TWI520259B - 配置處理腔室中之基板的設備與方法 - Google Patents

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Description

配置處理腔室中之基板的設備與方法
本發明實施例大致係關於處理半導體基板之設備與方法。更明確地，本發明實施例係關於加熱腔室中之基板的設備與方法。
通常藉由兩個相關且重要的因子(元件產量與擁有成本(CoO))來測量基板製造處理之效率。因為直接影響生產電子元件的成本並因此影響元件製造商於市場中的競爭力，這些因子係重要的。雖然CoO受到許多因子的影響，但CoO主要受到系統與腔室產量(或者每小時利用所欲處理序列處理之基板數目)的影響。
某些基板處理序列(諸如，化學氣相沉積處理(CVD)或電漿輔助化學氣相沉積(PECVD))過程中，樂見在執行沉積處理之前預處理基板。舉例而言，某些預處理過程中，可在沉積處理之前利用退火處理加熱基板至第一溫度。沉積處理過程中，可加熱基板至不同於第一溫度的第二溫度。對許多沉積處理而言，將基板置於包括加熱器之基板支撐件上。此加熱器係用來加熱基板至第一溫度與第二溫度。第一溫度與第二溫度間具有若干變動時(舉例而言，第二溫度高於第一溫度時)，預處理與沉積處理間具有耽擱時間以便可將加熱器溫度自第一溫度加熱至第二溫度。此耽擱時間會造成基板處理時間整體提高與對應之元件產量減少。
因此，需要以具成本效益且準確之方式配置與加熱處理腔室中之基板的設備與處理。
本發明實施例大致係關於處理半導體基板之設備與方法。更明確地，本發明實施例係關於加熱腔室中之基板的設備與方法。一實施例中，提供配置處理腔室中之基板的設備。設備包括基板支撐組件，具有適以接收基板之支撐表面；及複數個向心件，用以在平行於支撐表面且相隔一距離處支撐基板，並相對於實質垂直於支撐表面之參照軸讓基板朝向中心。複數個向心件沿著支撐表面周邊而可移動地配置，且複數個向心件各自包括第一末端部分，用以接觸或支撐基板之周圍邊緣，第一末端部分包括上端部分，延伸高於基板支撐組件之支撐表面以可釋放地接觸基板之周圍邊緣；支撐耳部，配置於上端部分上；及基板支撐凹槽，由支撐耳部與上端部分之交叉所形成，用以支撐基板。第一末端部分可移動於第一位置與第二位置之間。自第一位置移動至第二位置造成向心件釋放基板之周圍邊緣，而自第二位置移動至第一位置造成向心件在朝向參照軸之方向中推動基板或配置向心件以支撐基板。
另一實施例中，提供讓處理腔室中之基板朝向中心之方法。提供具有嵌入式加熱器與適以接收基板之加熱支撐表面的基板支撐件。提供複數個沿著中心為實質垂直於支撐表面之參照軸的圓圈而配置之向心件。各個向心件包括設以接觸基板之周圍邊緣的末端部分，而末端部分可朝向與遠離參照軸徑向地移動。支撐耳部係配置於末端部分上，且基板支撐凹槽係形成於支撐耳部與末端部分之交叉處，以在與基板支撐件之支撐表面相隔一距離處支撐基板。基板係配置於複數個向心件各自之支撐耳部上。在基板之第一處理溫度下，於基板上執行預處理。自支撐耳部移除基板。各個向心件之末端部分可向外與遠離參照軸徑向地移動。基板係置於基板支撐件上，其中基板與向心件並不接觸。各個向心件之末端部分係徑向地向內移動以接觸基板之周圍邊緣好讓基板朝向中心。以向心件之末端部分配置基板。在基板之第二處理溫度下，於基板上執行沉積處理，其中第一處理溫度不同於第二處理溫度。
本文所述實施例係關於加熱及讓基板朝向中心之設備與方法，其可適用於多種設以在基板上應用不同半導體處理之腔室系統。雖然示範性描述之實施例係用於沉積腔室，某些實施例可適用於其他需要加熱及讓基板朝向中心之處理腔室類型。實施例包括(但不限於)負載鎖定腔室、測試腔室、沉積腔室、蝕刻腔室與熱處理腔室。
第1圖係具有向心機構140之PECVD系統100之一實施例的示意橫剖面圖。系統100包括耦接至氣源104之處理腔室102。處理腔室102具有部分地界定處理容積110之壁106與底部108。可透過壁106中形成之埠101進入處理容積110，埠101可促進基板112進出處理腔室102之移動。可由單塊的鋁或其他與處理相容之材料來製造壁106與底部108。壁106支撐蓋組件114。可藉由真空泵116排空處理腔室102。
