专利名称：锁料室的制作方法
本申请要求优先于2000年7月7日登记的美国临时专利申请系列No.60/217144，它在此处整个结合，以作为参考。
本发明涉及一半导体制造装置，更具体一些，涉及在半导体制造装置中使用的本发明的锁料室(loadlock chamber)。
图1为传统的处理系统11的适当部分的示意俯视图，该系统有一工厂边界圆片搬运器13，该搬运器用于在多个圆片载体装载站15a～15d和一处理厂17之间运输圆片。图1中所示的示例性处理系统11包括一边界室19和处理厂17，该厂在此例子中包括一对传统的锁料室23、与传统的锁料室23结合的传送室25和许多与传送室25结合的处理室27。
一边界壁29位于圆片载体装载站15a～15d与处理系统11之间，以用于将一“白区”清洁室31与一较不清洁的“灰区”清洁室33分开。圆片载体装载站15a～15d位于“白区”清洁室31中，而处理系统11则位于较不清洁的“灰区”清洁室33中。圆片载体装载站15a～15d位于边界壁29的可密封的开口35的附近。圆片载体装载站15a～15d各自包括一圆片载体平台(未示出)，以用于接纳一密封的容器(未示出)和一圆片载体打开器37，该打开器用于如同在本技术中已知的那样，用于接合并拉开与其余的容器连接的容器门闩(未示出)。
边界室19包含安装在一导轨(未示出)上的边界圆片搬运器13。处理厂17的传送室25包含传送室圆片搬运器39，以用于在锁料室23与处理室27之间运输圆片(如圆片W)。
在操作时，一包含圆片盒的容器(未示出)装在一个圆片载体装载站15a～15d上；圆片载体打开器37接合并拉开容器的容器门(未示出)闩。圆片载体打开器37沿水平从圆片载体平台移开容器门(沿“X”方向)，然后垂直向下移动容器门(进入图1的纸面)，以提供对容器中的圆片的无障碍的接近。边界室19的边界圆片搬运器13以后就从容器中取出一圆片并将圆片运输至一个传统的锁料室23中。此后，处理厂17的传送室圆片搬运器39将圆片从传统的锁料室23运输至一个处理室27中，在其中，在圆片上实行处理步骤。
虽然传统的处理系统11是高效率的，但是总是希望减少处理系统的占地面积(例如减少清洁室的尺寸要求)。
按照本发明，提供一本发明的锁料室(装载锁定室)，它可以减少处理系统的占地面积。在本发明的第一种形式中，设置一锁料室，它包括(1)一用于保持静止的第一室部分；(2)一用于相对于第一室部分移动的第二室部分；和(3)一位于第一和第二室部分之间的基体搬运器。锁料室用于采取(a)一封闭位置，其中，第一和第二室部分彼此接触，以便界定一能保持真空压力的区域；(b)一打开位置，其中，第二室部分从第一室部分移开，以便界定一开口；和(c)一装载位置，其中，至少一部分基体搬运器穿过开口伸出。
在本发明的第二种形式中，提供一锁料室，它包括(1)一用于保持静止的顶部，它包括一用于允许一基本往返锁料室传送的第一开口；(2)一用于相对于顶部升降的底部；和(3)位于顶部和底部之间的基体搬运器。锁料室用于采取(a)一封闭位置，其中，顶部和底部彼此接触，以便界定一能保持真空压力的区域； (b)一打开位置，其中，底部和基体搬运器作为一个单位下降，离开顶部，以便界定一第二开口；(c)一装载位置，其中，至少基体搬运器的一部分穿过第二开口伸出；和(d)卸载位置，其中，顶部和底部彼此接触，以及至少基体搬运器的一部分穿过第一开口伸出。还提供了按照本发明这些和其它形式的系统和方法。
本发明的其它特色和形式将从下列详细说明、所附的权利要求书和附图变得十分明白。
图1特别为前面所述的传统的处理系统的适当部分的示意俯视图；图2A～2D为新的处理系统的示意侧面剖视图，分别示出处于封闭位置、打开位置、装载位置和卸载位置的本发明的锁料室。
