[發明專利]用于半導體處理的晶片定位基座

有效

• 申請號: 201780076683.0
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN110062818B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 保羅·孔科拉;卡爾·利瑟;伊斯瓦·斯里尼瓦桑
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458;C23C16/50;C23C16/455;H01L21/68;H01L21/687;H01L21/02
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張華

一種組件在用于在晶片上沉積膜的處理室中使用并且包括從中心軸延伸的基座。致動器配置用于控制基座的運動。中心軸在致動器和基座之間延伸，中心軸配置成沿著中心軸線移動基座。升降墊被配置為擱置在基座上并且具有墊頂表面，該墊頂表面被配置為支撐放置在其上的晶片。墊軸在致動器和升降墊之間延伸并控制升降墊的運動。墊軸定位在中心軸內，并且被配置成當基座處于向上位置時將升降墊與基座頂表面分離處理旋轉位移。墊軸配置成在第一和第二角度方位之間相對于基座頂表面旋轉。

技術領域

所提供的實施方案涉及半導體襯底處理方法和設備工具，更具體地，涉及用于在不同晶片到基座方位處理晶片的晶片定位基座。

背景技術

改進的膜均勻性在等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)和等離子體原子層沉積(ALD)技術中是重要的。實現PECVD和ALD的室系統與導致不均勻膜沉積的硬件特征相關聯。例如，硬件特征會與室不對稱性和基座不對稱性相關聯。此外，許多工藝經歷各種起源的方位角不均勻性。隨著客戶越來越傾向于將管芯定位成更靠近晶片邊緣，這種方位角不均勻性對整體不均勻性的數值貢獻增加。盡管盡最大努力使損傷和/或不均勻的沉積分布最小化，但傳統的PECVD和等離子體ALD方案仍然需要改進。

特別地，執行PECVD和ALD的多站模塊的特征在于大的開放式反應器，其會有助于方位角不均勻性(例如，θ方向上的NU)。例如，一些不均勻性可能導致特征膜厚度朝向反應器中心的主軸轉移機構傾斜。由于不均勻的物理室幾何形狀(包括由組裝和部件制造公差引起的那些)，單工作站模塊中也存在不均勻性。

傳統上，通過物理地傾斜噴頭來補償沉積不均勻性，使得噴頭有意地定向成不平行于基座。雖然不是優異的解決方案，但它在歷史上是有效的。然而，該方案的有效性正在變得越來越有限，特別是當管芯尺寸減小并且晶片的邊緣越來越多地用于管芯時。

在不旋轉硬件特征的情況下在多個方位處理晶片已被證明在濾除方位角非均勻性方面是有效的。現有技術中最基本的當前方法包括部分處理晶片，從處理室移除晶片，在單獨的晶片處理器中旋轉晶片，然后重新插入晶片以在新的方位進一步處理。這種方法的主要優點是室內沒有硬件旋轉。然而，該現有技術解決方案具有吞吐量、污染和顯著的額外硬件方面的缺點。

現有技術中的另一種解決方案在處理期間旋轉整個基座。然而，該解決方案具有將與基座相關的不均勻性與晶片一起旋轉的不利特性。在這種情況下，基座可以具有不均勻的特征，該不均勻的特征不會被取消并且會在處理期間出現在晶片上。此外，晶片在袋中的邊緣效應是另一類非均勻性，該非均勻性在處理期間當整個基座旋轉時，與晶片直接一起旋轉。也就是說，基座旋轉(例如，在ALD氧化物沉積中)不會明顯改善不均勻性。此外，除了有限的性能之外，旋轉整個基座還需要以將RF功率傳遞通過旋轉基座為代價。這需要昂貴的電路來通過滑環進行阻抗匹配，以將足夠的RF功率傳遞給等離子體。旋轉整個基座也使輸送流體和氣體(例如用于冷卻)復雜化。另外，存在于基座中的加熱系統也需要旋轉，這增加了成本和復雜性。

在此背景下，出現了本公開內容。

發明內容

本實施方案涉及在單站和多站系統中的PECVD和ALD工藝期間提供改進的膜均勻性。本公開的實施方案提供了在不旋轉基座的情況下旋轉晶片，這有利地濾除室的不對稱性和基座的不對稱性兩者。