TWI712529B - 半導體系統維護用通用服務手推車 - Google Patents

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Abstract

用以存放基板處理系統的元件的服務性手推車包含第一側部，配置以存放從基板處理系統中移出的傳送板。第一側部包含第一支架與第二支架，該者係分隔開，以維持傳送板的個別的上部。第一支架與第二支架各包括個別的溝槽，設置用以維持傳送板的上部。第一側部更包含第一緩衝器與第二緩衝器，該者係分隔開，以鄰接傳送板的個別的下部。第一緩衝器與第二緩衝器各經設置以維持第一側部與傳送板的下部之間的期望距離。服務性手推車之第二側部包括抽屜或開口，以提供通往服務性手推車之內部的進出。

Description

半導體系統維護用通用服務手推車
[相關技術領域之交互參照]本申請案主張2016年2月15日提申之美國臨時專利申請案第62/295339號之權益。前文提到的申請案的完整揭露併入本案中之參考資料。
本發明係關於用以存放並整理基板處理系統之元件的系統與方法。
本文提供之先前技術的敘述，係為了整體地呈現本發明之背景。在先前技術部分中敘述的成果之範圍內，本案列名之發明人的成果，以及在申請期間不適格作為先前技術之敘述觀點，皆非直接或間接地被承認係對抗本發明之先前技術。
基板處理系統可用於執行基板(例如半導體晶圓)的蝕刻、沉積、清潔、及/或其他處理。可在基板上執行的例示性處理包括(但不限於)：電漿增強化學氣相沉積 (PECVD) 處理、原子層沉積(ALD) 處理、化學增強電漿氣相沉積 (CEPVD) 處理、濺射物理氣相沉積(PVD)處理、離子植入處理、及/或其他蝕刻(例如化學蝕刻、電漿蝕刻、反應性離子蝕刻…等)、沉積、及清潔。在基板處理系統的處理腔室中，可將基板設置在基板支持器上，例如支座。僅作為範例，在沉積期間，將包括一或更多前驅物的氣體混合物引進處理腔室中，並觸發電漿以在基板上沉積薄膜。
用以存放基板處理系統的元件的服務性手推車包含第一側部，配置以存放從該基板處理系統中移出的傳送板。該第一側部包含第一支架與第二支架。該第一支架與該第二支架係分隔開，以維持該傳送板的個別的上部，且該第一支架與該第二支架各包括個別的溝槽，設置用以維持該傳送板的該等上部。該第一側部更包含第一緩衝器與第二緩衝器。該第一緩衝器與該第二緩衝器係分隔開，以鄰接該傳送板的個別的下部，且該第一緩衝器與該第二緩衝器各經設置以維持該第一側部與該傳送板的該等下部之間的期望距離。該服務性手推車包含第二側部，包括抽屜與開口中之至少一者，以提供通往該服務性手推車之內部的進出。
從詳細的實施方式、申請專利範圍，以及圖式，本發明的實用性的更遠範圍將變得明顯。該詳細的實施方式與具體的例子僅是為了描述之目的，而非欲限制本發明之範疇。
基板處理系統一般需要週期性保養，包括清潔、維護…等。清潔與維護可包括基板處理系統的各種元件的拆卸與再組裝、及從基板處理系統中移出之元件的暫時存放。元件包括(但不限於)：處理之重要元件，可能為易受損、大型、笨重、或不規則形狀的元件(例如基板處理系統的傳送板)；及具有大範圍尺寸與存放要求的元件。
根據本發明原則的系統與方法提供一服務手推車，配置以存放與保養基板處理系統相關的工具及其他元件。例如，手推車可特定地配置用以保養濕式清潔最佳化(WCO)沉積基板處理系統或工具。手推車提供與執行特定基板處理系統之清潔、維護…等相關之所有元件與工具的存放，包括針對在保養期間從系統中移出之元件的存放。在一些範例中，手推車的不同側部提供通往不同存放分隔室及/或工具的出入口。例如，手推車的第一側部可提供通往與保養或清潔步驟相關之工具的出入口(例如，在設置於第一側部的一組工具抽屜中)；而相對或相鄰第一側部的第二側部可提供通往其他被存放之工具及元件的出入口。依此方式，手推車允許接取各種元件與工具，而對使用位於手推車之其他側部、手推車之工作表面上…等的工具所執行之保養不造成干擾。
手推車之內部包括針對基板處理系統之載具環(例如陶瓷載具環)及MCA(最小接觸面積)特徵的保護性存放，及針對較大的元件(例如校正(calibration)前開式晶圓傳送盒(FOUP))的存放。手推車可包括用以支持WCO平板的支架與用以提供平板充電的充電介面。
一般而言，某些類型的基板處理系統的傳送板為大型、不規則形狀的鋁板。手推車之一或更多側部包括用以存放並保養傳送板的支架。
各個工具抽屜可包括配置以存放個別工具的一或更多切除部分。工具抽屜可經配置而處於上鎖或解鎖狀態，且可在當通往手推車之內部的門上鎖時被解鎖。因此，毋須開門即可進出工具抽屜。
手推車可進一步包括可調整存放架、電源線、及/或遠端充電電池組。手推車亦可配置以允許日後延伸，包括(但不限於)：更長的或可調整的推桿、額外的擱架、環接式(articulating)或制動式(actuated)平面顯示器、隱藏式(hidden) 平面顯示器…等。
