CN107534000B - 缓冲腔室晶片加热机构和支撑机械臂 - Google Patents

缓冲腔室晶片加热机构和支撑机械臂 Download PDF

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Abstract

描述了一种缓冲腔室，所述缓冲腔室包括机械臂、转盘和至少一个加热模块，用于与批量处理腔室一起使用。描述了用于将晶片快速并且可重复地送入和送出缓冲腔室的机械臂配置，以及合并由所述缓冲腔室和机械臂的群集工具。

Description

缓冲腔室晶片加热机构和支撑机械臂
技术领域
本公开的实施例大体上涉及在不显著影响***产量的情况下在群集工具配置中预加热晶片的方法和装置。更具体来说，本公开的实施例涉及用于快速且高效地预加热晶片的装置和方法，所述装置和方法包括快速且高效地将晶片从预加热缓冲腔室移动到处理腔室的机械臂机构。
背景技术
批量ALD平台具有广泛的应用，这些应用具有需要灵活架构的各种要求和约束。平台要求包括晶片预加热、后续冷却、预加热和后续冷却、30wph到270wph的产量、高真空装载锁定(loadlock)和多个其他规格。由于构成平台的众多参数和多个单独装置，以低权益成本提供功能是具有挑战性的。
一些ALD平台目前提供能够进行标准和主动式晶片冷却的装载锁定。高温工艺(>450℃)要求在将晶片放置在工艺腔室基座上之前对所述晶片预加热。在常规***中，室温晶片在工艺腔室中预加热长达3分钟。对于较短的工艺，这花费宝贵的处理时间并且显著降低***产量。
当前产品使用多种方法以在装载锁定或分开的工艺腔室中加热多个单独晶片。然而，当使用具有例如六个晶片的批量ALD平台时，在分开的腔室或装载锁定中加热单个晶片将无法提供足够的产量。单晶片装载锁定回圈太慢，无法满足晶片交换预算。另外，与批量处理腔室一起使用的传送腔室可能不具有用于加热腔室的另一个刻面。即使有另一个刻面可供使用，真空机械臂也无法凭借额外的交递位置来产生令人满意的产量。因此，在所属领域中需要用于批量处理的预加热晶片的装置和方法，所述装置和方法包括能够产生足够产量的机械臂。
发明内容
本公开的一个或多个实施例涉及缓冲腔室，所述缓冲腔室包括具有转盘的外壳。外壳具有盖、基底和具有至少两个刻面的至少一个侧壁。刻面中的每一个刻面包括大小被调节成允许晶片从刻面穿过的狭缝阀。转盘包括具有至少两个晶片支撑位置的晶片支撑件。至少一个加热模块用于当晶片由晶片支撑件支撑时加热所述晶片。晶片传送机械臂在转盘下方以在一个或多个区域与所述晶片支撑位置中的至少一个晶片支撑位置之间移动晶片。电机连接至转盘以指引转盘，使得至少一个支撑位置与刻面中的一个刻面中的狭缝阀对准。
本公开的附加实施例涉及晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：L形吊杆，所述L形吊杆具有带有第一末端的第一架腿、带有第二末端的第二架腿，第一架腿与第二架腿在成角度的部分处连接；壁组，附接到吊杆的第一末端和第二末端中的每一个，每个臂组具有在邻近第一末端或第二末端的肩部处附接到吊杆的下臂，在肘部处附接到下臂的上臂和在腕部处附接到上臂的叶片；以及滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿。
本公开的进一步的实施例涉及晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：L形吊杆，所述L形吊杆具有带有第一末端的第一架腿、带有第二末端的第二架腿，第一架腿与第二架腿在成角度的部分处连接；臂组，附接到吊杆的第一末端和第二末端中的每一个，每个臂组具有在邻近第一末端或第二末端的肩部处附接到吊杆的下臂，在肘部处附接到下臂的上臂和在腕部处附接到上臂的叶片；以及滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿。传送机械臂是在短吊杆上的长臂组机械臂，使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有大于从吊杆的成角度部分中的枢轴点到肩部长度的约2.5倍的长度。
本公开的附加实施例涉及晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：I形吊杆，该I形吊杆具有第一末端、第二末端和枢轴点；臂组，附接到吊杆的第一末端和第二末端中的每一个，每个臂组具有在邻近第一末端或第二末端的肩部处附接到吊杆的下臂，在肘部处附接到下臂的上臂和在腕部处附接到上臂的叶片；以及滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿。传送机械臂是在短吊杆上的长臂组机械臂，使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有大于从吊杆的成角度部分中的枢轴点到肩部长度约2.5倍的长度，并且吊杆以相对于叶片移动的主轴线成约30°到约60°范围内的角度定位。
本公开的一些实施例涉及晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：可旋转底座；第一臂组，所述第一臂组包括在第一肩部处连接到底座的第一下臂、在第一肘部处连接到第一下臂的第一上臂、在第一腕部处连接第一上臂的第一叶片，第一叶片，所述第一叶片具有从第一腕部伸展第一长度到第一下边角的第一内部叶片部分、从第一内部叶片部分垂直伸展到第一上边角的第一中间叶片部分和在远离且平行于第一内部叶片部分的方向上垂直于第一中间叶片部分伸展的第一外部叶片部分；以及第二臂组，所述第二臂组包括在第二肩部处连接到底座的第二下臂、在第二肘部处连接到第二下臂的第二上臂、在第二腕部处连接到第二上臂的第二叶片，所述第二叶片具有从第二腕部伸展第二长度到第二下边角的第二内部叶片部分、从第二内部叶片部分垂直伸展到第二上边角的第二中间叶片部分和在远离且平行于第二内部叶片部分的方向上垂直于第二中间叶片部分伸展的第二外部叶片部分。第一长度大于第二长度，并且第一外部叶片部分与第二外部叶片部分可以基本上共面地支撑晶片，并且第二臂组直到第一臂组已经伸展才能伸展，并且第一臂组直到第二臂组已经缩回才能缩回。
本公开的一个或多个实施例涉及晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：具有第一末端和第二末端的I形可旋转吊杆；第一臂组，所述第一臂组包括在吊杆的第一末端处的第一肩部处连接到吊杆的第一下臂、在第一肘部处连接到第一下臂的第一上臂、在第一腕部处连接第一上臂的第一叶片，所述第一叶片具有从第一腕部伸展第一长度到第一下边角的第一内部叶片部分、从第一内部叶片部分垂直伸展到第一上边角的第一中间叶片部分和在远离且平行于第一内部叶片部分的方向上垂直于第一中间叶片部分伸展的第一外部叶片部分；以及第二臂组，所述第二臂组包括在吊杆的第二末端处的第二肩部处连接到吊杆的第二下臂、在第二肘部处连接到第二下臂的第二上臂、在第二腕部处连接到第二上臂的第二叶片，所述第二叶片具有从第二腕部伸展第二长度到第二下边角的第二内部叶片部分、与第二内部叶片部分的平面成角度地且沿所述平面伸展的第二成角度叶片部分、从第二成角度叶片部分垂直伸展到第二上边角的第二中间叶片部分和在远离、平行于第二内部叶片部分且从第二内部叶片部分偏移的方向上在垂直于第二中间叶片部分的平面上伸展的第二外部叶片部分。当处于缩回位置时，第二外部叶片部分在第一内部叶片部分上方，并且第一外部叶片部分在第二内部叶片部分上方且从第二内部叶片部分偏移，并且第一外部叶片部分与第二外部叶片部分基本上共面。
