TWI384574B - 去耦合之腔體 - Google Patents

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Description

去耦合之腔體
本發明的實施例主要涉及一種用於真空處理系統的腔體。
由平板技術形成的薄膜電晶體(TFT)一般用於主動式矩陣顯示器，諸如電腦電視顯示器、移動電話顯示器、個人數位助理(PDA)和數量不斷增加的其他裝置。大致而言，平板包含兩塊玻璃板，並在二者之間設置有液晶層。至少一塊玻璃板包括設置在其上並與電源連接的一層導電膜。從電源供應到導電膜的電力改變液晶材料的方向，產生圖像顯示。
隨著市場對平板技術的接受，對於大尺寸、高產量以及低成本的需求驅使設備製造廠商研發適用於製造平板顯示器的較大尺寸玻璃板的新系統。目前的玻璃處理設備通常配置成可容納略大於約五平方公尺的基板。人們預想在不久的將來可以設計出用於容納更大基板尺寸的處理設備。
製造這類大面積基板的設備意味著將有大量投資資金投入平板顯示設備製造廠。傳統的系統需要巨大且昂貴的硬體。大尺寸的真空腔易於在真空條件下變形。例如，由於真空腔的頂部和底部在真空條件下向內偏斜，與真空隔離閥門(slit valve door)交界的真空腔體的密封表面可能變成非平面，導致真空隔離閥門與真空腔之間的密封易於泄露。而且，大偏斜可能導致真空隔離閥門的金屬表面與腔體摩擦，從而產生可能被引入真空腔並污染基板的有害顆粒。由於預想未來的處理系統可以處理更大尺寸的基板，所以對於能迅速傳遞大面積基板的改良型真空腔的需求受到很大的關注。
因此，對於改良型真空腔室存在需求。
本發明的實施例包括一腔體，該腔體的頂部或底部至少其中之一可與腔體側壁去耦合。本發明適於用作裝載鎖定腔、基板傳遞腔和真空處理腔等腔室。
在第一實施例中，提供了一種其頂板和底板至少其中一者可與管狀腔體去耦合的真空腔。在一個實施例中，真空腔包括一管狀腔體，並且該管狀腔體內具有至少兩個基板進出孔。頂板係密封地設置在腔體的上端表面上，而底板則密封地設置在腔體的下端表面上。多個緊固件在頂板和底板之間夾住腔體。
在另一實施例中，提供一種真空腔室，其具有以允許至少頂板可相對於腔體移動的方式連接到管狀腔體的頂板和底板。在另一實施例中，在頂板和腔體之間設置至少一個隔離物，從而使腔體和頂板保持間隔開來的關係。
在又一實施例中，提供一種真空腔，其包括連接到管狀腔體的第一板。管狀腔體具有貫穿形成於管狀腔體中的至少一個基板進出孔。一密封件密封地耦接第一板和腔體。多個垂直層疊的隔離物設置在第一板和腔體之間，並使第一板和腔體保持間隔開來的關係。第二板與腔體密封連接，其中腔體和板界定出一個足夠容納大面積基板的內部體積。在內部體積中設置一基板支撐件。
本發明提供了具有去耦合之腔體組件(body assembly)的真空腔。腔體組件的構件(component)藉著允許腔體組件頂部和管狀腔體側壁之間的橫向移動，而將力量施加到欲與管狀腔體側壁去耦合的腔體組件頂部上，這裏施加給腔體組件頂部的力例如熱膨脹或因壓力造成的偏斜或其他力量。因此，術語「去耦合(decoupled)」定義為頂板或底板至少其中一者可相對於腔體側壁橫向移動而不會危及腔體的真空完整性。這有利於在操作容限內保持腔體密封表面，並有助於在操作期間減少顆粒產生。儘管將主要實施例描述為裝載鎖定腔，但是人們可以預期將其他真空腔，例如基板傳遞、化學氣相沈積、物理氣相沈積、熱處理、蝕刻、離子植入或其他真空腔配置成本文中所描述的結構。
第1圖描述了本發明的裝載鎖定腔100的一個實施例。裝載鎖定腔100包括由諸如不銹鋼、鋁或其他適當材料等剛性材料所製成的腔體組件102。藉著一組構件製成具有不漏結構的腔體組件102。在一實施例中，腔體組件102包括將環形主體148夾在中間以圍繞出一內部體積120的頂板104和底板106。主體148包括多個側壁108、110、112和114。在第2圖中示出與第一側壁112相對設置的第四側壁114。
在每個側壁112和114中都設置有至少一個基板進出孔116，以允許基板進出腔體組件102的內部體積120。通過在本領域中所熟知的真空隔離閥門選擇性地密封該等基板進出孔116。可應用於本發明的真空隔離閥門係參閱由Tanase等人於2004年6月14日申請標題是「曲形真空隔離閥門(CURVED SLIT VALVE DOOR)」、美國專利申請號為No.10/867100的專利申請案中所描述的真空隔離閥門。
在一實施例中，將頂板104或底板106至少其中一者建構成溫度調節板。可以在平板104、106中形成一個或多個通道124，並且該通道124與流體源128連接。流體源128提供循環流過該等通道124的熱交換流體，以調節(即，加熱和/或冷卻)基板122的溫度。
