TWI668791B - 基板處理設備及使用該基板處理設備的基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種基板處理設備，其包含裝備前端模組；製程腔室，其處理基板；傳送腔室，其具有傳送機器人，前述傳送機器人將前述基板傳送至前述製程腔室中或傳送出前述製程腔室；以及緩衝器單元，其定位於前述傳送腔室與裝備前端模組之間且具有邊緣夾持器支撐構件，前述邊緣夾持器支撐構件支撐邊緣夾持器，前述邊緣夾持器定位於前述基板之邊緣處且與前述基板一起經移動至前述製程腔室中。

Description

基板處理設備及使用該基板處理設備的基板處理方法
本文所描述之發明性概念之實施例係關於基板處理設備及使用該基板處理設備的基板處理方法。
通常，需要使用電漿處理基板的各種製程諸如蝕刻、灰化、沉積、清潔等來製造半導體元件、顯示面板等。
基板可在一般製程中彎曲或扭轉。其中基板彎曲或扭轉的現象稱為基板翹曲(substrate wrapage)。基板翹曲可發生在基板在回應於製程中之高溫加熱而膨脹之後不均勻地收縮或基板為薄的狀況下。
若翹曲基板在彎曲或扭轉狀態中經處理，則在基板與基座之間可存在間隙，且局部電漿可產生於間隙中，如在圖1及圖2中所例示，對蝕刻速率、蝕刻均勻性等具有不良效應。
發明性概念之實施例提供用於防止基板在翹曲狀態中被處理的基板處理設備及方法。
根據一實施例之一態樣，一種基板處理設備包含裝備前端模組；製程腔室，其處理基板；傳送腔室，其具有傳送機器人，該傳送機器人將該基板傳送至該製程腔室中或傳送出該製程腔室；以及緩衝器單元，其定位於該傳送腔室與該裝備前端模組之間且具有邊緣夾持器支撐構件，該邊緣夾持器支撐構件支撐邊緣夾持器，該邊緣夾持器定位於該基板之邊緣處且與該基板一起被移動至該製程腔室中。
藉由該邊緣夾持器支撐構件支撐的該邊緣夾持器可經定位於相較於在該緩衝器單元中接收該基板的所在位置的較高位置處。
接收在該緩衝器單元中的該邊緣夾持器可選擇性地自提前設定的參考位置向上或向下移動。
根據一實施例之另一態樣，一種用於處理基板之設備包含裝備前端模組及處理模組，該處理模組處理該基板。該裝備前端模組包含裝載埠，內側具有該基板之容器置放於該裝載埠上；以及傳送框架，其具有索引機器人(index robot)，該索引機器人在該裝載埠與該處理模組之間傳送該基板。該處理模組包含夾持緩衝器，其設置成鄰接該裝備前端模組設置；製程腔室，其處理該基板；以及傳送腔室，其具有傳送機器人，該傳送機器人在該製程腔室與該夾持緩衝器之間傳送該基板。該夾持緩衝器包含基板支撐構件，其支撐該基板；以及邊緣夾持器支撐構件，其具有支撐末端，該支撐末端支撐邊緣夾持器，該邊緣夾持器定位於該基板之頂部側之邊緣處且與該基板一起被傳送至該製程腔室。
該支撐末端可定位於高於第一位置的第二位置處，在該第一位置處，該基板經支撐於該基板支撐構件上。
該支撐末端可在該第二位置與高於該第二位置之第三位置之間移動。
該夾持緩衝器可進一步包括偵測感測器，該偵測感測器偵測該基板支撐構件上之該基板是否存在。
該夾持緩衝器可進一步包括致動器，該致動器在第二位置與第三位置之間移動該夾持緩衝器的支撐末端，該第二位置高於支撐該基板於該基板支撐構件上的該第一位置而該第三位置又高於該第二位置。
該設備可進一步控制器，且該控制器可基於藉由該偵測感測器偵測的關於該基本不存在於該基板支撐構件上之資訊，控制該致動器以將該支撐末端定位於該第三位置處，且可基於藉由該偵測感測器偵測的關於該基本存在於該基板支撐構件上之資訊，控制該致動器以將該支撐末端定位於該第二位置處。
該製程腔室可包括基座以及引導環，該基板置放於該基座上，而該導引環圍繞該基座且具有突出部，該突出部進一步向上突出超過該基座之頂部側且具有面對該基板的傾斜側表面。該邊緣夾持器可具有傾斜部分，其對應於該突出部之斜坡。
該製程腔室可進一步包括偵測感測器，該偵測感測器偵測該邊緣夾持器，該邊緣夾持器進一步突出超過該導引環之邊界預設值或更多。
該設備可進一步包括控制器。
當該偵測感測器偵測該邊緣夾持器進一步突出超過該導引環之該邊界該預設值或更多時，該控制器可停止操作該設備，或可啟動警報。
複數個夾持緩衝器可係配置來形成夾持緩衝器單元。
該處理模組可進一步包括通過緩衝器，其平行於該夾持緩衝器設置在該裝備前端模組與該傳送腔室之間。
複數個通過緩衝器可係配置來形成通過緩衝器單元。
該夾持緩衝器及該通過緩衝器可經垂直地堆疊以形成緩衝器單元。
根據一實施例之另一態樣，一種用於處理基板之設備包含裝備前端模組及處理模組，該處理模組處理該基板。該裝備前端模組包含裝載埠，內側具有該基板之容器置放於該裝載埠上；以及傳送框架，其具有索引機器人，該索引機器人在該裝載埠與該處理模組之間傳送該基板。該處理模組可包括夾持緩衝器單元，其鄰接於該裝備前端模組設置；製程腔室，其處理該基板；以及傳送腔室，其具有傳送機器人，該傳送機器人具有同時延伸及收回的兩個手且在該製程腔室與該夾持緩衝器單元之間傳送該基板。該夾持緩衝器單元可包括並排地配置的兩個夾持緩衝器。該等夾持緩衝器中每一者可包括基板支撐構件，其支撐該基板；以及邊緣夾持器支撐構件，其包括支撐末端，該支撐末端支撐邊緣夾持器，該邊緣夾持器定位於該基板之頂部側之邊緣處且與該基板一起被傳送至該製程腔室。
