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TWI879645B - 基片處理模組及移動工件的方法 - Google Patents

基片處理模組及移動工件的方法 Download PDF

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TWI879645B
TWI879645B TW113127505A TW113127505A TWI879645B TW I879645 B TWI879645 B TW I879645B TW 113127505 A TW113127505 A TW 113127505A TW 113127505 A TW113127505 A TW 113127505A TW I879645 B TWI879645 B TW I879645B
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shutter
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基倫古莫妮拉珊卓拉 沙芬戴亞
斯里尼瓦薩勞 葉德拉
湯瑪斯 伯瑞羅斯基
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

本文中所揭露的實施例包括基片處理模組及移動工件的方法。基片處理模組包括快門堆疊及兩個工序站。快門堆疊設置在工序站之間。移動工件的方法包括以下步驟:在第一方向上將支撐部分從第一位置移動到快門堆疊,從快門堆疊取回工件,及向第二位置移動支撐部分。傳輸腔室組件及方法允許向快門堆疊及從快門堆疊向兩個工序站移動工件。基片處理模組的中心傳輸機器手被配置為抓取基片及快門碟兩者,從而在一般會需要兩個機器手的時候允許使用一個機器手。

Description

基片處理模組及移動工件的方法
本揭示內容的實施例大體係關於裝置及方法,且更特定言之係關於基片處理模組及移動工件的方法。
常規的群集工具被配置為在基片處理期間執行一或更多個工序。例如,群集工具可以包括用來在基片上執行PVD工序的物理氣相沉積(PVD)腔室、用於在基片上執行ALD工序的原子層沉積(ALD)腔室、用於在基片上執行CVD工序的化學氣相沉積(CVD)腔室、及/或一或更多個其他的處理腔室。
上述群集工具包括傳輸系統以向系統內的各種處理腔室及從該等處理腔室移動工件(例如基片及快門碟)。例如,使用具有多個臂的轉盤系統來抓取基片或快門碟中的任一者。旋轉轉盤系統使工件移動進入群集工具中的各種處理腔室中及從該等處理腔室移動出來。取決於要抓取的期望工件,轉盤一般具有不同形式及功能的不同抓取臂。
本領域中的一個缺點是,一般將轉盤設計為抓取基片或快門碟中的任一者,此導致使用多種類型的轉盤或抓取臂。此外,儲存工件的快門庫通常位於群集工具的非高真空部分中,從而在將工件從堆疊傳輸到工具的其他部分時必須抽真空。
因此,所需要的是一種基片處理模組,該基片處理模組可以使用單個傳輸系統來傳輸基片及快門碟兩者。
本文中所揭露的實施例包括基片處理模組及移動工件的方法。基片處理模組及方法允許使用相同的傳輸系統來移動快門碟及基片。
在一個實施例中,提供了傳輸腔室組件。傳輸腔室組件包括快門堆疊及兩個處理區域。快門堆疊設置在處理區域之間。快門堆疊被配置為儲存一或更多個工件。該一或更多個工件包括基片或快門碟。快門堆疊包括快門基部、一或更多個快門碟支撐件、及基片支撐件。該一或更多個快門碟支撐件耦接到快門基部。該一或更多個快門碟支撐件被配置為支撐快門碟。基片支撐件耦接到快門基部。基片支撐件被配置為支撐基片。
在另一個實施例中,提供了傳輸腔室組件。傳輸腔室組件包括快門堆疊、兩個處理區域、及中心傳輸器件。快門堆疊設置在處理區域之間。快門堆疊被配置為儲存一或更多個工件。該一或更多個工件包括基片或快門碟。快門堆疊包括快門基部、一或更多個快門碟支撐件、及基片支撐件。該一或更多個快門碟支撐件耦接到快門基部。該一或更多個快門碟支撐件被配置為支撐快門碟。基片支撐件耦接到快門基部。基片支撐件被配置為支撐基片。中心傳輸器件包括一或更多個傳輸臂。傳輸臂被配置為將該一或更多個工件中的至少一者從快門堆疊傳輸到處理區域中的一者。
在又另一個實施例中,提供了移動工件的方法。方法包括以下步驟:將外端在第一方向上從第一位置移動到快門堆疊,從快門堆疊取回工件,及向第二位置移動外端。工件是基片或快門碟。
本文中所揭露的實施例包括基片處理模組及移動工件的方法。基片處理模組包括快門堆疊及兩個處理區域。快門堆疊設置在處理區域之間。移動工件的方法包括以下步驟:在第一方向上將支撐部分從第一位置移動到快門堆疊,從快門堆疊取回工件,及向第二位置移動支撐部分。基片處理模組及方法允許向快門堆疊移動工件及從快門堆疊向兩個處理區域移動工件。基片處理模組的中心傳輸機器手被配置為抓取基片及快門碟兩者,從而在一般會需要兩個機器手的時候允許使用一個機器手。高真空環境中的快門堆疊的安置減少了在從快門堆疊向處理區域傳輸基片時抽真空的需求。本揭示內容的實施例可以可用於但不限於用相同的裝置傳輸基片及快門碟。
在本文中所提供的揭示內容的一個實施例中,如圖2A中所示的基片處理系統包括:大氣壓力或環境壓力基片輸入和輸出搬運站,亦稱為前端220;基片處理模組250,具有定位在該基片處理模組上的多個工序站260;及至少一個中介區段202。將基片從前端220或從處理模組250傳輸到中介區段202中,或將基片從中介區段202傳輸到前端220或處理模組250。雖然本文中所提供的揭示內容大致說明包括六個工序站的處理模組,但此配置不旨在限制本文中所提供的發明範圍,因為處理模組250可以替代性地包括二或更多個工序站260,例如四或更多個工序站260(例如圖9A至圖9B)、八或更多個工序站260、十或更多個工序站260、或甚至12或更多個工序站260。然而,在用來形成下一代器件(其包括諸如晶片上電感器之類的多層膜堆疊、光學膜堆疊、硬質掩模、圖案化、及記憶體應用)的工序序列中,據信,由於要形成的層的數量及用來形成層中的每一者的類似處理時間,包含處理模組250配置的六個或十二個工序站將相對於本領域中已知的更常規的設計改進基片產出量、系統佔地面積、及CoO。
使用處理系統(例如圖2A及圖2B的處理系統200)來在基片S的表面上及/或在先前在基片S上形成或處理的層上形成一或更多個薄膜。圖1A圖示基片S的部分101,該基片具有形成於該基片上的複數個薄膜層102及103,而圖1B則圖示延伸於先前形成的層122層上方的複數個膜層,層122形成於基片S的導電層121上。
在圖1A中,圖示了依序層疊在基片S的部分101上或層疊在先前形成於該部分上的層上的複數個膜層104。例如,在使用圖2A的處理系統且其中六個工序站260A至260F在基片處理模組250內可觸及的情況下,可以依序沿著假想圓252(圖3B)的周圍移動基片,該假想圓與工序站260中的每一者的中心位置相交,使得可以在該基片上依序沉積複數個第一薄膜層102及複數個第二薄膜層103。可以獨立地或類似地將每個工序站260A至260F配置為實現沉積工序,例如PVD、CVD、ALD(原子層沉積)、或其他類型的沉積工序、或蝕刻工序。例如,金屬層102A至102C可以在基片上沉積且由金屬組成,反應性金屬層103A至103C可以沉積於基片上且由反應性金屬(例如金屬氮化物)組成,其中反應性金屬層103A至103C中的金屬是與金屬層102A至102C中的金屬相同的金屬。在此實例中,在處理模組250中執行的基片處理序列期間,藉由使用反應性PVD沉積工序使用工序站260B、260D、及260F來在基片的暴露表面上形成反應性金屬層103A至103C(例如TaN、TiN、AlN、或SiN層),並藉由使用非反應性PVD沉積工序使用工序站260A、260C、及260E來形成純金屬層102A至102C(例如Ta、Ti、Al、Co、Si層),使得工序序列允許形成金屬層然後形成反應性金屬層。藉由在所有工序站260A至260F中依序移動並依序處理基片,可以形成純金屬/反應性金屬/純金屬/反應性金屬/純金屬/反應性金屬的多層膜堆疊。或者,薄膜層102及103的基礎材料可以是不同的材料,在此情況下,在工序站260A、260C、及260E中濺射第一材料類型的濺射靶,並在工序站260B、260D、及260F中濺射第二類型的靶,以形成第一材料類型與第二材料類型的交錯層。此處,例如,可以形成金屬層102A至102C與介電層103A至103C的交錯層或金屬層102A至102C與半導體層103A至103C的交錯層,例如鉬與矽的交錯層。同樣地,可以形成相同材料的多層膜,其中所有層102A至102C及103A至103C都是相同的材料,且向每個工序站依序移動基片以使得在每個工序站260中在該基片上沉積相同的材料。濺射靶材料、處理參數(例如處理壓力)、及用來在工序站260中形成電漿的氣體的惰性或反應性本質的選擇是使用者可選的,以便允許處理系統200的使用者或操作員有控制形成在其上的膜堆疊內的任何膜的材料及材料性質的彈性。已經發現,用來形成如圖1A中所示的重複的堆疊層配置的基片處理序列(其中堆疊層沉積工序(例如用於形成薄膜層102及103的工序)具有類似的腔室處理時間),已經在使用本文中所揭露的該一或更多個系統配置及方法時觀察到了顯著的產出量增加及改進的CoO。在一個實例中,已經發現,與使用本文中所述的架構來實現的下部基片轉移開銷時間的添加(下面進一步論述)組合在一起,包括具有小於90秒的處理時間(例如介於5秒與90秒之間)的堆疊層沉積工序的基片處理序列與當前的常規處理系統設計相比具有明顯的優勢。
不需要在每個工序站260A至260F均處理裝載到處理模組250中的基片。例如,工序站260A至260F中的每一者均可以採用相同的濺射靶材料,將等於工序站260的數量的基片數量裝載到處理模組250中,且在工序站260中的一個不同的工序站中處理每個基片以供在該基片上沉積相同的材料膜層。此後,從處理模組250移除所有該等基片,且再次將相等的基片數量裝載到處理模組250中,並執行藉由工序站中不同的單個工序站處理該等基片中的每一者的步驟。或者,在沿著假想圓的周圍排列的每個相鄰的工序站中執行不同的工序。例如,在工序站260A、260C、及260E中執行用來沉積第一類型的膜層的第一沉積工序,並在工序站260A、260C、及260E中執行用來沉積第二類型的膜層的第二沉積工序。然而,在此情況下,個別的基片僅暴露於兩個工序站260,例如,第一基片僅暴露於工序站260A及260B,第二基片僅暴露於工序站260C及260D,且第三基片僅暴露於工序站260E及260F。然後,移除基片。同樣地,可以在高達所有工序站260中處理系統中的每個基片工序,且在每個工序站260處執行的工序可以與其餘工序站260中的一個工序站或所有工序站相同或不同。
參照圖1B,圖示了從介電層122向內延伸的特徵126。此處,已經例如藉由穿過圖案化的掩模(未圖示)對介電層122進行圖案蝕刻,來將特徵(例如溝槽、接點、或導孔)形成到介電層122中且穿過該介電層形成。在圖1B中,特徵126是設置在導孔開口128中的導電導孔,其中導孔開口128向下延伸到先前形成於基片(未圖示)上的下伏導電層121(例如集成電路器件中所使用的銅層)。為了在導孔開口128中形成特徵126,將屏障層123首先形成在上表面或場127上方、形成在導孔開口128的側壁上方、及形成在導電層121的在導孔開口128的基部處暴露的部分上方。屏障層123可以包括單個材料層,或呈堆疊的二或更多種不同的材料。例如,可以採用鉭膜層然後是氮化鉭膜層的雙層,且可以在圖2A的工序站260A至260F的一或更多者中形成該雙層的每個子層。然後,在先前沉積的屏障層123上方形成種子層124(例如薄銅層)。使用種子層124來促進在與處理系統200分離的鍍銅工具中將銅層125鍍覆在該種子層上方。此處,使用處理系統200,可以在工序站260A、260B處將鉭雙層從鉭靶濺射到相同的基片上,然後可以藉由在工序站260C、260D中在惰性氣體-氮氣電漿中對鉭靶進行反應性濺射以在鉭層上形成氮化鉭層來在鉭層上沉積氮化鉭層,並藉由在工序站260E、260F處在惰性氣體電漿中濺射銅靶來在氮化鉭層上方形成銅種子層。或者,可以在工序站260A或260D中在基片中上沉積鉭層,工序站260B或260E中的基片上的氮化鉭,及在工序站260C或260F中沉積於基片上的銅種子層。在此配置中,依序在工序站260A至260C中處理第一基片,並依序在工序站260D至260F中處理第二基片。如下面將進一步論述的,據信,在使用本文中所揭露的系統設計及方法中的一或更多者時,用來在一組處理序列中沉積材料的基片處理序列(如圖1B中所示)將實現顯著的產出量增加。
