压控晶圆载体以及晶圆传输系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了将晶圆保持在恒定压力下的晶圆载体，其中该恒定压力的预设值低于或者高于大气压力，以防止传统晶圆载体中因暴露在大气中而导致的晶圆污染，并且还公开了使用该晶圆载体的晶圆传输系统以及方法。以预设承载压力来填充的晶圆载体被传输并与包括气锁室、真空传送模块及工艺室的晶圆处理设备的气锁室相对接。气锁室通过气泵调整内部压力以相继地先与开启承载门之前的承载压力相等，然后与开启真空传送模块的门之前的真空传送模块压力。然后，晶圆被传送到工艺室中。在处理之后，晶圆被传送回晶圆载体中并在被卸载以及传输到下一晶圆处理设备之前以预设承载压力来填充。本发明还公开了压控晶圆载体以及晶圆传输系统。
【专利说明】压控晶圆载体以及晶圆传输系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，更具体地，涉及压控晶圆载体以及晶圆传输系统。
【背景技术】
[0002]半导体集成电路(IC)工业经历了指数增长。IC材料和处理操作的技术进步产生了多代1C，其中每代具有比前代更小并且更复杂的电路。
[0003]IC形成在晶圆上，这必须经历许多的工艺步骤，每个工艺步骤典型地在为特别设计为用于特定工艺的晶圆处理设备的工艺室中进行，在很多情况下，在真空或近乎真空的条件下。典型地，晶圆被包含在称作前端开启式统一规格运输腔或者前端开启式通用腔(FOUP )的晶圆载体中的同时，由称作自动物料搬运系统(AMHS )的晶圆转移系统从一个晶圆处理设备自动地传输至另一个晶圆处理设备。FOUP是专门被设计为具有如下功能的塑料壳体:安全地并且安稳地保持硅晶圆，以及为了处理或测量可将晶圆移除并进入到装配有适当的装载端口(load port)和机器人搬运系统的晶圆处理设备中。典型的FOUP包括大约25个直径为300mm并且由FOUP中的鳍状件安全保持的晶圆，并且FOUP具有前端开启门以允许机器人搬运机构能够接触晶圆。
[0004]当前使用的FOUP的密封系统不适宜提供并维持对晶圆的任何真空或增压环境，并且因此，晶圆被保持在处于大气压下的FOUP中。这可导致诸如允许湿气和/或化学物质进入FOUP的问题，这会污染晶圆。
[0005]因此，为了防止这样的潜在的晶圆污染，亟需提供晶圆载体，这可对其中的晶圆在传输期间提供恒定的预设压力，该压力取决于特定需求而低于或高于大气压力。而且，还亟需提供一种改进的传输晶圆的系统和方法，以通过利用这样的压控晶圆载体，不仅能够消除晶圆污染问题，并且也能够减少晶圆传送时间，也即晶圆载体在两个相邻的晶圆处理设备之间移动所耗的时间。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种在第一晶圆处理设备处传输晶圆的方法，所述第一晶圆处理设备包括在内部具有第一压力的气锁室、与所述气锁室气体连通但是可通过第一门与所述气锁室隔开的传送模块、以及与所述传送模块气体连通但可通过第二门与所述传送模块隔开的工艺室，其中，所述第一门位于所述气锁室和所述传送模块之间，所述第二门位于所述传送模块和所述工艺室之间，所述传送模块和所述工艺室分别在内部具有预设的第二压力和第三压力，所述方法包括:
[0007]传输其中包括多个晶圆的晶圆承载壳体，所述壳体具有用于传送多个晶圆通过其中的壳体开口和壳体门，其中，所述晶圆承载壳体在传输期间在所述壳体内部具有预设的承载压力；
[0008]将所述晶圆承载壳体与所述气锁室相对接；
[0009]将所述气锁室内部的所述第一压力变为所述承载压力；
[0010]开启所述壳体门；
[0011]将所述气锁室和所述晶圆承载壳体内部的所述承载压力变为所述第二压力；
[0012]开启所述第一门；
[0013]将所述多个晶圆从所述晶圆承载壳体传送至所述传送模块；