本公开的其他实施例涉及群集工具，所述群集工具包括如本文中所描述的具有四个刻面的缓冲腔室。第一批量处理腔室连接到四个刻面中的一个刻面。第二批量处理腔室连接到紧靠四个刻面中的第一刻面的四个刻面中的第二刻面。第一装载台和第二装载台附接到缓冲腔室的第三刻面和第四刻面上。第一批量处理腔室和第二批量处理腔室中的每一个都可以同时处理n个晶片，并且缓冲腔室具有带有n+1个或n+2个支撑位置的转盘。
附图说明
因此，为了可详细地理解本发明的上述特征结构的方式，可以参考实施例进行对上文简要概述的本发明的更具体的描述，在附图中说明实施例中的一些。然而，应注意，所附附图仅说明本发明的典型实施例，并且因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可以允许其他等效实施例。
图1示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室。
图2示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室的内部部分；
图3示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室的内部部分；
图4示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室的俯视图；
图5示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室中的机械臂和转盘的侧视图；
图6A和图6B示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图7示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图8示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图9A和图9B示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图10A和图10B示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图11A到图11C示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图12A和图12B示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图13A和图13B示出根据本公开的一个或多个实施例的传送机械臂；
图14示出根据本公开的一个或多个实施例的群集工具；
图15示出根据本公开的一个或多个实施例的群集工具；
图16示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室；
图17示出根据本公开的一个或多个实施例的用于缓冲腔室的主遮罩；
图18示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室；
图19示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室；
图20示出根据本公开的一个或多个实施例的用于缓冲腔室的主遮罩和次遮罩；
图21示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室；以及
图22到图30示出根据本公开的一个或多个实施例的与缓冲腔室一起使用的群集工具。
具体实施方式
在描述本发明的若干示例性实施例之前，应理解本发明不限于在以下描述中所阐明的构造或工艺步骤的细节。本发明具有其他实施例，并且能够以各种方法实践或执行。也应理解，本发明的复合物(complex)和配体(ligand)可在本文中使用具有特定立体化学的结构式来说明。这些说明仅旨在作为示例，并且不应解释为将所公开的结构限制于任何特定的立体化学。相反，所说明的结构旨在涵盖具有所指示的化学式的所有此类复合物和配体。
本文中所用的“基板”是指在制造工艺期间在上面执行膜处理的形成于基板上的任何基板或材料表面。举例来说，取决于应用，上面可以执行处理的基板表面包括以下材料，诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘硅(silicon on insulator；SOI)、掺杂碳氧化硅、氮化硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石和任何其他材料(诸如，金属、金属氮化物、金属合金和其他导电材料)。基板包括但不限于半导体晶片。基板可暴露于预处理工艺以对基板表面进行抛光、蚀刻、还原、氧化、羟化、退火和/或烘焙。除了直接在基板本身表面上进行膜处理的外，在本发明中，也可在形成于基板上的下层上执行所公开的任何膜处理步骤，如下文中更详细地公开，并且术语“基板表面”旨在包括如上下文所指示的此类下层。因此举例来说，在膜/层或部分膜/层沉积到基板表面上的情况下，新沉积的膜/层的暴露的表面成为基板表面。
本公开的实施例涉及用于使用缓冲腔室在ALD平台上预加热晶片的装置和方法。在缓冲腔室中预加热可以使用内部转盘机构来实现，所述内部转盘机构定位晶片以用于加热，而晶片传送机械臂同时将转盘中的其他晶片传送到工艺腔室和装载锁定。
图1到图5示出根据本公开的一个或多个实施例的缓冲腔室。所示实施例仅是示例性的，并且不应视为限制本公开的范围。缓冲腔室1100包括外壳1101，所述外壳1101具有盖1102、基底1103和侧壁1104。侧壁具有多个刻面1105，所述刻面1105可用于形成与各腔室和处理装备的连接。缓冲腔室1100具有至少两个刻面1105，使得至少两个部件可连接至缓冲腔室1100。附图中所示的实施例具有四个刻面1105，但是所属领域的技术人员将理解，这仅是一个可能的配置。在一个或多个实施例中，存在两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个刻面。
刻面1105中的每一个都具有大小被调节成允许至少一个晶片从其间穿过的狭缝阀1106。在一些实施例中，狭缝阀1106的大小被调节成允许一个晶片和一个机械臂叶片穿过。图3示出批量处理腔室1180，所述批量处理腔室1180具有可以邻近缓冲腔室1100的狭缝阀而定位的分开的狭缝阀1181。在一些实施例中，刻面中的每一个都具有狭缝阀。在一个或多个实施例中，存在两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个狭缝阀。在一些实施例中，狭缝阀比刻面更多，从而允许在任何给定刻面上存在多于一个狭缝阀。在一些实施例中，存在四个狭缝阀，所述四个狭缝阀允许接入外壳的四个侧面。在一个或多个实施例中，四个狭缝阀中的两个与批量处理腔室对准。
缓冲腔室1100包括具有至少两个晶片支撑位置1111的转盘1110。转盘1110可连接至外壳1101的盖1102或外壳1101的基底1103。转盘1110可以具有任何适宜数目的晶片支撑位置1111，这取决于例如用于预加热的时长以及在相连的批量处理腔室1180中可以同时处理的晶片数目。图1到图5中所示的转盘1110包括四个晶片支撑位置1111，然而，可以包括更多或更少的晶片支撑位置。在一些实施例中，转盘1110包括在2个与12个范围内的晶片支撑位置，或在3个与10个范围内的晶片支撑位置1111，或在4个与8个范围内的晶片支撑位置1111。
