專利名稱：批式沉積工具及壓縮晶舟的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例大體上有關(guān)于一種支持與傳送基材并縮減批式處理過(guò)程 中的泵氣容積的方法與設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施例亦有關(guān)于一種在批式處理室中 均勻氣體配送與均勻熱傳送的方法與設(shè)備。
背景技術(shù)：
基材制造制程的效率通常是藉由兩個(gè)相關(guān)與重要因素來(lái)測(cè)定，使兩因素便是產(chǎn)品產(chǎn)率與擁有成本(coo)。此兩因素相當(dāng)重要，因?yàn)槠渲苯佑绊懙缴a(chǎn)電子設(shè)備的制造成本，進(jìn)而影響到制造商在市場(chǎng)上的竟?fàn)幜?。擁有成?coo)亦受到數(shù)個(gè)因素的影響，其會(huì)因每小時(shí)所制造的基材數(shù)量而大幅改變。批式處理制程通常能在不增加額外費(fèi)用的情況下，借著提高制造 基材的數(shù)量，而能有效地大幅改善擁有成本。r批式處理(batch processing)」 一詞通常指在一時(shí)間內(nèi)能同時(shí)處理兩 個(gè)或更多個(gè)基材的制程步驟。批式處理制程的優(yōu)點(diǎn)大體有二。其一方面， 批式處理可藉由執(zhí)行在基材處理順序上較其它處理配方步驟要長(zhǎng)出許多的 處理配方步驟來(lái)提高系統(tǒng)產(chǎn)量。另一方面，在如ALD或CVD制程等某些 處理步驟中，當(dāng)使用昂貴的前驅(qū)材料時(shí)，相較于單一基材處理步驟而言， 批式處理可大幅縮減前驅(qū)氣體的用量?；谋砻娣e對(duì)室容積的比值較大的 批式處理室有利于減少前驅(qū)氣體的用量。在批式處理過(guò)程中，基材通常由晶舟(substrate boat)來(lái)支撐與傳送。 圖1是一具有典型習(xí)知晶舟101的批式處理室100的剖面圖。多個(gè)基材 140安置于晶舟101內(nèi)的基座(susceptor)104上，而該些基座則由多個(gè)桿 106所支撐著。每個(gè)基材140可直接置放于一基座104上，或者基材140 可位于連接至該基座104表面上的三或多個(gè)支撐捎(未顯示)上，而懸置于 兩基座104之間。多個(gè)桿106通常連接至一底盤105與一頂盤102。該底 盤105多半連接至一軸心118，軸心118設(shè)計(jì)用以將垂直與旋轉(zhuǎn)作動(dòng)傳遞給晶舟101。該軸心118銜接至一旋轉(zhuǎn)密封件107,該旋轉(zhuǎn)密封件107位 于一密封盤108的孔(bore)109中。該密封盤108配置成可垂直移動(dòng)。當(dāng) 該密封盤108位于如圖1顯示的較高位置處時(shí)，該晶舟101插入由多個(gè)室 壁110與該密封盤108所構(gòu)成的真空室112中。當(dāng)該密封盤位于一較低位 置時(shí)，晶舟101則從該真空室112中移出，此未顯示于圖中。繪示于圖1 中的批式處理室100正處于一處理位置，在此位置時(shí)，該真空室112與外 界隔離開來(lái)。并提供一或多個(gè)入口 122流體連通該真空室112，以提供制 程氣體或載氣進(jìn)入真空室112。在另一態(tài)樣中，具有多個(gè)洞(hole)124的注 入器可安置在該晶舟101的一側(cè)中，并連接至所述入口 122。該多個(gè)洞124 可形成一垂直式噴頭，用以從上至下均勻地遞送氣體至該真空室112。與 一出口 132流體連通的一排放組件130通常位于該注入器120的相反側(cè) (opposite side)。在一態(tài)樣中，與注入器120的所述洞124相對(duì)應(yīng)的多個(gè) 溝槽形成于該排放組件130中，以更有助于靠近每個(gè)基材140表面處的氣 體水平流動(dòng)。圖2是一典型習(xí)知晶舟200的透視圖。該晶舟200具有一頂盤202、 一底盤205與多個(gè)支撐構(gòu)件206,所述支撐構(gòu)件206垂直延伸在該頂盤202 與底盤205之間。在某些范例中，所述支撐構(gòu)件206每一者均具有多個(gè)凹 處203，用以將多個(gè)基材固持于其中。在其它范例中，所述支撐構(gòu)件206 通常每一者具有多個(gè)支撐手指204自所述支撐構(gòu)件206上延伸出，以支撐 多個(gè)基材240。所述支撐手指204通常均等地配置在每個(gè)支撐構(gòu)件206上。 相同高度的支撐手指204是用以支撐同一個(gè)晶片204。大部份的晶舟具有 環(huán)形的基座，這些環(huán)形基座直接或非直接接觸基材。由于半導(dǎo)體裝置的尺寸逐漸縮減且不斷要求提高裝置效能，因此對(duì)裝置制程要求較高的一致性與再現(xiàn)性。然而要在批處理室中達(dá)成均勻的氣體 遞送與熱傳效果，遠(yuǎn)難于單基材系統(tǒng)。增加批式處理室中所使用的晶舟內(nèi) 的基座是已知可提高氣體遞送與熱傳均勻度的方法。然而，多容納一些基 座通常會(huì)增加處理室的泵氣容積。因此，需要一種用于批處理的系統(tǒng)、方法與設(shè)備，其達(dá)到所要求的裝 置性能目標(biāo)并提高系統(tǒng)的產(chǎn)率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明大體上有關(guān)于一種于批式處理室中傳送與支撐基材的設(shè)備與方法。本發(fā)明一實(shí)施例是關(guān)于批式處理室中的壓縮晶舟。該壓縮晶舟包含一 第一晶舟與一第二晶舟，該第一晶舟用以接收并支撐多個(gè)基材于多個(gè)第一平行平面上，以及該第二晶舟用以接收并支撐多個(gè)基材于多個(gè)第二平行平 面上。該壓縮晶舟更包括一連接機(jī)構(gòu)，其是以可活動(dòng)方式連接該第一晶舟與該第二晶舟，其中該壓縮晶舟具有一開啟狀態(tài)(open position)與一關(guān)閉狀 態(tài)(dosed position),當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述第一平行平面與所述第二平 行平面相互交錯(cuò)穿插，以及當(dāng)處于開啟狀態(tài)時(shí)，該第一晶舟與該第二晶舟 可各自獨(dú)立地裝栽或卸載基材。此種設(shè)計(jì)是因處于關(guān)閉狀態(tài)以進(jìn)行處理時(shí)， 基材之間需要的空間較小，故能壓縮晶舟的尺寸。本發(fā)明另一實(shí)施例是有關(guān)于一種用于處理半導(dǎo)體基材的批式處理系 統(tǒng)。該批式處理系統(tǒng)通常包含一第一晶舟、 一第二晶舟、 一負(fù)載鎖定室與 一定義基材處理區(qū)域的處理室，其中該第一與第二晶舟配置成當(dāng)其中一晶 舟位于該負(fù)載鎖定室時(shí)，另一晶舟則位于處理室內(nèi)，并且該第一與第二晶 舟可交換位置。本發(fā)明另一實(shí)施例是關(guān)于在批式處理過(guò)程中接收并傳送基材的方法。 該方法通常包括裝載第一組基材至一第一晶舟內(nèi)；裝載第二組基材至一 第二晶舟內(nèi)；以及，令該第一晶舟與該第二晶舟交錯(cuò)(interleaving),使得 該第 一組基材與該第二組基材相互交錯(cuò)穿插。本發(fā)明的另 一 實(shí)施例是關(guān)于 一 種用于批式處理系統(tǒng)中的晶舟。該晶舟 包含一具有多個(gè)基座的固定部份，以及具有多個(gè)支撐捎的基材固持件 (substrate holder)。其中該基材固持件以可活動(dòng)的方式連接至該固定部份， 當(dāng)該基材固持件連接至該固定部份時(shí)，所述支撐捎與所述基座相互交錯(cuò)穿 插，且當(dāng)該基材固持件非連接至該固定部份時(shí)，該基材固持件可以進(jìn)行裝 載與卸載。本發(fā)明另 一 實(shí)施例是關(guān)于一批式處理系統(tǒng)。該批式處理系統(tǒng)包括一處理室、 一與該處理室連通的負(fù)載鎖定室、 一用以在該處理室與該負(fù)栽鎖定室之間傳送基材的晶舟、以及一第一基材固持件與一第二基材固持件；該 第一與第二基材固持件是可交替地銜接至該晶舟。在裝載與卸載過(guò)程中，該第 一 晶舟與該第二晶舟各自設(shè)計(jì)用來(lái)支撐多個(gè)基材。


