TWI703637B

TWI703637B - 熱處理腔室、包括該腔室之設備、工件處理系統及製造熱處理工件的方法

Info

Publication number: TWI703637B
Application number: TW105107018A
Authority: TW
Inventors: 爵根維查特; 羅傑勞德; 馬丁謝佛
Original assignee: 瑞士商艾維太克股份有限公司
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2020-09-01
Also published as: TW201732935A

Abstract

一種加熱器/冷卻器腔室(1)包括熱儲存塊體或大塊(3)。在該塊體中，多個平行疊置的狹縫穴部(7)，每一個狹縫穴部的尺寸係被設定成收容板狀的工件。該等狹縫穴部(7)的工件裝卸開口(11)係開放的且分別由門裝置(13)覆蓋。該等狹縫穴部(7)係適用於在其中以緊密方式圍繞該板狀工件，以便在該熱儲存塊體或大塊(3)與待冷卻或帶加熱的工件之間建立有效的熱傳輸。

Description

熱處理腔室、包括該腔室之設備、工件處理系統及製造熱處理工件的方法

本發明起因於工件脫氣技術的需求。然而，這些需求在較一般的熱處理技術當中亦盛行，如某些類型工件的加熱及冷卻技術。因此，在本說明書中對脫氣有些聚焦不應解釋為對本發明範圍的限制。

脫氣表示氣體的移除，尤其是(i)來自例如水之蒸發液體的氣體或(ii)起因於粘附至表面材料因昇華所產生的氣體或(iii)在真空技術裡，一旦該周圍壓力下降並低於其蒸氣壓力時，加熱(散裝)材料所釋放的氣體物質。在特定真空處理程序中，特別是在真空濺射塗敷工藝裡，脫氣是一項重要的工藝步驟，因為剩餘氣體可能導致沉積層的劣化粘附或沉積物中不需要的副產物。

大氣及亞大氣脫氣是有所區分的。顧名思義，亞大氣脫氣是發生在周圍壓力可低於大氣壓的環境。

已知的是，藉由基板的加熱，從而提高放氣速率，可以加快脫氣。然而此方法可以具有其限制，例如針對某些類型材料(例如塑料)，或者先前處理步驟的結果可以是(負)的影響，如熔融焊料凸點、基板翹曲、或增加不必要的擴散過程。泵容量可以得到改善，以更迅速地移除不需要的蒸汽及氣體。

然而，除氣過程本身的物理現象仍然是主要的限制因素。在一具有一序列界定處理步驟的成簇處理(inline process)系統裡，一個單一基板的脫氣，或更一般地，該等工件的加熱往往成為生產量的決定因素。加熱，例如脫氣，有時候係以批次方式進行。換句話說，複數個基板被共同暴露於協助該脫氣的加熱環境。這種批次加熱器，好比例如一批次脫氣裝置從而亦充當該等基板的中間存儲處所。

因此，用於加熱的裝置具有存在的必要，由此尤其是適用於工件的脫氣，好比以基板當作工件或例如用於以批次進行(高度)工件脫氣時，能使熱處理時間加長，而無需犧牲隨後流程的生產量。

該等工件，尤其在本說明書及申請專利範圍中所闡述者，是屬於薄片狀，形狀像在一框架的鼓皮，亦即所謂的「太鼓皮(Taiko’s)」，是帶狀或板狀。它們都具有一對二維延伸、平行表面，以及一垂直所述延伸表面的厚度D，其中存在有效的厚度D：0.01mm≦D≦5mm。

該等工件可能具有結構化或非結構化延伸表面，並且可以是一層或多層。

在成簇處理此類工件中，好比例如基板或晶片，往往也存在需要一冷卻處理的步驟。例如，此類工件在前面步驟已經加熱處理之後，例如已經脫氣，在更進一步處理之前，可能需要一冷卻過程步驟。如上所述，相同的考慮相對於一加熱處理步驟頗為普遍，從而專門針對脫氣。在一具有一序列界定處理步驟的成簇處理系統當中，工件的冷卻，例如基板的冷卻，可能也成為生產量的決定因素。冷卻同樣地有時以批次方式執行。亦用於冷卻複數個工件，好比例如基板，它們在被更進一步處理或裝卸之前被共同暴露於冷卻環境。此一類批次冷卻器亦充當工件的中間存儲處所。

因此，其需要一設備以用於一批次中所述類型工件之冷卻，以促使更長的冷卻時間，而不需要犧牲該整體製程的生產量。

一些涉及工件，以基板為例，譬如層壓基板、具有嵌入金屬模具(扇出(fan-out))的聚合物矩陣基板、在磁帶上的基板、以及環氧系基板等，在隨後的真空處理之前，例如PVD，需要延長的脫氣時間。一用於以批次方式進行基板高度脫氣的脫氣裝置，能夠促使更長時間的脫氣，但不犧牲接下來處理序列的生產量，其可以是單一基板處理，如在一群集工具中所進行者。

批次脫氣裝置，例如US 6,497,734 B1, US 7,431,585 B2，及US 20110114623 A1所說明者。所有這些變體係針對用於每個基板的複數個獨立加熱器板。然而疊置式個別加熱器板的缺點在於成本高且需要空間。

首先專門性地著重在脫氣程序之上，因此，本發明的一特定目標在於提出一批量處理脫氣腔室，其在製造、維護、及操作方面是有效且廉價。

一更為廣義的目標在於提出一批量熱處理室，以製造、維護、及操作等觀點而言，其是有效且便宜。

根據本發明的解決方案為一用於該處理工件的一批量(一個以上)的加熱器及/或冷卻器室，每個具有一對平行、二維延伸表面及厚度D：0.01mm≦D≦5mm。

這樣腔室包括一熱存儲塊體，其也可以稱為組塊，由一個單一金屬部件或一個以上的熱狹耦合金屬部件所製成。這種狹窄耦合金屬部件以共同熱行為來顯現，與一件相同金屬塊體或組塊僅具有可忽略的不同點。該金屬可以是例如鋁或其合金。

該塊體包括多數彼此疊置的平行狹縫穴部(slit-pocket)，各穴部尺寸被設計以收容所述工件中的一個。每個狹縫穴部沿著一狹縫穴部平面E_p延伸一幾何平面，它是一將此類狹縫穴部切割成兩部分的平面，因此可視為一橫截面。該等狹縫穴部的狹縫平面面是相互平行的。為清晰起見，一用於一塊體B中的一狹縫穴部SP的狹縫平面E_p表示在第1圖當中。該幾何平面E_p以點劃線表示且是不透明的。

每個狹縫穴部具有用於一工件的工件支撐件。尤其是因為在一些實施方案中，氣體是沿著該狹縫穴部中的工件流過，此類工件支撐件以具有若干表面來實現，這些表面提供該工件表面一充分高的滑動摩擦力。這樣工件支撐件可以如此方式實現，例如藉由具有相應表面特性的短螺柱，或者例如藉由在狹縫穴部底部的O型圈埋頭件。每個狹縫穴部具有至少一工件裝卸開口。

每個狹縫穴部係適合以一非接觸、緊密間隔的方式，圍繞一在其工件支撐件上的工件。這是考慮到該工件可能是一非平面形狀，其等厚度D，亦即，該薄工件的可能懸垂線長度，應該小於每個狹縫穴部垂直於狹縫穴部平面E_p的該高度h：2.5mm≦h≦50mm。

這個高度h，如第1圖所示意性示出，延伸面積至少為該等狹縫穴部平行於狹縫穴部平面EP之二維延伸面積(在第1圖中係以字母A表示)的30%。由此從該塊體到工件或從工件到塊體的良好熱交換可被實現。在一實施方案中，該所述h有效範圍至少為所述面積的50%。

該高度h的有效延伸面積可以是狹縫穴部平行狹縫穴部平面之二維延伸面積的至少100%。儘管如此，用於一裝卸機器人手臂從該等工件下方進出的切口也可以被如稍後將討論的方式所設置，例如在這樣的切口中，該等狹縫穴部的高度有可能不在所述的範圍當中，或者可以甚至不被定義，如果這樣的切口是貫通切口。

每個狹縫穴部的該至少一工件裝卸開口係可操作地連接到一門裝置，其可控制地釋放且覆蓋該工件裝卸開口。使用在本說明書及申請專利範圍中的術語「覆蓋」在於闡述：該各別門裝置可以一氣密方式關閉一工件裝卸開口，或可以隨後仍然建立一從該狹縫穴部容積到塊體環境的氣體洩漏，或可以相對該腔室環境剛好蓋住工件裝卸開口，例如將該工件裝卸開口隔開。

與該塊體之至少一加熱器及/或冷卻器介面被設置，例如一高熱傳導表面區域，在該處，加熱器及/或冷卻器等裝置或流體可以與塊體作緊密熱接觸。

在其中有該等工件被熱處理的狹縫穴部被裝設在塊體當中，例如，以機械加工設置在該塊體裡面。

可替代地，該塊體可以由多個金屬部件熱狹耦合來構建。這些部件可以被裁製成抽屜狀，一個疊置在另一個之上。這些部件被熱狹耦合，例如，透過該整個U型釘，藉由緊固螺釘或螺栓等裝置，如以一U型釘而被緊固。

