CN111696895A - 具有基板载体和净化腔室环境控制的基板处理***、设备和方法 - Google Patents

具有基板载体和净化腔室环境控制的基板处理***、设备和方法 Download PDF

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Abstract

本文描述了电子装置处理***，包括工厂接口的环境控制、载体净化腔室，和一个或多个基板载体。一个电子装置处理***具有工厂接口，工厂接口具有工厂接口腔室、耦合至工厂接口的一个或多个基板载体、和环境控制***；所述环境控制***耦合至所述工厂接口、所述载体净化腔室，和所述一个或多个基板载体，并经操作以至少控制所述工厂接口腔室、载体净化腔室、和所述一个或多个基板载体内的环境。描述了用于处理基板的方法，如同许多其他构思。

Description

具有基板载体和净化腔室环境控制的基板处理***、设备和 方法
本申请是申请日为2015年11月3日、申请号为201580060734.1、发明名称为“具有基板载体和净化腔室环境控制的基板处理***、设备和方法”的发明专利申请的分案申请。
相关申请
本申请案主张2015年1月28日申请的美国临时申请案62/108,834，标题为“SUBSTRATE PROCESSING SYSTEMS,APPARATUS,AND METHODS WITH SUBSTRATE CARRIERAND PURGE CHAMBER ENVIRONMENTAL CONTROLS”(具有基板载体和净化腔室环境控制的基板处理***、设备和方法)(代理人案号22444/L2)，以及2014年11月25日申请的美国临时申请案62/084,350，标题为“SUBSTRATE PROCESSING SYSTEMS,APPARATUS,AND METHODS WITHSUBSTRATE CARRIER AND PURGE CHAMBER ENVIRONMENTAL”(具有基板载体和净化腔室环境的基板处理***、设备和方法)(代理人案号22444/L)的优先权和权益，这些公开内容在本文通过引用的方式并入本文以用于本文的所有目的。
技术领域
实施方式有关于电子装置制造，且更具体地，有关于基板载体和设备前端模块(equipment front end modules,EFEMs)接口，和用于处理基板的设备、***和方法。
背景技术
在半导体元件制造中的基板处理通常在多个处理工具中进行，其中这些基板在基板载体(例如，前开式晶圆盒(Front Opening Unified Pod)或FOUPs)中在处理工具之间行进。FOUPs可对接到EFEM(另外被称为“工厂接口”)，所述EFEM包含装载/卸载机器人，所述装载/卸载机器人可操作以在对应的FOUPs和处理工具的主框架的一个或多个装载锁具之间传送基板，因此允许基板通过而到达处理工具的传送腔室以用于处理。现有的基板处理***可从效率和/或工艺品质的改进中受益。
从而，在基板处理中具有改善的效率和/或能力的***、设备和方法是有需求的。
发明内容
在一个构思中，提供了电子装置处理***。所述电子装置处理***包括工厂接口、一个或多个基板载体和环境控制***，所述工厂接口包括工厂接口腔室，所述一个或多个基板载体耦合到所述工厂接口，所述环境控制***耦合至所述工厂接口和所述一个或多个基板载体，所述环境控制***可操作以控制所述一个或多个基板和所述工厂接口的工厂接口腔室内的环境。
在另一个构思中，提供了电子装置处理***。所述电子装置处理***包括工厂接口、一个或多个基板载体、载体净化腔室和环境控制***，所述工厂接口包括工厂接口腔室，所述一个或多个基板载体耦合到所述工厂接口，所述载体净化腔室位于所述工厂接口腔室与所述一个或多个基板载体之间，所述环境控制***耦合至所述载体净化腔室和所述一个或多个基板载体，所述环境控制***可操作以控制所述一个或多个基板载体和所述载体净化腔室内的环境。
在方法构思中，提供了在电子装置处理***内处理基板的方法。所述方法包括提供包括工厂接口腔室的工厂接口、提供与所述工厂接口对接的一个或多个基板载体、在所述工厂接口腔室与所述一个或多个基板载体之间提供载体净化腔室、和在所述载体净化腔室和所述一个或多个基板载体内控制环境状态。
在另一个方法构思中，提供了在电子装置处理***内处理基板的方法。所述方法包括提供包括工厂接口腔室的工厂接口、与所述工厂接口对接的一个或多个基板载体、和在所述工厂接口腔室内的一个或多个载体净化腔室；和在所述工厂接口腔室、所述一个或多个载体净化腔室，和所述一个或多个基板载体内控制环境状态。
在另一个构思中，提供了电子装置处理***。所述电子装置处理***包括工厂接口、一个或多个基板载体、载体净化腔室和载体净化腔室环境控制***，所述工厂接口包括工厂接口腔室，所述一个或多个基板载体耦合到所述工厂接口，所述载体净化腔室位于所述工厂接口腔室与所述一个或多个基板载体之间，其中所述载体净化腔室是由装载端口背板和开门器的至少一部分形成的，所述载体净化腔室环境控制***经构造并适于净化所述载体净化腔室直到满足特定的环境条件。
许多其他构思根据本发明的这些和其他实施方式而被提供。本发明的实施方式的其他特征和构思将从以下的详细描述、附加的权利要求，和附图而变得更加明显。
附图说明
以下描述的附图仅用于例示性的目的，且不一定按比例绘制。这些附图并非意欲以任何方式限制本发明的保护范畴。
图1依据一个或多个实施方式绘示电子装置处理***的示意俯视图，所述电子装置处理***包括工厂接口环境控制、载体净化腔室环境控制，和基板载体环境控制。
