高密度基板处理系统及方法与流程

高密度基板处理系统及方法
对于相关申请的交互引用
1.本技术要求于2019年7月12日的美国临时申请第62/873,503号的优先权，出于所有目的将其全部内容通过引用并入本文。
2.本技术涉及以下申请(全部于2019年7月12日同时提交)，标题为：“robot for simultaneous substrate transfer”(美国临时申请第62/873,400号)、“robot for simultaneous substrate transfer”(美国临时申请第62/873,432号)、“robot for simultaneous substrate transfer”(美国临时申请第62/873,458号)、“robot for simultaneous substrate transfer”(美国临时申请第62/873,480号)、和“multi-lid structure for semiconductor processing systems”(美国临时申请第62/873,518号)。为了所有目的，这些申请中的每一个通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本技术涉及半导体处理与设备。更具体地，本技术涉及基板处理系统与基板处理方法。


背景技术：

4.半导体处理系统通常利用群集工具将多个处理腔室集成在一起。此配置可以促进执行几个顺序处理操作而无需从受控的处理环境中移除基板，或者它可以允许在变化的腔室中一次在多个基板上执行类似的处理。这些腔室可包括例如脱气腔室、预处理腔室、转移腔室、化学气相沉积腔室、物理气相沉积腔室、蚀刻腔室、计量腔室和其他腔室。选择群集工具中的腔室的组合，以及运行这些腔室的操作条件和参数，以使用特定的处理配方和处理流程来制造特定的结构。
5.群集工具通常通过使基板连续通过一系列腔室并进行处理操作来处理许多基板。通常将处理配方和顺序编程到微处理器控制器中，控制器将通过群集工具指导、控制和监视每个基板的处理。一旦已经通过群集工具成功地处理了整个晶片盒，则可以将此盒传递到另一个群集工具或独立工具(例如化学机械研磨机)，以进行进一步处理。
6.通常使用机器人将晶片传送通过各种处理和保持腔室。每个处理和搬运操作所需的时间量直接影响每单位时间的基板吞吐量。群集工具中的基板吞吐量可能直接与位于转移腔室内的基板搬运机器人的速度有关。随着处理腔室配置的进一步发展，常规的晶片转移系统可能是不够的。
7.因此，需要可用于在群集工具环境内高效地引导基板的改进的系统和方法。本技术解决了这些与其他的需求。


技术实现要素：

8.示例性基板处理系统可以包括工厂接口和与工厂接口耦接的装载锁。系统可以包括与装载锁耦接的转移腔室。转移腔室可包括配置成从装载锁取回基板的机器人。系统可
以包括定位成与转移腔室相邻并与转移腔室耦接的腔室系统。腔室系统可包括可由机器人横向存取的转移区域。转移区域可以包括围绕转移区域设置的多个基板支撑件。多个基板支撑件中的每个基板支撑件可在第一位置和第二位置之间沿着基板支撑件的中心轴线垂直平移。转移区域也可包含转移设备，转移设备可沿着中心轴线旋转并经配置以接合基板并在多个基板支撑件之间转移基板。腔室系统还可包括与转移区域垂直偏移的多个处理区域。多个处理区域中的每个处理区域可以与多个基板支撑件中的相关基板支撑件轴向对准。每个处理区域可以由在第二位置的相关基板支撑件从下方限定。
9.在一些实施例中，腔室系统的转移区域内的多个基板支撑件可包括至少四个基板支撑件。多个处理区域中的每个处理区域可与转移区域流体耦接，并且从上方与多个处理区域中的每个其他处理区域流体隔离。系统可以包括定位成与转移腔室相邻并与转移腔室耦接的至少两个额外的腔室系统。每个腔室系统可沿着与转移腔室相邻的转移区域的壳体的表面限定两个入口。两个入口中的第一入口与多个基板支撑件中的第一基板支撑件对准。两个入口中的第二入口与多个基板支撑件中的第二基板支撑件对准。机器人可包括两个臂，两个臂被配置为通过第一入口从第一基板支撑件传送或取回第一基板，并且同时通过第二入口从第二基板支撑件传送或取回第二基板。系统可以包括定位成与转移腔室相邻并与转移腔室耦接的至少三个额外的腔室系统。每个腔室系统可沿着与转移腔室相邻的转移区域的壳体的表面限定一个入口。此一个入口可与多个基板支撑件中的第一基板支撑件对准。机器人可包括一个臂，一个臂被配置为通过一个入口从第一基板支撑件传送或取回基板。机器人的一个臂以不同于垂直于一个入口的角度延伸通过每个腔室系统的一个入口。
10.本技术的一些实施例可以包括在基板处理系统内处理基板的方法。方法可包含：由转移腔室机器人将基板传送到腔室系统的转移区域内的第一基板支撑件上。方法可包含：在第一基板支撑件处将基板与容纳在腔室系统的转移区域内的转移设备接合。方法可包含：由转移设备将基板转移到腔室系统的转移区域内的第二基板支撑件上。方法可包含：由第二基板支撑件将基板沿着第二基板支撑件的中心轴线升高到覆盖转移区域的第一处理区域。第二基板支撑件可从下方至少部分地限定第一处理区域。方法也可包含：在第一处理区域内处理基板。