可將溫度受控之基板支撐組件120配置於處理腔室102中心。支撐組件120可在處理過程中支撐基板112。一實施例中，支撐組件120包括支撐基座122(由鋁製成)，支撐基座122可封圍至少一嵌入式加熱器103，嵌入式加熱器103用以可控制地加熱支撐組件120與置於支撐組件120上之基板112至預定溫度。一實施例中，取決於即將沉積之材料的沉積處理參數，支撐組件120可運作以維持基板112在約攝氏150度(℃)至約攝氏1,000度(℃)間之溫度下。一實施例中，在預處理(例如，退火處理)過程中，支撐組件可運作以維持基板112在約攝氏250度(℃)至約攝氏270度(℃)間之溫度下。一實施例中，在沉積處理過程中，支撐組件可運作以維持基板112在約攝氏350度(℃)至約攝氏400度(℃)間之溫度下。
支撐組件120可具有上支撐表面124與下表面126。上支撐表面124支撐基板112。下表面126可具有桿128與其耦接。桿128將支撐組件120耦接至舉升系統131，舉升系統131在升高之處理位置與下降之位置之間垂直地移動支撐組件120，下降之位置可促進基板傳送至與傳送離開處理腔室102。桿128額外地提供導管給淨化氣體以及支撐組件120與系統100之其餘部件間之電與溫度監控導線。波紋管130可耦接於桿128以及處理腔室102之底部108之間。波紋管130在處理容積110以及處理腔室102外之大氣之間提供真空密封，同時促進支撐組件120之垂直移動。
為了促進基板112之傳送，支撐基座122亦包括複數個開口133，舉升銷132通過開口而可移動地架設。舉升銷132可用以在第一位置與第二位置之間移動。第1圖所示之第一位置可讓基板112坐落於支撐基座122之上支撐表面124上。第二位置(未顯示)舉起基板112高於支撐基座122，以致可將基板112傳送至通過埠101到來之基板操作機器人。藉由連接至致動器136之可移動板134驅動舉升銷132之向上/向下移動。
支撐基座122可電接地，以致功率源138供應至氣體分配板組件141(位於蓋組件114與支撐基座122之間)或者位於腔室之蓋組件中或附近之其他電極的RF功率可激發支撐基座122與分配板組件141間之處理容積110中存在的氣體。來自功率源138之RF功率可經選擇，以符合基板112之尺寸好驅動化學氣相沉積處理。
支撐組件120更包括向心機構140，可用以相對垂直於支撐基座122之基板支撐面的垂直參照軸Z讓基板112朝向中心。向心機構140亦可在平行於支撐基座122之表面且相隔一距離處支撐基板112。向心機構140包括三或多個配置於支撐基座122之周邊的可移動向心指狀件或構件142，及置於指狀件142下方之相對板144。各個指狀件142透過軸146而樞軸旋轉地架設於支撐基座122上。相對板144與支撐基座122係可相對地移動，以致相對板144可接觸並樞軸旋轉分離位置中之指狀件142，並與向心位置或支撐位置中之指狀件142分隔。
一實施例中，相對板144係固定的，而支撐基座122與相對板144間之相對移動係因為支撐基座122之垂直移動。當沒有基板112配置於支撐基座122上時，指狀件142嚙合於支撐位置以支撐基板112(如第2A圖所示)。當基板112配置於支撐基座122上時，指狀件142在支撐組件120位於升高之位置時嚙合基板之周圍邊緣112以讓基板112朝向中心(如第1圖與第2B圖所示)，指狀件142在支撐組件120位於下降之位置時脫離基板之周圍邊緣112(如第2C圖所示)。向心機構140與其操作之進一步細節於後文中討論。
處理腔室102可額外地包括外圍之遮蔽框架150。遮蔽框架150係經配置以避免基板112邊緣、支撐組件120與向心機構140等處之沉積，以減少處理腔室102中之成片剝落與微粒污染。
蓋組件114提供處理容積110之上邊界。可移除或打開蓋組件114以檢修處理腔室102。一實施例中，蓋組件114可由鋁所製成。