图3为图2A～2D的新的处理系统沿图2B的3-3线的俯视图；和图4为图2A～3的传送室的示例性实施例的俯视平面图。
图2A～2D为新的处理系统100的示意侧面剖视图，它们分别示出处于封闭位置、打开位置、装载位置和卸载位置的本发明的锁料室101，图3为新的处理系统沿图2B的3-3线的俯视图。本发明的锁料室包含一基体搬运器103，用于在一圆片载体装载站105和一处理厂(未示出)的传送室107之间传送一圆片(未示出)。
本发明的锁料室101包括一静止的顶板109和一可垂直移动的底板111。顶板109和底板111相互结合，以便在一交界表面113上接触(图2A和图3)。顶板109和/或底板111可包括一O形圈或类似物(未示出)，以用于在顶板109和底板111之间形成一密封(例如，能在顶板109和底板111之间形成的区域114中经受/保持真空压力，这将在下面说明)。底板111安装在基体搬运器103上，以便能与其一起移动，以使当基体搬运器103垂直向下移动时，底板111也向下移动(图2B)。当底板111处于下降的位置(图2B)时，锁料室101处于“打开”位置，基体搬运器103的叶板B与一在静止的顶板109和下降的底板111之间建立的开口115相邻。基体搬运器103可经由一垂直的致动器如一电动机117上升和/或下降。
本发明的锁料室101的操作参考图2A～2D的顺序图作了说明，这些图分别按封闭、打开、装载和卸载位置示出了本发明的锁料室101。
在操作时，从封闭位置(图2A)开始，电动机117被供以能量并将基体搬运器103往下移动，运载与其一起的底板111。当基体搬运器103向下移时，在静止的顶板109与底板111之间建立一开口115，该底板固定在基体搬运器103上并与其一起向下移动。本发明的锁料室101于是处于如图2B所示的打开位置。基体搬运器103的叶板B沿水平移动并伸至圆片(未示出)下的位置，该圆片包含在容器121中，该容器位于圆片载体装载站105中。本发明的锁料室101于是就处于图2C所示的装载位置。基体搬运器103的叶板B略往上升(以便拾取圆片)、缩回并将圆片运载入本发明的锁料室101中(图2B)。另一种方案为，基体搬运器103可保持静止，而容器121(或其中的圆片支承)则向下转位，以将圆片放在基体搬运器103上。基体搬运器103的叶板B以后就可缩回，以便将圆片运载入本发明的锁料室101中(图2B)。
在圆片取回以后，电动机117使基体搬运器103上升，垂直向上运载圆片和底板111，以使底板111再次与静止的顶板109接触并对其密封。这样，开口115就如图2A所示封闭(建立一密封区114)。此后，本发明的锁料室101就被用泵向下抽至所要求的真空水平。基体搬运器103的一个臂123旋转180度，以便将叶板B放在一闸阀119附近。以后闸阀119打开，基体搬运器103伸出，以便经过闸阀119将圆片传送入传送室107中(将本发明的锁料室101放在如图2D所示的卸载位置)。
在一种形式中，开口115可以在一比闸阀119的水平低的水平上建立；因此，圆片载体装载站105可以位于比传送室107低的水平上。这样，当基体搬运器103和底板111下降，以便打开本发明的锁料室101时，基体搬运器103就位于圆片载体装载站105附近(例如与装载站位于同一水平)，而当基体搬运器103与底板111上升，以便封闭本发明的锁料室101时，基体搬运器103就位于传送室107附近(例如与传送室位于同一水平)。
另一种方案为，开口115可以建立在与闸阀119相同的水平上(以使圆片载体装载站105与传送室107可位于同一水平上)。
从图2A～3可以看出，新的处理系统100所占据的占地面积比图1的传统的处理系统11小(例如，不需要边界室19)。
