TWI816698B - 具有改良的處理空間密封之基板處理腔室 - Google Patents

具有改良的處理空間密封之基板處理腔室 Download PDF

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Abstract

本案提供了處理腔室的實施例。在一些實施例中，一種處理腔室，包括：腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室內的內部空間；基板支撐件，該基板支撐件設置在該內部空間中，該基板支撐件具有支撐表面以支撐基板，其中該內部空間包含處理空間與非處理空間，該處理空間設置在該支撐表面上方，該非處理空間至少部份地設置在該支撐表面下方；氣體供應氣室，該氣體供應氣室經由設置在該支撐表面上方的氣體供應通道而流體地耦接到該處理空間；泵送氣室，該泵送氣室經由設置在該支撐表面上方的排氣通道而流體地耦接到該處理空間；及密封設備，該密封設備經配置當該基板支撐件處於處理位置時，將該處理空間與該非處理空間流體地隔離，其中當該基板支撐件處於非處理位置時，該處理空間和該非處理空間流體地耦接。

Description

具有改良的處理空間密封之基板處理腔室
本揭露的實施例一般是關於基板處理設備。
為了使用例如物理氣相沉積（physical vapor deposition; PVD）腔室處理基板，經由機械臂將基板傳送到處理腔室的基板支撐件，將基板支撐件升高到處理位置，並且進行處理（例如，沉積、蝕刻等）。在PVD腔室中，處理空間由設置在處理腔室中的處理套組、濺射靶和基板所界定。非處理空間或共用空間由腔室底板、腔室壁以及基板支撐件和處理套組屏蔽件的底部所界定。發明人已經發現到，由於泵送、氣體輸送和壓力控制通常發生在非處理空間中，在不使用的情況下，大部分輸送的氣體被泵送出，因為非處理空間非常大。此外，壓力計通常流體地耦接到非處理空間，這可能導致處理空間中的壓力的不準確讀數。
因此，發明人提供了改進的基板處理腔室的實施例。
本案提供了處理腔室的實施例。在一些實施例中，一種處理腔室，包括：腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室內的內部空間；基板支撐件，該基板支撐件設置在該內部空間中，該基板支撐件具有支撐表面以支撐基板，其中該內部空間包含處理空間與非處理空間，該處理空間設置在該支撐表面上方，該非處理空間至少部份地設置在該支撐表面下方；氣體供應氣室，該氣體供應氣室經由設置在該支撐表面上方的氣體供應通道而流體地耦接到該處理空間；泵送氣室，該泵送氣室經由設置在該支撐表面上方的排氣通道而流體地耦接到該處理空間；及密封設備，該密封設備經配置當該基板支撐件處於處理位置時，將該處理空間與該非處理空間流體地隔離，其中當該基板支撐件處於非處理位置時，該處理空間和該非處理空間流體地耦接。
在一些實施例中，處理腔室包括：腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室中的內部空間，其中該內部空間包含處理空間與非處理空間；濺射靶，該濺射靶設置在該內部空間的上部中；基板支撐件，該基板支撐件具有支撐表面以支撐在該濺射靶下方的基板；密封設備，該密封設備耦接到該基板支撐件且經配置當該基板支撐件處於處理位置時，將該處理空間與該非處理空間流體地隔離；及處理套組。在一些實施例中，處理套組包括：環形配接器，其設置在腔室壁的頂上並具有第一環形通道和第二環形通道；下屏蔽件，具有向外延伸的套環，該套環設置在環形配接器的一部分的頂上並鄰近第一環形通道以形成第一環形氣室，其中下屏蔽件包括穿過套環形成的複數個通孔，以將第一環形氣室流體地耦接到處理空間；及上屏蔽件，其具有上部和下部，該上部設置在向外延伸的套環的頂部，該下部從該上部向下延伸，其中上部包括形成在上部的外表面中並與第二環形通道相鄰設置以形成第二環形氣室的第三環形通道，並且其中上部與濺射靶間隔開，以在上部和濺射靶之間形成迂曲路徑，該迂曲路徑將第二環形氣室流體地耦接到處理空間。
在一些實施例中，處理腔室包括腔室壁，該腔室壁界定處理腔室內的內部空間，其中內部空間包括處理空間和非處理空間；一種處理套組，具有氣體供應氣室和泵送氣室，兩者都流體地耦接到內部空間；基板支撐件，具有支撐表面以支撐基板；及密封構件，經構造成選擇性地密封該處理套組，以在基板支撐件在第一位置和低於第一位置的第二位置之間移動時將處理空間與非處理空間流體地隔離。