蓋組件114可包括入口埠160，氣源104提供之處理氣體可經由入口埠160導入處理腔室102。氣體分配板組件141可耦接至蓋組件114之內側。氣體分配板組件141包括環形底板162，其具有位於中間之阻隔板164及面板(或噴頭)166。阻隔板164提供均勻的氣體分配至面板166之背側。來自入口埠160之處理氣體進入環形底板162與阻隔板164間部分界定之第一中空容積168，並接著流過複數個形成於阻隔板164中之通道170進入阻隔板164與面板166間之第二容積172。處理氣體接著由第二容積172通過複數個形成於面板166中之通道174進入處理容積110。透過絕緣材料176隔離面板166。環形底板162、阻隔板164與面板166可由不鏽鋼、鋁、電鍍鋁、鎳、或任何其他RF導電材料所構成。
功率源138施加射頻(RF)偏壓電位至環形底板162以促進在面板166與支撐基座122間產生電漿。功率源138可包括能夠在約13.56MHz下產生RF功率之高頻率RF功率源(「HFRF功率源」)或在約300kHz下產生RF功率之低頻率RF功率源(「LFRF功率源」)。LFRF功率源提供低頻率生產與固定匹配元件。HFRF功率源係經設計以搭配固定匹配而應用，並調控輸送至負載之功率，排除關於向前與反射功率之問題。
如第1圖所示，控制器180可接合並控制基板處理系統之不同部件。控制器180可包括中央處理單元(CPU)182、支援電路184與記憶體186。
藉由輸送裝置(可能為機器人或其他傳送機構)(未顯示)將基板112傳送至腔室102中之舉升銷132，並接著藉由向下移動舉升銷132而配置於支撐組件120之上支撐表面124上。如下所述，接著運作向心機構140以相對於參照軸Z讓基板112朝向中心。
一實施例中，一或多個溫度感測器190係經配置以監控基板112背側之溫度。一實施例中，一或多個溫度感測器190(例如，光纖溫度感測器)係耦接至控制器180以提供基板112背側之溫度分佈的公制數據。一實施例中，一或多個溫度感測器190提供之資料可反饋地用來控制嵌入式加熱器103之溫度。一實施例中，一或多個溫度感測器係配置於支撐基座中。
一實施例中，可透過一或多個連接至淨化氣源194之淨化氣體入口192提供淨化氣體至基板112之背側。流向基板112背側之淨化氣體有助於避免基板112由向心機構140支撐時，基板112背側上之沉積所造成的微粒污染。淨化氣體亦可作為溫度控制之一形式以冷卻基板112之背側。一實施例中，可依照一或多個溫度感測器190提供之資料來控制淨化氣體之流動。
第2A圖係第1圖之向心指狀件142在支撐位置中之一實施例的部分放大橫剖面圖。如第2A圖所示，支撐位置中，基板112坐落於向心指狀件142上。當坐落於向心指狀件142上時，基板112與支撐組件144之表面相隔距離「A」而配置。基板112與支撐基座122之上支撐表面124間之距離「A」係經選擇，以致不需改變加熱器103之設定溫度，基板112與加熱器103間之熱阻抗可在升高之基板112上產生不同於基板坐落於支撐組件122之上支撐表面124上時之溫度。不需改變加熱器103之設定溫度而改變基板112之溫度的能力可接連地執行處理步驟，而不需等待處理步驟間之加熱器提高溫度或降低溫度的耽誤時間。因而，導致基板處理時間的整體減少並相應地提高元件產量。
可由單一件或由多個元件部分之組合來形成向心指狀件142。用於指狀件142之材料可包括氮化鋁、氧化鋁、陶瓷材料與相似材料或其之組合，其的熱膨脹係數低且可抵抗腔室102中之處理環境。指狀件142透過軸146而樞軸旋轉地架設於自支撐基座122之下表面126突出之連接塊290上，且指狀件142通過支撐基座122之周圍區域中之狹縫292。指狀件142之上端部分294延伸高於支撐基座122之支撐表面124，以可釋放地接觸支撐基座122之支撐表面124。支撐基板112之支撐耳部298係配置於指狀件142之上端部分294上。基板支撐凹槽299係形成於支撐耳部298與上端部分294交叉處。指狀件142之下端部分296位置偏心於軸146。加重下端部分296以藉由重力作用偏置指狀件142至接觸支撐基座122之支撐表面124的位置。如圖所示，一實施例中，當指狀件142不接觸相對板144時(藉由移動支撐組件120向上而達成)，施加於下端部分296上之重力作用G因此造成指狀件142圍繞軸146而樞軸地轉動，以致上端部分294徑向向內移動以接觸支撐基座122之支撐表面124。如第3A圖與第3B圖進一步所述，三或多個指狀件242係沿著基板212週邊而均勻地分散並協調移動以支撐基板112。
