TWI744335B - 真空處理室及真空處理或製造真空處理的板狀基板的方法 - Google Patents

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Abstract

真空處理室(1)包含真空容器(3)、和位於其中的屏障(13)。在該屏障(13)中設有固定基板支撐體(11)。在該真空容器(3)的內壁(5)中設有基板搬運開口(25)且在該屏障(13)中設有基板搬運切口。可驅動地移動的屏障開閉器(19)開放或遮蓋在該屏障(13)中的該基板搬運切口。藉此，雖然建立了整體封閉的屏障，但是一旦要在該真空處理室(1)中處理基板，便可對該固定基板支撐體(11)進行基板的水平裝載和卸載(L/UL)。

Description

真空處理室及真空處理或製造真空處理的板狀基板的方法
真空處理製程經常造成實施處理的真空容器的牆壁的內表面的材料污染。在蝕刻的情況下，被蝕刻掉的材料可能沉積在前述牆壁上。同樣地，在真空製程中，層沉積材料也可能沉積在真空容器的牆壁的內表面上。因此，真空容器的牆壁的污染可能發生在CVD、PECVD、PVD處理製程中。在此情況下，已知提供一種屏障，一方面，其通常圍繞欲處理的基板，另一方面，其至少保護真空容器的牆壁的內表面的主要零件不受真空處理製程污染。因為此屏障通常沿著真空容器的中心軸繞一圈，基板支架也是以該真空容器的中心軸為中心，在屏障外側的基板支撐體上或從該屏障外側的基板支撐體實施板狀基板的裝載和卸載。基板支撐體係在中心軸的方向上上下移動而進出屏障。由此，將屏障固有的底部開口用作基板饋入和基板移出埠。
另一方面，將基板搬入和搬出另一處理站經常是在與板狀基板的二維延伸表面平行的方向上實施。因此事實上，然後整體的輸送(transport)係沿著作為XYZ的三個笛卡兒座標實施。
本發明的目的為提供一種經改良的真空處理室。
當我們在本說明書和申請專利範圍全文中提及「板狀基板」時，我們是指具有兩個二維延伸表面且具有尺寸明顯小於前述兩個維度的尺寸的的厚度的基板。由此，此板狀基板可以是平面的或彎曲的。
另外，在「板狀基板」的情況下，我們也是指一批板狀基板，該批板狀基板同樣是二維延伸且包含欲同時在以下所述的根據本發明的真空處理室中予以處理的兩片以上的基板。
根據本發明的真空處理室，特別是供板狀基板用的真空電漿處理室，包含：
●真空容器，具有繞中心軸的側壁。該真空容器包含抽吸埠。
●在該真空容器中的屏障，繞該中心軸且沿著該側壁的至少一部分延伸。
●固定基板支撐體，曝露於該屏障內部。該固定支撐體適於在其二維延伸表面中的一個表面、沿著與該中心軸垂直地延伸的支撐平面支撐板狀基板。
●在該真空容器的該側壁中的至少一個基板搬運開口，該開口具有與該中心軸垂直並與該中心軸交叉的開口中心軸，從而被相對於該中心軸徑向地定向(oriented)。
●在該屏障中的至少一個基板搬運切口。
當我們提及在該側壁中的「至少一個」基板搬運開口和在該屏障中的「至少」一個基板搬運切口時，我們是敘述：根據本發明的真空處理室可能具有供裝載和卸載該基板用的一個單一進出口，如稍後將更明確地敘述，但也可能在該側壁設有至少兩個開口且至少兩個基板搬運切口，即，如果將基板裝載至該處理室和將此基板從該處理室卸載，係各自透過不同的開口和切口實施。
當我們提及「切口」時，此用語包括全部側邊被構件圍住的開口在內，其中也提供一個側邊開放的開放空間，例如，U型開放空間。
在該側壁中的該基板搬運開口和在該屏障中的該基板搬運切口係彼此對齊的，且兩者係修改為可使板狀基板經由它們而朝向和離開該基板支撐體搬運。基板的搬送係以其二維延伸板表面與該真空容器的中心軸垂直(因而與前述支撐體平面平行)的方式實施。
●可驅動地移動的屏障開閉器，即可藉由驅動來移動且以受控制的方式可驅動地開放或遮蓋該基板搬運切口的屏障開閉器。
因此，利用根據本發明的真空處理室，可以與該板狀基板的延伸表面平行並與該容器的中心軸垂直地將板狀基板裝載和卸載至該屏障，即，事實上，進入反應空間。
在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，該屏障係由金屬製成。
通常且如上所述，一方面，該屏障事實上是由金屬製成，因為其係例如在該真空處理室的例如基於清潔目的的維修期間內被交換的零件，因此價格應該是相當低廉的。然而，一些真空處理可能需要處理空間的至少一個主要零件被與例如欲藉由層沉積製程而被沉積在該板狀基板上的材料相應的材料圍繞。在此情況下，如果欲藉由例如反應性電漿製程而被沉積在該板狀基板上的材料係介電質材料，則提供也是介電質材料的屏障可能是有利的。
如已述的，在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，該屏障係維修交換零件，這意指該屏障可被輕易地移除和取代而無需該真空處理室的另外的大拆卸。
在根據本發明的真空處理室的另一實施形態中，該屏障至少具有導電性表面，較佳為由金屬製成，且該屏障開閉器也具有導電性表面，亦較佳為由金屬製成。該屏障開閉器係至少在被該屏障開閉器遮蓋的位置上與該屏障電性接觸。
然而，該屏障開閉器可以在任何想要的方向上相對於該切口移動以便於分別開啟和關閉前述切口，在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，該屏障開閉器係在與該中心軸平行的方向上可驅動地移動。通常，該中心軸係垂直地定向，這意指該屏障開閉器一般是可驅動地上下移動。
