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TW202405921A - 用於群集工具的電漿預清潔系統 - Google Patents

用於群集工具的電漿預清潔系統 Download PDF

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TW202405921A
TW202405921A TW112101161A TW112101161A TW202405921A TW 202405921 A TW202405921 A TW 202405921A TW 112101161 A TW112101161 A TW 112101161A TW 112101161 A TW112101161 A TW 112101161A TW 202405921 A TW202405921 A TW 202405921A
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supply line
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松宰 李
石井才人
馬汀 特魯姆博
理查Ｏ 柯林斯
馬丁傑佛瑞 薩理納斯
鄭勇
玲伊 趙
艾黛爾 瑪麗亞達斯
克里斯多夫 馬可達
亨利 巴倫迪克
厄耐斯托Ｊ 烏魯爾
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

提供一種用於清潔基板的電漿處理系統。電漿處理系統包含製程腔室，此製程腔室包含：封閉內部容積的腔室主體；及設置在內部容積中的基板支撐件。電漿處理系統包含：真空泵；流體地耦合在製程腔室之內部容積與真空泵之間的第一排氣線路；及流體地耦合在製程腔室之內部容積與真空泵之間的第二排氣線路。第一排氣線路及第二排氣線路經佈置以對內部容積與真空泵之間的排氣提供替代路徑，並且第一排氣線路之內徑比第二排氣線路之內徑小至少50%。

Description

用於群集工具的電漿預清潔系統
本揭示案之實施例一般而言關於半導體製造製程之領域，並且更具體地關於電漿預清潔系統及包含此電漿預清潔系統的群集工具。
群集工具經常用於在基板（例如半導體基板）上執行製程（例如，沉積）。對於一些沉積，例如磊晶沉積，可在沉積之前在基板上執行電漿預清潔製程。電漿預清潔製程可在群集工具之一個腔室中執行，而沉積可在群集工具之另一個腔室中執行。包含沉積腔室及電漿預清潔腔室的群集工具通常經配置以在真空壓力下操作，例如小於10托的壓力下。
近來，已開發了一些在大氣壓或接近大氣壓下操作的磊晶沉積製程，但電漿預清潔製程仍然在真空壓力下執行。使群集工具之不同部分在實質上不同的壓力（例如10托的壓力及760托的壓力）下操作，當基板在具有實質上不同的壓力的環境之間傳送時，可能導致問題，例如基板受損傷。
因此，需要解決上述問題的方法及相應的設備。
在一個實施例中，提供一種用於清潔基板的電漿處理系統。電漿處理系統包含製程腔室，包括：封閉內部容積的腔室主體；及設置在內部容積中的基板支撐件。電漿處理系統包含：真空泵；流體地耦合在製程腔室之內部容積與真空泵之間的第一排氣線路；及流體地耦合在製程腔室之內部容積與真空泵之間的第二排氣線路，其中第一排氣線路及第二排氣線路經佈置以對內部容積與真空泵之間的排氣提供替代路徑，並且第一排氣線路之內徑比第二排氣線路之內徑小至少50%。
在另一個實施例中，提供一種用於清潔基板的電漿處理系統。電漿處理系統包含製程腔室，包括：封閉內部容積的腔室主體；及設置在內部容積中的基板支撐件。電漿處理系統可進一步包含：流體地耦合至內部容積的氣體源；流體地耦合在內部容積與氣體源之間的第一供應線路；以及流體地耦合在內部容積與氣體源之間的第二供應線路，其中第一供應線路及第二供應線路經佈置以在內部容積與氣體源之間提供替代路徑，並且第一供應線路之內徑比第二供應線路之內徑小至少50%。
在另一個實施例中，提供一種用於處理半導體基板的群集工具。群集工具包含：傳送腔室；耦合至傳送腔室的沉積腔室；及耦合至傳送腔室的電漿處理系統，電漿處理系統包括：製程腔室，包括：封閉內部容積的腔室主體；以及設置在內部容積中的基板支撐件；真空泵；流體地耦合在製程腔室之內部容積與真空泵之間的第一排氣線路；及流體地耦合在製程腔室之內部容積與真空泵之間的第二排氣線路，其中第一排氣線路及第二排氣線路經佈置以對內部容積與真空泵之間的排氣提供替代路徑，並且第一排氣線路之內徑比第二排氣線路之內徑小至少50%。
