具有流量阀门的负载锁定腔室及用于形成器件的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供具有流量阀门的负载锁定腔室以及应用具有流量阀门的负载锁定腔室的用于形成器件的装置。所述负载锁定腔室用于将传递腔室连接到工厂界面，或者用于连接两个传递腔室。当所述负载锁定腔室在相邻的传递腔室之间时，所述负载锁定腔室具有在负载锁定腔室内的流量阀门，所述流量阀门密封所述负载锁定腔室的内表面。因此可以在常压下达成负载锁定，而无需破坏传递腔室中的真空，这是因为常压将门压抵在内表面上。当所述负载锁定腔室在传递腔室和工厂界面之间时，一个流量阀门设置在负载锁定腔室外部并且密封所述负载锁定腔室的外表面。工厂界面侧的常压帮助将门压抵在所述外表面上。
【专利说明】具有流量阀门的负载锁定腔室及用于形成器件的装置
【技术领域】
[0001]本文公开的实施方式一般地涉及一种流量阀门，所述流量阀门用于密封负载锁定腔室中的开口。
[0002]【背景技术】
[0003]半导体加工中的基板产量一直是具有挑战性的难题。随着技术的进步，半导体基板必须不断地进行高效处理。多腔集成设备已经发展成一种用于同时处理多个基板而无需破坏真空的有效手段。代替处理单个基板和随后在将所述基板传递入另一腔室期间使所述基板暴露于空气，可将多个工艺腔室连接到一共同的传递腔室，因此当在一个工艺腔室中完成基板处理时，可以仍然在真空条件下将所述基板移入耦合到同一传递腔室的另一工艺腔室中。
[0004]此外，与多个工艺腔室耦合的多个传递腔室中的每一者可以与负载锁定腔室连接，以进一步地提高效率。另外，负载锁定腔室可用于将常压下的工厂界面连接到真空的传递腔室。
[0005]因此，存在对能够在各传递腔室之间和在传递腔室和工厂界面之间进行界面连接的负载锁定腔室的需求。
[0006]实用新型内容
[0007]本实用新型一般地提供具有流量阀门的负载锁定腔室。所述负载锁定腔室用于将传递腔室连接到工厂界面，或者用于连接两个传递腔室。当所述负载锁定腔室在相邻的传递腔室之间时，所述负载锁定腔室在负载锁定腔室内具有流量阀门，所述流量阀门密封所述负载锁定腔室的内表面。因此可以在常压下达成负载锁定，而无需破坏传递腔室中的真空，这是因为常压将门压抵在内表面上。当所述负载锁定腔室在传递腔室与工厂界面之间时，一个流量阀门设置在负载锁定腔室外部并且密封所述负载锁定腔室的外表面。工厂界面侧的常压帮助将门压抵在所述外表面上。
[0008]在一个实施方式中，公开了 一种用于形成器件的装置。所述装置包括第一负载锁定腔室，所述第一负载锁定腔室包括具有第一侧面和第二侧面的腔室主体，所述第一侧面适用于耦合到工厂界面，所述第二侧面适用于耦合到第一传递腔室。第一流量阀门设置在所述腔室主体内部的第一侧面处且位于基板传递平面下方，并且第二流量阀门设置在所述腔室主体内部的第二侧面处且位于所述基板传递平面下方。所述第一传递腔室耦合到所述第一负载锁定腔室，并且多个工艺腔室耦合到所述第一传递腔室。
[0009]在另一实施方式中，公开了一种负载锁定腔室。所述负载锁定腔室包括具有第一侧面和第二侧面的腔室主体，所述第一侧面适用于耦合到工厂界面，所述第二侧面适用于耦合到传递腔室。第一流量阀门设置在所述腔室主体内部的第一侧面处且位于基板传递平面下方，并且第二流量阀门设置在所述腔室主体内部的第二侧面处且位于所述基板传递平面下方。第一致动器耦合到所述第一流量阀门，其中所述第一致动器朝所述腔室主体外侧打开所述第一流量阀门。第二致动器耦合到所述第二流量阀门，其中所述第二致动器朝所述腔室主体内侧打开所述第二流量阀门。[0010]在另一实施方式中，公开了一种负载锁定腔室。所述负载锁定腔室包括具有第一侧面和第二侧面的腔室主体，所述第一侧面适用于耦合到第一传递腔室，所述第二侧面适用于耦合到第二传递腔室。第一流量阀门设置在所述腔室主体内部的第一侧面处并且位于基板传递平面下方，并且第二流量阀门设置在所述腔室主体内部的第二侧面处并且位于所述基板传递平面下方。第一致动器耦合到所述第一流量阀门，其中所述第一致动器朝所述腔室主体内侧打开所述第一流量阀门。第二致动器耦合到所述第二流量阀门，其中所述第二致动器朝所述腔室主体内侧打开所述第二流量阀门。
