具体实施方式

现在将详细参照所提供的示例实施方式，这些实施方式的示例被图示说明于附加附图中。除非另外特别指出，否则本文描述的各种实施方式的特征可以彼此组合。

在电子装置制造中的基板处理中，设备前端模块(EFEM)从一个或多个基板载体接收基板。基板载体可以对接至位于其前壁上的装载端口(例如，对接至配置在EFEM主体的前表面上的装载端口)。EFEM可包括至少部分由EFEM主体形成的EFEM腔室。

为了在将基板传送到处理腔室以进行处理之前适当地定位基板，现有技术的EFEM可包括对准基座，对准基座在处理之前将基板旋转到适当的旋转定向。在一些实施方式中，EFEM还可包括用于存储基板的侧存储舱。例如，侧存储舱可以将从处理返回的基板存储在处理腔室中。在一些实施方式中，基板可在侧存储舱中经受脱气和/或冷却。装载/卸除机器人可以位于EFEM腔室中，并且可以将基板传送到对准基座和/或传送到耦合在EFEM的壁(例如，其后壁)上的一个或多个装载锁定物或处理腔室。然而，这样的现有技术EFEM可能受到低处理量的不良影响。因此，根据本文所述的实施方式，提供了增强处理量的EFEM。

在本文所述的一个或多个实施方式中，包括改善的处理量的EFEM包括形成EFEM腔室的EFEM主体，其中EFEM主体可包括前壁、后壁和侧壁。多个对准基座和包括多个叶片的装载/卸除机器人可以容纳在EFEM腔室内。基板可同时从装载端口转移，并同时放置在多个对准基座上。在对准基座对准基板之后，可以将基板同时从多个对准基座传送到一个或多个装载锁定物或处理腔室。因此，提高了EFEM的处理量。在一些实施方式中，多个对准基座可以彼此垂直偏移、彼此水平偏移、或者对准基座可以包括垂直偏移和水平偏移的组合。

本文参照图1A至图7进一步说明EFEM的各种实施方式的进一步细节、包括多个对准基座和具有多个叶片的装载/卸除机器人的EFEM、电子装置处理组件、以及提供改善的(增加的)基板处理量的EFEM的操作方法。

图1A示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的电子装置处理组件100的示意性俯视图，电子装置处理组件100包括EFEM 116，EFEM 116包含多个对准基座126。电子装置处理组件100可包括主机102，主机102包括限定传送腔室104的主机壁。传送机器人106(显示为虚线圆)可至少部分地容纳在传送腔室104内。传送机器人106可被配置为经由传送机器人106的机械手(未示出)的操作，将基板105放置到各个目的地以及从各个目的地提取基板105。本文所述基板105可以是用于制造电子装置或电路部件的任何合适的制品，诸如半导体晶片、含硅晶片、图案化或未图案化的晶片、玻璃板、掩模等等。

传送机器人106的各种机械臂部件的运动，可以通过对驱动组件(未示出)的适当命令来控制，驱动组件包含由控制器108命令的多个驱动马达。来自控制器108的信号可能会导致传送机器人106的各种机械臂运动。可以通过诸如位置编码器之类的各种传感器，为一个或多个机械臂提供合适的反馈机构。控制器108可包括合适的处理器(例如一个或多个微处理器)、存储器、驱动单元和传感器，以实现传送机器人106和装载/卸除机器人122的通信和控制。控制器108可进一步控制将在本文中更全面描述的其他系统部件的操作，例如装载锁定设备112、处理腔室110A-110F、处理腔室110A'、110B'(图1B)、狭缝阀(未示出)、开门器(未示出)、基板载体对接设备(未示出)和多个对准基座126。控制器108可以控制其他部件。

