TWI694514B - 用於在裝載閘中加熱基板及減少污染的電子元件製造系統、方法與設備 - Google Patents

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Abstract

一種包括裝載閘的電子元件製造系統。裝載閘包括複數個氣體管線加熱器，用於向裝載閘提供加熱氣體以加熱其中的經處理的基板。加熱經處理的基板可減少裝載閘中的腐蝕及其中隨後基板的污染。裝載閘亦可在裝載閘殼體中包括複數個嵌入式加熱器以減少其中的濕氣（moisture），從而進一步減少腐蝕和污染。本案亦提供了在裝載閘中加熱基板的方法，及其他態樣。

Description

用於在裝載閘中加熱基板及減少污染的電子元件製造系統、方法與設備
本申請案主張於2017年3月17日提出申請的美國非臨時專利申請案第15/462,203號之優先權權益，該美國非臨時專利申請案發明名稱為「用於在裝載閘中加熱基板及減少污染的電子元件製造系統、方法與設備（ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING SYSTEMS, METHODS, AND APPARATUS FOR HEATING SUBSTRATES AND REDUCING CONTAMINATION IN LOADLOCKS）」（代理人案號24790/USA），本申請案之參考整體上結合此美國非臨時專利申請案之揭露。
本揭示案係關於電子元件製造，且更具體地係關於加熱裝載閘及其中的基板以減少腐蝕和污染。
電子元件製造系統可包括工廠介面（其可以是如設備前端模組或EFEM），工廠介面經配置接收可在其上製造電子元件的基板。電子元件製造系統亦可包括處理工具（可包括裝載閘）、移送腔室和一個或更多個處理腔室。待處理的基板可透過工廠介面從基板載體（其可以是可密封的容器，如前開式晶圓傳送盒或FOUP）移送到裝載閘。基板可從裝載閘被移送到移送腔室，以及從那裡被傳送到一個或更多個處理腔室。一旦基板經處理，基板可返回到裝載閘以從系統中移除。然而，經處理的基板的表面可能在處理期間吸收可能在裝載閘中釋放的反應氣體。氣體的釋放可被稱為釋氣（outgassing）。釋氣可能會導致裝載閘中的腐蝕，特別是當釋氣與裝載閘內表面上可能存在的濕氣結合時。隨後，這種腐蝕可能導致大量的顆粒，這些顆粒可能污染並且不利地影響透過裝載閘的基板的處理。現有的電子元件製造系統因此可受益於減少其中的腐蝕和污染之改良的裝載閘和方法。
根據第一態樣，提供一種電子元件製造系統的裝載閘。該裝載閘包括殼體、複數個氣體管線、複數個氣體管線加熱器、複數個氣體管線溫度感測器及氣體管線加熱器控制器，該殼體具有第一內部腔室，該第一內部腔室經配置從該電子元件製造系統的移送腔室接收其中的基板，該複數個氣體管線耦接到該第一內部腔室，該複數個氣體管線加熱器經配置加熱該複數個氣體管線中的一個或更多個氣體管線中的氣體以將加熱的氣體輸送到該第一內部腔室，該複數個氣體管線溫度感測器在不同位置處耦接該複數個氣體管線。該氣體管線加熱器控制器經配置接收來自該複數個氣體管線溫度感測器中的一個或更多個氣體管線溫度感測器之一個或更多個感測到的氣體溫度，並回應所接收到的該一個或更多個感測到的氣體溫度來調整該複數個氣體管線加熱器中的一個或更多個氣體管線加熱器的設定。
根據第二態樣，提供一種電子元件製造系統。電子元件製造系統包括處理工具、工廠介面以及耦接在處理工具的移送腔室和工廠介面之間的裝載閘。該裝載閘包括殼體、複數個氣體管線加熱器、複數個氣體管線溫度感測器及氣體管線加熱器控制器，該殼體具有第一內部腔室，該第一內部腔室經配置從移送腔室接收其中的基板，該複數個氣體管線加熱器經配置加熱耦接的一個或更多個氣體管線中的氣體以將加熱的氣體輸送到該第一內部腔室，該複數個氣體管線溫度感測器在不同位置處耦接該一個或更多個氣體管線。該氣體管線加熱器控制器經配置接收來自該複數個溫度感測器中的一個或更多個溫度感測器之一個或更多個感測到的氣體溫度，並回應所接收到的該一個或更多個感測到的氣體溫度來調整該複數個氣體管線加熱器中的一個或更多個氣體管線加熱器的設定。
根據第三態樣，提供一種在電子元件製造系統的裝載閘中加熱基板的方法。該方法包括以下步驟：從該電子元件製造系統的移送腔室接收該裝載閘中經處理的基板；以第一增加速率將該裝載閘中的壓力從第一值增加至第二值，該第二值小於大氣壓力；使加熱的氣體流入該裝載閘一週期的時間；該週期的時間一到，中斷該加熱的氣體之流動；及在該中斷流動之後以第二增加速率將該裝載閘中的壓力增加到大氣壓力，該第二增加速率高於該第一增加速率。
藉由以下實施方式、所附的專利申請範圍及圖式，根據本揭示案的這些和其他實施例的其他態樣、特徵和優點可輕易地得以彰顯。因此，本說明書的圖式和說明本質上被認為是說明性的，而不是限制性的。
