具有空间分离的单个晶片处理环境制造技术

描述了用来处理一或多个晶片的装置及方法。围绕旋转轴用圆形配置布置了多个处理站。具有限定旋转轴的可旋转中心基部、从所述中心基部延伸的至少两个支撑臂、及所述支撑臂中的每个上的加热器的支撑组件被定位为与所述处理站相邻，使得可在各种处理站之间移动所述加热器以执行一或多种处理条件。

Single chip processing environment with spatial separation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有空间分离的单个晶片处理环境
本公开内容大致与用于沉积薄膜的装置相关。详细而言，本公开内容与具有多个可动加热晶片支撑件及空间分离的处理站的装置相关。
技术介绍
目前的原子层沉积(ALD)工艺具有许多潜在的问题及困难。许多ALD化学物质(例如前驱物及反应物)是“不兼容的”，这意味着所述化学物质不能被混合在一起。若不兼容的化学物质混合，则化学气相沉积(CVD)工艺可能发生而不是ALD工艺。CVD工艺一般具有较ALD工艺为低的厚度控制，及/或可能造成气相粒子的产生，气相粒子的产生可能造成生成设备中的缺陷。对于一次将单种反应气体流到处理腔室中的传统时域ALD工艺而言，存在着长的净化/泵出时间，使得化学物质不在气相下混合。空间性ALD腔室可较时域ALD腔室所能够泵送/净化的速度为快速地从一个环境向第二环境移动一或多个晶片，而造成较高的产量。半导体工业需要可在较低的温度下(例如低于350℃)沉积的高质量的膜。为了在低于会用唯热工艺来沉积膜的温度的温度下沉积高质量的膜，需要替代的能量源。可使用等离子体解决方案来向ALD膜提供离子及自由基形式的额外能量。挑战是在垂直侧壁ALD膜上得到充足的能量。一般是在与晶片表面正交的方向上将离子加速通过晶片表面上方的鞘。因此，离子向水平ALD膜表面提供了能量，但向垂直面提供了不足量的能量，因为离子与垂直面平行地移动。一些处理腔室并入了电容耦合等离子体(CCP)。CCP是在顶电极与晶片之间产生的，这常称为CCP平行板等离子体。CCP平行板等离子体跨两个鞘产生了非常高的离子能量，且因此在垂直侧壁面上表现得非常不良。通过在空间上将晶片移动到针对用较低的能量及对于晶片表面用较广的角度分布产生高自由基通量及离子通量而优化的环境，可达成较佳的垂直ALD膜性质。此类等离子体源包括微波、电感耦合等离子体(ICP)、或具有第三个电极的较高频率CCP解决方案(亦即等离子体是在晶片上方的两个电极之间产生的且不将晶片用作主要电极)。目前的空间性ALD处理腔室用恒速在加热的圆形台板上旋转多个晶片，这将晶片从一个处理环境移动到相邻的环境。不同的处理环境产生了不兼容的气体的分离。然而，目前的空间性ALD处理腔室并不允许针对等离子体暴露优化等离子体环境，而造成不均匀性、等离子体损伤及/或处理弹性问题。例如，处理气体跨晶片表面而流动。因为晶片围绕偏移轴而旋转，晶片的前缘及后缘具有不同的流线。此外，在晶片的内径边缘与外径边缘之间亦存在着由在内缘处的较慢速度及外缘处的较快速度所造成的流量差。这些流量不均匀性可被优化但不能被消除。可能在将晶片暴露于不均匀的等离子体时产生等离子体损伤。这些空间性处理腔室的恒速旋转需要将晶片移进及移出等离子体，且因此晶片中的一些部分暴露于等离子体同时其他区域是在等离子体之外的。并且，由于恒定的转速，可能难以改变空间性处理腔室中的暴露时间。举个例子，一种工艺使用0.5秒暴露于气体A，之后是1.5秒的等离子体处理。因为工具在恒定的转速下运行，进行此步骤的唯一的方式是使得等离子体环境比气体A分配环境大3倍。若要执行气体A及等离子体时间是相等的另一工艺，则会需要改变硬件。目前的空间性ALD腔室仅可将转速慢下来或加速，但不能在不改变腔室硬件以用于较小或较大的区域的情况下调整步骤之间的时间差。因此，在本领域中存在着改良的沉积装置及方法的需要。
技术实现思路
本公开案的一或多个实施方式针对包括可旋转中心基部、至少两个支撑臂及加热器的支撑组件。所述可旋转中心基部限定旋转轴。所述支撑臂中的每个从所述中心基部延伸，且具有与所述中心基部接触的内端、及外端。具有支撑面的加热器定位在所述支撑臂中的每个的所述外端上。本公开内容的额外实施方式针对包括外壳、多个处理站及支撑组件的处理腔室。所述外壳具有限定内部容积的壁、底部及顶部。所述多个处理站在所述外壳的所述内部容积中。所述处理站是围绕旋转轴用圆形布置定位的。所述处理站中的每个包括具有前面的气体注射器。所述气体注射器中的每个的所述前面是实质共面的。所述支撑组件在所述外壳的定位在所述多个处理站下方的所述内部容积中。所述支撑组件包括可旋转中心基部，所述可旋转中心基部具有从所述中心基部延伸的多个支撑臂。各个支撑臂具有与所述中心基部接触的内端、及外端。具有支撑面的加热器定位在所述支撑臂中的每个的所述外端上。附图说明可通过参照实施方式来获得可用以详细了解上文所载的本公开内容特征的方式及上文简要概述的本公开内容的更详细描述，所述实施方式中的一些被绘示在附图中。然而，要注意，附图仅绘示此公开内容的一般实施方式且因此并不视为本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可容许其他等效的实施方式。图1示出依据本公开内容的一或多个实施方式的处理腔室的横截面等角视图；图2示出依据本公开内容的一或多个实施方式的处理腔室的横截面图；图3示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的仰视平行投影图；图4示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的俯视平行投影图；图5示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的俯视平行投影图；图6示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的横截面侧视图；图7示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的部分横截面侧视图；图8示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的部分横截面侧视图；图9是依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的部分横截面侧视图；图10A是依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑板的俯视等角视图；图10B是图10A的支撑板沿着线10B-10B’截取的横截面侧视图；图11A示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑板的仰视等角视图；图11B是图11A的支撑板沿着线11B-11B’截取的横截面侧视图；图12A示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑板的仰视等角视图；图12B是图12A的支撑板沿着线12B-12B’截取的横截面侧视图；图13是依据本公开内容的一或多个实施方式的处理腔室的顶板的横截面等角视图；图14是依据本公开内容的一或多个实施方式的处理站的分解横截面图；图15是依据本公开内容的一或多个实施方式的处理腔室的顶板的示意横截面侧视图；图16是依据本公开内容的一或多个实施方式的处理腔室中的处理站的部分横截面侧视图；图17是依据本公开内容的一或多个实施方式的处理平台的示意表示；图18A到图18I示出依据本公开内容的一或多个实施方式的处理腔室中的处理站配置的示意图；图19A及图19B示出依据本公开内容的一或多个实施方式的工艺的示意表示；及图20示出依据本公开内容的一或多个实施方式的支撑组件的横截面示意表示。具体实施方式在描述本公开内容的若干示例性实施方式之前，要了解，本公开内容不限于以下说明中所阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开内容能够包括其他实施方式及用各种方式实行或实现。如本文中所使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支撑组件，包括：/n可旋转中心基部，限定旋转轴；/n至少两个支撑臂，从所述中心基部延伸，所述支撑臂中的每个具有与所述中心基部接触的内端、及外端；及/n加热器，定位在所述支撑臂中的每个的所述外端上，所述加热器具有支撑面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171027 US 62/578,3651.一种支撑组件，包括：
可旋转中心基部，限定旋转轴；
至少两个支撑臂，从所述中心基部延伸，所述支撑臂中的每个具有与所述中心基部接触的内端、及外端；及
加热器，定位在所述支撑臂中的每个的所述外端上，所述加热器具有支撑面。


