥空氣(CDA)可被稱為流體、氣體或一些對如本文所述的空氣以及乾淨乾燥空氣的一些其他相似或類似類型的引用。傳送緩衝容器以及閒置緩衝容器可被稱為儲存區域、緩衝區域、儲存隔間，或對傳送緩衝容器以及閒置緩衝容器的一些其他相似或類似類型的引用。
鑑於以上所述，容器204的工件腔室206、傳送緩衝容器266以及閒置緩衝容器268相應的儲存隔間272、274以及工具隔間216內相應的相對濕度可下降大約20%。這些相應的腔室以及隔間內的相對濕度降低大約20%，這減少了工件202在被工件加工設備200加工以及改善時所暴露的水分或濕度的量。這種暴露於水分以及相對濕度的減少降低了逸氣的可能性且降低了將工件202暴露於污染物(例如，碎屑、污染物顆粒等等)的可能性。鑑於以上論述，這降低了工件202在被工件加工設備200加工以及改善時產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
雖然上面的論述集中在如本文所述的工件加工設備的實施例內的選定位置中的各個氣幕裝置，但是將容易理解的是，各個氣幕裝置可重新定位以藉由降低工件暴露於可能使工件劣化的污染物或環境量或品質(例如，水分、濕度等等)的可能性來減少工件在被儲存時產生缺陷、損壞或劣化的可能性。
鑑於本揭露的以上論述，顯而易見的是，工件產生缺陷、損壞或劣化(例如，降低品質)的可能性降低了。例如，當工件存在於傳送緩衝容器以及閒置緩衝容器的儲存腔室、容器的工件腔室以及工件加工設備的實施例中的工具隔間內時，相應的氣幕裝置將工件與傳送隔間內的向下氣流阻擋、分離以及隔絕。當這些工件存在於上述這些區域內時，這些工件不會暴露於傳送隔間內的向下氣流，因此，工件暴露於較少的水分、濕氣以及污染物，而降低了工件變成報廢物的可能性。這種暴露於水分、濕氣以及污染物的減少使變成廢料的工件的數量降低，且因此提高了可用的半導體產品和裝置的產量，這些產品和裝置是在半導體製造廠內利用工件製造的，工件加工設備的實施例可以存在於其中。
鑑於本揭露的以上論述，顯而易見的是，由於工件儲存在傳送緩衝容器以及閒置緩衝容器的儲存腔室以及容器的工件腔室內產生缺陷、損壞或劣化的可能性降低，因此等候時間(Q time)可被放寬。例如，藉由利用氣幕將儲存在這些區域中的工件與工件加工設備的傳送隔間中的向下氣流隔絕以及分離，工件可被儲存更長的等候時間，因為這降低了工件產生缺陷、損壞或劣化的可能性。這放寬了對等候時間的容差，從而可延長等候時間，而提供更大的適應性或可調節性。例如，即使在半導體製造廠(FAB)中發生錯誤或維護問題導致半導體製造廠內的製造延遲，由於能夠延長等候時間，工件產生缺陷、損壞或劣化的可能性也不會增加。
鑑於本揭露的以上論述，顯而易見的是，藉由使乾淨乾燥空氣循環通過相應的緩衝容器相應的儲存腔室、通過容器的工件腔室以及通過工件加工設備的工具隔間，可進一步降低工件產生缺陷、損壞或劣化的可能性。鑑於本揭露的以上論述，顯而易見的是，藉由使乾淨乾燥空氣循環通過相應的緩衝容器相應的儲存腔室、通過容器的工件腔室以及通過工件加工設備的工具隔間，等候時間可進一步增加。例如，乾淨乾燥空氣循環通過工件加工設備內的這些區域，無論是單獨使用還是與氣幕裝置結合，都減少了工件產生缺陷、損壞或劣化的可能性，因為在利用工件加工設備的實施例加工或改善工件時，工件可暴露在較少水分、濕氣以及污染物的環境中。
根據一些實施例，提供一種工件加工設備，包括傳送隔間、傳送機器人、裝載口、裝載口開口、第一氣幕裝置以及一第二氣幕裝置，傳送機器人在傳送隔間內，傳送機器人配置以通過傳送隔間傳送工件，裝載口在傳送隔間外部，裝載口開口從裝載口延伸到傳送隔間，第一氣幕裝置相鄰於裝載口開口且在傳送隔間內，第一氣幕裝置配置以形成第一氣幕，第一氣幕與裝載口開口完全重疊，工件緩衝容器包括儲存腔室以及開口，開口可從傳送隔間進接，第二氣幕裝置相鄰於工件緩衝容器的開口，第二氣幕裝置配置以形成第二氣幕，第二氣幕與工件緩衝容器的開口完全重疊。