图2依据一个或多个实施方式绘示载体净化腔室环境控制***的部分后视图。
图3依据一个或多个实施方式绘示部分的载体环境控制***的部分剖面前视图。
图4依据一个或多个实施方式绘示包含环境控制的电子装置处理***的示意俯视图。
图5依据一个或多个实施方式绘示了流程图，所述流程图描绘了在电子装置处理***内处理基板的方法。
图6依据一个或多个实施方式绘示电子装置处理***的另一个实施方式的剖面侧视图，所述电子装置处理***包括载体净化腔室环境控制的实施方式。
具体实施方式
现在详细参考范例实施方式，这些范例实施方式绘示在附图中。尽可能在整个附图中使用相同的参考符号来在许多视图中指示相同或相似的部件。本文描述的各种实施方式的特征可彼此结合，除非另有明确说明。
现有的电子装置制造***可能在观察到相对较高的湿度、温度，或其他环境因素(例如，过高的氧气(O2)等级，或过高的其他化学污染物等级)时遇到问题。具体而言，将基板暴露于相对高的湿度等级、相对高的O2等级，或其他污染物中可能在一些实施方式中不利地影响基板特性。
根据本发明的一个或多个实施方式，提供了适于提供改进的基板处理的电子装置处理***。本文描述的***和方法可通过控制环境条件而提供基板处理中的效率和/或工艺的改进，所述环境条件是当基板在工具之间传送时，和在基板与工厂接口连接(interfacing)时基板所暴露的环境条件。工厂接口从对接到工厂接口壁上(例如，对接到工厂接口前表面上)的一个或多个基板载体处接收基板，且装载/卸载机器人将所述基板传送到一个或多个装载锁具，所述装载锁具耦合至工厂接口的另一个表面上(例如，工厂接口的后表面上)。在一些实施方式中，一个或多个环境参数(例如，相对湿度、温度、O2的量、惰性气体的量，或其它化学污染物的量)被监视并被控制，并且当工厂接口的工厂接口腔室中关于环境的特定预定条件没有被满足之前，没有任何对接至工厂接口的FOUP可被打开。
此外，工厂接口内的环境也同样受控。简而言之，沿着一个处理工具的装载锁具到另一个处理工具的装载锁具之间的传送路径，环境从头到尾都被控制。
本文将参考图1至图6以描述本发明的范例设备、***、方法实施方式的进一步细节。
图1为根据本发明的一个或多个实施方式绘示电子装置处理***100的范例实施方式的示意图。电子装置处理***100可包括主机(mainframe)壳体101，所述主机壳体101具有壳体壁，这些壳体壁定义了传送腔室102。传送机器人103(显示为虚线圆圈)可至少部分地容纳在传送腔室102内。传送机器人103可经构造并适于通过传送机器人103的操作而将基板放置到目的地或将基板从目的地提取。本文所使用的基板是指用于制造电子装置或电路元件的制品，例如含二氧化硅的圆盘或晶片、图案化晶片、玻璃板，或类似制品。
传送机器人103，在所描绘的实施方式中，可为适于服务各种腔室(例如所显示的双腔室(twin chambers))的任何适当类型的机器人，这些腔室耦合到传送腔室102且可从传送腔室102进入(access)这些腔室，举例而言，例如在美国专利公开案第2010/0178147号中所公开的机器人。其他类型的机器人可被使用。
传送机器人103的各种手臂元件的运动可通过对驱动组件(未图示)的适当指令来控制，所述驱动组件包含多个由控制器125命令的传送机器人103的驱动马达。来自控制器125的信号可造成传送机器人103的各种元件的运动。合适的反馈机制可通过各种传感器(例如位置编码器或类似的传感器)而提供给一个或多个元件。
所描绘的实施方式中的传送腔室102的形状可大致为正方形或略为矩形。然而，主机壳体101的其他合适形状，以及面和处理腔室的数量是可能的。基板的目的地可为第一处理腔室组合108A、108B，所述第一处理腔室组合可经构造并可操作以在传送到所述第一处理腔室组合的基板上进行处理。
基板目的地也可为第二处理腔室组合108C、108D，所述第二处理腔室组合可大致与所述第一处理腔室组合108A、108B相对。第二处理腔室组合108C、108D可耦合到第二面，且可经构造并适于在基板上进行任何合适的处理。类似地，基板的目的地也可为第三处理腔室组合108E、108F，所述第三处理腔室组合可大致与装载锁具设备112相对，所述装载锁具设备耦合至第三面。第三处理腔室组合108E、108F可经构造并适于在基板上进行任何合适的处理。由处理腔室108A-108F所进行的处理可为任何合适的工艺，例如等离子体气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)、蚀刻、退火、预清洁、金属矿石金属氧化物移除，或类似的工艺。其他处理可在这些腔室内的基板上进行。
基板可通过装载锁具设备112而从工厂接口114被接收到传送腔室102内，并离开传送腔室102到工厂接口114，所述装载锁具设备耦合到工厂接口114的表面(例如后壁)。装载锁具设备112可包括一个或多个装载锁具腔室(举例而言，例如装载锁具腔室112A、112B)。包含在装载锁具设备112中的装载锁具腔室112A、112B可为单晶片装载锁具(singlewafer load locks,SWLL)腔室，或多晶片装载锁具腔室。
工厂接口114可为具有形成工厂接口腔室114C的侧壁表面(包括前、后、两个侧壁、顶部和底部)的任何外壳。一个或多个装载端口115可被提供在工厂接口114的表面(例如前表面)上，且可经构造并适于在装载端口115处接收一个或多个基板载体116(例如前开式晶片盒或FOUPs)。工厂接口114可在工厂接口腔室114C内包含已知结构的合适的装载/卸载机器人117(以虚线显示)。一旦基板载体116的门被打开，装载/卸载机器人117可经构造和操作以从一个或多个基板载体116中提取基板，并馈送这些基板通过工厂接口腔室114C而进入一个或多个装载锁具腔室112A、112B。装载锁具设备112可使用允许在传送腔室102和工厂接口腔室114C之间进行传送的任何合适的结构。