第1圖為根據一個實施例可用於執行本文所述的製程的群集工具100之示意性俯視圖。群集工具100包含傳送腔室102、一對裝載閘(load lock)腔室106A、106B、預清潔系統200（亦稱為處理系統）及一對製程腔室108、110。傳送腔室102包含傳送機器人104，傳送機器人104可將基板50傳送至群集工具100之各部分以及從群集工具100之各部分傳送出。
如以下更詳細地描述，預清潔系統200包含多個特徵，這些特徵使得預清潔系統200能夠在基板上執行真空壓力（例如，3托）電漿預清潔製程，然後將基板傳送至在大氣壓或接近大氣壓的壓力下的傳送腔室102。
在此提供在群集工具中在基板50上執行的示例性製程之概要。基板50可由群集工具100接收在裝載閘腔室106A、106B中之一者中。然後基板50可由傳送機器人104傳送經過傳送腔室102並且進入預清潔系統200之腔室中以進行預清潔製程，例如移除基板50上的氧化物。然後，基板50可由機器人104傳送經過傳送腔室102進入製程腔室108、110中之一者，使得可在基板50上執行製程（例如，磊晶沉積）。在一些實施例中，可在另一個製程腔室108、110中在基板50上執行第二製程。在製程腔室108、110中之一者或兩者中處理之後，然後基板50可由傳送機器人104傳送返回經過傳送腔室102至裝載閘腔室106A、106B中之一者，用於在其他設備（未圖示）中進行另外的處理。
預清潔系統200可包含預清潔腔室201（第2圖），預清潔腔室201經配置以在製程腔室108、110中之一者中在基板50上執行的製程（例如，磊晶沉積）之前清潔基板50。在一些實施例中，可包含用於向預清潔腔室201之內部容積提供電漿的配備，使得可在基板50上執行預清潔製程。取決於實施例，預清潔系統可包含遠端電漿源、電容耦合電漿源或電感耦合電漿源中之一或更多者。預清潔系統200可用於執行以下所述的清潔製程。
在一個實施例中，製程腔室108、110可為磊晶沉積腔室。製程腔室108、110可經配置以在大氣壓或接近大氣壓的壓力（例如，700~800托）下執行磊晶沉積。
第2圖為根據一個實施例的預清潔系統200之橫截面視圖。預清潔系統200包含預清潔腔室201（亦稱為製程腔室）。預清潔腔室201包含腔室主體210。腔室主體210包含底部211、蓋組件214及連接底部211與蓋組件214的一或更多個腔室壁212。腔室主體210可封閉預清潔腔室201之內部容積205。
預清潔腔室201進一步包含基板支撐組件216。基板支撐組件216可包含基板支撐件232、致動器234以及將致動器234與基板支撐件232連接的軸(shaft) 236。基板支撐件232可位於內部容積205中以在處理期間支撐基板50。
腔室主體210可進一步包含狹縫閥215以允許基板50插入預清潔腔室201之內部容積205中以及從內部容積205移除。預清潔系統200及群集工具100可經配置以使當打開狹縫閥215時內部容積205中的壓力維持低於傳送腔室102中的壓力，以防止氣體及/或顆粒從預清潔腔室201流動至傳送腔室102，如以下進一步詳細描述。
蓋組件214設置在腔室主體210之上端。蓋組件214可包含遠端電漿源220，用於從提供至遠端電漿源220的清潔氣體產生電漿。清潔氣體可從清潔氣體源227經由預清潔腔室201之氣體入口226提供。清潔氣體源227可包含用於每種清潔氣體的單獨槽(tank)。在一個實施例中，來自清潔氣體源227的清潔氣體可包含氫氣（H 2）、三氟化氮（NF 3）及氨氣（NH 3）中之一或更多者。遠端電漿源220可包含第一電極221及第二電極222。第一電極221可與第二電極222間隔開。遠端電漿源220可包含位於第一電極221與第二電極222之間的電漿產生容積229。
處理系統200可包含射頻（RF）電源224。RF電源224可連接至第一電極221。第二電極222可連接至電接地以當在容積229中產生電漿時用作為RF功率的返回路徑(return path)。RF電源224可用於當清潔氣體提供至遠端電漿源220時在電漿產生容積229內產生清潔氣體之電漿。
