喷头倾斜机构制造技术

提供了一种喷头倾斜调节机构，其在半导体衬底处理装置的顶板中支撑喷头模块，该喷头倾斜调节机构包括差动螺丝，该差动螺丝提供粗调和微调，以调节喷头模块的面板的相对于与半导体衬底处理装置中的面板相邻的衬底基座模块的上表面的间隙/倾斜/平坦度。

Nozzle tilt mechanism

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】喷头倾斜机构
本专利技术属于用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，并且可特别适用于执行薄膜的化学气相沉积。
技术介绍
半导体衬底处理装置被用于通过技术来处理半导体衬底，所述技术包括：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)、分子层沉积(MLD)、等离子体增强脉冲沉积层(PEPDL)处理、蚀刻和抗蚀剂去除。一种类型的用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置包括含有喷头模块的反应室和将半导体衬底支撑在该反应室中的衬底基座模块。喷头模块输送处理气体到反应器室中，以便可以对半导体衬底进行处理。在这样的室中安装和拆卸喷头模块可能是耗时的，并且如果喷头模块的下表面不平行于衬底基座模块的上表面，则在衬底处理过程中可能发生进一步的非均匀的膜沉积(即方位角变化)。
技术实现思路
公开了一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，其包括：(a)化学隔离室，在所述化学隔离室中处理单个的半导体衬底，所述化学隔离室包括形成所述化学隔离室的上壁的顶板；(b)与所述化学隔离室流体连通的处理气体源，其用于将至少一种处理气体供应到所述化学隔离室中；(c)喷头模块，其将来自所述处理气体源的所述处理气体输送到所述处理装置的处理区域，在所述处理区域中处理所述单个的半导体衬底，所述喷头模块包括附接到杆的下端的底座，其中具有气体通道穿过其中的面板形成所述底座的下表面，并且所述杆延伸穿过所述顶板中的竖直延伸的孔；(d)衬底基座模块，其被配置为在所述衬底的处理期间将所述半导体衬底支撑在所述面板下方的所述处理区域中；(e)支撑所述喷头模块的波纹管组件，所述波纹管组件包括套环、波纹管和调平板，所述套环具有与所述顶板中的所述孔对准的中心开口，所述波纹管围绕所述套环中的所述中心开口并具有附接到所述套环的上表面的下端和附接到所述调平板的下表面的上端，所述调平板具有与所述顶板上的所述孔对准的中心开口；并且(f)至少一个喷头倾斜度调节机构，其能操作用于调节所述喷头模块的所述面板相对于邻近所述面板的所述衬底基座模块的上表面的倾斜度，其中，所述喷头倾斜度调节机构包括锁定螺丝、中空螺丝、锁定板和锁定螺母，所述中空螺丝具有在其外表面上的第一螺纹区段和在所述外表面上的第二螺纹区段，所述第一螺纹区段的螺距与所述第二螺纹区段的螺距不同，所述第一螺纹区段与所述调平板的内螺纹孔接合，所述第二螺纹区段与所述锁定螺母的内螺纹接合，所述锁定螺丝具有与所述套环中的螺纹孔接合的下部外螺纹区段和与所述中空螺丝中的上插座的肩部接合的上部螺丝头，并且所述锁定板能从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述锁定螺母与所述中空螺丝一起旋转，并且在所述第二位置，所述锁定螺母不能旋转，所述喷头倾斜度调节机构在所述锁定板处于所述第一位置时提供粗调，而在所述锁定板处于所述第二位置时提供细调。所述至少一个喷头倾斜调节机构包括在所述波纹管的外部间隔开120°的位置处的三个喷头倾斜调节机构。所述锁定板能够在所述第一位置与所述第二位置之间沿径向方向移动，和/或所述调平板可以包括向上延伸的管状区段，其中所述管状区段的内表面包括所述螺纹孔。所述锁定板可以包括：在其外端处从所述套环向外延伸的手柄，在其内端处能够与所述锁定螺母接合的宽槽，以及从所述宽槽向外延伸的窄槽，以及延伸穿过所述窄槽并拧入所述套环的锁定板螺丝，所述锁定板螺丝具有能够抵靠所述锁定板紧固以防止所述锁定板移动的螺丝头。