TWI328855B - Large area substrate transfer robot, processing system comprising same, processing system comprising substrate staging system, and method for transferring large area substrates in processing system - Google Patents

Large area substrate transfer robot, processing system comprising same, processing system comprising substrate staging system, and method for transferring large area substrates in processing system Download PDF

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TWI328855B
TWI328855B TW092125280A TW92125280A TWI328855B TW I328855 B TWI328855 B TW I328855B TW 092125280 A TW092125280 A TW 092125280A TW 92125280 A TW92125280 A TW 92125280A TW I328855 B TWI328855 B TW I328855B
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Description

1328855 年98月·換頁 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例大致有關於—種具有傳送機械手臂 之大面積基板處理系統。 【先前技術】 薄膜電晶體（TFT)常用來作為主動矩陣式顯示器，例如 電腦與電視監視器、可攜式電話、個人數位助理以及日益 增多之其他元件。一般而言，平面面板至少包括二個玻璃 平板以及一層液晶材料夾在這兩片破螭平板之間。至少一 片玻璃平板具有一層導電薄膜位於其上，而此導電薄膜與 電源耦接。電力從電源供應至導電薄膜來改變此層液晶材 料之方位以建立出一圖案顯示。 市場所接受之平面面板技術中，對較大尺寸之顯示 器、增加產量以及較低之製造成本的需求已驅使設備製造 商去發展能.與平面面板製造廠商之大尺寸玻璃基板相符之 新系統。現行之玻璃處理設備通常適用於高達約一平方公 尺之基板。在可想見鈞不久將來，處理設備將能適用於高 達及超過一又二分之一平方公尺之基板尺寸。 用以製造如此大尺寸基板之設備對平面面板顯示器之 製造商而言也代表了大筆的投資。傳統之系統需要大而昂 貴之硬體。舉例而言’增加之體積需要較高容量之真空果， 而必須提升通道密封設備以符合較大密封力，其中此較大 密封力乃為配合較大基板所需之較大通道所引發。此外 由於上述適用於大尺寸基板之設備的大量資本支出，一 6 3 1328855 年月曰修正替換頁 .98. P ^- 的大面積基板處理系統具有許多的處理反應室與一中央傳 送反應室耦接，以在一給定之工具面積下最大化製程彈性。 然而，此增加之設備尺寸與成本對製造商而言也意味 著工廠可供此類設備擺置的有限空間之實質問題。此外， 製造商尋求實施有限製程步驟的要求，不利於使用具有較 大容量、製程性能與尺寸之設備以及實施有限製程於大面 積基板上。 因此，亟需小型之處理設備來處理大面積基板。
【發明内容】
本發明提供一種處理大面積基板之系統與方法。在一 實施例中，處理系統包括一傳送反應室，其中此傳送反應 室具有附屬之至少一處理反應室以及耦接至其之基板臺架 系統耦接。臺架系統包括負載阻隔反應室以及熱處理站， 其中此負載阻隔反應室具有第一埠耦接至傳送反應室，且 熱處理站耦接至負載阻隔反應室之第二埠。負載阻隔機械 手臂位於負載阻隔反應室中，以利在熱處理站與負載阻隔 反應室之間進行傳送。 【實施方式】 第1 A-B圖分別為大面積基板之處理系統100之一實 施例的上視圖與剖面圖。此處理系統 100包括工廠介面 102,其中此工廠介面102藉由負載阻隔反應室104而與傳 送反應室106耦接，而此傳送反應室106具有至少一處理 反應室108與其耦接。負載阻隔反應室104為臺架系統110 之一部分，其中此臺架系統110適用以等候及/或熱處理或 4 1328855 年月曰修正替換頁 es. β. 2^- 調整在工廠介面102與傳送反應室106之間傳送之基板。 工廠介面102具有各式表面配置，一般包括至少一基板儲 藏卡匣132以及介面傳送機械手臂134以在基板儲藏卡匣 1 3 2與臺架系統1 1 0之間傳送基板1 3 0。 傳送反應室106具有反應室主體120，其中此反應室 主體120 —般係由適合之材料，例如銘、不錄鋼或聚丙稀， 所製成。傳送反應室106之剖面可以是矩形或如這裡所描 繪之圓形。傳送反應室106具有複數個面112在其外牆上， 以利耦接處理反應室108或其他傳送反應室106之反應室 至傳送反應室106。傳送反應室106之内部定義出可抽氣 或可控制氣壓之容積114，其中容積114透過穿過反應室 主體1 20之排氣埠1 1 8與循環或抽氣系統1 1 6耦接。