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TWI618177B - 於負載鎖位置中處理基板之處理負載鎖設備、升降組件、電子裝置處理系統以及方法 - Google Patents

於負載鎖位置中處理基板之處理負載鎖設備、升降組件、電子裝置處理系統以及方法 Download PDF

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TWI618177B
TWI618177B TW103109682A TW103109682A TWI618177B TW I618177 B TWI618177 B TW I618177B TW 103109682 A TW103109682 A TW 103109682A TW 103109682 A TW103109682 A TW 103109682A TW I618177 B TWI618177 B TW I618177B
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TW
Taiwan
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load lock
processing
chamber
substrate
main frame
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Application number
TW103109682A
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English (en)
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TW201448096A (zh
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Paul B. REUTER
魯特保羅Ｂ
Ganesh Balasubramanian
巴拉蘇拔馬尼安葛尼斯
Juancarlos Rocha-Alvarez
羅莎亞凡利斯君卡洛斯
Jeffrey B. Robinson
羅賓森傑佛瑞Ｂ
Dale Robert Du Bois
督波斯道爾羅伯特
Paul CONNERS
柯納斯保羅
Original Assignee
Applied Materials, Inc.
應用材料股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種處理負載鎖設備。該處理負載鎖設備包括：負載鎖腔室，經調適以耦接在主框架段與工廠介面之間，該負載鎖腔室包括入口及出口，該入口及該出口各自具有狹縫閥；及負載鎖處理腔室，定位在與負載鎖位置處之負載鎖腔室不同的水平處，其中該負載鎖處理腔室經調適以對基板執行處理，諸如氧化物移除處理或其他處理。本發明提供包括該處理負載鎖設備之系統及操作該處理負載鎖設備之方法。本發明亦揭示包括圍阻環之升降組件，如許多其他態樣。

Description

於負載鎖位置中處理基板之處理負載鎖設備、升降組件、電子裝置處理系統以及方法 【相關申請案】
本申請案主張2013年3月15日提交的，標題名稱為「PROCESS LOAD LOCK APPARATUS,LIFT ASSEMBLIES,ELECTRONIC DEVICE PROCESSING SYSTEMS,AND METHODS OF PROCESSING SUBSTRATES IN LOAD LOCK LOCATIONS」之美國臨時申請案第61/786,990號(代理人案號20364/L)之優先權，該美國臨時申請案在此出於所有目的併入本文中。
本發明大體而言係關於電子裝置製造，且更特定言之係關於負載鎖設備。
習知電子裝置製造系統可包括多個處理腔室及包圍移送室之一或更多負載鎖腔室。此等電子裝置製造系統可使 用移送機器人，該移送機器人可容納在移送室內，且經調適以在各種處理腔室與負載鎖腔室之間運輸基板。
為了增添某些電子裝置(例如，基板)製造所要的額外處理，或為了在特定工具內增添額外處理，在其他實施例中，兩個主框架段可使用一或更多傳遞腔室連結在一起。基板可經由傳遞腔室在主框架段之間傳遞。兩個主框架段在一些實施例中可在兩種不同真空位準下操作，且不同處理或額外處理可發生在第二主框架段中。
工廠介面(有時被稱為裝備前端模組)可經提供以將基板負載入/出負載鎖腔室，該負載鎖腔室耦接至第一主框架段。然而，增添額外主框架段以增添之複雜性為代價，且可需要額外底板面積，此舉可能並非總是可利用的。因此，需要賦能於較高產量及易於增添處理容量之改良的設備、系統及方法。
在一第一態樣中，提供一種處理負載鎖設備。該處理負載鎖設備包括：負載鎖腔室，經調適成可定位在主框架段與工廠介面之間、耦接至該主框架段及該工廠介面，且自該主框架段及該工廠介面接取，該負載鎖腔室包括入口及出口，該入口及該出口各自具有狹縫閥；及負載鎖處理腔室，經調適成可定位在主框架與工廠介面之間、自該主框架段接取，且常駐於與該負載鎖腔室不同之水平處，其中該負載鎖處理腔室經調適以對基板執行處理。
根據另一態樣，提供一種電子裝置處理系統。該電 子裝置處理系統包括：包括一機器人之主框架段，該機器人經設置以移動基板；工廠介面，具有一或更多負載埠；及處理負載鎖設備，接收在該主框架段與該工廠介面之間，該處理負載鎖設備包括：負載鎖腔室，定位在該主框架段與該工廠介面之間且耦接至該主框架段及該工廠介面，該負載鎖腔室包括可自該工廠介面接取之入口及可自該主框架段接取之出口，及一負載鎖處理腔室，經調適以對基板執行處理，該負載鎖處理腔室定位在該主框架段與該負載鎖腔室之間且定位在與該負載鎖腔室不同之水平處。