再次參照圖2A,處理系統200大致包括處理模組250、中介區段202(其耦接在處理模組250與前端220之間)、及系統控制器299。如圖2A中所示,中介區段202包括一對裝載鎖氣腔室230A、230B及一對中間機器手腔室280A、280B。裝載鎖氣腔室230A、230B中的每一者均分別單獨地在該裝載鎖氣腔室的一側穿過相應的第一閥門225A、225B連接到前端220,並穿過相應的第二閥門235A、235B連接到中間機器手腔室280A、280B中的一者。在操作期間,前端220中的前端機器手(未圖示)將基片從該前端移動到裝載鎖氣腔室230A或230B中,或從裝載鎖氣腔室230A、230B移除基片。然後,連接到裝載鎖氣腔室230A、230B中的一個相關聯的裝載鎖氣腔室的相關聯的中間機器手腔室280A、280B中的一者中的中間機器手285A、285B將基片從裝載鎖氣腔室230A或裝載鎖氣腔室230B移動並移動到對應的中間機器手腔室280A、280B中。在一個實施例中,中介區段202亦包括連接到中間機器手腔室280的預清潔/脫氣腔室292,例如連接到中間機器手腔室280A的預清潔/脫氣腔室292A及連接到中間機器手腔室280B的預清潔/脫氣腔室292B。藉由相關聯的中間機器手285A或285B將從前端220裝載到裝載鎖氣腔室230A、230B中的一者中的基片從裝載鎖氣腔室230A或230B移動並移動到預清潔/脫氣腔室292A或292B中。在預清潔/脫氣腔室292A、292B中,加熱基片以使任何吸收的濕氣或其他可揮發的材料從該基片揮發,並使該基片經受電漿蝕刻工序,由此移除該基片上的殘餘污染材料。此後,藉由適當的相關聯的中間機器手285A或285B將基片移動回到對應的中間機器手腔室280A或280B中,因此移動到基片處理模組250中的工序站260(此處是工序站260A或260F)處的基片支撐件672(圖4A、圖4B)上。在一些實施例中,如圖4A及圖4B中所繪示,一旦將基片S安置在基片支撐件672上,該基片就保持在該基片支撐件上,直到處理模組250中對該基片的所有處理完成為止。
此處,裝載鎖氣腔室230A及裝載鎖氣腔室230B中的每一者均連接到真空泵(未圖示),例如初級泵,該真空泵的輸出連接到排氣管(未圖示),以將裝載鎖氣腔室230A、230B內的壓力減少到約10 -3托的數量級的亞大氣壓力。每個裝載鎖氣腔室230A或230B均可以連接到專用於該裝載鎖氣腔室的真空泵,或連接到與處理系統200內的一或更多個部件共享的真空泵,或連接到真空泵以外的房屋排氣裝置(house exhaust)以減少該裝載鎖氣腔室中的壓力。在每個情況下,均可以在裝載鎖氣腔室230A、230B上提供向泵或房屋排氣裝置排氣的閥門(未圖示),以在第一閥門225A或225B分別開啟且裝載鎖氣腔室230A、230B的內部暴露於大氣的或環境的壓力條件時將連接到真空泵或房屋排氣裝置的裝載鎖氣腔室230A、230B的泵送出口與裝載鎖氣腔室230A、230B的內部容積隔離或實質上隔離。
在已經例如在預清潔/脫氣腔室292B中處理了基片之後,中間機器手285B從預清潔/脫氣腔室292B移除基片。開啟設置在中間機器手腔室280B與處理模組250之間的工序腔室閥門244B以暴露形成於處理模組250的壁中的開口504B(圖3A及圖4A),且中間機器手285B將基片穿過開口504B移動到處理模組250的工序站260F,在該工序站處接收該基片以供在處理模組250的工序站中的一或更多者內處理。用相同的方式,可以將基片從前端220穿過裝載鎖氣腔室230A移動到預清潔/脫氣腔室292A,然後穿過處理模組250壁中的工序腔室閥門244A(圖2A)及開口504A移動到處理模組250以在工序站260A處接收。或者,可以消除工序腔室閥門244A、244B,且中間機器手腔室280A、280B與處理模組250的內部直接不中斷地流體連通。
裝載鎖氣腔室230A、230B及中間機器手腔室280A、280B中的每一者均被配置為將基片從前端220傳遞到處理模組250中以及從處理模組250傳遞並傳遞到前端220中。因此,關於第一中間機器手腔室280A,為了移除定位在處理模組250的工序站260A處的基片,開啟工序腔室閥門244A,且中間機器手285A從工序站260A移除基片並將該基片穿過連接在中間機器手腔室280A與裝載鎖氣腔室230A之間的開啟的第二閥門235A移動,以將該基片安置在裝載鎖氣腔室230A中。從裝載鎖氣腔室230A回縮中間機器手285A的使基片在其上移動的末端執行器,關閉該裝載鎖氣腔室的第二閥門235A,且可選地將裝載鎖氣腔室230A的內部容積與連接到該裝載鎖氣腔室的真空泵隔離。然後,開啟連接到裝載鎖氣腔室230A的第一閥門225A,且前端220機器手拾起裝載鎖氣腔室230A中的基片並將該基片移動到位在前端220的側壁內或連接到該側壁的儲存位置(例如輸送盒或前開式標準艙(FOUP)210)。用類似的方式,使用中間機器手腔室280B、中間機器手285B、裝載鎖氣腔室230B、及該裝載鎖氣腔室的相關聯的閥門235B及225B,可以將基片從工序站260F位置移動到前端220。在基片從處理模組250移動到前端220的期間,不同的基片可以位在連接到中間機器手腔室280A、280B的預清潔/脫氣腔室292A、292B內,正移動到前端220的基片穿過該中間機器手腔室。因為每個預清潔/脫氣腔室292A、292B均與中間機器手腔室280A、280B隔離且該預清潔/脫氣腔室藉由閥門附接到該中間機器手腔室,可以著手將不同的基片從處理模組250傳遞到前端220而不會干擾相應的預清潔/脫氣腔室292A、292B中對基片的處理。
系統控制器299控制處理系統200中所見的自動化部件的活動及操作參數。一般而言,基片穿過處理系統進行的移動的大部分是藉由使用由系統控制器299所發送的命令使用本文中所揭露的各種自動化器件來執行的。系統控制器299是用來控制處理系統200中所見的一或更多個部件的通用電腦。系統控制器299一般被設計為促進對本文中所揭露的處理序列中的一或更多者的控制及自動化,一般包括中央處理單元(CPU)(未圖示)、記憶體(未圖示)、及支援電路(或I/O)(未圖示)。可以將軟體指令及資料編碼並儲存在記憶體(例如非暫時性電腦可讀取媒體)內以供指示CPU。由系統控制器內的處理單元可讀取的程式(或電腦指令)決定哪些任務在處理系統中可執行。例如,非暫時性電腦可讀取媒體包括程式,該程式在由處理單元執行時被配置為執行本文中所述的方法中的一或更多者。優選地,程式包括代碼以執行與對基片的移動、支撐、及/或定位的監測、執行、及控制相關的任務以及正在執行的各種工序配方任務及各種處理模組工序配方步驟。
參照圖2B,圖示了處理系統200A的替代構造,其中傳輸腔室240介於裝載鎖氣腔室230A、230B與一或更多個處理模組250之間。雖然不旨在限制本文中的揭示內容的範圍,但圖2B中所示的處理系統200A並不包括單獨的中間機器手腔室280A、280B或預清潔/脫氣腔室292A、292B。此處,藉由使用中間傳輸腔室240(其具有位在其中的傳輸腔室機器手242),多個處理模組250可連接到單個前端220。此處,傳輸腔室240在平面圖中大致是矩形的,且包括四個大致平坦的直立壁246,分別穿過第二閥門235A、235B及工序腔室閥門244A、244B,該等直立壁中的三者附接到處理模組250,該等直立壁中的第四者連接裝載鎖氣腔室230A、230B。此處,在前端機器手將基片安置到裝載鎖氣腔室230A、230B中的一者中且同時該裝載鎖氣腔室相應的第二閥門235A、235B關閉之後,接著開啟該裝載鎖氣腔室相應的第一閥門225A、225B,開啟該裝載鎖氣腔室的第二閥門235A、235B,並且傳輸腔室機器手242(示意性地示於圖2B中)從裝載鎖氣腔室230A或230B取出基片並將該基片穿過處理系統閥門248安置到處理模組250的第一工序站260A中的一者中,該處理系統閥門選擇性地可開啟以將基片移動到站260A處的處理模組中及從該處理模組移出,且可關閉以將傳輸腔室240的內部容積與處理模組250的內部容積(例如傳輸區域401)隔離。
如圖2A的處理系統200中的那樣,因為處理系統200A內沒有中間機器手腔室280A、280B及/或預清潔/脫氣腔室292A、292B,所以在處理模組250中的該一或更多者內(例如在工序站260A處)進行基片的預清潔,以允許在該基片上沉積膜層之前執行預清潔工序。
參照圖2A、圖3A至圖3B、圖4A至圖4B、圖5、及圖8,其中圖示了處理模組250內的部件及該處理模組的內部區域的另外的細節。如圖4A及圖4B中所示,可移除的中心蓋690延伸於處理模組250的上壁616中的中心開口713(圖2A、圖3B、及圖8)上方。中心蓋690可移除以允許進出處理模組250的內部(傳輸區域401)以檢修該處理模組的中心傳輸機器手245。至少一個(且在圖3A及圖4A至圖4B的處理模組250的情況下是兩個)基片傳輸開口504A、504B從周壁619的外表面向內延伸並延伸到處理模組250的傳輸區域401中。傳輸開口504A、504B允許中間機器手285A、285B、或中心傳輸機器手245將定位在處理模組250外部的基片傳輸到基片支撐件672上位置,該基片支撐件定位在中心傳輸機器手245的支撐臂308上。或者,傳輸開口504A、504B允許中間機器手285A、285B、或中心傳輸機器手245從定位在中心傳輸機器手245的支撐臂308上的基片支撐件672移除基片。
在圖4A及圖4B中,圖示了圖2A及圖3A至圖3B的工序站260F,其中開口504B開向工序站260F處的處理模組250中。在此實例中,開口504A的位置與跟工序站260A相鄰的位置對應。處理模組250被配置為包括中心傳輸機器手245(圖3A、圖3B),複數個支撐臂308從該中心傳輸機器手徑向地延伸。在一些實施例中,如圖5A中所示,支撐臂308的數量等於處理模組250的工序站260的數量。然而,中心傳輸機器手245的支撐臂308的數量可以小於或大於處理模組250的工序站260的數量。在一個實施例中,支撐臂308的數量大於工序站260的數量,以允許一次經由傳輸區域傳輸更多基片及/或允許支撐臂308中的一些支撐額外的硬體部件,例如用來執行PVD黏貼操作以從PVD靶的表面移除污染物的黏貼碟及/或快門碟(未圖示)。一般在相同的基片工序站260中執行的兩個基片PVD沉積工序之間在工序站260中執行PVD黏貼操作。
沿著以中心軸線253(亦即其與Z方向平行)為中心的假想圓252(圖3B),工序站260被排列,且相等地及周向地彼此隔開,使得假想圓252的中心與中心軸線253重合。例如,若工序站260F是PVD類型的工序站260,則PVD靶的中心覆蓋假想圓252的一部分,且其餘工序站260A至260E的靶的中心沿著假想圓252相等地且周向地彼此隔開。在兩個相鄰的工序站260的中心之間沿著假想圓252測得的周向間隔可以介於約700 mm與約1000 mm之間,例如800 mm與900 mm之間。在一些實施例中,在兩個相鄰的工序站260的中心之間沿著假想圓252測得的周向間隔可以等於或大於正在處理系統內處理的基片的直徑的約0.5且小於正在處理系統內處理的基片的約3個直徑,例如介於約1個與約2個基片直徑(例如150 mm、200 mm、300 mm、或450 mm直徑的基片)之間。
參照圖3A至圖3B、圖4A至圖4B、及圖5A至圖5B,中心傳輸機器手245是轉盤類型的機器手組件501,該機器手組件包括中心支撐件305,支撐臂308的近端561例如藉由螺紋緊固件(未圖示)附加到該中心支撐件。中心支撐件305藉由定位在處理模組250下方的轉盤馬達457(圖4A至圖4B及圖8)來旋轉,且可以包括耦接到下壁618(圖4A)的步進馬達或伺服馬達。轉盤馬達457可以包括驅動軸桿457A,該驅動軸桿耦接到中心支撐件305且與中心軸線253重合,以便使得在轉盤馬達457的驅動軸桿旋轉時,中心支撐件305以及支撐臂308中的每一者經由圍繞中心軸線253居中的弧旋轉。支撐臂308及基片支撐件672在它們被轉盤馬達457旋轉時穿過的轉動體積的最上表面在本文中一般稱為傳輸平面,該傳輸平面與圖4A中的X-Y平面平行。中心支撐件305以及支撐臂308中的每一者定位在單獨由真空泵454排氣的傳輸區域401內,該真空泵可以是渦輪泵、低溫泵、初級泵、或能夠在處理模組250的傳輸區域401內維持期望壓力的其他有用器件。中心支撐件305大致定位在形成於下部塊體720的下壁618中的中心開口723(圖8)上方。如下面將進一步論述的,工序站260的傳輸區域401及處理區域460單獨可隔離,使得可以在與傳輸區域401不同的真空壓力下控制及執行正在工序站260中執行的工序,且該等工序可以使用各種不同的處理氣體,而無需擔心污染傳輸區域401或其他相鄰地定位的工序站260。