可配合繪示于附圖中的部分實(shí)施例參閱以上本總述的發(fā)明的更明確說(shuō) 明，以更加了解上述本發(fā)明特征。需明白的是，附圖中所繪示者僅為本發(fā) 明的代表性實(shí)施例，不應(yīng)當(dāng)用來(lái)限制本發(fā)明范圍，本發(fā)明尚容許其它等效實(shí)施例。圖1是具有典型習(xí)知晶舟的批式處理室的剖面圖。圖2是一典型習(xí)知晶舟的透視圖。圖3為一示范性可相互交錯(cuò)穿插的晶舟的剖面圖。圖4為圖3的晶舟沿著線段4-4所繪示的剖面圖。圖5為一示范性具有兩交錯(cuò)穿插的晶舟的壓縮晶舟剖面圖。圖6示范一具有兩個(gè)由樞軸所連接的可交錯(cuò)穿插晶舟的壓縮晶舟透視圖。圖7顯示處在一開啟狀態(tài)的示范性壓縮晶舟的剖面圖。圖8顯示具有兩可交錯(cuò)穿插晶舟的壓縮晶舟的上視示意圖，該兩可交錯(cuò)穿插晶舟具有多個(gè)基座。圖9是具有多個(gè)基座的示范性可交錯(cuò)穿插的晶舟的部份剖面圖。圖10是具有壓縮晶舟的示范性批式處理系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。圖11繪示一具有壓縮晶舟的示范性批式處理系統(tǒng)的示意上視圖。圖12繪示具有處于交換狀態(tài)的壓縮晶舟的示范性批式處理系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖。圖13顯示將與 一基材固持件組合的示范性晶舟的透視圖。 圖14顯示具有將與一晶舟組合的示范性基材固持件的透視圖。 圖15顯示藉由一批式處理系統(tǒng)的裝載器而與該基材固持件耦合的晶 舟的示意剖面圖。圖16顯示已與一基材固持件組合的晶舟的上視圖。 圖17顯示沿著圖15中A-A方向所繪示的剖面圖。 圖18顯示具有一已組裝晶舟的批式處理工具的上視圖。 圖19顯示圖18的批式處理工具的示意側(cè)視圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明100處理室101晶舟102頂盤104基座105底盤106支撐桿107旋轉(zhuǎn)式密封件108密封盤簡(jiǎn)孔110室壁112真空室41C^基座120注入器122入口124洞130排放組件132出口140基材200晶舟202頂盤203凹處204支撐手指205底盤206支撐構(gòu)件240基材300晶舟302頂盤304直式支撐手^305底盤306支撐構(gòu)件307曲式支撐手指308半圓曲件309邊340基材341圓400壓縮晶舟410基座440基材504基材510晶舟511基座512基底構(gòu)件513支撐構(gòu)件514開口515鎖定針516軸心520基材固持件 522支撐桿 524固持件基底 526較薄部份 528鎖定洞 531裝載器手指 533間隙總和 535垂直距離 610晶舟 617支撐構(gòu)件 619底盤 622孔隙 626頂盤 628支撐手指 630基底 632孔隙 635支撐栓 700壓縮晶舟 716頂盤 718支撐手指 720活動(dòng)式晶舟 726頂盤 728支撐手指 730基底 736軸心 800處理系統(tǒng) 803基材固持件 805晶舟 807負(fù)載鎖定室521支撐環(huán) 523支撐捎 525溝槽 527較厚部份 530裝載器 532接觸捎 534間隙 600壓縮晶舟 616頂盤 618支撐手指 620活動(dòng)式晶舟 624 4區(qū)軸才幾構(gòu) 627支撐構(gòu)件 629底盤 631孔隙 633鎖定針 636軸心 710固定式晶舟 717支撐構(gòu)件 719底盤 722孔隙 727支撐構(gòu)件 729底盤 735支撐栓 740軸承 801機(jī)械手臂 804基材固持件 806負(fù)載鎖定門 808處理室809固持平臺(tái)810固持平臺(tái)812固持件813旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)814晶舟支撐件815密封盤816石英環(huán)8310型環(huán)結(jié)構(gòu)體850前段環(huán)境851裝載端口870泵送裝置872輸送系統(tǒng)900處理系統(tǒng)910處理室920負(fù)載鎖定室922負(fù)載鎖定門923馬達(dá)924開啟機(jī)構(gòu)925旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)926密封盤929石英環(huán)928旋轉(zhuǎn)密封件930交換室931o型環(huán)結(jié)構(gòu)體940晶舟臺(tái)941壓縮晶舟942鎖定針943機(jī)構(gòu)944鎖定機(jī)構(gòu)950前段環(huán)境951機(jī)械手臂960晶片盒970舉升與交換機(jī)構(gòu)971馬達(dá)972輸送系統(tǒng)973泵送裝置974舉升器975旋轉(zhuǎn)臺(tái)976軸心977旋轉(zhuǎn)密封件801、802機(jī)械手臂803、804基材固持件809、810固持平臺(tái)910、920、 930室3042、3072支撐手指301 ，、3012基座304，、307，晶舟40"、4012晶舟40+、407!支撐手指4042、 4072支撐手指406"!、 4062支撐構(gòu)件407h 4072支撐手指41 (V 4102環(huán)型基座具體實(shí)施方式
本發(fā)明大體上提供一種能夠降地?fù)碛谐杀?coo)的批式處理設(shè)備與方法。用以執(zhí)行批式處理的硬件與方法的范例進(jìn)一步詳述于1997年8月11 曰中i貪、才示題為r Mini-batch Process Chamber J的美國(guó)專利中i青案 6,352,593號(hào)，以及2005年1月10日申i青、才示題為r Flexible Substrate Sequencing System Using a Bath Processing Chamber J的美國(guó)專利申請(qǐng) 序號(hào)60/642,877案中，并將所述文獻(xiàn)全文納入此處以供參考。在本發(fā)明一部份實(shí)施例中，在不減少基材數(shù)量的情況下，縮減批式處理室的容積可改善擁有成本(coo)?？s減批式處理室的容積可減少前驅(qū)氣 體及/或其它處理材料的使用量。此外，縮減ALD批式處理室的容積可縮 短確保讓所有表面飽和吸附制程氣體所花費(fèi)的時(shí)間。在 一 態(tài)樣中，減小晶舟的尺寸能極有效地大幅縮減批式處理室的容積。 參考圖1，晶舟101占據(jù)了大部份的真空容積112。決定晶舟尺寸的關(guān)鍵 因素通常包括每個(gè)基材140與其上方基座104之間的距離D1,以及該基 座104與該室壁110或該注入器120與該排放組件130之間的距離D2。 因此，可借著縮小D1與/或D2來(lái)縮減該真空容積112。對(duì)于ALD批式處 理室而言，D1距離較佳介于約0.15至約1.5英寸(inch)之間，以在基材 140上獲得均勻沉積薄膜。然而，由于用來(lái)將基材裝載入晶舟或卸載下來(lái) 的機(jī)械手臂需要在兩相鄰基材之間有一額外距離，以便可靠地裝載與卸載 基材，因此機(jī)械手臂限制動(dòng)作(robot limit action),使得目前D1僅能限制 在大于0.347英寸(8.8毫米)的距離。在具有盤狀基座的晶舟范例中，機(jī)械 手臂限制動(dòng)作要求在基座之間有更大的距離。一壓縮晶舟包含兩晶舟，該兩晶舟可活動(dòng)地彼此相連接。該壓縮晶舟 具有一開啟狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí)，該壓縮晶舟可在開啟狀態(tài)下裝載與卸載基材，并在關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行基材處理。用來(lái)固持一組基材的兩晶舟可 各自獨(dú)立地進(jìn)行裝載與卸載動(dòng)作。當(dāng)該壓縮晶舟處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，兩晶舟 所固持著的所述基材會(huì)相互交錯(cuò)穿插。因此，批式處理過(guò)程中，所述基材 之間的距離減半。圖3為一示范性晶舟300的剖面圖。圖4是沿著圖3中的4-4線段所 繪示的晶舟剖面圖。該晶舟300大體上包含一頂盤(顯示于圖4)、 一底盤 305與多個(gè)支撐構(gòu)件306,所迷支撐構(gòu)件306垂直地延伸于該頂盤302與 底盤305之間。在一態(tài)樣中，該頂盤302與該底盤305可能具有半圓形的 形狀。