TWI495031B - 傳送室設計及使用傳送室方法 - Google Patents

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TWI495031B TW097146485A TW97146485A TWI495031B TW I495031 B TWI495031 B TW I495031B TW 097146485 A TW097146485 A TW 097146485A TW 97146485 A TW97146485 A TW 97146485A TW I495031 B TWI495031 B TW I495031B
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Description

傳送室設計及使用傳送室方法
使用不同類型之工具來在半導體裝置製造期間執行數百種處理操作。該等操作大多數在非常低壓力下在真空腔室中執行。用以機械方式耦接至處理腔室之晶圓處置系統將晶圓引入至處理腔室。晶圓處置系統將晶圓自工廠地面轉移至處理腔室。該等系統包括用以將晶圓自大氣條件帶至非常低壓力條件並返回之傳送室，以及用以將晶圓轉移至各種位置之機械手。處理量--某一時段中所處理之晶圓數目--受處理時間、某一時間所處理之晶圓數目以及用以將晶圓引入至真空處理腔室中之步驟的定時影響。需要增加處理量之改良之方法及設備。
本文所揭示之設備及方法關於晶圓之並行處理。特定實施例包括將晶圓自儲存盒轉移至處理模組並返回之雙晶圓處置系統及其各態樣。提供堆疊式獨立傳送室，其允許排氣及抽氣操作並行工作且可經最佳化以減少微粒。亦提供環形設計以在傳送室排氣及抽氣期間產生徑向上下流動。
本發明之一個態樣係關於一種用於在大氣環境與真空轉移模組之間轉移基板之堆疊式傳送室總成。該總成包括：下部傳送室，其具有一或多個腔室，每一腔室具有基板支撐件及可密封門，該可密封門可選擇性地打開以用於在腔室與轉移模組機械手之間轉移基板；以及上部傳送室，其安置在該下部傳送室上方，該上部傳送室具有一或多個腔室，每一腔室具有基板支撐件及可密封門，該可密封門可選擇性地打開以用於在腔室與轉移模組機械手之間轉移晶圓。上部傳送室與下部傳送室隔離開，且上部基板轉移平面與下部基板轉移平面之間的垂直距離不大於100mm，並且在某些實施例中，不大於70mm。在某些實施例中，自下部傳送室腔室之底部量測至上部傳送室腔室之頂部，堆疊式傳送室總成之高度不大於10"。腔室容積通常在約3L至約20L之範圍內。在某些實施例中，堆疊式傳送室總成中之每一傳送室具有雙基板腔室。
在某些實施例中，堆疊式傳送室總成中之至少一個傳送室經組態以進行徑向排氣及/或徑向抽氣。在某些實施例中，上部傳送室經組態以進行徑向抽氣，且下部傳送室經組態以進行徑向排氣。而且，在某些實施例中，每一傳送室經組態以進行徑向抽氣及徑向排氣中之至少一者。在某些實施例中，傳送室總成不具有中心抽氣或排氣端口。
本發明之另一態樣係關於一種用於將基板自第一環境轉移至第二環境之堆疊式傳送室總成，該總成包括：上部傳送室，其包含一或多個基板腔室；下部傳送室，其包含一或多個基板腔室，每一上部傳送室基板腔室安置在下部傳送室基板腔室上方；以及一或多個中心板，其用於使每一下部傳送室基板腔室與上覆之上部傳送室腔室隔離，其中每一中心板界定上部傳送室腔室之底板及下部傳送室腔室之頂板。
在某些實施例中，每一中心板具有數個環形凹槽，其中一個環形凹槽至少部分界定用於將氣體自上部傳送室腔室中抽出之流動路徑，且另一環形凹槽至少部分界定用於將氣體排入下部傳送室腔室中之流動路徑。
在某些實施例中，堆疊式傳送室總成具有用於將基板轉移進入及/或離開上部傳送室之至少一個上部孔徑及用於將基板轉移進入/離開下部傳送室之至少一個下部孔徑。該至少一個上部孔徑與該至少一個下部孔徑分離開不大於約100mm之垂直距離。在某些實施例中，總成之高度不大於10"腔室高度。而且，在某些實施例中，堆疊式傳送室總成具有一或多個上部傳送室蓋以用於覆蓋該或該等上部傳送室腔室，其中每一蓋具有至少部分界定用於將氣體排入下部傳送室腔室之流動路徑的環形凹槽。
本發明之另一態樣係關於一種使用傳送室設備在大氣環境與真空環境之間轉移基板之方法，該傳送室設備根據各種實施例可具有以下特徵中之一或多者：下部傳送室，其具有一或多個腔室，每一腔室具有基板支撐件及可密封門，該可密封門可選擇性地打開以用於在腔室與轉移模組機械手之間轉移基板；上部傳送室，其安置在該下部傳送室上方，該上部傳送室具有一或多個腔室，每一腔室具有基板支撐件及可密封門，該可密封門可選擇性地打開以用於在腔室與轉移模組機械手之間轉移晶圓。該方法包括在上部傳送室基板水平轉移平面上在大氣環境與該或該等上部傳送室腔室之間轉移一或多個基板；在下部傳送室基板水平轉移平面上在真空環境與該或該等傳送室腔室之間轉移一或多個基板；其中上部傳送室與下部傳送室隔離開，且上部基板水平轉移平面與下部基板水平轉移平面之間的垂直距離不大於100mm。
本發明之另一態樣係關於一種用於對含有晶圓之傳送室腔室進行徑向排氣之傳送室設備。該設備包括：晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；側入口端口，該側入口端口開放至位於該傳送室腔室上方之環形腔室中，該環形腔室連接至環形階梯式窄通道以平行於支撐件上之晶圓而引導流動。根據各種實施例，傳送室設備可包括以下特徵中之一或多者：傳送室外殼，其界定該側入口端口；以及上部板，其界定傳送室腔室及傳送室外殼之頂板，其中該環形通道由傳送室外殼及該上部板之凹入部分界定。在某些實施例中，上部板及傳送室外殼之環形區段為階梯式的，其中該板之階梯式區段之外徑小於傳送室外殼之階梯式區段之內徑以進而界定環形階梯式通道。在某些實施例中，環形階梯式窄通道之寬度介於約0.005至0.050吋之間。階梯式通道可包括平行於晶圓表面之外部區段、垂直區段及內部平行區段。在某些實施例中，環形腔室之矩形橫截面之尺寸在約0.25至1.5吋之範圍內。而且，在某些實施例中，側入口端口、環形腔室及環形階梯式窄通道界定用於將氣體排入傳送室腔室之流動路徑。在某些實施例中，環形階梯式窄通道扼制排放之氣體流動。
本發明之又一態樣係關於用於對含有晶圓之傳送室腔室進行徑向抽氣之傳送室設備。該設備包括：晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；側出口端口，其開放至環形腔室中，該環形腔室位於該晶圓支撐件下方；窄環形通道，其將傳送室腔室連接至環形腔室以將流動引導至環形腔室中。環形通道之內徑大於晶圓支撐件直徑。傳送室設備亦可包括界定側出口端口之傳送室外殼。在某些實施例中，該設備包括下部板，其界定傳送室腔室及傳送室外殼之底板，其中環形通道由傳送室外殼及下部板之凹入部分界定。該設備亦可包括傳送室外殼，其中該板之區段之外徑小於傳送室外殼之區段之內徑以進而界定環形通道。在某些實施例中，窄環形通道之寬度介於約0.005至0.050吋之間，且環形腔室之矩形橫截面之尺寸在約0.25至1.5吋之範圍內。
