高溫處理腔室蓋體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的內(nèi)容關(guān)于處理腔室蓋體。更具體地說，本文公開的實(shí)施方式針對(duì)處理腔室蓋體，所述處理腔室蓋體防止密封材料受損，并且允許在不損壞處理配件部件的情況下安裝所述蓋體。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]當(dāng)腔室的蓋體被加熱時(shí)，腔室蓋體與壁之間的彈性密封材料也被加熱。這導(dǎo)致彈性密封材料失效、粘貼到表面、泄漏和變形。
[0003]另外，在加熱蓋體的同時(shí)，與蓋體接觸的腔室主體應(yīng)保持相對(duì)較冷。熱差異(thermal differences)引起所述熱的蓋體膨脹，并且引起蓋體相對(duì)于腔室主體的相對(duì)位移。這可能在所述腔室內(nèi)部形成刮痕和顆粒。
[0004]此外，為了保持處理區(qū)域溫度均勻，允許熱的蓋體部件觸碰處理配件部件，這將在蓋體與處理配件部件之間形成接觸，并且允許熱均勻性。然而，在安裝蓋體期間，接觸可能損壞處理配件部件。
[0005]在本領(lǐng)域中，對(duì)密封處理腔室同時(shí)最小化腔室蓋體與腔室主體之間熱差異效應(yīng)的設(shè)備及方法，具有持續(xù)的需求。
[0006]另外，在本領(lǐng)域中，對(duì)在不使腔室蓋體接觸和潛在地?fù)p壞處理配件部件的情況下密封處理腔室的設(shè)備及方法，具有持續(xù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式是針對(duì)蓋體組件，所述蓋體組件包括高溫蓋體模塊、外殼及彈性密封O形環(huán)。高溫蓋體模塊具有底表面及頂表面，所述底表面被設(shè)置成鄰近處理腔室的處理配件。所述外殼在高溫蓋體模塊周圍。外殼包括中空筒狀壁，所述中空筒狀壁具有下端及上端，所述下端被設(shè)置成鄰近處理腔室主體。彈性密封O形環(huán)被設(shè)置在所述外殼的所述中空筒狀壁的上端與高溫蓋體模塊的頂表面之間。外殼為柔性的，以允許高溫蓋體模塊在所述外殼內(nèi)的移動(dòng)。
[0008]在一些實(shí)施方式中，夕卜殼的中空筒狀壁包括外中空筒狀壁、內(nèi)中空筒狀壁、與外中空筒狀壁及內(nèi)中空筒狀壁接觸的下環(huán)狀體、及連接至內(nèi)中空筒狀壁的上環(huán)狀體。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，彈性密封O形環(huán)被設(shè)置在上環(huán)狀部的下壁與高溫蓋體的頂表面之間。在一些實(shí)施方式中，外中空筒狀壁、下環(huán)狀部、內(nèi)中空筒狀壁及上環(huán)狀部是整體形成的。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，下環(huán)狀部比外中空筒狀壁、內(nèi)中空筒狀壁及上環(huán)狀部更薄。
[0009]在一些實(shí)施方式中，下環(huán)狀部、內(nèi)中空筒狀壁及上環(huán)狀部是整體形成的，而外中空筒狀壁是獨(dú)立的。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，蓋體組件進(jìn)一步包括O形環(huán)，所述O形環(huán)定位于外中空筒狀壁的頂端與下環(huán)狀部的下表面之間。
[0010]在一些實(shí)施方式中，外殼具有足夠的柔性，以允許高溫蓋體模塊在外殼內(nèi)的移動(dòng)距離長(zhǎng)達(dá)約I英寸。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，高溫蓋體模塊包括噴頭組件，所述噴頭組件包括位于底表面上的多個(gè)孔。
[0011]本發(fā)明的額外實(shí)施方式是針對(duì)包括腔室主體及腔室蓋體的處理腔室。所述腔室主體包括具有頂表面的筒狀腔室壁。筒狀腔室壁封閉處理區(qū)域，所述處理區(qū)域包括晶片支撐件及圍繞晶片支撐件的處理襯里。腔室蓋體包括高溫蓋體模塊及外殼。高溫蓋體模塊具有底表面及頂表面，所述底表面被設(shè)置成鄰近處理襯里的頂表面。外殼圍繞高溫蓋體模塊，且所述外殼包括中空筒狀壁，所述中空筒狀壁具有下端及上端，所述下端臨近所述筒狀腔室壁的頂表面。彈性密封O形環(huán)被設(shè)置在外殼的中空筒狀壁的上端與高溫蓋體模塊的頂表面之間。O形環(huán)設(shè)置在筒狀腔室壁的頂表面與外殼的中空筒狀壁的下端之間。當(dāng)處理區(qū)域處于大氣壓力下時(shí)，高溫蓋體模塊的底表面并不觸碰所述處理襯里的頂表面，而當(dāng)處理區(qū)域處于減小的壓力(reduced pressure)下時(shí)，所述外殼彎曲以允許高溫蓋體模塊在外殼內(nèi)移動(dòng)，以接觸處理襯里的頂表面。