在一些實施例中，一種處理腔室，包括：腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室內的內部空間；第一基板支撐件和第二基板支撐件，該第一基板支撐件具有第一支撐表面，該第二基板支撐件具有第二支撐表面，該第一基板支撐件和該第二基板支撐件各自設置在該內部空間中，其中該內部空間包含第一處理空間與第一非處理空間，該第一處理空間設置在該第一基板支撐件上方，該第一非處理空間至少部分地設置在該第一支撐表面下方，其中該內部空間包含第二處理空間與第二非處理空間，該第二處理空間設置在該第二基板支撐件上方，該第二非處理空間至少部分地設置在該第二支撐表面下方，及其中該第一非處理空間與該第二非處理空間一起形成共用空間；第一氣體供應氣室，該第一氣體供應氣室經由設置在該第一支撐表面上方的第一氣體供應通道而流體地耦接到該第一處理空間；第二氣體供應氣室，該第二氣體供應氣室經由設置在該第二支撐表面上方的第二氣體供應通道而流體地耦接到該第二處理空間；第一泵送氣室，該第一泵送氣室經由設置在該第一支撐表面上方的第一排氣通道而流體地耦接到該第一處理空間；第二泵送氣室，該第二泵送氣室經由設置在該第二支撐表面上方的第二排氣通道而流體地耦接到該第二處理空間；及第一密封設備，該第一密封設備經配置當該第一基板支撐件處於處理位置時，將該第一處理空間與該共用空間流體地隔離，其中當該第一基板支撐件處於非處理位置時，該第一處理空間和該共用空間流體地耦接；及第二密封設備，該第二密封設備經配置當該第二基板支撐件處於處理位置時，將該第二處理空間與該共同空間流體地隔離，其中當該第二基板支撐件處於非處理位置時，該第二處理空間和該共用空間流體地耦接。
本揭示案的其他和進一步的實施例描述如下。
本案提供了處理腔室的實施例。在一些實施例中，處理腔室包括流體地耦接到處理腔室的處理空間的氣體供應系統和泵送系統。因此，本發明的處理腔室有利地減少了將處理腔室以泵抽空到處理壓力所需的時間，以及藉由減少泵送和氣體供應發生的空間來減少將處理氣體供應到腔室所需的時間。在一些實施例中，處理腔室進一步包括密封設備，該密封設備在處理基板期間密封處理空間，以將處理腔室的非處理空間密封而與處理空間隔離。如此一來，因為複數個腔室中的每個處理腔室的處理空間彼此流體地獨立，所以處理腔室可以是具有運行相同或不同製程的複數個處理腔室的叢集工具的部分。
圖1繪示根據本揭示案的一些實施例的具有處理套組屏蔽件的示例性處理腔室100（如PVD腔室）的示意性截面圖。適合與本揭示案的處理套組屏蔽件一起使用的PVD腔室的實例包括IMPULSETM 和可從美國加利福尼亞州聖克拉拉市的應用材料公司（Applied Materials, Inc.）商購的其他PVD處理腔室。來自應用材料公司或其他製造商的其他處理腔室也可受益於本案揭示的發明設備。
處理腔室100包括腔室壁106，腔室壁106包圍具有處理空間108和非處理空間109的內部空間。腔室壁106包括側壁116、底壁120及頂板124。頂板124可以是用以密封內部空間的腔室蓋件或類似蓋件。處理腔室100可以是一個獨立的腔室或者是處理系統的多腔室平台（未圖示）的一部分，該多腔室平台（如ENDURA®、CENTURA®或PRODUCER®的任一者）具有由將基板104於各式腔室之間傳送的基板傳送機構（如基板傳送機器人）連接之互連腔室的叢集。處理腔室100可以是能夠將材料濺射沉積在基板104上的PVD腔室。用於濺射沉積的合適材料之非限制實例包括鋁、銅、鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢、氮化鎢及類似物中之一或多種。
處理腔室100包括基板支撐件130，基板支撐件130包含支撐基板104的基座134。基座134具有基板支撐表面138，基板支撐表面138具有與設置在處理腔室100的上部中的濺射靶140的濺射表面139實質平行的一平面。基座134的基板支撐表面138在處理期間接收及支撐基板104。基座134可包括靜電夾盤或加熱器（如電阻加熱器、熱交換器或其它合適的加熱裝置）。在操作中，基板104透過處理腔室100的側壁116中的基板裝載入口142被引入處理腔室100的非處理空間109中且被放置在基板支撐件130上，在裝載基板104期間，基板支撐件130處於非處理位置。基板支撐件130可以藉由支撐升降機構被上升或降低，及在藉由機械臂將基板104放置在基板支撐件130上期間，升降指組件可以用來上升和降低基板104於基板支撐件130上。在電漿操作期間，基座134可以保持在電浮動電位或接地。
處理腔室100也包括處理套組150，處理套組150包含各種部件，其可以容易地從處理腔室100移除，例如，以將濺射沉積物自部件表面清洗掉，替換或修復侵蝕的部件，或者調整處理腔室100以用於其他製程。發明人已經發現，藉由將氣體供應和泵送機構結合到處理套組中，可以增加產量，因為僅抽空處理空間以及接收處理氣體，因此減少了兩者所需的時間量。
