制造电子装置的装载端口设备、系统及方法

本申请是申请日为2017年11月9日、申请号为201780068408.4、发明名称为“制造电子装置的装载端口设备、系统及方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请主张于2016年11月10日申请的第15/348,961号、标题为“ELECTRONICDEVICE MANUFACTURING LOAD PORT APPARATUS,SYSTEMS,AND METHODS(制造电子装置的装载端口设备、系统及方法)”(代理人案号24538-03/USA)的美国非临时专利申请的优先权，出于所有目的，该美国专利申请通过引用的方式而整体并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及电子装置的制造，且更具体地涉及工厂接口装载端口密封件。

背景技术

在半导体电子装置制造中的基板处理通常由多个处理工具实现，其中基板在基板载体中(例如前开式标准舱(Front Opening Unified Pods)或FOUP)而在处理工具之间行进。基板载体可停靠到工厂接口的装载端口，例如设备前端模块(Equipment Front EndModule)或EFEM。工厂接口可包括机器人基板处置装置，该机器人基板处置装置是可操作的以在基板载体与处理工具之间传送基板。可在基板载体及工厂接口之内及之间，以及工厂接口及处理工具之内及之间提供环境受控的大气。各种环境因素(例如湿度、温度、氧气和/或污染物/颗粒的等级)的不良控制可能不利地影响基板性质及基板处理。现有的电子装置制造系统因此可受益于工厂接口处的改进环境控制。

从而，期望改进的电子装置制造装载端口设备、系统及方法。

发明内容

根据第一方面，提供了一种装载端口，该装载端口经构造以与基板载体及电子装置制造系统的工厂接口对接。装载端口包括面板，该面板经构造以耦接到工厂接口的壳体的前侧。面板具有背表面，该背表面面向工厂界面的壳体的前侧。背表面具有槽，该槽沿着面板的外部部分延伸，该槽包括颈部区域及外扩基部区域。颈部区域具有延伸到外扩基部区域的矩形横截面。装载端口还包括密封件，该密封件安置在槽中。当面板耦接到前侧时，密封件经构造以接合工厂接口的壳体的前侧。

根据第二方面，提供了一种电子装置制造系统。该电子装置制造系统包括基板处理工具及工厂接口。工厂接口包括壳体，该壳体具有前侧及后侧。前侧具有前侧开口，且后侧被耦接至基板处理工具。工厂接口还包括装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接。装载端口包括面板，该面板在壳体的前侧开口处耦接到工厂界面壳体的前侧。面板具有背表面，该背表面面向壳体的前侧。背表面具有槽，该槽沿着面板的外部部分延伸。该槽包括颈部区域及外扩基部区域。颈部区域具有矩形横截面，该矩形横截面延伸到外扩基部区域。装载端口还包括密封件，该密封件安置在槽中。当面板耦接到前侧时，密封件经构造以接合壳体的前侧。

根据第三方面，提供了一种组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法。该方法包括以下步骤：提供装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接，该装载端口包括面板，该面板具有背表面。该方法还包括以下步骤：对该面板的该背表面提供槽，该槽沿着该面板的外部部分延伸。该槽包括颈部区域及外扩基部区域。该颈部区域具有延伸到外扩基部区域的矩形横截面。该方法还包括以下步骤：将密封件安置在该槽中。

根据本公开内容的这些实施方式及其他实施方式的其他方面、特征及优点可从以下详细描述、附随权利要求书及附图而显而易见。从而，本文的附图及描述应被认为是在本质上进行说明，而不应被视为限制。