現參照圖1A-1H，呈現根據本發明之原則的例示性服務手推車100的各種視圖。例如，手推車100可配置以保養WCO沉積基板處理系統或工具。手推車100帶有輪子，俾方便進出基板處理系統。在圖1A-1D中，以通過手推車100之前側104的剖視圖來呈現手推車100的內部，而提供一或更多可調整架108、載具環存放器112(包括例如配置以接收個別載具環的擱架或凸部)、工具抽屜116、FOUP存放器120、及/或其他大型元件存放器124之視圖。工具抽屜116及FOUP存放器120可在手推車100的第一側部132進出(例如使用門128)，而可調整架108及存放器124可在手推車100之第二側部136(與第一側部132相對)進出。僅作為範例，最頂部的一個抽屜116可包括針對通用工具的切除部分，中間的一個抽屜116可配置以存放MCA特徵，且最底部的一個抽屜116可包括針對專門工具的切除部分。僅作為範例，手推車100可從不鏽鋼(例如316不鏽鋼)建構而成。
手推車100的後側144包括：一或更多支架148，經定位以架設傳送板152(例如排氣式(vented)、非排氣式、或十字叉(spider)傳送板)；及一或更多緩衝器156，設置以維持傳送板152與後側144之間的期望距離。如圖1H中更詳細地呈現，手推車100可包括可移除/可替換的上工作表面160。工作表面160可包括提供靜電放電( ESD)保護的材料。手推車100包括位於個別角落的固持凸片164，用以維持工作表面160之位置。凸片164可僅設置在個別角落，俾將微粒陷於工作表面160與凸片164之間的可能性降至最低。手推車100可包括用以搬運手推車100的一或更多手柄或推桿168。
後側144可包括電源線插孔172。例如，可在手推車100的內部架設接線板(例如包括GFI插座與電湧保護的15A接線板)。
圖2A-2C呈現手推車100之另一例示性配置的視圖。在圖2A-2C中，手推車100包括環接式/合葉式(hinged)架設手臂與托架200，用以將顯示器、平板、或其他電子裝置架設於手推車100上。
圖3顯示例示性載具環存放器300。載具環存放器300包括配置以接收個別載具環308的一或複數對擱架或凸部304。如圖所示，載具環存放器300包括四組凸部304。凸部304可包括襯墊312，其係由避免損壞載具環308之材料(例如鐵氟龍、PTFE…等)製成。凸部304可向後/向下傾斜(例如傾斜5%)以避免載具環308滑出。載具環存放器300包括阻擋部316(亦可由鐵氟龍或其他非研磨性材料製成)，以將載具環308維持在凸部304上。換句話說，阻擋部316避免載具環308向後滑落凸部304而進一步進入手推車100之內部。
圖4A-4C呈現架設於例示性支架404上的傳送板400的近視圖。圖5A-5F描繪第一例示性支架500。可使用栓件或其他緊固件插進栓孔504中以將支架500連接至手推車100之側部。可設置蓋部508以覆蓋栓孔504。圖6A-6C呈現另一例示性支架600。圖7A-7C呈現更另一例示性支架700。支架500、600、及700由塑膠或其他非研磨性材料製成，包括(但不限於)PLA、HDPE、鐵氟龍…等。支架500、600、及700各包括個別的溝槽512、612、及712，設置用以使傳送板固定與手推車100之側部相距一期望距離，且設置用以避免傳送板碰撞手推車。支架500、600、700經定位以接收並維持傳送板的上部。相反地，緩衝器156經設置以鄰接傳送板的下部(如圖1E所示)，以避免傳送板碰撞手推車100的側部。緩衝器156可為圓錐狀，且其可由橡膠或其他適當的材料製成。
圖8呈現用以選擇性地鎖住抽屜804的例示性合葉式止動鎖800。止動鎖800配置以在開啟位置與關閉位置之間制動。當止動鎖800在開啟位置時(如圖所示)，抽屜804解鎖。因此，因為止動鎖800未阻止抽屜804移動，故即使在下方存放區域的門關閉並上鎖，抽屜804仍可被開啟。相反地，若止動鎖800關閉且門關閉並上鎖，則門疊合而捉住止動鎖800延伸至門之頂部下方的一部分。換句話說，門捉住止動鎖800並將之維持在關閉位置。因此，若止動鎖800關閉且門關閉並上鎖於止動鎖800上時，抽屜804亦關閉。
圖9呈現設置在工具抽屜中的例示性托盤900。托盤900包括配置以存放各種工具及元件的複數切除部分904。例如，各個切除部分904具有與個別工具相同的形狀。
圖10-12呈現手推車100的其他例示性配置。在這些範例中，手推車100亦包括噴淋頭托盤920，配置以存放從被保養之基板處理系統中移出的噴淋頭。托盤920配置成可繞著由桿924所界定之一軸獨立地旋轉。僅作為範例，桿924可折疊(例如伸縮式、可折疊進手推車100之內部…等)，使得托盤920在未使用時可向下折疊。