複數 個基板進出埠122穿過反應室主體120而形成，以利基板 進出傳送反應室106内部之容積114。進出埠122為狹缝 閥124選擇性地封住，其中狹缝閥124可使傳送反應室106 之環境選擇性地被隔離。本發明可採用Ettinger等人於西 元2000年6月27號所獲准之美國專利編號第6,079,693 號所介紹之一種狹缝閥，其全文在此併入本文參考文獻中。 至少一處理反應室108以及至少一負載阻隔反應室 104耦接至反應室主體120。這些處理反應室可設置來進行 化學氣相沉積、物理氣相沉積、熱處理、電鍍或其他與在 半導體基板上進行之積體電路製造有關之製程。這樣的反 應室可見於位在美國加州聖克拉拉之應用材料股份有限公 司。 6?f%替換頁 傳送機械手臂126位於傳送反應室106内部之容積 114内，用以在處理反應室1〇8與負載阻隔反應室1〇4之 門傳送基板。傳送機械手臂126可以是任何適合於在一真 二環境傳送大面積基板以及執行各種動作之機械手臂。 第2圖為傳送機械手臂126之一實施例之側視圖。傳 送機械手臂126包括主體202、托架204以及接合組件 2〇6。主體202中心地耦接在傳送反應室ι〇6之底部2〇8， 中此主體202 —般覆蓋有馬達（未繪示）用以旋轉托架 2〇4與接合組件2〇6。在中心旋轉基板有利於最小系統尺 寸。 托架204將接合組件2〇6耦接至主體2〇2。在第2圖 所描繪之實施例中，托架2〇4藉由軸21〇耦接至主體2〇2， 其中軸210可相對主體2〇 2旋轉來定位傳送機械手臂 126,以利基板與任何週遭之反應室交換。軸2ι〇可隨意地 從主體202伸縮來控制托架204與接合組件2〇6之高度。 接合組件206通常包括第一促動器212、臺架214、第 一促動器216以及終端受動器218。第一促動器212用以 相對於把架204移動臺架214»第二促動器216用以相對 於臺架214移動终端受動器218。終端受動器218用以在 傳送機械手臂126運送基板（第2圖中未繪示）時支撐基板。 第3圖係繪示沿第2圖傳送機械手臂於支撐基板318 時之3-3剖面線所獲得之剖面圖。在一實施例中，終端受 動器218包括一對基板支撐件3 24。每一個基板支撐件3 24 包括第一或上凸緣320耦接至第二或下凸緣3 22 »上凸緣 Μ.微替換頁 3 2 0以一分開關係配置以抓住位於其間之基板 來可防止基板318在基板傳送期間從傳送機械 掉落。下凸缘322從上凸缘320處輻射狀地向 撐基板318。终端受動器218可由一材料，例 不銹鋼或塑膠支撐墊之鋁，所製成或塗覆，藉 小化基板之到傷。 托架204包括一對凸緣302以及凸緣304 連接構件308耦接至輪轂306。托架204 —般 他重量輕之材料所製成，以使慣性減到最小。 接至從傳送機械手臂126之主體202延伸出來 每一個凸緣302與凸緣304位於軸210相對邊 的連接構件308耦接至輪轂306。每一個凸緣 3 04 —般以分開之型態放置，且與輪轂306之 等。同時’凸緣302與凸緣304彼此互相平行 2〇4之旋轉軸。 在一實施例中，軸承組件3 1 0架設在托架 個凸緣302以及凸緣304與臺架214之間。第 312架設在臺架214與終端受動器218之間。轴 有利於臺架214相對於托架204之線性運動， 組件3 1 2則有利於臺架.2 Μ相對於終端受動器 運動。在第2圖與第3圖所描繪之實施例中，軸 為一線性軸承，其中轴承组件31〇包括轨314 214以及一或多個導引件316耦接至凸緣3〇2。 ~般包括滾轴或矩形軸承，以增加導引件316 3 1 8,如此》 手臂126上 内延伸以支 如具有拖光 以防止或最 藉由複數個 係由鋁或其 輪毅3 0 6轉 .之袖2 1 〇。 並利用各自 302與凸緣 間的距離；^ 並垂直托架 204之每__ 二軸承組·{牛 1承組件3 1 〇 而第一轴承 2 1 8之線性 承组件310 輕接至臺架 導引件316 沿著軌3 1 4 曰修正替換頁 之活動。軸承组件310可包括 如磁性轴承、以及流體軸承等 有如同軸承組件3 1 0之型態。 第一促動器212耦接在臺 制臺架214相對於托架204之 促動器212。第一促動器212 架相對於基座之位置的致動元 汽缸、液壓汽缸、滚珠螺桿、 達、步進馬達、螺線管、無桿 齒輪排列、以及在其他元件中 例中，第一促動器2 1 2係一微 一般係由鋁或其他適合使用在 材料所製成。 固體軸承或非接觸軸承，例 等。第二軸承組件312也具 架2丨4與托架2〇4之間以控 位置。可利用一或多個第一 可至少包括任何適合擺放臺 件。這樣的促動器包括氣動 飼服馬達、索爾（SaWyer)馬 汽缸.、計時皮帶 '齒條與小 適合線性促動者。在一實施 機電系統促動器。臺架214 傳送反應室106之重量輕的 第4圖為第二促動器2 1 6之一實施例的側視圖。第二 促動器216包括馬達402耦接至終端受動器218，用以控 制導螺桿404之旋轉。與導螺桿4〇4嚙合之螺帽406耦接 至臺架214。當第二促動器216之馬達4〇2旋轉導螺桿404 時，螺帽406沿著導螺桿404行進，因而驅動終端受動器 218相對於臺架214運動。第一促動器212也具有如同第 二促動器216之型態。因此，可對第一促動器212與第二 促動器216提供能量’來使終端受動器218以如第2圖之 箭頭222與箭頭224所示的相對方向線性伸縮而穿過傳送 機械手臂126之中心線220。 