用于膜均勻性的旋轉溫控基板底座的制作方法

專利名稱：用于膜均勻性的旋轉溫控基板底座的制作方法
技術領域：
本申請涉及到包括沉積、圖形化和薄膜及涂層處理中使用的裝置、工藝和
材料的制造技術解決方案，典型實例包括(但不限于)以下應用半導體和介
電材料和器件，硅基晶片和平板顯示器(諸如TFT)。
背景技術：
常規半導體處理系統在其中含有一個或多個處理室的以及用于在其間移 動基板的裝置。基板可通過機械臂在室之間傳送，該機械臂能延伸以拾取基板、 收縮且之后再次延伸以將基板定位在不同的目的室。每一個室都具有底座或者 支撐基板的某種等效方式以用于處理。
底座可以是被構成為加熱基板的處理室中的加熱板。在機械臂放下基板和 該臂返回以拾取基板之間通過機械的、壓力差的或者靜電的裝置將該基板保持 到底座。升降銷(liftpin)通常用于在機械操作期間升高晶片。
在室中進行一個或多個半導體制造工藝步驟，諸如退火基板或沉積或蝕刻 基板上的膜。橫跨基板的處理均勻性總是考慮因素并且在某些處理中已經成為 主要挑戰。以下實例將有助于示出不足。在一些處理步驟中介電膜必須沉積到 復雜拓撲(topologies)上。已經開發出很多技術將電介質沉積到狹窄間隙中，
4包括有時采用等離子體技術的化學氣相沉積技術的變形。
由于引入反應物垂直的碰撞軌道以及同時的濺射活性，已經將高密度等離
子體(HDP) -CVD用于填充很多幾何結構。但是，部分地由于缺少隨著最初 撞擊的移動性，因此一些非常狹窄的間隙已經延伸從而產生空隙。在沉積之后 回流材料將填充空隙，但是如果電介質主要是例如Si02，則其也會消耗晶片 不可忽略的一部分熱平衡(thermal budget)。
借助于其高表面移動性，可流動材料諸如旋涂玻璃(SOG)已經用于填充 沒有完全被HDP-CVD填充的一些溝槽。SOG作為液體施加且施加之后被烘 焙以去除溶劑，從而將材料轉換成固態玻璃膜。當粘稠度低時對于SOG增強 了間隙填充和平坦化能力，但是這也是其中固化期間膜收縮率高的情況。明顯 的膜收縮導致高的膜應力和層離問題，對于厚膜尤其是這樣。
對于一些化學物質，在于基板表面上實施的處理期間，分離氧化前體和有 機硅垸前體的傳遞路徑能產生可流動膜。由于在表面上生長而非傾瀉該膜，因 此在參與目前任選的烘焙步驟的降低收縮率的處理期間允許蒸發降低粘稠度 所需的有機成分。分離的低側(downside)是沉積膜在基板表面上僅自由流動 一段時間。前體的有機成分必須受到控制，以使在該段時間期間，過孔和其他 高縱橫比幾何結構被填充而沒有流限空隙(yield-limiting voids)。如果生長膜 的粘稠度升高過快，則膜均勻度也會受到影響。


圖1示出了在氧化和由于硅垸前體之間分離的非常簡單的實施例。該圖示 出了在處理期間存在的幾種元素。氧化前體(例如氧(o2)、臭氧(o3)、) 可通過等離子體120 "遠程"激勵，意思是其不直接激勵從其它路徑(在此示 出為兩個管子110)到達的氣體。圖1的管子能運載有機硅烷前體(例如TEOS、 OMCTS、…)，防止兩種前體之間的化學反應直到其至少在處理區域130內部 和可能在基板表面107附近或上。示出了通過底座組件101、 105支撐的基板。
注意，自垂直管的氧的路徑能受到導流片(baffle) 124的影響，目的是 阻止在基板表面上方不均勻的反應，其明顯地影響所沉積膜的特性和厚度的均 勻性。已經對調整管110的位置和數量以及更加明顯的改變傳送硬件進行了嘗 試，但沒有完全成功。
