低成本高传导性腔室.pdf

公开一种具有高传导性的处理腔室以及制造该处理腔室的方法。该处理腔室由单片铝加工，其中处理空穴和抽吸空穴通过使圆柱体交叉而产生。还在处理空穴底部产生衬底开口以提供管道，用于例如冷却气体和电连接。在抽吸空穴和处理空穴之间的抽吸空穴顶部处形成大的底切区。底切延伸经过处理空穴处的处理腔室中心线。使用圆锯移除材料并产生延伸至处理空穴中心线以外的气室。

1、  一种腔室，包括：
腔室本体，包括：
限定处理空穴的第一圆柱形切口；
限定抽吸空穴的第二圆柱形切口，该第二圆柱形切口与该第一圆柱形切口部分地交叉以在它们之间形成流体管道；以及
底切，将该第一圆柱形切口连接到该第二圆柱形切口并扩大该流体管道。

2、  如权利要求1的腔室，其中：
沿同一平面将该第一圆柱形切口的圆形横截面中心连接到该第二圆柱形切口的圆形横截面中心的线段限定出腔室中心线，以及
该底切至少在该腔室中心线的处理空穴端部或该腔室中心线的抽吸空穴端部之一处延伸经过该腔室中心线。

3、  如权利要求1的腔室，其中该腔室本体包括单片材料。

4、  如权利要求3的腔室，其中该材料为铝。

5、  如权利要求1的腔室，其中该底切的壁与该第一圆柱形切口的圆柱形壁平行。

6、  如权利要求1的腔室，其中该底切的壁与该第一圆柱形切口的圆柱形壁成一角度。

7、  如权利要求1的腔室，其中该第一圆柱形切口的底部部分与该第二圆柱形切口的顶部部分交叉。

8、  如权利要求1的腔室，其中：
该第一圆柱形切口在该腔室本体的一端处开口；
该第二圆柱形切口在该腔室本体的相反端处开口；
该底切将该第一圆柱形切口的部分封闭端连接到该第二圆柱形切口的封闭端；以及
在该第一圆柱形切口的部分封闭端中形成部分开口。

9、  一种衬底处理系统，包括：
在单片材料中形成的腔室本体，该腔室本体包括：
限定处理空穴的第一圆柱形切口；
限定抽吸空穴的第二圆柱形切口；以及
将该第一圆柱形切口连接到该第二圆柱形切口的底切；
耦合至该抽吸空穴的真空泵；
位于该处理空穴内的衬底固定器；
向该处理空穴提供处理气体的气体源；
连接到该处理空穴的RF电源；以及
用于控制该处理气体向处理空穴的流动以及用于控制该RF电源的控制器。

10、  如权利要求9的衬底处理系统，其中：
沿同一平面将该第一圆柱形切口的圆形横截面中心连接到该第二圆柱形切口的圆形横截面中心的线段限定出腔室中心线，以及
该底切至少在该腔室中心线的该处理空穴端部或该腔室中心线的该抽吸空穴端部之一处延伸经过该腔室中心线。

11、  一种制造处理系统的方法，该方法包括：
在单片材料中用其第一表面形成第一圆柱形空穴；
在单片材料中用其第二表面形成第二圆柱形空穴，该第二表面与该第一表面相对；以及
在该第一圆柱形空穴和该第二圆柱形空穴之间形成底切通道。

12、  如权利要求11的方法，其中形成该底切通道是用圆锯执行的。

13、  如权利要求11的方法，
其中形成底切通道包括这样形成该底切通道，使得至少在该第一和第二圆柱形空穴之一处，该底切通道延伸经过腔室中心线，该腔室中心线为沿同一平面将该第一圆柱形空穴的圆形横截面中心连接到该第二圆柱形空穴的圆形横截面中心的线段。

