TWI758391B - 用於晶圓旋轉而增進空間ald製程均勻性的裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

在製程期間用於旋轉晶圓的裝置及方法包括具有連接於軸件的支撐夾具之晶圓旋轉組件及具有帶有開口通過其中的機械葉片之晶圓移送組件，開口尺寸為容許支撐夾具的支撐表面通過開口。第一致動器連接於晶圓旋轉組件以繞著軸件的軸旋轉支撐夾具組件。第二致動器連接於晶圓旋轉組件以沿著軸件的軸將支撐夾具組件移動一行程距離。包括晶圓旋轉組件與帶有開口的機械葉片之處理套組可用於改裝現有的主機製程腔室。

Description

用於晶圓旋轉而增進空間ALD製程均勻性的裝置及方法
本發明大體上關於增進製程均勻性的方法與裝置。尤其，本發明關於旋轉晶圓以增進空間原子層沉積製程均勻性的方法及裝置。
由於各種因素，主機製程腔室中的製程均勻性會是不佳的。在整個製程中旋轉晶圓可助於增進晶圓內部均勻性。小旋轉量及/或少量旋轉可增進均勻性。在製程期間旋轉晶圓會是耗時的並使用額外的製程硬體或空間。例如，晶圓可移動至製程工具的專用區，在此晶圓可被旋轉。從產量觀點而言，此是無效率的且使用批次製程工具或群集工具的額外樓板空間。
因此，在本領域中需要在主機製程腔室中的製程期間旋轉晶圓以增加晶圓內均勻性的方法及裝置。
本發明的一或多個具體例關於包含外殼、晶圓移送組件與晶圓旋轉組件的裝置。外殼具有底部與側壁。側壁包括延伸經過側壁的至少一開口。底部包括機器人配接器板以連接晶圓移送組件。晶圓移送組件包括機器人樞紐、耦接於機器人樞紐的主要機器人聯接與耦接於主要機器人聯接的機械葉片。機械葉片具有帶有遠端的長度與經過機械葉片的開口。晶圓旋轉組件包含支撐夾具組件，支撐夾具組件包含連接於軸件的支撐夾具。支撐夾具具有支撐表面且尺寸為能通過機械葉片中的開口。第一致動器將支撐夾具組件繞著軸件的軸旋轉。第二致動器將支撐夾具組件沿著軸件的軸移動。
本發明的額外具體例關於包含晶圓旋轉組件、機器人配接器板與至少一機械葉片的處理套組。晶圓旋轉組件包含支撐夾具組件，支撐夾具組件包括連接於軸件的支撐夾具。支撐夾具具有支撐表面、第一致動器以將支撐夾具組件繞著軸件的軸旋轉、及第二致動器以將支撐夾具組件沿著軸件的軸移動一行程距離。機器人配接器板設置為連接於群集工具的移送站。機器人配接器板具有至少一晶圓旋轉開口以容許軸件與支撐夾具組件的支撐夾具通過此開口。機械葉片設置為連接於機械葉片的近端處的晶圓移送組件的機械葉片樞紐。機械葉片具有遠端與鄰近於遠端的開口。此開口尺寸為容許晶圓旋轉組件的支撐夾具的支撐表面通過此開口。
本發明的進一步具體例關於包含將機械葉片移動經過移送站的側壁中的狹縫閥並進入連接於移送站的製程腔室的方法。機械葉片從製程腔室移動經過側壁中的狹縫閥進入移送站，機械葉片支撐從製程腔室移除的晶圓。晶圓旋轉組件的支撐夾具移動經過機械葉片中的開口以將晶圓從機械葉片移動一距離。支撐夾具與支撐夾具上的晶圓被旋轉一預定量。晶圓旋轉組件的支撐夾具移動經過機械葉片中的開口以移動背靠在機械葉片的晶圓，使得機械葉片上的晶圓的定位已改變。
在描述本發明的數個範例具體例之前，應理解到本發明並不侷限於接下來說明書所說明的架構或製程步驟的細節。本發明可為其他具體例且可以各種方式實行或執行。
本文使用的「基板」指稱任何基板或形成在基板上的材料表面，在其上於製造製程期間執行膜處理。例如，在其上可執行處理的基板表面包括以下材料，諸如矽、氧化矽、應變矽、絕緣體上矽(SOI)、碳摻雜氧化矽、氮化矽、摻雜矽、鍺、砷化鎵、玻璃、藍寶石、及任何其他材料，諸如金屬、金屬氮化物、金屬合金、與其他導電材料，取決於應用。基板包括(無限制)半導體晶圓。基板可暴露於預處理製程以研磨、蝕刻、還原、氧化、羥基化、退火及/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身表面上的膜處理，在本發明中，揭示的任何膜處理步驟也可執行在形成於基板上的下層之上，如之後更詳細揭示的，且用語「基板表面」意於包括如內文所指示的此下層。因此例如，在膜/層或部分膜/層已經沉積在基板表面之上，新沉積的膜/層的暴露表面成為基板表面。
圖1描繪群集工具100的一具體例的示意圖，群集工具100可設置為單個、兩個、或多個葉片機器人以在腔室或製程腔室之間移送基板。儘管描述了群集工具的典型具體例的組態與操作，熟習技藝者將認知到其他組態與操作可利用於本發明的具體例。
圖1顯示的群集工具100包括四個製程腔室101、移送腔室112、預清洗腔室114、緩衝腔室116、基板定位/除氣腔室118、冷卻腔室102、測量腔室123及一對裝載閘腔室120與122。各製程腔室101可設置以提供半導體基板製程的不同階段或相位。緩衝腔室116定位在中央且流體連通於移送腔室112、複數個裝載閘腔室120與122、測量腔室123、基板定位/除氣腔室118、預清洗腔室114、及冷卻腔室102之間。移送腔室112流體連通於複數個製程腔室101、預清洗腔室114、及冷卻腔室102。
緩衝腔室116含有第一機器人移送組件124以在圍繞緩衝腔室116的腔室之中實行基板移送。基板(晶圓128)在被第一機器人移送組件124移送之前及之後通常容納在匣126中。一個匣126安裝在裝載閘腔室120或122的每一個之內。第一晶圓移送組件124將基板(晶圓128)，一次一個，從匣126直接移送至腔室118、102、120、122、123、或114的任一個。作為範例機器人移動，在群集工具中的製程期間，基板首先放置在基板定位/除氣腔室118中，然後移動至預清洗腔室114。冷卻腔室102通常不被使用，直到基板在製程腔室101內處理之後。基板(晶圓128)在製程腔室101中的處理之前或之後可被插入測量腔室123，以量測或檢查基板的電子或物理特性。單獨基板(晶圓128)在基板移送葉片130上被搬運，基板移送葉片130位於第一晶圓移送組件124的遠端處。
晶圓移送組件132在不同的製程腔室101之間移送一個或一對基板。圖1中的晶圓移送組件132的具體例類似於第一機器人移送組件124；然而，本領域的熟習技藝者會理解到可使用不同機器人移送組件。晶圓移送組件132可相對於移送腔室112及/或預清洗腔室114放下或拾起基板。或者，晶圓移送組件132可相對於腔室112及/或114放下或拾起基板。