正列舉的啟發性實例決不僅是缺乏均勻性的基板處理技術。甚至在電介質 沉積的技術中，常規PECVD和HDP-CVD處理中的氣體供給方法也會導致缺少沉積均勻性。在各種基板處理步驟中，現有技術中仍需要進一步地改善均勻 性。

發明內容
所公開的實施例包括基板處理系統，其具有處理室和至少部分地設置在室 中的基板支撐組件。基板支撐組件可通過馬達旋轉。盡管這種旋轉，在實施例 中，該系統仍允許電流、冷卻流體、氣體和真空在處理室外部的非旋轉源和處 理室內部的可旋轉基板支撐組件之間傳送。在電流的情況下，旋轉導體電連接 到靜止導體。對于流體(包括氣體，液體和真空)，旋轉通道流體連接到靜止 通道。冷卻流體和電連接可用于改變由基板支撐組件支撐的基板溫度。電連接
也能用于靜電夾持晶片到支撐組件。 一個或多個旋轉密封(其可是低摩擦o
型環)用于保持真空同時仍允許基板組件旋轉。真空泵能連接到用于夾持晶片 的端口或者用于差動抽吸旋轉密封的其他端口 。
在一些實施例中， 一個或多個加熱元件可被定位在基板支撐部件內或周 圍。在一些實施例中，冷卻元件可被設置在基板支撐部件內或周圍以降低支撐 部件和基板的溫度。冷卻元件也可被構成為冷卻旋轉密封以延長其使用期限。
支撐組件可進一步包括連接到軸的提升機械用于升高和降低基板支撐組件。
所公開的實施例還進一步包括半導體處理系統，其具有偏心旋轉基板支撐 組件，其至少部分設置在膜沉積室內部。基板支撐組件可包括基板支撐部件，
連接到基板支撐部件的軸和連接到軸以旋轉基板支撐部件的馬達。軸被定位成 偏離基板支撐組件中心以產生支撐組件相對于軸旋轉的偏心旋轉。
所公開的另外的實施例包括半導體處理系統，其具有至少部分被設置在膜 沉積室內部的能傾斜的基板支撐組件。基板支撐組件可包括基板支撐部件、連 接到基板支撐部件的軸和連接到軸以旋轉基板支撐部件的馬達。基板支撐部件 支撐基板，其相對于軸傾斜從而當基板支架旋轉時產生搖擺。
更多實施例和特征部分地在以下的說明書中列出，和一旦査看了說明書， 部分地對于本領域技術人員就是顯而易見的，且通過實施所公開的實施例可學 習到更多實施例。所公開實施例的特征和優點可借助于說明書中公開的手段、 組合和方法實現和獲得。可通過參考說明書的剩余部分和附圖了解所公開實施例的本質和優點的 進一步理解，附圖中貫穿幾個附圖使用相似參考數字表示相似部件。在一些例
子中，子標(sublabd)與參考數字相關且之后連字符表示多個相似部件中的 一個。當對參考數字作參考而沒有對存在的子標的說明時，旨在表示所有這種 多個相似部件。
圖1示出了用于通過分離的氧化和有機硅垸前體生長膜的沉積室內現有
技術處理區域和遠程等離子體區域的示意圖2示出了根據所公開實施例的基板支撐組件的側視圖； 圖3示出了在軸外殼內部基板支撐軸(部分的基板支撐組件)的截面圖； 圖4示出根據所公開實施例的具有流過旋轉液壓聯軸節的溫控流體、軸和
基板支撐部件的基板支撐組件 ，
圖5示出了根據所公開實施例的具有流過旋轉液壓聯軸節且冷卻基板支 撐軸的旋轉密封區域的冷卻流體的基板支撐組件；
圖6示出了根據所公開實施例在沉積氧化物膜期間不具有或具有10RPM 基板旋轉的49個點的測量圖7示出了根據所公開實施例的基板處理系統；
圖8示出了根據所公開的實施例的基板處理室。
具體實施例方式