14、  如权利要求13的方法，
其中形成底切通道包括这样形成该底切通道，使得该底切通道与该第二圆柱形空穴的壁相切。

15、  如权利要求13的方法，
其中形成底切通道包括这样形成该底切通道，使得在该第二圆柱形空穴处，该底切通道延伸经过该腔室中心线。

16、  如权利要求11的方法，
其中形成底切通道包括这样形成该底切通道，使得该底切通道与该第一圆柱形空穴和该第二圆柱形空穴的壁平行。

17、  如权利要求11的方法，
其中形成底切通道包括这样形成该底切通道，使得该底切通道相对该第一圆柱形空穴和该第二圆柱形空穴的壁成一角度。

18、  如权利要求11的方法，还包括：
从该单片材料移除多余材料，以与该第一圆柱形空穴和该第二圆柱形空穴的轮廓一致，以及
在该第一圆柱形空穴的部分封闭端中形成部分开口。

19、  如权利要求11的方法，
其中形成第二圆柱形空穴包括形成与该第一圆柱形空穴实质上平行并部分地交叉的该第二圆柱形空穴。

20、  如权利要求11的方法，还包括：
将处理气体源耦合至该衬底处理腔室，以向该第一圆柱形空穴提供处理气体；
将RF电源耦合至该衬底处理腔室，以向该第一圆柱形空穴提供RF能量；
将控制器耦合至该处理气体源和该RF电源，用于控制处理气体的流动并提供RF能量；
将真空泵耦合至该第二圆柱形空穴，用于在该衬底处理腔室中形成实质上的真空；以及
将衬底固定器连接到该衬底处理腔室。

21、  一种由单块铝形成的腔室，该腔室包括：
腔室本体，包括：
为圆柱形并在该块的顶面中有开口的处理空穴；
为圆柱形并在该块的底面中有开口的抽吸空穴，该处理空穴的底部与该抽吸空穴的顶部在交叉区域中交叉；
为圆柱形并在与该处理空穴实质上共轴的该块底面中有开口的衬底通道孔；以及
在该处理空穴和该抽吸空穴之间并加宽该交叉区域的底切区域，
其中该底切的壁与该抽吸空穴的壁相切，并延伸超过该处理空穴处的腔室中心线，
其中该底切垂直地延伸贯穿该交叉区域的高度。

22、  一种由单块铝形成腔室的方法，该方法包括：
铣出为圆柱形并在该块的顶面中有开口的处理空穴；
铣出为圆柱形并在该块的底面中有开口的抽吸空穴，该处理空穴的底部与该抽吸空穴的顶部在交叉区域中交叉；
铣出为圆柱形并在与该处理空穴实质上共轴的该块底面中有开口的衬底通道孔；以及
用圆锯切削该处理空穴和该抽吸空穴之间的底切区域，从而加宽该交叉区域。