在一些實施例中,支撐臂308被配置為支撐基片支撐件672,該基片支撐件被配置為支撐要在工序站260的處理區域中處理的基片。定位在基片支撐件672(其定位在支撐臂308上)上的基片被定位為使得在該基片支撐件上的基片的安置的容差限值內,基片的中心定位在假想圓252的一部分上方。同樣地,上面安置有基片支撐件的支撐臂308中的每一者的區域、或支撐部分560(圖4A)亦與假想圓252(圖3B及圖5A)對準,以允許在中心支撐件305圍繞中心軸線253旋轉時在支撐部分560圍繞中心軸線253環行時,支撐部分560的中心橫過假想圓252。
除了工序站260、真空泵265、及中心傳輸機器手245以外,圖3B亦揭露了設置在基片處理模組250內的一或更多個快門堆疊310。可以將快門堆疊310設置在工序站260中的任一者與相鄰的工序站260之間。在一些實施例中,在基片處理模組250內設置了多個快門堆疊310,使得快門堆疊310的數量等於基片處理模組250內的工序站260的數量。在一些實施例中,存在六個快門堆疊310,使得在六個工序站260中的每一者之間設置一個快門堆疊310。可以將快門堆疊310設置在中心傳輸機器手245的徑向外側。在一些實施例中,中心傳輸機器手245的複數個支撐部分560亦被配置為向快門堆疊310及從該等快門堆疊傳輸基片。該複數個支撐部分560可以從中心傳輸機器手245徑向向外至少部分地延伸到快門堆疊310上方或下方。
快門堆疊310可以向基片處理模組250提供快門碟。可以將快門碟用於在構成工序站260的腔室的初始點火(burn)期間預調節工序站260,或者可以在原位將快門碟用於靶或工序套件的清潔。快門碟亦可以能夠用於工序站260內的黏貼工序。黏貼工序是一種原位調節工序步驟,其使用現有的材料(靶或氣體)或添加新的材料(例如氣體)來在工序站260中的所有工序環境表面上方產生空白覆蓋膜,以減少缺陷或其他壽命驅動的性能影響。使用快門碟來保護原本通常不會暴露於工序的表面。
亦可以使用快門堆疊310來在工序站260內的處理操作之間儲存基片。在此實施例中,將基片在移動到第二工序站260或從基片處理模組250傳輸出去之前從工序站260中的一者移動到快門堆疊310。此實施例有益於在一或更多個處理操作花費比其他工序亦大量的時間來完成時防止基片處理模組250內的阻塞(backup),或其有益於在後續的處理操作之前使基片休息。在一些實施例中,將快門堆疊310中的一或更多者用於提供快門碟,同時將其餘的快門堆疊用於在處理操作之間儲存基片。在一些實施例中,快門堆疊310是冷卻腔室或退火腔室,使得在工序站260之間對基片進行冷卻或退火。在一些實施例中,將支撐部分560的數量增加了存在於基片處理模組250中的快門堆疊310的數量。
將快門堆疊330設置在工序站260的外部允許運輸快門碟及/或容納在該等快門碟中的基片而不會中斷基片處理模組250的真空。減少中斷真空的需要會減少基片處理模組250的處理時間,從而減少使用者的成本。在下面的圖12A至圖12D的論述中給出了快門堆疊310的另外的細節。
參照圖5B,圖示了可用於在圖2A及圖2B的工序站260A至260F之間傳輸基片支撐件672的中心傳輸機器手的一個配置。此處,中心支撐件305包括居中定位的通口500,該通口圍繞中心軸線253而居中,且定位在處理模組250下方的轉盤馬達457的驅動軸桿457A(圖4A)連接到該通口中以使得中心支撐件305圍繞中心軸線253旋轉。每個支撐臂308均包括定位在支撐部分560與近端561之間的延伸臂部506。延伸臂部506具有至少一個(且在此處是兩個)減重和減少導熱的切口區域510,該等切口區域大致與從中心軸線253延伸的半徑的任一側平行地延伸。在一些配置中,如平面圖中所見,延伸臂部506在c形端部區域508處終止,且形成支撐部分560的一部分。在一些配置中,c形端部區域508包括相對端514、516,該等相對端隔開比c形端部區域508部分地環繞的通口518的直徑520還小的距離。基片支撐件672的周邊凸緣670(圖4A)(其在佈局上是大致圓形的)具有內徑及外徑,且被配置為在基片支撐件672在工序站260之間移動的期間擱置在支撐部分560上的頂部上,且在基片支撐件672從該周邊凸緣升起之前擱置在工序站260處。
參照圖4A至圖4B,在一些實施例中,支撐臂308包括複數個電接點453(圖4B),該複數個電接點被設置在支撐臂308的上表面上及支撐部分560內。在基片支撐件672被支撐在支撐臂308上的同時,使用電接點453來向形成於基片支撐件672的主體643(圖6)內的一或更多個電元件提供電力。因此,可以將主體623與電接點673的組合視為靜電卡盤(ESC)。形成於基片支撐件672內的該一或更多個電元件可以包括電阻式加熱元件642(圖6)及/或一或更多個卡緊電極641(圖6),該等電阻式加熱元件耦接到形成於基片支撐件672的下表面上的二或更多個電接點673(圖4A),該一或更多個卡緊電極單獨耦接到形成於基片支撐件672的下表面上的二或更多個額外電接點673。如圖4A至圖4B中示意性地繪示的,藉由使用滑環456來將電接點453電耦接到一或更多個電源(例如DC卡緊電源458及/或加熱器電源459),該滑環被調適為允許在支撐臂308被轉盤馬達457旋轉的同時對電接點453進行電連接。使用多個導體或導線455來將該一或更多個電源連接到電接點453。導體或導線455穿過驅動軸桿457A、中心支撐件305、及支撐臂308,其定位在處理模組250的傳輸區域401內。例如,穿過每個支撐臂308提供耦接到電源458的三條導線及耦接到電源459的兩條導線,使得它們可以各自單獨連接到電接點453。因此,在基片支撐件672定位在支撐部分560上時,基片支撐件672的電接點673電耦接到支撐臂308的電接點453,使得在基片S及基片支撐件672正在傳輸區域401內被傳輸的同時,基片可以保持卡緊到基片支撐件672且可以維持期望的溫度。允許在傳輸工序期間卡緊及加熱基片S的能力允許在傳輸工序期間由轉盤馬達457實現更大的轉速,而無需擔心丟失基片,且允許在每個工序站260中執行的工序之間一致地維持基片的溫度。
圖5C是包括替代機器手構造的中心傳輸機器手245的平面圖,該機器手構造是包括兩個末端執行器530、532的雙臂機器手540。包括雙臂機器手540的中心傳輸機器手245可以在以下的情況下有用:處理模組250中執行的基片處理序列不包括或不需要要在任一方向上沿著一定路徑依序傳輸的基片,該路徑沿著假想圓252延伸。在此處理模組250配置中,基片支撐件672不需要在側向平面(亦即X-Y平面)上可動,使得每個基片支撐件672均維持在工序站260下方的X-Y平面上的一個位置中,且在處理期間,藉由雙臂機器手540在側向固定的基片支撐件672之間傳輸基片。
在一些實施例中,雙臂機器手540的兩個末端執行器530、532獨立地可操作,且從中心軸線505延伸並圍繞該中心軸線弧形地擺動,該中心軸線在Z方向上延伸(例如與圖5C的平面垂直)且一般與處理模組250的中心軸線253重合。每個末端執行器530、532均可操作地耦接到中心輪轂536,該中心輪轂由上部可旋轉輪轂及下部可旋轉輪轂(未圖示)組成,該上部可旋轉輪轂及該下部可旋轉輪轂各自獨立地圍繞中心軸線505可旋轉。末端執行器530包括第一分叉537a及第一臂538。第一輪轂臂542在該第一輪轂臂的第一端處耦接到中心輪轂536且在第一腕部連接件544處在該第一輪轂臂的位於末端執行器536a的遠端的端部處耦接到第一臂538,由此第一臂圍繞第一腕部軸線Ω 1可樞轉以允許第一末端執行器530圍繞第一腕部軸線Ω 1旋轉。同樣地,憑藉第一輪轂臂圍繞中心軸線505的弧狀移動,第一腕部連接件544可以圍繞中心軸線505環行,且因此第一腕部軸線Ω 1可以圍繞該中心軸線環行。末端執行器532包括第二分叉537b及第二臂546。第二輪轂臂548在該第二輪轂臂的第一端處耦接到上部可旋轉輪轂且在第二腕部連接件550處在該第二輪轂臂的位於第二末端執行器532的遠端的端部處耦接到第二臂546,由此第二臂546圍繞第二腕部軸線Ω 2可樞轉以允許第二末端執行器532圍繞第二腕部軸線Ω 2旋轉。同樣地,憑藉第二輪轂臂548圍繞中心軸線505的弧狀移動,第二腕部連接件550可以圍繞中心軸線505環行,且因此第二腕部軸線Ω 2可以圍繞該中心軸線環行。此外,因為第一末端執行器530及第二末端執行器532分別穿過上部可旋轉輪轂及下部可旋轉輪轂可操作地連接到中心輪轂536,所以末端執行器530、532的分叉537a、537b可以在垂直方向上彼此覆蓋,以例如允許分叉537a或537b中的一者從基片支撐件672接收及回縮基片,同時分叉537a或537b中的另一者正在從處理模組250向內移動不同的基片,以一旦已經從該基片支撐件移除第一基片就將基片安置在基片支撐件672上。
在第一末端執行器530及第二末端執行器532的臂(第一臂538及第一輪轂臂542,或第二臂546及第二輪轂臂548)共同對準時,亦即在它們一起形成直線路徑時,第一末端執行器530及第二末端執行器532的分叉537a、537b中的每一者均可以相對於中心軸線505延伸最大距離。在臂的此定向下,第一分叉537a及第二分叉537b中的一者處於負載或卸載位置以相對於基片支撐件672接收或留下基片。從此位置,憑藉上部輪轂或下部輪轂圍繞中心軸線505的弧狀移動以及第一臂538或第二臂546中的一者圍繞對應的第一腕部軸線Ω 1或第二腕部軸線Ω 2的弧狀移動,對應的分叉537a或537b朝向中心輪轂536回縮。藉由將雙臂機器手540定位在處理模組250中,並將中心軸線505定位在中心軸線253的位置處,分叉537a、537b可操作來觸及工序站260A至260F中的任一者處的任何基片支撐件672,且彼此獨立地進行。因此,採用雙臂機器手540的結構的機器手,基片可以從工序站260A至260F中的任一者移動到工序站260A至260F中的任何另一者,而無需穿過沿著假想圓252的任何中間工序站260A至260F。
圖4A至圖4B及圖6包括工序站260F及處理模組250的一部分的橫截面圖,且旨在大致繪示可以定位在處理模組250內的工序站的各種部件及屬性。雖然該等圖式中所繪示的工序站260F的配置被調適為執行PVD沉積工序,但此工序站配置不旨在限制本文中所提供的揭示內容的範圍,因為如上所述,亦可以將處理模組250內的工序站260中的一或更多者調適為執行CVD、PECVD、ALD、PEALD、蝕刻、熱工序(例如RTP、退火、冷卻、熱管理控制)、或其他有用的半導體的或平面顯示面板的基片處理步驟。然而,據信,由於通常由PVD工序所實現的工序交叉污染的減少的機會(例如殘餘氣體交叉污染的較小的機會)及較高的沉積速率,與利用其他沉積和蝕刻工序的其他處理模組配置相比,主要包括或僅包括配置為執行PVD沉積工序的工序站的處理模組250在多種半導體器件形成應用中是有利的。
工序站260大致包括源組件470、工序套件組件480、及基片支撐件致動組件490,該等組件在一起使用時允許在工序站260的處理區域460內執行期望的工序。在本文中所提供的揭示內容的各種實施例中,工序站260中的每一者內的處理區域460均被配置為單獨地與處理模組250的傳輸區域401可隔離,因此實質上防止電磁能量、蒸氣、氣體、或其他不合需要的污染物不利地影響基片及正在相鄰的工序站中或在傳輸區域401內執行的工序。在與傳輸區域401隔離時,在工序站260內執行的基片處理步驟期間,處理區域460大致由源組件470的一或更多個處理表面、工序套件組件480內的一或更多個處理區域部件685、及基片支撐件672所包圍。
如上面所論述且如圖4A中所示,工序站260F的源組件470被配置為執行PVD沉積工序。在此配置中,源組件470包括靶472、磁控管組件471、源組件壁473、蓋體474、及濺射電源475。在此配置中,PVD靶472的處理表面472A大致界定處理區域460的上部的至少一部分。磁控管組件471包括磁控管區域479,磁控管471A在處理期間在該磁控管區域中藉由使用磁控管旋轉馬達476來旋轉。一般藉由從流體再循環器件(未圖示)向磁控管區域479遞送冷卻流體(例如DI水)來冷卻靶472及磁控管組件471。磁控管471A包括複數個磁體471B,該複數個磁體被配置為產生延伸於靶472的處理表面472A下方的磁場以促進在PVD沉積工序期間在處理區域460中執行的濺射工序。
調適為執行CVD、PECVD、ALD、PEALD、蝕刻、或熱工序的工序站260的替代配置,源組件470一般會包括不同的硬體部件。在一個實例中,調適為執行PECVD沉積工序或蝕刻工序的工序站的源組件470一般包括氣體分佈板或淋噴頭,該氣體分佈板或該淋噴頭被配置為在處理期間將前驅物氣體或蝕刻氣體遞送到處理區域460中並跨設置在工序站260內的基片的表面遞送。在此配置中,界定處理區域460的至少一部分的該一或更多個處理表面是氣體分佈板或淋噴頭的下表面(例如接觸處理區域的表面)。在此配置中,不使用磁控管組件471及靶,且可以用配置為對氣體分佈板進行偏壓的RF電源替換濺射電源475。