所公開實施例的實施方案包括基板支撐組件，將其改進成在于處理室內部 進行處理期間允許基板旋轉。由于旋轉能實施更加均勻的處理，因此事實上在 所有處理步驟中都希望該旋轉。在沉積處理的情況下，基板旋轉能改善所沉積 膜的厚度均勻性。當包括在沉積處理中的反應物具有低的或者瞬時的表面移動 性時，旋轉晶片將特別有助于產生更加均勻的膜。結果，所公開的實施例將有 助于降低基板回流步驟和沉積的溫度，由此允許在其他位置消耗熱平衡 (thermal budget)。所公開的實施例適合于沉積所有材料(例如金屬、半導體 和絕緣層)。
通過設置在室內部的馬達提供在處理室中旋轉基板的能力需要結合旋轉密封。使用一個或優選多個O型環的旋轉密封組件商業上可被特別被設計或 獲得且可由各種材料制成。必須向O型環密封施加壓力以允許處理室保持明 顯不同于外部壓力的內部壓力。提供機械力以按壓O型環和O型環的彈性確 保產生密封。機械力能通過重力、可調整的固定機械裝置(如螺栓)或者通過
各種其他實質上等同的裝置提供。也可使用通常不稱作o型環的可壓縮密封。 一種其他方法包括在兩個同心環工件中設計一個或多個o型環溝槽，和
確保選擇內部和外部直徑以施加制造商推薦壓力從而按壓O型環。圖2示出 了一個這種環形工件。幾個(來從Performance Seasling公司的)全氟代彈性 體O型環示出了限制于旋轉基板支撐軸上的溝槽中的210。重要的是選擇對于 旋轉應用推薦的密封產品。這種O型環可具有Teflon⑧外殼、Teflon⑧涂層、 嵌入的潤滑劑或減少摩擦(替換方式包括來自Ferrotec的Ferrofluidic⑧)的一 些其他方式。在組件處理期間，外部圓柱被設置在限制O型環上方以在該實 施例中實現處理密封。在另一實施例中，O型環可被限制在外部圓柱(未示出) 中。
圖2中，旋轉密封是O型環，其與基板支撐底座一起旋轉。在一些實施 例中，所示出的基板支撐組件能沿著基板支撐軸的軸往返移動(例如向上和向 下)。這在一些處理中和機械控制中是有用的參數。還應當注意，旋轉密封可 被設置在靜止的匹配工件(未示出)中。盡管在這種實施例中O型環是靜止 的，但是其也可被稱作旋轉密封。
再次參考圖2中的圖，兩個相鄰的O型環標記為210。頂部那個上方的區 域與處理室內部相鄰或者是其一部分，同時在底部O型環下方的區域可以處 于大氣壓下。不管室內部的壓力與室外部的壓力相比不同還是相同，對兩個相 鄰的O型環之間的區域施加真空都是有益的以降低污染物進入到處理室中的 機會。因此，泵送端口貼裝到兩個O型環密封之間以抽空該區域。該技術被 稱作差動泵送，且在最佳條件下或者如果第一 O型環密封存在問題時，能有 助于保護處理區域不受自室外部的空氣泄漏的影響。可在多于一個位置(例如 每對三組的O型環之間)實施差動泵送。如果該處理與一些物理氣相沉積 (PVD)處理相同受益于特別低的泄漏率(這種室將通常具有低的基本壓力， 例如<10—5乇)，則特別希望是這樣的。此處和貫穿全文，術語真空用于描述 各種被抽空的區域。真空明顯不缺乏所有的氣體或流體，但是真空能保持在一個大氣壓(760乇)之下的壓力以提供各種益處。
組裝的實施例于圖3中示出且示出了密封在可旋轉基板支撐軸340和靜止 旋轉密封外殼350之間的受壓的O型環310。在圖3中描述了三個真空連接， 其中兩個321、 324是用于否則將進入到處理室中的空氣或氣體的排空區域 (voiding region)。真空連接324用于抽空空氣的任何泄漏或俘獲體積的靜止 旋轉密封外殼的頂部凸緣之間的密封。真空連接321是之前結合圖2描述的差 動泵送端口，其提供了抵擋空氣從下部360進入到處理區域的第二條線路。一 些替換結構受益于使用這些端口作為凈化端口，這里，惰性氣體(諸如N2) 通過區域(例如324)流動以取代反應種類。