所述支撐構(gòu)件306可沿著底盤305與頂盤302的周長(zhǎng)配置。在一態(tài) 樣中，晶舟300可具有三個(gè)支撐構(gòu)件306，其中兩個(gè)配置在接近該頂盤302 與底盤305的直線邊309處。位在接近該直線邊309處的兩支撐構(gòu)件306 各自具有多個(gè)曲形手指307，且所述曲形手指307延伸超出該底盤305的 直線邊309并往回彎向表示基材340的圓圈341內(nèi)。第三支撐構(gòu)件306 大致配置于一半圓曲件308的中心處。多個(gè)直式支撐手指304大致從該第 三支撐構(gòu)件306向該圓圈341的內(nèi)部延伸出。如圖3所示，可藉由所述曲形手指307與所述直式支撐手指304于 A1、 A2與A3點(diǎn)處支撐著基材340。在一態(tài)樣中，由A1 、 0(圓圈341的 中心)與A2所形成的角A約介于190度至200度之間。該晶舟300將所 述垂直支撐構(gòu)件306限制在一半圓內(nèi)，同時(shí)為支撐于其上的基材340提供 能涵蓋超過(guò)半圓以上的A1、 A2與A3的穩(wěn)定三點(diǎn)支撐。需明白的是，可使 用由底盤、頂盤、多個(gè)支撐構(gòu)件與支撐手指所構(gòu)成的不同組合、配置與設(shè) 計(jì)來(lái)完成一晶舟。在一實(shí)施例中，該頂盤302與底盤305可具有除了半圓 以外的其它形狀，例如一半環(huán)形。參閱圖4,固持于晶舟300內(nèi)的多個(gè)基材340是均勻分布在垂直方向 上。每一個(gè)基材340與其正上方的相鄰基材相距一 D3距離。該D3距離 可縮小至容許半導(dǎo)體處理系統(tǒng)中的機(jī)械手臂動(dòng)作的極限。圖5是一剖面圖，其顯示結(jié)合兩個(gè)與第3與4圖中晶舟300類似的晶 舟301 ，與3012的示范性壓縮晶舟300A。該壓縮晶舟300A處于關(guān)閉狀態(tài)。 所述晶舟301!與3012各自用以支撐一組基材340，且所述基材340彼此之間相距一距離Dsingle。除了晶舟30^的手指30+與307,是與晶舟3012 的手指3042與3072位在不同高度以外，所述晶舟30"與3012在結(jié)構(gòu)上 類似。所述支撐手指307!與3072彼此交錯(cuò)，使得置于所述支撐手指上的 基材340亦彼此交錯(cuò)穿插。當(dāng)該兩晶舟30^與3012裝載基材340后，所 述基材340彼此之間具有縮減后的距離Dc。mpressed。在一態(tài)樣中D函pressed = (Dsing|e -基材厚度)/2當(dāng)于處理過(guò)程中，晶舟通常會(huì)于批式處理室中旋轉(zhuǎn)，壓縮晶舟300A所占據(jù)的容積相當(dāng)于單一晶舟301!或3012所占據(jù)的容積。然而，壓縮晶 舟300A的基材承載量卻是晶舟30h或3012的兩倍。本發(fā)明的壓縮晶舟大體上具有一開啟狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)處于關(guān)閉 狀態(tài)時(shí)，該壓縮晶舟可在批式處理室中以較高密度的方式來(lái)固持待處理的 基材；當(dāng)處于開啟狀態(tài)時(shí)，該壓縮晶舟可以較低基材密度的方式來(lái)進(jìn)行基 材卸載與裝載。可以各種方式來(lái)實(shí)行開啟狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)的變換。圖6的 透視圖顯示一范例性壓縮晶舟如何藉由旋轉(zhuǎn)來(lái)開啟或關(guān)閉。壓縮晶舟600 包含一固定晶舟610、 一活動(dòng)式晶舟620與一基底(base)630。該基底630 可進(jìn)一步連接至一軸心636,該軸心636用以旋轉(zhuǎn)并垂直移動(dòng)該壓縮晶舟 600。在一態(tài)樣中，該基底630與該該固定式晶舟610形成一體。該固定 式晶舟610通常具有多個(gè)支撐構(gòu)件617，所述支撐構(gòu)件617各自具有多個(gè) 支撐手指618。所述支撐構(gòu)件617垂直地連接至一頂盤616與一底盤619， 該底盤619固定地連接至該基底630。該活動(dòng)式晶舟620通常具有多個(gè)支 撐構(gòu)件627，所述支撐構(gòu)件627各自具有多個(gè)支撐手指628。所述支撐構(gòu) 件627垂直地連接至一頂盤626與一底盤629,該底盤629通過(guò)一耦合在 該基底630與該底盤629之間的樞軸機(jī)構(gòu)624可活動(dòng)性地連接至該基底 630。該活動(dòng)式晶舟620的頂盤626亦可通過(guò)一樞軸機(jī)構(gòu)而耦合至該固定 式晶舟610的頂盤616。在此態(tài)樣中，該頂盤626并未連接至該頂盤616。 與該樞軸機(jī)構(gòu)624同軸的孔隙622大體上位于該頂盤626中。在開啟與關(guān)閉的過(guò)程中， 一支撐栓635可插入該孔隙622中，以支撐 該活動(dòng)式晶舟620的重量與搖擺運(yùn)動(dòng)。在一態(tài)樣中，該支撐栓635可連接 至一負(fù)載鎖定室，該壓縮晶舟將在該負(fù)載鎖定室中進(jìn)行裝載與卸載。當(dāng)該壓縮晶舟600關(guān)閉時(shí)，該支撐栓635可從該孔隙622中升起。由于所述晶 舟通常在不易潤(rùn)滑且嚴(yán)格限制顆粒污染的真空及/或高溫環(huán)境下進(jìn)行操作， 由于較的于使用樞軸機(jī)構(gòu)而言，使用支撐栓635可產(chǎn)生較少的接觸且需要 較少的潤(rùn)滑，因此青睞使用支撐栓635。當(dāng)該壓縮晶舟600處于關(guān)閉狀態(tài) 時(shí)，可提供一鎖定機(jī)構(gòu)。在此范例中，可藉由將一鎖定針633插入或移出 位于該基底630中的孔隙631以及該底盤629中的孔隙632,而使該壓縮 晶舟600鎖定為關(guān)閉狀態(tài)或解除之，其中當(dāng)該壓縮晶舟處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)， 該孔隙632與孔隙631呈同心。圖7繪示處于開啟狀態(tài)的示范性壓縮晶舟的剖面圖。壓縮晶舟700包 括一固定式晶舟710、 一活動(dòng)式晶舟720與一基底730。該基底730可進(jìn) 一步連接至一軸心736，該軸心736是配置用以旋轉(zhuǎn)并垂直移動(dòng)該壓縮晶 舟700。該固定式晶舟710通常具有多個(gè)支撐構(gòu)件717，每個(gè)支撐構(gòu)件717 各自具有多個(gè)支撐手指718。所述支撐構(gòu)件717垂直地連接至一頂盤716 與一底盤719，該底盤719固定地連接至該基底730。該活動(dòng)式晶舟720 通常具有多個(gè)支撐構(gòu)件727,每個(gè)支撐構(gòu)件727各自具有多個(gè)支撐手指 728。所述支撐構(gòu)件727垂直地連接至一頂盤726與一底盤729,該底盤 729通過(guò)一耦合在該基底730與該底盤729之間的軸承740,而可活動(dòng)地 連接至該基底730。在開啟與關(guān)閉的過(guò)程中，與該軸承740對(duì)齊的支撐栓 735通常會(huì)插入一配置在該頂盤726中的孔隙722內(nèi)。該支撐栓735大體 上配置用以支撐該活動(dòng)式晶舟720的重量與搖擺運(yùn)動(dòng)(swing motion)。在 一實(shí)施例中，該軸承740為一陶瓷軸承，例如由氧化鋯(Zirconia)所制成的 非球式陶資軸承(ball-less ceramic bearing),其可抵抗形變、可于高溫下 操作且具有極佳的抗化學(xué)藥劑性。在一態(tài)樣中，該軸承740可為具有Frelon 襯層的陶瓷軸承。Frelon襯層陶瓷軸承具有自我潤(rùn)滑的功能，而適用于執(zhí) 行許多半導(dǎo)體制程所使用的真空與高溫環(huán)境中?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)牟牧蟻?lái)建構(gòu)本發(fā)明的壓縮晶舟，例如石英、碳化硅 或石墨，端視制程特性來(lái)決定的。壓縮晶舟可由兩個(gè)晶舟組合而成，當(dāng)進(jìn)行基材裝載與卸載時(shí)，其中一 晶舟與另一晶舟分離?？筛髯怨坛忠唤M基材的該兩晶舟是以使該兩組基材彼此交錯(cuò)穿插的方式組合在一起。在一實(shí)施例中，該兩晶舟的其中一者于 裝載與卸載基材旋轉(zhuǎn)離開另一晶舟。