第5圖為沿第1 A圖基板臺架系統之一實施例的5 - 5 1328855 年9媛#_换頁 剖面線所獲得之剖面圖。基板之臺架系統110包括負載阻 隔反應室104，其令負載阻隔反應室104將傳送站502與 熱處理站504分隔開。在傳送站502中基板通常在臺架系 統1 1 0與工廠介面1 02之間傳送。傳遞隔間5 06位於負載 阻隔反應室104上，其中傳遞隔間506包括傳遞機械手臂 520，以利基板在越過負載阻隔反應室 104時可於傳送站 5 02與熱處理站5 04之間直接傳送。負載阻隔反應室104 裝配有三個埠 508、510、512，而分別可使基板之傳送發 生在負載阻隔反應室104與傳送站5 02之間、以及熱處理 站5 04與傳送反應室106之間。替代地，傳遞隔間506亦 可架設在負載阻隔反應室104下方。 在一實施例中，傳送站502包括輸入平台514以及輸 出平台 516»輸入平台 514位於傳送站 502之上方區域 518,且適用以接收從工廠介面102進入之基板。輸入平台 514 —般與傳遞隔間506排成一行，如此一來放在輸入平 台514之基板可立即藉由傳遞機械手臂5 20傳送過傳遞隔 間 5 06。 第6圖係繪示輸入平台514之一實施例的透視圖。輸 入平台514包括上表面602用以支撐基板，且此上表面602 具有至少一第一通道604形成於其中。在第6圖所示之實 施例中，有兩個第一通道604形成於上表面602，且第一 通道604具有至少一第一端606開啟於輸入平台514之面 對工廠介面102的第一面608。這些第一通道604配置成 可使介面傳送機械手臂134(如第1A圖與第1B圖所示）之 9 1328855 衾心曰#r換頁 葉片穿過輸 間，以利基 至少一 入平台514與支撐於輸入平台514上之基板之 板之傳送。
第二通道610形成於輸入平台 514之上表面 602。第二通道610 —般係設置成與第一通道604正交，並 用以使傳遞機械手臂520可放置及取回放在傳送站502之 輸入平台514上的基板。在第6圖所示之實施例中，有兩 個第二通道610位於輸入平台514之上表面602中，且第 二通道610具有第一端612開啟於輸入平台514之面對傳 遞隔間506與負載阻隔反應室104的第二面614。這些第 二通道610配置成有利於基板在輸入平台514與傳遞機械 手臂520之間交換。替代地，輸入平台514可包括一或多 個舉升梢或其他適用以選擇性地維持基板與輸入平台514 之上表面6 0 2之間呈分開關係的構件，以利藉由介面傳送 機械手臂134(如第1A圖與第1B圖所示）或通經機械手臂 520接收基板。
請再次參考第5圖，輸出平台516位於傳送站502之 下方區域522並鄰近於負載阻隔反應室104之埠508。輸 出平台516之配置通常與輸入平台514相似，以利於基板 在負載阻隔反應室104中之負載阻隔機械手臂530與介面 傳送機械手臂134之間傳送。 傳遞隔間506提供導管以使基板可在傳送站502與熱 處理站504之間傳送。傳遞機械手臂520位在傳遞隔間506 中，以利基板傳送於其中。雖然具有其他配置或傳送機構 之機械手臂可應用來傳送基板通過傳遞隔間506，傳遞機 10 械手臂5 20通常配置成與上述之傳送機械手臂126相似。 非必須之門5 24可提供來選擇性地關閉界定在傳遞隔 間506與熱處理站504之間的出口 526。可關閉門524以 減緩熱在傳遞隔間506與熱處理站504環境之間的傳送。 於熱處理基板時，熱處理站504通常係用以從傳遞機 械手臂5 20接收以及移動鄰近於負載阻隔反應室104之通 道510的基板。相對於在真空環境下進行基板之熱處理， 於臺架系統110中進行基板之熱處理時，在處理反應室108 中熱處理基板之製程次數減少下，以及由於省略禁得起真 空狀況之硬體以及節約與工廠底板空間設備（例如面積縮 小）相關的空間，而可節省相當可觀之成本。本發明可採用 由Q. Shang於西元2000年12月29曰申請之美國專利臨 時申請案編號第60/259,035號（代理人登錄號為5163L)中 描述一種熱處理站，此全文在此併入本文之參考文獻中。 第7圖係繪示熱處理台5 04之一實施例的剖面圖。熱 處理台504通常包括基板接收架702、基板升降器704以 及至少一加熱元件706。基板接收架702 —般放置在鄰近 於傳遞隔間506之出口 526。基板接收架702係用以提供 平台，以利傳遞機械手臂520與基板升降器704之間的交 接。在一實施例中，基板接收架702包括一對相對之軌708 耦接至熱處理站504之相對之牆710與牆712。每一個軌 708藉由促動器714耦接至對應之牆710與牆712,其中促 動器7 1 4係用以控制此對轨7 0 8之間的間隔。促動器7 1 4 可將這對軌708放置在第一位置，如此一來這對軌708可 1328855 年⑽月辦替換頁1 將基板支樓於其上。在第一位置情況下，從這兩個軌7〇8 之間將基板抬升時，基板升降器704可在這兩個轨7〇8之 間移動。接著’可發動促動器714來分開這兩個轨7〇8, 如此一來基板升降器704可下降以使基板從這兩個軌7〇8 之間通過。基板接收架7〇2可包括同樣有利於基板傳送於 傳遞機械手臂520與基板升降器704之間的替代架構。 請同時參照第5圖與第7圖’基板升降器704通常包 括主要促動器716轉接至升降板718。