TWI696224B - 真空製程設備與真空製程方法 - Google Patents

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Abstract

一種真空製程設備。此真空製程設備包含製程腔、傳輸腔、承載台、製程裝置、以及抽真空裝置。製程腔具有開口。傳輸腔設於製程腔上。承載台包含第一承載面、以及第二承載面相對於第一承載面。承載台可翻轉地蓋設在上述開口上，藉此密封製程腔，且使第一承載面與第二承載面之一者位於製程腔，第一承載面與第二承載面之另一者位於傳輸腔。第一承載面與第二承載面配置以分別承載第一待處理物以及第二待處理物。製程裝置設於製程腔內，且配置以在製程腔內提供化學反應物。抽真空裝置配置以在製程腔進行真空製程期間對傳輸腔進行抽真空操作。

Description

真空製程設備與真空製程方法
本發明是有關於一種工業製程設備，且特別是有關於一種真空製程設備。
一般而言，為了提升真空製程的品質，真空製程設備中的製程環境需符合低粉塵且高潔淨的條件。為符合低粉塵且高潔淨的要求，真空製程設備通常會採兩腔式配置，其中一個是製程腔，另一個是傳輸腔(load lock)。製程腔用於進行真空製程，因而常處於真空狀態。傳輸腔用於傳輸及更換待處理物，例如欲進行沉積或鍍膜等製程的晶圓或工件，因而通常處於大氣環境下。
請參照圖1A至圖1E，其係繪示在一種傳統真空製程設備中進行之真空製程方法的裝置流程圖。如圖1A所示，傳統真空製程設備100包含製程腔110、傳輸腔120、工作台130、以及載送裝置140。製程腔110具有開口112設於製程腔110的一側壁中。製程腔110更包含腔門114，其中腔門114可覆蓋住製程腔110之開口112。傳輸腔120設於腔門114旁。當腔門114開啟時，製程腔110透過開口 112而與傳輸腔120連通。傳輸腔120具有腔門122，其中腔門122蓋設於傳輸腔120之上側。工作台130設於製程腔110中，其用以在真空製程期間支承待處理物150。載送裝置140設於傳輸腔120內，且可承載待處理物150，並可將待處理物150從工作台130上載出製程腔110、以及將待處理物150從傳輸腔120載入製程腔110並放置在工作台130上。
利用真空製程設備100進行真空製程時，將製程腔110的腔門114關上，以封閉製程腔110。再對製程腔110抽真空。接著，如圖1A所示，將待處理物150放置在傳輸腔120的傳送裝置140上，再關上傳輸腔120之腔門122。
接下來，如圖1B所示，對傳輸腔120抽真空，藉此使傳輸腔120內處於真空狀態。由於傳輸腔120與製程腔110同樣處於真空狀態，故此時可將製程腔110的腔門114打開，而不會破壞製程腔110的真空度。如圖1C所示，腔門114打開後，傳送裝置140可將待處理物150經由開口112載入製程腔110，並將待處理物150放置在工作台130上。接著，傳送裝置140退回傳輸腔120。關閉製程腔110之腔門114後，在製程腔110中對待處理物150進行真空製程。
完成待處理物150的真空製程後，打開製程腔110的腔門114，並利用傳送裝置140將工作台130上之待處理物150經由開口112載出製程腔110，而放置在傳輸腔120中。隨後，如圖1D所示，關上製程腔110的腔門114，以封閉製程腔110。此時，如圖1E所示，即可打開傳輸腔120的 腔門122，將完成真空製程的待處理物150自傳輸腔120中取出。接著，可將另一待處理物150放置在傳輸腔120的傳送裝置140上，再依據上述程序進行此待處理物150的真空製程。
在這樣的真空製程方法中，於待處理物150在製程腔110中完成真空製程後，需要傳輸腔120內的傳送裝置140將待處理物150載出製程腔110，因此在待處理物150的真空製程期間，無法開啟傳輸腔120的腔門122，因而也就無法同時進行下一個待處理物150的前置作業。故，此真空製程方法的效率差而費時，不利於量產。
