TW202339071A - 載具內基板的真空夾持 - Google Patents
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Abstract
本文描述了基板載具和組裝基板載具的方法。基板載具包括多個真空傳送通道以真空夾持基板的底部。多個真空傳送通道減小真空的徑向位置以使得能夠將基板從徑向向外的真空位置真空夾持到向內的真空位置。基板位於基板載具上的袋中。基板載具為玻璃材質。
Description
本揭示案發明的實施例總體上涉及用於在半導體處理腔室之間傳送不同尺寸的基板的載具。
半導體處理腔室(例如沉積腔室、蝕刻腔室或退火腔室)被配置為處理一種特定尺寸的基板。在許多情況下,處理腔室被配置為處理300mm基板或200mm基板。然而,在一些應用中,會使用比處理腔室被配置用以處理的基板更小的基板。在這些情況下,最初配置為處理300mm基板的處理腔室將處理200mm、150mm或100mm基板。在另一個實施例中,最初配置為處理200mm基板的處理腔室將處理150mm或100mm基板。
當正在處理比處理腔室最初配置為要處理的基板還更小的基板時,最初傳送元件和腔室夾持機構並不總是與較小基板兼容。然而,更換處理腔室內的傳送元件和/或腔室夾持機構是昂貴的,其會導致長時間的停工,並且妨礙正在處理的基板尺寸之間的快速變化。
在製造諸如波導、平面光學元件、超表面、濾色器和抗反射塗層的光學元件時,通常使用尺寸減小的基板。光學元件被設計成具有高折射率和低吸收損耗特性。在光學元件形成過程中,溫度控制和減少刮痕有助於提高光學元件效能。
使用模擬較大基板(處理腔室被配置為處理該基板)的尺寸和形狀的基板載具,同時正在處理較小的基板。基板載具在組成上類似於基板並且當基板在不同的處理腔室和傳送腔室之間通過時持定基板。然而,基板載具在夾持基板的能力方面受到限制。真空夾持用於將基板載具夾持到基板支撐件,但是基板載具內的基板則未被夾持或使用其他夾持機構,這可能阻礙基板頂表面上的沉積或其他處理操作。
因此,需要在利用基板載具的同時改進基板的夾持。
本揭示案發明一般涉及被配置為在半導體處理期間使用的基板載具。在一個實施例中,基板載具包括第一片材。第一片材包括一第一頂表面、一第一底表面以及形成於第一頂表面與第一底表面之間且圍繞與第一頂表面正交的中心軸線的多個外部開口。基板載具還包括設置在第一片材的頂部上的第二片材。第二片材包括第二頂表面、第二底表面和從中心軸線徑向向外延伸的多個徑向通道。多個徑向通道中的每個徑向通道的外部遠端與多個外部開口中的一或更多個重疊,而每個徑向通道的內部遠端位於多個外部開口中的一或更多個外部開口的徑向內部。基板載具還包括第三片材。第三片材置於第二片材之上。第三片材包括第三頂表面、第三底表面、形成在第三頂表面和第三底表面之間並圍繞中心軸線並與多個徑向通道中的一或更多個的內部遠端重疊的多個內部開口。一或更多個袋段從多個內部開口徑向向外設置在第三片材的頂部上並且佈置成形成基板袋。
在另一個實施例中,描述了一種基板載具,其包括底表面和頂表面。多個外部開口從底表面並圍繞正交於頂表面的中心軸線形成。多個徑向通道從中心軸線徑向向外延伸。多個徑向通道中的每個徑向通道的外部遠端與多個外部開口中的一或更多個重疊,而每個徑向通道的內部遠端位於多個外部開口中的一或更多個外部開口的徑向內部。多個內部開口從頂表面形成並圍繞中心軸線並且與多個徑向通道中的一或更多個徑向通道的內部遠端重疊。一或更多個袋段設置在頂表面上,一或更多個袋段包括從多個內部開口徑向向外設置並且從多個外部開口徑向向內設置的內部表面。一或更多個袋段佈置成形成基板袋。
在又一個實施例中,描述了一種基板載具,其包括第一片材。第一片材包括第一頂表面、第一底表面、具有大約147mm至大約153mm的外部半徑的第一外部表面,以及形成在第一頂表面和第一底表面之間並圍繞一個中心軸線而居中的多個外部開口。基板載具還包括設置在第一片材的頂部上的第二片材。第二片材包括第二頂表面、第二底表面和從中心軸線徑向向外延伸的多個徑向通道。多個徑向通道流體連接到多個外部開口中的一或更多個,而每個徑向通道的內部遠端在多個外部開口中的一或更多個外部開口的徑向內部。基板載具還包括設置在第二片材的頂部上的第三片材。第三片材包括第三頂表面、第三底表面、形成在第三頂表面和第三底表面之間並圍繞中心軸線並與多個徑向通道中的一或更多個的內部遠端重疊的多個內部開口,以及在多個內部開口的徑向向內的上部中心開口。中心軸線穿過上部中心開口。一或更多個袋段從多個內部開口徑向向外設置在第三片材的頂部上並且佈置成形成基板袋。基板袋具有大約50mm至大約105mm的袋半徑。
本揭示案發明涉及一種具有改進的基板夾持和減少的基板移動的基板載具。為了在為較大晶圓尺寸配置的系統中運行較小尺寸的基板,使用類似於本文所述的彼等載具的基板載具。基板載具用於傳送和處理較小尺寸的基板。儘管先前的基板載具對基板的夾持不佳和/或對基板的處理有害,但本文所揭示的態樣改進了這些缺陷中的一或更多者。
本文所述的基板載具透過實現基板的背側真空夾持而實現改進的基板夾持。基板的背側真空吸盤透過基板載具執行,並在處理過程中將基板固定在適當位置。真空夾持基板減少了由基板移動引起的刮痕,並且能夠在沒有機械夾持器(機械夾持器會影響處理效能)的情況下進行適用於各種基板處理操作的處理。本文所述的基板載具可用於沉積製程、蝕刻製程和退火處理中的一或更多種。沉積製程包括原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)。蝕刻製程包括乾式蝕刻製程,例如反應離子製程(RIE)。退火製程包括快速熱製程(RTP)或爐製程。利用真空夾持來改進處理結果的其他製程亦可以受益於如本文所述的基板載具。
圖1是基板載具100a的示意性橫剖視圖。基板載具100a包括第一片材102a、佈置在第一片材102a頂部的第二片材104、佈置在第二片材104頂部的第三片材106a、以及佈置在第三片材106a頂部的一或更多個袋段108。片材102a、104和106a各自包括真空傳送通道140的一部分。
