專利名稱：加工腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種用于處理諸如半導(dǎo)體晶片(wafer)的基底的加工腔，以及處 理基底的方法。具體而言，本發(fā)明涉及一種用于處理基底的加工腔，其通過(guò)減少用于裝載基 底的運(yùn)動(dòng)的數(shù)目而將會(huì)使得維護(hù)容易和成本下降，以及處理基底的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶片加工系統(tǒng)(“群集工具")具有中央操縱器(handler)、運(yùn) 輸腔以及若干加工腔。中央操縱器定位在運(yùn)輸腔內(nèi)，而加工腔附接到運(yùn)輸腔上。加工腔通 過(guò)分離閘閥而與中央操縱器隔開(kāi)。在正常操作期間，操縱器保持基底，且使基底在加工腔其中之一的上方橫向地移 動(dòng)。然后，操縱器通過(guò)將基底安置在一組銷(Pin)上而將基底垂直向下地移動(dòng)到指定的加 工腔中。因此，將基底移動(dòng)到加工腔中需要至少兩種運(yùn)動(dòng)，也即橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)。為了 降低對(duì)于裝載基底的成本，需要將運(yùn)動(dòng)的數(shù)目減少至一種。減少運(yùn)動(dòng)的數(shù)目也將有助于在 操作期間減少顆粒的產(chǎn)生。本發(fā)明通過(guò)開(kāi)發(fā)出用于處理基底的新型加工腔和處理基底的方法而解決了上述 問(wèn)題，通過(guò)減少對(duì)于裝載基底的運(yùn)動(dòng)的數(shù)目將會(huì)使得維護(hù)容易和成本下降。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明涉及一種用于處理基底的加工設(shè)備，其包括用于裝載基底的裝載 腔、用于加工基底的加工腔、使加工腔與裝載腔隔開(kāi)的密封面(Plane)，以及用于垂直地移 動(dòng)基底的器件。裝載腔定位在加工設(shè)備的下部和上部中的一個(gè)中，而加工腔定位在加工設(shè) 備的下部和上部中的另一個(gè)中。用于垂直地移動(dòng)基底的器件將基底從裝載腔移動(dòng)至加工腔。另一方面，裝載腔定位在加工設(shè)備的下部中，而加工腔定位在加工設(shè)備的上部中。再一方面，裝載腔定位在加工設(shè)備的上部中，而加工腔定位在加工設(shè)備的下部中。再一方面，加工設(shè)備包括用于裝載和卸載基底的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口。第一開(kāi)口 與第二開(kāi)口相對(duì)。再一方面，加工設(shè)備為圓柱形，且具有對(duì)稱的界面(interface)。再一方面，加工腔對(duì)基底執(zhí)行PVD (物理氣相沉積)加工。根據(jù)再一方面，本發(fā)明還提供了一種用于在加工設(shè)備中處理基底的方法，該加工 設(shè)備具有用于裝載基底的裝載腔、用于處理基底的加工腔、使加工腔與裝載腔隔開(kāi)的密封 面，以及用于垂直地移動(dòng)基底的器件。裝載腔定位在加工設(shè)備的下部和上部中的一個(gè)中，而 加工腔定位在加工設(shè)備的下部和上部中的另一個(gè)中。該方法包括以下步驟將基底裝載到 裝載腔中；由垂直移動(dòng)器件經(jīng)過(guò)密封面將基底從裝載腔垂直地移動(dòng)至加工腔；在加工腔中 處理基底；以及從加工腔卸載基底。再一方面，裝載腔定位在加工設(shè)備的下部中，而加工腔定位在加工設(shè)備的上部中。
再一方面，裝載腔定位在加工設(shè)備的上部中，而加工腔定位在加工設(shè)備的下部中。再一方面，加工設(shè)備具有用于裝載和卸載基底的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口。第一開(kāi)口 與第二開(kāi)口相對(duì)。再一方面，加工設(shè)備為圓柱形，且具有對(duì)稱的界面。再一方面，處理步驟包括對(duì)基底執(zhí)行PVD加工。


