TWI500808B - 製程基板的配置及基板載具 - Google Patents

Description

製程基板的配置及基板載具

本發明係關於一種製程基板的配置，且特別是有關於根據申請專利範圍第1項之前言所述，於氣體沉積裝置之反應腔室內的一種製程基板的配置，藉由曝露基板於交替的起始材料飽和表面作用反應，該配置包括載入裝置，用以將基板載入反應腔室的基板支撐物上。本發明亦有關於一載具，更特別是有關於根據申請專利範圍第12項之前言所述，一種於氣體沉積裝置之反應空間內支撐基板的載具，基板藉由曝露其於起始材料的交互飽和表面作用反應而製程基板。

於先前技術的氣體沉積裝置中，例如原子層沉積(ALD) 裝置，其中基板曝露於交替的起始材料飽和表面作用反應，其包括一載具或一基板支撐物，設置基板於其上並用以裝載入氣體沉積裝置之反應腔室內。換言之，載具或基板支撐物係用以引導基板或待處理基板進入反應腔室；以便於製程期間於反應腔室內支撐基板，以及自反應腔室移除基板。先前技術的基板支撐物包括一支撐面，於其上設置基板，例如，於實質水平的位置，從水平位置成為傾斜位置或成為實質垂直的位置。使用卡匣式基板支撐物亦為昔知的。於這等卡匣式基板支撐物中，可以併排地將複數基板設置於支撐面上，像是以水平、垂直或傾斜的位置。

這些先前技術的基板支撐物或載具的問題在於，將基板以垂直位置放置入反應腔室內鍍膜是相當笨重的，並且就基板支撐物或載具需要非常複雜的解決方法。例如，於銜接上，筆直，也就是垂直位置，是有關於表面的位置；其中，基板的主表面或待塗覆的表面，像是矽晶圓表面，於反應腔室內是大體位於垂直的位置。將基板以垂直位置設置是一個高要求的工作，然而，因為基板必須在無覆蓋物下，藉由基板支撐物固定之，例如藉由鉗住待鍍膜表面。另一個與先前技術的基板支撐物或載具有關的問題在於，其無法在氣體沉積反應室內有效地防止背面沉積鍍膜。背面沉積是關於一或多個鍍膜層沉積於背面，就是相對於待鍍膜基板載具，經常為不需要之處。極佳的氣體沉積方法之型態導致背面沉積，其中，當鍍膜嘗試沉積於基板的所有表面時，基板暴露於交替起始材料的表面作用反應。先 前技術對於防止背面沉積的方法，為具有相當複雜與昂貴的解決方式，例如藉由於基板背面設置巨大有效表面積的大量多孔板，流量控制流動氣體流至基板背面，藉此，鍍膜將會沉積於多孔板上，或者藉由將基板放置於平板狀或者相似者的基板載具上。

本發明之目的在於提供一種於氣體沉積裝置之反應腔室內的製程基板的配置與載具，使得上述問題得以解決。本發明之目的可藉由申請專利範圍第1項之特徵部分之配置而獲得，其特徵在於藉由黏著手段，使基板得以可分離地連接於基板支撐物。本發明之目的可進一步根據申請專利範圍第12項之特徵部分之載具而獲得，其特徵在於該載具包括一黏著層，用以將基板可分離地附著於載具。

本發明之較佳實施例已揭露於獨立申請專利範圍項中。

本發明之構想係根據，基板係藉由黏著手段可分離地附著於基板支撐物或載具。例如，黏著劑可塗覆於支撐物或載具，藉由將基板相對於黏著劑施壓，使基板附著於其上。或者，黏著劑可塗覆於用以附著於支撐物或載具的基板表面。黏著劑可為任一種可塗覆於基板支撐物或基板的黏著劑，使得基板可分離地附著於支撐物或載具。或者，可以使用黏著膠帶狀結構物，將基板附著於載具，該結構物包括位於其至少一側面上的一黏著層。於此例中，膠帶 可設置於基板支撐物或載具上，且基板可進一步附著於膠帶的黏著層。膠帶亦可於其兩側包括黏著層，使得第一側的黏著層係倚靠支撐物或載具設置，基板附著於第二側的黏著層，於此例中，黏著膠帶做為基板與支撐物或載具間的黏著手段。或者，膠帶狀結構物本身而言就是載具，基板附著於膠帶狀結構物的黏著層上，而膠帶狀結構物的基部材料當作基板支撐物或載具。