可選地，可以在裝載鎖定腔100的內部體積120內設置一個或多個加熱器166以選擇性地加熱基板122。在第1圖所描述的實施例中，在底板106上設置多個加熱器166，並且該等加熱器166獨立連接到電源168。加熱器166的位置位於基板122下方有助於在不會使基板上方流動氣體產生擾動渦流的情況下，對基板進行有效輻射加熱。此種配置方式允許獨立控制每個加熱器166，從而可以根據需要來調節基板122的溫度分佈，例如增加加熱均勻性或基板的一個區域比第二區域加熱地更快。在第1圖所描述的實施例中，係將加熱器166配置成允許基板122中心的加熱速率不同于基板周圍的加熱速率。
基板支撐結構118設置在由腔體組件102所定義出的內部體積120中。基板支撐結構118通常配置用來支撐一個或多個基板122，該些基板122在被裝載鎖定腔100隔離開來的周圍環境和真空環境之間傳遞。儘管在第1圖中所描述的基板支撐結構118顯示支撐單一個基板122，應該考慮到其他基板支撐結構亦可能適用於本發明，包括那些其上可支撐一個或多個基板的支撐結構。
基板支撐結構118包括多個銷126。銷126與腔體組件102的底板106連接。支撐基板112的銷126的端部可以是圓形的和/或包括球體以減小基板112的底面和銷126之間的動摩擦，並防止基板刮傷。在第1圖所描述的實施例中，球體172設置在每個銷126的末梢。由球體172提供減小的摩擦力允許當基板支撐在銷126上時較容易地膨脹和收縮而不會刮傷基板。在2003年3月5日申請專利號為6,528,767的美國專利、2001年10月27日申請專利申請號為09/982,406以及2003年2月27日申請的專利申請號為60/376,857美國專利申請案中描述了其他適用的支撐件。通常銷126配置成有助於與機械手臂交換基板的形式。
壓力控制系統150與裝載鎖定腔100連接以控制腔體組件102的內部體積120內的壓力。壓力控制系統150一般包括氣源152和排氣系統154。氣源152與貫穿腔體組件102而形成的至少一個進氣口160連接。氣源152提供一排出氣體(vent gas)以增加和/或調節腔體組件102的內部體積120中的壓力。例如，氣源152可能將排出氣體流入內部體積120中，以有助於基板122從真空環境傳遞到周圍環境。在一個實施例中，排出氣體包括氮氣、氦氣、空氣或其他適宜氣體中的至少一種。
在氣源152和進氣口160之間設置入口控制閥156，以選擇性地控制流入到腔體組件102的內部體積120中的排出氣流。入口控制閥156能提供在真空條件下的實質密封。在一實施例中，氣源152設計成能控制排出氣體的屬性，諸如排出氣體的流速、溫度和/或濕度。
在第1圖所描述的實施例中，進氣口160藉由排氣通道138與一個或多個擴散器140連接。在頂板102的內側形成擴散器140，從而使流入內部體積120的氣體係朝向基板122的頂部。該配置方式有助於當處理完基板122之後在排空裝載鎖定腔100的同時冷卻基板122。
在一實施例中，在頂板102的內表面上定義出的凹部132內形成擴散器140。蓋144覆蓋凹部132以定義出位於頂板102中的氣體空間(plenum)142。連接孔136將氣體空間142與排氣通道138流體連接。貫穿蓋144而形成的多個隙縫176允許排出氣體從氣源152通過氣體空間142流到內部體積120，如箭頭134所示。儘管這裏主要採用擴散器140將排出氣體引導到裝載鎖定腔100中，但是應該認識到亦可利用擴散器140將腔室100的內部體積120抽真空。
排氣系統154一般與穿通腔體組件102所形成的至少一個排氣口162連接。排氣系統154配置成用以從裝載鎖定腔100的內部體積120移除氣體。排氣系統154可以包括一個或多個真空泵(未示出)，並且可以最後與輔助排氣系統(也未示出)連接。例如，排氣系統154可以從內部體積120抽走氣體，以便於從周圍環境傳遞基板122到真空環境。
排氣控制閥158設置在排氣系統154和排氣口162之間，以選擇性地控制流出腔體組件102的內部體積120的氣體流量。排氣控制閥158通常與入口控制閥156類似，並且能在真空條件下提供實質密封。
在第1圖所描述的實施例中，穿通側壁110形成排氣口162。因此，在排空內部體積120時和/或在冷卻基板122期間，可以在基板122的整個表面上選擇性建立排出氣流(由氣流箭頭180所示)。氣流180一般平行於基板122的平面，朝排氣口162流動。氣流180通常會增加基板122和排出氣體之間的熱傳速度，有利於提高基板的冷卻速度。而且，藉著在排空裝載鎖定腔100期間去除該排出氣體，可將被基板加熱的排出氣體移出裝載鎖定腔100的內部體積120，並由較冷的排出氣體來代替該加熱氣體，從而藉著實質上保持排出氣體和基板之間的溫差而提高基板的冷卻速度。
