发明名称 模组化基材加工系统及方法
摘要 本发明提供一种在基材上施行加工之装置及方法。至少可用二种结构型式以提供一基材流程,致使该基材可由一加工或载入位置移至另一位置。第一种结构系一输送带。第二种结构系一导轨。该流程可为一封闭之连续环圈。每一加工塔具有一用以引导及抽取该基材进出该塔内部之阀门。该加工塔可包括装载锁扣器,及可包括与该装载锁扣器连接之一检查站、一CVD室、一PECVD室、一PVD室、一焊后退火室、一清洗室、一除渣室、一蚀刻室、或此等加工室之组合。
申请公布号 TW426886 申请公布日期 2001.03.21
申请号 TW087116737 申请日期 1999.02.26
申请人 国应用小松科技公司 发明人 约翰M.怀特;罗伯特B.康尼尔;肯S.洛;诺曼L.透那;威廉T.李;不祥
分类号 H01L21/20 主分类号 H01L21/20
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种在基材上施行加工之装置,包括:一沿着工作流程支撑该基材之输送带;一架构及安排至由该输送带移去该基材及将另一基材放在该输送带上之基材传送机构;及至少一沿着该流程定位之加工塔,该加工塔设有一用以将基材导入其内部及由其内部取出之阀门。2.根据申请专利范围第1项之装置,其中该加工塔为用以检查基材之检查站。3.根据申请专利范围第1项之装置,其中该加工塔包括一装载锁扣室及一加工室。4.根据申请专利范围第3项之装置,其中该装载锁扣室系一加热或冷却室。5.根据申请专利范围第3项之装置,其中该加工室包括一或多个隔室,架构成施行CVD加工、PECVD加工、蚀刻加工、清洗加工、除渣加工、PVD加工、退火焊后加工、或其组合之至少一项加工。6.根据申请专利范围第3项之装置,其中该加工塔包括二或三个加工室。7.根据申请专利范围第1项之装置,其中该输送带包括多数基材固定元件。8.根据申请专利范围第1项之装置,另包括在加工之前或之后固定基材之至少一基材堆叠器。9.根据申请专利范围第1项之装置,其中该基材传送机构包括一用以支撑该基材之端点作用器、一用以水平地位移该端点作用器之水平线性促动器、及一用以垂直地位移该端点作用器之垂直线性促动器。10.根据申请专利范围第9项之装置,其中该端点作用器呈叉形。11.根据申请专利范围第9项之装置,其中该基材传送机构另包括用以绕着一垂直轴旋转该端点作用器之垂直旋转促动器。12.根据申请专利范围第1项之装置,其中当该基材位于邻接该加工塔之一停止位置时,该基材传送机构可由直接在该输送带上之基材下方一位置移至啮合该基材之位置,及然后移至最后位置,其中该基材系定位在该输送带上方。13.根据申请专利范围第1项之装置,其中该加工塔包括一入口装载锁扣室、一加工室、及一出口装载锁扣室。14.根据申请专利范围第13项之装置,其中该入口装载锁扣室系一加热室及该出口装载锁扣室系一冷却室。15.一种在基材上施行薄膜加工之装置,包括:一当基材沿着工作流程移动时支撑该基材之输送带;多数加工塔沿该工作流程配置,每一加工塔包括:一外部,一内部,及至少一在该外部及该内部之间用以交换基材之阀门;及一架构及安排至由该输送带取回该基材、将该基材导入一选定加工塔内部、由该选定加工塔内部抽出该基材、及替换该输送带上基材之基材交换装置。16.根据申请专利范围第15项之装置,其中该多数加工塔之每一个包括:设有导入该基材之第一阀门之第一装载锁扣室;一与该第一装载锁扣室相通之加工室;及与该加工室相通及设有用以由该处抽出该基材之第二阀门之第二装载锁扣室。17.根据申请专利范围第16项之装置,其中该第一装载锁扣室系一加热室及该第二装载锁扣室系一冷却室。18.