例如，传送机器人106可包括可绕肩部轴线旋转的互连的机械臂，肩部轴线可大致位于传送腔室104的中心。传送机器人106可包括基座(未示出)，基座被配置为附接到形成传送腔室104的下部的腔室壁(例如腔室底板)。然而，在一些实施方式中，传送机器人106可附接到顶板(例如腔室顶板)。传送机器人106可以是被配置为在传送腔室104包括双处理腔室(如图所示)时服务双腔室(例如并排的处理室，如图所示)的双重型机器人。可以使用其他类型的处理腔室定向(例如径向定向的处理腔室)，以及其他类型的传送机器人(例如选择性顺应性铰接机械臂(selective compliance articulating robot arm；SCARA)机器人)。

传送机器人106的目的地可以是一个或多个处理腔室，例如第一处理腔室组110A、110B，第一处理腔室组110A、110B耦合到第一小平面，第一小平面可以被配置为并且可操作以在传送到其上的基板105上进行处理。传送机器人106的其他目的地也可以是第二处理腔室组110C、110D，第二处理腔室组110C、110D耦接到与第一处理腔室组110A、110B相对的第二小平面。类似的，传送机器人106的目的地也可以是第三处理腔室组110E、110F，第三处理腔室组110E、110F耦合到与装载锁定设备112相对的第三小平面。

装载锁定设备112可包括耦合至第四小平面的一个或多个装载锁定腔室(例如装载锁定腔室112A、112B)。包括在装载锁定设备112中的装载锁定腔室112A和112B，可以是单晶片装载锁定(SWLL)腔室、多晶片腔室、批量装载锁定腔室或其组合。例如，某些装载锁定物(例如装载锁定腔室112A)可以用于使基板105流入传送腔室104，而其他装载锁定腔室(例如装载锁定腔室112B)可以用于将基板105移出传送腔室104。

处理腔室110A-110F可经配置且可操作以对基板105进行任何适当的处理，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、预加热、脱气、金属或金属氧化物的去除等等。可以在其中所包含的基板105上执行其他沉积、去除或清洁处理。

基板105可以通过与EFEM 116的一个或多个第一壁(例如后壁116R)耦合的装载锁定设备112从EFEM 116被接收到传送腔室104中，并且还可以离开传送腔室104到达EFEM116。另外参考图1C所示，EFEM 116可以是具有EFEM主体116B的任何外壳，EFEM主体116B包括腔室壁，例如前壁116F、后壁116R、侧壁116S、上壁116CL(例如顶板)和底壁116FL(例如底板)，以例如形成EFEM腔室116C。侧壁116S之一可以包括可打开以进出EFEM腔室116C的通道门116D。可以在EFEM主体116B的一个或多个第二壁(例如前壁116F)上提供一个或多个装载端口118，并且可以将装载端口118配置为在其上接收一个或多个基板载体120(例如FOUP)。示出了三个基板载体120，但是更多或更少数量的基板载体120可以对接至EFEM 116。装载锁定设备112、基板载体120和可以沿垂直方向堆叠基板105的其他装置，可以被统称为垂直堆叠的基板存储装置。

EFEM 116可在其EFEM腔室116C内包括合适的装载/卸除机器人122。装载/卸除机器人122可包括多个叶片124(例如双叶片)，并且配置和操作为一旦例如由开门器机构(未示出)打开基板载体120的门，就可以同时从基板载体120中提取多个基板105。一旦被提取，叶片124可使基板105在整个EFEM腔室116C中移动，并最终进入装载锁定设备112的一个或多个装载锁定腔室112A、112B中。装载/卸除机器人122可以进一步配置为在装载端口118处从基板载体120提取多个基板105，并且同时将多个基板105通过EFEM腔室116C传送到多个对准基座126。叶片124可以包括上叶片124U和下叶片124L。上叶片124U和下叶片124L可被配置为具有相对于彼此的垂直偏移124O(图1C)。而且，上叶片124U和下叶片124L可以被配置为相对于彼此独立地可旋转和/或可移动。

对准基座126可以包括将基板105定向到预定方向的装置。例如，对准基座126可以光学地扫描基板105并识别位于基板105上的凹口(未示出)。然后，对准基座126可通过旋转基板105直到凹口朝向预定方向定向，来对准基板105。对准程序和对准基座的例子在美国专利3,972,424；5,102,280；和6,275,742中有所描述。