基片支撐件致動組件490包括托座升降組件491及托座組件492。托座升降組件491包括升降機致動器組件468及升降機安裝組件766,該升降機安裝組件耦接到處理模組250的下壁618。升降機致動器組件768可以包括步進馬達或伺服馬達致動的螺桿組件、線性馬達組件、氣動缸致動的組件、或其他常規的機械線性致動機構。在操作期間,升降機致動器組件768及升降機安裝組件766被配置為藉由使用升降機致動器組件768內所見的一或更多個機械致動器(例如伺服馬達、步進馬達、線性馬達)來將托座組件492定位在傳輸位置(圖4A)及處理位置(圖4B)中,該傳輸位置在垂直方向(Z方向)上定位在支撐臂308下方(亦即傳輸平面),該處理位置在垂直方向上位在支撐臂308上方。升降機致動器組件768耦接到托座軸桿492A,該托座軸桿由耦接到下壁618的軸承(未圖示)所支撐,以在藉由升降機致動器組件768來平移托座軸桿492A時引導該托座軸桿。使用波紋管組件(未圖示)來在托座軸桿492A的外徑與下壁618的一部分之間形成密封,使得在正常操作期間維持藉由使用真空泵454在傳輸區域401內產生的真空環境。據信,與在不允許進行單獨的對準及調整的單個支撐結構上定位多個基片的常規設計相比,使用單獨且專用的托座升降組件491(該等托座升降組件被配置為準確地將基片S及基片支撐件672定位在每個工序站260中合乎需要的處理位置中,且亦可以單獨地且合乎需要地與工序站260內的源組件470內的部件(例如靶472)對準)具有顯著的優勢。下面與圖7A及圖7B結合進一步論述與基片S與源組件470部件的定位及對準相關的重要性及問題的實例。
托座組件492包括耦接到板支撐元件493的支撐板組件494,該板支撐元件耦接到托座軸桿492A。托座組件492包括加熱器電源498、靜電卡盤電源499、及背側氣體源497。
在一些實施例中,支撐板組件494包括複數個電接點496(圖4A),該複數個電接點設置在支撐板494A的上表面上。加熱器電源498及靜電卡盤電源499各自電耦接到電接點496中的二或更多者。在藉由支撐板494A從支撐臂308的支撐部分560升起基片支撐件672時,使用電接點496來向形成於基片支撐件672內的該一或更多個電元件提供電力。電接點496被配置為與形成於基片支撐件672的下表面上的電接點673配合。在一些實施例中,單獨的一組電接點673(其形成於基片支撐件672的下表面上)被配置為與支撐板494A的電接點496配合。在一個實施例中,單獨的該組電接點673實體上與配置為與支撐臂308的電接點453配合的電接點673分離。在此配置中,基片支撐件672包括單獨的兩組接點,其各自被調適為與嵌入在基片支撐件672內的電元件(例如電阻式加熱元件、卡緊電極)產生類似的電連接。設置在基片支撐件672內的電阻式加熱元件耦接到二或更多個電接點673,該二或更多個電接點與支撐板494A的二或更多個電接點496電連通,該二或更多個電接點496在基片支撐件672定位在處理位置(圖4B)中時耦接到加熱器電源498的輸出。設置在基片支撐件672內的該一或更多個卡緊電極耦接到二或更多個電接點673,該二或更多個電接點與支撐板494A的二或更多個電接點496電連通。在一個實例中,穿過托座軸桿492A提供耦接到加熱器電源498的輸出的三條導線及耦接到靜電卡盤電源499的兩條導線,使得該等導線可以單獨連接到它們相應的配合電接點496。在一些實施例中,在基片支撐件672定位在工序站260內的處理位置中時,至少部分地由於允許基片支撐件672的重量的一部分使得電接點673的表面抵靠在電接點496中的每一者的配合表面上,在電接點496與它們相應的配合電接點673之間形成了可靠的可分離的電連接。因此,在基片在處理期間定位在支撐板494A上的同時允許基片支撐件672卡緊並加熱該基片。
在一些實施例中,支撐板組件494包括可分離的背側氣體連接件495,該背側氣體連接件被配置為與圍繞形成在基片支撐件672的背側中的背側氣體端口671形成的背側氣體接收表面配合。背側氣體連接件495耦接到背側氣體源497,該背側氣體源被配置為在處理期間向形成在基片支撐件672中且連接到形成在基片支撐件672中的氣體通路的背側氣體端口671並向形成於定位在基片支撐件672的基片接收表面上的基片與基片支撐件672之間的空間遞送背側氣體(例如N 2、He、Ar)。因此,可分離的背側氣體連接件495被配置為在基片支撐件672定位在支撐板494A上時重複地可密封地連接到基片支撐件672的背側氣體接收表面並在支撐板494A處於傳輸位置(亦即支撐臂308下方)時從基片支撐件672分離。在一些實施例中,可分離的背側氣體連接件495包括機加工的金屬或順應的密封表面,其被配置為在基片支撐件672定位在工序站260內的處理位置中時與背側氣體接收表面的拋光的配合表面配合以形成可重複的氣密密封,該氣密密封至少部分地由靠在可分離的背側氣體連接件495的表面上的基片支撐件672的重量的一部分所形成。
如圖4A至圖4B及圖6中所示,工序套件組件480大致包括複數個處理區域部件685及密封組件485,其定位在處理模組250的腔室上壁616的上部工序站開口734上方及/或內。在圖4A至圖4B及圖6中所揭露的工序站260配置實例中,處理區域部件685包括基部板481、工序區域屏蔽物482、隔離環483、站壁484、覆蓋環486、沉積環488、及內屏蔽物489、其一起至少部分地界定工序站260的處理區域460。基部板481被配置為支撐工序區域屏蔽物482、隔離環483、站壁484、密封組件485、覆蓋環486、沉積環488、及內屏蔽物489,並允許將該等部件定位在形成在處理模組250的上壁616中的中心開口713上並作為一個組件從該中心開口移除。由介電材料所形成的隔離環483被配置為支撐靶472並定位在站壁484上,該站壁定位在基部板481上。在靶472被濺射電源475偏壓時,使用隔離環483來將該靶與接地的站壁484電隔離。
工序套件組件480亦包括複數個密封元件1001(例如O形環),該複數個密封元件用來防止大氣氣體在正常處理期間進入處理區域460。並且,源組件470被配置為藉由使用密封元件1001來與工序套件組件480的一部分形成密封,且工序套件組件480被配置為類似地藉由使用密封元件1001來與腔室上壁616的上表面形成密封,以允許在處理期間將處理區域460與外部環境隔離。
站壁484包括第一端口484A,該第一端口耦接到真空泵265且被配置為在處理期間穿過形成於屏蔽物489的上部、靶472的下表面、與隔離環483及站壁484的一部分之間的周向間隙抽空處理區域460。站壁484亦包括第二端口484B,該第二端口耦接到氣體源699且被配置為在處理期間穿過周向送氣室484C向處理區域460遞送一或更多種工序氣體(例如Ar、N 2)。
工序區域屏蔽物482定位在站壁484的下部上。一般使用工序區域屏蔽物482來收集從靶472濺射的沉積物、包圍處理區域460的一部分、且在一些配置中,如圖6中所示,支撐密封組件485。在此配置中,工序區域屏蔽物482被調適為在站壁484的表面484D處形成密封(該工序站屏蔽物被支撐在該表面上)並類似地在密封組件485的下部板485B的下表面485D與工序站屏蔽物482的下表面482A之間形成密封。形成於工序站屏蔽物482與站壁484及下部板485B的一部分之間的密封可以各自藉由使用O形環(未圖示)、焊接、或其他常規的密封方法來形成。
在一些實施例中,密封組件485包括上部板485A、下部板485B、及設置在上部板485A與下部板485B之間的順應構件485C。在一些實施例中,如圖6中所示,順應構件485C包括柔性波紋管組件,該柔性波紋管組件被配置為在至少一個方向(例如垂直方向(亦即Z方向))上順應且被配置為在處理期間防止氣體穿過該柔性波紋管組件。柔性波紋管組件可以是不銹鋼或鉻鎳鐵合金的波紋管組件,其被可密封地焊接在與上部板485A及下部板485B相對的端部處。
在處理期間,如圖4B及圖6中所示,在基片及基片支撐件672定位在源組件470下方的處理位置中時,基片支撐件672的一部分或附接到該基片支撐件的部件(兩者在本文中都稱為基片支撐件672的「密封部分」)被調適為與密封組件485的一部分形成「密封」,以便實質上將處理區域460與傳輸區域410流體隔離。因此,在圖4A至圖4B及6中所揭露的工序站260配置實例中,基片支撐件672、靶472、密封組件485、及複數個處理區域元件685(該複數個處理區域部件包括工序區域屏蔽物482、站壁484、及隔離環483)實質上包圍並界定處理區域460。在一些實施例中,形成於基片支撐件672的密封部分與密封組件485的上部板485A之間的「密封」產生在密封區域487處,該密封區域由基片支撐件672的密封部分的表面與密封組件485的一部分的表面之間的實體接觸所形成。在一些較低溫的應用中,藉由使用定位在基片支撐件672的密封部分的表面與密封組件485的部分的表面之間的界面處的擦拭器密封件、u形杯密封件、或O形環(未圖示)來形成密封。在一些高溫的應用中(例如在大於200℃的溫度下),藉由形成於基片支撐件672的密封部分與密封組件485的部分之間的界面處的金屬與金屬或金屬與陶瓷的接觸來形成密封。在一些實施例中,密封組件485的柔性波紋管組件被配置為在藉由使用基片支撐件致動組件490中的升降機致動器組件768來將基片支撐件672的密封部分安置為與密封組件485的部分的表面接觸時在垂直方向上延伸。柔性波紋管組件的順應本質允許彌補基片支撐件672的密封部分的表面與密封組件485的部分的表面之間的任何失準或平坦性差異,使得可以在許多循環內在密封區域487處形成可靠且可重複的密封。如圖4A至圖4D及圖6中所繪示,基片支撐件672的密封部分、密封組件485的密封部分、基片的處理表面、及源組件470的下表面(例如靶472的下表面)的實質上平行的定向/對準亦允許形成可重複的可靠的密封,同時亦允許在處理期間容易形成及/或維持基片的處理表面與源組件470的下表面之間的角度對準。下面與圖7A至圖7B及圖8結合進一步論述與基片的處理表面與源組件470的下表面之間的角度對準相關的議題。
然而,在一些替代的實施例中,密封組件485僅包括定位在基片支撐件672的密封表面與工序區域屏蔽物482的下表面482A之間的界面處的擦拭器密封件、u形杯密封件、或O形環(未圖示)以在基片支撐件672定位在處理位置中時在其間形成密封。在此配置中,基片支撐件672的上面形成有密封表面的部分具有大於工序區域屏蔽物482的內徑的直徑,使得可以在基片支撐件在處理步驟期間定位在處理位置中的同時在密封表面與下表面482A之間形成密封。
在第一工序站260中執行基片處理步驟之後,降下基片S及基片支撐件672使得它們位在支撐臂308上。然後,中心傳輸機器手245圍繞穿過該中心傳輸機器手延伸的中心軸線253旋轉中心支撐件305,以穿過弧擺動支撐臂308、基片S、及基片支撐件672以將基片支撐件672及基片S分度移動到第二工序站260下方的位置,在該第二工序站處,再次藉由托座升降組件491(其專用於該第二工序站260)在相同的基片支撐件672上將基片S升到處理位置。在基片S上完成處理之後,接著將基片S及基片支撐件672放回到支撐臂308的端部上並傳輸到下一個工序站260。然後,可以重複升起基片S及基片支撐件672、處理基片S、降下基片S及基片支撐件672、及傳輸基片支撐件672及基片S的處理循環多次。
在處理模組250內的基片S和基片支撐件672傳輸序列的期間,工序站260中的每一者的處理區域460與傳輸區域401直接連通。此結構設計在由於除去了對將每個工序站與更常規的設計中所見的傳輸區域隔離的專用縫閥的需求而減少系統成本,因此亦由於傳輸基片所需的步驟數量減少而減少基片傳輸開銷時間(亦即增加產出量)的同時,亦允許平衡處理區域460與傳輸區域401之間的壓力並跨處理區域250更容易且快速地實現期望的基礎壓力。藉由消除對於常規處理系統設計中所需的單獨處理腔室結構(例如單獨的焊接的隔室)及支撐硬體(例如個別的支撐框架、縫閥等等)的需要,本文中所揭露的系統設計亦減少複雜度及成本。並且,因為可以藉由基於從系統控制器299(圖2A)發送的命令由定位在每個工序站260處的基片支撐件致動組件490控制基片支撐件672的移動及位置,來單獨地且選擇性地隔離每個工序站260的處理區域460,所以此設計及傳輸序列亦提供了額外的優點。例如,可以合乎需要的是,藉由將基片S及基片支撐件672定位在工序站260A及260B內的處理位置中來單獨地處理該等工序站中的基片,同時工序站260C、260D、260E、及260F由於該等位置處的基片支撐件672保持在傳輸位置中而保持在非隔離狀態下,且因此在該等工序站處的處理區域460與傳輸區域401之間實現流體連通。
