用于半导体处理系统的功率分配印刷电路板技术方案

一种半导体处理系统，包括用于向一辐射能量源的组件输送功率的印刷电路板结构。在一个实施例中，印刷电路板结构形成对于该辐射能量源组件的可抽真空的包封。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及半导体处理系统，特别涉及具有处理室和热源组件的半导体处理系统。在半导体芯片制造中采用快速热处理(RTP)系统以产生、化学改变或刻蚀半导体晶片上的表面结构。一种如在美国专利US5155336中介绍的这样的RTP系统包括半导体处理室和位于该半导体处理室上的灯头(lamphead)或热源组件。该半导体处理室可以配有减压(RP)适配器板以用于低压操作。该RP适配器板包括下部石英窗口、上部石英窗口以及夹在下部和上部石英窗口之间的增强部件。该增强部件可由不锈钢制成并包括两个间隔板和一个环绕环，它们共同地确定封闭体积。多个管焊接到板中的通孔以形成光通道。若干热辐射源(如灯)设置在灯头中。灯通过布线环供电，布线环通过大功率电缆连接到电源控制器。布线环包括多端板到灯的布线以及灯到灯的互连线。布线环和灯头电缆的组装和测试可能很昂贵和耗时。在处理期间，来自灯的辐射通过上部窗口、光通道和下部窗口照射到处理室内的晶片上。通过这种方式，将晶片加热到所需的处理温度。在处理期间处理室内的压力可以为次大气压。处理室内的减压导致下部窗口的下表面上的负压。由板和环绕环限定的封闭容积内的压力可以减小到低于或接近于处理室内压力的压力，以便防止下部窗口的倒塌。为此，一排气口延伸穿过环绕环并连接到泵以减小由间隔板和和环限定的封闭容积内的压力。专利技术概述一般地说，本专利技术涉及半导体处理系统。在一个方案中，本专利技术的特征在于具有上表面和下表面的辐射能量源的组件。一窗口与所述组件的下表面形成密封，而一印刷电路板结构与所述组件的上表面形成密封。该印刷电路板结构被配置为向辐射能量源分配功率。窗口和印刷电路板结构形成了包括所述组件的可抽真空的包封。特别的实施方式可包括一个或多个下述特征。可在上述印刷电路板结构和组件的上表面之间设置一基板，使得窗口、基板和印刷电路板结构形成包括了所述组件的可抽真空的包封。可采用夹紧环将印刷电路板固定到基板上。可采用多个O形圈密封保持包封的真空完整性。上述印刷电路板结构可包括真空屏障层、基底印刷电路板层和插座层。基底印刷电路板层具有导电迹线和插孔以向辐射能量源分配功率。插座层包括多个插孔，该多个插孔配置用以容纳上述辐射能量源。该辐射能量源具有柔性基座，该基座被容纳于插座层的一个插孔中。在另一方案中，本专利技术的特征在于在半导体处理中所使用的系统，包括位于外壳(其具有上表面和下表面)内的辐射能量源的组件。印刷电路板结构与该外壳的上表面形成密封并向辐射能量源分配功率。窗口与该外壳的下表面形成密封。盖与印刷电路板结构形成密封。外壳、窗口、印刷电路板结构以及盖形成一个可抽真空的包封，其封闭了辐射能量源和一部分印刷电路板结构。这个系统还可包括位于盖和印刷电路板结构之间的O形圈密封。在又一方案中，本专利技术的特征在于位于具有上表面和下表面的外壳中的辐射能量源组件，其中一印刷电路板与该外壳的上表面形成密封。该印刷电路板配置为向辐射能量源分配功率。窗口与该外壳的下表面形成密封。外壳、窗口和印刷电路板形成可抽真空的包封。该系统还可包括插座层，该插座层具有配置成用以容纳辐射能量源的多个插孔。该辐射能量源可包括柔性基座，该柔性基座具有构成为从印刷电路板接收功率的多个电连接器。