因此，本發明之一目的就是在提供一種真空製程設備與真空製程方法，其製程腔與傳輸腔之間配置有可翻轉的承載台，此承載台具有二相對之承載面而可同時承載二待處理物。藉此，承載台之一側所承載之待處理物在製程腔中進行真空製程期間，可同時自傳輸腔中載出完成真空製程的待處理物、並載入另一待處理物於傳輸腔中、以及對傳輸腔進行抽真空作業。因此，可在一待處理物的真空製程期間，同時進行下一待處理物的前置處理作業，而可大幅提升製程效率，有效提升產能。
根據本發明之上述目的，提出一種真空製程設備。此真空製程設備包含製程腔、傳輸腔、承載台、製程裝置、以及抽真空裝置。製程腔具有開口。傳輸腔設於製程腔 上。承載台包含第一承載面、以及第二承載面相對於第一承載面。承載台可翻轉地蓋設在上述開口上，藉此密封製程腔，且使第一承載面與第二承載面之一者位於製程腔，第一承載面與第二承載面之另一者位於傳輸腔。第一承載面與第二承載面配置以分別承載第一待處理物以及第二待處理物。製程裝置設於製程腔內，且配置以在製程腔內提供化學反應物。抽真空裝置配置以在製程腔進行真空製程期間對傳輸腔進行抽真空操作。
依據本發明之一實施例，上述之傳輸腔包含腔門設於傳輸腔之一側。
依據本發明之一實施例，上述之製程裝置為沉積裝置。
依據本發明之一實施例，上述之製程裝置為蒸鍍裝置。
根據本發明之上述目的，另提出一種真空製程方法。在此真空製程方法中，提供真空製程設備。此真空製程設備包含製程腔、傳輸腔、以及承載台。製程腔具有開口。傳輸腔設於製程腔上。承載台包含第一承載面、以及第二承載面相對於第一承載面。承載台蓋設在上述開口上，以密封製程腔。將第一待處理物設置在第一承載面。翻轉承載台，以使第一承載面位於製程腔內。在製程腔中，對第一待處理物進行真空製程。於真空製程期間，將第二待處理物設置於第二承載面。對傳輸腔進行第一抽真空操作。於真空製程完 成後，翻轉承載台，藉以使第二待處理物在真空狀態下進入製程腔，且使第一待處理物進入傳輸腔。
依據本發明之一實施例，上述之傳輸腔包含腔門設於傳輸腔之一側，以供第一待處理物與第二待處理物載入與載出傳輸腔。
依據本發明之一實施例，於翻轉承載台後，上述之真空製程方法更包含對第二待處理物進行真空製程。於對第二待處理物進行真空製程期間，開啟腔門，並載出第一待處理物。於對第二待處理物進行真空製程期間，載入第三待處理物並設置在第一承載面上。對傳輸腔進行第一抽真空操作。
依據本發明之一實施例，上述對第一待處理物進行真空製程時包含對製程腔進行第二抽真空操作、以及利用製程裝置提供化學反應物。
依據本發明之一實施例，上述之真空製程為沉積製程。
依據本發明之一實施例，上述之真空製程為蒸鍍製程。
100‧‧‧真空製程設備
110‧‧‧製程腔
112‧‧‧開口
114‧‧‧腔門
120‧‧‧傳輸腔
122‧‧‧腔門
130‧‧‧工作台
140‧‧‧載送裝置
150‧‧‧待處理物
200‧‧‧真空製程設備
210‧‧‧製程腔
212‧‧‧開口
214‧‧‧側壁
220‧‧‧傳輸腔
222‧‧‧腔門
230‧‧‧承載台
232‧‧‧第一承載面
234‧‧‧第二承載面
240‧‧‧製程裝置
250‧‧‧抽真空裝置
260a‧‧‧第一待處理物
260b‧‧‧第二待處理物
270‧‧‧抽真空裝置
300‧‧‧操作
310‧‧‧操作
320‧‧‧操作
330‧‧‧操作
340‧‧‧操作
350‧‧‧操作
360‧‧‧操作
370‧‧‧操作
380‧‧‧操作
390‧‧‧操作
400‧‧‧操作
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 〔圖1A〕至〔圖1E〕係繪示在一種傳統真空製程設備中進行之真空製程方法的裝置流程圖；〔圖2A〕至〔圖2D〕係繪示利用依照本發明之一實施方式之一種真空製程設備進行真空製程方法的裝置流程圖；以及〔圖3〕係繪示依照本發明之一實施方式之一種真空製程方法的流程圖。
請參照圖2A至圖2D，其係繪示利用依照本發明之一實施方式之一種真空製程設備進行真空製程方法的裝置流程圖。在本實施方式中，真空製程設備200主要包含製程腔210、傳輸腔220、承載台230、製程裝置240、以及抽真空裝置250。