圖4C至圖4D是依據實施例的處理模組250的示意橫截面圖,該處理模組包括替代配置版本的工序站260F。在此配置中,處理模組250包括替代配置的中心傳輸機器手245,該中心傳輸機器手包括複數個支撐臂309,該複數個支撐臂被配置為將一或更多個基片傳輸並放置到支撐卡盤組件590的基片支撐表面591A上。在附接到托座升降組件491的支撐卡盤組件590上形成基片支撐表面591A。
圖4C繪示支撐卡盤組件590,該支撐卡盤組件定位在基片接收位置或基片傳輸位置中。圖4D繪示在支撐卡盤組件590定位在基片處理位置中時的該支撐卡盤組件。圖4C至圖4D中所繪示的支撐卡盤組件590配置繪示以下設計:支撐卡盤組件590的基片支撐元件591保持附接到托座升降組件491部件,使得該基片支撐元件專用於單個工序站260,且限於垂直地移動基片,例如在基片接收位置與處理位置之間移動基片。
支撐卡盤組件590包括板支撐件594,該板支撐件被配置為支撐及保持基片支撐元件591且耦接到托座軸桿592A。支撐卡盤組件590包括加熱器電源498、靜電卡盤電源499、及背側氣體源497。加熱器電源498及/或靜電卡盤電源499各自電耦接形成於基片支撐元件591內的該一或更多個電元件。在此配置中,基片支撐元件591的主體包括嵌入在該主體中的一或更多個電阻式加熱元件。電阻式加熱元件設置在基片支撐元件591的主體內,且與加熱器電源498的輸出連接件電連通。設置在基片支撐元件591的主體內的該一或更多個卡緊電極與電源499電連通。在一個實例中,穿過托座軸桿592A提供耦接到加熱器電源498的輸出的三條導線及耦接到電源499的兩條導線,使得該等導線可以單獨連接到它們相應的電元件。
支撐卡盤組件590包括形成在基片支撐元件591中的背側氣體端口595。背側氣體端口595耦接到背側氣體源497,該背側氣體源被配置為在處理期間向形成在基片支撐元件591中的氣體通路及形成於基片與基片支撐元件591的表面之間的空間遞送背側氣體(例如N 2、He、Ar)。
如上面類似地論述的,在處理期間,在基片及支撐卡盤組件590定位在源組件490(圖4D)下方的處理位置中時,支撐卡盤組件590的一部分或附接到該支撐卡盤組件的部件包括密封表面596,該密封表面被調適為與密封組件485的一部分形成「密封」,以便實質上將處理區域460與傳輸區域410流體隔離。在一些實施例中,藉由密封表面596的表面與密封組件485的部分的表面之間產生的實體接觸,來在密封區域487內產生形成於密封表面596與密封組件485的上部板485A之間的「密封」。如上面類似地論述的,在一些較低溫的應用中,藉由使用定位在支撐卡盤組件590的密封表面596與密封組件485的部分的表面之間的界面處的擦拭器密封件、u形杯密封件、或O形環(未圖示)來形成密封。並且,在一些高溫的應用中(例如在大於200℃的溫度下),藉由形成於支撐卡盤組件590的密封表面596的部分與密封組件485的部分之間的界面處的金屬與金屬或金屬與陶瓷的接觸來形成密封。
參照圖4C,中心傳輸機器手245包括複數個支撐臂309,該複數個支撐臂被配置為將一或更多個基片拾取及放置到支撐卡盤組件590的基片支撐表面591A上。在一個實施例中,中心傳輸機器手245包括升降機致動器599,該升降機致動器至少被配置為從傳輸位置向基片放下位置(其位在傳輸位置下方)在Z方向上升起及降下中心支撐件305及附接到該中心支撐件的複數個支撐臂309。將支撐臂309與上述的支撐臂308類似地安裝、塑形、及配置,除了與在工序站260之間傳輸基片及基片支撐件672相比,支撐臂309被配置為在工序站260之間傳輸基片以外。在一個實施例中,每個支撐臂309均包括複數個基片支撐元件309A,該複數個基片支撐元件定位在支撐臂309的下側表面上,使得可以將支撐在基片支撐元件309A的支撐表面309C上的基片直接定位在基片支撐元件591的支撐表面591A上。相對的基片支撐元件309A的內緣309B被定位為分開一定距離,該距離小於基片的最小可能外部尺度,以確保支撐臂309可以接收及傳輸所有可能的基片。基片支撐元件591的上表面及上部中的切口(未圖示)被配置為與基片支撐元件309A的定向配合,使得在將基片設置在支撐表面591A上之後,基片支撐元件309A不接觸或干擾基片支撐元件591,且使得支撐臂可以圍繞中心軸線253旋轉以將支撐臂309移動到不在支撐卡盤組件590上方的位置。
亦可以將與支撐臂309的基片支撐元件309A部分類似的機器手臂配置或機器手臂的端部用作中間機器手285A、285B的末端執行器的一部分以將基片拾取並放在基片支撐元件591的支撐表面591A上或者放在基片支撐件672的主體643的支撐表面674上。類似地,如上面所論述,在一個實施例中,中間機器手285A、285B包括升降機構(未圖示),該升降機構至少被配置為向傳輸位置及基片放下位置(其位在傳輸位置下方)及從該傳輸位置及該基片放下位置升起及降下中間機器手285A、285B的末端執行器(未圖示)。基片支撐元件591的上表面及上部中的一或更多個切口(未圖示)、或基片支撐件672被配置為與定位在中間機器手285A、285B的末端執行器(未圖示)上的基片支撐元件309A的定向配合,使得在將基片設置在基片支撐元件591或基片支撐件672上且從不在支撐卡盤組件590或基片支撐件672上方的位置回縮末端執行器之後,基片支撐元件309A不接觸或干擾基片支撐元件591或基片支撐件672。
已經發現包括具有與圖4C中所繪示的支撐元件309A類似的支撐元件的機器手末端執行器的使用的處理系統200是有用的,因為該等處理系統允許將基片定位在基片支撐件672或支撐卡盤組件590的基片支撐表面上,而不需要在基片交換操作期間使用本領域中常用的單獨的基片升降組件(例如升降銷、升降箍、及升降機致動器)來將基片與基片支撐表面分離。在減少工序站260的成本及複雜度的同時,使用此類型的機器手末端執行器亦除去了對在基片支撐件672或支撐卡盤組件590內形成允許升降組件部件(例如升降銷)觸及設置在基片接收表面上的基片所需的孔洞的需要,然後亦除去了對為了在處理期間將處理區域460與傳輸區域401流體隔離而密封形成在基片支撐件672或支撐卡盤組件590中的孔洞的需要。因此,在本文中所述的實施例中的一或更多者中,基片支撐件672或支撐卡盤組件590不包括用來接受基片升降部件的通孔(例如升降銷孔),且在一些情況下可以僅包括用來在處理期間向基片提供背側氣體的單個通孔(例如背側氣體端口671或背側氣體端口595)。
雖然圖4C至圖4D中所繪示的替代工序站配置包括了不包括將基片支撐件與基片一起移動的基片傳輸序列,但在此情況下,處理模組250仍然包括上述的相同的基本的傳輸區域401及處理區域460的結構配置及優點。例如,藉由基於從系統控制器299(圖2A)發送的命令由每個工序站260處的基片支撐件致動組件490控制支撐卡盤組件590的移動及位置,可以單獨地且選擇性地隔離每個工序站260的處理區域460。
如上面與圖1A及圖1B結合論述的,每個工序站260A至260F均被配置為在基片上單獨執行期望的工序。在一個實例中,在處理模組250內的複數個工序站中單獨執行沉積工序。單獨執行的沉積工序可以包括在工序站260A至260F中依序處理基片時經由PVD工序依序在該基片上沉積層。在PVD沉積工序或濺射工序期間,藉由電源475向靶472施加偏壓。向靶施加的偏壓使得由於由向從氣體源699提供的濺射氣體遞送的施加的偏壓所形成的離子化的氣體原子轟擊靶的表面,而從靶472的面射出靶材料的一部分。射出的或濺射的材料的通量包括靶材料的離子化的及中性的原子,該等原子一般朝向形成的處理區域460的下部行進,且行進到基片S及工序套件組件480的屏蔽物(例如內屏蔽物489、工序區域屏蔽物482)的表面。藉由將形成在基片支撐件672中的電極中的一者接地、向該等電極中的一者施加直流(DC)或射頻(RF)偏壓,可以變更從靶472的表面射出的離子化的靶原子的通量的方向。因此,在一些實施例中,加熱器電源498及靜電卡盤電源499包括DC或RF電源,該DC或RF電源被配置為向設置在基片支撐件672內的該一或更多個卡緊電極或加熱元件施加偏壓。一般將設置在基片支撐元件591內的卡緊電極定位在設置在基片支撐件672的基片支撐表面處的介電材料正下方(例如0.1 mm-1 mm)。然而,由於無法在處理期間離子化所有濺射的原子以及PVD腔室的結構配置,PVD工序被視為是視線沉積工序,從晶圓內(within-wafer, WIW)沉積均勻性的角度來看,該視線沉積工序受到靶的形狀以及PVD沉積工序期間的靶472與基片的表面的平行度的影響。在一個實例中,相對於基片的相對邊緣,在基片的一個邊緣處較小的靶與基片的間隔由於角度失準將導致跨基片的厚度變化。因此,如下面關於圖7A至圖7B論述的,與在不在傳輸區域401及處理區域460內提供真空壓力時(其例如發生在維護活動期間)相比,由外部環境壓力區域403(圖4A)與傳輸區域401及處理區域460之間的產生的壓力差引起的腔室上壁616及下壁618的扭變傾向在處理期間使得靶472的表面相對於基片支撐件672的表面撓曲並變得傾斜。由於整體跨距大,腔室上壁616及下壁618需要在X-Y平面內延伸(例如>3 m的直徑)以允許將基片定位在傳輸區域401內及在工序站260之間傳輸,因此工序站260中的每一者內的靶472的撓曲亦隨著處理模組250的尺寸隨著基片尺寸增加(例如≧300 mm)增加而增加。為了最小化腔室上壁616及下壁618的扭變的影響,使用結構支撐組件710以無論處理模組250處於真空(例如10托到10 -8托)下還是處於環境壓力(例如760托)下,都最小化腔室上壁616及下壁618的扭變並改進工序站260A至260F的源組件470彼此的平行度。
在工序站260中執行PVD處理步驟之後,使靶472上的偏壓電壓回到零,產生的電漿消失,並且如上面與圖4A及圖4B中所繪示的實施例結合論述的,將基片S及基片支撐件672下降以回到支撐臂308上。
除了沉積工序以外,亦可以在工序站中額外性地執行一或更多個靶黏貼工序(其例如從靶的表面清掉氧化物層或反應性濺射形成的層)及/或腔室清潔工序。在一個實例中,在黏貼工序期間,將黏貼碟及/或快門碟(例如基片尺寸的金屬碟)定位在托座升降組件491上並藉由托座升降組件491移動到處理位置中,以允許在黏貼碟及/或快門碟上而不是在基片上執行PVD沉積工序以清潔靶472的表面。
現在參照圖7A、圖7B、及圖8,圖示了處理模組250另外的結構及細節。此處,如圖7A中所示,處理模組250包括下部塊體720及上部塊體722,該下部塊體形成處理模組250的下部或基部,該上部塊體密封到該下部塊體且被支撐在該下部塊體上。在,藉由一些合乎需要的手段來將下部塊體720及上部塊體722焊接、銅焊、或熔合在一起,以在下部塊體720與上部塊體722之間的界面處形成真空氣密接合。在一些實施例中,下部塊體720具有帶有七個側面(圖2A)的大致板狀的結構,且包括下壁618及複數個下部工序站開口725(圖8中圖示了兩個),該下壁包括設置在中心凹部724(圖8)內的中心開口723,該中心凹部設置在中心區域內,每個下部工序站開口均與工序站260的位置對應。複數個托座組件492(圖8中圖示了其中的兩個)穿過下壁618延伸且從該下壁向下延伸。使用包括支撐框架728的下部支撐結構727來支撐下部塊體720及上部塊體722並將處理模組250定位在地板(未圖示)上方期望的垂直位置處。
在一些實施例中,上部塊體722具有大致板狀的結構,該結構具有與下部塊體720的那些側面匹配的八個側面(圖2A)。包括腔室上壁616的上部主要部分711包括設置在中心區域內的中心開口713(圖8)以及複數個上部工序站開口734(圖4A至圖4D、圖7B、及圖8),每個上部工序站開口均與定位工序站260的工序套件組件480及源組件470的位置對應。已經發現,在腔室上壁616中形成中心開口713使得中心開口713的直徑落在小於約0.5且大於0.3的直徑比(其由中心開口的直徑與周邊區域721的內表面721A處的傳輸區域401的外部範圍的直徑(亦即腔室上壁616不受支撐的長度)的比率所界定)之內允許使用者穿過中心開口713可觸及處理模組250的中心區域且令人驚訝地不會由於從腔室上壁616的中心移除材料而不利地在處理期間(例如在真空下)增加腔室上壁616的扭變。在此配置中,可移除的中心蓋690延伸於中心開口713上方,但一般不耦接到腔室上壁616或不用來向該腔室上壁提供額外的結構支撐。可移除的中心蓋690包括密封件(未圖示),在真空泵454將傳輸區域401維持在真空狀態下時,該密封件防止外部環境氣體洩漏到傳輸區域401中。下部塊體720及上部塊體722的周邊區域721的內表面721A形成傳輸區域401的外部邊緣。出入口504A、504B穿過內表面721A的一部分延伸並穿過上部塊體722的壁的一部分(圖4A至圖4D)或下部塊體720的壁的一部分(未圖示)中的任一者延伸。