控制器136控制晶圓移送組件124、132兩者的移送操作及/或群集工具100的操作。控制器136可為單個控制器或多於一個的控制器。控制器136控制製程、檢測、基板移送、及藉由群集工具100執行的其他處理。控制器136含有處理器138(CPU)、儲存控制程序的記憶體140、及支持電路142，諸如電源供應器、時鐘電路、快取、及類似物。控制器136也可包括輸入/輸出(I/O)周邊144，諸如鍵盤、滑鼠、及顯示器。在一具體例中，控制器136是通用電腦，其被程式化以執行基板製程操作及基板的機器人移送的序列與排程。料想如軟體程序的本文所述的某些製程步驟可被硬體(例如，如電路)所實施，其配合以執行各種製程步驟。藉由控制器136執行的製程也可實施為特殊應用積體電路(ASIC)或分離的電路部件。
製程腔室101的結構與操作可設置用於將在一或多個製程腔室內執行的製程。例如，製程腔室可執行物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、蝕刻、或清洗電鍍、或其他沉積製程。
圖2顯示如圖1所示的晶圓移送組件132的一具體例的頂視圖。定位在移送腔室112中的晶圓移送組件132可為(或可不為)結構上與功能上相同於容納在緩衝腔室116中的第一晶圓移送組件124。圖2所示的晶圓移送組件132包含機器人樞紐202、軸252、具有第一端270與第二端272的主要機器人聯接208，第一端270與第二端272繞著機器人樞紐202遠端地定位、第一延伸樞紐230、第一延伸軸231、第二延伸樞紐232、第二延伸軸233、第一延伸臂212、第二延伸臂214、第一機械葉片218、第二機械葉片219、第一機械葉片樞紐240及第二機械葉片樞紐242。晶圓移送組件132也可包括一或多個滑輪、皮帶、致動器及/或配線以能夠移動機器人部件。
用語「機械葉片」意於描述任何端效器、機械葉片、或設置以固持基板或複數基板的類似結構。各機械葉片218、219可設置為並排組態、或其中一個在另一個之上的組態，以提供用於複數個基板的依序插入進入一或多個製程腔室，或以提供用於複數個基板同時插入進入複數個製程腔室。
軸252依附於機器人樞紐202(例如藉由緊固件、鉚接、黏附、焊接、鍵接、或類似物)，使得致動器(未示出)提供主要機器人聯接208繞著機器人樞紐202的軸250(其從頁面的x-y平面延伸出來)的可控制旋轉(在實質上水平的平面內)，如箭頭A1所指示的。
樞紐馬達M1(以及延伸馬達M2與M3)較佳地為步進馬達或機電馬達，但可使用可透過指定增加的角度而致動的任何裝置。於樞紐馬達M1旋轉主要機器人聯接208的增加的角度取決於佈置與繞著晶圓移送組件132的群集工具中的單元的角度。
當樞紐馬達(未示出)旋轉主要機器人聯接208，使主要機器人聯接208對齊腔室101，延伸臂212、214的一者，及其相關的機械葉片218、219相對於製程腔室101的一個同時地以一指定角度位移。例如，樞紐馬達可設置以遞增地旋轉晶圓移送組件132的主要機器人聯接208(及分別的延伸臂212、214加上分別的機械葉片218、219)至圖2所示相對於單個製程腔室101的第一對齊位置。在第一對齊位置中，第一延伸臂212與第一機械葉片218被延伸以將第一機械葉片218插入製程腔室101。在第二對齊位置中(未繪出)，第二延伸臂214與第二機械葉片219被延伸，使第二機械葉片219被插入製程腔室中。機器人樞紐202可為極性機器人通常被固定地安裝的類型，然而任何類型的可旋轉地指示主要機器人聯接208的合適機器人樞紐是在本發明的範疇內。
第一延伸臂212與第二延伸臂214在相對的側端或遠端處附接於主要機器人聯接208。在此繪示的具體例中，第一延伸軸231藉由螺釘、鍵接、黏附、焊接或其他此類緊固件而不可旋轉地固定於主要機器人聯接208。第一延伸樞紐230在主要機器人聯接208的第一端270處固定地安裝於第一延伸臂212。第一延伸樞紐230的旋轉造成第一延伸臂相對於主要機器人聯接208在實質上水平的平面內的旋轉。第一樞紐滑輪(未示出)可藉由軸承繞著軸252而安裝，使得第一延伸馬達藉由片斷驅動或其他已知系統而旋轉地驅動第一樞紐滑輪。第一樞紐滑輪上的皮帶可在第一樞紐滑輪與第一延伸滑輪(未示出)之間延伸並傳遞旋轉原動力。第一延伸滑輪可相對於第一延伸樞紐230固定地安裝以在之間傳遞旋轉。
第二延伸樞紐232與第二延伸軸233同軸且在主要機器人聯接208的第二端272處固定地安裝於第二延伸臂214。第二延伸樞紐232的旋轉因而造成第二延伸臂214相對於主要機器人聯接208在實質上水平的平面內的旋轉。第二樞紐滑輪(未示出)可藉由軸承繞著軸252同心地可旋轉地安裝，使得一馬達(未示出)可旋轉地驅動第二樞紐滑輪。第二樞紐滑輪上的皮帶可在第二樞紐滑輪與第二延伸滑輪(未示出)之間延伸並傳遞旋轉原動力。第二延伸滑輪可相對於第二延伸樞紐固定地安裝以在之間傳遞旋轉。
參照圖2所述的組態允許第一延伸臂212旋轉，如箭頭A2所指示在各種不同角度位置之間繞著主要機器人聯接208的第一端270。類似地，第二延伸臂214可旋轉，如箭頭A3所指示在各種不同角度位置之間繞著主要機器人聯接208的第二端272。主要機器人聯接的第二端272位在從第一端270的機器人樞紐202的相對側邊上。
第一機械葉片218可固定地安裝於第一機械葉片樞紐240。第一機械葉片樞紐240安裝為能夠在從第一延伸樞紐230的第一延伸臂212的遠端處在水平平面中旋轉，如箭頭A4所指示。第二機械葉片219固定地安裝於第二機械葉片樞紐242。第二機械葉片樞紐242安裝為能夠在從第二延伸樞紐232的第二延伸臂214的遠端處在水平平面中旋轉，如箭頭A5所指示。
本發明的一或多個具體例關於可改裝的外部晶圓旋轉組件，其可被改裝於現存主機，而帶有最小改變。外部晶圓旋轉組件可旋轉晶圓± 180º或為完整的圓圈或圓圈的增量。此組件可在升高的溫度(例如，高達約600 ºC)處理晶圓。
多於一個的旋轉組件可被添加至單個製程腔室或移送站。在某些具體例中，移送站具有兩個旋轉組件。
晶圓移送機器人可被修改或取代以容許旋轉組件操作而不干擾晶圓移動。在某些具體例中，機械葉片被修改以包括開口，開口會容許晶圓旋轉組件支撐夾具通過此開口。此容許旋轉組件以將晶圓從機械葉片提起，旋轉晶圓並將晶圓降回機械葉片。