在多个对准基座126处对准之后，基板105可以同时被传送到装载锁定设备112的一个或多个装载锁定腔室112A、112B中。然后，可以在一个或多个处理腔室110A-110F中对基板105进行后续处理。在图1B所示的实施方式中，处理室110A'和110B'位于EFEM 116的后壁116R上。在图1B的实施方式中，在将基板105在多个对准基座126上对准之后，可以将基板105同时传送到一个或多个处理腔室110A'、110B'中。例如，装载/卸除机器人122的叶片124可以同时将多个基板105传送到处理腔室110A'、110B'或从处理室110A'、110B'传送。

多个对准基座126可以耦合到EFEM 116的一个或多个壁，包括侧壁116S、前壁116F和/或后壁116R。或者，多个对准基座126可以耦合至EFEM 116的底壁116FL(图1C)。可以以任何合适的方式安装多个对准基座126，以使装载/卸除机器人122的叶片124可够到对准基座。

装载/卸除机器人122可以被配置为并且可操作以从装载锁定设备112(或图1B中的处理腔室110A'、110B')提取基板105，并且同时将基板105传送到侧存储舱设备128中。例如，传送可以在一个或多个处理腔室110A-110F(或处理腔室110A'、110B')中的基板105处理之后发生。在一些实施方式中，装载/卸除机器人122可以被配置并且可操作以从基板载体120提取多个基板105，并且在处理之前同时将基板105传送到侧存储舱设备128中。

EFEM腔室116C可以设置有环境控制系统129，环境控制系统129包括环境控制器130和净化气体供应器131，净化气体供应器131被配置为向EFEM腔室116C提供受控制的气体环境。特定而言，环境控制器130可用于监视和/或控制EFEM腔室116C内的环境条件。监视可以由一个或多个传感器进行。在一些实施方式中，并且在某些时间，例如在基板105的处理期间，EFEM腔室116C可以在其中接收非反应性气体。非反应性气体可以是惰性气体，例如氩气(Ar)、氮气(N₂)和/或氦气(He)，并且可以从净化气体供应器131提供。可以使用其他气体。环境控制器130可以与控制器108接口连接，以使EFEM 116内的操作同步。

在图1C所示的实施方式中，侧储存舱设备128可容纳一个或多个侧存储容器128a、128b。每个侧存储容器128a、128b可在其中限定相应的侧存储容器腔室132a、132b，侧存储容器腔室132a、132b被配置为存储基板105。示出了两个侧存储容器128a、128b，一个在另一个之上。然而，其他合适的定向也是可能的，例如并排，在空间允许的情况下。此外，可以在侧存储容器设备128中设置多于或少于两个的侧存储容器128a、128b。

侧存储舱设备128可以被完全封闭在保持壳体134内，保持壳体134也可以通过任何合适的方式(例如垫圈、O形环或其他密封件及合适的耦合装置)耦合并密封到EFEM 116的侧壁116S。侧存储容器128a、128b可以通过通道门134d装载到保持壳体134中或从保持壳体134中移出。通道门134d允许容易地维护和清洁侧存储舱腔室132a、132b。通道门134d还允许在其中快速添加新的或清洁的侧存储容器128a、128b的能力。

通道门134d和保持壳体134可构造成提供围绕侧存储容器128a、128b的密封环境。在一些实施方式中，侧存储容器128a、128b可以位于EFEM 116的侧壁116S上的固定位置。基板105可以通过侧存储舱设备128中的舱开口136传送到侧存储舱腔室132a、132b以及从侧存储舱腔室132a、132b传送。舱开口136可耦合至形成在EFEM 116的侧壁116S中的类似开口。舱开口136可以一直保持打开状态，从而允许装载/卸除机器人122的叶片124不受限制地够到存储在其中的基板105。因此，可以将多个基板105同时插入到侧存储舱设备128的侧存储舱腔室132a或132b中或从其撤回。