在一优选的实施方案中，当所述锁定板处于所述第一位置时，所述喷头倾斜度调节机构能够在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.02英寸至约0.04英寸的间隙粗调，并且当所述锁定板处于所述第二位置时，在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.002英寸到0.004英寸的间隙细调。在一实施方案中，一种控制由于半导体衬底处理装置中的喷头倾斜而引起的面内畸变(IPD)的方法包括：(a)测量在所述半导体衬底处理装置的处理室中处理的晶片上的IPD变化；(b)使用三个喷头倾斜调节机构来调节所述半导体衬底处理装置的喷头的倾斜度，所述三个喷头倾斜调节机构被配置为提供粗IPD调节和细IPD调节，其中所述喷头倾斜调节机构中的每个均包括被配置成改变安装在所述喷头上的可动部分与所述处理室中的固定部分之间的间隙的锁定螺丝、中空螺丝、锁定板和锁定螺母；(c)其中所述中空螺丝具有在其外表面上的第一螺纹区段和在所述外表面上的第二螺纹区段，所述第一螺纹区段的螺距与所述第二螺纹区段的螺距不同，所述第一螺纹区段与所述可动部分的内螺纹孔接合，并且所述第二螺纹区段与所述锁定螺母的内螺纹接合；(d)所述锁定螺丝具有拧入所述固定部分中的孔中的下端和与所述中空螺丝中的上插座的肩部接合的上部螺丝头，并且(e)所述锁定板能从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述锁定螺母与所述中空螺丝一起旋转，并且在所述第二位置，所述锁定螺母不能旋转，所述喷头倾斜度调节机构在所述锁定板处于所述第一位置时提供粗调，而在所述锁定板处于所述第二位置时提供细调。在进行粗调中，将所述喷头倾斜度调节机构中的一个的所述锁定板可以放置在所述第一位置，并且可以将所述中空螺丝旋转到第一径向位置。并且在进行细调中，可以将所述锁定板移动至所述第二位置并且可以将所述中空螺丝旋转至使所述IPD减小的第二径向位置。所述中空螺丝可以包括狭槽，狭槽延伸穿过所述插座的壁，并且所述方法还可以包括：将具有上部对准标记的指示器盖放置在所述中空螺丝上，以使所述指示器盖上的突出部装配在所述狭槽内，记录对准标记的预调整角度，取下指示器盖并进行所述IPD调节，将所述指示器盖放置在中空螺丝上，并记录所述对准标记的调整后角度。通过使用具有相同取向的所述第一螺纹区段和所述第二螺纹区段，当所述锁定板处于所述第一位置时，所述喷头倾斜度调节机构中的每一个能够在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.02英寸至约0.04英寸的间隙粗调，并且当所述锁定板处于所述第二位置时，在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.002英寸到0.004英寸的间隙细调。附图说明图1根据本文公开的实施方案示出了显示化学沉积装置的概貌的示意图。图2示出了描绘被布置用于实施本文公开的实施方案的各种装置部件的方框图，其中在薄膜的产生过程中，等离子体可以用于反应物质之间的增强沉积和/或表面反应。图3A示出了根据本文公开的实施方案布置的喷头模块的剖面图，并且图3B示出了其俯视图。图4A-D示出了根据本文公开的实施方案的间隙调节装置，其中图4A-B示出了如何在锁定板不与锁定螺母接合的情况下进行粗调，而图4C-D示出了如何在锁定板与锁定螺母接合的情况下进行微调。图5示出了根据本文公开的实施方案的指示器盖如何装配在中空调节螺丝上。图6示出了指示器盖，该指示器盖安装在中空的调节螺丝上，以用于指示在间隙调节之后的旋转角度。具体实施方式在下面的详细描述中，为了使本文公开的装置和方法能被全面理解，阐述了许多具体实施方案。