在一些实施例中，晶片支撑位置1111中的每一个都通过壁1115与邻近的支撑位置分隔开。壁1115可以帮助在热源下方指引(index)的支撑位置1111与不在热源下面的支撑位置之间提供隔离。在一些实施例中，转盘1110包括两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个或更多个支撑位置。在一个或多个实施例中，转盘包括7或8个支撑位置,并且外壳连接至可以同时处理六个晶片的一个或两个批量处理腔室。
转盘1110可从缓冲腔室1100的盖悬挂在机械臂1140上方。可以并入具有可接受的颗粒性能(例如，磁流体、空气轴承)的馈通1112(参见图6A)。馈通1112可以允许在形成用于任何电缆或流体的通道时转盘1110的旋转运动。
加热模块1130定位在对应于转盘指引位置的晶片支撑位置1111中的至少一些晶片支撑位置上方。转盘指引位置是至少一个晶片支撑位置1111邻近狭缝阀1106所处的任何位置。加热模块1130可以是任何适宜的晶片加热装置，包括但不限于灯模块、LED灯模块、电阻式加热元件或任何其他辐射加热器。当晶片定位在加热模块1130下方时，启用加热模块1130，并且所述加热模块1130将晶片加热至预定温度达预定时间段。在一些实施例中，加热模块1130定位到转盘的侧面，以加热至少一个晶片支撑位置1111。在一个或多个实施例中，加热模块1130定位在对应于转盘指引位置的晶片支撑位置1111中的至少一些晶片支撑位置下方。
在一些实施例中，加热模块1130定位成邻近处理腔室狭缝阀1181中的每一个，使得当转盘1110处于晶片邻近狭缝阀1181的指引位置时，在邻近处理腔室狭缝阀1181的每个加热模块1130下方都定位有支撑位置1111。举例来说，如果邻近缓冲腔室1100定位有两个处理腔室1180，则加热模块定位在邻近与处理腔室1180相关联的狭缝阀1181的指引位置中的每一个指引位置处。在一些实施例中，加热模块1130多于处理腔室狭缝阀1181。在一些实施例中，至少有一个处理腔室狭缝阀1181不具有邻近的加热模块1130。
加热模块1130与基板表面之间的距离可以取决于例如加热器的类型而变化。在一些实施例中，至少一个加热模块1130中的每一个都距转盘1110一段距离而定位，使得当晶片1116存在时，距离D在约0.0005英寸(0.01mm)到约3英寸(76mm)的范围内。在一个或多个实施例中，距离D在约0.02mm到约50mm的范围内，或在约0.05mm到约40mm的范围内，或在约0.1mm到约35mm的范围内，或在约10mm到约45mm的范围内，或在约20mm到约40mm的范围内。在一些实施例中，至少一个加热模块1130包括灯，并且距离D在约20mm与约40mm的范围内。在此上下文中使用的灯是除了照射1131基板表面的LED以外的任何辐射光源。在一个或多个实施例中，至少一个加热模块1130包括LED，并且距离D在约5mm到约10mm范围内。在一些实施例中，至少一个加热模块1130包括电阻式加热器，并且距离D小于或等于约1mm。一些实施例包括准直光学器件(未示出)，所述准直光学器件可用于以比快速热处理(RTP)灯更好的效率来将光投射到更远的距离。在一个或多个实施例中，加热模块1130包括辐射光源，并且准直光学器件被定位在加热模块1130与转盘1110之间。在一个或多个实施例中，加热模块1130定位在距基板表面高达约25英寸(约65mm)的距离D。在一些实施例中，加热模块1130被定位到基板的侧面，并且准直光学器件被配置成将光投射到基板上。
加热模块1130与晶片表面之间的距离D不是静态的。相反，在预加热工艺期间，晶片可移动以更接近加热模块1130或远离加热模块1130。举例来说，在将晶片装载和卸载到转盘1110期间，距离D是可变的。当在加热期间时，距离D典型地维持为相对一致。
电机1118连接至转盘1110以指引转盘1110，使得至少一个支撑位置1111与刻面1105中的一个刻面中的狭缝阀1106对准。电机1118可以是可旋转和/或举起转盘1110的任何适宜类型的电机。一些实施例的电机1118可按离散的步长或连续地旋转转盘或指引转盘。
晶片传送机械臂1140定位在转盘1110下方以将晶片移动到晶片支撑位置1111和另一区域。其他区域包括但不限于在批量处理腔室和装载锁定腔室中的基座。一些实施例的晶片传送机械臂1140可以使用z轴移动来将晶片举上/抬离转盘1110，并且将晶片放置到刻面位置。在一些实施例中，转盘1110中存在间隙或开口以供机械臂叶片1230通过该机构。当传送完成时，机械臂1140降到机构下方，并且转盘1110可以自由地旋转到下一位置。在一些实施例中，在预加热或加热晶片之后，传送机械臂1140可以在小于约3秒的时间内将晶片1116移动并定位在与狭缝阀1181对准的处理腔室1180中。
在一些实施例中，在交换到工艺腔室1180和装载锁定之前，晶片预加热在一个或多个(n个)转盘位置处发生。在一个或多个实施例中，并行于晶片传送序列，晶片在预加热位置处花费(1+n)个完整的交换周期(例如，15秒×n)。预加热可以并行于其他传送而发生，并且可以仅对***产量产生有限影响。
在传统***中，可能需要高达10秒来将晶片从预加热腔室传送到工艺腔室。在这10秒期间，晶片损失在预加热腔室中获得的大部分热。因此，将晶片加热到高得多温度以补偿热损失是常见的。一个或多个实施例的转盘***显著减少这一非加热时间。晶片加热模块存在于工艺腔室正前方的缓冲腔室中。可以预加热晶片直到晶片被放入工艺腔室中之前的那一刻为止。在一些实施例中，与需要约10秒的从另一腔室的完整传送相比，一次机械臂晶片伸展需要约2秒。转盘设计中的热损失总体上低80％。
根据本公开的一个或多个实施例的交换序列。在所描述的实施例中，以六个未经处理的晶片填满六个装载锁定。真空机械臂开始于：在工艺腔室已完成工艺之前，将两个晶片列队到缓冲腔室1100的转盘中。缓冲腔室中的晶片在转盘中被预加热。当工艺腔室完成时，经处理的晶片被传送到缓冲腔室的转盘上的空位置，并且未经处理的晶片被传送到缓冲腔室的转盘上的另一空位置。转盘指引一个槽。未经处理的晶片开始加热，并且经加热的晶片被传送到工艺腔室中。工艺腔室进行指引，并且循环继续，直到所有经处理的晶片都被未经处理的晶片替换。
在一些实施例中，通过新颖的机械臂联接设计以提供与工艺腔室和装载锁定的同时交换来辅助改进转盘机构的速度和效率。各实施例的联接布局具有每个叶片的90度定向和180度定向以用于传递晶片。在一些实施例中，转盘***不具有存在于晶片上方的机械臂联接部件，否则所述机械臂联接元件将干扰转盘机构。另外，联接中的大多数都在同一平面中，从而使得机械臂与其他设计相比相对较短。一些实施例的机械臂几何结构在基本上相同的平面上并且在机械臂底座、手臂、联接叠层中的最高位置处对准这两个晶片。如本说明书和所附权利要求书中所使用，术语“基本上相同的平面”等等是指元件在约10mm、5mm、4mm、3mm、2mm或1mm以内共面。除了允许使用转盘，将机械臂机构定位在晶片下方也被视为对颗粒性能是理想的。替换的联接设计的一些实施例具有超出转盘架构的应用。如果平台产量足够低，则转盘将很好地与目前广泛可获得的许多传统单臂机械臂一起工作。