晶圓旋轉組件上的支撐夾具組件可為單一支撐柱，其具有在晶圓的固定區域上方的一接觸點，或可具有多個支撐柱。支撐柱可由可支撐並旋轉晶圓而不造成在支撐夾具支撐柱上的晶圓的損傷或滑動的任何合適材料所製成。例如，支撐柱可為氧化鋁或某些其他介電材料。支撐夾具組件的旋轉速度可取決於晶圓接觸表面的摩擦而改變。具有帶有較低摩擦係數的接觸表面的支撐柱可相較於帶有較高摩擦係數的支撐柱以較慢速率旋轉。在某些具體例中，支撐柱是可提供接地路徑的導電材料，以最小化晶圓上的電荷積累。
旋轉組件可將支撐夾具支撐柱移動一垂直距離；也被稱為行程。支撐柱的行程可在約0.5吋至約12吋的範圍中。在某些具體例中，行程高達約8吋、7吋或6吋。某些具體例的旋轉組件安裝於主機或群集工具的中央移送站中的機器人配接器板的下側。機器人配接器板可為未修改的或以不同的配接器板而取代。
在使用中，位於移送站中的機械葉片可到達進入批次製程腔室並將晶圓取出。在移送站中，旋轉組件可被提升以使得旋轉組件的支撐夾具通過機械葉片中的孔洞以將晶圓從機械葉片提起。旋轉組件可旋轉晶圓一固定量(例如，180º)並將晶圓降回機械葉片。機械葉片可接著延伸往回進入批次製程腔室並將晶圓放回用於進一步處理。
參照圖3，本發明的一或多個具體例關於用於如圖1所繪示的主機製程工具(也稱為群集工具)的移送腔室312。移送腔室312被繪示包括具有底部315與側壁314的外殼313。繪示在圖3中的外殼313具有四個側邊，其被佈置為方形組態。此僅為一種可能組態的例示且不應做為限制本發明的範疇。在某些具體例中，有著少於或多於四個側邊。側壁314提供外部邊界於移送腔室312且可包括部件以將一或多個製程腔室連接至移送腔室312。
外殼313被顯示具有在頂上的一開口，此開口可被一頂板(未示出)所關閉或可為連接於側壁314的固態部件。頂板可提供用於保養目的之至外殼313的內部的簡易進出口。
外殼313的側壁314包括至少一開口316，其延伸經過側壁314。至少一開口316可設置為狹縫閥或可被開啟或關閉之類似部件以將外殼313的內部與相鄰部件分開。例如，製程腔室101可連接至側壁314(如圖2所示)並設置為當狹縫閥開啟時使得晶圓可在外殼313的內部與製程腔室101之間通過。
外殼313的底部315可為單一部件或多個部件。在某些具體例中，外殼313的底部315包括機器人配接器板317，其可連接於底部315以密封外殼313的內部。機器人配接器板317可實質上永久地附接於底部315(即，藉由焊接在一起)或可為可移除地附接於底部315(即，藉由螺栓固定在一起)。
圖4顯示根據本發明的一或多個具體例的機器人配接器板317的一具體例。機器人配接器板317是一種可能組態的例示且不應做為限制本發明的範疇。機器人配接器板317具有頂表面391與底表面392。此繪示具體例中的底表面392包括連接板393，其從底表面392延伸一距離。連接板393可為附接於機器人配接器板317的底表面392的分離部件或可與機器人配接器板317整合地形成。連接板393可具有連接器(例如，螺釘、螺帽、夾鉗)以容許其他部件附接於機器人配接器板317。連接板393的形狀與尺寸可變化，取決於例如外殼313的形狀與外殼313的側壁314中的開口316的數目。連接板393從底表面392延伸的距離可在範圍為約0.05吋至約5吋(約 1.25 mm至約125 mm)、或範圍為約0.1吋至約4吋(約2.5 mm至約100 mm)、或範圍為約0.25吋至約3吋(約6 mm至約75 mm)、或範圍為約0.375吋至約2吋(約9.5 mm至約50 mm)、或範圍為約0.5吋至約1.5吋(約13 mm至約30 mm)。
機器人配接器板317具有至少一晶圓旋轉開口395。在某些具體例中，晶圓旋轉開口395定位在連接板393之上。繪示的具體例具有四個晶圓旋轉開口395，每個開口在連接板393的一部分中。晶圓旋轉開口395容許晶圓旋轉組件定位在相對於晶圓移送組件132的底部315的一側之上，及容許晶圓旋轉組件的軸件與支撐夾具移動經過晶圓旋轉開口395。若不需要時，晶圓旋轉開口395可被密封。在某些具體例中，底部315或機器人配接器板317(及/或連接板393)設置以具有晶圓旋轉開口395，其鄰近於外殼313的側壁314中的各開口316。
在某些具體例中，外殼313的底部315具有至少一晶圓旋轉開口395以容許晶圓旋轉組件400定位在相對於晶圓移送組件132的底部315的一側之上，及容許晶圓旋轉組件400的軸件412與支撐夾具414移動經過開口。在某些具體例中，機器人配接器板317具有開口318，經過開口318，真空源或機器人組件可定位在外殼313的內部中。在某些具體例中，外殼313的底部315或機器人配接器板317具有兩個、三個、四個、五個或六個晶圓旋轉開口395。
在某些具體例中，機器人配接器板317被包括在處理套組中以改裝現存移送腔室。機器人配接器板317可用於取代現存移送腔室的底部，使得晶圓旋轉組件可添加至現存群集工具。
為了說明目的，圖3所示的移送腔室312不包括晶圓移送組件(也稱為機器人組件)。晶圓移送組件132可定位在機器人配接器板317中的開口318中或外殼的底部315中，如圖5所示。參照圖2與5，晶圓移送組件132包括機器人樞紐202，帶有主要機器人聯接208耦接於機器人樞紐202。一或多個機械葉片218、219耦接於主要機器人聯接208。機械葉片218具有帶有近端328與遠端319的長度。機械葉片218可透過熟習技藝者所知的任何合適耦接部件而耦接於主要機器人聯接208。在某些具體例中，機械葉片218透過延伸臂212而耦接於主要機器人聯接208。機械葉片218可在機械葉片樞紐240處連接於延伸臂212，及延伸臂212可在延伸樞紐230處連接於主要機器人聯接208。在某些具體例中，晶圓移送組件132進一步包含耦接於主要機器人聯接208的第二機械葉片219。第二機械葉片219具有近端與遠端。