然而，如对本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n化学隔离室，在所述化学隔离室中处理单个的半导体衬底，所述化学隔离室包括形成所述化学隔离室的上壁的顶板；/n与所述化学隔离室流体连通的处理气体源，其用于将至少一种处理气体供应到所述化学隔离室中；/n喷头模块，其将来自所述处理气体源的所述处理气体输送到所述处理装置的处理区域，在所述处理区域中处理所述单个的半导体衬底，所述喷头模块包括附接到杆的下端的底座，其中具有气体通道穿过其中的面板形成所述底座的下表面，并且所述杆延伸穿过所述顶板中的竖直延伸的孔；/n衬底基座模块，其被配置为在所述衬底的处理期间将所述半导体衬底支撑在所述面板下方的所述处理区域中；/n支撑所述喷头模块的波纹管组件，所述波纹管组件包括套环、波纹管和调平板，所述套环具有与所述顶板中的所述孔对准的中心开口，所述波纹管围绕所述套环中的所述中心开口并具有附接到所述套环的上表面的下端和附接到所述调平板的下表面的上端，所述调平板具有与所述顶板上的所述孔对准的中心开口；/n至少一个喷头倾斜度调节机构，其能操作用于调节所述喷头模块的所述面板相对于邻近所述面板的所述衬底基座模块的上表面的倾斜度，其中，所述喷头倾斜度调节机构包括锁定螺丝、中空螺丝、锁定板和锁定螺母，所述中空螺丝具有在其外表面上的第一螺纹区段和在所述外表面上的第二螺纹区段，所述第一螺纹区段的螺距与所述第二螺纹区段的螺距不同，所述第一螺纹区段与所述调平板的内螺纹孔接合，所述第二螺纹区段与所述锁定螺母的内螺纹接合，所述锁定螺丝具有与所述套环中的螺纹孔接合的下部外螺纹区段和与所述中空螺丝中的上插座的肩部接合的上部螺丝头，并且所述锁定板能从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述锁定螺母与所述中空螺丝一起旋转，并且在所述第二位置，所述锁定螺母不能旋转，所述喷头倾斜度调节机构在所述锁定板处于所述第一位置时提供粗调，而在所述锁定板处于所述第二位置时提供细调。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170725 US 15/658,9111.一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，其包括：
化学隔离室，在所述化学隔离室中处理单个的半导体衬底，所述化学隔离室包括形成所述化学隔离室的上壁的顶板；
与所述化学隔离室流体连通的处理气体源，其用于将至少一种处理气体供应到所述化学隔离室中；
喷头模块，其将来自所述处理气体源的所述处理气体输送到所述处理装置的处理区域，在所述处理区域中处理所述单个的半导体衬底，所述喷头模块包括附接到杆的下端的底座，其中具有气体通道穿过其中的面板形成所述底座的下表面，并且所述杆延伸穿过所述顶板中的竖直延伸的孔；
衬底基座模块，其被配置为在所述衬底的处理期间将所述半导体衬底支撑在所述面板下方的所述处理区域中；
支撑所述喷头模块的波纹管组件，所述波纹管组件包括套环、波纹管和调平板，所述套环具有与所述顶板中的所述孔对准的中心开口，所述波纹管围绕所述套环中的所述中心开口并具有附接到所述套环的上表面的下端和附接到所述调平板的下表面的上端，所述调平板具有与所述顶板上的所述孔对准的中心开口；
至少一个喷头倾斜度调节机构，其能操作用于调节所述喷头模块的所述面板相对于邻近所述面板的所述衬底基座模块的上表面的倾斜度，其中，所述喷头倾斜度调节机构包括锁定螺丝、中空螺丝、锁定板和锁定螺母，所述中空螺丝具有在其外表面上的第一螺纹区段和在所述外表面上的第二螺纹区段，所述第一螺纹区段的螺距与所述第二螺纹区段的螺距不同，所述第一螺纹区段与所述调平板的内螺纹孔接合，所述第二螺纹区段与所述锁定螺母的内螺纹接合，所述锁定螺丝具有与所述套环中的螺纹孔接合的下部外螺纹区段和与所述中空螺丝中的上插座的肩部接合的上部螺丝头，并且所述锁定板能从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述锁定螺母与所述中空螺丝一起旋转，并且在所述第二位置，所述锁定螺母不能旋转，所述喷头倾斜度调节机构在所述锁定板处于所述第一位置时提供粗调，而在所述锁定板处于所述第二位置时提供细调。