第2B圖係描述一向心指狀件142於向心位置中之部分放大橫剖面圖。如第2B圖所示，一實施例中，當指狀件142不接觸相對板144時(藉由移動支撐組件120向上而達成)，施加於下端部分296上之重力作用G因此造成指狀件142圍繞軸146而樞軸地旋轉，以致上端部分294徑向向內移動以接觸並在朝向參照軸Z之方向中施加位移力量F於基板之周圍邊緣112。值得注意的是上端部分294之厚度可經設計而稍微高於基板112之頂表面。當上端部分294施加位移力量F時，可藉此避免基板之周圍邊緣112滑動於上端部分294上方。
為了釋放基板112，第2C圖係描述向心指狀件142在分離位置中之部分放大橫剖面圖。支撐基座122可向下移動以便推動指狀件142之下端部分296接觸且抵靠相對板144，相對板144抵銷作用於下端部分296之重力作用。因此，造成指狀件142在相反方向中樞軸地旋轉以致上端部分294移開而不接觸基板之周圍邊緣112。
如上方所述，向心機構140之結構因此藉由利用重力作用來偏置各個向心指狀件142而能夠自動地支撐基板112。支撐組件120上之向心指狀件142位置可取決於即將朝向中心之基板輪廓外形。
第3A圖係一實施例的簡化頂視圖，其中三個向心指狀件142可用來在與支撐基座122相隔一距離處支撐圓形基板112。三個向心指狀件142係均勻地圍繞中心為參照軸Z之圓形而分散。各個指狀件之各個支撐耳部298及上端部分294的組合形成支撐圓形基板112之邊緣的穴部。未顯示之其他實施例中，可以不同配置來設置更多的向心指狀件以支撐其他不同輪廓形狀的基板。
第3B圖係一實施例之簡化頂視圖，其中向心機構140利用三個向心指狀件讓基板112朝向中心。三個向心指狀件142係均勻地圍繞中心為參照軸Z之圓形而分散，而各個指狀件142能夠施加徑向位移力量F讓圓形基板112朝向中心。未顯示之其他實施例中，可以不同配置來設置更多的向心指狀件以讓其他不同輪廓形狀的基板朝向中心。
為了有效地讓基板112朝向中心，各個向心指狀件142亦需要施加足夠量的位移力量F以移動基板112，這係與加重(weighted)下端部分296所包含之質量相關。一實施方式中，包含之質量可在約10克至約500克間之範圍中。可執行不同方式而於下端部分296中包括適當質量，例如藉由形成較大尺寸的厚重下端部分296。
第4圖描述不同的實施例，其中較高質量密度的嵌入式固體材料402可用來形成向心指狀件242之加重下端部分296。舉例而言，在指狀件142中嵌入固體材料402之方法可包括在固體材料402周圍燒結用於製造指狀件142之陶瓷材料。固體材料402可為鉬或其他質量密度高於用於形成指狀件142之周圍材料的適當材料。加重下端部分296的尺寸受到限制之實施方式中，利用質量密度較高的嵌入式材料402可有效地提高加重下端部分296的重量而無須增加其之尺寸。
雖然上述實施例描述某些實施與運作向心機制的特定方式，但可想像有許多變化。舉例而言，描述於下文之替代實施例中，可以其他構造來完成各個向心指狀件。
第5A-5C圖係描述向心指狀件542之另一實施例的部分橫剖面圖。向心指狀件542透過軸546而樞軸旋轉地架設至托架543，托架543自支撐基座122之外邊界延伸出來。支撐基座122之支撐表面可小於基板112之表面積，以致配置於支撐基座122上之基板112的周圍部分係沒有支撐接觸。如同上述實施例，指狀件542包括當指狀件配置於向心位置時(如第5B圖所示)適以接觸基板之周圍邊緣112的上端部分594，及當指狀件542配置於支撐位置中時(如第5A圖所示)支撐基板之支撐耳部598。指狀件542更包括加重下端部分596，當指狀件542配置於支撐位置中時，加重下端部分596偏心於軸546以偏置指狀件542進入抵靠支撐基座122之表面的位置。當指狀件542配置於向心位置中時，加重下端部分596亦偏置指狀件542抵靠基板之周圍邊緣112。此外，指狀件542包括末端分叉590，其相對於軸546配置於下端部分596之對面，且配置於相對板544下方。如第5A圖所示，為了支撐基板112，向心指狀件542之下端部分596承受重力作用G，其偏置指狀件542並造成上端部分594接觸支撐基座122之表面。如第5B圖所示，為了讓基板112朝向中心，向心指狀件542之下端部分596承受重力作用G，其偏置指狀件542並造成上端部分594施加位移力量F於基板之周圍邊緣112上。