一或多個機械葉片218具有延伸經過機械葉片的主體的開口360。開口360定位鄰近或接近遠端329且可為任何適合形狀與尺寸。如圖6A所繪示，機械葉片218中的開口360可置中於離機械葉片218的遠端329一距離DE 。在某些具體例中，機械葉片218中的開口360置中於離機械葉片218的遠端329一距離DE ，距離DE 的量約等於將藉由機械葉片218而移送的晶圓的半徑。例如，若將藉由機械葉片218而移送的晶圓的直徑是300 mm，開口360的中心可位於離機械葉片218的遠端329約150 mm。在某些具體例中，開口360的中心是在將被移送的晶圓的半徑的約80%至約120%之內、或約85%至約115%之內、或約90%至約110%之內或約95%至約105%之內、或約98%至約102%之內、或約99%至約101%之內。在300 mm晶圓將被移送的具體例中，開口360的中心是在機械葉片218的遠端329的約120 mm至180 mm之內、或約135 mm至165 mm之內、或約140 mm至160 mm之內、或約145 mm至155 mm之內、或約148 mm至152 mm之內。開口的直徑Do 及半徑Ro 也被繪示在圖式中。在某些具體例中，如圖6B所示，開口360延伸至機械葉片218的遠端329，使得狹槽形成。至狹槽開口的末端的距離Ds 是足以容許支撐夾具414延伸經過開口且置中於將藉由機械葉片218支撐的晶圓之上。例如，若將被支撐的晶圓是300 mm晶圓且晶圓的邊緣是與機械葉片的遠端329的邊緣齊平，至狹槽開口的末端的距離Ds 會是至少150 mm(晶圓的中心)加上支撐夾具的半徑(或尺寸的一半)。
在某些具體例中，當相對於晶圓的質心支撐晶圓時，開口360的位置是基於機械葉片218上的位置。例如，若在移動期間，晶圓延伸超過機械葉片218的遠端329，開口360的中心會是基於晶圓的質心。若機械葉片上的晶圓的質心位於機械葉片的遠端329的130 mm(僅為實例)，那麼開口360的中心會在130 mm(質心的位置)的約80%至約120%內、或約85%至約115%內、或約90%至約110%內或約95%至約105%內、或約98%至約102%內、或約99%至約101%內。
一或多個晶圓旋轉組件400可連接於外殼313的底部315或機器人配接器板317。圖3中繪示的具體例顯示兩個晶圓旋轉組件400連接於移送腔室312的外殼313。然而，本領域的熟習技藝者將理解到可以有多於或少於兩個晶圓旋轉組件400連接於移送腔室312。
圖7與8繪示晶圓旋轉組件400的某些具體例。繪示的範例具體例不應當作限制本發明的範疇，由於熟習技藝者將理解到其他佈置。晶圓旋轉組件400包括支撐夾具組件410。支撐夾具組件410包含連接於軸件412的支撐夾具414。支撐夾具414具有支撐表面415且尺寸為可通過機械葉片218中的開口360。支撐夾具組件410在正交於支撐表面415的方向上可移動，使得支撐表面415可移動經過開口360。
某些具體例的晶圓旋轉組件400包括帶有凸緣422的支撐外殼420。凸緣422可用於將支撐外殼420連接於機器人配接器板317的下側或外殼313的底部315。支撐外殼420可藉由任何合適連接方法，包括實質上永久連接(例如，焊接)或可移除的連接(例如，螺釘)，而被連接。在繪示的具體例中，兩個螺釘423被顯示通過凸緣422。當連接於機器人配接器板317或底部315時，支撐外殼420助於密封在機器人配接器板317中的開口395，使得可在外殼313內保持真空。一或多個O形環(未示出)可定位在支撐外殼420與機器人配接器板317或外殼313的底部315之間以助於形成氣閉密封。
支撐夾具414具有支撐表面415，其尺寸可支撐晶圓用於旋轉。支撐表面415的尺寸可變化，取決於例如被處理的晶圓的尺寸；較大的晶圓相較於較小的晶圓可使用較大的支撐表面面積。
在某些具體例中，支撐表面415提供一接觸點於晶圓的固定區域的上方。例如，圖8中繪示的具體例具有圓形支撐夾具414，帶有實質上平坦支撐表面415。當以此方式使用，用語「實質上平坦」意指當晶圓放置在支撐表面上時，大於或等於約90%、95%、98%或99%的支撐表面415的表面面積接觸晶圓。
在某些具體例中，支撐表面415具有凹面形狀(如圖8A所示)。凹面形狀的支撐表面415會在支撐夾具414的周圍邊緣418處接觸晶圓128，支撐表面415的中央區419不接觸晶圓128。凹面形狀可提供晶圓足夠的支撐，同時最小化接觸面積與潛在損害於晶圓。
在某些具體例中，如圖7所繪示，支撐夾具414具有設置以接觸晶圓的複數個支撐柱416。使用帶有多個支撐柱416的支撐夾具414可支撐晶圓較大的面積，同時最小化接觸晶圓。支撐柱416設置以實質上同時地接觸晶圓。當以此方式使用，用語「實質上同時地」意指支撐柱416的高度是在支撐柱的平均高度的±0.5 mm內、±0.4 mm內、±0.3 mm內、±0.2 mm內、±0.1 mm內、或±0.05 mm內。
支撐夾具414的支撐表面415適於提供足夠摩擦以容許晶圓旋轉而不造成支撐夾具上的晶圓的損害或滑動。在某些具體例中，支撐夾具414的旋轉使晶圓旋轉在±0.5º內的相同量。支撐表面415可為支撐夾具414的頂上的層或可為整個支撐夾具414。在有著多個支撐柱416的具體例中(如圖7)，提供支撐表面415的支撐柱416的頂部可與支撐柱416為不同的材料。某些具體例的支撐表面415包含可在高達約600 ºC的溫度處理晶圓的材料。在某些具體例中，支撐表面415包含可在大於300 ºC、400 ºC、500 ºC或600 ºC的溫度處理晶圓的材料。
第一致動器430連接於支撐夾具組件410以將支撐夾具組件繞著軸件412的中央軸417旋轉。軸417延伸經過軸件的長度且實質上正交於支撐夾具414的支撐表面415。第一致動器430可為任何合適致動器或馬達，其可造成繞著軸的軸件的旋轉且可以熟習技藝者所知的任何方式連接於支撐夾具組件410。合適致動器的實例包括但不限於步進式馬達、伺服馬達及氣壓缸。在某些具體例中，第一致動器430設置以5º、10º、22.5º、45º、67.5º、90º、120º、150º、180º或更大的增量旋轉支撐夾具組件410。
第二致動器440可沿著軸件412的軸417移動支撐夾具組件410。在圖8繪示的具體例中，沿著軸417的移動會是沿著圖表的z軸的移動。第二致動器440也可稱為z軸致動器或抬升馬達。圖7與8中的第二致動器440透過連接於軸件支撐444的線性致動器442而連接於支撐夾具組件410。軸件支撐444可使用任何合適移動部件沿著線性致動器442移動。在圖7中繪示的具體例中，螺旋軸445被第二致動器440所轉動。螺旋軸445接觸軸件支撐444，使得螺旋軸445的移動致使軸件支撐444沿著軸件的軸417移動。
硬止部(hard stop)447可停止軸件支撐444的移動。在圖7的具體例中，硬止部447是連接於線性致動器442或支撐外殼420的部件。軸件支撐444或第一致動器430可接觸硬止部447以避免支撐夾具組件410的進一步移動。在圖8的具體例中，軸件支撐444可接觸硬止部447或硬止部448以避免沿著此軸的任一方向沿著z軸的進一步移動。