传送机械臂的实施例可以分成两大组：长吊杆上的短臂组机械臂；以及短吊杆上的长臂组机械臂。参考图6A和图6B，描述了在长吊杆上的短臂组机械臂的一个或多个实施例。晶片传送机械臂1200包括支撑至少一个臂组1220的吊杆1210。所示的吊杆1210是L形或90°吊杆。吊杆1210具有附接在中心部分1212角落处的第一架腿1211和第二架腿1213。即便吊杆1210是一体式部件，并且架腿1211、1213不是分开的件，在这方面所使用的术语“附接”、“连接”等等是指不同架腿的交叉，并且不意味着存在分开的部件。图6A和图6B中所示的实施例包括两个臂组1220。臂组1220中的每一个都具有在肩部1224处附接到吊杆1210的下臂1222。上臂1226在肘部1228处附接到下臂1222。叶片1230在腕部1232处附接到上臂1226。叶片1230在上臂1226上方，上臂1226在下臂1222上方，并且下臂1222在吊杆1210上方，并且传送机械臂1200没有任何部分在会干扰转盘的叶片1230上方伸展。
长吊杆上的短臂组机械臂定义为使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有长达从吊杆1210的枢轴点1215到肩部1224长度的约2倍的长度。在一些实施例中，长吊杆上的短臂组机械臂从肩部1224到叶片1230末端1231的长度长达从吊杆1210的枢轴点1215到肩部1224长度的约2.25、2.5、2.75或3倍的长度。
短吊杆上的长臂组机械臂定义为使得臂组1220从肩部1224到叶片1230末端1231的组合长度具有高达从吊杆1210的枢轴点1215到肩部1224长度的约2.5倍的长度。在一些实施例中，短吊杆上的长臂组机械臂的臂组长度大于从吊杆1210的枢轴点1215到肩部1224长度的约2.75、3、3.25或3.5倍。
在长吊杆上的短臂组类型配置中，底座或吊杆将较短的联接臂组伸展靠近工艺腔室开口。较短的联接设计允许对于伸展到工艺腔室中而言最佳的轻量且薄的联接设计较长的吊杆可制成厚且硬的。效果是用于晶片传送的非常稳定且快速的机械臂设计。晶片在同一传送平面上，并且呈90度定向。
再次参考图6A和图6B，吊杆1210是L形的，并且在吊杆1210的每个架腿1211、1213的末端1216处具有臂组1220。每个臂组1220都沿吊杆1210的架腿1213的轴线1240伸展，使得在缩回位置(图6A)中，叶片1230与吊杆1210的架腿1211平行并且定位在所述架腿1211上方，且腕部1232邻近L形吊杆1210的成角度部分。吊杆1210的成角度部分是与架腿1211、1213的连接相同的区域。
一些实施例的传送机械臂1200包括滑轮，所述滑轮使肩部1224、肘部1228和腕部1323基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片1230保持平行于架腿1213。如在本说明书和所附权利要求书中所使用，术语“基本上同时”是指臂组部件的运动同时发生，并且并不意味着各部件的运动以相同速率发生。
图7示出传送机械臂1200的实施例，在所述传送机械臂1200中，吊杆1210是X形的。机械臂1200在吊杆1210的每个架腿1211的末端1216处具有臂组1220。每个臂组1220都沿吊杆1210的架腿1211的轴线伸展，使得在缩回位置(在图7中示出)中，叶片1230平行于吊杆1210的架腿1211并且定位在所述架腿1211上方，且腕部1232邻近X形吊杆1210的中心部分1212。
在这一长吊杆上的短臂组变化形式中，可以实现四个晶片的同时交换。在一些实施例中，这一配置可以用于代替整个机械臂组件的旋转；取而代之地，机械臂的主旋转轴线保持静止。这可以通过使四个同时交换成为可能而在多步骤序列工艺中提供显著的产量益处。
图8示出传送机械臂1200，其中吊杆1210是I形或直的，并且在吊杆1210的每个末端1216处具有臂组1220。每个臂组都沿吊杆1210的轴线1240伸展，使得在缩回位置(所示出的)中，叶片1230平行于吊杆1210并且定位在所述吊杆1210上方，且腕部1232邻近I形吊杆1210的中心部分1212。
短臂组与长吊杆设计的这一变化形式以180度定向定位机械臂伸展手臂。这一类型的短手臂和长吊杆设计能够实现许多2X手臂定向配置以在许多群集工具中提供与工艺腔室的快速连续交换。
图9A和图9B示出具有45度偏移的长臂组短吊杆。在这一配置中，底座或吊杆手臂伸展以距中心线的45度角偏移并且更靠近腔室地附接联接臂组。这使得伸展机械臂总长度的更长的附接手臂设计成为可能。这也允许在工艺腔室内部的更长的叶片长度和更少的手臂。吊杆1210是I形的，并且与叶片1230的运动的主轴线1240成45°来定位。在此，叶片1230偏移1250，使得叶片1230的主要部分1252沿运动的主轴线1240，并且叶片1230邻近腕部1232的部分1254与主轴线1240成45°。在臂组1220完全伸展之后，下臂1222、上臂1226、肩部1224、肘部1228和腕部1232与主轴线1240平行于主轴线1240，并从主轴线1240偏移。
图10A和图10B示出短吊杆设计的另一实施例，此设计将中心其他手臂联接定位在伸展刻面中心而不是有所偏移。这缩短了手臂和叶片，并且允许实现相对较小的扫略直径。在这一实施例中，吊杆1210是L形的，并且在吊杆1210的每个架腿1211的末端1216处具有臂组1220。每个臂组1220都沿吊杆1210的架腿1211的轴线1240伸展，使得在缩回位置(图10A)中，叶片1230平行于吊杆1210的架腿1211并且定位在所述架腿1211上方，且腕部1232邻近L形吊杆1210的成角度中心部分1212部分。当臂组1220扩展(如图10B中所示)时，下臂1222、上臂1226和叶片1230基本上沿着轴线1240。
图11A到图11C示出机械臂1200的另一实施例，所述机械臂1200使用具有90度平面叶片的堆叠式Scara联接。此配置是具有两个手臂的标准堆叠式联接设计的变化形式。联接定位成使得具有晶片1116的叶片1230可以伸展到成90度的两个刻面。结合转盘设计，一个叶片1230的伸展取决于另一个叶片1230的伸展。这一配置的优点在于，可以使用极长的叶片和/或叶片转接器，使得机械臂在标准狭缝开口中工作，并且使腕部1232中的轴承被保持为距经加热的工艺腔室部件极远。所示的晶片传送机械臂1200包括底座1310，所述底座1310可以是吊杆1210或其他静止或可旋转部件。第一臂组1320a包括在第一肩部1324a处连接到底座1310的第一下臂1322a。第一上臂1326a在第一肘部1328a处连接到第一下臂1322a。第一叶片1330a在第一腕部1332a处连接到第一上臂1326a。如图11C中所示，第一叶片1330a具有第一内部叶片部分1340a，所述第一内部叶片部分1340a从第一腕部1332a处伸展第一长度到第一下边角1342a。第一中间叶片部分1344a从第一内部叶片部分1340a垂直伸展到第一上边角1346a。第一外部叶片部分1348a在远离并且平行于第一内部叶片部分1340a的方向上垂直于第一中间叶片部分1344a伸展。第二臂组1320b包括在第二肩部1324b处连接到底座1310的第二下臂1322b。第二上臂1326b在第二肘部1328b处连接到第二下臂1322b。第二叶片1330b在第二腕部1332b处连接到第二上臂1326b。第二叶片1330b具有与图11C中所示的第一叶片1330a的构造类似的构造。第二叶片具有第二内部叶片部分1340b，所述第二内部叶片部分1340b从第二腕部1332b伸展第二长度到第二下边角1342b。第二中间叶片部分1344b从第二内部叶片部分1340b垂直伸展到第二上边角1346b，并且第二外部叶片部分1348b在远离并且平行于第二内部叶片部分1340b的方向上垂直于第二中间叶片部分1344b伸展。第一长度大于第二长度，并且第一外部叶片部分1348a和第二外部叶片部分1348b基本上共面地支撑晶片。在一些实施例中，第二臂组1320b直到第一臂组1320a已经伸展才能伸展，并且第一臂组1320a直到第二臂组1320b已经缩回才能缩回。
