可移動轉移腔室和包含可移動轉移腔室的襯底處理設備的製作方法
2023-05-09 15:06:56
專利名稱：可移動轉移腔室和包含可移動轉移腔室的襯底處理設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可移動轉移腔室，且更明確地說，涉及一種用於大型襯底的可移動轉移腔室，和一種包含可移動轉移腔室的襯底處理設備。
背景技術：
半導體裝置的設備已被廣泛開發。例如，在公開案號為US2002/0024611的美國專利申請案中，揭示了一種直徑為300毫米的晶片的製造設備。在半導體裝置的製造設備中，轉移裝置的軌道安置在箱體的中心部分中，且複數個處理臺沿著軌道兩側而安置。轉移裝置由軌道支撐並沿著軌道移動。另外，轉移裝置的高度為可控制的，且轉移裝置包含具有襯底固定器的襯底轉移構件。襯底固定器可突出到越過軌道並使用臂組合件。襯底轉移構件通過襯底固定器而連接到其中具有晶片的複數個處理臺。
從臂組合件前方的輸送盒將晶片供應給轉移裝置。製造設備由箱體圍繞，且輸送盒連接到箱體。轉移裝置安置在複數個處理臺之間。由於箱體圍繞的空間與周圍空氣隔離，所以防止轉移裝置與複數個處理臺之間轉移的晶片受到汙染。
然而，改進箱體的隔離和防汙染能力的高度真空受經濟和結構條件限制。箱體的結構使得其內部氣體由於高度真空空間與周圍空氣之間的壓力差而緩慢地排出。
另外，在無汙染的情況下將襯底從輸送盒轉移到空間中的可能性，和在通過轉移裝置轉移襯底的同時保持空間中的清潔度的可能性也受到限制。明確地說，無法將製造設備應用於平板顯示器(FPD)的大型襯底。由於大型襯底可具有數平方米的面積，所以製造設備的尺寸不可控制。用於大型襯底的製造設備在時間和成本上存在局限性，因為其花費許多時間來獲得用於大型襯底的高度真空空間。因此，處理時間延長，且製造成本增加。
發明內容
因此，本發明針對於一種可移動轉移腔室和一種包含可移動轉移腔室的設備，其實質上消除由於相關技術的局限性和缺點而引起的問題中的一個或一個以上問題。
本發明的目的在於提供一種在高度真空條件下含有大型襯底的可移動轉移腔室，和一種包含可移動轉移腔室的襯底處理設備。
本發明的另一目的在於提供一種具有簡化結構的可移動轉移腔室，和一種包含可移動轉移腔室的襯底處理設備，其中最小化襯底的轉移時間。
本發明的另一目的在於提供一種可移動轉移腔室和一種襯底處理設備，其中由於閘門閥而獲得模塊之間的即時對接和模塊之間襯底的即時轉移。
以下描述中將陳述本發明的附加特徵和優點，且從描述中將部分地了解所述附加特徵和優點，或可通過實踐本發明來學習。通過書面描述和本發明權利要求書以及附圖中明確指出的結構，將實現並達成本發明的目的和其他優點。
為了實現這些和其他優點，且根據如具體表達和廣義上描述的本發明的意圖，一種襯底處理設備包含複數個模塊，其沿著第一方向而安置，所述複數個模塊中的每一者具有可含有襯底的內部空間；和轉移單元，其在所述複數個模塊之間轉移所述襯底，所述轉移單元包含沿著所述第一方向而安置的至少一個軌道和沿著所述至少一個軌道而移動的至少一個可移動轉移腔室，其中所述至少一個可移動轉移腔室在移動時氣壓上與外部隔離。
在所述襯底處理設備中，所述複數個模塊中的每一者包含轉移孔，且所述至少一個可移動轉移腔室包含對應於所述轉移孔的打開部分。另外，所述至少一個可移動轉移腔室可接近所述複數個模塊中的一者，使得所述打開部分接觸所述轉移孔。所述打開部分和所述轉移孔中每一者具有使得所述襯底穿過的尺寸。
在所述襯底處理設備中，所述至少一個可移動轉移腔室包含第一和第二可移動轉移腔室，且所述至少一個軌道包含第一和第二軌道。另外，所述第一和第二可移動轉移腔室分別沿著所述第一和第二軌道獨立移動。此外，所述第一和第二可移動轉移腔室經安置成具有不同高度，且所述第一和第二軌道沿著與所述第一方向相交的第二方向彼此隔開，其中所述第二方向為水平方向，且所述第一和第二軌道彼此平行。此外，所述第一可移動轉移腔室的中心部分由所述第一軌道支撐，且所述第二可移動轉移腔室的邊緣部分由所述第二軌道支撐。所述第一可移動轉移腔室由所述第一軌道支撐並沿著所述第一軌道通過第一導引滑板移動，且所述第二可移動轉移腔室由所述第二軌道支撐並沿著所述第二軌道通過第二導引滑板移動。所述第二可移動轉移腔室的邊緣部分通過子載架而連接到所述第二導引滑板，使得所述第二可移動轉移腔室從所述第二導引滑板突出到所述複數個模塊，其中所述子載架具有U形形狀，使得U狀的開口面向所述複數個模塊。
在所述襯底處理設備中，所述第一和第二可移動轉移腔室相對於所述第一和第二軌道的高度分別可由所述第一和第二導引滑板調節。另外，所述第二方向為垂直方向，且所述第一和第二軌道經安置成具有不同高度並彼此平行。此外，所述第一和第二軌道在平面圖中彼此重疊。所述第一和第二可移動轉移腔室中的每一者在兩個末端部分處均被支撐，且所述第一和第二可移動轉移腔室分別安置在所述第一和第二軌道上方。
在所述襯底處理設備中，所述第一和第二可移動轉移腔室可分別安置在所述第一和第二軌道下方。另外，所述第一可移動轉移腔室可安置在所述第一軌道上方，且所述第二可移動轉移腔室安置在所述第二軌道下方。此外，空氣在所述第一和第二可移動轉移腔室的外部向下流動。
在所述襯底處理設備中，第一和第二空氣循環空間圍繞所述第一和第二可移動轉移腔室，且氣壓上經隔離以防止汙染材料的循環。另外，第一和第二空氣循環空間氣壓上被支撐所述第一和第二可移動轉移腔室中的一者的子載架隔離，並安置在所述第一與第二可移動轉移腔室之間。