主要促動器716係 用以控制升降板718之升降，如此一來可從基板接收架7〇2 取回基板’並可將基板下降至鄰近於負載阻隔反應室1〇4 之第二通道510的位置。主要促動器716可以是氣動汽缸、 液壓汽缸、滚珠螺桿、或其他有利於基板於垂直方向運動 之線性促動器。 升降板718 —般係利用鋁或其他具有良好熱傳導特性 之材料所製成。升降板718之支撐表面730 —般包括一或 多個通道732形成於其中’而通道732之配置係有利於基 板從支撐表面730至位於負載阻隔反應室104中之負載阻 隔機械手臂530的傳送。替代地，可利用舉升梢或固定支 撐來使基板相對於支撐表面730維持一分開關係，以利基 板調換至負載阻隔機械手臂530。 加熱元件706適用以將基板130加熱至介於約l5〇t 與約550C之間。加熱元件706至少包括電阻加熱構件、 輻射燈、用以使熱傳流體流通於其間之導線管、熱電_ 或用以熱控位於升降板718上之基板溫度的其他元件中之 12 1-32&85i__ •年Vf正綱 一者或上述元件之組合。在第7圖所示之實施例中，加熱 疋件706包括至少一燈720、用以供熱傳流體流通於其間 之導線管722、以及電阻構件724。燈72〇 _般耦接在接近 基板接收架702。導線官722與電阻構件724 —般係位在 或耦接在升降板718。 第8圖係繪·示負載阻隔反應室1〇4之一實施例的剖面 圖。負載阻隔反應室1〇4通常包括具有基板接收架8 04之 反應室主體802以及負載阻隔機械手臂530位於其中。反 應室主體802 —般係由單塊鋁或焊接之不銹鋼板所製成。 反應室主體802包括位於反應室主體802之牆806與對面 牆808上的第一埠508以及第二埠510，其中第一埠508 與第二埠510分別面對傳送站502與熱處理站5 04。埠512 穿透反應室主體802之牆810,其中第三埠512位於牆806 與牆808之間且面對傳送反應室1〇6(請參照第9圖）。狹 縫閥822(僅顯示出其中兩個，第三埠512之狹缝閥8 22可 由此推得）可選擇性地密封埠508、510與512，而可選擇 性地將負載阻隔反應室104隔離於周圍之傳送站5 〇2、熱 處理站504與傳送反應室1〇6。 基板接收架804位於負載阻隔機械手臂530上方並鄰 近於第三埠512。基板接收架804係用以與負載阻隔機械 手臂530以及傳送機械手臂126進行基板之交接。在一實 施例中’基板接收架804包括兩對相對之轨830分別耦接 至埠508與埠510上方之牆806與牆808。 一或多個軌之促動器840耦接每一個軌830與對應之 13 1328855 年9忒硐％^換頁 牆806與牆808。促動器840可以是螺線管、氣動汽缸、 液壓汽红、線性促動器、或適合用以控制轨8 3 〇間之間隔 的其他元件》 每 具有從 出之垂 分開狀 軌830 動器通 時，軌 基板。 載阻隔 位置時 抬1¾基 一般， 度以在 板0
一個軌830包括水平凸緣832,其中此水平凸緣832 水平凸緣832之接近每一牆806或牆808處向上凸 直邊緣834 °每一對轨830在牆806與牆808上呈 ’如此一來基板之角落為軌830所支撐，而每一對 之間所留下之空間可供機械手臂5 30、126之終端受 過。當軌830為促動器84〇分隔開而處於第一位置 830之配置為用以接收從傳送機械手臂126已處理 在基板由傳送機械手臂126傳送至軌83〇上時，負 機械手臂530括高至鄰近於通道512之位置，在此 ’傳送機械手臂 π 126可直接從負載阻隔機械手臂530 板並將基板移動5 s 劫至傳送反應室1〇6中以進行處理。 負載阻隔機械手璧 佩于臂530旋轉置放於其上之基板9〇 將基板交遞至傳样地 心王得送機械手臂126前先恰當地定位基
接者’升高負載阻 戰丨且^!機械手臂530以通過執830之 來從軌830上取回虛 ^理基板。促動器840將軌830往 移動至第二位置。在第_ ^ Λ ^ 卑—位置時’此時基板由負載阻隔 械手臂530所承栽，甚拉τ 吞·板下降至介於軌830之間並旋轉 鄰近通道508之位署 如 置’在此處可將基板傳送至傳送站5 且最後將基板歸回工廢 微介面102之卡匣。 第9圖係繪示 負载阻隔機械手臂530之一實施例放 14 1328855 年⑽月6日㈣麵 在負載阻隔反應室·Β m 中的透視圖。負載阻隔機械手臂53〇 之架構相似於傳送機械丰眢 饿手’ 126，且此負載阻隔機械手臂 53 0包括主體902、杯on/1 , 托架904以及接合組件906 »主體9〇2 柄接在負載阻隔反應金〗 士 汉應至104中心之底部9〇8，其中此主體 902 —般覆蓋有馬達（去給_ _、田 未繪不）用以旋轉托架904與接合组 件 906 。 ’ 托架904將接合έΒ & 口汲件906耦接至主體9〇2。在第9圖 所不之實施例中，托架.9〇4藉由軸91〇耦接至主體9〇2，
其中轴910可從主n 9〇2伸縮來控制托架與接合組件 906之所需尚度，而脾 叫將基板放置在接合組件906上接近崞 508、510與512的位署，丨、；版|>山％^ 位置 以供基板父流，並從基板接收架 804取回基板。