例如，處理腔室100可以包括經由氣體供應通道流體地耦接到處理空間108的氣體供應氣室（在圖2A-2B中更詳細地討論）。氣體供應氣室耦接到氣體供應166，以接收將在處理期間被供應到處理空間108的一或多種處理氣體。另外，處理腔室100可以包括泵送氣室，泵送氣室經由排氣通道流體地耦接到處理空間108（在圖2A-2B中更詳細地討論）。泵送氣室耦接到泵185以抽空處理空間108。
在一些實施例中，處理套組150包括上屏蔽件151和下屏蔽件152。上屏蔽件的直徑的尺寸經調整而圍繞濺射靶140的濺射表面139和基板支撐件130（如，直徑大於濺射表面139且大於基板支撐件130的支撐表面）。如下面將參考圖2A和2B更詳細地描述的，上屏蔽件具有上部157與下部158，上部157設置在下屏蔽件152頂上，下部158以與下屏蔽件152的徑向內表面間隔開的關係之方式從上部向下延伸且垂直地重疊下屏蔽件152的至少一部分（如，界定下部158和下屏蔽件152之間的間隙）。下屏蔽件152包括圓柱形部分167、凸緣168與唇部169，凸緣168從圓柱形部分167的底部徑向向內延伸，唇部169從凸緣168的徑向最內部分向上延伸並圍繞基板支撐件130。儘管上屏蔽件151和下屏蔽件152被繪示為分開的元件，但是在一些實施例中，上屏蔽件151和下屏蔽件152可形成為一個單一結構。上屏蔽件151和下屏蔽件152可由相同的材料或不同的材料形成，該材料如，鋁合金、不銹鋼或陶瓷。
上屏蔽件151的上部157和圓柱形部分167的上部與環形配接器159相接，以分別形成第一環形氣室180和第二環形氣室181，第一環形氣室180和第二環形氣室181兩者均流體地耦接到處理空間108。第一環形氣室180可以是泵送氣室，其與泵185（如渦輪分子泵）流體地耦接，以抽空處理空間108。第二環形氣室181可以是氣體供應氣室，其流體地耦接到氣體供應166，以接收將在處理期間被供應到處理空間108的一或多種處理氣體。
處理套組150進一步包括設置在唇部169頂上的蓋環155和設置在蓋環155下方的沉積環154。蓋環155的底表面與沉積環154相接。蓋環155至少部分地覆蓋沉積環154。沉積環154和蓋環155彼此協作以減少在基板支撐件130的周壁和基板104的懸垂邊緣153上形成濺射沉積物。
處理腔室100進一步包括密封設備190，密封設備190耦接到基座134，以當基座134處於處理位置時，將處理空間108密封而與非處理空間109隔離。密封設備190經配置當基座134處於處理位置時，選擇性地將處理空間108密封而與非處理空間109隔離，而當基座134處於非處理位置（例如，當處於降低的裝載位置時），允許處理空間108和非處理空間109流體地耦接。在一些實施例中，密封設備190可以包括至少一個波紋管，波紋管在第一端耦接到基板支撐件130，以及在相對於第一端的第二端耦接到環形支架的徑向向外部分，其中，當基板支撐件在處理位置時，環形支架的徑向向外部分的上表面抵靠處理腔室部件（如下屏蔽件152）的表面設置，以將處理空間108與非處理空間109密封或流體地去耦(decouple)。當基板支撐件130處於非處理位置時，環形支架的上表面與處理腔室部件的表面間隔開，使得處理空間108流體地耦接到非處理空間109。
圖2A、B繪示根據本揭示案的一些實施例的處理腔室100的右側的示意性截面放大視圖。圖2A繪示處於處理位置的基座134。圖2B繪示處於較低位置的基座134(即，在降低到裝載位置的過程中，其中基板104放置在基板支撐件130上)。如圖2A、B所示，下屏蔽件152包括向外延伸的套環202，其設置在環形配接器159的一部分頂上。套環202與在環形配接器159中形成的第一環形通道206一起形成第二環形氣室181。O形環204可設置在套環202和環形配接器159之間，以在第二環形氣室181和非處理空間109之間提供改進的密封。在一些實施例中，向外延伸的凸緣262(為清楚起見僅標示在圖2B中)可從套環202的上部延伸。向外延伸的凸緣262設置在環形配接器159的向內延伸的凸緣263的頂上。一或多個固定元件可用於將向外延伸的凸緣262向下夾到向內延伸的凸緣263上。例如，固定元件可包括螺栓264和螺母266。然而，可替代地使用其他固定元件。