第一片材102a、第二片材104、第三片材106a和袋段108中的每一者都由與光學元件的材料類似的材料形成,使得基板載具100a被配置為仿照處理過程中的光學元件。在一些實施例中,基板載具100a是玻璃材料,例如矽或二氧化矽材料。
真空傳送通道140使得能夠在基板載具100a內真空夾持基板101的底表面103。定位在基板載具100a內的基板101的直徑小於基板支撐夾具(未示出)上的真空通道的直徑。真空傳送通道140被配置為能夠真空夾持比基板支撐夾具最初被配置要夾持的基板直徑更小的基板。真空傳送通道140的直徑因此從第一片材102a的第一底表面112到第三片材106a的第三頂表面130減小。
第一片材102a是平面片材110並且包括第一底表面112、第一頂表面114以及形成在第一頂表面114和第一底表面112之間的多個外部開口138。多個外部開口138圍繞中心軸線A均勻分佈。中心軸線A正交於第一頂表面114和第一底表面112。多個外部開口138中的每個外部開口138圍繞中心軸線A設置在相似的徑向位置處。第一底表面112和第一頂表面114在第一片材102a的第一外部表面116的徑向內側。第一外部表面116是第一片材102a的最徑向向外的壁並且形成平行於中心軸線A的垂直壁。
外部開口138還包括圍繞外部開口138而形成的密封槽144。密封槽144為形成於第一底表面112且圍繞外部開口138的槽。密封槽144可被配置成接收密封環(未示出),例如墊圈或O形環。
第二片材104設置在第一片材102a的第一頂表面114上。第二片材104包括第二底表面124和第二頂表面126。第二片材104為環形片材,例如環。第二片材104包括基板載具100a的中心開口150的下部。中心開口150的下部亦稱為下部中心開口並且是由第二片材104的第二內壁152形成的開口。中心開口150和第二內壁152以中心軸線A為中心,使得中心軸線A穿過中心開口150並且第二內壁152平行於中心軸線A(並且可選地與之同心)。
多個徑向通道136從中心軸線A徑向向外延伸。每個徑向通道136的外部遠端與多個外部開口138中的一或更多個重疊並且與其流體連通。每個徑向通道的內部遠端設置在多個外部開口138的一或更多個外部開口138的徑向內部。每個徑向通道的內部遠端從第二內壁152和中心開口進一步徑向向外,使得多個徑向通道136不與中心開口150流體連通。多個徑向通道136形成從中心軸線A向外延伸的輻條狀(spoke-like)圖案。多個徑向通道136是從第二頂表面126到第二底表面124形成的開口,使得每段徑向通道136是第二頂表面126和第二底表面124之間的開口。
第二底表面124和第二頂表面126位於第二片材104的第二外部表面120的徑向內側。第二外部表面120是第二片材104的最徑向向外的壁並且形成平行於中心軸線A的垂直壁。
第三片材106a設置在第二片材104的第二頂表面126上。第三片材106a包括第三底表面128和第三頂表面130。第三片材106a是環形片材,例如環。第三片材106a包括基板載具100a的中心開口150的上部。中心開口150的上部亦稱為上部中心開口,是由第三片材106a的第三內壁148形成的開口。中心開口150和第三內壁148繞中心軸線A為中心,使得中心軸線A穿過中心開口150並且第三內壁148平行於中心軸線A(並且可選地與之同心)。
第三頂表面130與第三底表面128之間形成有多個內部開口142。多個內部開口142圍繞中心軸線A分組或均勻間隔。多個內部開口142中的每個內部開口142設置在相似的徑向位置而圍繞中心軸線A。內部開口142還包括圍繞內部開口142而形成的密封槽146。密封槽146為形成於第三頂表面130內且圍繞內部開口142的槽。密封槽146可配置成接收密封環(未示出),例如墊圈或O形環。
在一些實施例中,第三底表面128和第三頂表面130位於第三片材106a的第三外部表面118的徑向內側。第三外部表面118形成平行於中心軸線A的垂直壁。第一外部表面116、第二外部表面120和第三外部表面118中的每一者具有相似的外徑。
一或更多個袋段108設置在第三片材106a的第三頂表面130的頂部並與其接觸。一或更多個袋段108從多個內部開口142徑向向外佈置並且佈置成形成基板袋,諸如圖2A和圖2B的基板袋206。一或更多個袋段108中的每一者包括段頂表面134和段底表面132。一或更多個袋段108中的每一者還包括外部段表面122和內部袋表面154。段頂表面134和段底表面132設置在外部段表面122和內部袋表面154之間。
基板101定位在第三頂表面130上並且在內部袋表面154的徑向內側。形成基板袋206的第三頂表面130的一部分形成凸緣158,基板101定位在凸緣158上。凸緣158從內部袋表面154到第三內壁148而形成。凸緣158在徑向方向上具有寬度W。凸緣158的寬度W為大約0.5mm至大約10mm,例如大約2mm至大約6mm,例如大約4mm至大約5mm。凸緣158形成基板袋206的底表面,而內部袋表面154形成基板袋206的側面。內部開口142穿過第三頂表面130的凸緣158而形成,使得內部開口142被定位和經尺寸調整使其位於基板101下方,並能夠將真空施加到基板101的底表面103。當真空被施加到基板101的底表面103時,頂表面105能夠被暴露以促進處理。
真空傳送通道140的內部開口142、外部開口138和徑向通道136中的每一者的橫截面積經尺寸調整而實現在基板袋206內的基板101的真空密封。穿過基板載具100a的真空傳送通道140的每個徑向通道136的最小橫截面積為大約2mm
2至大約15mm
2,例如大約3mm
2至大約10mm
2,例如大約3.5mm
2至大約5mm
2。
多個徑向通道136和多個內部開口142的交叉點形成上部交叉點151。上部交叉點151是多個徑向通道136的徑向向內部分與內部開口142的底部相交的點。上部交叉點151具有橫截面積。上部交叉點151的橫截面積被配置成能夠真空夾持基板101。上部交叉點151的總橫截面積為大約5mm