在該真空處理室的一個實施形態中，該固定基板支撐體，經常稱為座台，包含供該板狀基板用的導電性支撐表面，其表面係與該真空處理室的RF偏壓源連接器電性連接。因此，在操作中，該基板支架和與其有關且位在其上的板狀基板被施加RF偏壓。
在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，如剛才所述，該基板支撐體包含至少三個銷，其突出在該支撐平面之上且其可例如藉由各自的驅動而驅動，可沿著它們的軸並相對於該支撐平面縮回和升起。
在它們的突出位置上的該銷定義出與該一個支撐平面平行的另一支撐平面，該另一支撐平面係在屏障內部與該中心軸交叉。
因此，裝載和卸載該板狀基板不需要沿著相同的平面(沿著在處理期間內該板狀基板所在的平面)發生。在該實施形態中，剛才所述的裝載和卸載該板狀基板係相對於前述另一支撐平面實施，然而基板處理係在當將該銷縮回時、將該基板沿著該一個支撐平面定位下實施。在該側壁中的該屏障切口和該開口係與此另一平面對齊以便裝載和卸載該板狀基板，而與它們在處理期間內受到沉積的位置或支撐平面無關。
在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，該一個支撐平面係在該屏障內部與中心軸交叉，因此在該處理期間內該基板位於該屏障內。
可以以既定電位操作該銷，且在此情況下它們是金屬製成。或者是，可以以浮動電位操作該銷，因而可以是金屬製成或非導電性材料製成，例如為介電質材料製成。一旦板狀基板在該升起的銷上受到沉積，就將該銷縮回而該基板在該導電性支撐體上且沿著該一個支撐平面受到沉積以進行處理，在該處，該板狀基板在操作中成為經RF偏壓的。
主要取決於該基板的板狀，考量在該中心軸的方向上，該屏障的剖面形狀為圓形或多邊形，由此，特別是圓形、長方形或正方形。
考量圓形的欲處理的基板，顯然必須將該基板搬運開口以及在該屏障中的該切口調整尺寸，以與該裝載/卸載方向垂直且與該一個或另一支撐平面平行地具有比該基板直徑稍大的尺寸。依長方形或正方形的基板的走向(orientation)而定，依該基板的個別尺寸和搬運走向來調整在該側壁中的前述基板搬運開口和在該屏障中的該切口以利於裝載/卸載。
在根據本發明的真空處理室的另一實施形態中，該屏障具有導電性表面，由此，係例如由金屬製成且此表面係經由該真空容器的該金屬側壁而與該室的系統接地連接器電性連接。
特別是，如果在操作中，被處理的基板係被偏壓源施加電性偏壓，特別是被RF偏壓源施加RF偏壓，且該處理係借助在該屏障中的電漿實施，由此，建立從該屏障經由由金屬製成的該側壁至施加了穩定的系統接地電位的該系統接地連接器的RF電流返回路徑。
在根據本發明的處理室的剛才敘述的實施形態的一個實施形態中，該屏障係可維修交換的零件，這意指其可以例如基於清潔目的而被輕易地取代，且該屏障係直接地或經由彈性接觸元件而間接地與前述側壁電性接觸，該彈性接觸元件係全部沿著該屏障周邊分布，所考慮的此周邊可見於該中心軸的方向上。各該彈性接觸元件係機械性地安裝至該屏障或與該側壁電性接觸的金屬零件、或直接安裝至該側壁。
由此，修改該彈性接觸元件以建立從該屏障至該容器的該金屬側壁，並由此至該系統接地連接器的穩定的低電阻電流路徑。然而，它們將該屏障與該真空容器的該金屬側壁熱分離(thermally decouple)。如果在基板處理期間內、在與該金屬側壁溫差大的溫度下操作該屏障，則此舉可能是適當的。
在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，該屏障包含與該基板支撐體相向的蓋板。該蓋板包含至少一個釋放至該屏障的內部空間的氣體饋入通路管線(gas feedthrough line)。如果該基板的處理係利用在該屏障內的該反應空間中的氣體作為例如供產生電漿用的作業氣體及/或作為供反應性電漿或熱處理用的反應 氣體，則透過前述的板設有一個或一個以上的供該個別氣體或數種氣體用的氣體饋入通路。
在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，其還包含沿著該中心軸繞一圈並相對於側壁補充該屏障的保護底部擋板(bottom shield)。該底部擋板係由金屬製成且該屏障具有導電性表面，由此，較佳為也是由金屬製成。在該屏障，特別是沿著該屏障的該底部邊緣，即較接近該基板支撐體的邊緣，一方面，其導電性表面係直接地或間接地與該底部擋板電性接觸，且也與該金屬側壁電性接觸。另一方面，該底部擋板，除了穩固地與該系統接地連接器電性連接外，係與該處理室的其他部分電性分離的。
在一個實施形態中，沿著該中心軸繞一圈並相對於側壁補充該屏障的保護的底部擋板，係在中心軸的方向上且在該屏障的外部與該屏障重疊。在一個實施形態中，該底部擋板係沿著圍繞該中心軸的區域與該屏障重疊，其包括在該屏障中的該切口的至少一部分。在此情況下，該底部擋板包含也與在該屏障中的該切口對齊且與在該側壁中的該基板搬運開口對齊的基板搬運切口。
特別是，如果藉由使用電漿實施該處理且在操作期間內用RF將該基板支撐體施加偏壓，則此實施形態提供兩個平行的RF返回路徑至該系統接地連接器，即經由電漿，具有導電性表面的該屏障、和一方面該底部擋板、和另一方面該金屬側壁，向下至該系統接地連接器。藉此，明顯將RF電流返回路徑阻抗降低。