[0014]开启所述第二门；以及
[0015]将所述多个晶圆从所述传送模块传送至所述工艺室中来用于处理。
[0016]在可选实施例中，所述方法还包括:在处理之后，将所述多个晶圆从所述工艺室传送回所述晶圆承载壳体中。
[0017]在可选实施例中，所述方法还包括:在将所述多个晶圆传送回所述晶圆承载壳体之后，以所述承载压力来填充所述晶圆承载壳体。
[0018]在可选实施例中，所述方法还包括:在以所述承载压力填充所述晶圆承载壳体之后，将所述晶圆承载壳体与所述气锁室分离；以及
[0019]将所述晶圆承载壳体传输至第二晶圆处理设备。
[0020]在可选实施例中，通过附接到所述气锁室的气泵来实现所述第一压力的改变以及所述承载压力的改变。
[0021]在可选实施例中,所述气泵利用氮气(N2)来改变压力。
[0022]在可选实施例中，所述方法还包括:通过设置在所述晶圆承载壳体处的传感器-发射器来无线广播实际压力、所述多个晶圆的数量和/或所述晶圆承载壳体在其传输期间的内部温度。
[0023]在可选实施例中，所述方法还包括:如果所述传感器广播的实际压力不同于所述承载压力，则以所述承载压力来填充所述晶圆承载壳体。
[0024]在可选实施例中，所述预设的承载压力低于大气压力。
[0025]在可选实施例中，所述预设的承载压力高于大气压力。
[0026]根据本发明的另一方面，还提供了一种适用于晶圆传输和处理系统的可传输晶圆载体，其中所述晶圆传输和处理系统包括用于制造半导体器件的多个晶圆处理设备，所述晶圆载体包括:
[0027]其尺寸被配置成在其中可移除地包括多个晶圆的壳体，所述壳体具有用于通过传送所述多个晶圆通过其中的开口和门，其中所述壳体在传输期间在其中具有高于或者低于大气压力的预设承载压力。
[0028]在可选实施例中，所述可传输晶圆载体，还包括:传感器-发射器，用于无线广播实际压力、所述多个晶圆的数量和/或所述晶圆承载壳体在其传输期间的内部温度。
[0029]在可选实施例中，所述壳体还用于与晶圆处理设备的气锁室对接以装载或卸载所述多个晶圆。
[0030]根据本发明的又一方面，还包括一种用于制造半导体器件的系统，包括:晶圆处理设备，包括:
[0031]气锁室；
[0032]与所述气锁室气体连通但可通过第一门隔开的传送模块，所述第一门位于所述气锁室和所述传送模块之间；和
[0033]与所述传送模块气体连通但可通过第二门隔开的工艺室，所述第二门位于所述传送模块和所述工艺室之间；以及
[0034]可传输晶圆载体，用于固定位于其中的多个晶圆，所述可传输晶圆载体包括:
[0035]开口；
[0036]用于传送多个晶圆通过其中的门；和
[0037]壳体，用于在传输期间在所述壳体内部维持预设承载压力，并且用于与所述气锁室对接以装载或者卸载所述多个晶圆。
[0038]在可选实施例中，所述晶圆处理设备还包括:附接到所述气锁室的气泵，用于调整所述气锁室内部的压力。
[0039]在可选实施例中,所述气泵利用氮气(N2)来调整压力。
[0040]在可选实施例中，所述可传输晶圆载体还包括:传感器-发射器，用于无线广播实际压力、所述多个晶圆的数量和/或所述晶圆承载壳体在其传输期间的内部温度。
[0041]在可选实施例中，所述可传输晶圆载体还包括:压力填充站，用于如果由所述传感器-发射器广播的实际压力不同于所述承载压力，则以所述承载压力来填充所述壳体。
[0042]在可选实施例中，所述预设承载压力低于大气压力。
[0043]在可选实施例中，所述预设承载压力高于大气压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的数量和尺寸可以被任意增加或减少。
[0045]图1示出了现有技术中制造半导体器件所使用的传统的真空晶圆处理设备的俯视图；
[0046]图2示出了现有技术中制造半导体器件所使用的传统的真空晶圆处理设备的示意性横截面视图；