根据申请专利范围第15项之装置,其中该基材交换装置包括:用以由该输送带取回该基材及将该基材导入该选定加工塔内部之第一机械手;及用以由该选定加工塔内部抽出该基材及将该基材定位在该输送带上之第二机械手。19.根据申请专利范围第15项之装置,其中该基材交换装置包括:一设有端点作用器之载入器,用以由该输送带取回该基材及将该基材导入该选定加工塔内部;及一设有端点作用器之卸下器,用以由该选定加工塔内部抽出该基材及将该基材定位在该输送带上。20.根据申请专利范围第19项之装置,其中该端点作用器具有一叉形。21.根据申请专利范围第15项之装置,其中该流程系一连续环圈。22.根据申请专利范围第15项之装置,其中该输送带具有多数个别固定元件,每一固定元件用于固定一基材。23.根据申请专利范围第22项之装置,其中邻接个别固定元件间之间距及加工塔中邻接各室间之间距实质上一致。24.根据申请专利范围第23项之装置,其中邻接个别固定元件间之间距实质上等于该多数加工塔每一个中之邻接各室间之间距。25.根据申请专利范围第23项之装置,其中邻接个别固定元件间之间距实质上等于该多数加工塔至少一个中之邻接各室间之间距。26.根据申请专利范围第22项之装置,其中每一固定元件系形成为一架构至中心支撑一基材之台架,及该基材交换装置包括至少一用以绕着周边支撑该基材之框架,架构该框架以由该台架下方之第一位置移至该台架上方之第二位置,用以由该台架取得基材,该框架设有一周边间隙以在该台架及该框架间之基材交换期间准许一台架支撑元件通过。27.根据申请专利范围第22项之装置,其中每一固定元件具有一C字形结构,使得第一基材固定部分形成该C字形结构之一顶部。28.一种在基材上施行薄膜加工之装置,包括:至少一加工塔沿一工作流程配置,该加工塔包括:一外部,一内部,及至少一在该外部及该内部之间用以交换一选定基材之阀门;一基材运送及移去系统;及一由该基材运送及移去系统取回该选定基材、将该选定基材导入该加工塔内部、由该加工塔抽出该选定基材、及将该选定基材送返该运送及移去系统之基材交换装置;其中该基材交换装置可在由该运送及移去系统取回该选定基材之第一位置;或将该选定基材送返该运送及移去系统之第二位置,及将该选定基材可在加工塔之内部及外部之间转送之一交换位置间,沿该工程流程移动。29.根据申请专利范围第28项之装置,另包括复数个加工塔及一沿该工作流程延伸在该第一位置及"远离该交换交置"之第二位置间,该导轨通过邻接每一加工塔并且该基材交换装置可在该第一位置及第二位置之间沿着该导轨移动。30.根据申请专利范围第29项之装置,其中该导轨在第一位置具有第一终点及在第二位置具有第二终点。31.根据申请专利范围第29项之装置,其中该导轨具有第一侧面及第二侧面,及该加工塔位于沿着该导轨之第一及第二侧面。32.根据申请专利范围第28项之装置,其中该基材运送及移去系统包括:多数个卡匣以固定多数个基材;及一将该基材定位于该卡匣上之卡匣载入系统。33.根据申请专利范围第28项之装置,其中具有多数个加工塔,每一加工塔包括:设有第一阀门之第一装载锁扣室,经由该阀门导入该选定基材;及至少一加工室;其中对于每一加工塔,该基材交换装置可移至至少一交换位置以引导该选定基材进入该第一装载锁扣室之插入位置。34.根据申请专利范围第33项之装置,其中该加工室包括一或多个隔室,架构成施行CVD加工、PECVD加工、蚀刻加工、清洗加工、除渣加工、PVD加工、退火焊后加工、或其组合之至少一项加工。35.根据申请专利范围第29项之装置,其中该第二位置系一运转位置,在该运转位置可进出该基材交换装置供维修或替换。36.