CN103021908B - 用于半导体设备制造装备的延伸主机设计 - Google Patents

Abstract

于第一实施方式中，本发明提供用于半导体元件制造期间使用的主机。该第一主机包括(1)侧壁，可界定适于容设机械臂的中心传送区；(2)数个面，形成于该侧壁上，各适于耦接至处理室；以及(3)延伸面，形成于该侧壁上，可让该主机能耦接到至少四个全尺寸处理室，同时提供该主机的维护进出口。本发明亦揭示其它多种实施方式。

Description

用于半导体设备制造装备的延伸主机设计

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2006/048695，国际申请日为2006年12月20日，进入中国国家阶段的申请号为200680048123.6，名称为“用于半导体设备制造装备的延伸主机设计”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明关于半导体元件制造，尤其是关于用于半导体元件制造设备的延伸主机设计。

背景技术

半导体元件的制造制程通常是以具有数个主机的工具进行，而主机中有多个处理室及/或负载锁定室耦接环绕中央传送处理室。所述处理室各可进行特定制程，或于许多情况中，可进行额外及/或相关制程。

为确保能适当操作半导体元件制造工具，工具的处理室、负载锁定室及其它处理室必须作维护，故需充分存取以维护处理室。然而，于某些情况中，提供这样的存取可能会限制系统产量。

发明内容

于本发明第一方式中，第一主机是用于半导体元件制造。该第一主机包括(1)侧壁，可界定中央传送区域，用于容设机械臂；(2)数个面，形成在该侧壁上，各适于耦接至处理室；(3)延伸面，形成在该侧壁上，以让主机得以耦接到至少四个全尺寸处理室，同时提供主机的维护进出口。

于本发明第二方式中，是提供用于半导体元件制造的系统。该系统包括一主机，其具有(1)侧壁，可界定出中央传送区，适于容设机械臂；(2)数个面，形成在该侧壁上，各适于耦接至处理室；以及(3)延伸面，形成在该侧壁上，以让主机得以耦接到至少四个全尺寸处理室，同时提供主机的维护进出口。该系统也包括(a)机械臂，位于该主机的中央传送区内；(b)负载锁定室，耦接至该数个面的第一个；以及(c)一处理室，耦接至该延伸面。该延伸面适于增加该负载锁定室(耦接至主机)以及该处理室(耦接至该延伸面)之间的距离。

于本发明第三方式中，是提供用于半导体元件制造的第二主机。该第二主机包括第一传送区段，其具有(1)第一侧壁，可界定出适于容设第一机械臂的第一中央传送区；(2)数个面，形成在该第一侧壁上，各适于耦接至处理室；以及(3)延伸面，形成在该第一侧壁上，以让该主机得以耦接到至少四个全尺寸处理室，同时提供该主机维护存取。该第二主机也包括耦接至该第一传送区段的第二传送区段，且具有(1)第二侧壁，可界定适于容设第二机械臂的第二中央传送区；(2)数个面，形成在该第二侧壁上，各适于耦接至处理室；以及(3)延伸面，形成在该第二侧壁上，以让该主机得以耦接到至少四个全尺寸处理室，同时提供主机的维护进出口。

于本发明第四方式中，是提供用于半导体元件制造的第三主机。该第三主机包括(1)侧壁，可界定适于容设机械臂的中央传送区；(2)数个面，形成在该侧壁上，各适于耦接至处理室；以及(3)间距物，耦接至所述面的至少一个，该间距物适于让主机得以耦接到至少四个全尺寸处理室，同时提供主机的维护存取。依据此等及其它方式更可提供多种其它实施方式。