本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員在參照附圖研讀如下描述時(shí)，本發(fā)明的前述及其它 方面將變得清楚，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的加工設(shè)備的頂視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的加工設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的加工設(shè)備的另一實(shí)施例的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式附圖中描述和示出了結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的示例性實(shí)施例。這些示出的 實(shí)例并非意圖限制本發(fā)明。例如，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面可在其它實(shí)施例且甚至是其它 類型的裝置中使用。此外，本文所使用的某些措辭僅是為了方便，而并非作為對(duì)本發(fā)明的限 制。此外，在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)用于標(biāo)注相同的元件。參看圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的用于處理基底的加工設(shè)備1。圖1中所示的加工設(shè) 備1為圓柱形的。加工設(shè)備1具有兩個(gè)相對(duì)的開(kāi)口 14、15。操縱器16附接到一個(gè)開(kāi)口 14 上，而泵17附接到另一個(gè)開(kāi)口 15上。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于處理基底的加工設(shè)備的第一實(shí)施例。如圖2中所 示，加工設(shè)備1具有裝載腔10、加工腔11、使加工腔11與裝載腔10隔開(kāi)的密封面12，以及 用于將基底從裝載腔10垂直地移動(dòng)至加工腔11的器件13。加工設(shè)備1優(yōu)選為圓柱形的， 且具有對(duì)稱的界面。加工設(shè)備1可切取自單一的鋁件。裝載腔10定位在加工設(shè)備1的下 部中。另一方面，加工腔11定位在加工設(shè)備1的上部中。如圖2中所示，加工腔11通過(guò)密 封面12在加工位置封閉。加工設(shè)備1具有兩個(gè)側(cè)部開(kāi)口 14、15。一個(gè)側(cè)部開(kāi)口 14與另一個(gè)側(cè)部開(kāi)口 15相 對(duì)。操縱器16定位在加工設(shè)備1的右下側(cè)上，且附接到側(cè)部開(kāi)口 14上。泵17定位在加工 設(shè)備1的左上側(cè)上，且附接到側(cè)部開(kāi)口 15上。泵17可經(jīng)由閘閥(未示出)附接到加工腔 11上。如果泵17為低溫泵，則尤其需要閘閥。垂直移動(dòng)器件13具有卡盤(pán)131、卡盤(pán)凸緣132、卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)133、真空密封波紋管 134、夾環(huán)135、升降環(huán)136以及至少三個(gè)升降環(huán)銷137?？ūP(pán)凸緣132將卡盤(pán)131從裝載位 置傳送至加工位置。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)133驅(qū)動(dòng)卡盤(pán)131。升降環(huán)136可為彈簧加載的，以容許縮回 或由其它器件驅(qū)動(dòng)。升降環(huán)136、銷137和卡盤(pán)131可與支承本體絕緣，因?yàn)榭赡苡须姽β?施加到卡盤(pán)131上。加工腔11具有源凸緣111、氣環(huán)112和陽(yáng)極護(hù)罩(shield) 113。濺射源(未示出) 附接到源凸緣111上，源凸緣111通過(guò)源絕緣體絕緣。濺射源經(jīng)由氣環(huán)112將氣體供給至 加工腔11。陽(yáng)極護(hù)罩113向基底(如，晶片等)提供反電極，且保護(hù)加工腔11的內(nèi)表面免4受涂布。出于維護(hù)的原因，陽(yáng)極護(hù)罩113優(yōu)選為單件式護(hù)罩。夾環(huán)135不與陽(yáng)極護(hù)罩113 接觸，以便避免晶片邊緣上的壓力。為此，夾環(huán)135的重量與升降環(huán)136的彈簧重量均衡。下文示出了在本發(fā)明的加工設(shè)備1中處理晶片的操作。在卡盤(pán)131處于裝載位置的情況下，晶片經(jīng)由操縱器16的操縱器端口裝載到升降 環(huán)136上。夾環(huán)135坐置在加工設(shè)備1的經(jīng)機(jī)械加工的邊上。升降環(huán)136通過(guò)至少三個(gè)銷 137升降，以便晶片可在升降環(huán)136與夾環(huán)135之間移動(dòng)，且通過(guò)操縱系統(tǒng)的垂直移動(dòng)而放 置在升降環(huán)136上。然而，在操縱臂縮回之后，卡盤(pán)131從裝載位置向上移動(dòng)至加工位置。 升降環(huán)銷137移入其護(hù)套中。然后，夾環(huán)135從其靜止位置向上移動(dòng)，且將晶片保持就位在 加工腔11內(nèi)。現(xiàn)在，生產(chǎn)氣體(或稱為加工氣體)(例如，氬)從濺射源經(jīng)由氣環(huán)112引入加工 腔11中。