該夾持緩衝器可進一步包括致動器，該致動器在第二位置與第三位置之間移動該夾持緩衝器之該支撐末端，旗幟中該第二位置高於支撐該基板於該基板支撐構件上的第一位置，而該第三位置又高於該第二位置。
該夾持緩衝器可進一步包括偵測感測器，該偵測感測器偵測該基板支撐構件上是否存在該基板，且該設備可進一步包括控制器。該控制器可基於藉由該偵測感測器偵測的關於該基板不存在該基板支撐構件上之資訊，控制該致動器以將該邊緣夾持器定位於該第三位置處，且可基於藉由該偵測感測器偵測的關於該基板存在於該基板支撐構件上之資訊，控制該致動器以將該邊緣夾持器定位於該第二位置處。
該處理模組可進一步包括通過緩衝器單元，其在該裝備前端模組與該傳送腔室之間垂直地堆疊在該夾持緩衝器單元上且包括複數個通過緩衝器。
根據一實施例之另一態樣，一種用於藉由使用該基板處理設備處理基板之方法包含將該邊緣夾持器定位於該夾持緩衝器之該支撐末端上；將要處理的該基板傳送至該夾持緩衝器中；以及將該邊緣夾持器及該基板自該夾持緩衝器傳送至該製程腔室。
該夾持緩衝器可進一步包括偵測感測器，該偵測感測器偵測該基板是否存在該基板支撐構件上，且該方法可進一步包括偵測基板是否存在該夾持緩衝器之該基板支撐構件上；基於藉由該偵測感測器偵測的資訊，控制該致動器以將該邊緣夾持器定位於特定位置處；藉由該傳送機器人之兩個手同時做出至夾持緩衝器中之進入；以及藉由該傳送機器人撿拾該夾持緩衝器中之該基板且將該基板傳送至該製程腔室中。
根據一實施例之另一態樣，一種用於藉由使用該基板處理設備處理基板之方法包含將該邊緣夾持器定位於該夾持緩衝器之該支撐末端上，基於關於經傳送至該裝載埠且將要處理的該基板之資訊，藉由該控制器控制該索引機器人以選擇性地將該基板傳送至該通過緩衝器或該夾持緩衝器中；偵測該基板是否存在於該夾持緩衝器之該基板支撐構件上；基於藉由該偵測感測器偵測的資訊，藉由該控制器控制該致動器；藉由該傳送機器人之兩個手同時做出至該選定的通過緩衝器或該選定的夾持緩衝器中之進入；以及藉由該傳送機器人撿拾該選定的通過緩衝器或該選定的夾持緩衝器中之該基板且將該基板傳送至該製程腔室中。
根據發明性概念之實施例，有可能降低由翹曲基板引起的損失且有效地處理基板。另外，有可能防止基板處理設備之損壞。
1‧‧‧基板處理設備
4‧‧‧載體
6‧‧‧支撐件
10‧‧‧裝載埠
11‧‧‧第一方向
12‧‧‧第二方向
20‧‧‧裝備前端模組
21‧‧‧傳送框架
25‧‧‧索引機器人
27‧‧‧運輸軌道
30‧‧‧處理模組
40‧‧‧緩衝器單元
41‧‧‧夾持緩衝器
41a、41b‧‧‧第一緩衝區域
42‧‧‧通過緩衝器
42a、42b‧‧‧第二緩衝區域
50‧‧‧傳送腔室
53‧‧‧傳送機器人
53a、53b‧‧‧手
54‧‧‧致動器
60‧‧‧製程腔室
70‧‧‧控制器
110‧‧‧殼體
110a‧‧‧第一殼體
110a、110b‧‧‧第二殼體
112a、114a、 112b、114b‧‧‧通道
116a、116b、117a、117b‧‧‧門
130‧‧‧基板支撐構件
140‧‧‧推動器
150、150’‧‧‧邊緣夾持器支撐構件
151‧‧‧支撐末端
152‧‧‧汽缸
160‧‧‧邊緣夾持器
161‧‧‧傾斜表面
161’‧‧‧接收溝槽
162‧‧‧裝配溝槽
162a‧‧‧傾斜表面
171、172‧‧‧第一偵測感測器
173‧‧‧第二偵測感測器
171a、172a、173a‧‧‧雷射束
181‧‧‧氣體供應線路
231‧‧‧升降銷
232‧‧‧板片
2100‧‧‧腔室
2110‧‧‧主體
2121‧‧‧擴散空間
2200‧‧‧基座
2220‧‧‧加熱構件
2210‧‧‧偏壓電源
2230‧‧‧導引環
2231‧‧‧突出部
2232‧‧‧傾斜表面
2233‧‧‧裝配部分
2300‧‧‧擋板
2310‧‧‧分配孔
2400‧‧‧電漿激發模組
2410‧‧‧振盪器
2420‧‧‧波導
2430‧‧‧介電管
2440‧‧‧製程氣體供應單元
2500‧‧‧第三偵測感測器
2501‧‧‧雷射束
A‧‧‧細節
W‧‧‧基板
d‧‧‧寬度
h1‧‧‧第一高度
h2‧‧‧第二高度
h3‧‧‧第三高度
h4‧‧‧高度
S110~S180‧‧‧步驟
以上及其他目標及特徵將自參考以下圖式之以下描述變得顯而易見，其中除非另有指定，否則遍及各個圖式中相同元件符號代表相同的部分，且其中：圖1及圖2係用於解釋相關技術中之問題之視圖；圖3係根據發明性概念之一實施例之基板處理設備的平面圖；圖4係根據發明性概念之一實施例之傳送機器人的平面圖；圖5係根據發明性概念之一實施例之緩衝單元的示意性平面圖；圖6係例示根據發明性概念之一實施例之緩衝器單元之殼體之內部的示意性側視圖；圖7係例示根據發明性概念之一實施例之夾持緩衝器之操作狀態的側視圖；圖8例示其中基板自裝備前端模組傳送至夾持緩衝器 中的狀態；圖9例示其中推動器校正基板之位置且傳送機器人進入夾持緩衝器的狀態；圖10例示其中基板藉由傳送機器人撿拾且邊緣夾持器定位於基板上的狀態；圖11例示其中基板經傳送出圖6之緩衝器單元的狀態；圖12係其中基板定位於基座上的製程腔室的示意性側視圖；圖13係圖12中之細節A的放大；圖14係根據另一實施例之圖12中之細節A的放大；圖15例示其中基板及邊緣夾持器裝配於基座上的狀態；圖16係具有垂直地堆疊之夾持緩衝器單元及通過緩衝器單元之緩衝器單元的示意性側視圖，其中夾持緩衝器單元包含水平地配置的夾持緩衝器且通過緩衝器單元包含 