描述了一种基板处理系统。该系统包括处理室和至少部分地设置在室内的基板支撑组件。该基板支撑组件可通过马达旋转，也允许电、冷却流体、气体和真空从处理室外部的非旋转源传送到处理室内部的旋转基板支撑组件。冷却流体和电连接用于升高或降低由基板支撑组件支撑的基板温度。电连接也能用于静电夹持晶片至支撑组件。一个或多个旋转密封（其可以是低摩擦Ｏ型环）可用于保持处理压力同时仍允许基板组件旋转。真空泵可连接到用于夹持晶片的端口。该泵也可用于当存在两对以上旋转密封时差动泵送一对旋转密封之间的区域。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及到包括沉积、图形化和薄膜及涂层处理中使用的装置、工艺和材料的制造技术解决方案，典型实例包括(但不限于)以下应用半导体和介电材料和器件，硅基晶片和平板显示器(诸如TFT)。
技术介绍
常规半导体处理系统在其中含有一个或多个处理室的以及用于在其间移 动基板的装置。基板可通过机械臂在室之间传送，该机械臂能延伸以拾取基板、 收縮且之后再次延伸以将基板定位在不同的目的室。每一个室都具有底座或者 支撑基板的某种等效方式以用于处理。底座可以是被构成为加热基板的处理室中的加热板。在机械臂放下基板和 该臂返回以拾取基板之间通过机械的、压力差的或者静电的装置将该基板保持 到底座。升降销(liftpin)通常用于在机械操作期间升高晶片。在室中进行一个或多个半导体制造工艺步骤，诸如退火基板或沉积或蚀刻 基板上的膜。横跨基板的处理均匀性总是考虑因素并且在某些处理中已经成为 主要挑战。以下实例将有助于示出不足。在一些处理步骤中介电膜必须沉积到 复杂拓扑(topologies)上。已经开发出很多技术将电介质沉积到狭窄间隙中，4包括有时采用等离子体技术的化学气相沉积技术的变形。由于引入反应物垂直的碰撞轨道以及同时的溅射活性，已经将高密度等离子体(HDP) -CVD用于填充很多几何结构。但是，部分地由于缺少随着最初 撞击的移动性，因此一些非常狭窄的间隙已经延伸从而产生空隙。在沉积之后 回流材料将填充空隙，但是如果电介质主要是例如Si02，则其也会消耗晶片 不可忽略的一部分热平衡(thermal budget)。借助于其高表面移动性，可流动材料诸如旋涂玻璃(SOG)已经用于填充 没有完全被HDP-CVD填充的一些沟槽。SOG作为液体施加且施加之后被烘 焙以去除溶剂，从而将材料转换成固态玻璃膜。当粘稠度低时对于SOG增强 了间隙填充和平坦化能力，但是这也是其中固化期间膜收縮率高的情况。明显 的膜收縮导致高的膜应力和层离问题，对于厚膜尤其是这样。对于一些化学物质，在于基板表面上实施的处理期间，分离氧化前体和有 机硅垸前体的传递路径能产生可流动膜。由于在表面上生长而非倾泻该膜，因 此在参与目前任选的烘焙步骤的降低收縮率的处理期间允许蒸发降低粘稠度 所需的有机成分。分离的低侧(downside)是沉积膜在基板表面上仅自由流动 一段时间。前体的有机成分必须受到控制，以使在该段时间期间，过孔和其他 高纵横比几何结构被填充而没有流限空隙(yield-limiting voids)。如果生长膜 的粘稠度升高过快，则膜均匀度也会受到影响。附图说明图1示出了在氧化和由于硅垸前体之间分离的非常简单的实施例。该图示 出了在处理期间存在的几种元素。氧化前体(例如氧(o2)、臭氧(o3)、) 可通过等离子体120 远程激励，意思是其不直接激励从其它路径(在此示 出为两个管子110)到达的气体。图1的管子能运载有机硅烷前体(例如TEOS、 OMCTS、…)，防止两种前体之间的化学反应直到其至少在处理区域130内部 和可能在基板表面107附近或上。示出了通过底座组件101、 105支撑的基板。注意，自垂直管的氧的路径能受到导流片(baffle) 124的影响，目的是 阻止在基板表面上方不均匀的反应，其明显地影响所沉积膜的特性和厚度的均 匀性。已经对调整管110的位置和数量以及更加明显的改变传送硬件进行了尝 试，但没有完全成功。正列举的启发性实例决不仅是缺乏均匀性的基板处理技术。甚至在电介质 沉积的技术中，常规PECVD和HDP-CVD处理中的气体供给方法也会导致缺少沉积均匀性。在各种基板处理步骤中，现有技术中仍需要进一步地改善均匀 性。
技术实现思路
所公开的实施例包括基板处理系统，其具有处理室和至少部分地设置在室 中的基板支撑组件。基板支撑组件可通过马达旋转。尽管这种旋转，在实施例 中，该系统仍允许电流、冷却流体、气体和真空在处理室外部的非旋转源和处 理室内部的可旋转基板支撑组件之间传送。在电流的情况下，旋转导体电连接 到静止导体。对于流体(包括气体，液体和真空)，旋转通道流体连接到静止 通道。冷却流体和电连接可用于改变由基板支撑组件支撑的基板温度。电连接也能用于静电夹持晶片到支撑组件。 一个或多个旋转密封(其可是低摩擦o型环)用于保持真空同时仍允许基板组件旋转。真空泵能连接到用于夹持晶片 的端口或者用于差动抽吸旋转密封的其他端口 。在一些实施例中， 一个或多个加热元件可被定位在基板支撑部件内或周 围。在一些实施例中，冷却元件可被设置在基板支撑部件内或周围以降低支撑 部件和基板的温度。冷却元件也可被构成为冷却旋转密封以延长其使用期限。支撑组件可进一步包括连接到轴的提升机械用于升高和降低基板支撑组件。