用于處理基板的腔室的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于處理基板的腔室，所述腔室包括箍組件，箍組件包括:限制環(huán)，該限制環(huán)于該限制環(huán)內(nèi)限定限制區(qū)；及三或更多個升降指，該三或更多個升降指附接于該箍。該三或更多個升降指經(jīng)設(shè)置以支撐在限制環(huán)的內(nèi)容積外的基板。
【專利說明】用于處理基板的腔室
[0001]本申請為申請日為2012年2月29日、申請?zhí)枮?01290000091.3、名稱為“用于轉(zhuǎn)
移基板及限制自由基的箍組件”的實(shí)用新型專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例大體涉及一種在半導(dǎo)體基板上制造裝置的設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種在腔室內(nèi)轉(zhuǎn)移基板及限制處理環(huán)境的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]在半導(dǎo)體裝置的制造期間，通常在處理腔室內(nèi)處理基板，在該處理腔室中可對基板執(zhí)行沉積、蝕刻、熱處理。尤其隨著半導(dǎo)體組件的尺寸快速減少，改良處理均勻性及減少粒子污染為半導(dǎo)體處理的兩個恒定目標(biāo)。
[0004]半導(dǎo)體處理腔室大體包括腔室主體，腔室主體限定用于處理基板的內(nèi)容積。在處理期間通常將基板支撐設(shè)置于內(nèi)容積中以支撐基板。經(jīng)由腔室主體可形成一或更多個流量閥門以允許基板通過而進(jìn)入及離開內(nèi)容積。經(jīng)由腔室主體亦形成氣體供應(yīng)路徑及泵通道以提供處理氣體且泵內(nèi)容積至所要壓力。流量閥開口、氣體供應(yīng)路徑、泵通道及基板支撐通常引起腔室主體的內(nèi)壁不對稱及/或不規(guī)則，因此引起非均勻傳導(dǎo)率及/或電場不對稱。因此，可將基板上的不同區(qū)域暴露于不同處理?xiàng)l件下且整個基板的處理均勻性減低。此外，處理氣體可行進(jìn)至流量閥區(qū)域且在流量閥區(qū)域周圍引起污染。
[0005]因此，存在對于在半導(dǎo)體處理腔室內(nèi)改良處理均勻性且減少污染的方法及設(shè)備的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例大體提供處理基板的設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明的實(shí)施例提供在腔室內(nèi)轉(zhuǎn)移基板及限制處理環(huán)境的設(shè)備。
[0007]本發(fā)明的一個實(shí)施例提供用于轉(zhuǎn)移基板及限制自由基的箍組件。箍組件包括石英限制環(huán)，限制環(huán)在限制環(huán)內(nèi)限定限制區(qū)，限制環(huán)包括:圓柱形套管，其具有形成圓柱形壁的內(nèi)表面和外表面，圓柱形套管具有與下端基本平行的上端；以及大致垂直脊，其形成在外表面上，垂直脊不完全延伸到圓柱形套管的下端。
[0008]本發(fā)明的另一實(shí)施例提供用于處理基板的腔室。腔室包括:腔室主體，該腔室主體于該腔室主體內(nèi)限定腔室容積；基板支撐托架組件，設(shè)置于該腔室容積內(nèi)；及箍組件，該箍組件在腔室容積內(nèi)部可移動。腔室主體具有可密封基板轉(zhuǎn)移開口。箍組件包括在升高位置與降低位置之間可移動的限制環(huán)。限制環(huán)在降低位置于基板支撐托架組件上方限定限制的限制區(qū)。
[0009]本發(fā)明的又一實(shí)施例提供一種處理基板的方法。該方法包括經(jīng)由處理腔室的開口轉(zhuǎn)移基板至設(shè)置于處理腔室內(nèi)的箍組件的三或更多個升降指。箍組件包括限制環(huán)，該限制環(huán)于該限制環(huán)內(nèi)限定圓柱形限制區(qū)。該方法還包括降低箍組件以從升降指轉(zhuǎn)移基板至設(shè)置于處理腔室內(nèi)的基板支撐托架組件、將箍組件定位于處理位置。限制區(qū)為至少正好在設(shè)置于基板支撐托架組件上的基板上方，且限制環(huán)將開口遮蔽。該方法還包括通過供應(yīng)處理氣體至限制區(qū)來處理基板，且箍組件處于處理位置。
[0010]在上述方法中，當(dāng)箍組件處于處理位置時，限制環(huán)的高度從基板跨越至定位于基板支撐托架組件上方的噴頭的下表面。上述方法可還包括升高限制環(huán)至在處理腔室的頂板中形成的孔穴內(nèi)。