所述襯底處理設備進一步包括支撐柱，其支撐所述第一和第二軌道的兩個末端部分。所述第一和第二軌道中的每一者包含沿著所述第一方向而安置的導軌，且所述第一和第二軌道分別由所述支撐柱通過第一和第二閘門支撐，從而越過所述導軌。另外，所述第一和第二閘門中的每一者中具有空穴，且所述第一和第二閘門中的每一者連接到外部空氣供應源，且通過所述第一和第二閘門中的每一者來供應空氣。
所述襯底處理設備進一步包括支撐管，其中具有空氣路徑並連接所述第一和第二閘門中的一者；和中心地板，其連接到所述支撐管，其中圍繞所述第一可移動轉移腔室的第一空氣循環空間被所述中心地板在氣壓上與圍繞所述第二可移動轉移腔室的第二空氣循環空間隔離。
在所述襯底處理設備中，所述複數個模塊沿著第一和第二模塊線配置成兩條線，且所述第一和第二軌道安置在所述第一與第二模塊線之間。另外，所述第一和第二可移動轉移腔室分別包含第一和第二打開部分，且所述第一和第二打開部分分別面向所述第一與第二模塊線。
所述襯底處理設備進一步包括第一和第二導引車，其分別支撐所述第一和第二可移動轉移腔室，其中所述第一導引車沿著所述第一軌道移動所述第一可移動轉移腔室，且所述第二導引車沿著所述第二軌道移動所述第二可移動轉移腔室。另外，所述第一導引車沿著所述第一軌道安置在所述第一可移動轉移腔室的前部和後部，且所述第二導引車沿著所述第二軌道安置在所述第二可移動轉移腔室的前部和後部。此外，所述第一和第二導引車通過線性驅動構件分別沿著所述第一和第二軌道移動。此外，所述第一和第二可移動轉移腔室中的每一者可相對於所述第一和第二導引車而接近所述複數個模塊中的一者。
在所述襯底處理設備中，所述複數個模塊包含複數個轉移孔，且至少兩個轉移孔具有不同高度。另外，具有相同高度的至少兩個轉移孔的至少兩個模塊被相鄰配置，且所述複數個模塊根據所述複數個模塊的每一者中的處理時間而配置。此外，所述複數個模塊中的至少一者是轉移並分配所述襯底的轉移模塊，且所述複數個模塊中的另一模塊是處理所述襯底的處理模塊，其中所述轉移模塊包含具有不同高度的第一和第二轉移孔。此外，所述處理模塊中處理所述襯底的處理時間越長，所述處理模塊被配置成越接近所述轉移模塊。所述轉移腔室經配置在所述複數個模塊的最外位置處。
應了解，前文大體描述和以下詳細描述均為示範性和解釋性的，且會提供對所主張的本發明的進一步解釋。
附圖用來提供對本發明的進一步理解，且併入本說明書中作為本說明書的一部分，
本發明實施例，並連同描述內容一起用來解釋本發明的原理。附圖中圖1是顯示根據本發明第一實施例的襯底處理設備的透視圖；圖2是顯示根據本發明第二實施例的襯底處理設備的轉移模塊的橫截面圖；圖3是顯示根據本發明第三實施例的襯底處理設備的轉移模塊的橫截面圖；圖4是顯示根據本發明第四實施例的襯底處理設備的模塊和可移動轉移腔室的關閉狀態的橫截面圖；圖5是顯示根據本發明第四實施例的襯底處理設備的模塊和可移動轉移腔室的打開狀態的橫截面圖；圖6是顯示根據本發明第五實施例的襯底處理設備的橫截面圖；圖7是沿著圖6的線「VII-VII」截得的橫截面圖；和圖8是圖7的「VIII」部分的放大圖。
具體實施例方式
現將具體參照優選實施例，在附圖中說明其實例。
根據本發明的襯底處理設備包含可移動轉移腔室和複數個模塊。襯底處理設備不包含圍繞可移動轉移腔室和複數個模塊的箱體。可移動轉移腔室即時連接到複數個模塊，且襯底通過可移動轉移腔室在複數個模塊中即時轉移。可移動轉移腔室和複數個模塊的內部空間保持真空條件，且可移動轉移腔室的尺寸經最小化以對應於襯底的尺寸。舉例來說，當通過具有滾動金屬帶且在不需要複雜調節器的情況下上下移動的襯底固定器來支撐並轉移襯底時，可最小化可移動轉移腔室的體積和重量。可移動轉移腔室可具有平整結構，且可從軌道中突出。
襯底處理設備可包含分別沿著複數個軌道移動的複數個可移動轉移腔室。複數個軌道可彼此平行或彼此重疊而安置。每一可移動轉移腔室可通過連接構件連接到複數個模塊中的一者，且可同時在襯底處理設備中處理複數個襯底。根據處理時間或轉移方法，襯底處理設備可分為幾個部分。當複數個模塊的複數個孔安置成具有不同高度時，襯底處理設備在襯底轉移路徑和處理時間方面具有優勢。複數個可移動轉移腔室相對移動，且不同的可移動轉移腔室的襯底同時轉移到其他模塊，所述其他模塊的孔的高度與不同的可移動轉移腔室的連接孔的高度相同。連接構件和彼此連接的可移動轉移腔室構成襯底固定器的中心路徑。
舉例來說，兩個可移動轉移腔室在襯底處理設備中可安置成彼此重疊，且可沿著兩個軌道獨立移動。複數個模塊可分為分別具有不同高度的孔的兩個群組。因為每一可移動轉移腔室具有用於襯底固定器的連接孔，所以兩個可移動轉移腔室通過各自的連接構件同時連接到兩個模塊。
每一可移動轉移腔室可具有單個連接孔，且連接構件可上下移動。複數個模塊的複數個孔可安置成具有不同高度，且可移動轉移腔室通過改變轉移模塊的轉移孔的高度通過連接構件而連接到複數個模塊中的每一者。襯底可從可移動轉移腔室通過連接構件在不破壞真空的情況下轉移到複數個模塊中的一者。因為可移動轉移腔室中的襯底轉移構件形成為可沿著水平方向調節，所以可移動轉移腔室被簡化，且具有最佳化的高度。
每一軌道包含支撐構件和由支撐構件支撐的導軌。支撐構件具有狀，且包含支撐導軌的閘門。另外，支撐構件越過所述導軌。所述閘門具有內部空間，其中微粒流出襯底處理設備。包含微粒的空氣向下流動並形成空氣簾。空氣簾被兩個可移動轉移腔室劃分。中心地板安置在兩個可移動轉移腔室之間，且具有複數個通孔。導軌安置在中心地板上方，且閘門安置在導軌與中心地板之間。另外，閘門連接到越過中心地板的支撐管。因此，閘門的空氣通過支撐管流入到下部可移動轉移腔室中。閘門可連接到空氣供應源。