图12A和图12B示出短吊杆上的长臂组的另一实施例。在这一配置中，吊杆1210从刻面的中心线偏移。传统的Scara联接设计与偏移叶片/叶片转接器并排定位。固持晶片的两个叶片1230彼此成180度来堆叠并定位，且晶片处于同一平面上以用于转盘操作。这一配置的一个优点在于，机械臂手臂、轴承、腕部等等都在晶片传送平面下方，因此它们不干扰转盘机构。机械臂1200包括具有第一末端1216和第二末端1216的I形吊杆1210。第一臂组1420a包括第一下臂1422a，所述第一下臂1422a在吊杆末端的第一肩部1424a处连接到吊杆1210。第一上臂1426a在第一肘部1428a处连接到第一下臂1422a。第一叶片部分1430a在第一腕部1432a处连接到第一上臂1426a。第一叶片1430a具有从第一腕部1432a伸展第一长度到第一下边角1442a的第一内部叶片部分1440a，第一中间叶片部分1444a从第一内部叶片部分1440a垂直伸展到第一上边角1446a，并且第一外部叶片部分1448a在远离并且平行于第一内部叶片部分1430a的方向垂直于第一中间叶片部分1444a伸展。第二臂组1420b包括在吊杆1210的第二末端处的第二肩部1424b处连接到吊杆1210的第二下臂1422b。第二上臂1426b在第二肘部1428b处连接到第二下臂1422b。第二叶片1430b在第二腕部1432b处连接到第二上臂1426b。第二叶片1430b具有第二内部叶片部分1440b，所述第二内部叶片部分1440b从第二腕部1432b伸展第二长度到第二下边角1442b。第二成角度叶片部分1443b与第二内部叶片部分1440b的平面成角度地沿所述平面伸展。第二中间叶片部分1444b从第二成角度叶片部分1443b垂直伸展到第二上边角1446b，并且第二外部叶片部分1448b在远离、平行于第二内部叶片部分1440b并且从第二内部叶片部分1440b偏移的方向上在垂直于第二中间叶片部分1444b的平面上伸展。当处于缩回位置时，第二外部叶片部分1448b在第一内部叶片部分1440a上方，并且第一外部叶片部分1448a在第二内部叶片部分1440b上方且从第二内部叶片部分1440b偏移。第一外部叶片部分1448a和第二外部叶片部分1448b基本上共面。
图13A和图13B示出根据本公开的另一实施例的堆叠式长臂组机械臂1280。在这一机械臂配置中，下臂1282经叠层以实现简单的同轴驱动机构，但是上臂1286是共面的。这允许实现更简单的驱动机构而不需要“吊杆”，而将所有机械部件都保持在晶片传送平面下方。这一配置也将晶片保持在同一晶片传送计划中。
转盘中的具体晶片数目会影响产量。在一个实施例中，如图14中所示，七个转盘位置1460可用于支撑六个晶片批量处理腔室1470。这一方式将装载锁定循环从工艺腔室循环解耦，并且允许各循环并行地工作，从而改善***的产量。n+1晶片转盘设计的优点在于，此设计能够以所有额外旋转的产量成本来使用简单的单臂机械臂。另外，在n+1转盘配置中，可用的预加热时间显著更高。
每个额外的转盘位置大体提供另一交换周期(约15s)的晶片加热时间。不是所有转盘位置都可以具有灯模块，或者不是所有灯模块都被使用。仅使用足够的模块来实现预定温度，从而使得转盘可针对应用而配置。
在具有六晶片批量处理腔室1470的另一实施例中，如图15中所示，腔室1100的每个刻面1462都成90度。示出了八个晶片转盘位置1460。在此，晶片将总是与工艺腔室中的一个对准，从而能够进行腔室与装载锁定之间的双重同时交换。这将进一步改善***的产量。
可以将多个加热装置配置到转盘***中。可以使用从3000K灯辐射热的标准灯模块，特别是当在短时间段内将晶片加热到超过300℃时。灯模块相当大，并且可能在转盘配置中构成一些集成风险，因为所述灯模块将典型地以视线操作穿过传送腔室盖。或者，LED灯模块可以配置在传送腔室盖边缘的下方，从而允许更多集成空间和/或更多转盘位置。薄的电阻式加热器也可用于同一应用。加热器可以在缓冲腔室中随转盘旋转或静止。
当机械臂定位在这些高温加热部件下方时，遮蔽机械臂以免暴露于热可以是有益的。转盘晶片加热理念利用定位在缓冲腔室的顶部上的至少一个灯或LED型加热器。这些灯或加热器用于加热定位在灯下方、传送机械臂上方的转盘上的晶片。当开灯时，来自灯的辐射能加热灯模块下的任何物体，包括机械臂。灯发射大量红外光能量，所述红外线能量穿过硅晶片，并且被没有受到充分遮蔽而被机械臂吸收。被机械臂吸收的能量影响机械臂部件的可靠性和使用寿命。图16示出机械臂暴露于辐射热，特别是在机械臂叶片1230伸展时。当机械臂叶片1230伸展时，伸展的机械臂叶片1230在腔室1100内的部分1233经受辐射加热，因为在辐射热源与机械臂叶片1230的部分1233之间不存在物理阻挡。辐射热源未在图16中示出，但存在于所见页面的平面的上方。
参考图17，在一些实施例中，转盘的底部具有大的镜面抛光遮罩1500，所述镜面抛光遮罩1500能够反射来自灯的辐射能。遮罩1500中的开口1510允许机械臂拾起并且取走晶片支撑件上的晶片。晶片支撑件可以是主遮罩1500的部分或者附加的支撑结构。一些实施例的主遮罩1500定位在转盘与传送机械臂之间以遮蔽机械臂免受至少一个加热模块。如本文中所用，遮罩并不意味着机械臂完全受到保护而不暴露于加热模块，而仅仅是指例如来自加热模块的辐射能的量衰减或被部分阻挡。图18和图19示出使用主遮罩1500的情况下机械臂暴露于辐射热。
一些实施例的主遮罩1500保护机械臂的被暴露区域中的大部分。然而，机械臂叶片1230的大开口1510仍然使机械臂手臂和联接件暴露于穿过晶片并从晶片辐射的辐射灯能量。在一些实施例中，第二半圆遮罩或次遮罩1520定位在第一遮罩或主遮罩1500下方。次遮罩1520可以例如附接到独立的旋转接取处(access)，所述旋转接取处允许非传送加热位置下方的旋转反射穿过主遮罩1500中的开口的灯照射。图20和图21示出主遮罩1500与次遮罩1520的组合以及使用这两个遮罩的机械臂暴露。热遮蔽的组合效果防止机械臂在晶片加热工艺期间暴露于来自灯模块的直接辐射。也可以冷却遮罩以减少从它们到机械臂的辐射量。
本公开的其他实施例涉及群集工具。参考图22，群集工具2000包括根据所描述的实施例中的任一实施例的缓冲腔室1100。所示的缓冲腔室1100具有四个刻面1105。第一批量处理腔室2100连接到四个刻面1105中的一个，并且第二处理腔室2200连接到四个刻面1105中的第二个。在这一实施例中，第一和第二处理腔室附接到彼此邻近的刻面。在一些实施例中，第一批处理腔室2100和第二批量处理腔室2200中的每一个都可以同时处理n个晶片，并且缓冲腔室1100具有带有n+1个或n+2个支撑位置的转盘。在图22到图30中所示的实施例中，缓冲腔室1100固持四个晶片。这仅是出于说明性目的，并且不应视为限制本公开的范围。