[0011]本發(fā)明的又一實(shí)施例提供一種用于處理基板的腔室，所述腔室包括:腔室主體，所述腔室主體于所述腔室主體內(nèi)限定腔室容積，所述腔室主體具有可密封基板轉(zhuǎn)移開口 ；基板支撐托架組件，所述基板支撐托架組件設(shè)置于所述腔室容積內(nèi)；以及箍組件，所述箍組件在所述腔室容積內(nèi)部可移動，其中，所述箍組件包括限制環(huán)，所述限制環(huán)于所述限制環(huán)內(nèi)限定限制區(qū)，所述箍組件的所述限制環(huán)在升高位置與降低位置之間可移動，并且當(dāng)所述箍組件在所述降低位置時，所述限制區(qū)在所述基板支撐托架組件上方。
[0012]所述箍組件還包括:三或更多個升降指，所述三或更多個升降指在所述限制環(huán)下方延伸，其中，所述三或更多個升降指的每一者具有從所述限制環(huán)徑向向內(nèi)定位的接觸端，以在所述限制區(qū)下方形成基板支撐表面且將所述基板支撐表面與所述限制區(qū)間隔開，所述限制區(qū)由所述限制環(huán)限定。
[0013]所述限制環(huán)的所述升高位置在所述可密封基板轉(zhuǎn)移開口上方，且所述限制環(huán)的所述降低位置在所述可密封基板轉(zhuǎn)移開口前面。
[0014]所述腔室還包括:噴頭，所述噴頭設(shè)置在所述基板支撐托架組件上方，其中，所述限制環(huán)的高度從所述噴頭的下表面跨越至所述基板支撐托架組件的上表面。
[0015]所述腔室還包括:蓋件，所述蓋件具有孔穴，當(dāng)所述限制環(huán)處于所述升高位置時，所述孔穴接收所述限制環(huán)。
[0016]所述限制環(huán)為具有垂直延伸側(cè)壁的套環(huán)，且在所述垂直延伸側(cè)壁的內(nèi)表面與外表面之間形成一或更多個通孔。
[0017]所述限制環(huán)具有在處理期間足以同時與所述基板支撐托架組件及噴頭兩者重迭的高度。
[0018]所述限制環(huán)由石英形成。
[0019]所述箍組件還包括:箍主體，所述箍主體具有支撐所述限制環(huán)的唇部。
[0020]所述箍組件還包括箍主體，所述箍主體具有支撐所述限制環(huán)的唇部，所述三或更多個升降指中的每一者附接于所述箍主體的下表面。
[0021]所述箍組件還包括箍主體，所述箍主體具有支撐所述限制環(huán)的唇部，并且每一升降指包括:垂直部分，所述垂直部分附接于所述箍主體的所述下表面；以及水平部分，所述水平部分連接至所述垂直部分且所述水平部分徑向向內(nèi)延伸，其中，所述接觸端定位于所述水平部分上。
[0022]所述箍主體包括:框架部分，所述框架部分限定中央開口 ；以及手柄部分，所述手柄部分在所述中央開口外的一側(cè)處連接至所述框架部分。
[0023]所述腔室還包括:軸，所述軸附接于所述箍主體的所述手柄部分。
[0024]所述限制環(huán)具有脊，所述脊與在所述箍主體內(nèi)形成的凹槽緊密配合。
[0025]所述限制環(huán)由石英形成，且所述箍主體由鋁形成。[0026]所述限制環(huán)為具有垂直延伸側(cè)壁的套環(huán)，且在所述垂直延伸側(cè)壁的內(nèi)表面與外表面之間形成一或更多個通孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]因此，可詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征結(jié)構(gòu)的方式，即上文簡要概述的本發(fā)明的更特定描述可參照實(shí)施例進(jìn)行，該實(shí)施例中的一些實(shí)施例圖示于附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實(shí)施例，且因此不欲將附圖視為本發(fā)明范疇的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它同等有效的實(shí)施例。
[0028]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的具有箍組件的負(fù)載鎖定腔室的示意性截面圖。
[0029]圖2為箍組件處于裝載/卸載位置的圖1的負(fù)載鎖定腔室的示意性截面圖。
[0030]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的具有箍組件的負(fù)載鎖定腔室的示意性俯視圖。
[0031]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的箍組件的分解圖。
[0032]圖4A為箍組件的局部截面圖。
[0033]圖4B為從箍組件的中心向外觀察的箍組件的部分的局部圖。
[0034]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的箍主體的截面圖。
[0035]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的升降指的透視圖。
[0036]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例圖示具有波紋管的升降致動器的箍組件的局部截面?zhèn)纫晥D。
[0037]圖8A及圖8B示意性地圖示處于延伸及壓縮位置的波紋管。
