專利名稱：室隔離閥rf接地的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電子器件制造。更具體地，本發(fā)明涉及用于防止圍繞等離子體處理室隔離閥的等離子體泄漏的方法和裝置。
背景技術(shù)：
襯底處理室通常通過可密封開口與襯底傳送室相連通，其中可密封開口既寬又比較短，以容納水平取向的襯底的插入和除去。已知使用室隔離閥(又稱為狹縫閥)來密封這樣的開口。例如，室隔離閥的密封板(又稱為門)可以被延伸以密封開口，并且可以被縮回以允許襯底通過開口。避免以下問題的室隔離閥設(shè)計是優(yōu)選的(1)在操作期間，由于滑動摩擦和/或重復的金屬-金屬接觸的離子生成，以及(2)彈性密封元件的不均勻壓縮。
當襯底處理室在尺寸上增大和用于等離子體處理襯底所需的等離子體功率超過10KW時，很難在這樣的室中的完全容納等離子體。一般地，在襯底處理期間，電接地的導電表面(例如金屬室壁)實質(zhì)地包含存在于PVD、PECVD或其他等離子體處理室中的等離子體。然而，在一些例子中，從處理室的等離子體泄漏已經(jīng)發(fā)生，逃逸越過關(guān)閉的隔離閥門并進入相鄰的室中。對于處理非常大的襯底(即，大于約1,000mm×1,000mm)的室來說尤其是這樣。
于是，存在對用于接地室隔離閥以防止越過隔離閥的等離子體泄漏同時避免隔離閥的部件和其相關(guān)的密封表面之間的金屬-金屬接觸的改進方法和裝置的需要。該改進方法和裝置應(yīng)可應(yīng)用于在室之間的大壓力差下操作的隔離閥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供用于接地室隔離閥的方法和裝置。一般地，該方法利用(多個)導電性彈性構(gòu)件來有效地接地室隔離閥和/或隔離閥門，同時避免處理系統(tǒng)中移動部分的金屬-金屬接觸。
在一個實施例中，彈性構(gòu)件固定地附接到室隔離閥的門并與該門進行電導通。當門在關(guān)閉位置布置時，彈性構(gòu)件開始與等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件進行接觸。
在另一個實施例中，彈性構(gòu)件固定地附接到室隔離閥的支柱構(gòu)件上，并且當支柱構(gòu)件在襯底處理期間布置以保持隔離閥門在適當位置時，該導電彈性構(gòu)件與等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件進行接觸。
在另一個實施例中，用于電接地隔離閥的導電性彈性構(gòu)件固定地附接到等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件(諸如室壁)上。彈性構(gòu)件可以嵌入被接地組件，以使得基本與被接地組件齊平。當門處于關(guān)閉位置時，隔離閥的(多個)導電構(gòu)件開始與彈性構(gòu)件接觸。(多個)導電構(gòu)件可以與隔離閥門、或隔離閥支柱構(gòu)件和/或兩者電導通。
在另一個實施例中，上述實施例的組合用于電接地室隔離閥。例如，導電彈性構(gòu)件可以構(gòu)造在隔離閥門上以及支柱構(gòu)件上。
在另一個實施例中，用于接地室隔離閥的方法包括移動隔離閥到關(guān)閉位置，通過導電性彈性構(gòu)件在室隔離閥和等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件之間建立電接觸。在一個方面，彈性構(gòu)件可以固定地附接到隔離閥門和/或支柱構(gòu)件。在另一個方面，導電彈性構(gòu)件嵌入在等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件中，并且當隔離閥移動到關(guān)閉位置時，室隔離閥的導電構(gòu)件與彈性構(gòu)件接觸。導電構(gòu)件可以與室隔離閥的門或支柱構(gòu)件電導通。


通過參考實施例，可以更詳細地理解本發(fā)明的上述特征，得到對上面被概述的本發(fā)明的更具體的描述，其中一些實施例被圖示在附圖中。但是應(yīng)注意，附圖僅僅圖示了本發(fā)明的典型實施例，并且因此不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的范圍的限制，因為本發(fā)明可以容許其他的等同實施例。
圖1是可適用受益于本發(fā)明的示例襯底處理系統(tǒng)的示意平面圖。
圖2示出密封處理室開口的室隔離閥門的示意側(cè)視圖。
圖3A、3B和3C分別示出O型帶、D型帶和P型帶的部分。
圖4A-4C是可適用受益于本發(fā)明的室隔離閥的垂直截面圖。
圖5是室隔離閥的一個示例的垂直截面圖，其中該室隔離閥具有在圖4B中圖示的示意側(cè)視圖示出的相同位置布置的支柱構(gòu)件。
圖6是室隔離閥的部分垂直截面圖，其中該室隔離閥具有圖5中預先示出的支柱構(gòu)件。
圖6A是具有支柱構(gòu)件的室隔離閥的部分垂直截面圖。
圖7是具有支柱構(gòu)件的室隔離閥的另一個部分垂直截面圖。
圖8是室隔離閥的部分垂直截面圖。
圖9是室隔離閥的部分垂直截面圖。
為了清楚，在可適用的地方，已經(jīng)使用相同的標號來指明圖之間共有的相同元件。
具體實施例方式