沿著z軸的移動的總量被稱為行程距離。在圖8中，行程距離是硬止部447與硬止部448之間的距離減去軸件支撐444的厚度。在某些具體例中，行程距離大於或等於約0.5吋(約12 mm)、約1吋(約25 mm)、約2吋(約50 mm)、約3吋(約75 mm)、約4吋(約100 mm)、約5吋(約125 mm)或約6吋(約150 mm)。在某些具體例中，行程距離在約0.5吋至約6吋的範圍中。
為了保持氣閉密封，軸件412可封閉在密封環境中。繪示的具體例具有在軸件支撐444與凸緣422之間的波紋管450。軸件支撐444的移動使波紋管450產生延伸與收縮，同時保持氣閉密封環境。
圖9顯示帶有支撐夾具414與軸件412的機械葉片218的部分視圖。繪示的機械葉片218具有在遠端329處的指狀物429。指狀物429在不與機械葉片218的頂表面428共平面的方向上延伸。指狀物429在機械葉片218的頂表面428的方向上以一角度延伸，使得指狀物429為對於定位在機械葉片218的頂表面428上的晶圓的遠端移動的阻礙物。在繪示的具體例中，藉由機械葉片218移動的晶圓會停放在頂表面428之上。晶圓的邊緣將被指狀物429所支撐以在移動期間避免晶圓在機械葉片218上遠端地滑動。
繪示的支撐夾具414具有小於機械葉片218中的開口360的直徑。此容許支撐夾具414移動經過開口360，使得支撐表面415可接觸定位在機械葉片的頂表面428上的晶圓。在某些具體例中，支撐夾具414具有小於開口360一數量的直徑，此數量大於或等於約0.05 mm、0.1 mm、0.15 mm、0.2 mm或0.25 mm。在某些具體例中，支撐夾具414具有小於開口360一數量的直徑，此數量小於或等於約10 mm、8 mm、6 mm、4 mm或2 mm。在某些具體例中，開口360具有大於支撐夾具414的直徑一數量的直徑，此數量在範圍為約0.05 mm至約10 mm中、或在範圍為約0.1 mm至約8 mm中、或在範圍為約0.15 mm至約4 mm中、或在範圍為約0.2 mm至約2 mm中。當以此方式使用，支撐夾具414的直徑是在周圍邊緣418上的一點距離軸件412的軸417的最大距離。
儘管在圖式中繪示圓形開口360，本領域的熟習技藝者會認知到開口360的形狀可為任何合適形狀且支撐夾具414的形狀可為能恰當經過機械葉片218中的開口360的任何合適形狀。在某些具體例中，開口360是橢圓形、三角形、方形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、九邊形或十邊形的一或多者。在某些具體例中，支撐夾具414的形狀互補於開口360的形狀。例如，圖7中繪示的支撐夾具414可互補於圓形或三角形的開口360。
本發明的某些具體例提供處理套組用於將移送腔室或其他腔室安裝晶圓旋轉組件400與互補機械葉片。在某些具體例中，處理套組包括至少一晶圓旋轉組件400、機器人配接器板317及至少一機械葉片218。移送腔室的底部可被移除並以機器人配接器板317取代。晶圓旋轉組件400可連接於機器人配接器板317，使得支撐夾具組件突出經過機器人配接器板317中的開口395。移送腔室中的現存機器人可被改裝將現存機械葉片以包括開口260的新機械葉片218取代。機械葉片218設置為在機械葉片218的近端328處連接於機械葉片樞紐。某些具體例的處理套組包括揭示的晶圓旋轉組件400的具體例的一或多者、揭示的機械葉片218的具體例的一或多者及揭示的機器人配接器板317的具體例的一或多者。在某些具體例中，套組包括揭示的晶圓旋轉組件400的具體例的一或多者及揭示的機械葉片218的一或多者。套組可包括機器人配接器板317或可使用於移送腔室，其具有在底部中的開口395以足以容許晶圓旋轉組件400以操作。
參照圖10A到10H，本發明的一或多個具體例關於處理晶圓128的方法。方法被繪示為移送腔室312的一部分的剖面視圖。繪示的部分包括移送腔室312的底部315中的開口395與移送腔室312的側壁中的開口316(例如，狹縫閥)。晶圓旋轉組件400在圖式的視野之外，僅繪示支撐夾具組件410(軸件412與支撐夾具414)。
在圖10A中，帶有開口360的機械葉片218移動經過移送腔室312的側壁中的開口316。機械葉片218的移動可涉及機械葉片樞紐240與延伸臂212的移動。連接於軸件412的支撐夾具414在下降的位置中，使得支撐表面415暴露。機械葉片218的移動發生在方向551上，方向551指示為將晶圓128從製程腔室移除至開口360的另一側上。在方向551上的移動之前，熟習技藝者將理解到，機械葉片218在相對於551的方向上移動進入鄰近製程腔室，其中晶圓128定位在機械葉片218上，使得當機械葉片218在方向551上移動時，晶圓128被機械葉片218所支撐。
一旦完成方向551上的移動，部件為如圖10B所繪示的位置。在此，軸件412與支撐夾具414對齊機械葉片218中的開口360。參考層510顯示在晶圓128上用於可見與說明目的，且不應當作限制本發明的範疇。
在圖10C中，軸件412與支撐夾具414在方向552上移動，使得支撐夾具414的支撐表面415接觸晶圓128的底表面511。方向552上的移動發生於第一速度，使得當支撐夾具414不與晶圓128接觸時相較於與晶圓128接觸時可被較快地移動。第一速度可為定速或可為變動的，使得當支撐表面415接近晶圓128時移動變慢。
在圖10D中，在支撐表面415接觸晶圓128的底表面511之後，支撐夾具414在方向553上移動以將晶圓128移動離開機械葉片218的頂表面428。方向553的速度(第二速度)可相同於方向552的第一速度。在某些具體例中，方向553的速度比方向552的速度慢。第一速度與第二速度可為無縫地相同，使得在圖10C與10D之間的整體速度沒有改變。
方向553上的移動使得晶圓218的底表面511與機械葉片218的頂表面428分開一距離DR 。某些具體例的距離DR 是在範圍為約0.1 mm至約50 mm中、或在範圍為約0.5 mm至約25 mm中、或在範圍為約1 mm至約20 mm中。在某些具體例中，距離DR 足以確保晶圓128在晶圓128的旋轉期間不接觸機械葉片218的頂表面428。此可發生在若升高的晶圓與機械葉片218的頂表面428是不平行的。當機械葉片218的頂表面428與晶圓128的底表面511是不平行時，較大的距離DR 可容許旋轉而不損害晶圓128。在某些具體例中，晶圓128與機械葉片128的不平行的量為小於或等於約1º、0.9º、0.8º、0.7º、0.6º、0.5º、0.4º、0.3º、0.2º或0.1º或0.08º。
