遮挡装置及具有遮挡装置的基板处理腔室的制作方法

1.本实用新型有关于一种遮挡装置及具有遮挡装置的基板处理腔室，主要通过遮挡装置隔离处理腔室的反应空间及承载盘，以避免在清洁处理腔室的过程中污染承载盘


背景技术：

2.化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积(pvd)及原子层沉积(ald)皆是常用的薄膜沉积设备，并普遍被使用在集成电路、发光二极管及显示器等制程中。
3.沉积设备主要包括一腔体及一晶圆承载盘，其中晶圆承载盘位于腔体内，并用以承载至少一晶圆。以物理气相沉积为例，腔体内需要设置一靶材，其中靶材面对晶圆承载盘上的晶圆。在进行物理气相沉积时，可将惰性气体及/或反应气体输送至腔体内，分别对靶材及晶圆承载盘施加偏压，并通过晶圆承载盘加热承载的晶圆。
4.腔体内的惰性气体因为高压电场的作用，形成离子化的惰性气体，离子化的惰性气体会受到靶材上的偏压吸引而轰击靶材。从靶材溅出的靶材原子或分子受到晶圆承载盘上的偏压吸引，并沉积在加热的晶圆的表面，以在晶圆的表面形成薄膜。
5.在经过一段时间的使用后，腔体的内表面会形成沉积薄膜，因此需要周期性的清洁腔体，以避免沉积薄膜在制程中掉落，进而污染晶圆。此外靶材的表面亦可能形成氧化物或其他污染物，因此同样需要周期性的清洁靶材。一般而言，通常会通过预烧(burn-in)制程，以电浆离子撞击腔体内的靶材，以去除靶材表面的氧化物或其他污染物。
6.在进行上述清洁腔体及靶材时，需要将腔体内的晶圆承载盘及晶圆取出，或者隔离晶圆承载盘，以避免清洁过程中污染晶圆承载盘及晶圆。


技术实现要素：

7.一般而言，基板处理腔室在经过一段时间的使用后，通常需要进行清洁，以去除腔室内沉积的薄膜及靶材上的氧化物或氮化物。在清洁的过程中产生的微粒会污染承载盘，因此需要隔离承载盘及污染物。本实用新型提出一种遮挡装置及具有遮挡装置的基板处理腔室，主要通过驱动杆体带动遮挡部沿着驱动杆体在一收纳位置及一遮挡位置之间位移，可避免清洁腔体或靶材时产生的微粒污染承载盘。
8.本实用新型的一目的，在于提供一种具有遮挡装置的基板处理腔室，主要包括一反应腔体、一承载盘、一收纳腔体及一遮挡装置，其中收纳腔体连接反应腔体。遮挡装置包括一驱动杆体、一底座及一遮挡部，其中驱动杆体通过底座连接遮挡部，并带动遮挡部在收纳腔体及反应腔体之间位移。
9.在清洁反应腔体时，驱动杆体会带动遮挡部位移至反应腔体内，并遮挡反应空间内的承载盘，以避免清洁过程中使用的电浆或产生的污染接触承载盘及/ 或其承载的基板。在进行沉积制程时，驱动杆体会带动遮挡部位移至收纳腔体内，并对反应腔体内的基板进行薄膜沉积。
10.本实用新型的一目的，在于提供一种具有遮挡装置的基板处理腔室，其中驱动杆
体的数量为两个，并分别连接遮挡部的两侧。通过两个驱动杆体的使用，可更稳定的承载及驱动遮挡部，并可使用厚度较厚及重量较重的遮挡部。使用较厚重的遮挡部，可避免在清洁腔体的过程中造成遮挡部变形，并可防止清洁过程中使用的电浆或产生的污染经由变形的遮挡部接触承载盘或基板。
11.此外可进一步通过两个衬套分别包覆两个驱动杆体，以防止驱动杆体驱动遮挡部位移时产生的微粒扩散到反应腔体的容置空间。两个驱动杆体及两个衬套之间的间距大于承载盘及基板的直径，以避免干扰承载盘的位移及影响沉积制程的进行。
12.本实用新型的一目的，在于提供一种具有遮挡装置的基板处理腔室，其中衬套由导电材料制成，并电性连接一偏压单元。偏压单元用以在衬套上形成偏压，以吸附驱动杆体带动底座及遮挡部位移时产生的微粒，并可避免微粒进入反应腔体的容置空间。
13.本实用新型的一目的，在于提供一种具有遮挡装置的基板处理腔室，其中衬套的隔离空间流体连接一抽气单元。抽气单元用以抽出隔离空间内的气体及微粒，并可避免微粒进入反应腔体的容置空间。
