TW201026214A - Tube diffuser for load lock chamber - Google Patents

Description

201026214 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 於此所揭示之實施例係關於用於加載互鎖真空室之管 狀擴散器。 【先前技術】 在基材處理期間，基材可藉由退火處理或處理環境加 熱《舉例而言，在電漿增強化學氣相沈積（plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)處理中，電 讓可將基材加熱至高於攝氏200度。於某些情形下，可 於基材上進行多個處理。這些多個處理可於個別的腔室 中進行。數個處理腔室可圍繞一移送室耦接在一起，以 允許處理腔室間迅速的傳送，而無需將基材暴露在可能 污染基材的大氣環境下。基材可自一工廠介面，經由一 加載互鎖真空室引導至該多個處理腔室系統。基材亦可 經由加載互鎖真空室從系統移除。當將基材傳送回工廠 介面時，其利於在將基材放入工廠介面前，降低基材的 溫度。 因此，習知技術尚需開發出能冷卻放置在其中之基材 的加載互鎖真空室。 【發明内容】 於此揭示之實施例提供一能控制於其中之基材溫度的 201026214 鲁 加载互鎖真空室。該加載互鎖真空室具有一或多個延伸 橫越腔室的冷卻流體引導通道。冷卻流體（例如氮氣）可 流過冷卻流體通道’並進入加載互鎖真空室。冷卻流體 通道具有開口 ’以允許冷卻流體離開通道並進入加載互 鎖真空室。開口係經設置’以允許在對應於基材位置之 處，有較大量的冷卻流體進入加載互鎖真空室，其中該 基材位置係與將基材放入加載互鎖真空室中的端效器接 觸。另外，開口係經設置以允許與腔室邊緣相比，有較 大量的冷卻流體進入在腔室中心中的加載互鎖真空室。 於一實施例中’提供一種基材冷卻的方法。該冷卻方 法包含將一冷卻流體導入該加載互鎖真空室中。該冷卻 流體導入允許與該基材的邊緣相比，在一對應於該基材 之中心的位置處，有較大量的冷卻流體進入該加載互鎖 真空室，以及與該基材的其他區域相比，在該基材於插 入期間與該端效器機械件接觸的一或多個位置處，有較 大量的冷卻流體進入該加載互鎖真空室。 於另-實施例中，提供-冷卻流體引導管。該 髖弓丨導管包含複數個穿過該管之—外表面的開口。該： 開口係沿著部分該管徑向分佈，且呈縱 ：： 不平均分佈的態樣。 刀该管 含於另—實施例中，提供—種基材處理裝置。該骏置包 工廠介面、-移送室以及—加栽互鎖真空室 栽互鎖直办玄七人 至。該加 鎖真二至包含-或多個延伸橫越 的溫度控制开杜右 ^ 執三頌真空室 又控心件。每—溫度控制元件具有複數個開口穿 201026214 過其中’該些開口允許一溫度控制流體進入該加載互鎖 真空室，且與該加栽互鎖真空室的一第二區域相比該 ^度控制流體以-較大的體積進人該加載互鎖真空室的 第區域中。該加載互鎖真空室之第一區域的溫度係 高於該加載互鎖真空室之第二區域的溫度。 【實施方式】 _ 於此揭示之實施例提供一能控制於其中之基材溫度的 加載互鎖真空室。該加載互鎖真空室具有一或多個延伸 橫越腔室的冷卻流體引導通道。冷卻流體（例如氮氣）可 流過冷卻流體通道，並進入加載互鎖真空室。冷卻流體 通道具有開口，以允許冷卻流體離開通道並進入加載互 鎖真空室。開口係經設置，以允許在對應於基材位置之 處’有較大量的冷卻流體進入加載互鎖真空室，其中該 基材位置係與將基材放入加載互鎖真空室中的端效器接 © 觸。另外，開口係經設置以允許與腔室邊緣相比，有較 大量的冷卻流體進入在腔室中心中的加載互鎖真空室。 下述實施例可在加載互鎖真空室中施行，該加載互鎖 真空室可得自加州聖塔克拉拉市，應用材料公司之子公 司美商業飢科技（AKT America，Inc.)。當知可於其他包含 由其他製造商所販賣的腔室中施行實施例。 第1圖顯示基材處理系統。基材處理系統150包含藉 由具有複數個基材腔室（未繪示）的加載互鎖真空室 201026214 100’耦接至工廠介面112的移送室1〇8。該些基材腔室 垂直地堆疊，且係環境隔絕。垂直堆疊的基材腔室構造 能降低尺寸。此外，多於一個的基材110可同時出現在 加載互鎖真空室100中，增加基材處理系統150的產量。 移送室108具有至少一雙葉片真空機械臂134設置於其 中’其適於在複數個周圍的處理腔室132與加載互鎖真 空室100間傳送基材110。於一實施例中，處理腔室 φ 之一者為預熱腔室，其在進行處理前能使基材11〇適 熱。