在根據本發明的真空處理室的另一實施形態中，該屏障係由金屬製成且與該側壁終端分離及/或與該底部擋板終端分離(如果設有此擋板的話)，其中，該屏障係僅經由沿著該屏障的該底部邊緣的周邊分布的彈性、分離的電性接觸元件懸掛在該容器內並與該側壁及/或該底部擋板(如果設有此擋板的話)接觸。
在該容器內將該屏障懸掛在其頂部區域，可以避免屏障支撐體沿著其底部零件。該處僅有提供電性接觸的前述不同的電性接觸元件，藉此在該屏障與該容器的該側壁之間建立可忽略的熱結合(thermal coupling)，且如上所述傳至該底部擋板(如果有提供的話)。
在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，該屏障係安裝(在一個實施形態中則是懸掛)在包含供冷卻或加熱介質用的通道配置的冷卻或加熱板上面。在一個實施形態中用來懸掛該屏障的此板，係如剛才內容中敘述的熱分離，並透過此冷卻或加熱板將氣體饋入管線(gas feedlines)引導至該屏障內部。
回過頭來考量該彈性接觸元件，特別是在剛才敘述的冷卻該屏障的情況下可看到它，可以有利於避免熱從該屏障傳導至該側壁及/或該底部擋板，以避免沿著該真空容器的內表面發生凝結。
在根據本發明的真空處理室的一個實施形態中，該真空處理室係蝕刻室並包含沿著該中心軸繞一圈的感應線圈以便在該真空容器中產生感應式偶合電漿 (inductively coupled plasma)。該感應線圈係相對於該中心軸徑向地設置在由金屬製成的該屏障外部。由此，該真空容器的該側壁包含一部分介電質材料，該介電質材料也沿著該中心軸繞一圈且係徑向地設置在該屏障與該線圈之間。此介電質材料部分實質上沿著該感應線圈的軸向延伸而延伸且可以形成周圍氣體環境與真空的隔離。由此，該金屬屏障包含沿著該金屬屏障分布的貫穿狹縫(through-slits)的圖案。此貫穿狹縫具有一與該中心軸平行的主要延伸方向分量。在該金屬屏障中設置此貫穿狹縫的圖案以避免在該金屬屏障中因由該感應線圈所產生的感應而產生過量的渦電流損失。
如果它們不相互抵觸的話，便可以將如前所述的根據本發明的真空處理室的任何數量的實施形態加以合併。
將本發明進一步指向一種製造真空處理的板狀基板的方法。該方法包含：沿著真空處理室的內表面的一部分並與其分開地設置屏障。另外，該方法包含設置固定基板支架，其適於沿著平面支撐如前所述的板狀基板且曝露於該屏障的內部空間。開啟在該屏障中的基板饋入切口而板狀基板係透過該開啟的基板饋入切口導入該屏障。該板狀基板係在該基板支撐體上受到沉積並將在該屏障中的該基板饋入切口關閉，而且如果在該屏障中的基板移出切口仍開著的話則也將其關閉。之後，將在該基板支撐體上的該基板進行真空處理。然後，開啟在該屏障中的該基板移出切口，並將該處理的板狀 基板透過該基板移出切口，從該基板支撐體、該屏障、和該真空處理室移出。
在根據本發明的方法的一個變形形態中，該基板饋入切口係該基板移出切口。因此，在該屏障中的一個切口係用作饋入和移出切口。
在根據本發明的方法的另一變形形態中，係藉由根據本發明的真空處理室或根據一個或一個以上的其實施形態的真空處理室來實施。
現在將藉由實施例和借助圖式進一步說明本發明。
1‧‧‧真空處理室
3‧‧‧真空容器
5‧‧‧側壁
7‧‧‧抽吸埠
9‧‧‧真空幫浦配置
11‧‧‧固定的基板支撐體
13‧‧‧屏障
17‧‧‧基板搬運切口
19‧‧‧屏障開閉器
19a‧‧‧屏障開閉器
21‧‧‧受控制的驅動單元
23‧‧‧板狀基板
25‧‧‧基板搬運開口
101‧‧‧真空蝕刻室
102‧‧‧冷卻板
103‧‧‧真空容器
105‧‧‧側壁
106‧‧‧氣體饋入通路
108‧‧‧頂蓋板
110‧‧‧氣體饋入管線
112‧‧‧冷卻介質饋入通路
113‧‧‧屏障
114‧‧‧頂蓋
116‧‧‧螺絲
117‧‧‧基板搬運切口
118‧‧‧貫穿狹縫
119‧‧‧屏障開閉器
120‧‧‧導電性彈性元件
122‧‧‧彈簧舌片
124‧‧‧真空容器的側壁的部分
125‧‧‧側壁
125‧‧‧基板搬運開口
126‧‧‧底部擋板
127‧‧‧基板搬運切口
128‧‧‧彈性元件
130‧‧‧系統接地連接器
132‧‧‧金屬基板支撐體
134‧‧‧分隔器
136‧‧‧RF偏壓源
138‧‧‧感應線圈
140‧‧‧介電質壁
141‧‧‧真空密封材
142‧‧‧抽吸埠
144‧‧‧銷
146‧‧‧可控制的驅動單元
148‧‧‧開閉器
150‧‧‧驅動單元
152‧‧‧導電性彈性元件
A‧‧‧平面
A‧‧‧周圍氣體環境
B‧‧‧中心軸
B100‧‧‧中心軸
B144‧‧‧軸
D‧‧‧屏障開閉器19的移動方向
D’‧‧‧屏障開閉器19a的移動方向
E‧‧‧平面
P‧‧‧抽吸氣流
RFIN‧‧‧RF饋入管線
RF1‧‧‧電流路徑
RF2‧‧‧RF電流返回路徑
V‧‧‧真空氣體環境
圖1係以極度示意的方式簡化根據本發明的真空處理室的一個實施形態的一部分的斜視圖。
圖2係仍以示意的方式簡化貫穿圖1的實施形態的真空處理室的剖面圖。
圖3係以類似圖1的方式顯示根據本發明的真空處理室的另一實施形態。
圖4係以類似圖2的方式顯示根據圖3的實施形態的剖面圖。
圖5係仍以示意的方式簡化根據本發明的真空處理室的特定實施形態的剖面圖，藉此顯示除了特地顯示在圖5外，也可以被應用於本發明的真空處理室的其他形態的特徵。
圖6係簡化彈性接觸元件的斜視圖，其可以被應用於根據圖5的真空處理室的實施形態，而且更普遍地被應用於根據本發明的真空處理室的其他形態。
圖1和圖2顯示以極度示意的方式簡化根據本發明的真空處理室的實施形態的一部分。