複數個通孔208穿過套環202形成，以使第二環形氣室181與處理空間108流體地耦接(如，以形成氣體供應通道，其用於使供應到第二環形氣室181的氣體流到處理空間108)。所得到的流動路徑由圖2A中所示的箭頭210所示。在一些實施例中，複數個通孔208可包括約10至約50個通孔。在一些實施例中，複數個通孔208可替代地包括約16個通孔。在一些實施例中，複數個通孔208可各自具有相同的直徑。在一些實施例中，複數個通孔208可替代地具有不同的直徑，以控制處理氣體從第二環形氣室181進入處理空間108的流動傳導。在一些實施例中，第一壓力監控裝置215（如，壓力計）可流體地耦接到第二環形氣室181，以監控第二環形氣室181內的第一壓力。
在一些實施例中，上屏蔽件151的上部157包括在外部和向外延伸的環形凸緣212中形成的第二環形通道214，環形凸緣212放置在下屏蔽件152的凸緣202的頂上。第二環形通道214與在環形配接器159中形成的第三環形通道216一起形成第一環形氣室180（如，泵送氣室）。上部157與濺射靶140間隔開，使得在濺射靶140和上屏蔽件151的上部157之間形成迂曲路徑218（圖2B中所示）。迂曲路徑218提供排氣通道，該排氣通道將處理空間108與第一環形氣室180流體地耦接。所得到的抽空氣體的流動路徑由箭頭220所示。在一些實施例中，閥221可耦接到第一環形氣室180和泵185之間的泵185，以選擇性地將第一環形氣室180與泵185流體地耦接。在一些實施例中，第二壓力監控裝置217（如，壓力計）可流體地耦接到第一環形氣室180，以監控第一環形氣室180內的第二壓力。
在一些實施例中，傳熱源222可耦接到設置在環形配接器159中的環形管224，以將傳熱介質（如，冷卻劑）供應到環形管224，從而控制環形配接器159的溫度。在一些實施例中，絕緣環163可設置在濺射靶140的背板246和環形配接器159之間，以使環形配接器159和腔室壁與背板246電絕緣。
參照圖1和2A-2B，處理腔室100進一步包括密封設備190，密封設備190經由底板189耦接到基座134，底板189耦接到基座134。底板189在底板189的中心處耦接到基板支撐件130的軸199。密封設備190經配置在處理基板104期間將處理空間108與非處理空間109流體地隔離，使得抽空到處理壓力且僅在處理空間108中發生處理氣體輸送。如此一來，因為僅抽空以及將氣體輸送到處理空間108，而不是抽空以及將氣體輸送到處理空間108和非處理空間109兩者，則所需的時間減少，處理腔室100的產量得到提高。
在一些實施例中，密封設備190包括環232、第一環形支架234與第二環形支架238，環232耦接到基板支撐件130的底表面，第一環形支架234經由第一波紋管236耦接到環232，第二環形支架238經由第二波紋管240耦接到第一環形支架234。第一波紋管236在第一端耦接到環232以及在第二端耦接到第一環形支架234的徑向向內部分。第二波紋管240在第一端耦接到第一環形支架234的徑向向外部分，以及在第二端耦接到第二環形支架238。底板189耦接到在第一波紋管236相對的一側上之第一環形支架234的徑向向內部分。
在圖2A所示的基座位置中，第二波紋管240處於壓縮狀態，且第二環形支架238的徑向向外部分的上表面242緊靠下屏蔽件152的凸緣168的下表面244。在圖2B所示的基座位置（即，在到達基座134的最低裝載位置的途中），第二波紋管240處於未壓縮狀態，且第二環形支架238的上表面242與下屏蔽件的下表面244間隔開。因為第一波紋管236不以與第二波紋管240類似的方式在壓縮狀態或未壓縮狀態之間移動，所以在一些實施例中，固體（solid）結構（如，壁）可連接環232和第一環形支架234 。在一些實施例中，密封設備190可僅包括第二波紋管240。
本案揭露的處理腔室100的密封設備190和處理套組150的另一個優點是在處理腔室100是多腔室叢集工具的複數個室中的一個腔室的情境下實現。在這種情境下，由於每個處理腔室的處理空間的隔離，每個腔室可以運行不同的製程或相同的製程。例如，圖3A繪示根據本揭示案的一些實施例的多腔室叢集工具300的頂部示意圖。圖3B繪示沿線B-B'截取的圖3A的多腔室叢集工具的示意性截面圖。如圖3A、B所示，多腔室叢集工具300可包括複數個處理腔室100A、100B。儘管圖3A、B中所示為兩個腔室，但是多腔室叢集工具300可替代地包括任何數量的腔室（如，三個、四個等）。每個腔室可類似於上述的處理腔室100。在一些實施例中，多腔室叢集工具300包括機器臂302，機器臂302經配置通過開口304（如，狹縫閥開口）接收來自傳送機器人（未圖示）的基板。機械臂302可以旋轉（如箭頭306所示）以及垂直移動（如箭頭308所示），以將基板供應到處理腔室100A、100B。