在另一態樣中，提供一種處理基板之方法。該處理基板之方法包括：提供包括機器人之主框架段；鄰接於該主框架段而提供工廠介面，該工廠介面經調適以自負載埠接收基板；提供處理負載鎖設備，該處理負載鎖設備定位在該主框架與該工廠介面之間，該處理負載鎖設備包括：負載鎖腔室，該負載鎖腔室在第一水平處耦接在該主框架段與該工廠介面之間，及負載鎖處理腔室，該負載鎖處理腔室在第二不同水平處；及在該負載鎖處理腔室中對基板執行處理。
在另一態樣中，提供一種基板升降組件。該基板升降組件包括：框架；複數個指狀物，自該框架延伸，該等指狀物經調適以支撐基板；及圍阻環，由該框架支撐。
根據本發明之此等及其他態樣提供許多其他特徵。本發明之其他特徵及態樣將自以下詳細描述、隨附申請專利範圍及附圖變得更充分地顯而易見。
100‧‧‧電子裝置處理系統
102‧‧‧基板
104‧‧‧主框架段
106‧‧‧工廠介面
108‧‧‧分段外殼
110‧‧‧移送室
112‧‧‧機器人
114‧‧‧第一處理腔室/處理腔室
116‧‧‧第二處理腔室/處理腔室
118‧‧‧第三處理腔室/處理腔室
120‧‧‧負載鎖腔室/負載鎖
122‧‧‧負載鎖腔室/負載鎖
124‧‧‧處理負載鎖設備/負載鎖設備
125‧‧‧負載埠
126‧‧‧基板載體
128‧‧‧負載/卸載機器人/機器人
130‧‧‧習知狹縫閥
132‧‧‧第一狹縫閥/狹縫閥
133‧‧‧狹縫閥
134‧‧‧第二狹縫閥/狹縫閥
135‧‧‧上臂
136‧‧‧控制器
137‧‧‧前臂
138A‧‧‧腕部構件
138B‧‧‧腕部構件
140A‧‧‧端效器
140B‧‧‧端效器
242‧‧‧共用主體
243‧‧‧升降致動器/下升降致動器
244‧‧‧負載鎖腔室
244C‧‧‧冷卻冷硬板
245‧‧‧磁鐵
246‧‧‧入口
247‧‧‧噴淋頭
248‧‧‧出口
249‧‧‧通道
250‧‧‧支撐件
251‧‧‧前腔室
251L‧‧‧前腔室之蓋
252‧‧‧負載鎖處理腔室/處理腔室
253‧‧‧底座
254‧‧‧開口
255‧‧‧真空泵
256‧‧‧遠端電漿源/電漿源
272‧‧‧升降組件
333B‧‧‧狹縫閥
342‧‧‧共用主體
344‧‧‧負載鎖腔室
346‧‧‧入口
348‧‧‧出口
352‧‧‧處理腔室/負載鎖處理腔室
353‧‧‧底座
354A‧‧‧開口/第一開口
354B‧‧‧開口/第二開口
424‧‧‧處理負載鎖設備
432‧‧‧狹縫閥組件
442‧‧‧共用主體
444A‧‧‧負載鎖腔室/第一負載鎖腔室
444B‧‧‧負載鎖腔室/第二負載鎖腔室
444C‧‧‧冷卻平臺
446‧‧‧凹槽出口
448A‧‧‧負載鎖凹槽/凹槽
448B‧‧‧負載鎖凹槽/凹槽
449A‧‧‧分佈溝道
449B‧‧‧分佈溝道
450‧‧‧支撐件
452A‧‧‧處理腔室/負載鎖處理腔室/腔室/左腔室
452B‧‧‧處理腔室/負載鎖處理腔室/腔室
453‧‧‧底座
454A‧‧‧處理腔室凹槽/凹槽
454B‧‧‧處理腔室凹槽/凹槽
455‧‧‧真空泵/泵
456A‧‧‧電漿源/遠端電漿源
456B‧‧‧電漿源/遠端電漿源
457‧‧‧控制閥
458A‧‧‧進氣口
458B‧‧‧進氣口
459‧‧‧頂板
460‧‧‧支撐件/支撐件元件
461‧‧‧溝道
462‧‧‧加熱器埠
463‧‧‧密封開口
464‧‧‧指狀物凹部
465A‧‧‧切除部/切除部分
465B‧‧‧切除部/切除部分
466‧‧‧波紋管
467‧‧‧連接凸緣
468A‧‧‧底切區域
468B‧‧‧底切區域
469‧‧‧升降通道
470‧‧‧升舉器部分
471‧‧‧指狀物
472‧‧‧升降組件/下升降組件
473‧‧‧升降框架/框架
475‧‧‧圍阻環/環
476B‧‧‧腔室埠
477‧‧‧環形上袋部
478‧‧‧共用泵埠
480A‧‧‧切除部
480B‧‧‧切除部
481‧‧‧主體凹部
482‧‧‧升降致動器
483‧‧‧配接器
484‧‧‧高真空埠
500‧‧‧方法
502~508‧‧‧步驟
4I-4I‧‧‧截面線
第1圖圖示根據實施例之包括處理負載鎖設備之基板處理系統的示意性俯視圖，在該處理負載鎖設備中額外處理能力提供在負載鎖位置處。
第2圖圖示根據實施例之處理負載鎖設備的橫截面側視圖。
第3圖圖示根據實施例之另一處理負載鎖設備的橫截面側視圖。
第4A圖圖示根據實施例之處理負載鎖設備的等角視圖。
第4B圖圖示根據實施例之單個處理腔室及處理負載鎖設備之部件的橫截面側視圖。
第4C圖及第4D圖分別圖示根據實施例之處理負載鎖設備之加熱底座之等角視圖及橫截面等角視圖。
第4E圖及第4F圖分別圖示根據實施例之處理負載鎖設備之共用主體的等角視圖及局部等角視圖。
第4G圖圖示根據實施例之處理負載鎖設備之共用主體之下側的等角視圖。
第4H圖圖示根據實施例之負載處理鎖設備之共用主體及至真空泵之連接的橫截面等角視圖。
第4I圖圖示根據實施例之處理負載鎖設備之共用主體的橫截面俯視圖。
第4J圖圖示根據實施例之自移送室側觀察之處理負載鎖設備之共用主體的前平面圖。
第4K圖圖示根據實施例之處理負載鎖設備之共用 主體的俯視平面圖。
第4L圖圖示根據實施例之已安裝有底座及升降組件且已移除蓋及遠端電漿源之處理負載鎖設備之共用主體的俯視平面圖。
第4M圖圖示根據實施例之處理負載鎖設備的橫截面側視圖。
第4N圖圖示根據實施例之升降組件的側視圖。
第4O圖圖示根據實施例之包括框架及圍阻環之升降組件之一部分的等角視圖。
第4P圖圖示根據實施例之已移除蓋及遠端電漿源之處理負載鎖設備的等角視圖。