传送腔室102可包括狭缝阀，这些狭缝阀位于到各种处理腔室108A至108F的入口/出口处。类似地，一个或多个装载锁具设备112中的装载锁具腔室112A、112B可包括内部和外部装载锁具狭缝阀。当放置基板进入进出各个处理腔室108A-108F和装载锁具腔室112A、112B或将基板从各个处理腔室108A-108F和装载锁具腔室112A、112B提取时，狭缝阀适于开启和关闭。狭缝阀可为任何合适的已知构造，例如L-运动(L-motion)狭缝阀。
在所描绘的实施方式中，提供环境控制***126。环境控制***126可为工厂接口腔室114C提供工厂接口环境控制***126A，以向工厂接口腔室114C提供环境受控的气氛。具体而言，工厂接口环境控制***126A耦合到工厂接口114，且可操作以监控和/或控制工厂接口腔室114C内的环境条件。在一些实施方式中，且在特定的时刻，工厂接口腔室114C可在工厂接口腔室114C内接收惰性气体，例如来自惰性气体供应器118A的氩气(Ar)、氮气(N2)，或氦气(He)。在其他实施方式中，或在其他时刻，空气(例如过滤空气)可由空气供应器118B提供。
更详细而言，工厂接口环境控制***126A可控制以下内容中的至少一个：
在工厂接口腔室114C内的环境的：
1)相对湿度(RH)，
2)温度(T)，
3)O2的量，或
4)惰性气体的量，或
5)化学污染物的量(例如，胺、碱，一种或多种挥发性有机化合物(volatileorganic compound,VOC)的量，或类似的物质)。工厂接口腔室114C的其他环境条件可被监控和/或控制，例如进出工厂接口腔室的气体流动速率或腔室压力或以上两者。
环境控制***126包括控制器125。控制器125可包括合适的处理器、存储器和电子元件，所述电子元件经构造以从各种传感器(例如，相对湿度传感器、氧气传感器、化学成分传感器，和/或温度传感器)接收输入并控制一个或多个阀。控制器125可执行闭环或其他合适的控制方案。在一个实施方式中，控制方案可改变正被引入到工厂接口腔室114C中的气体流动速率。在另一个实施方式中，所述控制方案可基于工厂接口腔室114C的条件而判定何时将基板传送至工厂接口腔室114C。
在一个或多个实施方式中，环境控制***126可通过感测工厂接口腔室114C中的相对湿度而监控相对湿度(RH)。工厂接口腔室114C可在工厂接口腔室114C中包括一个或多个传感器130。例如，一个或多个传感器130可包括在工厂接口腔室114C中的相对湿度传感器。湿度传感器可经构造并适于在工厂接口腔室114C中感测相对湿度(RH)。可使用任何适当类型的相对湿度传感器，例如电容式传感器。控制器125可监控相对湿度，且当提供给控制器125的相对湿度测量值高于预定的相对湿度阀值时，耦合至工厂接口114的装载端口的一个或多个基板载体116的载体门保持关闭。
当相对湿度测量值低于预定的相对湿度阀值时，基板载体116的载体门可被打开。相对湿度可通过从惰性气体供应器118A将适量的惰性气体流入工厂接口腔室114C而被降低。如本文所述，来自惰性气体供应器118A的惰性气体可为氩气、氮气(N2)、氦气，或以上气体的混合物。干燥的氮气(N2)的工艺可非常有效。具有低H2O等级的压缩体积惰性气体(例如，小于5ppm)可被用作惰性气体供应器118A。来自惰性气体供应器118A的惰性气体可填充工厂接口腔室114C。
在另一个构思中，环境控制***126可使用一个或多个传感器130(例如相对湿度传感器)监控相对湿度值，且如果相对湿度测量值高于预定的参考相对湿度值，则一个或多个装载锁具设备112的外部装载锁具狭缝阀保持关闭。一个或多个装载锁具设备112可保持关闭，直到相对湿度等级下降到预定的参考相对湿度值以下。如上方所探讨，相对湿度可通过从控制器125到环境控制***126的控制信号而被降低，所述控制信号引发适量的惰性气体从惰性气体供应器118A流入工厂接口腔室114C。
在一个或多个实施方式中，预定的参考相对湿度值可小于1000ppm的水分(moisture)、小于500ppm的水分，或甚至小于100ppm的水分，这取决于电子装置处理***100中进行的特定工艺时可容忍的水分的等级。
为了满足，即低于，先前失败的环境条件，惰性气体(例如，干燥的N2气体或其他惰性气体)可从惰性气体供应器118A流入工厂接口腔室114C中。举例而言，惰性气体供应器118A可为加压的惰性气体的合适的罐(canister)。提供到工厂接口腔室114C中的惰性气体的流动速率可通过传送线上的合适的流动传感器(未图示)和/或位于工厂接口腔室114C内的压力传感器，或以上两者而被监控。400SLM或更大的流动速率可通过响应来自控制器125的控制信号而调整耦合至惰性气体供应器118A的阀而被提供。在工厂接口腔室114C内可维持大于约500Pa的压力。可操作惰性气体(例如，N2或其他惰性气体)进入到工厂接口腔室114C的流动以降低相对湿度(RH)等级，且当满足相对湿度阀值时，一个或多个装载锁具腔室112A、112B的载体门和/或外部装载锁具狭缝阀可被开启。此举有助于确保离开基板载体116的基板、离开装载锁具腔室112A、112B的基板，和通过工厂接口腔室114C的任何基板只暴露在合适的低湿度的环境中。