可移動轉移腔室通過導引車由軌道支撐。利用線性驅動構件，導引車可沿著導軌移動，且可包含固定部分和滾動部分。另外，可使用磁鐵將導引車安置在導軌上方使其間具有空氣層。因此，導引車在導軌上方無接觸地移動，從而防止摩擦產生的微粒。
可移動轉移腔室通過支撐託架由導引車支撐。支撐託架越過導軌並連接到可移動轉移腔室的側壁。另外，支撐託架線性地靠著導引車，如同半拖車的支架。支撐託架和導引車的接觸部分可安置在導軌的兩個鐵軌之間。因此，可移動轉移腔室可沿著與導軌相交的方向相對於導引車進行搖擺以連接到複數個模塊中的一者。可移動轉移腔室可接近複數個模塊中的一者。
根據本發明的可移動轉移腔室具有用於大型襯底的六面體形狀。可移動轉移腔室包含底部、側壁部和頂部。底部和頂部具有碗狀，且側壁部安置在底部與頂部之間。側壁部可由重量相對低且硬度較高的金屬材料(例如，鈦(Ti))形成。底部可固定到側壁部，且頂部可位於側壁部上。
複數個模塊中的一者可以是連接外部襯底供應單元與可移動轉移腔室的轉移模塊。當可移動轉移腔室連接到轉移模塊用以轉移襯底時，可移動轉移腔室被連接到轉移模塊的外部抽吸單元排空。因此，可在將可移動轉移腔室連接到複數個模塊中的一者之前，在可移動轉移腔室中獲得複數個模塊中的一者中的處理的最佳壓力。因為不需要用於排空可移動轉移腔室的其他抽吸單元，所以減少了單元成本。
根據本發明的襯底處理設備進一步包含控制襯底高度的垂直襯底輸送單元。複數個模塊中的一者(轉移模塊)具有彼此相對的第一和第二轉移孔，且垂直襯底輸送單元安置在所述一個模塊內。垂直襯底輸送單元在第一與第二轉移孔之間轉移襯底。因為閥連接到第一和第二轉移孔，所以第一和第二轉移孔之間的空間可連接兩個不同的壓力條件。舉例來說，大氣壓力下的加載/卸載構件可連接到第一轉移孔，而真空下的可移動轉移腔室可連接到第二轉移孔。在排空一個模塊和可移動轉移腔室的同時可調節襯底高度。為了進行排空，抽吸單元連接到一個模塊。當可移動轉移腔室與一個模塊對接時，襯底上下移動，且通過所述一個模塊排空可移動轉移腔室。因此，可移動轉移腔室在轉移襯底前被預先排空到接近複數個模塊中的處理壓力。因此，襯底處理設備通過利用轉移模塊和可移動轉移腔室而在生產時間和成本方面具有優勢。
圖1是顯示根據本發明第一實施例的襯底處理設備的透視圖。
如圖1中所示，襯底處理設備1包含第一到第六模塊2到7和轉移單元27。第一到第六模塊2到7在面向轉移單元27的側壁上分別具有第一到第六轉移孔8到14。第一模塊2具有第一和第二轉移孔8和9。轉移單元27包含第一和第二軌道15和16。彼此平行的第一和第二軌道15和16沿著第一到第六模塊2到7而安置。第一和第二輸送單元17和18分別安置在第一和第二軌道15和16上方。第一和第二輸送單元17和18獨立地移動，進而沿著相對方向移動。因此，第一和第二輸送單元17和18可獨立地對應於第一到第六模塊2到7中的每一者。第一和第二輸送單元17和18分別包含第一和第二導引滑板。第一和第二導引滑板19和20分別支撐第一和第二可移動轉移腔室21和22。第一和第二導引滑板19和20可上下移動以調節第一和第二可移動轉移腔室21和22的高度。第一和第二可移動轉移腔室21和22可通過第一到第七轉移孔8到14連接到第一到第六模塊2到7中的每一者以獲得氣密連接。
舉例來說，可通過像望遠鏡一樣延伸第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者的中間部分來獲得第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者與第一到第六模塊2到7中每一者之間的氣密連接。第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者的中間部分可沿著與第一和第二軌道15和16相交的方向延伸。
第一和第二可移動轉移腔室21和22可具有對應於襯底尺寸的六面體形狀。儘管在圖1中未顯示，第一和第二可移動轉移腔室可包含具有金屬帶和滾輪的襯底固定器。可由第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者與第一到第六模塊2到7中每一者之間的襯底固定器來支撐並轉移襯底。襯底可安置在安裝到金屬帶的質量帶(mass band)上。
在面向第一到第七轉移孔8到14中每一者的第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者的前部處形成例如止動裝置或閥的連接構件，所述連接構件為封裝構件的一部分。在通過連接構件獲得第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者與第一到第六模塊2到7中每一者之間的氣密連接的同時可轉移襯底。因此，保持第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者中的壓力條件以用於轉移襯底。當第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者連接到第一模塊2時，可獲得第一和第二可移動轉移腔室21和22中每一者中的壓力條件。