每个电连接器可设置在柔性基座的插头内，并且每个插座层的插孔均可构成为容纳其中一个插头，以便防止电弧放电。每个插头可具有圆环形凹槽，该圆环形凹槽被构成为可容纳O形圈而与插座层插孔的内表面接合。插头可具有凸形表面以接合上述插座层插孔的内表面。在印刷电路板和组件的上表面之间可设置一基板。可设置多个O形圈以保持包封的真空完整性。在再一方案中，本专利技术的特征在于一种半导体处理系统，其具有带有窗口和支架的处理室，其中在处理期间该支架上可放置基片。该系统还包括一辐射能量源的组件，该组件位于窗口的一侧，与支架一侧相对，用以引导辐射能通过窗口并辐射到支架上的基片上。印刷电路板结构位于辐射能组件的一侧，与窗口一侧相对，用以向辐射能量源分配功率。窗口和印刷电路板结构被密封到辐射能量源组件上，从而辐射能量源组件能够被抽空到低于或等于处理室内的压力的压力。在又一个方案中，本专利技术的特征在于用于基片的热处理的系统。该系统包括具有窗口的处理室。该系统还包括辐射能量源和反射器的组件，反射器设置在处理室的外部而与窗口相邻，用以引导辐射能穿过该窗口而辐射到处理室内的基片上。印刷电路板结构位于组件的一侧，与窗口一侧相对，并连接到组件的上表面上，以便向辐射能量源分配功率。印刷电路板结构和窗口可对于组件密封而形成可抽真空的包封。可采用真空泵将外壳和处理室抽空。印刷电路板结构可包括真空屏障层、基底印刷电路板层和插座层。在另一方案中，本专利技术的特征在于向半导体处理系统的辐射能量源组件分配功率的印刷电路板结构。该印刷电路板结构包括基底印刷电路板层，该层具有被构成为容纳上述辐射能量源的电连接器的导电插孔和向该导电插孔输送功率的导电迹线。特殊实施方式可包括一个或多个下述特征。上述印刷电路板结构可包括插座层，该层具有被构成为容纳上述辐射能量源的基部的插孔。插座层由电绝缘材料构成。辐射能量源的基部是柔性的并容纳一对电连接器，每个电连接器被构成为可被容纳于一个对应的基底印刷电路板层插孔内。辐射能量源的基部可包括用于防止各电连接器之间、以及电连接器与地之间发生放电的装置。放电防止装置设置在插座层插孔内。印刷电路板结构还可包括真空屏障层。以下为本专利技术的其中部分优点不再需要RP适配器板，这大大降低了成本。去掉RP适配器板的另一优点是提高了从灯头向处理室的能量传递。印刷电路板(PCB)结构提供两个功能功率分配和灯头真空屏障。采用印刷电路板结构用做真空包封的一部分使设计得以简单化。印刷电路板结构还提供了在电流布线环设计之上的其它优点，包括降低成本、减小尺寸和复杂性。印刷电路板结构能向灯头组件分配200千瓦(kw)以上的功率。印刷电路板结构的温度保持在安全材料限制内以防止出现故障。真空完整性得到保持，同时使需要抽真空的容积最小化。用于灯头组件的主功率电缆位于真空包封的外部，这就不再需要真空馈送装置，并减少了排气问题和潜在的电压放电部位。部件成本、部件数量、组装时间以及测试时间都减少了。提供具有柔性基座的灯是为了适应灯管和插座层插孔之间的不完全对准。柔性基座使灯得以直接插入印刷电路板。结果是大大减小了复杂性。通过下列详细说明、附图以及权利要求，本专利技术的其它特征和优点会变得更加明显。附图简要说明参照附图并借助例子而进一步说明本专利技术，其中附图说明图1A是根据本专利技术的半导体处理系统的示意性侧视图。图1B是图1A中灯头组件的示意性分解图。图2是沿着图1中的线2-2截取的半导体处理系统的剖面图。图3A是图1A中的半导体处理系统的一部分的放大图。图3B是本专利技术的印刷电路板组件的示意性分解图。图4是可在图1A的灯头组件中使用的灯的示意图。图5是可用在图1A的灯头结构中的另一种灯的示意图。