如上面所論述,由環境壓力區域403與傳輸區域401及處理區域460之間產生的壓力差引起的腔室上壁616及下壁618的扭變傾向在處理期間使得源組件470的部分(例如靶472的表面)相對於基片支撐件672的表面撓曲且變得傾斜。為了最小化腔室上壁616及下壁618的扭變,使用結構支撐組件710以無論處理模組250處於真空下還是處於環境壓力下,都最小化腔室上壁616及/或下壁618的扭變並改進源組件470的平行度。由於製造限制、成本限制、及關於組裝的上部塊體722及下部塊體720的運送的限制,腔室上壁616一般具有介於50毫米(mm)與100 mm之間的平均壁厚(Z方向),並且下壁618具有介於75 mm與150 mm之間的平均壁厚(Z方向)。此處,為了幫助確保此平行度,上部塊體722包括結構支撐組件710,該結構支撐組件包括上部支撐元件701及複數個安裝元件702,該複數個安裝元件各自具有耦接到腔室上壁616的第一端。在一些實施例中,藉由螺栓連接、焊接、或甚至將安裝元件702一體地形成為腔室上壁616的一部分,來將安裝元件702的第一端耦接到腔室上壁616。將安裝元件702的陣列定位在工序站260中的每一者之間的腔室上壁616上並耦接到該腔室上壁。在一些實施例中,安裝元件的陣列各自具有在一定徑向位置處耦接到第一壁的第一端,該徑向位置定位在延伸於兩個相鄰的工序站開口之間的徑向方向735上。在一個實例中,如圖7B中所示,安裝元件中的每一者的徑向位置均沿著延伸於每一對工序站開口之間的徑向方向735定位,且定位在上部工序站開口734的內側(例如從中心軸線253延伸較小的半徑)的徑向位置處。在一些配置中,安裝元件702包括垂直區段714A(圖8)且亦包括徑向區段714B(圖7B),該徑向區段相對於中心軸線253在徑向方向上延伸。
在一些實施例中,上部支撐元件701大致包括環形結構元件,該環形結構元件耦接到安裝元件702中的每一者的第二端以最小化腔室上壁616的撓曲。如圖7A至圖7B中所示,在一些配置中,環形形狀不是完美的環形,且可以包括一或更多個面(例如所示的六個面)及一或更多個平坦的安裝表面(例如頂面及底面)。藉由螺栓連接(亦即螺栓703)、焊接、或甚至將安裝元件702一體地形成為上部支撐元件701的一部分,將上部支撐元件701耦接到安裝元件702中的每一者。安裝元件702的垂直區段714A被配置為相對於腔室上壁616的安裝表面(例如暴露的頂面)將上部支撐元件701定位在約150 mm與約450 mm之間的距離808。如圖8中所示,上部支撐元件701的橫截面包括橫截高度806及橫截寬度807,該橫截高度及該橫截寬度被配置為至少由於其面積慣性矩而向腔室上壁616提供期望的增加的剛性,以支撐腔室上壁616並抵消施加的真空壓力(例如~14.7 psig)誘發的負載以最小化該腔室上壁的扭變。在一個實例中,由於因為將傳輸區域401維持例如在小於1托(例如10 -3托到10 -8托之間)的壓力而在處理期間施加的真空壓力,三米直徑的腔室上壁616接收總共約716,000 N(161,000磅)的力。在一些實施例中,上部支撐元件701及安裝元件702由與用來形成上部塊體722及下部塊體720部件(例如腔室上壁616及下壁618)的材料相同的材料所形成,例如鋁材料(例如6061 Al)。在一些實施例中,上部支撐元件701及安裝元件702由具有比用來形成上部塊體722及下部塊體720部件的材料還大的彈性模量(E)的材料所形成,例如不銹鋼材料(例如304 SST、316 SST),且上部塊體722及下部塊體720部件由鋁材料所形成。在一個實例中,上部支撐元件701具有介於約50 mm與約125 mm之間的橫截高度806、介於約75 mm與約200 mm之間的橫截寬度807、且具有內徑介於約750 mm與約900 mm之間的中心開口805。在此配置中,上部支撐元件701被配置為耐得住向腔室上壁616提供的真空誘發的負載,該腔室上壁包括腔室上壁616中的中心開口713,該中心開口具有小於中心開口805的內徑(例如小於中心開口805的內徑的85%,或小於中心開口805的內徑的95%)的直徑。在一些實施例中,結構支撐組件710與腔室上壁616的結構的組合被配置為相對於與X-Y平面平行的側向平面801(圖8)將靶472的處理表面472A的角度撓曲或角度失準最小化到跨圍繞靶472的中心居中的300 mm的直徑(例如行程(run))從邊緣到邊緣(例如上升)測得的0.1 mm與約0.25 mm之間的傾斜角(其例如介於約0.02與0.05度角之間)。在一些實施例中,結構支撐組件710與腔室上壁616的結構的組合被配置為相對於設置在基片支撐件672上的基片S的暴露表面將靶472的處理表面472A的角度失準最小化到跨基片S的300 mm的直徑(例如行程)從邊緣至邊緣(例如上升)測得的約0.1 mm與約1 mm之間的傾斜角(其例如介於約0.02與0.2度角之間)。雖然不旨在限制本文中所提供的揭示內容的範圍,但在一些情況下,由於腔室上壁616的撓曲(例如第1彎曲模式形狀),沿著從中心軸線延伸的徑向方向,處理表面472A與側向平面801之間的角度失準可能最大。
雖然未示於圖8中,但在一些實施例中,用與將結構支撐組件710耦接到腔室上壁616類似的方式將第二結構支撐組件710耦接到下壁618。因此,在一些實施例中,處理模組250可以包括腔室上壁616上的第一結構支撐組件710及下壁618上的第二結構支撐組件710,以無論處理模組250內的傳輸區域401處於真空下還是處於環境壓力下,都改進所有工序站260中的源組件470的平行度。
圖9A及圖9B繪示處理模組250的替代配置的實例,與上面主要描述的六個工序站的配置相比,該處理模組包括四個工序站。因此,圖9A及圖9B繪示了另外的處理模組概念,其是槳式機器手處理模組900。在此配置中,提供了四個工序站260,每個工序站均具有本案圖2A至圖8的工序站260的相同的通用配置,但相比之下,四個工序站位在矩形包殼902的四個拐角,且如類似地與圖4C至圖4D結合描述的,基片支撐件672A至672D不從一個工序站260移動到另一個工序站260。矩形包殼902包括上部主體904及下部主體906,該等主體是用與上述的上部塊體722及下部塊體720類似的方式配置的。圖9A包括槳式機器手處理模組900的上部主體904及下部主體906,而圖9B則僅包括槳式機器手處理模組900的下部主體906部分。上部主體904包括腔室上壁,該腔室上壁被配置為工序站260A至260D中的每一者的支撐源組件470及工序套件組件480。下部主體906類似地包括下壁,該下壁被配置為支撐工序站260A至260D中的每一者內的支撐卡盤組件590。
第一工序腔室閥門244A及第二工序腔室閥門244B位在槳式機器手處理模組900的四個壁中一個共同的壁上,使得可以使用機器手(例如圖2A的中間機器手285)穿過該等閥門裝載基片並將該基片裝載到第一基片支撐件672A上。然後,將基片支撐件672A升到第一工序站260A中的處理位置,並例如藉由在基片上沉積濺射的膜層來處理該基片。然後,可以藉由第一槳式機器手908A來從基片支撐件672A向基片支撐件672B移動基片以供在下一個工序站260B處進行處理。或者,可以將第一基片裝載到第一基片支撐件672A上,然後在不在第一基片支撐件672A上處理的情況下由第一槳式機器手908A移動到第二基片支撐件672B,然後將第二基片裝載到第一基片支撐件672A上以供在該第一基片支撐件上進行處理。用類似的方式,第二槳式機器手908B可以在第四基片支撐件672D與第三基片支撐件672C之間移動兩個額外的基片。在第一基片及第二基片相應的工序站中在該第一基片及該第二基片上執行的處理(且在一些情況下亦有在額外的基片相應的工序站中在該等額外的基片上執行的處理)可以同時地或實質上同時地執行。
每個槳式機器手908A、908B均包括可旋轉基部910A、910B,槳臂912A、912B從該等槳式機器手延伸並終止在槳末端執行器914A、914B中。可旋轉基部910A、B連接到矩形包殼下方的馬達(未圖示),且可旋轉以將槳末端執行器914A、914B定位在相應的基片支撐件672A至672D中的一者上方。此外,亦沿著弓形路徑995定位擱置站916A至916D,槳末端執行器914A、914B穿過該弓形路徑擺動,使得可以在工序站260處的處理之間或直接在工序站260之間將基片儲存在擱置站916A至916D處。
圖10A至圖10C繪示依據一些實施例設置在裙部680及靜電卡盤(ESC)622上方的快門碟1300a、1300b、1300c的側視圖。例如,裙部680可以是上面關於圖6所描述的覆蓋環648。裙部680包括裙部特徵680a至680c。例如,ESC可以包括上面關於圖6所描述的主體643。
快門碟1300a、1300b、1300c被配置為保護下伏元件(例如主體643)以免受到不想要的沉積的影響。如所示,快門碟1300a、1300b、1300c包括碟主體1301及一或更多個碟特徵1310a至1310c。碟主體1301可以包括本領域中用於快門碟的任何材料,例如鈦(Ti)、鋁-矽-碳(AlSiC)、不銹鋼(SST)、鋁(Al)、及上述項目的任何組合。碟特徵1310a(圖10A)包括圓頭部分,使得主體1301在快門碟的底面1330處從快門碟1300a的中心突出得比快門碟的頂面1331處還遠。碟特徵1310b(圖10B)包括圓頭部分,使得主體1301在快門碟的底面1330處從快門碟1300b的中心突出與快門碟的頂面1331處大約相同的距離。碟特徵1310c(圖10C)包括圓頭部分,使得主體1301在快門碟的底面1330處從快門碟1300a的中心突出得比快門碟的頂面1331處還遠。此外,碟特徵1310c亦包括唇部,該唇部延伸於底面1330下方。碟特徵1310a、1310b、1310c可以均勻地圍繞碟主體1301的邊緣定位,或者碟特徵可以僅位於邊緣的部分中。依據一個實施例,快門碟包括碟特徵1310a、1310b中的二或更多者。
碟特徵1310a至1310c允許在高溫處理期間減少碟主體1301的應力。例如,碟特徵1310a至1310c在快門碟1300a至1300c經歷彎曲時減少碟主體1301中的應力。快門碟1300a至1300c被調整尺寸為安置在ESC及裙部上,使得快門碟在快門碟經歷彎曲時仍然保護ESC及裙部。在一些情況下,由於快速增加及/或減少溫度而發生彎曲。例如,快門碟1300-c被配置為耐得住高達約1 mm或更大的彎曲。彎曲可以朝向頂面1331,或者背向頂面。此外,快門碟1300a至1300c亦被配置為耐得住主體1301的至少端口的高達約0.5 mm或更大的側向(亦即與底面1330及頂面1331垂直)膨脹或移位。
圖10D繪示依據一些實施例的快門碟1300a至1300c中的一者的俯視圖。快門碟1300a至1300c包括複數個長凹槽1320,該複數個長凹槽從主體1301的側面向主體的中心C延伸。快門碟1300a至1300c包括複數個短凹槽1321,該複數個短凹槽從主體1301的側面向主體的中心C延伸。長凹槽1320的長度等於或大於短凹槽1321的長度。長凹槽1320及短凹槽1321可以遵循任何路徑,例如直線路徑。如圖10D中所繪示,長凹槽1320及短凹槽1321具有弧形曲線。弧形曲線可以具有任何角度,例如約10°。長凹槽1320及短凹槽1321可以具有約0.25 mm到約0.50 mm的深度。
長凹槽1320及短凹槽1321背向下方的部件引導沉積的材料,從而在不在長凹槽及短凹槽本身中沉積材料的情況下進一步保護部件。長凹槽1320及短凹槽1321背向下方的部件引導沉積的材料,從而進一步保護部件。長凹槽1320及短凹槽1321相對於沉積平面具有角度上傾度。
快門碟1300a至1300c可以具有約300 mm或更大的直徑。即使快門碟1300a至1300c經歷彎曲,大的直徑亦允許保護下伏部件。藉由延長對被保護的部件的替換,特別是對於約5000 nm或更高的高膜厚度沉積而言,此增加了使用壽命,並減少了擁有成本。
圖11A繪示依據一個實施例的支撐部分(或者稱為傳輸系統)560的側視圖。圖11B繪示依據一個實施例的支撐部分560的俯視圖。如所示,支撐部分560包括支撐部分主體1405、第一抓取器1401、第二抓取器1402、及支撐部分致動器1410。第一抓取器1401及第二抓取器1402中的每一者均耦接到支撐部分主體1405。第一抓取器1401及第一抓取器1402被配置為抓取工件(例如基片S,或者快門碟1300a至1300c中的一者)。支撐部分560被配置為在傳輸期間使工件的旋轉定向保持恆定。對於具有僅沉積在其上的某些部分上的層的基片而言,工件恆定且一致的旋轉定向是合乎需要的。