2至大約45mm
2,例如大約7mm
2至大約30mm
2,例如大約10mm
2至大約15mm
2。
多個徑向通道136和多個外部開口138的交叉點形成下部交叉點153。下部交叉點153是多個徑向通道136的徑向向外部分與外部開口138的頂部相交的點。下部交叉點153具有橫截面積。下部交叉點153的橫截面積被配置為能夠真空夾持基板101。下部交叉點153的總橫截面積為大約5mm
2至大約45mm
2,例如大約7mm
2至大約30mm
2,例如大約10mm
2至大約15mm
2。真空傳送通道140的每個部分的橫截面積被配置成能夠真空夾持基板。對於較小的橫截面積,已顯示會發生真空損失。真空損失降低了基板載具100a的真空夾持的整體效率。
基板載具100a的載具厚度T
0小於大約2.0mm,例如小於大約1.9mm,例如大約1.5mm至大約1.9mm,例如大約1.7mm至大約1.8mm。載具厚度T
0是基板載具100a從第一底表面112到段頂表面134的總厚度。第一底表面112可稱為基板載具100a的底表面,而第三頂表面130可稱為基板載具100a的頂表面,其中一或更多個袋段108從基板載具100a的頂表面延伸。
第一片材102a具有大約0.4mm至大約1mm的第一厚度T
1,例如大約0.5mm至大約0.9mm,例如大約0.6mm至大約0.8mm,例如大約0.7mm。第二片材104具有大約0.1mm至大約0.5mm的第二厚度T
2,例如大約0.2mm至大約0.4mm,例如大約0.3mm。第三片材106a具有大約0.1mm至大約0.5mm的第三厚度T
3,例如大約0.2mm至大約0.4mm,例如大約0.3mm。一或更多個袋段108中的每一者具有大約0.2mm至大約0.8mm的第四厚度T
4,例如大約0.3mm至大約0.7mm,例如大約0.4mm至大約0.6mm,例如大約0.5mm。
選擇第四厚度T
4以使基板101的大部分位於基板袋206內。第四厚度T
4因此可以根據定位在基板袋206內的基板101的尺寸而變化。對於厚度為大約625μm的100mm基板101,第四厚度T
4為大約325μm至大約625μm。對於厚度為大約675μm的150mm基板101,第四厚度T
4為大約350μm至大約675μm。對於厚度為大約725μm的200mm基板101,第四厚度T
4為大約375μm至大約725μm。
第一厚度T
l、第二厚度T
2和第三厚度T
3被確定為能夠在不彎曲基板載具100a的情況下支撐基板101,同時減小基板載具100a的總厚度以使基板載具100a能夠以在不修改現有盒裝置或基板傳送元件的情況下安裝到現有盒裝置和基板傳送元件中。第一厚度T
1比第二厚度T2和第三厚度T
3厚,以能夠支撐基板101和基板載具100a的其他層。第二厚度T
2和第三厚度T
3足夠大以能夠分別加工第二片材104和第三片材106a,同時不會給基板載具100a增加大量厚度。基板載具100a的總厚度T
0有利地減小以使得能夠將基板載具100a放置在盒(未示出)內並且用於在處理腔室之間轉移基板載具100a。
其上沒有佈置基板101的基板載具100a的總重量小於大約400克,例如小於大約300克,例如大約150克至大約250克。基板載具100a的重量被配置為足夠輕以使得基板載具100a能夠在傳送元件上的處理腔室和傳送腔室之間準確且快速地傳送而傳送元件沒有彎曲或未對準。基板載具100a亦足夠重以實現基板載具100a和基板支撐件(未示出)之間的密封。
圖2A是基板載具100a的示意性平面視圖。基板載具100a的多個內部開口142為弧形開口,使得各內部開口142呈塊狀弧形或月牙形。內部開口142的內部表面和外部表面形成與一或更多個袋段108的內部袋表面154同心的圓的部分。中心開口150在內部開口142和一或更多個袋段108的徑向內部形成圓形袋。
基板載具100a在第一頂表面114中至少包括第一對準凹口202。第一對準凹口202形成在第一頂表面114和第一外部表面116中的一個或組合中。第一對準凹口202是凹陷或凹口,其形成以使得能夠在載具組裝期間以及在處理腔室之間轉移基板載具100a期間精確對準基板載具100a。
第二對準凹口204亦形成在第二頂表面126和第三頂表面130的邊緣之一或兩者中。第二對準凹口204是凹陷或凹口,其形成以使得能夠在載具組裝期間以及在處理腔室之間轉移基板載具100a期間精確對準基板載具100a。
圖2A中的一或更多個袋段108包括四個袋段108。袋段108可形成圍繞基板袋206的至少部分環,使得位於基板袋206內的基板(例如基板101)由一或更多個袋段108持定就位。在一些實施例中,一或更多個袋段108是形成基板袋206的單個環。在其他實施例中,一或更多個袋段108包括兩個袋段108、三個袋段108或五個袋段108。
第二內壁152和第三內壁148形成中心開口150的內壁。至少第三內壁148具有第一半徑R
1。第一半徑R
1小於位於基板袋206內的基板的半徑。第一半徑R
1比基板的半徑小大約1mm至大約10mm,例如大約2mm至大約8mm,例如大約3mm至大約5mm。第一半徑R
1根據基板袋206內的基板尺寸而改變。當使用100mm基板時,第一半徑R
1為大約40mm至大約49mm,例如大約42mm至大約48mm,例如大約45mm至大約48mm。當使用150mm基板時,第一半徑R
1為大約65mm至大約74mm,例如大約68mm至大約73mm,例如大約70mm至大約72mm。當使用200mm基板時,第一半徑R
1為大約90mm至大約99mm,例如大約92mm至大約98mm,例如大約95mm至大約97mm。
多個內部開口142中的每一者的內邊緣502(圖5A)具有第二半徑R
2。第二半徑R
2大於第一半徑R
1,但小於定位在基板袋206內的基板的半徑。內邊緣502是內部開口142的徑向向內邊緣。第二半徑R
2比第一半徑R
1大約0.5mm至大約8mm,例如大約1mm至大約5mm,例如大約1mm至大約3mm。選擇第二半徑R