另外參照在第2圖中的裝載鎖定腔的分解視圖，通過多個緊固件以允許頂板104和底板106至少其中一者與主體148之間可相對移動的方式將頂板104和底板106與主體148密封連接。例如，不利用焊接的方式將頂板104和底板106至少其中一者連接至主體148。若在從板104、106施加到側壁的力量不是很大的關注問題的實施例中，可以通過焊接方式連接頂板104和底板106以及主體148。
在第1－2圖所描述的實施例中，標示為螺釘182和螺母184的多個緊固件在頂板104和底板106之間固定主體148。為了清晰，將在圖中示出的螺釘182的數量減少至最少。然而，可以使用足夠數量的緊固件，以在操作條件下充分地密封腔體100。分別貫穿過頂板104、主體148和底板106的孔202、204、206係用以容納緊固件。
在孔202、204、206內側形成凹槽208，使得可以在緊固件的內部設置諸如襯墊或O－型環等密封件186，以有效地密封裝載鎖定腔100的內部體積120。可以在頂板104內或者主體148中設置用於襯墊186的凹槽208。
另外參照在第3圖中所描繪的腔體組件102的局部截面圖，在頂板104的下表面302和主體148的上表面304之間設置至少一個隔離物316。隔離物316隔離頂板104和腔體148，使得在二者之間定義出間隙306。在一實施例中，隔離物316的平面面積遠小於腔體148之上表面304的平面面積。例如，可以沿腔體148的一側在上表面304上設置多個隔離物316。
選擇隔離物316的厚度，從而在真空或其他壓力條件下防止頂板104與腔體148接觸的同時能適度壓縮襯墊186以保持真空密封。類似地，在底板106和腔體148之間設置一個或多個隔離物316以在二者之間保持一間隙。
在第3圖所描繪的實施例中，示出設置在頂板104和腔體148之間的第一隔離物312和第二隔離物314。隔離物312、314由具有其自身(例如，隔離物312到隔離物314)之間的摩擦係數比隔離物與腔體148和/或頂板104之間的摩擦係數要低的材料所製成。因此，當由於真空、熱和其他力量導致腔體148和頂板104相對于彼此移動時，在防止頂板104和體148接觸的同時，頂板104和第一隔離物312可在第二隔離物314(和主體148)上橫向移動。
在一個實施例中，隔離物312、314是圓盤。圓盤可以是設置在螺釘182周圍以便於裝配的墊圈。當滑動元件(例如，隔離物312、314)相對於主體148的上表面304具有的較小的接觸面積，因此減小開始運動所需的力。另外，由於隔離物312、314的接觸表面位於襯墊186的外側，可以有效地防止在隔離物312、314滑動期間所產生的任何顆粒進入裝載鎖定腔100的內部體積120。可以考慮到隔離物316可能是凸棱形或其他特徵的形式，在平板和主體之間延伸以保持兩者間的間隙。還可以考慮隔離物整合至板或者主體中(例如，具有單一整體構造)。
在第3圖所描繪的實施例中，在主體148的上表面304中形成凹部308以設置第二隔離物314。可選地，可以在頂板104中形成凹部(未示出)以設置第一隔離物312。凹部(未示出)308具有一選定的深度，使得隔離物314延伸超出上表面304，以確保第一隔離物312可自由地相對於主體148橫向滑動。
為了進一步使施加在裝載鎖定腔100的頂板104上的力的影響降到最小，係在頂板104中形成至少一個縫318。縫318允許頂板104的中心區域移動、偏斜和/或膨脹同時使頂板邊緣上的移動的影響降至最小。密封組件320設置在縫318中以防止空氣泄露到裝載鎖定腔100的內部體積120中。在第3圖所描繪的實施例中，密封組件320包括襯墊或藉由夾鉗324固定於頂板104的摺疊件322。類似地，如上所述，底板106包括至少一個藉由密封組件320所密封的縫330。
再參照第2圖，與工廠介面相面對的管狀主體148的側壁還可以額外地包括一加固構件(stiffening member)292。連接到側壁112外部的加固構件292提供與主體148的偏斜情形去耦合(decouple)的門密封表面280。在一個實施例中，加固構件292包括一具有一條或多條凸棱296的平板294，該些凸棱296係從密封表面280延伸出或者連接至該密封表面280並並朝遠離腔體組件148的方向延伸。典型地，凸棱296定向為實質上垂直於壁112的平面。平板294包括多個孔284，以有助於將加固構件292緊固到腔體元件148上。在第2圖所描繪的實施例中，緊固件286通過孔284並旋入形成在腔體組件148中的盲孔(未示出)中。襯墊290設置在加固構件292和壁112之間。襯墊290減弱了腔體組件148的移動和/或偏斜對於密封表面280的影響，從而增強真空隔離閥的密封性並延長門密封件(O－型環)的壽命，同時防止因O－型環扭曲/萎縮與防止門和密封表面280之間的金屬與金屬的接觸而產生顆粒。襯墊290一般由適宜的聚合物或彈性材料所製造。在板294和襯墊290中形成基板傳遞通道298、288，並與在側壁212中形成的基板進出孔216對準，以有助於基板進出裝載鎖定腔100。