另外参照图2，图2示出了EFEM 116的沿图1C中截面线2-2截取的局部示意性正截面图。图2的视图包括根据本公开内容的一个或多个实施方式的多个对准基座126和侧存储舱设备128。侧存储容器128a、128b内的存储位置可以由多个舱支撑构件138形成，这些舱支撑构件138可以以限定的增量(例如每10mm)垂直地间隔开。多个舱支撑构件138可以由舱垂直间隔202彼此间隔开。舱垂直间隔202可以具有足够的距离，以允许装载/卸除机器人122的上叶片124U和下叶片124L同时从舱支撑构件138装载和卸除多个基板105(例如两个基板105)。

多个舱支撑构件138被配置为以舱垂直间隔202在其上水平地支撑基板105。例如，舱支撑构件138可包括合适的支撑架，支撑架从侧存储容器128a和128b的每一侧侧向朝向彼此延伸。舱支撑构件138可以构造成支撑每个基板105的一部分，例如基板边缘。舱支撑构件138可以足够短，以使得它们不干扰装载/卸除机器人122的叶片124。

在图2所示的实施方式中，在侧存储容器128a和128b中的多个舱支撑构件138被配置为在被支撑的基板105之间提供舱垂直间隔202(例如在一些实施方式中可为7mm至35mm，或者甚至为7mm至40mm的范围内)。在一些实施方式中，舱垂直间隔202可以是大约10mm。在其他实施方式中，舱垂直间隔202可以大于40mm。可以使用其他范围。可以在基板载体120(图1A和1B)中实现具有与舱垂直间隔202相同的载体垂直间隔的类似的存储架构造。同样地，可以在装载锁定腔室112a和112b(图1A和1B)中实现具有与舱垂直间隔202相同的装载锁定垂直间隔的多个支撑件的间隔构造。

多个对准基座126可以在EFEM腔室116C内并排布置。这里示出了两个对准基座126，但是可以设置两个以上的对准基座126，例如三个、四个或更多个。装载/卸除机器人122的叶片124的数量可以等于对准基座126的数量。在所描绘的实施方式中，并排设置有上对准基座126U和下对准基座126L，但是相对于彼此垂直偏移。示出了多个对准基座126以低于侧存储舱设备128的舱开口136的水平耦合至侧壁116S。但是，如上所述，在空间允许的情况下，其他合适的耦合定向也是可能的。

可以将上对准基座126U和下对准基座126L布置成在相应的支撑表面226S1和226S2之间提供垂直偏移204，以及在位于每个支撑表面226S1、226S2上的基板105(图2中虚线所示)之间提供垂直偏移204。对准基座126的一些实施方式可以不包括支撑表面226S1、226S2。相反的，对准基座126可包括在由支撑表面226S1、226S2限定的平面上支撑基板105的装置。例如，在一些实施方式中，垂直偏移204的范围可以从7mm至35mm，或者甚至7mm至40mm。在一些实施方式中，垂直偏移204可以是大约10mm。在其他实施方式中，垂直偏移204可以大于40mm。可以使用其他垂直偏移范围。

侧存储容器128a、128b内的多个舱支撑构件138之间的舱垂直间隔202，和多个对准基座126的每个支撑表面226S1、226S2之间的垂直偏移204，可以等于或大于装载/卸除机器人122的上叶片124U和下叶片124L之间的垂直偏移量124O(图1C)。如果在装载/卸除机器人122中使用了两个以上的叶片，则舱垂直间隔202和垂直偏移204可以等于装载/卸除机器人122的每个叶片124之间的垂直偏移124O。此外，多个对准基座126的每个支撑表面226S1、226S2之间的垂直偏移204可以大于侧存储容器128a和128b内的多个舱支撑构件138之间的舱垂直间隔202。在一些实施方式中，最小垂直偏移204是装载/卸除机器人122的多个叶片124之间的垂直偏移124O。