水平地配置的通過緩衝器；圖17係用於解釋在雙手型傳送機器人的情況下的問題之視圖；圖18係例示根據發明性概念之一實施例之基板處理方法的流程圖；圖19例示根據發明性概念之一實施例之其中基板經傳送至水平地配置的夾持緩衝器中一者中的狀態；圖20例示其中未偵測到基板的夾持緩衝器之支撐末端向上移動而偵測到有基板的夾持緩衝器之支撐末端則維持在相同位置處的狀態；圖21例示其中傳送機器人進入圖19之夾持緩衝器單元的狀態；圖22例示其中邊緣夾持器定位於由圖20之夾持緩衝器單元中之傳送機器人撿拾的基板上的狀態；圖23例示根據發明性概念之另一實施例之邊緣夾持器支撐構件；且 圖24例示根據發明性概念之另一實施例之基板支撐構件。
在下文中，將參考伴隨圖式更詳細地描述發明性概念之實施例。然而，發明性概念可體現於不同形式中，且不應構造為限於本文闡述之實施例。實情為，此等實施例係配置使得本揭示案將為徹底的及完整的，且將發明性概念之範疇傳達給熟習此項技術者。在圖式中，元件之尺寸經誇大以用於圖解之清晰性。
圖3係根據發明性概念之一實施例之基板處理設備1的示意性平面圖。
參考圖3，基板處理設備1可具有裝備前端模組(equipment front end module；EFEM)20及處理模組30。裝備前端模組20及處理模組30可沿一方向配置。在下文中，裝備前端模組20及處理模組30經配置的方向可稱為第一方向11，且自上方觀察垂直於第一方向11的方向可稱為第二方向12。
裝備前端模組20可具有裝載埠10及傳送框架21。裝載埠10可沿第一方向11設置在裝備前端模組20前面。裝載埠10可具有複數個支撐件6。支撐件6可沿第二方向12 配置成列，且在其頂部側上可具有載體4(例如，盒、FOUP或類似物)，該等載體具有將要處理的基板W及接收在其中的處理後基板W。載體4可具有將要處理的基板W及接收在其中的處理後基板W。傳送框架21可設置在裝載埠10與處理模組30之間。傳送框架21內側可包括索引機器人25，該索引機器人25在裝載埠10與處理模組30之間傳送基板W。索引機器人25可沿著在第二方向12上配置的運輸軌道27移動以在載體4與處理模組30之間傳送基板W。
處理模組30可包括緩衝器單元40、傳送腔室50、複數個製程腔室60、及控制器70。
緩衝器單元40可鄰接於傳送框架21設置。例如，緩衝器單元40可設置在傳送腔室50與裝備前端模組20之間。緩衝器單元40可提供將要處理的基板W在傳送至製程腔室60之前處於備用狀態的空間或處理後基板W在傳送至裝備前端模組20之前處於備用狀態的空間。
傳送腔室50可鄰接於緩衝器單元40設置。當自上方觀察時，傳送腔室50可具有多角形主體。緩衝器單元40及複數個製程腔室60可配置在該主體周圍。該主體在其側壁中可具有通道(未例示)，基板W通過該等通道進入或退出傳送腔室50，且通道可將傳送腔室50與緩衝器單元40 或製程腔室60連接。門(未例示)係可配置在各別通道處以打開/關閉通道且以氣密式密封傳送腔室50之內部。在緩衝器單元40與製程腔室60之間傳送基板W的傳送機器人53可設置在傳送腔室50之內空間中。傳送機器人53可將緩衝器單元40中處於備用狀態的未處理基板W傳送至製程腔室60，或可將處理後基板W傳送至緩衝器單元40。此外，傳送機器人53可在製程腔室60之間傳送基板W以順序或同時地將基板W提供至複數個製程腔室60。
製程腔室60可配置在傳送腔室50周圍。可提供複數個製程腔室60。在每一製程腔室60中，可對基板W執行製程。製程腔室60可處理藉由傳送機器人53傳送的基板W且可將處理後基板W提供至傳送機器人53。在各別製程腔室60中執行的製程可彼此不同。在製程腔室60中執行的製程可係藉由使用基板W製造半導體元件或顯示面板之製程中一者。
控制器70可控制基板處理設備1之元件，包括緩衝器單元40。
藉由基板處理設備1處理的基板W可具有廣泛意義，包括用來製造半導體元件或平板顯示器(flat panel display；FPD)的基板及用來製造具有形成於薄膜上之電路圖案之物件的其他基板。基板W之實例可包括矽晶圓、玻璃基 板、有機基板及類似物等。
圖4係根據發明性概念之一實施例之傳送機器人的平面圖。
參考圖4，傳送機器人53可具有兩個手53a及手53b。兩個手53a及手53b可共用一個致動器54且可被同時驅動。然而，發明性概念之範疇不限於具有兩個手之雙手型傳送機器人，該兩個手藉由一個致動器同時驅動。
圖5係根據發明性概念之一實施例之緩衝器單元40的示意性平面圖。
參考圖5，緩衝器單元40可包括第一殼體110a及第二殼體110b以及基板支撐構件130。
