自動基板加載站的製作方法
2023-05-18 09:28:51 1
專利名稱：自動基板加載站的製作方法
技術領域：
本發明實施例大體而言是有關於半導體器件的製造，例如發光二極體(LED)。更明確地說，本發明實施例是有關於載入及卸載基板至一基板處理系統的方法及設備。
背景技術：
半導體器件通常是形成在某種基板上，例如半導體基板、玻璃基板或藍寶石基板。 在半導體製造期間，基板通常被加載到處理系統內，在該處理系統中處理，然後從該處理系統卸載。該處理系統可以是單一腔室，或是具有與兩或多個處理室連結的一或多個移送室的群集工具。在處理期間，基板可以一個一個或一批一批移送。例如，用來製造發光二極體 (LED)的基板，像藍寶石基板，通常是成批移送。在處理期間，多個基板被配置在處理室或群集工具的基板載具內並移送。該基板載具可具有多個凹槽，每一個凹槽適於安置一個基板， 並使處理表面暴露在處理室的處理環境中。一般，用來形成LED器件的藍寶石基板被手動載入基板載具內，然後移送至處理室或具有多個處理室的處理系統。處理後，將這些基板從該基板載具中手動卸載。這些製程既冗長且易發生人為錯誤。本發明實施例提供自動載入及卸載基板至基板載具的方法及設備。
發明內容
本發明實施例大體而言是有關於半導體器件的製造，例如發光二極體(LED)。更明確地說，本發明實施例是有關於載入及卸載基板至基板處理系統的方法及設備。本發明的一實施例提供一種基板加載站，該基板加載站含有晶片盒處理機構，其中該晶片盒處理機構支撐一或多個基板儲存盒，並移動該一或多個基板儲存盒的每一個進出加載位置；基板對準器，用來對準基板；第一機器人，用來在該基板對準器和位於該加載位置上的該基板儲存盒之間移送基板；載盤對準器，用來支撐及旋轉載盤，其中該載盤對準器旋轉該載盤以將該載盤定位成適於進行基板移送的狀態；以及第二機器人，用來在該基板對準器及設置在該載盤對準器上的載盤之間移送基板。本發明的另一實施例提供一種基板處理系統，該基板處理系統含有移送室，界定移送區，其中該移送區維持真空環境；一或多個處理室，與該移送室連結，其中該一或多個處理室可操作以在基板上形成一或多種化合物氮化物半導體層；負載鎖定室，與該移送室連結，其中該負載鎖定室包含第一狹縫閥及第二狹縫閥，並且該負載鎖定室透過該第一狹縫閥與該移送室連結；機器人，設置在該移送區內，用來在該負載鎖定室和該一或多個處理室之間移送基板載盤；以及加載站，透過該第二狹縫閥與該負載鎖定室連結。該加載站包含晶片盒處理機構，其中該晶片盒處理機構支撐一或多個基板儲存盒，並移動該一或多個基板儲存盒的每一個進出加載位置；基板對準器，用來對準基板；第一機器人，用來在該基板對準器和位於該加載位置上的該基板儲存盒之間移送基板；載盤對準器，用來支撐及旋轉基板載盤，其中該載盤對準器旋轉該載盤以將該基板載盤定位成適於進行基板移送的狀態；第二機器人，用來在該基板對準器及設置在該載盤對準器上的基板載盤之間移送基板； 以及第三機器人，用來在該載盤對準器和該負載鎖定室之間移送基板載盤。本發明的又另一實施例提供一種處理基板的方法，包含設置具有多個基板凹槽的基板載盤在載具對準器上，並旋轉該基板載盤至移送位置，將一或多個基板儲存盒設置在晶片盒旋轉架上，旋轉該晶片盒旋轉架以將基板儲存盒定位在加載位置上，從位於該加載位置上的基板儲存盒移送基板至基板對準器，對準該基板對準器內的基板，以及移送該基板對準器內的基板至該載具對準器上的基板載盤。
因此可詳細理解上述本發明的特徵結構的方式，即對本發明更明確的描述，簡短地在前面概述過，可藉由參考實施例來得到，其中某些在附圖中繪示。但是應注意的是，附圖僅繪示本發明的一般實施例，因此不應視為是對本發明的範圍的限制，因為本發明可允許其他等效實施例。圖1是根據本發明的一實施例的處理系統的概要平面圖。圖2是根據本發明的一實施例的自動基板加載器的概要上視圖。圖3是圖2的自動基板加載器的概要剖面側視圖。圖4是根據本發明的一實施例的設置在一基板載具對準器上的基板載具的概要上視圖。圖5是繪示根據本發明的一實施例的載入基板載具的方法的流程圖。圖6是繪示根據本發明的一實施例的卸載基板載具的方法的流程圖。為促進了解，在可能時使用相同的元件符號來表示這些圖中共有的相同元件。預期到在一實施例中揭示的元件可有利地用於其他實施例而不需特別詳述。