在另一實(shí)施例中，該兩晶舟的其中一 者以線性移動(dòng)的方式來(lái)移開。在一實(shí)施例中，該兩晶舟彼相此連接。在另 一實(shí)施例中，其一晶舟可交換地插入另一晶舟內(nèi)。在本發(fā)明一實(shí)施例中， 一壓縮晶舟可能具有多個(gè)基座，所述基座配置用以獲得所欲的熱傳送(heat transfering)與質(zhì)量流動(dòng)(mass flow)。對(duì)于在批式處理室中執(zhí)行的某些制程而言，例如原子層沉積(ALD)與化 學(xué)氣相沉積(CVD),為了在一批次中的全部基材上達(dá)到均勻且所欲的制程 結(jié)果，需要求所有基材上每一點(diǎn)均得到溫度差異僅約±1°C的相同設(shè)定溫 度。在批式處理室中，可利用安置于處理室側(cè)壁上的加熱結(jié)構(gòu)傳遞出來(lái)的 輻射能量來(lái)加熱基材。此種配置，由于基材邊緣距離該加熱結(jié)構(gòu)較近，因 此基材的邊緣可能比基材其它部份更快受熱。參考圖1，在處理制程中， 待處理的基材140直接安置在直徑大于該基材140直徑的基座104上，使 得由靠近側(cè)壁的加熱結(jié)構(gòu)所傳遞出來(lái)的輻射能量在接觸到基材邊緣之前， 先被該基座吸收。直徑大于基材的基座的配置，亦可在制程氣體到達(dá)該基 材邊緣前，先預(yù)熱制程氣體。當(dāng)借著改變從鄰近批式處理室側(cè)壁的加熱結(jié) 構(gòu)傳送至該基材的能量的量，而改變 一 處理配方不同階段中的處理溫度時(shí)， 必須將該晶舟101的熱質(zhì)能(thermal mass)減至最小，以允許在制程中快 速地調(diào)整該基材溫度。多數(shù)的半導(dǎo)體制程對(duì)顆粒污染非常敏感，特別是特 征尺寸越來(lái)越小時(shí)，更是如此。基材與處理設(shè)備之間的物理接觸通常是顆 粒污染的來(lái)源之一。為了減少因接觸所造成的污染，可使基材懸置于兩基 座之間，例如以三個(gè)或更多個(gè)連接在晶舟上的支撐捎來(lái)支撐基材。對(duì)于在批式處理室中執(zhí)行的某些制程而言，例如ALD與CVD，在基 材整個(gè)表面上的氣流分布對(duì)于在批式處理室中處理的基材上均勻膜層的形 成來(lái)說(shuō)極為重要，特別是對(duì)于受到質(zhì)傳限制反應(yīng)所控制的CVD制程與要求 快速表面飽和作用的反應(yīng)速率限制沉積的ALD制程來(lái)說(shuō)更是重要。該基材邊緣比其中央處容易暴露在較高濃度的制程氣體中，而因基材 邊緣處的沉積薄膜表面上出現(xiàn)未反應(yīng)的過(guò)量前驅(qū)物，導(dǎo)致沉積薄膜厚度不 均或污染。制程氣體可能以實(shí)質(zhì)平行氣流的方式注入批室處理室中，平行氣流允許基材的待處理表面的快速飽和作用。注入一實(shí)質(zhì)平行處理氣流至批式處理室中的方法與設(shè)備是描述于公元2005年1月10日申請(qǐng)、標(biāo)題為 r FLEX舊LE SUBSTRATE SEQUENCING SYSTEM USING A BATCH PROCESSING CHAMBER J的美國(guó)專利申請(qǐng)案60/642,877號(hào)中，并將其全文納入此處以供參考。每一基材上的氣體流速端視基材與其鄰近基座(基材上方與下方的基 座)之間的間隙，以及該基座外緣與側(cè)壁之間的間隙而定。由于間隙會(huì)直接 影響基材整個(gè)表面上的氣流，因此不同的間隙會(huì)各自對(duì)所沉積薄膜的均勻 性與再現(xiàn)性造成影響。整體而言，基材與其上方基座之間的間隙較佳介于 約0.15至約1.5英寸(inches)之間，而基座與側(cè)壁之間的間隙、基座與注 入組件之間的間隙、及/或基座與排放組件之間的間隙較佳小于或等于該兩 連續(xù)基座間之間隙。較佳者，該側(cè)壁與基座之間的間隙介于約0.05至約 1.0英寸之間?？s小側(cè)壁與基座之間的間隙，可促進(jìn)熱能傳遞至基座。雖然基座提供所欲的熱傳遞與/或質(zhì)流，然而在傳統(tǒng)晶舟中提供基座通 常會(huì)因?yàn)樾枰谙噜徎闹g提供至少一機(jī)械手臂限制距離以供機(jī)械手臂 裝載與卸載基材，因而增加了晶舟的泵氣容積(pumping volume)。本發(fā)明 一實(shí)施例提供一種不需額外泵氣容積但具有多個(gè)基座的晶舟。圖8與9是一具有多個(gè)基座的示范性壓縮晶舟的上視剖面圖與側(cè)視的 部份剖面圖。壓縮晶舟400包含兩相互交錯(cuò)的晶舟401 ，與4012,晶舟401 ， 與4012除了各自具有多個(gè)籠狀的基座41(^與4102外，其它類似于圖3與 4所示的相互交錯(cuò)晶舟。壓縮晶舟400處于關(guān)閉狀態(tài)。所述晶舟401，與 4012以基材之間彼此相隔一距離Dsingle的方式各自支撐一組基材440。所 述相互交錯(cuò)的晶舟401 ，與4012間，除了該晶舟401 i的支撐手指404"!與 407!與該晶舟4012的支撐手指4042與4072配置在不同高度處外，其在結(jié) 構(gòu)上相類似。所述支撐手指407!與4072彼此交錯(cuò)，使得置于其上的該些 基材440亦彼此交錯(cuò)穿插。所述半環(huán)狀的基座410"(與4102通常分別形成 在所述支撐構(gòu)件406，與4062上。如圖9所示，該支撐構(gòu)件406，中，該基 座41(^的數(shù)量為該支撐手指404!數(shù)量的兩倍，使得當(dāng)該壓縮晶舟400裝 載完畢并關(guān)閉時(shí)，該壓縮晶舟400所支撐的每一個(gè)基材440都具有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的半環(huán)狀基座410,與4102環(huán)繞著該基材的外周長(zhǎng)。在此實(shí)施例中，以 限制顆粒污染的三點(diǎn)方式支撐著所述基材440,所述基材440彼此交錯(cuò)穿 插而縮減了處理容積，且所述基座410"!與4102令熱傳遞與質(zhì)流最適化。該壓縮晶舟400的所述基座41(^與4102(總稱410)可由硅、碳化硅或 涂覆有碳化硅的石墨所制成。在一實(shí)施例中，所述基座410的厚度為1毫 米(mm)。在此范例中，當(dāng)壓縮晶舟400中的相鄰基材440間的距離Dc。mpressed為4毫米時(shí)，相鄰基座410間的間隙Dsusc印t。r約為3.8毫米，以允i午氣體流通。圖10與11分別為一具有多個(gè)壓縮晶舟的示范性批式處理系統(tǒng)900的 側(cè)視與上視圖。該批式處理系統(tǒng)900設(shè)計(jì)成能執(zhí)行一處理制程并同時(shí)裝載 與卸載基材，而得以縮短裝載/卸載與穩(wěn)定處理室(stabilization)的時(shí)間。批 式處理系統(tǒng)900通常具有一于內(nèi)部處理基材的處理室910以及一用以裝載 /卸載基材的負(fù)載鎖定室920。該處理室910與負(fù)載鎖定室920可并列地配 置于相同高度處。 一用以在負(fù)載鎖定室920與處理室910之間交換基材的 交換室930通常配置在處理室910與負(fù)載鎖定室920的下方。該交換室 930通常選擇性地流體連通該處理室910與負(fù)載鎖定室920。 0型環(huán)結(jié)構(gòu) 931可分別配置在該交換室930和負(fù)載鎖定室920間的接口以及該交換室 930和處理室910間的接口處。三個(gè)腔室910、 920與930均流體連通一 泵送裝置973,并可獨(dú)立地加壓及/或抽氣。可視處理室910內(nèi)部欲執(zhí)行的 制程配方步驟的需求，將處理室910連接至一氣體輸送系統(tǒng)972。用在可 受益于本發(fā)的批式處理室中的氣體輸送系統(tǒng)是敘述于2005年1月10申請(qǐng)、 標(biāo)題為r FLEX舊LE SUBSTRATE SEQUENCING SYSTEM USING A BATCH PROCESSING CHAMBER」的美國(guó)專利申請(qǐng)案60/642,877號(hào)中， 并將其全文納為本文參考。兩壓縮晶舟941通常連接至一晶舟臺(tái)940，該晶舟臺(tái)配置在該交換室 930中。該晶舟臺(tái)940可連接至一軸心976,該軸心976經(jīng)由位于該交換 室930底部處的旋轉(zhuǎn)密封件977延伸出該交換室930。軸心976可耦合至 位在該交換室930下方的一舉升與交換機(jī)構(gòu)970。