TWI523131B - 具共享真空泵的雙腔室處理系統 - Google Patents

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Description

具共享真空泵的雙腔室處理系統
本發明之實施例係大致上關於基材處理系統，並且尤其關於用在雙腔室處理系統的方法與設備。
處理系統，諸如具有多個製程腔室位在一共享傳送腔室上的群集工具，係用來降低系統與製造成本且改善製程產能。然而，傳統之製程腔室係獨立地被配備有需要促進製程腔室中特定製程之執行的製程來源。這樣的系統在擁有及操作上是昂貴的。
所以，本案發明人已經發展出一系統，該系統中可藉由在多個製程腔室之間共享資源來進一步地降低系統成本。詳細地說，本案發明人已經發展出一具有共享資源(例如共享真空泵、共享氣體面板、或諸如此類者)之雙腔室處理系統，以降低系統與基材製造成本。不幸地，由於共享的腔室資源，本案發明人已經進一步發現到特定的腔室製程(諸如雙腔室處理系統之第一製程腔室的抽低壓力(pumping down)、排空(venting)、或循環地淨化(cyclically purging))會取決於雙腔室處理系統之第二製程腔室的條件。
因此，本案發明人係提供了使用共享腔室資源在雙腔室處理系統之各個腔室中執行腔室製程的方法。
本發明揭示用於具有共享真空泵之雙腔室處理系統之方法與設備。在一些實施例中，一種雙腔室處理系統可包括：一第一製程腔室，該第一製程腔室具有一第一真空泵以維持該第一製程腔室之一第一處理空間中之一第一操作壓力，其中可藉由一設置在該第一處理空間與該第一真空泵之低壓側之間的第一閘閥來將該第一處理空間選擇性地分隔；一第二製程腔室，該第二製程腔室具有一第二真空泵以維持該第二製程腔室之一第二處理空間中之一第二操作壓力，其中可藉由一設置在該第二處理空間與該第二真空泵之低壓側之間的第二閘閥來將該第二處理空間選擇性地分隔；及一共享真空泵，該共享真空泵耦接到該第一與第二處理空間，以在開啟該第一與第二閘閥之前降低各個處理空間中之壓力到低於一臨界壓力位準，其中該共享真空泵可與該第一製程腔室、該第二製程腔室、該第一真空泵、或該第二真空泵之任一者選擇性地分隔。在一些實施例中，該雙腔室處理系統更包括：一共享氣體面板，該共享氣體面板耦接到該第一製程腔室與該第二製程腔室之各者，以提供一或多個製程氣體到該第一與第二製程腔室。
在一些實施例中，一種降低一雙腔室處理系統之各個腔室中之壓力到一期望操作壓力的方法可包括以下步驟：使用一共享真空泵，降低一雙腔室處理系統之一第一製程腔室之一第一處理空間之壓力到低於一臨界壓力位準，該共享真空泵耦接到該第一處理空間與該雙腔室處理系統之一第二製程腔室之一第二處理空間，其中該第二處理空間係與該第一處理空間及該共享真空泵分隔；在該第一處理空間與該共享真空泵分隔之後，使用一耦接到該第一處理空間之第一真空泵，從低於該臨界壓力位準降低該第一處理空間中之壓力到一第一操作壓力；在將具有低於該臨界壓力位準之壓力之該第一處理空間與該共享真空泵分隔之後，開放該第二處理空間到該共享真空泵；使用該共享真空泵，降低該第二製程腔室之該第二處理空間到低於該臨界壓力位準；及在該第二處理空間與該共享真空泵分隔之後，使用一耦接到該第二處理空間之第二真空泵，從低於該臨界壓力位準降低該第二處理空間中之壓力到一第二操作壓力。
以下將敘述本發明之其他與進一步實施例。
本文係揭示用於雙腔室處理系統之方法與設備。所發明之雙腔室處理系統係有利地結合多個資源(例如共享真空泵、共享氣體面板、或諸如此類者)，以降低系統成本，同時維持雙腔室處理系統之各個腔室中的處理品質。又，當共享資源被用在雙腔室處理系統之各個腔室之間時，所發明之方法係有利地控制腔室製程(諸如降低壓力、排空、淨化、或諸如此類者)的操作。
本文揭示之雙腔室處理系統可以是群集工具(群集工具具有一些雙腔室處理系統與群集工具耦接)之部分，諸如第1圖繪示之處理系統100。參照第1圖，在一些實施例中，處理系統100可大致上包含一真空密封處理平台104、一工廠界面102、一或多個雙腔室處理系統101、103、105、及一系統控制器144。可根據本文提供之教示進行適當變更之處理系統的實例係包括整合處理系統、系列之處理系統的其中一者(諸如GTTM)、ADVANTEDGETM處理系統、或可從美國加州之聖大克勞拉市獲得之其他適當之處理系統。可設想出的是，其他處理系統(包括來自其他製造業者的處理系統)可經調適而受益自本發明。雙腔室處理系統之另一實例係被描述在西元2010年4月30日由Ming Xu等人提出申請且發明名稱為“Twin Chamber Processing System”之美國臨時專利申請案號61/330,156中。
平台104包括一或多個雙腔室處理系統101、103、105(第1圖顯示三個)，其中各個雙腔室處理系統包括兩個製程腔室(例如110與111、112與132、及120與128)。平台更包括至少一負載閉鎖腔室122(第1圖顯示兩個)，負載閉鎖腔室122耦接到一真空基材傳送腔室136。工廠界面102經由負載閉鎖腔室122耦接到傳送腔室136。
各個雙腔室處理系統101、103、105包括獨立處理空間，該些獨立處理空間彼此分隔。各個雙腔室處理系統101、103、105可設以在雙腔室處理系統之各個製程腔室之間共享資源(例如製程氣體供應器、真空泵、或諸如此類者)，如以下所討論及如第2圖所示。