第一和第二可移動轉移腔室21和22具有含有數立方米襯底的體積，從而具有成直角六面體形狀。第一和第二可移動轉移腔室21和22越過第一和第二軌道15和16。第一可移動轉移腔室21通過第一導引滑板19被支撐到鄰近第一到第六模塊2到7的第一軌道15。另外，第二可移動轉移腔室22通過第二導引滑板20被支撐到距第一到第六模塊2到7較遠的第二軌道16。因此，第一可移動轉移腔室21從第一導引滑板19延伸到第二軌道16。
第二可移動轉移腔室22通過子載架23連接到第二導引滑板20。子載架23包含突出到第一到第六模塊2到7中每一者的支撐板24。第二可移動轉移腔室22安置在支撐板24上，且延伸到第一到第六模塊2到7。子載架23和導引滑板20構成用於第一可移動轉移腔室21的U狀路徑。因此，不管第一和第二輸送單元17和18的重疊配置如何，第一和第二可移動轉移腔室21和22獨立地連接到第一到第六模塊2到7或與第一到第六模塊2到7分離。即使當第一和第二導引滑板19和20的高度可調節或在另一實施例中第一到第七轉移孔8到14的高度可調節時，襯底處理設備可包含構成U狀路徑的子載架23。
另外，通過子載架23，圍繞第一可移動轉移腔室21的第一空氣循環空間可在氣壓上與圍繞第二可移動轉移腔室22的第二空氣循環空間隔離。
在此實施例中，第一和第二導引滑板19和20的高度不可調節且是固定的，且第一和第二可移動轉移腔室21和22具有固定的高度。舉例來說，第一到第七轉移孔8到14可分為具有不同高度的兩個群組，且第一和第二可移動轉移腔室21和22可分別對應於第一到第七轉移孔8到14的兩個群組。另外，第一模塊2可用作轉移模塊，且具有第一和第二轉移孔8和9。具有不同高度的第一和第二轉移孔8和9分別對應於第二和第一可移動轉移腔室22和21。此外，第一和第二轉移孔分別對應於第三到第七轉移孔10到14的兩個群組。因此，第一轉移孔8對應於第二可移動轉移腔室22、第五模塊6的第六轉移孔13和第六模塊7的第七轉移孔14。另外，第二轉移孔9對應於第一可移動轉移腔室21、第二模塊3的第三轉移孔10、第三模塊4的第四轉移孔11和第四模塊5的第五轉移孔12。
第一到第六模塊2到7可基於每個模塊中的處理時間而配置。舉例來說，當第一模塊2用作轉移模塊時，第二到第六模塊3到7可經配置使得包含第五和第六模塊6和7的第一模塊群組中的處理時間短於包含第二到第四模塊3到5的模塊第二群組中的處理時間。因此，包含針對較遠的第一模塊群組的處理時間和轉移時間的總時間接近針對第二模塊群組的總時間。另外，第一模塊群組的轉移孔的高度不同於第二模塊群組的轉移孔的高度，從而第一和第二可移動轉移腔室21和22分別對應於第二和第一模塊群組。
第一和第二可移動轉移腔室21和22充當在不破壞真空的情況下在第一到第六模塊2到7之間轉移襯底的真空腔室。另外，可通過使第一模塊2充當轉移模塊而獲得第一和第二可移動轉移腔室21和22的真空。
圖2是顯示根據本發明第二實施例的襯底處理設備的轉移模塊的橫截面圖。
在圖2中，包含主體32的第一模塊2用作轉移模塊。主體具有第一轉移孔8，其高度對應於(圖1的)第二可移動轉移腔室22的高度。(圖1的)第二轉移腔室22通過第一閥33連接到第一模塊2。主體32包含第一和第二側壁34和37。第一轉移孔8形成在第一側壁34中，而第八轉移孔35可形成在第二側壁37中。另外，第二閥36連接到第八轉移孔35。舉例來說，第一側壁34的第一轉移孔8可滿足真空的壓力條件，且第二側壁37的第八轉移孔35可滿足用於加載和卸載襯底的大氣壓力條件。另外，第二側壁37的外部可以不是清潔室。
主體32界定內部空間38，且由垂直襯底輸送單元39界定的輸送腔室40安置在內部空間38中。垂直襯底輸送單元39利用控制構件41調節輸送腔室40的高度。因此，輸送腔室40在內部空間38中上下移動以對應於第一和第八轉移孔8和35。
圖2顯示對應於第二側壁37中的第八轉移孔35的輸送腔室40。當輸送腔室40對應於第八孔35時，內部空間38可被垂直襯底輸送單元39劃分成輸送腔室40的內部和控制腔室42的內部。因為輸送腔室40和控制腔室42在氣壓上彼此分離，所以可在不同壓力條件下獨立地使用對應於輸送腔室40的第八轉移孔35和對應於控制腔室42的第一轉移孔8。
另外，主體32連接到例如真空泵的外部抽吸單元43。舉例來說，輸送腔室40和控制腔室42可獨立地連接到外部抽吸單元43。因此，當第二可移動轉移腔室22連接到第一模塊2時，可通過第一閥33排空第二可移動轉移腔室22，且通過外部抽吸單元43排空內部空間38的控制腔室42以獲得預定壓力條件(真空條件)。同時，因為輸送腔室40在氣壓上與第一轉移孔8分離，所以其中具有襯底44的輸送腔室40可獨立於第二可移動轉移腔室22而被調節。
隨著垂直襯底輸送單元39向下移動，內部空間38在氣壓上進行組合。因此，內部空間38具有單個壓力條件。對於單個壓力條件，在垂直襯底輸送單元39向下移動之前，輸送腔室40和控制腔室42被抽吸單元43排空。因此，第一與第八孔8和35之間的內部空間38沒有被劃分成具有不同壓力條件的在氣壓上分離的兩個真空。事實上，內部空間38具有由抽吸單元43實現的單個壓力條件。控制腔室42可在垂直襯底輸送單元39向下移動之前被排空，或可在垂直襯底輸送單元39向下移動的同時被排空。因此，第二可移動轉移腔室22在短時期內具有預定壓力條件，且歸因於第一模塊2，獲得具有最小化處理時間和能量的襯底處理設備。
儘管圖2中未顯示，(圖1的)第二轉移孔9可形成在側壁中，位於第一模塊2的底板31下方。(圖1的)第二轉移孔9可實質上具有與第一轉移孔8相同的功能。