第一殼體110a及第二殼體110b可為保護緩衝器單元40的框架。第一殼體110a及第二殼體110b可具有接收基板W的內空間。第一殼體110a及第二殼體110b可具有基板W藉以在傳送框架21與接近於且平行於傳送框架21配置的第一殼體110a及第二殼體110b之內空間之間傳送的通道112a及通道114a以及基板W藉以在第一殼體110a及第二殼體110b之內空間與傳送腔室50之間傳遞的通道112b及通道114b。門116a、116b、117a、及117b可安裝 在側壁上，通道112a、112b、114a、及114b形成於該等側壁中。門116a、116b、117a、及117b可打開/關閉通道112a、112b、114a、及114b且可氣密地密封第一殼體110a及第二殼體110b之內空間。氣體供應線路181可安裝在第一殼體110a及第二殼體110b之側上以將沖洗氣體供應至第一殼體110a及第二殼體110b之內空間中。第一殼體110a及第二殼體110b可沿第一方向11並排配置。第一殼體110a及第二殼體110b中每一者可選擇性地包括夾持緩衝器41或通過緩衝器42。
圖6係例示第一殼體110a或第二殼體110b之內部的示意性側視圖。在下文中，第一殼體110a或第二殼體110b可稱作殼體110。
參考圖6，殼體110可包括垂直地堆疊的夾持緩衝器41及通過緩衝器42。
夾持緩衝器41可形成第一緩衝區域41a。第一緩衝區域41a可包括基板支撐構件130、推動器140、及邊緣夾持器支撐構件150。
通過緩衝器42可形成第二緩衝區域42a。第二緩衝區域42a可包括基板支撐構件130及推動器140。
基板支撐構件130可支撐傳送至第一緩衝區域41a及第二緩衝區域42a中的基板W。基板支撐構件130可支撐基板W之底部側。基板支撐構件130可定位於第一緩衝區域41a及第二緩衝區域42a之下側上。基板支撐構件130可具有的形狀在索引機器人25或傳送機器人53將基板W傳送至第一緩衝區域41a及第二緩衝區域42a中且傳送出該等緩衝區域時不干擾索引機器人25或傳送機器人53之進入。例如，基板支撐構件130可具有桿形狀以支撐基板W之底部側。
推動器140可定位於藉由基板支撐構件130支撐的基板W外側。推動器140可將所傳送的基板W對準。推動器140係可配置使得其面對基板W之側表面的部分可朝基板W移動。推動器140可經配置以相對於基板W彼此面對。例如，兩個推動器140可經配置以相對於基板W彼此面對，或四個推動器140可經配置以相對於基板W成對稱的。
圖7係例示根據發明性概念之一實施例之夾持緩衝器之操作狀態的側視圖。
參考圖7，夾持緩衝器41可包括基板支撐構件130及邊緣夾持器支撐構件150。
邊緣夾持器支撐構件150可支撐邊緣夾持器160。邊緣夾持器支撐構件150可定位於藉由基板支撐構件130支撐的基板W之邊緣外側。
邊緣夾持器支撐構件150可包括支撐末端151，該支撐末端定位於高於第一位置h1的第二位置h2處，基板支撐構件130之頂部側定位於該第一位置處。支撐末端151可支撐邊緣夾持器160。
支撐末端151可連接至致動器(未例示)，且致動器可在第二位置h2與高於第二位置h2的第三位置h3之間移動支撐末端151。
圖8例示其中基板自裝備前端模組傳送至夾持緩衝器中的狀態。
參考圖8，在基板W自裝備前端模組20傳送至緩衝器單元40中之前，邊緣夾持器160可定位於邊緣夾持器支撐構件150上。邊緣夾持器160可具有圓形或矩形形狀以對應於基板W之周邊且可由陶瓷材料製成。
裝配溝槽162可形成在邊緣夾持器160上。裝配溝槽162可經形成以對應於邊緣夾持器支撐末端151之形狀。裝配溝槽162可防止邊緣夾持器160與支撐末端151分離。
在其中準備邊緣夾持器160的狀態，索引機器人25可將要處理的基板W傳送至夾持緩衝器41中。控制器70可控制索引機器人25以將在一高度h4處的基板W傳送至夾持緩衝器41中，該高度係高於基板W將藉由基板支撐構件130支撐之高度的預設距離。此後，當基板W與基板W將藉由基板支撐構件130支撐的位置垂直對準時，索引機器人25可向下移動以將基板W置放在基板支撐構件130上。
圖9例示其中推動器校正基板之位置且傳送機器人進入夾持緩衝器的狀態。
參考圖9，在基板W自裝備前端模組20傳送至夾持緩衝器41中之後，基板W之位置可藉由推動器140校正。索引機器人25(參見圖8)可經設置以將基板W定位在預設位置處。然而，在將基板W定位於基板支撐構件130上之過程中，在基板W之位置與預設位置之間可存在差異。控制器70可使推動器140朝向基板W移動預設距離以將基板W推動至正確位置。此後，推動器140可離開基板W以避免干擾其他元件。當基板W完全對準時，傳送機器人53可進入夾持緩衝器41以便定位於基板W以下。
圖10例示其中基板藉由傳送機器人撿拾且邊緣夾持 器定位於基板上的狀態。
參考圖10，傳送機器人53可向上移動至高於第二位置h2(參見圖7)的預設高度以撿拾基板W(預設高度低於第三位置h3)。邊緣夾持器160可在傳送機器人53向上移動以撿拾基板W之過程中定位於基板W上。當基板W經完全撿拾時，傳送機器人53可自夾持緩衝器41反向移動至傳送腔室50。
圖11例示其中基板經傳送出圖6之緩衝器單元的狀態。
參考圖11，緩衝器單元40可包括第一偵測感測器171、172及第二偵測感測器173，且邊緣夾持器支撐構件150可包括支撐末端151及汽缸152，該汽缸支撐支撐末端151。
第一偵測感測器171、172可偵測基板W是否存在基板支撐構件130上，且可將所偵測的資訊傳輸至控制器70。第一偵測感測器171、172可經選擇為發射雷射束171a、172a的雷射感測器。