第5圖圖示繪示根據實施例之在處理負載鎖設備中處理基板之方法的流程圖。
電子裝置製造可能不僅期望基板在各種位置之間的極其精確且快速的運輸，亦即，藉由精確且快速的移動提供之高產量，而且亦可能期望在固定的空間(例如，底板面積)區域內增添額外處理能力。
在一些系統中，如以上所述，各主框架段已連結在一起以增大在特定工具處可利用的處理腔室之數目。例如，已開發出雙主框架工具(有時被稱為「雙緩沖器工具」)，其中第一主框架段及第二主框架段藉由一或更多傳遞腔室耦接在一起。一或更多傳遞腔室用來在兩個鄰接主框架段之間來回傳遞基板。傳遞腔室通常在任一側上具有狹縫閥以隔離 兩個主框架段，該兩個主框架段例如在一些狀況下可在不同真空位準下操作。
然而，雖然第二主框架段之增添提供額外處理能力，但是此以系統複雜性及系統大小(亦即，額外的大底板佔地面積)為代價，此舉在一些應用中極其受限制，尤其在改進應用中。在一些情況下，可能期望額外處理能力，但增大額外主框架段之數目可由於缺乏底板面積之原因而為困難的或不可能的。因此，需要具有增大之處理能力但大體上不增加之底板面積佔地面積之基板處理系統。
為了在基板處理系統中提供增大之處理能力而大體上不增加基板處理系統之底板面積佔地面積，根據本發明之一或更多實施例，提供改良之基板處理設備及系統。根據本發明之一或更多實施例藉由在一或更多負載鎖設備之位置處提供額外處理腔室來提供額外處理能力。本文描述且提供處理負載鎖設備，亦即，具有在負載鎖位置處組合之負載鎖功能性與處理能力的設備。在一或更多實施例中，負載鎖處理腔室提供在與負載鎖腔室不同之水平(例如，垂直上方)處，該負載鎖腔室經調適以在工廠介面與主框架段之間傳遞基板，該主框架段容納移送機器人且耦接有習知處理腔室。
參閱本文第1圖至第5圖描述本發明之各種實施例之實例之進一步細節。
現參閱第1圖，揭示根據本發明之實施例之電子裝置處理系統100之實例。電子裝置處理系統100係用於對基板102執行一或更多種處理。基板102可為矽晶圓，該矽晶 圓可為諸如不完全半導體晶圓之電子裝置前驅物，該不完全半導體晶圓上形成有複數個不完全晶片。在一些狀況下，基板102上可具有遮罩。
在繪示之實施例中，電子裝置處理系統100包括鄰接於工廠介面106提供之主框架段104。主框架段104包括分段外殼108且在分段外殼108中包括移送室110。分段外殼108可包括多個垂直側壁，該等垂直側壁可由腔室小面(chamber facet)界定。在繪示之實施例中，分段外殼108包括成對腔室小面，其中每一側壁上之小面相對於小面大體上平行或稍微未對準，亦即，進入耦接至小面之各別成對腔室之入口方向大體上互相平行。然而，進入各別腔室之入口連線未穿過機器人112之肩部軸線。移送室110由分段外殼108的側壁以及頂部壁及底部壁界定，且可維持在例如真空下。移送室110之真空位準可例如介於約0.01托與約80托之間。
機器人112容納在移送室110中，且包括經調適成可在該移送室中操作之多個臂及一或更多端效器。機器人112可經調適以自目的地拾取基板102(例如，「晶圓」在第1圖中展示為圓)或將該基板置放至目的地。目的地可為實體上耦接至移送室110之任何腔室。例如，目的地可為耦接至分段外殼108且可自移送室110接取之一或更多第一處理腔室114、耦接至分段外殼108且可自移送室110接取之一或更多第二處理腔室116，或耦接至分段外殼108且可自移送室110接取之一或更多第三處理腔室118。相同或不同的處理可發生在各小面上。目的地亦可為根據本發明之一或更多實施 例之處理負載鎖設備124之一或更多負載鎖腔室120、122。目的地圖示為虛線圓。
處理負載鎖設備124經調適以定位在主框架段104與工廠介面106之間、耦接至主框架段104及工廠介面106且自主框架段104及工廠介面106接取。負載鎖腔室120、122耦接至分段外殼108及工廠介面106，且可自移送室110及工廠介面106兩者接取。處理負載鎖設備124亦包括一或更多負載鎖處理腔室，該一或更多負載鎖處理腔室常駐於且定位於與負載鎖腔室120、122不同的垂直水平處。負載鎖處理腔室經調適以對基板102執行處理，且取決於實施例，僅可自移送室110接取，或可自移送室110及工廠介面兩者接取，如自以下內容將顯而易見。
以下將更詳細地描述處理負載鎖設備124，且該處理負載鎖設備在「負載鎖位置」處包含處理能力及傳遞能力之組合。如本文中所使用之「負載鎖位置」意謂實體上定位在主框架段104與工廠介面106之間的位置。處理腔室114、116、118及處理負載鎖設備124之一或更多負載鎖處理腔室可經調適以對基板102執行任何數目之處理。
在處理腔室114、116、118中執行之處理可為沈積、氧化、硝化、蝕刻、清洗、微影術等。亦可在該等處理腔室中執行其他處理。在處理負載鎖設備124中執行之處理可包含選自以下處理中之至少一個：沈積處理、氧化物移除處理、硝化處理、蝕刻處理及退火處理。在一或更多實施例中，在負載鎖設備124之負載鎖處理腔室中執行之處理可為氧化物 移除處理，諸如氧化銅移除處理。在另一態樣中，處理可包含電漿輔助之處理。此外，處理亦可包括基板加熱。以下詳述此等及其他態樣及實施例。
處理負載鎖設備124經調適以在一側上與工廠介面106介接，且可接收自基板載體126(例如，前開式晶圓傳送盒(Front Opening Unified Pod；FOUP))移除之基板102，該等基板載體停靠在工廠介面106之各種負載埠125處。負載/卸載機器人128(圖示為虛線的)可用來在基板載體126與處理負載鎖設備124之間移送基板102，如藉由箭頭所示。任何習知機器人類型皆可用於負載/卸載機器人128。移送可以任何次序或方向執行。