蓋組件214可進一步包含阻隔板228及噴頭230，用於將氣體及/或電漿分配至預清潔腔室201之內部容積205。阻隔板228可位於遠端電漿源220與噴頭230之間。阻隔板228可接收從遠端電漿源220排放的電漿及/或氣體。在一些實施例中，一或更多種氣體可直接提供至阻隔板228或噴頭230，從而允許遠端電漿源220被旁路(bypass)。
處理系統200可進一步包含連接至預清潔腔室201的惰性氣體源240。在一個實施例中，惰性氣體源240包含氮氣，但在其他實施例中亦可使用惰性氣體（例如，氬氣）。在基板50上執行預清潔製程之後及/或在將新的基板50傳送至預清潔腔室201中之前，惰性氣體可用於將預清潔腔室201之內部容積205加壓。處理系統200可包含壓力感測器260，壓力感測器260經配置以量測製程腔室201之內部容積205之壓力。
惰性氣體源240可經由處理系統200之第一供應線路245或第二供應線路246連接至製程腔室之氣體入口226。第一供應線路245及第二供應線路246可經由公共供應線路247連接至氣體入口226。第一供應線路245及第二供應線路246可佈置成相對於彼此形成並聯的（亦即，替代的）路徑，使得氣體可經由其中一條供應線路而不經由另一條供應線路來供應至預清潔腔室201。
第一供應線路245可包含第一供應閥241，可打開第一供應閥241以連接第一供應線路245與公共供應線路247。第二供應線路246可包含第二供應閥242，可打開第二供應閥242以連接第二供應線路246與公共供應線路247。
第一供應線路245可具有相對於第二供應線路246之內徑更小的內徑。在一些實施例中，第一供應線路245之內徑可為第二供應線路246之內徑的從約5%至約90%，例如從約10%至約50%。第一供應線路245之較小直徑可用於在基板50上執行預清潔製程之後將內部容積205中的壓力從用於預清潔製程的真空壓力（例如，2~20托，例如在約3~5托之間）緩慢地升高。另一方面，第二供應線路246可用於在由較小的第一供應線路245提供的氣體的壓力達到較高壓力（例如，300托）之後，將內部容積205中的壓力快速地升高回到大氣壓或接近大氣壓的壓力。在預清潔製程之後緩慢地升高壓力可防止由於突然的壓力改變而損傷基板50的可能性，例如由擺動或以其他方式無意地移動基板50引起的機械損傷。
使用具有不同內徑的不同供應線路為變化向內部容積205提供氣體的速率之一種方法。在其他實施例中，舉例而言，藉由在單一供應線路上的類比控制閥，可達成較慢的壓力改變。在這些其他實施例中之一些實施例中，可使用感測器（例如流量計或壓力感測器）來控制類比控制閥或其他致動器（例如，變速泵），用以控制當將惰性氣體供應至內部容積205時內部容積205中的壓力增加的速率，使得可達成內部容積205中較慢的壓力改變。
處理系統200可進一步包含真空泵218，真空泵218經配置以經由預清潔腔室201之排氣口223從預清潔腔室201排出氣體。真空泵218可經由處理系統200之第一排氣線路261或第二排氣線路262連接至排氣口223。第一排氣線路261及第二排氣線路262可佈置成相對於彼此形成並聯的（亦即，替代的）路徑，使得氣體可經由其中一條排氣線路而不經由另一條排氣線路來從預清潔腔室201排出。第一排氣線路261及第二排氣線路262可經由公共排氣線路263連接至排氣口223。第一排氣線路261可包含第一排氣閥219，可打開第一排氣閥219以流體地耦合第一排氣線路261與公共排氣線路263。第二排氣線路262可包含第二排氣閥239，可打開第二排氣閥239以流體地耦合第二排氣線路262與公共排氣線路263。
第一排氣線路261可具有相對於第二排氣線路262之內徑更小的內徑。此揭示案中提供的所有對內徑的參照亦適用於內部橫截面面積，舉例而言，若部件（例如，流體導管）具有非圓形橫截面。在一些實施例中，第一排氣線路261之內徑可為第二排氣線路262之內徑的從約5%至約75%，例如從約10%至約50%。第一排氣線路261之較小直徑可用於平穩地且緩慢地將內部容積205中的壓力從大氣壓或接近大氣壓的壓力（例如，700~800托）降低至較低壓力，例如從約400~650托，例如約600托。舉例而言，可在將基板50從維持在大氣壓或接近大氣壓的壓力下的傳送腔室102傳送至預清潔腔室201之後，執行減壓。另一方面，第二排氣線路262可用於將內部容積205中的壓力快速地降低至接近用於預清潔電漿製程的壓力的壓力，例如小於50托的壓力，例如約100毫托至約20托，例如壓力在約300毫托與約5托之間。在基板50傳送至預清潔腔室201中之後緩慢地降低壓力可防止由於突然的壓力改變而損傷基板50的可能性，例如由擺動或以其他方式無意地移動基板50引起的機械損傷。