圖1顯示前述室1的部分地分解的斜視圖，然而圖2顯示沿著圖1所示的標示A/A的平面貫穿圖1的真空處理室1的剖面。
該真空處理室1包含具有沿著中心軸B繞一圈的側壁5的真空容器3。具有各自蓋子(covering)和底部(未圖示)的該側壁5將周圍氣體環境與真空氣體環境分開。在該真空容器5中建立真空氣體環境，可以在抽吸埠7安裝供操作用的真空幫浦配置9。
在該真空容器3中，以該中心軸B為中心設有固定基板支撐體11，其適於支撐數量等於或大於一的、沿著與該中心軸B垂直的平面E或與其平行地定位的板狀基板。如果我們敘述「板狀基板」的話，這意指具有一對二維延伸表面、且在第三維上具有比兩個前述維度的尺寸都小得多的厚度尺寸的基板。儘管如此，該板狀基板可以是平坦的或彎曲的。
如果我們敘述「數量等於或大於一」的話，這意指單一板狀基板或一批多於一片的基板，由此，該批基板係像如上所述的單一板狀基板般二維延伸。因此，本說明書和申請專利範圍全文所述的「基板」也表示此一批基板。
在該真空處理室1中進一步設有沿著該中心軸B繞一圈且在徑向上遠離該中心軸B的屏障13，藉此圍繞該基板支撐體11。在一般方法中，該屏障13係可以與該真空容器3的該側壁5的該內表面接觸並沿著它設置，或者是與它分開地設置，因而設置在該基板支撐體11與該側壁5的該內表面之間。另外，在一般考量下，該屏障13可以由導電材料製成或由非導電材料製成。
考量將該基板支撐體11定位在該中心軸B的方向上以便在該屏障13中將該至少一片板狀基板裝載至該支撐體和從該支撐體卸載。該板狀基板的處理也是在該屏障中實施，但也可以在該屏障外部，考量在該中心軸B的方向上，例如，鄰近該屏障13的底部邊緣處實施。
一般而言，將該至少一片板狀基板裝載至該基板支撐體11上和從該基板支撐體11卸載，係如圖1以示意的方式所顯示、標示雙箭頭L/UL般，在徑向上相對於該中心軸B並與該中心軸B垂直地實施。因此，該裝載/卸載軌道路徑係與該平面E平行且穿過由該屏障13所定義的幾何體。
為了實施此穿過該屏障13的搬運，在該屏障中設有基板搬運切口或開口17。此基板搬運切口17具有考量與平面E平行、可以裝載和卸載具有與中心軸B垂直的該二維延伸表面的各延伸板狀基板或各批板狀基板的橫向尺寸。
該屏障13覆蓋該側壁5的該內表面的該主要元件，並因而保護其免受由在該金屬屏障13內部的真空處理所造成的材料影響。
設有藉由受控制的驅動單元21而可驅動地並可控制地移動的屏障開閉器19，以遮蓋或開放在該屏障13中的該基板搬運切口17。
如圖1所示，個別的基板搬運開口(圖1未圖示)係設在該真空容器3的該側壁5中，其與該切口17對齊，能夠裝載和卸載該基板或各批基板。
然而，在圖1的實施形態中，該屏障開閉器19係在與該中心軸B平行的方向上-D-可驅動地移動，在另一實施形態中，此屏障開閉器19a(參見圖2)係如點虛線的雙箭頭D’所示，可以在相對於該中心軸B的方位角方向上可驅動地移動。
根據圖1的圖示，另外在圖2的圖式中以虛線顯示板狀基板23和在真空容器3的該側壁5中的該基板搬運開口25。
然而，圖1和2顯示供處理圓形板狀基板用或供處理板狀圓形的一批基板用的根據本發明的真空處理室1的實施形態，圖3和4顯示供真空處理多邊形，尤其是長方形或正方形基板或各形狀的一批基板用的實施形態。
在根據圖3和4的圖式中，與圖1和2相同的元件使用相同的元件符號以便熟悉技藝者不需要對這些圖3和4另外做註解。
由此，該真空處理室1特別是真空電漿處理室，用於PECVD或PVD層沉積或蝕刻。該屏障13係應用在要保護該真空容器3的該內表面和設在那裡的設備免於由該處理製程所產生的材料影響的全部情況。
藉由圖5，將以一些特徵描述根據本發明的真空處理室1的特定實施形態，該特徵將接著被簡短地敘述為可更一般地應用在該真空處理室的其他形態。圖5顯示以示意的方式簡化根據本發明的真空處理室，其為利用感應式偶合電漿的電漿蝕刻室。
該真空蝕刻室101包含具有沿著該中心軸B100繞一圈的側壁105的真空容器103。
由金屬製成且在此實施形態中為圓筒狀的該屏障113係懸掛於冷卻板102，其係藉由氣體饋入通路106安裝於該真空容器103的該頂蓋板108。供作業及/或反應氣體用的至少一個氣體饋入管線110係穿過該氣體饋入通路106饋入而配送在該金屬屏障113的內部。
藉由冷卻介質饋入通路112和通道配置，供應該冷卻板102冷卻介質。
為了在該金屬屏障113與該冷卻板102之間建立良好的熱接觸，用頂蓋114將金屬屏障113的頂部封閉(top-closed)。該金屬屏障113係藉由螺絲116牢固地偏向(biased)該冷卻板102。
該金屬屏障113包含具有方向與該中心軸B100平行的主要成分的貫穿狹縫118的圖案。雖然該金屬屏障113係懸掛於該冷卻板102，但其透過全部沿著 該金屬屏障113的周邊、以導電性方式分布於該真空容器103的該側壁105的一部分的導電性彈性元件120而被施加偏壓(biased)。
如圖6以示意的方式所顯示，作為實施例，該彈性元件120可以由梳狀的數組彈簧舌片(spring tongue)122組成並機械性安裝至該金屬屏障113、或如圖6中元件符號124所指的該真空容器103的該側壁105的部分。該彈性元件120係例如以固定的間隔，沿著該金屬屏障113的周邊分布。這些彈性元件120在該金屬屏障113與該側壁105之間提供良好的電性接觸，但在該冷卻的金屬屏障113與該側壁105之間僅有微小的熱傳導。
