TWI876090B - 更換末端效應器的方法、半導體處理系統、及末端效應器夾具 - Google Patents

Abstract

一種在半導體處理系統中更換用於晶圓處理之末端效應器的方法，包括將一第一末端效應器夾具固定至一載入鎖定模組的一第一基台，並將一第二末端效應器夾具固定至此載入鎖定模組的一第二基台；將一第一末端效應器定位於此第一末端效應器夾具處，且將一第二末端效應器定位於此第二末端效應器夾具處，此第二末端效應器相對於此第一末端效應器固定；以及將此第二末端效應器固定至此第二末端效應器夾具。以一替換末端效應器更換此第一末端效應器；以及使此半導體處理系統返回製造，而無需重新教導此替換末端效應器在連接至一晶圓處理模組的一處理模組中的置放，此晶圓處理模組安裝此等末端效應器。亦描述半導體處理系統及用於更換半導體處理系統中之末端效應器的末端效應器夾具。

Description

更換末端效應器的方法、半導體處理系統、及末 端效應器夾具

本揭露大致上係關於半導體處理系統中的晶圓處理。更具體地，本揭露係關於更換半導體處理系統所使用之晶圓處理模組中的末端效應器(end effectors)。

半導體處理系統通常使用晶圓處理模組，以將晶圓放入處理模組，並從處理模組取出晶圓。處理模組通常包括反應室對(chambers pairs)，各反應室然後具有處理基台，且反應室對中之處理基台機械地彼此偏移。晶圓處理模組一般包括一對末端效應器，其經配置用於在反應室對內之處理基台上放置晶圓，以便在定位於處理基台時將膜沉積至晶圓上。由於此膜的均勻性可受處理基台的晶圓的放置影響，且由於給定的此對處理基台的製造變異(manufacturing variation)會導致給定的此對處理基台之間的間距不同於標稱值(nominal value)，因此通常有必要針對處理 模組中的各對處理基台教導晶圓處理模組各處理基台的位置。在將處理模組委以製造之前，教導通常使用設定程序完成，且在此期間，建立此對處理基台與標稱值的偏移，以在處理基台上準確放置晶圓。

教導末端效應器在反應室中的置放通常包含測量處理基台之中心與由指派給處理基台之末端效應器一旦放置於處理基台上之晶圓之中心之間的努力。基於在處理基台上之晶圓的測量的置放誤差，生成偏移，以由末端效應器修正晶圓置放，並應用至隨後置放至處理基台上的晶圓。可再次測量處理基台中心與晶圓中心之間的誤差並與置放誤差公差進行比較，且基於在隨後放置於處理基台上的晶圓的置放中觀察到的殘餘置放誤差量而更新或接受偏移。在一些處理模組中，測量置放誤差必需在處理模組上安裝透明蓋。此類透明蓋允許以視覺方式及/或以外部成像裝置測量置放誤差，促進產生為處理模組工作的末端效應器所需的偏移。

雖然在此類設定期間使用的教導程序一般可以對於晶圓在處理模組中的處理基台上的置放提供良好控制，但需要重新教導末端效應器於處理模組中的置放會延長某些試運轉後的服務事件(service events)。例如，在末端效應器更換期間，可能需要重新安裝透明蓋，以重新教導末端效應器在反應室中之置放，移除透明蓋並將處理模組恢復其製造配置，並重新驗證處理模組用於製造。如此會使更換事件之時間長於不需重新教導末端效應器在處理模組內的置放所需要的時間。

此類系統及方法通常被認為適用於其預期目的。然 而，此技術中仍需要改良之更換末端效應器方法、半導體處理系統及末端效應器夾具(end effector jig)。本揭露提供此等需求中之一或多者的解決方案。

提供一種在半導體處理系統中更換用於晶圓處理之末端效應器的方法。此方法包括將一第一末端效應器夾具固定至一載入鎖定模組的一第一基台，並將一第二末端效應器夾具固定至此載入鎖定模組的一第二基台；將一第一末端效應器定位於此第一末端效應器夾具處，且將一第二末端效應器定位於此第二末端效應器夾具處，此第二末端效應器對於此第一末端效應器固定；以及將此第二末端效應器固定至此第二末端效應器夾具。以一替換末端效應器更換此第一末端效應器；以及使此半導體處理系統返回製，而無需重新教導此替換末端效應器在連接至一晶圓處理模組的處理模組中的置放，此晶圓處理模組安裝此端替換末端效應器及此第二末端效應器。

在某些實例中，此方法可包括使用一固定感測器擷取一第一末端效應器位置基準線，同時在此第一基台與此第一末端效應器之間轉移一晶圓。

在某些實例中，此方法可包括使用一承載感測器擷取一替換末端效應器目標位置，同時在此第一基台與此第一末端效應器之間轉移一攝影機晶圓(camera wafer)。

在某些實例中，此方法可包括基於此替換末端效應器之位置與一替換末端效應器目標位置的一比較來調整此替換末端效應器之位置。

在某些實例中，此方法可包括使此替換末端效應器與此第一末端效應器夾具對準，同時此第二末端效應器固定至此第二基台。

在某些實例中，此方法可包括基於此替換末端效應器之此位置與一第一末端效應器位置基準線的一比較來驗證此替換末端效應器之位置。

在某些實例中，此替換末端效應器為一第一替換末端效應器，此方法可更包括：將此第一替換末端效應器固定至此第一末端效應器夾具；以一第二替換末端效應器更換此第二末端效應器；及使此半導體處理系統返回製造，而無需重新教導此第二替換末端效應器在由此後端(back-end)晶圓處理機模組連接至此載入鎖定模組的此處理模組中的置放。

