高温处理腔室盖体的制作方法
【技术领域】
[0001]本文公开的内容关于处理腔室盖体。更具体地说，本文公开的实施方式针对处理腔室盖体，所述处理腔室盖体防止密封材料受损，并且允许在不损坏处理配件部件的情况下安装所述盖体。
现有技术
[0002]当腔室的盖体被加热时，腔室盖体与壁之间的弹性密封材料也被加热。这导致弹性密封材料失效、粘贴到表面、泄漏和变形。
[0003]另外，在加热盖体的同时，与盖体接触的腔室主体应保持相对较冷。热差异(thermal differences)引起所述热的盖体膨胀，并且引起盖体相对于腔室主体的相对位移。这可能在所述腔室内部形成刮痕和颗粒。
[0004]此外，为了保持处理区域温度均匀，允许热的盖体部件触碰处理配件部件，这将在盖体与处理配件部件之间形成接触，并且允许热均匀性。然而，在安装盖体期间，接触可能损坏处理配件部件。
[0005]在本领域中，对密封处理腔室同时最小化腔室盖体与腔室主体之间热差异效应的设备及方法，具有持续的需求。
[0006]另外，在本领域中，对在不使腔室盖体接触和潜在地损坏处理配件部件的情况下密封处理腔室的设备及方法，具有持续的需求。
【发明内容】
[0007]本发明的一个或更多个实施方式是针对盖体组件，所述盖体组件包括高温盖体模块、外壳及弹性密封O形环。高温盖体模块具有底表面及顶表面，所述底表面被设置成邻近处理腔室的处理配件。所述外壳在高温盖体模块周围。外壳包括中空筒状壁，所述中空筒状壁具有下端及上端，所述下端被设置成邻近处理腔室主体。弹性密封O形环被设置在所述外壳的所述中空筒状壁的上端与高温盖体模块的顶表面之间。外壳为柔性的，以允许高温盖体模块在所述外壳内的移动。
[0008]在一些实施方式中，夕卜壳的中空筒状壁包括外中空筒状壁、内中空筒状壁、与外中空筒状壁及内中空筒状壁接触的下环状体、及连接至内中空筒状壁的上环状体。在一个或更多个实施方式中，弹性密封O形环被设置在上环状部的下壁与高温盖体的顶表面之间。在一些实施方式中，外中空筒状壁、下环状部、内中空筒状壁及上环状部是整体形成的。在一个或更多个实施方式中，下环状部比外中空筒状壁、内中空筒状壁及上环状部更薄。
[0009]在一些实施方式中，下环状部、内中空筒状壁及上环状部是整体形成的，而外中空筒状壁是独立的。在一个或更多个实施方式中，盖体组件进一步包括O形环，所述O形环定位于外中空筒状壁的顶端与下环状部的下表面之间。
[0010]在一些实施方式中，外壳具有足够的柔性，以允许高温盖体模块在外壳内的移动距离长达约I英寸。在一个或更多个实施方式中，高温盖体模块包括喷头组件，所述喷头组件包括位于底表面上的多个孔。
[0011]本发明的额外实施方式是针对包括腔室主体及腔室盖体的处理腔室。所述腔室主体包括具有顶表面的筒状腔室壁。筒状腔室壁封闭处理区域，所述处理区域包括晶片支撑件及围绕晶片支撑件的处理衬里。腔室盖体包括高温盖体模块及外壳。高温盖体模块具有底表面及顶表面，所述底表面被设置成邻近处理衬里的顶表面。外壳围绕高温盖体模块，且所述外壳包括中空筒状壁，所述中空筒状壁具有下端及上端，所述下端临近所述筒状腔室壁的顶表面。弹性密封O形环被设置在外壳的中空筒状壁的上端与高温盖体模块的顶表面之间。O形环设置在筒状腔室壁的顶表面与外壳的中空筒状壁的下端之间。当处理区域处于大气压力下时，高温盖体模块的底表面并不触碰所述处理衬里的顶表面，而当处理区域处于减小的压力(reduced pressure)下时，所述外壳弯曲以允许高温盖体模块在外壳内移动，以接触处理衬里的顶表面。
[0012]在一些实施方式中，夕卜壳的中空筒状壁包括外中空筒状壁、内中空筒状壁、与外中空筒状壁及内中空筒状壁接触的下环状部、及连接到内中空筒状壁的上环状部。在一个或更多个实施方式中，弹性密封O形环设置在上环状部的下壁与高温盖体的顶表面之间。在一些实施方式中，外中空筒状壁、下环状部、内中空筒状壁及上环状部是整体形成的。在一个或更多个实施方式中，下环状部比外中空筒状壁、内中空筒状壁及上环状部更薄。
[0013]在一些实施方式中，下环状部、内中空筒状壁及上环状部是整体形成的，而外中空筒状壁是独立的。一个或更多个实施方式进一步包括定位于外中空筒状壁的顶端与下环状部的下表面之间的O形环。
[0014]在一些实施方式中，外壳具有足够的柔性，以允许高温盖体模块在外壳内的移动距离长达约I英寸。在一个或更多个实施方式中，高温盖体模块包括喷头组件，所述喷头组件包括在底表面上的多个孔。在一些实施方式中，当加热时，高温盖体模块的膨胀并未在高温盖体模块与外壳之间形成额外的接触点。
【附图说明】
[0015]通过参考本发明实施方式(所述实施方式在附图中说明)，可获得在上文中简要总结的本发明的更具体的说明，而实现和能详细了解上述的本发明的典型实施方式。应注意，为了便于理解本发明，某些公知的工艺不在本文中讨论。
[0016]图1表示已知的处理设备的横截面示意图；
[0017]图2表示根据本发明的一个或更多个实施方式的盖体组件的横截面示意图；
[0018]图3表示根据本发明的一个或更多个实施方式的盖体组件的横截面示意图；