本發明之又一態樣係關於一種堆疊式傳送室設備，該堆疊式傳送室設備包括：下部傳送室腔室，其具有位於該上部傳送室腔室中之晶圓支撐件、側入口端口，該側入口端口開放至位於該上部傳送室腔室上方之上部環形腔室中，該環形腔室連接至環形階梯式窄通道以平行於支撐件上之晶圓而引導流動；以及上部傳送室腔室，其包含位於該上部傳送室腔室中之晶圓支撐件、開放至環形腔室中之側出口端口、位於該晶圓支撐件下方之環形腔室、窄環形通道，該窄環形通道將傳送室腔室連接至環形腔室以將流動引導至環形腔室中，環形通道之內徑大於晶圓支撐件直徑。
本發明之再一態樣係關於一種對含有晶圓之傳送室腔室進行排氣之方法，該傳送室腔室包含：晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；側入口端口，該側入口端口開放至位於該傳送室腔室上方之環形腔室中，該環形腔室連接至環形階梯式窄通道以平行於支撐件上之晶圓而引導流動。該方法可包括使氣體穿過環形腔室進入，使得氣體流動至環形階梯式窄通道中以進而平行於晶圓將氣體之徑向流動引導至傳送室腔室中。
一種對含有晶圓之傳送室腔室進行抽氣之方法，該傳送室腔室包含：晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；側出口端口，其開放至環形腔室中，該環形腔室位於該晶圓支撐件下方；窄環形通道，其將傳送室腔室連接至環形腔室以將流動引導至環形腔室中。該方法可包括藉由穿過側出口端口抽吸氣體來自晶圓中心徑向向外抽吸氣體，使得經由環形通道扼制氣體進入環形腔室。
在以下具體實施方式中描述本發明之該等及其他態樣及優點。
 概述
圖1展示根據本發明各態樣之雙晶圓處置設備及其組件之外觀。圖1所示之設備可用於將晶圓自大氣條件(例如，進入及離開儲存單元)轉移至一或多個處理腔室(例如，PECVD腔室)並再次返回。圖1所示之設備具有三個主要組件：大氣環境102 、傳送室104 及轉移模組106 。圖中未展示儲存單元(例如，前開式統集箱或FOUP)及處理腔室。大氣環境102 通常處於大氣壓力下且可與FOUP及/或外部設施之零件互動。轉移模組106 通常處於次大氣壓力下且可與傳送室及經常在真空或低壓力下運行之各種處理腔室連通。將晶圓置放在傳送室104 中以當在大氣環境與亞大氣環境之間轉變時進行抽氣或排氣操作。
大氣環境102 (亦稱為"小型環境")含有大氣機械手(未圖示)，其將晶圓轉移進入及離開FOUP及傳送室104 。箱加載器108 接納並支撐FOUP，使得其可由大氣機械手接取。大氣環境102 通常含有上置式扇形過濾器單元(例如，HEPA過濾器單元)以防止污染物進入大氣環境。圖1展示該扇形過濾器單元之空氣入口110 。大氣或小型環境之下部邊界可為假底板，例如圖1中在112 處所描繪。
傳送室104 接納來自大氣環境102 之待轉移至處理腔室之入站(未經處理)晶圓以及來自轉移模組106 之待轉移回至FOUP之出站(經處理)晶圓。傳送室可為雙向的(保持入站晶圓及出站晶圓)或單向的(僅保持入站晶圓或出站晶圓)。在某些實施例中，傳送室係單向的。入站晶圓在本文中亦稱為傳入或未經處理之晶圓；出站晶圓在本文中亦稱為傳出或經處理之晶圓。
在圖1中，存在兩個獨立傳送室：上部傳送室，其堆疊在下部傳送室之上，每一傳送室具有兩個連接之腔室。在某些實施例中，上部傳送室係入站傳送室，且下部傳送室係出站傳送室。板114 係入站傳送室的蓋，每一板覆蓋該兩個連接之腔室中之一者。傳送室真空泵116 用於在操作期間視需要對傳送室進行抽氣。
大氣閥門118 提供自大氣環境102 至傳送室之接入。在所展示之實施例中，使用外部安裝至小型環境之四門縫閥，但可使用任何類型的門或閥，其中包括閘閥、滑動門、旋轉門等。
轉移模組經組態以附接至一或多個處理模組(例如，單工作台或多工作台PECVD腔室、UV固化腔室等)。處理模組可在轉移模組之多個界面位置/側處附接至轉移模組106 。縫閥122 提供自轉移模組至處理模組之接入。可使用任何恰當的閥或門系統。在圖1中，每側具有兩個閥--允許在傳送室與處理模組之間(例如，在傳送室之兩個腔室與處理模組之兩個鄰近工作台之間)或在兩個處理模組之間轉移兩個晶圓。轉移模組提昇總成120 用於升高及降低轉移模組之蓋罩128 。在圖1中，蓋罩128 降下(即，圖中未展示轉移模組之內部)。真空轉移機械手位於轉移模組之內部以在傳送室與處理模組之間或在處理模組之間轉移晶圓。
轉移模組106 維持在次大氣壓力下，且在本文中有時稱為真空轉移模組。轉移模組壓力通常介於760托至1毫托之間，但在某些實施例中，該工具可用於更低的壓力範圍。一旦入站晶圓在傳送室中處於恰當位置，便使用傳送室真空泵116 將傳送室抽氣至次大氣壓力，使得可隨後將晶圓轉移至真空轉移模組。傳送室縫閥130 提供自轉移模組106 至傳送室之接入。轉移模組真空泵124 連同氣體質量流量控制器(MFC)、節流閥及壓力計一起用於獲得並維持轉移模組之所需壓力。一般而言，工具上或工具外真空泵均可用於轉移模組。如此項技術中已知，存在各種用於控制轉移模組中之壓力的方法。在一個實例中，MFC將恆定流量之N2 氣體提供至轉移腔室中。壓力計提供關於轉移模組腔室之壓力之反饋。真空泵每單位時間移除恆定體積之氣體，以每分鐘立方呎為單位進行量測。節流閥藉由使用閉路控制系統來主動地維持壓力設定點。節流閥讀取壓力計之壓力反饋，且基於來自閥之控制系統之命令，調節有效孔對真空泵之打開度。
接入板126 提供對電子器件機架之接入，該電子器件機架含有控制系統，以控制晶圓處置操作，其中包括機械手移動、壓力、定時等。控制系統亦可控制處理模組中所執行之處理之一些或全部操作。根據各種實施例，控制器、開關或其他相關電子硬體可位於其他地方。
圖2a及2b係雙晶圓處置設備之額外示意圖，其展示大氣環境102 及轉移模組106 之內部視圖。圖2a及2b所示之設備大致類似於圖1所示之設備，不同之處僅在於圖2a及2b之設備之轉移模組的形狀是梯形的，以便允許較大接入238 區域服務於轉移模組。圖2a中未展示轉移模組提昇總成及蓋，以及大氣環境機殼之一部分。