[0011]在另一实施方式中，公开了一种用于处理装置中基板的方法。所述方法包括下列步骤:通过设置在所述第一负载锁定腔室内部的第一流量阀门将基板从工厂界面装载到第一负载锁定腔室，其中所述第一流量阀门朝所述第一负载锁定腔室的外侧打开；通过设置在所述第一负载锁定腔室内部的第二流量阀门将基板从所述第一负载锁定腔室传递到第一传递腔室，其中所述第二流量阀门朝所述第一负载锁定腔室的内侧打开；将基板从所述第一传递腔室传递到耦合到所述第一传递腔室的工艺腔室；在所述工艺腔室中处理基板；在处理之后将基板传递到所述第一传递腔室；通过设置在第二负载锁定腔室内部的第三流量阀门将基板从所述第一传递腔室传递到所述第二负载锁定腔室，其中所述第三流量阀门朝所述第二负载锁定腔室的内侧打开；以及通过设置在所述第二负载锁定腔室内部的第四流量阀门将基板从所述第二负载锁定腔室传递到第二传递腔室，其中所述第四流量阀门朝所述第二负载锁定腔室的内侧打开。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]因此，可详细理解本实用新型的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本实用新型的更具体描述可参照实施方式进行，一些实施方式图示于附图中。然而，应注意，附图仅图示本实用新型的典型实施方式，且因此不应被视为其范围的限制，因为本实用新型可允许其他同等有效的实施方式。
[0013]图1是根据一个实施方式的多腔集成设备的示意性俯视图。
[0014]图2是可以在图1的所述多腔集成设备中使用的PECVD腔室的示意性横截面图。
[0015]图3是如本文所描述的根据本实用新型的一个实施方式的负载锁定腔室的示意性横截面图。
[0016]图4是如本文所描述的根据本实用新型的一个实施方式的负载锁定腔室的示意性横截面图。
[0017]为了促进理解，在可能的情况下已使用相同元件符号以指示为诸图所共有的相同元件。应理解在一个实施方式中公开的元件也可以在其他实施方式中使用，此处不再进行特定详述。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型一般地提供具有流量阀门的负载锁定腔室。所述负载锁定腔室用于将传递腔室连接到工厂界面，或者用于连接两个传递腔室。当所述负载锁定腔室在相邻的传递腔室之间时，所述负载锁定腔室具有在负载锁定腔室内的流量阀门，所述流量阀门密封所述负载锁定腔室的内表面。因此可以在常压下达成负载锁定，而无需破坏传递腔室中的真空，这是因为常压将门压抵在内表面上。当所述负载锁定腔室在传递腔室和工厂界面之间时，一个流量阀门设置在负载锁定腔室外部并且密封所述负载锁定腔室的外表面。工厂界面侧的常压帮助将门压抵在所述外表面上。
[0019]如下说明性地描述的，本实用新型可在处理系统中使用，诸如可以从加利福尼亚州圣克拉拉市美国应用材料公司的全资子公司AKT购得的那些处理系统。然而应该理解的是，本实用新型还可以用于其他系统配置，包括由其他制造商贩卖的那些系统配置。
[0020]图1是多腔集成设备100的示意性俯视图。所述多腔集成设备100包括第一群集，所述第一群集具有被一个或多个工艺腔室104环绕的第一传递腔室103。第一负载锁定腔室101耦合到第一传递腔室103。另外，所述第一负载锁定腔室101耦合到工厂界面102。还存在第二群集，所述第二群集包括第二传递腔室106，所述第二传递腔室106具有耦合到第二传递腔室106的一个或多个工艺腔室107。所述第二传递腔室106通过第二负载锁定腔室105耦合到所述第一传递腔室103。