在另一个范例中，环境的预定条件可被满足，举例而言，当在工厂接口腔室114C中测量到的氧气(O2)等级下降到低于预定等级时。氧气(O2)等级可由一个或多个传感器130所感测，例如通过氧气传感器。若所测量到的氧气(O2)等级下降到低于预定的氧气阀值等级(例如，低于50ppm的O2、低于10ppm的O2、低于5ppm的O2，或甚至低于3ppm的O2，或甚至更低)，则可通过工厂接口腔室114C进行基板交换。可使用其他合适的氧气等级阀值，这取决于正在进行的工艺。若没有满足工厂接口腔室114C中的预定氧气阀值等级，则控制器125将启动控制信号到耦合至惰性气体供应器118A的阀，并将惰性气体流入到工厂接口腔室114C，直到预定的氧气阀值等级被满足，这由控制器125来判定。
当预定的氧气阀值等级被满足时，一个或多个装载锁具腔室112A、112B的载体门和/或外部装载锁具狭缝阀可被打开。此举有助于确保离开基板载体116的基板、离开装载锁具腔室112A、112B的基板，和通过工厂接口腔室114C的任何基板只暴露在相对低的氧气等级中。
在另一个范例中，环境的预定条件可被满足，举例而言，当在工厂接口腔室114C中测量到的温度等级(例如工厂接口腔室114C中的基板的温度)下降到低于预定温度阀值等级时(例如，低于100摄氏度，或甚至更低)。在一个或多个实施方式中，一个或多个传感器130包括温度传感器，所述温度传感器经构造并适于感测工厂接口腔室114C内的温度。在一些实施方式中，温度传感器可放置在靠近基板通过工厂接口腔室114C的路径处。在一些实施方式中，温度传感器可为定向的温度传感器，例如激光传感器，所述激光传感器可用来判定基板被冷却的程度。一旦满足预定温度阀值等级，适当冷却的基板可被装载到用于传送的基板载体116中。
在另一个范例中，环境的预定条件可被满足，举例而言，当工厂接口腔室114C中所测量到的化学污染物等级降到低于预定的阀值等级时。一个或多个实施方式中，一个或多个传感器130可包括一个或多个化学传感器，这些化学传感器经构造并适于感测包含在工厂接口腔室114C内的一个或多个化学污染物的量(例如，胺、碱、一种或多种挥发性有机化合物(VOC)的量，或类似的物质)。一些实施方式中，一旦满足预定的化学阀值等级，基板245可从基板载体116卸载，或者通过工厂接口腔室114C传送。
在一些实施方式中，电子装置处理***100的环境控制***126可包括空气供应器118B，所述空气供应器耦合到工厂接口腔室114C。空气供应器118B可为由风扇或空气泵提供的过滤空气的供应器。空气供应器118B可由合适的管道和一个或多个阀而耦合至工厂接口腔室114C。环境控制***126可包括氧气传感器，所述氧气传感器经构造并适于感测工厂接口腔室114C内或离开工厂接口腔室114C的氧气(O2)等级。在一个实施方式中，当操作员试图进入工厂接口腔室114C，并发起进入请求时，环境控制***126的控制器125可启动来自空气供应器118B的空气流动，使得至少一些惰性气体环境被排处，并被空气取代。当工厂接口腔室114C内所侦测到的氧气等级达到已被确定为安全的预定氧气等级值时，保持进出门142关闭的门互锁(door interlock)(例如，电动机械锁)可被解锁，以允进出门142被打开(如显示的虚线)，并因此允许人员进出工厂接口腔室114C。
电子装置处理***100的环境控制***126也可包括惰性气体再循环。具体而言，惰性气体可被回收并再利用，以提供工厂接口114的更有效的环境控制。例如，在所描绘的实施方式中，来自工厂接口腔室114C的惰性气体可在排气管道150中从工厂接口腔室114C排出，通过过滤器152而被过滤，所述过滤器152可为水分减少过滤器，且也可过滤颗粒，并接着可被提供回所述工厂接口腔室中。过滤器152可为吸水过滤器，所述吸水过滤器可包括多层的吸收材料。然而，可使用用于减少水分含量的其他机制或装置，例如冷凝器(condensers)或其它的除湿装置。在一些实施方式中，惰性气体也可被冷却。在一个或多个实施方式中，过滤器152可能也能够过滤一种或多种化学污染物，例如胺、碱和/或一种或多种VOC。
在所描绘的实施方式中，排气循环路径的一部分可通过进出门142。例如，来自工厂接口腔室114C的排气可进入形成在进出门142中的通道(例如，导管)。举例而言，通道可具有来自工厂接口腔室114C的入口，所述入口位于或靠近进出门142的底部。被排放的气体可进入过滤器152，在一些实施方式中，所述过滤器152可位于工厂接口腔室114C的上部分内，或者在工厂接口114的一部分内。因此，通道可为排气管道150的一部分。
在一些实施方式中，惰性气体的消耗可被监控，例如通过利用位于来自惰性气体供应器118A的运送线中的流动传感器(未图示)，并且所测量的流动速率可与达到工厂接口腔室114C内的特定相对湿度值相关联。如果惰性气体的消耗量在预先建立的限制之外，则工厂接口腔室114C中的泄漏可被标记，例如通过发送给操作员的信息、视觉指示器、警报，或类似的方式。选择性地，如果工厂接口腔室114C内的压力在预先建立的限制之外(例如之下)，则和上述相同的，工厂接口腔室114C中的泄漏可被标记。
在所描绘的实施方式中，环境控制***126可包括载体净化腔室环境控制***126B。载体净化腔室环境控制***126B为一个或多个载体净化腔室154提供惰性气体的流动。
载体净化腔室环境控制***126B包括惰性气体供应器(例如，惰性气体供应器118A)和多个供应管道155和耦合至这些供应管道的阀。多个供应管道155和阀响应来自控制器125的控制信号而在特定时间向载体净化腔室154供应惰性气体。例如，惰性气体的供应可在基板载体116的载体门正要打开之前被提供至载体净化腔室154，以净化载体净化腔室154内的环境，从而满足特定的环境预定条件。这样的环境预定条件可基板载体门被打开之前被满足，以允许基板从基板载体116转移到工厂接口腔室114C中。