在一些實施例中,第一抓取器1401及第一抓取器1402包括齊平的表面,使得工件牢固地定位在第一抓取器及第二抓取器上。在其他的實施例中,第一抓取器1401及第二抓取器1402包括卡環或其他的機構(未圖示)以將工件固定到支撐部分560。支撐部分致動器1410被配置為相對於中心支撐件305(圖5B)在Z方向上移動支撐部分560。支撐部分致動器1410可以包括本領域中所使用的任何致動器,例如氣動致動器、電動馬達、液壓致動器、步進馬達、電刷馬達、或任何其他合適的致動器。在一些實施例中,整個中心支撐件305都在Z方向上移動,因此支撐部分560在Z方向上移動。
圖11C繪示依據一個實施例的支撐部分560的運動。支撐部分560在第一位置1420處開始。在第一位置1420中,支撐部分560不抓取快門碟或基片。
然後,將支撐部分560移動到第二位置1421。例如,藉由轉盤馬達457來旋轉中心傳輸機器手245(圖5B),使得將支撐部分560旋轉到第二位置1421。將第二位置1421定位為使得支撐部分560可以抓取快門碟(例如圖10A至圖10D的快門碟1300a至1300c中的一者)。在一些實施例中,將快門碟設置在快門堆疊310中。支撐部分致動器1410被配置為在Z方向上移動支撐部分560以抓取快門碟。在一些實施例中,藉由升降機致動器599使整個中心支撐件305都在Z方向上移動,因此支撐部分560在Z方向上移動,以抓取快門碟。
然後,將支撐部分560移動到第三位置1422。例如,藉由轉盤馬達457來旋轉中心傳輸機器手245(圖5B),使得將支撐部分560旋轉到第三位置1422。例如,第三位置1422位於處理區域(例如工序站260)中。支撐部分致動器1410被配置為在Z方向上移動支撐部分560以將快門碟安置在處理區域中。在一些實施例中,藉由升降機致動器599使整個中心支撐件305都在Z方向上移動,因此支撐部分560在Z方向上移動,以安置快門碟。
圖11D繪示依據一個實施例的支撐部分560的運動。支撐部分560在第一位置1420處開始。在第一位置1420中,支撐部分560不抓取快門碟或基片。
然後,將支撐部分560移動到第二位置1421。例如,藉由轉盤馬達457來旋轉中心傳輸機器手245(圖5B),使得將支撐部分560旋轉到第二位置1421。將第二位置1421定位為使得支撐部分560可以抓取基片(例如基片S)。在一些實施例中,將基片設置在快門堆疊310中。支撐部分致動器1410被配置為在Z方向上移動支撐部分560以抓取基片。在一些實施例中,藉由升降機致動器599使整個中心支撐件305都在Z方向上移動,因此支撐部分560在Z方向上移動,以抓取基片。
然後,將支撐部分560移動到第三位置1422。例如,旋轉中心傳輸機器手245(圖5B),使得將支撐部分560旋轉到第三位置1422。例如,第三位置1422位於處理區域(例如工序站260)中。支撐部分致動器1410被配置為在Z方向上移動支撐部分560以將基片安置在處理區域中。在一些實施例中,藉由升降機致動器599使整個中心支撐件305都在Z方向上移動,因此支撐部分560在Z方向上移動,以安置基片。
在圖11C及圖11D中所示的實例中的任一者中,可以包括其他的位置。例如,將支撐部分560移動到四個、五個、或甚至更多個位置。每個位置均可以用從約0°到約360°的任何角度增量定位。支撐部分560可以從一個位置穩定地移動到另一個位置,或者外端可以用逐步的方式移動。
在一些實施例中,第一位置1420位於第二處理區域(例如另一個工序站260)中。在該等實施例中,可以繞過第二位置1421,因此基片S從第二處理區域移動到第二位置1421中的處理區域。該等實施例允許對基片進行兩步驟處理,首先在第二處理區域中進行,然後在處理區域中進行。
圖12A繪示依據一個實施例的第一位置1591中的快門堆疊1500A。快門堆疊1500A被配置為固持一或更多個快門碟1300及一或更多個基片S。在一些實施例中,快門堆疊1500A僅容納基片S。在一些實施例中,快門堆疊1500A僅包括一或更多個快門碟1300a至1300c。可以使用快門堆疊1500A以代替上述的快門堆疊330。
如所示,快門堆疊1500A包括堆疊基部1502、一或更多個快門碟支撐件1505、基片支撐件1501、及堆疊致動器1503。該一或更多個快門碟支撐件1505及基片支撐件1501耦接到堆疊基部1502。該一或更多個快門碟支撐件1505被配置為支撐快門碟1300a至1300c。基片支撐件1501被配置為支撐基片S。堆疊致動器1503耦接到堆疊基部1502。堆疊致動器1503被配置為在任何期望的方向上移動堆疊基部1502。例如,堆疊致動器1503被配置為在Z方向上移動堆疊基部1502。堆疊致動器1503可以包括本領域中所使用的任何致動器,例如氣動致動器、電動馬達、液壓致動器、步進馬達、電刷馬達、或任何其他合適的致動器。
雖然僅圖示一組快門碟支撐件1505及對應的快門碟1300,但應了解,快門堆疊1500A亦可以包括任何組數的快門碟支撐件1505以及相同數量的對應的快門碟1300a至1300c。同樣地,雖然僅圖示一個基片支撐件1501及對應的基片S,但應了解,快門堆疊1500A可以包括任何組數的基片支撐件1501以及相同數量的對應的基片S。
在圖12A中所繪示的第一位置1591中,支撐部分560正抓取快門碟1300a至1300c。基片支撐件1501的頂部1501T與快門碟支撐件1505之間的間隔使得支撐部分560可以配合在堆疊基部1502與頂部之間。
圖12B繪示依據一個實施例的第二位置1592中的快門堆疊1500A。與第一位置1591相比,第二位置1592處於較低的升高度。在圖12B中所繪示的第二位置1592中,支撐部分560正抓取基片S。因此,快門堆疊1500A被配置為使得支撐部分560可以抓取基片S或快門碟1300中的任一者。
雖然圖12A及圖12B中僅圖示兩個位置1591、1592,但要了解,快門堆疊1500A任何數量的位置亦是可能的。例如,在包含多個基片支撐件1501的快門堆疊1500A的配置中,快門堆疊的多個位置是可能的,每個位置均包括處於不同升高度的堆疊基部1502。此外,快門堆疊1500A亦可以包括升降銷(未圖示),該等升降銷允許增加對工件在Z方向上的移動的控制。
圖12C繪示依據一個實施例的第一位置1593中的快門堆疊1500B。可以使用快門堆疊1500B以代替上述的快門堆疊330。快門堆疊1500B與快門堆疊1500B類似,但快門堆疊1500B不包括堆疊致動器。亦就是說,快門堆疊1500B被設定在單個位置1593中。相反地,如圖12D中所示,支撐部分560相對於快門堆疊1500B在Z方向上移動。例如,使用支撐部分致動器1410(圖11A及圖11B)來移動支撐部分560。在一些實施例中,藉由升降機致動器599使整個中心支撐件305都在Z方向上移動,因此支撐部分560在Z方向上移動。在一些實施例中,將圖15C及圖15D的致動器與快門堆疊1500A一起使用,因此快門堆疊及外端1032各自協同地工作以抓取快門碟1300a至1300c及/或基片S。
快門堆疊1500A、1500B中的每一者均允許取回工件(亦即基片及快門碟)而不會中斷真空。減少花費在中斷及恢復真空的時間增加了群集工具的產出量。此外,依據一些實施例,快門堆疊1500A、1500B亦包括冷卻系統,例如輻射冷卻系統。冷卻系統減少快門碟1300a至1300c的溫度,增加快門碟的使用壽命,並減少使用者的擁有成本。快門堆疊1500A、1500B亦可以包括一或更多個感測器(未圖示)。感測器向支撐部分560指示支撐部分何時被設置在快門堆疊中。
圖13是依據一個實施例用於移動工件的方法1600操作的流程圖。雖然與圖11A至圖11D、圖12A至圖12D、及圖13結合描述方法1600操作,但本領域中的技術人員將了解,配置為用任何順序執行方法操作的任何系統亦都落在本文中所述的實施例的範圍之內。可以將方法1600的實施例與本文中所述的系統及系統操作(例如圖2A及圖2B的基片處理模組250)中的一或更多者組合使用。方法1600可以作為包含指令的電腦可讀取媒體被儲存到基片處理模組250的系統控制器299或由該系統控制器可存取,該等指令在由系統控制器的處理器執行時,使得傳輸腔室組件執行方法。可以在真空環境(例如超高真空(UHV)環境)中執行方法1600的整體。
方法1600在操作1610處開始,在該操作處,在第一方向上將支撐部分(例如支撐部分560)從第一位置(例如第一位置1420)移動到快門堆疊(例如設置在第二位置1421處的快門堆疊310、1500A、或1500B)。第一方向可以是直線,或沿著弓形路徑。依據一個實施例,支撐部分被配置為抓取快門碟及基片兩者。依據一個實施例,支撐部分是中心傳輸機器手(例如中心傳輸機器手245)的一部分。
在操作1620處,支撐部分從快門堆疊取回工件(例如快門碟1300或基片S)。依據一些實施例,操作1620包括在與第一方向垂直的第二方向上移動支撐部分。例如,使支撐部分相對於快門堆疊移動(如圖12C及圖12D中所示)。取回工件的步驟包括從快門堆疊取回快門碟,或從快門堆疊取回基片,且取回快門碟及取回基片的步驟是在第二方向上在不同的升高度下執行的。
依據一些實施例,操作1620包括在第二方向上移動快門堆疊。例如,使快門堆疊相對於支撐部分移動(如圖12A及圖12B中所示)。取回工件的步驟包括從快門堆疊取回快門碟,或從快門堆疊取回基片,且取回快門碟及取回基片的步驟是在第二方向上在不同的升高度下執行的。
在一些實施例中,操作1620包括以下兩個步驟:在第二方向上移動支撐部分,及在第二方向上移動快門堆疊。
在操作1630處,支撐部分移動到第二位置(例如第三位置1422)。第二位置包括處理區域(例如工序站260)。
要了解,可以將方法1600與複數個工件一起執行。例如,中心傳輸機器手包括多個支撐部分,因此可以同時移動多個工件。此外,方法1600亦可以包括以下步驟:使支撐部分回到先前的位置(例如第一位置1420、第二位置1421)。例如,在操作1630之後,在將基片安置在處理區域中時,支撐部分回到第二位置以取回快門碟,且支撐部分將快門碟放置在處理區域中。
如上所述,提供了移動工件的基片處理模組及方法。基片處理模組包括快門堆疊及兩個處理區域。快門堆疊設置在處理區域之間。移動工件的方法包括以下步驟:在第一方向上將支撐部分從第一位置移動到快門堆疊,從快門堆疊取回工件,及向第二位置移動支撐部分。基片處理模組及方法允許向快門堆疊移動工件及從快門堆疊向兩個處理區域移動工件。
基片處理模組的中心傳輸機器手被配置為抓取基片及快門碟兩者,從而在一般會需要兩個機器手的時候允許使用一個機器手。高真空環境中的快門堆疊的安置減少了在從快門堆疊向處理區域傳輸基片時抽真空的需求。
雖然以上內容是針對本揭示內容的實施例,但亦可以在不脫離本揭示內容的基本範圍的情況下設計本揭示內容的其他的及另外的實施例,且本揭示內容的範圍是由隨後的請求項所決定的。
101:基片S的部分 104:膜層 121:導電層 122:層 123:屏障層 124:種子層 125:銅層 126:特徵 127:上表面或場 128:導孔開口 200:處理系統 202:中介區段 210:輸送盒或前開式標準艙(FOUP) 220:前端 240:傳輸腔室 242:傳輸腔室機器手 245:中心傳輸機器手 246:直立壁 248:處理系統閥門 250:處理模組 252:假想圓 253:中心軸線 260:工序站 265:真空泵 299:系統控制器 305:中心支撐件 308:支撐臂 309:支撐臂 310:快門堆疊 401:傳輸區域 403:環境壓力區域 453:電接點 454:真空泵 455:導體或導線 456:滑環 457:轉盤馬達 458:電源 459:電源 460:處理區域 470:源組件 471:磁控管組件 472:靶 473:源組件壁 474:蓋體 475:濺射電源 476:磁控管旋轉馬達 479:磁控管區域 480:工序套件組件 481:基部板 482:工序區域屏蔽物 483:隔離環 484:站壁 485:密封組件 486:覆蓋環 487:密封區域 488:沉積環 489:內屏蔽物 490:基片支撐件致動組件 491:托座升降組件 492:托座組件 493:板支撐元件 494:支撐板組件 495:背側氣體連接件 496:電接點 497:背側氣體源 498:加熱器電源 499:靜電卡盤電源 500:通口 501:機器手組件 505:中心軸線 506:延伸臂部 508:c形端部區域 510:切口區域 514:相對端 516:相對端 518:通口 520:直徑 530:末端執行器 532:末端執行器 536:中心輪轂 538:第一臂 540:雙臂機器手 542:第一輪轂臂 544:第一腕部連接件 546:第二臂 548:第二輪轂臂 550:第二腕部連接件 560:支撐部分 561:近端 590:支撐卡盤組件 591:基片支撐元件 594:板支撐件 595:背側氣體端口 596:密封表面 599:升降機致動器 616:腔室上壁 618:下壁 619:周壁 622:靜電卡盤(ESC) 641:卡緊電極 642:電阻式加熱元件 643:主體 670:周邊凸緣 