圖3中剩余的真空連接327存在于一些實施例中且在之后通過軸(實質上 不論可旋轉位置如何)中的孔的可旋轉基板支撐軸340周邊附近提供真空從而 甚至在旋轉期間也允許真空用于"夾持"或保持基板至底座。這種類型的連接 稱作旋轉流體接合器或旋轉液壓聯軸節且能用于真空，如所示出的，但是也傳 導氣流或液體流。對于圖3的真空應用，如果在處理室中的壓力高于真空泵在 底座附近產生的壓力，則發生基板夾持。雖然真空夾持在低壓處理諸如PVD 中不是非常有用，但是采用0.5乇以上處理壓力的很多處理(諸如Aletrona) 能使用保持基板的這種方法。示出了所有三個真空連接都具有90。配合(fittings) 和收縮配合(compression fitting)聯接，但是替換方法構造也是可以的。
更加完整的基板支撐組件于圖4中示出且表示所公開的實施例。再次標記 差動泵送端口 421和真空夾持端口 427以提供透視圖。在該實施例中，增加另 外的端口和部件以允許調整基板溫度。為了能進行這種調整，該實施例包括商 業上可獲得(例如從Deublin公司)且裝配有靜止流體連接404的旋轉流體接 合器(imion)。冷卻流體在通過替換的通道返回且通過旋轉接合器408排出之 前向上流過旋轉接合器，通過基板支撐軸和部件(或該實施例中的底座)412。 該基板處理中典型的應用是降低基板溫度但是"冷卻流體"也可用于溫暖底座。 貫穿該文件使用術語流體的標準定義；流體可以是液體、氣體或其組合。因此， 例如，旋轉液壓聯軸節能用于耦合冷卻流體但是也可以是氣體或真空。
冷卻流體可以廣泛地是多種流體，且實施例中可以是單獨的水或者例如與 乙二醇相組合。希望冷卻流體通路的內壁是兼容的，而不管使用何種冷卻流體 來最大化裝置的使用壽命。在不同實施例中，基板溫度可保持在5。C和120°C或20。C和60。C之間的所需溫度。通過(來自例如Thermo Scientific的)再循 環冷卻器控制冷卻流體溫度。盡管再循環的流體將通常在再循環冷卻器中冷 卻，但是也能將其加熱并之后用于升高基板溫度。
在相同或其他實施例中，旋轉流體接合器用于運載冷卻流體以冷卻密封機 械裝置，從而降低摩擦和熱組合以減弱旋轉密封的機會。在圖5中描述了示出 該功能的實施例。這種情況下，旋轉流體接合器508被設置成緊密靠近旋轉密 封外殼550。用于導向冷卻流體的通路被設計成基板支撐軸以允許旋轉密封區 域中的循環。示出了兩個靜止流體連接504。也示出了差動泵送端口且標記為 521。
在一些實施例中，旋轉電引線用于各種目的，包括加熱、冷卻、基板溫度 測量、基板電勢偏置和靜電夾持基板至基板支撐部件。這各種應用對結合到基 板支撐組件的旋轉電引線(rotary electrical feed-through)的選擇構成了限制。 這些應用中的一些需要高電流(例如電阻樣品加熱)、高電壓(例如靜電夾持) 和/或低噪音(例如熱耦合輸出)。例如，在一個所公開的實施例中，電阻加 熱器被設置在基板支撐底座中或附近以加熱基板至IO(TC和90(TC之間的溫 度。旋轉電引線的替換名稱包括旋轉電耦合或接合器。