接合組件906通常包括第—促動器、臺架914、第二 促動器以及終端受動器918。其中，第一促動器、第二促 動器以及相關軸承並未繪示於第9圖中，但相似於第2圖 至第4圖所示之第一促動器、第二促動器以及相關轴承。 第一促動器用以相對於托架904移動臺架914。第二促動 器用以相對於臺架914移動終端受動器918。终端受動器 918用以在負載阻隔機械手臂530運送基板（第9圖中未繪 示）時支撐基板。 在一實施例中’終端受動器918包括一對基板支撐件 9 24。每一個基板支撐件924包括第一或上凸緣92 0耦接至 第二或下凸緣9 2 2 »上凸緣9 2 0以一分開關係配置以抓住 位於其間之基板，如此一來可防止基板在基板傳送期間從 15 9201328855 丄替換頁 負載阻隔機械手臂530上掉落。下凸緣922從上凸綠 處輻射狀地向内延伸而與上凸緣920呈L型架構，以 位於基板支撐件924之間的基板。 為了有利於傳送機械手臂126之終端受動器218 載阻隔機械手臂530之終端受動器918之間的直接交 複數個刻痕940形成於终端受動器918之每一基板支 924之端點。一般，兩個刻痕940延伸過每一個基板 件924之整個上凸緣920並至少延_伸至部分之下 922。刻痕940之深度直至下凸緣922，藉以使終端受 218之基板支撑件324可通過終端受動器918與支撐 上之基板之間。當終端受動器218上升及/或終端受 918下降時，基板從負載阻隔機械手臂530傳送至傳 械手臂126。接著，傳送機械手臂126之終端受動器 縮回，而將基板移至傳送反應室106。 請再次參照第8圖’抽氣系統8 1 2 —般藉由穿透 阻隔反應室104之底部816的通道814耦接至負載阻 應室1 04。抽氣系統8 1 2有利於排空負載阻隔反應室 之内部容積至使其壓力實質等於傳送反應室106之壓 以在不產生真空損失下進行基板之交遞。可密封之排 8 20穿過負載阻隔反應室104之頂部818,以選擇性地 進入負載阻隔反應室104之空氣，藉以提升負載阻隔 室104之壓力至週遭之傳送站與熱處理站504 力，而有利於與傳送站502以及熱處理站504之間進 板傳遞。 支撐 與負 遞， 撐件 支撐 凸緣 動器 於其 動器 送機 218 負載 隔反 104 力， 氣孔 過濾 反應 的壓 行基 16 1328855 年月日修工替換買 98» 6: “- 請參照 手臂134從 傳送至傳送 將此基板取 基板加熱至 間。加熱後 中取出基板 應室104排 之壓力。將 道5 1 2開啟 傳送反應室 從負載阻隔 5 12,並且將 送站502與 530以將已^ 收架804以 此負載阻隔 將狹縫 隔機械手臂 5 1 6。接著， 械手臂，並 如熟悉 之較佳實施 圍；凡其它 第1A圖、第1B圖以及第5圖，介面傳送機械 一基板健藏卡匣132中取出基板，並將此基板 站502之輸入平台514。藉由傳遞機械手臂52〇 出傳送至熱處理站504。在熱處理站504中， 一預設溫度，一般係介於1 5 〇〇c至約5 5 〇〇c之 ，利用負載阻隔機械手臂530從熱處理站504 並傳送至負載阻隔反應室將負載阻隔反 空至一塵力，使此壓力實質等於傳送反應室1〇6 狹缝閥822所關閉之負載阻隔反應室1〇4的通 ，並利用傳送機械手臂126將一已處理基板從 106傳送至架子上。接著，傳送機械手臂126 機械手臂530取回欲處理之基板。關閉通道 負載阻隔反應室104排氣至實質等於週遭之傳 熱處理站504的壓力。升高負載阻隔機械手臂 I理基板抬離基板接收架8〇4。縮回這些基板接 使基板坐落在負載阻隔機械手臂53〇上，其中 機械手臂530將下降至接近通道508之處。 閥8 2 2所關閉之通道5 〇 8開啟，並利用負.載阻 530將基板傳送至傳送站5〇2之輸出平台 介面傳送機械手臂134從輸出平台516取回機 將處理基板送回基板儲藏卡匣132。 此技術之人員所瞭解的，以上所述僅為本發明 例而已，並非用以限定本發明之申請專利範 未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改 17 1328855 變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 藉由本發明之更詳細描述以及上述簡短之發明内 容，輔以下列所附圖式上之實施例，可獲得並詳細地了解 以上所引述之本發明特徵。然而，值得注意的一點是，以 下所附圖式僅為本發明之典型實施例，並非用以限制本發 明之範圍，本發明尚包含其他等效之實施例。
第1A圖係繪示用以處理大面積基板之處理系統之一 實施例的上視圖； 第1 B圖係繪示第1 A圖之處理系統的剖面圖； 第2圖係繪示傳送機械手臂的側視圖； 第3圖係繪示沿第2圖傳送機械手臂之3 - 3剖面線所 獲得之剖面圖； 第4圖係繪示第2圖傳送機械手臂之側視圖； 第5圖係繪示沿第1 A圖基板臺架系統之一實施例的 5-5剖面線所獲得之剖面圖；
第6圖係繪示輸入平台之一實施例的透視圖； 第7圖係繪示熱處理台之一實施例的剖面圖； 第8圖係繪示負載阻隔反應室之一實施例的剖面圖； 以及 第9圖係繪示負載阻隔機械手臂之一實施例放置在第 8圖之負載阻隔反應室中的透視圖。 在圖式中，為了幫助了解，圖式中盡可能使用一致之 參考圖號來表示在圖式中共有之同一構件。 18 1328855 年J漱换頁1 【元件代表符號簡單說明】 100 處 理 系 統 104 負 載 阻 隔 反 應 室 108 處 理 反 應 室 112 面 116 循 環 或 抽 氣 系 統 120 反 應 室 主 體 124 狹 缝 閥 130 基 板 134 介 面 傳 送 機 械 手 204 托 架 208 底 部 212 第 一 促 動 器 216 第 二 促 動 器 220 中 心 線 224 箭 頭 304 凸 緣 308 連 接 構 件 3 12 第 二 軸 承 組 件 3 16 導 引 件 320 上 凸 緣 324 基 板 支 撐 件 404 導 螺 桿 502 傳 送 站 工廠介面 傳送反應室 臺架系統 容積 排氣埠 進出槔 傳送機械手臂 主體 接合組件 轴 臺架 終端受動器 箭頭 凸緣 輪轂 軸承組件 軌 基板 下凸緣 馬達 螺帽 熱處理站