本发明其它特征及实施方式在参阅下文详细说明、权利要求及图标后更可清楚领会。

附图说明

图1为半导体元件制造期间可使用的公知的真空主机的俯视平面图。

图2为图1主机的俯视平面图，显示四个耦接至该主机的大处理室。

图3A为依据本发明的第一例示性主机的俯视平面图。

图3B为本发明所提供图3A主机的第一替代实施例的俯视平面图。

图3C为本发明所提供图3A主机的第二替代实施例的俯视平面图。

图4为图3A的第一例示性主机的俯视平面图，其具有四个耦接至该主机的大型处理室。

图5A为本发明所提供第二例示性主机的俯视平面图。

图5B为本发明所提供图5A主机的第一替代实施例的俯视平面图。

图5C为本发明所提供图5A主机的第二替代实施例的俯视平面图。

图6为图5A第二例示性主机的俯视平面图，其具有五个耦接至该主机的处理室。

图7A为本发明所提供第三例示性主机的俯视平面图。

图7B为本发明所提供图7A主机的第一替代实施例的俯视平面图。

图7C为本发明所提供图7A主机的第二替代实施例的俯视平面图。

图8A为一例示性通过室(pass through chamber)的俯视平面图，其利用本发明一或多个间距物。

图8B为本发明所提供一例示性延伸通过室的俯视平面图。

图9为本发明的一例示性负载锁定室的俯视平面图。

主要组件符号说明

100真空主机    101中心传送处理室区

102a-f面    104a-b负载锁定室

106工厂接口    108a-c基材载件

110主机机械臂  200a-d大型处理室

300主机    400a-d大型处理室

303a    303b间距物

502单一负载锁定室  504中心传送区

506间距物    600a-e大型处理室

700主机    702第一主机段

704第二主机段    706a-b通过室

708a-f    710d面

712a-b主机机械臂  714中心传送区

716中心传送区    720间距物

802a第一间距物  802b第二间距物

500主机

具体实施方式

本发明关于延伸主机设计，以让其它及/或较大处理室可放置在主机周围，同时维持对主机、处理室以及/或耦接至该主机的负载锁定室的维护进出口。

图1为公知的可在半导体元件制造期间使用的真空主机100的俯视平面图。该真空主机100包括一中心传送处理室区101以及数个面102a-f，各适于耦接至处理室、负载锁定室或其它处理室(例如，预清洁、烘烤、冷却或度量或缺陷检测室、或类似的)。虽然图1主机100图标具有六个面，但应可理解也可采用较少或较多面。

在一般应用期间，数个负载锁定室104a-b是耦接至主机100，例如所示的面102e、102f。工厂接口106也可耦接至该负载锁定室104a-b，且也可于工厂接口106的负载端口(未个别示出)接收基材载件108a-c。工厂接口106内的工厂接口机械臂(未个别示出)其后可取得来自基材载件108a-c的基材，并将基材传送至负载锁定室104a-b(或将来自负载锁定室104a-b的基材传送至基材载件108a-c)。半导体元件制造期间，主机机械臂110可将基材传送于该负载锁定室104a-b以及耦接至该主机100(例如，于面102a-d处)的任何制程或其它处理室。

图2为图1主机100的俯视平面图，显示四个耦接至主机100的大型处理室200a-d。参照图1及图2，于公知的主机100中，主机机械臂110是利用较传送基材进出处理室200a-d(耦接至主机100，如图所示)为短的范围将基材传送进出负载锁定室104a、104b。

为增加负载锁定室104a-b及处理室200a-d间的空地(例如，为了维修服务)，负载锁定室通常是一起旋转(如图所示)。然而，维修服务的情形在大型处理室(例如蚀刻室、化学气相沉积(CVD)室、原子层沉积(ALD)室、物理气相沉积(PVD)室或类似的)配合主机100应用时才会出现。例如，如图2所示在四个大型处理室耦接至主机100时，主机100及/或负载锁定室104a-b可能就无法作为修服务、或维修存取可能会受限及/或不安全(例如，小于24英寸的SEMI标准)。因此，只有将近三个大型处理室配合主机100使用。