参考图22到图30，描述了工艺序列的一部分。在图22中，第一处理腔室2100中的每个晶片都已经处理，并且这些晶片将由未经处理的晶片替换。在这一图中，缓冲腔室1100中不存在晶片。在图23中，机械臂2220a从装载锁定2300a拾起新晶片2361。在图24中，新晶片2361被装载到缓冲腔室1100中，并且被指引到装载锁定2300a与装载锁定2300b之间的位置。一旦新晶片2361已经旋转到邻近装载锁定2300b的位置，如图25中所示，此新晶片2361就经受来自加热模块的热。同时，机械臂2220a从装载锁定2300a拾起另一新晶片2362，并且机械臂2220b从处理腔室2100拾起经处理的晶片2461。通过缩回机械臂，这两个晶片被装载到缓冲腔室1100中。缓冲腔室1100中的转盘被指引，如图26中所示。在图27中，转盘再次经指引，并且机械臂2220b现在已经将现在经预加热的晶片2361定位到处理腔室2100中。旋转处理腔室2100转盘以将另一经处理的晶片2462定位到邻近狭缝阀1106，如图28。图29示出在从装载锁定2300a拾起未经处理的晶片2363的同时将经处理的晶片2462从处理腔室2100移除。在图30中，工艺已经继续，使得处理腔室2100现在固持晶片2361和晶片2362。未经处理的晶片2363仍然在被预加热的缓冲腔室1100中。经处理的晶片2461已经从缓冲腔室1100卸载到装载锁定2300a中，并且经处理的晶片2462仍然在缓冲腔室1100中。工艺将以这种方式继续，直到所有的经处理的晶片都已经从处理腔室2100移除并且被来自装载锁定2100a的经预加热而未经处理晶片替换。在替换了处理腔室2100的晶片之后，机械臂将移动，使得来自处理腔室2200的晶片能以同一方式被来自装载锁定2300b的未经处理的晶片替换。
本公开的第一实施例涉及一种缓冲腔室，所述缓冲腔室包括：外壳，所述外壳具有盖、基底和具有至少两个刻面的侧壁，每个刻面包括大小被调节成允许晶片从刻面穿过的狭缝阀；转盘，所述转盘包括具有至少两个晶片支撑位置的晶片支撑件；至少一个加热模块，所述至少一个加热模块定位在转盘上方以便当晶片由晶片支撑件支撑时加热所述晶片；晶片传送机械臂，在转盘下方，所述晶片传送机械臂用于在一个或多个区域与晶片支撑位置中的至少一个晶片支撑位置之间移动晶片；以及电机，所述电机连接至转盘以指引转盘，使得至少一个支撑位置与刻面中的一个刻面中的狭缝阀对准。
在第二实施例中，修改第一实施例，其中转盘连接到外壳的盖。在第三实施例中，修改第一实施例，其中转盘连接到外壳的基底。
在第四实施例中，修改第一到第三实施例中的任一个，使得转盘的晶片支撑件具有至少一个开口以为晶片传送机械臂提供间隙。
在第五实施例中，修改第一到第四实施例中的任一个，其中转盘包括在4与8个范围内的晶片支撑位置。
在第六实施例中，修改第一到第五实施例中的任一个，其中晶片支撑位置中的每一个通过壁与邻近的支撑位置分隔开。
在第七实施例中，修改第一到第六实施例中的任一个，其中存在允许接入外壳的四个侧面的四个狭缝阀。在第八实施例中，修改第七实施例，其中四个狭缝阀中的两个与批量处理腔室对准。在第九实施例中，修改第七或第八实施例，其中每个批量处理腔室都可以一次处理六个晶片。在第十实施例中，修改第七到第九实施例中的任一个，其中转盘包括七个支撑位置。在第十一实施例中，修改第七到第十实施例中的任一个，其中转盘包括八个支撑位置。在第十二实施例中，修改第七到第十一实施例中的任一个，其中加热器邻近处理腔室狭缝阀中的每一个来定位，使得当转盘处于指引位置时，在邻近处理腔室狭缝阀的每个加热器下方都有支撑位置。
在第十三实施例中，修改第一到第十二实施例中的任一个，其中至少一个加热模块中的每一个从由灯具、电阻式加热器和LED组成的组中独立地选出。在第十四实施例中，修改第十三实施例，其中至少一个加热模块中的每一个都距转盘一段距离而定位，使得当晶片存在时，所述距离在约0.0005英寸到约3英寸的范围内。在第十五实施例中，修改第十三或第十四实施例，其中至少一个加热模块包括灯，并且所述距离在约20mm与约40mm范围内。在第十六实施例中，修改第十三到第十五实施例中的任一个，其中至少一个加热模块包括LED，并且所述距离在约5mm到约10mm范围内。在第十七实施例中，修改第十三到第十六实施例中的任一个，其中至少一个加热模块包括电阻式加热器，并且所述距离小于约1mm。
在第十八实施例中，修改第一到第十七实施例中的任一个，其中在加热晶片之后，传送机械臂可以在不到约3秒的时间内将晶片移动定位在与狭缝阀对准的处理腔室中。在第十九实施例中，修改第一到第十八实施例中的任一个，其中所述外壳具有四个刻面。
在第二十实施例中，第一到第十九实施例中的任一个进一步包括主遮罩，所述主遮罩定位在转盘与传送机械臂之间以遮蔽机械臂免受至少一个加热模块。在第二十一实施例中，修改第二十实施例，其中主遮罩包括至少一个开口以允许传送机械臂的叶片接入转盘。在第二十二实施例中，第二十到第二十一实施例中的任一个进一步包括在主遮罩下方的次遮罩。
在第二十三实施例中，修改第一到第二十二实施例中的任一个，其中转盘在z轴方向上移动，使得当晶片存在时，降低转盘使晶片保持在传送机械臂的叶片上，并且升起转盘将晶片从传送机械臂的叶片抬起。
在第二十四实施例中，修改第一到第二十三实施例中的任一个，其中传送机械臂可以沿z轴移动，使得传送机械臂的叶片可以从转盘上抬起晶片或将晶片下降到转盘上。
在第二十五实施例中，修改第一到第二十四实施例中的任一个，其中晶片传送机械臂包括吊杆，所述吊杆支撑至少一个臂组，所述至少一个臂组中的每一个吊杆都具有在肩部处附接到吊杆的下臂、在肘部处附接到下臂的上臂和在腕部处附接到上臂的叶片，使得叶片在上臂的顶上，上臂在下臂的顶上，并且下臂在吊杆的顶上，并且传送机械臂没有任何部分在叶片上方伸展而干扰转盘。
在第二十六实施例中，修改第二十五实施例，其中传送机械臂是在长吊杆上的短臂组机械臂，使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有长达从吊杆的枢轴点到肩部长度的约2.5倍的长度。在第二十七实施例中，修改第二十五实施例，其中传送机械臂是在短吊杆上的长臂组机械臂，使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有大于从吊杆的枢轴点到肩部长度的约2.5倍的长度。
在第二十八实施例中，修改第二十五实施例，其中吊杆是L形的，并且在吊杆的每个架腿的末端处具有臂组，每个臂组都沿吊杆的架腿的轴线伸展，使得在缩回位置中，叶片与吊杆的架腿平行并且定位在所述架腿上方，且腕部邻近L形吊杆的成角度部分。在第二十九实施例中，修改第二十八实施例，其中传送机械臂包括滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿。
在第三十实施例中，修改第二十五实施例，其中吊杆是X形的，并且在吊杆的每个架腿的末端处具有臂组，每个臂组都沿吊杆的架腿的轴线伸展，使得在缩回位置中，叶片与吊杆的架腿平行并且定位在所述架腿上方，且腕部邻近X形吊杆的中心部分。在第三十一实施例中，修改第三十实施例，其中传送机械臂包括滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿。
在第三十二实施例中，修改第二十五实施例，其中吊杆是I形的，并且在吊杆的每个末端的末端处具有臂组，每个臂组都沿吊杆的轴线伸展，使得在缩回位置中，叶片与吊杆平行并且定位在所述吊杆上方，且腕部邻近I形吊杆的中心部分。在第三十三实施例中，修改第三十二实施例，其中传送机械臂包括滑轮，所述使导致肩部、肘部和腕部伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于吊杆。