工廠界面102可包含至少一停靠站108與至少一工廠界面機器人114(第1圖顯示兩個)，以促進基材的傳送。停靠站108可設以接收一或多個前開式整合艙(FOUPs)106A-B(第1圖顯示兩個)。工廠界面機器人114可包含一葉片116，葉片116設置在機器人114之一端上且設以將基材從工廠界面102傳送到處理平台104，以為了經由負載閉鎖腔室122來進行處理。可選地，一或多個度量站118可連接到工廠界面102之一終端126，以促進來自FOUPs 106A-B之基材的量測。
各個負載閉鎖腔室122可包括一耦接到工廠界面102之第一埠123以及一耦接到傳送腔室136之第二埠125。負載閉鎖腔室122可耦接到一壓力控制系統(未示出)，壓力控制系統可抽低壓力且排空負載閉鎖腔室122，以促進基材在傳送腔室136的真空環境與工廠界面102的實質外界(例如大氣)環境之間的通過。
傳送腔室136具有一真空機器人130設置在傳送腔室136中。真空機器人130可具有一或多個傳送葉片134(第1圖顯示兩個)耦接到一可移動臂131。舉例而言，在雙腔室處理系統耦接到傳送腔室136的一些實施例中(如圖所示)，真空機器人130可具有兩平行葉片134，葉片134係經設以使得真空機器人130可同時地傳送兩基材124、126在負載閉鎖腔室122與雙腔室處理系統的製程腔室(例如雙腔室處理系統101的製程腔室110、111)之間。
各個雙腔室處理系統101、103、105的製程腔室110、111或、112、132或120、128可以是用在基材處理之任何類型之製程腔室，諸如蝕刻腔室、沉積腔室、或諸如此類者。在一些實施例中，各個雙腔室處理系統(例如雙腔室處理系統101)之製程腔室(例如製程腔室110、111)係設以用於同樣功能(例如蝕刻)。舉例而言，在雙腔室處理系統之各個製程腔室是蝕刻腔室的實施例中，各個製程腔室可包括一電漿源，例如一感應式或電容式耦合電漿源、一遠端電漿源、或諸如此類者。又，雙腔室處理系統之各個製程腔室可使用含鹵素氣體(例如由一共享氣體面板來提供，如以下所討論)來蝕刻設置在製程腔室中的基材(例如基材124、126)。含鹵素氣體之實例包括溴化氫(HBr)、氯(Cl2)、四氟化碳(CF4)、及諸如此類者。舉例而言，在蝕刻基材124、126之後，含鹵素殘餘物可能殘留在基材表面上。可藉由在負載閉鎖腔式122中的熱處理製程或藉由其他適當方式來移除含鹵素殘餘物。
第2圖繪示根據本發明之一些實施例之雙腔室處理系統(例如雙腔室處理系統101)的側視圖。雙腔室處理系統101包括製程腔室110、111，其中製程腔室110、111係共享資源(例如共享真空泵202與共享氣體面板204)，如第2圖所示。在一些實施例中，耦接到處理系統100之各個雙腔室處理系統係能夠以類似方式來設置。
製程腔室110(例如第一製程腔室)具有一第一處理空間208，第一處理空間208包括設置在第一處理空間208中的第一基材支撐件以支撐第一基材(未示出)。製程腔室110更包括一第一真空泵206，第一真空泵206用以維持第一處理空間208中的第一操作壓力。第一真空泵206可以是例如渦輪分子泵或諸如此類者。第一真空泵206可包括一鄰近第一處理空間208之低壓側205以及一高壓側207，高壓側207可選擇性地耦接到共享真空泵202，如以下所討論。第一真空泵206可藉由一第一閘閥210而與第一處理空間208選擇性地分隔，其中第一閘閥210設置在第一處理空間208與第一真空泵206之間(例如鄰近第一真空泵206之低壓側205)。
雙腔室處理系統101之製程腔室111(例如第二製程腔室)包括一第二處理空間214，第二處理空間214具有設置在第二處理空間214中的第二基材支撐件以支撐第二基材。製程腔室111更包括一第二真空泵212，第二真空泵212用以維持第二處理空間214中的第二操作壓力。第二真空泵212可以是例如渦輪分子泵或諸如此類者。第二真空泵212可包括一鄰近第二處理空間214之低壓側211以及一高壓側213，高壓側213可選擇性地耦接到共享真空泵202，如以下所討論。第二真空泵212可藉由一第二閘閥216而與第二處理空間214選擇性地分隔，其中第二閘閥216設置在第二處理空間214與第二真空泵212之間(例如鄰近第二真空泵212之低壓側211)。
第一與第二處理空間208、214可以彼此分隔，以促進在各自製程腔室110、111中之基材的實質上獨立處理。雙腔室處理系統內之該些製程腔室之分隔處理空間可有利地減少或消除由於處理期間多基材處理系統(其中該些處理空間係流體地耦接)而引起的處理問題。然而，雙腔室處理系統可更有利地利用共享資源，共享資源可促進減少的系統佔據區域(system footprint)、硬體花費、公用設施的使用和成本、維護、及諸如此類者，同時可造成更高的基材產能。舉例而言，共享硬體可包括一或多個製程前線與粗抽泵、AC分佈與DC功率供應器、冷卻水分佈、冷卻器、多通道熱控制器、氣體面板、控制器、及諸如此類者。
共享真空泵202可耦接到第一與第二處理空間208、214或第一與第二真空泵206、212之任一者，並且選擇性地與第一與第二處理空間208、214或第一與第二真空泵206、212分隔。舉例而言，共享真空泵202可耦接到第一與第二處理空間208、214，以在開啟第一與第二閘閥210、216之前降低各個處理空間中之壓力到低於一臨界壓力位準。例如，臨界壓力位準可以是比各自由第一與第二真空泵206、212所提供之第一與第二操作壓力之任一者更高的壓力。然而，臨界壓力位準是必要的，以為了使第一與第二真空泵206、212開始操作。
共享真空泵202可藉由一第一粗抽閥218(第一粗抽閥218設置在第一處理空間208與共享真空泵202之間)選擇性地耦接到第一處理空間208，同時繞過(bypass)第一真空泵206。舉例而言且如以下方法中所討論，第一真空泵206可藉由第一閘閥210與第一處理空間208分隔，同時第一處理空間208之壓力被降低到低於例如適於第一真空泵206操作的臨界壓力位準。以下亦討論了可繞過第一真空泵206的額外實施例。