现在将参考图2和图3描述载体净化腔室环境控制***126B的细节和元件和操作。载体净化腔室环境控制***126B可包括用于每个基板载体116的载体净化壳体256，所述载体净化壳体包含腔室净化能力。这样的腔室净化能力可被包含以用于某些或所有的基板载体116。载体净化壳体256形成每个载体净化腔室154的一部分。载体净化壳体256可密封在工厂接口114的装载端口背板258的内壁257的表面上(例如，前壁)，并形成载体净化腔室154。可使用任何合适的密封，例如垫圈(gasket)或O形环。当载体净化腔室154从供应管道155接收惰性气体的净化流动时，载体净化壳体256靠在内壁257的表面上保持密封。惰性气体可以合适的流动速率(例如，1slm)而被提供，以净化载体净化腔室154。当合适的净化将环境条件控制到所期望的预定等级后，载体门216D可被打开。
应明显看到，载体净化腔室环境控制***126B适于在打开载体门216D的时候将基板载体116的载体环境262接收到载体净化腔室154中。载体门216D可通过开门器265和门缩回机制267的操作而被打开。一旦载体门216D被打开，可进行载体净化腔室154的进一步净化，使得载体环境262不进入到工厂接口腔室114C，所述载体环境262可包含不期望等级的O2、水分、颗粒，或其它挥发性气体和材料。可继续载体净化腔室154的净化，以确保满足特定的环境条件。一个或多个扩散器259可被包含在来自供应管道155的出口处，所述供应管道供应惰性气体进入载体净化腔室154。
将在下文中显而易见，载体环境控制***126C可被包括在环境控制***126中，且可操作以控制基板载体116内的载体环境262，以满足特定的环境条件。从而，在打开载体门216D时，基板载体116内的载体环境262可能已经满足了环境的预定条件。因此，可缩短开门和卸载基板245的时间。
载体环境262和载体净化腔室154所期望的环境条件可基于例如每个载体环境262和载体净化腔室154的预定相对湿度RH阀值等级和/或预定的O2阀值等级和/或预定化学污染物阀值等级。这些数值可相同也可不同。在一些实施方式中，在打开载体门216D和将载体净化壳体256和耦合的载体门216D撤回以远离内壁257之前，在每个载体环境262和载体净化腔室154中可寻求小于预定相对湿度阀值等级(例如，小于约5％的水分-小于约50,000ppm)的相对湿度。一旦载体净化壳体256与内壁257分离，载体净化壳体256可被降低以允许装载/卸载机器人117(图1中显示为虚线框)进入(access)并移除基板245。如果氧气等级是环境标准，则在打开载体门216D和撤回且降低载体净化壳体256之前可寻求小于预定阀值等级(例如，小于约500ppm的O2)的载体环境262和载体净化腔室154的O2阀值等级。可使用其它预定阀值等级。
如果化学污染物等级是环境标准，则在打开载体门216D和撤回并降低载体净化壳体256之前可寻求小于预定阀值等级的载体环境262和载体净化腔室154的化学污染物阀值等级。诸如胺、碱、一种或多种挥发性有机化合物(VOC)的量，或类似物质的化学污染物可能是不期望的。
为了在载体净化腔室154中达到一些或全部的这些阀值等级，可提供与控制器125通信的腔室相对湿度传感器276和/或腔室氧气传感器278和/或一个或多个化学传感器277。腔室相对湿度传感器276、一个或多个化学传感器277，和/或腔室氧气传感器278可位于：载体净化壳体256之上或之内、工厂接口腔室114C内的腔室排气管道280中，或甚至位于外工厂接口114之外。使用惰性气体(例如，N2)净化载体净化腔室154可一直持续直到环境预定条件被满足为止，是否满足环境预定条件是基于传感器进行测量的。在一些实施方式中，基于先前进行的实验，而以预先确定的时间或气体体积进行净化可被用来估计是否已经满足环境的预定条件。
更详细地，现将描述载体环境控制***126C，所述载体环境控制***126C是环境控制***126的子元件。载体环境控制***126C被耦合到一个或多个基板载体116，并在对接至装载端口115是，可***作以控制一个或多个基板载体116内的载体环境262。载体环境控制***126C经构造并操作以从惰性气体供应器118A向一个或多个基板载体116提供惰性气体。惰性气体可被提供，以在打开载体门216D之前，净化来自基板载体116的载体环境262。例如，所述惰性气体可为N2气体、氩气，或氦气。
载体环境控制***126C可***作以控制一个或多个基板载体116内的相对湿度RH、温度、氧气(O2)的量、惰性气体量，和/或一种或多种化学污染物的量(例如，胺、碱、一种或多种挥发性有机化合物(VOC)的量，或类似物质)。在一些实施方式中，传感器281，例如氧气传感器、相对湿度传感器、化学污染物传感器，或前述传感器的组合，可提供在载体排气管道268上，所述载体排气管道268经构造并适于感测离开一个或多个基板载体116的氧气等级、相对湿度等级、化学污染物等级，或上述内容的组合。
因此，从上述内容来看，应意识到控制器125可经构造并适于控制载体净化腔室154内，或一个或多个基板载体116内，以及工厂接口腔室114C中的以下内容中的一种或多种：相对湿度、O2的量、温度、惰性气体的量，或一种或多种化学污染物的量。总体而言，环境控制***126提供净化能力，以实现基板载体116和装载锁具设备112之间的所有相关体积的环境控制。
现在将进一步描述载体环境控制***126C的细节。随着基板载体116安装到对接平台282，每个基板载体116中的开口283可与入口和出口密封284对准，所述入口和出口密封284可被提供在对接平台282的移动部分282M上。一旦基板载体116被对接，净化可立刻开始，且甚至在移动部分282M向前移动以靠着装载端口背板258密封基板载体116的凸缘216F之前。