如第5C圖所示，為了自基板之周圍邊緣112或支撐基座122之表面分離上端部分594，可向上移動支撐組件120以致末端分叉590接觸相對板544。當支撐組件120相對於相對板544更向上移動時，可克服下端部分596上之重力作用而讓指狀件542圍繞軸546而旋轉以自基板之周圍邊緣112分離上端部分594。一實施例中，可在處理過程中朝向中心之後釋放指狀件542，因此可避免上端部分594上之不欲沉積，並減少因為指狀件542存在之處理不均勻性。值得注意的是可取代相對於相對板544而移動帶有指狀件542之支撐組件120，替代實施例可設計相對板544可相對於支撐組件120移動以接觸末端分叉590並造成自基板112分離上端部分594。
第6圖係描述向心指狀件642之另一變化實施例的部分橫剖面圖。如同先前實施例，向心指狀件642透過軸646而樞軸旋轉地架設於支撐基座122上。向心指狀件642包括上端部分694；支撐耳部698，適以支撐基板112；及加重下端部分696，偏心於軸646以在重力作用下偏置指狀件642。然而，與先前實施例不同的是，下端部分696相對於軸646之偏心性係設以偏置指狀件642進入自基板112分離上端部分694之位置。為了將向心指狀件642置於支撐位置中，耦接至伺服電動機或步進馬達652與控制器654之相對板650係受控地移動以與指狀件642交互作用。更明確地，相對板650向上移動以推動下端部分696，並造成指狀件642圍繞軸646而樞軸旋轉並離開偏置位置。控制器654自馬達652接收運作信號653，並因此發出控制信號至馬達652以控制馬達652之輸出。相對板650之受控向上移動範圍因此造成上端部分694之受控位移，以移動並支撐基板112。
向心指狀件642配置於向心位置之實施例中，支撐耳部698接觸基板之周圍邊緣112，而加重下端部分696在重力作用下自軸646偏心地移動以偏置指狀件642。
一實施例中，控制器654利用運作信號653來監控各個向心指狀件642讓基板朝向中心所施加之力量。一實施例中，運作信號653可為馬達652之扭矩。當運作信號653(例如，馬達652之扭矩)達到關鍵值時，可適當地讓基板朝向中心，而關鍵值代表施加至即將朝向中心之基板的力量達到預定量。控制器654接著停止馬達652以避免過度的朝向中心作用，因此可避免傷害基板。
為了自基板112分離上端部分694，相對板650向下移動，這造成指狀件642在施加於加重下端部分696的重力作用下回到偏置位置。
第7圖係描述向心指狀件742又一實施例之部分橫剖面圖。向心指狀件742構形成彈性件(例如，狹長陶瓷彈簧)，其具有第一端752，固定地架設於與支撐基座122分隔之框架748上；及第二端754，其通過支撐基座122中形成之開口756而延伸高於支撐基座122。第二端754包括支撐突出部758，以在向心指狀件742配置於支撐位置中時支撐基板112。一實施例中，為了相對於參照軸Z讓基板112朝向中心，偏置指狀件742以在朝向參照軸Z之方向中推動基板之周圍邊緣112。為了讓指狀件742不與基板112接觸，可控制地移動相對致動器760以與指狀件742交互作用。致動器760可接觸指狀件742，並推動指狀件742，因而讓指狀件742偏離其之偏置位置以離開基板112。
處理：
本文亦提供讓處理腔室中之基板朝向中心之方法。雖然係參照第2A-2C圖而描述，但應理解這些方法可適用於任何牽涉於加熱且讓基板朝向中心之處理系統。
一實施例中，提供一具有嵌入式加熱器103以及適以接收基板112之加熱支撐表面124的基板支撐組件120。提供複數個沿著中心為參照軸「Z」之圓圈而配置的向心件142，參照軸「Z」實質垂直於支撐表面124。各個向心件142包括設以接觸基板之周圍邊緣112的末端部分294，且末端部分294可朝向與遠離參照軸「Z」而徑向地移動。支撐耳部298係配置於末端部分294上且基板支撐凹槽299係形成於支撐耳部298與末端部分294之交叉處，用以在與基板支撐組件120之支撐表面124相隔距離「A」處支撐基板112。一實施例中，加熱支撐表面124與基板112間之距離「A」係經選擇，以致不須改變加熱器103之設定溫度，加熱支撐表面124與基板112間之熱阻抗可在基板112上產生不同的溫度。