同樣地，共享真空泵202可藉由一第二粗抽閥220(第二粗抽閥220設置在第二處理空間214與共享真空泵202之間)選擇性地耦接到第二處理空間214，同時繞過第二真空泵212。舉例而言且如以下方法中所討論，第二真空泵212可藉由第二閘閥216與第二處理空間214分隔，同時第二處理空間214之壓力被降低到低於例如適於第二真空泵212操作的臨界壓力位準。以下亦討論了可繞過第二真空泵212的額外方法實施例。
共享真空泵202可藉由一第一分隔閥222選擇性地耦接到第一真空泵206。舉例而言，第一分隔閥222可設置在第一真空泵206之高壓側207與共享真空泵202之間。在一些實施例中，例如當第一真空泵206在操作時，第一分隔閥是開啟的，以容許氣體或諸如此類者藉由第一真空泵206從第一處理空間208移除，而從第一真空泵206之高壓側207排出到共享真空泵202。
同樣地，共享真空泵202可藉由一第二分隔閥224選擇性地耦接到第二真空泵212。舉例而言，第二分隔閥224可設置在第二真空泵212之高壓側213與共享真空泵202之間。在一些實施例中，例如當第二真空泵212在操作時，第二分隔閥是開啟的，以容許氣體或諸如此類者藉由第二真空泵212從第二處理空間214移除，而從第二真空泵212之高壓側213排出到共享真空泵202。
共享氣體面板204可耦接到製程腔室110、111之各者，以提供一或多個製程氣體到第一與第二處理空間208、214。舉例而言，共享氣體面板可包括一或多個氣體源(未示出)，例如可藉由一或多個流動控制器(諸如質流控制器、流量比例控制器、或諸如此類者)從各個氣體源將一氣體以計量方式流出到各個製程腔室。可獨立地提供各個氣體源到各個處理空間，或可同時地提供各個氣體源到此兩處理空間，以例如在此兩製程腔室110、111中同時地執行相同製程。如在此所使用，同時地意謂著此兩處理空間中所執行的製程係至少部分地重疊、在兩基材被輸送到此兩處理空間之後開始、及在任一基材從此兩處理空間之任一者移除之前結束。
一第一三向閥226可設置在共享氣體面板204與製程腔室110之第一處理空間208之間，以提供來自共享氣體面板204之製程氣體到第一處理空間208。舉例而言，製程氣體可在第一噴頭228處或在用以提供製程氣體到製程腔室之任何適當氣體入口處進入製程腔室110。又，第一三向閥226可將來自共享氣體面板204之製程氣體轉向(例如繞過第一處理空間208)到一耦接到共享真空泵202之前線導管230內。又，如圖所示，前線導管230可將共享真空泵202耦接到第一真空泵206之高壓側207，並且將共享真空泵202直接地耦接到第一處理空間208。
第一噴頭228可包括一具有第一RF功率源229與電極耦接之電極，以例如為了在第一處理空間208中從製程氣體引發一電漿。或者，第一RF功率源229可耦接到一和第一噴頭228分離之電極(未示出)或耦接到一或多個設置在第一處理空間208外面之感應線圈(未示出)。
一第二三向閥232可設置在共享氣體面板204與製程腔室111之第二處理空間214之間，以提供來自共享氣體面板204之製程氣體到第二處理空間214。舉例而言，製程氣體可在第二噴頭234處或在用以提供製程氣體到製程腔室之任何適當氣體入口處進入製程腔室111。又，第二三向閥232可將來自共享氣體面板204之製程氣體轉向(例如繞過第二處理空間214)到一耦接到共享真空泵202之前線導管230內。又，如圖所示，前線導管230可將共享真空泵202耦接到第二真空泵212之高壓側213，並且將共享真空泵202直接地耦接到第二處理空間214。
第二噴頭234可包括一具有第二RF功率源235與電極耦接之電極，以例如為了在第二處理空間214中從製程氣體引發一電漿。或者，第二RF功率源235可耦接到一和第二噴頭234分離之電極(未示出)或耦接到一或多個設置在第二處理空間214外面之感應線圈(未示出)。
藉由例如一用以偵測製程腔室110中之製程終點的第一終點偵測器236以及一用以偵測製程腔室111中之製程終點的第二終點偵測器238來偵測，第一與第二三向閥226、232可操作以回應於製程終點。舉例而言，一控制器(諸如系統控制器144，或耦接到雙腔室處理系統101之一或多個構件的個別控制器(未示出))可設以，在製程腔室110中達到製程終點時接收來自第一終點偵測器236之第一訊號，且若未達到製程腔室111內運行之製程的製程終點時指示第一三向閥226將製程氣體轉向到前線導管230內。例如，儘管可在各個製程腔室110、111中起初地同步化一製程，由於例如在各個製程腔室110、111中所處理之基材、基材溫度、電漿密度或通量、或諸如此類者的小變化，此製程可在各個製程腔室110、111中終止在不同的時間點。同樣地，控制器可設以，在製程腔室111中達到製程終點時接收來自第二終點偵測器238之第二訊號，且若未達到製程腔室110內運行之製程的製程終點時指示第二三向閥232將製程氣體轉向到前線導管230內。