[0047]图3示出了根据本发明的一方面的制造半导体器件中对压控晶圆进行传输所实施的方法的示意图；
[0048]图4A-4D示意性地示出了根据本发明的一方面的图3所示出的方法的所选择步骤；以及
[0049]图5示意性地示出了根据本发明的一方面的图3中示出的方法的步骤。
【具体实施方式】
[0050]可以理解，下面公开的内容提供了许多不同的实施例或者例子，用以实现各个实施例中的不同特征。下面将描述组件或者布置的具体例子以简化本发明。当然它们仅为举例说明而并不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，第一部件形成在第二部件上方或者在第二部件上可以包括第一部件与第二部件形成为直接接触的实施例，也可以包括附加部件形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。此外，本发明可在多个例子中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简化和清楚的目的，并且其自身并不表示所讨论的不同实施例和/或结构之间的关系。
[0051]图1示出了现有技术中所使用的传统的真空晶圆处理设备结构100的俯视图，图2示出了其横截面视图。参考图1和图2，传统设备结构100通常包括ATM (大气压力)传送模块110、气锁室120、真空传送模块130、以及多个真空处理模块或工艺室140。ATM传送模块110在其一侧上具有若干装载端口 112以于此装入F0UP150。典型地，ATM传送模块110在内部大气压力的情况下工作，并且其主要功能仅为在其装载端口 112处接收F0UP150、打开F0UP150的前端开启门152、并且通过在将晶圆160移至下一模块以对它们进行处理之前，使用安装在F0UP150中的机器臂115将晶圆160取出并运送至传送模块110中。如前所述，现有技术中使用的传统的F0UP150具有内部大气压力，使得它们易受潜在污染的侵害。
[0052]气锁室120连接至ATM传送模块110，并且与气锁室门122分开。在半导体器件的制造中，在工艺室140中的许多晶圆处理在真空或近乎真空下进行。气锁室120用作为调整对晶圆160的压力的缓冲区。在晶圆160从传送模块110被传送至气锁室120中之后，气锁室120将晶圆160在那时经受的大气压力改变为维持在真空传送模块130中的特定压力值，典型地远低于大气压力或者几乎接近于如特定的晶圆处理所指定的真空。气锁室120中的压力通过附接到其上的气泵(未示出)来进行调节，并且典型地，氮气(N2)的流入用于控制该压力。将气锁室120与ATM传送模块110和真空转送模块130分别隔开的气锁室门122以及真空模块门132，在关闭时阻止任何气体流动，以对气锁室120进行密封并保持其中的压力。开启气锁室门122或真空模块门132，建立了气锁室120与无论哪个朝气锁室120开放的室(ATM传送模块110或真空转送模块130)之间的压力和温度的平衡，这通过它们之间的自由气体流通来实现。一旦气锁室120的压力被调整为与具有真空模块门132的真空转送模块130相等，真空传送门132开启并且晶圆被传送至真空转送模块130中。
[0053]真空传送模块130用作中央对接站(central dock stat1n),从气锁室120传送来的晶圆160被临时保持在此以为处理做准备并由机器臂135分发至多个工艺室140。典型地，在进入工艺室140的各入口处，具有室门142。一旦晶圆160被传送进特定的工艺室140中，室门142关闭。
[0054]一旦晶圆160位于工艺室140中，真空传送模块130内的压力值，可进一步分别改变为通过与各工艺室140连接的独立的压力泵的特定处理所要求的不同的值。在处理完毕之后，压力可在室门142开启之前调整回初始真空传送模块值，并且晶圆160传送回真空转送模块130中。通常地，单晶圆处理设备100具有一至二十个工艺室140，并且取决于处理设备的特定类型，各工艺室140可对其中包含的晶圆160进行相同或不同的处理步骤。