在圖10E中，在晶圓128已被升高之後，停止在方向553上的支撐夾具414的移動。軸件412在方向554上以預定量旋轉。旋轉量的非限制實例包括45º、90º、120º或180º。在繪示的具體例中，軸件412在方向554上旋轉180º，使得支撐夾具414與晶圓128旋轉相同的量。在繪示的具體例中，參考層510從最接近開口316的晶圓128的一側移動至最遠離開口316的晶圓的一側。換言之，軸件412的旋轉使得機械葉片218上的晶圓128的定位被改變大致上等於旋轉量的一數量。
在圖10F中，軸件412與支撐夾具414在方向555上以第三速度移動，以容許晶圓128的底表面511接觸機械葉片218的頂表面428，使晶圓128擱放在機械葉片218之上。
在圖10G中，軸件412與支撐夾具414在方向556上以第四速度移動，以將支撐表面415移動至機械葉片218下方的位置。此容許機械葉片218被移動而不接觸或損害支撐夾具414或軸件412。支撐夾具414與軸件412在方向556上移動的距離可變動，取決於例如機器人部件與軸件412的長度。第四速度可相同或不同於第三速度。在某些具體例中，第四速度大於第三速度，使得在晶圓128定位在機械葉片218上之後，相較於支撐晶圓128時，支撐夾具414可較不精細地移動。
在圖10H中，機械葉片218在方向557上移動以將晶圓128透過開口316返回鄰近製程腔室。在支撐夾具414上180º的轉向，晶圓128不在製程腔室中的相對定位中。轉動進入與離開製程腔室的次數可改變，取決於實施的製程。在某些具體例中，晶圓在製程之間被旋轉足夠次數的時間以完成完整圓圈的整數數值減一。
在某些具體例中，製程腔室、群集工具或處理套組包括控制器，其可連接於晶圓移送組件與晶圓旋轉組件。控制器具有選自下列的一或多個組態：第一組態以將機械葉片移動進入及/或離開連接於外殼的一側的製程腔室；第二組態以將機械葉片中的開口對齊晶圓旋轉組件的支撐夾具；第三組態以操作第二致動器以提舉晶圓旋轉組件的軸件與支撐夾具，使得支撐夾具通過機械葉片中的開口；第四組態以操作第一致動器以將晶圓旋轉組件的軸件與支撐夾具旋轉一固定量；及第五組態以操作第二致動器以降低晶圓旋轉組件的軸件與支撐夾具，使得支撐夾具降低通過機械葉片中的開口。各組態可包括指令以控制任何特定硬體以完成製程。例如，當移動機械葉片時，控制器可控制連接於機器人與狹縫閥的一或多個致動器。
參照貫穿本說明書的「一個具體例(one embodiment)」、「某些具體例」、「一或多個具體例」或「一具體例(an embodiment)」意指關於具體例所描述的特定特徵、結構、材料、或特性被包括在本發明的至少一具體例中。因此，在本說明書的各處出現的片語諸如「在一或多個具體例中」、「在某些具體例中」、「在一具體例中(in one embodiment)」或「在一具體例中(in an embodiment)」並不必然指稱本發明的相同具體例。再者，特定特徵、結構、材料、或特性可以任何合適方式結合在一或多個具體例中。
儘管本發明在此已參照特定具體例而被描述，但將理解到這些具體例僅為本發明的原理與應用的例示。在不悖離本發明的精神與範疇下，可對本發明的方法與裝置進行各種修改與變化對於本領域的熟習技藝者是顯而易見的。因此，意欲本發明包括在隨附申請專利範圍與其等效物的範疇內的修改與變化。
100‧‧‧群集工具101‧‧‧製程腔室102‧‧‧冷卻腔室112‧‧‧移送腔室114‧‧‧預清洗腔室116‧‧‧緩衝腔室118‧‧‧基板定位/除氣腔室120、122‧‧‧裝載閘腔室123‧‧‧測量腔室124‧‧‧晶圓移送組件126‧‧‧匣128‧‧‧晶圓130‧‧‧基板移送葉片132‧‧‧晶圓移送組件136‧‧‧控制器138‧‧‧處理器(CPU)140‧‧‧記憶體142‧‧‧支持電路144‧‧‧輸入/輸出周邊(I/O)202‧‧‧機器人樞紐208‧‧‧主要機器人聯接212、214‧‧‧延伸臂218、219‧‧‧機械葉片230‧‧‧第一延伸樞紐231‧‧‧第一延伸軸232‧‧‧第二延伸樞紐233‧‧‧第二延伸軸240、242‧‧‧機械葉片樞紐250、252‧‧‧軸270‧‧‧第一端272‧‧‧第二端312‧‧‧移送腔室313‧‧‧外殼314‧‧‧側壁315‧‧‧底部316‧‧‧開口317‧‧‧機器人配接器板318‧‧‧開口328‧‧‧近端329‧‧‧遠端360‧‧‧開口391‧‧‧頂表面392‧‧‧底表面393‧‧‧連接板395‧‧‧晶圓旋轉開口400‧‧‧晶圓旋轉組件410‧‧‧支撐夾具組件412‧‧‧軸件414‧‧‧支撐夾具415‧‧‧支撐表面416‧‧‧支撐柱417‧‧‧中央軸418‧‧‧周圍邊緣419‧‧‧中央區420‧‧‧支撐外殼422‧‧‧凸緣423‧‧‧螺釘428‧‧‧頂表面429‧‧‧指狀物430‧‧‧第一致動器440‧‧‧第二致動器442‧‧‧線性致動器444‧‧‧軸件支撐445‧‧‧螺旋軸447、448‧‧‧硬止部450‧‧‧波紋管510‧‧‧參考層511‧‧‧底表面551、552、553、554、555、556、557‧‧‧方向
藉由參照具體例，某些具體例繪示在隨附圖式中，可獲得簡短總結於上的本發明更明確的說明，本發明的上述特徵以此方式可被詳細地理解。然而，應注意到隨附圖式僅繪示本發明的典型具體例且因而不被認為限制本發明的範疇，由於本發明可容許其他相等有效的具體例。本文所述的具體例做為實例而繪示且不侷限在隨附圖式中的圖表，其中相同參考符號指示類似元件。
圖1繪示根據本發明的一或多個具體例的群集工具的頂視圖；
圖2繪示圖1的群集工具的移送腔室與機器人的部分頂視圖；
圖3繪示根據本發明的一或多個具體例的帶有晶圓旋轉組件的移送腔室的等角視圖；
圖4是根據本發明的一或多個具體例的使用於移送腔室的機器人配接器板的底部透視圖；
圖5是根據本發明的一或多個具體例的移送腔室的部分剖面透視圖；
圖6A與6B繪示根據本發明的一或多個具體例的使用於晶圓旋轉組件的機械葉片；
圖7繪示根據本發明的一或多個具體例的晶圓旋轉組件等角視圖；
圖8繪示根據本發明的一或多個具體例的晶圖旋轉組件的剖面側視圖；
圖8A顯示根據本發明的一或多個具體例的使用於晶圓旋轉組件的晶圓支撐夾具的展開視圖；