第4圖是適用於處理大面積基板(例如，具有大於約2.7平方公尺平面面積的基板)的多腔集成設備或處理系統450的一個實施例俯視平面圖。系統450的至少一個腔包括一可與腔體去耦合的頂板。
在第4圖中示出的處理系統450包括一傳遞腔408，其透過一具有多個單基板傳遞腔的裝載鎖定腔400來連接至工廠介面412。傳遞腔408其內設置有至少一個雙刃真空機械手臂434，該雙刃真空機械手臂434適於在多個外接的真空處理腔432和裝載鎖定腔400之間傳遞基板。通常，傳遞腔408保持在真空條件下，從而不必在每次基板傳遞後都要進行傳遞腔408和各個處理腔432之間的壓力調節。
處理腔432可能是適合用來處理基板的任何腔室。例如，處理腔432的至少其中之一可以是物理氣相沈積腔、化學氣相沈積腔、蝕刻腔、離子植入腔、熱處理腔或在保持在真空狀態下的其他腔室。
工廠介面412一般包括多個基板儲存盒438和雙刃大氣機械手臂436。盒438一般可移動地設置在形成於工廠介面412一側上的多個隔腔440內。大氣機械手臂436適於在盒438和裝載鎖定腔400之間傳遞基板。典型地，工廠介面412係保持在大氣壓或者略微高於大氣壓力的條件下。
第5圖是第4圖的多腔裝載鎖定腔400的一個實施例的截面圖。裝載鎖定腔400具有可去耦合的腔體組件512，其包括多個垂直層疊的管狀腔體548，該等管狀腔體548藉由多個真空密封的水平內壁514隔離開來。儘管在第5圖中所描繪的實施例示出了三個垂直層疊的管狀腔體548，但是應該了解到裝載鎖定腔400的腔體組件512可以包括兩個或更多的垂直層疊的腔體548，每個腔體外接一定義在裝載鎖定腔400內的各自基板傳遞腔。例如，裝載鎖定腔400可以包括由N－1個水平內壁514分隔腔體548而定義出的N個基板傳遞腔，在這裏N是大於1的整數。
在第5圖所描繪的實施例中，每個基板傳遞腔520、522、524都定義在各自的腔體548內，並配置成用以容納單一個大面積基板410，從而可使每個腔室的體積最小化而得以提高快速泵送和排空的循環。在第5圖所描繪的實施例中，每個基板傳遞腔520、522、524都具有等於或小於約4000升的內部體積，諸如小於約1400升，並可以容納平面面積大約為5平方公尺的基板。可考慮到本發明的基板傳遞腔亦可設計成用以容納具有較大或較小平面面積的不同尺寸基板。
腔體548包括第一側壁502、第二側壁504、第三側壁506和第四側壁(在第5圖中未示出)。底板508連接到最下方的腔體548上並與內壁514相面對，以定義出最下方的傳遞腔520。在兩個內壁514之間定義出中間傳遞腔522。頂板510與連接到最上方的腔體548上並與內壁514相面對以定義出最上方的傳遞腔524。
第6圖是示出具有腔體548、內板514、頂板510和底板508構成的去耦合組件的裝載鎖定腔400的局部截面視圖。腔體548以允許其本身相對於板508、510和514其中之一橫向移動的方式密封連接至板508、510、514的至少其中一者。可以採用諸如螺釘182和螺母184等多個緊固件將腔體組件512固定在一起。在第6圖所描繪的實施例中，螺釘182具有足夠的長度以緊固該定義出腔體組件512的整個層疊。如上所討論的，密封件186設置在緊固件的內側，以保持裝載鎖定腔400的真空完整性。
在一個實施例中，藉由至少一個隔離物316使該等板508、510、514與該等腔體548保持間隔關係。如上所述，隔離物316允許板508、510、514相對腔體548移動而不會危及真空密封。在第6圖所描繪的實施例中，在分別定義於板508、510、514和腔體548之間的每個間隙306中垂直層疊多個隔離物。
再參照第4－5圖，在腔體組件512中定義出的每個基板傳遞腔520、522、524都包括兩個基板進出孔。設置這些孔以便於大面積基板410進出裝載鎖定腔400。在第5圖所描繪的實施例中，由底板508所界定出的第一基板傳遞腔520包括第一基板進出孔530和第二基板進出孔532。第一基板進出孔532將第一基板傳遞腔520連接到處理系統450的中心傳遞腔408。第二基板進出孔532貫穿形成於腔體組件512的第二壁504中，並將第一基板傳遞腔520連接到工廠介面412。在第5圖所描繪的實施例中，在腔體組件512的兩相對側上設置基板進出孔530、532，或者可替換地，將孔530、532設置在腔體組件512的相鄰壁上。可以透過諸如第2圖所述的加固構件292般，將加固構件加固與工廠介面相面對的孔上。加固構件提供可使密封表面的偏斜最小化的剛性，其中密封表面的偏斜會導致經過門產生摩擦或由於長期使用磨損而產生顆粒。