2以使內部開口142能夠與基板的底表面形成密封。當使用100mm基板時,第二半徑R
2為大約40mm至大約48mm,例如大約42mm至大約47mm,例如大約45mm至大約47mm。當使用150mm基板時,第二半徑R
2為大約65mm至大約74mm,例如大約70mm至大約73mm,例如大約71mm至大約73mm。當使用200mm基板時,第二半徑R
2為大約91mm至大約98mm,例如大約94mm至大約97mm,例如大約95mm至大約97mm。
多個內部開口142中的每一者的外邊緣504(圖5A)具有第三半徑R
3。第三半徑R
3大於第二半徑R
2和第一半徑R
2。第三半徑R
3比第二半徑R
2大約0.5mm至大約5mm,例如比第二半徑R
2大約1mm至大約4mm,例如比第二半徑R
2大約1mm至大約2mm。第三半徑R
3比第一半徑R
1大約1mm至大約9mm,例如大約2mm至大約8mm,例如大約2mm至大約5mm。當使用100mm基板時,第三半徑R
3為大約42mm至大約48mm,例如大約43mm至大約47mm,例如大約44mm至大約47mm。當使用150mm基板時,第三半徑R
3為大約68mm至大約74mm,例如大約70mm至大約74mm,例如大約72mm至大約73mm。當使用200mm基板時,第三半徑R
3為大約93mm至大約99mm,例如大約94mm至大約99mm,例如大約96mm至大約99mm。
第四半徑R
4是基板袋206的半徑。第四半徑R
4比定位在基板袋206中的基板的半徑大約0.1mm到大約5mm,例如大約0.2mm到大約2mm,例如大約0.3mm到大約1.0mm,例如大約0.4mm至大約0.7mm。第四半徑R
4與第五半徑R
5相同。第五半徑R
5是內部袋表面154的半徑。第四半徑R
4和第五半徑R
5比第三半徑R
3大約1mm至大約10mm,例如大約2mm至大約9mm,例如大約2mm至大約5mm,例如大約2mm到大約4mm。當使用100mm基板時,第四半徑R
4和第五半徑R
5為大約50mm至大約60mm,例如大約51mm至大約58mm,例如大約51mm至大約55mm。當使用150mm基板時,第四半徑R
4和第五半徑R
5為大約75mm至大約85mm,例如大約76mm至大約82mm,例如大約76mm至大約80mm。當使用200mm基板時,第四半徑R
4和第五半徑R
5為大約100mm至大約110mm,例如大約101mm至大約108mm,例如大約101mm至大約105mm。
第六半徑R
6是第三外部表面118和/或第二外部表面120的半徑。第六半徑R
6大於第五半徑R
6。第七半徑R
7是第一外部表面116的半徑。第七半徑R
7為處理腔室所要處理的基板的半徑。由於基板載具100a被配置為仿照300mm基板的尺寸和形狀,因此第七半徑R
7為大約298mm至大約302mm,例如大約299mm至大約301mm,例如大約300mm。第六半徑R
6小於或等於第七半徑R
7。在圖2A的實施例中,第六半徑R
6小於第七半徑R
7。第六半徑R
6比第七半徑R
7小大約5mm至大約50mm。
在圖2A的基板載具100a中,內部開口142和外部開口138中的每一者都被配置為與多個徑向通道136流體連通,使得透過真空傳送通道施加到基板的真空是分佈在整個內部開口142和基板底表面的大部分。
在圖2B的實施例中,第六半徑R
6和第七半徑R
7大致相同,使得第六半徑R
6在第七半徑R
7的5mm以內。圖2B是根據第二實施例的基板載具100b的示意性平面視圖。基板載具100b類似於圖2A的基板載具100a,但多個內部開口142為圓形或卵形,使得多個內部開口142為多個圓形內部開口208。每個圓形內部開口208包括圍繞圓形內部開口208的密封槽210。密封槽210配置成接收密封環,例如墊圈或O形環。
單個圓形內部開口208被配置為與每個徑向通道136流體連通。單個圓形內部開口208具有內部表面214和外部表面216。內部表面214具有與第二半徑R
2相似的半徑。外部表面216具有與第三半徑R
3相似的半徑。圓形內部開口208可以圍繞中心軸線A均勻間隔,或者圓形內部開口208被分組為多個內部開口組212。每個內部開口組212包括多個圓形內部開口208,例如兩個圓形內部開口208、三個圓形內部開口208或四個圓形內部開口208。在圖2B的實施例中,外部開口138亦被圓形外部開口308代替,如圖3B所示。
圖3A是基板載具的第一片材102a的示意性底部平面視圖。第一片材102a的外部開口138為弧形開口,使得各外部開口138呈塊狀弧形或月牙形。外部開口138的內邊緣302和外邊緣304形成與一或更多個袋段108的內部袋表面154同心並以中心軸線A為中心的圓的部分。
每個外部開口138的內邊緣302具有第八半徑R
8。每個外部開口138的外邊緣304具有第九半徑R
9。第八半徑R
8和第九半徑R
9被配置為使得外部開口138形成在基板支撐夾具或真空卡盤內的一或更多個真空通道之上。第八半徑R
8為大約290mm至大約299mm,例如大約294mm至大約299mm,例如大約295mm至大約298mm。第九半徑R9為大約292mm至大約299mm,例如大約295mm至大約299mm,例如大約297mm至大約298mm。
每個外部開口138具有在內邊緣302和外邊緣304之間的側邊緣320。側邊緣320從中心軸線A沿著第一片材102a的半徑定向。外部開口138的每個側邊緣設置在圍繞中心軸線A的不同角度位置。外部開口138的第一中心角θ
1是外部開口138的第一側邊緣320和第二側邊緣320之間的角度差。第一中心角θ
1為大約5度至大約60度,例如大約10度至大約45度。在一些實施例中,每個外部開口138僅與徑向通道136中之一者相交,使得第一中心角θ
1為大約0.1度至大約1度,例如大約0.3度至大約0.5度,例如大約0.4度至大約0.5度。