[0021]提供所述第一负载锁定腔室101以在通常为高真空的第一传递腔室103和通常为常压的工厂界面102之间传递基板。大多数情况下，所述基板是晶片或者玻璃基板。第一传递腔室103配备有定位在第一传递腔室103中的真空传递机械手，所述真空传递机械手用于在第一负载锁定腔室101和工艺腔室104/第二负载锁定腔室105之间传递基板，所述第一负载锁定腔室101和所述工艺腔室104/第二负载锁定腔室105定位在第一传递腔室103的外围。
[0022]提供第二负载锁定腔室105以用于在第一传递腔室103和第二传递腔室106之间传递基板，所述第二负载锁定腔室106通常也是高真空的。第二传递腔室106具有定位在第二传递腔室106中的真空传递机械手，所述真空传递机械手用于在第二负载锁定腔室105和工艺腔室107之间传递基板，所述第二负载锁定腔室105和所述工艺腔室107定位在第二传递腔室106的外围。
[0023]图2是可以用作工艺腔室104、107之一的PECVD装置的示意性横截面图。所述装置包括工艺腔室104、107，在所述工艺腔室104、107中将一或多个薄膜沉积在基板220上。所述工艺腔室104、107 一般地包括壁202、底部204和喷头206，所述壁202、底部204和喷头206共同限定工艺空间。基板支座218设置在所述工艺空间内。通过流量阀开口 208进入所述工艺空间，因此可以将基板220传递进出所述工艺腔室104、107。所述基板支座218可以耦合到致动器216，以升举和降低基板支座218。升降杆222通过基板支座218可移动地设置，以使基板移动出入基板接收表面。基板支座218还可以包括加热和/或冷却元件224，以将所述基板支座218维持在所需的温度。基板支座218还可以包括RF回程搭接片226，以在基板支座218的外围提供RF回路。
[0024]凭借紧固机构250使喷头206耦合到背板212。可以凭借一个或多个紧固机构250使喷头206耦合到背板212，以帮助防止下垂和/或控制喷头206的直度/弧度。
[0025]使气源232耦合到背板212，以通过喷头206中的气体通道将气体提供到喷头206和基板220之间的处理区域。真空泵210耦合到工艺腔室104、107，以将工艺空间控制在所需压力。通过匹配网路290使射频(RF)源228耦合到背板212和/或喷头206，以向喷头206提供射频电流。所述射频电流在喷头206和基板支座218之间产生电场，以便从位于喷头206和基板支座218之间的气体产生等离子体。[0026]远程等离子体源230 (诸如感应耦合的远程等离子体源230)也可以耦合在气源232和背板212之间。在各基板处理之间，可以提供清洗气体给远程等离子体源230，以产生远程等离子体。可以将来自所述远程等离子体的基团提供给工艺腔室104、107，以便清洗工艺腔室104、107中的各部件。可以进一步地用RF源228激发清洗气体并提供到喷头206。
[0027]另外，喷头206可以凭借喷头悬置件234耦合到背板212。在一个实施方式中，喷头悬置件234是柔性的金属裙座。喷头悬置件234可具有一凸缘236,喷头206可以搁置在所述凸缘236上。背板212可以被搁置在与所述壁202耦合的突出部214的上表面上，以密封所述工艺腔室104、107。
[0028]图3是根据本实用新型的一个实施方式的负载锁定腔室101的示意性横截面图。负载锁定腔室101 —般地包括腔室主体301，所述腔室主体301包括垂直地堆叠的、环境上相隔离的多个空腔，所述空腔由真空密闭的水平内壁302分隔。虽然在图3所绘示的实施方式中图示了两个单独的空腔303、304，但是应了解负载锁定腔室101的腔室主体301可以包括两个或更多个垂直地堆叠的空腔。举例而言，所述负载锁定腔室101可以包括N个空腔，所述N个空腔由(N-1)个水平内壁302分隔，其中N是大于I的整数。