要指出，闸阀119可以例如是在美国临时专利申请系列No.60/216868中公开的闸阀，该专利在2000年7月7日登记(AMAT Docket No5414/L/ATD/MBE，题为“自动闸阀”)，它在此处整个结合，以作为参考；而传送室107则可以例如是在美国专利申请系列No.09/611549中公开的传送室，该专利在2000年7月7日登记(AMAT Docket No.1259/P2/ATD/DV，题为“用于改进的基体搬运的方法和设备”)，它在此处整个结合，以作为参考。
图4为包含一基体托架413和温度调节板415的传送室411的俯视平面图，它表示图2A～3的传送室107的一个示例性实施例。传送室411在前面所结合的美国专利申请系列No.09/611549中描述得更详细。
参看图4，传送室411包括一中心轴417，该轴固定地结合至一温度调节板415上，并从其经过基体托架413的中心区延伸。中心轴417并不与基体托架413的中心区接触，而是经由一电动机(未示出)与基体托架413结合。基体托架413包括三个等距离隔开的分枝419a～419c，它们从基体托架413的中心区沿径向向外伸出。每个分枝419a～419c包括一对从其向外(即彼此离开)的基体支承421a～421b。分枝419a～419c最好从同一块材料机加工，或可以用两个或更多的部分做成，并用螺栓、螺钉或其它包括焊接的连接器连在一起，以使它们作为一个单位一起旋转和/或上升。分枝419a～419c和(例如第一分枝419a的)基体支承421a和(例如第二分枝419b)的基体支承421b的形状做成能界定许多基体座423a～423c，每个座用其边缘支承一基体(未示出)。通过将基体(未示出)放置在一对固定在相邻的分枝(例如分枝419a、419b，分枝419a、419c或分枝419b、419c)上的基体支承421a～421b上而保持一个通道，以用于在基体不在基体托架413和基体搬运器叶板424a之间接触时使基体搬运器(未示出)的基体搬运器叶板424a从其经过，这将在下面进一步描述。
基体支承421a～421b最好用陶瓷如氧化铝、石英或任何其它硬质材料制造，它们与半导体基体相容，并且不在与其接触时产生颗粒或刮伤基体。基体支承421a～421b固定在分枝419a～419c的下侧上，以使基体托架413可将基体支承421a～421b下降至温度调节板415的顶面以下，并低于基体搬运器叶板424a，从而将被基体座423a～423c支承的基体传送至温度调节板415和/或基体搬运器叶板424a上，而其余的基体托架413(即分枝419a～419c)则留在上方，与温度调节板415和/或基体搬运器叶板424a都不接触。
温度调节板415的构形做成，在基体托架413将基体支承421a～421b下降至一低于温度调节板415的顶面的水平时，同时支承两个基体(未示出)。为了达到沿整体基体表面的均匀加热或冷却，温度调节板415最好与放在其上的基体共同伸张。这样，为了使基体支承421a～421b能下降至一低于温度调节板415的顶面的水平，温度调节板415包括四个缺口425a～425d，它们放置成能接纳基体支承421a～421b。温度调节板415还最好包括一切出区426，其中可藏有基体搬运器(未示出)。切出区426的构形做成提供足够的空间，以用于在基体搬运器伸出并缩回而不干涉与加热板415a的接合时，基体搬运器能绕一中间轴线摆动。