可通过从惰性气体供应器118A通过载体净化管道155C提供惰性气体的流动来完成净化。惰性气体可以合适的流动速率(例如，75slm)而被提供，以净化载体环境262。在合适的净化以将环境条件控制到所期望的预定等级后，载体门216D可被打开。载体环境262的外流(outflow)可通过载体排气管道268，所述载体排气管道268可包括止回阀(checkvalve)或类似部件。止回阀可经设置以在预定压力弹出，例如约5英寸的水。
在一些实施方式中，可包含面夹持***(clamping system)271(由箭头表示)，以在诸如两个或更多个位置处(例如，围绕周边)接合凸缘216F。操作面夹持***271以将凸缘216F密封至装载端口背板258。面夹持***271的夹具的理想位置位于基板载体116的左侧和右侧。可使用任何合适的面夹持***。
在操作中，载体净化壳体256可围绕开门器265。开门器265适于在载体净化壳体256的内部体积内撤回。开门器265的撤回可借助门撤回机制267，例如线性滑轨269以及齿条(rack)和齿轮(pinion)机制。齿条和齿轮机制可包括齿条272、齿轮274，和耦合至齿轮274的驱动马达275。从控制器125到驱动马达275的驱动信号引起载体门216D的撤回以及载体环境262(先前净化的)与载体净化腔室154中的载体环境(也是先前净化的)混合。任何合适类型的门解锁和抓握机制273可用于开门器265上，以抓握并打开载体门216D，这是已知的技术。
通过载体净化壳体256而从内壁257撤回和靠着内壁257关闭(例如，密封)可由壳体驱动***289提供。滑动机制290允许相对于支撑框架291朝向和远离内壁257的线性运动，所述支撑框架291附接到升降梯285。壳体驱动***289可包括合适的马达和传送机制，以引起朝向和远离内壁257的运动。在所描绘的实施方式中，示出(图3)的齿条和齿轮机制包括耦合至载体净化壳体256的壳体齿条386、壳体齿轮388，和壳体驱动马达392。驱动壳体驱动马达392使载体净化壳体256相对于升降梯285和内壁257水平进出。
载体净化壳体256的降低可通过升降梯285来达成。升降梯285可包括任何用于为载体净化壳体256提供垂直运动的合适的机制结构。例如，如图所示，升降梯285包括线性轴承组件293，所述线性轴承组件293包括轴承滑轨294、轨道295，和安装区块295M。安装区块295M可将轨道295紧扣到内壁257。轴承滑轨294可紧扣到垂直致动器296。垂直致动器轨道297也可被提供，且垂直致动器轨道297可被紧扣到内壁257。垂直致动器296的致动引起相对于垂直致动器轨道297的垂直运动，以升高或降低支撑框架291和耦合的载体净化壳体256。垂直致动器296可为任何合适的致动器类型，例如水力(hydraulic)、气动(pneumatic)、电动，或类似的类型。因此，应明显观察到，在载体环境控制***126C已净化载体环境262，且载体净化腔室环境控制***126B净化载体净化腔室154以满足环境预定条件后，门抓握和解锁机制273的操作抓住并开启载体门216D。齿条和齿轮机制撤回载体门216D，壳体驱动***289撤回载体净化壳体256，且升降梯285降低载体净化壳体256和载体门216D，使得装载/卸载机器人117可接取基板载体116中的基板245。
现在参考图4，显示了基板制造***400。基板制造***400包括如先前描述的电子装置处理***100。第二电子装置处理***100A也被提供，所述第二电子装置处理***100A在工厂接口114和环境控制***126方面可能是相同的，但可在在所述第二电子装置处理***上发生一个或多个不同的基板处理。随着在电子装置处理***100完成处理，且基板载体116填充了基板245，载体净化壳体256可被重新密封，且载体门216D(图2)重新安装到基板载体116上。基板载体116接着可由传送***498装载(load)并搬运(carried)到下一个站点以用于处理(例如，在第二电子装置处理***100A中)。任何合适的传送***498可被用于传送基板载体116。
传送期间，基板载体116可保留基板载体116中提供的惰性气体环境。传送前，并且一旦基板载体116通过载体门216D的重新安装而被关闭，可发生后续的处理净化。如图2所示，阀组件299可被提供，所述阀组件299可***作以在基板载体116从对接平台282分离时，关闭开口283并提供密封的环境。任何单向作用的合适的阀组件299可被使用，例如簧片阀(reed valve)、挡板阀(flapper valve)、鸭嘴阀(duckbill valve)、伞阀、球阀、圆顶阀、贝尔维尔阀(Belleville valve)，和类似的阀。入口只允许单向流入，而排气口只允许单向流出。如此，基板245在基板的整个工艺过程中可通过提供环境控制，即，从电子装置处理***100的处理到第二电子装置处理***100A的处理。
现在参考图5，将描述在电子装置处理***(例如，电子装置处理***100)内处理基板的一种方法。方法500包括，在502中，提供工厂接口(例如，工厂接口114)，所述工厂接口具有工厂接口腔室(例如，工厂接口腔室114C)，并且在504中，提供对接到工厂接口的一个或多个基板载体(例如，基板载体116)。
方法500包括，在506中，在工厂接口腔室和所述一个或多个基板载体之间提供载体净化腔室(例如，载体净化腔室154)；并且在508中，控制载体净化腔和所述一个或多个基板载体内的环境条件。