該塊體是一儲熱塊體，亦即充當儲熱庫，以確保：一旦熱平衡在塊體中已經被達到時，在狹縫穴部中的溫度實質上保持恆定。該等工件裝卸開口的釋放和覆蓋以及將不同溫度下的工件導入狹縫穴部對塊體的熱狀態之影響係可以忽略的。

在根據本發明的腔室之一實施例當中，該腔室包括一安裝其中或沿著塊體的至少一不同外部區域所設置的加熱器及/或冷卻器裝置，該塊體的此類外部區域於是形成塊體的加熱器及/或冷卻器介面。

在根據本發明的該腔室之一實施例中，一加熱器及/或冷卻器裝置被裝設其中或彼此面對的塊體的不同的外部區域當中。因此，該腔室的塊體事實上成為插入在一對加熱器及/或冷卻器裝置之間，該等裝置在一實施例當中係沿著塊體的相應表面延伸。

在根據本發明的該腔室的一實施例當中，該腔室包括一氣體進給管線佈置，其配置在該等狹縫穴部的至少一些狹縫穴部或全部的狹縫穴部當中。

透過這樣的氣體進給管線佈置，一氣體可流過並沿各自狹縫穴部中的工件流動。如果該腔室是一加熱室，這種氣體可以被預先加熱以縮短工件加熱時間。如果這樣的加熱室是一脫氣室，則該處理氣體流動，被當作一沖洗氣流，藉此移除氣體成分，因此造成氣體從工件脫離且離開狹縫穴部。

如果根據本發明的該腔室是一冷卻器室，依此類推，則該已建立氣體流可以預先冷卻，藉此改善工件在狹縫穴部中的冷卻。

一流過該氣體進給管線佈置的氣體的所述預先加熱或預先冷卻可藉由下列方式實現：藉由單獨特定氣體加熱及/或冷卻裝置；或者藉由針對該腔室之整個塊體的各別加熱或冷卻而安裝的同樣之加熱器及/或冷卻器裝置。

因此，經由此一氣體進給管線佈置，一沖洗氣體流可以穿過該狹縫穴部建立。該狹縫穴部還可以被一氣體加壓，以改善從該狹縫穴部到工件的熱傳，或反之亦然。後者是被特別開發的，當在該塊體中的熱處理是在真空環境下啟動時，即工件在真空環境下裝入狹縫穴部裡。然而，在一實施方案中，此類裝載是在大氣壓力下進行的。

在根據本發明的該腔室的一實施例中，當該門裝置覆蓋工件裝卸開口時，該等狹縫穴部，或至少一些狹縫穴部，實質上是氣密的。在一實施方案裡，每一個穴部或至少一些穴部仍將裝有一氣體出口。

這可例如以該覆蓋門裝置的預期剩餘洩漏來實現。此類氣體出口被建立起來的時機可為，在一氣體即將流過該等狹縫穴部的任何時候，例如，作為一用於脫氣的沖洗氣體，以及在熱處理期間，一氣體沿著該工件流過，然後離開該等狹縫穴部。

另外，我們也可以建造該門裝置，以便能夠選擇性地提供一氣密方式或洩漏，例如，藉由該門裝置的一相應結構及控制。

在根據本發明的該腔室的一實施方案中，該等狹縫穴部的至少一些狹縫穴部或全部的狹縫穴部被相互對齊，並以一垂直該等狹縫穴部平面的方向疊置。在一實施方案中，該等狹縫穴部的至少一工件裝卸開口中的至少一些工件裝卸開口或全部的工件裝卸開口，以所述方向考慮時，同樣是相互對齊的。因此，藉由裝卸設備，將該等工件從各別狹縫穴部進行裝卸，是顯著地被簡化了。

此外，事實上，該等至少一工件裝卸開口中的至少一些工件裝卸開口或甚至全部的工件裝卸開口被對齊，即以U型釘裝訂在處理方向，顯著地簡化了該各別可控制門裝置的執行。

在根據本發明的該腔室的一實施例中，至少一些或全部的相鄰狹縫穴部實質上被熱去耦：當其卸下一熱處理工件或裝載一尚未熱處理工件時，一狹縫穴部的熱狀態實質上不受相鄰狹縫穴部所影響。

在根據本發明的該腔室的一實施方案中，該等狹縫穴部係以一垂直於狹縫穴部平面的方向相互對齊，藉由具有一厚度d的該塊體的區段，該等相鄰狹縫穴部係垂直於狹縫穴部平面而分離的，以垂直於該等狹縫穴部平面的方向來看，該厚度d為：0.5mm≦d≦10mm。

此厚度的延伸擴展尺寸，為平行於該等狹縫穴部平面的狹縫穴部之延伸表面積的至少30%，在一實施例中，為至少50%。

在該等相鄰狹縫穴部之間的塊體材料區段之厚度d顯著地界定該等相鄰狹縫穴部之間的熱去耦，以及沿著該等區段朝向或遠離兩相鄰工件之延伸表面的熱流。如果這選取厚度越小，則熱去耦越糟及相鄰狹縫穴部之間熱流越強。如果這選取厚度越大，則相鄰狹縫穴部的相互熱去耦越佳，但是針對一給定數目狹縫穴部，會讓整體腔室變大。

因為我們的目的在於將相鄰狹縫穴部之間的相互熱影響最小化，所以我們應該將塊體材料的所述厚度裁製地越大越好。儘管如此，因為增加厚度會增加塊體材料的所述區段的熱慣性(thermal inertia)，因此其將導致達到熱平衡之時間間隔的增加，從而該選取厚度範圍d應該提供一適當的熱流、可接受的熱慣性、相鄰狹縫穴部之間的熱去耦、並在一預設範圍的塊體中具有一適當數目的狹縫穴部。

在根據本發明的該腔室的一實施例中，該等狹縫穴部包括，在其等底部表面，一個以上的裝卸切口，該等裝卸切口可從該等狹縫穴部的至少工件裝卸開口進出。此等裝卸切口允許一工件裝卸機器人的至少一裝卸臂的引進與移除，以便將一尚未熱處理工件放置在工件支撐件上，或將一已熱處理工件從該工件支撐件上及狹縫穴部中移除。此類切口可甚至是槽式切口，如果非限制性熱流太多及相鄰狹縫穴部的相互熱去耦惡化。

在根據本發明的該腔室的一實施例中，至少一些縫隙穴部，或所有的狹縫穴部，包括一個單一工件開口。

尤其是在此類開口在一方向沿該塊體對齊情況下，工件裝卸被額外地簡化。

在根據本發明的該腔室的一實施例中，該門裝置被佈置，以便在同時間，可控制地遮蓋並釋放至少一工件裝卸開口。可替代地並且即使如果僅有兩個狹縫穴部被設置，多於一個的工件裝卸開口可以被同時釋放或覆蓋。

根據一個實施例，該門裝置是可控制的或被控制，以維持所有工件裝卸開口在一時段期間係覆蓋的。這是需要的，如果例如所有狹縫穴部都含有各自工件，而任何這些工件皆尚未完成熱處理。

該門裝置可以不同方式來實現。例如，相鄰每個工件裝卸開口的塊體可直接安裝不同的門摺板或滑塊。所有該等門摺板或滑塊可以由一個以上的驅動器獨立地打開和關閉。藉由該等摺板關閉狀態的控制，我們可建立關閉是否是以氣密方式進行，或使得一氣體流出該各別狹縫穴部可以被建立。

在根據本發明的該腔室的一實施例中，該等至少一工件裝卸開口中的至少一些工件裝卸開口或全部的工件裝卸開口係沿該塊體的一方向相互對齊。該門裝置係藉由一具有至少一門工件裝卸開口(door-workpiece-handling opening,DWHO)之門板來予以實現。該門板是沿著且相對塊體以所述方向可控制地滑動。該至少一DWHO由此被帶動，以便與該等狹縫穴部的至少一已對齊工件裝卸開口來進行對齊與不對齊。

如果有一個以上的DWHO提供，則該等各個狹縫穴部的一個以上的已對齊工件裝卸開口可被同時釋放和覆蓋，如果考慮在該所述方向，則DWHO之間的間距與該等狹縫穴部的工件裝卸開口之間的間距相符。甚至如果不是後者的情況，則提供一個以上DWHO縮短門板相對該塊體的滑動輪轂，以便帶動一各自DWHO前來與一狹縫穴部的一工件裝卸開口對齊。

在一實施例中，該門板是可操作地連接到一板驅動器，以便於該相對滑動。替代地或額外地，該塊體可操作地連接到一塊體驅動器。在後面的情況中，所述門板可以一圍繞該塊體的壁來加以實現。例如所述壁的此類板可以是遠離該等工件裝卸開口的塊體之表面，其間留下一間隙。在今天所實施的一實施例中，在此類板的該DWHO或壁係配備一可控制地驅動摺板或滑塊。

在截至目前所討論到的該等實施例中，該塊體，亦稱作組塊，可以具有種類繁多的外部形狀。

在根據本發明的該腔室的一實施例中，該塊體包括兩側面，例如相互平行的面，以及在該等側面之間並將其等連接起來的一前表面。該加熱器及/或冷卻器裝置是位在所述的側面上兩者之中，其中該等狹縫穴部的至少一工件裝卸開口係設置在前表面上。從而，可實現該等塊體區域，一方面與該加熱器及/或冷卻器裝置的分離，另一方面與該等裝卸開口的分離。在該塊體中與該等工件從狹縫穴部之裝載和卸載方向垂直的熱流被建立起來。這大大地簡化該腔室的整體結構。