[0012]在一些實(shí)施方式中，夕卜殼的中空筒狀壁包括外中空筒狀壁、內(nèi)中空筒狀壁、與外中空筒狀壁及內(nèi)中空筒狀壁接觸的下環(huán)狀部、及連接到內(nèi)中空筒狀壁的上環(huán)狀部。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，彈性密封O形環(huán)設(shè)置在上環(huán)狀部的下壁與高溫蓋體的頂表面之間。在一些實(shí)施方式中，外中空筒狀壁、下環(huán)狀部、內(nèi)中空筒狀壁及上環(huán)狀部是整體形成的。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，下環(huán)狀部比外中空筒狀壁、內(nèi)中空筒狀壁及上環(huán)狀部更薄。
[0013]在一些實(shí)施方式中，下環(huán)狀部、內(nèi)中空筒狀壁及上環(huán)狀部是整體形成的，而外中空筒狀壁是獨(dú)立的。一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式進(jìn)一步包括定位于外中空筒狀壁的頂端與下環(huán)狀部的下表面之間的O形環(huán)。
[0014]在一些實(shí)施方式中，外殼具有足夠的柔性，以允許高溫蓋體模塊在外殼內(nèi)的移動(dòng)距離長(zhǎng)達(dá)約I英寸。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，高溫蓋體模塊包括噴頭組件，所述噴頭組件包括在底表面上的多個(gè)孔。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)加熱時(shí)，高溫蓋體模塊的膨脹并未在高溫蓋體模塊與外殼之間形成額外的接觸點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]通過參考本發(fā)明實(shí)施方式(所述實(shí)施方式在附圖中說明)，可獲得在上文中簡(jiǎn)要總結(jié)的本發(fā)明的更具體的說明，而實(shí)現(xiàn)和能詳細(xì)了解上述的本發(fā)明的典型實(shí)施方式。應(yīng)注意，為了便于理解本發(fā)明，某些公知的工藝不在本文中討論。
[0016]圖1表示已知的處理設(shè)備的橫截面示意圖；
[0017]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的蓋體組件的橫截面示意圖；
[0018]圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的蓋體組件的橫截面示意圖；
[0019]圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的大氣壓力下的處理腔室的橫截面示意圖；
[0020]圖5表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式處于減小的壓力條件下的圖4的處理腔室的橫截面示意圖；以及
[0021]圖6表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的蓋體組件的部分橫截面透視圖。
[0022]為了有助于理解，已盡可能使用相同的元件符號(hào)指定各圖共有的相同元件。應(yīng)考慮一個(gè)實(shí)施方式的元件與特征可有利地并入其它實(shí)施方式而無需進(jìn)一步說明。然而應(yīng)注意，附圖僅說明本發(fā)明的典型實(shí)施方式，因而不應(yīng)將這些附圖視為限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可容許其它等效實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1表示已知的處理腔室100的示意性表示。處理腔室100包括腔室主體112及蓋體組件120。蓋體組件120被設(shè)置于腔室主體112的上端。處理腔室100及相關(guān)硬件可由任何適當(dāng)材料制成，所述材料包括但不限于例如鋁、陽極化鋁、鍍鎳鋁、鍍鎳鋁6061-T6、不銹鋼以及這些材料的組合和合金。
[0024]通過例如O形環(huán)125在蓋體120與腔室主體112之間形成密封。蓋體120的重量及腔室100中的減小的壓力將引起蓋體120向腔室主體112的上部分移動(dòng)，壓縮O形環(huán)125
且增強(qiáng)所述密封。