控制的步骤可包括通过环境控制***126来控制环境条件，以满足环境的预定条件。例如，控制环境条件，以满足基板载体和载体净化腔室154内的环境预定条件可发生在打开一个或多个基板载体门(例如，载体门216D)的任一个基板载体门之前。工厂接口腔室中的环境条件也可通过工厂接口环境控制***126A来控制，以满足环境预定条件。在工厂接口腔室114C内控制环境条件可包括在允许打开一个或多个基板载体门(例如，载体门216D)的任何一个基板载体门，或一个或多个装载锁具腔室(例如，装载锁具腔室112A、112B的外部装载锁具狭缝阀)的任何一个装载锁具腔室之前，满足工厂接口腔室114C中的环境预定条件。
图6绘示另一种载体净化腔室环境控制***626B的实施方式。此实施方式实现载体门216D和开门器665之间的体积的净化，而不需要围绕开门器665的次要壳体(类似图2的实施方式的载体净化壳体256)的额外复杂性和消耗。载体净化腔室环境控制***626B包括一个或多个供应管道155和耦合至供应管道155的阀，所述阀耦合到惰性气体供应器(例如，惰性气体供应器118A)。一个或多个供应管道155和阀在特定的时刻响应来自控制器(例如，控制器125)的控制信号而将惰性气体供应到一个或多个载体净化腔室654。例如，可在开启每个基板载体116的对应的载体门216D之前，将惰性气体供应提供到每个载体净化腔室654，以净化载体净化腔室654内存在的环境。载体净化腔室654可被净化以满足一些实施方式中的特定环境预定条件。例如，环境预定条件可为氧气(O2)等级、相对湿度(RH)等级、温度等级，或上述的一种或多种化学污染物的等级。这样的环境预定条件可在打开载体门216D并允许基板245从基板载体116转移到工厂接口腔室114C之前被满足。
现在将参考图6描述载体净化腔室环境控制***626B的细节和元件和操作。载体净化腔室环境控制***626B可包括用于每个基板载体116的载体净化腔室654，所述载体净化腔室包括这种腔室净化能力。可包含这种腔室净化能力以用于某些或全部的基板载体116。装载端口背板658和开门器665的至少一部分和载体门216D的可能的部分可形成每个载体净化腔室654的一部分。开门器665可靠着工厂接口114的装载端口背板658的内壁657的内表面(例如，前壁)而密封，并形成载体净化腔室654。类似地，凸缘216F可靠着装载端口背板658的外部表面而密封。任何合适类型的密封可被使用，例如垫圈或O形环。当载体净化腔室654通过一个或多个流入通道660而从供应管道155接收惰性气体的净化流动时，开门器665靠在内壁657的表面以保持密封，所述流入通道660可部分地或完全地形成于装载端口背板658中。惰性气体可以合适的流动速率(例如，1slm)提供，以净化载体净化腔室654。所述惰性气体可通过流出通道661而流出，所述流出通道661也可部分地或完全地形成于装载端口背板658中。
在载体净化腔室654的净化期间，载体门216D可稍微裂开，从而允许载体环境262逸出到载体净化腔室654。在合适的净化以将环境条件控制到所期望的预定等级后，载体门216D可通过开门器665的动作而被完全打开并远离。
可发生载体净化腔室654的净化，使得载体环境262不进入到工厂接口腔室114C中，所述载体环境262可能包含不期望等级的O2、水分、颗粒，或其它挥发性气体和材料(例如，化学污染物)。载体净化腔室654的净化可能持续以确保特定的环境条件被满足。
如上方所探讨，载体环境控制***126C可与载体净化腔室环境控制***626B结合而被包含，且可***作以控制基板载体116内的载体环境262，以满足特定的环境条件。从而，当打开载体门216D时，基板载体116内的载体环境262可能已经满足特定的环境预定条件。因此，可缩短开门和卸载基板245的时间。
进一步，在基板处理之后并在基板传送之前，当将基板245装载到基板载体116中时，载体门216D可被关闭，并且载体环境262可被后处理净化。阀组件299可被提供，所述阀组件299可***作以在基板载体116从对接平台282的移动部分282M的入口和出口密封284处脱离时关闭开口283，并提供密封的环境。
载体净化腔室环境控制***626B可操作以控制载体净化腔室654内的相对湿度RH、氧气的量(O2)、温度、惰性气体的量，或一种或多种化学污染物的量(例如，胺、碱、一种或多种VOC的量)，或类似的环境参数。在一些实施方式中，一个或多个传感器281，例如氧气传感器、相对湿度传感器、化学污染物传感器，或类似的传感器，可提供于载体排气管道268上。一个或多个传感器281可经构造并适于如上述地感测离开载体净化腔室654的氧气等级、相对湿度等级、温度、化学污染物等级，或上述内容的组合。
载体净化腔室环境控制***626B可以与载体环境控制***126C结合，或可单独使用。例如，载体净化腔室654和载体环境262两者均可由载体净化腔室环境控制***626B净化，所述净化是通过使载体门216D稍微裂开并且开始通过流入通道660进入并通过流出通道661排出的净化。
如上所述，升降梯285降低和升高开门器665和附接至开门器665的载体门216D，使得装载/卸载机器人117(图1)可接取基板载体116中的基板245。其它合适的升降梯***可被用于升高和降低开门器665和耦合的载体门216D。
上方的描述仅公开了本发明的范例实施方式。落入本发明保护范围内的上文公开的设备、***和方法的修改对于熟悉本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。从而，虽然本发明已连结范例实施方式而被公开，但应理解到，其它实施方式可落入由以下权利要求所确定的本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.一种电子装置处理***，包括：