如第1圖中所示，一或更多習知狹縫閥130可提供在通向每一處理腔室114、116及118之入口處。處理負載鎖設備124可包括在鄰接於工廠介面106之第一側上之第一狹縫閥132及在鄰接於移送室110之第二側上之第二狹縫閥134。可為負載鎖處理腔室提供額外狹縫閥(在第1圖中未圖示)。
再次參閱第1圖，提供於移送室110中之機器人112可包括經調適以附接至分段外殼108之壁(例如，底板)的基底。機器人112可包括上臂135，該上臂在繪示之實施例中為大體上剛性的懸臂梁。上臂135可經調適以圍繞肩部軸線在順時針旋轉方向或逆時針旋轉方向上獨立旋轉。圍繞肩部軸線之旋轉可由任何適合的運動構件提供，該任何適合的運動構件諸如為可容納在設置於移送室110之外部的馬達外殼 (未圖示)中之上臂驅動馬達，諸如習知可變磁阻或永磁電動馬達。上臂135之旋轉可由自控制器136至上臂驅動馬達之適合命令控制。在一些實施例中，馬達外殼及基底可製作成彼此整合。在其他實施例中，基底可製作成與移送室110之底板整合。
在與肩部軸線間隔開之徑向位置處安裝且可旋轉地耦接在上臂135之外側端處的是前臂137。前臂137可經調適以圍繞徑向位置處之肘部軸線相對於上臂135在X-Y平面中旋轉。前臂137可為可藉由前臂驅動馬達(未圖示)相對於基底及上臂135在X-Y平面中獨立旋轉的，該前臂驅動馬達可提供在馬達外殼(亦未圖示)中。
在與肘部軸線間隔開之位置處定位於前臂137之外側端上的可為多個腕部構件138A、138B。腕部構件138A、138B可各自經調適以用於圍繞腕部軸線相對於前臂137在X-Y平面中獨立旋轉。此外，腕部構件138A、138B各自經調適以耦接至端效器140A、140B(或者被稱為「葉片」)，其中端效器140A、140B各自經調適以在發生於處理腔室114、116、118，負載鎖腔室120、122及負載鎖處理腔室中之拾取操作及/或置放操作期間攜帶且運輸基板102。端效器140A、140B可具有任何適合構造。端效器140A、140B可藉由諸如機械緊固、黏附、夾持等任何適合手段耦接至腕部構件138A、138B。視需要，各別腕部構件138A、138B及端效器140A、140B可藉由被形成為一個整體構件來彼此耦接。每一腕部構件138A、138B之旋轉可藉由腕部驅動馬達給予，該等腕部驅 動馬達可定位於馬達外殼(未圖示)中，該馬達外殼可在移送室110之外部。
在繪示之實施例中，端效器140A、140B可插入每一處理腔室114、116、118以及每一負載鎖腔室120、122中。同樣地，端效器140A、140B可插入處理負載鎖設備124之每一處理腔室中。此描述之機器人被稱為離軸機器人，因為該機器人具有沿水平偏離各別機器人112之肩部軸線之作用線插入及縮回之能力。其他類型之機器人可用來服務此類離軸或成對處理腔室及負載鎖120、122，該等其他類型之機器人諸如例如在美國專利第5,855,681號中教示之機器人。可使用用於服務成對腔室之其他機器人。此外，應認知到，處理負載鎖設備124可與其他類型之主框架段一起使用。
第2圖圖示根據實施例之代表性處理負載鎖設備124的細節。處理負載鎖設備124包括剛性材料(例如，鋁)之共用主體242，該共用主體可在第一側上連接至工廠介面106且在另一側上連接至主框架段104之分段外殼108，該另一側水平偏離第一側。連接可藉由機械連接之方式，諸如藉由螺栓連接等。可密封與工廠介面106及分段外殼108介接之連接。共用主體242可為一個整體材料構件。
處理負載鎖設備124包括負載鎖腔室244，該負載鎖腔室經調適成可定位在主框架段104之移送室110與工廠介面106之間，耦接至該移送室及該工廠介面，且自該移送室接取，並且亦自該工廠介面接取。負載鎖腔室244包括入口246及出口248，入口246及出口248各自具有各別狹縫閥 132、134。如本文中所使用之入口及出口並非決定性地指示方向，且入口246在一些實施例中可充當出口。同樣地，出口248在一些實施例中可充當入口。因此，基板102可沿任一方向通過負載鎖腔室244。狹縫閥132、134可包括任何適合的狹縫閥構造，諸如美國專利第6,173,938號；第6,347,918號及第7,007,919號中所教示。在一些實施例中，狹縫閥132、134可為例如L移動狹縫閥。
負載鎖腔室244可具有習知構造，且可包括一或更多支撐件250，該一或更多支撐件經調適以允許一或更多基板102(圖示為虛線的)藉由機器人112、128置放且支撐在該一或更多支撐件上，且藉由機器人112、128自該一或更多支撐件移除(第1圖)。置放在一或更多支撐件250上之基板102可由每一機器人112、128藉由延伸端效器(例如，端效器140A、140B)及機器人128之端效器(未圖示)穿過各別入口246及出口248來接取。支撐件250可由任何適合的構造製作，諸如銷、底座、凹槽、平臺等。在一些實施例中，升降致動器243可用來在負載鎖腔室244中升高或降低一或更多支撐件250。負載鎖腔室244可包括冷卻冷硬板244C，且可包括連接至該負載鎖腔室之真空泵。
處理負載鎖設備124亦包括負載鎖處理腔室252。負載鎖處理腔室252定位於與負載鎖腔室244不同的垂直水平處，其中負載鎖處理腔室252經調適以在繪示之實施例中對藉由機器人112置放於該負載鎖處理腔室中之基板102執行處理。以此方式，在負載鎖位置處提供了特定工具之額外 處理能力，且不需要相當大的額外底板面積來增添額外處理能力。