本發(fā)明公開了一種用于接地室隔離閥的方法和裝置。一般地，該方法利用(多個)導電性彈性構(gòu)件，以有效地將室隔離閥和/或隔離閥門接地，同時避免處理系統(tǒng)中的移動組件之間的金屬-金屬接觸。一方面，彈性構(gòu)件固定地附接到室隔離閥的門并且與該門電導通。當門在關(guān)閉位置(即在等離子體處理室中的襯底處理期間)布置時，彈性構(gòu)件開始與等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件進行接觸。另一方面，用于接地隔離閥的導電彈性構(gòu)件固定地附接到等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件(諸如室壁)上，而當門處于關(guān)閉位置時，隔離閥的(多個)導電構(gòu)件開始與彈性構(gòu)件進行接觸。(多個)導電構(gòu)件可以與隔離閥門或隔離閥支柱構(gòu)件和/或其兩者進行電導通。
圖1是用于受益于本發(fā)明的示例性襯底處理系統(tǒng)10的示意平面圖。襯底處理系統(tǒng)10可以包括負載室20、傳送室30、傳送機械手31以及多個襯底處理室40、50。負載室20允許在沒有將整個系統(tǒng)加壓到大氣壓的情況下將一個或更多個襯底引入到襯底處理系統(tǒng)10的真空環(huán)境中。襯底在處理室40、50中處理。襯底處理室40、50可以在襯底上執(zhí)行例如像物理氣相沉積(PVD)和離子增強化學氣相沉積(PECVD)之類的處理。通常，襯底處理室40、50必須相互隔離，以最小化不相容處理氣體的滲透，并且因為不同處理可能要求相差很大的真空度。傳送室30內(nèi)部的傳送機械手31根據(jù)需要在襯底處理室40、50和負載室20之間傳送襯底(未示出)。通常，襯底處理系統(tǒng)10的每個室可以通過一個或更多個室隔離閥與所有其他室相隔離。在一些例子中，用于室隔離閥的機構(gòu)基本設(shè)置于傳送室30內(nèi)部。對于更大的襯底(諸如那些用于產(chǎn)生平板顯示器的襯底)，一般地將室隔離閥設(shè)置在襯底處理系統(tǒng)10的傳送室30、負載室20或襯底處理室40或50中是不可行的。相反，室隔離閥通常設(shè)置于傳送室30和在閥殼體105中與其相關(guān)聯(lián)的室之間。
雖然，室隔離閥和隔離閥門主要由金屬的(即導電性)組件構(gòu)成，但是其中的非導電密封、襯墊以及其他構(gòu)件經(jīng)常導致用于隔離閥門的差的或不存在的接地路徑。例如，圖2示出通過抵抗前板密封表面121a關(guān)閉的密封室開口102的室隔離閥門107的示意側(cè)視圖。室開口102形成穿過處理室P的電接地外壁或穿過閥殼體105的電接地前板121。閥殼體105和前板121在圖4A、4B和4C中更清楚地示出，并在下面更詳細的討論。為了使室隔離閥門107在關(guān)閉位置時抵抗前板密封表面121a電接地，則在室隔離閥門107和前板密封表面121a之間必須進行金屬-金屬接觸。然而，已知在處理室的正常操作期間移動組件之間的金屬-金屬接觸產(chǎn)生不可接受程度的顆粒污染。相反，室隔離閥門107包括彈性密封構(gòu)件198，該彈性密封構(gòu)件198以真空密閉方式密封室開口102，且通常尺寸為防止金屬室隔離閥門107免于接觸金屬前板密封表面121a。這在室隔離閥門107和前板密封表面121a之間留下窄間隙125a。因此，室隔離閥門107不電接地閥殼體105和傳送室30，亦不屏蔽閥殼體105和傳送室30免于處理室中生成的等離子體。
由此，處理室40或50中形成的等離子體在室開口102處沒有被屏蔽，越過室隔離閥門107逃逸到閥殼體105和/或傳送室30中。與等離子體泄漏出處理室40或50相關(guān)聯(lián)的一個問題是材料在傳送室30和閥殼體105的表面上的不希望有的沉積，這后來可能生成損壞襯底的顆粒污染。另一個問題是傳送室30中的等離子體的存在可能通過等離子體刻蝕損壞暴露到等離子體的表面，增大其表面粗糙度。這些表面可能難于清潔，并且除非修理或更換，這些表面可能導致增加的顆粒污染，這可能損壞襯底。第三個問題是用于傳送室30和/或閥殼體105內(nèi)部的組件的充電或從該組件的電弧放電的可能性。電弧放電可以引起在處理系統(tǒng)10中正在處理的襯底的嚴重顆粒污染、直接地對該襯底的嚴重損壞以及對處理系統(tǒng)10內(nèi)部的敏感組件的損壞。
在某些類型的襯底處理步驟期間，壓力差可能存在于處理室40和/或50以及傳送室30之間，以使得處理室40和/或50內(nèi)部的高壓抵抗室隔離閥的密封板或門向外推。室隔離閥由此遭受壓力和老化兩者，隨著更高的壓力差而增大。當涉及大襯底(諸如用于平板顯示器的那些襯底)時，壓力差影響惡化，因為室隔離閥的門必須密封更大的開口。
當描述彈性體時，這里所使用的“導電性”指的是這樣的材料雖然不一定像金屬物質(zhì)一樣傳導電流，但是擁有不超過約0.200Ω·cm的體積電阻率?！癘型帶”、“D型帶”和“P型帶”是彈性突出，其是可以用于本發(fā)明一些實施例中的彈性構(gòu)件的示例性實施例。圖3A、3B和3C分別示出了O型帶、D型帶和P型帶的部分。
圖4A-4C圖示了可用于受益于本發(fā)明的室隔離閥101。室隔離閥101密封到鄰近處理室P(在圖4A的剖視圖中示出)的開口102(在圖4A的剖視圖中示出)，以使得允許用于處理包含于其中的襯底的處理室P的加壓。如圖2中所圖示，彈性密封構(gòu)件198產(chǎn)生允許室P的增壓所需要的圍繞開口102的密封。