低成本高传导性腔室
技术领域
本发明总体涉及衬底处理腔室，并且更具体而言，涉及包括真空泵的衬底处理腔室的设计和制造。
背景技术
在半导体衬底上可进行各种处理，包括刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积以及其它等离子体或非等离子体处理。这些处理中的许多需要在腔室中连续排气，以被新的处理气体替换。通常在腔室中建立并保持相对的真空。典型地，真空处理腔被设计为满足性能规范，包括腔室内需要的真空度。
在传统处理腔内遇到的一个典型问题是，排放系统通常不提供从处理腔室的均匀且有效的抽吸。在传统处理腔内，处理气体流动的均匀性和处理气体排放的效率受到各种因素限制，例如腔室的内部容积、腔室内卡盘的放置、排放口的尺寸，以及排放口的位置。这些因素致使气体流动通道中产生限制，导致在处理空穴内产生压力梯度。因而，需要降低流动限制并获得高且对称流动的真空处理腔室。
一种类型的传统处理腔具有实质上圆柱形的内部容积，包含固定的或可移动的衬底支撑件。处理气体一般通过处理腔室侧面中的孔从内部容积排出，或通过位于悬臂式衬底支撑件下方的腔室底部中的孔排出。侧面中的孔自然地偏向于它所处的那一侧。对于底部中的孔，衬底支撑件经常阻碍排出气体的流动或否则导致处理腔的不均匀排气。这种不均匀的排气可产生不均匀的处理结果。排放口的尺寸可限制从腔室到排放系统的传导性。另外，排放口和腔壁之间的突变干扰了处理气体向排放口的平稳流动并阻碍了排放过程。
因此，需要处理腔提供从腔室有效且均匀地排出处理气体，而且可以以低成本制造处理腔。
发明内容
为了提供对本发明一些方面和特征的基本理解，提供了下面对本发明的概括。这种概括并不是对本发明的宽泛概述，因而并非意图具体指明本发明的关键或决定性要素，或描述本发明的范围。它作为后文给出的更详细描述的序言，唯一目的是以简单形式介绍本发明的一些概念。
本发明的一些方面提供一种处理腔室，其中形成底切以增大处理空穴下方的抽吸区，从而制造有高传导性的腔室，同时保持处理空穴本身的小尺寸。
本发明的一些方面提供一种处理腔室，它改善了向真空泵的气流的均匀性。
本发明的一些方面提供一种处理腔室，其中通过交叉来自同一片金属中的相对侧的圆柱形切口而形成抽吸开口或空穴，以及处理空穴。在本发明的一个方面中，金属为铝。
本发明的一些方面提供一种处理腔室的制造方法，通过使用铣床上的圆锯对将第一圆柱形空穴连接到第二圆柱形空穴的壁进行底切，第一圆柱形空穴形成得包括衬底固定器，第二圆柱形空穴围绕泵。
本发明的一些方面提供一种处理腔室和制造处理腔室的方法，与传统方法相比，它需要更少数量的片和密封。
根据本发明的一些方面，提供的腔室包括：腔室本体包括：限定处理空穴的第一圆柱形切口；限定抽吸空穴的第二圆柱形切口，第二圆柱形切口与第一圆柱形切口部分交叉以在它们之间形成流体管道；以及将第一圆柱形切口连接到第二圆柱形切口并扩大流体管道的底切。该腔室可具有：沿同一平面将第一圆柱形切口的圆形横截面中心连接到第二圆柱形切口的圆形横截面中心的限定出腔室中心线的线段，以及该底切至少在腔室中心线的处理空穴端部或腔室中心线的抽吸空穴端部之一处延伸经过腔室中心线。该腔室本体可包括单片材料。该材料可以是铝。底切的壁可与第一圆柱形切口的圆柱形壁平行。底切的壁可与第一圆柱形切口的圆柱形壁成角度。第一圆柱形切口的底部部分可与第二圆柱形切口的顶部部分交叉。第一圆柱形切口可在腔室本体的一端处开口；以及第二圆柱形切口可在腔室本体的相反端处开口；底切可将第一圆柱形切口的部分封闭端连接到第二圆柱形切口的封闭端；以及可在第一圆柱形切口的部分封闭端中形成部分开口。