或者且例如，控制器一旦接收了來自第一偵測器236之訊號(其中製程腔室110中基材上所執行的製程已經達到製程終點)，控制器可關掉到RF功率源229之功率，以終止第一處理空間208中的電漿。又，當達到製程終點時，在RF功率源229被關掉之後，製程氣體可持續流動到第一處理空間208內，而非由三向閥226來轉向。可於一旦接收來自第二終點偵測器238之第二訊號時在製程腔室111中執行一類似的替代性實施例。再者，若接收到來自第一或第二終點偵測器236、238之任一者的一訊號，在一些實施例中，控制器可終止此兩腔室中的製程，而不管是否皆偵測到此兩腔室中的製程終點。舉例而言，若接收到來自第一終點偵測器236之第一訊號(其中已經達到了製程腔室110中的製程終點)，控制器可皆終止此兩腔室110、111中之製程，即使尚未接收到來自第二終點偵測器238之第二訊號。或者，若已經接收到指示在製程腔室110中達到製程終點之第一訊號，控制器可不在製程腔室110、111之任一者中採取任何行動，直到接收到指示也在製程腔室111中達到製程終點之第二訊號。
或者，一製程不需要在製程腔室110、111兩者中精確地被同步化，並且可例如在基材已經達到適當製程溫度或另一類似製程條件時在各個腔室中開始。因此，在從腔室110、111移除基材之前或在開始一進一步處理步驟之前，當在一給定腔室中達到製程終點時，製程氣體係被三向閥轉向到前線導管230內，直到相鄰腔室中達到了製程終點。
共享氣體面板可進一步提供用以淨化製程腔室110、111之氣體。舉例而言，一排空線240可直接(如圖所示)選擇性地耦接到第一與第二處理空間208、214之各者。舉例而言，淨化氣體可包括氮(N2)、氬(Ar)、氦(He)、或諸如此類者。可經由一第一淨化閥242選擇性地提供淨化氣體到第一處理空間208，其中該第一淨化閥242設置在共享氣體面板204與第一處理空間208之間。同樣地，可經由一第二淨化閥244選擇性地提供淨化氣體到第二處理空間214，其中該第二淨化閥244設置在共享氣體面板204與第二處理空間214之間。又，在淨化氣體用來排空各個製程腔室110、111到大氣的應用中，可提供一排空口(未示出)(例如閥或諸如此類者)於各個腔室110、111，以致可將各個腔室110、111獨立於另一腔室排空到大氣。
返回第1圖，系統控制器144耦接到處理系統100。可使用系統100之製程腔室110、111、112、132、128的直接控制，或可藉由控制涉及製程腔室110、111、112、132、128與/或各個雙腔室處理系統101、103、105與系統之個別控制器(未示出)，而使系統控制器144來控制系統100之操作。在操作中，系統控制器144係致使來自各自腔室與系統控制器144的資料收集與回饋，以將系統100的效能予以最佳化。
系統控制器144大致上包括一中央處理單元(CPU)138、一記憶體140、與支援電路142。CPU 138可以是用在工業設備中之任何形式之通用目的電腦處理器之一者。支援電路142係傳統地耦接到CPU 138，並且可包含快取、時脈電路、輸入/輸出子系統、功率供應器、及諸如此類者。諸如以下所述之當由CPU 138執行時用以控制一或多個腔室製程(諸如降低壓力、排空、或淨化雙腔室處理系統之各個腔室)之方法300、400或500的軟體常式係將CPU 138轉變成一專用目的電腦(控制器)144。軟體常式也可被一距離在系統100之遠端的第二控制器(未示出)來儲存與/或執行。
參照第2圖之雙腔室處理系統101，用以控制雙腔室處理系統之製程腔室之各種腔室製程之方法300、400或500係各自被繪示在第3-5圖中並被描述在下文。
第3圖係繪示根據本發明之一些實施例之用以降低雙腔室處理系統之各個腔室中之壓力之方法的流程圖。舉例而言，由於第一與第二處理空間208、214係共享一共用真空泵(例如共享真空泵202)，各個處理空間可在抽低壓力期間選擇性地與共享真空泵分隔，以例如避免回流會流到另一處理空間內(若此另一處理空間是位在較低壓力)。
因此，用以降低雙腔室處理系統101之各個腔室110、111中之壓力的方法300係開始於302，302是藉由使用共享真空泵202來降低製程腔室110之第一處理空間208中之壓力到低於臨界壓力位準，同時製程腔室111之第二處理空間214係與共享真空泵202分隔。舉例而言，在302，第一與第二閘閥210、216以及第二粗抽閥220和第二分隔閥224可以是關閉的。第一粗抽閥218與第一分隔閥222可以是開啟的，以例如容許共享真空泵202降低第一處理空間208中之壓力與第一真空泵206中之壓力到低於臨界壓力位準。又，在302，第一與第二真空泵206、212可以是關掉的。
在304，且在第一處理空間208中之壓力低於臨界壓力位準之後，第一粗抽閥218係被關閉，以將第一處理空間208與共享真空泵202分隔。其次，第一真空泵206可被啟動，並且第一閘閥210可被開啟，以使用第一真空泵206來降低第一處理空間208中之壓力到第一操作壓力。
在306，在當第一處理空間208具有低於臨界壓力位準之壓力時藉由關閉第一粗抽閥218將第一處理空間208與共享真空泵202分隔之後，第二處理空間214可被開放到共享真空泵202。舉例而言，第二粗抽閥220可被開啟，以降低第二處理空間214中之壓力到低於臨界壓力位準。又，在開啟第二閘閥216與啟動第二真空泵212之前，第二分隔閥224可被開啟，以降低第二真空泵212中之壓力到低於臨界壓力位準。
在308，在第二處理空間214中之壓力低於臨界壓力位準之後，第二粗抽閥220係被關閉，以將第二處理空間214與共享真空泵202分隔。其次，在310，藉由啟動第二真空泵212與開啟第二第二閘閥216，第二處理空間214中之壓力可從低於臨界壓力位準被降低到第二操作壓力。