旋轉電引線于圖5中示出。靜止電接觸531提供了至相應旋轉電接觸533 的電連接。合適旋轉電傳導的機械裝置包括金屬電刷(brush)、金屬刷子 (brushing)、滾珠軸承、滾圈和液體水銀。可使用滑動金屬電刷，每一個都 與分離的金屬環接觸且傳導明顯的電信號和/或提供明顯的電源。其他類型的 電接觸也以相似方式提供多個信號。在另一實施例中，通過"滾圈"提供旋轉 電接觸，其中傳導盤(conducting disk)在傳導管內部旋轉，其內徑大于盤直 徑。在移動接觸點附近制作實質上恒定的接觸。另一實施例通過經由受限的 Mercury槽旋轉兩個固態傳導工件提供了一種旋轉電接觸，這種情況下，電功 率和信號通過液體傳導。
所有列出的機械裝置都能設計成提供所列應用所需要的電壓和電流。但 是，使用液體水銀接合器降低了電阻的不均勻性，其能實現從處理系統以較低 退化輸出的小熱偶信號。最小化旋轉期間熱電阻的不均勻性也降低了能縮短旋 轉電接合器部件有效壽命的放電(sparking)的機會。在旋轉密封的大氣一側 整體取代旋轉電接合器在多個實施例中發生且消除了對在多個實施例中真空兼容的旋轉電接合器的需要。因此，當用于描述旋轉電接合器時的術語旁路
(feed-through)不限于描述能保持一側真空和另 一側大氣壓的連接。
不管是連接機械裝置還是取代物,在單個旋轉接合器中都可制作多于一個 電連接。四個連接接合器可用于以電阻輸出加熱基板和通過監控熱偶讀取溫 度。只要滿足電氣特性，就希望具有盡可能多的電連接以獲得盡可能大的適應
性。 .
電動機能用于旋轉處理室外部的基板組件，其引起基板底座和基板(當存 在時)在室內旋轉。馬達共軸地貼裝到基板組件的軸但是也可與齒輪、皮帶、 鏈條或等同連接物中的一個或幾個耦合。如果底座以公知的角度位置停止移 動，則最容易的是將基板傳送到室內和外部。這種考慮的結果是，在旋轉之后 馬達具有到達特定角度的能力(也稱作導航能力(homing capabiiity))。 一些 馬達商業上可獲得，在完成一個周期的旋轉時其將自動導航。馬達在每一種方 法或方法中的步驟之后導航。實施例中，馬達是中空軸馬達(hollow shaft motor)或者是中空齒輪馬達(例如從Oriental馬達或Sanyo Denki馬達獲得)。 中空尺寸馬達以低的外型輪廓建立高轉矩且導致良好的角度控制。示出的這種 馬達與圖4 (418)和圖5 (518)的基板支撐組件結合。當馬達旋轉時，能寫 入軟件以控制其旋轉速度和加速度。
使用所公開實施例的典型結果于圖6中示出。示出的是示出玻璃厚度關于 其平均值的偏移的49個點的圓形基板(即晶片)圖。這些特定膜是通過被設 計以填充狹窄間隙的工藝(Applied Materials的Aletrona⑧工藝)生長的氧化 硅膜。兩個物理上相差別的路徑用于進入氧化和由于硅垸前體的供給，避免反 應直到在基板表面附近或上。氧化前體通過遠程等離子體系統預處理以產生氧 基。實線625表示每個氧化膜具有相似于所有49個點平均值的平均厚度的大 致位置。對于較厚和較薄的讀出數據示出了一致厚度的其他線，該較厚和較薄 讀出數據分別在加和減標志附近作出。在這些測量期間的邊緣排除約為3mm。 不旋轉的情況下(于圖6中左側示出的)，所沉積膜是除了大量的緊密間 隔的線，表示膜厚度快速的且大的變化。引入近10RPM的非常適度的旋轉提 供了非常不同的結果(見圖6的右側)。等厚度線的數量降低了且增加了間隔 (separation^很多條線形成了基本圓形的圖形，表示所期望的沉積的旋轉對 稱。樣品統計對比例(以下在圖6中示出兩個晶片圖)也示出了完全的改進。在左欄中的百分比是關于所測量值的平均值統計的偏移。對于在沉積期間不旋