11.在一些实施例中，使基板与转移设备接合可包括使至少三个基板与转移设备接合。转移基板可包括：由转移设备将至少三个基板转移至转移区域内的至少三个其他基板支撑件。处理基板可包括：在基板上沉积一层或多层材料。方法还可包含：由第二基板支撑件将基板降低到转移设备可存取的转移区域内的位置。方法可包含：在第二基板支撑件处将基板与转移设备接合。方法可包含：由转移设备将基板转移到腔室系统的转移区域内的第三基板支撑件上。方法可包含：由第三基板支撑件将基板沿着第二基板支撑件的中心轴线升高到覆盖转移区域的第二处理区域。第三基板支撑件可从下方至少部分地限定第二处理区域。
12.方法可包括：在基板上沉积额外的一层或多层材料。第二处理区域可与第一处理区域从上方流体隔离。转移设备可沿着中心轴线旋转并经配置以接合基板并在转移区域内的多个基板支撑件之间转移基板。腔室系统可以包括围绕腔室系统的转移区域设置的多个基板支撑件。多个基板支撑件中的每个基板支撑件可在第一位置和第二位置之间沿着基板
支撑件的中心轴线垂直平移。腔室系统可包括与腔室系统的转移区域垂直偏移的多个处理区域。多个处理区域中的每个处理区域可以与多个基板支撑件中的相关基板支撑件轴向对准。处理区域可以由在第二位置的相关基板支撑件从下方限定。转移腔室机器人被容纳在与腔室系统相邻的转移腔室中。
13.本技术的一些具体实施例可涵盖包括转移区域的腔室系统。转移区域的壳体可限定至少一个用于传送或取回基板的入口。转移区域可以包括围绕转移区域设置的多个基板支撑件。多个基板支撑件中的每个基板支撑件可在第一位置和第二位置之间沿着基板支撑件的中心轴线垂直平移。系统可以包括在转移区域内的转移设备。转移设备可沿着中心轴线旋转并经配置以接合基板并在多个基板支撑件之间转移基板。系统还可包括与转移区域垂直偏移的多个处理区域。多个处理区域中的每个处理区域可以与多个基板支撑件中的相关基板支撑件轴向对准。处理区域可以由在第二位置的相关基板支撑件从下方限定。
14.这种技术可提供优于常规系统与技术的数个益处。例如，处理系统可以提供多基板处理能力，此多基板处理能力可以在经济的占地面积内远远超出常规设计。另外，每个腔室系统可以提供多基板处理以及可以减少处理时间的转移设备。这些与其他的具体实施例(以及许多他们的优点与特征)，被结合下列说明与附图更详细地说明。
附图说明
15.参照说明书的其余部分与附图，可进一步理解所揭示技术的本质与优点。
16.图1a示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统的示意性俯视图。
17.图1b示出了根据本技术的一些实施例的示例性腔室系统的示意性局部剖视图。
18.图2a示出了根据本技术的一些实施例的示例性腔室系统的转移区域的示意性等距视图。
19.图2b示出了根据本技术的一些实施例的示例性腔室系统的转移区域的示意性俯视图。
20.图3示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统的示意性俯视图。
21.图4示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统的示意性俯视图。
22.图5示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统的示意性俯视图。
23.图6示出了根据本技术的一些实施例的处理基板的方法中的示例性操作。
24.图7a-7e示出了根据本技术的一些实施例的被处理的基板的示意图。
25.数个附图被包含以作为示意图。应了解到附图是用于说明，且不应被视为按尺寸或按比例的，除非特别说明其为按尺寸或按比例的。此外，作为示意图，附图被提供以帮助理解，且可不包含相较于实际呈现的所有方面或信息，并可包含夸大的材料以用于说明目的。
26.在附图中，类似的部件和/或特征可具有相同的参考标号。再者，相同类型的各个部件，可由参考标号之后的字母来分辨，此字母分辨类似的部件。若说明书中仅使用了首个参考标号，则其说明可适用于具有相同的首个参考标号的类似部件中的任意者，不论其字尾字母为何。
具体实施方式
27.基板处理可以包括用于在晶片或半导体基板上添加、去除或以其他方式修改材料的时间密集的操作。基板的高效移动可以减少排队时间并提高基板吞吐量。为了提高在群集工具中处理的基板数量，可以将额外的腔室合并到主机上。尽管可以通过加长工具来连续添加转移机器人和处理腔室，但是随着群集工具的占地面积扩大，空间效率可能会降低。因此，本技术可以包括在限定的占地面积内具有增加数量的处理腔室的群集工具。为了适应关于转移机器人的有限的占地面积，本技术可以增加从机器人横向向外的处理腔室的数量。例如，一些常规的群集工具可以包括一个或两个处理腔室，这些处理腔室围绕位于中心的转移机器人的部分而定位，以使围绕机器人的径向腔室的数量最大化。本技术可以在此概念上通过在横向上并入额外的腔室作为另一行或另一组腔室以扩展。例如，本技术可以与包括三个、四个、五个、六个或更多个处理腔室的群集工具一起应用，处理腔室可在一个或多个机器人进入位置中的每个位置处进入。
28.但是，由于增加了额外的处理位置，如果没有每个位置的附加转移功能，从中心机器人存取这些位置可能不再可行。一些常规技术可以包括晶片载体，在运送期间基板保持在其上。但是，晶片载体可能会导致基板上的热不均匀和颗粒污染。本技术通过结合与处理腔室区域垂直对准的传送部分，和可以与中心机械手协同操作以访问附加晶片位置的圆盘传送带或转移设备，来克服这些问题。在一些具体实施例中，本技术可以不使用传统的晶片载体，并且可以在转移区域内将特定晶片从一个基板支撑件转移到另一基板支撑件。尽管剩余的公开内容将常规地标识可以为其使用本结构和方法的特定结构，例如四位置转移区域，但是将容易理解，系统和方法同样适用于可能会受益于所说明的移送功能中受益的任何数量的结构和装置。因此，技术不应被视为仅限于与任何特定结构一起使用。而且，尽管将描述示例性工具系统以提供本技术的基础，但是应当理解，本技术可以与可以受益于将要描述的系统的一些或所有操作和实施例的任何数量的半导体处理腔室和工具结合。