圖3是顯示根據本發明第三實施例的襯底處理設備的轉移模塊的橫截面圖。
圖3中，用作轉移模塊的第一模塊1具有關於中心平面45對稱的結構。第一模塊1在主體52中包含第一和第二垂直襯底輸送單元46和47。第一與第二垂直襯底輸送單元46和47可獨立移動。當第一與第二垂直襯底輸送單元46和47彼此分離時，可將由主體52界定的內部空間38劃分為第一輸送腔室48、第二輸送腔室49和第一與第二輸送腔室48與49之間的控制腔室53。第一轉移孔8形成在第一側壁34中，同時第八和第九轉移孔50和51形成在第二側壁37中。例如，第一側壁34的第一轉移孔8可滿足真空的壓力條件，且第二側壁37的第八和第九轉移孔50和51可滿足加載和卸載襯底的大氣壓力條件。控制腔室53對應於第一轉移孔8，且第一和第二輸送腔室48和49分別對應於第八和第九轉移孔50和51。
連接到第一轉移孔8的第二可移動轉移腔室22可通過第一模塊2的內部空間38而被排空。第一和第二輸送腔室48和49連接到各自的外部抽吸單元43。可通過移動第一和第二垂直襯底輸送單元46和47將控制腔室53氣壓上連接到第一和第二輸送腔室48和49中的一者。因此，第二可移動轉移腔室22可具有通過第一轉移孔8的預定壓力條件。
當由於結構局限性而難以在第一側壁34中形成兩個轉移孔時，圖3的第一模塊尤其具有優勢。另外，根據第三實施例為了增加襯底的轉移速度，襯底處理設備可包含兩個轉移模塊。例如，兩個轉移模塊可配置在(圖1的)軌道15和16的兩側處。
再次參看圖3，第八和第九轉移孔50和51形成在主體52的第二側壁37中。因此，第一和第二輸送單元46和47共同對應於第一轉移孔8。另外，第一輸送單元46在第一與第八轉移孔8與50之間移動，且第二輸送單元47在第一與第九轉移孔8與51之間移動。因此，第一模塊2具有相對於中心平面45的簡化的對稱結構。
當第一和第二輸送腔室48和49分別對應於第八和第九轉移孔50和51時，第一與第二輸送腔室48與49之間的空間界定控制腔室53。第一和第二輸送腔室48和49中的每一者通過第一和第二垂直襯底輸送單元46和47而選擇性地連接到第一、第八和第九轉移孔8、50和51中的一者。尤其在以下情況下，圖3的襯底處理設備的轉移模塊具有優勢襯底通過第八和第九轉移孔50和51而轉移到第一和第二輸送腔室48和49的轉移時間長於在第二可移動轉移腔室22與第一和第二輸送腔室48和49中的一者之間轉移襯底的轉移時間。在第一閥33關閉第一轉移孔8的情況下，控制腔室53可被排空以達到預定壓力條件，同時第一和第二輸送單元46和47移動第一和第二輸送腔室48和49。另外，在第二可移動轉移腔室22連接到主體52之後，第一轉移孔8變為打開，且通過控制腔室53來排空第二可移動轉移腔室22。
由於(圖1的)第一到第六模塊2到7中的每一者通過第一閥33而在氣壓上連接到第一和第二可移動轉移腔室21和22中的一者並與第一和第二可移動轉移腔室21和22中的一者隔離，所以襯底處理設備需要用於轉移襯底的相應體積。因此，在第一和第二可移動轉移腔室21和22中的一者與(圖1的)第一到第六模塊2到7中的一者之間獲得氣壓上與外部隔離的襯底轉移路徑。另外，襯底轉移路徑可具有與(圖1的)第一和第二軌道15和16相交的方向，而不會較大程度地移動第一和第二可移動轉移腔室21和22。
圖4和圖5是分別顯示根據本發明第四實施例的襯底處理設備的模塊和可移動轉移腔室的關閉狀態和打開狀態的橫截面圖。
在圖4和圖5中，模塊和可移動轉移腔室通過包含固定構件160的連接構件(例如，閥33)而彼此連接。使用固定構件160，將(圖1的)第一和第二可移動轉移腔室21和22中的一者(參看圖4和圖5，出於說明目的而稱作可移動轉移腔室)固定到(圖1的)第一到第六模塊2到7中的一者(在圖4和圖5中出於說明目的而稱作模塊)或從(圖1的)第一到第六模塊2到7中的一者釋放。出於連接和分離的目的，可移動轉移腔室可沿著與(圖1的)第一和第二軌道15和16相交的方向略微移動，同時模塊可具有固定的安置處。因此，(圖1的)第一和第二軌道15和16可支撐可移動轉移腔室，且可移動轉移腔室的位置可由於彈性而有略微變化。因此，可拉動可移動轉移腔室並通過固定構件160將其固定到模塊。在固定構件160釋放可移動轉移腔室之後，可移動轉移腔室可由於彈性而回到原始位置。出於連接和分離的目的，模塊可與可移動轉移腔室間隔開相對較小的距離。例如，所述相對較小的距離可小於約1釐米。
第一框架163形成在模塊的轉移孔161中，且第二框架164基於轉移孔的橫截面尺寸、轉移孔的切換和閥33的固定構件160而形成在可移動轉移腔室的打開部分中。第一和第二框架163和164分別包含對應於襯底尺寸的第一和第二通孔165和166。另外，具有板狀的第一和第二阻擋構件167和168分別安置在第一和第二通孔165和166中。第一和第二阻擋構件167和168可通過沿著與第一和第二通孔165和166相交的方向移動來分別切換第一和第二通孔165和166。線性調節單元(例如，控制圓筒169和170)可改變第一和第二阻擋構件167和168的高度。由於第一和第二阻擋構件167和168分別完全阻擋第一和第二通孔165和166，所以模塊與可移動轉移腔室在阻擋位置處彼此完全隔離。