具體實施例方式本發明實施例大體而言是有關於半導體器件的製造，例如發光二極體(LED)。更明確地說，本發明實施例是有關於載入及卸載基板至基板處理系統的方法及設備。本發明一般來說提供一種利用具有增加的系統產量、增加的系統可靠度、以及增加的基板均勻性的多腔室處理系統(例如群集工具)同時處理基板的設備及方法。在一實施例中，該多腔室處理系統適於製造化合物氮化物半導體器件，其中將基板設置在HVPE (氫化物氣相外延)腔室內，在此於該基板上沉積第一層，然後將該基板移送至MOCVD(有機金屬化學氣相沉積)腔室，在此於該第一層上沉積第二層。在一實施例中， 該第一層是以熱化學氣相沉積製程利用第一 III族元素及氮前驅物沉積在該基板上，而該第二層是以熱化學氣相沉積製程利用第二 III族前驅物及第二氮前驅物沉積在該第一層上。雖然關於含有MOCVD腔室及HVPE腔室的處理系統做描述，但其他實施例可含有一或多個MOCVD禾口 HVPE腔室。在一實施例中，該多腔室處理系統包含自動基板加載器，用以載入及卸載基板進出該多腔室處理系統。該自動基板加載器包含晶片盒處理機構、用來對準基板的基板對準器以及載盤對準器。該自動基板加載器更包含第一機器人，用來在該基板對準器和該基板儲存盒之間移送基板；以及第二機器人，用來在該基板對準器及設置在該載盤對準器上的載盤之間移送基板。該自動基板加載器更包含第三機器人，用來在該自動基板加載器和基板處理系統之間移送基板載盤。在一實施例中，該晶片盒處理機構、該基板對準器及該載盤對準器經配置以使該第一、第二、及第三機器人能夠僅進行線性運動，因而簡化該系統。圖1是根據本發明的一實施例的處理系統200的概要平面圖。該處理系統200 包含移送室206外殼、機器人組件217、以及與該移送室206連結的兩或多個處理室，例如 MOCVD腔室202和HVPE腔室204。該處理系統200更包含與該移送室206連結的負載鎖定室208，也與該移送室206連結的批次負載鎖定室209。該負載鎖定室208在外部大氣環境及該移送室206內受控制的環境之間提供一個界面。該批次負載鎖定室209經配置以儲存基板。該處理系統200更包含加載站210，該加載站210與該負載鎖定室208連結並經配置以透過該負載鎖定室208載入待處理的基板以及卸載已處理的基板。該處理系統200可更包含系統控制器沈0，該系統控制器260經配置以控制及監視整個系統的運作。該移送室206可界定移送區215。處理期間該移送區215可保持在真空狀態下。 該移送室206包含機器人組件217，該機器人組件217被設置在這些移送區215內並可運作來拾起基板並在該負載鎖定室208、該批次負載鎖定室209、該MOCVD腔室202和該HVPE腔室204之間移送。可用馬達驅動系統來控制該機器人組件217的移動，該馬達驅動系統可包含伺服或步進馬達。每一個處理室皆包含腔室主體(例如MOCVD腔室202的元件212及HVPE腔室 204的元件214)，該腔室主體形成用於設置基板以進行處理的處理區；化學品傳送模塊(例如MOCVD腔室202的元件216及HVPE腔室204的元件218)，氣體前驅物由此傳送至該腔室主體；以及電氣模塊(例如MOCVD腔室202的元件220及HVPE腔室204的元件222)，該電氣模塊包含該處理系統200的每一個處理腔室的電氣系統。該MOCVD腔室202適於執行 CVD製程，其中有機金屬化合物與金屬氫化物反應而形成化合物氮化物半導體材料薄層。該 HVPE腔室204適於執行HVPE製程，其中使用氣態金屬滷化物在加熱基板上外延地成長化合物氮化物半導體材料厚層。在其他實施例中，一或多個其他腔室270可與該移送室206連結。