該導電性彈性元件120可以藉由非常多樣的不同元件，因此例如，藉由具有圓形、三角形、橢圓形、多邊形剖面形狀的管狀、中空或實心材料的彈性元件來實現。重要的是，這些接觸元件應該提供低電阻和低熱傳導。
與中心軸B100共軸的底部擋板126補充屏障113的保護作用。靠近該彈性元件120的、全部繞著該金屬屏障113的周邊分布的另一組彈性元件128在該側壁105與該底部擋板126之間建立電性接觸。作為實施例，可以與該元件120同樣地，即根據圖6的實施例或與該彈性元件120相關的內容中所記載的實施例，來實現該彈性元件128。因此，這些彈性元件128也可以藉由廣泛多樣的元件來實現。與該彈性元件120相反， 該彈性元件128的低熱傳導較不重要，因為在此實施形態中是與元件120熱串聯的。
在該底部擋板126與該側壁125之間的該彈性元件128的替代或附加，可以將此彈性元件直接設置在該金屬屏障113與該擋板126之間，及/或在一些情況下，特別是在沒有該基板支撐體的RF偏壓的情況下，僅設置於該側壁105。
該金屬底部擋板126係維修取代元件，類似金屬屏障113。
可以經由系統接地連接器130將該真空容器103的該底部擋板126以及該側壁105牢固地連接至系統接地GND。
除了與該系統接地連接器130電性連接外，該底部擋板126係與該真空容器103的該金屬側壁105電性分離。這是以示意的方式顯示在圖5中的由粗線所標示的127。該底部擋板126係在外部與該屏障113的底部區域重疊至如下程度：也將基板搬運切口或開口127設在該底部擋板126的該重疊部分中。
如以極度示意的方式所顯示，從輸入接頭至金屬基板支撐體132設有RF饋入管線RFIN，其係與該中心軸B100共軸地固定安裝。如進一步以示意的方式簡化所顯示，該金屬基板支撐體或座台132係藉由分隔器134而與該真空處理室的任何其他部分電性分離。在操作中，在該RF饋入管線RFIN與系統接地連接器130之間施加RF偏壓源136。相對於饋入該金屬基板支撐體 132的RF偏壓，該底部擋板126起了供作為核心的管線RFIN用的擋板的作用。
建立從該金屬基板支撐體132經由該電漿至該金屬屏障113的RF電流返回路徑，並從該處起，一方面，經由彈性元件120和128至該底部擋板126，從而至系統接地的電流路徑RF1。
另一方面，與其平行地建立有經由彈性元件120、該真空容器103的側壁105再到系統接地GND的RF電流返回路徑RF2。建立這兩個平行的RF返回路徑RF1、RF2的確明顯減少前述電流至系統接地的整個RF阻抗，藉此改善該蝕刻製程的效率和穩定性。為了在該金屬屏障113內部產生該電漿，設有與該中心軸B100同軸並藉由介電質壁140而與該金屬屏障113分開的感應線圈138，該介電質壁140係如以示意的方式所顯示，藉由真空密封材141分開真空氣體環境V與周圍氣體環境A。
將抽吸埠142連接至真空幫浦以便從該真空處理室1內部建立抽吸氣流P。
在該真空容器103的該側壁105中以及在該底部擋板126中，橫向地設有例如根據圖2的圖式的基板搬運開口125和切口127。在該金屬屏障113中，在徑向上與該橫向基板搬運開口125對齊地設有基板搬運切口117，以便如雙箭頭L/UL所示，可以將定向成與該中心軸B100垂直的板狀基板透過該基板搬運開口125、透過該切口127和117裝載和卸載在銷144上。該 銷144係可控制地沿著它們的軸B144移動，從而可被下降以將欲處理的基板下降在該金屬板基板支撐體132上或者將處理的基板從該基板支撐體132升起至可被(未圖示)機器人手臂抓住的位置上，並透過該基板搬運開口125和該開啟的切口117和切口127而從該金屬屏障113移出。
該銷144可以藉由可控制的驅動單元146來上下移動。
一旦該基板搬運開口125和該切口127、和特別是在該金屬屏障113中的該基板切口117，沒有基板被朝向該金屬基板支撐體132裝載或從該金屬基板支撐體132卸載，便可以藉由該屏障開閉器119來關閉在該金屬屏障113中的該切口117，該屏障開閉器119係藉由驅動單元150而可控制地且可驅動地上下移動。特別是在蝕刻操作期間內關閉該基板切口117，防止透過在該金屬屏障113中的該大切口117污染該真空處理室。
該可移動的金屬屏障開閉器119，特別是在操作、關閉的位置上，係以與該金屬屏障113相同的電位操作。在該金屬屏障開閉器119的關閉位置上，藉由導電性彈性元件152來在該金屬屏障開閉器119與該金屬屏障113之間建立良好的電性接觸，作為實施例，可以將該導電性彈性元件152與該彈性接觸元件120及/或128同樣地加以修改而如作為實施例的圖6所示。同樣地，這些彈性接觸元件152係以分布的方式、沿著該 屏障開閉器119的頂部邊緣安裝在該屏障113側或安裝至該屏障開閉器119。作為實施例，該金屬屏障開閉器119係以電性分離的方式安裝至其驅動單元150。
在已經說明該真空處理室1的特定實施例，即，將此室視為具有感應式偶合電漿的蝕刻室後，將以更一般的觀點敘述此室的一些形態。
在與根據圖5的該真空電漿蝕刻室相關的內容中，我們已經敘述該屏障113係由金屬製成。對其他處理應用而言，該處理可以具有介電質材料且其將是根據圖5的119的該屏障開閉器。如果要最佳地操作在該屏障113中所實施的該基板處理的話，如果圍繞該處理空間的表面的至少一個主要零件係由與欲藉由各自的電漿沉積處理而被沉積在該基板上的材料相同的材料製成的話，則該屏障113可以由例如介電質材料製成。然而，同樣地，基於該屏障113將是維修取代零件並因而價格相當低廉的觀點，在大多數的處理應用中，該屏障113係由金屬製成。