[0038]為促進(jìn)理解，在可能的情況下，使用相同組件符號來表示各圖所共享的相同組件。設(shè)想在于，在一個實(shí)施例中揭示的組件可有益地用于其它實(shí)施例而無需特定敘述。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明的實(shí)施例提供用于在半導(dǎo)體基板上制造組件的設(shè)備及方法。更具體而言，本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于基板轉(zhuǎn)移設(shè)備，該基板轉(zhuǎn)移設(shè)備具有在處理腔室的處理容積內(nèi)定界可移動限制區(qū)的結(jié)構(gòu)。在不用于在處理腔室內(nèi)轉(zhuǎn)移基板的特征結(jié)構(gòu)的情況下亦可利用定界可移動限制區(qū)的結(jié)構(gòu)。
[0040]本發(fā)明的實(shí)施例提供在諸如處理腔室或負(fù)載鎖定腔室的腔室內(nèi)使用的箍組件。箍組件包括三或更多個升降指及限制環(huán)?？衫蒙抵聞悠飨蛏霞跋蛳乱苿庸拷M件。箍組件可用來使用升降指從基板支撐托架組件中抓取基板，且可通過將基板轉(zhuǎn)移至升降指及從升降指中轉(zhuǎn)移基板用來允許機(jī)器人刃轉(zhuǎn)移基板進(jìn)入及離開腔室。限制環(huán)具有實(shí)質(zhì)上對稱的圓柱形內(nèi)壁且限制環(huán)在腔室的處理容積內(nèi)部限定且徑向定界限制區(qū)。可移動限制環(huán)至外接基板及基板支撐托架組件的位置以通過用限制環(huán)的內(nèi)壁環(huán)繞基板在基板周圍且正好在基板上方建立對稱限制區(qū)，因此消除由腔室壁的不對稱或不規(guī)則形狀引起的處理非均勻性，例如連接內(nèi)腔室容積至流量閥門的狹縫隧道區(qū)域的效應(yīng)。另外，限制環(huán)亦減少狹縫隧道區(qū)域?qū)μ幚砘瘜W(xué)作用的暴露，因此保持狹縫隧道區(qū)域清潔。限制環(huán)可由石英材料形成以減少在基板周圍自由基的重組，理論上增加對基板的自由基通量及隨后的處理效能。
[0041]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的具有箍組件144的雙負(fù)載鎖定腔室100的示意性截面圖。雖然在具有處理容積的負(fù)載鎖定腔室的上下文中描述箍組件144，但應(yīng)理解可在任何適當(dāng)調(diào)適的負(fù)載鎖定腔室及/或處理腔室內(nèi)利用箍組件144，包括其中需要具有對稱限制區(qū)的具有單處理容積的那些腔室。
[0042]雙負(fù)載鎖定腔室100包括轉(zhuǎn)移及處理基板104的上腔室容積120及轉(zhuǎn)移基板104的下腔室容積110。上腔室容積120及下腔室容積110垂直堆棧且相互隔離。下負(fù)載鎖定容積110及上負(fù)載鎖定容積120中的每一者可經(jīng)由設(shè)置用于基板轉(zhuǎn)移的兩個開口有選擇地連接至兩個鄰接外部環(huán)境(亦即，工廠接口及轉(zhuǎn)移腔室，兩者皆未圖示)。
[0043]雙負(fù)載鎖定腔室100包括腔室主體103。在一個實(shí)施例中，腔室主體103包括上腔室主體121及下腔室主體111，該上腔室主體121及該下腔室主體111耦接在一起以限定上腔室容積120及下腔室容積110。
[0044]雙負(fù)載鎖定腔室100可包括設(shè)置在上腔室容積120的上的噴頭129、設(shè)置在上腔室容積120內(nèi)的基板支撐托架組件132、箍組件144，該箍組件144經(jīng)設(shè)置以于上腔室容積120內(nèi)限制限制區(qū)以及裝載且卸載基板。雙負(fù)載鎖定腔室100可包括支撐銷113以用于在下腔室容積110內(nèi)支撐基板104。
[0045]通過上腔室主體121的側(cè)壁124、設(shè)置在側(cè)壁124的上的蓋環(huán)127、上腔室主體121的底壁123及下腔室主體111的上壁118來限定上腔室容積120。蓋環(huán)127具有固持噴頭129的內(nèi)唇部127a及源接裝板128。蓋環(huán)127形成上腔室容積120的頂板的一部分。源接裝板128具有中央開口 128a，該中央開口 128a與噴頭129的中央開口 129e匹配。遠(yuǎn)程等離子體源130經(jīng)由石英嵌件131及噴頭129與上腔室容積120流體連通。
[0046]遠(yuǎn)程等離子體源130通常連接至一或更多個氣體控制板。在一個實(shí)施例中，遠(yuǎn)程等離子體源130連接至第一氣體控制板101及第二氣體控制板102，該第一氣體控制板101經(jīng)設(shè)置以用于在蝕刻的后提供減弱處理的處理氣體以移除殘留材料，該第二氣體控制板102經(jīng)設(shè)置以用于提供灰化處理的處理氣體以移除光阻劑。
[0047]設(shè)想亦在于，可選擇性利用一或更多個等離子體產(chǎn)生器以代替遠(yuǎn)程等離子體源130或除遠(yuǎn)程等離子體源130之外還利用一或更多個等離子體產(chǎn)生器來在上腔室容積120內(nèi)維持等離子體。等離子體產(chǎn)生器可為定位于上腔室容積120之外或之內(nèi)的RF驅(qū)動線圈，及/或設(shè)置于基板支撐托架組件132中、噴頭129上方或噴頭129本身中的至少一者處的RF驅(qū)動電極。