19 1328855
506 傳遞隔間 5 10 埠 5 14 輸入平台 518 上方區域 522 下方區域 526 出σ 602 上表面 606 第一端 610 第二通道 614 第二面 704 基板升降器 708 軌 712 牆 716 主要促動器 720 燈 724 電阻構件 732 通道 804 基板接收架 808 牆 812 抽氣系統 816 底部 820 排氣孔 830 轨 834 垂直邊緣 輸出平台 傳遞機械手臂 門 負載阻隔機械手臂 第一通道 第一面 基板接收架 加熱元件 牆 促動器 升降板 導線管 支撐表面 反應室主體 通道 頂部 狹缝閥 水平凸緣 促動器
20 1328855 織 902 主體 904 托架 906 接合組件 908 底部 910 軸 914 臺架 918 終端受動器 920 上凸緣 922 下凸緣 924 基板支樓件 940 刻痕
21

Claims (1)

1328855
拾、申請專利範圍： 1. 一種大面積基板傳送機械手臂，至少包括 一主體； 一基座，係耦接至該主體，並用以相對於該主體旋轉； 一臺架，係耦接至該基座，並用以在一第一方向下雙 邊移動，其中該第一方向實質上垂直於該臺架之旋轉轴； 以及
一終端受動器，係耦接至該臺架，並用以在該第一方 向移動。 2.如申請專利範圍第1項所述之大面積基板傳送機械手 臂，其中該臺架相對於該終端受動器線性移動。 3. 如申請專利範圍第1項所述之大面積基板傳送機械手 臂，其中該臺架與該终端受動器以與該第一方向相反之一 第二方向延伸。 4. 如申請專利範圍第1項所述之大面積基板傳送機械手 臂，其中該其中該臺架與該終端受動器共中心且位於該主 體上方。 5.如申請專利範圍第1項所述之大面積基板傳送機械手 臂，其中該終端受動器穿過該基座之旋轉中心的隔間。 22 1328855 I十月曰像Ji-资换頁 1 Q9. 19 9 Q - 6. 如申請專利範圍第 1項所述之大面積基板傳送機械手 臂，其中該終端受動器相對於該臺架獨立移動。 7. 如申請專利範圍第1項所述之大面積基板傳送機械手 臂，更至少包括： 一第一促動器位於該終端受動器與該臺架之間；以及 一第二促動器位於該臺架與該基座之間。 8. 如申請專利範圍第 7項所述之大面積基板傳送機械手 臂，其中該第一促動器為適用以線性促動之一元件，且該 元件係自以下各者所組成之一族群中選出··氣動汽缸、液 壓汽缸、滚珠螺桿、伺服馬達、索爾（Sawyer)馬達、步進 馬達、螺線管、無桿汽缸、計時皮帶、齒條與小齒輪排列、 以及微機電系統促動器。 9. 如申請專利範圍第 7項所述之大面積基板傳送機械手 臂，更至少包括複數個固體或非接觸軸承位於該終端受動 器以及該臺架之間，以有利於該終端受動器相對於該臺架 之線性運動。 10. 如申請專利範圍第1項所述之大面積基板傳送機械手 臂，其中該終端受動器更至少包括： 一對上凸緣，係按一相對間隔關係所設置；以及 一對下凸緣，其中該些下ώ緣各者分別與該些上凸緣 23 1328855 赢fe·齊搬頁 之一者耦接，且該些下凸緣從該些上凸缘處向内輻射地延 伸，而該些下凸緣用以支撐位於該些下凸緣之間的基板。 括 包 少 至 及 以 室 應 反 送 傳 該 至 接 耦 室 ’應 ， 室反 統應理 系反處 理送一 處傳少 種一至 基 該 中 其 中 室 應 反 送 傳 該 於 位： 臂括 手包 械少 機至 送 '臂 傳手 板械 基機 1 送 傳 板 可 也 架 臺 該 中 其 座 基 該 至 接 耦 地 轉 旋 .’ 可 座架 基臺 中 其 ，及 動以 移 -3·, 座軸 基轉 該旋 於之 對架 相臺 上該 向於 方直 一 垂 第質 1 實 在係 來向 用方 並一 移第 轉該 移 向 方 一 第 該 以 並 架 臺 該 至 接 耦 器 動 受 端 终 臺 板 基 及該 以中 其 室 ， 應室 反應 送反 傳送 : 該傳 括 至該 包 接至 少 耦接 至 室耦 ，.， 應統 統室反系 系應理架 理 反處臺 處送一板 *傳少基 -一至一 應 反 送 傳 該 至 接 M. 一 有 具 其 室 應 反 隔 : 阻 括載 包負 少 一 至 統 系 架 •’ 接 中 面 室 介 應 Μ 反 工 隔 一 阻 從 載 於 負 用 該 一 於 及 位 以 臂 埠 手 二 械 第 ·’機 一 谭隔 、 三阻 皡第載 一 之負 第板一 之基 室 一 24 1328855 以及 一熱處理站耦接至該負載阻隔反應室之一第二 璋0 13.如申請專利範圍第12項所述之處理系統，其中該基板 臺架系統更至少包括：
一傳送站耦接至該負載阻隔反應室之該第三埠；以及 一傳遞隔間具有一傳遞機械手臂位於其中，且該傳遞 機械手臂係用以在該傳送站與該熱處理站之間傳送基板。 14.如申請專利範圍第13項所述之處理系統，其中該傳遞 機械手臂更至少包括： 一主體； 一臺架耦接至該主體，並用以沿界定於該傳送站與該 熱處理站間之一線進行線性移動；以及