在一些實施例中，遠端電漿源256可以供應氣體遠端提供電漿。電漿可經由通道249提供至前腔室251，該前腔室及該通道兩者皆可為陶瓷。前腔室251之蓋251L可移除以用於維護。噴淋頭247可將前腔室251與處理腔室252分開，且可包括許多小分佈通道，該等小分佈通道作用來將電漿均勻地分佈至處理腔室252。在一些實施例中，電漿可藉由提供作用於通道249中之電漿之一或更多磁鐵245經受Fu等人之美國專利第7,658,802號中所述之離子過濾處理。
Z軸能力可提供在機器人112上，以便維護負載鎖腔室244、處理腔室114、116、118及負載鎖處理腔室252。高達約200mm之垂直Z軸能力可藉由機器人112提供，且在一些實施例中，負載鎖腔室244與負載鎖處理腔室252之間的中心至中心垂直間距可為約90mm。亦可使用其他尺寸。處理腔室114、116、118可定位在例如與負載鎖腔室244相同的垂直水平處或在負載鎖腔室244之水平與負載鎖處理腔室252之水平之間的水平處。亦可使用其他腔室位置選項。
在繪示之實施例中，負載鎖處理腔室252經佈置且設置在負載鎖腔室244之垂直上方。在繪示之實施例中，入口通道穿過與主框架段104之移送室110連通之開口254。在繪示之實施例中，狹縫閥133可密封負載鎖處理腔室252之開口254。可提供狹縫閥133且狹縫閥133可為以上論述之類型之狹縫閥。負載鎖處理腔室252可具有在一些實施例中僅 可自移送室110接取之單個開口254。
第3圖之實施例提供處理負載鎖設備324之替代性實施例，該處理負載鎖設備具有負載鎖腔室344及定位且設置於負載鎖腔室344之垂直正上方之負載鎖處理腔室352，但是其中將多個開口354A、354B提供至負載鎖處理腔室352之共用主體342中。狹縫閥133A、133B可提供在每一開口354A、354B處。因此，入口346及出口348以及開口354A及354B可用來在移送室110與工廠介面106之間移送基板102。因此，傳遞能力經由繪示之實施例中之負載鎖處理腔室352提供。負載鎖處理腔室352具有經調適以耦接至工廠介面106且可自工廠介面106接取之第一開口354A，及經調適以耦接至主框架段104之移送室110且可自該移送室接取之第二開口354B。狹縫閥333A、333B可提供在第一開口354A及第二開口354B處。
現參閱第2圖及第3圖兩者，負載鎖處理腔室252、352可各自包括底座253、353，待處理之基板102可靜置於該底座上。底座253、353可為固定式底座且在一些實施例中可經加熱，諸如藉由形成於該底座中之電阻加熱器(諸如在第4D圖及第4E圖中所示)。負載鎖處理腔室252、352可對基板102執行處理。特定言之，執行於負載鎖處理腔室252、352中之處理可為選自由以下處理組成之處理群組中至少一種：沈積處理、氧化處理、硝化處理、退火處理、蝕刻處理及清洗處理。在其他實施例中，在負載鎖處理腔室252、352中執行之處理可為氧化物移除處理(例如，氧化銅移除處理) 或鹵素減量處理。在一些實施例中，執行之處理為電漿輔助之處理。
例如，用於含鹵素殘留物之移除之減量處理可發生在負載鎖處理腔室252、352中。例如，可執行減量以自基板102移除溴化氫(HBr)、氯(Cl2)或四氟化碳(CF4)中之一或更多個。用於含鹵素殘留物之移除之適合的減量處理在例如US 8,293,016中予以教示，且根據一些實施例可在負載鎖處理腔室252、352內予以執行。
負載鎖處理腔室252、352中之壓力位準可經控制，且在一些情況下藉由耦接之真空泵255(例如，渦輪泵)抽空至適合於執行所要的處理之適合真空範圍。例如，基本真空位準可維持在低於約1x10-2毫托之壓力處，而處理壓力可維持在約次10毫托至約1托位準之範圍內。可使用其他真空壓力。因此，應認知到，真空泵255可連接至負載鎖處理腔室252、352。分離的真空泵(未圖示)可氣動地耦接至負載鎖腔室244、344，且可產生該等負載鎖腔室中之真空。在一些實施例中，用於負載鎖腔室244、344之真空泵可與用於處理負載鎖腔室252、352之真空泵相同。
另外，一或更多氣體可供應至負載鎖處理腔室252、352以執行所要的處理。可引入惰性氣體、處理氣體或清洗氣體。例如，可引入諸如氮氣(N2)、氬氣(Ar)或氦氣(He)之惰性氣體。惰性氣體在一些實施例中可用作載氣。類似地，諸如氫氣(H2)、氨氣(NH3)、氧氣(O2)、臭氧(O3)等之清洗氣體或處理氣體可供應至負載鎖處理腔室252、352。可供應惰性氣體 及清洗氣體或處理氣體之組合。
在另一實施例中，氧化銅移除處理可發生在負載鎖處理腔室252、352中。適合的氧化銅移除處理描述於Rajagapalan等人之美國專利第6,656,840號中。在一些處理中，電漿源256(諸如所圖示之遠端電漿源)可經提供且耦接至負載鎖處理腔室252、352，如以下將進一步解釋。第3圖實施例之其他部件與第2圖中所述之部件相同。
再次參閱第1圖，電子裝置處理系統100可包括多於一個處理負載鎖，諸如負載鎖腔室120、122中每一者上方一個。特定言之，電子裝置處理系統100可包含負載鎖腔室120、122上方且以並排方式佈置之第一負載鎖處理腔室及第二負載鎖處理腔室(例如，參見第4I圖至第4M圖之452A、452B)。兩個負載鎖處理腔室(例如，452A、452B)可與第2圖或第3圖中揭示之彼等負載鎖處理腔室相同，且可為彼此之大體上相同的鏡像，如將自以下內容顯而易見的。