手推車100可包括載具環存放抽屜928。抽屜928包括配置以接收個別載具環的一或更多凹槽932。凹槽932可以保護性材料(例如鐵氟龍、PTFE…等)加上襯墊，以避免損壞載具環。手推車100可包括複數工具抽屜936，配置以存放與特定類型之基板處理系統的保養及維護相關的工具。手推車100可包括可上鎖的門940，用以固定工具抽屜936。
手推車100可具有模組式設計，配置以選擇性地接收並連結至其他手推車組件944。在圖10中，手推車組件944可經由軌道948及/或一或更多止動鎖952而連結至手推車100。例如，軌道948可連結至組件944並配置成滑動至設置在手推車100之底部表面上的附加式凹槽956中(或反之亦然)。當組件944相對於手推車100而位於延伸位置時(如圖所示)，手推車100及/或組件944可包括托盤960，其配置以向下折疊而用於存放(如圖所示)、或展開而提供額外的存放或工作表面。相反地，如圖11所示，手推車組件944可僅使用止動鎖952而連結至手推車100。
如圖12所示，手推車100之與工具抽屜936相對的側部可包括一對支架或桿964，設置用以掛持傳送板968。桿964可包含金屬(例如鐵或鋁)，且可塗佈塑膠或其他材料以避免損壞傳送板968。在一些範例中，桿964可為合葉式，俾在未使用時向上折疊。
前文的敘述僅係本質上地說明，而非意欲限制本發明、其應用或使用。本發明廣泛的教示可以各種形式實行。因此，即使本發明包含具體的例子，本發明的真正範圍不應如此受限制，因為一旦研讀圖式、說明書與下列之申請專利範圍，其他修改將變得顯而易見。須了解在不改變本發明之原則的情況下，可依不同的順序(或同時) 執行一方法中一或更多的步驟。再者，雖然前文中將每一實施例描述為具有某些特徵，但所述之關於本發明之任一實施例的該等特徵的任一或更多者可在任何其他實施例中實行、及/或可與任何其他實施例的特徵組合，即使未明確地描述該組合。換句話說，所描述的實施例並非係互相排斥的，且一或更多實施例之間互相的置換仍屬於本發明的範疇。
元件之間(例如，模組、電路元件、半導體層…等之間)空間的、及功能的關係係使用各種用語而描述，包含「連接」、「嚙合」、「耦接」、「相鄰」、「接近」、「在頂部上」、「之上」、「之下」、以及「設置」。除非明確地描述成係「直接」的，否則當在以上揭露內容中描述第一及第二元件之間的關係時，該關係可為在第一及第二元件之間沒有其他中間元件存在的直接關係，也可為在第一及第二元件之間存在一或更多中間元件(空間上、或功能上)的間接關係。如在此使用的文字「A、B和C其中至少一者」應解釋為使用非互斥邏輯符號OR的邏輯(A or B or C)，且不應解釋為代表「A之至少一者、B之至少一者、及C之至少一者」。
在某些實施例中，控制器係為系統之部分，其可為上述範例之部分。此類系統可包含半導體處理設備，其包括一或複數之處理工具、一或複數之腔室、用於處理的一或複數之工作台、及/或特定處理元件(晶圓基座、氣體氣流系統…等)。該等系統可與電子設備結合，該電子設備係用於在半導體晶圓或基板之處理期間或在該處理前後控制其操作。可將該電子設備稱為「控制器」，其可控制一或複數系統的各種元件或子部件。依據處理需求及/或系統之類型，可對控制器編寫程式以控制本文中所揭露的製程之任一者，包含處理氣體之輸送、溫度設定(例如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置及操作設定、進出工具及連接至特定系統或與特定系統介接的其他傳送工具及/或負載鎖室之晶圓傳送。
廣泛而言，可將控制器定義為具有接收指令、發送指令、控制操作、允許清潔操作、允許終點量測…等之各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。該積體電路可包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器(DSPs)、定義為特殊應用積體電路(ASICs)之晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)之形式傳送到控制器的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定製程的操作參數。在某些實施例中，該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分，該配方係用以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶粒的製造期間，完成一或更多的處理步驟。