29.图1a示出了根据本技术的一些具体实施例的沉积、蚀刻、烘烤和固化腔室的基板处理工具或处理系统100的一个实施例的俯视图。在图中，一组前开式标准舱102提供各种尺寸的基板，这些基板被机械臂104a和104b接收于工厂接口103中，并被放置在装载锁或低压保持区106中，然后再传送到位于腔室系统或四重部分109a-c中的基板处理区域108中的一个，其每个可以是具有与多个处理区域108流体耦接的转移区域的基板处理系统。尽管示出了四重系统，但是应当理解，包括独立腔室、双腔室和其他多腔室系统的平台同样被本技术涵盖。容纳在转移腔室112中的第二机械臂110可以用于将基板晶片从保持区域106传送到四重部分109并返回，并且第二机械臂110可以被容纳在转移腔室中，每个四重部分或处理系统可连接至转移腔室。每个基板处理区域108可被装配成执行许多基板处理操作，包括任何数量的沉积处理，包括循环层沉积、原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积以及蚀刻、预清洗、退火、等离子体处理、脱气、定向和其他基板处理。
30.每个四重部分109可以包括转移区域，转移区域可以从第二机械臂110接收基板并将基板传送到第二机械臂110。腔室系统的转移区域可以与具有第二机械手110的转移腔室对准。在一些实施例中，转移区域可以是机器人可横向存取的。在后续操作中，转移部分的部件可以将基板垂直平移到上覆处理区域108中。类似地，转移区域也可用于在每个转移区域内的位置之间旋转基板。基板处理区域108可以包括用于在基板或晶片上沉积、退火、固
化和/或蚀刻材料膜的任何数量的系统部件。在一种配置中，可以使用两组处理区域(例如四重部分109a和109b中的处理区域)来在基板上沉积材料，以及使用第三组处理腔室(例如四重部分109c中的处理腔室或区域)固化、退火或处理沉积的膜。在另一种配置中，所有三组腔室，例如所示的所有十二个腔室，可以被配置为既沉积和/或固化基板上的膜。
31.如图所示，第二机械臂110可以包括两个臂，用于同时传送和/或取回多个基板。例如，每个四重部分109可包括沿着转移区域的壳体的表面的两个入口107，其可与第二机械臂横向对准。可以沿着与转移腔室112相邻的表面限定入口。在诸如所示的一些实施例中，第一入口可以与四重部分的多个基板支撑件中的第一基板支撑件对准。另外，第二通道可与四重部分的多个基板支撑件中的第二基板支撑件对准。在一些实施例中，第一基板支撑件可以与第二基板支撑件相邻，并且两个基板支撑件可以限定第一列基板支撑件。如图所示的构造，第二列基板支撑件可以位于第一列基板支撑件的后面，第一列基板支撑件从转移腔室112横向向外。第二机械臂110的两个臂可以间隔开以允许两个臂同时进入四重部分或腔室系统，以将一个或两个基板传送或取回至传送区域内的基板支撑件。
32.所描述的任何一个或多个转移区域可以与从不同具体实施例中示出的制造系统分离的额外的腔室合并。将理解到系统100构想到对于材料膜的沉积、蚀刻、退火与固化腔室的额外配置。另外，本技术可以利用任何数量的其他处理系统，其可以结合用于执行诸如基板移动之类的任何特定操作的传送系统。在一些实施例中，可以提供进入多个处理腔室区域、同时在各个部分(例如所提到的保持和转移区域)中保持真空环境的处理系统可以允许在多个腔室中执行操作，同时在各个处理之间保持特定的真空环境。
33.图1b示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理工具的一个实施例的示意性截面正视图，例如通过腔室系统。图1b可以示出通过任何四重部分109中的任何两个相邻处理区域108的截面图。正视图可以示出一个或多个处理区域108与转移区域120的配置或流体耦接。例如，连续的转移区域120可以由转移区域壳体125限定。壳体可以限定开放的内部空间，在其中可以布置多个基板支撑件130。例如，如图1a所示，示例性处理系统可以包括四个或更多个，包括围绕转移区域分布在壳体内的多个基板支撑件130。如图所示，基板支撑件可以是底座，但是也可以使用许多其他配置。在一些实施例中，底座可以在转移区域120和覆盖转移区域的处理区域之间垂直地平移。基板支撑件可以沿着腔室系统内的第一位置和第二位置之间的路径沿着基板支撑件的中心轴线垂直平移。因此，在一些实施例中，每个基板支撑件130可以与由一个或多个腔室部件限定的上覆处理区域108轴向对准。
34.敞开的转移区域可以提供诸如圆盘传送带的转移设备135在各种基板支撑件之间接合和例如旋转地移动基板的能力。转移设备135可以绕中心轴线旋转。这可以允许将基板定位成在处理系统内的任何处理区域108内进行处理。转移设备135可以包括一个或多个终端受动器，其可以从上方、下方与基板接合，或者可以与基板的外边缘接合以围绕基板支撑件运动。转移设备可以从转移腔室机器人(例如，先前描述的机器人110)接收基板。然后，转移设备可以旋转基板以替代基板支撑件，以利于输送额外基板。