[0025]支撐組件140至少部分地設(shè)置在腔室主體112內(nèi)。圖示的支撐組件140由兩個(gè)部分組成，所述兩個(gè)部分為晶片支撐件145及可移動(dòng)軸147。可通過例如致動(dòng)電動(dòng)機(jī)垂直地移動(dòng)可移動(dòng)軸147，以定位晶片支撐件145的頂表面146，使頂表面146更接近或更遠(yuǎn)離蓋體120的下表面121。支撐組件140也可包括晶片加熱器148(圖示為在晶片支撐件145內(nèi)部的電極)，但也可采用其它晶片加熱器148 (例如多個(gè)加熱燈)。
[0026]腔室主體112可包括未圖示出的部件，如形成于腔室主體112側(cè)壁中的狹縫閥開口，以提供進(jìn)入處理腔室100內(nèi)部的通道。可有選擇地打開及關(guān)閉狹縫閥開口，以允許晶片傳送機(jī)械手(未圖示)進(jìn)入腔室主體112的內(nèi)部。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，可將晶片傳入及傳出處理腔室100，穿過狹縫閥開口，到達(dá)鄰近的移送室和/或裝載鎖定腔室，或群集工具內(nèi)的另一腔室。
[0027]腔室主體112亦可包括形成于腔室主體112中的通道113，通道113用于使傳熱流體流動(dòng)穿過通道113。傳熱流體可為加熱流體或冷卻劑，且傳熱流體可用于在處理及基板傳送期間控制腔室主體112的溫度。典型的傳熱流體包括但不限于水、乙二醇或以上兩者的混合物。典型的傳熱流體也可包括氮?dú)狻?br>[0028]腔室主體112可進(jìn)一步包括襯里133，襯里133環(huán)繞支撐組件140。襯里133為“處理配件”的一部分，且襯里可為可移除的，以用于維護(hù)及清理。襯里133可由金屬(諸如鋁)或陶瓷材料制成。然而，襯里133可為任意工藝兼容性材料。襯里133可為噴丸處理的(bead blasted)，以增加沉積于襯里133上的任何材料的黏著力，進(jìn)而防止材料剝落而導(dǎo)致處理腔室100的污染。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，襯里133包括一個(gè)或更多個(gè)孔135 (如圖6所示)及栗送通道，所述栗送通道與真空系統(tǒng)流體連通。孔135可提供流動(dòng)路徑(flowpath)，所述流動(dòng)路徑允許處理氣體流入處理腔室100和/或用于將氣體從處理腔室100除去。
[0029]處理腔室100可包括具有真空栗及節(jié)流閥的真空系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)氣體的流動(dòng)。真空栗可耦接至腔室主體112的側(cè)面或底部中的真空口，以允許與處理腔室100內(nèi)部的處理區(qū)域形成流體連通。
[0030]當(dāng)處理腔室100的蓋體120被加熱時(shí)，O形環(huán)125也被加熱。這可能導(dǎo)致組成O形環(huán)125的彈性密封材料的失效(failure)(例如泄漏、黏著及變形)。此外，在加熱蓋體120的同時(shí)，與蓋體120接觸的腔室主體112需要保持相對(duì)較冷。舉例而言，可將蓋體120加熱至約250°C，而將腔室主體112的溫度保持在約65°C。熱蓋體與相對(duì)較冷的腔室主體之間的熱差異可能引起熱蓋體向外膨脹128。所述膨脹引起蓋體120相對(duì)于腔室主體112的相對(duì)位移，且可能導(dǎo)致在腔室100的內(nèi)部形成刮痕和/或顆粒。因此，本發(fā)明的一些實(shí)施方式是針對(duì)腔室蓋體，所述腔室蓋體最小化熱蓋體部分與相對(duì)較冷的腔室主體的接觸。一些實(shí)施方式將密封表面移動(dòng)至蓋體相對(duì)冷的位置。
[0031]另外，為保持處理區(qū)域117的溫度均勻性，可允許熱蓋體120部件觸碰處理配件部件(例如，處理襯里133)，進(jìn)而促進(jìn)熱均勻性。然而，在蓋體120安裝期間，蓋體120與處理配件部件之間的接觸可能損壞所述處理配件部件。為減輕潛在的損壞，本發(fā)明的實(shí)施方式允許蓋體120相對(duì)于處理配件向上及向下移動(dòng)。
[0032]一些實(shí)施方式包括位于蓋體上的薄的彈性部件，所述薄的彈性部件允許蓋體組件向上及向下移動(dòng)。在安裝部件時(shí)，在蓋體與處理配件之間有足夠的距離以防止損壞配件。一旦腔室經(jīng)抽氣至真空，彈性部件上的壓差引起蓋體向處理配件移動(dòng)，且觸碰處理配件。所述壓差不會(huì)引起彈性材料的永久變形，同時(shí)允許蓋體組件的充分移動(dòng)。
[0033]因此，本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式是針對(duì)在低壓處理腔室中使用的蓋體組件200。參看圖2，蓋體組件200包括高溫蓋體模塊220，及環(huán)繞高溫蓋體模塊220的外殼250