在图2所示的实施方式中，多个对准基座126沿着EFEM 116的侧壁116S并排布置，使得基板105在标称地定位在上对准基座126U和下对准基座126L上时彼此部分重叠。上对准基座126U和下对准基座126L上的基板105可充分重叠，以提供被支撑在对准基座126的多个支撑表面226S1、226S2中的每个支撑表面上的基板105的重叠206。在一些实施方式中，被支撑在多个支撑表面226S1、226S2中的每一个支撑表面上的基板105的重叠206可以在120mm至300mm的范围内。在一些实施方式中，只要上对准基座126U的厚度T21具有足够的厚度以支撑基板和/或支撑表面226S1，则重叠206可以根据需要而加大。在一些实施方式中，厚度T21为约80mm。在其他实施方式中，厚度T21可以低至约5mm。

参考图3A和3B，分别示出了处于对准和未对准状态的装载/卸除机器人122(图1B)的叶片124的俯视图。在对准状态下，叶片124可以如图3A所示垂直对齐。对准状态使叶片124能够够到位于垂直对准的存储区域中的基板105，例如在侧存储舱设备128中。在未对准状态下，叶片124可够到垂直偏移的基板105，诸如位于图1A至图2所示的对准基座126上的基板。

位于多个对准基座126上的每个基板105之间的重叠206的范围可以在装载/卸除机器人122的上叶片124U和下叶片124L之间相对于彼此的垂直未对准的范围内。上叶片124U和下叶片124L之间的垂直未对准允许从多个对准基座126中的每一个同时放置和移除基板105。重叠206还允许使EFEM 116的宽度变小，同时允许将多个基板105同时放置在对准基座126上。为了实现利用上叶片124U和下叶片124L将基板105同时放置在多个对准基座126上，上叶片124U和下叶片124L可以经由刀片124的独立旋转运动的操作而分开旋转。为了避开在对准基座126上的支撑件等等，当叶片124够到对准基座126或其他部件时，上叶片124U和下叶片124L可以一起移动和/或分开移动。

图3A示出了处于垂直对准状态的两个叶片124的俯视图。根据本公开内容的一个或多个实施方式，当叶片124够到位于基板载体120、侧存储舱设备128和装载锁定设备112中的基板105(图1A至1C)时，叶片124可以垂直对准。在垂直对准的配置中，上叶片124U与下叶片124L垂直对准(在图3A中不可见)。例如，上叶片124U和下叶片124L可以朝向彼此旋转，使得叶片124的中心302之间的任何偏移最小。在一些实施方式中，垂直对准使得叶片124的中心线303U、303L对准。

图3B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的未垂直对准以够到多个对准基座126的两个叶片124的俯视图。图3B示出了腕部接合点310，腕部接合点可以耦合至叶片124以使叶片124能够绕弧形312旋转。在这种未对准的配置中，上叶片124U和下叶片124L可在够到多个对准基座126(图2)中的每一个时相对于彼此垂直地未对准(例如垂直偏移)。特定而言，从先前讨论的垂直对准定向，上叶片124U可以沿第一方向旋转，并且下叶片124L可以经由腕部接合点310在与第一方向相反的第二方向上旋转。每个叶片124的旋转在叶片124的中心302和/或支撑在每个叶片124上的基板105之间提供偏移304。垂直未对准也可以描述为叶片124的中心线303U、303L相对于彼此成一定角度。

叶片124的中心302和/或支撑在每个叶片124上的基板105之间的偏移304，可以与对准基座126的多个支撑表面226S1、226S2的每个中心之间的水平间隔207(图2)实质匹配。这种配置允许将多个基板105(如图示的两个)同时传送到多个对准基座126和从多个对准基座126传送。特定而言，可以使用上叶片124U将基板105同时传送到上对准基座126U或从上对准基座126U同时传送基板105，并可以使用下叶片124L将基板105同时传送到下对准基座126L或从下对准基座126L同时传送基板105。如图2所示，支撑表面226S1、226S2上的基板105可以由重叠206重叠。