第4A圖至第4P圖圖示處理負載鎖設備424之另一實施例的等角視圖及其他視圖。處理負載鎖設備424包括共用主體442，該共用主體具有可與工廠介面側之負載鎖腔室444A、444B一起操作之狹縫閥組件432，及可與負載鎖處理腔室452A、452B一起操作之分開的狹縫閥(未圖示)，該狹縫閥組件及該狹縫閥可自移送室110接取。離開負載鎖腔室444A、444B之出口可提供在另一側上且耦接至移送室110。如以上所論述，負載鎖處理腔室452A、452B可定位在負載鎖腔室444A、444B正上方。如第4A圖，第4B圖及第4M圖 中所示，電漿源456A、456B可耦接至處理腔室452A、452B中每一者。在繪示之實施例中，可在入口458A、458B處將氣體(例如H2)供應至遠端電漿源456A、456B。分佈溝道449A、449B將各別負載鎖處理腔室452A、452B耦接至遠端電漿源456A、456B。
適合的真空泵455及控制閥457(第4A圖)可提供在共用主體442下方，且可用來在各種處理腔室452A、452B內產生適合的真空，以用於正在該等處理腔室中執行之特定處理。控制閥457可為VAT651等。真空泵可為BOC Edwards ISO-200渦輪泵等。可使用其他控制閥及真空泵。可提供如以上所述之真空位準。如第4A圖中所示，狹縫閥組件432為足夠寬，以同時密封第一負載鎖腔室444A及第二負載鎖腔室444B兩者。在第4A圖實施例中，狹縫閥組件432圖示為處於打開位置中。類似狹縫閥提供在移送室側110上，以用於負載鎖腔室444A、444B及處理腔室452A、452B之出口。
現參閱第4C圖及第4D圖，詳細地圖示底座453。底座453可包括頂板459，該頂板可為經調適以接觸基板102之鋁材料。底座453可包括在頂板459下方之支撐件460(該支撐件亦可為鋁)，且底座可包括具有鋪設在支撐元件460中之溝槽中之電阻元件之內部電阻加熱器。電阻加熱器可將基板102加熱至適合的處理溫度，諸如在約0攝氏度與約300攝氏度之間，或更高。通向電阻加熱器之功率輸入電纜可在溝道461中水平延伸，且接著可垂直向下延伸穿過形成於共用主體442中之加熱器埠462(第4E圖、第4F圖、第4G圖、 第4I圖及第4K圖)。加熱器埠462偏離頂板459之中心。適合的密封開口463可與加熱器埠462一起密閉地密封。圖示在頂板459中的是多個指狀物凹部464，該等多個指狀物凹部經設置且經調適以接收該頂板之表面以下之指狀物471(例如，三個或三個以上指狀物)。升降組件472之指狀物471(第4N圖及第4O圖)經調適以在與機器人112進行基板交換期間接觸且升高基板102。指狀物471之數目可為例如三個或三個以上。指狀物471可自連接部分延伸，該連接部分諸如藉由連接凸緣467連接至升舉器部分470之升降框架473。
第4E圖圖示共用主體442，圖示出用於形成並排負載鎖處理腔室452A、452B(第4K圖、第4L圖及第4M圖)之多個切除部465A、465B。共用主體442包括處理腔室凹槽454A、454B，該等處理腔室凹槽定位在負載鎖凹槽448A、448B正上方。凹槽454A、454B及凹槽448A、448B在負載及卸載時接收基板102。在鄰接於共用主體442之末端之切除部之側上，形成升降通道469(亦參見第4G圖)以用於容納如本文所述之升降組件472之升舉器部分470。共用主體442包括切除部分465A、465B，該等切除部分形成佈置在負載鎖腔室444A、444B上方之負載鎖處理腔室452A、452B之部分，且負載鎖腔室444A、444B之腔室頂部及負載鎖處理腔室452A、452B之腔室底部形成於共用主體442中。
第4F圖圖示包括自工廠介面側導入且導出負載鎖腔室444B之凹槽出口446之共用主體442的局部等角視圖。亦圖示腔室埠476B，該腔室埠連接至泵埠478，該泵埠可為 共用主體442之下側上之矩形埠，如第4G圖及第4H圖中所示。
第4G圖圖示形成共用主體442中之負載鎖腔室444A、444B之部分的切除部480A、480B。泵埠478連接至處理腔室452A、452B中每一者之腔室埠(例如，腔室埠476A、476B)。腔室埠478經調適以耦接至真空泵455(第4H圖)。加熱器埠462承載形成於支撐件460中之加熱器電纜。共用主體442之各別末端上之升降通道469接收升降組件472之升舉器部分470。主體凹部481提供經調適以用於升降致動器482(第4M圖及第4O圖)之安裝的表面。升降致動器482作用來升高升舉器部分470，該升舉器部分互連至指狀物471，藉此促進基板102在處理期間之升高。
第4H圖圖示藉由配接器483進行的真空泵455至共用主體442之連接，該配接器自泵埠478之矩形形狀過渡至泵455之圓形形狀。亦在配接器483中提供高真空埠484，該高真空埠經調適以經由導管耦接至高真空泵(未圖示)以用於處理需要之較高真空位準。在共用主體442內，泵埠478內部互連至負載鎖處理腔室452A、452B中每一者。
第4I圖及第4J圖圖示處理腔室452A、452B常駐於其中之共用主體442。第4I圖為沿共用主體442之第4J圖之截面線4I-4I取得之橫截面圖，且圖示泵埠478至腔室452A、452B之下充氣部之互連及斷開。
第4K圖圖示處理腔室452A、452B常駐於其中之共用主體442的俯視圖。容納腔室452A、452B之切除部465A、 465B具有連接至加熱器埠462及升降通道469之狹長形狀。切除部465A、465B之底切區域468A、468B切破至泵埠478中，且提供用於抽空之內部互連通道。
第4L圖、第4N圖、第4O圖及第4P圖在各種視圖中圖示能夠獨立使用之根據本發明之另一廣泛態樣之升降組件472。升降組件472包括升降框架473，該升降框架可為鋁材料之環箍形框架。指狀物471耦接至框架473，且可藉由諸如螺絲或螺栓之類的適合緊固件附接，或與框架473整合。指狀物471支撐基板102(如左腔室452A中所示)，且當升降致動器482藉由升舉器部分470致動至上部位置時，此舉定位基板102以允許機器人112之端效器140A自處理腔室452A抽出基板102。相同的升降組件472與每一處理腔室452A、452B一起操作。