14.为了达到上述的目的，本实用新型提出一种基板处理腔室，其特征在于，包括：一反应腔体，包括一容置空间；一挡件，位于反应腔体的容置空间内，其中挡件的一端连接反应腔体，而另一端则形成一开口；一承载盘，位于容置空间内，并用以承载至少一基板；一收纳腔体，连接反应腔体，其中收纳腔体包括一收纳空间，流体连接容置空间；及一遮挡装置，包括：至少一驱动杆体，由收纳空间延伸至容置空间；至少一底座，连接驱动杆体；及一遮挡部，连接底座，其中驱动杆体透过底座带动遮挡部在收纳空间及容置空间之间位移，且遮挡部的位移方向与驱动杆体平行。
15.本实用新型提出一种遮挡装置，适用于一基板处理腔室，其特征在于，包括：至少一驱动杆体；一驱动单元，连接驱动杆体；至少一底座，连接驱动杆体；及一遮挡部，连接底座，其中驱动单元用以带动驱动杆体转动，以带动底座及遮挡部沿着驱动杆体位移，且遮挡部的位移方向与驱动杆体平行。
16.所述的基板处理腔室，包括一驱动单元及一磁流体轴封，驱动杆体则通过磁流体轴封设置在收纳腔体或反应腔体，而驱动单元连接驱动杆体，并带动驱动杆体转动，以驱动连接驱动杆体的底座沿着驱动杆体位移，其中驱动杆体为一螺杆，而底座则包括一螺孔或一螺纹，底座通过螺孔或螺纹连接螺杆。
17.所述的基板处理腔室，包括至少一位置感测单元设置于收纳腔体或反应腔体，并用以感测遮挡部的位置。
18.所述的基板处理腔室，包括一靶材设置在该容置空间内并面对承载盘，位移至容置空间的遮挡部位于靶材及承载盘之间。
19.所述的基板处理腔室，包括至少一衬套位于容置空间及收纳空间，并包括一隔离空间，而驱动杆体及该底座座位于衬套的隔离空间内。
20.所述的基板处理腔室及遮挡装置，包括至少一衬套包括一隔离空间，而该驱动杆体及该底座位于该衬套的该隔离空间，其中该衬套由一导电材质所制成，并电性连接一偏压单元。
21.所述的基板处理腔室及遮挡装置，包括一抽气单元流体连接该衬套的该隔离空间，并用以抽出该隔离空间内的气体。
22.本实用新型的有益效果是：提供一种新颖的遮挡装置及具有遮挡装置的基板处理腔室，主要通过驱动杆体带动遮挡部沿着驱动杆体在一收纳位置及一遮挡位置之间位移，可避免清洁腔体或靶材时产生的微粒污染承载盘。
附图说明
23.图1为本实用新型基板处理腔室操作在遮挡状态一实施例的立体剖面示意图。
24.图2为本实用新型基板处理腔室操作在收纳状态一实施例的立体剖面示意图。
25.图3为本实用新型基板处理腔室的遮挡装置一实施例的放大剖面示意图。
26.图4为本实用新型基板处理腔室操作在遮挡状态一实施例的侧面剖面示意图。
27.图5为本实用新型基板处理腔室操作在收纳状态一实施例的侧面剖面示意图。
28.图6为本实用新型基板处理腔室操作在遮挡状态一实施例的俯视剖面示意图。
29.图7为本实用新型基板处理腔室操作在收纳状态一实施例的俯视剖面示意图。
30.图8为本实用新型基板处理腔室又一实施例的立体剖面示意图。
31.图9为本实用新型基板处理腔室又一实施例的立体剖面示意图。
32.图10为本实用新型基板处理腔室又一实施例的剖面示意图。
33.附图标记说明：10-基板处理腔室；11-反应腔体；111-挡件；112-开口；12
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容置空间；121-反应空间；123-清洁空间；13-承载盘；14-收纳空间；15-收纳腔体；151-位置感测单元；161-靶材；163-基板；17-遮挡装置；171-驱动杆体；1711
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磁流体轴封；1713-轴承；173-底座；175-遮挡部；177-驱动单元；179-衬套；1791