利用各別的真空隔離門526、528選擇性地密封每個基板進出孔530、532，其中該等真空隔離門526、528用於將傳遞腔408的環境和工廠介面412與第一傳遞腔520選擇性隔離開來。利用促動器542使真空隔離閥門526、528在開、關位置之間移動，在第5圖中以虛線示出的促動器542通常設置在腔體組件512的外部。在第5圖所描繪的實施例中，每個真空隔離閥門526、528沿著第一邊緣樞轉連接至腔體組件512，並藉由促動器542在開、關位置之間旋轉。
第一真空隔離閥門526從第一基板傳遞腔520的內側密封第一基板進出孔530，使得在第一基板傳遞腔520和中心傳遞腔408的真空環境之間的真空差(例如，壓力)有助於裝載並密封真空隔離閥門526，從而增強真空密封。相應地，第二真空隔離閥門528設置在裝載鎖定腔100的外部，從而設置第二真空隔離閥門528使得在工廠介面412的周圍環境和第一基板傳遞腔520的真空環境之間的壓力差有助於密封第二基板進出孔532。於1996年12月10日公告並授與Freerks等人的美國專利No.5,579,718和在2000年4月11日公告授與Tepman等人的美國專利No.6,045,620中描述了可以適用於本發明的真空隔離閥門的其他例子。
第二基板傳遞腔522同樣配置有進出孔534、536以及真空隔離閥門526、528。第三基板傳遞腔524同樣配置有進出孔538、540以及真空隔離閥門526、528。
利用多個基板支撐件544，將基板410支撐在第一基板傳遞腔520的底板508以及用來界定第二及第三基板傳遞腔522、524之底板的內壁514的上方。配置並間隔基板支撐件544，以在底板508(或者壁514)上方一定高度處支撐基板410，以避免基板與腔體組件512的接觸。配置基板支撐544以將基板的刮傷和污染減小到最小程度。在第5圖所描述的實施例中，基板支撐件544是具有定義出圓形上端546之滾球的不銹鋼銷。在2003年3月11日遞交的美國專利申請案No.6,528,728、2001年10月17日遞交的美國專利申請案No.09/982,406和2003年2月27日遞交的美國專利申請案No.10/376,857中描述了其他適當的基板支撐件。
可選地，為了在管狀腔體548不變形的情況下進一步調節板508、510、514的偏斜，板508、510、514可以包括由密封組件32所密封的一條或多條縫660。在第6圖所描繪的實施例中，內壁514的上下側具有密封組件以提供額外的內部體積120間之隔離方法。利用穿通壁514所形成的通道604(以虛線形式示出)將板縫體積602連接至真空泵606，其中所述板縫體積602定義在連接到每面壁514的密封組件320之間。在板縫體積602中提供的真空延長了密封組件320的壽命，並且，將由於在各個腔的內部體積120內的壓力變化所造成密封組件320的移動減小到最小程度，從而使顆粒產生的可能性降至最低。
第7圖是裝載鎖定腔400的另一截面圖。在第7圖中所描繪的實施例中，內部水平壁514包括至少一個冷卻通道702，其配置用於流通流體源704提供的溫度控制流體。在第7圖所描繪的實施例中，在內部水平壁514的兩端分別設置進口706和出口708，以設定冷卻流體通過壁514的路線。應該考慮到可以在壁514的設計不同的通路做為該冷卻通道702。
此外如第7圖的實施例中所示，在內壁514中形成一個或多個排氣通道710以使從來源152提供的排出氣體流過。藉著形成在內壁514的底部的多個擴散器712，排氣通道710與裝載鎖定腔400的內部體積120流體連通。應該考慮到可以類似地配置頂板510以向最上方的內部體積120提供排出氣體。
一般在內壁514的底部形成的凹部714內定義出擴散器712。蓋716與內壁514連接以在凹部714的底部部分中定義出氣體空間722。如箭頭720所示，蓋716包括穿過該蓋716而形成的多個孔718，該多個孔718允許氣體在氣體空間722和腔120的內部之間連通。孔724將凹部714的底部連接到排氣通道710。應該考慮到也可以利用排氣通道710來排空腔體120或者可以如第1圖所描述方法般或者通過其他適當方法排空腔體120。
第8圖是傳遞腔408的另一實施例，以及多腔集成設備450的其中一個處理腔432的局部截面圖。在一個實施例中，處理腔432包括定義出處理體積804的管狀主體802。以允許主體802相對於板806、808之至少其中一橫向移動的方式，藉著該些密封連接到管狀主體802的板806、808在頂部和底部定義出處理體積804。可利用諸如螺釘182和螺母184等多個緊固件來固定住位在板806、808之間的主體802。
在一個實施例中，通過至少一個隔離物316使處理腔體802與板806、808保持隔離關係。如上所述，隔離物316在不會危及真空密封的情況下允許板806、808相對於主體802移動。在第8圖所描述的實施例中，在定義於板806、808和主體802之間的每個間隙306中垂直層疊多個隔離物316。