在根據本發明的該腔室的一實施例當中，該腔室包括一氣體進給管線佈置，其配置在該等狹縫穴部中的至少一些狹縫穴部或全部的狹縫穴部當中。該氣體進給管線佈置係操作地熱連接一氣體加熱器及/或氣體冷卻器裝置，其沿該塊體的背面設置並與所述前表面相對。該等狹縫穴部橫切兩側面延伸，例如垂直地延伸。

因為該等加熱器及/或冷卻器裝置，亦即，以沿著兩側面或在兩側面當中設置，並且，該等狹縫穴部橫切兩側面(例如，垂直地)延伸，所以熱流沿著相鄰狹縫穴部之間的該塊體之區段流動，並且因此平行於在該等各自工件支撐件上的延伸表面。該等所述區段在加熱器/冷卻器裝置和工件之間提供良好的熱傳輸。

在根據本發明的該腔室的一實施例當中，該塊體係位在一熱隔絕殼體當中，例如與該隔絕殼體係隔開的。該隔絕殼體阻絕塊體和腔室周圍環境之間的熱流動。

在具有一熱隔絕殼體的該腔室的一實施例當中，該門裝置包括在隔絕殼體之一壁中並且相對工件裝卸開口的一個以上的可控制DWHO。該塊體被操作地連接到一可控制的塊體驅動器，該塊體驅動器被構造，以帶動一個以上的該等工件裝卸開口與一個以上的DWHO對準。因此，如果是例如兩個DWHO安裝在該隔離殼體的壁當中，則兩個工件裝卸開口可被帶動前來與兩個DWHO對準，或僅有一工件裝卸開口可以選擇性地被帶動前來與一DWHO對準，從而具有一最佳化最小的該塊體之輪轂。在遠離該塊體的隔離殼體的一壁中的DWHO，配備有可控制地驅動摺板或滑塊。

在一另外實施例中，該等工件裝卸開口是持續地與一塊體和隔絕殼體之間的空隙作流動交流。由此，尤其是，如果一沖洗氣流沿狹縫穴部建立，則該氣流在不受阻礙方式下進入所述空隙。

在一另外實施方案中，所述殼體包括一泵端口，以將該氣體從空隙中移除。

如果藉由一配置在該等狹縫穴部中的至少一些狹縫穴部或全部的狹縫穴部中的氣體進給管線佈置的使用，則一穿過該等狹縫穴部的氣體流動被建立，此類氣體流動同時防止一狹縫穴部的汙染，一旦該工件開口經由門裝置釋放於周圍環境時。

在該剛剛上述的實施例，其中該門裝置在間隔開的隔離殼體之壁上包括一個以上的DWHO，該所述氣流防止狹縫穴部穿過它們的開啟工件裝卸開口所造成的持續交叉汙染，亦可額外地降低該空隙的汙染，一旦一在間隔開的隔離殼體的壁中之DWHO被一可控制地驅動摺板或滑塊所開啟時，此類氣體的一部份可經由該開啟的DWHO離開空隙。

在一實施例中，根據本發明的該腔室包括一配置在相對於一個至少一工件裝卸開口的至少一些狹縫穴部中的氣體進給管線佈置。

藉由該門裝置的各別建立及控制，一控制氣流可以沿著該各別工件支撐件上的工件之所有延伸表面從而建立起來。在所述狹縫穴部中形成壓力亦可經由門裝置的裁製和各別控制而受到控制，此類似於在該狹縫穴部和周圍環境之間提供一受控壓力階層及數值。

在根據本發明的該腔室的一實施例，其中又包括氣體進給管線佈置，其配置在該等狹縫穴部的至少一些狹縫穴部或全部的狹縫穴部當中，在該處其提供一用於氣體進給管線佈置中氣體的氣體加熱器及/或氣體冷卻器裝置。從而，在該等狹縫穴部中的工件的加熱及冷卻可被改善。

如上文所述之根據本發明的該腔室之任何數量或所有實施例可被組合在一起，如果其等是不互相矛盾牴觸。

本發明另外涉及一裝置，其包括根據本發明及可能根據一個以上文所述實施例的一腔室。在此類裝置或系統中，該腔室包括一氣體進給管線佈置，其配置在該等狹縫穴部的至少一些狹縫穴部或全部的狹縫穴部當中。該氣體進給管線被操作地連接到一用於乾燥空氣、氮氣、氬、及氦之至少一種氣體的氣源加壓裝置。

本發明還涉及一工件處理系統，其包括一根據本發明並有可能根據一個以上的實施例的腔室或裝置，其如上所述，但有以下限制：a)在該塊體中的每個狹縫穴部具有一個單一工件裝卸開口；b)該等狹縫穴部在塊體中係以一對齊方式及垂直狹縫穴部平面方向，往上疊置，因而，在大多數情況下，係以垂直方向往上疊置，因為在大多數情況下，該等狹縫穴部係沿著水平狹縫穴部平面延伸；c)該等狹縫穴部的工件裝卸開口係沿著塊體及所述向上方向排列；及d)該門裝置將狹縫穴部之內部釋放至大氣環境當中。

該工件處理系統還包括：- 一用於該等工件的真空處理裝置，其包括一在大氣環境和該真空處理裝置真空環境之間的負載鎖定裝置；- 一匣艙裝置-包括一匣艙-在大氣環境中具有多數個工件支持器。

該等狹縫穴部、匣艙裝置的工件支持器、和同時較佳地一在該負載鎖定裝置中的工件夾持器係皆適合具有沿著平行平面而延伸表面的該等工件的保持。

該系統還包括一在大氣環境的裝卸機器人，在一實施例中，可繞一垂直軸驅動地旋轉，並具有用於至少一工件的至少一徑向可延伸且可縮回處理臂。

該裝卸機器人被裁製且控制，以便將該等工件，往返(to and from)該匣艙裝置、負載鎖定裝置、及腔室等處進行裝卸。此裝卸可沿著一共同平面予以實現。

因此一小巧精密的系統被實現，並且藉由在大氣環境中該裝卸機器人的使用，在所述單元之間，一工件的快速、彈性、且可控制的交互裝卸是可行的。該整體系統是最靈活地可適用於不同的需求，該匣艙的數量以及真空處理裝置的整體結構可以靈活地進行調整。所述機器人更進一步地可利用於該等工件從系統的另外工作站處的裝卸工作，例如，用於特定工件的一對準站，其中該工件的位置被正確地設定。此類對準站可以是該匣艙裝置的一部分，以便在該等工件從匣艙裝置輸送到腔室之前，適當地對準該等工件。

在該系統的一實施例當中，建構該裝卸機器人以在一時間間隔內，將一個單一工件，往返該匣艙裝置、負載鎖定裝置、以及腔室等處裝卸。

在該系統的更進一步實施例當中，該匣艙裝置包括一個以上，例如，兩個不同的匣艙，例如，一個輸入匣艙，可能具有一對準器，用於尚未被該系統做熱處理的工件，以及一個輸出匣艙，用於已經被該系統實施處理的工件。

在一更進一步的實施例當中，該系統包括一如上所述的工件對準器之工作站，這也可由該機器人提供。

在一更進一步的實施例中，該腔室是一加熱器之腔室，由此尤其是一脫氣器之腔室，另外，該真空處理裝置包括一用於工件的冷卻器之工作站。此一類冷卻器之工作站可以替代地裝設在脫氣器之腔室及負載鎖定裝置之間，從而是處在一大氣環境之中。

雖然該系統之腔室可為一冷卻器之腔室的事實，但是在根據本發明的該系統的一實施例當中，所述腔室是一脫氣器之腔室。在此情況下，在該匣艙裝置處所發生的工件裝卸操作程序，可能包括：從一對準器之工作站到該脫氣器之工作站、從該脫氣器之工作站到真空處理裝置、以及從該真空處理裝置再回到匣艙裝置。

如果根據本發明的該腔室被裁製成一冷卻器之腔室，而例如非所述系統所裁製者，則該等工件可被裝卸機器人，從可能具有一對準器的該匣艙裝置輸送到真空處理裝置、從該真空處理裝置輸送到冷卻腔室，並且從該冷卻腔室送回匣艙裝置。

本發明另外還涉及一製造熱處理工件的方法。該方法利用根據本發明的可能一個以上的各別實施例之一腔室或一設備或一系統。

該方法包括首先建立一該塊體的一預定溫度。然後：

(a)在該門裝置已經將各自狹縫穴部的一各自工件裝卸開口釋放之後，一如上所述的工件被裝載在至少一狹縫穴部當中以及各自工件支撐件上。

然後(b)裝載該工件的狹縫穴部的各自工件裝卸開口被門裝置覆蓋，同時該工件在狹縫穴部中被熱處理(c)。

此後並且在該門裝置已經釋放所述工件裝卸開口之後(d)，該已經被熱處理工件經過狹縫穴部的工件裝卸開口而被移除(e)。

儘管在該方法的一些應用中，該工件被熱處理的時間間隔可就地決定，例如，藉由該等工件的溫度路徑的監控，例如，藉由溫度傳感器的安裝，但是在根據本發明的該方法之一變例當中，在該等狹縫穴部當中所執行的所述熱處理的時間間隔可被預先決定。