本發明之方法與配置具有之優點在於，藉由黏著手段或膠帶狀結構物的黏著層，可輕易且簡單的將基板附著於載具或基板支撐物。藉由實施黏著手段附著的基板，可使基板得以裝載並以垂直位置置入反應腔室內。於此例中，關於基板支撐物上垂直的基板位置問題，不需使用複雜且昂貴的解決方式。同時，黏著層將基板緊密地附著於基板支撐物、載具或膠帶狀結構物的基部材料，因此可防止背後沉積於黏著的附著區域。因此，本發明可經由單一解決手段處理兩個分別的先前技術問題，使得關聯於垂直基板位置與背面沉積得以簡單方式解決。因此，可以避免使用那種複雜的基板支撐物與手段。

本發明係關於氣體沉積裝置，其中待塗覆基板曝露於交替的起始材料飽和表面作用反應。這類氣體沉積方法與裝置之範例就是原子層沉積方法(ALD方法)及其裝置，其在基板表面上製造一沉積層，如原子層。於這類氣體沉積 方法的典型特徵在於具有好的型態，就是一致性，使得鍍膜均勻的成長於基板表面。氣體沉積裝置包括一反應腔室，基板或多個基板進入製程或鍍膜。氣態起始材料被輸送入反應腔室內，使得基板表面被曝露於交替的飽和表面作用反應，以便於基板表面形成沉積層。基板藉由基板支撐物或載具進入反應腔室。基板支撐物整體為氣體沉積裝置之部份或其零件，於其上的基板被放置且支撐，以便將基板置入反應腔室於其內進行製程且再自其內移出。載具，依次可為一支撐物、一平板、一表面或相似者，基板設置於其上用以引入反應腔室、於反應腔室內進行製程以及自反應腔室移除。氣體沉積裝置亦可包括裝載手段，最好為自動化的，用以將基板支撐物或載具上的基板裝載入反應腔室內。一般而言，基板設置於基板支撐物或載具上，使得不需鍍膜的基板側面得承靠基板支撐物或載具，並且相對應地，需鍍膜的基板側面是與基板支撐物或載具間隔或分離的。

於本發明之第一實施例中，氣體沉積裝置包括一配置，其中配置的基板是可分離的藉由黏著手段附著於基板支撐物。作為黏著劑，可以使用任何適當的黏著劑，用以將基板可分離的附著於基板支撐物。於此例中，基板支撐物可具有黏著劑或一黏著層，使得基板可附著於其。黏著劑可塗覆於基板支撐物的整個表面上，一個或多個基板可附著於其上或只是其表面之一部份。或者，基板支撐物可包括一個或更多分離的附著手段，例如附著支撐物、附著 栓、附著面或相似者，其為可分離或可重置地固定於基板支撐物上。固定於基板支撐物上的個別附著手段包括用以將基板附著於基板支撐物的黏著層。個別的附著手段，例如可為包含一基部材料的膠帶狀結構物，於其第一側面上具有第一黏著層，用以將基板附著於膠帶狀結構物。膠帶狀結構物可固定於基板支撐物上，例如藉由機構固定物、黏性固定物或膠水，如第一側面上的黏著層。膠帶狀結構物可進一步包括位於第二側面上的第二黏著層，用以將膠帶狀結構物附著於基板支撐物，且/或用以將基板附著於膠帶狀結構物。換言之，膠帶狀結構物可為雙面膠帶，於其第一與第二側面上，可以附著一個或多個基板。於此例中，膠帶狀結構物可固定於基板支撐物上，例如，其黏在基板支撐物，或者，基板支撐物可包括纏繞膠帶狀結構物的釘栓、柄部或相似者，使其在其之間延展並且膠帶狀結構物藉由黏著層手段附著。膠帶狀結構物亦可藉由將第二黏著層承靠基板支撐物之表面壓覆於第二側面上，而附著於基板支撐物的表面。