[0029]限定在腔室主体301中的所述空腔303、304中的每一个包括两个基板进入孔。所述孔配置用于促进基板出入负载锁定腔室101。在图3所描述的实施方式中，设置在腔室主体301顶上的第一空腔303包括第一基板进入孔305和第二基板进入孔306。第一基板进入孔305是当基板在负载锁定腔室101和工厂界面102之间移动时穿过的进入孔。第二基板进入孔306是当基板在负载锁定腔室101和传递腔室103之间移动时穿过的进入孔。基板进入孔305、306设置在腔室主体301的相对两侧上。
[0030]基板进入孔305、306中的每一个选择性地由相应的流量阀门309、310密封，流量阀门309、310适用于选择性地将第一空腔303与传递腔室103和工厂界面102的环境隔离。流量阀门309、310通过围绕轴311、312枢转而在打开位置和闭合位置之间移动。所述流量阀门由相应的致动器350、356致动。流量阀门309、310中的每一个沿着第一边缘枢转地耦合到腔室主体301，并且凭借致动器350、356在所述打开位置和闭合位置之间旋转。
[0031]第一流量阀门309是在第一负载锁定腔室101和工厂界面102之间的门，所述第一流量阀门309从腔室主体301的外部侧密封第一基板进入孔305。第一流量阀门309耦合到第一负载锁定腔室101，如图3所示。致动器356通过绕轴311朝空腔303的外表面旋转第一流量阀门309来打开第一流量阀门309。当第一流量阀门309打开时，空腔303处于常压，正如工厂界面102 —样。然而，一旦第一流量阀门309关闭，空腔303被排空以使空腔达到与第一传递腔室103大体上相当的高真空度，从而第二流量阀门310可以打开。空腔303中的真空度将会拉伸第一流量阀门309抵靠密封表面。另外，工厂界面102的常压将会推挤第一流量阀门309抵靠所述密封表面。因此，第一流量阀门309将会有效地密封。若第一流量阀门309是反向的而使密封件抵靠着空腔303的内表面，则工厂界面102的常压连同空腔303中的真空度将会拉伸/推挤门离开密封表面并因此导致泄漏和低真空度的密封。
[0032]第二流量阀门310与第一流量阀门309相反地操作。特别地，第二流量阀门310定位在腔室主体301内。致动器350通过绕轴312朝空腔303的内表面旋转第二流量阀门310来打开第二流量阀门310。当第二流量阀门310打开时，空腔303处于高真空压力，正如第一传递腔室103 —样。然而，一旦第二流量阀门310关闭，就可使空腔303连通到空气，以使得空腔303与工厂界面102的真空度大体上相当，从而第一流量阀门309可以打开。第一传递腔室103中的真空度将会拉伸第二流量阀门310压抵内部密封表面。另外，一旦空腔303连通到空气，空腔303的常压将会推挤第二流量阀门310抵靠所述密封表面。因此，第二流量阀门310将会有效地密封。若第一流量阀门309是反向的使密封件抵靠着空腔303的外表面，则空腔303的常压连同第一传递腔室103中的真空度将会拉伸/推挤门离开密封表面并因此导致泄漏和低真空度的密封。第二空腔304类似地配置有进入孔307、308，致动器352、354和流量阀门313、314。
[0033]图4是根据本实用新型的一个实施方式的第二负载锁定腔室105的示意性横截面图。负载锁定腔室一般地包括腔室主体401，所述腔室主体401包括垂直地堆叠的、环境上相隔离的多个空腔403、404，所述空腔由真空密闭的水平内壁402分隔。虽然在图4所绘示的实施方式中图示了两个单独的空腔403、404，但是应了解所述第二负载锁定腔室105的腔室主体401可以包括两个或更多个垂直地堆叠的空腔。举例而言，所述第二负载锁定腔室105可以包括N个空腔，所述N个空腔由(N-1)个水平内壁402分隔，其中N是大于I的整数。