35.一旦定位并等待处理，转移设备可以将终端受动器或臂定位在基板支撑件之间，这可以允许基板支撑件被抬起经过转移设备135并将基板输送到处理区域108中，处理区域108可以相对于转移区域在垂直方向偏移。例如，并且如图所示，基板支撑件130a可以将基板传送到处理区域108a中，而基板支撑件130b可以将基板传送到处理区域108b中。在其他
两个基板支撑件和处理区域中，以及包括附加处理区域的具体实施例中的附加基板支撑件和处理区域中，这可能发生。在这种构造中，当例如在第二位置处被操作接合以处理基板时，基板支撑件可以至少部分地从下方限定处理区域108，并且处理区域可以与相关的基板支撑件轴向对准。可以通过面板140以及其他盖堆叠部件从上方限定处理区域。在一些具体实施例中，每个处理区域可以具有单独的盖堆叠部件，但是在一些实施例中，部件可以适用多个处理区域108。基于此构造，在一些实施例中，每个处理区域108可以与转移区域流体地耦接，同时在腔室系统或四重部分内与上方的每个其他处理区域流体地隔离。
36.在一些实施例中，面板140可以用作系统的电极，以在处理区域108内产生局部等离子体。如图所示，每个处理区域可以利用或结合单独的面板。例如，可以包括面板140a以从上方限定处理区域108a，并且可以包括面板140b以从上方限定处理区域108b。在一些实施例中，基板支撑件可以用作用于在面板和基板支撑件之间产生电容耦接等离子体的配对电极。取决于空间几何形状，泵送衬套145可至少部分地径向地或侧向地限定处理区域108。同样，单独的泵送衬套可用于每个处理区域。例如，泵送衬套145a可至少部分地径向限定处理区域108a，而泵送衬套145b可至少部分地径向限定处理区域108b。在实施例中，阻隔板150可以位于盖155和面板140之间，并且可以再次包括分开的阻隔板以促进流体在每个处理区域内的分配。例如，可以包括阻隔板150a以用于向处理区域108a分配，并且可以包括阻隔板150b以用于向处理区域108b分配。
37.盖155可以是每个处理区域的单独部件，或者可以包括一个或多个共同方面。在诸如所示的一些实施例中，盖155可以是单个部件，其限定了多个孔160，用于将流体传送到各个处理区域。例如，盖155可以限定用于将流体传送至处理区域108a的第一孔口160a，并且盖155可以限定用于将流体传送至处理区域108b的第二孔口160b。当包括在每个部分内的附加处理区域时，可以限定附加的孔口。在一些实施例中，可以适用多于或少于四个基板的每个四重部分109或多处理区域部分，可以包括一个或多个用于将等离子体流出物传送到处理腔室中的远程等离子体单元165。在一些实施例中，可以为每个腔室处理区域并入个别的等离子体单元，但是在一些具体实施例中，可以使用较少的远程等离子体单元。例如，如图所示，单个远程等离子体单元165可以用于多个腔室，例如两个、三个、四个或更多个腔室，直至特定四重部分的所有腔室。在本技术的实施例中，管道可以从远程等离子体单元165延伸到每个孔口160，以用于传送等离子体流出物以进行处理或清洁。
38.如所指出的，处理系统100，或更具体地是与处理系统100或其他处理系统结合的四重部分或腔室系统，可以包括位于所示的处理腔室区域下方的转移部分。图2a示出了根据本技术的一些实施例的示例性腔室系统200的转移部分的示意性等距视图。图2可以示出上述转移区域120的其他方面或变化的方面，并且可以包括所描述的任何部件或特征。所示的系统可以包括限定转移区域的转移区域壳体205，其中可以包括多个部件。转移区域可以另外至少部分地由处理腔室(或与转移区域流体耦接的处理区域)从上方限定，例如图1a的四重部分109所示的处理腔室区域108。转移区域壳体的侧壁可以限定一个或多个进入位置207，通过进入位置207可以例如通过如上所述的第二机械臂110递送和取回基板。进入位置207可以是狭缝阀或其他可密封的进入位置，在一些具体实施例中，其可以包括门或其他密封机构以在转移区域壳体205内提供气密环境。尽管以两个这样的进入位置207示出，但是应当理解，在一些实施例中，可以仅包括单个进入位置207，以及在转移区域壳体的多侧上
的进入位置。还应当理解，所图示的转移部分的尺寸可以设置成适应任何基板尺寸，包括200mm、300mm、450mm或更大或更小的基板，包括以任何数量的几何形状或形状为特征的基板。
39.在转移区域壳体205内可以是围绕转移区域空间定位的多个基板支撑件210。尽管示出了四个基板支撑件，但是应当理解，本技术的具体实施例类似地涵盖了任何数量的基板支撑件。例如，根据本技术的具体实施例，可以在转移区域中容纳大于或大约三个、四个、五个、六个、八个或更多的基板支撑件210。第二机械臂110可以通过入口207将基板传送到基板支撑件210a或210b中的一个或两个。类似地，第二机械臂110可以从这些位置取回基板。升降销212可以从基板支撑件210伸出，并且可以允许机械手进入基板下方。在一些具体实施例中，升降销可以固定在基板支撑件上，或者固定在基板支撑件可以在下方凹陷的位置，或者升降销可以额外地通过基板支撑件升高或降低。基板支撑件210可以是垂直可平移的，并且在一些实施例中，可以延伸到位于转移区域壳体205上方的基板处理系统的处理腔室区域，例如处理腔室区域108。