图3A为本发明第一例示性主机300的俯视平面图。相较于第1及2图的公知的主机100，主机300为向前「伸展」至工厂接口106。例如，主机300可伸展至主机机械臂110的最大范围(或至其它适当距离)。于至少一实施例中，当将基材传送进出负载锁定室104a-b时，主机300会延伸以便增加主机机械臂110的扩展范围约10英寸(相较于公知的主机100内主机机械臂110的扩展范围)。如图3A所示，主机300是通过增加主机300侧壁中面102c、102d的长度来伸展，而使中心传送区301的尺寸有些许增加。

通过伸展主机300，四个大型处理室可设在主机300周围，并仍做安全的维护。例如，图4为第一例示性主机300的俯视平面图，其具有四个耦接至主机300的大型处理室400a-d。维护存取因此而改善且安全，甚至在使用全尺寸处理室时亦然。例如，耦接至面102c或102d的处理室及工厂接口106之间可以进行维护。于相同实施例中，也可使用SEMI标准存取规范，例如24英寸或更大的存取尺寸。

通过将主机300伸展一个不会超过主机机械臂110范围限制的范围，就不会因改变主机设计而大幅增加成本。例如，使用在公知的主机100内的相同主机机械臂110、狭缝阀、负载锁定室等仍可使用在伸展的主机300内。

参照图3B，此外或者可通过将间距物303a放置在面102e及负载锁定室104a之间及/或将间距物303b放置在面102f及负载锁定室104b之间，以增加处理室400a及/或400b以及工厂接口106间额外距离的方式(参照图4)而达到较大的维护进出口范围。间距物303a-b可包括，例如通道或可延伸于主机300及负载锁定室104a及/或104b间的类似结构。类似间距物303a-b也可用于负载锁定室104a及/或104b及工厂接口106之间，如图3C所示(例如，约6英寸至8英寸长的片状金属或类似通道)。

负载锁定室104a及/或104b的本体长度另外或者可增加，以增加处理室400a及/或400b以及工厂接口106间的额外面积。使用间距物及/或延伸的负载锁定室本体长度可增加主机300及工厂接口106间的距离，并提供较大的维护进出口。

图5A为本发明第二例示性主机500的俯视平面图。相较于图1及图2的公知的主机100，主机500的单一面102d(形成在主机侧壁中)会向前「延伸」至工厂接口106，如图所示。主机500的面102d可伸展，例如，伸展至主机机械臂110的最大范围(或至任何其它适当距离)。于至少一实施例中，主机500的面102d会伸展，以在传送基材进出主机500使用的单一负载锁定室502时，能使主机机械臂110的扩展范围增加约10英寸(相较于公知的主机100内主机机械臂110的扩展范围)。应注意的是，主机500的中心传送区504相较于公知的主机100并未明显增加尺寸。

通过仅伸展主机500的面102d，五个大型处理室便可设于主机500周围，且仍能安全维护。例如，图6为第二例示性主机500的俯视平面图，其具有五个耦接至主机500的大型处理室600a-e。即便在利用全尺寸处理室时，也可改善并安全进行维护存取。例如，耦接至面102d及工厂接口106间的处理室也可进行维护。于某些实施例中，也可利用例如24英寸或更大存取范围的SEMI标准存取规范。

应注意的是，面102c或者也可在面102d维持不延伸的同时进行伸展。于这样的实施例中，负载锁定室502是耦接至面102e，且可于，例如，耦接至面102c的处理室及工厂接口106间进行维护。

通过将主机500伸展一个不会超过主机机械臂110范围限制的范围，就不会因改变主机500设计而大幅增加成本。例如，使用在公知的主机100内的相同主机机械臂110、狭缝阀、负载锁定室等仍可使用在伸展的主机300内。

如图5A所示，负载锁定室502是以类似图3A负载锁定室104a-b的相同方式(例如，旋转约5至10度，不过也可使用其它旋转角度)做旋转。图5A的主机500甚至在将五个大型(全尺寸)处理室耦接至主机500时，也可进行维护。延伸主机及负载锁定室旋转的结合便可增加维修服务性。