傳統(tǒng)室隔離閥通常不設(shè)計成適應(yīng)與大襯底(諸如平板)的等離子體處理相關(guān)聯(lián)的較大的壓力差。改進的裝置和方法已經(jīng)發(fā)展成將可移動支柱構(gòu)件結(jié)合到室隔離閥中，當室隔離閥門關(guān)閉時，其在室隔離閥門上施加支撐性的支柱力(bracing force)。將支柱構(gòu)件和支柱力應(yīng)用到室隔離閥的方法和裝置在下面結(jié)合圖4A、4B和4C詳細地討論，并且預先參考在2004年5月12日提交、名稱為“Methods and Apparatus For Sealing an Opening of aProcessing Chamber”的美國專利申請序列號10/844,974。
參考圖4A-4C，室隔離閥101可以包括用于密封室開102的關(guān)閉構(gòu)件103。另外，室隔離閥101可以包括閥殼體105，在閥殼體105內(nèi)部，至少部分的關(guān)閉構(gòu)件103可以被可移動地布置。為了允許室隔離閥101與處理室P的開口102一起使用，室隔離閥101的閥殼體105可以抵抗處理室放置，以使得密封件(未示出)形成于閥殼體105以及待密封的處理室開口之間。
關(guān)閉構(gòu)件103可以包括用于密封室開口102的室隔離閥門107。例如，可以利用室隔離閥門107，以使得非直接地密封室開口102，例如，通過密封與室開口102對準的閥殼體105的開口?；蛘?，當閥殼體105不存在時，室隔離閥門107可以放置與處理室P直接接觸(未示出)，使得室隔離閥門107圍繞室開102密封。
關(guān)閉構(gòu)件103可以還包括支柱構(gòu)件109，該支柱構(gòu)件109相對于室隔離閥門107可移動。例如，支柱構(gòu)件109可以適應(yīng)于從室隔離閥門107遠離延伸和向室隔離閥門107縮回。此外，支柱構(gòu)件109可以用于支撐或支持室隔離閥門107，例如，當室隔離閥門107位于如上所述密封室開口102的位置時。與通常使用懸臂構(gòu)造相比較，這樣的安排在其減少抵消(counter)處理室P內(nèi)部的正壓力所需要的力的幅度方面是固有的有效的。
為了提供關(guān)閉構(gòu)件103相對于室開口102的移動，關(guān)閉構(gòu)件103可以還包括從室隔離閥門107向下延伸的延伸部分111。在這樣的實施例中，與室隔離閥門107遠離間隔的延伸部分111的一端可以用于由布置于閥殼體105內(nèi)部或外部的致動器操作。這使關(guān)閉構(gòu)件103能移作為一個單元移動，例如，通過經(jīng)由延伸部分111一起移動室隔離閥門107和支柱構(gòu)件103。例如，關(guān)閉構(gòu)件103可以經(jīng)由延伸部分111朝向和/或遠離室開口102在圖4B和圖4C分別示出的室隔離閥101的構(gòu)造之間水平地移動?；蛘撸P(guān)閉構(gòu)件103可以經(jīng)由延伸部分111在圖4A和圖4B分別示出的室隔離閥101的構(gòu)造之間垂直地移動。
閥殼體105可以界定密閉空間113、到密閉空間113的第一開口115以及到密閉空間113的第二開口117。第一開口115通常鄰近傳送室30內(nèi)部并允許進入傳送室30的內(nèi)部。如圖4A-4C中所示出的，第一開口115和密閉空間113沿軸線與室開口102對準，并且其大小使得允許襯底在關(guān)閉構(gòu)件103處于打開位置時通過閥殼體105并進入和離開處理室P。第二開口117可以放置與室開口102氣動地連通，以使得第二開口117基本上形成室開口102的延伸。
在室隔離閥101希望密封處于大壓力差的處理室的實施例中，閥殼體105可以還包括后板119，第一開口115形成于該后板119中。如下文進一步描述，在密封期間，后板119可以適應(yīng)于允許支柱構(gòu)件109接觸后板119并推靠用于支撐室隔離閥門107。閥殼體105可以還包括前板121，第二開口117形成于該前板121中。前板121可以用于允許關(guān)閉構(gòu)件103的室隔離閥門107接觸前板121并圍繞第二開口117密封?；蛘?，如上所述，室隔離閥門107可以直接接觸處理室P，以密封室開口102。
在操作中，如圖4A中所示，室隔離閥101的關(guān)閉構(gòu)件103適合相對于第一開口115和第二開口117處于縮回位置，其中，關(guān)閉構(gòu)件103間隔遠離(例如，在下方)第一開口115和第二開口117。這樣的構(gòu)造允許襯底通過閥殼體105并進入和離開處理室P。又如圖4A中所示，閥殼體105的密閉空間113優(yōu)選地在具有多余空間的情況下包圍室隔離閥門107和支柱構(gòu)件109。這提供了支柱構(gòu)件109和后板119之間的第一間隙123以及室隔離閥門107和前板121之間的第二間隙125。注意，第二間隙125比窄間隙125a稍寬，并且不同于該窄間隙125a，如圖2中所示。在關(guān)閉構(gòu)件103的垂直運動期間(即，在室隔離閥101的打開和關(guān)閉期間)，維持第一間隙123和第二間隙125。第一間隙123和第二間隙125的存在避免了在室隔離閥門107和表面121a和121b之間以及在支柱構(gòu)件109和后板表面119a之間摩擦生成顆粒。
圖4B示出關(guān)閉構(gòu)件103，其在第一開口115和第二開口117前方布置，但相對于閥殼體115的第二開口117處于收回或非密封的位置。第二間隙125仍存在于關(guān)閉構(gòu)件103的室隔離閥門107和前板121之間。圖4C示出了在布置到完全關(guān)閉位置之后的關(guān)閉構(gòu)件103，即，室隔離閥門107與前板121的表面121a和121b進行接觸，并且已經(jīng)與彈性密封構(gòu)件198一起在閥殼體105的第二開口117上形成密封。接觸表面121a和121b示于圖5中。雖然為清楚起見，在圖4C中未示出，窄間隙125a(見圖2)仍存在于室隔離閥門107和前板121的金屬前板密封表面121a和121b之間。窄間隙125a和彈性密封構(gòu)件198清楚地圖示于圖2中。優(yōu)選地，如圖4B和4C中所示的室隔離閥101顯示的，室隔離閥門107的運動相于前板121垂直，以減少和/或消除經(jīng)由摩擦的顆粒生成。
