[發明專利]一種在半導體處理裝置中動態調節噴頭傾斜的致動器

在審

• 申請號: 202110242694.X
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN113174586A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 約翰·威爾特斯
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/54;H01L21/67
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;張華

本發明公開了一種用于調節半導體襯底處理裝置中的噴頭的噴頭調節機構包括：至少一個致動器組件，該致動器組件可動態地操作以相對于襯底基座的與所述噴頭的面板鄰近的上表面調節所述面板的平行度，該至少一個致動器組件中的每一個包括：壓電疊堆；具有第一端和第二端的杠桿，該杠桿在第一端上機械地耦合到所述壓電疊堆，并且在第二端上機械地耦合到所述噴頭以使所述噴頭沿至少一個傾斜方向移動，該杠桿可機械地操作以放大所述壓電疊堆的位移；和杠桿樞轉點，其耦合到所述杠桿并且位于所述杠桿的所述第一端和所述第二端之間。

本申請是申請號為201611224666.0，申請日為2016年12月27日，申請人為朗姆研究公司，發明創造名稱為“一種在半導體處理裝置中動態調節噴頭傾斜的致動器”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于處理半導體襯底的半導體襯底處理裝置，并且可以發現在執行薄膜的化學氣相沉積中特別有用。

背景技術

半導體襯底處理裝置用于通過包括物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強原子層沉積(PEALD)、脈沖沉積層(PDL)、分子層沉積(MLD)、等離子體增強脈沖沉積層(PEPDL)處理、蝕刻和抗蝕劑去除的技術處理半導體襯底。例如，用于處理半導體襯底的一種類型的半導體襯底處理裝置包括含有噴頭模塊的反應室和在反應室中支撐半導體襯底的襯底基座模塊。噴頭模塊將工藝氣體輸送到反應室中，使得可以處理半導體襯底。在這種室中，噴頭模塊的安裝和移除可能是耗時的，此外，如果噴頭模塊的下表面不平行于襯底基座模塊的上表面，則可能發生在襯底處理期間的不均勻的膜沉積(即，方位角變化)。

發明內容

本文公開了一種用于處理半導體襯底的半導體襯底處理裝置。所述半導體襯底處理裝置包括：化學隔離室，在該化學隔離室中處理單個的半導體襯底，其中頂板形成所述化學隔離室的上壁；工藝氣體源，其與所述化學隔離室流體連通，以將工藝氣體供應到所述化學隔離室中；噴頭模塊，其將來自所述工藝氣體源的所述工藝氣體輸送到所述處理裝置的處理區域中，在所述處理區域中處理所述單個的半導體襯底，其中所述噴頭模塊包括附接到桿的下端的基板，其中，有氣體通道穿過其中的面板形成所述基板的下表面；襯底基座模塊，其被配置為在所述襯底的處理期間在所述面板下方的所述處理區域中支撐所述半導體襯底；和噴頭模塊調節機構，其支撐在所述頂板中的所述噴頭模塊，其中所述噴頭模塊調節機構能動態地操作以相對于所述襯底基座模塊的與所述面板鄰近的上表面調節所述噴頭模塊的面板的平坦化，其中所述噴頭模塊調節機構包括至少一個致動器組件。

所述噴頭模塊調節機構可以包括：至少一個致動器組件，其使得所述噴頭模塊能在至少一個傾斜方向上動態運動。所述至少一個致動器組件可以包括：杠桿，其機械地放大壓電疊堆和撓曲底座(mount)的位移，以將所述杠桿耦合到致動器殼體。所述至少一個致動器組件還可以包括上撓曲部分，其耦合在所述壓電疊堆的上端和容納所述壓電疊堆的致動器殼體之間，并且，其中所述撓曲底座耦合到所述杠桿和所述壓電疊堆的底端，并且其中所述上撓曲部分和所述撓曲底座被構造成減小所述壓電疊堆上的應力。所述噴頭模塊調節機構可以被構造成使得：(a)三個致動器組件用以實現所述噴頭模塊在兩個傾斜方向運動和軸向平移運動；(b)所述杠桿的與所述壓電疊堆相對的端部引起耦合到波紋管組件的頂板的調節螺桿的運動；(c)所述杠桿的與所述壓電疊堆相對的端部經由承窩凹槽作用在所述調節螺桿的球接頭上；(d)所述噴頭模塊附接到所述波紋管組件的頂板；(e)所述撓曲底座在橫向和豎直平移中約束所述杠桿；(f)上撓曲部分、撓曲底座和致動器殼體的組合熱膨脹與所述壓電疊堆的熱膨脹匹配；或者，(g)噴頭模塊調節機構在約3毫弧度的范圍內動態調節所述噴頭模塊的面板的傾斜度。所述噴頭模塊調節機構還可以以優于0.15毫弧度的分辨率動態地調節所述噴頭模塊的所述面板的位置。

在致動器組件的實施方式中，所述至少一個致動器組件還包括：杠桿，其機械地放大壓電疊堆的位移；球窩接頭，其耦合到所述壓電疊堆的底端和所述杠桿；以及上撓曲部分，其耦合在所述壓電疊堆的上端和容納所述壓電疊堆的致動器殼體之間。