40.转移区域壳体205可以提供对准系统的入口215，对准系统可以包括对准器，对准器可以延伸穿过转移区域的孔，如图所示，并且可以与激光、照相机或其他监测装置一起突出或透射通过附近孔口，并且可以确定被平移的基板是否正确对准。转移区域壳体205还可包括转移设备220，其可以以多种方式操作以定位基板并在各种基板支撑件之间移动基板。在一个示例中，转移设备220可以将基板支撑件210a和210b上的基板移动到基板支撑件210c和210d，这可以允许将额外基板传送到转移腔室中。额外的转移操作可以包括在基板支撑件之间旋转基板，以在上覆的处理区域中进行额外处理。
41.转移设备220可包括中心毂225，其可包括延伸到转移区域中的一个或多个轴。与轴耦接的是终端受动器235。终端受动器235可包括从中心毂径向或横向向外延伸的多个臂237。尽管以臂从其延伸的中央主体示出，但是终端受动器可以另外包括单独的臂，在各个实施例中，每个臂与轴或中心毂耦接。在本技术的实施例中可以包括任何数量的臂。在一些具体实施例中，多个臂237可以与腔室中包括的基板支撑件210的数量相似或相等。因此，如图所示，对于四个基板支撑件，转移设备220可包括四个臂，四个臂从终端受动器延伸。臂的特征可以在于任何数量的形状和轮廓，例如笔直的轮廓或弓形轮廓，以及包括任何数量的远端轮廓，包括钩、环、叉或用于支撑基板和/或存取基板的其他设计(例如用于对准或接合)。
42.终端受动器235或终端受动器的部件或部分可用于在转移或移动期间接触基板。这些部件以及终端受动器可以由包括导电和/或绝缘材料的多种材料制成或包括多种材料。在一些实施例中，材料可以被涂覆或镀覆以承受与可能从上覆处理腔室进入转移腔室的前驱物或其他化学物质的接触。
43.此外，还可以提供或选择材料以承受其他环境特征，例如温度。在一些实施例中，基板支撑件可用于加热设置在支撑件上的基板。基板支撑件可以被配置为将表面或基板温度增加到大于或大约100℃、大于或大约200℃、大于或大约300℃、大于或大约400℃、大于或大约500℃、大于或大约600℃、大于或大约700℃、大于或大约800℃或更高。这些温度中的任何一个都可以在操作过程中维持，因此转移设备220的部件可能会暴露于这些所述的或涵盖的温度中的任何一个。因此，在一些实施例中，可以选择任何材料来适应这些温度范
围，并且可以包括诸如陶瓷和金属的材料，其可以以相对低的热膨胀系数或其他有益特性为特征。
44.部件耦接件还可以适于在高温和/或腐蚀性环境中运行。例如，在终端受动器与末端部分都为陶瓷时，耦接件可以包括压配合件、按扣配合件、或不包括其他材料的其他配合件，诸如螺栓，其可以随温度而膨胀和收缩并且可以导致陶瓷破裂。在一些实施例中，末端部分可以与终端受动器连续，并且可以与终端受动器整体形成。可以使用可以在操作期间促进操作或抵抗的任何数量的其他材料，并且本技术类似地涵盖其他材料。转移设备220可以包括多个部件和构造，其可以促进终端受动器在多个方向上的运动，这可以促进由一种或多种方式进行旋转运动以及垂直运动或横向运动(与终端受动器可耦接的驱动系统部件)。
45.图2b示出了根据本技术的一些实施例的示例性腔室系统的转移区域的示意性俯视图。此图可以包括可以与处理系统的转移区域合并的额外部件。例如，尽管可以通过穿过转移区域壳体205的入口215包括对准器，但是也可以并入额外部件。如前所述，在一些实施例中，一个或多个处理区域可以形成在转移区域壳体的上方。当与系统的转移区域流体耦接时，转移区域可以在系统中被相对隔离，并且可以基本上被净化，以提供可以表征一个或多个参数的清洁环境。
46.例如，在一些实施例中，通孔215可以是可以进行一个或多个计量表征的室内测量位置。光学表征可以包括反射率测量、干涉测量和偏振测量中的一项或多项。示例性的光学设置可以引导一个或多个光源250以一定角度或垂直于基板上的表面入射，并且成像或非成像光收集可以由结合的检测系统的检测器255执行。取决于转移设备的特性以及基板的可用运动，可以执行多点测量，其中沿着基板的方位角进行旋转测量和/或跨基板的径向位置进行扫掠测量，因为基板可被扫过检测器。如图所示，光源250或激光可在基板支撑件之间的每个位置处延伸穿过转移区域壳体205，并将光源引导在运送中的基板上。光源可以是连续的或可变强度的，并且在一些实施例中可以在单个或多个波长下操作。另外通过调节转移设备或利用多个成角度的接收器，扫掠和旋转可发生在不同的基板高度处。噪声抑制可以与诸如光信号的调变之类的分码多任务合并，然后对所收集的光信号进行译码，这可以增加讯杂比。
47.本技术可以产生许多群集工具配置，这些群集工具配置可以在受控的覆盖范围内提供增加的处理能力。图3-5示出了本技术包括的示例性基板处理系统配置和变型，其可以相对于图1修改某些定位。所描述的处理系统不应被认为是限制性的，并且旨在描述可以进行的各种配置和调整中的一些，以进行生产以增加可在指定覆盖范围内增加多个处理区域的群集工具。取决于用于群集工具的尺寸约束，本技术可以提供多种调整和配置以适应系统上的长度约束。可以类似地进行根据所描述的调整的许多其他修改，以进一步扩展群集工具，使其超出所示的配置，并且类似地被本技术所涵盖。
48.图3示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统300的一个实施例的示意性俯视图。在一些实施例中，系统300可以包括上述系统100的一些或全部部件，并且还可以包括与转移腔室耦接的腔室系统的数量的变化。例如，系统300可以包括多个用于将基板提供到处理系统或群集工具中的前开式标准舱302。一个或多个机器人，例如机器人304，可以被容纳在处理系统的工厂接口中，并且可以从容器302中取出基板以及将基板传送到容器
