包含背部气体输送管路的衬底基座模块及其制造方法技术

本发明专利技术涉及包含背部气体输送管路的衬底基座模块及其制造方法。半导体衬底处理装置包括：具有其中能处理半导体衬底的处理区域的真空室；与真空室流体连通的工艺气体源以供给工艺气体到真空室中；工艺气体通过其从工艺气体源供给到真空室的处理区域的喷头模块；和衬底基座模块。衬底基座模块包括：由陶瓷材料制成的台板，其具有构造成在处理期间支承半导体衬底的上表面；由陶瓷材料制成的杆，其具有支撑台板的上部杆凸缘；和由陶瓷材料制成的背部气体管路，其位于杆的内部。背部气体管路包括位于台板的下表面与上部杆凸缘的上表面之间的上部气体管路凸缘，其中背部气体管路与台板的至少一个背部气体通道流体连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，并且可以发现在可操作以沉积薄膜的等离子体增强化学气相沉积处理装置中的特定用途。
技术介绍
半导体衬底处理装置用于通过包括蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、脉冲沉积层(PDL)、等离子体增强脉冲沉积层(PEPDL)处理和抗蚀剂去除的技术处理半导体衬底。半导体衬底处理装置的一种类型是包括含有上电极和下电极的反应室的等离子体处理装置，其中在电极之间施加射频(RF)功率，以将工艺气体激发成用于处理反应室中的半导体衬底的等离子体。
技术实现思路
本专利技术公开了一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置。所述半导体衬底处理装置包括：真空室，其包括处理区域，半导体衬底能在该处理区域中被处理；工艺气体源，其与所述真空室流体连通以供应工艺气体到所述真空室中；喷头模块，工艺气体从工艺气体源通过该喷头模块供给到所述真空室的所述处理区域；以及衬底基座模块。所述衬底基座模块包括：台板，其由陶瓷材料制成，所述台板具有上表面，该上表面被构造成在处理期间将半导体衬底支承在其上；杆，其由陶瓷材料制成，所述杆具有支撑所述台板的上部杆凸缘；和背部气体管路，其由陶瓷材料制成，位于所述杆的内部。所述背部气体管路包括位于所述台板的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的上部气体管路凸缘，其中所述背部气体管路与所述台板的至少一个背部气体通道流体连通，并且所述背部气体管路被配置为供给背部气体至在处理期间要支撑在所述台板的上表面上的半导体衬底的下表面下方的区域。本文还公开了一种半导体衬底处理装置的衬底基座模块。衬底基座模块包括：台板，其具有上表面，该上表面被配置为在处理期间将半导体衬底支承在该上表面上；杆，其具有支撑所述台板的上部杆凸缘和位于所述杆的内部的背部气体管路。所述背部气体管路包括位于所述台板的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的上部气体管路凸缘，其中所述背部气体管路与所述台板的至少一个背部气体通道流体连通，并且所述背部气体管路被配置为供给背部气体至在处理期间要支撑在所述台板的上表面上的半导体衬底的下表面下方的区域。本文还公开了制造半导体衬底处理装置的衬底基座模块的方法。制造所述衬底基座模块的所述方法包括：将上部气体管路凸缘的上陶瓷表面布置成抵靠台板的下陶瓷表面，以及将上部气体管路凸缘的所述上陶瓷表面扩散结合到所述台板的所述下陶瓷表面以形成真空密封。具体而言，本专利技术的一些方面可以阐述如下：1.一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，其包括：真空室，其包括半导体衬底能在其中被处理的处理区域；工艺气体源，其与所述真空室流体连通，以供给工艺气体到所述真空室中；喷头模块，工艺气体从所述工艺气体源通过该喷头模块供给到所述真空室的所述处理区域；以及衬底基座模块，其包括：台板，其由陶瓷材料制成，所述台板具有构造成在处理期间在其上支承半导体衬底的上表面；杆，其由陶瓷材料制成，所述杆具有支撑所述台板的上部杆凸缘；和背部气体管路，其由陶瓷材料制成，位于所述杆的内部，所述背部气体管路包括位于所述台板的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的上部气体管路凸缘，其中所述背部气体管路与所述台板的至少一个背部气体通道流体连通，并且所述背部气体管路被配置为供给背部气体至在处理期间要支撑在所述台板的上表面上的半导体衬底的下表面下方的区域。2.根据条款1所述的半导体衬底处理装置，其中所述半导体衬底处理装置包括：(a)RF能量源，其适于在所述处理区域中将所述工艺气体激发成等离子体状态；(b)控制系统，其被配置为控制由所述半导体衬底处理装置执行的工艺；和/或(c)非暂时性计算机机器可读介质，其包括用于控制所述半导体衬底处理装置的程序指令。3.根据条款1所述的半导体衬底处理装置，其中，所述上部气体管路凸缘的上表面被扩散接合到所述台板的下表面且所述上部气体管路凸缘的下表面被扩散接合到所述上部杆凸缘的上表面，从而在所述杆的内部与所述真空室之间形成真空密封。4.根据条款3所述的半导体衬底处理装置，其中，所述上部气体管路凸缘的上表面与所述台板的下表面之间的接触面积大致等于所述上部气体管路凸缘的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的接触面积。5.根据条款1所述的半导体衬底处理装置，其中，在所述气体管路凸缘的一部分与所述台板的下表面之间形成间隙或者在所述上部气体管路凸缘的上表面与所述台板的下表面之间没有间隙。6.根据条款1所述的半导体衬底处理装置，其中：(a)所述背部气体管路、所述台板和/或所述杆由氮化铝制成；(b)所述背部气体管路包括在所述上部气体管路凸缘中的至少一个开口，使得至少一个相应的电气连接件能延伸通过所述上部气体管路凸缘；(c)所述背部气体管路位于所述杆的内部的中心或者所述背部气体管路偏离所述杆的内部的中心；和/或(d)所述半导体衬底处理装置是化学气相沉积装置、等离子体增强化学气相沉积装置、原子层沉积装置、等离子体增强原子层沉积装置、脉冲沉积层装置、或等离子体增强的脉冲沉积层装置。