工厂接口，所述工厂接口包含工厂接口腔室；
一个或多个基板载体，所述基板载体耦合至所述工厂接口；和
环境控制***，所述环境控制***耦合至所述工厂接口和所述一个或多个基板载体，且所述环境控制***可操作以分别控制所述一个或多个基板载体和所述工厂接口的所述工厂接口腔室内的环境。
2.根据权利要求1所述的电子装置处理***，其中所述环境控制***包括：
载体环境控制***，所述载体环境控制***可操作以提供惰性气体，以净化所述一个或多个基板载体；和
工厂接口环境控制***，所述工厂接口环境控制***可操作以提供惰性气体至所述工厂接口腔室。
3.根据权利要求1所述的电子装置处理***，其中所述环境控制***包括：
载体环境控制***，所述载体环境控制***可操作以提供惰性气体至所述一个或多个基板载体；和
载体净化腔室环境控制***，所述载体净化腔室环境控制***可操作以提供惰性气体至载体净化腔室，所述载体净化腔室密封到所述工厂接口的壁。
4.根据权利要求1所述的电子装置处理***，其中所述一个或多个基板载体和所述工厂接口腔室内的所述环境的所述控制包含向所述一个或多个基板载体和所述工厂接口腔室提供惰性气体，所述惰性气体包括氩气、N2气体或氦气。
5.根据权利要求1所述的电子装置处理***，其中所述环境控制***可操作以控制所述工厂接口腔室和所述一个或多个基板载体内的O2的量，或惰性气体的量。
6.根据权利要求1所述的电子装置处理***，包括湿度感测器，所述湿度传感器适于感测所述工厂接口腔室或所述一个或多个基板载体的相对湿度。
7.根据权利要求1所述的电子装置处理***，包括氧气传感器，所述氧气传感器适于感测所述工厂接口腔室或所述一个或多个基板载体的氧气等级。
8.根据权利要求1所述的电子装置处理***，包括控制器，所述控制器经构造并适于以控制所述工厂接口腔室或所述一个或多个基板载体内的以下内容中的一个或多个：
相对湿度；
O2的量；
温度；
惰性气体的量，或
化学污染物的量。
9.根据权利要求1所述的电子装置处理***，其中所述环境控制***包括：
控制器；和
惰性气体供应器，所述惰性气体供应器响应所述控制器，并经构造且适于将一定量的惰性气体流入所述一个或多个基板载体和所述工厂接口的所述工厂接口腔室。
10.根据权利要求1所述的电子装置处理***，其中所述环境控制***包括载体环境控制***，所述载体环境控制***耦合至所述一个或多个基板载体的底部。
11.根据权利要求1所述的电子装置处理***，包括凸缘夹持***，所述凸缘夹持***经构造以将所述一个或多个基板载体的凸缘密封至所述工厂接口的外壁。
12.根据权利要求1所述的电子装置处理***，包括：
载体净化腔室环境控制***，所述载体净化腔室环境控制***经构造并适于净化载体净化腔室，直到满足特定的环境条件。
13.根据权利要求12所述的电子装置处理***，其中所述载体净化腔室是由装载端口背板和开门器的至少一部分形成的。
14.一种电子装置处理***，包括：
工厂接口，所述工厂接口包含工厂接口腔室；
一个或多个基板载体，所述基板载体耦合至所述工厂接口；
载体净化腔室，所述载体净化腔室位于所述工厂接口腔室和所述一个或多个基板载体之间；和
环境控制***，所述环境控制***耦合至所述载体净化腔室和所述一个或多个基板载体，且所述环境控制***可操作以分别控制所述一个或多个基板载体和所述载体净化腔室内的环境。
15.一种在电子装置处理***内处理基板的方法，包括：
提供工厂接口，所述工厂接口包含工厂接口腔室；
提供一个或多个基板载体，所述基板载体与所述工厂接口对接；
在所述工厂接口腔室和所述一个或多个基板载体之间提供载体净化腔室；和
控制所述载体净化腔室和所述一个或多个基板载体内的环境条件。
16.一种在电子装置处理***内处理基板的方法，包括：
提供工厂接口，所述工厂接口包含工厂接口腔室、与所述工厂接口对接的一个或多个基板载体，，和位于所述工厂接口腔室的一个或多个载体净化腔室；和
分别控制所述工厂接口腔室、所述一个或多个载体净化腔室和所述一个或多个基板载体内的环境条件。
17.根据权利要求15所述的方法，包括以下步骤：
在开启所述一个或多个基板载体的基板载体门之前，满足所述一个或多个基板载体内的环境预定条件。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述工厂接口腔室和所述一个或多个基板载体内的环境预定条件包括以下内容中的一个或多个：
低于预定相对湿度阀值的相对湿度；
低于预定温度阀值的温度；
低于预定O2阀值的O2的量；
低于预定流量阀值的惰性气体的量；和
低于预定化学污染物阀值的化学污染物的量。
19.根据权利要求15所述的方法，其中通过使惰性气体流入所述一个或多个基板载体的底部入口和使载体环境通过底部出口流出来满足控制所述一个或多个基板载体中的环境条件。
20.根据权利要求15所述的方法，包括以下步骤：
提供腔室环境控制***，所述腔室环境控制***包括与所述一个或多个基板载体相关联的一个或多个载体净化腔室；
控制提供至所述一个或多个载体净化腔室的惰性气体，以在完全开启所述一个或多个基板载体的载体门之前净化所述一个或多个载体净化腔室的环境。
21.根据权利要求19所述的方法，包括以下步骤：
仅当满足相对湿度阀值或氧气阀值中的一个或两者时，才从所述工厂接口的内壁缩回载体净化腔室。
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