一實施例中，基板112係配置於複數個向心件142各自之支撐耳部298上。一實施例中，各個複數個向心件142之各個支撐耳部298以及上端部分294之組合形成可支撐圓形基板112之邊緣的穴部，而基板112係配置於穴部中。
一實施例中，在基板112之第一處理溫度下於基板112上執行預處理。一實施例中，預處理為退火處理。一實施例中，在約250 ℃與約270 ℃間之基板溫度下執行退火處理。
一實施例中，在預處理之後，自支撐耳部298移除基板112。移動各個向心件142之末端部分294徑向向外與遠離參照軸「Z」。基板112係置於基板支撐組件120上，其中基板112與向心件142並不接觸。移動各個向心件142之末端部分294徑向向內以接觸基板之周圍邊緣112好讓基板112朝向中心。利用向心件142之末端部分294讓基板112朝向中心。
一實施例中，讓基板112朝向中心之後，在基板之第二處理溫度下於基板112上執行沉積處理，其中第一處理溫度不同於第二處理溫度。一實施例中，第二處理溫度在約350 ℃與約400 ℃之間。
一實施例中，預處理與沉積處理兩者之加熱器103設定溫度係相同的。一實施例中，加熱器103設定溫度與沉積處理之溫度係相同的。一實施例中，加熱器103設定溫度在約350 ℃與約400 ℃之間。
雖然上述係針對本發明之實施例，但可在不悖離本發明之基本範圍下設計出本發明之其他與更多實施例，而本發明之範圍係由下方之申請專利範圍所界定。
100．．．PECVD系統
101．．．埠
102．．．處理腔室
103．．．嵌入式加熱器
104．．．氣源
106．．．壁
108．．．底部
110．．．處理容積
112．．．基板
114．．．蓋組件
116．．．真空泵
120．．．支撐組件
122．．．支撐基座
124．．．上支撐表面
126．．．下表面
128．．．桿
130．．．波紋管
131．．．舉升系統
132．．．舉升銷
133、756．．．開口
134．．．可移動板
136、760．．．致動器
138．．．功率源
140．．．向心機構
141．．．氣體分配板組件
142、542、642、742．．．向心指狀件
144、544、650．．．相對板
146、546、646．．．軸
150．．．遮蔽框架
160．．．入口埠
162．．．環形底板
164．．．阻隔板
166．．．噴頭
168．．．第一中空容積
170、174．．．通道
172．．．第二容積
176．．．絕緣材料
180、654．．．控制器
182．．．中央處理單元
184．．．支援電路
186．．．記憶體
190．．．溫度感測器
192．．．淨化氣體入口
194．．．淨化氣源
290．．．連接塊
292．．．狹縫
294、594、694．．．上端部分
296、596、696．．．下端部分
298、598、698．．．支撐耳部
299．．．基板支撐凹槽
402．．．嵌入式固體材料
543．．．托架
590．．．末端分叉
652．．．步進馬達
653．．．運作信號
748．．．框架
752．．．第一端
754．．．第二端
758．．．支撐突出部
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，因為本發明可允許其他等效實施例。
第1圖係根據本文所述實施例之PECVD系統之一實施例的示意橫剖面圖；
第2A圖係第1圖之向心指狀件配置於支撐位置之一實施例的部分放大橫剖面圖；
第2B圖係第1圖之向心指狀件配置於向心位置之一實施例的部分放大橫剖面圖；
第2C圖係第1圖之向心指狀件配置於分離位置之一實施例的部分放大橫剖面圖；
第3A圖係利用三個向心指狀件來支撐基板之向心機構之一實施例的簡化頂視圖；
第3B圖係利用三個向心指狀件來讓基板朝向中心之向心機構之一實施例的簡化頂視圖；
第4圖係顯示具有偏心式加重部分之向心指狀件之一實施例的橫剖面圖；
第5A圖係描述向心指狀件配置於支撐位置之一實施例的部分橫剖面圖；
第5B圖係描述向心指狀件配置於向心位置之一實施例的部分橫剖面圖；
第5C圖係描述向心指狀件配置於分離位置之一實施例的部分橫剖面圖；
第6圖係描述向心指狀件之一實施例的部分橫剖面圖；及
第7圖係描述向心指狀件之一實施例的部分橫剖面圖。