圖9繪示根據本發明的一或多個具體例的帶有開口的機械葉片與支撐夾具的部分等角視圖；以及
圖10A到10H繪示根據本發明的一或多個具體例的使用晶圓旋轉組件處理晶圓的方法。
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400‧‧‧晶圓旋轉組件
410‧‧‧支撐夾具組件
412‧‧‧軸件
414‧‧‧支撐夾具
415‧‧‧支撐表面
416‧‧‧支撐柱
420‧‧‧支撐外殼
422‧‧‧凸緣
430‧‧‧第一致動器
440‧‧‧第二致動器
442‧‧‧線性致動器
444‧‧‧軸件支撐
445‧‧‧螺旋軸
447‧‧‧硬止部
450‧‧‧波紋管

Claims (20)

  1. 一種晶圓旋轉裝置，包含：具有一底部與側壁的一外殼，該側壁包括至少一開口，該至少一開口延伸經過該側壁，該底部包括一機器人配接器板以連接一晶圓移送組件；一晶圓移送組件包括一機器人樞紐，一主要機器人聯接耦接於該機器人樞紐與一機械葉片耦接於該主要機器人聯接，該機械葉片具有帶有一遠端的一長度與經過該機械葉片的一開口；以及一晶圓旋轉組件，包含一支撐夾具組件，包含連接於一軸件的一支撐夾具，該支撐夾具具有一支撐表面且尺寸為能通過該機械葉片中的該開口，其中該支撐表面具有摩擦以容許一晶圓的旋轉而不造成該晶圓的損害或滑動，一第一致動器以繞著該軸件的一軸旋轉該支撐夾具組件，及一第二致動器以沿著該軸件的該軸移動該支撐夾具組件。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該晶圓旋轉組件進一步包含帶有一凸緣的一支撐外殼，以將該支撐外殼連接於該機器人配接器板的一下側，該支撐外殼將該機器人配接器板中的該開口密封，使得一真空可 維持在該外殼內。
  3. 如請求項1所述之裝置，其中該機械葉片中的該開口置中在離該機械葉片的該遠端的一距離，該距離的一數量約等於將藉由該機械葉片移送的一晶圓的一半徑。
  4. 如請求項1所述之裝置，其中該機械葉片透過一延伸臂而耦接於該主要機器人聯接，該機械葉片在一機械葉片樞紐處連接於該延伸臂及該延伸臂在一延伸樞紐處連接於該主要機器人聯接。
  5. 如請求項4所述之裝置，其中該晶圓移送組件進一步包含耦接於該主要機器人聯接的一第二機械葉片，該第二機械葉片具有一第二長度及一遠端，帶有經過該第二機械葉片的一開口。
  6. 如請求項1所述之裝置，其中該外殼的該底部具有至少一晶圓旋轉開口，以容許該晶圓旋轉組件定位在該底部的一側上，該底部的該側相對於該晶圓移送組件，及容許該晶圓旋轉組件的該軸件與該支撐夾具移動經過該開口。
  7. 如請求項1所述之裝置，其中該外殼的該底部具有一晶圓旋轉開口，該晶圓旋轉開口鄰近於該側壁中的每個開口。
  8. 如請求項1所述之裝置，其中該支撐夾具包 含一材料，該材料可在高達600℃的一溫度處理一晶圓。
  9. 如請求項8所述之裝置，其中該支撐夾具具有包含一介電材料的一支撐表面，該支撐表面可旋轉該晶圓而不造成該支撐夾具上的該晶圓的損傷或滑動。
  10. 如請求項1所述之裝置，其中該支撐夾具具有一支撐表面，該支撐表面提供一接觸點於一晶圓的一固定區域上方。
  11. 如請求項1所述之裝置，其中該支撐夾具包含多個支撐柱，該等支撐柱設置以實質上同時地接觸一晶圓。
  12. 如請求項1所述之裝置，其中該第二致動器設置以將該軸件與該支撐夾具移動一行程距離，該行程距離在約0.5吋至約6吋的範圍中。
  13. 如請求項1所述之裝置，其中該支撐夾具小於該機械葉片中的該開口。
  14. 如請求項1所述之裝置，進一步包含連接於該晶圓移送組件與該晶圓旋轉組件的一控制器，該控制器具有選自以下組態的一或多者：一第一組態以將該機械葉片移動進入及/或離開連接於該外殼的一側的一製程腔室； 一第二組態以將該機械葉片中的該開口對準該晶圓旋轉組件的該支撐夾具；一第三組態以操作該第二致動器以舉升該晶圓旋轉組件的該軸件與支撐夾具，使得該支撐夾具通過該機械葉片中的該開口；一第四組態以操作該第一致動器以將該晶圓旋轉組件的該軸件與支撐夾具旋轉一固定量；以及一第五組態以操作該第二致動器以降低該晶圓旋轉組件的該軸件與支撐夾具，使得該支撐夾具下降經過該機械葉片中的該開口。
  15. 一種處理套組，包含：包含一支撐夾具組件的一晶圓旋轉組件，該支撐夾具組件包括連接於一軸件的一支撐夾具，該支撐夾具具有一支撐表面，一第一致動器以將該支撐夾具組件繞著該軸件的一軸旋轉，及一第二致動器以將該支撐夾具組件沿著該軸件的該軸移動一行程距離，其中該支撐表面具有摩擦以容許一晶圓的旋轉而不造成該晶圓的損害或滑動；一機器人配接器板設置為連接於一群集工具的一移送站，該機器人配接器板具有至少一晶圓旋轉開口以容許該支撐夾具組件的該軸件與支撐夾具通過該晶圓旋轉開口；以及 至少一機械葉片設置為連接於在該機械葉片的一近端處的一晶圓移送組件的一機械葉片樞紐，該機械葉片具有一遠端與鄰近於該遠端的一開口，該開口尺寸為容許該晶圓旋轉組件的該支撐夾具的該支撐表面通過該開口。
  16. 如請求項15所述之處理套組，其中該晶圓旋轉組件包括帶有一凸緣的一支撐外殼，該支撐外殼設置為連接於該機器人配接器板並密封該開口。
  17. 如請求項15所述之處理套組，其中存在兩個晶圓旋轉組件及該機器人配接器板具有兩個開口以容許該等晶圓旋轉組件的各者的該軸件與支撐夾具通過。
  18. 如請求項15所述之處理套組，其中該支撐夾具包含一實質上平坦支撐表面，該實質上平坦支撐表面提供一接觸點於一晶圓的一固定區域上方。
  19. 如請求項15所述之處理套組，其中該支撐夾具包含多個支撐柱設置以實質上同時地接觸一晶圓。
  20. 一種晶圓旋轉方法，包含以下步驟：將一機械葉片移動經過一移送站的一側壁中的一狹縫閥並進入連接於該移送站的一製程腔室；將該機械葉片從該製程腔室移動經過該側壁中的該 狹縫閥進入該移送站，該機械葉片支撐從該製程腔室移除的一晶圓；將一晶圓旋轉組件的一支撐夾具移動經過該機械葉片中的一開口，以將該晶圓從該機械葉片移動一距離；將該支撐夾具與該支撐夾具上的該晶圓旋轉一預定量，其中該支撐夾具具有摩擦以容許該晶圓的旋轉而不造成該晶圓的損害或滑動；以及將該晶圓旋轉組件的該支撐夾具移動經過該機械葉片中的該開口，以移動背靠在該機械葉片上的該晶圓，使得該機械葉片上的該晶圓的一定位已被改變。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6493339B2 (ja) * 2016-08-26 2019-04-03 村田機械株式会社 搬送容器、及び収容物の移載方法