安裝在框架473內的是圍阻環475，該圍阻環可為石英環或氧化鋁環。圍阻環475可作用來降低處理腔室凹槽454A、454B之幾何形狀對發生在負載鎖處理腔室452A、452B內之電漿處理的影響，因此提供改良之一致性。圍阻環475在底座453與噴淋頭247之間延伸，且填充該底座與該噴淋頭之間的垂直縫隙。約3mm之徑向縫隙可提供在底座453之周邊與圍阻環475之內徑之間。亦可使用其他縫隙。圍阻環475之形狀可為環形的，且該圍阻環可靜置於形成在框架473中之袋部中。
如在第4B圖中可看出，當電漿輔助之處理正發生於負載鎖處理腔室452A中時，圍阻環475大體上包圍負載鎖處 理腔室452A。相同的圍阻環475可提供於負載鎖處理腔室452B中。當框架473經由正由升降致動器482致動之升舉器部分470之動作升高時，圍阻環475自噴淋頭247徑向向外移動且容納在環形上袋部477(第4B圖)中。因此，環475包含可移動圍阻環。
第4M圖圖示負載鎖設備424之代表性橫截面，該代表性橫截面圖示處理腔室452A、452B、負載鎖腔室444A、444B及其他部件。在負載鎖處理腔室452B上，升降組件472圖示為設置在上部位置中以用於交換。應注意，使圍阻環475升高超過處理腔室凹槽454B，以便不阻礙負載鎖處理腔室452B中之基板交換。左負載鎖處理腔室452A示出升降組件472處於下部位置中，並且指狀物471經由指狀物凹部464接收。下部升降組件472亦圖示為包括波紋管466、下部升降致動器243、支撐件450及冷卻平臺444C。第4P圖圖示升降組件472及其他部件之另一代表性視圖。
如第5圖中所示，提供一種處理基板(例如，基板102)之方法500。方法500包括在步驟502中提供包括機器人(例如，機器人112)之主框架段(例如，主框架段104)，及在步驟504中鄰接於主框架段(例如，主框架段104)提供工廠介面(例如，工廠介面106)，該工廠介面經調適以自負載埠(例如，自停靠在負載埠125處之基板載體126)接收基板(例如，基板102)。方法500進一步包括在步驟506處提供定位在主框架(例如，主框架段104)與工廠介面(工廠介面106)之間的處理負載鎖設備(例如，處理負載鎖設備124、 324或424)，該處理負載鎖設備(例如，處理負載鎖設備124、324或424)具有在第一水平(例如，較低水平)處耦接在主框架段(例如，主框架段104)與工廠介面(例如，工廠介面106)之間的負載鎖腔室(例如，負載鎖腔室120、122、244、344、444A或444B)，及在第二不同水平(例如，在負載鎖腔室120、122、244、344、444A或444B上方之水平)處之負載鎖處理腔室(例如，負載鎖處理腔室252、352、452A或452B)。
在步驟508中，方法500包括在負載鎖處理腔室(例如，負載鎖處理腔室252、352、452A或452B)中對基板(例如，基板102)執行處理。執行之處理可為電漿輔助之處理，其中提供具有小於約1,000W之功率之射頻(radio frequency；RF)脈衝。例如，處理可為氧化物移除處理，諸如氧化銅移除處理。在一些實施例中，執行之處理可為沈積處理、氧化處理、硝化處理、蝕刻處理或退火處理。在其他實施例中，處理可為預清洗處理，包括氫原子團通過噴淋頭(例如，噴淋頭247)。在其他實施例中，處理可為電漿輔助之減量處理。
根據本發明之一操作實施例，可藉由負載/卸載機器人128自停靠在工廠介面106之負載埠125處之基板載體126移送基板102。可將基板102置放於負載鎖腔室(例如，負載鎖腔室120、122、244、344或444A、444B)中，關閉狹縫閥132，且可使用未圖示之習知真空泵將負載鎖腔室抽吸降低至移送室110之適當真空位準。然後可打開狹縫閥134，且機器人112(僅圖示一部分)之端效器140A接著可自負載鎖腔 室(例如，負載鎖腔室120、122、244、344或444A、444B)抽出基板102，且使端效器140A抬升至負載鎖處理腔室(例如，負載鎖處理腔室252、352、452A、452B)之水平面，其中將基板102插入升降組件(例如，升降組件272、472)上且接著降低至底座(例如，底座253、353、453)上。此舉亦使圍阻環在噴淋頭247與底座(例如，底座253、353、453)之間對準。狹縫閥133然後可關閉，且可經由形成於共用主體(例如，共用主體242、342、442)中之共用泵埠478藉由真空泵255、455施加用於處理之適合的真空。在基板102藉由底座253、353、453加熱至用於特定處理之適當溫度位準之後，基板102可經受電漿輔助之處理，其中電漿可藉由圍阻環(例如，圍阻環475)圍阻。在此之後，可打開狹縫閥133，且基板102可自處理腔室(例如，處理腔室252、352、452A、452B)移除且可由機器人112移送以在其他處理腔室114、116、118中之一或更多個處經受一或更多額外處理。在一些實施例中，在處理腔室(例如，處理腔室114、116、118)中之一或更多個處之處理可首先發生，繼之以在處理腔室(例如，處理腔室252、352、452A、452B)處之後續移送及處理。
前述描述僅揭示本發明之示例性實施例。一般技術者將容易明白屬於本發明之範疇內之以上揭示之系統、設備及方法之修改。因此，雖然已結合本發明之示例性實施例揭示了本發明，但是應理解其他實施例可屬於如由以下申請專利範圍所定義之本發明之範疇內。
243‧‧‧升降致動器/下升降致動器
247‧‧‧噴淋頭
424‧‧‧處理負載鎖設備
444A‧‧‧負載鎖腔室/第一負載鎖腔室