671:背側氣體端口 672:基片支撐件 673:電接點 674:支撐表面 680:裙部 685:處理區域元件 690:可移除的中心蓋 699:氣體源 701:上部支撐元件 702:安裝元件 703:螺栓 710:結構支撐組件 711:上部主要部分 713:中心開口 720:下部塊體 721:周邊區域 722:上部塊體 723:中心開口 724:中心凹部 725:下部工序站開口 727:下部支撐結構 728:支撐框架 734:上部工序站開口 735:徑向方向 766:升降機安裝組件 768:升降機致動器組件 801:側向平面 805:中心開口 806:橫截高度 807:橫截寬度 808:距離 900:槳式機器手處理模組 902:矩形包殼 904:上部主體 906:下部主體 995:弓形路徑 1001:密封元件 1032:外端 1300:快門碟 1301:碟主體 1320:長凹槽 1321:短凹槽 1330:底面 1331:頂面 1401:第一抓取器 1402:第二抓取器 1405:支撐部分主體 1410:支撐部分致動器 1420:第一位置 1421:第二位置 1422:第三位置 1501:基片支撐件 1502:堆疊基部 1503:堆疊致動器 1505:快門碟支撐件 1591:第一位置 1592:第二位置 1593:第一位置 1600:方法 1610:操作 1620:操作 1630:操作 102A:金屬層 102B:金屬層 102C:金屬層 103A:反應性金屬層 103B:反應性金屬層 103C:反應性金屬層 1300a:快門碟 1300b:快門碟 1300c:快門碟 1310a:碟特徵 1310b:碟特徵 1310c:碟特徵 1500A:快門堆疊 1500B:快門堆疊 1501T:頂部 200A:處理系統 225A:第一閥門 225B:第一閥門 230A:裝載鎖氣腔室 230B:裝載鎖氣腔室 235A:第二閥門 235B:第二閥門 244A:工序腔室閥門 244B:工序腔室閥門 260A:工序站 260B:工序站 260C:工序站 260D:工序站 260E:工序站 260F:工序站 280A:中間機器手腔室 280B:中間機器手腔室 285A:中間機器手 285B:中間機器手 292A:預清潔/脫氣腔室 292B:預清潔/脫氣腔室 309A:基片支撐元件 309B:內緣 457A:驅動軸桿 471A:磁控管 471B:磁體 472A:處理表面 482A:下表面 484A:第一端口 484B:第二端口 484C:周向送氣室 484D:表面 485A:上部板 485B:下部板 485C:順應構件 485D:下表面 492A:托座軸桿 494A:支撐板 504A:開口 504B:開口 537a:第一分叉 537b:第二分叉 591A:基片支撐表面 592A:托座軸桿 672A:基片支撐件 672B:基片支撐件 672C:基片支撐件 672D:基片支撐件 680a:裙部特徵 680b:裙部特徵 680c:裙部特徵 714A:垂直區段 714B:徑向區段 721A:內表面 908A:第一槳式機器手 908B:第二槳式機器手 910A:可旋轉基部 910B:可旋轉基部 912A:槳臂 912B:槳臂 914A:槳末端執行器 914B:槳末端執行器 916A:擱置站 916B:擱置站 916C:擱置站 916D:擱置站 C:中心 S:基片 Ω 1:第一腕部軸線 Ω 2:第二腕部軸線
可以藉由參照實施例來獲得上面所簡要概述的本揭示內容的更詳細說明以及可以用來詳細了解本揭示內容的上述特徵的方式,附圖中繪示了該等實施例中的一些。然而,要注意,附圖僅繪示示例性實施例且因此並不被視為對該等實施例的範圍的限制,可以容許其他等效的實施例。
圖1A是基片的部分截面圖,該基片具有沉積在該基片上的複數個膜層,該複數個膜層是藉由本文中所揭露的方法及/或裝置來形成及/或處理的。
圖1B是基片的部分截面圖,該基片具有形成在該基片上的特徵,該特徵被沉積材料層覆蓋、填塞、及填充,該等沉積材料層是藉由本文中所揭露的方法及/或裝置來形成及/或處理的。
圖2A是依據一或更多個實施例的處理系統的平面圖,該處理系統包括處理模組,該處理模組包括該處理模組中用於處理基片的工序站。
圖2B是依據一或更多個實施例的處理系統的替代版本的平面圖,該處理系統包括複數個處理模組,該複數個處理模組各自包括該處理模組中用於處理基片的工序站。
圖3A是依據一或更多個實施例的圖2A的處理模組的等軸視圖。
圖3B是依據一或更多個實施例的圖2A的處理模組的平面圖。
圖4A是依據一或更多個實施例的圖2A的處理模組的一部分的部分截面圖,該部分截面圖圖示處理模組的工序站下方的傳輸位置中的基片支撐件。
圖4B是依據一或更多個實施例的圖2A的處理模組的部分橫截面圖,該部分橫截面圖圖示基片支撐件,該基片支撐件被升舉到工序位置中以與該處理模組形成密封的基片工序容積。
圖4C是依據一或更多個實施例的圖2A的處理模組的一部分的部分截面圖,該部分截面圖圖示處理模組的工序站下方的傳輸位置中的基片支撐件的替代配置。
圖4D是依據一或更多個實施例的圖2A的處理模組的部分橫截面圖,該部分橫截面圖圖示圖4C中所繪示的基片支撐件的替代配置,該基片支撐件被升舉到工序位置中以與該處理模組形成密封的基片工序容積。
圖5A是依據一或更多個實施例可用來在圖2A的處理模組中的工序站之間移動基片的機器手的示意平面圖。
圖5B是依據一或更多個實施例的圖5A的機器手的實施方式的等軸視圖。
圖5C是依據一或更多個實施例的圖5A及圖5B的機器手配置的替代機器手配置的平面圖。
圖6是依據一或更多個實施例的圖4B的處理模組的工序站的部分橫截面圖。
圖7A是依據一或更多個實施例的處理模組的等軸視圖,該處理模組包括結構支撐組件,該結構支撐組件可用來維持源組件的處理表面與設置在處理模組內的基片支撐表面的共面性。
圖7B是依據一或更多個實施例設置在圖7A中所繪示的處理模組的腔室上壁上的結構支撐組件的特寫等軸視圖。
圖8是依據一或更多個實施例沿著圖7A中所繪示的橫截線8-8形成的處理模組的側橫截面圖。
圖9A是依據一或更多個實施例的圖2A的處理模組配置的替代處理模組配置的平面圖。
圖9B是依據一或更多個實施例的圖9A的處理模組的下部主體部分的平面圖,該平面圖圖示該處理模組中的槳式機器手的運動路徑。
圖10A至圖10C繪示依據一些實施例設置在裙部及靜電卡盤(ESC)上方的快門碟的側視圖。
圖10D繪示依據一個實施例的快門碟的俯視圖。
圖11A繪示依據一個實施例的支撐部分的俯視圖。
圖11B繪示依據一個實施例的支撐部分的側視圖。
圖11C至圖11D繪示依據一些實施例的支撐部分的運動。
圖12A繪示依據一個實施例的第一位置中的快門堆疊。
圖12B繪示依據一個實施例的第二位置中的快門堆疊。
圖12C至圖12D繪示依據一些實施例的第一位置中的快門堆疊。
圖13是依據一個實施例用於移動工件的方法操作的流程圖。
為了促進了解,已儘可能使用相同的附圖標記來標誌圖式共有的相同元件。可以預期,可以有益地將一個實施例的元件及特徵併入其他實施例而無需另外敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
200:處理系統 202:中介區段 210:輸送盒或前開式標準艙(FOUP) 220:前端 245:中心傳輸機器手 250:處理模組 265:真空泵 299:系統控制器 713:中心開口 225A:第一閥門 225B:第一閥門 230A:裝載鎖氣腔室 230B:裝載鎖氣腔室 235A:第二閥門 235B:第二閥門 244A:工序腔室閥門 244B:工序腔室閥門 260A:工序站 260B:工序站 260C:工序站 260D:工序站 260E:工序站 260F:工序站 280A:中間機器手腔室 280B:中間機器手腔室 285A:中間機器手 285B:中間機器手 292A:預清潔/脫氣腔室 292B:預清潔/脫氣腔室 S:基片

Claims (20)

  1. 一種基片處理模組,包括: 複數個壁,該複數個壁部分界定一傳輸區域,該複數個壁包含: 一第一壁;及 一第二壁,相對於該第一壁佈置; 一工序站,耦合至該第一壁,且連接至該傳輸區域,該工序站包含: 一處理區域;及 一工序站開口,佈置於該第一壁中,且在該處理區域及一拖座組件之間; 一機器手,佈置於該傳輸區域中,該機器手包含: 一支撐部分,包含被配置成在其上固定一工件的一表面; 一快門堆疊,佈置於該傳輸區域中,該快門堆疊被配置為支撐一快門碟及一基片之一或更多者,該快門堆疊包含: 一堆疊基部,包含一快門碟支撐件; 一基片支撐件,耦合至該堆疊基部,該基片支撐件包含一頂部;及 一堆疊致動器,耦合至該堆疊基部,該堆疊致動器被配置為在該第一壁及該第二壁之間移動該堆疊基部。
  2. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該快門堆疊相鄰於該工序站而佈置。
  3. 如請求項1所述的基片處理模組,其中一Z方向界定為在該第一壁及該第二壁之間的一軸,且該堆疊致動器以該Z方向移動該堆疊基部。
  4. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該基片支撐件佈置於該堆疊基部及該第一壁之間。
  5. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該堆疊基部佈置於該第二壁上。
  6. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該快門堆疊被配置為同時在該等快門碟支撐件上支撐一快門碟且在該頂部上支撐一基片。
  7. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該支撐部分被配置為抓取一工件。
  8. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該支撐部分被配置為維持一工件的一定向。
  9. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該支撐部分從該機器手延伸,且包含一第一抓取器及第二抓取器,該第二抓取器比該第一抓取器更進一步從該機器手佈置。
  10. 如請求項1所述的基片處理模組,其中該快門碟支撐件佈置於該堆疊基部及該頂部之間。
  11. 一種基片處理模組,包括: 複數個壁,該複數個壁部分界定一傳輸區域,該複數個壁包含: 一第一壁;及 一第二壁,相對於該第一壁佈置; 一工序站,耦合至該第一壁,且連接至該傳輸區域,該工序站包含: 一處理區域;及 一工序站開口,佈置於該第一壁中,且在該處理區域及一拖座組件之間; 一支撐部分,包含被配置成在其上固定一工件的一表面; 一快門堆疊,佈置於該傳輸區域中,該快門堆疊被配置為支撐一快門碟及一基片之一或更多者,該快門堆疊包含: 一堆疊基部,包含一快門碟支撐件; 一基片支撐件,耦合至該堆疊基部,該基片支撐件包含一頂部;及 一致動器,被配置為相對於彼此移動該支撐部分或該堆疊基部之一者。
  12. 如請求項11所述的基片處理模組,其中該支撐部分包含一第一抓取器及第二抓取器,該第二抓取器相對於該第一抓取器而佈置。
  13. 如請求項11所述的基片處理模組,其中該支撐部分被配置為在該頂部及該堆疊基部之間平移。
  14. 如請求項11所述的基片處理模組,其中該頂部被配置為固定一基片。
  15. 一種基片處理模組,包括: 複數個壁,該複數個壁部分界定一傳輸區域,該複數個壁包含: 一第一壁;及 一第二壁,相對於該第一壁佈置; 一工序站,耦合至該第一壁,且連接至該傳輸區域,該工序站包含: 一處理區域;及 一工序站開口,佈置於該第一壁中,且在該處理區域及一拖座組件之間; 一機器手,佈置於該傳輸區域中,該機器手包含: 一支撐部分,包含被配置成在其上固定一工件的一表面; 一快門堆疊,佈置於該傳輸區域中,該快門堆疊被配置為支撐一快門碟及一基片之一或更多者,該快門堆疊包含: 一堆疊基部,包含一快門碟支撐件; 一基片支撐件,耦合至該堆疊基部,該基片支撐件包含一頂部;及 一致動器,被配置為相對於彼此移動該機器手或該堆疊基部。
  16. 如請求項15所述的基片處理模組,其中一Z方向界定為在該第一壁及該第二壁之間的一軸,且該致動器以該Z方向移動該機器手或該堆疊基部。
  17. 如請求項15所述的基片處理模組,其中該快門碟支撐件佈置於該堆疊基部及該頂部之間。
  18. 如請求項15所述的基片處理模組,其中該堆疊基部耦合至該第二壁。
  19. 如請求項15所述的基片處理模組,其中該工序站相鄰於該快門堆疊。
  20. 如請求項15所述的基片處理模組,其中該第一壁佈置於該工序站及該快門堆疊之間。
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