一旦在310完成了降低第二處理空間中之壓力到第二操作壓力，製程腔室110、111可位於操作壓力且準備在各個製程腔室110、111中所設置之基材上執行一製程(例如蝕刻製程)。在一些實施例中，當最後的腔室已經達到期望之操作壓力時，此些製程可被同步化，以致製程開始於腔室110、111兩者。或者，只要一達到期望之操作壓力(即使該期望之操作壓力是在另一製程腔室達到期望操作壓力之前)，製程可開始於任一製程腔室。如以上所討論，當製程腔室110達到製程終點時，在製程期間由氣體面板提供到製程腔室110之製程氣體可被轉向到前線導管230，同時等待製程腔室111達到製程終點。
從雙腔室處理系統101之製程腔室110、111兩者位於操作壓力(例如期望之操作壓力)的條件，此些腔室之任一者或兩者可被排空到大氣或被淨化，例如週期性地被淨化，如以下在方法400與500中所討論(例如於此些製程腔室中在完成了一製程之後且在執行一後續製程之前)。或者，製程腔室110、111不需要位在操作壓力，並且可以位在另一壓力(諸如低於臨界壓力位準或在大氣)。然而，方法400、500係在下文說明地被討論開始於製程腔室110、111是位在操作壓力時。
第4圖係繪示根據本發明之一些實施例之用以排空雙腔室處理系統之各個腔室之方法的流程圖。方法400開始於402，402是藉由將具有第一操作壓力之製程腔室110之第一處理空間208與第一真空泵206之低壓側205分隔(例如藉由關閉第一閘閥210)。在第一閘閥210被關閉之後，第一真空泵206可被閒置。
在404，且在第一閘閥210被關閉及第一真空泵206被閒置之後，可將第一真空泵206之高壓側207與共享真空泵202分隔。舉例而言，藉由關閉第一分隔閥222(第一分隔閥222係將第一真空泵206之高壓側207耦接到前線導管230)，高壓側207可與共享真空泵202分隔。
在406，藉由提供來自共享氣體面板204之一淨化氣體，第一處理空間208中之壓力可從第一操作壓力被增加。舉例而言，在先前步驟中第一閘閥210已經被關閉、第一真空泵206已經被閒置、及第一分隔閥222已經被關閉之後，第一淨化閥242可被開啟。第一閘閥210可維持關閉的，並且淨化氣體可經由排空線240被提供到第一處理空間208，以從第一操作壓力增加第一處理空間208中之壓力。如以上所討論，排空線240不需要直接地耦接到第一處理空間208，並且可藉由一類似的排空線配置(該排空線配置包括一直接地耦接到第一真空泵206之高壓側207的淨化閥，以為了在406執行方法400)來耦接。在此排空線配置之替代性實施例中，可在406開啟第一閘閥210，並且淨化氣體可流經閒置之第一真空泵206到第一處理空間208內，以增加第一處理空間208中之壓力。
可選地，在408，在一些實施例中，在提供淨化氣體以從第一操作壓力增加第一處理空間208中之壓力之後，第一處理空間208可被排空到大氣。舉例而言，製程腔室110可被排空以為了維護、修復、或諸如此類者。例如，將腔室排空到大氣可藉由開啟一耦接到製程腔室110而為了將第一處理空間208開放到大氣之排空口(未示出)來達成。或者，第一處理空間208之排空可藉由開啟製程腔室110之蓋件或諸如此類者來達成。
或者，方法400可省略步驟408，並且前進到410(其中具有第二操作壓力之製程腔室111之第二處理空間214可與第二真空泵212之低壓側211分隔，例如藉由關閉第二閘閥216)。在第二閘閥216被關閉之後，第二真空泵212可被閒置。
在412，且在第二閘閥216被關閉且第二真空泵212被閒置之後，可將第二真空泵212之高壓側213與共享真空泵202分隔。舉例而言，可藉由關閉第二分隔閥224(第二分隔閥224係將第二真空泵212之高壓側213耦接到前線導管230)將高壓側213與共享真空泵202分隔。
在414，可藉由提供來自共享氣體面板204之一淨化氣體來從第二操作壓力增加第二處理空間214中之壓力。第二處理空間214中之壓力可與在406增加第一處理空間中之壓力同時地被增加。舉例而言，在第二閘閥216已經被關閉、第二真空泵212已經被閒置、及第二分隔閥224已經被關閉之後，為了增加第二處理空間中之壓力，第二淨化閥244可被開啟。第二閘閥216可維持關閉的，並且淨化氣體可經由排空線240透過第二淨化閥244被提供到第二處理空間214，以從第二操作壓力增加第二處理空間214中之壓力。如以上所討論，排空線240不需要直接地耦接到第二處理空間214，並且可藉由一類似的排空線配置(該排空線配置包括一直接地耦接到第二真空泵212之高壓側213的淨化閥，以為了在414執行方法400)來耦接。在此排空線配置之替代性實施例中，可在414開啟第二閘閥216，並且淨化氣體可流經閒置之第二真空泵216到第二處理空間214內，以增加第二處理空間214中之壓力。
在416，在提供淨化氣體到第一與第二處理空間208、214之各者之後，製程腔室110、111可被排空到大氣。或者，排空此些製程腔室110、111之額外方法式可行的。舉例而言，製程腔室110可依序地而非同時地被排空，如以上所討論。例如在408將製程腔室110排空之後，方法可前進到410(其中類似步驟402-408中所討論之方法係被執行在製程腔室111，以將製程腔室111排空到大氣)。
第5圖係繪示根據本發明之一些實施例之用以淨化雙腔室處理系統之各個腔室之方法500的流程圖。在已經完成方法400之412且已經省略方法400之408之後，方法500開始。因此，在502之前，第一處理空間208已經被填充有淨化氣體但沒有被排空到大氣，並且第一淨化閥242已經被關閉，以避免額外之淨化氣體進入第一處理空間208。又，第二閘閥216與第二分隔閥224已經被關閉，並且第二真空泵212已經被閒置。
在502，使用共享真空泵202，藉由從第一處理空間208移除淨化氣體，將第一處理空間208中之壓力降低到低於臨界壓力位準，同時第二處理空間214維持與共享真空泵202分隔。舉例而言，可使用共享真空泵202而藉由開啟第一粗抽閥218使淨化氣體流動到前線導管230內來降低第一處理空間208中之壓力。