302。如图所示，机器人304也可以将基板输送到装载锁306中，装载锁306在工厂接口的相对侧耦接。装载锁306可在每一侧上包括入口，用于在工厂接口和受控处理环境之间转移基板。
49.图示还包括工厂接口和/或装载锁室的变型，可以将其合并到其他地方描述的任何设计或配置中。在一些实施例中，工具可包括单个装载锁腔室306。另外，在一些实施例中，工厂接口303可以在任一方向上从中心横向偏移。此偏移和/或单个装载锁腔室可以提供维修通道320，通过维修通道320可以存取或维修转移腔室312。尽管示出了在工厂接口中具有单个机器人304，但是在一些实施例中，如先前所述，可以包括多个机器人，多个机器人可以将基板彼此转移以传送到容器302以及装载锁306(或从容器302以及装载锁306传送)。
50.转移腔室312可以与装载锁306的与工厂接口303相反的一侧耦接，并且可以容纳转移腔室机器人310，如图所示。机器人310可以包括上文针对转移腔室机器人描述的每个特征和功能，并且机器人310可以被配置成将基板传送到分布在转移腔室周围的每个腔室系统309中以及从中回收基板。腔室系统309可以包括上述腔室系统或四重部分的任何部件、特征和材料，其可以包括具有转移设备的转移区域和如上所述的上覆处理区域308。图3可以示出一种变型，其中通过减少每个腔室系统的通道数量，可以在转移腔室附近存取额外的腔室系统。
51.例如，虽然示出的系统100的四重部分与转移腔室的每个面横向对准，但是系统300可以使每个腔室系统309偏移以使每个腔室系统309的单个通道307与转移腔室312对准。因此，在这种构造中，四个腔室系统309a、309b、309c、309d可以沿着转移腔室312的两个相对面放置。尽管沿转移腔室312的每个表面仍可存取两个腔室入口，但在所示配置中，每个入口可与不同的腔室系统309相关联。如前所述，腔室系统309仍可沿转移腔室的表面包括两个入口，这可最大化硬件调变以提供多种配置，但是在一些实施例中，腔室系统309可仅包括单个入口307，或可仅将单个腔室307定位为让机器人310可存取。
52.如前所述，每个腔室系统309的入口307可与腔室系统的转移区域内的第一基板支撑件至少部分对准。在一些实施例中，机器人310可以是如前所述的双叶片机械手，其可以包括用于一次传送两个基板的两个臂。因此，对于腔室系统309a和309b，机器人310可以通过每个腔室系统的单个入口307同时将基板传送到每个腔室系统中。机器人可以类似地将基板传送到腔室系统309c和309d中。腔室系统309e可以可选地被包括在处理系统300中，或者在一些实施例中可以被排除以进一步减少处理系统的占地面积。腔室系统309e可具有类似于先前针对系统100所述的腔室系统的构造。例如，腔室系统309e可包括与两个基板支撑件对准的两个入口，如先前所讨论的，机器人310可存取这些入口以进行双基板传送。
53.尽管腔室系统300可以包括如所描述的双叶片机械手，但是在一些实施例中，腔室系统300可以包括如图所示的单叶片机械手310，其可以在任何特定时间将单个基板传送到处理区域。另外，机器人可以包括三个叶片、四个叶片或六个叶片，在一些实施例中，对于所示的构造，可以在单个操作中执行基板的完全传送或取回。因为可以拆下腔室系统进行维护，所以当使用如上所述的双叶片机器人时，第二腔室系统也将变得不可存取。因此，可以使用单叶片机器人或具有一个手臂的机器人，这可以允许每个其他腔室系统在任何时间可被存取。本技术可以类似地涵盖其他配置，包括单个机器人上的垂直偏移叶片或垂直偏移的机器人，例如包括一个倒置机器人。虽然这些机器人可以一次在转移腔室内处理两个或
多个基板，但它们可以一次将单个基板传送或收回到每个腔室系统309中。
54.另外，由于如图所示的腔室构造和偏移，当使用具有单臂的机器人310时，机器人可以位于转移腔室312内的中央，这可以容纳或可以不容纳直接传送到任何单独的腔室系统中。例如，虽然在一些实施例中，机器人310可以将基板直接或线性地传送到腔室系统中，但是在一些实施例中，机器人可以以与垂直于沿着入口的平面垂直的角度延伸通过一个或多个入口307。如腔室系统309c中所示，通过入口对可利用的基板支撑件的输送，可以垂直于腔室系统的表面发生，或者可以如图所示以与垂直线成一定角度的角度发生，这取决于机器人的配置。因此，在一些实施例中，机器人310和/或入口307的尺寸或位置可以被设置成提供进入转移区域的成角度的存取。例如，入口307的尺寸可以大于用于线性存取的尺寸，或者可以偏离与基板支撑件的直接对准以容纳机器人310的传送轨迹。通过调节处理系统的转移腔室周围的腔室系统，本技术可以节省空间而无需额外的转移机器人即可增加可存取的处理区域的数量。