根据本发明的一些方面，提供一种衬底处理系统，包括：在单片材料中形成的腔室本体，腔室本体包括：限定处理空穴的第一圆柱形切口；限定抽吸空穴的第二圆柱形切口；以及将第一圆柱形切口连接到第二圆柱形切口的底切；耦合至抽吸空穴的真空泵；位于处理空穴内的衬底固定器；向处理空穴提供处理气体的气体源；连接到处理空穴的RF电源；以及用于控制处理气体向处理空穴流动以及用于控制RF电源的控制器。沿同一平面将第一圆柱形切口的圆形横截面中心连接到第二圆柱形切口的圆形横截面中心的线段可限定出腔室中心线，并且底切至少在腔室中心线的处理空穴端部或腔室中心线的抽吸空穴端部之一处延伸经过腔室中心线。
根据本发明的一些方面，提供一种制造处理系统的方法，该方法包括：在单片材料中用其第一表面形成第一圆柱形空穴；在单片材料中用其第二表面形成第二圆柱形空穴，第二表面与第一表面相对；以及在第一圆柱形空穴和第二圆柱形空穴之间形成底切通道。底切通道的形成可用圆锯进行。形成底切通道可包括这样形成底切通道，使得至少在第一和第二圆柱形空穴之一处，底切通道延伸经过腔室中心线，腔室中心线为沿同一平面将第一圆柱形空穴的圆形横截面中心连接到第二圆柱形空穴的圆形横截面中心的线段。形成底切通道可包括这样形成底切通道，使得底切通道与第二圆柱形空穴的壁相切。形成底切通道可包括这样形成底切通道，使得在第二圆柱形空穴处，底切通道延伸经过腔室中心线。形成底切通道可包括这样形成底切通道，使得底切通道与第一圆柱形空穴和第二圆柱形空穴的壁平行。形成底切通道可包括这样形成底切通道，使得底切通道相对于第一圆柱形空穴和第二圆柱形空穴的壁成一角度。该方法还可包括：从单片材料移除多余材料，以与第一圆柱形空穴和第二圆柱形空穴的轮廓一致，以及在第一圆柱形空穴的部分封闭端中形成部分开口。形成第二圆柱形空穴可包括形成与第一圆柱形空穴实质上平行并部分交叉的第二圆柱形空穴。该方法还可包括：将处理气体源耦合至衬底处理腔室，以向第一圆柱形空穴提供处理气体；将RF电源耦合至衬底处理腔室，以向第一圆柱形空穴提供RF能量；将控制器耦合至处理气体源和RF电源，以控制处理气体的流动并提供RF能量；将真空泵耦合至第二圆柱形空穴，以在衬底处理腔室中形成实质上的真空；以及将衬底固定器连接到衬底处理腔室。
根据本发明的一些方面，提供一种由单块铝形成的腔室，该腔室包括：腔室本体包括：为圆柱形并在块的顶面中有开口的处理空穴；为圆柱形并在块的底面中有开口的抽吸空穴，处理空穴的底部与抽吸空穴的顶部在交叉区域中交叉；为圆柱形并在与处理空穴实质上共轴的块底面中有开口的衬底通道孔；以及在处理空穴和抽吸空穴之间并加宽交叉区域的底切区域，其中底切的壁与抽吸空穴的壁相切，并延伸超过处理空穴处的腔室中心线，其中底切垂直地延伸贯穿交叉区域的高度。
根据本发明的一些方面，提供一种由单块铝形成腔室的方法，该方法包括：铣出为圆柱形并在块的顶面中有开口的处理空穴；铣出为圆柱形并在块的底面中有开口的抽吸空穴，处理空穴的底部与抽吸空穴的顶部在交叉区域中交叉；铣出为圆柱形并在与处理空穴实质上共轴的块底面中有开口的衬底通道孔；以及用圆锯切削处理空穴和抽吸空穴之间的底切区域，从而加宽交叉区域。
附图说明
加入并构成本说明书一部分的附图，示意本发明实施例，并与说明书一起，用来解释和图示本发明的原理。附图意在以图形方式示意示范性实施例的主要特征。附图并非意图描述实际实施例的每个特征，也不描述所示元件的相对尺寸，而且未按比例绘制。
图1、2、3A和3B示出在根据本发明一些方面的制造阶段期间腔室的透视图。
图4示出根据本发明一些方面的腔室的制造方法。
图5以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室空穴与底切之间的关系。
图6以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室空穴与底切之间的关系。