[0048]設(shè)置于上腔室容積120內(nèi)的基板支撐托架組件132用于支撐且使用內(nèi)部加熱器(未圖示)加熱基板104。聚焦環(huán)151可設(shè)置于基板支撐托架組件132的外邊緣上。在處理期間，聚焦環(huán)151在基板104的邊緣區(qū)域周圍起作用以維持基板104且改變處理速率。
[0049]基板支撐托架組件132安裝于絕熱器143上，該絕熱器143設(shè)置于下腔室主體111的上壁118上。絕熱器143防止在基板支撐托架組件132與腔室主體103之間的熱轉(zhuǎn)移。在一個實(shí)施例中，絕熱器143與基板支撐托架組件132的中央軸132a對準(zhǔn)以確保在熱膨脹期間基板支撐托架組件132保持居中。
[0050]懸臂管136附接于接近基板支撐托架組件132中心的背側(cè)134b。懸臂管136徑向向外延伸以與垂直管137連接。管136、137不接觸上腔室主體121或下腔室主體111以進(jìn)一步避免介于基板支撐托架組件132與腔室主體111、121之間的熱交換。懸臂管136及垂直管137提供用于待由基板支撐托架組件132使用的電源、傳感器及其它配線的通道。在一個實(shí)施例中，加熱器功率源138、傳感器訊號接收器139及夾持控制單元140經(jīng)由在懸臂管136及垂直管137內(nèi)的通道配線至基板支撐托架組件132。
[0051]冷卻適配器141從下腔室主體111外部耦接至垂直管137。冷卻流體142的源連接至設(shè)置于冷卻適配器141內(nèi)的冷卻通道141a。冷卻適配器141控制介于垂直管137、懸臂管136與基板支撐托架組件132之間的熱交換的速率及方向。在一個實(shí)施例中，諸如雙金屬連接器的熱分解可用于連接垂直管137、懸臂管136及基板支撐托架組件132以將基板支撐托架組件132與腔室主體103熱隔離，從而允許更精確控制及快速響應(yīng)通過托架組件132加熱的基板的溫度。
[0052]上腔室主體及下腔室主體的更詳細(xì)描述可見于美國臨時專利申請案第61/448，027號,該專利申請案于2011年3月I日提出申請,標(biāo)題為“Abatement and StripProcess Chamber in a Dual Load Lock Configuration，，(檔案號 15751L)。
[0053]基板支撐托架組件132的更詳細(xì)描述可見于美國臨時專利申請案第61/448，018號，該專利申請案于2011年3月I日提出申請，標(biāo)題為“Thin Heated Substrate Support”(檔案號15750L)。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，箍組件144設(shè)置于上腔室容積120內(nèi)。如上所述，箍組件144可用于其它處理腔室及/或負(fù)載鎖定腔室內(nèi)。箍組件144具有兩個功能。第一，箍組件144經(jīng)垂直可定位以能夠在基板支撐托架組件132與基板轉(zhuǎn)移裝置(例如機(jī)器人端效器)之間轉(zhuǎn)移基板進(jìn)入上腔室容積120。第二，箍組件144亦經(jīng)可定位以在處理期間限定在基板104周圍的對稱限制區(qū)144a及正好在基板支撐托架組件132上方的區(qū)域，因此，在上腔室容積120內(nèi)提供對稱處理環(huán)境，此舉增強(qiáng)了處理效果。亦可單獨(dú)利用箍組件144以在處理容積內(nèi)建立對稱限制區(qū)。
[0055]箍組件144包括設(shè)置于上腔室容積120內(nèi)的環(huán)狀箍主體146。環(huán)狀箍主體146具有大于基板支撐托架組件132的直徑的內(nèi)徑。箍主體146耦接至軸160，該軸160經(jīng)由腔室主體103延伸至升降致動器169。諸如線性致動器或馬達(dá)的升降致動器169可操作以在上腔室容積120內(nèi)控制箍主體146的垂直高度。在一個實(shí)施例中，已證實(shí)波紋管161用于防止介于軸160與腔室主體103之間的漏泄。
[0056]箍組件144亦包括附接于箍主體146的三或更多個升降指147。升降指147經(jīng)設(shè)置以在基板支撐托架組件132與諸如機(jī)器人的基板轉(zhuǎn)移裝置之間轉(zhuǎn)移基板，當(dāng)箍組件144處于上部轉(zhuǎn)移位置時，基板轉(zhuǎn)移裝置延伸進(jìn)入上腔室容積120，如圖1所示。升降指147從箍主體146垂直向下延伸且轉(zhuǎn)為徑向向內(nèi)，終止于端147a。升降指147的端147a形成基板支撐表面，該基板支撐表面經(jīng)設(shè)置以在接近基板104的邊緣區(qū)域的若干點(diǎn)處支撐基板104。在箍主體146的下表面187與端147a之間限定間隔179，該間隔179足以允許機(jī)器人端效器從升降指147的端147a升降基板104而不碰撞下表面187。