(圖1的)第一到第六模塊2到7中的每一者上的固定構件160可固定到第一框架163。固定構件160可包含圓筒172和杆171。第一框架163上的圓筒使杆171延伸或收縮，且杆171包含頭部173。頭部173對應於第二框架164的固定到可移動轉移腔室的突出部。固定構件160的圓筒172可固定到圍繞第一通孔165的支撐緣174，且支撐緣174可安置在第一與第二框架163與164之間。第一和第二框架163和164可分別進一步包含第一和第二桁架175和176。第一桁架175可用來固定支撐緣174，且第二桁架176可用作頭部173的突出部。
支撐緣174可具有大於第一通孔165的開口177，且具有實質上與第一通孔165相同尺寸的密封盤178可安置在開口177中。由於密封盤178可比支撐緣174具有更大的厚度，所以第一和第二框架163和164可能彼此不直接接觸，而是當模塊與可移動轉移腔室彼此連接時通過密封盤178而彼此連接。因此，模塊和可移動轉移腔室彼此支撐，並在氣壓上與外部隔離。另外，由於閥33和密封盤178，模塊和可移動轉移腔室彼此連接而具有簡化的結構。
為了減小第一和第二框架163和164的重量(不管其尺寸如何)，可將複數個杆171安置在第一框架163的邊界周圍並彼此間隔開。由於複數個杆171被固定處的支撐緣174和密封盤178由模塊的第一框架163支撐，所以在上述結構中減小了第二框架164的重量。
可將附加的排氣裝置179連接到第一和第二通孔165和166中的一者，位於第一與第二阻擋構件167與168之間。外部抽吸單元可通過附加的排氣裝置179來排空第一和第二通孔165和166。
圖6是顯示根據本發明第五實施例的襯底處理設備的橫截面圖。此外，圖7是沿著圖6的線「VII-VII」截得的橫截面圖，且圖8是圖7的「VIII」部分的放大圖。
如圖6到圖8中所顯示，襯底處理設備401包含第一轉移單元462、第二轉移單元463、第一模塊單元460和第二模塊單元461。第一和第二轉移單元462和463在平面圖中彼此重疊，且安置在彼此相對的第一與第二模塊單元460與461之間。第一轉移單元462包含第一可移動轉移腔室470、第一輸送單元474和第一軌道472，且第二轉移單元463包含第二可移動轉移腔室471、第二輸送單元475和第二軌道473。另外，第一和第二模塊單元460和461分別包含第一和第二模塊466和467。第一和第二可移動轉移腔室470和471分別包含第一和第二打開部分468和469。此外，第一和第二模塊466和467分別包含第一和第二轉移孔464和465。第一和第二打開部分468和469分別形成在第一和第二可移動轉移腔室470和471的相對的側壁上以對應於第一和第二轉移孔464和465。此外，第一和第二可移動轉移腔室470和471分別由第一和第二軌道472和473支撐。
儘管在此實施例中第一和第二可移動轉移腔室470和471分別安置在第一和第二軌道472和473上方，但在另一實施例中第一和第二可移動轉移腔室以懸掛方式分別安置在第一和第二軌道下方。另外，在另一實施例中，第一可移動轉移腔室以懸掛方式安置在第一軌道上方，且第二可移動轉移腔室以懸掛方式安置在第二軌道下方。
儘管圖6到圖8中未圖示，但第一和第二模塊單元460和461中的每一者可包含沿著第一和第二軌道472和473而配置的複數個模塊。第一模塊單元460的每一模塊可具有與第一轉移孔464和第一打開部分468實質上相同高度的轉移孔。類似地，第二模塊單元461的每一模塊可具有與第二轉移孔465和第二打開部分469實質上相同高度的轉移孔。因此，第一可移動轉移腔室470沿著第一軌道472移動，並將襯底轉移到第一模塊單元460的相應模塊，且第二可移動轉移腔室471沿著第二軌道473移動，並將襯底轉移到第二模塊單元461的相應模塊。對於這些轉移操作來說，第一和第二可移動轉移腔室470和471分別包含相對的側壁上的第一和第二打開部分468和469。因此，第一和第二可移動轉移腔室470和471的襯底轉移操作得以簡化，且轉移時間縮短。
如圖6和圖7中所顯示，第一連接構件476安置在第一可移動轉移腔室470與第一模塊466之間，且第二連接構件477安置在第二可移動轉移腔室471與第二模塊467之間。因此，第一轉移孔464在氣壓上與外部隔離的情況下通過第一連接構件476而連接到第一打開部分468，且第二轉移孔465在氣壓上與外部隔離的情況下通過第二連接構件477而連接到第二打開部分469。因此，獲得第一可移動轉移腔室470與第一模塊466之間和第二可移動轉移腔室471與第二模塊467之間的氣密連接，且保持用於轉移襯底的預定壓力和清潔度條件。例如，圖4和圖5的閥可用作連接構件。
第一和第二轉移單元462和463由第一和第二支撐柱478和479支撐。第一支撐柱478安置在第一模塊單元460與第一輸送單元474之間，且第二支撐柱479安置在第二模塊單元461與第二輸送單元475之間。考慮到第一連接構件478、第二連接構件479和襯底處理設備401的其它部件，第一和第二柱478和479可具有帶頂蓋的管形狀。
第一軌道472由第一支撐柱478通過第一閘門480支撐，且第二軌道473由第二支撐柱479通過第二閘門481支撐。第一和第二軌道472和473分別包含第一和第二導軌482和483，且第一和第二導引車484和485通過線性驅動構件分別沿著第一和第二軌道472和473移動。因此，第一可移動轉移腔室470使用第一導引車484沿著第一導軌482移動，且第二可移動轉移腔室471使用第二導引車485沿著第二導軌483移動。