在根據本發明的該方法之一變例當中，所述步驟(a)至(e)之週期循環可以具有一時間差在不同狹縫穴部進行多次執行，該時間差是所述多次循環週期每一直接先後相鄰循環週期之間的時間差，其小於該熱處理的一時間間隔。

這意味著，例如，一具有步驟(a)至(e)的一第一循環週期在一第一狹縫穴部開始並執行，在所述第一循環周期結束之前，從而尤其在該熱處理步驟(c)之時，一具有步驟(a)至(e)的第二循環週期開始在第二個狹縫穴部中執行。

在根據本發明的該方法之另一變例當中，將工件裝載到該狹縫穴部是以離開大氣環境方式進行，而從該等狹縫穴部將已經被熱處理工件的移除，則是以進入大氣環境的狀態執行。

在根據本發明的該方法之一變例當中，一工件在根據本發明的該腔室及一匣艙裝置之間輸送，並且在所述腔室及一真空處理裝置之間輸送，以用於該工件的真空處理，同時亦在該真空處理裝置及所述匣艙裝置之間輸送。因此，如果一用於該工件的真空處理需要已脫氣工件，則該等工件從被裁製為一脫氣器之腔室的腔室當中輸送到真空處理裝置，接著在該真空處理裝置中被處理-可能包括一冷卻步驟-然後再從該真空空處理裝置輸送至匣艙裝置。由此，該等所述可直接或經由一中間工作站執行，例如，一對準站可在將該未經加工處理過工件負載到腔室之前裝置，亦即，在該匣艙裝置的上游或下游，或當作該匣艙裝置的一部份。

如果，例如，在該等工件的真空處理之後，該等工件必須被冷卻下來，則當作另一範例，未處理工件首先必須從該匣艙裝置直接地或經由另一工作站(例如一對準器工作站)輸送到真空處理裝置。然後，該等已真空處理工件輸送到根據本發明裁製為一冷卻器腔室的腔室，接著再從那裡，輸送到該匣艙裝置。如上面所討論，在該脫氣步驟之後，例如，在該真空處理裝置當中或在腔室及真空處理裝置之間，亦需要冷卻。

另外，如果根據本發明的一實施例，將該腔室裝載工件是來自大氣環境中的執行，而將工件從該腔室卸載同樣是進入大氣環境中的發生，則所述真空處理裝置可經由一各自I/O-負載-鎖定裝置來與大氣連接，其可藉由一不同的輸入(I)負載鎖定及一不同的輸出(O)負載鎖定或藉由一輸入及輸出相組合負載鎖定來實現。

在根據本發明的該方法之剛所述變例的另一變例當中，該等所述輸送是藉由單一工件輸送所執行。

在根據本發明的該方法之一變例當中，該腔室包括n個狹縫穴部，但僅有一較小的m個狹縫穴部被使用。這將允許該腔室整體裝卸靈活地適用於特定的需求，從而，一方面，最佳化進入並離開該所述腔室的輸送路徑長度，另一方面，將該腔室的熱狀態隔離開，儘量不受該等狹縫穴部的各自裝載和卸載步驟所影響。

從而，在剛剛所述的變例之一變例當中，在該等狹縫穴部中的工件之直接隨後裝載係以時間間隔dT執行，另外每一工件放置在該腔室一預定時間間隔△。該商值△/dT四捨五入成一整數(△/dT)_I，因此下列公式是有效的：m=(△/dT)_I。由於所用m個狹縫穴部的適當選取，所以每當該最後狹縫袋被裝載時，在該首先被裝載狹縫穴部中的熱處理被終止，從而，該相應的工件可以從第一裝載狹縫穴部中去除。在dT之後，該裝載在第二案例中的工件的處理被終止。經過上述步驟，因此，該等狹縫穴部一個接一個地可循環地被卸載並重新裝載。

在根據本發明的該方法之一實施例當中，該等步驟(a)至(e)是在腔室的非直接相鄰狹縫穴部中直接隨後地被執行。從而，實現一在處理狀態的相鄰狹縫穴部上的熱干擾被最小化。

在根據本發明的該方法的另一變例當中，其中該等狹縫穴部係一個疊置在另一個之上，以沿著該塊體的一第一方向來考慮，步驟(a)首先在每個第二狹縫穴部中被執行，然後反轉該所述方向，以此一逆轉方向，該所述步驟(a)隨後在每個剩餘狹縫穴部中執行。

因此，視為一範例，首先以沿著該等狹縫穴部之疊置的一增殖方向，每個第二狹縫穴部被裝載，然後反轉增殖方向，該等剩餘狹縫穴部接著被裝載。

以此類推，在一增殖方向上的每個第二狹縫穴部被卸載，然後，在該疊置的末端，該增殖方向被再次反轉，該等剩餘狹縫穴部被卸載。

從而一個和該相同狹縫穴部，在增殖至下一個狹縫穴部之前，可被卸載和加載。

雖然根據本發明的該方法，透過一狹縫穴部的不同工件裝卸開口來裝載和移除一工件係為可能的，但是根據本發明的該方法之一變例，從該狹縫穴部裝載和卸載一工件，係經由該狹縫穴部的相同工件裝卸開口，來予以執行。

根據本發明的該方法，將多數工件針對多數狹縫穴部進行同時裝載和移除，其係絕對可能的。在根據本發明的該方法之一變例當中，僅有一個單一工件在同一時間時自一狹縫穴部被裝載及/或移除，亦即，同時地。

在根據本發明的該方法的一變例中，至少在該熱處理步驟期間，沿著該工件並離開相應狹縫穴部的一氣體的一流動已經在該處建立。

在根據本發明的該方法的一變例中，在氣體沿著該工件的所述流動被建立起來之前，該沿著工件建立所述流動的氣體已被預先加熱或預先冷卻。

如果在所述方法和根據本發明的該腔室是當作一脫氣器之腔室來利用時，則氣體的該所述流動將被視為一沖洗氣體流動來利用，以便從該等狹縫穴部中移除蒸發的產品。

在根據本發明的該方法的另一變例中，該腔室被裝設在一熱隔絕殼體內。藉由此類熱隔絕殼體，在該腔室的塊體和腔室的一環境之間的熱交換被最小化。

在該方法的另一變例中，其中該腔室的塊體係裝設在一熱隔絕殼體內，至少在一工件在該等狹縫穴部中的熱處理期間，氣體沿著該等工件、離開該等狹縫穴部並進入一隔離殼體和塊體之間的空隙的流動被建立，該所述氣體較佳地藉由泵送從空隙中移除。

在根據本發明的該方法的另一實施例當中，經由該門裝置和在殼體的壁中的至少一可控制開關DWHO，該等狹縫穴部與圍繞殼體的大氣環境隔離。藉由一受控驅動器，該腔室的塊體在殼體中可控制地驅動地移動，以便將該等狹縫穴部的一工件裝卸開口與殼體的壁中的至少一DWHO對準。

從而，該狹縫穴部的工件裝卸開口可以自由地與塊體和隔離殼體之間的空隙連通。穿過該等狹縫穴部所建立的一氣體流動防止狹縫穴部被已脫氣產物的相互汙染。在該隔離殼體之壁中的DWHO事實上建立或防止空隙和殼體環境之間的流動連通。在該隔離殼體的壁中的多數DWHO，在一良好的實施例中，配備相應的摺板或滑塊，後者係以一受控方式被驅動。

根據該各別的應用，其可能希望在空隙當中並相對周圍大氣建立一超壓(overpressure)，使得即使當DWHO是開啟時，沒有氣體從該周遭環境流入空隙。替代地，其可能期望在該空隙建立相對於殼體周遭環境壓力的一輕微的欠壓(underpressure)，以便當該所述DWHO開啟時，防止一氣體從該空隙流向周遭環境。後者是可建議的，如果例如該氣體所輸送的已脫氣產物流入空隙是屬於有害的物質，並且不應該釋放到該周遭環境裡，其在今日實施變例裡就是一大氣環境。

在根據本發明的該方法的另一變例當中，該工件的至少裝載係在一第一壓力的真空中執行，而裝載該工件的相應狹縫穴部，在該工件的處理期間，則被加壓到一大於該第一壓力的第二壓力。從而進入或離開該在真空中之工件的熱傳被提升。