使用具有不同內徑的不同排氣線路為變化氣體及/或電漿從內部容積205排出的速率之一種方法，使得可達成內部容積205中較慢的壓力改變。在其他實施例中，舉例而言，藉由在單一排氣線路上的類比控制閥，可達成較慢的壓力改變。在這些其他實施例中之一些實施例中，可使用感測器（例如流量計或壓力感測器）來控制類比控制閥或其他致動器（例如，變速真空泵），用以控制當使內部容積205降低到用於執行電漿預清潔製程的真空壓力時內部容積205中的壓力降低的速率。
如上所介紹，基板支撐組件216包含基板支撐件232、致動器234以及將致動器234與基板支撐件232連接的軸236。軸236可延伸穿過形成在腔室主體210之底部211中的位於中心的開口。致動器234可藉由波紋管(bellow)（未圖示）彈性地密封至腔室主體210之底部211，其防止來自軸236周圍的真空洩漏。致動器234允許基板支撐件232在腔室主體210內在製程位置與下方傳送位置之間垂直地移動。傳送位置可稍微低於穿過腔室主體210之一或更多個壁212中之一者形成的狹縫閥215之開口。
儘管未圖示，但在一些實施例中，RF及/或DC偏壓可耦合至基板支撐件232以協助將清潔電漿導引朝向基板50。
處理系統200可進一步包含輔助排氣組件270。輔助排氣組件270可包含第一輔助排氣線路275、第二輔助排氣線路276及公共輔助排氣線路278。輔助排氣組件270可進一步包含真空泵或其他裝置，用於相對於預清潔腔室201之內部容積205在輔助排氣組件270線路中產生負壓，使得當打開輔助排氣組件270之閥門時氣體經由輔助排氣組件270從內部容積205排出。
公共輔助排氣線路278可連接至預清潔腔室201之內部容積205。第一輔助排氣線路275及第二輔助排氣線路276可經由公共輔助排氣線路278連接至預清潔腔室201之內部容積205。第一輔助排氣線路275可包含第一輔助排氣閥272，可打開第一輔助排氣閥272以連接第一輔助排氣線路275與公共輔助排氣線路278。第二輔助排氣線路276可包含第二輔助排氣閥274，可打開第二輔助排氣閥274以連接第二輔助排氣線路276與公共輔助排氣線路278。
當高壓狀態發生時可打開第一輔助排氣閥272。第一輔助排氣線路275可包含壓力感測器271，以量測第一輔助排氣線路275內的壓力。在量測到高於給定閾值（例如，800托）的壓力時，可打開第一輔助排氣閥272以釋放內部容積205內的壓力。因為預清潔腔室201在較高的壓力下操作，此壓力高於通常在真空壓力（例如，小於100托）下操作的其他預清潔腔室以用於預清潔製程及基板傳送，所以預清潔腔室之更多部件被緊固或以其他方式彼此固定。舉例而言，蓋組件214之部件可固定至蓋組件214中的其他部件及/或固定至腔室壁212。對於在真空壓力下操作用於預清潔製程及基板傳送進出預清潔腔室的預清潔腔室，蓋組件中的這些部件中之一些部件通常未緊固。預清潔腔室201中部件之額外緊固可幫助防止任何部件在針對每個基板預清潔及傳送發生的壓力改變期間移動，如以下進一步詳細描述。但固定這些部件可能產生安全問題，因為之前未固定的部件可移動以緩解高壓情況。在預清潔腔室201中，第一輔助排氣閥272可打開以緩解當由壓力感測器271量測到的高壓狀態，防止不安全的高壓狀態發生。
當打開狹縫閥215時，可打開第二輔助排氣閥274，這允許氣體從內部容積205流出輔助排氣組件270。預清潔腔室201之內部容積205通常視為比傳送腔室102之內部容積較不清潔。因此，氣體不應從預清潔腔室201之內部容積205流至傳送腔室102之內部容積。當狹縫閥215打開時打開第二輔助排氣閥274，相對於傳送腔室102之內部容積中的壓力降低內部容積205中的壓力，並且氣體從傳送腔室102之內部容積流過預清潔腔室201之內部容積205而流出輔助排氣組件270。