图6是连接到本专利技术的印刷电路板结构的灯的示意图。图7是根据本专利技术的具有圆周形式的夹紧环的灯头组件的示意性侧视图。图8是根据本专利技术的具有真空室盖的灯头组件的示意性侧视9是根据本专利技术的具有电绝缘层的灯头组件的示意性侧视图。图10是根据本专利技术的没有基板的灯头组件的示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体处理系统，包括：　　　　具有上表面和下表面的辐射能量源的组件；　　　　与该组件的下表面形成密封的窗口；和　　　　与该组件的上表面形成密封并构成为向该辐射能量源分配功率的印刷电路板结构；　　　　其中该窗口和该印刷电路板结构形成包括所述组件的可抽真空的包封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2000-11-9 09/710,5181.一种半导体处理系统，包括具有上表面和下表面的辐射能量源的组件；与该组件的下表面形成密封的窗口；和与该组件的上表面形成密封并构成为向该辐射能量源分配功率的印刷电路板结构；其中该窗口和该印刷电路板结构形成包括所述组件的可抽真空的包封。2.根据权利要求1的系统，还包括设置在该印刷电路板结构和该组件的上表面之间的基板；且其中所述的窗口、基板和印刷电路板结构形成包括所述组件的可抽真空的包封。3.根据权利要求2的系统，还包括将该印刷电路板结构固定到该基板上的夹紧环。4.根据权利要求3的系统，还包括用于保持所述包封的真空完整性的多个O形圈。5.根据权利要求1的系统，其中该印刷电路板结构包括真空屏障层。6.根据权利要求5的系统，其中该印刷电路板结构还包括具有导电迹线和向该辐射能量源分配功率的插孔的基底印刷电路板层。7.根据权利要求6的系统，还包括设置在该组件的上表面和该基底印刷电路板层之间的电绝缘层。8.根据权利要求6的系统，其中该印刷电路板结构还包括插座层，该插座层具有构成为用以容纳该辐射能量源的多个插孔。9.根据权利要求8的系统，其中每个该辐射能量源包括被容纳在所述插座层的插孔之一内的柔性基座。10.一种在半导体处理中使用的系统，包括辐射能量源的组件，其位于具有上表面和下表面的外壳内；形成与该外壳的上表面的密封并构成为向该辐射能量源分配功率的印刷电路板结构；形成与该外壳的下表面的密封的窗口；和形成带有印刷电路板结构的密封的盖；其中所述外壳、窗口、印刷电路板结构和盖形成可抽真空的包封，其封闭了该辐射能量源和一部分所述印刷电路板结构。11.根据权利要求10的系统，还包括位于该盖和该印刷电路板结构之间的O形圈密封。12.一种在半导体处理中使用的系统，包括辐射能量源的组件，其位于具有上表面和下表面的外壳内；形成与该外壳的上表面的密封并构成为向该辐射能量源分配功率的印刷电路板；形成与该外壳的下表面的密封的窗口；且其中所述外壳、窗口和印刷电路板形成可抽真空的包封。13.根据权利要求12的系统，还包括插座层，该插座层具有构成为用以容纳该辐射能量源的多个插孔。14.根据权利要求13的系统，其中每个该辐射能量源包括具有多个电连接器的柔性基座，其中该电连接器构成为可从所述印刷电路板接收功率。15.根据权利要求14的系统，其中每个该电连接器设置在该柔性基座的插头中，并且每个插座层插孔构成为容纳该插头之一，以便防止产生电弧。...

【专利技术属性】
技术研发人员：RC博厄斯，PJ斯特法斯，
申请(专利权)人：应用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]