[0055]如图1和图2中所示，由于密封系统没有能力将晶圆保持在加压环境下，因此现有晶圆传送系统中所使用的FOUP在大气压力下传送晶圆。这样晶圆搬运将晶圆暴露在由在湿气、微生物或化学物质中潜变所引起的所有种类的生化微污染的危险下，这损害了各晶圆处理步骤的性能和质量。此外，如果现有晶圆传输系统中ATM传送模块的功能(也即仅接收F0UP、取出晶圆以及将晶圆传送至用于调整压力的气锁室)可由例如气锁室所替代，可缩短单个处理设备中对晶圆进行处理所耗的总时间，并且整个制造处理的成本和效率可被大大改进。鉴于本领域现在所采用的FOUP和晶圆传输系统所出现的缺陷，本发明提供了非大气压控晶圆载体，诸如用于阻止对晶圆的潜在污染的F0UP，以及利用压控晶圆载体来传输晶圆的改进的系统和方法。
[0056]图3示出了在本发明的一方面的半导体器件制造中传输压控晶圆所进行的方法300的示意图。在此在参考图4A-4D的同时，将描述图3中方法300的步骤，其中图4A-4D示例性地示出了方法300的所选择的步骤。
[0057]现参考图3，在步骤302中，提供了晶圆处理设备。在此，以广义形式使用的术语“提供”包含所有形式的获得，包括但不限于“购买”、“准备”、“制造”、“布置”或“按顺序制造”规定的对象，也即晶圆处理设备。参考图4A，晶圆处理设备400包含气锁室410、传送模块420以及多个真空处理模块或工艺室430。一方面，气锁室410具有一个或多个装载端口412以于此与一个或多个晶圆承载壳体450进行对接，晶圆承载壳体450是根据本发明进行设计并传输的。晶圆承载壳体450的结构将在下面描述步骤304时描述。另一方面，气锁室410连接至传送模块420，然而被传送模块门422分隔开。当传送模块门422关闭时，气锁室410与传送模块420隔离以具有不同的压力。但当传送模块门422开启时，那么气锁室410与传送模块420气体连通以在它们之间达到压力平衡。气锁室410的主要功能是在其装载端口 412处接收晶圆承载壳体450，从而合适地调整其中将在后续步骤描述的的压力，开启晶圆承载壳体450的前端开启门452，并通过机器臂将包含在晶圆承载壳体450中的晶圆460取出至传送模块420中。通过连接到气锁室的气泵415来调整气锁室410中的压力，并且典型地氮气(N2)、空气或它们的混合物的流入/流出被用来控制压力。
[0058]传送模块420担任中央对接站的角色，从气锁室210传送来的晶圆460被临时保持于此并分发至多个工艺室430以进行特定晶圆处理。一旦处理完毕，晶圆460在被传送回单独的晶圆承载壳体450之前被再次聚集在传送模块420中，然后再次穿过气锁室410。传送模块420通过腔室门432与每个工艺室430选择性地隔离。当腔室门432关闭时，相应的工艺室430与传送模块420相隔离，并且如果需要的话，可通过单独的气泵而具有不同的压力。对于大多数晶圆处理设备400，传送模块420中的压力维持为真空、近真空或极低压力。在一个实施例中，传送模块420具有典型的近真空压力，为大约100毫托。在另一实施例中，取决于特定处理设备的晶圆处理的种类，传送模块420可具有较高压力或者甚至大气压力。典型地，传送模块420具有安装于其中的机器臂425以将晶圆460传送入或者传送出气锁室410、传送模块420或者工艺室430。