基板支撐物亦包含實質完整的膠帶狀結構物，其包括一基座材料與於其第一側面上的一黏著層。於此方案中，膠帶狀結構物亦可包括位於第二側面上的第二黏著層。於此例中，膠帶狀結構物包括位於基部材料之第一與第二側面上的一黏著層，使得一個或更多個基板可附著於第一與第二黏著層。例如，反應腔室可包括一個或更多個固定件或相似者，膠帶狀結構物附著於反應腔室內並於該等固定 件之間延展開。於此解決方式中，真正的基板可包含實質完整的膠帶狀結構物，而基板支撐物不需要其它零件。例如，可使用膠帶狀結構物，使得待鍍膜的長條狀或相似者首先附著於第一側面上之膠帶的第一黏著層，接著長條狀被切割成較短的小塊狀，其中小塊狀仍附著於膠帶上。之後，例如藉由氣體沉積方法，對長條狀或小塊狀的第二側面進行鍍膜。接著，具有更強黏著性的黏著層的第二膠帶附著於長條狀或自其切割的小塊狀之第二鍍膜側面上，並移除第一膠帶。之後，例如藉由氣體沉積方法，長條狀或自其切割的小塊狀之第二側面鍍膜。接著，長條狀或其它相似平面製品的兩側面，以交替方式鍍膜，並任意地具有不同的鍍膜。於以上所述中，應注意此步驟亦可應用於任一種製品，其中複數表面之任一表面可以個別地鍍膜。假如有需要，亦可省略切割成小塊狀。另一種應用，包含將帶狀基板支撐物連續性地搬運通過反應腔室，使得基板被附著於帶狀基板支撐物。

以上所述的膠帶狀結構物可以筆直位置、彎曲位置、水平位置、垂直位置、傾斜位置、摺疊位置、螺旋位置或其它形狀位置配置而設置於反應腔室內，其中基板可被附著於膠帶狀結構物的一側或兩側。

膠帶狀結構物亦可為長條狀、類長條狀或其它細長結構，其可以被引導通過一個或多個氣體沉積裝置及其反應腔室。於此例中，基板藉由黏著手段附著於膠帶狀結構物，藉此基板可同樣地被依序搬運通過一個或多個氣體沉積裝 置，以便將基板表面曝露於起始材料之表面作用反應。於此例中，裝置可以捲帶式工作原理操作，其中基板附著的膠帶狀結構物，自第一捲盤運轉通過至少一氣體沉積裝置的反應腔室至第二捲盤。於此方式中，可以獲得相當快的鍍膜速度，因為膠帶狀結構物可以高速運轉通過反應腔室。因此，基板可被搬運通過一個或多個氣體沉積裝置的反應腔室，且/或通過兩個或多個氣體沉積裝置。

另一種交替的對基板鍍膜，係引導類長條狀或細長膠帶狀結構物通過氣體沉積裝置的反應腔室，使得基板被搬運通過不同的起始材料區。於此例中，反應腔室具有兩個或多個起始材料區間，藉以將不同的起始材料饋入其內。接著，膠帶狀結構物依次地搬運一次或多次通過不同的起始材料區間，藉此基板被曝露於不同的起始材料表面作用反應。因此，可搬運基板通過反應腔室，並於一反應腔室內部，基板可被多次曝露於不同起始材料，以便在沒有脈動式產生起始材料送入反應腔室下，於基板之表面上製造多種沉積層。

當需要時，例如，藉由塗抹或其它塗覆方式，直接於基板表面上形成黏著劑。於此例中，基板可被置於基板支撐物上，使得承靠基板支撐物壓擠黏著劑以便使基板被附著於基板支撐物。