[0034]限定在腔室主体401中的空腔403、404分别包括两个基板进入孔405、406、407、408。所述孔405、406、407、408配置用于促进基板进出第二负载锁定腔室105。在图4所描述的实施方式中，设置在腔室主体401顶上的第一空腔403包括第一基板进入孔405和第二基板进入孔406。第一基板进入孔405是当基板在第二负载锁定腔室105和传递腔室103之间移动时穿过的进入孔。第二基板进入孔406是当基板在第二负载锁定腔室105和第二传递腔室106之间移动时穿过的进入孔。所述基板进入孔405、406设置在腔室主体401的相对两侧。
[0035]基板进入孔405、406中之每一者选择性地由相应的流量阀门409、410密封，流量阀门409、410适用于选择性地将第一空腔403与第一传递腔室103和第二传递腔室106的环境隔离。流量阀门409、410通过围绕轴411、412枢转而在打开位置和闭合位置之间移动。所述流量阀门由相应的致动器450、456致动。流量阀门409、410中的每一个沿着第一边缘枢转地耦合到腔室主体401，并且凭借致动器450、456在所述打开位置和闭合位置之间旋转。
[0036]第一流量阀门409定位在所述腔室主体401内。致动器456通过使第一流量阀门409绕轴411朝空腔403的内表面旋转来打开第一流量阀门409。当第一流量阀门409打开时，空腔403处于高真空压力，正如第一传递腔室103 —样。然而，一旦第一流量阀门409关闭，空腔403就可以连通到空气，以便使第二负载锁定腔室105可操作。在操作期间，空腔403内的常压连同第一传递腔室103的高真空度将会推挤/拉伸第一流量阀门409抵靠密封表面,从而确保良好的密封。在处理期间，第一传递腔室103和第二传递腔室106内的真空度将会与第二负载锁定腔室105的真空度大体上相当，并且因此应当会呈现良好的密封。
[0037]第二流量阀门410以和第一流量阀门409 —样的方式操作。特别地，第二流量阀门410定位在腔室主体401内。致动器450通过绕轴412朝空腔403的内表面旋转第二流量阀门410来打开第二流量阀门410。当第二流量阀门410打开时，空腔403处于高真空压力，正如第二传递腔室106—样。然而，一旦第二流量阀门410关闭，空腔403就可以连通到空气，以便使第二负载锁定腔室105可操作。在操作期间，空腔403内的常压连同第二传递腔室106的高真空度将会推挤/拉伸第二流量阀门410抵靠密封表面，从而确保良好的密封。在处理期间，第一传递腔室103和第二传递腔室106内的真空度将会与第二负载锁定腔室105的真空度大体上相当，并且因此应当会呈现良好的密封。第二空腔404类似地配置有进入孔407、408，致动器452、454和流量阀门413、414。
[0038]通过适当地密封负载锁定腔室，相邻腔室的真空度可以辅助而非防碍良好的密封，从而几乎不发生泄漏(若有)。
[0039]尽管上述内容针对本实用新型的实施方式，但可在不脱离本实用新型的基本范围的情况下设计本实用新型的其他和进一步实施方式，且本实用新型的范围是由以下权利要求书来确定。
【权利要求】
1.一种用于形成器件的装置，其特征在于，包括: 第一传递腔室； 第一负载锁定腔室，包括: 腔室主体，所述腔室主体封闭有空腔，且所述腔室主体具有第一末端和第二末端，所述第一末端适合于耦合到工厂界面，所述第二末端适合于耦合到第一传递腔室； 第一流量阀门，所述第一流量阀门用于密封所述第一末端，且所述第一流量阀门可移动以从所述空腔的外侧密封第一末端；和 第二流量阀门，所述第二流量阀门用于密封所述第二末端，且所述第二流量阀门可移动以从所述空腔的内侧密封第二末端；以及 多个工艺腔室，所述多个工艺腔室耦合到所述第一传递腔室。