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隔离空间；1792-底部；1793-侧部；1794-间隔；18-偏压单元；19-抽气单元；191
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抽气管线；193-真空管线。
具体实施方式
34.请参阅图1及图2，分别为本实用新型基板处理腔室操作在遮挡状态及收纳状态一实施例的立体剖面示意图。如图所示，基板处理腔室10主要包括一反应腔体11、一承载盘13、一收纳腔体15及一遮挡装置17，其中反应腔体11连接收纳腔体15，而承载盘13则设置在反应腔体11内。
35.反应腔体11内具有一容置空间12，用以容置承载盘13。收纳腔体15连接反应腔体11，并具有一收纳空间14，其中收纳空间14流体连接容置空间12，并用以收纳遮挡部175。
36.承载盘13位于反应腔体11的容置空间12内，并用以承载至少一基板163。以基板处理腔室10为物理气相沉积腔体为例，如图4及图5所示，反应腔体11 内设置一靶材161，其中靶材161面对基板163及承载盘13。
37.请配合参阅图3，遮挡装置17包括至少一驱动杆体171、至少一底座173 及一遮挡部175，其中底座173连接遮挡部175及驱动杆体171，且遮挡部175 及底座173可相对于驱动杆体171位移。
38.在本实用新型一实施例中，驱动杆体171可为一螺杆，其中驱动杆体171 的表面具有一螺纹。底座173则包括一螺纹或一螺孔，底座173的螺纹或螺孔咬合驱动杆体171表面的螺纹。驱动杆体171转动时会驱动底座173及遮挡部 175沿着驱动杆体171在收纳空间14及容置空间12之间位移，其中遮挡部175 位移的方向与驱动杆体171的轴向平行。
39.在实际应用时，驱动杆体171可连接一驱动单元177，并通过驱动单元177 带动驱
动杆体171转动，例如驱动单元177可为马达或步进马达。
40.在本实用新型一实施例中，驱动杆体171由收纳腔体15的收纳空间14延伸至反应腔体11的容置空间12，例如收纳腔体15的一个墙面面对反应腔体11 的一个墙面，而驱动杆体171由收纳腔体15的墙面延伸至反应腔体11相面对的墙面。驱动杆体171可贯穿收纳腔体15或反应腔体11的墙面，并连接设置在收纳腔体15及反应腔体11外部的驱动单元177。
41.具体而言，驱动杆体171可通过轴封或磁流体轴封1711设置在收纳腔体15 的墙面，使得驱动单元177带动驱动杆体171相对于收纳腔体15转动时，不会破坏容置空间12及收纳空间14的真空。此外驱动杆体171的另一端可通过一轴承1713连接反应腔体11的墙面。
42.在本实用新型上述实施例中，驱动杆体171穿过收纳腔体15的墙面，并连接与收纳腔体15相邻的驱动单元177。在本实用新型另一实施例中，驱动杆体 171可改为穿过反应腔体11的墙面，并连接与反应腔体11相邻的驱动单元177。
43.本实用新型的基板处理腔室10可操作在两种状态，分别是收纳状态及遮挡状态。驱动单元177可通过驱动杆体171带动底座173及遮挡部175移动至收纳腔体15的收纳空间14，使得基板处理腔室10操作在收纳状态，如图2及图 5所示，其中靶材161与基板163及承载盘13之间不存在遮挡部175。
44.而后可驱动承载盘13及基板163朝靶材161的方向靠近，并通过容置空间 12的气体，例如惰性气体，撞击靶材161，以在基板163的表面沉积薄膜。
45.在本实用新型一实施例中，反应腔体11的容置空间12可设置一挡件111，其中挡件111的一端连接反应腔体11，而挡件111的另一端则形成一开口112。承载盘13朝靶材161靠近时，会进入或接触挡件111形成的开口12，其中反应腔体11、承载盘13及挡件111会在容置空间12内区隔出一反应空间121，防止在反应空间121外的反应腔体11及承载盘13的表面形成沉积薄膜。