附图说明

下文描述的绘图仅用于说明目的，且不一定按比例绘制。附图不意图以任何方式限制本公开内容的范围。

图1绘示了根据本公开内容的实施方式的电子装置制造系统的侧面示意图。

图2绘示了根据本公开内容的实施方式的装载端口的正面透视图。

图3绘示了根据本公开内容的实施方式的装载端口的简化后视图。

图4A绘示了根据本公开内容的实施方式的沿图3的剖面线4A-4A的密封件的局部横截面图，该密封件位于装载端口的面板的槽中。

图4B绘示了根据本公开内容的实施方式的图4A的密封件的横截面图。

图4C绘示了根据本公开内容的实施方式的图4A的槽的局部横截面图。

图4D绘示了根据本公开内容的实施方式的图4A的密封件及槽的局部横截面图，其中工厂接口的前侧接合该密封件。

图5绘示了根据本公开内容的实施方式的图4A的替代密封件及槽的局部横截面图，其中工厂接口的前侧接合该替代密封件。

图6绘示了根据本公开内容的实施方式的组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的示例实施方式，这些实施方式绘示于附图中。尽可能地，在整个绘图中将使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

电子装置制造可能涉及维持和/或提供各种组件(例如基板载体、装载端口、工厂接口及处理工具)之间的受控环境，以便减少可能不利地影响基板特性和/或基板处理的不理想的湿度、温度、氧气和/或污染物/颗粒等级。组件之间的接口可包括各种密封件。例如，在维护程序器件和/或一个组件相对于另一个组件的位准或位置调整的期间，这些密封件的一些在压缩下可能经受水平和/或垂直的组件位移。此类组件位移可能损坏密封件和/或造成密封件撕裂和/或从其组件脱落，此举可能不利地影响其密封功能。

在一个方面中，根据本公开内容的一个或多个实施方式的电子装置制造系统包括改进的装载端口密封件。在一些实施方式中的改进装载端口密封件可采用特定形状和/或尺寸的槽，该槽沿着装载端口的面板的背表面的外部部分延伸。背表面可经构造以与工厂接口的前侧对接。根据一个或多个实施方式的特定形状、尺寸和/或材料的密封件可安置于槽中。本文描述的槽及密封件的构造可减少或消除在组件移位期间使密封件损坏、撕裂和/或脱落的可能性。本文描述的槽及密封件的构造还可具有其他优点，例如易于安装及移除，以及在非均匀压缩下的有效密封。

绘示及描述改进装载端口密封件的示例实施方式的进一步细节，以及包括组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法的其他方面将在下文结合图1至图6更详细地解释。

图1绘示了根据一个或多个实施方式的电子装置制造系统100的侧面示意图。电子装置制造系统100可包括基板载体102、装载端口104、工厂接口106及基板处理工具108。装载端口104可耦接到工厂接口106，工厂接口106可耦接到基板处理工具108。在一些实施方式中，在电子装置制造系统100内和/或耦接到电子装置制造系统100的设备(例如，气体供应线路、真空泵等，未图示)可将基板载体102、装载端口104、工厂接口106及基板处理工具108的一个或多个放置在环境受控的大气中(例如，在非反应性和/或惰性气体环境中、在真空下，或类似者)，这取决于门、启门器、闸门/狭缝阀，或类似机构在其接口处的开启或关闭状态。

基板载体102可经构造以承载一个或多个基板。基板可为用于制造电子装置或电路组件的任何合适的制品，例如含硅的盘片或晶片、图案化晶片、玻璃板或类似者。在一些实施方式中的基板载体102可为，例如，前开式晶片标准舱或FOUP，并且可包括载体门110。

装载端口104可经构造以在其上接收基板载体102。装载端口104可具有面板112，面板112具有面板开口114，面板开口114经构造以在其中接收载体门110。装载端口104还可具有载体门开启器116，载体门开启器116经构造以接触(即，例如，闩锁(latch)到或以其他方式附接到)载体门110并开启载体门110，以允许基板传送进出基板载体102。在一些实施方式中，载体门开启器116可接触载体门110，向内移动载体门110(即，如图1所示地向右)到足以清空面板112，接着向下移动载体门110以提供进入基板载体102的通路(access)。

工厂界面106可为具有壳体117的任何合适的封闭体，壳体117具有前侧118、后侧120、顶部122、底部124及两个侧壁(未单独示出)。前侧118可具有一个或多个前侧开口126，前侧开口126经构造以接收及耦接到相应的装载端口104。工厂接口106可包括机器人基板处置装置(未图示)，该机器人基板处置装置经构造以将基板从基板载体102通过工厂接口106传送到基板处理工具108。