[0057]箍組件144亦包括附接于箍主體146的限制環(huán)145。限制環(huán)145從箍主體146垂直向上延伸。在一個實(shí)施例中，限制環(huán)145為具有實(shí)質(zhì)上圓柱形內(nèi)壁145a的圓柱形環(huán)。內(nèi)壁145a的高度145b遠(yuǎn)大于基板104的厚度以便內(nèi)壁145a在基板104周圍及基板104上方可限制一部分上處理容積作為對稱限制區(qū)144a。在一個實(shí)施例中，限制環(huán)145的內(nèi)壁145a的高度145b遠(yuǎn)大于基板支撐托架組件132的厚度以允許限制環(huán)145與基板支撐托架組件132重迭，同時限制環(huán)145仍在設(shè)置于基板支撐托架組件132上的基板104上方充分延伸。限制環(huán)145的內(nèi)壁145a具有大于基板支撐托架組件132的外徑的直徑。限制環(huán)145的內(nèi)壁145a亦可具有大于噴頭129的外徑的直徑。在一個實(shí)施例中，限制環(huán)145具有在處理期間足以同時與基板支撐托架組件132及噴頭129兩者重迭的高度。
[0058]在處理期間，升降致動器169可定位箍主體146于降低的處理位置，如圖2所示，以便限制環(huán)145在設(shè)置于基板支撐托架組件132上的基板104周圍在上腔室容積120內(nèi)定界且進(jìn)而建立圓柱形限制區(qū)144a。在圖2所繪的實(shí)施例中，在上腔室容積120內(nèi)的圓柱形限制區(qū)144a具有完全對稱圓柱形邊界，因?yàn)閮?nèi)壁145a將圓柱形限制區(qū)144a遮蔽而免受不對稱的影響，該等不對稱可存在于腔室主體103內(nèi)，諸如流量閥隧道及類似物。由圓柱形限制區(qū)144a提供的對稱處理環(huán)境通過減少傳導(dǎo)率及/或電不對稱增強(qiáng)處理均勻性，該等傳導(dǎo)率及/或電不對稱對基板處理均勻性具有負(fù)效應(yīng)。
[0059]箍組件144的升降指147與在基板支撐托架組件132內(nèi)形成的開孔155對準(zhǔn)。當(dāng)降低箍組件144時，升降指147的端147a通過至基板支撐托架組件132的上表面133a下方且進(jìn)入開孔155內(nèi)，因此從升降指147的端147a轉(zhuǎn)移基板104至基板支撐托架組件132的上表面133a。反的，當(dāng)升高箍主體146時，升降指147經(jīng)由開孔155向上移動以與基板104接觸且從基板支撐托架組件132的上表面133a舉升基板104。
[0060]回到圖1，孔穴127b形成于蓋環(huán)127內(nèi)，當(dāng)箍組件144處于升高位置時，該孔穴127b接受限制環(huán)145的上部。在一個實(shí)施例中，孔穴127b為環(huán)形縫。孔穴127b允許升降指147與流量閥隧道(未圖示)對準(zhǔn)，因此能夠用機(jī)器人端效器(亦未圖示)轉(zhuǎn)移基板而無需增加上腔室容積120的容積以容納限制環(huán)145的運(yùn)動，此舉將不利地導(dǎo)致較慢泵時間、氣體使用率增加、較大泵、較高能量消耗及較高腔室制造成本。
[0061]圖3示意性地圖標(biāo)箍組件144的俯視圖，該箍組件144定位于移除噴頭129的上腔室主體121的上腔室容積120內(nèi)。經(jīng)由側(cè)壁124形成兩個基板轉(zhuǎn)移開口 325以允許基板轉(zhuǎn)移及外部機(jī)器人通過?？蓪⒘髁块y門(未圖示)附接在每一開口 325外以有選擇地將上腔室容積120從上腔室容積120外部的鄰接環(huán)境密封。
[0062]箍主體146及限制環(huán)145具有環(huán)繞基板104及基板支撐托架組件132的足夠大內(nèi)徑145d，因此直接在基板104上方限定及定界對稱限制區(qū)144a。升降指147從箍主體146及限制環(huán)145徑向向內(nèi)延伸至一直徑，該直徑小于基板104及基板支撐托架組件132的直徑，因此當(dāng)在基板支撐托架組件132上方舉升時，允許指147支撐基板104。
[0063]在圖3所示的實(shí)施例中，三個升降指147用來限定基板支撐表面。配置三個升降指147以便升降指147不干擾機(jī)器人端效器，該等機(jī)器人端效器經(jīng)由開口 325延伸至上腔室容積120內(nèi)。在一個實(shí)施例中，升降指147用單升降指147及剩余一對升降指147形成Y形狀，該等單升降指147在箍主體146的側(cè)連接至軸160,且該剩余一對升降指147位于箍主體146的相對側(cè)且與單升降指147等距間隔。