如以上的實施例所討論的，密封件186設置在緊固件的內側以保持處理腔432的真空完整性。可選擇地，為了在管狀主體802不變形的情況下進一步適應板806、808的偏斜，板806、808可以包括由密封組件所密封的一個或多個縫，例如類似於如第2－3圖實施例中所描繪的縫318、330和密封組件320。
在第8圖所描述的實施例中，處理腔432包括設置在噴淋頭832下方的可垂直移動加熱的基板支撐件830。氣源834與處理腔432連接，使得在支撐830上的基板410的整個寬度範圍內通過噴淋頭832以預定的方式分配進入處理體積804的氣體。可選地，電源836可以與噴淋頭832連接以在等離子增強氣相沈積、化學氣相沈積製程中為處理體積804內的氣體提供能量。儘管將處理腔432示為等離子增強氣相沈積腔和化學氣相沈積腔，但是應該考慮到用於基板傳遞的其他真空腔，如物理氣相沈積、蝕刻、離子植入和熱處理等腔室也適用本文中所描述的可去耦合的腔體組件構造。
例如，如在第8圖中藉著所描繪的傳遞腔408所示出的，傳遞腔408還可以包括一管狀腔體862，其以允許主體862相對於板864、866至少其中一者橫向移動的方式密封連接到頂板864和底板866。腔體862和板864、866定義出傳遞體積868，該傳遞體積868內部設置有機械手臂434(如在第4圖中所描述者)。
在一實施例中，藉由至少一個隔離物316使該板864、866和腔體862保持密封間隔關係。如上所述，隔離物316允許板864、866相對於腔體862移動而不會危及真空密封度。如第8圖中所繪示般，定義在板864、866和腔體862之間的每個間隙306中垂直層疊多個隔離物316。
可以利用諸如螺釘182和螺母184等多個緊固件以在板864、866之間固定腔體862。如上所述，在緊固件的內側設置密封件186，以保持傳遞腔408的真空完整性。可選擇地，為了進一步適應板864、866的偏斜而管狀體862不變形的情況下，板864、866可以包括藉由一密封組件所密封的一個或多個縫，其類似於如第2－3圖實施例所出示的縫318、330和密封組件320。
因此，本發明提供了一種具有去耦合的腔體組件構造的真空腔室。該構造允許腔體組件的構件相對於彼此橫向移動，從而防止密封表面變形和/或暴露於腔體內部之區域中的金屬與金屬發生摩擦。
雖然前述內容涉及到本發明的較佳實施方式，但是在不背離本發明的基本範圍內可設計出本發明的其他和進一步的實施例。本發明的範圍由以下的申請專利範圍所界定。
100．．．裝載鎖定腔
318．．．縫
102．．．腔體組件
320．．．密封組件
104．．．頂板
322．．．摺疊件
106．．．底板
324．．．夾鉗
108、110、112、114．．．側壁
330．．．縫
116．．．基板進出孔
432．．．處理腔
118．．．基板支撐結構
434．．．機械手臂
120．．．內部體積
436．．．機械手臂
122．．．基板
438．．．基板儲存盒
124．．．通道
440．．．隔腔
126．．．銷
502．．．第一側壁
128．．．流體源
504．．．第二側壁
132．．．凹部
506．．．第三側壁
134．．．箭頭
508．．．底板
136．．．連接孔
510．．．頂板
138．．．排氣通道
512．．．腔體組件
140．．．擴散器
514．．．壁
142．．．氣體空間
520、522．．．傳遞腔
144．．．蓋
526、528．．．隔離閥門
146．．．摺疊件
530、532、534．．．基板進出孔
148．．．主體
536、538．．．基板進出孔
150．．．壓力控制系統
542．．．促動器
152．．．氣源
546．．．上端
154．．．排氣系統
548．．．腔體
156．．．入口控制閥
554．．．基板支撐件
158．．．出口控制閥
602．．．板縫體積
160．．．進氣口
606．．．真空泵
162．．．排氣口
702．．．冷卻通道
166．．．加熱器
704．．．流體源
172．．．球體
706．．．進口
176．．．隙縫
708．．．出口
180．．．箭頭
710．．．排氣通道
182．．．螺釘
712．．．擴散器
184．．．螺母
400．．．裝載鎖定腔
186．．．密封件
408．．．傳遞腔
202、204、206．．．孔
412．．．工廠介面
208．．．溝槽
714．．．凹部
280．．．密封表面
716．．．蓋
284．．．孔
718．．．孔
286．．．緊固件
720．．．箭頭
288．．．通道
722．．．氣體空間
290．．．襯墊
724．．．孔
292．．．加固構件
802．．．主體
294．．．平板
804．．．處理體積
296．．．凸棱
806．．．頂板
298．．．通道
808．．．底板