現在將詳細參考在所附圖式中所繪示的本揭示案的示例實施例。在可能的情況下，在整個圖式中將使用相同的數字編號來表示相同或相似的部分。
為了減少在電子元件製造系統的裝載閘中由於釋氣而發生的腐蝕以及減少隨後透過裝載閘的基板的微粒污染，根據本揭示案的一個或更多個實施例的電子元件製造系統可包括改良的裝載閘。改良的裝載閘可向裝載閘的內部腔室提供加熱的氣體以加熱其中的經處理的基板。加熱的氣體可以是惰性氣體，如氮氣。加熱經處理的基板可進一步驅動離開基板的殘留化學物質（即，可以增加釋氣）到裝載閘中；然而，加熱的惰性氣體可接著作為介質以將脫附的（desorbed）氣體自裝載閘移送出去並離開基板。未從裝載閘上去除的釋氣可能會導致內部裝載閘表面上的腐蝕，特別是當存在有濕氣時。腐蝕可能接著產生大量的顆粒，這些顆粒可能污染並且對透過裝載閘的後續基板的處理有不利的影響。改良的裝載閘可包括複數個氣體管線加熱器，複數個氣體管線加熱器形成由氣體管線加熱器控制器所控制的複數個加熱區。氣體管線加熱器控制器可經配置藉由基於感測到的氣體管線與內部腔室的溫度來調整複數個氣體管線加熱器中的一個或更多個氣體管線加熱器的設定而提供具有所需溫度的加熱氣體之裝載閘的內部腔室。
根據本揭示案的一個或更多個實施例的電子元件製造系統亦可包括在裝載閘的殼體中具有複數個嵌入式加熱器之改良的裝載閘。嵌入式加熱器可經配置減少（若不能防止的話）可能影響到裝載閘中腐蝕之裝載閘的內表面上的濕氣。複數個嵌入式加熱器可形成由裝載閘加熱控制器分別控制的多個加熱區。加熱區的一個或更多個嵌入式加熱器可具有與該加熱區的其他嵌入式加熱器不同的最大熱輸出。裝載閘加熱控制器可經配置藉由基於在裝載閘殼體周圍不同位置處感測到的裝載閘殼體溫度來調整嵌入式加熱器中的一個或更多個嵌入式加熱器的設定而提供裝載閘殼體的所需溫度。
將在以下結合圖1至3更詳盡地解釋繪示與描述電子元件製造系統中改良的裝載閘的示範實施例的進一步細節以及包括加熱電子元件製造系統的裝載閘中的基板之方法的其他態樣。
圖1繪示根據一個或更多個實施例的電子元件製造系統100。電子元件製造系統100可在基板102上施行一個或更多個製程。基板102可以是適用於在其上製造電子元件或電路部件的任何物件，如含矽盤或晶圓、圖案化晶圓、玻璃板或類似物。
電子元件製造系統100可包括處理工具104和耦接到處理工具104的工廠介面106。處理工具104可包括其中具有移送腔室110的殼體108，且移送腔室110可具有位於其中的基板移送機器人112。複數個處理腔室114、116和118可耦接到殼體108和移送腔室110。裝載閘120亦可耦接到殼體108和移送腔室110。移送腔室110、處理腔室114、116和118及裝載閘120可保持在真空程度。移送腔室110的真空程度可在從約例如0.01Torr（10mTorr）至約80Torr的範圍。可使用其他真空程度。
移送機器人112可包括複數個臂和一個或更多個端效器，臂及端效器經配置將基板102在任何處理腔室和物理上耦接到移送腔室110的裝載閘（注意，基板102和基板放置位置在圖1中以圓圈表示）來回移送。
相同或不同的基板製程可在處理腔室114、116和118的各者中發生，如一個或更多個基板上物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、蝕刻、退火、預清洗、去除金屬或金屬氧化物或其他類似製程。例如，PVD製程可發生在處理腔室114中的一者或兩者中，蝕刻製程可發生在處理腔室116中的一者或兩者中，且退火製程可發生在處理腔室118中的一者或兩者中。可在其中的基板上施行其他製程。
裝載閘120可經配置與一側的移送腔室110和另一側的工廠介面106介接（interface with）及耦接。裝載閘120可具有環境受控的大氣，環境受控的大氣可從真空環境（其中基板可移送到移送腔室110以及從移送腔室110移送過來）改變到大氣壓惰性氣體環境（其中基板可移送到工廠介面106以及從工廠介面106移送過來）。在一些實施例中，如下面結合圖2A-2C更詳盡地描述，裝載閘120可以是具有一對上內部腔室和一對位於不同垂直高度（如，一個在另一個之上）的下內部腔室之堆疊式裝載閘。在一些實施例中，該對上內部腔室可經配置從移送腔室110接收經處理的基板以用於自處理工具104移除，而該對下內部腔室可經配置從工廠介面106接收基板以用於在處理工具104中的處理。
工廠介面106可以是任何合適的殼體，如設備前端模組或EFEM。工廠介面106可經配置接收來自工廠介面106的各式裝載端口124處對接的基板載體122（如前開式晶圓傳送盒或FOUP）的基板102。工廠介面機器人126（虛線所示）可用於在基板載體122和裝載閘120之間移送基板102。任何傳統的機器人類型可用於工廠介面機器人126。可以依任何順序或方向施行移送。工廠介面106可保持在如正壓非反應氣體環境中（使用如氮氣作為非反應氣體）。
