CN106128986B - 用于生产线的可移动式载盘装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产线的可移动式载盘装置，是用于承载一待处理基板并于一生产线中的一传送机构上移动，其包含一金属承板、一电极板及一绝缘单元。该金属承板能移动地位于该传送机构上并包括一穿孔。该电极板设置于该金属承板上方并供承载该待处理基板。该电极板具有一面向该金属承板的穿孔且裸露于该金属承板的穿孔外的电源载入区。该绝缘单元设置于该金属承板上且夹置于该金属承板与该电极板间，并围绕该电极板的一周缘及该待处理基板的一周缘。该绝缘单元具有至少一与该金属承板的穿孔相通并裸露出该电极板的电源载入区的穿孔。借金属承板及绝缘单元令待处理基板于实施等离子蚀刻程序时，辅助等离子横越待处理基板上表面以增进其表面处理的均匀性。

Description

用于生产线的可移动式载盘装置
技术领域
本发明涉及一种载盘装置，特别是涉及一种用于生产线的可移动式载盘装置。
背景技术
美国第6,344,105B1核准公告号专利案(以下称前案)公开一种增进蚀刻速率(etching rate)均匀性的技术。参阅图1，前案是通过显示于图1中的静电夹头(electrostatic chuck)单元1来改善蚀刻速率。详细地来说，该静电夹头单元1是被设置于一等离子处理装置(plasma processing apparatus)2的一晶圆处理腔体(waferprocessing chamber)20内，且是用于作为承载一待处理晶圆21的载盘使用，也是作为一点燃一等离子的电极使用。于实际实施蚀刻时，是在该晶圆处理腔体20内引入一反应气体(图未示)，并对该静电夹头单元(也就是，电极)1与设置于该晶圆处理腔体20内的另一电极(图未示)提供一射频(radio frequency；以下称RF)电源(图未示)，以令该反应气体裂解成该等离子。
如图1所示，该静电夹头单元1包括一提供有该RF电源(图未示)的静电夹头11、一内部边缘环形构件12，及一外部边缘环形构件13。该静电夹头11具有一固定于该晶圆处理腔体20的一底壁的基座部111，及一自该基座部111的一顶缘朝上凸伸并供承载该待处理晶圆21的承载部112，且该基座部111与该承载部112共同定义出一缺口113。
该内部边缘环形构件12设置于该静电夹头11的缺口113，并围绕该承载部112的一周缘及该待处理晶圆21的一周缘。该外部边缘环形构件13围绕该静电夹头11的基座部111的一周缘与该内部边缘环形构件12。在该前案中，该内部边缘环形构件12与该外部边缘环形构件13是由一绝缘材料或一介电材料所构成，其借由该内部边缘环形构件12与该外部边缘环形构件13的绝缘特性以形成RF耦合，并令邻近该待处理晶圆21的一表面的一等离子鞘层(plasmasheath)22分布均匀。
该前案所公开的静电夹头单元1虽然可以增进蚀刻速率的均匀性；然而，该静电夹头11是被固定于该晶圆处理腔体20的底壁。换句话说，用来做为电极使用并做为承载该待处理晶圆21的载盘使用的该静电夹头单元1只适用固定于单一腔体式的等离子蚀刻装置，其难以应用于广为现阶段的半导体、光学镀膜等相关业界所使用的批次式(batch)生产线或连续型(in-line)生产线的等离子蚀刻装置。
经上述说明可知，改良载盘装置的结构以用于生产线并借此缩减半导体、光学镀膜等相关业界的生产工时，是此技术领域的相关技术人员所待突破的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产线的可移动式载盘装置。
本发明用于生产线的可移动式载盘装置，是用于承载一待处理基板并于一生产线中的一传送机构上移动，其包含一金属承板、一电极板，及一绝缘单元。该金属承板能移动地位于该传送机构上，并包括至少一穿孔。该电极板设置于该金属承板的上方，并供承载该待处理基板。该电极板具有至少一面向该金属承板的穿孔，且裸露于该金属承板的穿孔外的电源载入区。该绝缘单元设置于该金属承板上且夹置于该金属承板与该电极板间，并围绕该电极板的一周缘及该待处理基板的一周缘。该绝缘单元具有至少一与该金属承板的穿孔相通并裸露出该电极板的电源载入区的穿孔。