處理腔室100A、100B包括相應的基板支撐件130A、130B（如，第一基板支撐件和第二基板支撐件），其具有與上述基板支撐件130和基座134類似的基座134A、134B。基座134A、134B可在相應裝載位置與處理位置之間垂直移動（如箭頭310A、310B所示），在裝載位置接收來自機器臂302的基板，在處理位置處理設置在相應基座頂上的基板。因為每個處理腔室100A、100B包括上述密封設備190（如，190A、190B），所以當基座134A、B在處理位置時，相應的處理空間108A、108B與共用空間309（如設置在基座下方的非處理空間）隔離。如此一來，處理腔室100A、100B可有利地運行不同的製程，而一個腔室的製程不會污染相鄰的腔室。
例如，每個處理腔室100A、100B可以經由相應的氣體供應氣室（如，第二環形氣室181A、181B）耦接到獨立的氣體供應166A、166B。另外，每個處理腔室100A、100B可以經由相應的泵送氣室（如，第一環形氣室180A、180B）耦接到獨立的泵185A、185B。或者，每個處理腔室100A、100B可以耦接到共用泵185，共用泵185具有獨立控制的閥以控制來自每個相應處理空間108A、108B的泵送。
回到圖1，濺射靶140連接到DC電源146和RF電源148中的一或兩者。DC電源146可以相對於上屏蔽件151向濺射靶140施加偏置電壓，其可在濺射過程期間電浮動。當DC電源146向濺射靶140、上屏蔽件151、基板支撐件130和連接到DC電源146的其他腔室部件供電時，RF電源148激發濺射氣體以形成濺射氣體的電漿。形成的電漿碰撞且撞擊濺射靶140的濺射表面139，以將材料自濺射表面139濺射於基板104上。在一些實施例中，RF電源148供應的RF能量的頻率範圍可係在約2MHz至約60MHz，或可以使用例如非限制的頻率，如2MHz、13.56MHz、27.12MHz或60MHz。在一些實施例中，可提供複數個RF電源(即，兩個或兩個以上)，以提供在複數個上述頻率的RF能量。
在一些實施例中，處理腔室100可包括磁場產生器164以形成濺射靶140周圍的磁場，以改善濺射靶140的濺射，磁場產生器164設置在濺射靶140上方。可藉由磁場產生器156增強電容產生的電漿，其中例如永久磁鐵或電磁線圈可提供磁場於處理腔室100中，處理腔室100具有旋轉磁場，該旋轉磁場具有垂直於基板104平面的旋轉軸。處理腔室100可額外地或替代地包括磁場產生器164，磁場產生器164在處理腔室100的濺射靶140附近產生磁場，以增加濺射靶140附近的高密度電漿區域中的離子密度，以改善濺射材料的濺射。
在一些實施例中，處理腔室100可另外包括排氣裝置170。排氣裝置170包括排氣口171，排氣口171可接收一些廢處理氣體並將這些廢氣傳遞到具有節流閥179的排氣導管172，以控制處理腔室100中的氣體壓力。排氣導管172連接到一或多個排氣泵173。
處理腔室100的各種部件可由控制器174控制。控制器174包括具有指令集的程式碼，該指令集用以操作部件來處理基板104。例如，控制器174可以包括程式碼，該程式碼包括：基板定位指令集，用以操作基板支撐件130和基板傳送機構；氣體流量控制指令集，用以操作氣體流量控制閥以設定濺射氣體到處理腔室100的流量；氣體壓力控制指令集，用以操作維持處理腔室100中的壓力；氣體激發器控制指令集，用以操作RF電源148以設定氣體激發功率位準；溫度控制指令集，用以控制基板支撐件130或傳熱源222中的溫度控制系統，以控制傳熱介質到環形管224的流動速率；及製程監控指令集，用以監控處理腔室100中的製程。
儘管前面所述係針對本揭示案的實施例，但在不背離本揭示案基本範圍下，可設計本揭示案揭露的其他與進一步的實施例。
100‧‧‧處理腔室100A、100B‧‧‧處理腔室104‧‧‧基板106‧‧‧腔室壁108‧‧‧處理空間108A、108B‧‧‧處理空間109‧‧‧非處理空間116‧‧‧側壁120‧‧‧底壁124‧‧‧頂板130‧‧‧基板支撐件134‧‧‧基座134A、134B‧‧‧基座138‧‧‧基板支撐表面139‧‧‧濺射表面140‧‧‧濺射靶142‧‧‧入口146‧‧‧DC電源148‧‧‧RF電源150‧‧‧處理套組151‧‧‧上屏蔽件152‧‧‧下屏蔽件153‧‧‧懸垂邊緣154‧‧‧沉積環155‧‧‧蓋環156‧‧‧磁場產生器157‧‧‧上部158‧‧‧下部159‧‧‧環形配接器163‧‧‧絕緣環164‧‧‧磁場產生器166‧‧‧氣體供應167‧‧‧圓柱形部分168‧‧‧凸緣169‧‧‧唇部170‧‧‧排氣裝置171‧‧‧排氣口172‧‧‧排氣導管173‧‧‧排氣泵174‧‧‧控制器179‧‧‧