如果，如在根據圖5的實施形態的情況下，該基板係在其處理期間內以RF偏壓進行操作的話，則由金屬製成的該屏障113最明顯地改善RF電流返回路徑。
在本文中和在與圖5相關的內容中，我們已經敘述實現平行的RF電流返回路徑RF1和RF2。這主要是藉由在如113的該金屬屏障與該真空容器的該金屬側壁之間建立彈性電性連接器，且與其平行地通往底部擋板，且一般向下至圖5的如130的接地連接器來實現。 特別是每當實施電漿處理並以RF偏壓操作欲處理的該基板時，應用此方法。
在本文中，圖5的實施形態教導該金屬屏障開閉器119係在其關閉的位置上、以與該金屬屏障113相同的電位操作。當該開閉器148到達關閉的位置，這是藉由該彈性、導電性元件152來實現。在另一實施形態中，該金屬屏障開閉器119可以例如藉由滑動維持與該金屬屏障開閉器119電性接觸的彈性接點，以該真空容器103的該側壁105的電位，或以該底部擋板126的電位，來一直操作而不管其即時位置為何。
另外，在該屏障113內產生電漿，可以以任何已知的方式來實現，例如，微波電漿、具有電弧蒸發源或具有磁控源的濺鍍源的電漿等。如在沒有電漿產生的純CVD處理技術中所述，提供具有基板搬運切口117的屏障113甚至可能是有利的。
藉由前述的在該屏障中的切口，便可以在與在該處理室外部搬運基板相同或至少平行的平面上實施將基板搬至該處理容器和從該處理容器搬出。與該屏障113同樣地作為維修交換零件，該屏障開閉器119係可輕易地從其驅動單元150移除。
總結本發明的形態。
A)一種真空處理室(1)，特別是供至少一片板狀基板用的真空電漿處理室，包含：●真空容器(3；103)，具有沿著中心軸(B；B100)繞一圈的側壁(5；105)且包含抽吸埠(7；142)； ●在該真空容器(3；103)中的屏障(13；113)，沿著該中心軸(B；B100)繞一圈且沿著該側壁(5；105)的一部分；●固定基板支撐體(11；132)，曝露於該屏障(13；113)內部且適於在板狀基板的二維延伸表面中的一個表面且沿著與該中心軸(B；B100)垂直的支撐平面(E)支撐板狀基板；和●在該側壁(5；105)中的至少一個基板搬運開口(25；125)，具有與該中心軸(B；B100)垂直並與該中心軸(B；B100)交叉的開口中心軸；●在該屏障(13；113)中的至少一個基板搬運切口(17；117)，該基板搬運開口(25；125)和該基板搬運切口(17；117)係彼此對齊的，且係修改為可使板狀基板經由它們而朝向和離開該基板支撐體(11；132)搬運；●可驅動地移動的屏障開閉器(19；119)，可驅動地開放和遮蓋該基板搬運切口(17；117)。
B)形態A的該真空處理室，較佳為其中該屏障係由金屬製成。
C)形態A或B中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該屏障係維修交換零件。
D)形態A至C中至少一項的該真空處理室，該屏障具有導電性表面，較佳為由金屬製成，且該屏障開閉器具有導電性開閉器表面，亦較佳為由金屬製成，且至少在該切口被該屏障開閉器遮蓋時與該屏障電性接觸。
E)形態A至D中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該屏障開閉器係在與該中心軸平行的方向上可驅動地移動。
F)形態A至E中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該固定基板支撐體包含供該板狀基板用的導電性支撐表面，其與該室的RF偏壓源連接器電性連接。
G)至少形態F的該真空處理室，較佳為該基板支撐體包含至少三個銷，其突出在該支撐平面之上且可驅動地沿著它們的軸並相對於該支撐平面縮回和升起。
H)至少形態G的該真空處理室，較佳為其中在它們的突出位置上的該銷，定義出與該一個支撐平面平行的另一支撐平面，該另一支撐平面係在屏障內部與該中心軸交叉。
I)形態A至H中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該支撐平面係在該屏障內部與該中心軸交叉。
K)形態A至I中至少一項的該真空處理室，較佳為其中考量在該中心軸的方向上，該屏障的剖面形狀為圓形和多邊形中的一者，由此，特別是圓形、長方形或正方形。
L)形態A至K中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該屏障具有導電性表面，較佳為由金屬製成，且係經由該側壁而與該室的系統接地連接器電性連接。
M)至少形態L的該真空處理室，較佳為其中該屏障係可維修交換的零件，且直接地或經由彈性接觸元件而間接地與該側壁電性接觸，該彈性接觸元件係沿著該屏障周邊分布，各該彈性接觸元件係機械性地安裝至該屏障、或者直接地或間接地與該側壁電性接觸的金屬零件。
N)形態A至M中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該屏障包含與該基板支撐體相向的蓋板，該蓋板包含至少一個釋放至該屏障的內部空間的氣體饋入通路管線。
O)形態A至N中至少一項的該真空處理室，較佳為還包含沿著該中心軸繞一圈並相對於該側壁補充該屏障的底部擋板，該底部擋板係由金屬製成，該屏障具有導電性表面，且在其底部邊緣與該底部擋板電性接觸，也與該側壁電性接觸，另一方面，該底部擋板，除了穩固地與該系統接地連接器電性連接外，係與該處理室的其他部分電性分離的。