在用于密封大壓力差情況下的處理室的室隔離閥101的實施例中以及如圖4C中所示，室隔離閥101可以用于生成分離力，該分離力相對于室隔離閥門107移動支柱構(gòu)件109，以使得引起支柱構(gòu)件109移動遠離室開口102，而與閥殼體105的后板119進行接觸?；蛘?，可使得支柱構(gòu)件109在室隔離閥門107接觸前板121或處理室P之前接觸傳送室(未示出)的部分或另一個結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在這個方面，室隔離閥101然后可以生成支柱力，并且傾向于驅(qū)動支柱構(gòu)件109遠離室隔離閥門107，以使得抵抗閥殼體105的前板121或抵抗處理室P支撐或支持關(guān)閉構(gòu)件103的室隔離閥門107。這樣的支撐力可以相對于關(guān)閉構(gòu)件103以許多方式或在許多位置生成，諸如經(jīng)由氣動或其他致動器。
圖5圖示了具有支柱構(gòu)件109的室隔離閥101的一個示例的垂直截面圖，其中該支柱構(gòu)件109在如圖4B中所圖示的示意側(cè)視圖中的閥殼體105中的相同位置布置。關(guān)閉構(gòu)件103在第一開口115和第二開口117的前面布置，但室隔離閥門107和前板密封表面121a之間的密封接觸還沒有形成。第二間隙125(為清楚起見，在圖5中未示出)存在于室隔離閥門107和前板密封表面121a之間，而第一間隙123存在于支柱構(gòu)件109和后板表面119a之間。在這個示例中，支柱構(gòu)件109包含至少一個上反應(yīng)緩沖件109b和至少一個下反應(yīng)緩沖件109c。反應(yīng)緩沖件109b和109c優(yōu)選地由耐磨、彈性、可真空用的材料(諸如聚醚醚酮(PEEK))形成，以最小化在支柱構(gòu)件109驅(qū)動期間的顆粒生成。通常，對于相對寬的室隔離閥(諸如用于300mm硅晶片和平板顯示器襯底的那些)，支柱構(gòu)件109沿著支柱構(gòu)件109的頂部和底部可以包含多個反應(yīng)緩沖件。沿著支柱構(gòu)件109的頂部和底部具有多個反應(yīng)緩沖件的構(gòu)造更可能避免支柱構(gòu)件109和后板表面119a之間的金屬-金屬接觸。
在本發(fā)明的一個方面中，導電性彈性構(gòu)件107a(如圖5和圖6中所示)被固定地附接到室隔離閥101的室隔離閥門107上并與其電導通。導電性彈性件107a優(yōu)選地是基于硅樹脂的彈性體。為了有效地充當用于室隔離閥門107的電接地路徑，導電彈性構(gòu)件107a必須具有約0.200Ω·cm的最大體積電阻率，優(yōu)選約為0.010Ω·cm。注意彈性體的體積電阻在暴露到高溫后通常會發(fā)生變化是很重要的。這經(jīng)常會增大彈性體體積電阻率(當其是新的時候的)兩倍或三倍。因此，上述用于本發(fā)明的優(yōu)選體積電阻率指在加熱老化后的彈性體的體積電阻率，即，預熱以穩(wěn)定彈性體的性能。因為彈性體通常是差的電導體，導電填充材料可以加入到彈性體中，以減小其電阻率。導電填充材料包括但不限于銀、銅、鋁、鎳以及石墨。
參考圖5，當室隔離閥門107布置到如圖4C中所示的完全關(guān)閉位置時，導電彈性構(gòu)件107a與前板密封表面121a接觸。導電彈性體107a可以沿第二開口117的一些或全部周邊接觸板密表面。因此，在這個方面，室隔離閥門107的接觸部分包括彈性密封構(gòu)件198和導電彈性構(gòu)件107a。除非室隔離閥101完全關(guān)閉，否則在等離子體處理室P中不進行等離子體處理，因此，無論何時在處理室P中發(fā)生等離子體處理，室隔離閥門107都會被接地，以防止等離子體泄漏出處理室P。
圖6是具有如圖5中預先示出的支柱構(gòu)件109的室隔離閥101的局部垂直截面圖。第二間隙125存在于室隔離閥門107和前板密封表面121a之間，這是因為室隔離閥101沒有布置為抵抗前板密封表面121a的完全關(guān)閉密封位置。在此示例中，導電彈性構(gòu)件107a是P型帶，其沿著室隔離閥門107的底部周邊安裝。根據(jù)室隔離閥101的幾何形狀，可以使用O型帶或D型帶構(gòu)造。導電彈性構(gòu)件107a安裝到室隔離閥門107，以使得在導電彈性構(gòu)件107a和前板密封表面121a之間存在第三間隙107b。在前板密封表面121a和彈性密封構(gòu)件198之間還存在第四間隙198a。具有導電添加物的彈性體(例如，優(yōu)選用于導電彈性構(gòu)件107a的那些)比那些設(shè)計用于產(chǎn)生真空密封的彈性體(例如，優(yōu)選用于彈性密封構(gòu)件198的彈性體)傾向于更不耐磨并且更易于產(chǎn)生顆粒脫落。因此，導電彈性構(gòu)件107a優(yōu)選地在室隔離閥101的操作期間不承受大的力(諸如彈性密封構(gòu)件198所承受的那些力)。為了允許彈性密封構(gòu)件198吸收當用室隔離閥門107密封室開口102時所導致的力的主要部分。第三間隙107b大于第四間隙198a，產(chǎn)生第一空隙C1是非常重要的，如圖6中所示。為了確保當室隔離閥門107關(guān)閉時導電彈性構(gòu)件107a接觸前板密封表面121a，空隙C1必須被成形以正確地預先考慮當室隔離閥門107密封室開口102時發(fā)生的彈性密封構(gòu)件198的壓縮。因此，空隙C1是彈性密封構(gòu)件198的尺寸、組成(composition)和O型環(huán)溝槽設(shè)計的函數(shù)并且是用于密封室開口102的支柱力的函數(shù)。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員在閱讀這里的揭示的內(nèi)容可以計算出用于任何情形時所需的空隙C1。