處理系統200可進一步包含控制器290，用於控制處理系統200（第2圖）及群集工具100（第1圖）之其他部分內的製程。控制器290可為工業設定(industrial setting)中使用的任何類型的控制器，例如可程式化邏輯控制器（PLC）。控制器290包含處理器292、記憶體294及輸入/輸出（I/O）電路296。控制器290可進一步包含以下部件中之一或更多者（未圖示），例如通常出現在半導體設備的控制器中的一或更多個電源、時鐘、通訊部件（例如，網路介面卡）及使用者界面。
記憶體294可包含非暫態記憶體。非暫態記憶體可用於儲存以下所述的程式及設定。記憶體294可包含一或更多種容易獲得的類型的記憶體，例如唯讀記憶體（ROM）（例如，電子抹除式可程式化唯讀記憶體（EEPROM））、快閃記憶體、軟碟、硬碟或隨機存取記憶體（RAM）（例如，非揮發性隨機存取記憶體（NVRAM））。
處理器292經配置以執行儲存在記憶體294中的各種程式，例如經配置以執行以下參照第3圖所述的方法1000的程式。在這些程式之執行期間，控制器290可經由I/O電路296與I/O裝置（例如，感測器及致動器）通訊。舉例而言，在執行這些程式及經由I/O電路進行通訊期間，控制器290可控制輸出（例如，打開及關閉閥門）並且從處理系統200及群集工具100之其他部分中的回饋裝置（例如，對閥之打開/關閉狀態的回饋）、感測器及其他儀器接收資訊。
記憶體294可進一步包含用於控制處理系統200及群集工具100之其他部分的各種操作設定。舉例而言，設定可包含針對如以下參照第3圖所述的方法1000中在緩慢地改變與較快速地改變內部容積205中的壓力之間進行轉變時的壓力設定，以及各種其他設定。
第3圖為根據一個實施例在基板50上執行預清潔製程之方法1000之製程流程圖。參照第1圖~第3圖描述方法1000。控制器290可執行儲存在記憶體中的程式以執行方法1000。方法於方塊1002開始。
在方塊1002，將新的基板50從群集工具100之傳送腔室102傳送至預清潔腔室201中。在方塊1002，傳送腔室102之內部容積及預清潔腔室201之內部容積205皆在大氣壓下或接近大氣壓。可打開預清潔腔室201之狹縫閥215，並且傳送機器人104可將基板50定位在預清潔腔室201之內部容積205中的基板支撐件232上。第二輔助排氣閥274可在以下時間打開：當打開狹縫閥215時或略早於打開狹縫閥215，這允許氣體從傳送腔室102之內部流至預清潔腔室201之內部容積205並且經由輔助排氣組件270流出，輔助排氣組件270連接至低壓出口（未圖示）。使氣體從傳送腔室102流至預清潔腔室201有助於維持傳送腔室102及預清潔腔室201外部的群集工具之其餘部分中的清潔環境。
在方塊1004，關閉狹縫閥215並且執行預清潔腔室201之緩慢抽空。當緩慢抽空開始時，預清潔腔室201之內部容積205在大氣壓或接近大氣壓的壓力下。內部容積205之緩慢抽空為藉由對真空泵218通電並且打開第一排氣閥219來執行。緩慢抽空持續，直到達到如壓力感測器260所量測的內部容積205中的第一目標排氣壓力。在一些實施例中，第一目標排氣壓力可為從約400托至約700托，例如約600托。第一排氣閥219位於第一排氣線路261上，第一排氣線路261具有比第二排氣線路262更小的內徑。第一排氣線路261之較小直徑可用於平穩地且緩慢地降低內部容積205中的壓力直到達到第一目標排氣壓力。在一些實施例中，緩慢抽空可費時從約5秒至約100秒，例如約20秒。緩慢抽空有助於防止當基板50暴露於突然的壓力改變時，舉例而言，若在沒有首先執行在方塊1004的緩慢抽空的情況下執行了較快抽空內部容積205，可能由基板50之移動（例如，擺動或其他無意的移動）對基板50造成的損傷。
在方塊1006，執行預清潔腔室201之內部容積205從在方塊1004達到的第一目標排氣壓力（例如，600托）快速抽空至由壓力感測器260所量測的較低目標排氣壓力以用於預清潔電漿製程。較低的目標排氣壓力可為從約100毫托至約20托，例如在約300毫托至約5托之間。藉由打開第二排氣閥239以經由第二排氣線路262連接內部容積205與真空泵218來執行內部容積205之快速抽空。在方塊1006可關閉第一排氣閥219。第二排氣線路262相對於第一排氣線路261具有較大的內徑（例如，大了100%），使得相對於在方塊1004之緩慢抽空期間的壓力改變，內部容積205之壓力能夠更快速地降低。在一些實施例中，快速抽空可費時從約3秒至約50秒，例如約10秒。