製程腔210配置以對待處理物，例如第一待處理物260a與第二待處理物260b等，進行真空製程。因此，製程腔210常處於真空狀態。在一些例子中，真空製程可為沉積製程或鍍膜製程。舉例而言，電漿增益化學氣相沉積(PECVD)製程或蒸鍍製程。第一待處理物260a與第二待處理物260b等待處理物可例如為晶圓或工件。製程腔210具有開口212，其中開口212設於製程腔210的一側壁214中。在一些示範例子中，如圖2A所示，製程腔210之側壁214為上側壁。在一些特定例子中，製程腔210之開口212可設置在製程腔210之非上側壁的其它側壁中。
傳輸腔220配置以傳輸及更換第一待處理物260a與第二待處理物260b等待處理物。傳輸腔220設置在製程腔210之開口212所在的側壁214上，開口212的相對二側分別為製程腔210與傳輸腔220。傳輸腔220可包含腔門222，其中腔門222設於傳輸腔220的一側。腔門222開啟時，可載出完成真空製程的待處理物，並可載入下一個欲進行真空製程的待處理物。腔門222關閉時，可封閉傳輸腔220，此時即可對傳輸腔220進行抽真空作業。
承載台230可翻轉地設置在製程腔210之開口212上，且承載台230可蓋住整個開口212，而密封住製程腔210。如圖2A所示，承載台230包含第一承載面232以及第二承載面234，其中第一承載面232與第二承載面234位於承載台230的相對二側。承載台230之第一承載面232與第二承載面234配置以分別承載二個待處理物，例如第一待處理物260a與第二待處理物260b。第一待處理物260a與第二待處理物260b係分別固定在第一承載面232與第二承載面234上。舉例而言，第一待處理物260a與第二待處理物260b可利用靜電吸力、真空吸力、黏著劑、或膠帶分別固定於第一承載面232與第二承載面234上。隨著承載台230的翻轉，可使原本位於製程腔210中的第一待處理物260a翻轉到傳輸腔220，並可使原本位於傳輸腔220中的第二待處理物260b翻轉到製程腔210中。在一些示範例子中，翻轉承載台230時，可先將承載台230抬高，使承載台230與製程腔210之側壁214之間相隔一段距離，此段距離可提供承 載台230翻轉空間。接著，翻轉承載台230，隨後將承載台230降至製程腔210之側壁214上並使其覆蓋住開口212。
請再次參照圖2A，製程裝置240設置在製程腔210內。製程裝置240配置以在製程腔210內提供化學反應物，例如沉積或鍍膜的前驅物。化學反應物亦可包含前驅物的載氣。化學反應物可為氣體、氣體與液體的混合、或霧狀液體。在一些示範例子中，製程裝置240可為沉積裝置，例如電漿增益化學氣相沉積裝置，或者可為鍍膜裝置，例如蒸鍍裝置。
抽真空裝置250與傳輸腔220連接。抽真空裝置250可對傳輸腔220進行抽真空操作，藉以使傳輸腔220與製程腔210同樣處於真空狀態。在一些例子中，抽真空裝置250主要係配置以在製程腔210進行真空製程的期間對傳輸腔220進行抽真空作業。
在一些示範例子中，真空製程設備200亦可包含另一抽真空裝置270。此抽真空裝置270與製程腔210連接。抽真空裝置270可對製程腔210進行抽真空作業。在一些例子中，抽真空裝置270可在真空製程設備200開始運作前先對製程腔210進行抽真空操作，藉以使製程腔210在所有真空製程進行前即呈真空狀態。在另一些例子中，抽真空裝置270亦可在真空製程設備200開始運作後再對製程腔210進行抽真空操作。
請同時參照圖2A至圖2D與圖3，其中圖3係繪示依照本發明之一實施方式之一種真空製程方法的流程 圖。真空製程方法可利用真空製程設備200進行。在一些例子中，真空製程方法始於操作300，以提供真空製程設備，其中此真空製程設備主要包含製程腔、傳輸腔、以及承載台，製程腔、傳輸腔、以及承載台的架構與配置可類似上述之真空製程設備。在一些示範例子中，真空製程方法係在真空製程設備200中進行。真空製程設備200的裝置、各裝置的配置與架構已於上述說明，於此不再贅述。
