CN107164742B - 具有共享泵的真空腔室 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了具有共享腔的真空腔室。本揭示案的实施例大体关于真空处理腔室，这些真空处理腔室具有不同泵送要求且经由单个前级真空管线连接至共享泵送系统。在一个实施例中，真空处理腔室包括耦接至单个高传导前级真空管线的高传导泵送管道及低传导泵送管道。在另一实施例中，多个非平衡腔室组可藉由最终的前级真空管线连接至公共泵送系统。

Description

具有共享泵的真空腔室
本申请是PCT国际申请号为PCT/US2012/027099、国际申请日为2012年2月29日、进入中国国家阶段的申请号为201280008689.1，题为“具有共享泵的真空腔室”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2011年3月1日的美国临时专利申请序列号61/448,024的权益。
技术领域
本揭示案的实施例大体关于具有不同泵送要求的真空腔室，这些真空腔室经由单个前级真空管线耦接至泵送系统。
背景技术
在诸如用于制造集成电路、平板显示器，及磁性介质等其它对象的工具的真空处理工具中，经由使用真空泵维持真空处理工具的腔室的真空环境。由于作业于各个真空处理腔室的过程具有不同压力及/或泵送要求，所以每一真空处理腔室典型地具有专用真空泵。因此，真空泵传统地只共享于具有相同泵送要求的真空腔室之间，因为不能精密满足不同环境的独特泵送要求。每一真空腔室的专用泵的需求增加系统的总成本，以及硬件成本及与多个泵的额外空间要求相关联的成本。
因此，需要经改良处理系统，该经改良处理系统具有以单个真空泵伺服具有不同泵送要求的真空处理区域的能力。
发明内容
本揭示案大体关于用于处理基板的真空腔室。这些真空腔室包括：第一基板腔室，该第一基板腔室隔离于第二基板腔室；真空泵；及高传导前级真空管线，该高传导前级真空管线耦接至泵。高传导泵送管道耦接前级真空管线至第一基板腔室且低传导泵送管道耦接前级真空管线至第二基板腔室。选择每一管道的传导性以允许使用耦接至单个前级真空管线的单个泵(或多个泵)使每一腔室的不同泵送需求得到满足。
本揭示案的另一实施例提供腔室主体，该腔室主体具有第一及第二基板移送室。第一基板移送室隔离于第二基板移送室。基板移送室进一步包括真空泵及高传导前级真空管线，该高传导前级真空管线耦接至泵。高传导泵送管道耦接前级真空管线至第一基板移送室，且低传导泵送管道耦接前级真空管线至第二基板移送室。
本揭示案的另一实施例提供一系统，该系统具有：第一腔室主体及第二腔室主体，该第一腔室主体具有隔离于第二个第一基板移送室的第一基板移送室，该第二腔室主体具有隔离于第四个第一基板移送室的第三基板移送室。该系统还包括：真空泵；高传导前级真空管线，该高传导前级真空管线耦接至泵；第一高传导泵送管道，该第一高传导泵送管道耦接高传导前级真空管线至第一基板移送室；及第二高传导泵送管道，该第二高传导泵送管道耦接高传导前级真空管线至第三基板移送室。该系统进一步包括：低传导前级真空管线，该低传导前级真空管线耦接至高传导前级真空管线；第一低传导泵送管道，该第一低传导泵送管道耦接低传导前级真空管线至第二基板移送室；及第二低传导泵送管道，该第二低传导泵送管道耦接低传导前级真空管线至第四基板移送室。
附图说明
为能详尽理解以上所述本揭示案的特征结构，可参考实施例更具体的描述上文简单概括的本揭示案，其中一些实施例图示于附加图式中。然而，应注意附加图式仅图示出本揭示案的典型实施例，且因为本揭示案可允许其它同等有效的实施例，所以这些图示不欲视为本揭示案的范畴之限制。
图1为根据本揭示案的一个实施例的真空腔室的前剖视图。
图2为图1的真空腔室的剖面示意图。
图3为图1的真空腔室的另一剖面俯视图。
图4为根据本揭示案的实施例的具有泵系统的真空腔室的示意图。
图5为图4的泵系统的替代实施例的局部示意图。
图6为具有多个真空腔室及一个泵系统的一个实施例的前示意图。
图7为具有多个真空腔室及一个泵系统的替代实施例的前示意图。
为了促进了解，尽可能使用相同的组件符号来表示图式中相同的组件。考虑到一个实施例中的组件及特征结构，可有利地并入在其它的实施例中而无需进一步描述。
具体实施方式
本揭示案提供基板真空处理系统，该基板真空处理系统包括多个互相隔离的基板腔室。基板腔室各自藉由泵送管道耦接至真空泵，这些泵送管道被配置成具有经选择的传导性比，使得基板腔室可共享公共的真空泵。