P)形態A至O中至少一項的該真空處理室，較佳為還包含沿著該中心軸繞一圈並相對於該側壁補充該屏障的底部擋板，該底部擋板係在該屏障的該中心軸的方向上且在外部與該屏障重疊。
Q)至少形態P的該真空處理室，較佳為該底部擋板係沿著圍繞該中心軸的區域與該屏障重疊，其包括該切口的至少一部分，該底部擋板包含與在該屏障中的該切口對齊且與在該側壁中的該基板搬運開口對齊的基板搬運切口。
R)形態A至Q中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該屏障係由金屬製成且與該側壁熱分離及/或與該底部擋板熱分離(如果有設置的話)，其中，該屏障係僅經由彈性、不同的電性接觸元件懸掛在該容器內並與該側壁及/或該底部擋板(如果有設置的話)接觸，該電性接觸元件係沿著該屏障的該底部邊緣的周邊分布。
S)形態A至R中至少一項的該真空處理室，較佳為其中該屏障係安裝在包含供冷卻或加熱介質用的通道配置的冷卻或加熱板上面。
T)形態A至S中至少一項的該真空處理室，較佳為該真空處理室係蝕刻室並包含沿著該中心軸繞一圈且在由金屬製成的該屏障外部的感應線圈，該側壁包含一部分介電質材料，該介電質材料沿著該中心軸繞一圈且係徑向地位在該屏障與該線圈之間，該金屬屏障包含沿著該金屬屏障分布且具有長度方向與該中心軸平行的主要成分的貫穿狹縫的圖案。
U)一種製造真空處理的板狀基板的方法，包含：●沿著真空處理室的內表面的一部分並與其分開地設置屏障；●設置固定基板支架，其適於沿著平面支撐板狀基板且曝露於該屏障的該內部空間；●開啟在該屏障中的基板饋入切口； ●將一板狀基板以其二維延伸表面中的一個表面係與該平面成平行的方式，透過該開啟的基板饋入切口導入該屏障；●將該板狀基板放置在該基板支撐體上；●關閉在該屏障中的該基板饋入切口以及如果在該屏障中的基板移出切口尚未關閉的話則也將其關閉；●將在該支撐體上且在該屏障中的該基板進行真空處理；●開啟該基板移出切口；●將該處理的板狀基板透過該基板移出切口，從該基板支撐體、該屏障、和該真空處理室移出。
V)根據至少形態U的製造真空處理的板狀基板的方法，較佳為包含：將在該支撐體上且在該屏障中的該基板進行真空處理，藉此對該基板施加Rf偏壓。
W)根據U或V形態中至少一項的製造真空處理的板狀基板的方法，較佳為該真空處理係蝕刻，較佳為利用感應式偶合電漿。
X)根據U或W形態中至少一項的製造真空處理的板狀基板的方法，較佳為還包含至少在該處理的期間內，建立至少兩條不同的相互平行的電流路徑，第一電流路徑係從該屏障經由該真空處理室的該牆壁至系統接地連接器，該第二電流路徑係從該屏障經由在該真空處理室中的擋板至該系統接地連接器。
Y)U至X形態中至少一項的方法，較佳為其中該基板饋入切口係該基板移出切口。
Z)U至Y形態中至少一項的方法，較佳為其藉由根據A至T形態中至少一項的真空處理室來實施。
1‧‧‧真空處理室
3‧‧‧真空容器
5‧‧‧側壁
7‧‧‧抽吸埠
9‧‧‧真空幫浦配置
11‧‧‧固定基板支撐體
13‧‧‧屏障
17‧‧‧基板搬運切口
19‧‧‧屏障開閉器
21‧‧‧受控制的驅動單元
A‧‧‧平面
B‧‧‧中心軸
D‧‧‧屏障開閉器19的移動方向
D’‧‧‧屏障開閉器19a的移動方向
E‧‧‧平面

Claims (23)

  1. 一種真空處理室(1；101)，包含：真空容器(3；103)，具有繞中心軸(B；B100)的側壁(5；105)且包含抽吸埠(7；142)；在該真空容器(3；103)中的屏障(13；113)，繞該中心軸(B；B100)且與該真空容器(3；103)的該側壁(5；105)間隔有空隙，該屏障(13；113)包括頂部區域和底部區域；固定的基板支撐體(11；132)，在該屏障(13；113)的該底部區域曝露於該屏障(13；113)內部且適於在其二維延伸表面中的一個表面，且沿著與該中心軸(B；B100)垂直的支撐平面(E)支撐板狀基板(23)；在該側壁(5；105)中的至少一個基板搬運開口(25；125)，具有與該中心軸(B；B100)垂直並交叉的開口中心軸；及在該屏障(13；113)中的至少一個基板搬運切口(17；117)，該基板搬運開口(25；125)和該基板搬運切口(17；117)係彼此對齊的，且係修改為可使板狀基板(23)經由它們而朝向和離開該基板支撐體(11；132)搬運，可驅動地移動的屏障開閉器(19；119)，可驅動地開放和遮蓋該基板搬運切口(17；117)，該屏障(13；113)具有導電性表面，該屏障開閉器(19；119)具有導電性開閉器表面，至少在該基板搬運切口(17；117)被該屏障開閉器(19；119)遮蓋時與該屏障(13；113)的該導電性表面電性接觸； 該固定的基板支撐體(11；132)包含供該板狀基板(23)用的導電性支撐表面，與該真空處理室(1；101)的RF偏壓源連接器電性連接；該真空容器(3；103)的該側壁(5；105)係連接至系統接地連接器(130)；且還包含繞該中心軸(B；B100)的底部擋板(bottom shield)且與該屏障(13；113)的該底部區域相鄰；該底部擋板係由金屬製成且連接至該系統接地連接器(130)；該屏障(13；113)在其底部區域，一方面通過對該系統接地連接器(130)的該底部擋板並且在另一方面通過該側壁(5；105)而與該系統接地連接器(130)並行分離的電性接觸，該底部擋板係與該真空處理室(1；101)的其他部分電性分離。