US11075105B2 (en) * 2017-09-21 2021-07-27 Applied Materials, Inc. In-situ apparatus for semiconductor process module
CN111421752A (zh) * 2020-04-20 2020-07-17 广东造裕力讯智能科技有限公司 管件埋入取出治具
CN113481575B (zh) * 2021-08-02 2022-04-12 无锡吉智芯半导体科技有限公司 晶圆电镀设备自动上下料装置
TW202320152A (zh) * 2021-11-02 2023-05-16 美商蘭姆研究公司 升降銷止擋件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200811985A (en) * 2006-08-30 2008-03-01 Asm Japan Kk Substrate-processing apparatus with buffer mechanism and substrate-transferring apparatus
US20120301261A1 (en) * 2007-07-17 2012-11-29 Krupyshev Alexander G Substrate processing apparatus with motors integral to chamber walls
WO2014046081A1 (ja) * 2012-09-20 2014-03-27 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
TW201630071A (zh) * 2014-11-13 2016-08-16 東京威力科創股份有限公司 基板處理裝置
TW201642380A (zh) * 2015-04-23 2016-12-01 應用材料股份有限公司 半導體處理系統中的外部基板材旋轉

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4775281A (en) * 1986-12-02 1988-10-04 Teradyne, Inc. Apparatus and method for loading and unloading wafers
US5046909A (en) * 1989-06-29 1991-09-10 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for handling semiconductor wafers
JP3052105B2 (ja) * 1992-11-20 2000-06-12 東京エレクトロン株式会社 洗浄処理装置
US5905850A (en) 1996-06-28 1999-05-18 Lam Research Corporation Method and apparatus for positioning substrates
US6164894A (en) * 1997-11-04 2000-12-26 Cheng; David Method and apparatus for integrated wafer handling and testing
KR100706381B1 (ko) * 1999-06-03 2007-04-10 동경 엘렉트론 주식회사 기판반송장치
US6752585B2 (en) 2001-06-13 2004-06-22 Applied Materials Inc Method and apparatus for transferring a semiconductor substrate
US20030053904A1 (en) * 2001-09-14 2003-03-20 Naofumi Kirihata Wafer aligner
US7033126B2 (en) * 2003-04-02 2006-04-25 Asm International N.V. Method and apparatus for loading a batch of wafers into a wafer boat
KR20070004230A (ko) * 2005-07-04 2007-01-09 삼성전자주식회사 반도체 웨이퍼 이송용 로봇
TWI435378B (zh) 2006-04-26 2014-04-21 Axcelis Tech Inc 劑量均勻性校正方法
TWI614102B (zh) 2013-03-15 2018-02-11 應用材料股份有限公司 基板沉積系統、機械手臂運輸設備及用於電子裝置製造之方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200811985A (en) * 2006-08-30 2008-03-01 Asm Japan Kk Substrate-processing apparatus with buffer mechanism and substrate-transferring apparatus
US20120301261A1 (en) * 2007-07-17 2012-11-29 Krupyshev Alexander G Substrate processing apparatus with motors integral to chamber walls
WO2014046081A1 (ja) * 2012-09-20 2014-03-27 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
TW201630071A (zh) * 2014-11-13 2016-08-16 東京威力科創股份有限公司 基板處理裝置
TW201642380A (zh) * 2015-04-23 2016-12-01 應用材料股份有限公司 半導體處理系統中的外部基板材旋轉

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