大氣環境或小型環境102 含有大氣機械手232 。轉移模組106 含有真空機械手236 。在圖2a所描繪之實施例中，大氣機械手232 具有一臂，其具有兩個鉸接腕，每一鉸接腕具能夠攜載晶圓之葉板或其他端操縱器。真空轉移機械手236 具有兩個臂，每一者具有兩個能夠攜載晶圓之葉板。大氣機械手能夠同時處置兩個晶圓，而真空機械手可同時攜載多達四個晶圓。(本文所描述之設備及方法不限於該等特定機械手設計，但一般而言，該等機械手中之每一者能夠同時處置及/或轉移及/或交換至少兩個晶圓。)
圖2a亦提供自歧管通向真空泵116 之導管244 (亦稱為傳送室泵前級管線)之局部視圖。雙真空泵116 協力工作且用於對兩個傳送室進行抽氣。根據各種實施例，雙泵可充當單個泵資源或可專用於特定傳送室以進行並行抽氣。圖2b自相反側展示圖2a所示之設備之示意圖。在右上位置中展示轉移模組提昇總成120 及轉移模組蓋128 。
圖3a至3f係展示將一對晶圓自FOUP輸送至晶圓轉移模組並返回之雙晶圓輸送中之某些操作之圖形表示。圖3a展示具有轉移模組106 、上部(入站)傳送室104a 、下部(出站)傳送室104b 及大氣環境102之設備。亦展示了處理模組330a 及330b 。此時，在晶圓進入大氣環境102 之前，晶圓位於例如FOUP334 中，該FOUP334 與大氣環境102 介接。大氣環境102 含有大氣機械手332 ；轉移模組106 含有真空機械手336 。
如上文所指示，該設備能夠並行輸送及處理兩個晶圓。大氣機械手及轉移模組真空機械手兩者能夠同時處置至少兩個晶圓。
大氣機械手332 具有一個臂，其具有兩個鉸接腕，每一鉸接腕具有能夠攜載晶圓之抓爪或葉片。真空轉移機械手336 具有兩個臂，其每一者具有兩個能夠攜載晶圓之葉片或抓爪。
大氣機械手自FOUP中取出兩個晶圓。(機械手自例如FOUP、傳送室或處理工作台等位置取出晶圓之動作在本文中有時稱為"拾取"動作，而機械手將晶圓置放至某一位置之動作在本文中有時稱為"置放"動作。該等動作在本文中亦分別稱為"取"及"放"動作。)依據機械手以及FOUP或其他晶圓儲存裝置之布置而定，該兩個晶圓可同時或逐個取出。在圖3a所描繪之實施例中，舉例而言，大氣機械手具有一個帶有兩個鉸接腕的臂，且能夠同時轉移兩個堆疊晶圓，例如同時自FOUP拾取兩個堆疊晶圓。圖3b展示在自FOUP轉移至上部傳送室104a 期間之具有兩個晶圓335' 及335" 之大氣機械手332 。大氣機械手接著將該等晶圓置放至上部傳送室104a 中以供減壓。此在圖3c中展示。每一腔室中具有一個晶圓。一旦將晶圓置放在上部傳送室中，便關閉上部傳送室之大氣門118a 且對傳送室進行抽氣。當達到所需壓力時，轉移模組側上之上部傳送室門120a 打開且轉移模組機械手106 自上部傳送室拾取晶圓。圖3d展示具有晶圓335' 及335" 之轉移模組機械手106 。圖3a至3e中所描繪之轉移模組機械手具有兩個臂(每一者具有兩個端操縱器)且能夠同時保持四個晶圓。在所展示之實施例中，上部傳送室沒有被動晶圓居中，每一晶圓之傳送室中亦不存在獨立之z驅動。在某些實施例中，真空機械手同時拾取晶圓，且若在傳入傳送室中存在兩個晶圓，則無法選擇性地拾取一個晶圓。然而，依據機械手及系統而定，轉移模組機械手可同時或連續拾取每一晶圓。而且，依據機械手及系統而定，機械手可使用一個帶有兩個端操縱器的臂來拾取兩個晶圓，或每一晶圓可由不同臂拾取。在自入站傳送室中拾取未經處理之晶圓之後，轉移模組機械手藉由旋轉晶圓並將其置放在處理模組中而將晶圓轉移至處理模組，即處理模組330a 或處理模組330b 。雖然圖3a至3e中未描繪，但亦可存在第三處理模組，其連接至轉移模組。該等晶圓接著在處理模組中經受處理。圖3f展示晶圓可能在處理模組330a 中經受之動作序列之實例。首先，將晶圓335' 置放在處理模組330a 之工作台338 中，且將晶圓335" 置放在處理模組330a 之工作台340 中。晶圓接著在該等工作台處經受處理。晶圓335" 自工作台340 移動至工作台344 ，且晶圓335' 自工作台338 移動至工作台342' 以供進一步處理。晶圓接著返回至其原始工作台以由轉移模組機械手拾取以供轉移至出站傳送室或轉移至處理模組330b 以供進一步處理。為了清楚起見，當工作台未由晶圓335' 及335" 佔據時，圖中將工作台描繪為"空"的，在操作中，所有工作台通常由晶圓填充。圖3f中說明之序列僅係可與本文所描述之設備一起使用之可能序列之實例。轉移模組機械手拾取兩個晶圓以供同時轉移至傳送室。拾取動作可同時或連續發生。機械手接著旋轉以將經處理之晶圓置放在傳送室中。同樣，根據各種實施例，該等動作可同時或連續發生。圖3e展示經由下部傳送室門120b 而置放在出站(下部)傳送室104b 中之現經處理之晶圓335' 及335" 。在置放至彼處之後，關閉所有傳送室閥或門且將出站傳送室排氣(增壓)至大氣壓力。晶圓亦可在此處冷卻。接著打開出站傳送室之大氣門118b ，且大氣機械手拾取經處理之晶圓並將其轉移至FOUP中之恰當位置。
應注意，本文中論述之具有多個處理腔室之雙晶圓處理設備及方法可用於進行並行或循序處理。在並行處理方案中，一組晶圓在一個處理模組中進行處理且接著返回至FOUP，同時其他組晶圓並行地在其他處理模組中進行處理。在循序處理方案中，一組晶圓在一個處理模組中進行處理，且接著轉移至另一處理模組以供在返回至大氣條件之前進行進一步處理。混合之並行/循序序列亦為可能的，例如其中使用兩個處理模組(PM1及PM2)來進行並行處理且接著將來自該等處理模組之所有晶圓轉移至第三處理模組(PM3)以供進一步處理。同樣，第一處理模組可處理所有晶圓，該晶圓接著被傳送至第二或第三模組以供並行處理。
單向流動
在某些實施例中，在單向操作模式下使用傳送室。以下表1中給出單向流動方案中之入站及出站傳送室、大氣機械手及轉移模組機械手動作之實例。
表1呈現單向操作模式之序列之實例，其中轉移模組機械手移交序列為處理模組(晶圓交換)→傳出傳送室(置放經處理之晶圓)→傳入傳送室(拾取未經處理之晶圓)。此係一個可能序列之實例，且其他序列亦可與本文描述之雙晶圓處置設備一起使用。在特定實例中，轉移模組機械手移交序列為處理模組(晶圓交換)→傳入傳送室(拾取未經處理之晶圓)→傳出傳送室(置放經處理之晶圓)。
各行可看作大致同時發生或重疊之操作。各列展示機械手或傳送室執行之操作序列。當然，在任何系統中，該等操作不能完全重疊，且該等模組中之一或多者可閒置或者稍後開始或結束。另外，應注意，未展示某些操作。未展示機械手必須執行以到達箱、傳送室及處理模組之旋轉及平移動作。描述'TM機械手'或'ATM機械手'可指代傳送室經受之動作--打開及關閉恰當的門--以及准許機械手端操縱器拾取或置放晶圓。
在該表中步驟1至5中追蹤一對未經處理之晶圓自FOUP通往處理模組之路徑。
1.-ATM機械手FOUD拾取