[0059]工艺室430具有实际的空间，晶圆460在其中经受用于制造特定半导体器件的多种晶圆处理步骤。晶圆460从传送模块420传送至处于压力均衡下的工艺室430 (也即具有与传送模块420相同的压力)中。一旦晶圆460被移入工艺室430中，其中的压力可进一步改变为特定处理所要求的压力。为此，每个工艺室430可具有单独的压力泵，或者，所有工艺室430可连接至一个单独的中央压力泵。典型地，单个晶圆处理设备400可具有多个工艺室430，典型地在I至20之间。在一个实施例中，取决于处理设备的特定类型，单个设备400中的多个工艺室430可对晶圆460进行所有相同的处理步骤，或者在其他实施例中，它们可进行全部或部分不同的处理步骤。
[0060]现再次参考图3，在步骤304，传输在其中包括多个晶圆的晶圆承载壳体。图4A也不出了这样的晶圆承载壳体450被传输并且靠近气锁室410的一个装载端口 412。与传统FOUP (前端开启式统一规格运输腔)相似，晶圆承载壳体450可被设计为用于支承具有标准尺寸的标准硅晶圆，在一个实施例中，硅晶圆的直径为300mm。当充分装载时，其可支承25个晶圆。但是根据晶圆尺寸以及特定处理需求的发展，晶圆承载壳体450可被设计为承载任何其他数量的具有任何其他尺寸的晶圆。在一个实施例中，晶圆承载壳体450也可如传统的FOUP那样具有前端开启门452，以允许机器搬运机构425经由此直接接触晶圆。晶圆承载壳体450还可具有多种连接板、销以及孔(未示出)以允许晶圆承载壳体450安装在步骤302提供的晶圆处理设备400的气锁室410的装载端口 412上。FOUP的传统内部结构，也可假定为晶圆承载壳体450，在本领域是已知的，因而在此不再详述。
[0061]此外，本发明中的晶圆承载壳体450适于在内部具有预设的目标承载压力，该压力在传送期间被维持为恒定。取决于特定处理需要，预设承载压力可高于或者低于大气压力。可考虑多种因素来确定预设目标压力，如能够有效地阻挡任何灰尘、细菌以及真菌的生长、湿度或者可潜在地污染晶圆的化学物质的适合压力水平，传送模块420的压力水平，这取决于设备400中的工艺室430中进行的特定处理步骤的类型。为维持内部恒定的压力，晶圆承载壳体450可需装配由合适设计的密封结构。密封结构可利用任何合适的本领域已知的用于制造密封容器的气密密封/封装技术或材料。例如，如果目标压力低于大气压力，则密封结构可利用用于真空密封/封装、气密密封(诸如玻璃金属密封件)的技术和材料，或者，可利用通过使用PTFE密封环、O型环(可选地封装的O型环)或PTFE套管的阻隔性封装的技术和材料。如果目标压力高于大气压力，则晶圆承载壳体450的密封结构可采用加压的密封封装所使用的技术和材料。晶圆承载壳体450的形状可不被限制为传统的FOUP的矩形箱体形状。它可采用特定设计或应用需要所期望的的几乎任何形状，这可包括具有球形、圆柱形和锥形截面的形状。
[0062]晶圆承载壳体450可在装备有气泵和对接端口的气锁室处充入预设目标内部压力，这可以是作为单独的压力填充站或者作为晶圆处理设备的一部分存在。一旦被填充，例如，晶圆承载壳体450被操作并在传送机上传送，例如在多个晶圆处理设备中通过诸如传统AMHS (自动物料搬运系统)的传输系统将晶圆承载壳体450从一个用于晶圆处理的设备传输到另一个用于晶圆处理的设备。AMHS系统在本【技术领域】已熟知，在此不作详述。
[0063]晶圆承载壳体450可还具有诸如RFID (射频识别)标签的传感器/发射器455，其无线发送特定晶圆承载壳体450上的多种信息的信号，包括但不限于:预设目标承载压力、壳体450内部的实际压力和温度以及所包含的晶圆的数量。可通过本领域已知的任何无线数据通信技术来实现无线传输，包括W1-Fi或蓝牙网络。信号可由安装在每个晶圆处理设备400上的接收器或者单独的压力填充站来拾取。