在一態(tài)樣中，該舉升與 交換機(jī)構(gòu)970包含一馬達(dá)971、 一舉升器974以及一旋轉(zhuǎn)臺(tái)975。該舉升器974是配置用以上下移動(dòng)該軸心976與該晶舟臺(tái)940。所述壓縮晶舟941 亦可上下移動(dòng)。當(dāng)所述壓縮晶舟941降至該交換室930內(nèi)時(shí)，該旋轉(zhuǎn)臺(tái)975 令該軸心976與該晶舟臺(tái)940旋轉(zhuǎn)180度，而使該兩壓縮晶舟941彼此交 換位置。藉由習(xí)知的油壓式、氣動(dòng)式或電動(dòng)馬達(dá)/皮帶式螺轉(zhuǎn)機(jī)械促動(dòng)器 (screw mechanical actuators)來(lái)馬區(qū)動(dòng)該舉升與交才灸沖幾構(gòu)970。該兩壓縮晶舟941各自通過(guò)一軸心927而安置在該晶舟臺(tái)940上。所 述壓縮晶舟941通常設(shè)計(jì)用于處理過(guò)程中旋轉(zhuǎn)，以使熱及/或制程氣體平均 分布。該軸心927更進(jìn)一步耦合至一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)925，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)925通過(guò) 該軸心927旋轉(zhuǎn)該壓縮晶舟941。在一態(tài)樣中，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)925包含一旋 轉(zhuǎn)馬達(dá)。在一實(shí)施例中，借著在處理過(guò)程中旋轉(zhuǎn)該晶舟可更進(jìn)一步地最佳 化熱能分布。晶舟的旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)整介于每分鐘O至10轉(zhuǎn)(rpm)之間，較 4圭介于1 rpm至5 rpm之間。通常會(huì)替每個(gè)壓縮晶舟941提供一密封盤926,用以當(dāng)所述壓縮晶舟 941處于升高位置(如第10圖所示)時(shí)，將該處理室910、該負(fù)載鎖定室 920與該交換室930彼此隔離開來(lái)。該密封盤926可配置在該壓縮晶舟941 的正下方。在一實(shí)施例中，該密封盤926可通過(guò)一旋轉(zhuǎn)密封件928安置在 該軸心927上。在一態(tài)樣中，該密封盤926可以是使用任何適當(dāng)耐高溫材 料所構(gòu)成的圓盤，例如石墨或碳化硅，并且可具有一石英環(huán)929，該石英 環(huán)929套入環(huán)繞著該密封盤926的頂面外圓周的凹槽內(nèi)。該石英環(huán)929可 配置在該密封盤926上，以增進(jìn)所述室壁與該密封盤926之間的密封作用。 當(dāng)藉由該舉升與交換機(jī)構(gòu)970將所述壓縮晶舟941升高進(jìn)入該負(fù)載鎖定室 920與該處理室910中時(shí)，該密封盤926的石英環(huán)929緊密接觸所述O型 環(huán)結(jié)構(gòu)件931,使得該密封盤926在該交換室930與該處理室910之間， 以及該交換室930與該負(fù)載鎖定室920之間提供近乎完全密閉的效果。一用以開啟與關(guān)閉所述壓縮晶舟941的晶舟開啟機(jī)構(gòu)924是配置在該 負(fù)載鎖定室920內(nèi)部。該晶舟開啟機(jī)構(gòu)924藉由 一配置在該負(fù)載鎖定室920 外部的馬達(dá)923加以驅(qū)動(dòng)。 一晶舟鎖定機(jī)構(gòu)943可配置在該密封盤926上， 以操控一鎖定針942將該壓縮晶舟941鎖定在關(guān)閉狀態(tài)。該負(fù)載鎖定室920通過(guò)一配置在該負(fù)載鎖定室920側(cè)壁上的真空密閉負(fù)載鎖定門922來(lái)選擇性地流體連通一選用的前段環(huán)境950 (即指本文中 的工廠接口或簡(jiǎn)稱Fl)。配置在該前段環(huán)境950中的工廠接口機(jī)械手臂951 可作線性、旋轉(zhuǎn)與垂直運(yùn)動(dòng)，以在該負(fù)載鎖定室920與多個(gè)晶片盒(pod)960 之間搬運(yùn)基材。參閱圖12，該Fl工廠接口機(jī)械手臂951可以952與953 的方向來(lái)面對(duì)該已開啟的壓縮晶舟941，以將基材從該壓縮晶舟941移出， 或移入該壓縮晶舟941中。圖12顯示一具有正處在交換狀態(tài)中的壓縮晶舟的示范性批式處理系 統(tǒng)示意圖。在此狀態(tài)中，該晶舟臺(tái)940旋轉(zhuǎn)180度使該已處理與未處理的 基材交換位置。所述壓縮晶舟941分別升高回到該處理室910與該負(fù)載鎖 定室920中。在操作過(guò)程中，該兩壓縮晶舟941的其中一者抵達(dá)該負(fù)載鎖定室920 內(nèi)的同時(shí)，另一壓縮晶舟941亦于同一時(shí)間抵達(dá)該處理室910內(nèi)部。抵達(dá) 該負(fù)載鎖定室920的壓縮晶舟941攜帶著已處理過(guò)的基材，而抵達(dá)處理室 910中的壓縮晶舟941則攜帶著未處理的基材。在該負(fù)載鎖定室910中，如有需要，具有已處理基材的該壓縮晶舟941 可先行冷卻。隨后將利用泵送裝置973增壓該負(fù)載鎖定室910，并打開該 負(fù)載鎖定門922。具有已處理基材的壓縮晶舟941可解鎖，例如利用該晶 舟鎖定機(jī)構(gòu)944來(lái)解鎖該壓縮晶舟941。隨后可開啟具有已處理基材的該 壓縮晶舟941，并利用該晶舟開啟機(jī)構(gòu)924使其保持開啟狀態(tài)。該工廠接 口機(jī)械手臂951將該壓縮晶舟941兩面上的已處理基材卸載下來(lái)，之后再 將未處理的基材裝載至該壓縮晶舟941。接著，該晶舟開啟機(jī)構(gòu)924關(guān)閉 該壓縮晶舟941，且該晶舟鎖定機(jī)構(gòu)鎖定該壓縮晶舟941。該負(fù)載鎖定門 922關(guān)閉，并將該負(fù)載鎖定室920減壓。在一態(tài)樣中，預(yù)熱目前具有未處 理基材的該壓縮晶舟941。當(dāng)位于該負(fù)載鎖定室920中的壓縮晶舟941進(jìn) 行冷卻、開啟、卸載、重新裝載、關(guān)閉與預(yù)熱的時(shí)候，位于該處理室910 中的壓縮晶舟941內(nèi)的基材正接受處理。該壓縮晶舟941是鎖住的且正在 旋轉(zhuǎn)。當(dāng)該處理步驟完成時(shí)，減壓該處理室910。隨后，利用該舉升與交 換機(jī)構(gòu)970將該兩壓縮晶舟941降至該交換室930中。在一態(tài)樣中，在降下所述壓縮晶舟941之前，先將該交換室930抽空。在一態(tài)樣中，該交換室930可一直處于真空狀態(tài)下，以使泵送容積最小化。 當(dāng)所述壓縮晶舟941抵達(dá)其降落位置時(shí)，該舉升與交換機(jī)構(gòu)970可180度 地旋轉(zhuǎn)該晶舟臺(tái)940,使得該兩壓縮晶舟941交換位置。該舉升與交換機(jī) 構(gòu)970升高該兩壓縮晶舟941，使其分別回到該處理室910與該負(fù)栽鎖定 室920 。所述密封盤926接觸所述O型環(huán)結(jié)構(gòu)件931,并且密封住該交 換室930而與該處理室910及該負(fù)載鎖定室920隔開。并再次激活操作 流程。在一態(tài)樣中，本發(fā)明的壓縮晶舟可設(shè)計(jì)能承載50個(gè)基材，每半邊晶舟 各承載25個(gè)基材。每半邊晶舟中相鄰基材之間的距離約為8.81毫米，而 假設(shè)每個(gè)基材厚度為0.8毫米，則處于關(guān)閉狀態(tài)的壓縮晶舟中，相鄰基材 之間的距離約為4毫米。與習(xí)知晶舟中相鄰基材之間距離為8.81毫米比較 起來(lái)，該壓縮晶舟可減少約65-70°/。的泵送容積。本發(fā)明 一實(shí)施例大致上關(guān)于一種具有能固持多個(gè)基材的活動(dòng)式基材固 持件的晶舟，其中該基材固持件隨同固持于其上的多個(gè)基材 一起插入或移 出該晶舟。此種配置有利于多種態(tài)樣的批式處理。在一態(tài)樣中，雖然使用 批式處理室因可同時(shí)處理一批基材而節(jié)省處理時(shí)間，然而當(dāng)進(jìn)行裝載與卸 載步驟的時(shí)候，因?yàn)榛氖怯蓹C(jī)械手臂一個(gè)一個(gè)進(jìn)行裝載與卸載，而此時(shí) 該批式處理室閑置著，反而花了額外的時(shí)間。