一种在基材上施行薄膜加工之装置,包括:一基材运送及移去系统;一加工塔包括:设有第一阀门之第一装载锁扣室,藉由该第一阀门可将基材导入该第一装载锁扣室;至少一加工室;及设有第二阀门之第二装载锁扣室,藉由该第二阀门可由该第二装载锁扣室抽出基材;一由该运送及移去系统取回基材、将基材导入该第一装载锁扣室、由该第二装载锁扣室抽出基材、及将基材送返该运送及移去系统之基材交换装置,该基材交换装置可在下列各位置之间移动:可由该运送及移去系统取回基材之第一位置;可引导基材进入该第一装载锁扣室且远离该第一位置之一引导位置;及可由该第二装载锁扣室抽出基材且远离该第一位置及该引导位置之一抽出位置。37.根据申请专利范围第36项之装置,另包括一延伸在该第一位置、该引导位置及该抽取位置之间及通过邻接该加工塔之导轨,该基材交换装置可沿着该导轨移动。38.一种在基材上施行薄膜加工之装置,包括:第一及第二输送带,当基材在个别之第一及第二工作流程中移动时,可将该基材支撑在该第一及第二输送带上;多数联结该第一及第二流程之加工塔,及每一加工塔包括:一外部,一内部,及至少一在该外部及该内部之间交换基材之阀门;一联结每一加工塔之装置,藉由该装置可由该输送带取回基材、将基材导入该加工塔内部、由该加工塔抽出基材、及传送基材至该输送带;及至少一旁通机械手,藉由该旁通机械手可沿着该第一流程由第一位置取得基材及沿着第二流程传送基材至第二位置。39.根据申请专利范围第38项之装置,其中该旁通机械手包括:一啮合基材之端点作用器;一垂直地位移该端点作用器之第一促动器;一绕着一垂直轴旋转该端点作用器之第二促动器;及一水平地位移该端点作用器之第三促动器。40.一种在基材上施行薄膜加工之装置,包括:多数加工塔,每一加工塔包括:一外部,一内部,及至少一在该外部及该内部之间交换一选定基材之阀门;一基材运送及移去系统;一由该基材运送及移去系统取回该基材、将该基材导入一加工塔内部、由该加工塔抽出该基材、及将该基材送返该运送及移去系统之基材交换装置;及至少一基材缓冲室,以便在加工之前或之后储存该基材。41.一种在基材上施行薄膜加工之装置,包括:一基材固定区域;多数加工塔,每一加工塔包括:一外部,一内部,及至少一在该外部及该内部之间交换基材之阀门;一导轨,该导轨通过邻接每一该加工塔;一可沿该导轨移动以由该固定区域取回基材、将基材导入一加工塔内部、由该加工塔抽出该基材、及将基材送返该基材固定区域之基材交换装置,其中该导轨包括至少设有可连结介面之二模组化导轨,该导轨系藉着组合多数该模组化导轨以架构或延伸。42.一种在基材上施行加工之装置,包括:一输送带,当基材沿着工作流程移动时支撑该基材;多数位于邻接该流程之加工塔,每一加工塔包括一装载锁扣加热室,一基材可穿过该加热室导入该加工塔及在该加热室中可加热一基材;一在加热该基材后可在该基材上施行加工之加工室;及一装载锁扣冷却室,其中该基材可在其已遭受该加工室中之加工后冷却;及一架构及安排至在该输送带及所选定一加工塔之间传送基材之基材传送机构。43.一种在多数基材上施行加工之装置,包括:一沿着工作流程,在数个以一第间距分离之预定位置,支撑该多数基材之输送带;多数架构及安排至由该输送带上移去基材及将该基材放在该输送带上之基材传送机构;及多数沿着该工作流程定位之加工塔,至少该多数加工塔之一设有至少二个以一第二间距分离之邻接室,该二邻接室之间之第二间距系大致与该该输送带上之预定位置间之第一间距,或系该第一间距之整倍数。44.一种加工多数基材之方法,包括下列步骤:(a)在一输送带上定位多数基材之一;(b)将该输送带上之基材移至邻接一设有第一装载锁扣器及第二装载锁扣器之加工塔之位置;(c)由该输送带移去该基材;(d)将该基材导入该第一装载锁扣器;(e)将该基材由该第一装载锁扣器移入一加工室;(f)在该加工室中加工该基材;(g)将该基材移入该第二装载锁扣器;(h)由该第二装载锁扣器取回该基材及将该基材放在该输送带上;及(i)在步骤(a)-(h)期间,将至少另一基材定位于该输送带上。45.