7.根据条款1所述的半导体衬底处理装置，其中所述衬底基座模块还包括：(a)至少一个静电夹持电极，其嵌入所述台板；(b)下RF电极，其嵌入所述台板；(c)至少一个加热器，其嵌入所述台板；(d)多个升降销，其被配置成降低和升高半导体衬底以使其往返于所述台板的上表面；(e)台面图案，其形成于所述台板的上表面上；(f)承载圈，其被配置成降低和升高半导体衬底以使其往返于所述台板的上表面；或者(g)嵌入其中的单个电极，其能操作以用作静电夹持电极和RF电极。8.根据条款1所述的半导体衬底处理装置，其还包括背部气体供给源，其能操作以供给背部气体通过与所述台板的至少一个背部气体通道流体连通的所述背部气体管路，使得背部气体能供给到在处理期间要支撑在所述台板的上表面上的半导体衬底的下表面下方的所述区域。9.根据条款1所述的半导体衬底处理装置，其中，所述上部气体管路凸缘的外周位于不超过所述台板的外径的四分之一的所述台板的半径上。10.一种半导体衬底处理装置的衬底基座模块，所述衬底基座模块包括：台板，其由陶瓷材料制成，所述台板具有被配置为在处理期间在其上支承半导体衬底的上表面；杆，其由陶瓷材料制成，所述杆具有支撑所述台板的上部杆凸缘；以及背部气体管路，其由陶瓷材料制成，所述背部气体管路位于所述杆的内部，所述背部气体管路包括位于所述台板的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的上部气体管路凸缘，其中所述背部气体管路与所述台板的至少一个背部气体通道流体连通，并且所述背部气体管路被配置为供给背部气体至在处理期间要支撑在所述台板的上表面上的半导体衬底的下表面下方的区域。11.根据条款10所述的半导体衬底处理装置，其中，所述上部气体管路凸缘的上表面被扩散接合到所述台板的下表面且所述上部气体管路凸缘的下表面被扩散接合到所述上部杆凸缘的上表面以形成真空密封。12.根据条款11所述的半导体衬底处理装置，其中，所述上部气体管路凸缘的上表面与所述台板的下表面之间的接触面积大致等于所述上部气体管
路凸缘的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的接触面积。13.根据条款10所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，其包括：真空室，其包括半导体衬底能在其中被处理的处理区域；工艺气体源，其与所述真空室流体连通，以供给工艺气体到所述真空室中；喷头模块，工艺气体从所述工艺气体源通过该喷头模块供给到所述真空室的所述处理区域；以及衬底基座模块，其包括：台板，其由陶瓷材料制成，所述台板具有构造成在处理期间在其上支承半导体衬底的上表面；杆，其由陶瓷材料制成，所述杆具有支撑所述台板的上部杆凸缘；和背部气体管路，其由陶瓷材料制成，位于所述杆的内部，所述背部气体管路包括位于所述台板的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的上部气体管路凸缘，其中所述背部气体管路与所述台板的至少一个背部气体通道流体连通，并且所述背部气体管路被配置为供给背部气体至在处理期间要支撑在所述台板的上表面上的半导体衬底的下表面下方的区域。

【技术特征摘要】
2015.05.12 US 14/710,1321.一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，其包括：真空室，其包括半导体衬底能在其中被处理的处理区域；工艺气体源，其与所述真空室流体连通，以供给工艺气体到所述真空室中；喷头模块，工艺气体从所述工艺气体源通过该喷头模块供给到所述真空室的所述处理区域；以及衬底基座模块，其包括：台板，其由陶瓷材料制成，所述台板具有构造成在处理期间在其上支承半导体衬底的上表面；杆，其由陶瓷材料制成，所述杆具有支撑所述台板的上部杆凸缘；和背部气体管路，其由陶瓷材料制成，位于所述杆的内部，所述背部气体管路包括位于所述台板的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的上部气体管路凸缘，其中所述背部气体管路与所述台板的至少一个背部气体通道流体连通，并且所述背部气体管路被配置为供给背部气体至在处理期间要支撑在所述台板的上表面上的半导体衬底的下表面下方的区域。2.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中所述半导体衬底处理装置包括：(a)RF能量源，其适于在所述处理区域中将所述工艺气体激发成等离子体状态；(b)控制系统，其被配置为控制由所述半导体衬底处理装置执行的工艺；和/或(c)非暂时性计算机机器可读介质，其包括用于控制所述半导体衬底处理装置的程序指令。3.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中，所述上部气体管路凸缘的上表面被扩散接合到所述台板的下表面且所述上部气体管路凸缘的下表面被扩散接合到所述上部杆凸缘的上表面，从而在所述杆的内部与所述真空室之间形成真空密封。4.根据权利要求3所述的半导体衬底处理装置，其中，所述上部气体管路凸缘的上表面与所述台板的下表面之间的接触面积大致等于所述上部气体
\t管路凸缘的下表面与所述上部杆凸缘的上表面之间的接触面积。5.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中，在所述气体管路凸缘的一部分与所述台板的下表面之间形成间隙或者在所述上部气体管路凸缘的上表面与所述台板的下表面之间没有间隙。6.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中：(a)所述背部气体管路、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：特洛伊·艾伦·戈姆，尼克·拉伊·小林百格，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US