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括: 第二传递腔室； 第二负载锁定腔室，所述第二负载锁定腔室耦合到所述第一传递腔室，所述第二负载锁定腔室包括: 第二腔室主体，所述第二腔室主体具有第三末端和第四末端，所述第三末端适合于耦合到所述第一传递腔室，所述第四末端适合于耦合到第二传递腔室； 第三流量阀门，所述第三流量阀门用于密封所述第三末端，且所述第三流量阀门可移动以从所述第二腔室主体的·内侧密封所述第三末端；和 第四流量阀门，所述第四流量阀门用于密封所述第四末端，且所述第四流量阀门可移动以从所述第二腔室主体的内侧密封所述第四末端；以及 多个工艺腔室，所述多个工艺腔室耦合到所述第二传递腔室。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一负载锁定腔室进一步包括: 第一致动器，所述第一致动器耦合到所述第一流量阀门，其中所述第一致动器朝所述腔室主体外侧打开所述第一流量阀门；和 第二致动器，所述第二致动器耦合到所述第二流量阀门，其中所述第二致动器朝所述空腔内侧打开所述第二流量阀门。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二负载锁定腔室进一步包括: 第三致动器，所述第三致动器耦合到所述第三流量阀门，其中所述第三致动器朝所述第二腔室主体内侧打开所述第三流量阀门；和 第四致动器，所述第四致动器稱合到所述第四流量阀门，其中所述第四致动器朝所述第二腔室主体内侧打开所述第四流量阀门。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一流量阀门设置在所述空腔外侧并且位于基板传递平面下方。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二流量阀门设置在所述空腔内侧并且位于基板传递平面下方。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三流量阀门设置在腔室主体内侧并且位于基板传递平面下方。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第四流量阀门设置在腔室主体内侧并且位于基板传递平面下方。
9.一种负载锁定腔室,其特征在于,包括: 腔室主体，所述腔室主体具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面适用于耦合到工厂界面，所述第二侧面适用于耦合到传递腔室； 第一流量阀门，所述第一流量阀门设置在所述腔室主体内的所述第一侧面处并且位于基板传递平面下方； 第二流量阀门，所述第二流量阀门设置在所述腔室主体内的所述第二侧面处并且位于基板传递平面下方； 第一致动器，所述第一致动器耦合到所述第一流量阀门，其中所述第一致动器朝所述腔室主体外侧打开所述第一流量阀门；和 第二致动器，所述第二致动器耦合到所述第二流量阀门，其中所述第二致动器朝所述腔室主体内侧打开所述第二流量阀门。
10.一种负载锁定腔室，其特征在于，包括: 腔室主体，所述腔室主体具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面适用于耦合到第一传递腔室，所述第二侧面适用于耦合到第二传递腔室； 第一流量阀门，所述第一流量阀门设置在所述腔室主体内的所述第一侧面处并且位于基板传递平面下方； 第二流量阀门，所述第二流量阀门设置在所述腔室主体内的所述第二侧面处并且位于基板传递平面下方； 第一致动器，所述第一致·动器耦合到所述第一流量阀门，其中所述第一致动器朝所述腔室主体内侧打开所述第一流量阀门；和 第二致动器，所述第二致动器耦合到所述第二流量阀门，其中所述第二致动器朝所述腔室主体内侧打开所述第二流量阀门。
【文档编号】C23C16/54GK203639553SQ201320555332
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】栗田真一 申请人:应用材料公司