在504，且與在502降低第一處理空間208中之壓力同時地，可藉由提供來自共享氣體面板204之淨化氣體到第二處理空間214來從第二操作壓力增加第二處理空間214中之壓力。如以上所討論，可藉由開啟第二分隔閥244以提供淨化氣體到第二處理空間214來增加第二處理空間214中之壓力。
在506，在第一處理空間208中之壓力被降低到低於臨界壓力位準之後，可藉由關閉第一粗抽閥218將第一處理空間208與共享真空泵202分隔。
在508，且在506已經將第一處理空間208分隔之後，可藉由使用共享真空泵202從第二處理空間214移除淨化氣體，將第二處理空間214中之壓力降低到低於臨界壓力位準。舉例而言，可使用共享真空泵202而藉由開啟第二粗抽閥220使淨化氣體流動到前線導管230內來降低第二處理空間214中之壓力。又，在開啟第二粗抽閥220之前，可關閉第二淨化閥244，以避免額外之淨化氣體進入第二處理空間214。在方法500被重複成第二次重複或任何期望數目之重複的一些實施例中，在508，可再次地同時提供淨化氣體到第一處理空間208(如以上在406所討論)，以從低於臨界壓力位準增加第一處理空間中之壓力，同時降低第二處理空間214中之壓力。
在510，在第二處理空間214中之壓力被降低到低於臨界壓力位準之後，可藉由關閉第二粗抽閥220將第二處理空間214與共享真空泵202分隔。
在512，502-510可被重複成第二次重複或任何期望數目之重複，以循環地淨化各個製程腔室110、111。
所以，已經提供用於雙腔室處理系統之方法與設備。所發明之雙腔室處理系統係有利地結合多個資源(例如共享真空泵、共享氣體面板、或諸如此類者)，以降低系統成本，同時維持雙腔室處理系統之各個腔室中的處理品質。又，當共享資源被用在雙腔室處理系統之各個腔室之間時，所發明之方法係有利地控制腔室製程(諸如降低壓力、排空、淨化、或諸如此類者)的操作。
儘管前述說明係導向本發明之實施例，可在不悖離本發明之基本範疇下設想出本發明之其他與進一步實施例。
100．．．處理系統
101．．．雙腔室處理系統
102．．．工廠界面
103．．．雙腔室處理系統
104．．．真空密封處理平台
105．．．雙腔室處理系統
106A-B．．．前開式整合艙
108．．．停靠站
110．．．製程腔室
111．．．製程腔室
112．．．製程腔室
114．．．工廠界面機器人
116．．．葉片
118．．．度量站
120．．．製程腔室
122．．．負載閉鎖腔室
123．．．第一埠
124．．．基材
125．．．第二埠
126．．．基材
128．．．製程腔室
130．．．真空機器人
131．．．可移動臂
132．．．製程腔室
134．．．平行葉片
136．．．基材傳送腔室
138．．．中央處理單元
140．．．記憶體
142．．．支援電路
144．．．系統控制器
202．．．真空泵
204．．．共享氣體面板
205．．．低壓側
206．．．第一真空泵
207．．．高壓側
208．．．第一處理空間
210．．．第二閘閥
211．．．低壓側
212．．．第二真空泵
213．．．高壓側
214．．．第二處理空間
216．．．第二閘閥
218．．．第一粗抽閥
220．．．分隔閥
222．．．第一分隔閥
224．．．分隔閥
226．．．三向閥
228．．．第一噴頭
229．．．第一RF功率源
230．．．前線導管
232．．．第二三向閥
234．．．第二噴頭
235．．．第二RF功率源
236．．．第一終點偵測器
238．．．第二終點偵測器
240．．．排空線
242．．．第一淨化閥
244．．．第二淨化閥
300．．．方法
302-310．．．步驟
400．．．方法
402-416．．．步驟
500．．．方法
502-512．．．步驟
可藉由參考本發明之實施例來詳細暸解本發明之說明，本發明之說明簡短地在前面概述過，其中該些實施例在附圖中示出。但是應注意的是，附圖僅示出本發明之典型實施例，因此典型實施例不應被視為會對本發明範疇構成限制，因為本發明可允許其他等效實施例。
第1圖係繪示根據本發明之一些實施例之處理系統的俯視圖。
第2圖係繪示根據本發明之一些實施例之雙腔室處理系統的側視圖。
第3圖係繪示根據本發明之一些實施例之用以降低雙腔室處理系統之各個腔室中之壓力之方法的流程圖。
第4圖係繪示根據本發明之一些實施例之用以排空雙腔室處理系統之各個腔室之方法的流程圖。
第5圖係繪示根據本發明之一些實施例之用以淨化雙腔室處理系統之各個腔室之方法的流程圖。
為促進了解，在可能時使用相同的元件符號來表示該等圖式共有的相同元件。圖式未依比例來繪製且被簡化以為了清晰起見。應瞭解，一實施例的元件與特徵可有利地併入到其他實施例而不需特別詳述。
101．．．雙腔室處理系統
110．．．製程腔室
111．．．製程腔室
202．．．真空泵
204．．．共享氣體面板
205．．．低壓側
206．．．第一真空泵
207．．．高壓側
208．．．第一處理空間
210．．．第二閘閥
211．．．低壓側
212．．．第二真空泵
213．．．高壓側
214．．．第二處理空間
216．．．第二閘閥
218．．．第一粗抽閥
220．．．分隔閥
222．．．第一分隔閥
224．．．分隔閥
226．．．三向閥
228．．．第一噴頭
229．．．第一RF功率源
232．．．第二三向閥
234．．．第二噴頭
235．．．第二RF功率源
236．．．第一終點偵測器
238．．．第二終點偵測器
240．．．排空線