本发明的用于生产线的可移动式载盘装置，还包含一用于供导入电源的金属导体，该金属导体位于该金属承板的穿孔及该绝缘单元的穿孔内并接触该电极板的该电源载入区。
本发明的用于生产线的可移动式载盘装置，该电极板包括一承载部及一底座部，该承载部供承载该待处理基板，并具有彼此衔接的一周缘区及一底缘区，该底座部是自该电极板的承载部的底缘区朝外延伸并具有该电源载入区及一周缘区，且该承载部的周缘区与该底座部的周缘区共同定义出该电极板的该周缘。
本发明的用于生产线的可移动式载盘装置，该绝缘单元包括一绝缘板及一绝缘框，该绝缘板具有一基部及一框部，该绝缘板的基部是夹置于该金属承板与该电极板的底座部间并具有该绝缘单元的穿孔，该绝缘板的框部是自该绝缘板的基部的一周缘朝上凸伸以令该绝缘板形成有一容置该电极板的凹槽，且该绝缘板的框部的一高度是高于该电极板的承载部的一高度，以令该绝缘板的框部及该电极板的承载部间共同定义出一容置该绝缘框的环形空间，且该绝缘框的一高度是足以围绕该待处理基板的周缘。
本发明的用于生产线的可移动式载盘装置，该绝缘单元包括一绝缘板及一绝缘框，该绝缘板具有一基部及一框部，该绝缘板的基部是夹置于该金属承板与该电极板的底座部间并具有该绝缘单元的穿孔，该绝缘板的框部是自该绝缘板的基部的一周缘朝上凸伸以令该绝缘板形成有一容置该电极板的凹槽，且该绝缘板的框部的一高度是实质等高于该电极板的底座部的一高度，该绝缘单元的绝缘框是设置于该电极板的底座部的周缘区与该绝缘板的框部上，且该绝缘框的一高度是足以围绕该待处理基板的周缘。
本发明的用于生产线的可移动式载盘装置，该绝缘单元的绝缘框是一厚度等厚的平板。
本发明的用于生产线的可移动式载盘装置，该绝缘单元的绝缘框的厚度是背向该电极板递减。
本发明的用于生产线的可移动式载盘装置，该绝缘板是由玻璃所构成，且该绝缘框是由石英所构成。
本发明的有益效果在于：借由该金属承板及该绝缘单元以令该待处理基板的一上表面于实施一等离子蚀刻程序时，辅助等离子横越该待处理基板上表面以增进该待处理基板的表面处理的均匀性；此外，本发明的可移动式载盘装置能于该生产线内的传送机构上带着该待处理基板移动，可供现阶段半导体、光学镀膜等相关业界广为使用的批次式生产线或连续型生产线使用，有利于缩减半导体、光学镀膜等相关产业的生产工时。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一正视示意图，说明美国第6,344,105B1核准公告号专利案所公开的一种等离子处理装置；
图2是一局部俯视示意图，说明本发明用于生产线的可移动式载盘装置的一第一实施例及其所使用的一连续型生产线；
图3是沿图2的直线III-III所取得的一正视剖视图，说明本发明该第一实施例于一输送组件上的实施态样；
图4是一立体图，说明本发明该第一实施例的俯视结构；
图5是一立体图，说明本发明该第一实施例的仰视结构；
图6是沿图3的直线VI-VI所取得的一侧视剖视图，说明本发明该第一实施例的细部结构；
图7是一侧视剖视图，说明本发明用于生产线的可移动式载盘装置的一第二实施例；
图8是一侧视剖视图，说明本发明用于生产线的可移动式载盘装置的一第三实施例；及
图9是一电势分布(electric potential distribution)图，说明本发明该第一实施例的电位分布。
具体实施方式
在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
如图2与图3所示，本发明的用于生产线的可移动式载盘装置C的一第一实施例，是用于承载一待处理基板7并于一连续型生产线9中的一传送机构92上移动。详细地来说，该连续型生产线9具有一腔体单元91及设置于该腔体单元91内的该传送机构92。该腔体单元91沿一传送方向X依序具有一载入腔体911、一蚀刻腔体(etchingchamber)912、一溅镀腔体(sputtering chamber)913，及一卸载腔体914。各腔体911、912、913、914内对应设置有该传送机构92的一组输送组件921。该可移动式载盘装置C是通过各组输送组件921的多个滚轮922，自该载入腔体911的一入口端901进入该载入腔体911，并沿该传送方向X令该可移动式载盘装置C承载着其上方的该待处理基板7依序移动至该蚀刻腔体912施予一等离子蚀刻程序(plasmaetching process)与该溅镀腔体913施予一镀膜程序(coating process)，并于该卸载腔体914的一出口端902使该可移动式载盘装置C移出该连续型生产线9。本发明该第一实施例是以该连续型生产线9为例做说明，但是不限于此。