圖3B是圖2B的基板載具100b的第一片材102b的示意性底部平面視圖。第一片材102b類似於圖3A的第一片材102a,但是外部開口138被圓形外部開口308代替。圓形外部開口308為圓形或卵形,使得每個圓形外部開口308通過正交於中心軸線A的平面的橫截面為圓形、卵形或橢圓形。圓形外部開口308可以在基板周圍的較小點實現更大的真空夾持。更精確的真空夾持使得基板上的一些點能夠保持夾持,即使其他相鄰的圓形外部開口308變得未密封。每個圓形外部開口308包括沿第一底表面112圍繞圓形外部開口308形成的密封槽316。
類似於圖3A的外部開口138,圓形外部開口308中的每一者包括內邊緣312和外邊緣314。內邊緣312設置在距中心軸線A的第八半徑R
8處。外邊緣314設置在距中心軸線A的第九半徑R
9處。圓形外部開口308的第二中心角θ
2是外部開口138的若干側之間的角度差。第二中心角θ
2為大約0.1度至大約1度,例如大約0.3度至大約0.5度,例如大約0.4度至大約0.5度。
圓形外部開口308可繞中心軸線A均勻間隔,或者圓形外部開口308可被分組為外部開口組306。在一些實施例中,通過每個圓形外部開口308的徑向中心線之間的角位置差為大約30度至大約70度,例如大約35度至大約65度。每個外部開口組306包括多個圓形外部開口308,例如兩個圓形外部開口308、三個圓形外部開口308或四個圓形外部開口308。每個外部開口組306之間可以有大約50度到大約70度的角度,使得第二外部開口組306的最近相鄰的圓形外部開口308相對於第一外部開口組306繞中心軸線A呈大約為50度到大約70度。
圖4是圖2A或圖2B的基板載具的第二片材104的示意性平面視圖。每個徑向通道136包括相對於中心軸線的內部遠端404和外部遠端406。徑向通道136從中心軸線A形成徑向開口,使得開口從內部遠端404延伸到外部遠端406。每個徑向通道136都具有長度L。長度L沿著徑向方向從內部遠端404延伸到外部遠端406。長度L為大約45mm至大約175mm,例如大約50mm至大約150mm,例如大約50mm至大約125mm。
每個徑向通道136的內部遠端404定位在距離中心軸線A的第十半徑R
10處。每個徑向通道136的外部遠端406定位在距離中心軸線A的第十一半徑R
11處。第十半徑R
10會變化以適應不同尺寸的基板和不同尺寸的基板袋206。第十半徑R
10小於第四半徑R
4和第五半徑R
5,使得徑向通道136在基板袋206下方延伸。
當使用100mm基板時,第十半徑R
10為大約40mm至大約48mm,例如大約42mm至大約47mm,例如大約45mm至大約47mm。當使用150mm基板時,第十半徑R
10為大約65mm至大約74mm,例如大約70mm至大約73mm,例如大約71mm至大約73mm。當使用200mm基板時,第十半徑R
10為大約91mm至大約98mm,例如大約94mm至大約97mm,例如大約95mm至大約97mm。第十一半徑R
11大於第十半徑R
10。第十一半徑R
11為大約292mm至大約299mm,例如大約295mm至大約299mm,例如大約297mm至大約298mm。
徑向通道136可以圍繞中心軸線A均勻地間隔開或者可以是分組的。當徑向通道136被分組時,徑向通道136形成徑向通道組402。每個徑向通道組402包括多個徑向通道136,例如兩個徑向通道136、三個徑向通道136或四個徑向通道136。當基板載具100配置有弧形外部開口138和弧形內部開口142時,每個徑向通道組402可與單個外部開口138和單個內部開口142相關聯。
圖5A是圖2A的基板載具100a的第三片材106a的示意性平面視圖。第三片材106a的內部開口142為弧形開口,使得各內部開口142呈塊狀弧形或月牙形。內部開口142的內邊緣502和外邊緣504形成與一或更多個袋段108的內部袋表面154同心並以中心軸線A為中心的圓的部分。
每個內部開口142都具有位於內邊緣502和外邊緣504之間的側邊緣506。側邊緣506從中心軸線A沿著第三片材106a的半徑定向。內部開口142的每個側邊緣506圍繞中心軸線A設置在不同的角度位置。內部開口142的第三中心角θ
3是內部開口142的第一側邊緣506和第二外邊緣506之間的角度差。第三中心角θ
3為大約5度至大約60度,例如大約10度至大約45度。在一些實施例中,每個內部開口142僅與徑向通道136中的一個相交,使得第三中心角θ
3為大約0.1度至大約1度,例如大約0.3度至大約0.5度,例如大約0.4度至大約0.5度。
內部開口142定位在基板袋206內,使得內邊緣502和外邊緣504都在基板袋206的邊緣的徑向內部。內部開口142被配置成能夠真空密封基板的底表面。內部開口142的弧形有助於分佈施加到基板的真空力。
圖5B是圖2B的基板載具的第三片材106b的示意性平面視圖。第三片材106b類似於圖5A的第三片材106a,但是內部開口142被圓形內部開口508代替。圓形內部開口508為圓形或卵形,使得每個圓形內部開口508通過正交於中心軸線A的平面的橫截面為圓形、卵形或橢圓形。圓形內部開口508可以在基板周圍的較小點實現更大的真空夾持。更精確的真空夾持使得基板上的一些點能夠保持夾持,即使其他相鄰的圓形內部開口508變得不密封。每個圓形內部開口508包括沿第三頂表面130圍繞圓形內部開口508而形成的密封槽512。
類似於圖5A的內部開口142,圓形內部開口508中的每一者包括內邊緣514和外邊緣516。內邊緣514設置在與內邊緣502相似的徑向位置,外邊緣516設置在與外邊緣504相似的徑向位置。圓形內部開口508的第四中心角θ
4為圓形內部開口508的若干側之間的角度差。第四中心角θ
4為大約0.1度至大約1度,例如大約0.3度至大約0.5度,例如大約0.4度至大約0.5度。
圓形內部開口508可圍繞中心軸線A均勻間隔開,或者圓形內部開口508可被分組為圓形內部開口組510。每個圓形內部開口組510包括多個圓形內部開口508,例如兩個圓形內部開口508、三個圓形內部開口508或四個圓形內部開口508。在一些實施例中,通過每個圓形內部開口510的徑向中心線之間的角位置差為大約30度至大約70度,例如大約35度至大約65度。每個圓形內部開口組510之間可以有大約50度到大約70度的角度,使得第二圓形內部開口組510的最近的相鄰圓形內部開口508相對於第一圓形內部開口組510呈繞中心軸線A大約50度至大約70度。