這些其他腔室可包含，例如，退火室、清潔載盤用的清潔室、或基板移除室。該處理系統的結構讓基板移送可以在一界定好的周圍環境內進行，包含真空下、在選擇氣體的存在下、 在界定的溫度條件下、以及諸如此類。該負載鎖定室208在該加載站210的大氣環境和該移送室206受控制的環境之間提供一界面。基板是透過第一狹縫閥在該負載鎖定室208和該加載站210之間移送，並透過第二狹縫閥在該負載鎖定室208和該移送室206之間移送。該負載鎖定室208包含一載具支撐，適於支撐在該載具支撐上移送進出的載盤。在一實施例中，該負載鎖定室208可包含多個垂直堆迭的載具支撐。為了輔助載盤的載入及卸載，該載具支撐可與一支杆連結，該支杆可垂直移動以調整該載具支撐的高度。該負載鎖定室208是與一壓力控制系統連結， 該壓力控制系統將該負載鎖定室208抽真空及通風以輔助基板在該移送室206的真空環境和該加載站210實質上的周圍(例如大氣)環境之間通行。此外，該負載鎖定室208也可包含用於溫度控制的特徵結構，例如脫氣模塊，以加熱基板並除溼；或一冷卻站，以在移送期間冷卻基板。一旦載有基板的載盤已在該負載鎖定室208內調整好，可將該載盤移送至該MOCVD腔室202或該HVPE腔室204內進行處理，或移送至儲存多個待命處理的載盤的批次負載鎖定室209內。該批次負載鎖定室209可具有一腔室主體，用於界定一凹腔；及可移動地設置在該凹腔內的儲存盒。該儲存盒包含多個由一框架支撐的儲存擱板。在一實施例中，這些儲存擱板是垂直隔開並在該儲存盒內平行，以界定多個儲存空間。每一個基板儲存空間適於儲存至少一個載盤在該基板儲存空間內，該載盤被支撐在多個支撐銷上。在每一個載盤上方及下方的這些儲存擱板建立起該儲存空間的上界及下界。在處理期間，待處理的基板通常被帶至晶片盒內的加載站210，晶片盒是用來儲存基板並在處理系統之間移送基板。具有待處理的基板的晶片盒被載入該加載站210內，在此從這些晶片盒取出基板，並載入基板載盤上。載有基板的載盤然後移送至該負載鎖定室 208。接著該移送室206內的機器人組件217拾起載有基板的載盤。位於這些載盤內的基板根據製程配方在處理室202、204以及該批次負載鎖定室209之間移送。製程完成時，該機器人組件217將該載盤內的基板送回該負載鎖定室208。載有處理過的基板的載盤然後移回該加載站210，在此從該載盤卸載基板並返回空的晶片盒。接著可從該加載站210移動具有處理過的基板的晶片盒以進行後續處理。本發明實施例提供具有自動設備的加載站，以在晶片盒和載盤之間完成基板移送。圖2是根據本發明的一實施例的自動基板加載器300的概要上視圖。圖3是圖2 的自動基板加載器300的概要剖面側視圖。可用該自動基板加載器300載入及卸載基板至處理系統。該自動基板加載器300可用來載入各種尺寸的基板，例如3、4、或6英寸基板。 在一實施例中，該自動基板加載器300適於載入及卸載直徑約4英寸的基板。在另一實施例中，該自動基板加載器300適於載入及卸載直徑約6英寸的基板。在一實施例中，該自動基板加載器300可取代該處理系統200的加載站210，用以載入及卸載設置在載盤內的基板進出該負載鎖定室208。該自動基板加載器300包含一主體301，該主體301提供一零組件用的框架。在一實施例中，該自動基板加載器300包含一晶片盒旋轉架310，該晶片盒旋轉架310經配置以固定、支撐及移送多個晶片盒312。該自動基板加載器300更包含一基板對準器330，設置在該晶片盒旋轉架310上方；以及一晶片盒界面機器人320。該基板對準器330經配置以將一基板定位在一特定方向。該晶片盒界面機器人320經配置以在該基板對準器330和該晶片盒旋轉器310上的晶片盒312之間移送基板。該自動基板加載器300更包含一載盤對準器350及一載盤負載機器人340。該載盤對準器350經配置以支撐並旋轉一基板載盤303，而使該基板載盤303上的基板凹槽位於可讓該載盤負載機器人340載入或卸載的位置。