一种在一基材上施行加工之装置,包括:一位于一基材加工流程之第一端之一基材储存位置;多数个邻接该加工流程且位置该加工流程第一端及第二端间之加工室;一传送机械手,可沿该加工流程移动以由该基材储存位置取回一基材,将该基材沿该加工流程并将该基材传送至一与该等加工室之一选定室相关联之交换位置,由该交换位置可将该基材导入该选定加工室,该基材自一沿该加工流程之移动方向旋转约90度至该交换位置。46.根据申请专利范围第45项之装置,其中该基材被送返该储存位置前,系藉由该传送机械手将该基材自该选定加工室取出且旋转约90度。47.根据申请专利范围第46项之装置,其中该传送机械手可以一第一方向沿该加工流程移动以将该基材传送至该交换位置,且以与该第一方向呈相反之第二方向将该基材送返至该储存位置。48.根据申请专利范围第45项之装置,其中该加工流程具有第一侧面及第二侧面,及该加工室系沿该加工流程之第一及第二侧面设置。49.根据申请专利范围第45项之装置,另包括一导轨沿该传送机械手移动之加工流程延伸。50.根据申请专利范围第49项之装置,其中该传送机械手系可沿该导轨移动至一运转位置方便供维修或替换,该运转位置系设置于该功工流程之第二端。51.根据申请专利范围第45项之装置,其中每一加工室系一加工塔之一部分,该加工塔另包括:设有第一阀门之入口装载锁扣室,藉由该第一阀门可将基材导入该第一装载锁扣室,及设有第二阀门之出口装载锁扣室,藉由该第二阀门可由该出口装载锁扣室抽出基材,该加工室系设置于该入口装载锁扣室及该出口装载锁扣室之间。52.根据申请专利范围第51项之装置,其中该入口装载锁扣室系一加热室。53.根据申请专利范围第51项之装置,其中该入口装载锁扣室系一冷却室。54.根据申请专利范围第51项之装置,其中该等加工室包括一或多个隔室,架构成施行CVD加工、PECVD加工、蚀刻加工、清洗加工、除渣加工、PVD加工、退火焊后加工之至少一项加工。55.根据申请专利范围第45项之装置,其中该传送机械手包括一支撑该基材之端点作用器、一水平地位移该端点作用器之水平线性促动器、一垂直地位移该端点作用器之垂直线性促动器、及绕着一垂直轴旋转该端点作用器之垂直旋转促动器。56.一种在一基材上施行加工之装置,包括:储存装置,用于在一基材加工流程之一第一端储存一基材;数个加工室,设置邻接该加工流程,且位于该加工流程之第一端及第二端之间;可沿该加工流程移动之装置,用于由该储存装置取回一基材并将该基材传送至一与一与该等加工室之一选定室相关联之交换位置,由该交换位置可将该基材导入该选定加工室,该基材系以一与该加工流程呈垂直之方向移入该交换位置。图式简单说明:第一图系先前技艺丛集工具之一概要顶部平面图。第二图系根据本发明一制造系统之单一工段之概要顶部平面图。第三图系第二图工段之一概要纵向剖视图。第四图-第八图系根据本发明一替代导轨式机械手系统之概要顶部平面图。第九图系根据本发明一替代系统之概要顶部平面图。第十图系第九图系统之一透视图。第十一图-第十七图系一机械手端点作用器及输送带基材固定元件在各种相对方位中之透视图。第十八图系根据本发明一替代系统之概要顶部平面图。第十九图系第十八图输送带系统之一透视图。第二十图系根据本发明又另一系统之概要顶部平面图。第二十一图系根据本发明一基材传送元件之顶部平面图。第二十二图系根据本发明一基材传送元件替代实施例之顶部平面图。第二十三图系根据本发明一输送带系统实施例之概要顶部平面图,其可用在包括极多加工塔之工厂环境中,大部份加工塔包括一加工室及二装载锁扣室。第二十四图系根据本发明之多重输送带系统之一概要顶部平面图,可由单一AGV工段供料。第二十五图系根据本发明二条输送带系统之概要顶部平面图,其由单一AGV工段供料及藉着一输送带至输送带之传送机械手连结。
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