一終端受動器耦接至該臺架，並用以沿界定於該傳送 站與該熱處理站間之該線相對於該臺架進行線性移動。 1 5.如申請專利範圍第1 3項所述之處理系統，其中該傳遞 隔間位於該負載阻隔反應室之上方或下方。 16.如申請專利範圍第12項所述之處理系統，其中該熱處 理站更至少包括： 一基板接收架；以及 25 1328855 Λ il ii t正錢頁 一基板升降器用以從該基板接收架以及鄰近於該負載 阻隔反應室之該第二埠之一位置移動基板。 17.如申請專利範圍第16項所述之處理系統，其中該基板 接收架更至少包括： 一第一轨；
一第二軌，其係相對於該第一軌以一相間隔關係設置； 一第一促動器耦接至該第一轨；以及 一第二促動器耦接至該第二軌，該第一促動器與該第 二促動器控制界定於該第一軌與該第二軌間之一距離。 18.如申請專利範圍第16項所述之處理系統，其中該基板 升降器更至少包括： 一平板用以支撐位於其上之基板；以及 一促動器耦接至該平板。
19.如申請專利範圍第18項所述之處理系統，其中該平板 更至少包括一支撐表面，該支撐表面具有一或多個通道形 成於其中。 2 0.如申請專利範圍第1 2項所述之處理系統，其中該熱處 理站更至少包括至少一加熱元件，該加熱元件適用以加熱 位於該基板接收架或該基板升降器至少一者上之一基板， 其中該基板升降器係用於將基板從該至少一基板接收架移 26 1328855
年月日修正 L OQ |〇 動至一鄰近於該負載阻隔反應室之第二埠的位置。 21.如申請專利範圍第20項所述之處理系統，其中該至少 一加熱元件係自以下各者所組成之一族群中選出：一電阻 加熱構件、一輻射燈、用以使一熱傳流體流通於其間之一 導線管、一熱電元件或上述元件之組合。 2 2.如申請專利範圍第20項所述之處理系統，其中該至少 一加熱元件加熱位於該熱處理站中之基板至一溫度，該溫 度介於約1 5 0 °C與5 5 0 °C之間。 23. 如申請專利範圍第12項所述之處理系統，其中該第三 埠係位於相對於該第二埠並與該第一埠正交。 24. 如申請專利範圍第23項所述之處理系統，其中該負載 阻隔反應室更至少包括： 一第一軌設置於鄰近該負載阻隔機械手臂上方之該第 一埠之處； 一第二軌，其係相對於該第一轨以一水平相間隔關係 設置； 一第一促動器耦接至該第一執；以及 一第二促動器耦接至該第二軌，該第一促動器與該第 二促動器控制該第一轨與該第二執間之一距離。 27 1328855 9¾. L· 25.如申請專利範圍第24項所述之處理系統，其中該負載 阻隔機械手臂更至少包括： 一主體； 一臺架耦接至該主體，並用以沿界定於該第二埠與該 第三埠間之一線進行線性移動；以及
一終端受動器耦接至該臺架，其中該終端受動器係用 以沿界定於該第二埠與該第三埠間之該線相對於該臺架進 行線性移動，且該終端受動器用以在由該第一軌與該第二 軌之間所界定之一上高度與一低高度之間移動。 26.如申請專利範圍第23項所述之處理系統，其中該傳送 站更至少包括： 一輸出平台鄰近於該負載阻隔反應室之該第三埠；及 一輸入平台位於該輸出平台上方。
27.如申請專利範圍第26項所述之處理系統’其中該輸入 平台更至少包括： 一支撐表面用以支撐一基板； 一或多個第一通道形成在該支樓表面；以及 一或多個第二通道形成在該支撐表面中，其中該些第 二通道係與該些第一通道正交。 2 8.如申請專利範圍第1 2項所述之處理系統，更至少包括： 一工廠介面設置於鄰近於該基板臺架系統之處；以及 28 1328855
年月3¾¾ ftal 12. 一介面機械手臂位於該工廠介面中，用以在該工廠介 面與該傳送站之間傳送複數個基板。 29.如申請專利範圍第12項所述之處理系統，其中該傳送 反應室更至少包括： 一機械手臂本體； —基座耦接至該機械手臂本體，且在該機械手臂本體 周圍旋轉；
一臺架耦接至該基座，並以一第一方向移動，該第一 方向實質垂直於該臺架之旋轉轴；以及 一終端受動器耦接至該臺架，其中該終端受動器在該 第一方向内移動。 3 0. —種處理系統，至少包括： 一傳送反應室；
至少一處理反應室耦接至該傳送反應室；以及 一基板臺架系統耦接至該傳送反應室，其中該基板臺 架系統至少包括： 一傳送站； 一熱處理站； 一負載阻隔反應室，具有一第一埠耦接至該傳送 站、一第二埠耦接至該熱處理站、以及一第三埠耦接 至該傳送反應室；以及 一傳遞隔間耦接該傳送站與該負載阻隔反應室。 29 1328855
31.如申請專利範圍第30項所述之處理系統，更至少包括： 一第一機械手臂位於該傳遞隔間中，並用以在一輸入 平台與一第一基板接收架之間傳送基板，該輸入平台位於 該傳送站中，而該第一基板接收架位於該熱處理站中；