[0064]如圖3所示，上腔室主體121具有不規(guī)則(例如非圓柱形)內(nèi)壁321、連接至基板支撐托架組件132的垂直管137及真空端口 390，該不規(guī)則內(nèi)壁321具有定位于相對側(cè)的用于流量閥門的開口 325及用于軸160的額外開孔360、361、362。在基板支撐托架組件132周圍定位限制環(huán)145以將基板104上方的處理區(qū)域(例如包容區(qū)144a)遮蔽而免受上腔室主體121的內(nèi)壁321的不規(guī)則形狀(諸如基板轉(zhuǎn)移開口 325)的影響，且在基板支撐托架組件132及直接在基板支撐托架組件132上方的處理容積區(qū)周圍徑向提供實(shí)質(zhì)上對稱垂直邊界。在一個實(shí)施例中，限制環(huán)145及基板支撐托架組件132為實(shí)質(zhì)上同心。[0065]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的箍組件144的分解圖。箍主體146的內(nèi)唇部483徑向向內(nèi)延伸且箍主體146的內(nèi)唇部483提供支撐限制環(huán)145的實(shí)質(zhì)上平坦表面?？墒褂眠m當(dāng)緊固件、黏合劑或其它緊固方法將升降指147附接于箍主體146的下表面489。在一個實(shí)施例中，螺栓476可用來將升降指147附接至箍主體146。附接于軸160的上端的波紋管161可附接于箍主體146的手柄部分485。在一個實(shí)施例中，可通過一或更多個螺栓477將波紋管161附接于箍主體146。在波紋管161周圍可設(shè)置一或更多個遮蔽件463、464以減少由波紋管161的運(yùn)動產(chǎn)生的粒子污染。
[0066]在一個實(shí)施例中，限制環(huán)145為圓柱形套環(huán)，該圓柱形套環(huán)的內(nèi)表面471為圓柱形壁。限制環(huán)145的上端474及下端472可實(shí)質(zhì)上相互平行。限制環(huán)145可包括一或更多個通孔402以允許經(jīng)由限制環(huán)145觀察限制區(qū)。在一個實(shí)施例中，限制環(huán)145可由石英形成。在處理期間石英限制環(huán)145連同石英噴頭129 —起建立用于等離子體的石英內(nèi)襯，因此減少種類重組及粒子污染。
[0067]在限制環(huán)145的外表面473上形成實(shí)質(zhì)上垂直脊470。垂直脊470可不完全延伸至限制環(huán)145的下端472的底部以確保限制環(huán)145的正確定向，如下文進(jìn)一步論述。
[0068]在一個實(shí)施例中，箍主體146包括具有圓柱形內(nèi)壁487的框架部分486及從一側(cè)上的框架部分486徑向向外延伸的手柄部分485。在框架部分486的圓柱形內(nèi)壁487內(nèi)可形成實(shí)質(zhì)上垂直凹槽480。凹槽480可不完全延伸至箍主體146的內(nèi)唇部483。凹槽480與限制環(huán)145的脊470緊密配合，因此當(dāng)裝配時將限制環(huán)145定位至箍主體146，如圖4A圖示。由于垂直脊470從上端474延伸，故若脊470與凹槽480嚙合且限制環(huán)145的下端472朝向箍主體146定向，則限制環(huán)145將僅平坦擱置于箍主體146上，因此防止在倒轉(zhuǎn)定向上安裝限制環(huán)145。
[0069]參閱圖4B所繪的箍組件的局部圖，一或更多個上升定位特征結(jié)構(gòu)499從箍主體146的內(nèi)唇部483向上延伸。一或更多個上升定位特征結(jié)構(gòu)499中的每一者與在限制環(huán)145的下端472內(nèi)形成的關(guān)聯(lián)縫498緊密配合。緊密配合的定位特征結(jié)構(gòu)499及縫498確保限制環(huán)145相對于箍主體146的預(yù)先限定的角定向，該角定向?qū)⑼?02對準(zhǔn)以允許通過測量法傳感器(未圖示)經(jīng)由限制環(huán)145觀察限制區(qū)。在一個實(shí)施例中，箍主體146具有在箍主體146的內(nèi)唇部483上間隔的三個定位特征結(jié)構(gòu)499，同時限制環(huán)145具有三個類似間隔縫498。三或更多個上升定位特征結(jié)構(gòu)499建立限制環(huán)145靜置于其上的平面，以便限制環(huán)145不偏斜或傾斜。
[0070]為了裝配，首先對準(zhǔn)限制環(huán)145的脊470與箍主體146的凹槽480，且在圓柱形內(nèi)壁487內(nèi)部限制環(huán)145為滑動配合以便限制環(huán)145的下端472靜置于箍主體146的內(nèi)唇部483上。在凹槽480內(nèi)鎖緊限制環(huán)145的脊470以防止介于限制環(huán)145與箍主體146之間的相對運(yùn)動。在一個實(shí)施例中，限制環(huán)145為可移動設(shè)置于箍主體146上以便于替換。
[0071]可經(jīng)由箍主體146形成通孔481、482以用于分別安裝升降指147及波紋管161。在一個實(shí)施例中，升降指147及波紋管161兩者皆從箍主體146的下表面489附接于箍主體 146。