根據如上述之本發明的該方法的任何數目或所有變例，如果不互相牴觸，則可被合併起來。

1‧‧‧腔室

3‧‧‧塊體

3a‧‧‧鋁板

5‧‧‧多件金屬部件

7‧‧‧狹縫穴部

9‧‧‧工件支撐件

10‧‧‧腔室

11‧‧‧工件裝卸開口

13‧‧‧門裝置

15‧‧‧摺板

17‧‧‧驅動裝置

19‧‧‧(清除)氣體進給管線

21‧‧‧加壓氣體源

23‧‧‧板

25‧‧‧DWHO

27‧‧‧板驅動器

28‧‧‧間隙

29‧‧‧塊體驅動器

31‧‧‧壁

33‧‧‧殼體

35‧‧‧DWHO

37‧‧‧摺板

39‧‧‧摺板驅動器

41‧‧‧泵送口

43‧‧‧泵

49‧‧‧工件支撐件(邊緣)、銷

50‧‧‧工件、基板

51‧‧‧切口

51a‧‧‧(貫通)切口

52‧‧‧(間隔器)區段

53‧‧‧(機器人、裝卸、輸送)臂

71‧‧‧批次脫氣室

72‧‧‧(金屬、批次脫氣器)塊體

73‧‧‧塊體、側壁(面)、撓性管線

74‧‧‧狹縫穴部

74_l‧‧‧最低層狹縫穴部

74_u‧‧‧最上層狹縫穴部

75‧‧‧(間隔器)區段

76‧‧‧加熱器元件

78‧‧‧加熱裝置、(中央裝卸器)切口

80‧‧‧過濾器

81‧‧‧淺氣腔、預熱氣腔

83a、b、c‧‧‧管線

86‧‧‧殼體

88‧‧‧隔離

90‧‧‧門板

90a、90b‧‧‧門板

92‧‧‧DWHO

92a、92b‧‧‧DWHO

96‧‧‧通孔

100‧‧‧腔室

100_dg‧‧‧脫氣器腔室

102‧‧‧真空處理裝置

104‧‧‧負載鎖定裝置

104'‧‧‧I/O(輸入/輸出)負載鎖定

106‧‧‧匣艙裝置

106a‧‧‧匣艙

108‧‧‧裝卸機器人

108'‧‧‧裝卸機器人

110‧‧‧垂直軸

111‧‧‧冷卻站

112‧‧‧裝卸臂

114‧‧‧對準器

a‧‧‧箭頭

A‧‧‧狹縫穴部二維延伸平面面積

AA‧‧‧大氣環境

A-A‧‧‧剖面線

AT‧‧‧周遭環境(大氣)

b‧‧‧箭頭

B‧‧‧塊體

c‧‧‧箭頭

C₁₃‧‧‧門裝置13的控制輸入

C₁₇‧‧‧驅動裝置17的控制輸入

C₂₇‧‧‧板驅動器27的控制輸入

C₂₉‧‧‧塊體驅動器29的控制輸入

C₃₉‧‧‧摺板驅動器39的控制輸入

d‧‧‧間隔器區段厚度、箭頭

dT‧‧‧裝載時間差

D‧‧‧工件厚度

DB‧‧‧箭頭(方向)

DP‧‧‧箭頭(方向)

DPa‧‧‧箭頭(方向)

DPb‧‧‧箭頭(方向)

DWHO‧‧‧門工件裝卸開口

Ep‧‧‧狹縫穴部平面

h‧‧‧狹縫穴部高度

HF‧‧‧熱流

I‧‧‧空隙

I/O‧‧‧輸入/輸出

F‧‧‧氣體流動

LL‧‧‧負載鎖定

Nr.‧‧‧狹縫穴部數目(編號)

pg‧‧‧淺氣腔長度

pp‧‧‧間隔器區段延伸長度

Pr‧‧‧工件處理方向(箭頭)

S‧‧‧固定物(藉此保持不動)

SP‧‧‧狹縫穴部

t‧‧‧工件佔據狹縫穴部的時間

△‧‧‧工件熱處理時間

本發明和其不同之樣態，現在將藉助一些圖示被更進一步地舉例說明。

該等圖示顯示：第1圖是一根據本發明的一腔室的一塊體之示意性透視圖，最一般地表示，具有一狹縫穴部，用以解釋該術語「狹縫穴部平面」的定義；第2圖仍然是一示意性、簡化的一橫截面之代表圖，該橫截面切過根據本發明沿著該等狹縫穴部的腔室之一塊體；第3圖是一類似於第2圖的代表圖，表示一使用在根據本發明的該腔室當中的門裝置被實現的第一實施例；第4a圖是一類似於第3圖的代表圖，表示實現該門裝置的另一實施例；第4b圖仍然是一類似於第3圖或第4a圖的代表圖，表示實現該門裝置的另一實施例；第5圖仍然是一類似於第3圖、第4a圖、及第4b圖的代表圖，表示該門裝置的另一、今日實施且安裝在根據本發明的腔室當中的實施例；第6a圖是沿著第2圖中的點劃線A-A並穿過一狹縫穴部的一部份的一簡化橫截面視圖；第6b圖是一類似於第6a圖的代表圖，表示可以建構一於根據本發明的該腔室當中的狹縫穴部之底部區段的另一實施例；第7圖是一透視圖，仍然示意性且簡化地表示根據本發明的該腔室的一實施例；第8圖示意性且簡化地表示一橫截面，該橫截面切過根據本發明的一腔室之一實施例，其具有一圍繞該腔室之塊體的隔離殼體；第9a圖表示根據本發明的該腔室的一實施例的一狹縫穴部的一上視圖，其中具有一該裝卸機器人的輸送臂；第9b圖表示一切過如第9a圖所示之該狹縫穴部的橫截面；第10圖示意性且簡化地表示切過根據發明的該腔室的一實施例的一橫截面，該門裝置包括一板門，其具有一處於關閉或覆蓋位置的「門工件裝卸開口(DWHO)」；第11圖表示一類似於第10圖的代表圖，其中該橫截面透過根據本發明的該腔室的一實施例和根據第10圖的實施例，藉此，該門板釋放最低層狹縫穴部(如左邊代表圖所示)及最上層狹縫穴部(如右邊代表圖所示)；第12圖表示一類似於第10圖及第11圖的代表圖，其中一橫截面切過根據本發明的該腔室的一實施例，該門裝置的門板在一位置覆蓋狹縫穴部的所有工件裝卸開口，在該位置時，該DWHO係位於兩相鄰狹縫穴部之間的位置；第13圖表示一類似於第10圖到第12圖根據本發明的一腔室的一實施例的一部份的代表圖，其中該門裝置係由兩個獨立地驅動門板所實施；第14圖表示一類似於第10圖到第13圖的代表圖，其中：一橫截面切過根據本發明的一實施例，該門裝置係由一受驅動塊體所操作，該塊體則以兩個不同位置所表示；第15圖表示一根據本發明的一腔室的一狹縫穴部的該底部區段的一實施例的一透視圖；第16圖表示一使用根據本發明的一腔室的根據本發明的一系統的方塊圖代表；第17圖表示根據第16圖的該系統之一實施例的一示意的和簡化的代表圖；及第18圖表示該等狹縫穴部為工件在一狹縫穴部U型匣艙(staple)處佔據時間的一代表圖。

在所附圖示的協助下，本發明現在將以某種專注在脫氣的程度上更進一步地舉例說明。

第2圖以最為示意性和簡化的方式表示，根據本發明的一腔室1的一塊體3的一部份的一橫截面代表圖。在一例如鋁或一鋁合金的金屬的單件塊體3或多件金屬部件5中，該等狹縫穴部被裝設，其中如虛線所示的多件金屬部件5，係例如藉由不在第2圖中所示的螺釘或螺栓，所相互偏置，藉此建立最狹窄的熱耦合。該等狹縫穴部7係彼此平行，同時沿著該等狹縫穴部平面E_P延伸。在根據第2圖的示意圖裡，該等狹縫穴部平面E_P係平行於座標系統x/y/z的x/y平面。該等狹縫穴部7係一個疊置在另一個之上，從而它們不會在y方向上必然對準。如被示意性地表示，該等狹縫穴部7包括，用於該如上所述的該等工件的工件支撐件9，後者並未在第2圖中表示出來。

該等狹縫穴部7具有工件裝卸開口11。然而，在第2圖的該實施例當中，每個狹縫穴部7具有一個單一工件裝卸開口11，此類工件裝卸開口可附加地裝設在該等各自狹縫穴部7的末端上，亦即，與所示的該工件裝卸開口相對。

該腔室1另外包括一門裝置13，如第2圖所示意性地表示，用於選擇性釋放或覆蓋該等狹縫穴部7的工件裝卸開口11。如第2圖中所示意性地表示，藉由到該門裝置13的輸入控制C₁₃，該門裝置13可相對於工件裝卸開口11的釋放/覆蓋狀態而被控制。

第3圖至第5圖最示意性地代表類似於第2圖中的該門裝置13的實施範例。

根據第3圖，該門裝置13包括一滑塊(未示出)或一摺板15，可樞轉地或可滑動地(未示出)安裝在塊體3上。該等摺板15或滑塊的每一個是由一驅動裝置17所驅動，如圖所示，彼等在控制輸入C₁₇下被控制。

如第2圖中的虛線所示，特別是，如果該腔室1是一脫氣器之腔室，則氣體進給管線19在至少一些、通常是所有的狹縫穴部7中釋放氣體。該等氣體進給管線19被操作地連接一如第2圖所示的加壓氣體源21。

回到第3圖的該實施例，注意到沿著該等狹縫穴部7並穿過彼等的由氣體進給管線19所建立的一氣體流動F之上，特別是在一其中該腔室1是一脫氣器之腔室的實施例當中，該等摺板15或滑塊在此實施例當中關閉工件裝卸開口11，以一氣密方式或以一洩漏方式，建立一用於該氣體流動F的氣體出口。不管一摺板15或滑塊，係以一氣密方式或僅以一洩漏方式，來密封該等工件裝卸開口11，其等皆可藉由驅動裝置17的控制來予以設定。