在某些實例中，此方法可包括使用一固定感測器擷取一第二末端效應器位置基準線，同時在此第二基台與此第二末端效應器之間轉移一晶圓。

在某些實例中，此方法可包括使用一承載感測器擷取一第二替換末端效應器目標位置，同時在此第二基台與此第二末端效應器之間轉移一攝影機晶圓。

在某些實例中，此方法可包括基於此第二替換末端 效應器之位置與一第二替換末端效應器目標位置的一比較來調整此第二替換末端效應器之位置。

在某些實例中，此方法可包括基於此第二替換末端效應器之此位置與一第二末端效應器位置基準線的一比較來驗證此第二替換末端效應器之位置。

在某些實例中，此第二替換末端效應器可與此第二末端效應器夾具對準，同時此第一替換末端效應器固定至此第一基台。

在某些實例中，此方法可包括將一透明蓋安裝於此處理模組上；及藉由通過此透明蓋來觀察此處理模組中的此第一末端效應器的置放，而教導此第一末端效應器在此處理模組中的置放。

在某些實例中，此方法可包括將一透明蓋安裝於此處理模組上；及藉由通過此透明蓋來觀察此處理模組中的此第二末端效應器的置放，而教導此第二末端效應器在此處理模組中的置放。

亦提供一種半導體處理系統。此半導體處理系統包括一前端晶圓處理模組；一載入鎖定模組，其連接至此前端晶圓處理模組，此載入鎖定模組具有一第一基台及一第二基台；及一後端晶圓處理模組，其連接至此載入鎖定模組，此後端晶圓處理模組具有一第一末端效應器及一第二末端效應器。一處理模組連接至此後端晶圓處理模組，此處理模組具有一第一處理基台及一第二處理基台；一第一末端效應器夾具固定至此載入鎖定模組之此第一基台；及一第二夾具固定至此載入鎖定模組之此第二基台。此第一末端效 應器在此處理模組之此第一處理基台中的之置放對應於此第一末端效應器在此第一末端效應器夾具上之對準。此第二末端效應器在此處理模組之此第二處理基台中的之置放對應於此第二末端效應器在此第二末端效應器夾具上之對準。

在某些實例中，一固定感測器可相對於此載入鎖定模組之此第一基台固定，並配置以使用此固定感測器擷取一第一末端效應器位置基準線，同時在此第一基台與此第一末端效應器之間轉移一晶圓。

在某些實例中，一承載感測器可由此第一末端效應器承載，並配置以使用此承載感測器擷取一替換末端效應器目標位置，同時在此第一基台與此第一末端效應器之間轉移一攝影機晶圓。

在某些實例中，此第一末端效應器夾具與此第二末端效應器夾具可彼此相同。

在某些實例中，此第一末端效應器可藉由此第一末端效應器夾具固定至此第一基台，且此第二末端效應器可對準第二末端效應器夾具。

在某些實例中，此第二末端效應器可藉由此第二末端效應器夾具固定至此第二基台，且此第一末端效應器可對準第一末端效應器夾具。

進一步提供一種末端效應器夾具，用於將一替換末端效應器對準於一半導體處理系統中的一載入鎖定模組。此末端效應器夾具包括一基台表面，其具有一基台對準孔隙及一基台固定孔 隙；一末端效應器表面，其具有一末端效應器表面對準孔隙、一末端效應器表面固定孔隙及一階部；一基台對準銷及一基台緊固件，其配置以將此末端效應器夾具對準及固定至此載入鎖定模組之此基台；及一末端效應器銷組(pin set)，其配置以將一末端效應器對準並固定至此末端效應器夾具。此階部係配置在基台表面與此末端效應器表面之間，使得一末端效應器可覆蓋此末端效應器夾具。

提供本揭露內容來以簡化形式介紹一系列概念。在以下揭露的實例的詳細說明中進一步詳細描述這些概念。本揭露內容並不意欲鑑別所主張之標的事項的關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲用以限制所主張之標的事項的範疇。

10:半導體處理系統

12:前端晶圓處理模組

14:載入鎖定模組

16:後端晶圓處理模組

18:處理模組

20:載入埠

22:第一晶圓

24:第二晶圓

26:第一基台

28:第二基台

30:第一固定感測器

32:第二固定感測器

34:第一末端效應器

36:第二末端效應器

38:第一處理基台

40:第二處理基台

42:外殼

44:透明蓋

46:第一臂

48:第二臂

50:承載感測器

52:攝影機晶圓

54:第一替換末端效應器

56:第二替換末端效應器

60:對準器

62:冷盤

100:第一末端效應器夾具

102:第一夾具基台表面

104:第一夾具末端效應器表面

106:第一夾具階部

108:第一夾具基台固定孔隙

110:第一夾具基台對準孔隙

112:第一夾具末端效應器固定孔隙

114:第一夾具末端效應器對準孔隙

116:第一夾具基台對準銷

118:第一夾具基台固定緊固件

120:第一夾具末端效應器銷組

200:第二末端效應器夾具

202:第二夾具基台表面

204:第二夾具末端效應器表面

206:第二夾具階部

208:第二夾具基台固定孔隙

210:第二夾具基台對準孔隙

212:第二夾具末端效應器固定孔隙

214:第二夾具末端效應器對準孔隙

216:第二夾具基台對準銷

218:第二夾具基台固定緊固件

220:第二夾具末端效應器銷組

300:方法

310,320,330,340,342,344,346,348,350351,352,353,354,355,356,358,360,361,362,363,364,365,366,368,370:方塊