當(dāng)制程步驟需要冷卻已處理 的基材及預(yù)熱未處理的基材時(shí)，該裝載與卸載步驟可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間。 使用可交換式晶舟可能縮短批式處理室的閑置時(shí)間。然而，由于每個(gè)晶舟 需要能獨(dú)立地舉升與旋轉(zhuǎn)，且交換所述晶舟的步驟又需要復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，因 此所述交換式晶舟可能復(fù)雜又昂貴。 一活動(dòng)式基材固持件能達(dá)成同時(shí)將一 批基材裝載到一晶舟中或?qū)⒁慌淖跃е壑行遁d下來(lái)的動(dòng)作，而能縮短 配備有一晶舟的批式處理室的閑置時(shí)間，從而提高系統(tǒng)產(chǎn)量，并在不需要 配備復(fù)雜晶舟系統(tǒng)的情況下降低擁有成本(COO)。在另一態(tài)樣中，形成于 晶舟中的多個(gè)基座可提供想要的熱傳與/或質(zhì)流。然而，若于傳統(tǒng)晶舟內(nèi)提 供多個(gè)基座，由于兩相鄰基材之間需要供機(jī)械手臂進(jìn)行裝載與卸載基材的 額外的機(jī)械手臂限制距離，通常會(huì)增加晶舟的泵送容積。本發(fā)明有關(guān)于在增加相對(duì)較少泵送容積的情況下具有多個(gè)基座的晶舟實(shí)施例。本發(fā)明的晶舟大體上包含一活動(dòng)式基材固持件，該活動(dòng)式基材固 持件于晶舟外部進(jìn)行基材裝載與卸載來(lái)，并隨后以該基材固持件上的基材 與該晶舟的基座相互交錯(cuò)穿插的方式，將該基材固持件組合至該晶舟中。 由于所述基座不會(huì)受到基材裝載與卸載的干擾，因此晶舟中的所述基座僅增力口些；牛的泵送容積(pumping volume)。圖13是將與一活動(dòng)式基材固持件組合的示范性晶舟510的透視圖。 一圓型的基底構(gòu)件512連接至多個(gè)支撐構(gòu)件513。在一態(tài)樣中，所述支撐 構(gòu)件513是沿著該基底構(gòu)件512的周長(zhǎng)配置在該基底構(gòu)件512的一側(cè)中。 多個(gè)彼此平行的基座511通常連接至所述支撐構(gòu)件513。在一態(tài)樣中，所 述基座511可能是多個(gè)盤，每個(gè)盤具有多個(gè)位在與所述支撐構(gòu)件513相對(duì) 側(cè)上的開口 514。在其它實(shí)施例中，所述基座523可為多個(gè)環(huán)。位于每個(gè) 基座511上的所述開口 514是垂直同軸，并用以容納一基材固持件，例如 圖14中所示的活動(dòng)式基材固持件520。在一態(tài)樣中，所述基座511沿著 所述支撐構(gòu)件513的高度平均分布。在該基底構(gòu)件512與其緊鄰的該基座 511之間具有一額外長(zhǎng)的距離，以容納一基材固持件的基底。在一態(tài)樣中， 一鎖定機(jī)構(gòu)(詳述于第19與20圖)可配置在該基底構(gòu)件513上，以鎖住并 固定 一 活動(dòng)式基材固持件于定位?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)牟牧蟻?lái)建構(gòu)本發(fā)明的晶舟，例如石英、碳化硅或石 墨等等，端視所欲執(zhí)行的制程特性而定。圖14是可活動(dòng)組裝至如圖13所示晶舟510上的范例性基材固持件的 透視圖。該基材固持件520通常包括一固持件基底524,該固持件基底524 連接至多個(gè)支撐桿522。該固持件基底524可為具有多個(gè)溝槽525的不完 全盤(partial disk)，所述溝槽525建構(gòu)在該固持件基底的底側(cè)上，以銜接 一批式處理系統(tǒng)的裝載器。多個(gè)彼此平行的支撐環(huán)521連接至所述支撐桿 522。每個(gè)支撐環(huán)521是一弧角超過(guò)180度的不完全環(huán)(partial ring)。每個(gè) 支撐環(huán)521上連接有至少三個(gè)支撐捎523,所述支撐捎523用以接觸基材。 在一態(tài)樣中，所述支撐捎523配置在每個(gè)支撐環(huán)521的弧形的兩端與中央 處。在一態(tài)樣中，所述支撐捎523的形狀為齒梳狀(comb),為置于其上的 基材提供可靠的支撐與較少的熱質(zhì)能。在一態(tài)樣中，每個(gè)支撐桿522包含兩部份 一較厚部份527與一較薄部份526。該較厚部份527用以支撐重 量，并配置在該固持件基底524與緊鄰著該固持件基底524的支撐環(huán)521 之間，以及該較薄部份526則提供用以配置在整個(gè)支撐環(huán)521上的結(jié)構(gòu)骨 架。在一態(tài)樣中，該較薄部份526不需與該較厚部份527 —致。可使用任何適當(dāng)?shù)牟牧蟻?lái)建構(gòu)本發(fā)明的基材固持件，例如石英、碳化 硅或石墨等等，端視所欲執(zhí)行的制程特性而定。圖15是即將利用一批式處理系統(tǒng)的裝載器530來(lái)與一基材固持件520 銜接的晶舟510的示意剖面圖。圖16是一已與基材固持件520組合后的 晶舟510的上視示意圖。圖17則為沿著圖15中的A-A方向所繪示的示意 剖面圖。參考圖15，利用一具有多個(gè)裝載器手指531的裝載器530,將所述裝 載器手指531插入位于該基底構(gòu)件512(亦顯示于圖17)底側(cè)處的溝槽525 中來(lái)支撐著該基材固持件520。每一個(gè)裝載器手指531可能各自具有一接 觸捎532直接接觸該基材固持件520。所述接觸捎532減少該基材固持件 520與該裝載器手指531的接觸面積，從而造成較少的顆粒污染。在組合 的過(guò)程中，利用裝載器530將該裝載了基材504的基材固持件520水平地 朝向該晶舟510移動(dòng)，使得該基材固持件520中的所述基材504與該晶舟 510中的所述基座511相互交錯(cuò)穿插。如圖16所示，當(dāng)該機(jī)材固持件520 完成其水平運(yùn)動(dòng)后，每個(gè)支撐桿522會(huì)?？吭谠摶?11上相對(duì)應(yīng)的開口 514中。參照至圖15,軸心516連接至該基底構(gòu)件512,以將垂直運(yùn)動(dòng)與 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至該晶舟510。當(dāng)該基材固持件520移動(dòng)進(jìn)入該晶舟510中， 該固持件基底524與該基底構(gòu)件512之間出現(xiàn)一間隙533。當(dāng)該裝載器530 完成其水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，該晶舟510升高至少該間隙533的距離，以從該裝載 器530上拾取起該基材固持件520。隨后，該基材固持件520安放在該基 底構(gòu)件512上?？墒褂靡绘i定機(jī)構(gòu)來(lái)固定住該組合物。在一態(tài)樣中，當(dāng)該 晶舟升高時(shí)，多個(gè)鎖定針515插入該固持件基底524中相對(duì)應(yīng)的鎖定洞528 中。此時(shí)，該裝載器530不與該基材固持件520接觸，并從所述開口 514 中縮回。若欲將該基材固持件520自該晶舟510松脫開來(lái)，該裝載器530 是將所述手指531插入所述溝槽525中，但不接觸該固持件基底524。該晶舟510下移，所述鎖定針515脫離所述鎖定洞528，以及該基材固持件 520降落至該裝載器530上，而將該基材固持件520連同其上的基材一起 移出該晶舟510 。參考圖15,基材504與其正上方的基座511之間保留了一間隙534。 所述支撐捎523可能需要一垂直距離535。因此，介于相鄰基座之間的距 離至少為間隙533、間隙534與距離535的總和。在一 實(shí)施例中，所述間 隙533與534分別約0.08英寸，以及該距離535約為0.10英寸。因此， 所述基座之間的距離最小為0.26英寸。如上所述，形成在晶舟中的多個(gè)基座提供了所期望的熱傳與/或質(zhì)流。 在此范例中，所述基座511覆蓋該基材504的全部表面，從而提供質(zhì)流方 向以及加熱所有表面區(qū)域上的制程氣體。圖18是具有一已組合晶舟的批式處理系統(tǒng)800的上視示意圖。圖19 則為圖18中的批式處理系統(tǒng)800的側(cè)視示意圖。該批式處理系統(tǒng)800設(shè)計(jì)用以同時(shí)裝載與卸載一批基材，因而縮短用 于裝載/卸載以及穩(wěn)定系統(tǒng)的時(shí)間。