在第三十四实施例中，修改第二十二实施例，其中吊杆是I形的，并且与叶片移动的主轴线成45°定位。在第三十五实施例中，修改第三十四实施例，其中使叶片偏移，使得叶片的大部分沿移动的主轴线，并且叶片邻近腕部的部分与主轴线成45°，使得在臂组完全伸展之后，下臂、上臂、肩部、肘部和腕部平行于主轴线且从所述主轴线偏移。
在第三十六实施例中，修改第二十七实施例，其中吊杆是L形的，并且在吊杆的每个架腿的末端处具有臂组，每个臂组都沿吊杆的架腿的轴线伸展，使得在缩回位置中，叶片与吊杆的架腿平行并且定位在架腿上方，且腕部邻近L形吊杆的成角度部分。在第三十七实施例中，修改第三十六实施例，其中传送机械臂包括滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿。
在第三十八实施例中，修改第一到第二十四实施例中的任一个，其中晶片传送机械臂包括：底座；第一臂组，所述第一臂组包括在第一肩部处连接到底座的第一下臂、在第一肘部处连接到第一下臂的第一上臂、在第一腕部处连接第一上臂的第一叶片，所述第一叶片具有从第一腕部伸展第一长度到第一下边角的第一内部叶片部分、从第一内部叶片部分垂直伸展到第一上边角的第一中间叶片部分和在远离并且平行于第一内部叶片部分的方向上垂直于第一中间叶片部分伸展的第一外部叶片部分；以及第二臂组，所述第二臂组包括在第二肩部处连接到底座的第二下臂、在第二肘部处连接到第二下臂的第二上臂、在第二腕部处连接到第二上臂的第二叶片，所述第二叶片具有从第二腕部伸展第二长度到第二下边角的第二内部叶片部分、从第二内部叶片部分垂直伸展到第二上边角的第二中间叶片部分和在远离并且平行于第二内部叶片部分的方向上垂直于第二中间叶片部分伸展的第二外部叶片部分，其中第一长度大于第二长度，并且第一外部叶片部分与第二外部叶片部分可以基本上共面地支撑晶片。
在第三十九实施例中，修改第三十八实施例，其中第二臂组直到第一臂组已经伸展才能伸展，并且第一臂组直到第二臂组已经缩回才能缩回。在第四十实施例中，修改第三十八到第三十九实施例中的任一个，其中所述底座是可旋转的。
在第四十一实施例中，修改第一到第二十四实施例中的任一个，其中晶片传送机械臂包括：具有第一末端和第二末端的I形吊杆；第一臂组，所述第一臂组包括在吊杆的第一末端处的第一肩部处连接到吊杆的第一下臂、在第一肘部处连接到第一下臂的第一上臂、在第一腕部处连接第一上臂的第一叶片，第一叶片具有从第一腕部伸展第一长度到第一下边角的第一内部叶片部分、从第一内部叶片部分垂直伸展到第一上边角的第一中间叶片部分和在远离并且平行于第一内部叶片部分的方向上垂直于第一中间叶片部分伸展的第一外部叶片部分；以及第二臂组，所述第二臂组包括在吊杆第二末端处的第二肩部处连接到吊杆的第二下臂、在第二肘部处连接到第二下臂的第二上臂、在第二腕部处连接到第二上臂的第二叶片，所述第二叶片具有从第二腕部伸展第二长度到第二下边角的第二内部叶片部分、与第二内部叶片部分的平面成角度且沿所述平面伸展的第二成角度叶片部分、从第二成角度叶片部分垂直伸展到第二上边角的第二中间叶片部分和在远离、平行于第二内部叶片部分并且从第二内部叶片部分偏移的方向上在垂直于第二中间叶片部分的平面上伸展的第二外部叶片部分，其中当处于缩回位置时，第二外部叶片部分在第一内部叶片部分上方，并且第一外部叶片部分在第二内部叶片部分上方并且从所述第二内部叶片部分偏移，并且第一外部叶片部分与第二外部叶片部分基本上共面。
在第四十二实施例中，修改第四十一实施例，其中当穿过狭缝阀伸展臂组以将晶片放置到处理腔室中时，臂组的腕部不完全伸展到处理腔室中。
第四十三实施例涉及一种晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：L形吊杆，所述L形吊杆具有带有第一末端的第一架腿、带有第二末端的第二架腿，第一架腿与第二架腿在成角度的部分连接；臂组，附接到吊杆的第一末端和第二末端中的每一个，每个臂组具有在邻近第一末端或第二末端的肩部处附接到吊杆的下臂、在肘部处附接到下臂的上臂和在腕部处附接到上臂的叶片；以及滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿，其中传送是在长吊杆上的短臂组机械臂，使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有长达从吊杆在成角度部分中的枢轴点到肩部长度的约2.5倍的长度。
第四十四实施例涉及一种晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：L形吊杆，所述L形吊杆具有带有第一末端的第一架腿、带有第二末端的第二架腿，第一架腿与第二架腿在成角度的部分连接；臂组，附接到吊杆的第一末端和第二末端中的每一个，每个臂组具有在邻近第一末端或第二末端的肩部处附接到吊杆的下臂、在肘部处附接到下臂的上臂和在腕部处附接到上臂的叶片；以及滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿，其中传送是在短吊杆上的长臂组机械臂，使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有大于从吊杆在成角度部分中的枢轴点到肩部长度的约2.5倍的长度。
第四十五实施例涉及一种晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：I形吊杆，所述I形吊杆具有第一末端、第二末端和枢轴点；臂组，附接到吊杆的第一末端和第二末端中的每一个，每个臂组具有在邻近第一末端或第二末端的肩部处附接到吊杆的下臂、在肘部处附接到下臂的上臂和在腕部处附接到上臂的叶片；以及滑轮，所述滑轮使肩部、肘部和腕部基本上同时伸展，使得在伸展期间叶片保持平行于架腿，其中传送是在短吊杆上的长臂组机械臂，使得臂组从肩部到叶片末端的组合长度具有大于从吊杆在成角度部分中的枢轴点到肩部长度的约2.5倍的长度，并且吊杆以相对于叶片移动的主轴线成约30°到约60°范围内的角度定位。
在第四十六实施例中，修改第四十五实施例，其中使每个叶片偏移，使得叶片的大部分沿移动的主轴线，并且叶片邻近腕部的部分与主轴线成45°，使得在臂组完全伸展之后，下臂、上臂、肩部、肘部和腕部平行于主轴线，并且从所述主轴线偏移。
第四十七实施例涉及一种晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：可旋转底座；第一臂组，所述第一臂组包括在第一肩部处连接到底座的第一下臂、在第一肘部处连接到第一下臂的第一上臂、在第一腕部处连接第一上臂的第一叶片，第一叶片，所述第一叶片具有从第一腕部伸展第一长度到第一下边角的第一内部叶片部分、从第一内部叶片部分垂直伸展到第一上边角的第一中间叶片部分和在远离并且平行于第一内部叶片部分的方向上垂直于第一中间叶片部分伸展的第一外部叶片部分；以及第二臂组，所述第二臂组包括在第二肩部处连接到底座的第二下臂、在第二肘部处连接到第二下臂的第二上臂、在第二腕部处连接到第二上臂的第二叶片，所述第二叶片具有从第二腕部伸展第二长度到第二下边角的第二内部叶片部分、从第二内部叶片部分垂直伸展到第二上边角的第二中间叶片部分和以在远离并且平行于第二内部叶片部分的方向上垂直于第二中间叶片部分伸展的第二外部叶片部分，其中第一长度大于第二长度，并且第一外部叶片部分与第二外部叶片部分可以基本上共面地支撑晶片，并且第二臂组直到第一臂组已经伸展才能伸展，并且第一臂组直到第二臂组已经缩回才能缩回。