節流閥180‧‧‧第一環形氣室181‧‧‧第二環形氣室185‧‧‧泵189‧‧‧底板190‧‧‧密封設備199‧‧‧軸202‧‧‧套環204‧‧‧O形環206‧‧‧環形通道208‧‧‧通孔210‧‧‧箭頭212‧‧‧凸緣214‧‧‧通道215‧‧‧監控裝置216‧‧‧第三環形通道217‧‧‧監控裝置218‧‧‧迂曲路徑220‧‧‧箭頭221‧‧‧閥222‧‧‧傳熱源224‧‧‧環形管232‧‧‧環234‧‧‧第一環形支架236‧‧‧第一波紋管238‧‧‧第二環形支架240‧‧‧第二波紋管242‧‧‧上表面244‧‧‧下表面246‧‧‧底板262‧‧‧凸緣263‧‧‧凸緣264‧‧‧螺栓266‧‧‧螺母300‧‧‧多腔室叢集工具302‧‧‧機械臂304‧‧‧開口306‧‧‧箭頭308‧‧‧箭頭309‧‧‧共用空間310A、310B‧‧‧箭頭
本揭示案之實施例已簡要概述於前，並在以下有更詳盡之討論，可以藉由參考所附圖式中繪示之本揭示案的示例性實施例以作瞭解。然而，所附圖式僅繪示了本揭示案的典型實施例，而由於本揭示案可允許其他等效之實施例，因此所附圖式並不會視為本揭示範圍之限制。
圖1繪示根據本揭示案的一些實施例之處理腔室的示意性截面圖。
圖2A和2B繪示根據本揭示案的一些實施例的處理腔室的示意性截面放大視圖。
圖3A繪示根據本揭示案的一些實施例的多腔室叢集工具300的頂部示意圖。
圖3B繪示沿線B-B'截取的圖3A的多腔室叢集工具的示意性截面圖。
為便於理解，在可能的情況下，使用相同的數字編號代表圖式中相同的元件。為求清楚，圖式未依比例繪示且可能被簡化。一個實施例中的元件與特徵可有利地用於其他實施例中而無需贅述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧處理腔室
104‧‧‧基板
106‧‧‧腔室壁
108‧‧‧處理空間
109‧‧‧非處理空間
116‧‧‧側壁
120‧‧‧底壁
124‧‧‧頂板
130‧‧‧基板支撐件
134‧‧‧基座
138‧‧‧基板支撐表面
139‧‧‧濺射表面
140‧‧‧濺射靶
142‧‧‧入口
146‧‧‧DC電源
148‧‧‧RF電源
150‧‧‧處理套組
151‧‧‧上屏蔽件
152‧‧‧下屏蔽件
153‧‧‧懸垂邊緣
154‧‧‧沉積環
155‧‧‧蓋環
157‧‧‧上部
158‧‧‧下部
159‧‧‧環形配接器
163‧‧‧絕緣環
164‧‧‧磁場產生器
166‧‧‧氣體供應
167‧‧‧圓柱形部分
168‧‧‧凸緣
170‧‧‧排氣裝置
171‧‧‧排氣口
172‧‧‧排氣導管
173‧‧‧排氣泵
174‧‧‧控制器
179‧‧‧節流閥
180‧‧‧第一環形氣室
181‧‧‧第二環形氣室
185‧‧‧泵
189‧‧‧底板
190‧‧‧密封設備
199‧‧‧軸

Claims (17)

  1. 一種處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室內的一內部空間；一基板支撐件，該基板支撐件設置在該內部空間中，該基板支撐件具有一支撐表面以支撐一基板，其中該內部空間包含一處理空間與一非處理空間，該處理空間設置在該支撐表面上方，該非處理空間至少部份地設置在該支撐表面下方；一氣體供應氣室，該氣體供應氣室經由設置在該支撐表面上方的一氣體供應通道而流體地耦接到該處理空間；一泵送氣室，該泵送氣室經由設置在該支撐表面上方的一排氣通道而流體地耦接到該處理空間；一處理套組，該處理套組設置在該內部空間內且圍繞該處理空間，其中該處理套組包括：一下屏蔽件，該下屏蔽件至少部分地界定一第一環形氣室且該下屏蔽件具有穿過該下屏蔽件的一上部形成的複數個通孔，該第一環形氣室從該下屏蔽件的一內側壁徑向向外，該複數個通孔與該環形氣室一起至少部分地界定該氣體供應通道；及一上屏蔽件，該上屏蔽件至少部分地界定一第二 環形氣室且該上屏蔽件設置在該下屏蔽件的頂上，該第二環形氣室從該上屏蔽件的一內側壁徑向向外，其中該上屏蔽件包含一上部，該上部部分地界定該排氣通道；及一密封設備，該密封設備經配置當該基板支撐件處於一處理位置時，將該處理空間與該非處理空間流體地隔離，其中當該基板支撐件處於一非處理位置時，該處理空間和該非處理空間流體地耦接。
  2. 如請求項1所述之處理腔室，其中該上屏蔽件進一步包括一下部，該下部從該上部以與該下屏蔽件的一徑向內表面間隔開的關係向下延伸，以在該下部與該徑向內表面之間界定一間隙，其中該下屏蔽件的該複數個通孔鄰近該上屏蔽件的該下部設置，使得該間隙進一步至少部分地界定該氣體供應通道。