構成邊緣夾持器支撐構件150的汽缸152可經選擇為液壓、氣動、或螺桿汽缸且在長度上可為可變的。支撐末 端151可耦合至汽缸152之末端部分，且當汽缸152被驅動時在高度上可為可變的。
因為支撐末端151支撐邊緣夾持器160，所以當支撐末端151經升起或降下時，邊緣夾持器160向上或向下移動。支撐末端151之參考位置可經設定至第二位置h2(參見圖7)，在該第二位置處，邊緣夾持器160在與基板W之頂部側接觸時與基板W一起經傳送出緩衝器單元40，且支撐末端151可向上移動至比第二位置h2高出預定高度的第三位置h3(參見圖7)，以便不與索引機器人25及傳送機器人53接觸。
控制器70可自第一偵測感測器171、172接收關於基板W不存在於基板支撐構件130上之資訊，且可基於關於基板W不存在的所接收資訊來驅動汽缸152。汽缸152可將支撐末端151自第二位置h2向上移動至第三位置h3。
第二偵測感測器173可偵測邊緣夾持器160之高度。根據一實施例，第二偵測感測器173可係雷射感測器，該雷射感測器設置在殼體110之側壁上以對應於邊緣夾持器160之參考位置且在平行於地面之方向上發射雷射束173a以偵測邊緣夾持器160是否處於第二位置h2處。
圖12係其中基板定位於基座上的製程腔室的示意性 側視圖。
參考圖12，製程腔室60可包括腔室2100、基座2200、擋板2300、及電漿激發模組2400。
腔室2100可具有在其中執行製程的空間。
基座2200可定位於腔室2100內側。基板W可經置放在基座2200之頂部側上。基座2200可由鋁製成。基座2200可具有形成於其中的冷卻劑通道(未例示)，冷卻流體循環穿過該冷卻劑通道。冷卻流體可在循環穿過冷卻劑通道時冷卻基座2200。偏壓電源可將電功率施加至基座2200以調整基板W藉由電漿處理的程度。藉由偏壓電源施加的電功率可為射頻(RF)功率。基座2200可藉由使用藉由偏壓電源供應的電功率形成護套且可在區域中產生高密度電漿以增強製程能力。
基座2200可在內側具有加熱構件2220。根據一實施例，加熱構件2220可係加熱絲。加熱構件2220可將基板W加熱至預設溫度。
擋板2300可電氣地連接至主體2110之上壁。擋板2300可具有圓盤形狀且可平行於基座2200之頂部側配置。擋板2300可由陽極化鋁製成。擋板2300可具有形成 於其中的分配孔2310。分配孔2310可以預定間隔形成於同心圓周上以均勻地供應自由基(radical)。遍及擴散空間2121擴散的電漿可經引入分配孔2310中。在此時，帶電粒子諸如電子或離子可受限在擋板2300中，且不具有電荷的中性粒子諸如氧自由基可藉由分配孔2310供應至基板W。此外，擋板2300可經接地以形成通道，電子或離子移動通過該通道。
電漿激發模組2400可產生電漿且可將電漿供應至腔室2100。電漿激發模組2400可係配置在腔室2100之頂部處。電漿激發模組2400可包括振盪器2410、波導2420、介電管2430、及製程氣體供應單元2440。振盪器2410可產生電磁波。波導2420可連接振盪器2410及介電管2430，且可用來將藉由振盪器2410產生的電磁波導引至介電管2430中。製程氣體供應單元2440可將製程氣體供應至介電管2430中。製程氣體可取決於製程之進展加以選擇。供應至介電管2430中的製程氣體可被電磁波激發成電漿。電漿可經由介電管2430引入擴散空間2121中。儘管以上描述之電漿激發模組2400已經描述為使用電磁波，但電漿激發模組2400可為感應耦合電漿激發模組或電容耦合電漿激發模組。
基座2200可包括升降銷(未例示)，且基板W可在其中基座2200之升降銷向上移動的狀態中經置放於製程腔 室60中。
根據發明性概念之一實施例，基板W可經置放在製程腔室60中，並且基板W之邊緣以邊緣夾持器160覆蓋。因此，有可能防止由基板W之邊緣在製程期間對電漿之暴露引起的現象且降低基板W之邊緣在製程期間暴露於電漿的程度。例如，當基板W定位於基座2200上時，由於基板W之外周邊之底部不形成完全平坦的表面之問題，在基板W之外周邊之底部與基座2200之間可存在間隙。當基板W正經處理時，間隙可產生電弧而對基板W造成損壞。另外，可能有需要防止基板W之外周邊受電漿處理。另外，因為在製程腔室60內側不需要用於固定基板W之元件，所以有可能簡化製程腔室60之維護。
導引環2230可經設置以圍繞基座2200。導引環2230可由陶瓷材料製成。
圖13係圖12中之細節A的放大。
參考圖13，導引環2230可包括突出部2231，該突出部進一步突出超過置放基板W的基座2200之頂部側預定高度。突出部2231可經形成為在基板W置放在基座2200之參考位置處的狀態中以預定距離與基板W之邊緣間隔開。突出部2231可具有形成於其側上的傾斜表面2232， 該傾斜表面面對基板W。裝配部分2233可形成在傾斜表面2232內部，邊緣夾持器160裝配在該裝配部分上。
邊緣夾持器160可具有裝配溝槽162，該裝配溝槽對應於導引環2230之突出部2231。裝配溝槽162可具有傾斜表面162a，該傾斜表面對應於突出部2231之傾斜表面2232。傾斜表面2232及傾斜表面162a可相對於導引環2230自外側向下傾斜至內側。