一第二機械手臂位於該負載阻隔反應室中，並用以在 一第二基板接收架、一輸出平台以及該熱處理站之間傳送 基板，該第二基板接收架位於該負載阻隔反應室令，而該 輸出平台位於該傳送站中；以及 一第三機械手臂位於該傳送反應室中，並用以從該第 二基板接收架與該至少一處理反應室傳送基板。 32.如申請專利範圍第31項所述之處理系統，其中該熱處 理站更至少包括： 一基板升降器，用以從該第一基板接收架與鄰近於該 負載阻隔反應室之該第二埠之一位置來移動基板。 3 3.如申請專利範圍第32項所述之處理系統，其尹該第一 基板接收架更至少包括： 一第一軌； 一第二轨，其係相對於該第一軌以一相間隔關係設置； 一第一促動器耦接至該第一轨；以及 一第二促動器耦接至該第二轨，該第一促動器與該第 二促動器控制界定於該第一執與該第二轨間之一距離，藉 30 1328855 年月日修正替換頁 99 12^2^—— 以選擇性地容納該基板升降器於其間。 34.如申請專利範圍第32項所述之處理系統，其中該基板 升降器更至少包括： 一平板具有一或多個通道形成於其中，並用以支撐位 於其上之基板；以及 一促動器耦接至該平板。
35.如申請專利範圍第30項所述之處理系統，其中該熱處 理站更至少包括： 至少一加熱元件，適用以加熱位於該基板接收架或該 基板升降器至少一者上之基板。
36.如申請專利範圍第35項所述之處理系統，其中該至少 一加熱元件係自以下各者所組成之一族群中選出：一電阻 加熱構件、一輻射燈、用以使一熱傳流體流通於其間之一 導線管、一熱電元件或上述元件之組合。 3 7.如申請專利範圍第3 5項所述之處理系統，其中該至少 一加熱元件加熱位於該熱處理站中之基板至一溫度，該溫 度介於約1 5 0 °C與5 5 0 °C之間。 38.—種在一處理系統中傳送大面積基板的方法，至少包 括： 31 1328855 在一第一方向内延伸一臺架，該臺架搞接至一機械手 臂主體； 相對於該臺架並在該第一方向内延伸一终端受動器， 該終端受動器耦接至該臺架； 傳送一大面積基板至該終端受動器；以及 相對於該機械手臂主體而縮回該臺架與該終端受動 器，藉以將該大面積基板放置在該機械手臂主體之上方或 下方。
39.如申請專利範圍第38項所述之方法，更至少包括： 相對於該機械手臂主體，並以與該第一方向相反之一 第二方向延伸該終端受動器與該臺架。 40. 如申請專利範圍第39項所述之方法，其中以該第二方 向延伸該終端受動器與該臺架之步驟更至少包括： 相對於該機械手臂主體旋轉該臺架與該終端受動器。
41. 如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該終端受動 器以該第二方向移動通過該機械手臂主體之一中線。 42.如申請專利範圍第38項所述之方法，其中相對於該臺 架而延伸該終端受動器之步驟更至少包括： 促動一微機電系統促動器。 32 1328855 年月日修正替换頁 09； - 43. —種在一處理系統中處理基板之方法，至少包括： 傳送一基板從一儲藏卡匣至一臺架系統之一輸入平 台； 傳送該基板從該輸入平台至位於該熱處理站内之一基 板支撐； 在該熱處理站中熱處理該基板； 傳送該基板從位於該熱處理站内之該基板支撐至一負 載阻隔反應室；
傳送該基板從該負載阻隔反應室至一傳送反應室；以 及 在一處理反應室中處理該基板，該處理反應室耦接至 該傳送反應室。 44. 如申請專利範圍第43項所述之方法，其t該熱處理步 驟至少包括：
加熱該基板至一溫度，該溫度介於約 150°C與約 550 °C之間。 45. 如申請專利範圍第43項所述之方法，其f該熱處理步 驟至少包括： 移動該基板至一高度，且該高度接近該負載阻隔反應 室之一崞。 4 6.如申請專利範圍第45項所述之方法，其中移動該基板 33 1328855 月日修正替换頁 )QQ p 9.9- 之步驟更至少包括： 移動一基板支撐件平板於支撐基板之一對軌之間； 將該基板從該些執傳送至該平板； 隔開該些軌以清洗支撐於該平板上之該基板：以及 下降支撐該基板之該平板。 47. 如申請專利範圍第43項所述之方法，其中傳送1^基板 從該輪入平台至該熱處理站之步驟更至少包括： 傳遞該基板行經該負載阻隔反應室之上方或下方° 48. 如申請專利範圍第43項所述之方法，更呈少包#· α杏截阻隔反 傳送一處理基板從該傳送反應室至位於該貝 應室中之一基板接收架： 移動該處理基板從該基板接收架至一第二位置’以及 傳送該處理基板從該第二位置通過該負載降隔反應室 之一埠至該臺架系統之一輸出平台。 49. 如申請專利範圍第48項所述之方法’其中傳运該處理 基板至該輸出平台之步驟至少包括以正交於該處理基板於 該傳送反應室與該基板接收架間之一移動的一方向移動該 基板。 5 0.如申請專利範圍第43項所述之方法，其中傳运該基板 從該熱處理站至該負載阻隔反應室之步驟立少包括以正交 34 1328855 於該處理基板於該傳送反應室與該負載阻隔反應室間之一 移動的一方向移動該基板。
35 1328855 年月曰修正賛換頁 QR 6. 2 6 柒、指定代表圖： (一） 、本案指定代表圖為：第1A圖。 (二） 、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 100 處 理 系 統 102 工 廠 介 面 104 負 載 阻 隔 反 應 室 106 傳 送 反 應 室 108 處 理 反 應 室 110 臺 架 系 統 112 面 114 容 積 116 循 環 或 抽 氣 系 統 118 排 氣 埠 120 反 應 室 主 體 122 進 出 埠 124 狹 縫 閥 126 傳 送 機 械 手 臂 132 基 板 儲 藏 卡 匣 134 介 面 傳 送 機 械手臂 _、:味1若有化學式|廣耨:灌最 ...特徵的化學式
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