通过原位反馈的晶片放置和间隙控制最佳化制造技术

本发明专利技术涉及通过原位反馈的晶片放置和间隙控制最佳化。本发明专利技术描述了在工艺夹具和基座之间的尺寸控制和监控，和晶片位置测定的装置和方法。所述装置包含：处理夹具；至少一个接近传感器；和基座。所述处理夹具包含处理夹具主体，所述处理夹具主体具有处理夹具底表面、在所述处理夹具主体中的一或多个开口。所述至少一个接近传感器保持在所述处理夹具主体中的所述开口的至少一个之内。所述基座包含基座板，所述基座板具有基座板顶表面、基座中心点，和形成在所述基座板顶表面中与所述基座中心点相距距离RR的一或多个凹槽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的原理和实施方式通常涉及定位和检测在基板支撑件或转盘中的晶片的装置和方法。
技术介绍
新一代的处理工具需要对晶片和沉积源之间的间隙的更严格的控制以满足横跨晶片和不同晶片之间的成分和厚度均匀性。此外，工艺可在各种温度下，且在晶片表面和沉积源之间存在一系列分离的情况下进行。监控这些工艺的分离距离的均匀性对于确保适当沉积厚度和质量非常重要。摄像机已被用于确保基板支撑件和处理夹具之间的距离的均匀性，其中摄像机可用以监控处理腔室的固定区段和检测支撑件和夹具之间的间隙的变化，或当物体处于摄像机的视场中时伸出到支撑件水平之上的物体的存在。然而，摄像机在内部占据处理腔室之内的空间或在外部占据腔室周边周围的空间。摄像机也可受限于所述摄像机可能暴露的温度，因此使摄像机位于用于较高温度工艺的腔室之内可能并不是技术上可行的。例如，摄像机和其他光检测器将过热且不能用于追踪晶片的运动或所述晶片的凹槽直接在高于约80°C的工艺温度下。摄像机也可通常被布置在晶片支撑件的外边缘周围，因此无法轻易地监控支撑件的内边缘。腔室中用于查看孔口和光学器件的有限空间限制了用于远程成像的选择。来自工艺关键硬件的高温、等离子体发热和干扰限制了远程光学测量和腔室中的晶片放置的最佳化的选择。
技术实现思路
本专利技术的一方面通常涉及一种装置，所述装置包含:处理夹具，所述处理夹具包含处理夹具主体，所述处理夹具主体具有处理夹具底表面、在所述夹具主体中的一或多个开口，和在所述一或多个开口之内的一或多个接近传感器；和基座，所述基座包含基座板，所述基座板具有基座板顶表面、基座中心点，和形成在基座板顶表面中与基座中心点相距距离&的一或多个凹槽；其中基座板顶表面和处理夹具底表面大体上平行，且基座板顶表面与处理夹具底表面分离达间隙距离Dti;且一或多个开口和接近传感器与基座板顶表面大体上正交，且至少一个开口和接近传感器位于与基座中心点相距径向距离Rr处。本专利技术的一方面通常涉及一种装置，所述装置包含:处理夹具，包含处理夹具主体，所述处理夹具主体具有处理夹具顶表面、与所述处理夹具顶表面相对的处理夹具底表面、在所述处理夹具顶表面和处理夹具底表面之间的厚度，和在处理夹具底表面中的三个或三个以上开口 ；基座，包含基座板，所述基座板具有基座板顶表面、与所述基座板顶表面相对的基座板底表面、在基座板顶表面和基座板底表面之间的厚度，和在基座板顶表面中的一或多个凹槽，其中基座板顶表面和处理夹具底表面大体上平行，且基座板顶表面与处理夹具底表面分离达间隙距离Dti;支柱，附着于基座板且界定基座的旋转轴，其中基座板顶表面中的一或多个凹槽与旋转轴相距距离Rr;三个或三个以上电容式位移传感器，所述电容式位移传感器测量间隙距离，其中三个或三个以上电容式位移传感器中的每个被保持在处理夹具底表面中的三个或三个以上开口的一个之内，且三个或三个以上电容式位移传感器中的每个具有大体上平行于基座板顶表面的操作面；且其中三个或三个以上接近传感器中的第一个位于与旋转轴相距距离&处，且三个或三个以上接近传感器中的第二个位于与旋转轴相距距离&处，且三个或三个以上接近传感器中的第三个位于与旋转轴相距距离R3处，其中 R2= R 1?且 R ARAR3O本专利技术的一方面通常涉及一种方法，所述方法包含:围绕旋转轴旋转基座，所述基座包含顶表面和一或多个凹槽；在相距旋转轴一或多个径向距离处测量接近传感器的操作面和基座顶表面之间的间隙距离；检测当基座围绕旋转轴旋转时间隙距离中的变化；和确定相距间隙距离的一或多个表面特征结构的位置，所述间隙距离在相距旋转轴的一或多个径向距离处测量。