根據一些實施例，藉由第一氣幕裝置形成的第一氣幕將在傳送隔間外部的第一流體與傳送隔間內的第二流體隔絕。根據一些實施例，工件加工設備更包括與第一流體流體連通的流體清除模組，流體清除模組配置以接收第一流體且輸出乾淨乾燥空氣(CDA)。根據一些實施例，工件加工設備更包括裝載口介面機構，裝載口介面機構包括打開位置以及關閉位置，關閉位置與打開位置相反，其中裝載口開口被裝載口介面機構覆蓋以及關閉。根據一些實施例，工件加工設備更包括在裝載口上的工件匣，工件匣包括工件開口以及工件腔室，當裝載口介面機構在打開位置時，工件開口通過裝載口開口與傳送隔間流體連通，工件匣內的工件腔室與工件開口流體連通。根據一些實施例，藉由第一氣幕裝置形成的第一氣幕將工件腔室內的第一流體與傳送隔間內的第二流體分離以及隔絕。根據一些實施例，藉由第二氣幕將工件緩衝容器內的第一流體與傳送隔間內的第二流體分離以及隔絕。根據一些實施例，工件加工設備更包括工具隔間、工具、工具隔間開口以及第三氣幕裝置，工具在工具隔間內，工具隔間開口可從傳送隔間進接，第三氣幕裝置相鄰於工具隔間開口，第三氣幕裝置配置以形成與工具隔間開口完全重疊的第三氣幕。根據一些實施例，工件加工設備更包括流體清除模組，流體清除模組與工具隔間流體連通，流體清除模組配置以在工具隔間內接收第三流體且將乾淨乾燥空氣輸出到工具隔間中。根據一些實施例，流體清除模組與工件緩衝容器的儲存腔室流體連通，流體清除模組配置以接收工件緩衝容器的儲存腔室內的第一流體，且輸出乾淨乾燥空氣(CDA)進入工件緩衝容器的儲存腔室中。
根據一些實施例，提供一種工件儲存系統，包括工件容器、氣幕裝置以及流體清除模組，工件容器包括開口以及工件腔室，工件腔室與工件容器的開口流體連通，氣幕裝置相鄰於工件容器，氣幕裝置配置以形成氣幕以將工件腔室內的第一流體與工件腔室外的外部環境中的第二流體分離以及隔絕，氣幕與工件容器的開口完全重疊，流體清除模組與工件容器的工件腔室流體連通，流體清除模組配置以接收工件容器的工件腔室內的第一流體。
根據一些實施例，工件儲存系統更包括流體通路，流體通路流體耦接到氣幕裝置的入口，流體通路配置以向氣幕裝置提供第三流體以形成氣幕。根據一些實施例，氣幕裝置包括一個或多個出口以及流體腔室，第三流體通過出口形成氣幕，流體腔室在入口以及一個或多個出口之間，流體腔室與入口流體連通且與一個或多個出口流體連通，其中第三流體依次通過入口、流體腔室以及複數個出口。根據一些實施例，流體清除模組配置以從工件腔室中過濾污染物且控制工件腔室內的相對濕度。根據一些實施例，流體清除模組配置以將工件腔室內的第一流體的相對濕度調節為小於外部環境中的第二流體的相對濕度。
根據一些實施例，提供一種一種方法，包括利用第一氣幕裝置形成第一氣幕以完全重疊在工件加工設備處的工件腔室以及工件加工設備的傳送隔間之間的開口，以將工件腔室內的第一流體與傳送隔間內的第二流體的分離以及隔絕；利用流體清除模組清除工件腔室內的第一流體；以及利用流體分配結構將乾淨乾燥空氣(CDA)引入工件腔室，流體分配結構與流體清除模組流體連通，使第一流體以及乾淨乾燥空氣循環通過工件腔室。
根據一些實施例，其中利用流體清除模組清除工件腔室內的第一流體包括從工件腔室內去除污染物。根據一些實施例，清除工件腔室內的第一流體以及將乾淨乾燥空氣引入工件腔室中導致工件腔室內的相對濕度小於傳送隔間內的相對濕度。根據一些實施例，此方法更包括將容納工件腔室的匣傳送到工件加工設備的裝載口。根據一些實施例，此方法更包括移除蓋以暴露匣內的工件腔室，其中工件腔室對於傳送隔間內的傳送機器人為可進接的。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可從各個方面更佳地了解本揭露。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本揭露為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本揭露的發明精神與範圍。在不背離本揭露的發明精神與範圍之前提下，可對本揭露進行各種改變、置換或修改。