在操作时，基体托架413将一个基体支承座423a～423c放在闸阀119的附近并将其下降。打开闸阀119，基体搬运器103的叶板B穿过闸阀伸出，将圆片运载至一在闸阀119附近的基体支承座423a～423c上方的位置。基体托架413上升，将圆片从叶板B升举至基体支承座423a～423c上。叶板B缩回，锁料室101采取封闭的位置(图2A)，基体托架413旋转，将圆片放在闸阀427的附近。基体托架413以后就下降，将圆片传送至叶片42a上。闸阀427打开，叶板424a穿过闸阀伸出，将圆片放入与传送室411如处理室结合的另一室(未示出)中。圆片可在圆片传送之前，如同在美国专利申请系列No.09/611549中所述的那样经由温度调节板415加热或冷却。
前述说明仅仅公开了本发明的示例性实施例。属于本发明的范围的上述设备和方法的改进对于熟悉本技术的人都是很容易明白的。例如，本发明的锁料室101可以将构形做成使顶板109，而不是底板111和/或基体搬运器103上下移动。顶板109和底板111的特殊形状仅仅是示例性的，可以采用其它形状。可以用其它机构升降底板111和基体搬运器103，如果有要求，底板111和基体搬运器103可以独立升降。在本发明的锁料室101中可以采用其它类型的基体搬运器。
因此，虽然联系其示例性实施例公开了本发明，但是应当明白，其它实施例都可以在由下列权利要求书所规定的本发明的精神与范围之内。
权利要求
1.一锁料室，它包括一用于保持静止的第一室部分；一用于相对于第一室部分移动的第二室部分；和一位于第一室和第二室部分之间的基体搬运器；其特征为，锁紧室用于采取(a)一封闭位置，其中，第一和第二室部分彼此接触，以便界定能保持真空压力的区域；(b)一打开位置，其中，第二室部分从第一室部分移开，以便界定一开口；和(c)一装载位置，其中，至少一部分基体搬运器穿过开口伸出。
2.如权利要求1的锁料室，其特征为，第一室部分为一上室部分，以及第二室部分为一下室部分，该下室部分用于相对于第一室部分上升和下降。
3.如权利要求2的锁料室，其特征为，第二室部分和基体搬运器用于作为一个单位相对于第一室部分上升和下降。
4.如权利要求2的锁料室，其特征为，打开位置是这样一个位置，其中，第二室部分从第一室部分下降。
5.如权利要求1的锁料室，其特征为，基体搬运器包括一叶板，它用于在锁料室处于装载位置时支承一基体并穿过开口伸出和从基体加载站收回基体。
6.如权利要求1的锁料室，其特征为至少一个第一和第二室部分包括一室开口，用于允许基体往返锁料室被传送；以及锁料室用于采取一卸载位置，其中，第一和第二室部分彼此接触，以及至少基体搬运器的一部分经过室开口伸出。
7.如权利要求6的锁料室，其特征为，室开口包括一闸阀(SlitValve)。
8.如权利要求6的锁料室，其特征为，基体搬运器包括一叶板，它用于支承一基体并经过室开口伸出，并将基体传送至传送室。
9.一系统，它包括结合至一传送室上的如权利要求6的锁料室。
10.一锁料室，它包括一用于保持静止的第一室部分；一用于相对于第一室部分移动的第二室部分，其中，至少一个第一和第二室部分包括一第一开口，以用于允许基体往返锁料室被传送；以及一位于第一和第二室部分之间的基体搬运器；其特征为，锁料室用于采取(a)一封闭位置，其中，第一和第二室部分彼此接触，以便界定能保持真空压力的区域；(b)一打开位置，其中，第二室部分从第一室部分移开，以便界定一第二开口；(c)一装载位置，其中，至少一部分基体搬运器穿过第二开口伸出；以及(d)一卸载位置，其中，第一和第二室部分彼此接触，以及至少一部分基体搬运器穿过第一开口伸出。
11.一锁料室，它包括一用于保持静止的顶部；一用于相对于第一部分上升和下降的底部；和一位于顶部和底部之间的基体搬运器；其特征为，锁料室用于采取(a)一封闭位置，其中，顶部和底部彼此接触，以便界定能保持真空压力的区域；(b)一打开位置，其中，底部从顶部下降，以便界定一开口；(c)一装载位置，其中，至少一部分基体搬运器穿过开口伸出。