[0019]图4表示根据本发明的一个或更多个实施方式的大气压力下的处理腔室的横截面示意图；
[0020]图5表示根据本发明的一个或更多个实施方式处于减小的压力条件下的图4的处理腔室的横截面示意图；以及
[0021]图6表示根据本发明的一个或更多个实施方式的盖体组件的部分横截面透视图。
[0022]为了有助于理解，已尽可能使用相同的元件符号指定各图共有的相同元件。应考虑一个实施方式的元件与特征可有利地并入其它实施方式而无需进一步说明。然而应注意，附图仅说明本发明的典型实施方式，因而不应将这些附图视为限制本发明的范围，因为本发明可容许其它等效实施方式。
【具体实施方式】
[0023]图1表示已知的处理腔室100的示意性表示。处理腔室100包括腔室主体112及盖体组件120。盖体组件120被设置于腔室主体112的上端。处理腔室100及相关硬件可由任何适当材料制成，所述材料包括但不限于例如铝、阳极化铝、镀镍铝、镀镍铝6061-T6、不锈钢以及这些材料的组合和合金。
[0024]通过例如O形环125在盖体120与腔室主体112之间形成密封。盖体120的重量及腔室100中的减小的压力将引起盖体120向腔室主体112的上部分移动，压缩O形环125
且增强所述密封。
[0025]支撑组件140至少部分地设置在腔室主体112内。图示的支撑组件140由两个部分组成，所述两个部分为晶片支撑件145及可移动轴147。可通过例如致动电动机垂直地移动可移动轴147，以定位晶片支撑件145的顶表面146，使顶表面146更接近或更远离盖体120的下表面121。支撑组件140也可包括晶片加热器148(图示为在晶片支撑件145内部的电极)，但也可采用其它晶片加热器148 (例如多个加热灯)。
[0026]腔室主体112可包括未图示出的部件，如形成于腔室主体112侧壁中的狭缝阀开口，以提供进入处理腔室100内部的通道。可有选择地打开及关闭狭缝阀开口，以允许晶片传送机械手(未图示)进入腔室主体112的内部。在一个或更多个实施方式中，可将晶片传入及传出处理腔室100，穿过狭缝阀开口，到达邻近的移送室和/或装载锁定腔室，或群集工具内的另一腔室。
[0027]腔室主体112亦可包括形成于腔室主体112中的通道113，通道113用于使传热流体流动穿过通道113。传热流体可为加热流体或冷却剂，且传热流体可用于在处理及基板传送期间控制腔室主体112的温度。典型的传热流体包括但不限于水、乙二醇或以上两者的混合物。典型的传热流体也可包括氮气。
[0028]腔室主体112可进一步包括衬里133，衬里133环绕支撑组件140。衬里133为“处理配件”的一部分，且衬里可为可移除的，以用于维护及清理。衬里133可由金属(诸如铝)或陶瓷材料制成。然而，衬里133可为任意工艺兼容性材料。衬里133可为喷丸处理的(bead blasted)，以增加沉积于衬里133上的任何材料的黏着力，进而防止材料剥落而导致处理腔室100的污染。在一个或更多个实施方式中，衬里133包括一个或更多个孔135 (如图6所示)及栗送通道，所述栗送通道与真空系统流体连通。孔135可提供流动路径(flowpath)，所述流动路径允许处理气体流入处理腔室100和/或用于将气体从处理腔室100除去。
[0029]处理腔室100可包括具有真空栗及节流阀的真空系统，以调节气体的流动。真空栗可耦接至腔室主体112的侧面或底部中的真空口，以允许与处理腔室100内部的处理区域形成流体连通。
[0030]当处理腔室100的盖体120被加热时，O形环125也被加热。这可能导致组成O形环125的弹性密封材料的失效(failure)(例如泄漏、黏着及变形)。此外，在加热盖体120的同时，与盖体120接触的腔室主体112需要保持相对较冷。举例而言，可将盖体120加热至约250°C，而将腔室主体112的温度保持在约65°C。热盖体与相对较冷的腔室主体之间的热差异可能引起热盖体向外膨胀128。所述膨胀引起盖体120相对于腔室主体112的相对位移，且可能导致在腔室100的内部形成刮痕和/或颗粒。因此，本发明的一些实施方式是针对腔室盖体，所述腔室盖体最小化热盖体部分与相对较冷的腔室主体的接触。一些实施方式将密封表面移动至盖体相对冷的位置。
[0031]另外，为保持处理区域117的温度均匀性，可允许热盖体120部件触碰处理配件部件(例如，处理衬里133)，进而促进热均匀性。然而，在盖体120安装期间，盖体120与处理配件部件之间的接触可能损坏所述处理配件部件。为减轻潜在的损坏，本发明的实施方式允许盖体120相对于处理配件向上及向下移动。
[0032]一些实施方式包括位于盖体上的薄的弹性部件，所述薄的弹性部件允许盖体组件向上及向下移动。在安装部件时，在盖体与处理配件之间有足够的距离以防止损坏配件。一旦腔室经抽气至真空，弹性部件上的压差引起盖体向处理配件移动，且触碰处理配件。所述压差不会引起弹性材料的永久变形，同时允许盖体组件的充分移动。
[0033]因此，本发明的一个或更多个实施方式是针对在低压处理腔室中使用的盖体组件200。参看图2，盖体组件200包括高温盖体模块220，及环绕高温盖体模块220的外壳250