移送室108維持在真空條件下，以排除在傳送每一 基材11〇後’調整移送室108與個別處理腔室132間之 壓力的必要性。 工廠介面112包含複數個基材儲存卡匣138與雙葉片 大氣機械臂136。卡匣138以可移除的方式，設置於形 成在工廠介面112之一側上的複數個隔間14〇中。大氣 機械臂136適於在卡匣138與加載互鎖真空室1〇〇間傳 ❹ 送基材110。加載互鎖真空室100為封圍的結構，且其 中的壓力可被調整。 第2圖為依據本發明之一實施例，顯示加載互鎖真空 至200之示意圖。加載互鎖真空室2〇〇可設置在移送室 202與工廠介面204之間。加載互鎖真空室2〇〇接收來 自移送室202待送到工廠介面2〇4的基材。另外，加載 互鎖真空室200接收來自工廠介面2〇4，且待在耦接至 移送室202之處理腔室中進行處理的基材。加載互鎖真 空室200可包含多於一個冷卻流體引進元件2〇8設置於 201026214 其中的圍板206。於本發明之一實施例中，冷卻流體引 進元件208為一連接至冷卻源214的冷卻管，冷卻源214 係將冷卻流體引至冷卻管208。於本發明之一實施例中， 冷卻流體包含氮氣。冷卻源214係建構成將氮氣提供至 所有的冷卻管208 ’以允許冷卻管208促進基材216的 冷卻。加載互鎖真空室200更包含複數個基材支撐元件 218。於一實施例中’基材支撐元件218為一舉升銷。舉 ❻ 升銷218係設置在冷卻管208之間。最初，基材216係 藉由端效器機械件220插入加載互鎖真空室2〇〇中。端 效器機械件220接著將基材216降低至舉升銷218上。 工廢介面204的另一端效器機械件（未繪示）可建構成在 將基材216移至工廠介面前，將基材220自舉升銷218 升高。儘管冷卻管208已如所示位在基材216上方，當 知冷卻管208可位在加載互鎖真空室2〇〇中的基材216 下。 ❹ 第3Α圖為依據本發明之一實施例，顯示冷卻管300 之示意圖。冷卻管300在其周圍上包含複數個開口 3〇2。 就此而言’冷卻流體可經由開口 3〇2離開冷卻管3〇〇， 以助於降低基材的溫度β於一施行中，該些開口 302可 聚集在需要的冷卻位置處（例如3 02Α)。基材中心的溫度 可高於基材邊緣，因此較多開口 302係位在冷卻管3〇〇 的中央位置’其對應於基材較高溫區域。 因此’開口群組302Α與302Β間的距離Α可大於另一 個兩群組（開口群組302B與302C)間的距離B。開口群組 201026214 3 02C與3 02D間的距離C甚至可短於距離B，同時另一 個兩群組（開口 302D與302E)間的距離D可短於距離c。 當開口 302之開口群組3〇2E與302F此兩群組位在對應 於基材中心的位置時，開口群組3〇2E與3〇2F間的距離 E可為最短者。開口 3〇2K與302J間的距離j可大於開 口 302J與3 021間的距離I，其可大於隔開開口 3〇21與 302H的距離H。同時，開口 3〇2H與3〇2(3間的距離η _ 係建構成大於開口 302Η與302G間的距離G。可短於距 離G的距離F則為開口 3〇2G與3〇2F間的距離。在此設 置下’基材較高溫度的區域對應於更多開口 3〇2的集中 群組。因此’較多的冷卻流體會流入該些區域，以降低 較高溫度。 開口群組302D與302Η所在的位置係對應於承載基材 之端效器的位置。由於該些端效器直接與基材接觸，基 材與端效器接觸之處的溫度可高於其他部分的基材。為 © 了降低基材溫度，開口群組302D與302Η中的開口數目 可建構成大於其他開口群組。因此，較多的冷卻流體可 流入基材與端效器接觸之位置，以助於降低溫度。 第3Β圖為依據本發明之一實施例，顯示冷卻管35〇 之另一示意圖。不同於開口 302為不平均分佈的冷卻管 300 ’冷卻管350的開口 352則為平均地設置在冷卻管 350外表面上。由於基板的溫度分佈形態仍為相同（換言 之’基材的中心以及與中心相鄰的區域為較高溫），位在 對應於基材該些較高溫區域位置之開口 352的直徑，係 201026214 建構成比其他位在對應於基材較低溫區域位置之開σ 3 52的直徑大。此外’位置對應於與基材直接接觸之端 效器的開口 352 ’其直控當與其他位在他處之開口的直 徑相比時可較大。利用較大直徑的開口，有更多的冷卻 流體可流至較高溫區域以助於降低較高的溫度。 冷卻管350可具有内管與環繞外管。内管開口的直徑 可自冷卻流體進入冷卻管350的輸入側增加。藉由增加 直徑’降低了冷卻流體的流動限制，進而更遠離冷卻流 體源。因此，冷卻流體可流經管的整個長度，而非不成 比例地流出最靠近冷卻流體源的開口。因為冷卻流體延 伸過整個内營，冷卻流體將公佑你#技& # _