該批式處理系統(tǒng)800通常具有一處理室 808以及一 負(fù)載鎖定室807，該處理室808用以處理基材，而該負(fù)載鎖定 室807用于裝載與卸載基材。該處理室808與該負(fù)載鎖定室807其中一者 可垂直地配置于另一者上方。在此垂直配置的范例中，該處理室808位于 該負(fù)載鎖定室807的上方。該處理室808選擇性地流體連通該負(fù)載鎖定室 807。 一 O型環(huán)結(jié)構(gòu)件831配置在該負(fù)載鎖定室807與該處理室808的接 口處。處理室808與負(fù)載鎖定室807兩者均流體連通一泵送裝置870,并 可獨(dú)立地加壓與抽氣?？梢曁幚硎抑兴鶊?zhí)行制程步驟的需求，將該處理室 808連接至一氣體輸送系統(tǒng)872。適用于可從本發(fā)明受益的批式處理室的 氣體輸送系統(tǒng)描述公元2005年1月10號(hào)所申請(qǐng)、標(biāo)題為「 FLEX舊LE SUBSTRATE SEQUENCING SYSTEM USING A BATCH PROCESSING CHAMBER」的美國(guó)專利申請(qǐng)案60/642,877號(hào)中，并將其全文納入本文中 以供參考。通常將兩固持平臺(tái)809與810配置在該負(fù)載鎖定室807中，且各自用 來(lái)操作該兩活動(dòng)式基材固持件803與804的其中一者。所述活動(dòng)式基材固持件803與804是配置用以支撐一批基材，并將與一晶舟805組合。在一 實(shí)施例中，所述基材固持件803與804類似于本發(fā)明圖14中所顯示的基 材固持件，且該晶舟805類似于本發(fā)明圖13中所顯示的晶舟。所述固持 平臺(tái)809與810通常各自包含一裝載器812與一線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(linear drive mechanism)。該晶舟805連接至一晶舟支撐件814，而該晶舟支撐件814 是連接至位于該負(fù)載鎖定室807內(nèi)的一舉升與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)813。該舉聲與旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)813是用來(lái)升高該晶舟805以進(jìn)入該處理室808中；降低該晶舟 805至該負(fù)載鎖定室；以及旋轉(zhuǎn)該晶舟805。并可藉由所有習(xí)知的油壓式、 氣動(dòng)式或電動(dòng)馬達(dá)/皮帶式螺轉(zhuǎn)機(jī)械促動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)該舉升與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)813。通常在晶舟支撐件814上提供一密封盤815，用以將該處理室808與 該負(fù)載鎖定室隔離開來(lái)。該密封盤815可配置于該晶舟805的正下方。在 一態(tài)樣中，該密封盤815可以是由一適當(dāng)?shù)母邷夭牧纤?gòu)而成圓盤(例 如由石墨或碳化硅所構(gòu)成)并具有一石英環(huán)816，該石英環(huán)816套入環(huán)繞著 該密封盤815的頂面外圓周的凹槽內(nèi)。當(dāng)藉由該舉升與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)813將該 晶舟805升高至進(jìn)入該處理室808內(nèi)，且移動(dòng)該密封盤815的石英環(huán)816 使其與該0型結(jié)構(gòu)件831的內(nèi)唇部緊密接觸時(shí)，該密封盤815在該處理室 808與該負(fù)載鎖定室807之間提供了幾乎完全密封的效果。該負(fù)載鎖定室807通過(guò)配置在負(fù)載鎖定室807側(cè)壁上的一真空密閉地 負(fù)載鎖定門806而選擇性地流體連通諸如工廠接口等前端環(huán)境(front end environment) 850。兩工廠接口機(jī)械手臂801與802配置于該前端環(huán)境850 中，所述工廠接口機(jī)械手臂801與802可做線性、旋轉(zhuǎn)與垂直運(yùn)動(dòng)以在該 負(fù)載鎖定室807與多個(gè)裝載端口 851之間搬運(yùn)基材。參考圖18，所述FI 工廠接口機(jī)械手臂801與802分別面對(duì)著該基材固持件803與804而將所 述基材移入或移出該基材固持件803與804。操作中，該晶舟805連同固持著已處理基材的基材固持件803下降至 負(fù)載鎖定室807。 旋轉(zhuǎn)該晶舟805以與此時(shí)正空著的固持平臺(tái)809對(duì)齊。 固持平臺(tái)809將基材固持件803自晶舟805中移出。旋轉(zhuǎn)該晶舟805以與 該固持平臺(tái)810對(duì)齊，該固持平臺(tái)810具有一內(nèi)部停放著未處理基材的基 材固持件804。該固持平臺(tái)810將該基材固持件804移入并組合至該晶舟805內(nèi)。該晶舟805升起并回到該處理室808中，且該處理室808隨后密 閉且開始新的處理步驟。如有需要，可冷卻位于該基材固持件803中的所 述已處理基材。該固持平臺(tái)809可將該基材固持件803移動(dòng)至銜接位置。 該負(fù)載鎖定室807可加壓，該負(fù)載鎖定門806開啟，以及該機(jī)械手臂801 將該已處理基材移入該裝載端口 851并裝載該具有未處理基材的基材固持 件803。該負(fù)載鎖定門806隨后關(guān)閉，并對(duì)該負(fù)載鎖定室807進(jìn)行抽氣。 該固持平臺(tái)809移回該基材固持件803，并等待該處理室808中的處理步 驟結(jié)束。當(dāng)處理步驟結(jié)束后，晶舟805帶著該持有已處理基材的基材固持 件804再次下降。該系統(tǒng)將對(duì)基材固持件804重復(fù)執(zhí)行上述步驟。以上所述內(nèi)容為本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，然而在不偏離本發(fā)明基本范圍 的情況下，當(dāng)可設(shè)計(jì)出其它或更進(jìn)一步的實(shí)施例。本發(fā)明范圍是由權(quán)利要 求所界定。
權(quán)利要求
1.一種位于一批式處理室中的壓縮晶舟，其包含第一晶舟，配置用以接受與支撐多個(gè)基材于多個(gè)第一平行平面上；第二晶舟，配置用以接受與支撐多個(gè)基材于多個(gè)第二平行平面上；以及連接機(jī)構(gòu)，配置用以可活動(dòng)地連接該第一晶舟與該第二晶舟，以及在開啟狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)該壓縮晶舟；其中，在該關(guān)閉狀態(tài)中，所述第一平行平面與所述第二平行平面相互交錯(cuò)穿插；以及于該開啟狀態(tài)中，該第一晶舟與第二晶舟獨(dú)立地裝載與卸載。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓縮晶舟，其中該連接機(jī)構(gòu)包含一樞軸。
3. 如權(quán)利要求2所述的壓縮晶舟，其中該樞軸包含一陶乾軸承
4. 如權(quán)利要求1所述的壓縮晶舟，其中該第一與第二晶舟各自包含 頂盤；底盤；以及至少三支撐桿，每一支撐桿具有多個(gè)支撐手指；其中，該頂盤與該底盤藉由該至少三支撐桿而連接，所述支撐手指定 義出相應(yīng)的多個(gè)平行平面，每個(gè)平行平面用以接收并支撐一基材于其上， 且該至少三支撐桿是配置在支撐于其內(nèi)的該基材直徑的一側(cè)中。
5. 如權(quán)利要求4所述的壓縮晶舟，其中該第一與該第二晶舟的所述支 撐手指配置成與該基材于接近周長(zhǎng)處有至少三點(diǎn)接觸，且該至少三點(diǎn)形成 介于190度至約200度間的弧形。
6. 如權(quán)利要求4所述的壓縮晶舟，更包括多個(gè)基座，所述基座連接至該至少三支撐桿。
7. —種用于處理半導(dǎo)體基材的批式處理系統(tǒng)，其包括 第一晶舟與第二晶舟，分別配置用以接收并支撐至少兩基材；負(fù)載鎖定室；處理室，定義出一處理容積；緩沖室，選擇性地與該負(fù)載鎖定室及該處理室流體連通；以及 支撐機(jī)構(gòu)，其至少部份地設(shè)置在該緩沖室中，且耦合至該第一與第二 晶舟；其中，該支撐機(jī)構(gòu)是配置用以在該負(fù)載鎖定室、該處理室與該緩沖室 之間傳送該第一與第二晶舟。
