[发明专利]用真空延伸室储放遮盘的传输室

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上是关于用来处理半导体基板的综合处理系统。更特别地，本发明是关于具有主框架的设备组(cluster tool)，主框架包括传输室和用以储放遮盘(shutter disk)的延伸室。 

背景技术

形成半导体器件的工艺常施行于多室处理系统(如设备组)，所述多室处理系统可在受控的处理环境下处理基板(如半导体晶片)。典型的受控处理环境包括具有主框架的系统，主框架容纳基板传输机械手(robot)，以传输基板于负载锁定室与多个连接主框架的真空处理室之间。受控的处理环境有多项优点，例如减少传输基板期间和完成各基板处理步骤时基板表面的污染。故在受控的处理环境下进行处理可减少缺陷生成数量及提高器件产率。 

设备组的主框架一般包括中央传输室，中央传输室内容纳用于来回移动一或多个基板的机械手。处理室和负载锁定室装设在中央传输室上。在进行处理时，中央传输室的内部空间一般维持真空状态而构成中间区域，以供基板从一处理室移到另一处理室及/或位于设备组前端的负载锁定室。 

部分如物理气相沉积(PVD)室的处理室包含遮盘，遮盘用以在调节(conditioning)操作时保护基板支撑件。PVD处理通常是在密封室进行，密封室具有台座，基板支撑于所述台座上。台座一般包括基板支撑件，基板支撑件中设有电极，以于处理时静电托住基板使基板抵着基板支撑件。靶材通常含有待沉积至基板的材料，并支托在基板上方且一般固定于腔室顶端。诸如氩气的气体组成的等离子体在基板与靶材之间供应。靶材经偏压使等离子体中的离子加速移往靶材。冲击靶材的离子会将靶材材料逐出。逐出的材料被吸引朝向基板而沉积材料层于基板上。 

定期施行诸如老练(burn-in)工艺、黏贴(pasting)及/或清洁操作等调节操作以确保PVD室的处理性能。调节操作期间，仿制基板(dummy substrate)或 遮盘设置在台座上，以防基板支撑件遭沉积物或微粒污染。现有PVD室一般包括遮盘储存空间，以于处理时储放遮盘，现有PVD室还包括机械臂，以将遮盘在遮盘储存空间与进行调节操作的基板支撑件之间传输。沉积时遮盘留在PVD室的遮盘储存空间内，而在调节操作时覆盖基板支撑件。遮盘储存空间和用来传输遮盘的机械臂将增加PVD室的复杂度和体积。 

图1A绘示先前技术的PVD处理室10。PVD处理室10包括腔室主体2和盖组件6，腔室主体2和盖组件6限定了可排空的工艺容积。腔室主体2一般包括侧壁和底面54。侧壁通常设有多个口，包括接取口、泵送口和遮盘口56(未绘示接取口与泵送口)。可密封的接取口供基板12进出PVD处理室10。泵送口耦接泵系统(亦未绘示)，以排空及控制工艺容积的压力。当遮盘14处于清除位置时，遮盘口56容许至少一部分的遮盘14通过。外壳16通常覆盖遮盘口56，以维持工艺容积的真空度。 

主体2的盖组件6一般支撑由此悬挂的环状护罩62，以支撑遮蔽环58。遮蔽环58通常用来限制沉积物形成于通过遮蔽环58中央暴露的部分基板12。 

盖组件6还包括靶材64和磁电管66。靶材64提供PVD处理时待沉积至基板12上的材料，磁电管66则在处理时提高靶材材料的消耗均匀度。功率源84将靶材64和基板支撑件4相对地偏压。气源82供应气体(如氩气)至工艺容积60。气体构成的等离子体形成在基板12与靶材64间。等离子体中的离子加速移向靶材64，促使材料逐出靶材64。逐出的靶材材料被吸引至基板12而沉积材料层于基板12上。 

基板支撑件4一般设在腔室主体2的底面54，以在处理时支撑基板12。遮盘构件8通常设置为邻近基板支撑件4。遮盘构件8一般包括支撑遮盘14用的叶片18和由轴杆20连接至叶片18的致动器26。叶片18一般在图1A中所示的清除位置以及遮盘14基本上与基板支撑件4同心放置的第二位置间移动。处于第二位置时，在靶材老练和腔室黏贴处理期间，遮盘14可传输到基板支撑件4(利用举升销)。靶材老练和腔室黏贴处理时，叶片18通常返回清除位置。致动器26可为任意装置，只要该装置能旋转轴杆20，进而移动叶片18于清除位置与第二位置之间。

图1B为PVD处理室的顶部截面图。图1B绘示对应遮盘14、叶片18和基板支撑件4的外壳16。 

因此，具有内建遮盘储存与传输构件的现有PVD处理室不但复杂，而且体积庞大。设备组的多个处理室通常需使用遮盘来进行一或多个步骤。然而，多个腔室装设遮盘储存与传输构件将大幅增加设备组的占地面积(footprint)和成本。