2.-ATM機械手上部傳送室置放
3.-上部LL抽氣(見圖3c)
4.-TM機械手拾取
5.-TM機械手處理模組置放
在該表中步驟1'至5'中追蹤一對經處理之晶圓自處理模組通往FOUP之路徑。
1'-TM機械手處理模組拾取
2'-TM機械手下部LL置放
3'-下部LL排氣/冷卻(見圖3e)
4'-ATM機械手下部LL拾取
5'-ATM機械手FOUP置放
如自表1中可見，舉例而言，一旦將傳出晶圓移交至大氣機械手，便接著可將傳送室進行抽氣--其不必等到大氣機械手完成其動作才進行抽氣。此區別於雙向操作，在雙向操作中，當大氣機械手將經處理之晶圓置放在FOUP或其他盒中並自盒中取出兩個未經處理之晶圓以供置放至傳送室中時，傳送室係閒置的。下文描述根據某些實施例各種機械手及傳送室動作。
傳入LL
抽氣：使上部傳送室中之壓力自大氣壓力降低至預定之次大氣壓力。如下文參看圖6a及6b描述，藉由穿過基座周圍之窄隙吸出氣體來對傳送室進行抽氣。將氣體抽吸至基座下方之較大橫截面環中，且接著將其自側面抽出。此保持流動自晶圓向外(自晶圓中心徑向流動)及向下--以避免將任何微粒向上汲取至晶圓上。此抽氣操作係快速的。
排氣：將上部傳送室自次大氣壓力排氣至大氣壓力。不存在任何晶圓。如下文參看圖6a描述，可快速地對上部傳送室進行排氣。如同抽氣操作，排氣操作係非常快速的。
傳入LL動作之定時之實例(秒)：
打開/關閉VAT閥(通往大氣環境的閥)：0.5
打開/關閉縫閥(通往轉移模組的閥)：0.5
檢驗縫閥是否關閉、排氣、檢驗是否處於大氣壓力：若干秒
檢驗VAT門是否關閉、抽氣及轉移模組壓力匹配：若干秒
傳出LL
排氣/冷卻：將下部傳送室自次大氣壓力排氣至大氣壓力。排氣係藉由使例如氦氣及/或氮氣等氣體流動至腔室中來進行。氦氣穿過晶圓上方之8吋直徑之環形間隙進入。流動在晶圓上方自上至下且徑向向外以避免將微粒向上汲取至晶圓上。晶圓進入下部傳送室，其需要自處理冷卻。在一個實施例中，首先將氦氣作為熱量轉移氣體排入腔室內到達中間壓力。接著當晶圓冷卻時停止氣體流動。接著使氮氣流動以使壓力上升至大氣壓力。
抽氣：將下部傳送室自大氣壓力抽氣至預定之次大氣壓力。腔室為空的。
傳出LL動作之定時之實例(秒)：
打開/關閉VAT閥(通往大氣環境的閥)：0.5
打開/關閉縫閥(通往轉移模組的閥)：0.5
檢驗縫閥是否關閉、He排氣、檢驗是否處於大氣壓力：若干秒
檢驗VAT門是否關閉、抽氣及轉移模組壓力匹配：若干秒
ATM機械手
FOUP拾取：大氣機械手自FOUP或其他盒拾取兩個堆疊之未經處理之晶圓。在一個實施例中，端操縱器以一者在另一者頂部之方式堆疊且同時拾取堆疊之晶圓。在拾取晶圓之後，端操縱器相對於彼此旋轉，且臂旋轉以將晶圓置放在上部傳送室中(見圖3b，其展示保持兩個晶圓準備就緒以將其置放至上部傳送室中之單臂雙端操縱器機械手)。
上部LL置放：大氣機械手將晶圓置放至上部傳送室腔室中。在某些實施例中，第一一端操縱器延伸至上部傳送室之腔室中且將晶圓下降至支架上。該端操縱器接著自傳送室縮回，且第二端操縱器延伸至上部傳送室之另一腔室中且將晶圓下降至支架上。機械手因此以任何次序連續置放左晶圓及右晶圓。
下部LL拾取：大氣機械手自下部傳送室腔室拾取晶圓。在某些實施例中，第一一端操縱器延伸至下部傳送室之腔室中且自基座拾取晶圓。該端操縱器接著自傳送室縮回，且第二端操縱器延伸至下部傳送室之另一腔室中且自基座拾取晶圓。機械手因此以任何次序連續拾取左晶圓及右晶圓。在某些實施例中，機械手使用關於下部傳送室中每一晶圓之置放的資訊來在拾取動作期間校正晶圓位置。接著旋轉大氣機械手臂以將晶圓置放在FOUP中。
FOUP置放：大氣機械手將晶圓在FOUP中置放至堆疊位置中。在一個實施例中，同時置放兩個晶圓。
ATM機械手動作之定時之實例(秒)：
自傳入LL轉至傳出LL：0.5
自傳出LL取出晶圓：5.9
自傳出LL轉至盒：1
將晶圓放入盒中：3
縮回並在Z方向上移動以準備自盒中"取出"：0.3
自盒中取出晶圓：2.5
自盒轉至傳入LL：1.3
將晶圓放入傳入LL中：6.5
轉移模組機械手
上部LL拾取：轉移模組機械手將一個雙端操縱器臂延伸至上部傳送室中且將晶圓自支架提昇至端操縱器上。在某些實施例中，當一個臂延伸至傳送室中時，另一個臂移動至縮回位置。圖3g展示雙臂雙端操縱器機械手，其中一個臂延伸(例如，至傳送室或處理模組中以進行拾取或置放動作)且一個臂縮回。在表1所示之方案中，一個臂專用於自上部傳送室取出未經處理之晶圓並將其置放在處理模組中(臂1)，且另一臂專用於自處理模組取出經處理之晶圓並將其置放在下部傳送室中(臂2)。在其他實施例中，兩個臂均可用於經處理及未經處理之晶圓。在表1所示之方案中，在上部傳送室拾取動作之後，臂1縮回且臂2延伸至下部傳送室中以將經處理之晶圓置放在彼處。
下部LL置放：轉移模組機械手將臂2--在每一端操縱器上具有一處理晶圓--延伸至下部傳送室中，並將晶圓置放在彼處。在某些實施例中，此係同時進行。可量測每一晶圓傳送室之位置資訊，並儲存以供大氣機械手在拾取晶圓時使用。接著定位機械手以進行處理模組拾取動作。
處理模組拾取：轉移模組機械手將臂2延伸至處理模組中，且拾取兩個經處理之晶圓。在某些實施例中，此係同時進行。在表1所示之方案中，於處理模組拾取之後，轉移模組機械手將未經處理之晶圓置放至處理模組中。
處理模組置放：轉移模組機械手將臂1--具有兩個未經處理之晶圓--延伸至處理模組中，且藉由使晶圓下降至工作台上或藉由工作台中之晶圓支撐件將晶圓提離端操縱器，而將晶圓置放在工作台處(如圖4中)。在某些實施例中，循序進行置放動作以允許在每一置放動作中進行位置校正。
各種轉移模組機械手動作之定時之實例(秒)：
自傳出LL轉至傳入LL：1.2
自LL轉至腔室1(處理模組)且轉至LL(90°)：1.8
自LL轉至腔室2且轉至LL(180°)：2.8
傳入LL"取出"(拾取)：4.3
傳出LL"放入"(置放)：4.3
晶圓交換(在處理模組或腔室處，將經處理的換成未經處理的)：8.5
圖1至3g及相關聯論述提供對本文論述之雙晶圓處理設備及方法之廣泛概述。根據各種實施例之轉移方法之細節已被省略，且在下文中作進一步詳細論述，其中包括晶圓拾取及置放動作、晶圓對準、增壓及減壓循環等。下文亦論述根據各種實施例之設備之額外細節。
堆疊式傳送室
在某些實施例中，提供堆疊式獨立傳送室。該等傳送室可在所描述之雙晶圓處置系統中使用。具有多個傳送室之單晶圓處置器可並排置放傳送室，從而允許傳送室上方及下方之空間用於多種效用及機制。雙晶圓處置器通常使用一具有多個支架之傳送室。此限制系統之處理量，因為排氣、冷卻、抽氣及機械手交換對於所有傳入及傳出晶圓均須依序發生。系統之整個傳送室必須等到真空及大氣兩者下完成多個晶圓交換才能進入下一個操作。舉例而言，藉由使用單個具有多個支架之傳送室，在排氣/冷卻之後具有出站晶圓時：
