[发明专利]一种用于容纳消耗部件的前开式环形盒（FORP）

说明书

本发明公开了一种用于容纳消耗部件的前开式环形盒(FORP)。所述前开式环形盒包括：多个隔室，其用于将消耗部件沿竖直堆叠的方向容纳在所述前开式环形盒内；沿所述前开式环形盒的内侧壁设置的多个壁架提供了用于在所述竖直堆叠的方向上支撑所述消耗部件的架子；设置在所述前开式环形盒内的分隔器板，其提供将所述前开式环形盒的内部区域划分为上部区域和下部区域的水平面，使得所述上部区域和所述下部区域中的每一个都包括用于容纳所述消耗部件的一组所述架子；和排放口，其限定在所述前开式环形盒的基部，所述排放口为气体从所述前开式环形盒的所述下部区域流出提供了路径。

本申请是申请号为201610932313.X、申请日为2016年10月24日、发明名称为“使用连接的室自动更换消耗部件”的申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施方式涉及在制造半导体晶片中使用的群集工具组件，更具体地涉及使设置在群集工具组件中的处理模块中的消耗部件(consumable part)实现移除和更换的群集工具组件。

背景技术

在制造工艺中使用以产生半导体晶片的典型的群集工具组件包括一个或多个处理模块，其中每个处理模块用于执行如清洁操作、沉积、蚀刻操作、漂洗操作、干燥操作等特定制造操作。用于执行这些操作的化学过程和/或处理条件导致经常暴露到处理模块内的恶劣条件下的处理模块的硬件组件中的一些损坏。这些受损的或磨损掉的硬件组件需要及时更换，以确保受损的硬件组件不使处理模块中的其它硬件组件暴露在恶劣条件下，并确保半导体晶片的质量。例如，设置在处理模块中的半导体晶片附近的边缘环可能会频繁地受到损坏，这是由于该边缘环的位置和它持续暴露于来自在蚀刻操作中使用的处理模块内产生的等离子体的离子轰击。受损的边缘环需要及时更换，以确保受损的边缘环不使底层的硬件组件(如卡盘)暴露于恶劣的工艺条件。可更换的硬件组件在本文中被称作消耗部件。

当前更换受损的消耗部件的方法需要经过培训的技术服务人员来执行一系列步骤。技术人员需要使群集工具组件脱机，抽吸/清扫群集工具组件以避免暴露于有毒残留物，打开群集工具，移除受损的消耗部件，并用新的消耗部件更换受损的消耗部件。一旦受损部件被更换，技术人员必须接着清洁群集工具，抽吸群集工具组件至真空并调节群集工具组件以用于晶片处理。在一些情况下，调节可以包括通过在半导体晶片上运行测试工艺，获取半导体晶片的横截面并分析横截面，以确保该工艺操作的质量，从而使群集工具组件合格。更换受损的消耗部件是复杂且费时的过程，需要群集工具组件脱机相当长的时间，从而影响了半导体制造商的利润率。

就是在这样的背景下产生本发明的实施方式。

发明内容

本发明的实施方式定义被设计为在不需要破坏真空(即，将群集工具组件暴露到大气条件)的情况下移除和更换布置在群集工具组件内的处理模块的受损的硬件组件的群集工具组件以及被设置在该群集工具组件内的端部执行器机构。可以更换的受损的硬件组件在本文还被称为消耗部件。群集工具组件包括一个或多个处理模块，其中每个处理模块配置成执行半导体晶片处理操作。由于处理模块中的消耗部件被暴露于化学品和工艺条件，所以消耗部件会受到损坏并需要及时地进行更换。通过安装更换站到群集工具组件，受损的消耗部件可以在不打开群集工具组件的情况下进行更换。更换站包括具有用于存储新的和用过的消耗部件的隔室的部件缓冲区。更换站和一个或多个处理模块耦合到控制器，以使控制器在一个或多个处理模块被保持在真空状态下时能协调更换站与一个或多个处理模块之间的访问(access)，以便能够更换消耗部件。

为了提供对受损的消耗部件的便捷的访问，处理模块可以被设计为包括升降机构。当接合时，升降机构被配置为使消耗部件能被移动到升高位置，使得群集工具组件内可用的机械手可以用于访问处理模块和从处理模块取回升高的消耗部件。更换的消耗部件被提供给处理模块，升降机构用于接收该消耗部件并使其下降到处理模块中的位置。