為了促進理解，盡可能應用相同的元件符號來標示圖中相同的元件。預期一實施例揭露之元件與特徵可有利地用於其他實施例而不需特別詳述。
112．．．基板
120．．．支撐組件
122．．．支撐基座
142．．．向心指狀件
144．．．相對板
146．．．軸
290．．．連接塊
292．．．狹縫
294．．．上端部分
296．．．下端部分
298．．．支撐耳部

Claims (25)

  1. 一種配置一處理腔室中之一基板的設備，包括：一溫度受控之基板支撐組件，具有一適以接收該基板之支撐表面；及複數個向心件，用以在平行於該支撐表面且相隔一距離處支撐該基板，並用以相對一實質垂直於該支撐表面之參照軸讓該基板朝向中心，其中該複數個向心件係沿著該支撐表面之一周邊而可移動地配置，且該複數個向心件各自包括：一第一末端部分，用以接觸或支撐該基板之一周圍邊緣，該第一末端部分包括：一上端部分，延伸高於該基板支撐組件之支撐表面以可釋放地接觸該基板之周圍邊緣；一支撐耳部，配置於該上端部分上；及一基板支撐凹槽，由該支撐耳部與該上端部分之交叉所形成，用以支撐該基板，其中該第一末端部分係可在一第一位置與一第二位置之間移動，自該第一位置移動至該第二位置造成該向心件釋放該基板之周圍邊緣，而自該第二位置移動至該第一位置造成該向心件在一朝向該參照軸之方向中推動該基板或者配置該向心件以支撐該基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該基板支撐 組件封圍至少一嵌入式加熱器，該至少一嵌入式加熱器用以可控制地加熱該基板支撐組件以及配置於該基板支撐組件上之基板至一預定溫度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，更包括一外圍之遮蔽框架，其經配置以避免該基板之周圍邊緣、該支撐組件與該複數個向心件上之沉積，以降低該處理腔室中之成片剝落與微粒污染。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之設備，更包括：一光纖溫度感測器，用以提供該基板之背側的溫度分佈的公制數據。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該光纖溫度感測器係設置於該基板支撐組件中。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之設備，更包括：一或多個淨化氣體入口，與一淨化氣源耦接以供應淨化氣體至該基板之一背側，以在該基板由該向心件支撐時避免該基板之背側上之沉積所造成的微粒污染。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該一或多個淨化氣體入口係設置於該基板支撐組件中。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之設備，更包括一相對件，用以與該複數個向心件各自交互作用以移動該第一末端部分。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該複數個向心件各自透過一軸而樞軸旋轉地架設於該基板支撐組件上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該相對件係設以移動該複數個向心件各自之第一末端部分朝向該第二位置，而該複數個向心件各自獨立地偏向該第一位置，而來自該複數個向心件之偏置力量之組合可相對於該參照軸讓該基板朝向中心。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之設備，其中該些向心件各自更包括：一偏心於該軸之加重部分，其中該第一末端部分與該加重部分係配置於該軸之相對側，且該加重部分係設以偏置該向心件進入該第一位置。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之設備，其中該相對件包括一耦接至一馬達之可移動件。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之設備，更包括一控制 器，設以監控該馬達之一運作信號，其中該相對件係設以移動該複數個向心件各自之第一末端部分朝向該第一位置，而該控制器係設以藉由監控該馬達之運作信號來確定該朝向中心作用之結束時間點。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該些向心件各自係由一包括下列之材料所構成：陶瓷材料、氮化鋁、氧化鋁、鋁、與上述之組合。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該複數個向心件各自之支撐耳部形成一基板接收穴部，以支撐該基板。