基板处理工具108可在一个或多个基板上进行一个或多个处理，例如，物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、蚀刻、退火、预清洁、金属或金属氧化物去除或类似者。其他处理可在其中的基板上进行。基板处理工具108可包括一个或多个装载锁定腔室、移送腔室及一个或多个处理腔室(均未图示)。一个或多个装载锁定腔室可耦接到工厂接口106，而移送腔室可耦接到一个或多个装载锁定腔室并耦接到一个或多个处理腔室。工厂界面106的机器人基板处置装置可将基板传送进出一个或多个装载锁定腔室。基板处理工具108可包括传送机器人(未图示)，该传送机器人至少部分地容纳在移送腔室内。移送机器人可经构造以将基板传送至一个或多个装载锁定腔室及一个或多个处理腔室，以及从一个或多个装载锁定腔室及一个或多个处理腔室传送基板。

图2绘示了根据一个或多个实施方式的装载端口204的正面透视图。在一些实施方式中，装载端口204可与装载端口104相同或相似。装载端口204可包括面板212，面板212具有面板开口214。装载端口204还可包括载体门开启器216，载体门开启器216在载体门开启器216靠到面板212关闭时密封面板开口214。载体门开启器216可具有一个或多个连接器228，连接器228经构造以接触并附接到基板载体102的载体门110。连接器228可为，例如，抽吸型装置、真空装置等。可使用能够附接到载体门110的其他合适类型的连接器装置。可提供从面板212向外延伸的安装台230。安装台230可经构造以在其上接收基板载体102。可在安装台230上和/或周围包含各种机构(未图示)，以将基板载体102锁定到安装台230上的适当位置。装载端口204还可包括下部部分232，该下部部分可容纳开启/关闭机构(图2中未图示)，该开启/关闭机构耦接到载体门开启器216，在一些实施方式中，该开启/关闭机构可将载体门开启器216附接到载体门110并开启载体门110，如上文结合图1所描述。

图3绘示了根据一个或多个实施方式的装载端口304的后视图。在一些实施方式中，装载端口304可与装载端口104和/或204相同或相似。装载端口304可包括面板312以及载体门开启器316，载体门开启器316在载体门开启器316靠到面板312关闭时密封面板开口(图3中未图示)。装载端口304还可包括开启/关闭机构334(在图3中部分地示出)，开启/关闭机构334可开启及关闭载体门开启器316，如上文结合图1和/或图2所描述。面板312可具有背表面336，背表面336具有槽338，槽338围绕面板312的外部部分和/或周边延伸。在一些实施方式中，槽338从面板312的外部部分算起可为约1.5mm至5.0mm，且从面板312的顶部和/或底部边缘算起可为约20mm至25mm。可使用其他槽位置。当装载端口304耦接到工厂接口时，背表面336可面向工厂接口的前侧，例如，工厂接口106的前侧118(图1)。密封件340可安置于槽338中。当装载端口304及工厂接口耦接在一起时，密封件340可密封装载端口304及工厂接口(例如工厂接口106)之间的界面。

图4A绘示了根据一个或多个实施方式的密封件440，密封件440位于装载端口的面板412的背表面436的槽438中。在一些实施方式中，槽438可与图3的槽338相同或相似，且在一些实施方式中，密封件440可与图3的密封件340相同或相似。在一个或多个实施方式中，密封件440可由EPDM(乙烯丙烯二烯单体(ethylene propylene diene monomer))泡沫材料制成，且密封件440在插入槽438之前可具有未压缩的矩形横截面形状，如图4B所示。在一些实施方式中，密封件440可具有约9.9mm至12.1mm的未压缩高度H1及约4.5mm至5.5mm的未压缩宽度W1。密封件440可具有约2.0至2.4的高度对宽度的比值(height-to-width ratio)。当密封件440位于槽438中时(图4A)，密封件440在一些实施方式中可具有约6.1mm至7.5mm的未压缩的槽上方高度H2，及约3.8mm至4.6mm的插入高度H3。在一个或多个实施方式中，密封件440可具有约10.5mm至11.5mm的未压缩高度H1及约4.7mm至5.2mm的未压缩宽度W1。密封件440可具有范围为约2.1至2.3的高度对宽度的比值。当密封件440位于槽438中时(图4A)，密封件440在一些实施方式中可具有约6.5mm至7.1mm的未压缩的槽上方高度H2，及约4.0mm至4.4mm的插入高度H3。安置在槽438中的密封件440可具有最大插入高度H3，最大插入高度H3范围为密封件440的高度H1的约35％至40％。