圖6是圖2A或圖2B的袋段108的示意性平面視圖。袋段108為弧形部件,使得袋段108形成塊狀弧形或月牙形。內部袋表面154和外部段表面122位於袋段108的相對側,使得內部袋表面154形成具有類似於第五半徑R
5的半徑的第一弧。內部袋表面154在其中包括凹口,例如對準凹口604。對準凹口604亦可以被描述為凹陷或內凹。對準凹口604被配置成使得袋段108能夠與基板袋206、第一片材102a、第二片材104和第三片材106a對準。對準凹口604形成在內部袋表面154的中心內並且朝向外部段表面122凹陷。外部段表面122形成袋段108的外部表面。外部段表面122與內部袋表面154同心。
每個袋段108還包括側表面602。側表面602設置在內部袋表面154和外部段表面122之間,使得側表面602連接內部袋表面154和外部段表面122。側表面602相對於中心軸線A在徑向方向上定向。
圖7A至7C是圖1的基板載具100在各種組裝狀態期間的示意性平面視圖。圖8是說明組裝基板載具100的方法800的流程圖。方法800包括操作802,其中第一載具片材(例如第一片材102a、102b之一)的頂表面(例如第一頂表面114)塗有第一黏合劑。第一黏合劑是可固化光學黏合劑,例如紫外線(UV)固化黏合劑。第一種黏合劑是透明、無色的液態光敏聚合物。第一黏合劑是基於聚氨酯樹脂的配方,使得第一黏合劑包括巰基酯和三烯丙基異氰脲酸酯。第一黏合劑亦可以被描述為環氧樹脂。在一些實施例中,諸如螺釘、夾具或螺栓的緊固件代替黏合劑被用於緊固基板載具100的部分。
在操作802之後,在操作804期間將諸如第二片材104的第二載具片材放置在第一載具片材的頂部。第二載具片材被對準,使得一或更多個對準凹口(例如對準凹口202、204)彼此對準。將對準凹口進行對準有助於確保一或更多個徑向通道中的每一者(例如徑向通道136)與穿過第一載具片材的至少一個外部開口(例如外部開口138)對準。第二載具片材被放置在第一載具片材和第一黏合劑之上。在操作804期間,諸如第二底表面124的第二底表面設置在第一頂表面之上並與其接觸。
在操作804期間將第二載具片材放置在第一載具片材上之後,在操作806期間任選地固化第一黏合劑以形成第一載具子組件702。第一載具子組件702在圖7A中示出。固化第一黏合劑會黏合第一載具片材和第二載具片材,使得第一黏合劑硬化。第一黏合劑的固化是UV固化或熱固化。因此,透過使第一載具子組件702透過熱處理或UV固化腔室/容積,第一黏合劑暴露於熱和/或UV源。
在操作808期間,第二載具片材的第二頂表面(例如第二頂表面126)塗有第二黏合劑。在操作804或806中的任一個之後執行操作808。第二黏合劑類似於第一黏合劑並且可以是UV固化黏合劑或環氧樹脂。
在沉積/施加第二黏合劑之後,在操作810期間將第三載具片材(例如第三片材106a、106b之一)放置在第二載具片材上。將第三載具片材放置在第二載具片材上形成第二載具子組件704。第二載具子組件704在圖7B中示出。第三載具片材的第三底表面(例如第三底表面128)位於第二頂表面126之上並與之接觸。第三載具片材使用一或更多個對準凹口(例如對準凹口204)來對準。每個內部開口142與至少一個徑向通道136對準。
在操作810期間放置第三載具片材之後,可選地在操作812期間固化第二黏合劑以形成第二載具子組件704。固化第二黏合劑黏合第二載具片材和第三載具片材,使得第二黏合劑硬化。第二黏合劑的固化為UV固化或熱固化。因此,透過使第二載具子組件704通過熱處理或UV固化腔室/容積,第二黏合劑暴露於熱和/或UV源。
在操作812中塗第二黏合劑之後,在操作814中,第三載具片材的第三頂表面的一部分(例如第三頂表面130)塗有第三黏合劑。在操作810或812中的任一個之後執行操作814。第三黏合劑類似於第一黏合劑和/或第二黏合劑,使得第三黏合劑是UV固化黏合劑或環氧樹脂。
在沉積/施加第三黏合劑之後,在操作816期間將一或更多個袋部分(例如一或更多個袋段108)放置在第二載具片材上。將一或更多個袋部分108放置在第三載具片材上形成第三載具子組件706。第三載具子組件706在圖7C中示出。一或更多個袋部分的段底表面(例如段底表面132)位於第三頂表面130的頂部並與之接觸。一或更多個袋部分使用一或更多個對準凹口(例如圖6的對準凹口604)進行對準。一或更多個袋部分被配置成形成基板袋,例如基板袋206。
在操作816期間將一或更多個袋部分放置在第三載具片材上之後,至少第三黏合劑在操作818期間被固化。固化第三黏合劑黏合第三載具片材和一或更多個袋部分,使得第三黏合劑硬化。第三黏合劑的固化為UV固化或熱固化。因此,透過使第三載具子組件706通過熱處理或UV固化腔室/容積,第三黏合劑會暴露於熱和/或UV源。
在一些實施例中,在操作818期間執行操作806和812期間第一黏合劑和第二黏合劑的固化。因此,第一黏合劑、第二黏合劑和第三黏合劑中的每一者在操作818期間同時固化。
當使用的處理腔室被配置用於300mm基板時,本文描述的基板載具100a、100b用於傳送各種尺寸的基板。在本文所述的實施例中,基板的其他尺寸可為100mm基板、150mm基板或200mm基板。
即使處理腔室的基板支撐夾具的部件沒有被配置成真空夾持較小的基板,本文描述的基板載具亦能夠真空夾持基板。以多層形成基板載具使得能夠更精確地製造而不會使基板載具破裂或開裂。
儘管前表面針對本揭示案發明的實施例,但是在不脫離本揭示案發明的基本範圍的情況下可以設計本揭示案發明的其他和進一步的實施例,並且其範圍由所附請求項確定。
100a:基板載具
102a:第一片材
104:第二片材
106a:第三片材
108:袋段
140:真空傳送通道
103:底表面
112:第一底表面
130:第三頂表面
110:平面片材
114:第一頂表面