图7以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室空穴与底切之间的关系。
图8以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室空穴与底切之间的关系。
图9示出根据本发明一个方面的等离子体处理系统。
图10示出根据本发明一个方面的图9的等离子体处理系统的垂直横截面视图。
图11以一个示意性模拟示出根据本发明一些方面的腔室中晶片水平面处的真空级别的平面视图。
图12以一个示意性模拟示出根据本发明一些方面的腔室中的真空级别的垂直横截面视图。
具体实施方式
图1、2、3A和3B示出根据本发明一些方面的生产或制造过程中腔室的透视图。用于处理包括半导体晶片的衬底的处理腔可简称为腔室。
图1示出一片或一块材料100。在块100的一部分内形成处理空穴110。在块100的另一部分中形成抽吸空穴120。处理空穴110和抽吸空穴120都是圆柱形。处理空穴形成在块100的一个表面开口的圆筒或圆柱形容积，以及抽吸空穴120形成在块100相反表面开口的圆柱形容积。
材料片100可用金属例如铝形成。材料片100可来源于任何预先制造的几何形式。材料片100可以是立方体。
当材料片100为立方体时，处理空穴110和抽吸空穴120可这样形成，使得它们的圆形横截面沿着一个表面的对角线下降。处理空穴110的圆形横截面与抽吸空穴120的圆形横截面重叠。
在本发明的一个方面中，形成处理空穴110和抽吸空穴120的圆筒或圆柱形空间的高度使得两个圆柱形容积交叉。在本发明另一方面中，形成处理空穴110和抽吸空穴120的圆柱形容积不相会或交叉。
当形成处理空穴110和抽吸空穴120的圆柱形容积交叉时，处理空穴110被有效地分为位于交叉区域上方的实质上完全的圆柱形部分，以及位于交叉区域内由于与抽吸空穴120交叉而在一侧上不呈圆柱形的另一部分。处理空穴110的实质上完全的圆柱形部分称为处理部分108，以及它下方的部分称为抽吸部分109。
图2示出材料片100还包括通路孔130。通路孔130为圆柱形并与处理空穴110同心，可允许有用物件通过，例如电线和气体管路和软管，并用于顶杆(lift pins)致动器(未示出)。通道孔130和处理空穴110连接。在一方面，处理空穴在块100的一个表面开口，而衬底通道孔在块的相反面开口。这两个表面可以是块100的顶面和底面。
在一个方面中，移除处理和抽吸空穴110、120上面、下面和周围的多余材料以修整块100。然后，在从块100移除多余材料后，可通过在处理空穴110的下表面中形成开口来在处理空穴110下方的区域中形成通道孔130。
通道孔130和抽吸空穴120不交叉。通道孔130的直径比处理空穴110的直径小。
如下面图4的方法所解释，处理空穴110、抽吸空穴120和通道孔130可连续或同时形成。
图3A示出包括处理空穴110、抽吸空穴120和通道孔130的材料片100。在图3A中，围绕空穴周围切割材料片100以移除多余材料并形成腔室300。图3A还示出用于晶片移入和移出处理空穴110的开口112。该开口安装了槽阀(slot valve)(未示出)，用于在处理期间隔离腔室。
在形成底切140之前，处理空穴110和抽吸空穴120可形成两个交叉的圆柱，每个圆柱在相反面开口。处理空穴110的处理部分108位于两个圆柱交叉区域的上方，而抽吸部分109位于开口122的水平处。由于两个空穴交叉，它们之间形成开口122。但是，在允许流体从处理空穴110向抽吸空穴120流动时，该开口提供非常低的传导性。而且，由于开口122的尺寸和位置的原因，在处理空穴110内形成不可接受的压力梯度。本发明的实施例使这些问题得以缓解。