當教導位置由於傳送機器人53之異常操作而改變時，導引環2230之傾斜表面2232及邊緣夾持器160之傾斜表面162a可相對於彼此滑動以移動至正確位置。
圖14係根據另一實施例之圖12中之細節A的放大。邊緣夾持器160可具有接收溝槽161’，該接收溝槽具有對應於基板W之外側表面的形狀。接收溝槽161’可相較於圖11中所例示之實施例中之傾斜表面161更穩固地與基板W耦合，且當導引環2230之傾斜表面2232及邊緣夾持器160之傾斜表面162a由於由傳送機器人53之異常操作引起的教導位置改變而相對於彼此滑動時可防止邊緣夾持器160與基板W分離。
邊緣夾持器160可具有形成於其上的裝配溝槽162。裝配溝槽162可經形成以對應於邊緣夾持器支撐構件150 之上末端之形狀。當邊緣夾持器160定位於邊緣夾持器支撐構件150上時，邊緣夾持器支撐構件150之上末端可定位於裝配溝槽162中以防止邊緣夾持器160與邊緣夾持器支撐構件150分離。
圖15例示其中基板及邊緣夾持器裝配於基座上的狀態。
參考圖15，製程腔室60可包括第三偵測感測器2500。第三偵測感測器2500可偵測與基板W一起置放在製程腔室60中的邊緣夾持器160之位置。根據一實施例，第三偵測感測器2500可為雷射感測器，該等雷射感測器將雷射束2501垂直地施加至與導引環2230之周邊間隔開預設距離的位置，該導引環圍繞基座2200。當第三偵測感測器2500偵測邊緣夾持器160進一步突出超過導引環2230之邊界預設距離或更多時，控制器70可停止操作設備且可啟動警報(未例示)以通知工人此事實。根據另一實施例，控制器70可判定第三偵測感測器2500所偵測的位置是否超過容許誤差範圍。可藉由使用第三偵測感測器2500的偵測及控制防止對由陶瓷材料製成的高價邊緣夾持器160之損壞。
圖16係具有垂直地堆疊之夾持緩衝器單元及通過緩衝器單元之緩衝器單元的示意性側視圖，其中夾持緩衝器單元包含水平地配置的夾持緩衝器而通過緩衝器單元包含 水平地配置的通過緩衝器。
參考圖16，夾持緩衝器單元可包括沿水平方向配置的一對夾持緩衝器41，而通過緩衝器單元可包括沿水平方向配置的一對通過緩衝器42。夾持緩衝器單元及通過緩衝器單元可經垂直地堆疊以形成緩衝器單元40。
圖17係用於解釋在雙手型傳送機器人的情況下的問題之視圖。
參考圖17，在用兩個手53a及53b操作傳送機器人53時，兩個基板可藉由使用用於攜帶25個基板之集合之盒被一次傳送至夾持緩衝器單元中，且僅一個基板可留在最後傳送步驟中。最後剩餘的基板可被傳送至夾持緩衝器單元中之第一緩衝區域41a及41b中僅一者中。當兩個手53a及53b進人夾持緩衝器單元以撿拾基板W時，一個手53a可使基板W及邊緣夾持器160置放在該手上，但另一手53b可僅使邊緣夾持器160置放在該手上，如圖17中所例示。因為邊緣夾持器160具有3mm或更少之寬度d，所以未與基板W組合的邊緣夾持器160可放置於處於不穩定狀態中之手53b上(在圖式中，寬度d經稍微誇大以識別邊緣夾持器160)。定位於不穩定狀態中之手53b上的邊緣夾持器160更可能自手53b掉落。
由陶瓷材料製成的邊緣夾持器160可能具有損壞之高風險且可為昂貴的。因此，對邊緣夾持器160之損壞可引起高損失。發明性概念可藉由邊緣夾持器支撐構件150之控制防止以上描述之情形。
圖18係例示根據發明性概念之一實施例之使用基板處置設備的基板處理方法的流程圖。圖19例示根據發明性概念之一實施例之其中基板經傳送至水平地配置的夾持緩衝器中一者中的狀態。圖20例示其中無偵測到基板的夾持緩衝器之支撐末端向上移動且偵測到基板的夾持緩衝器之支撐末端維持在相同位置處的狀態。圖21例示其中傳送機器人進入圖19之夾持緩衝器單元的狀態。圖22例示其中邊緣夾持器定位於由圖20之夾持緩衝器單元中之傳送機器人撿拾的基板上的狀態。
參考圖18至22，使用基板處理設備的基板處理方法可提供用於防止對邊緣夾持器160造成損壞的處理方法。
可將邊緣夾持器160定位於夾持緩衝器41中之支撐末端151上(步驟S110)。
索引機器人25可將要處理的基板W傳送至夾持緩衝器41之第一緩衝區域41a及41b中(步驟S120)。根據一實施例，基板W可經傳送至第一緩衝區域41b中，而基板W 可不傳送至第一緩衝區域41a中。
當基板W經完全傳送時，第一偵測感測器171、172可偵測基板W是否被定位於基板支撐構件130上且存在於夾持緩衝器41內(步驟S140)(參見圖19)。
當第一偵測感測器171、172偵測基板W不存在時，控制器70可基於關於基板W不存在的資訊來控制致動器以向上移動支撐末端151(步驟S145)(參見圖20)。反之，當第一偵測感測器171、172偵測基板W存在時，可不執行支撐末端151之升降控制。
當基板W藉由推動器40對準且其中無基板W的夾持緩衝器中之支撐末端151被完全向上移動時，傳送機器人53之兩個手53a及53b可同時進入夾持緩衝器單元(步驟S150)(參見圖21)。
兩個手53a及53b可移動至夾持緩衝器單元中之預設位置且隨後可在向上移動至高於支撐末端151之位置時撿拾基板W(步驟S160)(參見圖22)。
已完全撿拾基板W的傳送機器人53可在自夾持緩衝器單元反向移動至傳送腔室50時將基板W傳送出夾持緩衝器單元(步驟S170)。