本發(fā)明的這個方面的主要優(yōu)點是在第二開口117處密封室P中產(chǎn)生的等離子體的能力。這可以防止等離子體進入到閥殼體105中及對其中的組件潛在地污染和/或損壞。然而，應(yīng)當注意，對于較大的處理室(即，處理襯底大于約1000mm×1000mm的室)，導電彈性構(gòu)件107a和前板密封表面121a之間的接觸可能斷開。這是因為當室P是真空時可能發(fā)生的室P的壁的大的撓曲。參考圖4A，可以看出，室P的大的向內(nèi)撓曲可能會引起前板121從閥殼體105的密封空間113向外弓形彎曲。這接著可能會削弱或消除導電彈性構(gòu)件107a和前板密封表面121a之間的電連接。由于此問題，對于建立到室隔離閥門107的可靠的接地連接，空隙C1的適當尺寸是非常重要的。
或者，例如，導電性彈性構(gòu)件107a可以安裝在室開口102的上方，以改善導電彈性構(gòu)件107a的可達性，并最小化更換彈性構(gòu)件107a所需要的時間。然而，在這種構(gòu)造中，導電彈性構(gòu)件107a將會重復地接觸直接位于襯底被傳送進入和離開處理室P的路徑上的表面。由此，通常優(yōu)選的是將導電彈性構(gòu)件107a安裝于室開口102之下以最小化對襯底的潛在的顆粒污染。在另一個方面中，導電彈性構(gòu)件107a可以沿著室開口102的側(cè)邊安裝，以在最大化從上面的可達性的同時最小化對襯底的可能的顆粒污染。
在本發(fā)明的另一方面，導電彈性構(gòu)件109a固定地附接到支柱構(gòu)件109，當支柱構(gòu)件109布置以在襯底處理過程中保持室隔離閥門107于適當位置時，其與等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件進行接觸。因此，在這個方面，支柱構(gòu)件109的接觸部分包括反應(yīng)緩沖件109b、109c以及導電彈性構(gòu)件109a。
圖7是具有如圖5中預先示出的支柱構(gòu)件109的室隔離閥101的另一個部分側(cè)視圖。第一空隙123存在于支柱109和后板表面119a之間，因為支柱構(gòu)件109沒有抵抗后板表面119a布置，以抵抗前板密表面121a密封室隔離閥門107。在這個示例中，導電彈性構(gòu)件109a是P型帶，并沿著支柱構(gòu)件109的底部周邊安裝?；谥е鶚?gòu)件109的幾何形狀，還可以使用O型帶或D型帶結(jié)構(gòu)。導電彈性構(gòu)件109a安裝到支柱構(gòu)件109，以使得在導電彈性構(gòu)件109a的表面和后板表面119a之間存在第五間隙198d。反應(yīng)緩沖件109b(圖7中未示出)和109c的低的彈性有利于將支柱力傳遞到室隔離閥門107。因此，當接觸后板表面119a時，因為反應(yīng)緩沖件109b和109c不需要建立真空密封，所以它們優(yōu)選地由比彈性密封構(gòu)件198更剛性的材料制成。
因為反應(yīng)緩沖件109b和109c通常由相對剛性的非金屬材料制造，故第五間隙198d(即，后板表面119a和導電彈性構(gòu)件109a之間的間隙)可以稍微小于第一間隙123。這產(chǎn)生導電彈性構(gòu)件109a和反應(yīng)緩沖件109b、109c之間的空隙C2。空隙C2確保當支柱構(gòu)件109無論何時抵抗后板119布置以抵抗前板121支撐室隔離閥門107時在關(guān)閉構(gòu)件103和被接地后板119之間建立電接觸。雖然導電彈性構(gòu)件109a首先接觸后接觸表面119a，但是與剛性反應(yīng)緩沖件109b和109c相比較，彈性構(gòu)件109a是高彈性的。因此，剛性反應(yīng)緩沖件109b和109c吸收抵抗后板119施加的大部分支撐力。在本發(fā)明的這個方面中，第二空隙C2的精確尺寸對于確保進行希望的電接觸不是至關(guān)重要的。
如上所述的導電彈性構(gòu)件107a，導電彈性構(gòu)件109a可以可選地安裝在室開口102的上方。本發(fā)明的這種構(gòu)造可以改進可達性，但可能潛在地增加襯底的顆粒污染。
在另一個方面，反應(yīng)緩沖件109b和109c可以用作導電性彈性構(gòu)件，其替代導電彈性構(gòu)件109a將室隔離閥101電接地。本發(fā)明的這種構(gòu)造確保關(guān)閉構(gòu)件103和后板119之間的良好電接觸。然而，這種構(gòu)造僅在非金屬材料用于反應(yīng)緩沖件109b和109c時有效，其中反應(yīng)緩沖件109b和109c具有高耐磨性、低彈性及低電阻率，這可能會有問題。在一個構(gòu)造中，上反應(yīng)緩沖件109b和下反應(yīng)緩沖件109c用作導電構(gòu)件。在另一個構(gòu)造中，僅使用下反應(yīng)緩沖件109c。
在另一個方面，用于接地室隔離閥101的導電彈性構(gòu)件固定地附接到處理系統(tǒng)10的被接地組件，諸如前板121和后板119。當室隔離閥門107處于關(guān)閉位置時，隔離閥的(多個)導電的(即，通常金屬的)構(gòu)件與附接到前板121或后板119的彈性構(gòu)件進行接觸。