55.图4示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统400的一个实施例的示意性俯视图。图4可以示出示例性系统，系统扩展了上面针对图1描述的平台。系统400可以包括以上针对系统100或系统300描述的任何部件或配置。系统400可以示出包括双装载锁406和双转移腔室412的系统，这可以增加可以结合到群集工具或处理系统上的直接对准的腔室系统409的数量。例如，通过移除腔室系统109b，系统中可以包括额外的装载锁406，额外的装载锁406也可以是贯通的，装载锁可以位于转移腔室412a的与装载锁406a相反的面上。当包括贯通孔时，转移腔室可以与贯通孔共享共同环境，而额外的装载锁可以隔离两个转移腔室。与装载锁406b的相对面耦接的是一个额外的转移腔室412b，它可以提供通往额外腔室系统409的入口。应当理解，系统400也可以包括沿其他方向的延伸，例如包括沿任一转移腔室410的其他面的额外的装载锁室，这可以允许类似地在任何其他横向方向上扩展系统。
56.图5示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统500的一个实施例的示意性俯视图。图5可以示出示例系统，系统扩展了上面针对图3描述的平台。系统500可以包括上述针对系统100、系统300或系统400的任何部件或配置。系统500也可以示出包括双装载锁506和双转移腔室512的系统，这可以增加可以结合到群集工具或处理系统上的直接对准的腔室系统509的数量。系统500可以示出系统的更节省空间的扩展，并且可以示出上述处理系统的组合。例如，第一组腔室系统509可以与转移腔室512a合并，并且偏移量类似于上文针对系统300所述的系统配置。另外，第二装载锁506b或贯通孔可被定位在转移腔室512a的与装载锁506a相反的一侧。第二转移腔室512b可以与第二装载锁506b的相对侧耦接，并且第二转移腔室512b可以以类似于系统100的构造提供对腔室系统515的存取。在一些实施例中，腔室系统515a和515c可以进一步延伸腔室的方向，并且取决于系统占地面积的横向约束，腔室系统515b可以可选地被包括在末端位置处。
57.因此，在根据本技术的实施例中，可以包括腔室耦接的任何组合以以多种方式进一步扩展系统。另外，在示出的配置中，尽管示出了针对机器人510a和510b中的每个机器人的单叶片机器人，但是在一些实施例中，机器人中的一个或两个可以是如前所述的单叶片机器人。作为一个非限制性示例，在一些实施例中，机器人510a可以包括一个或多个单叶片机器人，并且机器人510b可以包括如先前所描述的双叶片机器人。再次说明，沿着这些描述
的具体实施例的任何数量的其他配置或变型被本技术类似地涵盖。
58.图6示出了根据本技术的一些实施例的处理基板的方法600中的示例性操作。方法600可以在一个或多个处理系统中执行，例如先前描述的任何系统或部件，包括以上讨论的任何系统配置。方法可以包括如图所示的多个可选操作，这些可选操作可以与或可以不与根据本技术的方法的一些实施例具体相关。方法600描述了图7a至7e中示意性示出的操作，将结合方法600的操作来描述这些图示。应当理解，图7仅示出了具有有限细节的局部示意图，并且在一些实施例中，系统可以包括或多或少的基板支撑件和其他部件，以及仍然可以从本技术的任何方面中受益的替代结构方面。
59.图7a可以示出如前所述的腔室系统700的各方面，并且可以包括上述腔室系统的任何特征和方面，包括转移区域和上覆处理区域，尽管在该视图中处理区域可能不可见。此图可以示出在方法600的初始操作期间的本技术的配置，方法可以包括在操作605处将基板701传送至第一基板支撑件710a，诸如由机器人703通过入口707，机器人703诸如如前所述的任一转移腔室机器人。尽管示出为传送单个基板，但是机器人可以将一个或两个或多个基板传送到转移区域705中，并且在接近入口或狭缝阀的基板支撑件上。应当理解，可以用任意数量的基板执行相同的处理，包括一次将一个基板输送到转移区域中。转移设备720可以绕着转移设备的中心轴线旋转，并且可以包括多个臂，多个臂包括与如上所述的基板支撑件的数量相等的数量。
60.参照图7b，在操作610，可以在转移区域705内旋转转移设备720以接合基板701。取决于转移设备720的终端受动器的方面，在各种实施例中，基板可以在基板701的上方、下方或沿着其边缘接合。一旦接合，就可以在操作615处将基板701重新放置或转移到转移区域705内的第二基板支撑件710b，如图7c所示。同样的，在实施例中，在本技术的实施例中，转移设备可以接合和/或传送两个、三个、四个或任意数量的基板。在转移期间，在一些实施例中，可能发生对准操作，其中照相机、激光或其他部件可以通过孔712读取或操作以识别基板701是否适当对准以进行处理。在一些实施例中，可以使用额外的对准器715来重新定位基板。例如，基板可以被对准器715接收，对准器715在一些实施例中可以重新定位基板。然后可以由转移设备720来重新收集基板，并将其转移到第二基板支撑件710b。
61.应当理解，在实施例中，传送可以发生在转移区域内的任何基板支撑件上，并且所解释的操作旨在描述可以执行的操作，但是具体的说明并不旨在限制操作。转移设备720可以在将基板710传送到第二基板支撑件710b之前进一步对基板710进行重新定位，在一些实施例中，基板710可以包括基板710的横向重新定位，其中转移设备被配置为除了旋转运动之外还提供横向运动。一旦正确定位，转移设备720可以将基板传送到第二基板支撑件710b。可以通过使用转移设备或转移设备的部件降低基板来进行传送，或者在一些实施例中，可以升高基板支撑件(包括基板支撑件的升降销)以从转移设备接收基板，其中传送可以使腔室系统内的基板支撑件垂直位于第一位置。