此处需补充说明的是，当本发明该第一实施例的可移动式载盘装置C于该溅镀腔体913内实施多次该镀膜程序以于其表面累积有该镀膜程序所产生的镀膜时，仍可在完成该镀膜程序后，自该卸载腔体914的出口端902移出，以通过适当的手段来移除累积于该可移动式载盘装置C表面的镀膜。
参阅图4、图5与图6，本发明该第一实施例的可移动式载盘装置C包含一金属承板3、一电极板4、一绝缘单元5，及三个金属导体6。
该金属承板3能移动地位于该传送机构(见图2)92上，并包括三个穿孔30。
该电极板4设置于该金属承板3的上方，并供承载该待处理基板7。该电极板4包括一周缘41、一承载部42及一底座部43。该承载部42供承载该待处理基板7，并具有彼此衔接的一周缘区421及一底缘区422。该底座部43是自该电极板4的承载部42的底缘区422朝外延伸，并具有三个电源载入区431及一周缘区432。该电极板4的各电源载入区431是对应面向该金属承板3的各穿孔30，且对应裸露于该金属承板3的各穿孔30外。该承载部42的周缘区421与该底座部43的周缘区432共同定义出该电极板4的该周缘41。
该绝缘单元5设置于该金属承板3上，且夹置于该金属承板3与该电极板4间，并围绕该电极板4的周缘41及该待处理基板7的一周缘。该绝缘单元5包括一绝缘板51及一绝缘框52。该绝缘板51具有一基部511及一框部512。该绝缘板51的基部511是夹置于该金属承板3与该电极板4的底座部43间，并具有三个穿孔510。该绝缘板51的基部511的各穿孔510是对应与该金属承板3的各穿孔30相通，并对应裸露出该电极板4的各电源载入区431。该绝缘板51的框部512是自该绝缘板51的基部511的一周缘朝上凸伸，以令该绝缘板51形成有一容置该电极板4的凹槽513，且该绝缘板51的框部512的一高度是高于该电极板4的承载部42的一高度，以令该绝缘板51的框部512及该电极板4的承载部42间共同定义出一容置该绝缘框52的环形空间，且该绝缘框52的一高度是足以围绕该待处理基板7的周缘。为节省本发明该第一实施例的可移动式载盘装置C的用料成本，较佳地，绝缘板51是由玻璃所构成，且该绝缘框52是由石英(quartz)所构成。
所述金属导体6是用于供导入电源，且各金属导体6是对应位于该金属承板3的各穿孔30及该绝缘单元5的该绝缘板51的各穿孔510内，并对应接触该电极板4的各电源载入区431。在本发明该第一实施例中，各金属导体6是通过多个螺栓61以自其金属导体6的一下表面朝该电极板4的各电源载入区431螺入，从而使各金属导体6是对应接触该电极板4的各电源载入区431。
更具体地来说，如图6所示，本发明该第一实施例是在各金属导体6提供一RF电源并使该金属承板3接地，以令该待处理基板7于该蚀刻腔体912中实施该等离子蚀刻程序时，避免该电极板4与该蚀刻腔体912内的另一电极板(图未示)两者间所产生的电场形成在该电极板4的下表面，并使电场均匀地集中在该待处理基板7的一上表面。
参阅图7，本发明的用于生产线的可移动式载盘装置C的一第二实施例，大致上是相同于该第一实施例，其不同的地方在于，本发明该第二实施例的该绝缘板51的框部512的高度是实质等高于该电极板4的底座部43的一高度，该绝缘单元5的绝缘框52是设置于该电极板4的底座部43的周缘区432与该绝缘板51的框部512上。在本发明该第二实施例中，该绝缘单元5的绝缘框52是一厚度等厚的平板。
参阅图8，本发明的用于生产线的可移动式载盘装置C的一第三实施例，大致上是相同于该第二实施例，其不同的地方在于，本发明该第三实施例的该绝缘单元5的绝缘框52的厚度是背向该电极板4递减。