[0072]圖5為箍主體146沿著圖4所示的圖5—圖5線的截面圖。箍主體146可由金屬形成。在一個實(shí)施例中，箍主體146由鋁形成。箍主體146的下表面489可為實(shí)質(zhì)上平坦?？蓪⒐恐黧w146的上表面588從手柄部分485至框架部分486傾斜以減少箍主體146的厚度且減少箍主體146的體積。
[0073]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的升降指147的透視圖。每一升降指147可具有L形狀，其中垂直部分677連接至水平部分678。在垂直部分677上可形成孔676且在孔676內(nèi)可設(shè)置螺紋嵌件675。螺紋嵌件675經(jīng)設(shè)置以與螺栓476緊密配合以用于將升降指147附接至箍主體146。在水平部分678的上表面679上定位接觸端147a。當(dāng)附接于箍主體146時，升降指147的垂直部分677建立介于箍主體146的下表面489與接觸端147a之間之間隔179。間隔179允許基板通過。
[0074]升降指147的垂直部分677及水平部分678可由金屬形成。在一個實(shí)施例中，垂直部分677及水平部分678由鋁形成。螺紋嵌件675可由耐磨損及耐擦傷材料形成，諸如NTTR0NIC?不銹鋼。接觸端147a可由陶瓷材料形成以減少來從接觸基板的粒子產(chǎn)生。在一個實(shí)施例中，接觸端147a可由氮化硅形成。接觸端147a可包括球狀物或其它上升特征結(jié)構(gòu)602以減少與基板接觸的表面區(qū)域。
[0075]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例圖示波紋管161的箍組件144的局部截面?zhèn)纫晥D。在波紋管161的回旋761周圍設(shè)置兩個遮蔽件463、464以防止粒子進(jìn)入回旋761內(nèi)且變?yōu)橛诨匦?61內(nèi)截留。在一個實(shí)施例中，波紋管161由耐腐蝕材料形成，例如HAYNES*242合金。
[0076]在一個實(shí)施例中，波紋管161的回旋761經(jīng)設(shè)計(jì)以使粒子遠(yuǎn)離高應(yīng)力位置以延長波紋管161的壽命時間。
[0077]圖8A及圖8B示意性圖示處于延伸及壓縮位置的波紋管161的一部分回旋761。在接近具有高應(yīng)力的內(nèi)部焊接位置863處形成凹曲線862。如圖8A所示，當(dāng)回旋761處于延伸位置時，外部粒子可沿著路徑861進(jìn)入回旋761。當(dāng)回旋761延伸且壓縮(圖示于圖8B中)時，凹曲線862將保持凹形，且粒子最終聚集在凹曲線862的底部，其中存在較多間隙及較低應(yīng)力。因此波紋管161防止粒子朝向內(nèi)部焊接位置863移動，因此避免進(jìn)一步加壓力于內(nèi)部焊接位置863。
[0078]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的箍組件144具有若干優(yōu)勢。第一，箍組件節(jié)省空間且簡化腔室設(shè)計(jì)的其余部分。第二，箍組件允許腔室主體幾何結(jié)構(gòu)得以從基板限制區(qū)幾何結(jié)構(gòu)中去耦，提供對稱或其它預(yù)先決定的基板限制區(qū)，即使腔室主體具有容納其它腔室組件的不規(guī)則形狀。第三，箍組件允許基板處理區(qū)域得以通過不同于腔室主體的材料環(huán)繞。舉例而言，石英而不是鋁可用來限制處理環(huán)境以在處理區(qū)域內(nèi)減少等離子體的自由基重組。
[0079]此外，可調(diào)整限制環(huán)145的幾何結(jié)構(gòu)及在基板支撐托架組件132周圍的聚焦環(huán)151的大小以控制在限制環(huán)145與聚焦環(huán)151之間的氣體傳導(dǎo)率。相對于在限制環(huán)145的頂端與蓋環(huán)127之間的傳導(dǎo)率，可將在限制環(huán)145與聚焦環(huán)151之間的傳導(dǎo)率選擇為高，進(jìn)而引起大部分氣體在限制環(huán)145內(nèi)部經(jīng)由基板104位于其內(nèi)的限制區(qū)向下流動。
[0080]即使在示例性實(shí)施例中描述圓柱形箍，但可設(shè)計(jì)箍具有其它形狀以滿足設(shè)計(jì)要求。舉例而言，可在腔室內(nèi)使用矩形箍以用于轉(zhuǎn)移或處理矩形基板，其中矩形箍仍提供對稱限制區(qū)。即使上文在負(fù)載鎖定腔室的應(yīng)用中描述本發(fā)明的實(shí)施例，但可將本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)用于任何處理腔室。