氣環(huán)112由陽(yáng)極護(hù)罩113保護(hù)而免受涂布。生產(chǎn)氣體施加到晶片上。在足量的 生產(chǎn)氣體施加到晶片上之后，停止生產(chǎn)氣體的供給。為了進(jìn)行維護(hù)，加工腔11在加工位置排氣(或通風(fēng))。裝載腔10并不排氣，因?yàn)?密封面12阻止裝載腔10排氣。裝載腔10現(xiàn)在經(jīng)由操縱器16進(jìn)行泵送。目標(biāo)(晶片)升 降或旋轉(zhuǎn)離開(kāi)，以容許接近待維護(hù)的所有零件。目標(biāo)、陽(yáng)極護(hù)罩113和夾環(huán)135通常是可更 換的。晶片的碎粒也可從加工腔11中移除。然后，晶片從加工腔11卸載到裝載腔10，且經(jīng)由操縱器16卸除。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于處理基底的加工設(shè)備的第二實(shí)施例。如圖3中所 示，加工設(shè)備2具有裝載腔20、加工腔21、使加工腔21與裝載腔20隔開(kāi)的密封面22，以及 用于將基底從裝載腔20垂直地移動(dòng)至加工腔21的器件23。加工設(shè)備2也優(yōu)選為圓柱形 的，且具有對(duì)稱的界面，且可切取自單一的鋁件。與加工設(shè)備的第一實(shí)施例不同的是，裝載 腔20定位在加工設(shè)備2的上部中，而加工腔21定位在加工設(shè)備2的下部中。其它零件與 第一實(shí)施例中的相同，只是操縱器和泵進(jìn)行了互換，頂部裝載腔20連接到操縱器和卡盤(pán)凸 緣上，而濺射源附接到底部加工腔21上。如圖3中所示，加工腔21通過(guò)密封面22在加工 位置封閉。加工設(shè)備2具有兩個(gè)側(cè)部開(kāi)口對(duì)、25。一個(gè)側(cè)部開(kāi)口 M與另一個(gè)側(cè)部開(kāi)口 25相 對(duì)。操縱器沈定位在加工設(shè)備2的右上側(cè)上，且附接到側(cè)部開(kāi)口 M上。泵27定位在加工 設(shè)備2的左下側(cè)上，且附接到側(cè)部開(kāi)口 25上。垂直移動(dòng)器件23具有卡盤(pán)231、卡盤(pán)凸緣232、卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)233、真空密封波紋管 234、夾環(huán)235、晶片支承環(huán)236和至少三個(gè)彈簧加載的銷237。晶片支承環(huán)236為彈簧加載 的，以便不會(huì)因施加的壓力而破壞晶片。晶片支承環(huán)236也是絕緣的，以便能使電功率施加 到卡盤(pán)231上。加工腔21具有源凸緣211、氣環(huán)212和陽(yáng)極護(hù)罩213。濺射氣體源(未示出)附 接到源凸緣211上，而源凸緣211通過(guò)源絕緣體絕緣。濺射氣體源將氣體供給至加工腔21。下文示出了在本發(fā)明的加工設(shè)備1中處理晶片的操作。在卡盤(pán)231處于裝載位置的情況下，晶片經(jīng)由操縱器沈的操縱器端口裝載到晶片 支承環(huán)236上，且通過(guò)操縱系統(tǒng)的垂直移動(dòng)而安置在晶片支承環(huán)236上。晶片支承環(huán)236 通過(guò)至少三個(gè)彈簧加載的銷237限制。然后，當(dāng)操縱臂縮回之后，卡盤(pán)231從裝載位置向下 移動(dòng)至加工位置。通過(guò)卡盤(pán)231向下移動(dòng)，晶片和晶片支承環(huán)236與夾環(huán)235接觸。彈簧5加載的銷237沿其護(hù)套移動(dòng)，該護(hù)套也與接地的支承本體絕緣?，F(xiàn)在，生產(chǎn)氣體(例如，氬)從濺射源引入至加工腔21。氣環(huán)212由陽(yáng)極護(hù)罩213 保護(hù)而免受涂布。生產(chǎn)氣體施加到晶片上。在足量的生產(chǎn)氣體施加到晶片上之后，停止生 產(chǎn)氣體的供給。為了進(jìn)行維護(hù)，加工腔21在加工位置排氣。密封面22阻止裝載腔20進(jìn)行排氣。 裝載腔20現(xiàn)在通過(guò)操縱器沈泵送。目標(biāo)(晶片)、陽(yáng)極護(hù)罩213和彈簧加載的夾環(huán)235可 從底部移除。在此實(shí)施例中，濺射源附接到加工腔21的底部上。這樣自底向上的濺射選擇具有 后側(cè)金屬化的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椴辉傩枰D(zhuǎn)。預(yù)計(jì)這還減少了顆粒數(shù)。作為備選，代替安置濺射源，蝕刻站、脫氣站、冷卻站或計(jì)量站可附接到這些基本 加工模塊的任一側(cè)上。原來(lái)設(shè)計(jì)成用于正面施加的站點(diǎn)如輻射加熱器，可附接到后側(cè)上，反 之亦然。