12.一锁料室，它包括一顶部，它用于保持静止，并包括一用于允许基体往返锁料室被传送的第一开口；一底部，它用于相对于顶部上升和下降；一位于顶部和底部之间的基体搬运器；其特征为，锁料室用于采取(a)一封闭位置，其中，顶部和底部彼此接触，以便界定能保持真空压力的区域；(b)一打开位置，其中，底部和基体搬运器作为一个单位离开顶部下降，以便界定一第二开口；(c)一装载位置，其中，至少一部分基体搬运器穿过第二开口伸出；以及(d)一卸载位置，其中顶部和底部彼此接触，以及至少一部分基体搬运器穿过第一开口伸出。
13.一系统，它包括结合至一传送室上的如权利要求12的锁料室。
14.如权利要求12的系统，其特征为，第一开口位于比第二开口低的水平上。
15.如权利要求12的系统，其特征为，第一开口位于与第二开口相同的水平上。
16.一方法，它包括提供一锁料室，该室有一用于保持静止的第一室部分；一用于相对于第一室部分移动的第二室部分；和位于第一和第二室部分之间的基体搬运器；从第一室部分移开第二室部分，以界定一第一开口；用基体搬运器从基体装载站取回基体；移动第二室部分，使之与第一室部分接触，以便界定一密封区；和对密封区抽真空。
17.如权利要求16的方法，其特征为，用基体搬运器从基体装载站取回基体包括穿过第一开口伸出至少一个基体搬运器的叶板；用叶板从基体加载站取回基体；以及，缩回基体搬运器的叶板。
18.如权利要求16的方法，它进一步包括穿过第二开口将至少一个基体搬运器的叶板伸入锁料室中并伸入结合至锁料室的传送室；以及将基体从叶板传送至传送室。
19.一方法，它包括提供一锁料室，该室有一用于保持静止的第一室部分；一用于相对于第一室部分移动的第二室部分；和，位于第一和第二室部分之间的基体搬运器；从第一室部分移开第二室部分，以界定一第一开口；穿过第一开口伸出至少一个基体搬运器的叶板；用叶板从基体加载站取回基体；缩回基体搬运器的叶板；移动第二室部分，使之与第一室部分接触，以便界定一密封区；对密封区抽真空；穿过第二开口将至少一个基体搬运器的叶板伸入锁料室并伸入结合至锁料室的传送室；以及将基体从叶板传送至传送室。
20.一方法，它包括提供一锁料室，该室有一用于保持静止的顶部；一用于相对于顶部移动的底部；以及，一位于顶部与底部之间的基体搬运器；下降底部，离开顶部，以界定一第一开口；用基体搬运器从基体装载站取回基体；上升底部，使之与顶部接触，以便界定一密封区；以及对密封区抽真空。
21.一方法，它包括提供一锁料室，该室有一用于保持静止的顶部；一用于相对于顶部移动的底部；和一位于顶部与底部之间的基体搬运器；作为一个单位下降底部和基体搬运器，离开顶部，以便界定一第一开口；穿过第一开口伸出至少一个基体搬运器的叶板；用叶板从基体装载站取回基体；缩回基体搬运器的叶板；作为一个单位上升底部和基体搬运器，以使底部与顶部接触，并且顶部和底部界定一密封区；对密封区抽真空；穿过第二开口将至少一个基体搬运器的叶板伸入锁料室，并伸入与锁料室结合的传送室；以及从叶板将基体传送至传送室。
全文摘要
在一第一形式中，提供一锁料室，它包括(1)用于保持静止的第一室部分；(2)用于相对于第一室移动的第二室部分；和(3)一位于第一和第二室部分之间的基体搬运器。锁料室用于采取(a)一封闭位置，其中，第一和第二室部分彼此接触，以便界定能保持真空压力的区域；(b)一打开位置，其中，第二室部分从第一室部分移开，以便界定一开口；和(c)一装载位置，其中，至少一部分基体搬运器穿过开口伸出。提供了按照这些和其它形式的系统和方法。
文档编号H01L21/00GK1440564SQ01812425
公开日2003年9月3日 申请日期2001年6月30日 优先权日2000年7月7日
发明者伊利亚·佩尔洛夫 申请人:应用材料有限公司