302．．．下表面
830．．．基板支撐件
304．．．上表面
832．．．噴淋頭
306．．．間隙
834．．．氣源
308．．．凹部
836．．．電源
310．．．下表面
862．．．腔體
312．．．第一隔離物
864．．．頂板
314．．．第二隔離物
866．．．底板
316．．．溝槽
為了實現上所述的特徵並能詳細理解該特徵，通過參照在附圖中示出的本發明的實施例對本發明進行更詳細的描述以及簡要總結。然而，應該注意，附圖僅示出了本發明的典型實施例，其不應理解為對本發明範圍的限制，因為本發明還可具有其他等效的實施方式。
第1圖所示為裝載鎖定腔的一個實施例的截面圖；第2圖所示為第1圖之裝載鎖定腔的分解圖；第3圖所示為第1圖之裝載鎖定腔的部分截面圖；第4圖所示為多腔集成設備一實施例的平面圖；第5圖所示為多腔裝載鎖定腔一實施例的側視截面圖；第6圖所示為第5圖的裝載鎖定腔的局部截面圖；第7圖所示為第5圖的裝載鎖定腔的另一截面圖；以及第8圖所示為第4圖的多腔集成設備的部分傳遞和處理腔的截面圖；為了便於理解，盡可能採用相同的附圖元件符號來表示各示圖中的相同元件。以在其他實施方式中方便地採用另一個實施方式中的元件，而不需要進一步描述。
100．．．裝載鎖定腔
102．．．腔體組件
104．．．頂板
106．．．底板
108、112、114．．．側壁
116．．．基板進出孔
120．．．內部體積
148．．．主體
182．．．螺釘
184．．．螺母
186．．．密封件
202、204、206．．．孔
208．．．溝槽
280．．．密封表面
284．．．孔
286．．．緊固件
288．．．通道
292．．．加固構件
294．．．平板
296．．．凸棱
298．．．通道
318．．．縫
330．．．縫

Claims (30)

  1. 一種裝載鎖定腔，包含：一第一管狀主體，其具有形成於該第一管狀主體中的至少兩個基板進出孔；一第一板，其密封設置在該第一主體的一上端表面上；一底板，其密封設置在該第一主體的一下端表面上，其中該等板和該第一主體圈圍出一基板傳遞腔；以及多個緊固件，其在該第一板和該底板之間固定該第一主體，其中該第一板和該底板的至少其中一者係以准許至少一板相對於該主體橫向移動的方式而與該主體連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝載鎖定腔，更包含：多個隔離物，其設置在該第一板和該第一主體的該上端表面之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的裝載鎖定腔，其中該等隔離物維持該第一板和該第一主體的該上端表面呈間隔開來的關係。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的裝載鎖定腔，其中該多個隔離物更包含：至少兩個隔離物，垂直層疊在該第一主體和該第一板之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的裝載鎖定腔，其中該等隔離物在彼此之間的抗滑阻力比在該第一主體或第一板至少其中一者與該隔離物之間的抗滑阻力要小。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的裝載鎖定腔，其中該等隔離物由不銹鋼所製成，並且該第一板和第一主體由鋁所製成。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的裝載鎖定腔，其中該等緊固件的其中一者通過貫穿該等層疊隔離物而形成的一通道。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的裝載鎖定腔，更包含：一第一密封件，其將該第一板密封到該第一主體，該第一密封件設置在該等隔離物的內側。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的裝載鎖定腔，其中該第一板更包含：至少一縫，該縫向內貫穿該第一主體；以及一密封件，該密封件連接該第一板並防止流體穿過該縫。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的裝載鎖定腔，更包含：一第二管狀主體，其具有一下端，該下端密封設置在該第一板上，該第二主體具有形成於其中的兩基板進出孔；以及一第二板，其密封設置在該第二主體的一上端，該第一板、該第二板和該第二主體定義出一第二基板傳遞腔。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的裝載鎖定腔，其中該多 個緊固件固定位在該第一和第二主體之間的該第一板。