的開口，經由外管平均地分配。 因此，經過外管之開口 的冷卻流體流在所有開口處大體上相等，且開口位置可 預先選定以符合使用者的需求。 ❹ 第_ 4圖為依據本發明之一實施例， ’加載互鎖真空室4〇〇

應於較高溫區域的位置處。因此， 可有較多的開口 408在對 此，更多的冷卻流體可導 10 201026214 且其溫度可因而降低。 第5圖為依據本發明之一實施例， ’顯示加載互鎖真空

示）。當端效器 5〇6移動基材時’基材與端效器 506接觸 至該些區域， 第5圖為令 的部分比基材的其他部分具有較高的溫度。因此，較多 的開口 508係设置在對應於與基材接觸之端效器部 份的位置處》 因基材中心以及與基材中心相鄰之區域的溫度可較基 材其他部分高，故較多冷卻流體傳送到高溫區域。另外， 當與基材其他區域相比時，由於基材與端效器接觸的區 ® 域處於較南溫’可傳送較多的冷卻流體至高溫區域》因 而可進行更為均勻的基材冷卻。 依據本發明之加載互鎖真空室係能藉由使較多的冷卻 流體流至基材的較高溫區域，來控制基材的溫度。為此 目的’加載互鎖真空室的冷卻流體引進元件係經設計， 以藉由將較多的開口設置在對應於基材較高溫區域的位 置處，來彌補基材的溫度分佈。 儘管上文係關於本發明之實施例，但可設想出本發明 其他或進一步的實施例，而不背離其基本範圍，其範圍 201026214 係如下述申請專利範圍所界定者。 【圖式簡單說明】 為了更詳細地了解本發明之上述特徵，可參照實施例 (某些描繪於附圖中）來理解本發明簡短概述於上之特定 描述°然而，需注意附圖僅描繪本發明之典型實施例而 因此不被視為其之範圍的限制因素，因為本發明可允許 ❺ 其他等效實施例。 第1圖為繪示一基材處理系統的頂部視圖； 第2圖為一用於晶圓冷卻的現行加載互鎖真空室示意 ren · 團， 第3 A圖為依據一實施例，顯示一冷卻流體引進元件的 示意圖； 第3B圖為依據另一實施例，顯示一冷卻流體引進元件 的示意圖； ® 第4圖為依據一實施例’ 一加載互鎖真空室的底部視 圖；以及 第5圖為依據另一實施例，加載互鎖真空室的另一底 部視圖。 【主要元件符號說明】 100加載互鎖真空室 108移送室 110基材 112工廠介面 12 201026214 132處理腔室 134雙葉片真空機械臂 136大氣機械臂 138基材儲存卡匣 140隔間 150基材處理系統 200加載互鎖真空室 202移送室 204工廠介面 206圍板 208冷卻管 2 14冷卻源 216基材 218基材支撐元件 220端效器機械件 3 00冷卻管 ® 302 開口 302A開口群組 302B開口群組 3 02C開口群組 302D開口群組 3 02E開口群組 302F開口群組 302G開口群組 302H開口群組 3021開口群組 302J開口群組 302K開口群組 A距離 B距離 φ C距離 D距離 E距離 F距離 G距離 Η距離 I距離 J距離 350冷卻管 352 開口 400加載互鎖真空室 * 402冷卻管 404小間隔 406基材 408 開口 500加載互鎖真空室 502冷卻管 5 04小間隔 13 201026214 508 開口 506端效器

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Claims (1)