  3. 如請求項1所述之處理腔室，其中該處理套組進一步包括：一蓋環，該蓋環設置在該下屏蔽件的一向上延伸的唇部的頂上；及一沉積環，該沉積環設置在該基板支撐件的頂上且在該蓋環下方。
  4. 如請求項1所述之處理腔室，其中該處理套組進一步包括： 一環形配接器，該環形配接器設置在該腔室壁的頂上且具有沿該環形配接器的一徑向向內的表面設置的一第一環形通道和一第二環形通道；其中該下屏蔽件包含一向外延伸的套環，該套環設置在該環形配接器的一部分的頂上且鄰近該第一環形通道以形成該第一環形氣室；及其中該上屏蔽件進一步包含一下部，該下部從該上部向下延伸，其中該上部設置在該向外延伸的套環的頂上，其中該上部包括一第三環形通道，該第三環形通道在該上部的一外表面中形成且鄰近該第二環形通道設置，以形成該第二環形氣室，及其中該上部至少部分地界定一迂曲路徑，該迂曲路徑將該第二環形氣室流體地耦接到該處理空間。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之處理腔室，其中該密封設備包括：一波紋管，該波紋管在一第一端耦接到該基板支撐件且在相對於該第一端的一第二端耦接到一環形支架的一徑向向外部分，其中，當該基板支撐件處於該處理位置時，該環形支架的一徑向向外部分的一上表面抵靠一處理腔室部件的一表面設置，以使該處理空間與該非處理空間流體地去耦，以及其中，當該基板支撐件處於該非處理位置時，該環形支架的該上表面與 該處理腔室部件的該表面間隔開，以將該處理空間流體地耦接到該非處理空間。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之處理腔室，進一步包括：一第一壓力監控裝置，該第一壓力監控裝置流體地耦接到該氣體供應氣室，以監控該氣體供應氣室內的一第一壓力；及一第二壓力監控裝置，該第二壓力監控裝置流體地耦接到該泵送氣室，以監控該泵送氣室內的一第二壓力。
  7. 如請求項1至4中任一項所述之處理腔室，進一步包括：一氣體供應，該氣體供應耦接到該氣體供應氣室，以將一或多種處理氣體供應到該處理空間；及一泵，該泵耦接到該泵送氣室以抽空該處理空間。
  8. 如請求項1至4中任一項所述之處理腔室，進一步包括：一第二基板支撐件，該第二基板支撐件設置在該內部空間中，該第二基板支撐件具有一第二支撐表面以支撐一第二基板，其中該內部空間進一步包含一第二處理空間與一第二非處理空間，該第二處理空間設置在該第二支撐表面上方，該第二非處理空間至少部份 地設置在該第二支撐表面下方，其中該非處理空間與該第二非處理空間形成一共用空間；一第二氣體供應氣室，該第二氣體供應氣室經由設置在該第二支撐表面上方的一第二氣體供應通道而流體地耦接到該第二處理空間；一第二泵送氣室，該第二泵送氣室經由設置在該第二支撐表面上方的一第二排氣通道而流體地耦接到該第二處理空間；及一第二密封設備，該第二密封設備經配置當該第二基板支撐件處於一處理位置時，將該第二處理空間與該共同空間流體地隔離，其中當該第二基板支撐件處於一非處理位置時，該第二處理空間和該共用空間流體地耦接。
  9. 如請求項8所述之處理腔室，進一步包括：一機械臂，該機械臂設置在該共用空間中，以通過該腔室壁中的一開口接收基板。
  10. 一種處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室內的一內部空間；一基板支撐件，該基板支撐件設置在該內部空間中，該基板支撐件具有一支撐表面以支撐一基板，其中該內部空間包含一處理空間與一非處理空間，該處理空 間設置在該支撐表面上方，該非處理空間至少部份地設置在該支撐表面下方；一濺射靶，該濺射靶設置在該內部空間鄰近該處理空間的一上部分中；一氣體供應氣室，該氣體供應氣室經由設置在該支撐表面上方的一氣體供應通道而流體地耦接到該處理空間；一環形泵送氣室，該環形泵送氣室經由設置在該支撐表面上方的一排氣通道而流體地耦接到該處理空間；一密封設備，該密封設備經配置當該基板支撐件處於一處理位置時，將該處理空間與該非處理空間流體地隔離，其中當該基板支撐件處於一非處理位置時，該處理空間和該非處理空間流體地耦接。