1.大氣門打開
2.大氣機械手自傳送室拾取兩個出站晶圓
3.大氣機械手將出站晶圓移動至儲存盒
4.大氣機械手將出站晶圓置放在儲存盒中
5.大氣機械手自儲存盒拾取兩個入站晶圓
6.大氣機械手將入站晶圓移動至傳送室
7.大氣機械手將入站晶圓置放在傳送室中
8.大氣門關閉並抽氣
在以上序列期間，當大氣機械手執行晶圓轉移步驟2至7時，傳送室閒置。傳送室在真空側進行晶圓交換期間亦必須閒置。多支架傳送室亦在抽氣及排氣/冷卻期間使傳入及傳出晶圓暴露於交叉污染。一些傳送室設計要求分度器上下移動晶圓，從而增加複雜性。
根據某些實施例之晶圓處置設備包括堆疊式獨立傳送室。圖3a至3e中之傳送室104a 及104b 係堆疊式獨立傳送室。藉由以一者在另一者頂部之方式堆疊獨立傳送室，系統操作(例如，抽氣、排氣/冷卻、晶圓交換)得以去耦，從而允許並行執行各種操作，進而允許增加處理量。
因為習知傳送室在傳送室腔室上方及下方具有多種效用及機制，所以將需要較大垂直空間來堆疊習知獨立傳送室。此將需要較大的z方向轉移模組機械手，以及較大容積之轉移模組及傳送室。堆疊式獨立傳送室設計緊湊地隔離上部傳送室及下部傳送室，且經組態以用於抽氣及排氣。根據各種實施例，堆疊式獨立傳送室距每一傳送室移交平面具有較小距離，例如大約65mm。此允許一轉移模組機械手臂(或兩個轉移模組機械手臂，若存在兩個)到達上部及下部傳送室兩者。
根據各種實施例，本文描述之堆疊式傳送室總成具有以下特徵中之一或多者：
雙晶圓容量：傳送室可保持雙晶圓(並排)容量。因此對於雙處理量很重要，因為兩個晶圓並排經歷晶圓處置及處理。(見圖3a至3f)。
獨立循環之堆疊式傳送室：上部傳送室與下部傳送室彼此隔離，且在必要時獨立循環(例如，上部傳送室處於真空條件下，而下部傳送室處於大氣條件下)。
緊湊型設計：傳送室總成經緊湊設計，從而與習知多傳送室系統相比降低了高度。另外，移交平面之間的距離較小，從而不需要具有較大z方向自由度之機械手。腔室容積亦可較小，使得可使用小泵。舉例而言，在組合傳送室之兩個腔室的情況下，上部及下部傳送室容積可為約6.0至10L。在一個實例中，上部傳送室容積為6.5L，且下部傳送室容積為約7.3L。
單個中心板：堆疊之腔室由單個中心板分隔開。在雙晶圓容量傳送室中，左上傳送室腔室與左下傳送室腔室由單個板分隔開，右上腔室與右下腔室亦如此。在某些實施例中，除了隔離腔室以外，單個中心板亦可具有額外功能性，包括提供用於徑向抽氣及排氣之環帶。
針對單向流動而最佳化：單向傳送室處置僅在一個方向上轉移之晶圓--入站(大氣環境至轉移模組)或出站(轉移模組至大氣環境)。入站傳送室之機械設計針對抽氣而最佳化，且出站傳送室之機械設計針對排氣及冷卻而最佳化。在某些實施例中，上部傳送室針對入站晶圓而最佳化，且下部腔室針對出站晶圓而最佳化。
徑向抽氣及/或排氣：傳送室採用徑向抽氣及/或排氣來減少微粒污染。在某些實施例中，入站傳送室抽氣流動向量自晶圓中心處徑向且均勻發出。類似地，出站傳送室排氣流動向量自晶圓中心處徑向且均勻發出。因為該等流動自晶圓中心處發出，所以外來物質不會自傳送室腔室之其他區域輸送至晶圓。若用於單向流動，則晶圓之微粒污染僅需在入站傳送室中進行抽氣期間及在出站傳送室中進行排氣期間考慮。在某些實施例中，傳送室總成具有環形凹槽以藉由扼制抽氣或排氣流動來促進徑向抽氣或排氣。
圖4a及4b展示具有堆疊式獨立傳送室之傳送室總成之實例。在圖4a及4b中，傳送室總成之轉移模組側面向前方。如上文所描述，每一傳送室具有兩個連接之腔室。蓋114 每一者覆蓋上部傳送室之一個腔室。縫閥122 展示允許在傳送室之左側自傳送室接入轉移模組的閥。圖中未展示位於右側的閥以提供外殼450 及位於外殼450 中之傳送室總成開口452 之視圖。在某些實施例中，縫閥可獨立控制，但以氣動方式系在一起。通往傳送室泵之隔離歧管454 用於均衡及抽氣操作。側端口456 允許觀看到傳送室內部。下部傳送室提昇機制458 用於將晶圓自冷卻板處升高及降低以允許機械手端操縱器穿過空隙拾取及置放晶圓。此允許冷卻板不針對端操縱器切割出較大空隙。
整個堆疊式獨立傳送室總成係緊湊的--對於腔室具有約5吋之高度，其中閥致動器高於所描繪之實施例。開口452 充分地靠近在一起，使得不需要具有較大z方向自由度之機械手。晶圓移交平面係機械手自傳送室拾取基板或將基板置放至傳送室中所在之平面。上部移交平面與下部移交平面之間的距離係重要的，因為其界定將晶圓轉移到達或離開上部及下部傳送室兩者之機械手臂必須具有的垂直自由度之最小量。
圖5a展示根據某些實施例之堆疊式傳送室總成之正視圖。上部傳送室具有兩個腔室502a 及502b ，且下部傳送室具有兩個腔室504a 及504b 。傳送室外殼505 提供用於界定傳送室之頂板及底板的板之框架或支撐件。外殼亦具有用於供晶圓進出之開口。在圖5a描繪之實施例中，外殼亦界定上部及下部傳送室兩者之側壁且含有用於兩個傳送室之排氣及抽氣通道。外殼可為單片式或多片式。上部傳送室腔室502a 經由中心板506a 而與下部傳送室腔室504a 分隔開；傳送室腔室502b 經由中心板506b 而與下部傳送室腔室504b 分隔開。除了分隔上部真空腔室與下部真空腔室之外，中心板亦經設計以用於兩側上之真空及大氣壓力在兩個方向上循環。在圖5a描繪之實施例中，堆疊式傳送室具有分隔每一對堆疊腔室之單個中心板(即，一個中心板分隔右側上之上部腔室與下部腔室且另一個中心板分隔左側上之上部腔室與下部腔室)。除了分隔上部腔室與下部腔室之外，中心板亦係上部傳送室之晶圓基座。圖5b展示上部板514 、中心板506 、下部板516 及外殼505 之分解圖。使用單個中心板允許晶圓移交平面之間的距離較小--在圖5a描繪之實施例中，移交平面之間的距離為約65mm。
在圖5a描繪之實施例中，中心板為單個整體式可移除板，其經組態以允許下文描述之抽氣及排氣；然而，在其他實施例中，多個薄板可用於隔離上部傳送室與下部傳送室。上部板或蓋514a 及514b 覆蓋上部腔室，且底部板515a 及515b 形成下部腔室之底板。底部板515a 及515b 亦可具有冷卻機制。上部腔室502a 及502b 係流體連通的，下部腔室504a 及504b 亦如此。
通道508a 及508b 係用於上部傳送室腔室之排氣通道。氣體經由入口512 引入，並經由該等通道排入上部傳送室腔室中。通道510a 及510b 係用於上部傳送室腔室之抽氣通道。氣體經由傳送室真空泵(未圖示)抽吸並經由歧管514 離開到達出口516 。根據某些實施例之抽氣及排氣設計在下文中進一步描述。用於下部傳送室之抽氣及排氣通道位於上部傳送室通道後方，且未在圖5a中展示，但在下文中進一步描述。圖5a亦展示提昇機制518 及真空縫閥外殼520 。