所公开的实施例还进一步包括半导体处理系统，其具有偏心旋转基板支撑 组件，其至少部分设置在膜沉积室内部。基板支撑组件可包括基板支撑部件，连接到基板支撑部件的轴和连接到轴以旋转基板支撑部件的马达。轴被定位成 偏离基板支撑组件中心以产生支撑组件相对于轴旋转的偏心旋转。所公开的另外的实施例包括半导体处理系统，其具有至少部分被设置在膜 沉积室内部的能倾斜的基板支撑组件。基板支撑组件可包括基板支撑部件、连 接到基板支撑部件的轴和连接到轴以旋转基板支撑部件的马达。基板支撑部件 支撑基板，其相对于轴倾斜从而当基板支架旋转时产生摇摆。更多实施例和特征部分地在以下的说明书中列出，和一旦査看了说明书， 部分地对于本领域技术人员就是显而易见的，且通过实施所公开的实施例可学 习到更多实施例。所公开实施例的特征和优点可借助于说明书中公开的手段、 组合和方法实现和获得。可通过参考说明书的剩余部分和附图了解所公开实施例的本质和优点的 进一步理解，附图中贯穿几个附图使用相似参考数字表示相似部件。在一些例子中，子标(sublabd)与参考数字相关且之后连字符表示多个相似部件中的 一个。当对参考数字作参考而没有对存在的子标的说明时，旨在表示所有这种 多个相似部件。图1示出了用于通过分离的氧化和有机硅垸前体生长膜的沉积室内现有技术处理区域和远程等离子体区域的示意图2示出了根据所公开实施例的基板支撑组件的侧视图； 图3示出了在轴外壳内部基板支撑轴(部分的基板支撑组件)的截面图； 图4示出根据所公开实施例的具有流过旋转液压联轴节的温控流体、轴和基板支撑部件的基板支撑组件 ，图5示出了根据所公开实施例的具有流过旋转液压联轴节且冷却基板支 撑轴的旋转密封区域的冷却流体的基板支撑组件；图6示出了根据所公开实施例在沉积氧化物膜期间不具有或具有10RPM 基板旋转的49个点的测量图7示出了根据所公开实施例的基板处理系统；图8示出了根据所公开的实施例的基板处理室。 具体实施例方式所公开实施例的实施方案包括基板支撑组件，将其改进成在于处理室内部 进行处理期间允许基板旋转。由于旋转能实施更加均匀的处理，因此事实上在 所有处理步骤中都希望该旋转。在沉积处理的情况下，基板旋转能改善所沉积 膜的厚度均匀性。当包括在沉积处理中的反应物具有低的或者瞬时的表面移动 性时，旋转晶片将特别有助于产生更加均匀的膜。结果，所公开的实施例将有 助于降低基板回流步骤和沉积的温度，由此允许在其他位置消耗热平衡 (thermal bu本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体处理系统，包括： 处理室，具有能保持不同于外部室压力的内部室压力的内部； 泵送系统，连接到所述处理室且适合于从所述处理室移走材料； 基板支撑组件，包括：适合于在所述处理室内部支撑基板的基板支撑部件和以旋转固定方式 连接到所述基板支撑部件的基板支撑轴，所述基板支撑轴能相对于所述处理室旋转； 马达，连接到所述基板支撑轴且以１ＲＰＭ和２０００ＲＰＭ之间的旋转速度旋转所述基板支撑组件； 至少一个旋转密封，连接在所述基板支撑轴和所述处理室之间，即使 在所述基板支撑组件旋转时，所述旋转密封也允许系统保持不同于外部室压力的内部室压力； 至少一个旋转液压联轴节，其被构造成在处理室中的至少一个静止通道和至少一个旋转通道之间传导流体；和 旋转电引线，其被构成为允许电流在处理室外部的至 少一个静止导体和处理室内部的至少一个可旋转导体之间传递。
【技术特征摘要】
US 2007-11-8 60/986,329;US 2008-4-29 12/111,8171.一种半导体处理系统，包括处理室，具有能保持不同于外部室压力的内部室压力的内部；泵送系统，连接到所述处理室且适合于从所述处理室移走材料；基板支撑组件，包括适合于在所述处理室内部支撑基板的基板支撑部件和以旋转固定方式连接到所述基板支撑部件的基板支撑轴，所述基板支撑轴能相对于所述处理室旋转；马达，连接到所述基板支撑轴且以1RPM和2000RPM之间的旋转速度旋转所述基板支撑组件；至少一个旋转密封，连接在所述基板支撑轴和所述处理室之间，即使在所述基板支撑组件旋转时，所述旋转密封也允许系统保持不同于外部室压力的内部室压力；至少一个旋转液压联轴节，其被构造成在处理室中的至少一个静止通道和至少一个旋转通道之间传导流体；和旋转电引线，其被构成为允许电流在处理室外部的至少一个静止导体和处理室内部的至少一个可旋转导体之间传递。2. 如权利要求1的半导体处理系统，其中至少一个旋转密封包括至少两个 旋转密封和差动泵送端口被构成为提供用于从至少两个旋转密封之间去除气 体的通路。3. 如权利要求1的半导体处理系统，其中旋转电引线用于提供功率给基板 支撑部件附近的加热器，其提供热源以增加基板支撑部件和基板的温度。4. 如权利要求1的半导体处理系统，其中旋转电引线用于提供电压给基板 支撑部件的静电夹持机械装置。5. 如权利要求1的半导体处理系统，其中旋转速度在约10RPM和约 120RPM之间。6. 如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪米特里卢伯米尔斯基，柯比H弗洛伊德，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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