第四十八实施例涉及一种晶片传送机械臂，所述晶片传送机械臂包括：具有第一末端和第二末端的I形可旋转吊杆；第一臂组，所述第一臂组包括在吊杆的第一末端处的第一肩部处连接到吊杆的第一下臂、在第一肘部处连接到第一下臂的第一上臂、在第一腕部处连接第一上臂的第一叶片，所述第一叶片具有从第一腕部伸展第一长度到第一下边角的第一内部叶片部分、从第一内部叶片部分垂直伸展到第一上边角的第一中间叶片部分和在远离并且平行于第一内部叶片部分的方向上垂直于第一中间叶片部分伸展的第一外部叶片部分；以及第二臂组，所述第二臂组包括在吊杆第二末端处的第二肩部处连接到吊杆的第二下臂、在第二肘部处连接到第二下臂的第二上臂、在第二腕部处连接到第二上臂的第二叶片，所述第二叶片具有从第二腕部伸展第二长度到第二下边角的第二内部叶片部分、与第二内部叶片部分的平面成角度并且沿所述平面伸展的第二成角度叶片部分、从第二成角度叶片部分垂直伸展到第二上边角的第二中间叶片部分和在远离、平行于第二内部叶片部分并且从第二内部叶片部分偏移的方向上在垂直于第二中间叶片部分的平面上伸展的第二外部叶片部分，其中当处于缩回位置时，第二外部叶片部分在第一内部叶片部分上方，并且第一外部叶片部分在第二内部叶片部分上方并且从所述第二内部叶片部分偏移，并且第一外部叶片部分与第二外部叶片部分基本上共面。
第四十九实施例涉及一种群集工具，所述群集工具包括根据第一到第四十二实施例中的任一个的具有四个刻面的缓冲腔室；连接到四个刻面中的一个的第一批处理腔室；连接到四个刻面中的第二个的第二批量处理腔室，所述四个刻面中的第二刻面紧靠四个刻面中的第一刻面；以及附接到缓冲腔室的第三刻面和第四刻面的第一装载台和第二装载台，其中第一批量处理腔室和第二批量处理腔室中的每一个都可以同时处理n个晶片，并且缓冲腔室具有带有n+1个或n+2个支撑位置的转盘。
本说明书中通篇所提及的“一个实施例”、“某些实施例”、“一个或多个实施例”或“实施例”是指结合所述实施例描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇各处出现的短语(诸如，“在一个或多个实施例中”、“在某些实施例中”、“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定是指本发明的同一实施例。此外，特定的特征、结构、材料或特性能以任何适宜的方式在一个或多个实施例中组合。
尽管已参考了特定实施例描述了本文中的发明，但是应理解，这些实施例仅说明本发明的原理和应用。对所属领域的技术人员将显而易见的是，可以对本发明的方法和装置做出各种修改和变化而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明旨在包括在所附权利要求书及其等价方案的范围内的修改和变化。

Claims (16)

1.一种缓冲腔室，所述缓冲腔室包括：
外壳，所述外壳具有盖、基底和具有至少四个刻面的侧壁，所述刻面中的每一个刻面包括大小被调节成允许晶片从刻面穿过的狭缝阀；
转盘，所述转盘包括具有至少两个晶片支撑位置的晶片支撑件；
至少一个加热模块，用于当晶片由晶片支撑件支撑时加热所述晶片；
晶片传送机械臂，该晶片传送机械臂在所述转盘下方，所述晶片传送机械臂用于在一个或多个区域与所述晶片支撑位置中的至少一个晶片支撑位置之间移动晶片；
电机，所述电机连接至所述转盘以指引所述转盘，使得至少一个支撑位置与所述刻面中的一个刻面中的狭缝阀对准；以及
镜面主遮罩，所述镜面主遮罩定位在所述转盘与所述传送机械臂之间以遮蔽所述机械臂免受所述至少一个加热模块，其中所述镜面主遮罩包括至少一个开口以允许所述传送机械臂的叶片接入所述转盘，
在所述镜面主遮罩下方的半圆次遮罩被允许旋转以反射来自穿过所述镜面主遮罩中的开口的所述加热模块的照射。
2.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述转盘连接至所述外壳的所述盖。
3.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述转盘连接至所述外壳的所述基底。
4.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述转盘的所述晶片支撑件具有至少一个开口以为所述晶片传送机械臂提供间隙。
5.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述转盘包括在4与8个范围内的晶片支撑位置。
6.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述晶片支撑位置中的每一个通过壁与邻近的支撑位置分隔开。
7.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中存在允许接入所述外壳的四个侧面的四个狭缝阀。
8.如权利要求7所述的缓冲腔室，其中所述四个狭缝阀中的两个与批量处理腔室对准。
9.如权利要求8所述的缓冲腔室，其中每一个批量处理腔室能够一次处理六个晶片。
10.如权利要求8所述的缓冲腔室，其中加热器邻近所述狭缝阀中的每一个狭缝阀定位，使得当所述转盘处于指引位置时，在邻近所述狭缝阀的每个加热器下方都有支撑位置。
11.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述至少一个加热模块中的每一个加热模块是从由灯、电阻式加热器和LED组成的组中独立地选出的。
12.如权利要求11所述的缓冲腔室，其中所述至少一个加热模块中的每一个加热模块距所述转盘一段距离而定位，使得当晶片存在时，所述距离在0.0005英寸到3英寸的范围内。
13.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述转盘在z轴方向上移动，使得当晶片存在时，降低所述转盘使晶片保持在所述传送机械臂的叶片上，并且升起所述转盘将所述晶片从所述传送机械臂的叶片抬起。
14.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述传送机械臂能沿z轴移动，使得所述传送机械臂的叶片能将晶片从所述转盘举起或将晶片下降到所述转盘上。
15.如权利要求1所述的缓冲腔室，其中所述晶片传送机械臂包括吊杆，所述吊杆支撑至少一个臂组，所述至少一个臂组中的每一个臂组具有在肩部处附接到所述吊杆的下臂、在肘部处附接到所述下臂的上臂和在腕部处附接到所述上臂的叶片，使得所述叶片在所述上臂顶上，所述上臂在所述下臂的顶上，并且所述下臂在所述吊杆的顶上，并且所述传送机械臂没有任何部分在所述叶片上方伸展而干扰所述转盘。
16.一种群集工具，所述群集工具包括：
如权利要求1所述的缓冲腔室；
第一批量处理腔室，所述第一批量处理腔室连接到所述至少四个刻面中的一个刻面；
第二批量处理腔室，所述第二批量处理腔室连接到紧靠所述至少四个刻面中的第一刻面的所述至少四个刻面中的第二刻面；以及
第一装载台和第二装载台，所述第一装载台和所述第二装载台附接到所述缓冲腔室的所述至少四个刻面中的第三刻面和第四刻面，
其中所述第一批量处理腔室和所述第二批量处理腔室中的每一个都能够同时处理n个晶片，并且所述缓冲腔室具有带有n+1个或n+2个支撑位置的转盘。
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