圖2A、2B和2C分別繪示根據一個或更多個實施例的電子元件製造系統的裝載閘的前視圖、頂視圖和右側視圖。裝載閘120（圖1）可以與圖2A-C的裝載閘相似或相同。如圖2A所示，裝載閘220A可以是具有殼體220H的堆疊式裝載閘，殼體220H包圍一對上內部腔室228a和228b以及一對下內部腔室228c和228d。殼體220H可以是如單件式機械加工鋁塊。上內部腔室228a和228b可位於與下內部腔室228c和228d不同的垂直高度（如，一對在另一對之上）。
內部腔室228a-d中的各者可具有相應的開口230a-d，開口230a-d經配置接收透過其開口的基板。可提供一個或更多個傳統的狹縫閥（即，門；未圖式）來打開和關閉開口230a-d。在一些實施例中，延伸跨過裝載閘220A的第一狹縫閥（未圖示）可同時打開和關閉上開口230a和230b，而延伸跨過裝載閘220A的第二狹縫閥（未圖示）可同時（且獨立於第一狹縫閥）打開和關閉下開口230c和230d。其他狹縫閥配置亦是可能的。開口230a-d可經配置將基板移送到工廠介面（如圖1的工廠介面106）以及將基板從工廠介面移送出來。裝載閘220A可具有位於背側上的四個相同和/或對應的開口和狹縫閥（未圖示），其經配置將基板移送到移送腔室（如，圖1的移送腔室110）以及將基板從移送腔室移送出來。在一些實施例中，上內部腔室228a和228b可經配置接收來自處理工具的移送腔室（如處理工具104的移送腔室110）的經處理的基板，以及將它們移送到工廠介面（如工廠介面106）。下內部腔室228c和228d可經配置接收來自工廠介面的基板，以及將它們移送到處理工具的移送腔室。
內部腔室228a-d的各者可具有受控的環境，受控的環境可在如大氣壓力惰性氣體環境到真空環境的範圍。在一些實施例中，上內部腔室228a和228b的受控環境可與下內部腔室228c和228d的受控環境完全隔離。亦即，上內部腔室228a和228b可保持在如真空環境中，而下內部腔室228c和228d可保持在如大氣環境中，反之亦然。在一些實施例中，上內部腔室228a可保持在與上內部腔室228b不同的受控環境中，及/或下內部腔室228c可保持在與下內部腔室228d不同的受控環境中。
裝載閘220A可包括真空泵231，真空泵231耦接到上內部腔室228a和228b以及耦接到下內部腔室228c和228d（注意為了維持清楚起見，圖2A沒有圖示流線、歧管和排氣通道、控制閥、流量控制器、流量計等）。在一些實施例中，真空泵231可在上內部腔室228a和228b與下內部腔室228c和228d之間共用，使得可在與下內部腔室228c和228d不同的時間向上內部腔室228a和228b提供合適的真空程度（如，當上內部腔室228a和228b與下內部腔室228c和228d交替操作或以與下內部腔室228c和228d不同的循環時間操作時）。在一些實施例中，可以在約0.01Torr至約80Torr的壓力範圍提供真空程度。可提供其他的真空壓力。真空泵231可具有排氣端口232，用於將氣體自上部內腔室228a和228b以及下部內腔室228c和228d抽空（evacuating）、排氣（venting）及排放（exhausting）。真空泵231可以是如BOC Edwards泵或類似物。可使用其他真空泵。在一些實施例中，裝載閘220A可包括額外的或替代的設備（未圖示），以用於對上內部腔室228a和228b和/或下內部腔室228c和228d進行抽空、淨化和/或排氣。
裝載閘220A可經配置加熱輸送到上內部腔室228a和/或上內部腔室228b的氣體。氣體可以是由惰性氣體供應233所提供的惰性氣體，如氮氣。可使用其他惰性氣體，如氦氣或氬氣。在一些實施例中，裝載閘220A可包括複數個氣體管線加熱器，其經配置成加熱輸送到上內部腔室228a和/或228b的氣體。因為裝載閘220A可能已經限制了在殼體220H和相關的氣體管線中以及周圍可用的空間，所以裝載閘220A可包括位於殼體220H和惰性氣體供應233中以及周圍的多個較小的氣體管線加熱器，而不是位於上內部腔室228a和228b的入口附近的單個較大的氣體管線加熱器。多個較小的氣體管線加熱器可確保供應到裝載閘220A的氣體能夠被加熱到所需的溫度，在一些實施例中，該所需的溫度可在從約攝氏75度到攝氏95度的範圍內。
在一些實施例中，裝載閘220A可包括第一氣體管線加熱器234a、第二氣體管線加熱器234b、第三氣體管線加熱器234c和第四氣體管線加熱器234d。第一氣體管線加熱器234a、第二氣體管線加熱器234b、第三氣體管線加熱器234c和第四氣體管線加熱器234d中的一個或更多個可以是可自如瓦特隆電子科技製造公司(Watlow Electric Manufacturing Co.)取得的氣體管線套管型加熱器。或者，可使用串線型加熱器和/或其他合適的氣體管線加熱器。