在方塊1008，在預清潔腔室201之內部容積205中在基板50上執行電漿預清潔製程。預清潔製程可包含提供一或更多種清潔氣體（例如，NF 3、NH及H 2）至遠端電漿源220，在遠端電漿源220中產生一或更多種清潔氣體之電漿，以及提供此一或更多種清潔氣體之電漿經由噴頭230進入預清潔腔室201之內部容積205，直到在方塊1008的清潔製程完成（例如，在指定的時間段之後）。在一個實施例中，一或更多種清潔氣體之電漿可用於從基板50移除氧化物。
在方塊1010，在方塊1008的清潔製程完成之後，執行由惰性氣體（例如，N 2）緩慢填充預清潔腔室201之內部容積205。在方塊1008執行的電漿預清潔製程為在真空壓力（例如，3托）下執行。因此，在方塊1010的緩慢填充製程在方塊1008結束時的真空壓力下開始。藉由打開第一供應線路245上的第一供應閥241來執行預清潔腔室201之內部容積205的緩慢填充，第一供應閥241經由第一供應線路245將惰性氣體源240連接至預清潔腔室201之氣體入口226。
在方塊1010的緩慢填充持續，直到達到由壓力感測器260所量測的內部容積205中的第一目標供應壓力。在一些實施例中，第一目標供應壓力可為從約100托至約500托，例如約300托。第一供應閥241位於第一供應線路245上，第一供應線路245具有比第二供應線路246更小的內徑。第一供應線路245之較小直徑可用於平穩地且緩慢地增加內部容積205中的壓力直到達到第一目標供應壓力。在一些實施例中，緩慢填充可費時從約5秒至約100秒，例如約20秒。緩慢填充有助於防止當基板50暴露於突然的壓力改變時，舉例而言，若在沒有首先執行在方塊1010的緩慢填充的情況下執行了較快填充內部容積205，可能由基板50之移動（例如，擺動或其他無意的移動）對基板50造成的損傷。
在方塊1012，執行預清潔腔室201之內部容積205從在方塊1010達到的第一目標供應壓力（例如，200托）快速填充至由壓力感測器260量測的較高的第二目標供應壓力。較高的第二目標供應壓力可為大氣壓或接近大氣壓的壓力。藉由打開第二供應閥242來執行內部容積205的快速填充，第二供應閥242經由第二供應線路246將惰性氣體源240連接至預清潔腔室201之氣體入口226。
在方塊1012可關閉第一供應閥241。第二供應線路246相對於第一供應線路245具有較大的內徑（例如，大了100%），使得相對於在方塊1010的緩慢填充期間的壓力改變，內部容積205之壓力能夠更快速地增加。在一些實施例中，快速填充可費時從約3秒至約50秒，例如約10秒。
在方塊1014，在內部容積205於大氣壓或接近大氣壓的壓力下，可從預清潔腔室201移除基板50。可打開預清潔腔室201之狹縫閥215，並且傳送機器人104可從基板支撐件232移除基板50。第二輔助排氣閥274可在以下時間打開：當打開狹縫閥215時或略早於打開狹縫閥215，這允許氣體從傳送腔室102之內部流至預清潔腔室201之內部容積205，並且經由輔助排氣組件270流出，輔助排氣組件270連接至低壓出口（未圖示）。使氣體從傳送腔室102流至預清潔腔室201有助於維持傳送腔室102及預清潔腔室201外部的群集工具100之其餘部分中的清潔環境。
在從預清潔腔室201移除之後，已預清潔的基板50可被傳送至製程腔室108、110中之一者中，使得可在基板50上執行另外的製程，例如在大氣壓或接近大氣壓的壓力下執行的磊晶沉積。
在方塊1016，決定是否應在另一個基板50上執行預清潔製程。若將對另一個基板50預清潔，則可對下一個基板50重複方塊1002至1014。可持續此重複，直到使用方法1000對目標數量的基板50進行了預清潔。
此揭示案中描述的設備及製程使得當預清潔腔室連接至在實質上較高的壓力（例如大氣壓）下操作的設備時，能夠在預清潔腔室中的基板上執行真空壓力（例如，3托）、電漿預清潔製程。舉例而言，群集工具100之其他部分，例如傳送腔室102、製程腔室108、110及裝載閘腔室106A、106B，皆可在實質上較高的壓力（例如大氣壓）下操作。藉由在方塊1004的緩慢抽空及在方塊1010的緩慢填充以緩慢的方式開始預清潔腔室201之內部容積205的壓力改變，然後藉由在方塊1006的快速抽空及在方塊1012的快速填充來增加內部容積205的壓力改變之速率，可以快速且有效的方式對大量基板50進行預清潔，同時由於突然的壓力改變而損傷基板50之風險（例如，由擺動或以其他方式無意地移動基板引起的機械損傷）維持很低。