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的裝載鎖定腔，更包含：多個第二隔離物，其設置在該第二主體的該下端和該第一板之間，並保持該第一板和第二主體呈一間隔關係。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的裝載鎖定腔，其中該等板並未焊接到該第一主體上。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的裝載鎖定腔，其中該多個緊固件包含螺釘。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的裝載鎖定腔，更包含：至少一個加固構件，其係連接該第一管狀主體的一外部，靠近形成於該第一管狀主體中的該等基板進出孔之一者。
  16. 一種裝載鎖定腔，包含：一第一腔體，具有四壁、一開口頂部和一開口底部；一底板，設置在該第一腔體下方，並以一間隔開的關係來設置該底板和該第一腔體；一第一密封件，圍繞該開口底部，並密封地接合該底板和該第一腔體；一第一板，設置在該第一腔體上方，該第一板和該第一腔體以一密封間隔關係設置；一第二腔體，設置在該第一板上方；一第二密封件，密封地接合該第一板和該第二腔體； 一第二板，設置在該第二腔體上方，該第二板和該第二腔體以一間隔關係設置；以及一第三密封件，密封地接合該第二板和該第二腔體。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的裝載鎖定腔，更包含：多個螺釘，其在該底板和該第二板之間固定該等腔體。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的裝載鎖定腔，更包含：至少一個隔離物，設置在該第一板和該第一腔體之間。
  19. 如申請專利範圍第16項所述的裝載鎖定腔，更包含：至少兩垂直層疊的隔離物，其將該第一腔體與該第一板間隔開來。
  20. 一種真空腔，包含：一管狀腔體，其具有貫穿形成於該管狀腔體中的至少一個基板進出孔；一第一板，其以一間隔開的方式連接到該腔體；一第一密封件，密封地接合該第一板和該腔體；一第二板，其密封連接到該腔體，其中該腔體和該等板圈圍出足夠容納一大面積基板的一內部體積，其中該第一板和該第二板的至少其中一者係以准許至少一板相對於該腔體橫向移動的方式而與該腔體連接；以及一基板支撐件，設置在該內部體積中。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的真空腔，其中該腔體和該等板定義出基板傳遞腔、裝載鎖定腔、物理氣相沈積腔、 熱處理腔、蝕刻腔、離子植入腔或化學氣相沈積腔。
  22. 如申請專利範圍第20項所述的真空腔，更包含：多個垂直層疊的隔離物，其設置在該第一板和該腔體之間，該等隔離物保持該第一板和該腔體呈一隔離關係。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的真空腔，其中該多個隔離物更包含：一第一組垂直層疊的隔離物，設置在該腔體和該第一板之間；以及一第二組垂直層疊的隔離物，設置在該腔體和該第一板之間。
  24. 如申請專利範圍第22項所述的真空腔，其中該等隔離物在彼此之間的抗滑阻力比該腔體或該第一板至少其中一者與該等隔離物之間的抗滑阻力要小。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的真空腔，其中該等隔離物由不銹鋼所製成，並且該第一板和該腔體由鋁所製成。
  26. 如申請專利範圍第22項所述的真空腔，其中該等隔離物設置在該第一密封件的外側。
  27. 如申請專利範圍第22項所述的真空腔，更包含：一第二密封件，其密封地接合該第二板和該腔體；以及多個第二垂直層疊的隔離物，設置在該第二板和該腔 體之間，該等隔離物保持該第二板和該腔體呈一間隔關係。
  28. 如申請專利範圍第22項所述的真空腔，更包含：一第二管狀腔體，其具有兩個基板進出孔，該第二管狀腔體以一間隔開的關係密封連接到該第一板，該第二腔體垂直層疊在該腔體上方；一第三板，其連接到該第二腔體；以及一第二密封件，其密封地接合該第三板和該第二腔體。
  29. 如申請專利範圍第28項所述的真空腔，更包含：多個第二垂直層疊的隔離物，設置在該第三板和該第二腔體之間，該等隔離物保持該第三板和該第二腔體呈一間隔關係。
  30. 一種用於傳遞一基板的方法，該基板係傳遞至如申請專利範圍第1-19項任一項之裝載鎖定腔，或傳遞至如申請專利範圍第20-29項任一項之真空腔，該方法包含以下步驟：打開形成在該第一主體或該腔體的一側壁中的一通道；傳遞一基板通過該通道；以及密封該通道。
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