如上文所指示，堆疊式傳送室總成係緊湊的。總成之大小可由以下各項中之一或多者表徵：高度(下部傳送室板之底部至上部傳送室板之頂部)；上部傳送室晶圓移交平面與下部傳送室晶圓移交平面之間的距離；上部傳送室開口與下部傳送室開口之間的中心至中心距離；腔室容積；左腔室與右腔室之間的中心至中心距離；板直徑孔；以及腔室之總深度。在圖5a描繪之實施例中，尺寸如下：高度：6.2吋
上部傳送室移交平面與下部傳送室移交平面之間的距離：65mm
上部傳送室開口與下部傳送室開口之間的中心至中心距離：2.4吋
腔室容積：6.5L上部傳送室(兩個腔室)；7.3L下部傳送室
左腔室與右腔室之間的中心至中心距離：19吋
所有板之直徑孔：13.2吋
腔室之總深度：14.75吋
根據各種實施例，該等尺寸之範圍如下：高度：約4至10吋
上部傳送室移交平面與下部傳送室移交平面之間的距離：約30mm至100mm
上部傳送室開口與下部傳送室開口之間的中心至中心距離：約30mm至100mm
腔室容積：約3.0L至20.0L
左腔室與右腔室之間的中心至中心距離：約12至30吋
所有板之直徑孔：約12至15吋
腔室之總深度：約12至20吋
在某些實施例中，該等雙晶圓傳送室中之一或多者沒有活動零件。舉例而言，在某些實施例中，傳入或上部傳送室沒有活動零件，而僅有用於使機械手將晶圓設置在上面的支架，其中在支架下方具有用於端操縱器之空隙。在圖5a描繪之實施例中，下部傳送室具有提昇機制，其實現較好的冷卻效能。然而，根據各種實施例，若在移動穿過傳出傳送室之前或之後在傳送室外部進行冷卻或者若不必要進行冷卻，則傳出傳送室將不需要活動零件。
在某些實施例中，該等傳送室之一者或兩者中之晶圓支撐件係一對支架。晶圓之大部分下方之空間允許機械手臂在下方滑動以拾取或置放晶圓。下部傳送室中之提昇機制形成此支架以獲得機械手空隙，同時亦允許經由到達晶圓之較小間隙將晶圓置放在冷卻板上。
用於徑向均勻上下流動之環形設計
在習知傳送室系統中，傳送室上方及下方之空間通常用於多種效用及機制--多個獨立傳送室可並排置放，或需要具有較大z方向運動之機械手以拾取及置放晶圓(或垂直平移之傳送室)。期望對於機械手(且尤其對於轉移模組機械手)不要求具有較大z方向自由度。
每一傳送室需要用於抽氣(以在開放至轉移模組之前降低壓力)及排氣(以在開放至大氣環境之前升高壓力)之機制。快速抽氣可產生穿過傳送室腔室之高速度湍流。若未謹慎管理流動向量，則可能在抽氣期間將外來物質輸送至晶圓表面。類似地，排氣可產生高速度湍流，其可能會將微粒輸送至晶圓表面。習知傳送室經常具有用以對傳送室腔室進行抽氣之中心抽氣端口及/或用以對傳送室腔室進行排氣之中心排氣端口。習知傳送室亦可使用在腔室上由燒結金屬製成之排氣擴散器。
根據各種實施例，本文描述之傳送室每一者具有排氣及抽氣端口以及准許緊湊型設計之流動通道。值得注意，根據各種實施例，該設計不需要中心抽氣/排氣端口來確保徑向流動。根據各種實施例，傳送室總成具有用於在抽氣期間提供均勻之徑向上下流動之抽氣環帶及/或用於在排氣期間提供均勻之徑向上下流動之排氣環帶。流動向量經管理以使得流動均勻地自晶圓中心發出。流動亦係自上向下的，使得在抽氣期間向下載送任何微粒並離開腔室。圖6a至7b展示用於如圖4a至5a所示之堆疊式傳送室總成之抽氣及排氣設計，其中圖6a及6b展示用於上部傳送室之抽氣及排氣設計，且圖7a及7b展示用於下部傳送室之抽氣及排氣設計。
圖6a及6b說明用於傳送室之抽氣環帶設計。在圖6a及6b描繪之實施例中，該抽氣環帶設計係用於上部傳送室的。如上文所描述，上部傳送室腔室602 經由中心板606 而與下部傳送室腔室604 分隔開。在抽氣期間，穿過晶圓位置之外側邊緣周圍(在此情況下在中心板606 與傳送室外殼605 之間)之環形間隙664 (亦稱為環形通道)抽吸氣體。在氣體下方，亦展示環形腔室660 及出口端口610 ，其中環形腔室660 在腔室周圍延伸。環形腔室由中心板606 中之環形凹槽形成。出口端口610 通往堆疊式總成下方之歧管。中心板606 與傳送室外殼605 之間的通往抽氣環帶及出口端口之間隙664 係緊密的。藉由穿過此緊密間隙抽氣，扼制流動傳導性以迫使在晶圓周圍之所有徑向點處形成平穩抽氣。虛線箭頭展示自晶圓中心徑向向外延伸至環帶且接著到達出口端口之流動路徑。(下文在圖7a及7b中論述之下部傳送室流動通道在圖6a中不可見)。
圖6b展示抽氣環形間隙及環形腔室之近視圖，其中包括上部傳送室腔室602 、中心板606 、環形間隙或通道664 及環形腔室660 。亦展示O形環676 。環形間隙之高度及寬度在環帶周圍係均勻的且經最佳化。環形間隙之確切尺寸取決於包括流動速率、腔室容積、腔室直徑等因素。在圖6b描繪之實施例中，寬度為約0.03吋，且高度為約0.25吋。使用緊密環形間隙來扼制流動迫使流動為徑向的。間隙下方之環形腔室提供用於維持均勻且平穩流動之緩衝區。在特定實施例中，環形間隙位於晶圓表面下方，使得抽氣流動為自上向下的，以便增強微粒控制。
緊密環形間隙之寬度足夠小以迫使流動為均勻且徑向的，同時保持間隙上之壓降處於製造容差內。若間隙過大，則所有氣體在最靠近抽氣端口之側向下流動。非常小的間隙(例如，大約5至10密耳)可形成可能難以管理之壓降。在某些實施例中，間隙之大小經設計以使得流動為徑向的且向下朝向各處移動，從而降低或最小化微粒風險(若不足夠小以致完全均勻)。
返回圖6a，上部板614 中之環形腔室668 用於對上部傳送室進行排氣--來自入口端口608 之氣體自環形腔室668 穿過環形間隙674 且到達上部傳送室腔室602 中。環形腔室及環形間隙促進徑向排氣。環形間隙扼制流動，從而致使氣體穿過環形腔室並徑向排放至腔室中。在僅入站傳送室(如單向流動中所使用)中，徑向排氣不如徑向抽氣關鍵，因為在排氣期間在傳送室中沒有晶圓，但當ATM門打開時向水蒸汽提供均勻之流動幕簾仍可能有利。在排氣期間，在傳入傳送室中沒有晶圓，因此較少需要流動控制。然而，當傳入傳送室ATM門打開時，氣體流動接通至傳送室，其在門處形成幕簾以防止空氣傳入。小型環境中之空氣相對較清潔，但含有氧氣、水及可能在傳送室(在抽氣期間)、轉移模組及處理腔室中不合需要之其他成分。藉由提供清潔惰性氣體(例如氮氣或氬氣)之幕簾，防止大部分不良氣體進入傳送室。因為當ATM機械手將晶圓置放在傳送室中時晶圓穿過此幕簾，所以如所描述管理此幕簾處之流動向量意謂一股氣流並不直接指向晶圓。在其他實施例中，入站傳送室排氣流動並非徑向。