根據第4a圖，如第2圖的該門裝置13係由一板23及如第4a圖舉例說明的一DWHO 25所實現。在根據第4a圖的例子當中，該板23被操作地連接到一板驅動器27，在C₂₇處受到控制。該板23驅動地和可控制地沿著塊體3的一表面滑動，從而使DWHO 25選擇性地對準一工件裝卸開口11。界定一間隙28在板23和塊體3之間。

注意到一已建立的該氣體流動F之上，其持續地提供一在板23和塊體3的該表面之間並穿過該間隙28的氣體出口。

與第4a圖的代表不同地，第4b圖提出另一實施例。在此實施例當中，並且如第4a圖中所示，藉由該符號S，具有DWHO 25的板23是保持不動的，反而，具有該等狹縫穴部7的塊體3被操作地連接一塊體驅動器29，其如在C₂₉所示意性地表示受到控制。藉由該塊體驅動器29的使用，該塊體3係沿著板23滑動，選擇性地帶動該等工件裝卸開口11的一個前來與DWHO 25對準。此處，同樣地，在塊體3的該表面和板23之間的小空隙或間隙28提供一從狹縫穴部7到腔室1的周遭環境的氣體流動。

在根據第5圖的實施例當中，同樣地以類似於第3圖及第4圖的代表，作成另一簡單化且示意性的代表，事實上係背離根據第4b圖的該實施例。其示意性地表示一如目前所實施的實施例。第4b圖的該板23係藉由一與塊體3之表面隔開的隔離殼體33的一壁所實現，在該塊體3的表面上，該等工件裝卸開口11被設置。塊體3是由經由C₂₉所控制的塊體驅動器29，沿著具有該DWHO 35的壁31被驅動。一摺板37或一滑塊係可移動地安裝在壁31之上，以關閉或釋放該DWHO 35。因此壁31、DWHO 35及摺板37或滑塊的門裝置，不是覆蓋該等工件裝卸開口11，就是朝該腔室1的周遭環境大氣AT釋放此類工件裝卸開口11。此塊體3在任何時候被驅動至一位置，其中一相應工件裝卸開口11係對準該DWHO 35，同時該摺板37或滑塊是被開啟的。該摺板37或滑塊係由一驅動器39所可控制地驅動，其中該驅動器39如示意性地表示係經由控制輸入C₃₉所控制。

在根據第4圖及第5圖的所有實施例當中，該板或壁可包括一個以上的DWHO，不是同時釋放一個以上的該等工件裝卸開口11，就是最佳化該輪轂，其必須由該相應板或塊體運轉，以隨後釋放該等工件裝卸開口11。

注意到第5圖，同時結合該實施例，其中一根據第2圖的一例如當作一脫氣沖洗的氣體流動F被建立，說明如下：該氣體流動F自由地從狹縫穴部7離開，然後進入該壁31和塊體3的表面之間的空隙I。這可防止該等狹縫穴部7的交叉污染。如果此一氣體流動在空隙I中提供一相對於周遭環境AT壓力夠高的壓力，則其甚至可能省卻一摺板37或滑塊。

在一實施例當中，就如當前所實施者，其在該殼體33的壁中，提供一可操作地連接一泵43的泵送口41。

在該空隙I當中，一壓力可被建立起來，其略高於該周遭環境AT的壓力，其在實際應用裡大部分是大氣壓力，以便在該摺板37或滑塊釋放該DWHO 35時，建立一從該空隙I到周遭環境AT的氣體流動。然而，如果該脫氣產物是有害的，並且不應當被配送到周遭環境AT，則在該空隙I中的壓力可被選取和控制成略低於周遭環境AT的壓力，以便當該摺板37或滑塊被開啟的任何時刻，一從該周遭環境AT進入空隙I的氣體流動被建立起來。從第2圖的加壓氣體源21流經該等狹縫穴部7的氣體可為被乾燥空氣，如果被處理的相應工件相對氧化是不加鑑別的，否則該氣體應該是氮氣、氬、及氦的至少一種。

第6圖示意性地和簡化地表示一根據第2圖剖面線A-A切過塊體3的一部份的橫截面的一部份。該座標系統如第2圖中所介紹者，現在同樣地表示在第6圖當中。該等狹縫穴部7的每一個具有一高度h，其有效的數值範圍為： 2.5mm≦h≦50mm。

此高度h的延伸該範圍為一狹縫穴部7沿著平行於根據第1圖的狹縫穴部平面E_P之x/y平面延伸的整體表面面積的至少30%，或者甚至至少50%。在該等狹縫穴部7當中，該等如在本發明的引言部分所述的工件50，係支撐在該等工件支撐件49之上，該等工件支撐件49在第6圖的該實施當中，係由沿著該狹縫穴部7的底部表面而安裝的O形圈材料元件所實現。由此，該等工件支撐件49可以許多不同變例來建構，但是其應確保：接觸該等工件50的工件支撐件的表面提供其足夠的摩擦力，以確保該等工件50的穩定支撐。該等工件50具有一厚度D，其應有的數值範圍為：0.01mm≦D≦5mm。

在該狹縫穴部7的底部表面，一個以上的切口51可以被加工。此類切口51可是必要的，以便允許如圖虛線所示的一裝卸器的一臂53，進入該等狹縫穴部7，並位在該等工件支撐件49的支撐表面下方，從而放置或移除這些工件50。

在z方向隔開直接相鄰狹縫穴部7的該塊體3的區段52，係實際上相對於熱流HF是意義重大的，在該處熱流HF沿著其表面，造成該等相鄰狹縫穴部7的相互熱去耦，同時，造成整個該塊體3的一穩定溫度的持續期間。

已認知的是，這些區段52應具有一厚度d，其有效的數值範圍為： 0.5mm≦d≦10mm。

此厚度範圍d延伸擴展面積應該是該相應狹縫穴部7沿著在第6圖中平行於x/y平面的狹縫穴部平面E_P而延伸的表面面積的至少30%或甚至50%。

如果該等切口符合厚度d的所述範圍，則其等確實有助於考慮之狹縫穴部表面面積的所述之至少30%。

該雙箭頭I/O示意性地表示進入並離開狹縫穴部7的機器人臂53的運動。雙箭頭F表示可能的建立氣流。

第6b圖表示一類似於第6a圖的一實施例的代表，其中該區段52包括切口51、51a，圖中所示的切口51a是一貫通切口51a。如果為此類貫通切口51a所覆蓋的表面面積和它們的寬度夠小，則它們實質上忽略地影響熱流、直接相鄰狹縫穴部7的相互熱去耦、以及該整個塊體3的動態熱行為。

根據本發明的一批次脫氣室71的一實施例表示在第7圖當中。該良好熱傳導金屬塊體72的特徵為具有一複數個狹縫穴部74。位在兩相鄰狹縫穴部2之間的該塊體的區段係以元件編號75標示。該等狹縫穴部74可以在一單件金屬塊體中被加工成型或如在第2圖中以元件編號5所標示的元件，該塊體72是由若干部件所組裝起來，從而確保得到的塊體72的一熱行為與一單件金屬塊體72的熱行為的相異是可忽略的。該等區段75 係與第6圖的區段52相符的。

該塊體72是由位在塊體72的側壁73上的加熱裝置78的加熱器元件76所加熱。藉由塊體72的該等側壁73的使用，同時在該塊體72的頂部及底部面留下空隙，沿著該等所有狹縫穴部74的均勻溫度分布被實現。

具有該各別加熱器元件76的加熱裝置78，例如藉由多數個螺釘(未示出)，而偏置在該塊體72的側面或表面73之上。該等箭頭HF示意性地標示熱流從加熱裝置78穿過塊體72。在此實施例中，該塊體的側面或側表面73形成塊體72的一加熱器介面。

如果具有塊體72的所述腔室被裁製成一冷卻室，則該等加熱裝置78被替換成具有各別冷卻元件的冷卻裝置，以此類推，該等表面73變成冷卻器介面，而該熱流HF被反轉。

如第6圖中的文字和具有塊體72的該腔室的此實施例當中所已經討論者，該等狹縫穴部74的底部表面包括一用於導入和移除第6圖中的一裝卸臂53的中央裝卸器切口78，其位在從該等個別狹縫穴部74中被裝載或被移除的工件的下方。

此外，如果相對該等切口78的底部之狹縫穴部74的高度h超過隨第6a圖文字所述之範圍時，此類切口78將佔據狹縫穴部74的該整體水平延伸少於30%或少於50%。顯然，此類切口78僅能具有如此之深度，使得它們貢獻給狹縫穴部74的面積，滿足該高度h 之上述範圍。

根據該延伸形狀和工件50的厚度D，該高度h作相應地調整。

延伸工件形狀、厚度和該狹縫穴部74的高度h之關係被選取，一方面，最佳化該等狹縫穴部74的頂部和底部壁與工件之間的熱傳，另一方面，允許一氣體沿著該等工件50的延伸表面之流動F，如果此類氣體流動是期待的。其應該考慮到：一工件50(未在第7圖中示出)的該延伸形狀，由於工件的適當重量，因此在該狹縫穴部中，具有一特定的下垂。