图4C绘示没有密封件440安置在其中的槽438。在一些实施方式中，槽438可具有范围为约3.8mm至4.6mm的深度D1，且在一些实施方式中深度D1可为约4.0mm至约4.4mm。槽438可具有颈部区域442及外扩(flared)基部区域444。颈部区域442可具有延伸到外扩基部区域444的矩形横截面。在一些实施方式中，颈部区域442可具有约3.2mm至3.8mm的宽度W2，及约1.8mm至2.2mm的深度D2。在一些实施方式中，颈部区域442可具有约3.3mm至3.7mm的宽度W2，及约1.9mm至2.1mm的深度D2。在一些实施方式中，外扩基部区域444可具有约5.0mm至6.1mm的宽度W3，及约2.0mm至2.4mm的深度D3。在一些实施方式中，外扩基部区域444可具有约5.3mm至5.9mm的宽度W3，及约2.1mm至2.3mm的深度D3。在一个或多个实施方式中，槽深度D1对颈部区域深度D2的比值可为约1.8至2.2，扩大基部区域宽度W3对颈部区域宽度W2的比值可为约1.4至1.8，和/或，槽深度D1对颈部区域宽度W2的比值可为约1至1.35。在一些实施方式中，槽深度D1对颈部区域深度D2的比值可为约1.9至2.1，扩大基部区域宽度W3对颈部区域宽度W2的比值可为约1.5至1.7，和/或，槽深度D1对颈部区域宽度W2的比值可为约1.1至1.3。在一些实施方式中，外扩基部区域444可具有范围为从约30度至35度的侧壁角度A1。超过35度的侧壁角度可能在侧向装载期间降低槽338保持密封件440的有效性。可使用其他合适的槽尺寸和/或比值。

回到图4A，在一些实施方式中，当密封件440安置在槽438中时，在一些实施方式中颈部区域442可经构造以将颈部区域442中的密封件440的矩形横截面压缩约27％至33％，且在一些实施方式中压缩约28％至31％，如箭头446所示。在一些实施方式中，该颈部压缩结合范围为约1.1至1.3的槽深度D1对颈部区域宽度W2的比值可成为槽438内的密封件保持与易于安装/移除密封件440之间的有利折衷。可使用其他合适的压缩量/比值。

槽338及密封件440的构造可有利地允许密封件440向外扩张至外扩基部区域444中。此扩张可推抵外扩基部区域444的壁，且可有助于将密封件440保持定位。在垂直及水平剪力负载期间，颈部区域442的壁可对密封件440提供比其他已知的槽更佳的支撑，这些已知的槽仅具有矩形横截面、典型燕尾横截面和/或组合的矩形-燕尾横截面。例如，在仅具有矩形横截面的槽中的密封件上的垂直剪力负载可在密封件中产生弹簧效应，导致在移除水平剪力时使得密封件退出槽。类似地，在具有典型燕尾横截面的槽中的密封件上的水平剪力负载可能导致密封件捏紧及折叠，从而允许密封件从槽弹出。在一些实施方式中，延伸到槽338的外部部分的密封件440部分可具有比位于槽338内的密封件440部分更大的宽度。