  16. 一種讓一處理腔室中之一基板朝向中心的方法，包括：提供一基板支撐件，該基板支撐件具有一嵌入式加熱器以及一適以接收一基板之加熱支撐表面；提供複數個向心件，該複數個向心件沿著一中心為一實質垂直於該支撐表面之參照軸的圓形而配置，各個向心件包括：一末端部分，設以接觸該基板之一周圍邊緣，且該末端部分係可朝向與遠離該參照軸而徑向地移動；一支撐耳部，設置於該末端部分上；及一基板支撐凹槽，形成於該支撐耳部與該末端部 分之交叉處，用以在與該基板支撐組件之支撐表面相隔一距離處支撐該基板；將該基板配置於該複數個向心件各自之支撐耳部上；在該基板之一第一處理溫度下，於該基板上執行一預處理；自該支撐耳部移除該基板；移動各個向心件之末端部分徑向向外並遠離該參照軸；將該基板配置於該基板支撐件上，其中該基板與該些向心件並不接觸；移動各個向心件之末端部分徑向向內，以接觸該基板之一周圍邊緣好讓該基板朝向中心；以該些向心件之末端部分來配置該基板；及在該基板之一第二處理溫度下，於該基板上執行一沉積處理，其中該第一處理溫度係不同於該第二處理溫度。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該加熱支撐表面與該基板間之距離係經選擇，以致不須改變該加熱器之一設定溫度，該加熱支撐表面與該基板間之熱阻抗可在該基板上產生一不同的溫度。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該預處理與該沉積處理兩者中之該加熱器設定溫度係相同的。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該基板之第一處理溫度係在約250℃與約270℃之間，而該基板之第二處理溫度係在約350℃與約400℃之間。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中移動各個向心件之末端部分的步驟包括圍繞一架設於該基板支撐件上之軸而樞軸地旋轉各個該些向心件。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中移動各個向心件之末端部分徑向向內的步驟包括釋放一偏心地耦接至該向心件之加重部分，而移動各個向心件之末端部分徑向向外的步驟包括以一相對件舉起該加重部分。
  22. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中移動各個向心件之末端部分徑向向內的步驟包括利用一相對件讓該向心件自該軸樞軸地旋轉，而移動各個向心件之末端部分徑向向外的步驟包括自該相對件釋放該向心件。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中移動各個向心件之末端部分的步驟更包括：監控一驅動該相對件之馬達的一運作信號，其中該運作信號對應於自該向心件施加至該基板之一向心力量；及 當該向心力量達到一關鍵值時，停止該相對件。
  24. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該些向心件各自包括一徑向偏向該參照軸之彈性件，而移動各個向心件之末端部分徑向向外的步驟包括利用一相對件推動該彈性件，而移動各個向心件之末端部分徑向向內的步驟包括自該相對件釋放該向心件。
  25. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中讓該向心件樞軸地選轉的步驟包括以一相對件與該些向心件交互作用。
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