根據本發明的該腔室應該，針對不同裁製工件，特別是相對它們的厚度D和下垂特性，而被靈活地利用。

如上所述，該等塊體3、72的狹縫穴部7、74應該盡可能地相互熱去耦，使得一工件50從該等狹縫穴部7、74的其中之一的裝載和取出對直接相鄰的狹縫穴部僅有可忽略的支流，其中一工件50正在進行熱處理。該等相鄰狹縫穴部7、74之間的相互熱耦合，主要是由將相鄰狹縫穴部7、74隔開的該等區段52(第6圖)或75(第7圖)所主要界定。

為了適當地裁製該等區段52、75的尺寸，一方面，用於該等狹縫穴部7、74的良好相互熱去耦，另一方面，針對熱干擾，迅速建立熱平衡，同時為了沿著該等塊體3、72的高度之一給定延伸，提供一最佳化數目的狹縫穴部7、74，因此誠如已經述說者，該厚度d的選取必須符合下列的範圍： 0.5mm≦d≦10mm。

第8圖簡化地和示意地表示根據本發明的該批次脫氣室1的一實施例。該等被處理的工件50放置在狹縫穴部74內例如銷的工件支撐件49之上。該等狹縫穴部74的每一個，較佳地，經由一如第2圖所示的清除氣體管線19，被供應氣體，其可配備一過濾器80，以避免顆粒。該清除氣體管線19可包括一具有一長度pg的淺氣腔81，以便該清除或沖洗氣體在進入狹縫穴部74之前，先在該已加熱脫氣器塊體72內預先加熱。由於本案為了達成一氣體沿著該等工件50的流動，特別是沿著該等工件50的特別需要加熱脫氣的頂部表面，因此，較佳地裝設該氣體入口在相對於工件裝卸開口11的狹縫穴部的上方部分。

該批次脫氣塊體72被定位在一殼體86當中。此殼體86可包括一適當的隔離88，以避免該塊體72的熱損失。該塊體72在殼體86內的一固定位置的此概念乃是針對一具有一輸送臂的工件裝載機器人而提出，其中該輸送臂具有一垂直驅動器(z-驅動器)的大輪轂或行程。該脫氣器塊體72的狹縫穴部74的最大數目，因此，為垂直z驅動器行程的範圍所限制。

第9a圖及第9b圖表示切過一具有放置在銷49上的一工件50的狹縫穴部74之一頂視圖(a)及一水平橫截面(b)。該狹縫穴部74藉由工件裝卸開口11在一側端開放，其目的在於允許該工件50的裝載與卸載。在該相反側，該穴部的內輪廓是作成圓形，以配合一此處是一晶片的圓形工件50的外形，從而促使能夠在該塊體72內的一良好熱傳遞。該等銷49的位置允許工件50與輸送臂53的一安全操作。該狹縫穴部74的內輪廓被剛剛好加工至足夠的寬度，以便在輸送期間，收容該輸送臂53及工件。因此，該狹縫穴部74的容積被最小化，而該間隔器區段75的外型被最大化，使得該最佳可能熱傳被支援。該清除氣體管線19佈置在工件裝卸開口11的相反側。一預熱氣腔81可以是一個單一管線83a或分散管線83a、b、c所組成的網絡。

第10圖的實施例，顯示類似於第8圖中的表示，原則上與第4a圖的該實施例相符合。一門板90具有一為該塊體72的前表面面積兩倍之尺寸的平坦板狀設計。其顯示的一DWHO 92的形狀，大致與該工件裝卸開口11相同，較佳地，如第10圖所示，該DWHO 92裝設在門板90的中間。該門板90，沿著如箭頭DP所示方向，被驅動器27可垂直地移動。在該門板90和工件裝卸開口11之間，其存在一間隙28。在第10圖中，該門板係以關閉所有狹縫穴部74而定位。

第11圖表示定位該門板90以裝載和卸載在該最低層狹縫穴部74_l(左圖)和在該最上層狹縫穴部74_u(右圖)的工件。該門板90允許在一裝載/卸載期間所有狹縫穴部74保持關閉，除了該待進入的狹縫穴部74。該位置可藉由一傳感器或標誌或電子式地藉助一如驅動器27的步進馬達來予以確定。

一替代的實施例表示在第12圖當中，其中該間隔器區段75具此一厚度d，使得在該可移動門板90中的DWHO 92被兩相鄰狹縫穴部74之間的間隔器區段75之前端所覆蓋。這是具有優勢的，當操作該門板90時，因為其存在許多的「穴部之間完全關閉」的位置(比狹縫穴部74的數量少一個)。然而，其存在該劣勢：在該脫氣器疊置給定一最大高度時，可處理的該等工件數量少於上述的版本。

第13圖表示另一替代的實施例，其具有在方向DPa、DPb中獨立控制地移動的兩門板90a、90b。該等兩DWHO 92a、92b剛好只是如此地偏置，以具有一「關閉」的構型。一貫通開口DWHO可藉由將該等兩開口92a、92b的對準而被迅速實現。此解決方案允許更佳的熱隔離，同時仍然允許該等狹縫穴部74的一緊密排列。

根據所有這些實施例，該裝載操作將包括下列步驟：

- 確定一在脫氣器塊體內的空狹縫穴部。這可以藉由一傳感器發出一相應的(佔用/自由)信號或藉由監督該等狹縫穴部狀態的電子控制器來實現。此一控制器也可以發送一「所有穴部已滿」的信號到該裝載/卸載處理系統。

- 藉由一DWHO與在該塊體中的相應工件裝卸開口的對準，給予到一自由狹縫穴部的進入。

- 將一工件放置在一能夠執行一z移動(亦即，根據在第10圖到第12圖中的實施例的垂直方向上移動)的裝卸器上，並將該裝卸器與DWHO對準。

- 將該工件經由DWHO導入狹縫穴部74當中。

- 將該工件放置在工件支撐件上。

- 將該裝卸器從狹縫穴部中縮回。

- 藉由該相應門板，覆蓋該狹縫穴部的工件裝卸開口。

特別是如果一具有一垂直z驅動器的輸送臂53無法被提供，則一如今日所實施的替代方案，其藉由一如第14圖中所示的塊體驅動器29，將在該殼體86內的整個塊體72作垂直移動。此實施例原則上與第4b圖或第5圖的該實施例相符。在此情況下，在該殼體86的一界定位置上存在至少一DWHO，其亦可設置一根據第5圖的摺板37或滑塊(在第14圖中未示出)，其等可例如藉由該塊體72的z移動來加以控制。第14圖表示該塊體72的已經下降「全關閉」位置以及該上面位置，以便裝載或卸載位在同一圖中的該塊體72的最下方狹縫穴部74。該清除氣體管線19，在該選擇性氣體過濾器80之前，必須藉由一撓性管線73，以支持該塊體72的垂直移動。雙向箭頭DB顯示在殼體86中塊體72的位移。

用於該等門板或塊體的垂直位移的該(等)驅動器可裝設在塊體的上方或下方，從而不會阻擋該裝載和卸載操作發生的任何空間。

用於一批次脫氣器的另一要求是，其需要不時被有效地清潔。加熱脫氣材料可能凝結，並聚集在一定的冷卻點，導致污染的表面、剝落或灰塵。針對一多部件塊體3，如上文所述，同時例如在第2圖以元件編號5標示的說明文字裡，根據第15圖的此類部件的設計，具有該等狹縫穴部7的一簡單製造與它們容易清潔的優點。在一鋁板3a當中，一空腔從該頂部被機械加工，其包括：一用於在輸送臂的切口51，一作為一工件支撐件的邊緣49、以及一進氣口19。該板3a在所有四角落具有通孔96，以便以一方便的方式，疊置和偏置一堆任何數目的板3a。必須一提的是：針對具有剛性基板的正規應用，用於該輸送臂的切口51可被最小化，因為該輸送臂在大氣環境中可以一真空夾持器抓住一基板。在此情況下，針對該基板的釋放，沒有或僅有一小移動距離(在第15圖中的情況是向下的)是需要於允許該裝卸器/夾持器的縮回。

本發明的一重要特徵是，該塊體3、72是由良好熱傳導材料所製成。其有利的是，該塊體3、72是嵌在一殼體31、86當中，其支持一均勻溫度分佈的保存。該等門裝置亦有助於此溫度均勻性的達成。一旦一工件裝載進入一狹縫穴部7、74當中，一暫時熱流失就會發生。例如：將一具有300mm直徑與0.77mm厚度的矽晶片從室溫加熱至150℃需要11kJoule的能量。如果此能量可從一視為例如具有320mm直徑和例如5mm厚度的建議間隔器區段52的鋁厚板處接收，此區段52的溫度將降低17℃。然而相比於該塊體3、72範圍內的該熱傳導率，該工件和間隔器區段52之間的熱交換是比較慢，使得由於該等加熱器元件的協助，該等塊體3、72 將不會經歷一相關溫度非均勻性的情況。

該建議的腔室較佳地是在大氣壓力下運行。但是該基本想法也可應用於低壓脫氣。一有效的熱傳是可能的，如果該氣體壓力>1kPa。

氮氣是較佳的清除或沖洗氣體，因為它避免在基片上預先處理過器件的可能氧化。氮氣的導熱性相當好(見下表)，並且具有低價格。氬氣或氦氣也可以被使用。氦氣具有卓越的導熱性，但是在此情況下，因為成本原因，其可能需要保持低的洩漏率。另一方面，針對被移除分子，氮氣具有一更佳的動量輸送能力，例如水蒸氣，由於類似的質量。