傳送至傳送腔室50中的基板W可被置放於製程腔室60中。
因為邊緣夾持器160與基板W一起經傳送出夾持緩衝器單元，所以第一緩衝區域41b中之邊緣夾持器支撐構件150可不具有裝配於其上的邊緣夾持器。控制器70在將基板W傳送至傳送腔室50中時可儲存關於第一緩衝區域41b中邊緣夾持器支撐構件150不具有裝配於其上之邊緣夾持器的資訊，且可指示供應邊緣夾持器160至第一緩衝區域41b。
以上描述之基板處理方法可在操作邊緣夾持器應用到的雙手型傳送機器人及具有雙腔室之基板處理設備中防止對邊緣夾持器造成損壞。
圖23例示根據發明性概念之另一實施例之邊緣夾持器支撐構件。
參考圖23，根據另一實施例之邊緣夾持器支撐構件150’可係自殼體110之側壁水平地突出的支撐件。支撐件150’可經組配以向上或向下移動。在圖23之實施例中，可提供偵測感測器，如在圖11之實施例中。
圖24例示根據發明性概念之另一實施例之基板支撐構件。
參考圖24，根據另一實施例之基板支撐構件230可包括用於支撐基板W之板片232及用於在基板W與索引機器人25或傳送機器人53交換時將基板W升降至預設高度之升降銷231。根據一實施例，升降銷231之上末端可向上移動至第一位置h1。
製程腔室60可為除電漿處理腔室之外的製程腔室。
根據一實施例，支撐末端151之移動參考位置可經設定至第三位置h3，且當偵測到基板W至緩衝器單元40之進入時，支撐末端151可向下移動至第二位置h2以使傳送機器人53能夠連同邊緣夾持器160一起撿拾基板W。
控制器70可接收關於傳送至裝載埠10且將要處理的基板W之資訊，且可控制索引機器人25以選擇性地將基板W傳送至夾持緩衝器41及通過緩衝器42中。邊緣夾持器160係可配置來用於具有過度翹曲之基板。具有較少翹曲之基板可經分類為第一群組，且具有過度翹曲之基板可經分類為第二群組。當基板之第一群組係配置至基板處理設備時，控制器70可將基板提供至通過緩衝器42，且當基板之第二群組係配置至基板處理設備時，控制器70可將 基板提供至夾持緩衝器41。
當基板W被傳送至通過緩衝器42中時，控制器70可控制傳送機器人53以進入通過緩衝器42中之第二緩衝區域42a及42b。傳送機器人53可撿拾通過緩衝器42中之基板W且可將基板W傳送至製程腔室60中。
以上描述之基板處理方法可藉由使用夾持緩衝器41以及通過緩衝器42提高生產力。
以上描述例證發明性概念。此外，以上提到之內容描述發明性概念之示範性實施例，且發明性概念可使用於各種其他組合、改變、及環境中。亦即，可在不脫離說明書中揭示的發明性概念之範疇、所撰寫揭示案之等效範疇、及/或所屬技術領域中具有通常知識者之技術或知識範圍的情況下對發明性概念做出變化或修改。所撰寫實施例描述用於實行發明性概念之技術精神之最佳狀態，且可做出在發明性概念之特定應用及目的中所需要的各種改變。因此，發明性概念之詳細描述不欲將發明性概念限制於所揭示實施例狀態中。另外，應理解，所附申請專利範圍包括其他實施例。
雖然已參考實施例描述了發明性概念，但所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見，可在不脫離發明性概念 之精神及範疇的情況下做出各種改變及修改。所以，應理解，以上實施例並非極限性的，而係例示性的。

Claims (18)

  1. 一種用於處理基板之設備，其包含：裝備前端模組；以及處理模組，其經組配來處理前述基板，其中前述裝備前端模組包含：裝載埠，內側具有前述基板之容器係置放在前述裝載埠上；以及傳送框架，其具有索引機器人，前述索引機器人經組配來在前述裝載埠與前述處理模組之間傳送前述基板；其中前述處理模組包含：夾持緩衝器，其鄰接於前述裝備前端模組設置；製程腔室，其經組配來處理前述基板；以及傳送腔室，其具有傳送機器人，前述傳送機器人經組配來在前述製程腔室與前述夾持緩衝器之間傳送前述基板；以及其中前述夾持緩衝器包含：基板支撐構件，其經組配來支撐前述基板；邊緣夾持器支撐構件，其具有支撐末端，前述支撐末端經組配來支撐邊緣夾持器，前述邊緣夾持器在定位於前述基板之頂部側之邊緣處之狀態下被傳送至前述製程腔室；以及致動器，其經組配來在第二位置與第三位置之間移動前述夾持緩衝器之前述支撐末端，前述第二位置高於前述基板被支撐在前述基板支撐構件上的第一位置，而前述第三位置高於前述第二位置。
  2. 如請求項1所記載之用於處理基板之設備，其中前述支撐末端定位於高於前述第一位置的前述第二位置，前述基板在的前述第一位置處被支撐於前述基板支撐構件上。
  3. 如請求項2所記載之用於處理基板之設備，其中前述支撐末端經組配來在前述第二位置與高於前述第二位置的前述第三位置之間移動。
  4. 如請求項1所記載之用於處理基板之設備，其中前述夾持緩衝器進一步包含：偵測感測器，其經組配來偵測前述基板是否存在前述基板支撐構件上。
  5. 如請求項4所記載之用於處理基板之設備，其進一步包含：控制器；其中前述控制器經組配來：基於關於前述基板不存在於前述基板支撐構件上之資訊，控制前述致動器以將前述支撐末端定位於前述第三位置處，其中前述偵測感測器偵測關於前述基板不存在的前述資訊；以及基於關於前述基板存在於前述基板支撐構件上之資訊，控制前述致動器以將前述支撐末端定位於前述第二位置處，其中前述偵測感測器偵測關於前述基板存在的前述資訊。