儘管前述內容是針對本揭示案之實施方式，但在不脫離本揭示案之基本範疇的情況下可設計本揭示案之其他及進一步實施方式。
50:基板 100:群集工具 102:傳送腔室 104:傳送機器人 106A:裝載閘腔室 106B:裝載閘腔室 108:製程腔室 110:製程腔室 200:預清潔系統 201:預清潔腔室 205:內部容積 210:腔室主體 211:底部 212:腔室壁 214:蓋組件 215:狹縫閥 216:基板支撐組件 218:真空泵 219:第一排氣閥 220:遠端電漿源 221:第一電極 222:第二電極 223:排氣口 224:射頻（RF）電源 226:氣體入口 227:清潔氣體源 228:阻隔板 229:電漿產生容積 230:噴頭 232:基板支撐件 234:致動器 236:軸 239:第二排氣閥 240:惰性氣體源 241:第一供應閥 242:第二供應閥 245:第一供應線路 246:第二供應線路 247:公共供應線路 260:壓力感測器 261:第一排氣線路 262:第二排氣線路 263:公共排氣線路 270:輔助排氣組件 271:壓力感測器 272:第一輔助排氣閥 274:第二輔助排氣閥 275:第一輔助排氣線路 276:第二輔助排氣線路 278:公共輔助排氣線路 290:控制器 292:處理器 294:記憶體 296:輸入/輸出（I/O）電路 1000:方法 1002:方塊 1004:方塊 1006:方塊 1008:方塊 1010:方塊 1012:方塊 1014:方塊 1016:方塊
以上簡要總結並且以下更詳細論述的本揭示案之實施方式可藉由參照在附圖中描繪的本揭示案之說明性實施方式來理解。然而，應注意，附圖僅繪示此揭示案之典型實施例，因此不應視為限制此揭示案的範疇，因為本揭示案可允許其他等效實施方式。
第1圖為根據一個實施例可用於執行本文所述的製程的群集工具之示意性俯視圖。
第2圖為根據一個實施例來自第1圖之群集工具的預清潔系統之橫截面視圖。
第3圖為根據一個實施例在基板上執行預清潔製程之方法之製程流程圖。
為了促進理解，在可能的情況下使用了相同的元件符號來指稱圖式中共有的相同元件。圖式並未按比例繪製並且可能為了清楚起見而簡化。預期一個實施方式之元件及特徵可有益地併入其他實施方式中，而無需進一步敘述。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
50:基板
200:預清潔系統
201:預清潔腔室
205:內部容積
210:腔室主體
211:底部
212:腔室壁
214:蓋組件
215:狹縫閥
216:基板支撐組件
218:真空泵
219:第一排氣閥
220:遠端電漿源
221:第一電極
222:第二電極
223:排氣口
224:射頻(RF)電源
226:氣體入口
227:清潔氣體源
228:阻隔板
229:電漿產生容積
230:噴頭
232:基板支撐件
234:致動器
236:軸
239:第二排氣閥
240:惰性氣體源
241:第一供應閥
242:第二供應閥
245:第一供應線路
246:第二供應線路
247:公共供應線路
260:壓力感測器
261:第一排氣線路
262:第二排氣線路
263:公共排氣線路
270:輔助排氣組件
271:壓力感測器
272:第一輔助排氣閥
274:第二輔助排氣閥
275:第一輔助排氣線路
276:第二輔助排氣線路
278:公共輔助排氣線路
290:控制器
292:處理器
294:記憶體
296:輸入/輸出(I/O)電路

Claims (20)

  1. 一種用於清潔一基板的電漿處理系統，包括： 一製程腔室，包括： 一腔室主體，封閉一內部容積；及 一基板支撐件，設置在該內部容積中； 一真空泵； 一第一排氣線路，流體地耦合在該製程腔室之該內部容積與該真空泵之間；及 一第二排氣線路，流體地耦合在該製程腔室之該內部容積與該真空泵之間，其中 該第一排氣線路及該第二排氣線路經佈置以對該內部容積與該真空泵之間的排氣提供替代路徑，並且 該第一排氣線路之一內徑比該第二排氣線路之內徑小至少50%。
  2. 如請求項1所述之電漿處理系統，進一步包括一控制器，該控制器經配置以： 打開該第一排氣線路上的一第一排氣閥以經由該第一排氣線路將該製程腔室之該內部容積排氣，直到達到該內部容積中的一第一排氣壓力；及 打開該第二排氣線路上的一第二排氣閥以經由該第二排氣線路將該製程腔室之該內部容積排氣，直到達到該內部容積中的一第二排氣壓力。