第一氣體管線加熱器234a可被包含於第一氣體管線加熱區中，第二氣體管線加熱器234b可被包含於第二氣體管線加熱區中，以及第三氣體管線加熱器234c和第四氣體管線加熱器234d可被包含於第三氣體管線加熱區。第一氣體管線加熱器234a可耦接到第一氣體管線236a以加熱其中的氣體。第二氣體管線加熱器234b可耦接到第二氣體管線236b以加熱在其中的氣體。第三氣體管線加熱器234c可耦接到第三氣體管線236c以加熱在其中的氣體。以及第四氣體管線加熱器234d可耦接到第四氣體管線236d以加熱在其中的氣體。
第一氣體管線236a可具有在殼體220H中的Y形接頭（Y-junction）237處耦接至第三氣體管線236c的一端。第一氣體管線236a的另一端可耦接到殼體220H的頂部以經由擴散器238a將氣體輸送到上內部腔室228a。第二氣體管線236b可具有在Y形接頭237處耦接至第三氣體管線236c的一端。第二氣體管線236b的另一端可耦接到殼體220H的頂部以經由擴散器238b將氣體輸送到上內部腔室228b。擴散器238a和238b可各自經配置將氣流擴散到它們對應的上內部腔室228a或228b中，且亦可用作顆粒過濾器。在一些實施例中，擴散器238a和238b可各自為氧化鋁擴散器。
第三氣體管線236c可耦接於Y形接頭237和惰性氣體供應233之間。流量控制器240可耦接到第三氣體管線236c。第四氣體管線236d可平行於第三氣體管線236c的一部分延伸，其中第四氣體管線236d的一端可耦接至第三氣體管線加熱器234c上游的第三氣體管線236c。第四氣體管路236d的另一端可耦接至惰性氣體供應233。流量控制器242可耦接至第四氣體管線236d。在一些實施例中，流量控制器242可設定為比流量控制器240更高的流率。因此，例如，相較於單獨經由第三氣體管線236c(到第一氣體管線236a和/或第二氣體管線236b)，可經由第四氣體管線236d(以及第三氣體管線236c的其餘部分到第一氣體管線236a和/或第二氣體管線236b)將較高流率的氣體提供給上內部腔室228a和228b。
裝載閘220A亦可包括複數個溫度感測器246a、246b和246c(每個氣體管線加熱區一個)以及複數個控制閥248a、248b、248c和248d。溫度感測器246a、246b和246c每個都可以是熱電偶或其他合適的溫度感測裝置，且控制閥248a、248b、248c和248d可根據需要為單向、雙向或三向型的閥，且可以例如是KF-40型閘門閥或類似物。可使用其他合適的控制閥。
其他實施例可具有多個氣體管線加熱器、氣體管線、溫度感測器和/或控制閥的其他合適的佈置和數量。
裝載閘220A亦可包括氣體管線加熱器控制器250。氣體管線加熱器控制器250可與第一氣體管線加熱器234a(建立第一氣體管線加熱區)、第二氣體管線加熱器234b(建立第二氣體管線加熱區)及第三氣體管線加熱器234c和第四氣體管線加熱器234d（建立第三氣體管線加熱區）並聯耦接。此配置允許每個氣體管線加熱區由氣體管線加熱器控制器250分別控制。
氣體管線加熱器控制器250可經配置（經由在氣體管線加熱器控制器250中執行的軟體）設定和維持每個氣體管線加熱區所需的氣體溫度。例如，氣體管線加熱器控制器250可為第一和第二氣體管線加熱區中的各者設定和維持第一氣體溫度，以及為第三加熱區設定和維持較高的第二氣體溫度。較高的第二氣體溫度可解釋為可能發生的熱損失，例如當加熱的氣體透過殼體220H時在第三氣體管線236c中可能發生的熱損失。氣體管線加熱器控制器250亦可經配置接收來自溫度感測器246a、246b和246c中的各者感測到的氣體溫度。若需要，氣體管線加熱器控制器250可進一步經配置調整第一氣體管線加熱器234a、第二氣體管線加熱器234b和第三氣體管線加熱器234c和/或第四氣體管線加熱器234d中的任何一個或更多個的設定以回應所接收的感測到的氣體溫度以維持設定的所需氣體溫度。在一些實施例中，待調整的設定可以是氣體管線加熱器的開/關狀態。在其他實施例中，氣體管線加熱器控制器250可改變施加到一個或更多個氣體管線加熱器上的電壓以改變其熱量輸出。在一些實施例中，待輸送到上內部腔室228a和/或228b的加熱氣體的所需溫度可以是約85℃，及在一些實施例中，可在75℃到95℃的範圍內。其他合適的氣體溫度和範圍是可能的。合適的氣體管線加熱器控制器250可從如瓦特隆電子科技製造公司取得。可使用其他合適的氣體管線加熱器控制器。
在一些實施例中，可從移送腔室接收在上內部腔室228a或228b中的經處理的基板（如蝕刻後的基板）可處於約30℃的溫度。在一些實施例中，裝載閘220A可經配置向上內部腔室228a或228b提供加熱氣體（如本說明書所述），以將經處理的基板的溫度提高約8-12℃至約38-42℃。約攝氏38-42度的溫度下經處理的基板可能足以減少（若不能防止的話）任何基板釋氣在上內部腔室228a或228b的任何內表面上造成的腐蝕。在基板溫度上的其他增加亦可能降低（若不能防止的話）基板釋氣的不利影響。