138:外部開口
A:中心軸線
116:第一外部表面
144:密封槽
150:中心開口
152:第二內壁
136:徑向通道
126:第二頂表面
124:第二底表面
120:第二外部表面
128:第三底表面
148:第三內壁
142:內部開口
146:密封槽
118:第三外部表面
206:基板袋
134:段頂表面
132:段底表面
122:外部段表面
154:內部袋表面
101:基板
158:凸緣
105:頂表面
151:上部交叉點
T
1:厚度
T
0:厚度
T
3:厚度
T
2:厚度
T
4:厚度
153:下部交叉點
W:寬度
202:第一對準凹口
204:第二對準凹口
R
1:半徑
R
2:半徑
504:外邊緣
R
4:半徑
R
5:半徑
R
3:半徑
R
6:半徑
R
7:半徑
100b:基板載具
210:密封槽
216:外部表面
214:內部表面
208:內部開口
212:內部開口組
308:外部開口
302:內邊緣
304:外邊緣
R
8:半徑
R
9:半徑
320:側邊緣
θ
1:中心角
316:密封槽
312:內邊緣
314:外邊緣
θ
2:中心角
306:外部開口組
404:內部遠端
406:外部遠端
L:長度
R
10:半徑
R
11:半徑
402:徑向通道組
502:內邊緣
504:外邊緣
506:側邊緣
θ
3:中心角
508:內部開口
512:密封槽
514:內邊緣
516:外邊緣
θ
4:中心角
510:內部開口組
604:對準凹口
602:側表面
800:方法
802:操作
804:操作
806:操作
702:第一載具子組件
704:第二載具子組件
808:操作
810:操作
812:操作
814:操作
816:操作
706:第三載具子組件
818:操作
為了能夠詳細地理解本揭示案發明的上述特徵的方式,以上簡要概括的本揭示案發明的更具體的描述可以透過參考實施例來獲得,其中一些在實施例中示出附圖。然而,要注意的是,附圖僅示出示例性實施例,因此不應被視為對其範圍的限制,可以承認其他同等有效的實施例。
圖1是根據本文所述的實施例的基板載具的示意性橫剖視圖。
圖2A是根據本文所述的第一實施例的基板載具的示意性平面視圖。
圖2B是根據本文描述的第二實施例的基板載具的示意性平面視圖。
圖3A是根據本文所述的實施例的圖2A的基板載具的第一片材的示意性底部平面視圖。
圖3B是根據本文所述的實施例的圖2B的基板載具的第一片材的示意性底部平面視圖。
圖4是根據本文所述的實施例的圖2A或圖2B的基板載具的第二片材的示意性平面視圖。
圖5A是根據本文所述的實施例的圖2A的基板載具的第三片材的示意性平面視圖。
圖5B是根據本文所述的實施例的圖2B的基板載具的第三片材的示意性平面視圖。
圖6是根據本文所述的實施例的圖2A或圖2B的袋段的示意性平面視圖。
圖7A至7C是根據本文所述的實施例的圖1的基板載具在組裝的各種狀態期間的示意性平面視圖。
圖8是示出根據本文所述的實施例的組裝基板載具(例如圖7A至7C的基板載具)的方法的流程圖。
為了便於理解,在可能的情況下,已經使用相同的元件符號來指示圖中共有的相同元件。可以設想,一個實施例的元件和特徵可以有益地結合到其他實施例中而無需進一步敘述。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100a:基板載具
102a:第一片材
104:第二片材
106a:第三片材
108:袋段
140:真空傳送通道
103:底表面
112:第一底表面
130:第三頂表面
110:平面片材
114:第一頂表面
138:外部開口
A:中心軸線
116:第一外部表面
144:密封槽
150:中心開口
152:第二內壁
136:徑向通道
126:第二頂表面
124:第二底表面
120:第二外部表面
128:第三底表面
148:第三內壁
142:內部開口
146:密封槽
118:第三外部表面
134:段頂表面
132:段底表面
122:外部段表面
154:內部袋表面
101:基板
158:凸緣
105:頂表面
151:上部交叉點
T1:厚度
T0:厚度
T3:厚度
T2:厚度
T4:厚度
153:下部交叉點
W:寬度
Claims (20)
- 一種基板載具,該基板載具被配置成用於一半導體處理腔室,包括: 一第一片材,該第一片材包括: 一第一頂表面; 一第一底表面;和 多個外部開口,該多個外部開口形成於該第一頂表面與該第一底表面之間且圍繞正交於該第一頂表面的一中心軸線。 一第二片材,該第二片材設置在該第一片材之上,包括: 一第二頂表面; 一第二底表面;和 多個徑向通道,該多個徑向通道從該中心軸線徑向向外延伸,該多個徑向通道的每個徑向通道的一外部遠端與該多個外部開口中的一或更多個重疊,而每個徑向通道的一內部遠端徑在該多個外部開口中的一或更多個的徑向內部; 一第三片材,該第三片材設置在該第二片材之上,包括: 一第三頂表面; 一第三底表面; 多個內部開口,該多個內部開口形成於該第三頂表面與該第三底表面之間且圍繞該中心軸線並與該多個徑向通道中的一或更多個徑向通道的該內部遠端重疊;和 一或更多個袋段,該一或更多個袋段設置在該第三片材的一頂部而從該多個內部開口徑向向外並佈置成形成一基板袋。
- 如請求項1所述的基板載具,其中,該第三片材還包括一上部中心開口,該上部中心開口位於該多個內部開口的徑向內側,並貫穿該第三頂表面與該第三底表面而形成,使得該中心軸線穿過該上部中心開口。
- 如請求項2所述的基板載具,其中該第二片材還包括一下部中心開口,該下部中心開口在該多個內部開口的徑向內側並經穿過該第二頂表面和該第二底表面而形成,使得該中心軸線穿過該下部中心開口。
- 根據請求項2所述的基板載具,其中,該上部中心開口具有一第一半徑,並且該內部開口的一內部表面具有一第二半徑,該第二半徑比該第一半徑還長大約0.5mm至大約8mm。
- 根據請求項4所述的基板載具,其中,該內部開口的一外部表面具有一第三半徑,並且該一或更多個袋段的一袋形成表面具有一第五半徑,該第五半徑比該第三半徑還長大約1mm至大約10mm。.