[0064]再次参考图3，现在步骤306，晶圆承载壳体450与晶圆处理设备100的气锁室410在它的一个装载端口 412处进行对接。图4B示意性地示出了晶圆承载壳体450与晶圆处理设备100的气锁室410的对接。对接可通过使用形成在壳体450上的多种连接板、销以及孔(未示出)安全地实现。一旦对接，如图4B中所示，晶圆承载壳体450的壳体开启门452保持关闭直至下一步骤，以保持壳体450中的晶圆460处于恒定承载压力。在对接之前或者对接的同时，气锁室410接到关于特定的接近或正对接的晶圆承载壳体450的多种信息的通知。该信息从安装在壳体450上的传感器/发射器455发送，并可由每个晶圆处理设备400上存在的本地接收器(未示出)或者位于中央服务器或控制单元上的接收器来拾取。在后一种情况下，信息被中继到特定晶圆承载壳体450所对接的具体处理设备400处。如上文所述，关于晶圆承载壳体450的信息可包括承载压力的预设目标值、壳体450内部的实际压力和温度以及壳体内所包含的晶圆的数量，并可用于在特定处理设备400中处理晶圆。
[0065]再次参考图3以及图4C，在步骤308中，气锁室410内部的压力改变为晶圆承载壳体450内部的预设承载压力。晶圆承载壳体450与气锁室410对接之前，气锁室410内部的压力不同于预设承载压力。在实施例中，气锁室410内部的压力为大气压力。晶圆承载壳体450被对接之后，通过使用气泵415，使气锁室压力被调整为等于预设承载压力。如果预设承载压力低于大气压力，则气锁室410内部的空气被抽出，直到处于大气压力的气锁室压力达到预设承载压力。气锁室410内部的改变压力可由安装在其中的压力传感器(未示出)来测量，压力传感器连接至泵415以使得气泵415可精确地监测并控制气锁室压力。如果预设承载压力高于大气压力，则气泵415送入空气或者氮气(N2)以将气锁室压力增加至预设承载压力。在一个实施例中，气泵415使用由90%氮气和10%空气组成的气体来进行压力控制，在其他实施例中，这可不同。壳体开启门452保持关闭直到气锁室410内部的压力等于预设承载压力。
[0066]一旦达到晶圆承载壳体450与气锁室410之间的压力平衡，然后在步骤310中，打开壳体开启门452。壳体450中的晶圆460依旧保持在相同的压力环境下。图4C示意性地示出了壳体-气锁室压力平衡实现且壳体开启门452开启之后的壳体450和处理设备400。壳体开启门452的开启或关闭可通过安装在气锁室410处且与其装载端口 412相邻的壳体门开启/关闭机构417来进行，图4A中示意性示出了壳体门开启/关闭机构。在一个实施例中，当壳体开启门452关闭时，为了紧密密封并防止任何气体流动，多个传统密封O型环414 (也如图4A中示出的)可用在壳体开启门452和装载舱412两者处。
[0067]再次参考图3，现在步骤312中，当前等于预设承载压力的气锁室410和晶圆承载壳体450内部的压力，改变为传送模块门422关闭下的传送模块420的内部压力。再次,连接至气锁室410的气泵415用于进行改变压力的操作。在一个实施例中，传送模块420内部的压力维持为真空、近真空或者极低压力，诸如大约为100毫托的典型真空压力。在另一实施例中，取决于要在处理室430中进行的特定晶圆处理步骤的种类，传送模块420可具有更高压力或者甚至大气压力。例如，对于一些光刻处理步骤或清洁步骤，大气压可用在传送模块420中(在这种情况下，以“真空传送模块”为名的术语“真空”是不合适的)。
[0068]一旦气锁室410和晶圆承载壳体450内部的压力等于传送模块420中的压力，贝丨J在步骤314中，传送模块门422开启。在此阶段，所有的气锁室410、传送模块420以及晶圆承载壳体450处于相同的压力下，也即传送模块420的压力。图4D示意性地示出了在传送模块门422开启之后，步骤312的这个阶段。传送模块门的开启和关闭可通过如图4A中所示的安装在与传送模块门422相邻的门开启/关闭机构427来进行，与壳体门开启/关闭机构417的种类类似。
[0069]传送模块门422开启之后，然后在步骤316，晶圆承载壳体450内部的晶圆460由安装在传送模块420中的多个机器臂425传送到传送模块420中。图4A中示意性地示出的机器臂425具有叉形以拉住晶圆，并且为本领域所常用的传统机器臂。因此，在此不再赘述其更具体的结构。