图1为根据本揭示案的一个实施例的处理系统100的前剖视图。处理系统100大体包括腔室主体102，该腔室主体102具有藉由内壁108隔离于第二腔室106的第一腔室104。尽管腔室104、106图示于公共腔室主体102中，但腔室104、106可替代地配置于单独的主体中。穿过腔室主体102形成的基板移送口110为第一及第二腔室104、106提供出入口。耦接至腔室主体102的门112操作以选择性地开闭每一基板移送口110，以便于基板进出第一及第二腔室104、106。加工界面114耦接至腔室主体102的一侧。移送室116耦接至腔室主体102的另一侧。尽管未图示，但多个处理腔室耦接至移送室116以处理基板。
在一个实施例中，第一腔室104为等离子处理腔室，诸如等离子减弱、回火、布植、灰化或其它等离子处理腔室的腔室。第一腔室104包括喷淋头118、基板支撑120，及加热器122。在处理期间，加热器122加热藉由基板支撑120支撑于第一腔室104中的基板124。气体分配盘128控制处理气体流经远程等离子源130且经由气体入口126进入第一腔室104，该气体入口126穿过腔室主体102而形成。经由气体入口126进入第一腔室104的处理气体经由多个孔134侧向分散，以使处理气体均匀分散于基板124的表面上，该多个孔134穿过喷淋头118而形成。可提供射频功率源132以供动力给喷淋头118及/或基板支撑120中的一或两者，藉以激励第一腔室104内的气体。
第一排气口136穿过腔室主体102形成以允许处理气体从第一腔室104移除。第一排气管道138耦接第一排气口136至前级真空管线142。前级真空管线耦接至泵送系统144。泵送系统144可包括一或更多个泵。在图1所示的实施例中，可伸缩联结器140耦接第一排气管道138至前级真空管线142以允许热膨胀及更大的容限。可伸缩联结器140大体包括波纹管150及凸缘146、148。凸缘146、148各自密封地耦接至第一排气管道138及前级真空管线142。波纹管150密封地耦接至凸缘146、148，同时允许波纹管150与凸缘间的相对运动而不损害密封。
在所示的实施例中，第二腔室106配置为无等离子处理能力的负载锁腔室，例如，用于在相邻腔室及/或加工接口的真空与大气环境间简单移送基板。第二腔室106可选择地具有非等离子加热及/或冷却组件(未图标)。第二腔室106大体包括多个基板支撑152，该多个基板支撑152经配置以支撑第二腔室106内的基板154。第二排气口156穿过腔室主体102而形成且耦接至第二排气管道158。第二排气管道158藉由可挠联结器140耦接至前级真空管线142且最终耦接至泵144。第一排气管道138及第二排气管道158各自配置以具有不同预定传导性，以使得第一及第二腔室104、106的泵送要求可由单个泵送系统144得到伺服。如图1中所示，第一排气管道138经配置以具有高传导性以允许执行于第一腔室104中的等离子过程所需的更大量的气体从第一腔室104移除。第二排气管道158经配置以具有相对第一排气管道138的传导性的低传导性，使得从第一及第二腔室104、106泵送的不同流速的气体可同时藉由单个泵送系统144通过单个前级真空管线142抽吸。
图2为穿过第二腔室106的腔室主体102的剖视图。如上文所述，第二排气口156流体耦接至第二腔室106。另外，第一排气口136穿过腔室主体102而形成，且隔离于第二腔室106及第二排气口156。孔204穿过腔室主体102而形成，隔离于第二腔室106，且延伸至第一腔室104(未图示于第2图中)内。轴202配置于孔204内以控制举升组件的高度，如下文进一步所述。
图3为穿过第一腔室104的腔室主体102的剖视图。配置于第一腔室104内的为举升组件302。举升组件302包括环304，该环304藉由支架308耦接至轴202。举升组件302进一步包括多个指状物310，该多个指状物310自环304向内辐射式延伸。指状物310间隔于环304之下以允许机器人(未图示)取及放基板于指状物310之上。多个指状物310对准多个缺槽312，该多个缺槽312形成于基板支撑120中。当耦接至轴202的致动器(未图示)降低举升组件302时，指状物310将配置于该指状物310之上的基板安置于基板支撑120上。虽然指状物310处于低位，但是安放在基板支撑120上的基板不接触指状物310。环304可经提升以使得指状物310从基板支撑120举升基板至对准口110的高度，以利于机器人基板移送。
如图3中所示，第一排气口136流体耦接至第一腔室104。第二排气口156，如虚线所示，穿过腔室主体102而形成以使得该口隔离于第一腔室104及第一排气口136。