圖8是類似于圖6的室隔離閥101的部分側(cè)視圖。然而，在這個示例中，導電彈性構(gòu)件130附接到前板121，其在室開口102的周邊附近，但在由彈性密封構(gòu)件198所密封的區(qū)域外部。導電彈性構(gòu)件130優(yōu)選地嵌入到前板表面121a并大部分與前板表面121a齊平，以使得最大化間隙125的尺寸并最小化與關(guān)閉構(gòu)件103的運動的潛在干涉?；蛘撸谄渲虚y殼體105不存在并且室隔離閥門107放置直接接觸處理室P以密封室開口102的情況下，導電彈性構(gòu)件130可以嵌入到處理室P的外壁中。導電彈性構(gòu)件130被構(gòu)造成當室隔離閥門107處于關(guān)閉位置時鄰近導電構(gòu)件131定位。在這個示例中，導電構(gòu)件131當室隔離閥門107處于關(guān)閉位置時固定在室隔離閥門107的下部分，并位于由彈性密封構(gòu)件198所密封的區(qū)域之下。在其他構(gòu)造中，導電構(gòu)件131可以安裝在室隔離閥門107周邊的任何地方，使得當室隔離閥門107處于關(guān)閉位置時其接觸彈性密封構(gòu)件198所密封的區(qū)域外部的導電彈性構(gòu)件130。圖8示出本發(fā)明這個方面(即，安裝在室隔離閥門107的下部分)的優(yōu)選構(gòu)造，即，導電構(gòu)件131被安裝在室隔離閥門107的下部分上。
至于本發(fā)明的以前的方面，導電構(gòu)件131必須構(gòu)造成使得彈性密封構(gòu)件198和導電構(gòu)件131之間存在空隙C3。當室隔離方面107處于關(guān)閉位置以圍繞室開口102產(chǎn)生真空密封時，這允許彈性密封構(gòu)件198在沒有與導電構(gòu)件131干涉的情況下足夠壓縮。
在本發(fā)明這個方面的另一個構(gòu)造中，反應(yīng)緩沖件109b和/或109c可以用于通過接觸后板119建立接地路徑而電接地室隔離閥門101。然而，在本發(fā)明的這個構(gòu)造中，反應(yīng)緩沖件109b和/或109c通常由金屬材料制造，并且，導電彈性構(gòu)件132附接到后板119。這個在圖9中示出。
圖9是類似于圖7的室隔離閥101的部分垂直截面圖。然而，在這個示例中，導電彈性構(gòu)件132在第一開口115的周邊附近附接到后板119。反應(yīng)緩沖件109c和后板表面119a之間存在第一間隙123，這是因為支柱構(gòu)件109沒有抵抗后板表面119a布置以抵抗前板密封表面121a(元件121a在圖9中未示出)密封室隔離閥門107。
導電彈性構(gòu)件132優(yōu)選地嵌入到后板表面119a并大部分與后板表面119a齊平，以使得最大化間隙123的尺寸并最小化與關(guān)閉構(gòu)件103的運動的潛在干涉。導電彈性構(gòu)件132被構(gòu)造成當室隔離閥門107處于關(guān)閉位置時鄰近反應(yīng)緩沖件109c定位。在這個示例中，反應(yīng)緩沖件109c作為關(guān)閉構(gòu)件103的建立到后板表面119a的電接地的導電構(gòu)件示出。在其他構(gòu)造中，任意一個或所有反應(yīng)緩沖件可以用于接觸彈性構(gòu)件132。對于關(guān)閉構(gòu)件103而言，一般優(yōu)選地與(多個)下反應(yīng)彈性體109c進行希望的接地接觸，如圖9中所示?；蛘撸潭ǖ街е鶚?gòu)件109的另一個彈性構(gòu)件可以用于替代反應(yīng)緩沖件109b和109c建立電接觸。
在操作中，當反應(yīng)緩沖件109c抵抗嵌入在后板表面119a中的導電彈性構(gòu)件132施加支撐力時，在本發(fā)明的這個構(gòu)造中建立所需的電接觸。因此，無論何時室隔離閥門107處于關(guān)閉位置時，關(guān)閉構(gòu)件103都會被電接地，從而防止等離子體泄漏。
在本發(fā)明的最后方面，彈性密封構(gòu)件198可以自身由導電彈性體(如圖6A中所示)構(gòu)成，排除對使用額外彈性體導電構(gòu)件(諸如圖6中所示的彈性構(gòu)件107a)的需要。然后，對室隔離閥門107的接地路徑可以直接通過彈性密封構(gòu)件198到達前板密封表面121a。因為導電性彈性體一般不耐磨并且比標準密封彈性體更可能隨時間而產(chǎn)生顆粒，本發(fā)明優(yōu)選的方面利用由導電性材料組成的一個或更多個輔助的、非承載的彈性構(gòu)件。
雖然上面針對于本發(fā)明的實施例，但是可以在不偏離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以設(shè)計出其他或更多的本發(fā)明的實施例，因此本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所決定。
權(quán)利要求