[0081]盡管前文針對本發(fā)明的實(shí)施例，但可在不脫離本發(fā)明的基本范疇的情況下設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它及進(jìn)一步實(shí)施例，且通過隨后的申請專利范圍決定本發(fā)明的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理基板的腔室，所述腔室包括: 腔室主體，所述腔室主體于所述腔室主體內(nèi)限定腔室容積，所述腔室主體具有可密封基板轉(zhuǎn)移開口； 基板支撐托架組件，所述基板支撐托架組件設(shè)置于所述腔室容積內(nèi)；以及箍組件，所述箍組件在所述腔室容積內(nèi)部可移動，其中，所述箍組件包括限制環(huán)，所述限制環(huán)于所述限制環(huán)內(nèi)限定限制區(qū)，所述箍組件的所述限制環(huán)在升高位置與降低位置之間可移動，并且當(dāng)所述箍組件在所述降低位置時，所述限制區(qū)在所述基板支撐托架組件上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，其中，所述箍組件還包括: 三或更多個升降指，所述三或更多個升降指在所述限制環(huán)下方延伸，其中，所述三或更多個升降指的每一者具有從所述限制環(huán)徑向向內(nèi)定位的接觸端，以在所述限制區(qū)下方形成基板支撐表面且將所述基板支撐表面與所述限制區(qū)間隔開，所述限制區(qū)由所述限制環(huán)限定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，其中，所述限制環(huán)的所述升高位置在所述可密封基板轉(zhuǎn)移開口上方，且所述限制環(huán)的所述降低位置在所述可密封基板轉(zhuǎn)移開口前面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，還包括: 噴頭，所述噴頭設(shè)置在所述基板支撐托架組件上方，其中，所述限制環(huán)的高度從所述噴頭的下表面跨越至 所述基板支撐托架組件的上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，還包括: 蓋件，所述蓋件具有孔穴，當(dāng)所述限制環(huán)處于所述升高位置時，所述孔穴接收所述限制環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，其中，所述限制環(huán)為具有垂直延伸側(cè)壁的套環(huán)，且在所述垂直延伸側(cè)壁的內(nèi)表面與外表面之間形成一或更多個通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，其中，所述限制環(huán)具有在處理期間足以同時與所述基板支撐托架組件及噴頭兩者重迭的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，其中，所述限制環(huán)由石英形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，其中，所述箍組件還包括: 箍主體，所述箍主體具有支撐所述限制環(huán)的唇部。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腔室，其中，所述箍組件還包括箍主體，所述箍主體具有支撐所述限制環(huán)的唇部，所述三或更多個升降指中的每一者附接于所述箍主體的下表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腔室，其中，所述箍組件還包括箍主體，所述箍主體具有支撐所述限制環(huán)的唇部，并且每一升降指包括: 垂直部分，所述垂直部分附接于所述箍主體的所述下表面；以及水平部分，所述水平部分連接至所述垂直部分且所述水平部分徑向向內(nèi)延伸，其中，所述接觸端定位于所述水平部分上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的腔室，其中，所述箍主體包括: 框架部分，所述框架部分限定中央開口 ；以及 手柄部分，所述手柄部分在所述中央開口外的一側(cè)處連接至所述框架部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的腔室，還包括: 軸，所述軸附接于所述箍主體的所述手柄部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的腔室，其中，所述限制環(huán)具有脊，所述脊與在所述箍主體內(nèi)形成的凹槽緊密配合。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的腔室，其中，所述限制環(huán)由石英形成，且所述箍主體由鋁形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室，其中，所述限制環(huán)為具有垂直延伸側(cè)壁的套環(huán)，且在所述垂直延伸側(cè)壁 的內(nèi)表面與外表面之間形成一或更多個通孔。
【文檔編號】H01L21/687GK203746815SQ201320533432
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月1日
【發(fā)明者】杰瑞德·阿哈默德·里, 馬丁·杰夫·薩里納斯, 保羅·B·路透, 伊瑪?shù)隆び壬? 阿尼魯達(dá)·帕爾 申請人:應(yīng)用材料公司