下面將參考意在說明而非限制本揭露某些實施例的附圖來描述本文所揭露本揭露的這些及其他特徵、態樣和優點。

第1圖係根據本揭露建構的半導體處理系統的平面圖，其顯示由後端(back-end)晶圓處理模組連接至處理模組的載入鎖定模組；第2圖係第1圖的後端晶圓處理模組的平面圖，其顯示支撐晶圓對(wafer pair)或攝影機晶圓(camera wafer)之後端晶圓處理模組的第一及第二臂，晶圓對用於擷取末端效應器基準線，攝影機晶圓用於擷取替換末端效應器目標位置；第3圖係第1圖之後端晶圓處理模組的一部分之立體圖，其顯示 第一末端效應器及連接至第一臂之第二末端效應器，第二末端效應器藉由第一臂相對於第一末端效應器固定；第4圖係第1圖之載入鎖定模組的平面圖，其顯示在更換末端效應器之任一者(或兩者)之前，在初始狀態中，第一末端效應器及第二末端效應器自載入鎖定模組之第一基台及第二基台偏移；第5圖係第1圖之載入鎖定模組的平面圖，其顯示分別固定至半導體處理系統之載入鎖定模組的第一基台及第二基台之第一末端效應器夾具(end effector jig)及第二末端效應器夾具；第6圖及第7圖係第1圖之載入鎖定模組的平面及剖視圖，其顯示第一末端效應器對準於第一末端效應器夾具以及第二末端效應器對準於第二末端效應器夾具；第8圖及第9圖係第1圖之載入鎖定模組的平面及剖視圖，其顯示自晶圓處理機模組之第一臂移除第一末端效應器，同時第二末端效應器藉由第二末端效應器夾具銷組(pin set)固定至第二末端效應器夾具；第10圖及第11圖係第1圖之載入鎖定模組的平面及剖視圖，其顯示第一替換末端效應器附接至晶圓處理機模組且對準於第一末端效應器夾具，同時第二末端效應器固定至第二末端效應器夾具；第12圖及第13圖係第1圖之載入鎖定模組的平面及剖視圖，其顯示自晶圓處理機模組移除第二末端效應器，同時第一替換末 端效應器藉由第一末端效應器夾具銷組固定至第一末端效應器夾具；第14圖及第15圖係第1圖之載入鎖定模組的平面及剖視圖，其顯示第二替換末端效應器附接至晶圓處理機模組且對準於第二末端效應器夾具，同時第一替換末端效應器固定於第一基台；第16圖係在半導體處理系統中更換用於晶圓處理模組之末端效應器的方法之方塊圖，其顯示根據此方法之例示性與非限制性實例之方法的操作；第17圖係第16圖之方法之一部分之方塊圖，其顯示用於以第一替換末端效應器更換第一末端效應器之操作；以及第18圖係第16圖之方法之另一部分的方塊圖，其顯示用於以第二替換末端效應器更換第二末端效應器的操作。

將瞭解，圖式中之元件係為了簡明及清楚起見而繪示，且不必然按比例繪製。舉例而言，圖式中之元件中之一些元件之相對尺寸可相對於其他元件而言誇大，以幫助改善對所繪示本揭露實施例的理解。

現將參考圖式，其中類似參考數字識別標的揭露之類似結構特徵或態樣。為了解釋及說明之目的，且不限制，根據本揭露之半導體處理系統中更換用於晶圓處理之末端效應器之方法的方塊圖係顯示於第16圖中，且大致上藉由參考字元(reference character)300加以指定。根據本揭露之更換末端效應器方法、半導體處理系統及用於將末端效應器固定及對準於半導體處理系統之末端效應器夾具或其態樣係提供於第1圖至第15圖、第17圖及第18圖中，如將描述的。本文所述之系統及方法可用於更換用於磊晶沉積(epitaxial deposition)操作之化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)系統中之晶圓處理模組中的末端效應器，諸如用於化學氣相沉積系統的後端晶圓處理模組中，但是本揭露並不限於化學氣相沉積系統，或使用通用磊晶沉積技術沉積膜。

參看第1圖，顯示半導體處理系統10。半導體處理系統10包括前端(front-end)晶圓處理模組12、載入鎖定模組14、後端晶圓處理模組16及處理模組18。前端晶圓處理模組12具有一載入埠20，連接至載入鎖定模組14，且配置以在載入埠20與載入鎖定模組14之間轉移晶圓，例如第一晶圓22及第二晶圓24。在所繪示之實例中，載入鎖定模組14更包括對準器60，用於賦予與處理模組18之反應室相關之晶圓的偏移，給定晶圓將定位於反應室中；且包括冷盤62，用於在處理模組18中將膜沉積至晶圓之後將膜沉積至晶圓之後冷卻晶圓。雖然顯示半導體處理系統10之特定配置(例如具有四(4)個雙室處理模組之半導體處理系統)，但應了解且理解，多種類型及/或具有不同配置之半導體處理系統亦可自本揭露中受益。

載入鎖定模組14連接至前端晶圓處理模組12且包括第一基台26、第二基台28、第一固定感測器30(顯示於第4圖)及 第二固定感測器32(顯示於第4圖)。第一基台26各在前端晶圓處理模組12與後端晶圓處理模組16之移動範圍內，且配置以在前端晶圓處理模組12與後端晶圓處理模組16之間轉移期間支撐其上的晶圓(例如，第一晶圓22與第二晶圓24)。第一固定感測器30相對於載入鎖定模組14固定，且配置以在晶圓被定位於第一基台26上時判定晶圓(例如第一晶圓22或第二晶圓24)的位置(中心)。此第二固定感測器32與此第一固定感測器30類似，且經額外配置以在晶圓被定位於第二基台28上時判定位置(中心)。