在某些實施例中，環形間隙寬度在約0.005至0.050吋之範圍內。在某些實施例中，環形腔室之矩形橫截面可具有介於約0.25至1.5吋之間的尺寸。舉例而言，在特定實施例中，環形腔室具有1.5×0.5吋之矩形橫截面。
圖7a及7b說明用於傳送室，尤其用於圖7a及7b描繪之實施例中之下部傳送室之排氣擴散器設計。上部傳送室腔室702 經由中心板706 而與下部傳送室腔室704 分隔開。中心板706 含有上文描述用於對上部傳送室腔室702 進行抽氣之環形凹槽。氣體供應端口711 位於傳送室之側面上。氣體穿過環形腔室784 排放且接著穿過位於傳送室腔室之頂板周圍之間隙786 (亦稱為環形通道)引入至下部傳送室腔室704 。此間隙之幾何形狀將流體向量自頂板引入並使其朝向晶圓中心，在晶圓中心處該等氣體向量向下朝向晶圓之頂部表面彎曲。該等流動向量在圖中由虛線指示。藉由穿過緊密間隙進行排氣，扼制流動傳導性以在晶圓頂部周圍之所有徑向點處形成平穩排氣。流動自晶圓頂部發出，從而將微粒或其他外來物質推離晶圓並防止將外來物質自傳送室腔室之其他區域輸送至晶圓。(上文論述之上部傳送室入口及出口端口在圖7a中不可見)。
圖7b中展示間隙及環形腔室之近視圖，其中虛線箭頭指示流動向量。排放之氣體自供應或入口端口711 進入並穿過通道713 引導至環形腔室784 。接著穿過環形間隙786 將氣體引入至傳送室。間隙係階梯式的，使得流平行於晶圓進入腔室，所得流動向量在圖7a中展示。因為緊密間隙扼制流動，從而用排放之氣體填充環形腔室784 ，所以在晶圓上方徑向並均勻地引入氣體。間隙可在晶圓上方延伸，使得氣體進入腔室之進入點在晶圓之邊緣與中心之間。在一個實例中，對於300mm晶圓而言，進入點處於約8吋(~200mm)直徑。
在圖7b描繪之實施例中，下部傳送室針對單向流動中之出站晶圓而最佳化。在出口端口780 處自側面對下部傳送室進行抽氣--因為該傳送室針對出站晶圓而最佳化，所以通常在抽氣操作期間不存在晶圓且因而流動向量對於管理污染並不關鍵。
在以上各圖描繪之堆疊式傳送室總成中，如上文論述之單個中心板用於分隔上部腔室與下部腔室。此板亦形成上部傳送室抽氣環帶及下部傳送室排氣環帶之環形體積。中心板亦形成用於抽氣流動扼制之間隙且充當排放氣體流動扼制路徑及機械擴散器。
上文已經在具有針對入站晶圓而最佳化之上部傳送室及針對出站晶圓而最佳化之下部傳送室之堆疊式傳送室總成的上下文中描述了在抽氣及排氣期間用於均勻徑向流動之環形設計。根據各種實施例，在其他類型之傳送室總成中使用排氣及/或抽氣之環形設計。舉例而言，單個堆疊式或非堆疊式傳送室可具有兩個環形間隙及腔室來在抽氣及排氣期間管理流動向量(一個此類實施例上文在圖6a中展示，其具有抽氣環帶及排氣環帶)。熟習此項技術者亦將自以上描述中瞭解如何針對出站晶圓而最佳化堆疊式傳送室總成之上部傳送室及針對入站晶圓而最佳化下部傳送室。
為了形成上下流動以將微粒推離晶圓，環形間隙通常位於晶圓支撐件下方以用於抽氣，且環形氣隙通常位於晶圓支撐件上方以用於排氣。然而，在某些實施例中，環形氣隙可以其他方式置放(例如，由於其他設計考慮因素的緣故)。在另一實例中，在某些實施例中，傳送室可具有環形間隙及腔室以供與用於另一操作之中心端口組合進行抽氣。該設計可與單向傳送室及雙向傳送室兩者一起使用。
在以上各圖中，環形間隙由板及傳送室外殼或側壁界定：圖6a及6b中之上部傳送室抽氣間隙664 由中心板及外殼或側壁界定，圖7a及7b中之下部傳送室排氣間隙786 亦由中心板及側壁界定，且圖6a中之上部傳送室排氣間隙674 由上部板及外殼或側壁界定。環形腔室由中心板或上部板中之環形凹槽形成。根據各種實施例，環形間隙及腔室可由任何恰當結構(例如，傳送室外殼中之環形凹槽)形成，該結構可用於形成如上文描述之流動路徑。可使用任何扼制穿過環形間隙之流動的結構。
在某些實施例中，環形間隙(環形通道寬度)在約0.005至0.050吋之範圍內。在某些實施例中，環形腔室之矩形橫截面可具有介於約0.25至1.5吋之間的尺寸。舉例而言，在特定實施例中，環形腔室具有0.5×0.5吋之矩形橫截面。
102．．．大氣環境
104．．．傳送室
104a．．．上部(入站)傳送室
104b．．．下部(出站)負載
106．．．轉移模組
108．．．箱加載器
110．．．空氣入口
112．．．假底板
114．．．板/蓋
116．．．傳送室真空泵
118．．．大氣閥門
118a．．．上部傳送室之大氣門
118b．．．出站傳送室之大氣門
120．．．轉移模組提昇總成
120a．．．上部傳送室門
120b．．．下部傳送室門
122．．．縫閥
124．．．轉移模組真空泵
126．．．接入板
128．．．轉移模組蓋/蓋罩
130．．．傳送室縫閥
232．．．大氣機械手
236．．．真空機械手/真空轉移機械手
238．．．接入區域
244．．．導管
330a．．．處理模組
332．．．大氣機械手
334．．．前開式統集箱(FOUP)
335'．．．晶圓
335"．．．晶圓
336．．．真空機械手/真空轉移機械手
338．．．工作台
340．．．工作台
342．．．工作台
344．．．工作台
450．．．外殼
452．．．傳送室總成開口/開口
454．．．隔離歧管
456．．．側端口
458．．．下部傳送室提昇機制
502a．．．上部傳送室腔室/上部腔室/腔室
502b．．．傳送室腔室/上部腔室/腔室
504a．．．下部傳送室腔室/下部腔室/腔室
504b．．．下部傳送室腔室/下部腔室/腔室
505．．．傳送室外殼/外殼
506．．．中心板
506a．．．中心板
506b．．．中心板
508a．．．通道
508b．．．通道
510a．．．通道
510b．．．通道
512．．．入口
514．．．歧管/上部板
514a．．．上部板或蓋
514b．．．上部板或蓋
515a．．．底部板
515b．．．底部板
516．．．下部板/出口
518．．．提昇機制
520．．．真空縫閥外殼
602．．．上部傳送室腔室
604．．．下部傳送室腔室
605．．．傳送室外殼
606．．．中心板
608．．．入口端口
610．．．出口端口
614．．．上部板
660．．．環形腔室
664．．．上部傳送室抽氣間隙/環形間隙/環形間隙或通道/間隙
668．．．環形腔室
674．．．上部傳送室排氣間隙/環形間隙
676．．．O形環
702．．．上部傳送室腔室
704．．．下部傳送室腔室
706．．．中心板
711．．．供應或入口端口/氣體供應端口
713．．．通道
780．．．出口端口
784．．．環形腔室
786．．．下部傳送室排氣間隙/環形間隙/間隙
圖1係根據各種實施例雙晶圓處置設備及其組件之外觀之示意圖。