此外，藉由有利地將加熱的氣體提供給上內部腔室228a和228b以加熱其中的相應基板，可節省在上內部腔室228a和228b中操作加熱基座及其相關硬體（如基板升舉機構、驅動馬達等）的成本和費用。
在一些實施例中，裝載閘220A可包括嵌入殼體220H中的複數個插裝（cartridge）加熱器。複數個插裝加熱器可經配置加熱殼體220H，使得存在於上內部腔室228a和228b及下內部腔室228c和228d的內表面上的任何濕氣可得以減少、完全去除和/或防止在其上形成。在一些實施例中，如圖2A-C所示，八個插裝加熱器252a-h可嵌入殼體220H中，其中插裝加熱器252a、252b、252c和252d表示在圖2A的裝載閘220A（前視圖）中，插裝加熱器252a、252b、252c、252d、252e、252f、252g和252h表示在圖2B的裝載閘220B（頂視圖）中，以及插裝加熱器252c、252d、252g和252h表示在圖2C的裝載閘220C（右側視圖）中。插裝加熱器252a-h的各者可插入到殼體220H中的適當尺寸鑽出或以其他方式形成的孔中。插裝加熱器252a和252e可依相同高度水平地嵌入到殼體220H的左側中，且插裝加熱器252d和252h可依相同高度水平地嵌入到殼體220H的右側中。插裝加熱器252a、252e、252d和252h中的各者可依相同高度水平地嵌入且可對稱地間隔開。插裝加熱器252b、252c、252f和252g可垂直地嵌入殼體220H的底部253中。取決於所需的殼體220H的加熱，可能有插裝加熱器的其他佈置。在一些實施例中，位於上內部腔室228a和下內部腔室228c周圍的插裝加熱器252a、252b、252e和252f可並聯（in parallel）耦接以形成第一裝載閘加熱區，以及位於上內部腔室228b和下內部腔室228d周圍的插裝加熱器252c、252d、252g和252h可並聯耦接以形成第二裝載閘加熱區。插裝加熱器252a-h中的各者可以是如可自瓦特隆電子科技製造公司取得的FIREROD®插裝加熱器。可使用其他合適的插裝型加熱器。
在一些實施例中，相較於插裝加熱器252e、252f、252g和252h（其靠近裝載閘220A的後側，裝載閘220A的後側與移送腔室介接），插裝加熱器252a、252b、252c和252d（其靠近裝載閘220A的前側，裝載閘220A的前側與工廠介面介接）可具有較低地最大熱輸出。因為傳送腔室可用作比工廠介面更大的散熱器，因此需要插裝加熱器252e、252f、252g和252h輸出更多熱量以保持相對恆定/均勻的裝載閘溫度，所以插裝加熱器252e、252f、252g和252h可具有比插裝加熱器252a、252b、252c和252d更高的熱輸出。例如，在一些實施例中，插裝加熱器252a、252b、252c和252d可各自為355瓦的插裝加熱器，而插裝加熱器252e、252f、252g和252h可各自為825瓦的插裝加熱器。插裝加熱器252a-h可各自具有其他合適的功率。
裝載閘220A可包括裝載閘加熱器控制器254。插裝加熱器252a、252b、252e和252f可並聯耦接（形成第一裝載閘加熱區）至裝載閘加熱器控制器254，且插裝加熱器252c、252d、252g和252h亦可並聯耦接（形成第二裝載閘加熱區）至裝載閘加熱器控制器254。裝載閘加熱器控制器254可經配置（經由在裝載閘加熱器控制器254中執行的軟體）為兩個裝載閘加熱區中的每一個設定和維持所需的裝載閘殼體220H溫度。例如，裝載閘加熱器控制器254可為第一裝載閘加熱區設定並維持第一裝載閘溫度，以及為第二裝載閘加熱區設定並維持第二裝載閘溫度（其可以與第一裝載閘溫度相同）。第一裝載閘溫度和第二裝載閘溫度可各自足以減少或防止任何濕氣在上內部腔室228a和228b及下內部腔室228c和228d的內表面上形成。
在一些實施例中，裝載閘加熱器控制器254和插裝加熱器252a-h可經配置在約1小時或更短時間內將裝載閘殼體220H（且具體地，上內部腔室228a和228b以及下內部腔室228c和228d的所有內部真空表面）從室溫開始加熱至約55℃至約100℃。將上內部腔室228a和228b以及下內部腔室228c和228d的所有內部真空表面維持在約55℃至約100℃可減少（若不能防止的話）濕氣在其上形成和/或其腐蝕。
裝載閘加熱器控制器254可經配置藉由接收裝載閘溫度感測器255a和255b（參見圖2B和2C）感測到的溫度來維持設定的第一和第二裝載閘溫度，其中裝載閘溫度感測器255a和255b的各者可以是熱電偶。回應接收到這些溫度，若需要，裝載閘加熱器控制器254亦可經配置調整（在第一裝載閘加熱區中的）插裝加熱器252a、252b、252e和252f的設定和/或（在第二裝載閘加熱區中的）插裝加熱器252c、252d、252g和252h的設定以維持設定的第一和/或第二裝載閘溫度。亦即，一致地操作加熱區的插裝加熱器。在一些實施例中，該設定可以是加熱區中的插裝加熱器的開/關狀態。在其他實施例中，裝載閘加熱器控制器254可改變施加到第一和/或第二裝載閘加熱區中的插裝加熱器的電壓，以改變其相應的熱輸出。合適的裝載閘加熱器控制器254可自例如瓦特隆電子科技製造公司取得。可使用其他合適的裝載閘加熱器控制器。