該載盤負載機器人340經配置以在該基板對準器330和設置在該載盤對準器350上的基板載盤303之間移送基板。該自動基板加載器300更包含一載盤移送機器人360，用來在該載盤對準器330和一基板處理系統(例如該處理系統200的負載鎖定室208)之間移送該基板載盤303。該晶片盒旋轉架310可沿一中心軸316旋轉。在一實施例中，該晶片盒旋轉架310 具有多個位於一支撐表面317上的按扣311。這些按扣311是用來固定多個晶片盒312在該支撐表面317上。在一實施例中，該多個按扣311是沿著距離該中心軸316相同半徑處配置，因此該多個晶片盒312被設置在與該中心軸316距離相同處。在一實施例中，該晶片盒旋轉架310經配置以支撐並旋轉12個晶片盒312。該晶片盒旋轉架310經配置以旋轉及定位每一個晶片盒312在接近該基板對準器 330的加載位置上，因此可在該基板對準器330和位於該加載位置的晶片盒312之間移送基板。在一實施例中，每一個晶片盒312可具有多個狹縫，每一個狹縫是用來支撐該狹縫上的基板302。在一實施例中，當這些晶片盒312設置在該晶片盒旋轉架310上時，這些基板 302可垂直堆迭在該晶片盒312內。在一實施例中，當位於該加載位置時，一晶片盒312是直接位於該基板對準器330下方。在處理期間，當這些晶片盒312不位於加載位置時，可將晶片盒312設置在該晶片盒旋轉架310上或從該晶片盒旋轉架310上移開。在一實施例中，該晶片盒旋轉架310可具有形成在該晶片盒旋轉架310內的中央開口 313。該中央開口 313使該晶片盒界面機器人320可由設置在該晶片盒旋轉架310下方的驅動機構3M驅動。該晶片盒界面機器人320包含一機器人葉片321，用來支撐實質上水平方向的基板。在一實施例中，該機器人葉片321包含一真空夾盤，用來在移送期間固定基板。在一實施例中，該晶片盒界面機器人320經配置以水平及垂直移動該機器人葉片 321。該機器人葉片321垂直移動以與位於加載位置的晶片盒312內的不同狹縫對準，接近垂直設置在位於加載位置的晶片盒312上方的基板對準器330，以及放下和拾起基板進出該晶片盒312和該基板對準器330。該機器人葉片321水平移動以進出該晶片盒312和該基板對準器330。在一實施例中，該自動基板加載器300包含一基板布局組件325。該基板布局組件325經配置以偵測位於加載位置的晶片盒312的狹縫內基板的存在，並計算晶片盒312 內的基板數量。在一實施例中，該基板布局組件325包含設置在一框架3 上的光發射器 322及光接收器323，該框架將該光發射器322及該光接收器323定位在位於加載位置的晶片盒312的相反側水平高度實質上相同處。該框架3 相對於晶片盒312內的狹縫垂直移動，因此在晶片盒321的相反側同步移動該光發射器322和該光接收器323。在操作期間， 該框架326、該光發射器322及該光接收器323相對於位於加載位置的晶片盒312垂直移動，同時該光發射器322朝該光接收器323發射一來源光線。該基板布局組件325偵測晶片盒312內的多個狹縫，並根據該光接收器323所接收到的來源光線量來判定每一個狹縫內基板的存在。在一實施例中，該基板布局組件325獨立於該晶片盒界面機器人320運作。在另一實施例中，該基板布局組件325的垂直運動與該晶片盒界面機器人320的機器人葉片321 的垂直運動一致。在一實施例中，該基板布局組件325的框架3 是與該晶片盒界面機器人320的垂直驅動裝置連結。在一實施例中，該晶片盒旋轉架310具有為每一組按扣311所設的多個感測器開口 314。這些感測器開口 314經配置以容許該基板布局組件325移動。該基板對準器330經配置以對準一基板，並在基板載盤內準備將要載入的基板。 在一實施例中，該基板對準器330可包含一基板支撐331，用來旋轉設置在該基板支撐331 上的基板，以及一置中機構332。該置中機構332是用來將基板置於該基板支撐331中央。 