1.一種在襯底的等離子體處理期間接地用于等離子體處理系統(tǒng)的室隔離閥的方法，其中室隔離閥包含門或支柱構(gòu)件、或其兩者以及真空密封，該方法包括移動所述室隔離閥到關(guān)閉位置；并且使用至少一個導電性構(gòu)件在所述室隔離閥和所述等離子體處理系統(tǒng)的至少一個電被接地組件之間建立電接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個導電性構(gòu)件是導電性彈性構(gòu)件，并且所述彈性構(gòu)件的體積電阻率在其加熱老化后不大于約0.200Ω·cm。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個彈性構(gòu)件固定地附接至所述室隔離閥門并與所述室隔離閥門電導通。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個彈性構(gòu)件固定地附接至所述室隔離閥支柱構(gòu)件并與所述室隔離閥支柱構(gòu)件電導通。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件是彈性突出，其中所述彈性突出選自O(shè)型帶、D型帶或P型帶構(gòu)成的組。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件沿所述室隔離閥的所述真空密封的外周邊安裝。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件沿所述室隔離閥的支柱構(gòu)件的所述接觸部分的周邊安裝。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件沿所述室隔離閥的所述真空密封的下外周邊安裝。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件沿所述室隔離閥的所述支柱構(gòu)件的接觸部分的下周邊安裝。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件包括一個或更多個所述室隔離閥的支柱構(gòu)件的反應(yīng)緩沖件。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其中利用導電性彈性構(gòu)件在所述室隔離閥和所述等離子體處理系統(tǒng)的至少一個導電性被接地組件之間建立電接觸包括移動所述室隔離閥的至少一個導電表面與所述等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件電接觸，其中，所述被接地組件包括導電性彈性構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少一個導電表面是所述室隔離閥門的一部分。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少一個導電表面包括所述室隔離閥的所述支柱構(gòu)件的導電部分。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述支柱構(gòu)件的所述部分是反應(yīng)緩沖件。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述等離子體處理系統(tǒng)的所述被接地組件是閥殼體前板。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述等離子體處理系統(tǒng)的所述被接地組件是室開口密封表面。
17.一種在襯底的等離子體處理期間接地用于等離子體處理系統(tǒng)的室隔離閥的方法，其中所述室隔離閥包含門或支柱構(gòu)件、或其兩者以及真空密封，該方法包括移動所述室隔離閥到關(guān)閉位置；并且接觸所述等離子體處理系統(tǒng)的至少一個電被接地組件和至少一個導電性彈性構(gòu)件，所述一個或多個彈性構(gòu)件固定地附接至所述室隔離閥并與所述室隔離閥電導通。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一個彈性構(gòu)件的體積電阻率在其加熱老化后不大于約0.200Ω·cm。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件是彈性突出，其中所述彈性突出選自O(shè)型帶、D型帶或P型帶構(gòu)成的組。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中固定地附接包括沿所述室隔離閥的所述真空密封的外周邊安裝。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中固定地附接包括沿所述室隔離閥的所述支柱構(gòu)件的接觸部分的周邊安裝。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中固定地附接包括沿所述室隔離閥的所述真空密封的下外周邊安裝。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其中固定地附接包括沿所述室隔離閥的所述支柱構(gòu)件的接觸部分的下周邊安裝。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件包括一個或更多個所述室隔離閥的支柱構(gòu)件的反應(yīng)緩沖件。