  2. 如請求項1的真空處理室，其中該真空處理室(1；101)係供至少一片板狀基板用的真空電漿處理室
  3. 如請求項1的真空處理室，其中該屏障係由金屬製成。
  4. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該屏障係維修交換零件。
  5. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該屏障開閉器係由金屬製成。
  6. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該屏障開閉器係在與該中心軸平行的方向上可驅動地移動。
  7. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該基板支撐體包含至少三個銷，其突出在該支撐平面之上且 沿著它們的軸並相對於該支撐平面可驅動地縮回和升起。
  8. 如請求項7的真空處理室，其中該等銷在它們的突出位置上，定義出與該支撐平面平行的另一支撐平面，該另一支撐平面係在該屏障內與該中心軸交叉。
  9. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該支撐平面係在該屏障內部與該中心軸交叉。
  10. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中考量在該中心軸的方向上，該屏障的剖面形狀為圓形和多邊形中的一者。
  11. 如請求項10的真空處理室，其中該屏障的剖面形狀為圓形、長方形或正方形
  12. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該屏障係一可維修交換的零件，且直接地或經由彈性接觸元件而間接地與該側壁電性接觸，該等彈性接觸元件係沿著該屏障周邊分布，該等彈性接觸元件之每一者係機械性地安裝至該屏障、或者直接地或間接地安裝至與該側壁電性接觸的金屬零件上。
  13. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該真空容器包含在該頂部區域與該基板支撐體相向的蓋板，該蓋板包含至少一個釋放至該屏障的內部空間的氣體饋入通路管線(gas feedthrough line)。
  14. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該底部擋板係在該中心軸的方向上且在該屏障的外部與該屏障重疊。
  15. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該底部擋板係沿著圍繞該中心軸的區域與該屏障重疊，該區域包括該基板搬運切口的至少一部分，該底部擋板包含與在該屏障中的該基板搬運切口對齊且與在該側壁中的該基板搬運開口對齊的基板搬運切口。
  16. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該屏障係由金屬製成且與該側壁及/或該底部擋板熱分離，其中，該屏障係僅經由沿著該屏障的底部邊緣的周邊分布的彈性、分離的電性接觸元件懸掛在該真空容器內並與該側壁及/或該底部擋板接觸。
  17. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該屏障係安裝在包含供冷卻或加熱介質用的通道配置(channel arrangement)的冷卻或加熱板上面。
  18. 如請求項1至3中任一項的真空處理室，其中該真空處理室係蝕刻室，並包含繞該中心軸且在由金屬製成的該屏障外部的感應線圈，該側壁包含一部分介電質材料，該介電質材料繞該中心軸且係徑向地位在該屏障與該線圈之間，該金屬屏障包含沿著該金屬屏障分布的貫穿狹縫(through slits)的圖案；具有一與該中心軸平行的主要延伸方向分量。
  19. 一種真空處理或製造真空處理的板狀基板的方法，包含：提供與真空處理室的內表面的一部分電性分離並沿著該真空處理室的內表面的一部分的屏障； 提供適於沿著一平面支撐一板狀基板，且曝露於該屏障的內部空間的固定的基板支撐體；在該屏障中開啟一基板饋入切口；將一板狀基板以其二維延伸表面中的一個表面係與該平面成平行的方式，透過該開啟的基板饋入切口導入該屏障；將該板狀基板放置在該基板支撐體上；關閉在該屏障中的該基板饋入切口以及如果在該屏障中的基板移出切口尚未關閉的話則也將其關閉；將在該基板支撐體上且在該屏障中的該基板進行真空處理，藉此對該基板施加Rf偏壓；至少在該真空處理的期間內，建立不同且相互平行的至少第一電流路徑和第二電流路徑，該第一電流路徑係從該屏障經由該真空處理室的側壁至系統接地連接器，及該第二電流路徑係從該屏障經由不同的擋板至該系統接地連接器；開啟該基板移出切口；將該經處理的板狀基板透過該基板移出切口，從該基板支撐體、該屏障和該真空處理室移出。
  20. 如請求項19的方法，其中該真空處理係蝕刻。
  21. 如請求項20的方法，其中該真空處理係利用感應式耦合電漿蝕刻。
  22. 如請求項19至21中任一項的方法，其中該基板饋入切口係該基板移出切口。
  23. 如請求項19至21中任一項的方法，其藉由根據請求項1至18中的至少一項的真空處理室來實施。
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