  3. 如請求項2所述之電漿處理系統，其中該第一排氣壓力大於400托。
  4. 如請求項3所述之電漿處理系統，其中該第二排氣壓力小於50托。
  5. 如請求項1所述之電漿處理系統，進一步包括： 一氣體源，流體地耦合至該內部容積； 一第一供應線路，流體地耦合在該內部容積與該氣體源之間；及 一第二供應線路，流體地耦合在該內部容積與該氣體源之間，其中 該第一供應線路及該第二供應線路經佈置以在該內部容積與該氣體源之間提供替代路徑，並且 該第一供應線路之一內徑比該第二供應線路之一內徑小至少50%。
  6. 如請求項5所述之電漿處理系統，進一步包括一遠端電漿源，該遠端電漿源流體地耦合在該第一供應線路與該內部容積之間。
  7. 如請求項5所述之電漿處理系統，進一步包括一控制器，該控制器經配置以： 打開該第一供應線路上的一第一供應閥以經由該第一供應線路將來自該氣體源的一氣體提供至該製程腔室之該內部容積，直到達到該內部容積中的一第一供應壓力；及 打開該第二供應線路上的一第二供應閥以經由該第二供應線路將來自該氣體源的該氣體提供至該製程腔室之該內部容積，直到達到該內部容積中的一第二供應壓力。
  8. 如請求項7所述之電漿處理系統，其中該第一供應壓力小於300托。
  9. 如請求項8所述之電漿處理系統，其中該第二供應壓力大於600托。
  10. 一種用於清潔一基板的電漿處理系統，包括： 一製程腔室，包括： 一腔室主體，封閉一內部容積；及 一基板支撐件，設置在該內部容積中； 一氣體源，流體地耦合至該內部容積； 一第一供應線路，流體地耦合在該內部容積與該氣體源之間；以及 一第二供應線路，流體地耦合在該內部容積與該氣體源之間，其中 該第一供應線路及該第二供應線路經佈置以在該內部容積與該氣體源之間提供替代路徑，並且 該第一供應線路之一內徑比該第二供應線路之內徑小至少50%。
  11. 如請求項10所述之電漿處理系統，進一步包括一控制器，該控制器經配置以： 打開該第一供應線路上的一第一供應閥以經由該第一供應線路將來自該氣體源的一氣體提供至該製程腔室之該內部容積，直到達到該內部容積中的一第一供應壓力；及 打開該第二供應線路上的一第二供應閥以經由該第二供應線路將來自該氣體源的該氣體提供至該製程腔室之該內部容積，直到達到該內部容積中的一第二供應壓力。
  12. 如請求項11所述之電漿處理系統，其中該第一供應壓力小於300托。
  13. 如請求項12所述之電漿處理系統，其中該第二供應壓力大於600托。
  14. 如請求項10所述之電漿處理系統，進一步包括一遠端電漿源，該遠端電漿源流體地耦合在該第一供應線路與該內部容積之間。
  15. 一種用於處理一半導體基板的群集工具，包括： 一傳送腔室； 一沉積腔室，耦合至該傳送腔室；及 一電漿處理系統，耦合至該傳送腔室，該電漿處理系統包括： 一製程腔室，包括： 一腔室主體，封閉一內部容積；以及 一基板支撐件，設置在該內部容積中； 一真空泵； 一第一排氣線路，流體地耦合在該製程腔室之該內部容積與該真空泵之間；及 一第二排氣線路，流體地耦合在該製程腔室之該內部容積與該真空泵之間，其中 該第一排氣線路及該第二排氣線路經佈置以對該內部容積與該真空泵之間的排氣提供替代路徑。
  16. 如請求項15所述之群集工具，進一步包括一控制器，該控制器經配置以： 打開該第一排氣線路上的一第一排氣閥以經由該第一排氣線路將該製程腔室之該內部容積排氣，直到達到該內部容積中的一第一排氣壓力；及 打開該第二排氣線路上的一第二排氣閥以經由該第二排氣線路將該製程腔室之該內部容積排氣，直到達到該內部容積中的一第二排氣壓力。
  17. 如請求項16所述之群集工具，其中該第一排氣壓力大於400托。
  18. 如請求項17所述之群集工具，其中該第二排氣壓力小於50托。
  19. 如請求項16所述之群集工具，其中該控制器經配置以在大氣壓下操作該傳送腔室。
  20. 如請求項16所述之群集工具，其中該控制器經配置以在從約300毫托至約20托的一壓力下在該製程腔室中的一基板上執行一清潔製程。
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