100,200:工件加工設備 102,202:工件 104,204:容器 105,205:升降結構 106,206:工件腔室 107,207:裝載口結構 108,114,208,214,225:開口 110,210:機器人/傳送機器人 110a,210a:機器臂 110b,210b:傳送葉片 110c,210c:基座 111:打開和關閉介面機構 112,212:傳送隔間 113,213:工具 116,216:工具隔間 118,218:過濾風扇單元 120,122,124,136,234,238,240 ,270,284,286:箭頭 125,223:外殼 126,242:流線圖 128,266:傳送緩衝容器 130,268:閒置緩衝容器 132,134,272,274:儲存腔室 209:蓋 220:氣流/箭頭 222:打開和關閉介面機構/前打開和關閉介面機構 224:第一氣幕裝置/氣幕裝置 226:第一氣幕/氣幕/箭頭 227:側壁 228:空氣清除裝置 230,248:入口 232:出口 236:流體分配結構 244:第二氣幕裝置 246:第二氣幕/箭頭 250:腔室 252:流體入口通道 254:噴嘴 256:安裝支架 258:擱板 260:流體通道 262:質量流量控制器 264:閥 276:第三氣幕裝置 278:第四氣幕裝置 280:第三氣幕 282:第四氣幕 288:支撐件 300:方法 302:第一步驟 304:第二步驟 306:第三步驟 308:第四步驟 310:第五步驟 312:第六步驟 314:第七步驟 316:第八步驟
根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應注意的是，根據本產業的一般作業，圖示並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。 第1A圖示出工件加工設備的示例的示意性側視圖。 第1B圖示出關於如第1A圖中所示的工件加工設備的示例的流線圖的示例。 第2A圖示出根據本揭露的一些實施例的工件加工設備的示例的立體圖。 第2B圖示出根據本揭露的一些實施例的如第2A圖中所示的工件加工設備的示例的示意性側視圖。 第2C圖示出根據本揭露的一些實施例的關於如第2A圖以及第2B圖中所示的工件加工設備的示例的流線圖。 第3圖示出根據本揭露的一些實施例的如第2A圖以及第2B圖中所示的工件加工設備的替代實施例的示意性側視圖。 第4圖示出根據本揭露的一些實施例的與容器一起使用的氣幕裝置的示例。 第5圖示出如第1A圖中所示的工件加工設備的示例內的位置的示例的示意圖。 第6A圖示出根據本揭露的一些實施例的具有一個或多個氣幕裝置的工件加工設備內的位置的示意圖的示例。 第6B圖示出根據本揭露的一些實施例的具有一個或多個氣幕裝置的工件加工設備內的位置的示意圖的示例。 第7圖示出根據本揭露的一些實施例的在工件加工設備的實施例內傳送工件的方法的流程圖。
202:工件
204:容器
205:升降結構
206:工件腔室
207:裝載口結構
208,214,225:開口
210:機器人
210a:機器臂
210b:傳送葉片
210c:基座
212:傳送隔間
213:工具
216:傳送隔間
224:第一氣幕裝置/氣幕裝置
226:第一氣幕/氣幕/箭頭
227:側壁
228:空氣清除裝置
244:第二氣幕裝置
246:第二氣幕/箭頭
270:箭頭
266:傳送緩衝容器
268:閒置緩衝容器
272,274:儲存腔室
276:第三氣幕裝置
278:第四氣幕裝置
280:第三氣幕
282:第四氣幕
288:支撐件

Claims (1)

  1. 一種工件加工設備，包括： 一傳送隔間； 一傳送機器人，在該傳送隔間內，該傳送機器人配置以通過該傳送隔間傳送數個工件； 一裝載口，在該傳送隔間外部； 一裝載口開口，從該裝載口延伸到該傳送隔間； 一第一氣幕裝置，相鄰於該裝載口開口且在該傳送隔間內，該第一氣幕裝置配置以形成一第一氣幕，該第一氣幕與該裝載口開口完全重疊； 一工件緩衝容器，包括一儲存腔室以及一開口，該開口可從該傳送隔間進接；以及 一第二氣幕裝置，相鄰於該工件緩衝容器的該開口，該第二氣幕裝置配置以形成一第二氣幕，該第二氣幕與該工件緩衝容器的該開口完全重疊。
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