于进一步范例中，当所有处理室并行操作时(例如，实施相同制程)，使用五个处理室面会较使用四个面有25％多的产量。对连续制程而言，便可具有额外产量的改进。例如，典型金属蚀刻制程是利用两个蚀刻室及两个剥除室。各蚀刻室通常有一剥除室约三分的二的产量(例如，蚀刻室20片晶片/小时对剥除室30片晶片/小时)。通过使用所有五个面，额外的蚀刻室即可耦接至主机500，进而具有三个蚀刻室及两个剥除室。三个蚀刻室及两个剥除室的使用在与其它主机配置中使用两个蚀刻室及两个剥除室的比较后，呈现50％的产量增加。

此外，或者也可通过将间距物506放置于面102f及负载锁定室502间而达到较大的维护进出口范围，以于处理室600d及工厂接口106间增加额外空间(参见图6)。间距物506可包括，例如通道或可延伸于主机500及负载锁定室502之间的类似结构。类似的间距物也可以用在负载锁定室502及工厂接口106之间，如图5C所示(例如，长约6英寸至8英寸的金属片或类似通道)。

另或者也可增加负载锁定室502本体长度，以于处理室600d及工厂接口106间形成额外空间。使用间距物及/或延伸的负载锁定室本体长度可增加主机500及工厂接口106间的距离，并提供较大的维护服务范围。

图7A为本发明第三例示性主机700的俯视平面图。第三主机700包括耦接至第二主机段704(如，低真空输入段段)的第一主机段702(如，高真空区段)。第一及第二主机段702、704经由通过室706a-706b耦接。第一主机段702包括数个面708a-f(形成在该主机的第一侧壁中)以及第二主机段704，其包括数个面710a-f(形成在该主机的第二侧壁中)。各主机段702、704包括一主机机械臂712a、712b。

如图7A所示，第一主机段702类似图3A-C及图4的主机300。亦即，第一主机段702的面708c及708d是向前「伸展」至工厂接口106(如图所示)。第一主机段702的面708c、708d可伸展，例如，伸展至第一主机机械臂712a的最大范围(或至其它适当距离)。在至少一实施例中，第一主机段702的面708c、708d会伸展以使第一主机机械臂712a的范围在传送基材进出通过室706a、706b时可增加约10英寸(相较于公知的主机内主机机械臂的范围)。如前述通过伸展第一主机段702，四个大型处理室便可设在第一主机段702周围，并安全地作维护。

于第二主机段704，主机段704的单一面710d会向前「伸展」至工厂接口106(如图所示)。第二主机段704的面710d可伸展，例如，伸展至第二主机机械臂712b的最大范围(或至任何适当距离)。在至少一实施例中，第二主机段704的面710d会伸展，以在配合主机700传送基材进出单一负载锁定室502时，使主机机械臂712b的扩展能增加约10英寸(相较于公知的主机内主机机械臂的扩展范围)。通过仅伸展第二主机段704的面710d，五个大型处理室便可设在第二主机段704周围，且仍可安全地维护。

经由使用伸展主机段702、704，主机700可提供大型全尺寸处理室总共七个面。第一主机段702的中心传送区714比第二主机段704的中心传送区716略长。

此外或者也可通过将间距物720(示于图7B)安置在面710f及负载锁定室502之间，以于任何耦接至面710d的处理室及工厂接口106之间形成额外空间。间距物720可包括，例如通道或可延伸于第一主机702及通过室706a、706b间的类似结构。间距物也可用于通过室706a、706b以及第二主机段704之间。

图8A为本发明第一通过室706a的例示性实施例的俯视平面图，其具有相耦接的第一间距物802a以及第二间距物802b。该第二通过室706b可为类似配置。

通过室706a及/或706b的本体长度另或者也可增加。例如，图8B为第二通过室706b的例示性实施例，其具有依本发明伸展的本体区804。然其它本体部分也可作伸展。该第一通过室706a可作类似配置。