在某些實例中，第一固定感測器30可配置以在後端晶圓處理模組16與第一基台26之間轉移晶圓期間，擷取後端晶圓處理模組16之第一末端效應器34(顯示於第2圖)的基準線位置。根據某些實例，第二固定感測器32可配置以在後端晶圓處理模組16與第二基台28之間轉移晶圓(例如，第二晶圓24)期間，擷取後端晶圓處理模組16之第二末端效應器36(顯示於第2圖)的基準線位置。可預期，在某些實例中，第一固定感測器30及第二固定感測器32之任一者(或兩者)可為自動晶圓居中(automatic wafer centering，AWC)感測器。

處理模組18包括第一處理基台38、第二處理基台40及外殼42。第一處理基台38在後端晶圓處理模組16之移動範圍內，且在此方面配置以用於自第一處理基台38載入及卸載晶圓，例如，第一晶圓22。第二處理基台40亦在後端晶圓處理模組16之移動範圍內，且在此方面配置以用於自第二處理基台40載入及卸載晶圓(例 如，第二晶圓24)。可預期，第一處理基台38及第二處理基台40係配置有外殼42，且外殼42配置以使前驅物氣體流動通過處理模組18，以將膜沉積至定位於第一處理基台38及第二處理基台40上的晶圓的表面上。亦預期，外殼42配置以安置透明蓋44於其上，以用於在半導體處理系統10的操作期間教導第一末端效應器34(顯示於第2圖)及第二末端效應器36(顯示於第2圖)之一者(或兩者)在處理模組18中之置放。在某些實例中，處理模組18可包括雙室處理模組。根據某些實例，處理模組可包括四室處理模組。

參照第2圖及第3圖，所示為後端晶圓處理模組16之部分。如第2圖所示，後端晶圓處理模組16連接至載入鎖定模組14(顯示於第1圖)及處理模組18(顯示於第1圖)，且包括第一臂46及第二臂48。如第3圖所示，第一臂46安裝第一末端效應器34及第二末端效應器36，第二末端效應器36藉由晶圓處理模組14的第一臂46相對於第一末端效應器34固定。第二臂48與第一臂46相似，且另外可移動地固定於第一臂46。如本領域中熟習技藝者觀看本揭露後將瞭解的，雖然本文顯示及描述具有兩(2)臂之後端晶圓處理模組，但本領域中熟習技藝者將瞭解，具有一(1)臂或多於(2)兩臂之半導體處理系統亦可自本揭露獲益。

參照第4圖至第15圖，第一末端效應器34及第二末端效應器36係顯示由第一替換末端效應器54(顯示於第10圖中)及第二替換末端效應器56(顯示於第14圖中)更換。可預期，第一末端效應器34及第二末端效應器36之更換係如此完成：藉由使用第一末 端效應器夾具100(顯示於第5圖中)及第二末端效應器夾具200(顯示於第5圖中)使第一替換末端效應器54及第二替換末端效應器56對準於載入鎖定模組14。亦預期，第一末端效應器夾具100及第二末端效應器夾具200所提供的對準將第一替換末端效應器54及第二替換末端效應器56之位置分別相對於處理基台18(顯示於第2圖)匹配於第一末端效應器34及第二末端效應器36之位置，消除重新教導第一替換末端效應器54及第二替換末端效應器56在處理模組18(顯示於第1圖)中的置放之需要。如本領域中熟習技藝者觀看本揭露後將瞭解的，避免需要重新教導第一替換末端效應器54及第二替換末端效應器54在處理模組18中的置放可限制與更換事件相關之停機，例如，藉由消除需要從外殼42(顯示於第1圖)安裝及之後移除透明蓋44(顯示於第1圖)、避免與安裝及移除透明蓋44相關的再驗證操作。儘管在本文中展示及描述於雙臂更換的上下文中，但應了解且理解，本文所述之方法及末端效應器夾具可用於在單末端效應器更換事件期間以及更換超過兩個末端效應器之事件中得到相似優勢。

如第4圖所示，起初，第一末端效應器34及第二末端效應器36係置放於停駐位置(park position)中，其中各末端效應器偏離載入鎖定模組14。在某些實例中，第一末端效應器34及第二末端效應器36之更換係在半導體處理系統10(顯示於第1圖)進行製造之後完成。在此方面，半導體處理系統10可藉由將透明蓋(例如，透明蓋44(顯示於第1圖))定位於處理模組18(顯示於第1 圖)上而進行製造。在另外的方面，在某些實例中，可藉由經由透明蓋44觀察處理模組18的反應室中及其中的處理基台外殼附近之第一末端效應器34及第二末端效應器36之位置，來教導第一末端效應器34及第二末端效應器36在處理模組18(顯示於第1圖)中的置放。

可預期，第一末端效應器34及第二末端效應器36可在下述之後被置放於停駐位置中：(a)使用第一固定感測器30擷取第一末端效應器位置基準線，同時在第一基台26與第一末端效應器34之間轉移一晶圓(例如，第一晶圓22(顯示於第1圖))；(b)使用第二固定感測器32擷取第二末端效應器位置基準線，同時在第二基台28與第二末端效應器36之間轉移一晶圓(例如，第二晶圓24(顯示於第1圖))；(c)使用承載感測器50(顯示於第2圖)擷取第一替換末端效應器目標位置，同時在第一基台26與第一末端效應器34之間轉移一攝影機晶圓52(顯示於第2圖)；以及使用承載感測器50擷取第二替換末端效應器目標位置，同時在第二基台28與第二末端效應器36之間轉移攝影機晶圓52。攝影機晶圓52可為自動教導系統(auto teaching system，ATS)晶圓，其配置以在將攝影機晶圓52處理及置放至第一基台26及/或第二基台28上期間成像第一基台26及/或第二基台28。合適的攝影機晶圓的實例包括WaferSense® Auto Teaching SystemTM攝影機晶圓，可從明尼蘇達州明尼阿波里斯市(Minneapolis,Minnesota)的CyberOptics Corporation取得。