2.如权利要求1所述的支撑组件，其中所述支撑臂与所述旋转轴正交地延伸。


3.如权利要求1所述的支撑组件，其中存在着三个支撑臂及三个加热器。


4.如权利要求1所述的支撑组件，其中存在着四个支撑臂及四个加热器。


5.如权利要求1所述的支撑组件，其中所述加热器支撑面是实质共面的。


6.如权利要求1所述的支撑组件，其中所述加热器的中心定位在距所述旋转轴的距离处，使得在旋转所述中心基部之后，所述加热器就在圆形路径中移动。


7.如权利要求1所述的支撑组件，所述支撑组件更包括：至少一个马达，连接到所述中心基部，所述至少一个马达被配置为围绕所述旋转轴旋转所述支撑组件。


8.如权利要求1所述的支撑组件，所述支撑组件更包括：至少一个密封平台，围绕所述加热器而定位，所述密封平台具有顶面，所述顶面形成与由所述加热器的所述支撑面所形成的主要平面实质平行的主要平面。


9.如权利要求8所述的支撑组件，其中每个加热器具有密封平台，所述密封平台围绕所述加热器而定位，所述密封平台形成环形顶面。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·赖斯，约瑟夫·奥布赫恩，桑吉夫·巴鲁贾，曼德亚姆·斯里拉姆，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US