图3B示出在处理空穴和抽吸空穴120之间形成底切140后的腔室300。在原始开口122之外，底切140增大了连接处理空穴110和抽吸空穴120的容积。在形成底切140后，处理空穴110和抽吸空穴120的圆柱形部分都由底切140改变。因为处理空穴110的处理部分108位于底切140上方，其未被底切140改变，所以保持了它的尺寸且呈现出用于衬底处理的对称腔壁。
根据本发明的一个方面，底切140可由可装载在CNC机器上的圆锯形成。这与传统方法不同，传统方法通过昂贵的工艺加工出腔室，例如使用具有复杂刀具轨迹和程序的CNC机器上的端铣刀。但是，用装载在CNC机器上的具有非常简单轨迹的圆锯，可容易且廉价地形成底切140。
在本发明的一个方面，两个圆柱形空穴可在一块材料中形成并通过连接通道相连。圆柱形空穴可以无交叉。它们可均在块的同一侧具有开口。圆柱形空穴之一用作处理区且另一个用作排出或抽吸区。多余材料可以从圆柱形空穴的外部轮廓移除。形成也可以是第三圆柱形空穴形状的第三开口，以产生衬底开口或孔，用于帮助衬底载体或卡盘进入形成处理部分的完全的圆柱形空穴。连接通道可以与圆柱形空穴之一或两者相切。连接通道可包括仅与圆柱形空穴之一相切并在另一空穴处延伸穿过由两个空穴形成的腔室中心线的底切。连接通道可以不与任一空穴相切并在两侧上延伸超过中心线。中心线是将一个空穴中心连接到另一个空穴中心的线段。中心线是不连续的，并在每个空穴的中心终止。
图4示出根据本发明一些方面的制造腔室的方法。
该方法从400开始。该方法包括获得块材料410。然后，在块材料中形成处理空穴、抽吸空穴和衬底通道孔420。之后，在处理空穴和抽吸空穴之间形成底切430，以加宽连接处理空穴和抽吸空穴的通道。该方法可包括从空穴外部移除多余材料，以使得腔室的外部轮廓与空穴的形状一致。然后该方法结束440。
处理空穴、抽吸空穴和衬底通道孔的形成420可以任何顺序连续完成或同时完成。而且，衬底通道孔可以是通过从处理空穴的封闭端移除多余材料以及在处理空穴的封闭端中形成开口而形成的开口。
在本发明的一个方面中，处理空穴、抽吸空穴和衬底通道孔从材料块内通过切削加工或铣削来切割。在本发明一个方面中，底切的形成430由圆锯完成。
图4的方法或该方法的变形，可以用来形成图3B的腔室300。
图5以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室301的两个空穴110、120(见图1)和底切540之间关系。
如图5所示，从平面视图看，处理空穴510、抽吸空穴520和衬底通道孔530都具有圆形横截面。处理空穴510和衬底通道孔530具有同心圆形横截面。中心线512连接处理空穴510和抽吸空穴520的中心。中心线512可以称作腔室中心线512。示出的线522与中心线512垂直并穿过处理空穴的中心。底切540在处理空穴510和抽吸空穴520之间提供流体连通。
在所示实施例中，底切540与抽吸空穴520相切但不与处理空穴510相切。底切540在转向及到达处理空穴510的周界之前穿过线522。这样，底切540延伸超过腔室301的中心线512。因此，在其所在之处，底切540扩大了处理部分下方的处理空穴510的一部分，在这里定位衬底。底切540还扩大了抽吸空穴520的一部分和连接两个空穴的容积。
在本发明的一个方面中，底切540包括与处理空穴510和抽吸空穴520的圆柱形壁平行的壁。在本发明的一个方面中，底切以与处理空穴510和抽吸空穴520的圆柱形壁呈一角度而形成。底切可以具有向顶部或向底部扩大的壁。
本发明的一些方面提供一种腔室，它通过在腔室内减少产生气流湍流的尖锐边缘来提高向泵的气流的均匀性。分层气流更有效也更可预知。湍流很难建模和预知，并产生阻碍流体流动例如气体流动的摩擦力。