如第5圖所示，接著安裝(亦即，固定)第一末端效應器夾具100及第二末端效應器夾具200至載入鎖定模組14。第一末端效應器夾具100固定至載入鎖定模組14之第一基台26，並接著配置以將第一末端效應器34及第一替換末端效應器54(顯示於第10圖中)固定至載入鎖定模組14之第一基台26。第二末端效應器夾具200固定至載入鎖定模組14之第二基台28，且配置以將第二末端效應器36及第二替換末端效應器56(顯示於第14圖中)固定至載入鎖定模組14之第二基台28。在某些實例中，第一替換末端效應器54及第二替換末端效應器56可相同於第一末端效應器34及第二末端效應器36；例如，在實物更換事件期間。根據某些實例，第一替換末端效應器54及第二替換末端效應器56中之一者或兩者可相對於第一末端效應器34及第二末端效應器36為不同的配置，例如，在升級更換事件期間。

第一末端效應器夾具100包括第一末端效應器夾具基台表面102(顯示於第9圖中)、第一末端效應器夾具末端效應器表面104及第一末端效應器夾具階部106。第一末端效應器夾具基台表面102具有第一末端效應器夾具基台固定孔隙108(顯示於第9圖中)及第一末端效應器夾具基台對準孔隙110(顯示於第9圖中)，其用於將第一末端效應器夾具100對準及固定至載入鎖定模組14。

第一末端效應器夾具末端效應器表面104具有第一末端效應器夾具末端效應器固定孔隙112及第一末端效應器對準孔隙114，用於對準及固定末端效應器(例如，第一末端效應器34或 第一替換末端效應器54，顯示於第10圖中)至第一末端效應器夾具100。第一夾具階部106係在第一夾具基台表面104與第一夾具末端效應器表面106之間，以在對準末端效應器至第一末端效應器夾具100期間藉由允許末端效應器覆蓋第一末端效應器夾具100(藉由調適第一臂腕及末端效應器固定硬體)，而調適末端效應器(例如，第一末端效應器34或第一替換末端效應器54)的對準。

第一末端效應器夾具100固定至第一基台26係使用第一夾具基台對準銷116(顯示於第9圖中)及第一夾具基台固定緊固件118(顯示於第9圖中)來完成。在此方面，一旦與第一基台26對準，第一夾具基台對準銷116可滑動地接收通過第一夾具基台對準孔隙110，且至第一基台26中所界定之座部中。接著，使用第一夾具固定緊固件118固定第一末端效應器夾具100至第一基台26，其接著可滑動地接收通過第一夾具基台固定孔隙108且在第一基台26中所界定之螺紋孔隙中螺接固定在第一基台26中。

第二末端效應器夾具200包括第二夾具基台表面202(顯示於第15圖中)、第二夾具末端效應器表面204及第二夾具階部206。第二夾具基台表面202具有第二夾具基台固定孔隙208(顯示於第15圖中)及第二夾具基台對準孔隙210(顯示於第15圖中)，其用於將第二末端效應器夾具200對準及固定至載入鎖定模組14之第二基台28。第二夾具末端效應器表面204具有第二夾具末端效應器固定孔隙212及第二夾具末端效應器對準孔隙214，其用於對準及固定末端效應器(例如，第二末端效應器36或第二替換末端 效應器56)至第二末端效應器夾具200。第二夾具階部206在第二夾具基台表面204與第二夾具末端效應器表面206之間，以調適末端效應器(例如，第二末端效應器36或第二替換末端效應器56)至第二末端效應器夾具200之對準。

第二末端效應器夾具200固定至第二基台28係使用第二夾具基台對準銷216(顯示於第15圖中)及第二夾具基台固定緊固件218(顯示於第15圖中)來完成。在此方面，一旦與第二基台28對準，第二夾具基台對準銷216可滑動地接收通過第二夾具基台對準孔隙210，且至第二基台28中所界定之座部中。接著，使用第二夾具固定緊固件218固定第二末端效應器夾具200至第二基台28，其可滑動地接收通過第二夾具基台固定孔隙208，且在第二基台28中所界定之螺紋孔隙中螺接固定在第二基台28中。在某些實例中，第二末端效應器夾具200可相同於第一末端效應器夾具100，在此類實例中，第一末端效應器夾具100及第二末端效應器夾具200至載入鎖定模組14之固定為防錯的。

如第6圖及第7圖所示，第一末端效應器34及第二末端效應器36隨後分別對準第一基台26及第二基台28。將第一末端效應器34對準第一基台26，且將第二末端效應器36對準第二基台28確保第一末端效應器34與第二末端效應器36兩者可彼此同時對準第一末端效應器夾具100與第二末端效應器夾具200。如第7圖所示，一旦對準，第二末端效應器36藉由第二夾具末端效應器銷組220固定至第二末端效應器夾具200(且藉此至第二基台28)。可設想 到，第二夾具末端效應器銷組220延伸通過界定通過第二末端效應器36的孔隙，且可滑動地接收在第二末端效應器夾具末端效應器對準孔隙214及第二夾具末端效應器固定孔隙212內。此固定第二末端效應器36至第二基台28，第一臂46藉此相對於第一基台26固定。

如第8圖所示，使用界定通過第一末端效應器34之孔隙以及第一夾具末端效應器固定孔隙112及第一夾具末端效應器對準孔隙114的配接，來驗證第一末端效應器34至第一末端效應器夾具100的對準。如第9圖中所示，第一末端效應器34隨後自第一臂46移除。如本領域中熟習技藝者觀看本揭露後將瞭解的，第一臂46經由第二末端效應器36至第二末端效應器夾具200的固定而相對於第一末端效應器夾具100維持固定，且藉此固定至載入鎖定模組14之第二基台28。