图4为根据本揭示案的实施例的腔室主体102的示意图。腔室主体102包括各自经由排气管道138、158耦接至泵144的第一及第二腔室104、106。穿过排气管道138、158的气流可由配置于排气管道内的阀门控制。如图4中所示，节流阀402配置于第一排气管道138内以有选择地增加或减少从第一腔室104排出及穿过第一排气管道138的气流。隔离阀404配置于节流阀402的下游以有选择地关闭穿过第一排气管道138的气流且隔离第一腔室104(在要求时与前级真空管线142及泵144隔离)。类似地，节流阀406配置于第二排气管道138内以有选择地控制来自第二腔室106的气流。隔离阀408配置于节流阀406的下游以隔离第二腔室106(在要求时与前级真空管线142及泵144隔离)。
图5为前文所述的具有一或更多个泵的泵送系统144的替代实施例的局部示意图。图标于图5中的泵送系统144包括多个泵，该多个泵平行耦接至前级真空管线142。泵送系统144包括第一个泵510，该第一个泵510耦接至前级真空管线142。第二个泵5101藉由连接器504流体耦接至前级真空管线142。连接器504包括：第一末端512，该第一末端512耦接至前级真空管线142的三通管502；第二末端514，该第二末端514可选择地耦接至附加连接器(作为504N用虚线图示)；及第三末端516，该第三末端516耦接至第二个泵5101。应了解，一或更多个附加泵(作为510N用虚线图示)可使用一或更多个具有连接至其它第二末端514N的第一末端512N及第三末端516N的连接器504N接合。末端盖506耦接至最后的连接器504N的第二末端514N以终止连接器504N串。
图6为具有由一个泵送系统144伺服的多个腔室的系统600的前示意图。该系统600大体包括多个非平衡腔室组602、…，602N，该多个非平衡腔室组602、…，602N藉由最终的前级真空管线142连接至泵送系统144。每个非平衡腔室组包括至少两个真空腔室，每个真空腔室具有不同泵送要求。为使所有腔室组602、…，602N能够耦接至单个最终前级真空管线142，选择耦接至单个腔室的排气管道的每个公共排气管道604、604N的传导性以适应最终耦接至公共前级真空管线142的每个腔室组的不同流量要求。在一个实施例中，两个非平衡组602、602N可各自具有耦接至公共排气管道604及604N的排气管道138、158及138N、158N。每个公共排气管道604及604N耦接至公共前级真空管线142。在一个实施例中，各自的管道对138、138N、158、158N及排气管道604、604N的传导性是相等的。例如，排气管道138、158的总传导性等于公共排气管道604的传导性。类似地，排气管道138N、158N的总传导性等于公共排气管道604N的传导性。或者，排气管道604、604N的传导性可不同且经选择以平衡泵送要求以使得使用泵送系统144耦接至单个最终的前级真空管线142的一或更多个泵能够伺服至少两个腔室。
图7图标出系统700的另一实施例，该系统700具有由一个泵送系统144伺服的多个腔室。该系统700大体上类似于前文所述的系统600，除了在系统700中，每个高传导排气管道138、138N耦接至共同的高传导公共排气装置706，该高传导公共排气装置706依序地藉由前级真空管线142耦接至泵送系统144，且低传导排气管道158、158N耦接至公共低传导排气管道702。低传导排气装置702藉由脊状接线704耦接至高传导公共排气装置706中的一者或直接耦接至前级真空管线142。在一个实施例中，脊状管道704与前级真空管线142中的至少一者或两者间的连接对称地分割公共排气装置702、706，使得在腔室104、104N、106、106N间传递的排气相对经由前级真空管线142与高传导公共排气装置706的交叉界定的对称接线708为对称地平衡。
本揭示案提供处理系统，该处理系统具有有利地模块化的泵系统。考虑到可使用泵送系统中耦接至单个前级真空管线的一或更多个泵以伺服具有不同泵送要求的至少两个腔室。使用单个前级真空管线以伺服所有腔室有利地减少了系统的成本及复杂性且提供更小的占地面积。系统平衡不同腔室间的传导性，高低传导管道连接至单个前级真空管线以允许用最少的成本及空间冲击使不同过程及功能执行于腔室内。此外，具有高传导管道的排气管道及前级真空管线限制于腔室主体的空间范围之下以保持小的占地面积。
尽管上述说明系针对本揭示案的实施例，然可在不悖离本揭示案的基本范畴下设想出本揭示案的其它与进一步实施例，本揭示案的范畴由下文的权利要求范围所决定。

Claims (12)