本发明的一些方面在较小的腔室容积内围绕衬底保持均匀的等离子体分布，同时在腔室内扩大提供气体排放通道的腔室的一部分。这样，衬底处理的均匀性得以保持，而同时增强从腔室的气体排放。
图6以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室302的空穴和底切640之间的关系。
在图6中，可将底切640形成得既不与处理空穴610也不与抽吸空穴620相切，并沿连接两个空穴的容积扩大了两个空穴的前述圆柱形的一部分。在图6的实施例中，底切640在两端处延伸超过腔室中心线612。
图7以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室303的空穴和底切740之间的关系。
在图7中，可将底切740形成得与处理空穴710相切但不与抽吸空穴720相切。因此，底切740沿连接两个空穴的容积扩大了抽吸空穴720的前述圆柱形的一部分。在图7的实施例中，底切740在抽吸空穴720端部处延伸超过腔室中心线712。
图8以平面视图示出根据本发明一个方面的腔室304的空穴和底切840之间的关系。
在图8中，可将底切840形成得与处理空穴810及抽吸空穴820均相切。底切840未改变超出中心线820两个端点的处理空穴810或抽吸空穴820的圆柱形状，也未在任一端处延伸超过腔室中心线812。
图9示出根据本发明一个方面的等离子体处理系统。
图9的处理系统包括具有处理空穴910和抽吸空穴920的腔室900。该处理系统还包括衬底固定器911和真空泵921。该处理系统还包括气体源930、RF电源940和控制器950。
控制器950连接到气体源930和RF电源940，并控制处理气体向腔室900的流动。衬底固定器911可以是固定的或可移动的。可移动的衬底固定器911将衬底卡盘升起和降下，以便进入和退出腔室900中的处理空穴中的处理部分。由通过抽吸空穴经由底切(未示出)排出腔室内的气体，真空泵921在腔室900中产生真空。虽然所示腔室900有穹顶形盖子，但图9的处理系统中也可以用扁平盖子或其它形状的盖子。
腔室900可以是根据本发明不同方面的上述任一腔室，并可通过上述任一种工艺形成。
图10示出根据本发明一个方面的图9的等离子体处理系统的垂直横截面视图。
图10示出两个圆柱形空穴910、920的交叉，可在该处形成底切。图10还示出衬底1010位于衬底固定器911的上方，这样它被底切区940上方的处理空穴910的实质上完全的圆柱形部分围绕。
图11以示意性模拟示出根据本发明一些方面的腔室内处于晶片水平面的真空级别的平面视图。
示出了腔室1100，在该处通过位于抽吸区124中的泵在处理区114中产生真空。晶片134可位于处理区114内。在朝向抽吸区124的接近处理区114外部周围的区域1140处，由泵产生的真空是最强的，这意味着它具有最小的气压。在所示的如区域1130的处理区的外部周围，真空也很强。朝向晶片134的中心，真空压力增大且真空度减小。但是，在晶片上方以及晶片周边之外，真空级别实质上保持不变，如区域1110的范围所示。尽管有勾画出各种混杂区域的尖锐边界，但真空压力的变化是连续的，并不具有尖锐边界。实际上，区域之间的边界表明真空级别的变化与每个区域中心处的压力的百分比小。
在一个示意性方面中，设置2800lps涡轮泵在腔室1100中产生真空。处理空穴直径约为21英寸且抽吸空穴直径约为12英寸。测量在固定12英寸晶片的底座上方约1毫米的晶片水平面处的气体压力。在本发明的此方面中，区域1110约为1.120e-002，区域1120约为1.096e-002，区域1130为1.071e-002和1.047e-002之间，以及区域1140为1.022e-002。这些值以压力单位托表示。这样，区域之间的边界表明真空级别的变化小于0.025e-002托。例如，在晶片134上方以及超过晶片周边的区域中，真空压力以小于1.096e-002与1.120e-002之差或以0.024e-002托而变化。此压力变化仅约为晶片所处区域的中心处的压力的2％。