62.图7d可以示出穿过腔室系统700(例如穿过基板支撑件710a和710b)以及上覆处理区域725a和725b的截面正视图。腔室系统和每个处理区域可以包括先前描述的任何部件，包括面板730、阻挡板735和盖部件，其可以限定用于将前体输送到各个处理区域中的入口。图7d可以示出在基板701已经被转移到转移区域705内的第二基板支撑件710b之后的正视图。转移设备720可以旋转远离基板支撑件，例如旋转到凹进位置(此位置可以类似于图7a
所示的位置)，或任何其他位置上进行操作，在此位置上，终端受动器可不会干扰一个或多个基板支撑件的垂直平移。
63.在操作620，第二基板支撑件可以如图7e所示被升高，以将基板传送到处理区域725b以进行处理，这可以将基板支撑件相对于第一基板定位在第二垂直位置。如图所示，转移设备720可以不与基板支撑件干涉或接触，基板支撑件可以沿着基板支撑件的中心轴线垂直地延伸到上覆且轴向对准的处理区域。当被定位用于处理时，基板支撑件710b可以从下面至少部分地限定基板处理区域，这可以示出各个处理区域和转移区域之间的流体耦接。在操作625，可以根据本技术以可以在处理区域中执行的任何数量的处理操作来处理基板701，作为一个非限制性示例，处理可以包括在基板上沉积一层或多层材料。在一些实施例中，基板支撑件710b和面板730或其他盖堆叠部件可以用作电极以在处理区域725b内产生等离子体。基板支撑件还可被配置为如先前所述地加热基板。尽管示出为被处理的单个基板，但是应当理解，可以同时处理任何数量的基板，包括腔室系统内的每个基板支撑件上的基板。每个基板支撑件可被配置用于与所描述的基板支撑件710b类似的操作。
64.方法600可以可选地包括在腔室系统的额外处理区域中的额外处理。例如，在可选操作630中，可以将基板701旋转或转移到腔室系统内的任何其他基板支撑件上。此转移可以包括将具有基板支撑件710b的基板降低回到第一位置，第一位置可以在转移设备720下方，并且可以允许转移设备在第二基板支撑件处重新接合基板。在一些实施例中，操作可以包括降低和转移系统中的所有基板。然后可以将一个或多个基板转移到系统中的任何其他基板支撑件上，以由机器人从转移腔室取回，或进行进一步处理。
65.当执行进一步的处理时，基板可以被转移到转移区域720内的第三基板支撑件，并且第三基板支撑件可以是先前示出的任何基板支撑件，在一些实施例中包括第一基板支撑件710a。然后可以将第三基板支撑件升高到与上述相似的相关处理区域中。然后可以在可选操作635处进一步处理基板。在一些实施例中，后续处理还可以包括在基板上沉积一层或多层材料，或者可以包括任何其他处理操作。尽管转移区域705可以在基板和转移设备之间是敞开的，但是处理区域可以如图所示彼此至少部分地隔离，并且可以从上方与其他处理区域流体隔离。
66.本技术包括基板处理系统，基板处理系统可以容纳额外基板支撑件，如先前所描述的，额外的基板支撑件可能原本不能被位于中心的转移机器人存取。通过结合根据本技术的具体实施例的转移设备，在基板处理期间可以利用和存取多个基板支撑件。另外，通过以本揭示内容全文描述的任何配置并入腔室系统，可以最大化有限的占地面积以并入多个不同的腔室配置。
67.在上文说明中，为了解释的目的，阐述了多种细节，以提供本技术的各种具体实施例的理解。然而，在本领域技术人员将显然了解到，某些实施例可在没有这些细节中的一些(或是需要额外的细节)来实践。
68.在已揭示了数种实施例之后，在本领域技术人员将理解到，可使用各种修改、替代性结构与等同物，而不背离所揭示实施例的精神。此外，并未说明一些公知的处理与要素，以避免不必要地模糊本技术。因此，上文的说明不应被视为限制本技术的范围。另外，方法或处理可以被描述为顺序的或分步的，但是应当理解，操作可以同时执行，或者以与所列顺序不同的顺序执行。
69.在提供一系列值的情况下，应当理解，除非上下文另有明确规定，否则还具体公开了此范围的上限和下限之间的每个中间值，至下限单位的最小部分。在所述范围内的任何陈述值或未陈述的介入值与所述范围内的任何其他陈述或介入值之间的任何较窄范围都包括在内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在此范围内或排除在此范围内，且包含上下限中的一者、两者、或皆不包含的较小范围中的每一范围也被包含在本技术内，且受制于所陈述范围中任何特别排除的限制。在所陈述的范围包含上下限中的一者或两者时，也包含了排除了这些上下限中的任一者或两者的范围。
70.说明书与附加申请专利范围中所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”以及“该”，包含复数的参照物，除非上下文清楚表示并非如此。因此，例如，对“一基板”的参照，包含多个此种基板，且对于“该臂”的参照，包含对于一或更多种臂的参照以及在本领域技术人员所能知的等同物，诸如此类。
71.此外，本说明书和下列申请专利范围中使用的词语“包含(comprise(s))”、“包含(comprising)”、“含有(contain(s))”、“含有(containing)”、“包括(include(s))”和“具有(including)”，意为指明所陈述的特征、整数、部件、或操作的存在，但他们不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、部件、操作、动作、或组。