图4D绘示当面板412的装载端口耦接到工厂接口时的密封件440的压缩，工厂接口440具有工厂接口的壳体的前侧418。如所显示地，在装载端口耦接到工厂接口时，密封件440可接合前侧418，且密封件440在一些实施方式中可被压缩约31％到38％，且在一些实施方式中被压缩约33％到36％。在一些实施方式中，密封件440可具有约2.7mm至3.3mm的压缩的槽上方高度CH2，且在一些实施方式中为约2.8mm至3.1mm。在一些实施方式中，密封件440的槽上方高度CH2可经构造以经由与前侧418的接合而被压缩约50％至60％，且在一些实施方式中被压缩约52％至57％。可使用其他合适的压缩量/比值。

图5绘示了替代密封件540，替代密封件540位于面板412的槽438中。如图所示，替代密封件540可经由与工厂接口的壳体的前侧518接合而被压缩。替代密封件540可为具有保持指部548(只标记了两个)的灯泡形(bulb)密封件。可使用其他数量的保持指部。保持指部548可安置于槽438中。在一些实施方式中，替代密封件540可为具有保持指部的FKM(含氟弹性体(fluoroelastomer))挤压灯泡形密封件。在一些实施方式中，替代密封件540可具有约8.2mm至10mm的未压缩外径OD，约6.2mm至7.6mm的未压缩内径ID，约12.3mm至15mm的未压缩长度，约3.7mm至4.5mm的指部宽度FW，和/或约0.9mm至1.1mm的指部厚度FT。在一些实施方式中，替代密封件540可具有约8.6mm至9.6mm的未压缩外径OD，约6.5mm至7.2mm的未压缩内径ID，约13mm至14.4mm的未压缩长度，约3.9mm至4.3mm的指部宽度FW，和/或约0.95mm至1.05mm的指部厚度FT。在一些实施方式中，替代密封件540在密封能力方面可能比密封件440稍微好一些，但是可能具有更高的成本。

槽438及密封件440和/或密封件540的构造可有利地在密封件440和/或540的压缩不均匀的情况下提供有效的密封。即，尽管密封件440和/或540的不均匀压缩，密封件440和/或540维持了工厂接口与装载端口/基板载体之间的适当等级的环境隔离(例如，环境密封，该环境密封减少和/或防止室内空气、氧气等通过装载端口/工厂接口密封件位置进入工厂接口，使得可在工厂接口内维持低于预定等级的房间空气、氧气等)。例如，为了平整一些装载端口，当装载端口耦接到工厂接口时，在装载端口的面板的顶部处可能发生比在装载端口的面板的底部处更多的密封压缩(反之亦然)。在一些实施方式中，约55％至65％的密封压缩可能发生在面板的顶部(例如，在装载端口及工厂接口耦接处)，而25％至35％的密封压缩可能发生在面板的底部。类似地，在耦接到工厂接口的装载端口的面板的左侧及右侧之间可能发生不均匀的密封压缩。本文描述的槽及密封件可有利地在这些情况下提供有效的密封。

图6绘示了根据一个或多个实施方式的组装用于电子装置制造系统的工厂接口的方法600。在处理框602处，方法600可包括以下步骤：提供装载端口，该装载端口经构造以与基板载体对接，该装载端口包括面板，该面板具有背表面。例如，参照图3，可提供装载端口304，装载端口304经构造以与基板载体对接，例如基板载体102(图1)。装载端口304可具有面板312，面板312具有背表面336。

在处理框604处，面板的背表面可设置有槽，该槽沿着面板的外部部分延伸，该槽包括颈部区域及外扩基部区域，该颈部区域具有延伸到外扩基部区域的矩形横截面。如图4A及图4C所示，例如，背表面436可具有槽438，槽438包括颈部区域442及外扩基部区域444，其中颈部区域442具有延伸到外扩基部区域444中的矩形横截面。

且在处理框606处，方法600可包括以下步骤：将密封件安置到槽中。例如，密封件440可安置于槽438中，如图4A所示。

以上描述仅公开了本公开内容的示例实施方式。上文公开的设备、系统及方法的修改可落入本公开内容的保护范围内。因此，虽然已经公开内容了本公开内容的示例实施方式，但应理解到，其他实施方式可落入本公开内容的保护范围内，该范围由所附权利要求书所确定。