圖2a及2b係根據各種實施例雙晶圓處置設備之示意圖，其展示大氣環境及轉移模組之內部視圖。
圖3a至3e係展示根據某些實施例執行將一對晶圓自儲存盒輸送至晶圓轉移模組並返回之雙晶圓輸送中之某些操作的雙晶圓輸送設備之俯視圖之圖形表示。
圖3f展示根據本文所描述之方法及設備之某些實施例一對晶圓可能在處理模組中經歷之動作序列之實例。
圖3g展示兩臂雙端操縱器轉移模組機械手之示意圖，其中一個雙端操縱器臂處於延伸位置且另一雙端操縱器臂處於縮回位置。
圖4a及4b係根據某些實施例堆疊式傳送室之示意圖。
圖5a及5b係根據某些實施例堆疊式傳送室之示意圖。
圖6a及6b係說明根據某些實施例用於上部傳送室之抽氣及排氣設計之示意圖。
圖7a及7b係說明根據某些實施例用於下部傳送室之抽氣及排氣設計之示意圖。
602．．．上部傳送室腔室
604．．．下部傳送室腔室
605．．．傳送室外殼
606．．．中心板
608．．．入口端口
610．．．出口端口
614．．．上部板
660．．．環形腔室
664．．．上部傳送室抽氣間隙/環形間隙/環形間隙或通道/間隙
668．．．環形腔室
674．．．上部傳送室排氣間隙/環形間隙

Claims (20)

  1. 一種堆疊式傳送室(loadlock)總成，其包含：一上部傳送室，其包含一或多個基板腔室；一下部傳送室，其包含一或多個基板腔室；每一上部傳送室基板腔室係安置在一下部傳送室基板腔室上方；以及一或多個中心板，用於使每一下部傳送室基板腔室與該上覆(overlaying)之上部傳送室基板腔室隔離，其中每一中心板界定該上覆之上部傳送室基板腔室之底板及該下覆(underlying)之下部傳送室基板腔室之頂板，及其中每一中心板包含第一及第二環形凹槽，該第一環形凹槽至少部分界定一用於將氣體自該上覆之上部傳送室基板腔室中抽出之流動路徑，且該第二環形凹槽至少部分界定一用於將氣體排入(venting)該下覆之下部傳送室基板腔室中之流動路徑。
  2. 如請求項1之堆疊式傳送室總成，進一步包含用於將基板轉移進入及/或離開該上部傳送室之至少一個上部孔徑及用於將基板轉移進入及/或離開該下部傳送室之至少一個下部孔徑，其中該至少一個上部孔徑與該至少一個下部孔徑分離開一不大於約100mm的垂直距離。
  3. 一種用於對一含有一晶圓之傳送室腔室進行徑向排氣之傳送室設備，該傳送室設備包含：一晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；一側入口端口，該側入口端口開放 至一位於該傳送室腔室上方之環形腔室中，該環形腔室連接至一環形階梯式窄通道，以平行於該支撐件上之一晶圓而引導流動。
  4. 如請求項3之傳送室設備，進一步包含一傳送室外殼，該傳送室外殼界定該側入口端口。
  5. 如請求項3之傳送室設備，進一步包含一上部板，該上部板界定該傳送室腔室及一傳送室外殼之頂板，其中該環形通道由該傳送室外殼及該上部板之一凹入部分界定。
  6. 如請求項5之傳送室設備，其中該上部板及傳送室外殼之環形區段係階梯式的，該板之該階梯式區段之外徑小於該傳送室外殼之該階梯式區段之內徑，以進而界定該環形階梯式通道。
  7. 如請求項3之傳送室設備，其中該環形階梯式窄通道之寬度介於約0.005至0.050吋之間。
  8. 如請求項3之傳送室設備，其中該階梯式通道包含一平行於一晶圓表面之外部區段、一垂直區段及一內部平行區段。
  9. 如請求項3之傳送室設備，其中該環形腔室之一矩形橫截面之尺寸在約0.25至1.5吋之範圍內。
  10. 如請求項3之傳送室設備，其中該側入口端口、該環形腔室及環形階梯式窄通道界定一用於將氣體排入該傳送室腔室之流動路徑。
  11. 如請求項10之傳送室設備，其中該環形階梯式窄通道扼 制排放之氣體流動。
  12. 一種用於對一含有一晶圓之傳送室腔室進行徑向抽氣之傳送室設備，該傳送室設備包含：一晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；一側出口端口，其開放至一環形腔室中，該環形腔室位於該晶圓支撐件下方；一窄環形通道，其將該傳送室腔室連接至該環形腔室，以用於將流動引導至該環形腔室中，其中該環形通道之內徑大於該晶圓支撐件的直徑。
  13. 如請求項12之傳送室設備，進一步包含一傳送室外殼，該傳送室外殼界定該側出口端口。
  14. 如請求項12之傳送室設備，進一步包含一下部板，該下部板界定該傳送室腔室及一傳送室外殼之底板，其中該環形通道由該傳送室外殼及該下部板之一凹入部分界定。
  15. 如請求項14之傳送室設備，進一步包含一傳送室外殼，其中該板之一區段之外徑小於該傳送室外殼之一區段之內徑，以進而界定該環形通道。
  16. 如請求項12之傳送室設備，其中該窄環形通道之寬度介於約0.005至0.050吋之間。
  17. 如請求項12之傳送室設備，其中該環形腔室之一矩形橫截面之尺寸在約0.25至1.5吋之範圍內。
  18. 一種堆疊式傳送室設備，其包含：一下部傳送室腔室，其包含：一位於該上部傳送室腔室中之晶圓支撐件、一側入口端口，該側入口端口開放 至一位於該上部傳送室腔室上方之上部環形腔室中，該環形腔室連接至一環形階梯式窄通道，以平行於該支撐件上之一晶圓而引導流動；以及一上部傳送室腔室，其包含一位於該上部傳送室腔室中之晶圓支撐件、一開放至一環形腔室中之側出口端口、一位於該晶圓支撐件下方之環形腔室、一窄環形通道，該窄環形通道將該傳送室腔室連接至該環形腔室，以用於將流動引導至該環形腔室中，該環形通道之內徑大於該晶圓支撐件的直徑。
  19. 一種對一含有一晶圓之傳送室腔室進行排氣之方法，該傳送室腔室包含：一晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；一側入口端口，該側入口端口開放至一位於該傳送室腔室上方之環形腔室中，該環形腔室連接至一環形階梯式窄通道，以平行於該支撐件上之一晶圓而引導流動，該方法包含：使氣體穿過該環形腔室進入，使得該氣體流入該環形階梯式窄通道，以進而平行於該晶圓將該氣體之一徑向流動引導至該傳送室腔室中。
  20. 一種對一含有一晶圓之傳送室腔室進行抽氣之方法，該傳送室腔室包含：一晶圓支撐件，其位於該傳送室腔室中；一側出口端口，其開放至一環形腔室中，該環形腔室位於該晶圓支撐件下方；一窄環形通道，其將該傳送室腔室連接至該環形腔室，以用於將流動引導至該環形腔室中，該方法包含： 藉由穿過該側出口端口抽吸氣體，自該晶圓之中心徑向向外抽吸氣體，使得經由該環形通道扼制該氣體進入該環形腔室。
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