2.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中，所述至少一个喷头倾斜调节机构包括在所述波纹管的外部间隔开120°的位置处的三个喷头倾斜调节机构。


3.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中，所述锁定板能够在所述第一位置与所述第二位置之间沿径向方向移动。


4.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中，所述调平板包括向上延伸的管状区段，其中所述管状区段的内表面包括所述螺纹孔。


5.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中，所述锁定板包括：在其外端处从所述套环向外延伸的手柄，在其内端处能够与所述锁定螺母接合的宽槽，以及从所述宽槽向外延伸的窄槽，以及延伸穿过所述窄槽并拧入所述套环的锁定板螺丝，所述锁定板螺丝具有能够抵靠所述锁定板紧固以防止所述锁定板移动的螺丝头。


6.根据权利要求1所述的半导体衬底处理装置，其中，当所述锁定板处于所述第一位置时，所述喷头倾斜度调节机构能够在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.02英寸至约0.04英寸的间隙粗调，并且当所述锁定板处于所述第二位置时，在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.002英寸到0.004英寸的间隙细调。


7.一种通过波纹管组件被支撑在半导体衬底处理装置的顶板中的被构造成提供对喷头模块的间隙粗调和间隙细调的喷头倾斜度调节机构，其中，所述喷头倾斜度调节机构包括：
锁定螺丝、中空螺丝、锁定板和锁定螺母，
所述中空螺丝具有在其外表面上的第一螺纹区段和在所述外表面上的第二螺纹区段，所述第一螺纹区段的螺距与所述第二螺纹区段的螺距不同，所述第一螺纹区段被配置成与所述波纹管组件的调平板的内螺纹孔接合，所述第二螺纹区段与所述锁定螺母的内螺纹接合，
所述锁定螺丝具有被配置为与所述波纹管组件的套环中的螺纹孔接合的下部外螺纹区段和与所述中空螺丝中的上插座的肩部接合的上部螺丝头，并且
所述锁定板能从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述锁定螺母与所述中空螺丝一起旋转，并且在所述第二位置，所述锁定螺母不能旋转，所述喷头倾斜度调节机构在所述锁定板处于所述第一位置时提供粗调，而在所述锁定板处于所述第二位置时提供细调。


8.根据权利要求7所述的喷头倾斜度调节机构，其中，所述中空螺丝上的所述第一螺纹区段和所述第二螺纹区段具有相同的取向。


9.根据权利要求7所述的喷头倾斜度调节机构，其中，所述锁定板包括：在其外端处的手柄，在其内端处能够与所述锁定螺母接合的宽槽，以及从所述宽槽中向外延伸的窄槽，所述窄槽被配置为容纳拧入所述套环的锁定板螺丝，所述锁定板螺丝具有能够抵靠所述锁定板紧固以防止所述锁定板移动的螺丝头。


10.根据权利要求7所述的喷头倾斜度调节机构，其中，当所述锁定板处于所述第一位置时，所述喷头倾斜度调节机构能够在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.02英寸至约0.04英寸的间隙粗调，并且当所述锁定板处于所述第二位置时，在所述中空螺丝每旋转一整圈中提供约0.002英寸到0...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗彬，蒂莫西·斯科特·托马斯，达明·斯莱文，大卫·坎普，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US