在一實施例中，該置中機構332可包含兩個對準塊，用來相對於該基板支撐331的中心軸333對稱移動。就具有平面(flat)的基板而言，可用該基板對準器330將該平面定位在一特定方向上。在一實施例中，可用一光學感測器組件來偵測並對準一基板內的平面。例如，可將一光學感測器387及一光源388定位在設置於該基板對準器330上的基板的相反側，而該光源388和該光學感測器387之間的路徑389被基板邊緣阻斷。在操作期間，該基板支撐331 旋轉基板，並且該路徑389在該平面對準一預定位置時變為不受阻斷。因此，可利用該光學感測器387所接收到的來源光線量來判定該平面是否對準。該基板對準器330也可根據形成在基板上的圖案來定位基板。例如，可在該基板支撐331上方設照相機，並可根據照相機取得的影像來對準基板。該載盤對準器350經配置以在載入及卸載期間支撐基板載盤303，並定位每一個形成在該基板載盤303內的多個基板凹槽372。該載盤對準器350可包含一載具支撐351， 用來支撐及固定該載盤303，並沿著一中心軸353旋轉該載盤303以定位該基板載盤303內的一特定基板凹槽。在一實施例中，該載具支撐351可以是具備一接觸表面355的靜電夾盤，該接觸表面355用來容納基板載盤303的背側並利用靜電夾持力固定該接觸表面355 上的基板載盤303。該載盤對準器350更包含一置中機構380，該置中機構380是用來將該基板載盤 303關於該載具支撐351的中心軸353置中。在一實施例中，該置中機構380包含三或多個置中輪(centering wheel) 352，這些置中輪可相對於該中心軸353對稱移動。在一實施例中，該置中機構380包含兩對置中輪352，這些置中輪是透過伸縮杆382、383與一致動器 381連結。每一對置中輪352是與一框架384、385連結，這些框架另分別與該伸縮杆382、 383末端連接。該致動器381將這些伸縮杆382、383相對於彼此驅動，因此這些置中輪352 隨時設置在距離該中心軸353等距處。在一實施例中，該致動器381是一氣壓缸。在另一實施例中，該致動器381可包含其他驅動機構，例如與馬達連接的變速箱、液壓缸、或任何適於移動這些置中輪的設備。在該載盤對準器350接收一基板載盤303之前，該致動器381延伸這些伸縮杆
383.382,因此該兩對置中輪352移離彼此，而使這些置中輪352形成的圓35 的直徑大於該基板載盤303的直徑。然後可將基板載盤303放在該支撐表面355上，而不會接觸這些置中輪352。在該基板載盤303放到該支撐表面355上之後，該致動器381縮回這些伸縮杆
382.383,以使這些置中輪352朝彼此移動，直到至少三個置中輪352接觸該基板載盤303 邊緣為止。因為這些置中輪352形成一個圍繞該中心軸353的圓，一偏離中心的基板載盤 303可在該圓352縮小時被推至中心位置。該致動器381可在該基板載盤303達到一特定阻力時停止，而該基板載盤303即已置中。然後該載具支撐351可夾吸該置中的基板載盤 303，並且該致動器381延伸這些伸縮杆382、383以撤回這些置中輪352。圖4是根據本發明的一實施例的基板載盤303的概要上視圖。該載盤303實質上為圓形，並具有多個形成在該載盤303內的基板凹槽372。每一個基板凹槽372經配置以在該基板凹槽內安置一基板。如圖4所示，每一個凹槽372具有一平面373以容納具有一平面的基板。在一實施例中，每一個凹槽372的槽373是從該載盤303中心朝外，並且實質上與連結該載盤303中心及該槽372中心的對稱軸374垂直。