在一些實施例中，氣體管線加熱器控制器250和/或裝載閘加熱器控制器254可包括電流感測器（未圖示），其經配置感測分別供應到氣體管線加熱器234a-234d和插裝加熱器252a-h的電流。感測到的電流可指示是否有任何加熱器沒有運行。例如，若插裝加熱器控制器的電流感測器感測到的電流比所有插裝加熱器252a-h感測到的電流成比例地小了一個插裝加熱器，則插裝加熱器控制器254可決定插裝加熱器252a-h中的一個沒有運行。
在一些實施例中，氣體管線加熱器控制器250和裝載閘加熱器控制器254可由施行兩者功能的單個加熱器控制器代替。
裝載閘220A的操作可在控制器256（圖2A）的控制下，控制器256可以是包括裝載閘220A的電子元件製造系統的系統控制器。控制器256可耦接到裝載閘220A的每個主動式（active）硬體部件以控制其操作。在一些實施例中，主動式部件可包括真空泵231和控制閥248a、248b、248c和248d。控制器256可包括編程處理器、儲存處理器可執行指令的記憶體、支援電路和輸入/輸出電路。儘管氣體管線加熱器控制器250和/或裝載閘加熱器控制器254可獨立於控制器256而操作，但是氣體管線加熱器控制器250和/或裝載閘加熱器控制器254的各者可向控制器256提供資訊且/或可由控制器256控制。在替代實施例中，氣體管線加熱器控制器250和/或裝載閘加熱器控制器254的功能可由控制器256施行，且氣體管線加熱器控制器250和/或裝載閘加熱器控制器254可從裝載閘220A中省略。
圖3繪示根據一個或更多個實施例加熱電子元件製造系統的裝載閘中的基板的方法300。方法300可由一個或更多個控制器（如控制器256和/或氣體管線加熱器控制器250（圖2A））施行。
在過程方塊302，方法300可包括從電子元件製造系統的移送腔室接收裝載閘中的經處理的基板。例如，參考圖1和2A，在處理腔室114、116和118中的一個或更多個中處理的基板可從移送腔室110被移送到裝載閘220A的上內部腔室228a或228b。
在過程方塊304，方法300可包括以第一增加速率將裝載閘中的壓力從第一值增加到第二值，第二值小於大氣壓力。例如，參照圖2A，一旦從移送腔室接收到基板時，裝載閘220A的上內部腔室228a和228b可處於真空壓力程度（即，第一值）。控制器256可操作任何必要的控制閥以打開排氣口232並設定控制閥248a、248b、248c和248d，使得惰性氣體以流量控制器240設定的流速（即，對應於第一增加速率）流過第三氣體管線236c、第一氣體管線236a和第二氣體管線236b，直到上內部腔室228a和228b中的壓力上升到小於大氣壓力的第二值。第二值可被稱為淨化壓力值。在一些實施例中，第一壓力值可以在約220mTorr至180mTorr的範圍內，而第二壓力值可以在約20Torr至10Torr的範圍內。注意在一些實施例中，可開啟一個或更多個氣體管線加熱器234a-c以在該壓力增加期間提供加熱的氣體。
在過程方塊306，方法300可包括使加熱的氣體流入裝載閘一週期的時間。例如，參照圖2A，氣體管線加熱器控制器250可開啟氣體管線加熱器234a-d，且控制器256可開啟真空泵231並設定控制閥248c和248d以允許來自惰性氣體供應源233的惰性氣體流過第四氣體管線236d、第三氣體管線236c的剩餘部分以及透過裝載閘220A流到第一氣體管線236a和/或第二氣體管線236b。
在過程方塊308，方法300可包括在該週期的時間一到，中斷加熱的氣體的流動。例如，氣體管線加熱器控制器250可關閉氣體管線加熱器234a、234b、234c和234d，且控制器256可關閉真空泵231。在一些實施例中，該週期的時間可以在約20秒至40秒的範圍內。
且在過程方塊310，方法300可包括在中斷流動之後，以第二增加速率將裝載閘中的壓力增加到大氣壓力，第二增加速率高於第一增加速率。例如，再次參照圖2A，惰性氣體可以以流量控制器242設定的流速（即，對應於第二增加速率）流動透過第四氣體管線236d、第三氣體管線236c的剩餘部分以及第一氣體管線236a和/或第二氣體管線236b，直到上內部腔室228a和228b中的壓力升高到大氣壓力。
在壓力達到大氣壓力之後，方法300可進一步包括打開到工廠介面（如圖1的工廠介面106）的裝載閘門以從電子元件製造系統移除經處理的基板以用於進一步處理。
以上描述僅揭露了本揭示案的示例實施例。以上揭露的設備、系統和方法的變化可落入本揭示案的範圍內。因此，儘管本揭示案已經揭露了示例實施例，但是應該理解的是，其他實施例可落於如以下專利申請範圍所界定的本揭示案範圍內。