N₂ 0.026W/mK

Ar 0.0167W/mK

He 0.149W/mK

根據本發明的具有n個穴部的一批次脫氣器的一工序可以如下所示：

1)加熱該塊體至一設定點溫度，一般係150℃

2)定位DWHO至該最低狹縫穴部(1號)

3)裝載一工件放入狹縫穴部(1號)當中

4)定位DWHO於一覆蓋位置

5)在狹縫穴部(1號)中，調整氮氣的一流量至約50至1000sscm，較佳地100sscm，針對狹縫穴部(2號)，重複步驟2到5，直到狹縫穴部(n號)為止。

卸載將會如下發生，此處以狹縫穴部(1號)說明如下：

1)關閉氮氣在狹縫穴部(1號)內的流動

2)定位DWHO至狹縫穴部(1號)

3)將該工件從狹縫穴部(1號)處卸載，然後裝載至一真空處理工具的一真空負載鎖定。此應在盡可能短的時間內發生，以避免該基板冷卻下來或冷凝，除非這種降溫是隨後工件加工所需要的。

4)裝載一新工件在狹縫穴部(1號)當中

用於該等工件的一連續處理，該裝載/卸載序列係相應地重複。上述序列實質上描述一FIFO(先入先出)的行為。然而，這可能是不必要的，當在該塊體中有足夠的工件已達到熱平衡時，則一隨機接入也可能實現。

根據本發明的該批次腔室可以併入至少一以下特徵：

- 一由一具有良好熱傳導率之材料所製成的緊密塊體，具有6至50的切出狹縫穴部。該塊體可以由一單件製成或由個別零件組裝而成，如上所述，以形成一緊密的塊體。

- 該塊體從側壁被加熱，並可以放置在一絕熱殼體當中。

- 該等狹縫穴部具有一用於在該等狹縫穴部中的工件的安全裝卸的最小容積，以促進從該塊體的側壁到狹縫穴部內部的一良好熱傳。

- 該等狹縫穴部之間的間隔器區段具有一最佳化的高度，並且被設計以用於提供該等裝載工件一最佳化熱傳。

- 該塊體和一殼體之間的滑動門板只開啟該其中一工件需要裝卸的狹縫穴部。

- 提供用於一滑動門板的至少一位置，其中所有狹縫穴部都關閉。

- 替代地，該整個塊體在一殼體中移動，同時一在該殼體中的DWHO具有用於狹縫穴部之切斷的功能。

一種使用此類批次處理腔室的方法，具有以下特徵中的至少一個：

- 在一連續模式下，使得每個工件在一穴部停留一相同時間(FIFO)。

- 使用氮氣或其它氣體來傳遞熱量並沖洗脫氣材料。

- 允許一最短時間，以便將該工件輸送至一真空工具的一真空負載鎖定當中，以避免不必要的冷卻。因此，該基板可以停留在穴部中，直到一個空負載鎖定可用時。

在第16圖中，示意性地表示一工件處理系統，其使用根據本發明的熱處理腔室。此腔室100，從而被構建成具有以下特徵：

a)每個狹縫穴部具有一個單一工件裝卸開口

b)該等狹縫穴部以垂直狹縫穴部的方向及對準的方式在塊體中疊置，例如以垂直於一般係水平定向的該等狹縫穴部的方向。

c)同時該等狹縫穴部的工件裝卸開口係以沿著該塊體不側向位移的所述方向對齊。

d)該本門裝置釋放狹縫穴部的內部至在第17圖中以AA標示的周遭大氣環境當中。

除了根據本發明的該腔室100與具有該所述的限制之外，其設置一具有一負載鎖定裝置104的真空處理裝置102，該負載鎖定裝置104將在真空處理裝當中的真空環境與大氣環境AA分開。其另外裝設一具有至少一匣艙並可能具有一對準器(未示)的匣艙裝置106。該負載鎖定裝置104包括工件支撐件，在該處之上，工件以平行工件的方式被支撐在在腔室100當中的該等相應支撐件之上。在該匣艙裝置106當中的工件同樣地以平行於在負載鎖定裝置104和腔室100當中的此類工件而被支撐。雖然該項事實：工件支撐件的此等平面可能是不同的平面，但是它們垂直此類平面的相互距離被最小化，以至於所有這些平面形成一個單一平面。

在第16圖的實施例中，其另外提供一裝卸機器人108，以進行工件從該匣艙裝置106的裝卸，可能經由另一工作站，例如一對準器的工作站，如圖中雙箭頭和虛線所示地，進出該腔室100以及進出該真空處理裝置102。此一系統針對脫氣被特別裁製，例如，使用該所述腔室100以作為一脫氣器之腔室，其以一示意性與簡化的方式表示在第17圖當中。

根據第16圖的該腔室100以當作一脫氣室 100_dg的方式被實現。第16圖的該裝卸機器人108係以在大氣環境AA中的裝卸機器人108'來實現，並且被構造為單一工件50往返脫氣器腔室100_dg的輸送。

第16圖的該真空處理裝置102以一多工作站、具有一用於工件輸入和輸出的I/O負載鎖定104'的單一工件處理裝置、和用於單一工件真空處理的多工作站來實現。此些工作站可以包括，例如，一用於冷卻來自該脫氣器腔室100_dg之工件50的冷卻站111，該等工件50在隨後真空處理之前必須被更進一步地冷卻下來。在第17圖中的該等工件50的處理方向係以箭頭Pr標示。除了該輸入/輸出負載鎖定104'之外，該等隨後工作站可更進一步地為蝕刻工作站、諸如用於PVD的層沉積工作站、反應性或非反應性、用於CVD的等離子體增強或非等離子體增強等為熟練技術人員所完全已知的技術。

可繞著一垂直軸110樞轉且具有至少一可延伸、可收縮裝卸臂112的裝卸機器人108'執行單一基板50從該負載鎖定104'的裝載及卸載的工作。

在如第17圖所示的例子中，該匣艙裝置106包括三個不同匣艙及一對準器114。該機器人108'將已真空處理工件從負載鎖定104'輸送到一輸出匣艙，並且將該未脫氣工件從裝置106的一輸入匣艙輸送到脫氣器腔室100_dg。

在第17圖的該特定例子當中和針對特定處理工件，其另外安裝該對準器114，藉由該對準器114，該等所述工件50可幾何對齊。因為在此特定實施例當中，未處理工件被輸入一匣艙106_a當中，然後如該箭頭(a)所示幾何地定向在對準器114當中，接著如箭頭(b)所示，從該對準器114輸送到脫氣器腔室100_dg，因此可以說是：事實上，該對準器114是整個匣艙裝置106的一部份。如在所示的該系統中所提供者，在這些工作站和腔室之間的所有裝卸，都是由該機器人108'獨立執行。

根據此一類系統中的方法，亦即，在具有該所述的限制情況與進入和離開至少兩個或兩個以上的另外工作站從而在大氣環境中執行此類輸送的情況下，根據本發明將該等工件進入和離開一腔室的輸送，亦可明顯地應用於在該腔室100中工件的冷卻，或用於種類繁多的其它工作站架構。

第18圖描繪沿著一標示著t的水平軸，亦即，為該等工件佔據44個疊置狹縫穴部的時間。該垂直軸表示一個疊置在另一個之上的狹縫穴部的數目。

如在該腔室的裝卸過程中可以看出，其中存在n個狹縫穴部，此處n=44，但是僅有較小的m個工件所佔據，此處m=10。這導致一個事實，亦即，該等在此例子中被處理的工件需要一預定的熱處理時間△，從而該等在腔室的相應狹縫穴部中的隨後裝載具有一時間差dT。

在腔室中m個被使用狹縫穴部可以藉由將商值△/dT四捨五入成一整數來加以算出。因此，在該第m個狹縫穴部以一時間差dT而被裝載之後，經歷用於該第一個裝載工件之處理的時間間隔△，則此一工件可從相應狹縫穴部處卸載。如從根據第17圖的處理過程中可明顯的看到，將該等工件交錯且接連地裝載到腔室的時間間隔dT事實上主要為該真空處理裝置102的通過速率所決定。

如在第18圖中可更進一步地看見，事實上，表示根據第17圖該系統的操作，將該等工件裝載至腔室10的操作並非在直接相鄰狹縫穴部中被接連地執行。如當作一例子的第18圖所示，裝載是在每個第二狹縫穴部中執行。因此，如根據第18圖中塗黑條列所表示的佔據時間間隔所示，在該期間一工件停留在相應狹縫穴部當中，根據第18圖的程序，該等狹縫穴部裝載發生的依序編號分別為：3,5,7,9,10,8,6,4,2,1

根據第18圖，該等工具在其中狹縫穴部卸載的依序編號分別為：3,5,7,9,10,8,6,4,2,1

因此在每個狹縫穴部被卸載一工件並緊接著裝載一工件之後，才可以接著進行序列中下一個狹縫穴部的卸載及裝載作業。

裝卸和卸載不直接發生在相鄰狹縫穴部的此一設計所具有的優點是，該直接相鄰狹縫穴部不會為例如裝載/卸載操作所造成的熱干擾所嚴重影響。

雖然在第18圖中所示的處理程序是特定地根據第17圖所示的該系統來加以進行，但是與根據本發明該交錯狹縫穴部之腔室完全不同之整體系統的開發利用亦同樣適宜。