9在一實施例中，該載盤303有做為對準參考的記號。參照圖3，在對準期間，首先將一載盤303設置在該載具支撐351上。可利用該置中機構352在這些置中輪同時朝該旋轉載盤303移動時置中該載具支撐351上的載盤303。 當該載盤303對準時，該載盤303的中心實質上與該載具支撐351的中心軸353重合。在置中及夾吸之後，可對準該基板載盤303以載入及卸載基板。在一實施例中，一基板載盤303具有對準用的記號。在一實施例中，該記號是形成在每一個基板載盤303邊緣上的刻痕371。在一實施例中，可在置於該載具支撐351上的基板載盤303邊緣附近設置一光學感測器386。可在該基板載盤303相反側設置一光源(未繪示)。該光學感測器386和該光源經設置得使在該刻痕371與該光學感測器386對準時，該光學感測器386接收到最大量的來自該光源的光。在另一實施例中，一基板載盤303可具有一圖案記號，該圖案記號可利用設置在該基板載盤303上方的照相機來定位。在利用該載具支撐351的中心軸353將一基板載盤303置中，並對準該載盤303 的刻痕371之後，該載具支撐351可旋轉該基板載盤303以將該基板載盤303上的多個基板凹槽372的每一個與該載盤負載機器人340對準，以載入及卸載基板。參見圖4，該載具支撐351可旋轉該載盤303，以使一凹槽372的對稱軸374與連接該載具支撐351的中心軸353及該基板支撐331的中心軸333的接線375對準，以將該凹槽372定位在一移送位置上。如圖4所示，凹槽371a是位於一移送位置。每一個凹槽372 可如此這般設置在移送位置上。設置在該基板支撐331上的基板302已對準，並且該基板302上的平面與位於該移送位置的凹槽371a內的平面實質上平行。來自該載盤負載機器人340的線性運動可將該基板支撐331內的基板302移送至該凹槽371a，反之亦然。參照圖2，該載盤負載機器人340經配置以在該基板對準器330和該載盤對準器 350之間移動基板。在一實施例中，該載盤負載機器人340具有兩種線性運動，即與從該載盤對準器350的中心軸353至該基板對準器330的中心軸333的接線實質上平行的水平運動以及一垂直運動。該垂直運動讓該載盤負載機器人340可拾起及放下一基板，並且配合該基板對準器330和該載盤對準器350之間的不同高度。在一實施例中，該載盤負載機器人340可包含一最小接觸夾吸機構，用來固定一頂表面上的基板。在一實施例中，該最小接觸夾吸機構使用伯努利(Bernoulli)原理藉由吹送一頂空氣流在該基板和該機器人葉片之間創造一低壓區。在一實施例中，該載盤負載機器人340的葉片341可在一邊緣區1至2毫米範圍內接觸基板。該載盤移送機器人360經配置以拾起及移送一基板載盤303。在一實施例中，該載盤移送機器人360可用來將一基板載盤303從該載盤對準器350移送至一負載鎖定室內的基板支撐位置303a，反之亦然。在一實施例中，該載盤移送機器人360可具有線性水平運動及垂直運動。該載盤移送機器人360包含一機器人葉片361，用來支撐一基板載盤。在一實施例中，該機器人葉片361可在載入及卸載期間保持在該基板載盤下方。該自動基板加載器300可在大氣環境或受控制環境中使用。應注意到，可用機器人320、；340、360及對準器330、350的其它配置，以配合特定空間要求或最佳化空間利用。雖然，在該自動基板加載器300內繪示線性的機器人320、340、360運動，本領域技術人員可應用其他運動範圍來完成該載入及卸載製程。圖5是繪示根據本發明的一實施例用來載入一基板載具的方法400的流程圖。該方法400可利用一自動基板加載器執行，例如上述的自動基板加載器300。在方塊410，將具有一或多個空凹槽的基板載盤，例如該基板載盤303，設置在一載盤對準器上，例如該載盤對準器350。在一實施例中，可用一載具移送機器人來設置該基板載盤，例如該載具移送機器人360。在另一實施例中，可將該基板載盤移出一處理系統，之後始卸載已處理的基板。在該基板載盤經置中、夾吸、並對準以進行載入及卸載後，該載具對準器可旋轉該基板載盤，以將一空的凹槽定位在一移送位置上。在方塊420，具有多個待處理的基板的一或多個晶片盒，例如晶片盒312，可設置在一晶片盒旋轉架上，例如該晶片盒旋轉架310。在方塊430，旋轉該晶片盒旋轉架以將一晶片盒定位在加載位置上。在方塊440，偵測位於該加載位置上的晶片盒內基板的存在。