用於第一可移動轉移腔室470的移動的第一空氣循環空間與用於第二可移動轉移腔室471的移動的第二空氣循環空間在氣壓上隔離。空氣從頂部流動到底部以排除汙染材料(例如，氣體和微粒)，並從空氣循環空間排放。例如，空氣可在軌道末端處在第一和第二支撐柱478和479的側部被排放。使用中心地板486來劃分第一和第二空間。中心地板486安置在第一軌道472的第一閘門480下方並與其間隔開。儘管圖6到圖8中未圖示，但具有複數個孔的金屬地板可進一步安置在中心地板489上方並留有預定間隙。因此在金屬地板與中心地板489之間獲得氣流的通風路徑。
如圖8中所示，中心地板486通過支撐管連接到具有空穴的第一閘門480。由於第一閘門480連接到外部空氣供應源，所以第一閘門480可用作供應空氣的空氣供應導管。因此，空氣可通過其中具有空穴的第一閘門480和其中具有空氣路徑的支撐管487而流動到具有第二輸送單元475的第二空氣循環空間。由於支撐管487形成為越過中心地板486，所以當通過金屬地板和中心地板486注入空氣時，空氣可在第二空氣循環空間中流動。另外，第二空氣循環空間可包含底部地板。例如，底部地板可為類似於中心地板486上方的金屬地板的具有複數個孔的金屬板。
在此實施例中，第一和第二可移動轉移腔室470和471彼此可具有實質上相同的形狀。然而在另一實施例中，只有第一和第二打開部分468和469形成在相對的側壁處時，第一和第二可移動轉移腔室470和471才可具有不同形狀。第一和第二可移動轉移腔室470和471中的每一者可包含側壁489、底部490和封蓋491。另外，第一和第二可移動轉移腔室470和471中的每一者可具有平整拱形狀。底部490和封蓋491可包含相對較輕且較硬的纖維材料，且側壁489可包含相對較輕且較硬的金屬材料(例如，鈦(Ti))。此外，底部490可附接到側壁489，而封蓋491可可拆卸地固定到側壁489。
第一和第二支撐託架492和493連接到側壁489。第一和第二支撐託架492和493安置在側壁489的相對部分處，並沿著第一和第二軌道472和473的每一者。第一和第二可移動轉移腔室470和471中的每一者通過第一和第二支撐託架492和493而支撐到第一和第二導引車484和485中的一者。第一和第二支撐託架492和493分別靠著第一和第二導引車484和485，如同半拖車的支架一樣。因此，第一和第二可移動轉移腔室470和471中的每一者可相對於第一和第二導引車484和485中的一者沿著與第一和第二導軌482和483相交的方向搖擺，以便由於彈性而連接到複數個模塊中的一者。也就是說，第一和第二可移動轉移腔室470和471中的每一者可接近複數個模塊中的一者，使得可移動轉移孔的打開部分可接觸模塊的轉移孔。
因此，根據本發明的襯底處理設備使用可移動轉移腔室用最小的能量在高度真空條件下處理大型襯底。另外，由於轉移時間的最小化和可移動轉移腔室的結構簡化，有效地使用處理時間和處理空間。此外，通過使用圍繞襯底的可移動轉移腔室在高度真空條件下轉移襯底，而不需要包覆整個設備的箱體或圍繞設備的清潔室。
所屬領域的技術人員將了解，在不脫離本發明精神或範圍的情況下，可在包含可移動轉移腔室的襯底處理設備中作出各種修改和變化。因此，本發明用來涵蓋所附權利要求及其等效物範圍內的對本發明的修改和變化。
權利要求
1.一種襯底處理設備，其包括複數個模塊，其沿著一第一方向而安置，所述複數個模塊中的每一者具有一可含有一襯底的內部空間；和一轉移單元，其在所述複數個模塊之間轉移所述襯底，所述轉移單元包含沿著所述第一方向而安置的至少一個軌道和沿著所述至少一個軌道而移動的至少一個可移動轉移腔室，其中所述至少一個可移動轉移腔室在移動時氣壓上與一外部隔離。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述複數個模塊中的每一者包含一轉移孔，且所述至少一個可移動轉移腔室包含一對應於所述轉移孔的打開部分。
3.根據權利要求2所述的設備，其中所述至少一個可移動轉移腔室可接近所述複數個模塊中的一者，使得所述打開部分接觸所述轉移孔。
4.根據權利要求2所述的設備，其中所述打開部分和所述轉移孔中的每一者具有一使得所述襯底穿過的尺寸。
5.根據權利要求1所述的設備，其中所述至少一個可移動轉移腔室包含第一和第二可移動轉移腔室，且所述至少一個軌道包含第一和第二軌道。
6.根據權利要求5所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室分別沿著所述第一和第二軌道獨立移動。
7.根據權利要求5所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室經安置成具有不同高度。
8.根據權利要求7所述的設備，其中所述第一和第二軌道沿著一與所述第一方向相交的第二方向彼此間隔開。
9.根據權利要求8所述的設備，其中所述第二方向為一水平方向，且所述第一和第二軌道彼此平行。
10.根據權利要求9所述的設備，其中所述第一可移動轉移腔室的一中心部分由所述第一軌道支撐，且所述第二可移動轉移腔室的一邊緣部分由所述第二軌道支撐。
11.根據權利要求10所述的設備，其中所述第一可移動轉移腔室由所述第一軌道支撐並沿著所述第一軌道通過一第一導引滑板移動，且所述第二可移動轉移腔室由所述第二軌道支撐並沿著所述第二軌道通過一第二導引滑板移動。
12.根據權利要求11所述的設備，其中所述第二可移動轉移腔室的所述邊緣部分通過一子載架而連接到所述第二導引滑板，使得所述第二可移動轉移腔室從所述第二導引滑板突出到所述複數個模塊。