【附图说明】本专利技术的实施方式的进一步特征，所述实施方式的特性和各种优点将在结合附图考虑以下详细描述之后变得更加明白，所述附图也可说明申请人所预期的最佳方式，且其中相同元件符号贯穿所述附图代表相同元件，在所述附图中: 图1A不出工艺夹具和基座的不例性实施方式的侧视图；图1B示出描绘基座倾斜的工艺夹具和基座的示例性实施方式的侧视图；图2A示出描绘晶片的不当定位的工艺夹具和基座的一部分的示例性实施方式的侧视图；图2B示出工艺夹具和可操作关联的基座的示例性实施方式的另一视图；图3示出基座的示例性实施方式的俯视图；图4A示出工艺夹具和基座的示例性实施方式的正视图投影；图4B示出其中在三个不同位置处的间隙距离测量可检测基座弧状弯曲的示例性实施方式；图4C示出指示基座顶表面的斜率的平面映射的实例；图5A至图5C示出至少部分地在凹槽中的晶片的不同可能的偏心位置的实例；图6示出用于原子层沉积(atomic layer deposit1n ;ALD)的注入器的示例性实施方式；图7示出ALD注入器的示例性实施方式；和图8示出ALD注入器的示例性实施方式。【具体实施方式】在描述本专利技术的若干示例性实施方式之前，应理解，本专利技术不限于以下描述中阐述的构造详情或工艺步骤。本专利技术能够具有其他实施方式和能够被以不同方式实践或执行。遍及本说明书对“一个实施方式”、“某些实施方式”、“各种实施方式”、“一或多个实施方式”、“在一些实施方式中”或“一实施方式”的参考意指结合实施方式描述的特定特征、结构、材料或特性可被包括在本专利技术的至少一个实施方式中。此外，在遍及本说明书的不同位置处的诸如“在一或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”的用语的出现不一定是指本专利技术的相同实施方式。此外，所描述的特定特征、结构、材料，或特性可在一或多个实施方式中以任何适当方式?士么云口口 O如本文所使用的“基板表面”是指在制造工艺期间其上执行薄膜处理的基板上形成的任何基板或材料表面。例如，取决于应用，其上可执行处理的基板表面包括诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(silicon on insulator ;S0I)、碳掺杂氧化硅、氮化硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料，和诸如金属、金属氮化物、金属合金，和其他导电材料的任何其他材料。基板包括但不限于半导体晶片。基板可被暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火和/或烘烤基板表面。除直接地在基板自身表面上的薄膜处理之外，在本专利技术的实施方式中，所公开的任何薄膜处理步骤也可在基板上形成的底层上执行，如下文更详细地公开；和术语“基板表面”意在包括如上下文指示的所述底层。本专利技术的原理和实施方式有关涉及工艺腔室中的晶片和工艺夹具之间的垂直尺寸控制的装置和工艺。各种实施方式涉及包含处理夹具和基座的沉积装置，其中所述处理夹具包含附着于所述处理夹具的一或多个接近传感器，所述一或多个接近传感器可测量处理夹具和基座之间的距离。在各种实施方式中，处理夹具可以是气体分配喷头、原子层沉积(ALD)注入器，或化学气相沉积(chemical vapor deposit1n ；CVD)装置。工艺夹具可被精确地设计以实现和保持特定的机械间隙，但是此间隙距离可随温度和在当工艺腔室打开用于维修时工艺夹具分离(例如，元件相对于彼此移动)的情况下改变。本专利技术的实施方式还涉及位于不同位置处以检测对于工艺的基座凹槽中的晶片的角度和/或位置的接近传感器，所述工艺包括精确放置晶片至移动的工艺夹具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包含：处理夹具，包含处理夹具主体，所述处理夹具主体具有处理夹具底表面、在所述处理夹具主体中的一或多个开口；至少一个接近传感器，保持在所述处理夹具主体中的所述开口的至少一个之内；和基座，所述基座包含基座板，所述基座板具有基座板顶表面、基座中心点，和形成在所述基座板顶表面中与所述基座中心点相距距离RR的一或多个凹槽；其中所述基座板顶表面和所述处理夹具底表面大体上平行，且所述基座板顶表面与所述处理夹具底表面分离达间隙距离DG；和至少一个接近传感器的每一个具有大体上平行于所述基座板顶表面的操作面，且至少一个开口和接近传感器位于相距所述基座中心点的径向距离RR处。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K·格里芬，A·拉维德，A·明科夫齐，S·坎德沃尔，J·约德伏斯基，T·伊根，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US