1. 201026214 七、申請專利範圍： 1. 一種用以傳送基材的加載互鎖真空室，其包含： 一加載互鎖真空室主體，其具有至少兩第一開口， 以允許自該主體插入與移除該基材； 一或多個基材支撐元件，其設置在該室主體中；以 及 一或多個冷卻流體引進元件，其延伸橫越該室主 體’且具有複數個非平均分佈的開口，以允許一冷卻流 體離開該一或多個冷卻流體引進元件，並進入該加載互 鎖真空室主體。 2. 如申請專利範圍第1項所述之加載互鎖真空室，其中 該一或多個冷卻流體引進元件具有較多數目的第二開口 位在一區域，其係對應於當一端效器移動該基材時，該 基材與該端效器接觸之區域。 3. 如申請專利範圍第1項所述之加載互鎖真空室，其中 與該基材的邊緣相比，該一或多個冷卻流體引進元件具 有較多數目的第二開口位在一對應於該基材中心的區 域。 4. 如申請專利範圍第3項所述之加載互鎖真空室，其中 與該基材的邊緣相比，該些第二開口的直徑在一對應於 15 201026214 該基材中心的區域中較大。 5.如申請專利範圍第3項所述之加載互鎖真空室，其中 該一或多個冷卻流體引進元件具有較多數目的第二開口 位在一區域中，其對應於一將該基材插入該加載互鎖真 空室中的端效器在插入期間接觸該基材的位置。 ©6.如申請專利範圍第5項所述之加載互鎖真空室，其中 與其他區域相比，該些第二開口的直徑在一區域中較 大，該區域係對應於該將該基材插入該加載互鎖真空室 中的端效器在插入期間接觸該基材的位置。 7·如申請專利範圍第1項所述之加載互鎖真空室，其中 該一或多個冷卻流體引進元件係位在該基材下。 Φ 8.如申凊專利範圍第i項所述之加載互鎖真空室，該一 或多個冷卻流體引進元件更包含複數個冷卻流體引進元 件以及该加載互鎖真空室更包含—或多個舉升銷設置 在相鄰的冷卻流體引進元件之間。 9·如申請專利範圍第1項所述之加載互鎖真空室其中 該一或多個冷卻流體引進元件係設置在一平面中，其大 致平行於該基材被支撐之平面。 16 201026214 10·如申請專利範圍第1項所述之加載互鎖真空室，其中 該一或多個冷卻流體引進元件大體上垂直於一插入該基 材的方向延伸。 11· 一種用以冷卻基材的方法，其包含： 將該基材插入一加載互鎖真空室中，該基材係藉由 一在一或多個位置處接觸該基材的端效器機械件插入； 將一冷卻流體導入該加載互鎖真空室中，該導入包 含一或多個選自由下列所組成之群組的條件： 與該基材的邊緣相比，在一對應於該基材之中 心的位置處’允許較大量的冷卻流體進入該加載互鎖真 空室；以及 與該基材的其他區域相比，在該基材於插入期 間與該端效器機械件接觸的一或多個位置處，允許較大 量的冷卻流體進入該加載互鎖真空室。 12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該冷卻流 體係自該基材下導入。 13. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該冷卻流 體為氮氣。 14. 一種裝置，其包含： 一移送室；以及 17 201026214 一加載互鎖真空室’該加載互鎖真空室具有一或多 個溫度控制元件，其延伸橫越該加載互鎖真空室並具有 複數個開口穿過其中，該些開口允許一溫度控制流體進 入該加載互鎖真空室，且與該加載互鎖真空室的一第二 區域相比，該溫度控制流體以一較大的體積進入該加載 互鎖真空室的一第一區域中。 15. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中該加載互 鎖真空室為三單狹缝加載互鎖真空室（triple single sl〇t load lock chamber，TSSL)。 16. 如申請專利範圍第14項所述之裝置該一或多個溫 度控制7G件具有較多數目的開口位在該第一區域中，其 對應於當一端效器移動一基材時，該基材接觸該端效器 的區域。 17. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中與一基材 邊緣相比，該一或多個溫度控制元件具有較多數目的開 口位在該對應於該基材中心的第一區域。 18. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中與該基材 的邊緣相比，該些開口的直徑在該對應於該基材中心的 第一區域中較大。 201026214 19·如申請專利範圍第Μ項所述之裝置， 度控制元件具有較多數目的開口位在該第 第一區域係對應於一將該基材插入該加載 的端效器在插入期間接觸該基材的位置。 20.如申請專利範圍第14項所述之襄置， 個冷卻流體引進元件大體上垂直於一插入 延伸。 ❹ 該一或多個溫 一區域中，該 互鎖真空室中 其中該一或多 —基材的方向

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