本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于各種特定實(shí)施例進(jìn)行了描述。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到 的是，本發(fā)明可結(jié)合在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改而予以實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種用于處理基底的加工設(shè)備，包括 用于裝載所述基底的裝載腔；用于加工所述基底的加工腔； 使所述加工腔與所述裝載腔隔開(kāi)的密封面；以及， 用于將所述基底從所述裝載腔垂直地移動(dòng)至所述加工腔的器件， 其中，所述裝載腔定位在所述加工設(shè)備的下部和上部中的一個(gè)中，以及所述加工腔定 位在所述加工設(shè)備的下部和上部中的另一個(gè)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝載腔定位在所述加工設(shè)備的下部 中，以及所述加工腔定位在所述加工設(shè)備的上部中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝載腔定位在所述加工設(shè)備的上部 中，以及所述加工腔定位在所述加工設(shè)備的下部中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于裝載和卸載所述基 底的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，其中，所述第一開(kāi)口與所述第二開(kāi)口相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述加工設(shè)備為圓柱形的，且具有對(duì)稱的 界面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述加工腔對(duì)所述基底執(zhí)行PVD加工。
7.一種用于在加工設(shè)備中處理基底的方法，所述加工設(shè)備具有用于裝載所述基底的裝 載腔、用于加工所述基底的加工腔、使所述加工腔與所述裝載腔隔開(kāi)的密封面，以及用于使 所述基底從所述裝載腔垂直地移動(dòng)至所述加工腔的器件，其中，所述裝載腔定位在所述加 工設(shè)備的下部和上部中的一個(gè)中，以及所述加工腔定位在所述加工設(shè)備的下部和上部中的 另一個(gè)中，所述方法包括以下步驟將所述基底裝載到所述裝載腔；由所述垂直移動(dòng)器件通過(guò)所述密封面將所述基底從所述裝載腔垂直地移動(dòng)至所述加工腔；在所述加工腔中處理所述基底；以及 從所述加工腔卸載所述基底。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述裝載腔定位在所述加工設(shè)備的下部 中，以及所述加工腔定位在所述加工設(shè)備的上部中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述裝載腔定位在所述加工設(shè)備的上部 中，以及所述加工腔定位在所述加工設(shè)備的下部中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述加工設(shè)備具有用于裝載和卸載所述 基底的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，以及其中，所述第一開(kāi)口與所述第二開(kāi)口相對(duì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述加工設(shè)備為圓柱形的，且具有對(duì)稱 的界面。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述處理步驟包括對(duì)所述基底執(zhí)行PVD加工。
全文摘要
提供了一種用于處理基底的加工設(shè)備，其包括用于裝載基底的裝載腔、用于加工基底的加工腔、使加工腔與裝載腔隔開(kāi)的密封面，以及用于使基底從裝載腔垂直地移動(dòng)至加工腔的器件，且還提供了用于處理基底的方法。裝載腔定位在加工設(shè)備的下部和上部中的一個(gè)中，而加工腔定位在加工設(shè)備的下部和上部中的另一個(gè)中。本發(fā)明的加工設(shè)備和方法將通過(guò)減少用于裝載基底的運(yùn)動(dòng)的數(shù)目而容易維護(hù)和降低成本。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102047407SQ200980120185
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者J·韋查爾特 申請(qǐng)人:Oc歐瑞康巴爾斯公司