[發明專利]高壓蒸氣退火處理設備

有效

• 申請號: 201880072145.9
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111373519B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: J·M·舒浩勒;R·B·沃派特;C·T·卡爾森;J·C·伯拉尼克;T·J·富蘭克林;D·伯拉尼克;A·韋伯
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/673
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 汪駿飛;侯穎媖

本文提供用于退火半導體基板的設備，例如批處理腔室。批處理腔室包含：腔室主體，封閉內部容積；匣，可移動地設置于內部容積內；以及栓塞，耦合至該匣的底部壁。腔室主體具有穿過腔室主體的底部壁的孔洞，并且與一個或更多個加熱器交界，該加熱器可操作以維持腔室主體處于大于290℃的溫度。該匣經配置以升高以在該匣上裝載多個基板以及降低以密封內部容積。該栓塞經配置以在內部容積內上下移動。該栓塞包含面向下的密封，該密封經配置以與腔室主體的底部壁的頂部表面接合并且關閉穿過腔室主體的底部壁的孔洞。

技術領域

本公開的實施例一般涉及集成電路的制造，且具體地涉及用于退火一個或更多個半導體基板的設備。

背景技術

半導體器件(例如，存儲器裝置、邏輯設備、微處理器等)的形成涉及在半導體基板上沉積一個或更多個薄膜。使用該薄膜以產生需要的電路以制造半導體器件。退火為一種熱處理工藝，用于在所沉積薄膜上達成多種效應以改良其電屬性。例如，可使用退火以激活摻雜劑、致密所沉積的薄膜、或改變所生成的薄膜的狀態。

自幾十年前采用以來，半導體器件幾何形狀在大小上急遽減小。增加的裝置密度導致結構特征具有減小的空間尺寸。例如，在高的深寬比(深度對寬度的比例)的空隙及溝槽中，現代半導體器件的結構特征窄至一點，而使用材料填充空隙變得極具挑戰性，特別是不能可靠地控制填充空隙的材料屬性。適于改良成塊沉積材料的屬性的傳統退火處理無法展現改良沉積于高的深寬比特征中的材料的屬性的能力。

因此，具有針對用于退火半導體基板的改良的方法及設備的需求。

發明內容

本公開的實施例一般涉及用于退火一個或更多個半導體基板的設備。在一個實施例中，公開了一種批處理腔室。該批處理腔室包含：腔室主體，該腔室主體封閉內部容積；匣，可移動地設置在該內部容積內；以及栓塞，該栓塞耦合至該匣的底部壁。該腔室主體具有穿過該腔室主體的底部壁的開口。軸件設置為穿過在該腔室主體中形成的該開口且該軸件耦合至該匣。該腔室主體與一個或更多個加熱器交界，該加熱器可操作以維持腔室主體處于大于290℃的溫度。該匣經配置以升高至第一位置以在該匣上裝載多個基板，以及降低進入該第一位置下方的第二位置以用于處理。該栓塞包含面向下的密封，該密封經配置以在該匣位于該第二位置中時與該腔室主體的該底部壁的頂部表面接合。該密封環繞該開口和該軸件，且密封抵靠該腔室主體的該底部壁。

在另一個實施例中，批處理腔室包含：腔室主體，該腔室主體封閉內部容積；匣，可移動地設置在該內部容積內；以及中空圓柱殼，設置在該內部容積內。該腔室主體與一個或更多個加熱器交界，該加熱器可操作以維持腔室主體處于大于290℃的溫度。該匣在第一位置和該第一位置下方的第二位置之間可移動。在第一位置中，該匣設置于該殼上方。在第二位置中，該匣被該殼環繞。在該殼的內表面和該匣之間設置一個或更多個加熱器。

而在另一個實施例中，批處理腔室包含：腔室主體，該腔室主體封閉內部容積；匣，可移動地設置在該內部容積內；栓塞，該栓塞耦合至該匣的底部壁；中空圓柱殼，設置在該內部容積內；蓋，設置于該匣上；以及門，經配置以可密封地關閉穿過該腔室主體的側壁形成的裝載端口。該腔室主體包含一個或更多個加熱器，該等加熱器可操作以維持腔室主體處于大于290℃的溫度。該匣具有穿過該匣的底部壁形成的一個或更多個氣體入口開口。該匣在第一位置和該第一位置下方的第二位置之間可移動。在第一位置中，該匣設置于該殼上方。在第二位置中，該匣被該殼側向地環繞。該栓塞耦合至軸件且包含環繞開口的面向下的密封并且經配置以在該匣位于該第二位置中時與該腔室主體的該底部壁的頂部表面接合。該栓塞也包含設置于該栓塞中的冷卻通道。該殼具有設置于該殼的內表面上的一個或更多個加熱器。該蓋具有大于該殼的外徑的直徑。

附圖說明

為了可以詳細理解本公開上述特征中的方式，可通過參考實施例而具有本公開的更具體的描述(簡短總結如上)，其中一些圖示于所附附圖中。然而，注意所附附圖僅圖示示例性實施例，因為本公開可允許其他等效實施例。