100‧‧‧電子元件製造系統102‧‧‧基板104‧‧‧處理工具106‧‧‧工廠介面108‧‧‧殼體110‧‧‧移送腔室112‧‧‧移送機器人114‧‧‧處理腔室116‧‧‧處理腔室118‧‧‧處理腔室120‧‧‧裝載閘122‧‧‧基板載體124‧‧‧裝載端口126‧‧‧工廠介面機器人220A‧‧‧裝載閘220B‧‧‧裝載閘220C‧‧‧裝載閘220H‧‧‧殼體228a‧‧‧上內部腔室228b‧‧‧上內部腔室228c‧‧‧下內部腔室228d‧‧‧下內部腔室230a‧‧‧開口230b‧‧‧開口230c‧‧‧開口230d‧‧‧開口231‧‧‧真空泵232‧‧‧排氣口233‧‧‧惰性氣體供應234a‧‧‧氣體管線加熱器234b‧‧‧氣體管線加熱器234c‧‧‧氣體管線加熱器234d‧‧‧氣體管線加熱器236a‧‧‧第一氣體管線236b‧‧‧第二氣體管線236c‧‧‧第三氣體管線236d‧‧‧第四氣體管線237‧‧‧Y形接頭238a‧‧‧擴散器238b‧‧‧擴散器240‧‧‧流量控制器242‧‧‧流量控制器246a‧‧‧溫度感測器246b‧‧‧溫度感測器246c‧‧‧溫度感測器248a‧‧‧控制閥248b‧‧‧控制閥248c‧‧‧控制閥248d‧‧‧控制閥250‧‧‧氣體管線加熱器控制器252a‧‧‧插裝加熱器252b‧‧‧插裝加熱器252c‧‧‧插裝加熱器252d‧‧‧插裝加熱器252e‧‧‧插裝加熱器252f‧‧‧插裝加熱器252g‧‧‧插裝加熱器252h‧‧‧插裝加熱器253‧‧‧底部254‧‧‧裝載閘加熱器控制器255a‧‧‧裝載閘溫度感測255b‧‧‧裝載閘溫度感測256‧‧‧控制器300‧‧‧方法302‧‧‧過程方塊304‧‧‧過程方塊306‧‧‧過程方塊308‧‧‧過程方塊310‧‧‧過程方塊
下面描述的圖式僅用於說明目的且不一定按比例繪製。圖式並非意欲以任何方式限制本揭示案之範圍。
圖1繪示根據本揭示案的電子元件製造系統（去除了外罩）之示意性頂視圖。
圖2A繪示根據本揭示案的實施例的裝載閘的示意性前視圖。
圖2B繪示根據本揭示案的實施例的裝載閘的示意性頂視圖。
圖2C繪示根據本揭示案的實施例的裝載閘的示意性右側視圖。
圖3繪示根據本揭示案的實施例的加熱電子元件製造系統的裝載閘中的基板的方法。
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
220A‧‧‧裝載閘
220B‧‧‧裝載閘
220C‧‧‧裝載閘
220H‧‧‧殼體
228a‧‧‧上內部腔室
228b‧‧‧上內部腔室
228c‧‧‧下內部腔室
228d‧‧‧下內部腔室
230a‧‧‧開口
230b‧‧‧開口
230c‧‧‧開口
230d‧‧‧開口
231‧‧‧真空泵
232‧‧‧排氣口
233‧‧‧惰性氣體供應
234a‧‧‧氣體管線加熱器
234b‧‧‧氣體管線加熱器
234c‧‧‧氣體管線加熱器
234d‧‧‧氣體管線加熱器
236a‧‧‧第一氣體管線
236b‧‧‧第二氣體管線
236c‧‧‧第三氣體管線
236d‧‧‧第四氣體管線
237‧‧‧Y形接頭
238a‧‧‧擴散器
238b‧‧‧擴散器
240‧‧‧流量控制器
242‧‧‧流量控制器
246a‧‧‧溫度感測器
246b‧‧‧溫度感測器
246c‧‧‧溫度感測器
248a‧‧‧控制閥
248b‧‧‧控制閥
248c‧‧‧控制閥
248d‧‧‧控制閥
250‧‧‧氣體管線加熱器控制器
252a‧‧‧插裝加熱器
252b‧‧‧插裝加熱器
252c‧‧‧插裝加熱器
252d‧‧‧插裝加熱器
252e‧‧‧插裝加熱器
252f‧‧‧插裝加熱器
252g‧‧‧插裝加熱器
252h‧‧‧插裝加熱器
253‧‧‧底部
254‧‧‧裝載閘加熱器控制器
255a‧‧‧裝載閘溫度感測
255b‧‧‧裝載閘溫度感測
256‧‧‧控制器

Claims (20)

  1. 一種一電子元件製造系統的裝載閘，該電子元件製造系統具有一移送腔室，該裝載閘包括：一殼體，該殼體具有一第一內部腔室，該第一內部腔室經配置從該電子元件製造系統的該移送腔室接收其中的一基板；複數個氣體管線，該複數個氣體管線耦接到該第一內部腔室；複數個氣體管線加熱器，該複數個氣體管線加熱器經配置加熱該複數個氣體管線中的一個或更多個氣體管線中的一氣體以將加熱的氣體輸送到該第一內部腔室；複數個氣體管線溫度感測器，該複數個氣體管線溫度感測器在不同位置處耦接該複數個氣體管線；及一氣體管線加熱器控制器，該氣體管線加熱器控制器經配置接收來自該複數個氣體管線溫度感測器中的一個或更多個氣體管線溫度感測器之一個或更多個感測到的氣體溫度，並回應所接收到的該一個或更多個感測到的氣體溫度來調整該複數個氣體管線加熱器中的一個或更多個氣體管線加熱器的一設定。