- 如請求項1所述的基板載具,其中該基板載具在平行於該中心軸線A的一方向上的一總厚度小於大約2.0mm。
- 根據請求項1所述的基板載具,其中該第一片材、該第二片材、該第三片材和該一或更多個袋段中的每一者包含矽。
- 根據請求項7所述的基板載具,其中,該第一片材之每一者都黏合到該第二片材,該第三片材黏合到該第二片材,並且該一或更多個袋段黏合到該第三片材。
- 根據請求項8所述的基板載具,其中,該第一片材、該第二片材、該第三片材和該一或更多個袋段中的每一者都用一經固化的黏合劑進行黏合。
- 一種基板載具,該基板載具配置成用於一半導體處理腔室,包括: 一底表面; 一頂表面; 多個外部開口,該多個外部開口從該底表面而繞正交於該頂表面的一中心軸線而形成; 多個徑向通道,該多個徑向通道從該中心軸線徑向向外延伸,該多個徑向通道的每個徑向通道的一外部遠端與該多個外部開口中的一或更多個重疊,而每個徑向通道的一內部遠端在該多個外部開口中的一或更多者的徑向內部; 多個內部開口,該多個內部開口從該頂表面起圍繞該中心軸線形成,並且與該多個徑向通道中的一或更多個徑向通道的該內部遠端重疊;和 一或更多個袋段設置在該頂表面上,該一或更多個袋段包括一內部表面,該內部表面從該多個內部開口徑向向外設置且設置在多個外部開口的徑向內側,該一或更多個袋段佈置成形成一基板袋。
- 如請求項10所述的基板載具,其中一下部密封槽設置於該多個外部開口的每一者周圍。
- 如請求項11所述的基板載具,其中一上部密封槽設置於該多個內部開口的每一者周圍。
- 根據請求項10所述的基板載具,其中該基板載具還包括一中心開口,該中心開口位於該多個內部開口的徑向向內處且被形成為穿過該頂表面,使得該中心軸線穿過該中心開口。
- 根據請求項13所述的基板載具,其中,位於該內部表面和該中心開口之間的該頂表面的一部分是一基板支撐架,並且該基板支撐架在一徑向方向上相對於該中心軸線具有大約1mm至大約10mm的一寬度。
- 根據請求項10所述的基板載具,其中,該基板載具的一外部表面具有大約147mm至大約153mm的一外部半徑。
- 根據請求項15所述的基板載具,其中該基板袋具有由該一或更多個袋段的該內部表面形成的大約50mm至大約105mm的一袋半徑。
- 根據請求項10所述的基板載具,其中該多個徑向通道具有大約2mm 2至大約15mm 2的一橫截面積。
- 如請求項10所述的基板載具,還包括在該基板載具的一外部表面上的一對準凹口。
- 一種基板載具,該基板載具配置用於一半導體處理腔室,包括: 一第一片材,包括: 一第一頂表面; 一第一底表面; 一第一外部表面,該第一外部表面具有大約147mm至大約153mm的一外部半徑;和 多個外部開口,該多個外部開口形成於該第一頂表面與該第一底表面之間且繞一中心軸線為中心。 一第二片材,該第二片材設置在該第一片材之上,包括: 一第二頂表面; 一第二底表面;和 多個徑向通道,該多個徑向通道從該中心軸線徑向向外延伸,該多個徑向通道流體連接到多個外部開口中的一或更多個,而每個徑向通道的一內部遠端在該多個外部開口中的一或更多個的徑向內部; 一第三片材,該第三片材設置在該第二片材之上,包括: 一第三頂表面; 一第三底表面; 多個內部開口,該多個內部開口圍繞該中心軸線形成於該第三頂表面與該第三底表面之間並與該多個徑向通道中的一或更多個徑向通道的該內部遠端重疊;和 多個上部中心開口,該多個上部中心開口在該多個內部開口的徑向向內,該中心軸線穿過該上部中心開口;和 一或更多個袋段,該一或更多個袋段設置在該第三片材的頂部而從該多個內部開口徑向向外並被佈置成形成一基板袋,該基板袋具有大約50mm至大約105mm的一袋半徑。
- 如請求項19所述的基板載具,還包括: 一下部密封槽,該下部密封槽設置於該多個外部開口的周圍;和 一上部密封槽,該上部密封槽設置於該多個內部開口中的每一者周圍,且其中該第一片材、該第二片材、該第三片材中的每一個。
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