如第10圖及第11圖所示，接著，使用第一末端效應器夾具100安裝第一替換末端效應器54於第一臂46上，且相對於第一基台26對準。如第10圖所示，第一替換末端效應器54首先附接至第一臂46，且配接至第一末端效應器夾具100。如第11圖所示，第一替換末端效應器54至第一臂46的附接之後藉由對準第一替換末端效應器54來調整，使得界定通過第一替換末端效應器54之孔隙對準於第一夾具末端效應器固定孔隙112及第一夾具末端效應器對準孔隙114。一旦對準，第一夾具末端效應器銷組120通過界定通過第一替換末端效應器54之孔隙，而可滑動地座落於第一夾具末端效應器固定孔隙112及第一夾具末端效應器對準孔隙114中。如本領域中 熟習技藝者觀看本揭露後將瞭解的，在安裝第一替換末端效應器54至第一臂46上之期間以及在第一替換末端效應器54對準於第一末端效應器夾具100之期間，第一臂46相對於載入鎖定模組14保持固定。

如第12圖及第13圖中所示，第二末端效應器36(顯示於第2圖)接著自第一臂46移除。如第12圖所示，第二夾具末端效應器銷組220首先從第二末端效應器夾具200及第二末端效應器36移除，亦即，從第二夾具末端效應器固定孔隙212及第二夾具末端效應器對準孔隙214移除。隨後將第二末端效應器36自第一臂46移除。如第13圖所示，第二末端效應器36隨後自第一臂46移除，同時第一臂46經由第一替換末端效應器54、第一夾具末端效應器銷組120及第一末端效應器夾具100相對於載入鎖定模組14保持固定。

如第14圖及第15圖所示，第二替換末端效應器56隨後安裝在第一臂46上。如第14圖所示，第二替換末端效應器56係如此安裝：藉由將第二替換末端效應器56配接至第二末端效應器夾具200，且機械地將第二替換末端效應器56附接至第一臂46。如第15圖所示，第二替換末端效應器56隨後藉由使第二替換末端效應器56中之孔隙對準於第二夾具末端效應器固定孔隙212及第二夾具末端效應器對準孔隙214(各自界定於第二夾具末端效應器表面204中)而對準於第二末端效應器夾具200。一旦對準，藉由將第二夾具末端效應器銷組220插入通過第二替換末端效應器56以及界定於第二夾具末端效應器表面204中的第二夾具末端效應器固定孔隙212及 第二夾具末端效應器對準孔隙214，來驗證對準。

參看第16圖至第18圖，所示為一種更換半導體處理系統中用於晶圓處理之末端效應器的方法300，例如，半導體處理系統10(顯示於第1圖)之第一末端效應器34(顯示於第3圖)及第二末端效應器36(顯示於第3圖)。如第16圖所示，半導體處理初始以第一末端效應器及第二末端效應器驗證用於製造。初始驗證可如此完成：藉由將透明蓋定位於處理模組上，例如，定位於處理模組18(顯示於第1圖)上之透明蓋44(顯示於第1圖)，如方塊310所示。接著藉由通過透明蓋觀察第一末端效應器及第二末端效應器之位置，來教導第一末端效應器及第二末端效應器在處理模組中之置放，如方塊320所示。一旦已教導第一末端效應器及第二末端效應器之置放，則移除透明蓋、恢復處理模組中之環境及半導體處理系統進行製造，如方塊330所示。

更換第一末端效應器及第二末端效應器係藉由分別擷取末端效應器及替換末端效應器之位置基準線及目標位置來完成，如方塊340所示。然後，以第一替換末端效應器更換第一末端效應器，例如，第一替換末端效應器54(顯示於第10圖中)，如方塊350所示。在所繪示之實例中，第二末端效應器隨後以第二替換末端效應器更換，例如，第二替換末端效應器56(顯示於第14圖中)，如方塊360所示。半導體處理系統隨後返回製造，而無需重新教導替換末端效應器在由後端晶圓處理模組連接至載入鎖定模組的處理模組中的置放，如方塊370所示。如本領域中熟習技藝者觀 看本揭露後將瞭解的，避免需要重新教導第一替換末端效應器及第二替換末端效應器在處理模組中之置放可避免需要安裝及移除處理模組上的透明蓋。避免安裝和移除透明蓋會限制與末端效應器更換事件相關的停機時間。

如方塊342所示，使用第一固定感測器(例如，第一固定感測器30，顯示於第4圖)擷取第一末端效應器位置基準線，同時在處理模組的第一基台(例如，第一基台26，顯示於第1圖)及第一末端效應器之間轉移晶圓。如方塊346所示，使用第二固定感測器(例如，第二固定感測器32，顯示於第4圖)擷取第二末端效應器位置基準線，同時在處理模組的第二基台(例如，第二基台28，顯示於第1圖)及第二末端效應器之間轉移晶圓。在某些實例中，第一末端效應器基準線及第二末端效應器基準線可同時擷取，例如，藉由經由載入鎖定模組14(顯示於第1圖)及後端晶圓處理模組16(顯示於第1圖)循環晶圓對於前端晶圓處理模組12(顯示於第1圖)與處理模組18(顯示於第1圖)之間。根據某些實例，第一末端效應器基準線及第二末端效應器基準線可藉由循環晶圓對在前端晶圓處理模組與處理模組之間預定次數而擷取，例如藉由非限制性實例之十(10)次。預期到，第一末端效應器基準線及第二末端效應器基準線可使用自動晶圓居中技術擷取。