可藉由相對於該加載位置上的晶片盒移動一光學感測器，例如感測器322、323，來執行基板存在的偵測。若沒有在該加載位置上的晶片盒中找到基板，該晶片盒旋轉架可再次旋轉並將另一個晶片盒定位在該加載位置上。在方塊450，從該晶片盒內的一狹縫移送一基板至一基板對準器，例如該基板對準器330。可利用第一機器人來執行此移送，例如該晶片盒界面機器人320。在方塊460，該基板對準器內的基板可與該載盤的凹槽對準。在一實施例中，該對準包含對準該基板的平面與位於該移送位置上的凹槽的平面。在方塊470，將該基板對準器內已對準的基板移送至該基板載具，並放入位於該移送位置上的凹槽。在一實施例中，可利用第二機器人來執行此移送，例如該載盤負載機器人。在方塊480，可旋轉該基板載具以將另一個空的凹槽定位在其移送位置上，然後重複方塊430至480的操作直到所有凹槽都滿了為止。在方塊490，當該基板載具內的所有凹槽都載有待處理的基板時，可從該載具對準器拾起該基板載具並移送至一處理系統，例如該處理系統200的負載鎖定室208。在一實施例中，可利用第三機器人來移送該基板載具，例如該載盤移送機器人360。圖6是繪示根據本發明的一實施例用來卸載一基板載具的方法500的流程圖。該方法500可利用一自動基板加載器執行，例如上述自動基板加載器300。在方塊510，將具有多個基板的基板載盤移送至一載具對準器，例如該載盤對準器 350。可用一載盤移送機器人，例如該機器人360，從一處理系統(例如該處理系統200)移送該基板載盤。然後將該基板載盤置中、夾吸並對準。在方塊520，旋轉該基板載盤，並將該基板載盤內具有一基板的基板凹槽定位在一移送位置上。在方塊530，可從該基板載盤拾起位於該移送位置上的基板並移送至一基板支撐， 例如該基板對準器330的基板支撐331。可利用一基板移送機器人來執行移送，例如該機器 Λ 340 ο
在方塊M0，旋轉一晶片盒旋轉架以將具有一或多個空狹縫的晶片盒定位在一加載位置上。在方塊550，拾起該基板支撐上的基板並移送至該加載站內的晶片盒的空狹縫中。 可利用一界面機器人來執行此移送，例如該機器人320。可重複方塊520、530、M0、和550的操作，直到該基板載盤空了為止。當該晶片盒不在該加載位置上時，可從該晶片盒旋轉架移除裝滿的晶片盒。雖然前述是針對本發明實施例揭露如上，但本發明的其他及進一步實施例可在不背離其基本範圍下設計出，而本發明的保護範圍是由權利要求書界定為準。
權利要求
1.一種基板加載站，包含晶片盒處理機構，其中該晶片盒處理機構支撐一或多個基板儲存盒，並移動該一或多個基板儲存盒中的每一個進出一加載位置；基板對準器，用來對準基板；第一機器人，用來在該基板對準器和位於該加載位置中的該基板儲存盒之間移送基板；載盤對準器，用來支撐及旋轉一載盤，其中該載盤對準器旋轉該載盤以將該載盤定位成適於進行基板移送的狀態；以及第二機器人，用來在該基板對準器及設置在該載盤對準器上的載盤之間移送基板。
2.如權利要求1所述的基板加載站，其中該晶片盒處理機構包含晶片盒旋轉架，該晶片盒旋轉架可沿該晶片盒旋轉架的中心軸旋轉，並且該晶片盒旋轉架具有多個設置在與該中心軸距離相同的半徑處的晶片盒保持位置。
3.如權利要求2所述的基板加載站，其中每一個晶片盒保持位置具有一組按扣，所述按扣被配置成用來將基板儲存盒保持在一垂直位置，因此多個基板可在該基板儲存盒內垂直堆迭，並且該晶片盒旋轉架是具有一中央開口的圓盤，並且該第一機器人被設置在該中央開口內。
4.如權利要求3所述的基板加載站，其中基板儲存盒的加載位置是與該基板對準器垂直對準，並且該第一機器人通過線性垂直運動在該基板對準器和位於該加載位置中的該基板儲存盒之間移送基板。
5.如權利要求3所述的基板加載站，更包含基板布局組件，其中，該基板布局組件偵測位於該加載位置上的該基板儲存盒內任何基板的存在，並且，該基板布局組件包含光發射器及光接收器，該光發射器及光接收器被置於該加載位置上的基板儲存盒的相反側。