46.此外，驱动单元177可通过驱动杆体171带动底座173及遮挡部175移动至反应腔体11的容置空间12，使得基板处理腔室10操作在遮挡状态，如图1 及图4所示。遮挡部175位于靶材161及基板163与承载盘13之间，并用以隔离靶材161及基板163与承载盘13。
47.遮挡部175可在容置空间12内区隔一清洁空间123，其中清洁空间123与反应空间121的区域部分重迭或相近。清洁空间123内可进行预烧(burn-in)制程，以清洁靶材161及清洁空间123内的反应腔体11及/或挡件111，并去除靶材161 表面的氧化物或其他污染物，及反应腔体11及/或挡件111表面的沉积薄膜。
48.在清洁基板处理腔室10的过程中，承载盘13及/或基板163会被遮挡部175 遮挡或隔离，以避免清洁过程中产生的物质污染或沉积在承载盘13及/或基板 163的表面。
49.本实用新型的遮挡部175通常为板状，例如为圆板但不以此为限，其中遮挡部175的面积大于挡件111形成的开口112及/或承载盘13的面积。
50.在本实用新型一实施例中，遮挡装置17的驱动杆体171及底座173的数量可为一个，其中驱动杆体171通过底座173连接遮挡部175的侧部。驱动杆体 171不会与挡件111的开口112、基板163及/或承载盘13重迭或干涉，以避免影响承载盘13的升降及沉积制程的进行。
51.在本实用新型另一实施例中，如图6及图7所式，驱动杆体171及底座173 可为两个，其中两个驱动杆体171分别通过底座173连接遮挡部175的两个侧部。此外两个驱动杆体
171不会与挡件111的开口112、基板163及/或承载盘 13重迭或干涉，其中两个驱动杆体171之间的垂直距离会大于挡件111的开口 112、基板163及或承载盘13的最大长度，例如直径。因此驱动杆体171不会影响承载盘13的升降及沉积制程的进行。
52.具体而言，驱动杆体171及底座173的数量为两个或两个以上时，可以更稳定地承载及驱动遮挡部175位移。此外使用两个驱动杆体171及底座173，将有利于承载较厚或较重的遮挡部175。较厚重的遮挡部175可避免在清洁基板处理腔室10的过程中发生高温变形，并可防止清洁过程中的电浆通过变形的遮挡部175接触下方的承载盘13或基板163。
53.当驱动杆体171为复数个时，可设计为只有其中一个驱动杆体171连接驱动单元177，而其他的驱动杆体171则不连接驱动单元177。具体而言，连接驱动单元177的驱动杆体171为螺杆，而未连接驱动单元177的其他驱动杆体171 则可不具有螺纹。
54.当驱动单元177带动连接的驱动杆体171转动时，将会驱动连接该驱动杆体171的底座173及遮挡部175沿着平行驱动杆体171的轴向位移，并通过遮挡部175带动另一个底座173沿着未连接驱动单元177的驱动杆体171位移。换言之，连接驱动单元177的驱动杆体171用以带动遮挡部175位移，而未连接驱动单元177的驱动杆体171则用以承载及引导遮挡部175位移。
55.此外驱动单元177的数量为一个时，驱动单元177可通过连动机构连接两个驱动杆体171同步转动。在不同实施例中，驱动单元177的数量亦可为两个，并分别连接及驱动两个驱动杆体171转动。
56.在本实用新型一实施例中，遮挡装置17可包括至少一衬套179，其中衬套 179位于容置空间12及收纳空间14内，并用以包覆驱动杆体171及底座173。具体而言，衬套179可为长条状，并由收纳腔体15的墙面延伸至反应腔体11 相面对的墙面。