242．．．第一淨化閥

Claims (20)

  1. 一種用以處理基材之雙腔室處理系統，包含：一第一製程腔室，該第一製程腔室具有一第一真空泵以維持該第一製程腔室之一第一處理空間中之一第一操作壓力，其中可藉由一設置在該第一處理空間與該第一真空泵之一低壓側之間的第一閘閥來將該第一處理空間選擇性地分隔；一第二製程腔室，該第二製程腔室具有一第二真空泵以維持該第二製程腔室之一第二處理空間中之一第二操作壓力，其中可藉由一設置在該第二處理空間與該第二真空泵之一低壓側之間的第二閘閥來將該第二處理空間選擇性地分隔；及一共享真空泵，該共享真空泵耦接到該第一與第二處理空間，以在開啟該第一與第二閘閥之前降低各個處理空間中之一壓力到低於一臨界壓力位準，其中該共享真空泵可與該第一製程腔室、該第二製程腔室、該第一真空泵、或該第二真空泵之任一者選擇性地分隔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙腔室處理系統，更包含：一共享氣體面板，該共享氣體面板耦接到該第一製程腔室與該第二製程腔室之各者，以提供一或多個製程氣體到該第一與第二製程腔室。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之雙腔室處理系統，更包含：一第一三向閥，該第一三向閥設置在該共享氣體面板與該第一製程腔室之間，以提供來自該共享氣體面板之一製程氣體到該第一製程腔室之該第一處理空間或以將來自該共享氣體面板之該製程氣體轉向到一前線導管內，其中該前線導管耦接到該共享真空泵；及一第二三向閥，該第二三向閥設置在該共享氣體面板與該第二製程腔室之間，以提供來自該共享氣體面板之該製程氣體到該第二製程腔室之該第二處理空間或以將來自該共享氣體面板之該製程氣體轉向到一前線導管內，其中該前線導管耦接到該共享真空泵。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之雙腔室處理系統，更包含：一第一終點偵測器，用以偵測該第一製程腔室中之製程終點；及一第二終點偵測器，用以偵測該第二製程腔室中之製程終點。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之雙腔室處理系統，更包含：一控制器，該控制器設以：在該第一製程腔室中達到一製程終點時接收來自該第一終點偵測器之一第一訊號，且若未達到該第二製程腔室內運行之一製程的一製程終點時指示該第一三向閥將製程氣體轉向到該前線導管內；及在該第二製程腔室中達到一製程終點時接收來自該第二終點偵測器之一第二訊號，且若未達到該第一製程腔室內運行之一製程的一製程終點時指示該第二三向閥將製程氣體轉向到該前線導管內。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之雙腔室處理系統，更包含：一控制器，該控制器設以：在該第一製程腔室中達到一製程終點時接收來自該第一終點偵測器之一第一訊號，且若未達到該第二製程腔室內運行之一製程的一製程終點時關掉一提供RF功率到該第一製程腔室之第一RF功率源，同時使來自該共享氣體面板之一製程氣體持續流動到該第一處理空間；及在該第二製程腔室中達到一製程終點時接收來自該第二終點偵測器之一第二訊號，且若未達到該第一製程腔室內運行之一製程的一製程終點時關掉一提供RF功率到該第二製程腔室之第二RF功率源，同時使來自該共享氣體面板之一製程氣體持續流動到該第二處理空間。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之雙腔室處理系統，更包含：一控制器，該控制器設以在各自達到該第一與第二製程腔室內運行之一製程的一製程終點時接收來自該第一終點偵測器之一第一訊號與來自該第二終點偵測器之一第二訊號，且在該第一或第二訊號任一者被該控制器接收時指示該兩製程腔室皆停止該製程。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之雙腔室處理系統，更包含：一控制器，該控制器設以在各自達到該第一與第二製程腔室內運行之一製程的一製程終點時接收來自該第一終點偵測器之一第一訊號與來自該第二終點偵測器之一第二訊號，且在該第一與第二訊號兩者皆被該控制器接收時指示該兩製程腔室皆停止該製程。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之雙腔室處理系統，更包含：一第一粗抽閥，該第一粗抽閥設置在該第一處理空間與該共享真空泵之間，以將該第一處理空間選擇性地耦接到該共享真空泵，同時繞過該第一真空泵；及一第二粗抽閥，該第二粗抽閥設置在該第二處理空間與該共享真空泵之間，以將該第二處理空間選擇性地耦接到該共享真空泵，同時繞過該第二真空泵。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之雙腔室處理系統，更包含：一第一分隔閥，該第一分隔閥設置在該第一真空泵之一高壓側與該共享真空泵之間，以將該第一真空泵選擇性地耦接到該共享真空泵；及一第二分隔閥，該第二分隔閥設置在該第二真空泵之一高壓側與該共享真空泵之間，以將該第二真空泵選擇性地耦接到該共享真空泵。