接下來，進行操作310，以將第一待處理物260a設置並固定在承載台230上。在一些例子中，進行操作310時，承載台230之第一承載面232在傳輸腔220中。進行操作310時包含開啟傳輸腔220之腔門222，並經由腔門222將第一待處理物260a載入傳輸腔220內，再將第一待處理物260a設置並固定在承載台230之第一承載面232上。舉例而言，可透過靜電吸取、真空吸取、或黏著方式將第一待處理物260a固定在承載台230之第一承載面232上。
接著，進行操作320，以翻轉承載台230，藉此使承載台230之第一承載面232連同其所承載之第一待處理物260a一起翻轉到製程腔210內。此時，承載台230之第二承載面234則翻轉到傳輸腔220內。在一些示範例子中，翻轉承載台230時，可先將承載台230抬升，以在承載台230與製程腔210之側壁214之間形成承載台230翻轉所需的空間，隨後翻轉承載台230，再將承載台230以第一承載面232面向製程腔210的方式覆蓋在製程腔210之側壁214上，而 封閉製程腔210。此時，第一待處理物260a可與製程裝置240相面對。
在第一待處理物260a位於製程腔210中之後，可進行操作330，以在製程腔210中對第一待處理物260a進行真空製程。真空製程可為沉積製程，例如電漿增益化學氣相沉積製程。真空製程亦可為鍍膜製程，例如蒸鍍製程。在一些示範例子中，於第一待處理物260a進行真空製程中，可先利用抽真空裝置270對製程腔210進行第二抽真空操作，以使製程腔210處於真空狀態，再利用製程裝置240來提供化學反應物，以在第一待處理物260a上進行沉積或鍍膜等真空製程作業。製程裝置240所提供之化學反應物可例如為沉積或鍍膜的前驅物。化學反應物亦可包含前驅物的載氣。化學反應物可為氣體、液體、或氣體與液體的混合。
接著，如圖2A所示，可進行操作340，以於第一待處理物260a在製程腔210內進行真空製程期間，將第二待處理物260b載入傳輸腔220內，並將第二待處理物260b設置且固定於承載台230之第二承載面234上。同樣地，可透過靜電吸取、真空吸取、或黏著方式將第二待處理物260b固定在承載台230之第二承載面234上。
接著，如圖2B所示，可進行操作350，以將傳輸腔220之腔門222關閉，來密封傳輸腔220，再利用抽真空裝置250對傳輸腔220進行第一抽真空操作，藉以使傳輸腔220與製程腔210同樣處於真空狀態。在一些示範例子 中，第一抽真空操作係於第一待處理物260a在製程腔210內進行真空製程期間進行。
在一些例子中，由於第二待處理物260b的載入傳輸腔220、設置且固定於承載台230之第二承載面234上、以及傳輸腔220的第一抽真空操作可於第一待處理物260a在製程腔210內進行真空製程期間進行，因此可在第一待處理物260a之真空製程期間即部分完成或全部完成第二待處理物260b的前置作業，藉此可使前後二真空製程更有效率的銜接進行，而可大幅縮短整個製程的時間，進而可有效提升產能。
如圖2C所示，完成第一待處理物260a的真空製程後，可進行操作360，以翻轉承載台230，藉以在傳輸腔220與製程腔210處於同樣的真空狀態下，使第二待處理物260b翻轉而進入製程腔210，同時使第一待處理物260a翻轉且進入傳輸腔220。
重複上述的操作即可更有效率的完成所有待處理物的真空製程。
舉例而言，可進行操作370，如圖2D所示，以在製程腔210中對第二待處理物260b進行真空製程。同樣地，於第二待處理物260b進行真空製程中，可利用製程裝置240來提供化學反應物，以在第二待處理物260b上進行沉積或鍍膜等真空製程作業。請再次參照圖2D，可進行操作380，以於對第二待處理物260b在製程腔210內進行真空製程期間，開啟傳輸腔220之腔門222，並載出已經完成真空 製程的第一待處理物260a。接著，可進行操作390，以於第二待處理物260b在製程腔210內進行真空製程期間，將下一個待處理物(即第三待處理物)載入傳輸腔220，並將第三待處理物設置且固定在承載台230之第一承載面232上。由於傳輸腔220之腔門222的開啟已使傳輸腔不再處於真空狀態，故此時可進行操作400，以將傳輸腔220之腔門222關閉，來密封傳輸腔220，再利用抽真空裝置250對傳輸腔220進行第一抽真空操作，藉以使傳輸腔220再次與製程腔210處於相同的真空狀態。