  6. 如請求項3所記載之用於處理基板之設備，其中前述製程腔室包含：基座，前述基板係置放在前述基座上；以及導引環，其經組配來圍繞前述基座且具有突出部，前述突出部進一步向上突出超過前述基座之頂部側且具有傾斜側表面，前述傾斜側表面面對前述基板，其中前述邊緣夾持器具有傾斜部分，前述傾斜部分對應於前述突出部之斜坡側表面。
  7. 如請求項3所記載之用於處理基板之設備，其中前述製程腔室包含：基座，前述基板係置放在前述基座上；導引環，其經組配來圍繞前述基座且導引前述基板之位置；以及偵測感測器，其經組配來偵測前述邊緣夾持器，前述邊緣夾持器進一步突出超過前述導引環之邊界預設值或更多。
  8. 如請求項7所記載之用於處理基板之設備，其進一步包含：控制器；其中前述控制器經組配來當前述偵測感測器偵測前述邊緣夾持器進一步突出超過前述導引環之前述邊界前述預設值或更多時，停止操作前述設備或啟動警報。
  9. 如請求項1所記載之用於處理基板之設備，其中複數個前述夾持緩衝器係配置來形成夾持緩衝器單元。
  10. 如請求項1所記載之用於處理基板之設備，其中前述處理模組進一步包含：通過緩衝器，其平行於前述夾持緩衝器設置在前述裝備前端模組與前述傳送腔室之間。
  11. 如請求項10所記載之用於處理基板之設備，其中複數個前述通過緩衝器係配置來形成通過緩衝器單元。
  12. 如請求項10所記載之用於處理基板之設備，其中前述夾持緩衝器及前述通過緩衝器經垂直地堆疊以形成緩衝器單元。
  13. 一種用於處理基板之設備，其包含：裝備前端模組；以及處理模組，其經組配來處理前述基板，其中前述裝備前端模組包含：裝載埠，內側具有前述基板之容器被置放在前述裝載埠上；以及傳送框架，其具有索引機器人，前述索引機器人經組配來在前述裝載埠與前述處理模組之間傳送前述基板；其中前述處理模組包含：夾持緩衝器單元，其鄰接於前述裝備前端模組設置；製程腔室，其經組配來處理前述基板；以及傳送腔室，其具有傳送機器人，前述傳送機器人具有經組配來同時延伸且收回的兩個手且在前述製程腔室與前述夾持緩衝器單元之間傳送前述基板；其中前述夾持緩衝器單元包含並排配置的兩個夾持緩衝器；以及其中前述夾持緩衝器中每一者包含：基板支撐構件，其經組配來支撐前述基板；邊緣夾持器支撐構件，其包括支撐末端，前述支撐末端經組配來支撐邊緣夾持器，前述邊緣夾持器在定位於前述基板之頂部側之邊緣處的狀態下被傳送至前述製程腔室；以及致動器，其經組配來在第二位置及第三位置之間移動前述夾持緩衝器之前述支撐末端，前述第二位置高於支撐前述基板之前述基板支撐構件上的第一位置，而前述第三位置高於前述第二位置。
  14. 如請求項13所記載之用於處理基板之設備，其中前述夾持緩衝器進一步包含偵測感測器，前述偵測感測器經組配來偵測前述基板是否存在前述基板支撐構件上；其中前述設備進一步包含控制器；以及其中前述控制器經組配來：基於關於前述基板不存在於前述基板支撐構件上之資訊，控制前述致動器以將前述邊緣夾持器定位於前述第三位置處，其中前述偵測感測器偵測關於前述基板不存在的前述資訊；以及基於關於前述基板存在於前述基板支撐構件上之資訊，控制前述致動器以將前述邊緣夾持器定位於前述第二位置處，其中前述偵測感測器偵測關於前述基板存在的前述資訊。
  15. 如請求項14所記載之用於處理基板之設備，其中前述處理模組進一步包含：通過緩衝器單元，其在前述裝備前端模組與前述傳送腔室之間垂直地堆疊在前述夾持緩衝器單元上且包括複數個通過緩衝器。
  16. 一種用於藉由使用如請求項1或13所記載之用於處理基板的設備來處理基板之方法，其包含以下步驟：將前述邊緣夾持器定位於前述夾持緩衝器之前述支撐末端上；將要處理的前述基板傳送至前述夾持緩衝器中；以及將前述邊緣夾持器及前述基板自前述夾持緩衝器傳送至前述製程腔室。
  17. 如請求項16所記載之用於處理基板的方法，其中前述夾持緩衝器進一步包含偵測感測器，前述偵測感測器經組配來偵測前述基板是否存在於前述基板支撐構件上；以及其中前述方法進一步包括：偵測前述基板是否存在於前述夾持緩衝器之前述基板支撐構件上；基於藉由前述偵測感測器偵測的資訊，控制前述致動器以將前述邊緣夾持器定位於特定位置處；使前述傳送機器人之前述兩個手同時進入前述夾持緩衝器中；以及藉由前述傳送機器人撿拾前述夾持緩衝器中之前述基板且將前述基板傳送至前述製程腔室中。
  18. 一種用於藉由使用如請求項15之用於處理基板之設備來處理基板之方法，前述方法包含：將前述邊緣夾持器定位於前述夾持緩衝器之前述支撐末端上；基於關於經傳送至前述裝載埠且將要進行處理的前述基板之資訊，藉由前述控制器控制前述索引機器人以選擇性地將前述基板傳送至前述通過緩衝器或前述夾持緩衝器中；偵測前述基板是否存在於前述夾持緩衝器之前述基板支撐構件上；基於藉由前述偵測感測器偵測的資訊，藉由前述控制器控制前述致動器；使前述傳送機器人之前述兩個手同時進入前述夾持緩衝器中；以及藉由前述傳送機器人撿拾前述選定的通過緩衝器或前述選定的夾持緩衝器中之前述基板且將前述基板傳送至前述製程腔室中。
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