参阅图9及图6，显示有本发明该第一实施例的电势分布图，其是通过数值模拟以令该第一实施例的可移动式载盘装置C模拟于该等离子蚀刻程序的环境所取得。由图9及图6显示可知，虽然电势分布是自该待处理基板7的中心及其上表面分别朝其周缘及朝上递减；然而，该待处理基板7的周缘与该电极板4的周缘41因受该绝缘单元5所围绕，以致于呈递减的电势是分布在该绝缘单元5的周缘，可令该待处理基板7上表面所分布的电位均匀且趋近500V。又，该电极板4因设置于经接地后的该金属承板3的上方，以致于该电极板4下方未分布有高电位的电势，证实电场可集中在该待处理基板7的上表面，以提供一均匀的电场。此处需补充说明的是，于实际实施该等离子蚀刻程序时，电势可依实际需求达数个kV；因此，本发明只以500V为例做说明，且不限于此。
经上述本发明各实施例及该第一实施例的数值模拟的详细说明可知，本发明该第一实施例不只因其金属承板3及其绝缘单元5可令该待处理基板7的上表面于该蚀刻腔体912内实施该等离子蚀刻程序时，辅助等离子横越该待处理基板7的上表面以增进该待处理基板7的表面处理的均匀性；此外，本发明所述实施例的可移动式载盘装置C，可于该连续型生产线9内的传送机构92上沿该传送方向X依序移动经过该载入腔体911、该蚀刻腔体912、该溅镀腔体913与该卸载腔体914，以供现阶段半导体、光学镀膜等相关业界广为使用的连续型生产线使用，有利于缩减半导体、光学镀膜等相关产业的生产工时。
综上所述，本发明用于生产线的可移动式载盘装置C不只可令该待处理基板7的上表面于实施该等离子蚀刻程序时，辅助等离子横越该待处理基板7的上表面以增进该待处理基板7的表面处理的均匀性，也可在该连续型生产线9内的传送机构92上带着该待处理基板7沿该传送方向X移动以供现阶段广为业界使用的批次式生产线或连续型生产线使用，从而缩减半导体、光学镀膜等相关产业所需耗费的生产工时。因此，确实可达到本发明的目的。
以上所述者，只为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，也就是凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (7)

1.一种用于生产线的可移动式载盘装置，是用于承载一待处理基板并于一生产线中的一传送机构上移动，其特征在于：其包含：
一金属承板，能移动地位于该传送机构上并包括至少一穿孔；
一电极板，设置于该金属承板的上方并供承载该待处理基板，该电极板具有至少一面向该金属承板的穿孔且裸露于该金属承板的穿孔外的电源载入区，该电极板包括一承载部及一底座部，该承载部供承载该待处理基板，并具有彼此衔接的一周缘区及一底缘区，该底座部是自该电极板的承载部的底缘区朝外延伸并具有该电源载入区及一周缘区，且该承载部的周缘区与该底座部的周缘区共同定义出该电极板的一周缘；及
一绝缘单元，设置于该金属承板上且夹置于该金属承板与该电极板间并围绕该电极板的周缘及该待处理基板的一周缘，该绝缘单元具有至少一与该金属承板的穿孔相通并裸露出该电极板的电源载入区的穿孔，该绝缘单元包括一绝缘板及一绝缘框，该绝缘板具有一基部及一框部，该绝缘板的基部是夹置于该金属承板与该电极板的底座部间并具有该绝缘单元的穿孔，该绝缘板的框部是自该绝缘板的基部的一周缘朝上凸伸以令该绝缘板形成有一容置该电极板的凹槽。
2.根据权利要求1所述的用于生产线的可移动式载盘装置，其特征在于：还包含一用于供导入电源的金属导体，该金属导体位于该金属承板的穿孔及该绝缘单元的穿孔内并接触该电极板的该电源载入区。
3.根据权利要求1所述的用于生产线的可移动式载盘装置，其特征在于：该绝缘板的框部的一高度是高于该电极板的承载部的一高度，以令该绝缘板的框部及该电极板的承载部间共同定义出一容置该绝缘框的环形空间，且该绝缘框的一高度是足以围绕该待处理基板的周缘。
4.根据权利要求1所述的用于生产线的可移动式载盘装置，其特征在于：该绝缘板的框部的一高度是等高于该电极板的底座部的一高度，该绝缘单元的绝缘框是设置于该电极板的底座部的周缘区与该绝缘板的框部上，且该绝缘框的一高度是足以围绕该待处理基板的周缘。
5.根据权利要求4所述的用于生产线的可移动式载盘装置，其特征在于：该绝缘单元的绝缘框是一厚度等厚的平板。
6.根据权利要求4所述的用于生产线的可移动式载盘装置，其特征在于：该绝缘单元的绝缘框的厚度是背向该电极板递减。
7.根据权利要求3至6中任一权利要求所述的用于生产线的可移动式载盘装置，其特征在于：该绝缘板是由玻璃所构成，且该绝缘框是由石英所构成。
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