如方塊344所示，使用承載感測器擷取第一替換末端效應器目標位置，同於在載入鎖定模組的第一基台及後端晶圓處理模組之第一末端效應器之間轉移攝影機晶圓，例如，攝影機晶圓52 (顯示於第2圖)的承載感測器50(顯示於第2圖)。如方塊348所示，使用承載感測器擷取第二替換末端效應器目標位置，同時在第二基台與後端晶圓處理模組的第二末端效應器之間轉移攝影機晶圓。在某些實例中，可使用命令承載感測器(例如，攝影機晶圓52)擷取第一替換末端效應器目標位置及第二末端效應器目標位置。根據某些實例，第一替換末端效應器目標位置及第二末端效應器目標位置可如此擷取：藉由循環承載感測器在第一基台與第一末端效應器之間五(5)次，以及在第二基台與第二末端效應器之間五(5)次，限制產生適當準確性之目標位置的事件所需的時間。

第一末端效應器基準線係使用第一固定感測器(例如，第一固定感測器30，顯示於第4圖)來擷取，同時在處理模組之第一基台(例如，第一基台26，顯示於第1圖)及第一末端效應器之間轉移晶圓。如方塊346所示，使用第二固定感測器(例如，第二固定感測器32，顯示於第4圖)擷取第二末端效應器位置基準線，同時在處理模組的第二基台(例如，第二基台28，顯示於第1圖)及第二末端效應器之間轉移晶圓。在某些實例中，第一末端效應器基準線及第二末端效應器基準線可同時擷取，例如，藉由經由載入鎖定模組14(顯示於第1圖)及後端晶圓處理模組16(顯示於第1圖)循環晶圓對於前端晶圓處理模組12(顯示於第1圖)與處理模組18(顯示於第1圖)之間。根據某些實例，第一末端效應器基準線及第二末端效應器基準線可藉由循環晶圓對在前端晶圓處理模組與處理模組之間預定次數而擷取，例如藉由非限制性實例之十 (10)次。預期到，第一末端效應器基準線及第二末端效應器基準線可使用自動晶圓居中技術擷取。

如第17圖所示，用第一替換末端效應器更換第一末端效應器係如此完成：藉由將第一末端效應器夾具固定至第一基台且將第二末端效應器夾具固定至第二基台，例如，將第一末端效應器夾具100(顯示於第5圖)固定至第一基台且將第二末端效應器夾具200(顯示於第6圖)固定至第二基台，如方塊352所示。接下來，定位第一末端效應器於第一末端效應器夾具處及第二末端效應器於第二末端效應器夾具處，如方塊354所示。可設想，第一末端效應器及第二末端效應器分別同時定位於第一基台及第二基台處，因為第二末端效應器相對於第一末端效應器由後端晶圓處理模組16(顯示於第1圖)之第一臂46(顯示於第3圖)固定。一旦定位在第二基台處，第二末端效應器固定至載入鎖定模組14(顯示於第1圖)的第二基台，如方塊356所示。

如方塊358所示，然後，以第一替換末端效應器更換第一末端效應器，例如，第一替換末端效應器54(顯示於第10圖)。然後，第一替換末端效應器與第一基台對準，同時第二末端效應器相對於第二基台保持固定，如方塊351所示，且第一替換末端效應器機械地固定至第一臂。相對於第一處理基台之第一替換末端效應器的位置係基於第一替換末端效應器與第一替換末端效應器目標位置的比較來調整，如方塊353所示。然後，根據第一替換末端效應器之位置與第一末端效應器位置基準線之比較來驗證第一替換末端 效應器的位置，如方塊355所示。調整及驗證可例如如此完成：藉由隨後循環一晶圓對在載入鎖定模組之間及/或使用攝影機晶圓以成像使用第一替換末端效應器之攝影機晶圓至第一基台上的置放配接。

如第18圖所示，用第二替換末端效應器(第二替換末端效應器56，顯示於第14圖中)更換第二末端效應器係如此完成：藉由定位第二末端效應器於第二基台處及第一替換末端效應器於第一基台處，如方塊362所示。接下來，將第一替換末端效應器固定至第一基台，如方塊364所示。接著將第二末端效應器更換成第二替換末端效應器，如方塊366所示。

如方塊368所示，一旦附接至第一臂，第二替換末端效應器對準於第二末端效應器夾具，同時第一替換末端效應器保持固定於第一基台。接著，第二替換末端效應器的位置係基於第二替換末端效應器的位置與第二替換末端效應器目標位置之比較來調整，如方塊361所示，且第二替換末端效應器的位置係基於第二替換末端效應器的位置與第二末端效應器位置基準線之比較，如方塊363所示。接著將第一末端效應器夾具及第二末端效應器夾具自第一基台及第二基台移除，且無需通過透明蓋直接觀察晶圓位置而檢查處理模組中的晶圓位置，如方塊365所示。值得注意的是，此更換可在不需重新教導第一替換末端效應器及第二替換末端效應器之一者(或兩者)於處理模組中之置放而完成。

應瞭解，本文所述之配置及/或方法本質上係例示 性，且這些特定實施例或實例不應視為限制意義，因為可有眾多變化。本文所述之特定例行程序或方法可表示任何數目的處理策略之一或多者。因此，所說明之各種動作可以所說明之序列執行、以其他序列執行或在一些情況下省略。

本揭露之標的包括本文中所揭示之各種製程、系統及配置，以及其他特徵、功能、動作及/或性質的所有新式及非顯而易見的組合及子組合以及其等之任何及所有均等物。

10:半導體處理系統

12:前端晶圓處理模組

14:載入鎖定模組

16:後端晶圓處理模組

18:處理模組

20:載入埠

22:第一晶圓

24:第二晶圓

26:第一基台

28:第二基台

38:第一處理基台

40:第二處理基台

42:外殼

44:透明蓋

60:對準器

62:冷盤

Claims (20)