[0070]再次参考图3，现在步骤318中，特定工艺室的室门432由门开启/关闭机构(未示出)开启，与门开启/关闭机构417或427相似。在多个工艺室430中，特定腔被开启以传送现在传送模块420中等候的晶圆460，可由预设处理顺序所确定并且由连接至传送模块420的控制中心或服务器计算机进行自动控制。优选地，在特定工艺室430的门432开启之前，工艺室430的内部压力可通过连接至工艺室430的单独的气泵(未示出)调整为等于传送模块420的压力，以使得传送模块420的气压在室门432开启之后维持不变。
[0071]仍参考图3，现在步骤320中，传送模块420内部的晶圆再次由安装在传送模块420中的机器臂425传送到所选择的的特定工艺室430中进行处理。晶圆460被传送之后，室门432关闭，并且取决于特定处理步骤的需要，工艺室430内部的压力可进一步改变为比真空传送模块压力高或低的值。在此条件下，腔压力需要在晶圆460的处理完成之后并在开启室门432以将晶圆460传送回传送模块420中之前被调整回真空传送模块压力。
[0072]继续参考图3，在晶圆460的处理完成之后，然后在步骤322中，晶圆460从工艺室430传送回晶圆承载壳体450中，经过至传送模块420至气锁室410中的连续传送。然后在步骤324中，对晶圆承载模块450充回预设承载压力。基本上依照方法300的前述步骤以相反的顺序进行这样的压力回填充步骤。更特别地，将晶圆460传送回晶圆承载壳体450中之后的压力回填充处理包括:关闭传送模块门422 ;将气锁室410和晶圆承载壳体450内部的压力改变为预设承载压力；以及关闭壳体开启门412。这些相反步骤的细节与前述步骤相同，并因此在此不再赘述。
[0073]最后，在步骤324中，晶圆承载壳体与气锁室410分离并经由AMHS传输至下一晶圆处理设备以进行另外的晶圆处理。
[0074]在多个晶圆处理设备之间传输晶圆的方法300可还包括:如果由传感器/发射器测量并广播的实际压力不同于预设承载值，则在晶圆处理设备中的传输期间，以预设承载压力来填充晶圆承载壳体的步骤。图5示意性地示出了这样的步骤，其中多个晶圆承载壳体510被传输,从而通过诸如AMHS的传输系统500在不同晶圆处理设备(未不出)中移动。在传输期间，附接至单个壳体的传感器/发射器520保持无线广播关于相应的壳体的各种信息，特别是实际内部压力。这样的传送信息由例如连接至气泵560的单独的压力填充站或气锁室550所接收。如果所广播的一些晶圆承载壳体515的实际压力不同于预设承载值，则这些壳体515被从其常规轨道504取出并送至侧轨道508中，并被带入气锁室550中，在此处它们被填充预设承载值的正确压力。
[0075]通过本发明所描述的新的压控晶圆载体，各晶圆载体的内部压力可维持在恒定压力，其根据特定设计或处理需求的需要低于或者高于大气压力，使得能够解决本领域诸如FOUP的传统晶圆载体使晶圆保持在不受控的大气压力下的晶圆污染的问题。此外，本发明所描述的晶圆传输方法与本发明中的压控晶圆载体一同使用，能够通过省去传统晶圆传输系统中的ATM传送模块、组件的使用来节省大量的总处理时间和成本。
[0076]上面论述了若干实施例的部件，使得本领域普通技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域普通技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或更改其他用于达到与这里所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点的处理和结构。本领域普通技术人员也应该意识到，这种等效构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。