另或者也可增加负载锁定室502的本体长度，以于耦接至面710d的任一处理室及工厂接口106间形成额外空间。例如，图9绘示依据本发明具有本体区902延伸的负载锁定室的例示性实施例。然其它本体区也可作延伸。该负载锁定室104a-b也可作类似延伸。使用间距物及/或延伸的负载锁定室本体长度可增加主机700(或500)及工厂接口106间的距离，并提供较大的维护进出口范围。

前文说明仅揭示本发明例示性实施例。熟悉本领域的技术人员应可立即了解，前文所揭示设备及方法的变化皆落于本发明涵盖范围内。例如，主机300、500及或主机段702、704可包括比六个更多或更少的面。因此，虽然本发明是以例示实施例做说明，但应了解其它实施例也应落入本发明范围内，且其范围应由权利要求所界定。

Claims (11)

1.一种主机，包括：

侧壁，界定适于容设机械臂的中心传送区；

数个面，形成于该侧壁上，各适于耦接至处理室；

至少四个全尺寸处理室，耦接到所述主机；以及

间距物，耦接到所述面的至少一个，该间距物适于形成围绕所述处理室中的一个或多个的额外空间并允许对该主机进行维护进出。

2.如权利要求1所述的主机，其中该间距物适于将负载锁定室耦接至该主机。

3.如权利要求1所述的主机，其中该间距物适于将通过室耦接至该主机。

4.如权利要求1所述的主机，其中该间距物适于让该主机能耦接到至少五个全尺寸处理室，并同时提供对该主机进行维护的进出口。

5.如权利要求1所述的主机，包括通过室，具有耦接至该通过室的第一间距物和第二间距物。

6.如权利要求1所述的主机，包括：

第一间距物，位于所述数个面中的第一面和第一负载锁定室之间；以及

第二间距物，位于所述数个面中的第二面和第二负载锁定室之间，以形成处理室和工厂接口之间的额外空间。

7.如权利要求1所述的主机，其中该间距物通过耦接于负载锁定室和工厂接口之间而耦接至数个面中的第一面。

8.如权利要求1所述的主机，包括：

第一间距物，通过耦接于第一负载锁定室和工厂接口之间而耦接至所述数个面中的第一面；以及

第二间距物，通过耦接于第二负载锁定室和所述工厂接口之间而耦接至所述数个面中的第二面。

9.一种半导体设备制造装置，包括：

工厂接口；

主机，具有界定适于容设机械臂的中心传送区的侧壁，以及形成于该侧壁上的数个面，各适于耦接至处理室，所述数个面中的单一面延伸向所述工厂接口；

单一负载锁定室，由所述主机使用，并耦接于所述主机和所述工厂接口之间；以及

间距物，位于所述数个面中的面和所述单一负载锁定室之间或者位于所述负载锁定室和所述工厂接口之间。

10.一种用于在半导体设备制造期间所用的主机，包括：

侧壁，界定出适于容设机械臂的中心传送区；

数个面，形成在该侧壁上，各适于耦接至处理室；以及

间距物，耦接至所述至少一个面，所述间距物适于耦接至负载锁定室和通过室中的一个并允许所述主机耦接至至少四个全尺寸处理室同时提供对该主机进行维护的进出口。

11.一种用于在半导体设备制造期间所用的主机，包括：

侧壁，界定出适于容设机械臂的中心传送区；

数个面，形成在该侧壁上，各适于耦接至处理室，所述数个面中的至少一个包括延伸面；以及

间距物，耦接至所述至少一个面，所述间距物适于耦接至负载锁定室和通过室中的一个并允许所述主机耦接至至少四个全尺寸处理室同时提供对该主机进行维护的进出口，且其中所述延伸面的长度大于所述不延伸的数个面。