  11. 一種降低一雙腔室處理系統之各個腔室中之壓力到一期望操作壓力的方法，包含以下步驟：使用一共享真空泵，降低一雙腔室處理系統之一第一製程腔室之一第一處理空間之一壓力到低於一臨界壓力位準，該共享真空泵耦接到該第一處理空間與該雙腔室處理系統之一第二製程腔室之一第二處理空間，其中該第二處理空間係與該第一處理空間及該共享真空泵分隔；在該第一處理空間與該共享真空泵分隔之後，使用一耦接到該第一處理空間之第一真空泵，從低於該臨界壓力位準降低該第一處理空間中之一壓力到一第一操作壓力；在將具有低於該臨界壓力位準之一壓力之該第一處理空間與該共享真空泵分隔之後，開放該第二處理空間到該共享真空泵；使用該共享真空泵，降低該第二製程腔室之該第二處理空間到低於該臨界壓力位準；及在該第二處理空間與該共享真空泵分隔之後，使用一耦接到該第二處理空間之第二真空泵，從低於該臨界壓力位準降低該第二處理空間中之一壓力到一第二操作壓力。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更包含以下步驟：藉由關閉一第一閘閥，從該第一真空泵之一低壓側，將具有該第一操作壓力之該第一處理空間分隔，其中該第一閘閥設置在該第一真空泵之該低壓側與該第一製程腔室之該第一處理空間之間；在該第一閘閥被關閉且該第一真空泵被閒置之後，藉由關閉一第一分隔閥，將該第一真空泵之一高壓側與該共享真空泵分隔，其中該第一分隔閥設置在該第一真空泵之一高壓側與該共享真空泵之間；藉由提供來自一共享氣體面板之一淨化氣體，從該第一操作壓力增加該第一處理空間中之一壓力，其中該共享氣體面板耦接到該第一與第二處理空間；藉由關閉一第二閘閥，從該第二真空泵之一低壓側，將具有該第二操作壓力之該第二處理空間分隔，其中該第二閘閥設置在該第二真空泵之該低壓側與該第二製程腔室之該第二處理空間之間；在該第二閘閥被關閉且該第二真空泵被閒置之後，藉由關閉一第二分隔閥，將該第二真空泵之一高壓側與該共享真空泵分隔，其中該第二分隔閥設置在該第二真空泵之一高壓側與該共享真空泵之間；及與增加該第一處理空間中之一壓力同時地，藉由提供來自該共享氣體面板之該淨化氣體到該第二處理空間來增加該第二處理空間中之一壓力
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中從該第一操作壓力增加該第一處理空間中之該壓力的步驟更包含以下步驟：開啟一第一淨化閥，該第一淨化閥設置在該共享氣體面板與該第一處理空間之間；及藉由經由該第一淨化閥提供該淨化氣體到該第一處理空間，從該第一操作壓力增加該第一處理空間中之該壓力；及其中從該第二操作壓力增加該第二處理空間中之該壓力的步驟更包含以下步驟：開啟一第二淨化閥，該第二淨化閥設置在該共享氣體面板與該第二處理空間之間；及藉由經由該第二淨化閥提供該淨化氣體到該第二處理空間，從該第二操作壓力增加該第二處理空間中之該壓力。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包含以下步驟：在該淨化氣體被提供到該第一處理空間之後，將該第一處理空間排空到大氣；及在該淨化氣體被提供到該第二處理空間之後，將該第二處理空間排空到大氣。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包含以下步驟：藉由關閉一第二閘閥，從該第二真空泵之一低壓側，將具有該第二操作壓力之該第二處理空間分隔，其中該第二閘閥設置在該第二真空泵之該低壓側與該第二製程腔室之該第二處理空間之間；在該第二閘閥被關閉且該第二真空泵被閒置之後，藉由關閉一第二分隔閥，將該第二真空泵之一高壓側與該共享真空泵分隔，其中該第二分隔閥設置在該第二真空泵之一高壓側與該共享真空泵之間；及藉由開啟一第一粗抽閥，從該第一處理空間移除該淨化氣體，以降低該第一處理空間中之一壓力到低於該臨界壓力位準，其中該第一粗抽閥設置在該第一處理空間與該共享真空泵之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，更包含以下步驟：藉由提供來自該共享氣體面板之該淨化氣體到該第二處理空間，從該第二操作壓力增加該第二處理空間中之一壓力，同時藉由移除該淨化氣體來降低該第一處理空間中之該壓力到低於該臨界壓力位準。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包含以下步驟：在從該第一處理空間移除該淨化氣體之後，關閉該第一粗抽閥；及在該第一粗抽閥被關閉之後，藉由開啟一第二粗抽閥，從該第二處理空間移除該淨化氣體，以降低該第二處理空間中之一壓力到低於該臨界壓力位準，其中該第二粗抽閥設置在該第二處理空間與該共享真空泵之間。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包含以下步驟：在一第二次重複期間，藉由提供該淨化氣體到該第一處理空間，從低於該臨界壓力位準增加該第一處理空間中之一壓力，同時藉由移除該淨化氣體來降低該第二處理空間中之該壓力到低於該臨界壓力位準。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，更包含以下步驟：在從該第二處理空間移除該淨化氣體之後，關閉該第二粗抽閥；及藉由開啟該第一粗抽閥，在該第二次重複期間，從該第一處理空間移除該淨化氣體，以降低該第一處理空間中之一壓力到低於該臨界壓力位準，其中該第一粗抽閥設置在該第一處理空間與該共享真空泵之間。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，更包含以下步驟：在該第二次重複期間，藉由提供該淨化氣體到該第二處理空間，從低於該臨界壓力位準增加該第二處理空間中之一壓力，同時在該第二次重複期間，藉由移除該淨化氣體來降低該第一處理空間中之該壓力到低於該臨界壓力位準。
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