提供黏著劑、黏著層或膠帶狀結構物，以便完整地或部份地覆蓋基板附著於其上的支撐物表面。換言之，將一個或多個基板附著於基板支撐物表面上，於整個表面區域 或只有部分的表面區域具有黏著劑或黏著層。因此，基板附著的基板支撐物的表面，可在遍及其全部的表面或部分表面上具有以上所述的膠帶狀結構物。於此例的基板支撐物中，例如，可以製造兩個或多個具有黏著劑或膠帶狀結構物的附著點，每一點被配置附著一個或多個基板。可進一步形成黏著劑，即黏著層或膠帶狀結構物，使其完全地或部分地覆蓋基板附著基板支撐物的表面或承靠基板支撐物的表面。基板可接著藉由黏著手段，遍及承靠基板支撐物之表面或只有該部分表面，而附著於基板支撐物或膠帶狀結構物。

當基板使用黏著劑附著於基板支撐物或膠帶狀結構物時，可以不求助於複雜的支撐手段，而將基板依照期望的位置設置於反應腔室內。基板支撐物且/或基板可因此被配置而佈置於反應腔室內，例如以實質水平位置、垂直位置或垂直與水平位置之間的傾斜位置。

配置如以上所述的黏著劑或黏著層，以便實質防止藉由黏著劑或黏著層覆蓋的面積的基板曝露於反應腔室。因此，藉由黏著手段，可以防止非預期的背面沉積。此外，當有需要時，黏著劑可當做光罩使用於基板的特定點上，就是不需要沉積之處。於此例中，例如可形成黏著劑或黏著層，使得只有位於基板表面上的特定位置、面積或形狀被藉此覆蓋，同時附著該製品附著於基板支撐物或膠帶狀結構物。

當基板被曝露於交替的起始材料飽和表面作用反應 時，根據本發明之解決手段亦可實施於，關聯於用以支撐基板於氣體沉積裝置反應腔室內的載具。根據本發明，載具包括用以將基板可分離地附著於載具上的一黏著層。載具可為任何基座、板材、平面、拖架支撐物或相似者，基板設置於其上並被引導進入反應腔室並於其中進行製程。載具可為個別的零件，基板與其一起被帶入反應腔室內，並於製程期間設置於其上或可為基板支撐物的一部分。載具可包含一個或多個平面，其可為像是卡匣式結構，包含複數個鄰接平面或固定支撐物，每一個被配置收納一個或多個基板。因此，載具可包含一黏著層，位於一個或多個側面、或位於包含於卡匣式結構內的每一支撐物的一個或多個側面上。

載具亦可包括膠帶狀結構物，基板被配置於膠帶狀結構物的黏著層而用以附著之。舉例而言，膠帶狀結構物可藉由黏著層手段或機構地被附著於載具。可實施膠帶狀結構物，使得其包括用以將基板附著於膠帶狀結構物的一第一黏著層、以及用以將膠帶狀結構物附著於載具的一第二黏著層。或者，基板可將兩者附著於膠帶狀結構物的第一與第二黏著層。

根據本發明，載具可只由膠帶狀結構物所單獨構成，換言之，載具可為膠帶狀結構物。此膠帶狀結構物可包括一基部材料，於基部材料的第一側面上形成可附著一個或多個基板的一第一黏著層。膠帶狀結構物可進一步包括位於其第二側面上且可附著一個或多個基板的一第二黏著 層。膠帶狀結構物或膠帶可為有可撓性的或堅硬的。可撓性膠帶可以摺疊成摺疊的形式，且因此基板可以附著於摺痕之間，藉此可以依序且併列的設置複數基板於卡匣式結構內。可撓性膠帶亦可彎曲成螺旋狀或一些其它彎曲形狀，以便使基板附著於螺旋環或摺痕之間。

根據本發明，膠帶包括具有第一與第二側面的一基部材料，第一與第二側面之至少一面具有黏著劑，可做為基板載具，藉由曝露基板於交替的起始材料飽和表面作用反應，使基板於氣體沉積裝置之反應腔室內進行製程。