在某些實施例中，控制器可為電腦的部分或連接至電腦，該電腦係與系統整合、連接至系統、或透過網路連接至系統、或上述之組合。舉例而言，控制器係可位於「雲端」(in the “cloud”)、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分，其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦能達成對該系統之遠端存取，以監視製造操作之目前製程、查看過去製造操作之歷史、查看來自多個製造操作之趨勢或性能指標，來改變目前處理之參數，以設定處理步驟來接續目前的處理、或開始新的製程。在某些範例中，遠端電腦(例如伺服器)可透過網路提供製程配方至系統，該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含可達成參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面，該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在某些範例中，控制器接收資料形式之指令，在一或更多的操作期間，其針對該待執行的處理步驟之每一者而指定參數。應瞭解，該等參數可特定於待執行之製程的類型、及工具(控制器係配置成與該工具介接或控制該工具)的類型。因此，如上所述，控制器可分散，例如藉由包含一或更多的分離的控制器，其透過網路連接在一起並朝共同的目標而作業，例如本說明書中所敘述之製程及控制。用於此類用途的分開之控制器的範例可為腔室上之一或更多的積體電路，其與位於遠端(例如為平台等級、或為遠端電腦的部分)之一或更多的積體電路連通，其結合以控制該腔室上的製程。
例示性系統可包含電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、徑跡腔室或模組、及可與半導體晶圓之製造及/或生產有關或用於其中的任何其他半導體處理系統，但不限於此。
如上所述，依據待由工具執行之製程步驟(或複數製程步驟)，控制器可與下列一或多者通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、叢集工具、其他工具介面、牽引工具、鄰近工具、遍及工廠的工具、主要電腦、另一控制器、或將晶圓之容器帶往或帶離半導體製造廠中的工具位置及/或載入埠的用於材料傳送之工具。
100‧‧‧手推車104‧‧‧前側108‧‧‧可調整架112‧‧‧載具環存放器116‧‧‧抽屜120‧‧‧FOUP存放器124‧‧‧存放器128‧‧‧門132‧‧‧第一側部136‧‧‧第二側部144‧‧‧後側148‧‧‧支架152‧‧‧傳送板156‧‧‧緩衝器160‧‧‧工作表面164‧‧‧凸片168‧‧‧推桿172‧‧‧電源線插孔200‧‧‧架設手臂與托架300‧‧‧載具環存放器304‧‧‧凸部308‧‧‧載具環312‧‧‧襯墊316‧‧‧阻擋部400‧‧‧傳送板404‧‧‧支架500‧‧‧支架504‧‧‧栓孔508‧‧‧蓋部512‧‧‧溝槽600‧‧‧支架612‧‧‧溝槽700‧‧‧支架712‧‧‧溝槽800‧‧‧止動鎖804‧‧‧抽屜900‧‧‧托盤904‧‧‧切除部分920‧‧‧托盤924‧‧‧桿928‧‧‧抽屜932‧‧‧凹槽936‧‧‧工具抽屜940‧‧‧門944‧‧‧組件948‧‧‧軌道952‧‧‧止動鎖960‧‧‧托盤964‧‧‧桿968‧‧‧傳送板
從詳細的實施方式及隨附圖式，將能更完整地理解本發明，其中：
圖1A-1H根據本發明之原則呈現例示性服務手推車；
圖2A-2C根據本發明之原則呈現另一例示性服務手推車；及
圖3根據本發明之原則呈現例示性載具環存放器；
圖4A-4C根據本發明之原則呈現架設於服務手推車上的例示性傳送板；
圖5A-5F根據本發明之原則呈現例示性傳送板支架；
圖6A-6C根據本發明之原則呈現另一例示性傳送板支架；
圖7A-7C根據本發明之原則呈現另一例示性傳送板支架；
圖8根據本發明之原則呈現例示性抽屜止動鎖；
圖9根據本發明之原則呈現例示性工具托盤；
圖10根據本發明之原則呈現另一例示性服務手推車；
圖11根據本發明之原則呈現另一例示性服務手推車；及
圖12根據本發明之原則呈現另一例示性服務手推車；
在該等圖式中，參考數字可重複使用來標示相似及/或相同的元件。
100‧‧‧手推車
104‧‧‧前側
108‧‧‧可調整架
112‧‧‧載具環存放器
116‧‧‧抽屜
120‧‧‧FOUP存放器
124‧‧‧存放器
128‧‧‧門
132‧‧‧第一側部
136‧‧‧第二側部
144‧‧‧後側
152‧‧‧傳送板
160‧‧‧工作表面
168‧‧‧推桿

Claims (17)