【权利要求】
1.一种在第一晶圆处理设备处传输晶圆的方法，所述第一晶圆处理设备包括在内部具有第一压力的气锁室、与所述气锁室气体连通但是可通过第一门与所述气锁室隔开的传送模块、以及与所述传送模块气体连通但可通过第二门与所述传送模块隔开的工艺室，其中，所述第一门位于所述气锁室和所述传送模块之间，所述第二门位于所述传送模块和所述工艺室之间，所述传送模块和所述工艺室分别在内部具有预设的第二压力和第三压力，所述方法包括: 传输其中包括多个晶圆的晶圆承载壳体，所述壳体具有用于传送多个晶圆通过其中的壳体开口和壳体门，其中，所述晶圆承载壳体在传输期间在所述壳体内部具有预设的承载压力； 将所述晶圆承载壳体与所述气锁室相对接； 将所述气锁室内部的所述第一压力变为所述承载压力； 开启所述壳体门； 将所述气锁室和所述晶圆承载壳体内部的所述承载压力变为所述第二压力； 开启所述第一门； 将所述多个晶圆从所述晶圆承载壳体传送至所述传送模块； 开启所述第二门；以及 将所述多个晶圆从所述传送模块传送至所述工艺室中来用于处理。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 在处理之后，将所述多个晶圆从所述工艺室传送回所述晶圆承载壳体中。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括: 在将所述多个晶圆传送回所述晶圆承载壳体之后，以所述承载压力来填充所述晶圆承载壳体。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括: 在以所述承载压力填充所述晶圆承载壳体之后，将所述晶圆承载壳体与所述气锁室分离；以及 将所述晶圆承载壳体传输至第二晶圆处理设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过附接到所述气锁室的气泵来实现所述第一压力的改变以及所述承载压力的改变。
6.一种适用于晶圆传输和处理系统的可传输晶圆载体，其中所述晶圆传输和处理系统包括用于制造半导体器件的多个晶圆处理设备，所述晶圆载体包括: 其尺寸被配置成在其中可移除地包括多个晶圆的壳体，所述壳体具有用于通过传送所述多个晶圆通过其中的开口和门，其中所述壳体在传输期间在其中具有高于或者低于大气压力的预设承载压力。
7.根据权利要求6所述的可传输晶圆载体，还包括: 传感器-发射器，用于无线广播实际压力、所述多个晶圆的数量和/或所述晶圆承载壳体在其传输期间的内部温度。
8.根据权利要求6所述的可传输晶圆载体，其中，所述壳体还用于与晶圆处理设备的气锁室对接以装载或卸载所述多个晶圆。
9.一种用于制造半导体器件的系统，包括:晶圆处理设备，包括: 气锁室； 与所述气锁室气体连通但可通过第一门隔开的传送模块，所述第一门位于所述气锁室和所述传送模块之间；和 与所述传送模块气体连通但可通过第二门隔开的工艺室，所述第二门位于所述传送模块和所述工艺室之间；以及 可传输晶圆载体，用于固定位于其中的多个晶圆，所述可传输晶圆载体包括: 开口 ； 用于传送多个晶圆通过其中的门；和 壳体，用于在传输期间在所述壳体内部维持预设承载压力，并且用于与所述气锁室对接以装载或者卸载所述多个晶圆。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述晶圆处理设备还包括:附接到所述气锁室的气泵，用于调整所述气锁室内部的压力。
【文档编号】H01L21/677GK104051310SQ201310342266
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】陈世宏 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司