  2. 如請求項1所述之裝載閘，其中：該殼體具有一第二內部腔室，該第二內部腔室經配 置從該電子元件製造系統的一移送腔室接收其中的一基板；該複數個氣體管線耦接到該第二內部腔室；及該複數個氣體管線加熱器經配置加熱待輸送到該第二內部腔室的一氣體。
  3. 如請求項1所述之裝載閘，其中輸送到該第一內部腔室的該氣體是一惰性氣體。
  4. 如請求項1所述之裝載閘，其中該複數個氣體管線溫度感測器中的至少一個是熱電偶。
  5. 如請求項1所述之裝載閘，進一步包括複數個插裝加熱器，該複數個插裝加熱器嵌入在該殼體中且經配置加熱該殼體。
  6. 如請求項5所述之裝載閘，其中第一次級複數個插裝加熱器被包含於一第一裝載閘加熱區中以及第二次級複數個插裝加熱器被包含於一第二裝載閘加熱區中。
  7. 如請求項6所述之裝載閘，其中該第一次級複數個插裝加熱器中的部分插裝加熱器比該第一次級複數個插裝加熱器中的其他插裝加熱器具有一較低的最大熱輸出。
  8. 如請求項6所述之裝載閘，進一步包括一裝載閘加熱器控制器，該裝載閘加熱器控制器經配置藉 由調整該第一次級複數個加熱器的設定、該第二次級複數個加熱器的設定或以上兩者的設定來提供該裝載閘殼體的一設定溫度，以回應在該裝載閘殼體內不同位置處所接收的感測到的一個或更多個溫度。
  9. 一種電子元件製造系統，包括：一處理工具，該處理工具包含一移送腔室；一工廠介面；及一裝載閘，該裝載閘耦接於該移送腔室和該工廠介面之間，該裝載閘包含：一殼體，該殼體具有一第一內部腔室，該第一內部腔室經配置從該移送腔室接收其中的一基板；複數個氣體管線加熱器，該複數個氣體管線加熱器經配置加熱耦接的一個或更多個氣體管線中的一氣體以將加熱的氣體輸送到該第一內部腔室；複數個氣體管線溫度感測器，該複數個氣體管線溫度感測器在不同位置處耦接該一個或更多個氣體管線；及一氣體管線加熱器控制器，該氣體管線加熱器控制器經配置接收來自該複數個氣體管線溫度感測器中的一個或更多個氣體管線溫度感測器之一個或更多個感測到的氣體溫度，並回應所接收的該一個或更多個感測到的氣體溫度來調整該複數個氣體管線 加熱器中的一個或更多個氣體管線加熱器的一設定。
  10. 如請求項9所述之電子元件製造系統，進一步包括：複數個插裝加熱器，該複數個插裝加熱器嵌入在該殼體中且經配置加熱該殼體；複數個裝載閘溫度感測器，該複數個裝載閘溫度感測器耦接在該殼體中的不同位置處；及裝載閘加熱器控制器，該裝載閘加熱器控制器經配置藉由調整該等嵌入的插裝加熱器中的一個或更多個的設定來提供該裝載閘殼體的一設定溫度，以回應所接收的該裝載閘溫度感測器中的一個或更多個裝載閘溫度感測器所感測到的一個或更多個溫度。
  11. 如請求項10所述之電子元件製造系統，其中該複數個插裝加熱器包括八個插裝加熱器，該等八個插裝加熱器中的第一組四個插裝加熱器被包含於一第一加熱區中，以及該等八個插裝加熱器中的第二組四個插裝加熱器被包含於一第二加熱區中，該第一加熱區與該第二加熱區各自分別由該裝載閘加熱器控制器控制。
  12. 如請求項9所述之電子元件製造系統，其中經加熱並輸送至該第一內部腔室的該氣體為一惰性 氣體。
  13. 如請求項9所述之電子元件製造系統，其中該複數個氣體管線加熱器包括至少三個氣體管線加熱器，不同加熱區中包含的各氣體管線加熱器分別由該氣體管線加熱器控制器控制。
  14. 一種在一電子元件製造系統的一裝載閘中加熱一基板的方法，該電子元件製造系統具有一移送腔室，該方法包括以下步驟：從該電子元件製造系統的該移送腔室接收該裝載閘中的一經處理的基板；以一第一增加速率將該裝載閘中的一壓力從一第一值增加至一第二值，該第二值小於大氣壓力；使一加熱的氣體流入該裝載閘一週期的時間；該週期的時間一到，中斷該加熱的氣體之流動；及在該中斷流動之後以一第二增加速率將該裝載閘中的該壓力增加到大氣壓力，該第二增加速率高於該第一增加速率。
  15. 如請求項14所述之方法，進一步包括以下步驟：打開到該電子元件製造系統的一工廠介面的一裝載閘門。
  16. 如請求項14所述之方法，其中該第一值的範圍從220mTorr至180mTorr，及該第二值的範圍 從20Torr至10Torr。
  17. 如請求項14所述之方法，其中使一加熱的氣體流動的步驟包括以下步驟：打開在耦接到該裝載閘的一流動路徑中的一真空泵；及打開複數個氣體管線加熱器以加熱該裝載閘上游的該流動路徑中流動的一氣體。
  18. 如請求項14所述之方法，其中該加熱的氣體是一惰性氣體。
  19. 如請求項14所述之方法，其中該加熱的氣體在75℃至95℃的範圍內。
  20. 如請求項14所述之方法，其中該週期的時間足以將該基板加熱至35℃至45℃的一溫度範圍。
TW107107177A 2017-03-17 2018-03-05 用於在裝載閘中加熱基板及減少污染的電子元件製造系統、方法與設備 TWI694514B (zh)

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