444B‧‧‧負載鎖腔室/第二負載鎖腔室
444C‧‧‧冷卻平臺
449A‧‧‧分佈溝道
449B‧‧‧分佈溝道
450‧‧‧支撐件
452A‧‧‧處理腔室/負載鎖處理腔室/腔室/左腔室
452B‧‧‧處理腔室/負載鎖處理腔室/腔室
454B‧‧‧處理腔室凹槽/凹槽
456A‧‧‧電漿源/遠端電漿源
456B‧‧‧電漿源/遠端電漿源
463‧‧‧密封開口
464‧‧‧指狀物凹部
466‧‧‧波紋管
471‧‧‧指狀物
472‧‧‧升降組件/下升降組件
475‧‧‧圍阻環/環
482‧‧‧升降致動器

Claims (16)

  1. 一種處理負載鎖設備，包含：一負載鎖腔室，經調適成可定位在一主框架段與一工廠介面之間、耦接至該主框架段及該工廠介面，且自該主框架段及該工廠介面接取，該負載鎖腔室包括一入口及一出口，該入口及該出口各自具有一狹縫閥，及一負載鎖處理腔室，經調適成可定位在一主框架與一工廠介面之間、自該主框架段接取，且存在於與該負載鎖腔室不同的一水平處，其中該負載鎖處理腔室經調適以對一基板執行一處理，其中該負載鎖處理腔室進一步包括：一基板升降組件，該基板升降組件包括：一升降框架；一圍阻環，該圍阻環被支撐於該升降框架中所形成的一袋部中；及複數個水平延伸指狀物，該複數個水平延伸指狀物從該升降框架延伸並經設置以在該圍阻環下方支撐一基板。
  2. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，其中該處理包含選自以下處理之至少一個處理：一沈積處理、一氧化物移除處理、一硝化處理、一蝕刻處理、一電漿輔助之處理及一退火處理。
  3. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，包含佈置在該負載鎖腔室上方之該負載鎖處理腔室。
  4. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，包含佈置在該負載鎖腔室上方之該負載鎖處理腔室，且該負載鎖腔室之一腔室頂部及該負載鎖處理腔室之一腔室底部形成於一共用主體中。
  5. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，其中該負載鎖處理腔室包含一單個開口，該單個開口經調適以耦接至該主框架段之一移送室，且允許自該移送室接取。
  6. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，包含一遠端電漿源，該遠端電漿源耦接至該負載鎖處理腔室。
  7. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，包含：佈置在一並排定向中之該負載鎖腔室及一第二負載鎖腔室；佈置在一並排定向中之該負載鎖處理腔室及一第二負載鎖處理腔室，該負載鎖處理腔室及該第二負載鎖處理腔室中每一者定位在該負載鎖腔室及該第二負載鎖腔室中之個別一個上方。
  8. 如請求項7所述之處理負載鎖設備，包含一遠端電漿源，該遠端電漿源耦接至該負載鎖處理腔室及該第二負載鎖處理腔室。
  9. 如請求項7所述之處理負載鎖設備，包含一共用主體，該共用主體具有形成於該共用主體中之一真空埠，該真空埠連接至該負載鎖處理腔室及該第二負載鎖處理腔室中之兩者。
  10. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，包含一固定式底座加熱器。
  11. 如請求項1所述之處理負載鎖設備，其中該圍阻環包含石英或氧化鋁。
  12. 一種電子裝置處理系統，包含：一主框架段，包括一機器人，該機器人經設置以移動基板；一工廠介面，具有一或更多負載埠；及一處理負載鎖設備，接收在該主框架段與該工廠介面之間，該處理負載鎖設備包括：一負載鎖腔室，定位在該主框架段與該工廠介面之間且耦接至該主框架段及該工廠介面，該負載鎖腔室包括可自該工廠介面接取之一入口及可自該主框架段接取之一 出口，及一負載鎖處理腔室，經調適以對一基板執行一處理，該負載鎖處理腔室耦接至該主框架段且定位在與該負載鎖腔室不同之一水平處；其中該負載鎖處理腔室進一步包括：一基板升降組件，該基板升降組件包括：一升降框架；一圍阻環，該圍阻環被支撐於該升降框架中所形成的一袋部中；及複數個水平延伸指狀物，該複數個水平延伸指狀物從該升降框架延伸並經設置以在該圍阻環下方支撐一基板。
  13. 一種處理基板之方法，該方法包含以下步驟：提供包括一機器人之一主框架段；鄰接於該主框架段而提供一工廠介面，該工廠介面經調適以自負載埠接收基板；提供一處理負載鎖設備，該處理負載鎖設備定位在該主框架與該工廠介面之間，該處理負載鎖設備包括：一負載鎖腔室，在一第一水平處耦接在該主框架段與該工廠介面之間，及一負載鎖處理腔室，在一第二不同水平處，該負載鎖處理腔室包括：一基板升降組件，該基板升降組件包括： 一升降框架；一圍阻環，該圍阻環被支撐於該升降框架中所形成的一袋部中；及複數個水平延伸指狀物，該複數個水平延伸指狀物從該升降框架延伸並經設置以在該圍阻環下方支撐一基板；及在該負載鎖處理腔室中對一基板執行一處理。
  14. 如請求項13所述之方法，其中對一基板進行之該處理包含一氧化物移除。
  15. 如請求項13所述之方法，其中對一基板進行之該處理包含氧化銅移除。
  16. 一種基板升降組件，包含：一升降框架；一圍阻環，該圍阻環被支撐於該升降框架中所形成的一袋部中；及複數個水平延伸指狀物，該複數個水平延伸指狀物從該升降框架延伸並經設置以在該圍阻環下方支撐一基板。
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