由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為本發明之真空製程設備之製程腔與傳輸腔之間配置有可翻轉的承載台，此承載台具有二相對之承載面而可同時承載二待處理物。藉此，承載台之一側所承載之待處理物在製程腔中進行真空製程期間，可同時自傳輸腔中載出完成真空製程的待處理物、並載入另一待處理物於傳輸腔中、以及對傳輸腔進行抽真空作業。因此，可在一待處理物的真空製程期間，同時進行下一待處理物的前置處理作業，而可大幅提升製程效率，有效提升產能。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧真空製程設備
210‧‧‧製程腔
212‧‧‧開口
214‧‧‧側壁
220‧‧‧傳輸腔
222‧‧‧腔門
230‧‧‧承載台
232‧‧‧第一承載面
234‧‧‧第二承載面
240‧‧‧製程裝置
250‧‧‧抽真空裝置
260a‧‧‧第一待處理物
260b‧‧‧第二待處理物
270‧‧‧抽真空裝置

Claims (10)

  1. 一種真空製程設備，包含：一製程腔，具有一開口；一傳輸腔，設於該製程腔上；一承載台，包含一第一承載面、以及一第二承載面相對於該第一承載面，其中該承載台可翻轉地蓋設在該開口上，藉此密封該製程腔，且使該第一承載面與該第二承載面之一者位於該製程腔，該第一承載面與該第二承載面之另一者位於該傳輸腔，該第一承載面與該第二承載面配置以分別承載一第一待處理物以及一第二待處理物；一製程裝置，設於該製程腔內，且配置以在該製程腔內提供化學反應物；以及一抽真空裝置，配置以在該製程腔進行一真空製程期間對該傳輸腔進行一抽真空操作。
  2. 如申請專利範圍第1項之真空製程設備，其中該傳輸腔包含一腔門設於該傳輸腔之一側。
  3. 如申請專利範圍第1項之真空製程設備，其中該製程裝置為一沉積裝置。
  4. 如申請專利範圍第1項之真空製程設備，其中該製程裝置為一蒸鍍裝置。
  5. 一種真空製程方法，包含： 提供一真空製程設備，該真空製程設備包含：一製程腔，具有一開口；一傳輸腔，設於該製程腔上；以及一承載台，包含一第一承載面、以及一第二承載面相對於該第一承載面，其中該承載台蓋設在該開口上，以密封該製程腔；將一第一待處理物設置在該第一承載面；翻轉該承載台，以使該第一承載面位於該製程腔內；在該製程腔中，對該第一待處理物進行一真空製程；於該真空製程期間，將一第二待處理物設置於該第二承載面；對該傳輸腔進行一第一抽真空操作；以及於該真空製程完成後，翻轉該承載台，藉以使該第二待處理物在一真空狀態下進入該製程腔，且使該第一待處理物進入該傳輸腔。
  6. 如申請專利範圍第5項之真空製程方法，其中該傳輸腔包含一腔門設於該傳輸腔之一側，以供該第一待處理物與該第二待處理物載入與載出該傳輸腔。
  7. 如申請專利範圍第6項之真空製程方法，於翻轉該承載台後，該真空製程方法更包含：對該第二待處理物進行該真空製程；於對該第二待處理物進行該真空製程期間，開啟該腔門，並載出該第一待處理物； 於對該第二待處理物進行該真空製程期間，載入一第三待處理物並設置在該第一承載面上；以及對該傳輸腔進行該第一抽真空操作。
  8. 如申請專利範圍第5項之真空製程方法，其中對該第一待處理物進行該真空製程時包含：對該製程腔進行一第二抽真空操作；以及利用一製程裝置提供化學反應物。
  9. 如申請專利範圍第5項之真空製程方法，其中該真空製程為一沉積製程。
  10. 如申請專利範圍第5項之真空製程方法，其中該真空製程為一蒸鍍製程。
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