叶片124可沿方向318A移动以够到对准基座126的支撑表面226S1、226S2。例如，多个叶片124可以沿方向318A移动，以将基板105设置在支撑表面226S1、226S2上或从支撑表面226S1、226S2取回对准的基板105。当远离支撑表面226S1、226S2移动时，叶片124可沿方向318B移动。在一些实施方式中，支撑表面226S1可以包括多个提升点320A，并且支撑表面226S2可以包括多个提升点320B。如图3B所示，如果叶片124处于垂直未对准位置并且在靠近支撑表面226S1、226S2的同时沿方向318A或方向318B移动，则叶片124可接触提升点320A、320B。在一些实施方式中，当叶片124靠近支撑表面226S1、226S2移动时，叶片124在垂直对准和垂直未对准的位置之间转变，以避开提升点320A、320B。例如，当叶片124靠近对准基座126移动时，叶片124可绕弧形312绕腕部接合点310旋转。叶片124接近对准基座126所采取的路径，可以取决于提升点320A、320B和其他障碍物的位置。

参照图4，图4示出了EFEM 116的实施方式，EFEM 116包括并排设置的两个对准基座426。在图4的实施方式中，EFEM 116包括两个对准基座426，两个对准基座426分别被称为第一对准基座426A和第二对准基座426B。在其他实施方式中，EFEM 116可以包括多于两个的对准基座426。对准基座426可以不提供位于对准基座426上的基板105的任何垂直重叠。基板105的垂直重叠的缺乏，可提供基板105的独立提升。例如，位于第二支撑表面426S2上的基板105在垂直提升期间，将不与位于第一支撑表面426S1上的基板105接触。

另外参照图5，图5示出了类似于图2的EFEM 116的视图，但是对准基座426或位于其上的基板105之间没有重叠。如图5所示，在位于第一对准基座426A的第一支撑表面426S1和第二对准基座426B的第二支撑表面426S2上的基板105的边缘之间存在水平间隔506。在第一支撑表面426S1和第二支撑表面426S2的边缘之间可以存在相似的水平间隔。在一些实施方式中，对准基座426可以使用除第一支撑表面426S1和第二支撑表面426S2以外的装置(未示出)来支撑基板105。这些装置可以由水平间隔隔开，此水平间隔可以类似于水平间隔506。

在图5所示的实施方式中，第一支撑表面426S1和第二支撑表面426S2被垂直偏移204垂直偏移。在一些实施方式中，第一支撑表面426S1和第二支撑表面426S2不垂直偏移并且在同一平面上。因此，由第一支撑表面426S1和第二支撑表面426S2支撑的基板105可以位于同一平面上。

另外参照图6，叶片124可以延伸到未对准的位置，其中当够到对准基座426时基板105之间没有重叠。例如，基板105的边缘可以被水平间隔506分开。当叶片124相对于对准基座426(图4)移动时，叶片124可由腕部接合点126旋转，以避开提升点420A、420B和/或其他障碍物。

图7示出了流程图700，流程图700描绘了操作设备前端模块(例如EFEM116)的方法。方法可以包括，在702，将装载/卸除机器人(例如装载/卸除机器人122)的叶片(例如叶片124)移动到垂直对准的位置，以够到垂直堆叠的基板存储装置(例如装载锁定设备112)。方法可以包括，在704，将装载/卸除机器人的叶片移动到垂直未对准的位置以同时够到多个对准基座(例如对准基座126)。

应当容易理解，本公开内容易于广泛使用和应用。在不脱离本公开内容的实质或范围的前提下，根据本公开内容及上文的描述，本公开内容的许多实施方式和改编以及除本文所述的实施方式之外的许多变型、修改和等效布置将是显而易见或可合理见得的。因此，尽管本文已经关于特定实施方式详细地描述了本公开内容，但是应当理解，本公开内容仅用于说明目的，并且提供本公开内容的示例仅出于提供完整和据以实施的目的。本公开内容并不旨在限于所公开的特定设备、组件、系统和/或方法，相反的，其意图是涵盖落入权利要求书的范围内的所有修改、等同形式和替代形式。