8. 如權(quán)利要求7所述的批式處理系統(tǒng)，該支撐機(jī)構(gòu)更包括 舉升機(jī)構(gòu)，配置用以將該第 一與第二晶舟分別插入該負(fù)載鎖定室與該處理室，以及將該第一與第二晶舟移出該負(fù)載鎖定室與該處理室；以及 交換機(jī)構(gòu)，配置用以于該緩沖室中交換該第 一與該第二晶舟之間的位置。
9. 如權(quán)利要求8所述的批式處理系統(tǒng)，其中該支撐機(jī)構(gòu)是一旋轉(zhuǎn)盤， 該旋轉(zhuǎn)盤具有一舉升件。
10. 如權(quán)利要求7所述的批式處理系統(tǒng)，其中該第一與第二晶舟是壓 縮晶舟，且各自包括第一晶舟，配置用以接收并支撐多個(gè)基材于多個(gè)第一平行平面上； 第二晶舟，配置用以接收并支撐多個(gè)基材于多個(gè)第二平行平面上；以及連接機(jī)構(gòu)，配置用以可活動(dòng)地連接該第一晶舟與該第二晶舟，并且于 開啟狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)該壓縮晶舟；其中，在該關(guān)閉狀態(tài)中所述第一平行平面與所述第二平行平面相互交錯(cuò)穿插；以及于該開啟狀態(tài)中該第一與第二晶舟能獨(dú)立地裝載與卸載。
11. 如權(quán)利要求10所述的批式處理系統(tǒng)，其中該連接機(jī)構(gòu)包含一樞軸。
12. —種批式處理的方法，包括于負(fù)載鎖定室中裝載一組未處理的基材至第 一晶舟內(nèi)； 將具有該組未處理基材的該第一晶舟從該負(fù)載鎖定室傳送至緩沖室， 同時(shí)將具有一組已處理基材的第二晶舟傳送出處理室；傳送該第一晶舟至該處理室中且傳送該第二晶舟至該負(fù)載鎖定室中；以及從該第二晶舟卸載該組已處理基材，同時(shí)于該處理室中處理該組未處 理基材。
13. 如權(quán)利要求12所迷的方法，更包括重復(fù)所有步驟。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，更包括于該緩沖室中交換該第一晶舟 與該第二晶舟的位置。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中該第一與該第二晶舟為壓縮晶 舟，且各自具有固定部份與可活動(dòng)部分；其中，該裝載一組未處理基材的步驟包括將第一部份的該組未處理基材裝載至該第一晶舟的固定部份中；將第二部份的該組未處理基材裝載至該第一晶舟的可活動(dòng)部 份；以及關(guān)閉該第 一 晶舟，其中該組未處理基材的第 一部份與第二部 份是相互交錯(cuò)穿插；其中，該卸載一組已處理基材的步驟包括開啟該第二晶舟；自該第二晶舟的固定部份卸載該組已處理基材的第一部份；以及自該第一晶舟的可活動(dòng)部份卸載該組已處理基材的第二部份；
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中開啟與關(guān)閉該第一與第二晶舟的 步驟是借著將該可活動(dòng)部分從該固定部份旋轉(zhuǎn)開來(lái)執(zhí)行該步驟。
17. —種用于一批式處理系統(tǒng)中的晶舟，包括 舟體；以及基材固持件，其具有多個(gè)支撐捎，所述支撐捎定義出多個(gè)堆棧平面， 所述堆棧平面是用以支撐多個(gè)基材；其中，該基材固持件可活動(dòng)地連接至該舟體。
18. 如權(quán)利要求17所迷的晶舟，其中該舟體包括 基底構(gòu)件；多個(gè)支撐構(gòu)件，垂直地連接至該基底構(gòu)件；以及 多個(gè)基座，以堆棧的方式形成于所述支撐構(gòu)件上，且配置成當(dāng)該舟體 連接至該基材固持件時(shí)，所述基座與所述堆棧平面相互交錯(cuò)穿插。
19. 如權(quán)利要求18所迷的晶舟，其中所述基座各自具有多個(gè)開口 ，所 述開口沿著周長(zhǎng)配置以容納該基材固持件。
20. 如權(quán)利要求17所述的晶舟，其中該基材固持件包括 固持基底；多個(gè)支撐桿；以及多個(gè)支撐環(huán)，以堆棧的方式連接至所述支撐桿，其中所述支撐捎形成 于所述支撐環(huán)上。
21. 如權(quán)利要求20所述的晶舟，其中該固持基底具有多個(gè)溝槽，所述溝槽建構(gòu)于一底側(cè)上，該底側(cè)是用以耦合一裝載器。
22. 如權(quán)利要求17所述的晶舟，更包括一鎖定機(jī)構(gòu)，配置用以鎖住與 解開該舟體與該基材固持件。
23. —杏匕式處理系統(tǒng)，包括 處理室；負(fù)載鎖定室，其與該處理室相連接； 第一基材固持件，配置用以支撐多個(gè)基材；晶舟，配置用以耦合該第一基材固持件，并于該處理室與該負(fù)載鎖定 室之間傳送該第一基材固持件；以及第一固持平臺(tái)，配置用以移動(dòng)該第一基材固持件，以及用以銜接該第 一基材固持件與該晶舟。
24. 如權(quán)利要求23所述的批式處理室，更包括 第二基材固持件，配置用以支撐多個(gè)基材，并與該晶舟耦合；以及 第二固持平臺(tái)，配置用以移動(dòng)該第二基材固持件，并銜接該第二基材固持件與該晶舟。
25. 如權(quán)利要求24所述的批式處理室，其中該第一與第二基材固持件 各自包括固持基底； 多個(gè)支撐桿；以及多個(gè)支撐環(huán)，以堆棧的方式連接至所述支撐桿上，其中多個(gè)支撐捎形 成于所述支撐環(huán)上； 其中該晶舟包括 基底構(gòu)件；多個(gè)支撐構(gòu)件，垂直地連接至該基底構(gòu)件；以及 多個(gè)基座，以堆棧的方式形成于所述支撐構(gòu)件上，并且配置成當(dāng) 該晶舟銜接至該第 一或第二基材固持件時(shí)，與所述堆棧的平面相互交錯(cuò)穿插。
26. —種處理一基材的方法，包括 于負(fù)載鎖定室中裝載第 一基材固持件；將具有第二基材固持件的晶舟從處理室傳送至該負(fù)載鎖定室中； 自該晶舟移除該第二基材固持件； 將該第 一基材固持件插入該晶舟中； 傳送該晶舟至該處理室內(nèi)，并開始處理步驟；以及 卸載該第二基材固持件。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，更包括 重復(fù)所有步驟。
28. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中從該晶舟移除該第二基材固持件 的步驟包括將一裝載器插入形成在該第二基材固持件的底部的多個(gè)溝槽中； 垂直地移動(dòng)該晶舟，以將該晶舟與該第二基材固持件分開來(lái)；以及 利用該裝載器將該第二基材固持件水平地移出該晶舟。
29. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中將該第一基材固持件插入該晶舟 內(nèi)的步驟包括利用該裝載器將該第 一基材固持件水平地移入該晶舟； 垂直地移動(dòng)該晶舟，以將該晶舟與該第一基材固持件耦合；以及 將該裝載器移離該第一基材固持件。
全文摘要
本發(fā)明的態(tài)樣包含用于批處理基材的方法與設(shè)備。在一實(shí)施例中，一壓縮晶舟是配置用以降低一批式處理室中的泵氣容積(pumping volume)。該壓縮晶舟包含一固定式晶舟與一活動(dòng)式晶舟，其各自可獨(dú)立地裝載或卸載基材。該活動(dòng)式晶舟與該固定式晶舟可相互交錯(cuò)穿插，得以減縮該些基材之間的距離。在另一實(shí)施例中，一具有活動(dòng)式基材固持件的晶舟是配置用來(lái)在不顯著增加抽氣容積的情況下提供多個(gè)基座。該活動(dòng)式基材固持件可于遠(yuǎn)離該具有多個(gè)基座的晶舟處裝載或卸載。該活動(dòng)式基材固持件銜接至該晶舟，使得固持件上的基材與所述基座互相交錯(cuò)穿插。本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例可縮減抽氣容積并提高產(chǎn)能，因而降低批處理制程的擁有成本。
文檔編號(hào)C23F1/00GK101248215SQ200680030747
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者J·約德伏斯基, N·梅里, R·C·庫(kù)克 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司