1.一种处理基板的系统，包含：
腔室主体，所述腔室主体具有隔离于第二基板移送室的第一基板移送室；
真空泵；
前级真空管线，所述前级真空管线耦接至所述真空泵；
高传导泵送管道，所述高传导泵送管道耦接所述前级真空管线至所述第一基板移送室；以及
低传导泵送管道，所述低传导泵送管道耦接所述前级真空管线至所述第二基板移送室，并且所述低传导泵送管道的传导性低于所述高传导泵送管道的传导性，其中从所述第一基板移送室和第二基板移送室泵送的不同流速的气体能够同时由所述真空泵通过所述前级真空管线抽吸。
2.一种处理基板的系统，包含：
腔室主体，所述腔室主体具有形成于所述腔室主体中的第一基板移送室和第二基板移送室，其中所述第一基板移送室隔离于所述第二基板移送室；
真空泵；
前级真空管线，所述前级真空管线耦接至所述真空泵；
高传导泵送管道，所述高传导泵送管道耦接所述前级真空管线至所述第一基板移送室；以及
低传导泵送管道，所述低传导泵送管道耦接所述前级真空管线至所述第二基板移送室，并且所述低传导泵送管道的传导性低于所述高传导泵送管道的传导性，其中从所述第一基板移送室和第二基板移送室泵送的不同流速的气体能够同时由所述真空泵通过所述前级真空管线抽吸。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：
基板支撑，所述基板支撑设置在所述第一基板移送室内；以及
加热器，所述加热器被配置成加热所述基板支撑。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述高传导泵送管道具有第一管道直径，并且所述低传导泵送管道具有第二管道直径，所述第二管道直径小于所述第一管道直径。
5.一种处理基板的系统，包含：
第一腔室主体，所述第一腔室主体具有隔离于第二基板移送室的第一基板移送室；
第二腔室主体，所述第二腔室主体具有隔离于第四基板移送室的第三基板移送室；
真空泵；
前级真空管线，所述前级真空管线耦接至所述真空泵；
高传导公共排气装置，所述高传导公共排气装置耦接至所述前级真空管线；
第一高传导泵送管道，所述第一高传导泵送管道耦接所述高传导公共排气装置至所述第一基板移送室；
第二高传导泵送管道，所述第二高传导泵送管道耦接所述高传导公共排气装置至所述第三基板移送室，其中从所述第一基板移送室和第二基板移送室泵送的不同流速的气体能够同时由所述真空泵通过所述前级真空管线抽吸；
低传导公共排气装置，所述低传导公共排气装置耦接至所述前级真空管线，并且所述低传导公共排气装置的传导性低于所述高传导公共排气装置的传导性；
第一低传导泵送管道，所述第一低传导泵送管道耦接所述低传导公共排气装置至所述第二基板移送室，并且所述第一低传导泵送管道的传导性低于所述第一高传导泵送管道的传导性；以及
第二低传导泵送管道，所述第二低传导泵送管道耦接所述低传导公共排气装置至所述第四基板移送室，并且所述第二低传导泵送管道的传导性低于所述第二高传导泵送管道的传导性，其中从所述第三基板移送室和第四基板移送室泵送的不同流速的气体能够同时由所述真空泵通过所述前级真空管线抽吸。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一高传导泵送管道和所述第二高传导泵送管道具有相等的传导性。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，第一高传导泵送管道和所述第二高传导泵送管道布置成镜像。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一基板移送室为等离子处理腔室且所述第二基板移送室为负载锁腔室。
9.如权利要求1、2或5所述的系统，其特征在于，进一步包含第二泵，所述第二泵耦接至所述前级真空管线。
10.如权利要求5所述的系统，其中，所述第一高传导泵送管道具有第一管道直径，所述第二高传导泵送管道具有第二管道直径，所述第一低传导泵送管道具有第三管道直径，并且所述第二低传导泵送管道具有第四管道直径，其中所述第一管道直径大于所述第三管道直径，并且所述第二管道直径大于所述第四管道直径。
11.如权利要求1、2或5所述的系统，其特征在于，每一基板移送室具有两个基板移送口。
12.如权利要求1、2或5所述的系统，其特征在于，每一基板移送室具有两个基板移送口，并且其中所述第一基板移送室具有基板支撑加热器且所述第一基板移送室耦接至远程等离子源。
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