1. 一種在一半導體處理系統中更換用於晶圓處理之一末端效應器的方法，包括：將一第一末端效應器夾具固定至一載入鎖定模組的一第一基台，並將一第二末端效應器夾具固定至該載入鎖定模組的一第二基台；將一第一末端效應器定位於該第一末端效應器夾具處，且將一第二末端效應器定位於該第二末端效應器夾具處，該第二末端效應器相對於該第一末端效應器固定；將該第二末端效應器固定至該第二末端效應器夾具；以一替換末端效應器更換該第一末端效應器；以及使該半導體處理系統返回製造，而無需重新教導該替換末端效應器在連接至一晶圓處理模組的一處理模組中的置放，該晶圓處理模組安裝該替換末端效應器及該第二末端效應器。
2. 如請求項1之方法，更包括使用一固定感測器擷取一第一末端效應器位置基準線，同時在該第一基台與該第一末端效應器之間轉移一晶圓。
3. 如請求項1之方法，更包括使用一承載感測器擷取一替換末端效應器目標位置，同時在該第一基台與該第一末端效應器之間轉移一攝影機晶圓。
4. 如請求項1之方法，更包括基於該替換末端效應器之位置與一替換末端效應器目標位置的一比較來調整該替換末端效應器之位置。
5. 如請求項1之方法，更包括基於該替換末端效應器之位置與一第一末端效應器位置基準線的一比較來驗證該替換末端效應器之位置。
6. 如請求項1之方法，更包括使該替換末端效應器與該第一末端效應器夾具對準，同時該第二末端效應器固定至該第二基台。
7. 如請求項1之方法，其中該替換末端效應器為一第一替換末端效應器，該方法更包括：將該第一替換末端效應器固定至該第一末端效應器夾具；以一第二替換末端效應器更換該第二末端效應器；以及使該半導體處理系統返回製造，而無需重新教導該第二替換末端效應器在由該後端晶圓處理機模組連接至該載入鎖定模組的該處理模組中的置放。
8. 如請求項7之方法，其中該固定感測器為一第一固定感測器，該方法更包括使用一第二固定感測器擷取一第二末端效應器位置基準線，同時在該第二基台與該第二末端效應器之間轉移一晶圓。
9. 如請求項7之方法，更包括使用一承載感測器擷取一第二替換末端效應器目標位置，同時在該第二基台與該第二末端效應器之間轉移一攝影機晶圓。
10. 如請求項7之方法，更包括基於該第二替換末端效應器之位置與一第二替換末端效應器目標位置的一比較來調整該第二替換末端效應器之位置。
11. 如請求項7之方法，更包括基於該第二替換末端效 應器之位置與一第二末端效應器位置基準線的一比較來驗證該第二替換末端效應器之位置。
12. 如請求項7之方法，更包括使該第二替換末端效應器與該第二末端效應器夾具對準，同時該第一替換末端效應器固定至該第一基台。
13. 如請求項1之方法，更包括：將一透明蓋定位於該處理模組上；以及藉由通過該透明蓋來觀察該處理模組中的該第一末端效應器的位置，而教導該第一末端效應器在該處理模組中的置放。
14. 如請求項1之方法，更包括：將一透明蓋定位於該處理模組上；及藉由通過該透明蓋來觀察該處理模組中的該第二末端效應器的位置，而教導該第二末端效應器在該處理模組中的置放。
15. 一種半導體處理系統，包括：一前端晶圓處理模組；一載入鎖定模組，連接至該前端晶圓處理模組，該載入鎖定模組具有一第一基台及一第二基台；一後端晶圓處理模組，連接至該載入鎖定模組，該後端晶圓處理模組安裝一第一末端效應器及一第二末端效應器；一處理模組，連接至該後端晶圓處理模組，該處理模組具有一第一處理基台及一第二處理基台；一第一末端效應器夾具，固定至該載入鎖定模組之該第一基台；以及一第二末端效應器夾具，固定至該載入鎖定模組之該第二基台， 其中該第一末端效應器在該處理模組之該第一處理基台中的置放對應於該第一末端效應器與該第一末端效應器夾具之對準，且其中該第二末端效應器在該處理模組之該第二處理基台中的置放對應於該第二末端效應器與該第二末端效應器夾具之對準。
16. 如請求項15之半導體處理系統，其中該第一末端效應器夾具與該第二末端效應器夾具相同。
17. 如請求項15之半導體處理系統，更包括相對於該載入鎖定模組之該第一基台固定的一固定感測器，並配置以使用該固定感測器擷取一第一末端效應器位置基準線，同時在該第一基台與該第一末端效應器之間轉移一晶圓。
18. 如請求項15之半導體處理系統，更包括由該第一末端效應器承載的一承載感測器，並配置以使用該承載感測器擷取一替換末端效應器目標位置，同時在該第一基台與該第一末端效應器之間轉移一攝影機晶圓。
19. 如請求項15之半導體處理系統，其中該第一末端效應器藉由該第一末端效應器夾具固定至該第一基台。
20. 一種末端效應器夾具，用於將一替換末端效應器對準於一半導體處理系統中的一載入鎖定模組，包括：一基台表面，具有一基台對準孔隙及一基台固定孔隙；一末端效應器表面，具有一末端效應器對準孔隙、一末端效應器固定孔隙及一階部；一基台銷及一基台緊固件，配置以將該末端效應器夾具對準及固定至該載入鎖定模組之一基台；以及一末端效應器銷組，配置以將該替換末端效應器對準並固定至該 載入鎖定模組之該基台，其中該階部係配置在基台表面與該末端效應器表面之間，以允許該替換末端效應器覆蓋該末端效應器夾具。

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