图12以示意性模拟示出根据本发明一些方面的腔室中真空级别的垂直横截面视图。
示出了腔室1200，在该处通过位于抽吸区126中的泵在处理区116中产生真空。晶片136可位于处理区116内。在接近泵的抽吸区126中的区域1240处，由泵产生的真空最强，这意味着它具有最小的气压。在被示为区域1220和1230的抽吸区的顶部附近，真空也很强。朝向处理区116，真空压力增大而真空度减小。但是，在晶片136上方以及区域1210的范围所示的整个处理区116内，真空级别实质上保持不变。在区域1215中晶片136的下方，真空压力在区域1210中的处理区内部压力和区域1220中的抽吸区顶部处的压力之间。
在一个示意性模拟中，可在抽吸区126中使用2800lps的涡轮泵在腔室1200中建立真空。然后，处理区116内的区域1210中的气压为约1.122e-002托。区域1215中的气压为约9.645e-003托，区域1220中为约8.074e-003托，区域1230中为约6.503e-003托，且区域1240中为约4.932e-003。这些值接近且邻近区域之间的气压从一个值向另一值逐渐变化。但是，这些值表明在区域1240中接近泵处的最高级别的真空与晶片136所在的处理区116内部之间的真空压力变化小于2％。这样小的压力变化表明真空均匀而且气流中也不存在湍流或小级别的湍流。
在本发明一个方面中，提供有腔室。该腔室包括抽吸开口和处理空穴。抽吸开口也可称为抽吸空穴。抽吸空穴从下方开口且处理空穴从上方开口。抽吸开口和处理空穴由来自相对侧的交叉圆柱形切口产生。抽吸气室(plenum)在处理开口和抽吸开口之间的抽吸空穴的顶面进行底切。该底切延伸超过腔室中心线。腔室中心线是将抽吸空穴的横截面中心连接到处理空穴的横截面中心的线。底切被设计成用铣床上的圆锯制造以降低制造成本。与昂贵的端铣操作相反，空穴的这种设计还允许使用锯。
根据本发明的一些方面，由于空穴在同一片金属中形成，腔室包括更少数量的片和密封。此外，用根据本发明一些方面的腔室，可以获得更高的抽吸传导性，以及处理空穴内实质上的压力均匀。将底切延伸过中心线有助于为远离抽吸开口的处理空穴产生均匀的抽吸效果。底切允许较小的处理空穴，同时获得较大的相切空穴的均匀抽吸性能。
本发明的一些方面通过包括处理与排放或抽吸的交叉区域，可提供较小的腔室容积。本发明的一些方面在较小的处理腔室容积中的衬底周围保持均匀的等离子体分布，而同时扩大了在处理腔室内提供排气通道的处理腔室的一部分。
在本发明一个方面中，提供一种制造腔室的方法。根据该方法，用单片铝加工腔室。通过交叉圆柱形空穴来产生处理空穴和抽吸开口或空穴。通过延伸经过腔室中心线的大底切获得高的抽吸传导性和腔室压力均匀性。处理空穴和抽吸空穴之间的顶面和底面不是分离的片，而是通过圆柱形处理空穴及抽吸空穴的加工而产生。通过使用圆锯来移除材料扩大了处理空穴及抽吸空穴之间的开口，并产生延伸超过腔室中心线的气室。根据该方法，底切被设计成用铣床上的圆锯制造以降低制造成本。
本发明的一些方面提供一种制造腔室的方法，通过使用铣床上的圆锯对将第一圆柱形空穴连接至第二圆柱形空穴的壁进行底切，第一圆柱形空穴形成得包括衬底固定器，第二圆柱形空穴围绕泵。
结合具体例子已经描述本发明，在所有方面这些例子意图作为示意而不是限制。本领域技术人员将意识到，硬件、软件和固件的许多不同组合适合实施本发明。而且，对本领域技术人员来说，考虑这里公开的本发明说明书和实施，本发明的其它实施方式也是显而易见的。说明书及实例意在仅被视为示范性，本发明的实际范围和精神由权利要求及其等同物指示。