  11. 一種處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室中的一內部空間，其中該內部空間包含一處理空間與一非處理空間；一濺射靶，該濺射靶設置在該內部空間的一上部中；一基板支撐件，該基板支撐件具有一支撐表面以支撐在該濺射靶下方的一基板； 一密封設備，該密封設備耦接到該基板支撐件並且經配置當該基板支撐件處於一處理位置時，將該處理空間與該非處理空間流體地隔離；及一處理套組，包含：一環形配接器，該環形配接器設置在該腔室壁的頂上且具有一第一環形通道和一第二環形通道；一下屏蔽件，該下屏蔽件具有一向外延伸的套環，該套環設置在該環形配接器的一部分的頂上且鄰近該第一環形通道以形成一第一環形氣室，其中該下屏蔽件包含穿過該套環形成的複數個通孔，以將該第一環形氣室流體地耦接到該處理空間；及一上屏蔽件，該上屏蔽件具有一上部與一下部，該上部設置在該向外延伸的套環的頂上，該下部從該上部向下延伸，其中該上部包括一第三環形通道，該第三環形通道在該上部的一外表面中形成且鄰近該第二環形通道設置，以形成一第二環形氣室，及其中該上部與該濺射靶間隔開以在該上部與該濺射靶之間形成一迂曲路徑，該迂曲路徑將該第二環形氣室流體地耦接到該處理空間。
  12. 如請求項11所述之處理腔室，其中該密封設備包括：一環，該環耦接到該基板支撐件的一底表面； 一第一環形支架；一第一波紋管，該第一波紋管在一第一端耦接到該環以及在一第二端耦接到該第一環形支架的一徑向向內部分，該第一端相對於該第二端；一第二環形支架；一第二波紋管，該第二波紋管在一第三端耦接到該第一環形支架的一徑向向外部份以及在一第四端耦接到該第二環形支架，該第三端相對於該第四端；一底板，該底板在該底板的一中心處耦接到該基板支撐件以及在該第一環形支架的與該第一波紋管相對的一側上之該底板的一徑向向外部分處耦接到該第一環形支架的該徑向向內部分，其中，在該基板支撐件的該處理位置處，該第二波紋管處於一壓縮狀態，以及該第二環形支架的一徑向向外部分的一上表面緊靠該下屏蔽件的一下表面，及其中，在該基板支撐件的一非處理位置處，該第二波紋管處於一未壓縮狀態，以及該第二環形支架的該上表面與該下屏蔽件的該下表面間隔開。
  13. 如請求項11至12中任一項所述之處理腔室，其中該處理套組進一步包括：一蓋環，該蓋環設置在該下屏蔽件的一向上延伸的唇部的頂上；及 一沉積環，該沉積環設置在該蓋環下方。
  14. 如請求項11至12中任一項所述之處理腔室，進一步包括：一氣體供應，該氣體供應耦接到該第一環形氣室，以將一或多種處理氣體供應到該處理空間；及一泵，該泵耦接到該第二環形氣室以抽空該處理空間。
  15. 如請求項11至12中任一項所述之處理腔室，進一步包括：一第一壓力監控裝置，該第一壓力監控裝置耦接到該第一環形氣室，以監控該第一環形氣室內的一第一壓力；及一第二壓力監控裝置，該第二壓力監控裝置耦接到該第二環形氣室，以監控該第二環形氣室內的一第二壓力。
  16. 一種處理腔室，包括：一腔室壁，該腔室壁界定該處理腔室內的一內部空間；一第一基板支撐件和一第二基板支撐件，該第一基板支撐件具有一第一支撐表面，該第二基板支撐件具有一第二支撐表面，該第一基板支撐件和該第二基板支撐件各自設置在該內部空間中，其中該內部空間包 含一第一處理空間與一第一非處理空間，該第一處理空間設置在該第一基板支撐件上方，該第一非處理空間至少部分地設置在該第一支撐表面下方，其中該內部空間包含一第二處理空間與一第二非處理空間，該第二處理空間設置在該第二基板支撐件上方，該第二非處理空間至少部分地設置在該第二支撐表面下方，及其中該第一非處理空間與該第二非處理空間一起形成一共用空間；一第一氣體供應氣室，該第一氣體供應氣室經由設置在該第一支撐表面上方的一第一氣體供應通道而流體地耦接到該第一處理空間；一第二氣體供應氣室，該第二氣體供應氣室經由設置在該第二支撐表面上方的一第二氣體供應通道而流體地耦接到該第二處理空間；一第一泵送氣室，該第一泵送氣室經由設置在該第一支撐表面上方的一第一排氣通道而流體地耦接到該第一處理空間；一第二泵送氣室，該第二泵送氣室經由設置在該第二支撐表面上方的一第二排氣通道而流體地耦接到該第二處理空間；一第一密封設備，該第一密封設備經配置當該第一基板支撐件處於一處理位置時，將該第一處理空間與 該共用空間流體地隔離，其中當該第一基板支撐件處於一非處理位置時，該第一處理空間和該共用空間流體地耦接；一第二密封設備，該第二密封設備經配置當該第二基板支撐件處於一處理位置時，將該第二處理空間與該共同空間流體地隔離，其中當該第二基板支撐件處於一非處理位置時，該第二處理空間和該共用空間流體地耦接；及一機械臂，該機械臂完全地(completely)設置在該共用空間中，且該機械臂經配置以通過該腔室壁中的一開口接收來自該處理腔室外部的基板。
  17. 如請求項16所述之處理腔室，進一步包括：一第一氣體供應，該第一氣體供應耦接到該第一氣體供應氣室，以將一或多種處理氣體供應到該第一處理空間；及一第二氣體供應，該第二氣體供應耦接到該第二氣體供應氣室，以將一或多種處理氣體供應到獨立於該第一氣體供應的該第二處理空間。
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