  1. 一種用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，該服務性手推車包含：上表面；第一側部，其中該第一側部係垂直定向且垂直於該上表面，其中該第一側部包含：第一支架與第二支架，其中該第一支架與該第二支架係分隔開，以維持該傳送板的個別的上部，其中該第一支架與該第二支架之各者在垂直於該第一側部所界定的平面之方向上自該第一側部往外延伸，且其中該第一支架與該第二支架各包括個別的一溝槽，其至少部分環繞該第一支架與該第二支架、且位於該第一側部及該第一支架與該第二支架之個別末端之間，以及第一緩衝器與第二緩衝器，其中該第一緩衝器與該第二緩衝器係設置於該第一側部上且在該第一支架與該第二支架下方；以及第二側部，包括一抽屜與一開口中之至少一者，以提供通往該服務性手推車之內部的進出，其中該第二側部係垂直定向且垂直於該上表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該服務性手推車之內部包括針對該基板處理系統的載具環的存放器。
  3. 如申請專利範圍第2項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中針對該載具環的該存放器包括至少一對凸部，設置以通過位於該服務性手推車之第二側部的該開口而接收該載具環。
  4. 如申請專利範圍第3項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該至少一對凸部包括襯墊，設置以接觸該載具環。
  5. 如申請專利範圍第3項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中針對該載具環的該存放器包括一阻擋部，設置以將該載具環維持在該至少一對凸部上。
  6. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該抽屜配置以存放與保養一濕式清潔最佳化(WCO)沉積基板處理系統相關的工具。
  7. 如申請專利範圍第6項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該抽屜包括具有對應至該工具的個別形狀的切除部分。
  8. 如申請專利範圍第7項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該切除部分包括對應至該基板處理系統之最小接觸面積(MCA)特徵的切除部分。
  9. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該開口配置以接收一前開式晶圓傳送盒(FOUP)。
  10. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該第二側部包括：該抽屜；針對載具環的存放器，設置在位於該抽屜之下方的開口中；以及針對前開式晶圓傳送盒的存放器，在位於該針對載具環的存放器之下方的開口中。
  11. 如申請專利範圍第10項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該第二側部包括一門，設置以選擇性地關閉在該第二側部中的該開口。
  12. 如申請專利範圍第11項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中：該第二側部包括一合葉式止動鎖，設置成相鄰於該抽屜的第一側部；該合葉式止動鎖向該抽屜下方延伸至該開口之上部；該合葉式止動鎖具有一開啟位置與一關閉位置；當該合葉式止動鎖在該開啟位置且該門關閉時，該合葉式止動鎖未阻止該抽屜被開啟；並且當該合葉式止動鎖在該關閉位置且該門關閉時，該門捉住延伸至該開口之上部的該合葉式止動鎖，且該合葉式止動鎖阻止該抽屜被開啟。
  13. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該第一支架與該第二支架之各者包含一孔與一緊固件，該緊固件插入該孔以將該第一支架與該第二支架之對應者連接至該服務性手推車之該第一側部。
  14. 如申請專利範圍第13項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該第一支架與該第二支架之各者包含一蓋部，其設置於該孔上。
  15. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該第一支架與該第二支架包含塑膠、聚乳酸(PLA)、高密度聚乙烯(HDPE)、與鐵氟龍其中至少一者。
  16. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該第一緩衝器與該第二緩衝器之各者為圓錐狀。
  17. 如申請專利範圍第1項之用以存放基板處理系統的傳送板的服務性手推車，其中該第一緩衝器與該第二緩衝器之各者包含橡膠。
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