藉由本發明之配置與載具，可以獲得三個明確的目的。黏著劑或膠帶狀結構物可使基板以實質垂直位置或垂直與水平之間的位置且無需複雜手段提供於基板載具上而設置於反應腔室內進行製程。換言之，黏著劑或膠帶允許基板使用簡易且簡潔的解決手段隨心所欲的以期望姿勢設置於反應腔室內。於此同時，當黏著劑或膠帶將基板附著於基板支撐物或載具時，亦可防止背面沉積鍍膜，或於基板面積上形成的鍍膜是與黏著劑或膠帶的黏著層有關聯的。進一步，藉由選擇與膠帶黏著層或黏著劑接觸的面積、位置或形狀可以獲得期望的選擇，使得除了基板附著之外，黏著劑或黏著層可做為光罩，以防止鍍膜沉積於基板上的既定面積或位置。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (13)

1. 一種配置，適用於氣體沉積裝置的反應腔室內，藉由曝露基板於交替的起始材料表面作用反應而進行基板製程，該配置包括用以將基板放置於基板支撐物並裝載入氣體沉積裝置內的裝載手段，配置的基板使用黏著物附著於基板支撐物，其特徵在於，該基板支撐物包含膠帶狀結構物，其包含一基部材料以及位於該基部材料之第一側面上的一第一黏著層，其中膠帶狀結構物係一長條狀、類長條狀或細長結構，其配置可以被引導通過氣體沉積裝置，用以將附著於其上的基板一次或多次的曝露於起始材料表面作用反應，該配置包括一第一捲盤及一第二捲盤，且該基板所附著的該基板支撐物自第一捲盤運轉通過該反應腔室至該第二捲盤。
2. 如申請專利範圍第1項所述之配置，其中，膠帶狀結構物包含位於該基部材料之第二側面上的一第二黏著層。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之配置，其中，膠帶狀結構物包含位於該基部材料之第一與第二側面上的黏著層，使得一個或多個基板可附著於第一與第二黏著層。
4. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述之配置，其中，放置於氣體沉積裝置內的膠帶狀結構物，以筆直位置、彎曲位置、水平位置、垂直位置、傾斜位置或摺疊位置配置。
5. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述之配置， 其中，黏著層完全地或部分地覆蓋基板附著基板支撐物的表面。
6. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述之配置，其中，放置於氣體沉積裝置內的基板支撐物且/或基板，以實質水平位置、垂直位置或垂直與水平位置之間的傾斜位置配置。
7. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述之配置，其中，該配置包括自動裝載手段，用以將基板放置於基板支撐物上而裝載入氣體沉積裝置內。
8. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述之配置，其中，配置黏著物或黏著層，以便藉由黏著物或黏著層覆蓋的區域而實質防止基板曝露於表面作用反應。
9. 如申請專利範圍第8項所述之配置，其中，配置黏著物或黏著層，以便將基板緊密地附著於基板支撐物，使其可防止經由表面作用反應產生背面沉積發生於黏著物覆蓋的區域。
10. 一種載具，適用於氣體沉積裝置內支撐一基板，當基板曝露於交替的起始材料表面作用反應進行製程，該載具包括用以將基板附著於載具上的一黏著層，其特徵在於，該載具係一膠帶狀結構物，其包含一基部材料以及位於該基部材料之第一側面上的一第一黏著層，其中膠帶狀結構物係一長條狀、類長條狀或細長結構，其配置可以被引導通過氣體沉積裝置，用以將附著於其上的基板一次或多次的曝露於起始材料表面作用反應。
11. 如申請專利範圍第10項所述之載具，其中，膠帶狀結構物包含位於該基部材料之第二側面上的一第二黏著層。
12. 如申請專利範圍第10或11項所述之載具，其中，該膠帶狀結構物為可撓性或堅硬的。
13. 如申請專利範圍第10至11項中任一項所述之載具，其中，摺疊膠帶狀結構物，以至於基板可以附著於摺痕之間，或者其被彎曲成螺旋狀或其它彎曲形狀，使基板附著於摺痕之間。