57.衬套179具有一隔离空间1791，其中驱动杆体171及底座173位于隔离空间1791内。通过衬套179的设置，可避免驱动杆体171驱动底座173及遮挡部 175位移的过程中产生的微粒掉落到容置空间12及/或收纳空间14内，以维持真空腔体11的容置空间12的洁净度。
58.衬套179由收纳空间14延伸至容置空间12，并包括一底部1792及两个侧部1793，其中两个侧部1793分别连接底部1792的两个侧边，使得底部1792及两个侧部1793的剖面类似u形，并在底部1792及测部1793之间形成隔离空间 1791。此外衬套179的顶部设置有一长条状的间隔1794，而底座173则沿着间隔1794位移。
59.在本实用新型一实施例中，可进一步在收纳腔体15上设置至少一位置感测单元151，其中位置感测单元151朝向收纳空间14，并用以感测遮挡部175是否进入收纳空间14。例如位置感测单元151可以是光感测单元。
60.若遮挡部175未离开反应腔体11的容置空间12，承载盘13便朝靶材161 的方向位移，可能导致承载盘13碰撞遮挡部175，而造成承载盘13及/或遮挡部175的损坏。在实际应用时，可设定为只有位置感测单元151感测到遮挡部 175完全进入收纳腔体15后，承载盘13才能朝靶材161的方向靠近，以避免承载盘13及遮挡部175发生碰撞。
61.在本实用新型另一实施例中，亦可将位置感测单元151设置在反应腔体11 上，朝向反应腔体11的容置空间12，其中感测单元151用以感测遮挡部175是否还在容置空间12内。具体而言，位置感测单元151只要可以感测遮文件部175 的位置，例如确认遮挡部175完全进入收纳腔体15内及/或反应腔体11内不存在遮挡部175即可，位置感测单元151的设置
位置或种类并非本实用新型权利范围的限制。
62.在本实用新型一实施例中，如图8所示，衬套179可由导电材质所制成，例如金属衬套，其中衬套179电性连接一偏压单元18。偏压单元18用以在衬套 179上形成偏压，而驱动杆体171驱动底座173及遮挡部175位移时产生的微粒通常会带电，并会被衬套179上的偏压所吸引。
63.通过在衬套179上形成偏压，可进一步将微粒吸附并聚集在衬套179上，并避免微粒扩散到容置空间12内。在实际应用时，可于驱动杆体171带动底座 173及遮挡部175位移的过程中，才通过偏压单元18提供偏压给衬套179。
64.在本实用新型另一实施例中，如图9所示，可将一抽气单元19流体连接衬套179的隔离空间1791，其中抽气单元19可为独立或新增的构件。抽气单元 19用以抽出隔离空间1791内的气体，以在隔离空间1791内形成负压。驱动杆体171驱动底座173及遮挡部175位移时产生的微粒在进入隔离空间1791后，会被抽气单元19抽出，以防止微粒污染容置空间12。
65.抽气单元19可以是基板处理腔室10原本的构件，如图10所示，其中抽气单元19通过一抽气管线191连接衬套179的隔离空间1791，并通过一真空管线 193连接反应空间12。
66.具体而言，在驱动杆体171带动底座173及遮挡部175位移的过程中，抽气单元19会通过抽气管线191抽出隔离空间1791内的气体。在进行薄膜沉积时，抽气单元19可通过真空管线193抽出反应空间12内的气体，使得反应空间12为真空。此外抽气管线191及/或真空管线连接193抽气单元19的一端可设置一过滤单元，以避免隔离空间1791内的微粒进入抽气单元19。
67.本实用新型优点：
68.提供一种新颖的遮挡装置及具有遮挡装置的基板处理腔室，主要通过驱动杆体带动遮挡部沿着驱动杆体在一收纳位置及一遮挡位置之间位移，可避免清洁腔体或靶材时产生的微粒污染承载盘。
69.以上所述，仅为本实用新型的一较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的申请专利范围内。