25.一種在襯底的等離子體處理期間接地用于等離子體處理系統(tǒng)的室隔離閥的方法，其中所述室隔離閥包含門或支柱構(gòu)件、或其兩者，該方法包括移動所述室隔離閥到關(guān)閉位置；并且移動所述室隔離閥的至少一個導電表面與所述等離子體處理系統(tǒng)的至少一個被接地組件進行電接觸，其中所述至少一個被接地組件包括導電性彈性構(gòu)件。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述導電性彈性構(gòu)件包括具有體積電阻率在其加熱老化后不大于約0.200Ω·cm的彈性構(gòu)件。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述導電性彈性構(gòu)件是彈性突出，其中所述彈性突出選自O(shè)型帶、D型帶或P型帶構(gòu)成的組。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述至少一個導電表面是所述室隔離閥門的一部分。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述至少一個導電表面包括所述室隔離閥的所述支柱構(gòu)件的導電部分。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述支柱構(gòu)件的所述部分是反應(yīng)緩沖件。
31.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述所述等離子體處理系統(tǒng)的所述至少一個被接地組件是閥殼體前板。
32.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述等離子體處理系統(tǒng)的所述至少一個被接地組件是室開口密封表面。
33.一種用于等離子體處理系統(tǒng)的被接地室隔離閥，包括門；以及與所述門電導通的至少一個導電性構(gòu)件，當所述門處于關(guān)閉位置時，該導電性構(gòu)件用于接觸所述等離子體處理系統(tǒng)的至少一個被接地組件。
34.如權(quán)利要求33所述的室隔離閥，其中所述至少一個導電性構(gòu)件是導電性彈性構(gòu)件，并且所述導電性彈性構(gòu)件具有在其加熱老化后不大于約0.200Ω·cm的體積電阻率。
35.如權(quán)利要求34所述的室隔離閥，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件是彈性突出，其中所述彈性突出選自O(shè)型帶、D型帶或P型帶構(gòu)成的組。
36.如權(quán)利要求34所述的室隔離閥，其中當所述室隔離閥處于所述關(guān)閉位置時，所述至少一個導電性彈性構(gòu)件安裝在所述室開口下方或旁邊。
37.如權(quán)利要求34所述的室隔離閥，其中所述室隔離閥還包括支柱構(gòu)件，并且所述至少一個導電性彈性構(gòu)件包括所述支柱構(gòu)件的一個或更多反應(yīng)緩沖件。
38.如權(quán)利要求34所述的室隔離閥，其中所述至少一個導電性彈性構(gòu)件包括所述門的密封構(gòu)件。
39.一種用于等離子體處理系統(tǒng)的被接地室隔離閥，包括門；支柱構(gòu)件；以及與所述支柱構(gòu)件電導通的至少一個導電性彈性構(gòu)件，當所述門處于關(guān)閉位置時，該導電性彈性構(gòu)件用于接觸所述等離子體處理系統(tǒng)的至少一個被接地組件。
40.一種用于等離子體處理系統(tǒng)的接地室隔離閥，包括門；以及與所述門電導通的至少一個導電性表面，當所述門處于關(guān)閉位置時，該導電性表面用于接觸所述等離子體處理系統(tǒng)的至少一個被接地組件，其中所述至少一個被接地組件包括導電性彈性構(gòu)件。
41.如權(quán)利要求40所述的室隔離閥，其中所述導電性彈性構(gòu)件包括具有在其加熱老化后不大于約0.200Ω·cm的體積電阻率的彈性構(gòu)件。
42.如權(quán)利要求40所述的室隔離閥，其中導電性彈性構(gòu)件是彈性突出，其中所述彈性突出選自O(shè)型帶、D型帶或P型帶構(gòu)成的組。
43.如權(quán)利要求40所述的室隔離閥，其中當所述室隔離閥處于所述關(guān)閉位置時，所述至少一個導電性表面安裝在所述室開口下方或旁邊。
44.如權(quán)利要求40所述的室隔離閥，其中所述室隔離閥還包括支柱構(gòu)件，并且所述至少一個導電性表面包括所述支柱構(gòu)件的導電部分。
45.如權(quán)利要求44所述的室隔離閥，其中所述支柱構(gòu)件的所述部分是反應(yīng)緩沖件。
46.如權(quán)利要求40所述的室隔離閥，其中所述等離子體處理系統(tǒng)的所述至少一個被接地組件是閥殼體前板。
47.如權(quán)利要求40所述的室隔離閥，其中所述等離子體處理系統(tǒng)的所述至少一個被接地組件是室開口密封表面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于接地室隔離閥的方法和裝置。一般地，該方法利用(多個)導電性彈性構(gòu)件，以有效地接地室隔離閥和/或隔離閥門，同時避免處理系統(tǒng)中的移動組件之間的金屬－金屬接觸。在一個實施例中，彈性構(gòu)件固定地附接到室隔離閥的門并且與該門電導通。當門在關(guān)閉位置(即在等離子體處理室中的襯底處理期間)時，彈性構(gòu)件與等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件進行接觸。在另一實施例中，導電彈性構(gòu)件附接到隔離閥上，而當支柱構(gòu)件在襯底處理期間被布置以保持隔離閥門于合適位置時，其開始與等離子體處理系統(tǒng)的被接地組件接觸。還提供了其他構(gòu)造。
文檔編號C23C16/00GK1892980SQ20061005767
公開日2007年1月10日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者李可凌, 栗田伸一, 伊曼紐爾·比爾 申請人:應(yīng)用材料公司