6.如權利要求5所述的基板加載站，其中該基板布局組件被連接該第一機器人，並且該基板布局組件在該第一機器人相對於位於該加載位置中的基板儲存盒移動時偵測位於該加載位置中的基板儲存盒內任何基板的存在。
7.如權利要求1所述的基板加載站，更包含第三機器人，用來移送該基板載盤往返於該載盤對準器，其中，該載盤具有多個凹槽，每一個凹槽經配置以在該凹槽內安置基板，並且該載盤對準器旋轉設置在該該載盤對準器上的載盤，以將每一個凹槽定位在該第二機器人的路徑內。
8.一種基板處理系統，包含移送室，用於界定移送區，其中該移送區維持真空環境；一或多個處理室，與該移送室連結，其中該一或多個處理室可操作以在基板上形成一或多個化合物氮化物半導體層；負載鎖定室，與該移送室連結，其中該負載鎖定室包含第一狹縫閥及第二狹縫閥，並且該負載鎖定室透過該第一狹縫閥與該移送室連接；機器人，被置於該移送區內，用來在該負載鎖定室和該一或多個處理室之間移送基板載盤；以及加載站，透過該第二狹縫閥與該負載鎖定室連結，其中該加載站包含晶片盒處理機構，該晶片盒處理機構包含晶片盒旋轉架，該晶片盒旋轉架可沿該晶片盒旋轉架的中心軸旋轉，其中該晶片盒處理機構支撐一或多個基板儲存盒，並移動該一或多個基板儲存盒的每一個進出一加載位置，並且該晶片盒旋轉架具有多個被置於與該中心軸距離相同的半徑處的晶片盒保持位置； 基板對準器，用來對準基板；第一機器人，用來在該基板對準器和位於該加載位置中的基板儲存盒之間移送基板； 載盤對準器，用來支撐及旋轉一基板載盤，其中該載盤對準器旋轉該載盤以將該基板載盤定位成適於進行基板移送的狀態；第二機器人，用來在該基板對準器及設置在該載盤對準器上的基板載盤之間移送基板；以及第三機器人，用來在該載盤對準器和該負載鎖定室之間移送一基板載盤。
9.如權利要求8所述的基板處理系統，其中每一個晶片盒保持位置具有一組按扣，所述按扣用來將一基板儲存盒保持在一垂直位置，因此多個基板可在該基板儲存盒內垂直堆迭。
10.如權利要求9所述的基板處理系統，其中所述加載站更包含基板布局組件，其中該基板布局組件偵測位於該加載位置中的基板儲存盒內任何基板的存在。
11.如權利要求8所述的基板處理系統，其中該晶片盒旋轉架是具有一中央開口的圓盤，並且該第一機器人被設置在該中央開口內。
12.一種處理基板的方法，包含將具有多個基板凹槽的基板載盤置於載具對準器上，並旋轉該基板載盤至一移送位置；將一或多個基板儲存盒置於晶片盒旋轉架上；旋轉該晶片盒旋轉架以將一個基板儲存盒定位在一加載位置中；從位於該加載位置中的基板儲存盒移送一基板至一基板對準器；對準該基板對準器內的基板；以及移送該基板對準器內的基板至該載具對準器上的基板載盤。
13.如權利要求12所述的方法，其中從該基板儲存盒移送該基板至該基板對準器的步驟是利用第一機器人執行的，而移送該基板對準器內的基板至該基板載盤的步驟是利用第二機器人執行的。
14.如權利要求13所述的方法，其中旋轉該基板載盤至一移送位置的步驟包含旋轉該基板載盤以將第一基板凹槽定位在該第二機器人的路徑內。
15.如權利要求14所述的方法，更包含旋轉該基板載盤以將第二基板凹槽定位在該第二機器人的路徑內；以及重複從該基板儲存盒移送一基板至該基板對準器、對準該基板和從該基板對準器移送該基板至該基板載盤。
全文摘要
本發明實施例提供用於自動地把基板加載至基板載盤的方法及設備。本發明的一實施例提供一種自動基板加載器，該自動基板加載器含有晶片盒處理機構、用來對準基板的基板對準器、以及載盤對準器。該自動基板加載器更包含第一機器人，用來在該基板對準器和該基板儲存盒之間移送基板；以及第二機器人，用來在該基板對準器和設置在該載盤對準器上的載盤之間移送基板。
文檔編號H01L21/677GK102414810SQ201080019518
公開日2012年4月11日 申請日期2010年3月19日 優先權日2009年9月23日
發明者D·H·考齊, 石川哲也 申請人:應用材料公司