13.根據權利要求12所述的設備，其中所述子載架為一U狀，使得所述U狀的一開口面向所述複數個模塊。
14.根據權利要求11所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室相對於所述第一和第二軌道的高度可分別由所述第一和第二導引滑板調節。
15.根據權利要求8所述的設備，其中所述第二方向為一垂直方向，且所述第一和第二軌道經安置成具有不同高度並彼此平行。
16.根據權利要求15所述的設備，其中所述第一和第二軌道在一平面圖中彼此重疊。
17.根據權利要求15所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室中的每一者在兩個末端部分處均被支撐。
18.根據權利要求15所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室分別安置在所述第一和第二軌道上方。
19.根據權利要求15所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室分別安置在所述第一和第二軌道下方。
20.根據權利要求15所述的設備，其中所述第一可移動轉移腔室安置在所述第一軌道上方，且所述第二可移動轉移腔室安置在所述第二軌道下方。
21.根據權利要求15所述的設備，其中空氣在所述第一和第二可移動轉移腔室的外部向下流動。
22.根據權利要求15所述的設備，其中第一和第二空氣循環空間圍繞所述第一和第二可移動轉移腔室，且在氣壓上經隔離以防止汙染材料的循環。
23.根據權利要求22所述的設備，其中第一和第二空氣循環空間氣壓上由一支撐所述第一和第二可移動轉移腔室中的一者的子載架隔離，並安置在所述第一與第二可移動轉移腔室之間。
24.根據權利要求15所述的設備，其進一步包括一支撐柱，所述支撐柱支撐所述第一和第二軌道的兩個末端部分。
25.根據權利要求24所述的設備，其中所述第一和第二軌道中的每一者包含一沿著所述第一方向而安置的導軌，且所述第一和第二軌道分別由所述支撐柱通過第一和第二閘門支撐，從而越過所述導軌。
26.根據權利要求25所述的設備，其中所述第一和第二閘門中的每一者中具有一空穴。
27.根據權利要求26所述的設備，其中所述第一和第二閘門中的每一者連接到一外部空氣供應源，且通過所述第一和第二閘門中的每一者來供應一空氣。
28.根據權利要求27所述的設備，其進一步包括一支撐管，所述支撐管中具有一空氣路徑並連接到所述第一和第二閘門中的一者；和一中心地板，其連接到所述支撐管，其中一圍繞所述第一可移動轉移腔室的第一空氣循環空間被所述中心地板在氣壓上與一圍繞所述第二可移動轉移腔室的第二空氣循環空間隔離。
29.根據權利要求15所述的設備，其中所述複數個模塊沿著第一和第二模塊線被配置成兩條線，且所述第一和第二軌道安置在所述第一與第二模塊線之間。
30.根據權利要求29所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室分別包含第一和第二打開部分，且所述第一和第二打開部分分別面向所述第一與第二模塊線。
31.根據權利要求15所述的設備，其進一步包括第一和第二導引車，所述第一和第二導引車分別支撐所述第一和第二可移動轉移腔室，其中所述第一導引車沿著所述第一軌道移動所述第一可移動轉移腔室，且所述第二導引車沿著所述第二軌道移動所述第二可移動轉移腔室。
32.根據權利要求31所述的設備，其中所述第一導引車沿著所述第一軌道安置在所述第一可移動轉移腔室的前部和後部，且所述第二導引車沿著所述第二軌道安置在所述第二可移動轉移腔室的前部和後部。
33.根據權利要求31所述的設備，其中所述第一和第二導引車通過一線性驅動構件分別沿著所述第一和第二軌道移動。
34.根據權利要求31所述的設備，其中所述第一和第二可移動轉移腔室中的每一者可相對於所述第一和第二導引車而接近所述複數個模塊中的一者。
35.根據權利要求1所述的設備，其中所述複數個模塊包含複數個轉移孔，且至少兩個轉移孔具有不同高度。
36.根據權利要求35所述的設備，其中具有相同高度的至少兩個轉移孔的至少兩個模塊被相鄰配置。
37.根據權利要求35所述的設備，其中所述複數個模塊是根據所述複數個模塊中的每一者中的一處理時間而被配置的。
38.根據權利要求35所述的設備，其中所述複數個模塊中的至少一者是一轉移並分配所述襯底的轉移模塊，且所述複數個模塊中的另一模塊是一處理所述襯底的處理模塊，其中所述轉移模塊包含具有不同高度的第一和第二轉移孔。
39.根據權利要求38所述的設備，其中在所述處理模塊中處理所述襯底的一處理時間越長，所述處理模塊被配置成越接近所述轉移模塊。
40.根據權利要求39所述的設備，其中所述轉移腔室被配置在所述複數個模塊的一最外位置處。
全文摘要
一種襯底處理設備包含複數個模塊，其沿著一第一方向而安置，所述複數個模塊中的每一者具有一可含有一襯底的內部空間；和一轉移單元，其在所述複數個模塊之間轉移所述襯底，所述轉移單元包含沿著所述第一方向而安置的至少一個軌道和沿著所述至少一個軌道而移動的至少一個可移動轉移腔室，其中所述至少一個可移動轉移腔室在移動時氣壓上與外部隔離。
文檔編號H01L21/677GK101090085SQ200610109870
公開日2007年12月19日 申請日期2006年8月18日 優先權日2005年8月18日
發明者克勞斯·赫格勒 申請人:周星工程股份有限公司, 阿西斯自動系統股份有限公司