轉的晶片的晶片圖具有標準偏移39.6%，同時對于旋轉的晶片的晶片圖具有實 質上3.0%的較低測量偏移。
所公開的實施例可通過構造基板支撐部件以支持基板從而使基板中心步 驟基板支撐軸的軸上來進一步限定。當軸旋轉時，基板將旋轉，但是基板中心 也將關于軸的中心旋轉。在另一公開的實施例中，基板的軸(垂直于基板表面 平面的中心線)關于基板支撐軸的軸傾斜，導致基板支撐組件旋轉時的搖擺現 象。兩種改進都降低了基板上處理的對稱性，其能均勻化處理步驟的實際結果 諸如所沉積膜的厚度。在實施例中，基板軸相對于基板支撐軸的軸的傾^M、于 約0.1。。
在實施例中，可調整該傾斜作為方法步驟的一部分。希望在沉積之前使得 基板在非傾斜位置處下降并進入到傾斜位置。 一旦完成處理，基板就能返回到 非傾斜位置。能通過使用旋轉流體接合器中的一個將其設計成典型的底座，以 提供氣體的驅動壓力到一個或多個鎖位(captured)的柱塞(plunger)中，其 升高基板支撐部件的一側。 一旦除去驅動壓力，底座就返回到非傾斜位置。
示范性基板處理系統
沉積系統的實施例可結合到用于制造集成電路芯片的較大制造系統中。圖 7示出了根據所公開實施例的沉積、烘焙和固化室的一個這種系統700。在圖 中， 一對FOUP 702提供一個(多個)基板(例如300mm直徑晶片)，其通過 機械臂704接收并在被設置到晶片處理室708a-f中的一個之前被設置到低壓 保持區域706。第二機械臂710用于將基板晶片從保持區域706傳送到處理室 708a-f和返回。
處理室708a-f可包括用于沉積、退火、固化和/或蝕刻基板晶片上可流 動介電膜的一個或多個系統部件。在一種結構中，兩對處理室(例如708c-d 和708e-f)可用于在基板上沉積可流動介電材料，和第三對處理室(例如 708a-b)可用于退火所沉積的電介質。在另一結構中，相同的兩對處理室(例 如708c-d和708e-f)可被構成為沉積和退火基板上的可流動介電膜，同時第 三對室(例如708a-b)可用于UV或E束固化所沉積膜。在再一結構中，所 有三對室(例如708a-f)都被構成為在基板上沉積和固化介電膜。在再一結構
12中，兩對處理室(例如708c-d和708e-f)可用于沉積和UV或E束固化可流 動電介質，同時第三對處理室(例如708a-b)可用于退火介電膜。將理解， 通過系統700可預期用于可流動介電膜的沉積、退火和固化室的其他結構。
此外，將處理室708a-f中的一個或多個構造為濕法處理室。這些處理室 包括在包括濕氣的大氣中加熱可流動介電膜。由此，系統700的實施例可包括 濕法處理室708a-b和退火處理室708c-d，以對所沉積的介電膜進行濕法和干 法退火。
圖8示出了示范性處理系統850的另一實施例，這里設置在側面管子853 上方的多孔板852從頂部入口 854分配前體。多孔板852分配通過穿過板厚 度的多個開口分配前體。該板可取代圖1中的導流片124或者與其結合使用。 板852例如可具有從約10至2000個開口 (例如200個開口)。中所示出的實 施例中，多孔板可分配氧化氣體，諸如原子氧和/或其他含氧氣體諸如TEOS 或OMCTS。中所示出的結構中，氧化氣體被引入到在含硅前體上方的沉積室 中，其也可被引入到沉積基板上方(從側面的管子853)。
通過上述幾個實施例，本領域技術人員將理解可使用各種改進、替換構造 和等同物而不脫離所公開實施例的精神。此外，非常公知的處理和元件的數量 已經公開以避免不必要的模糊本發明。因此,上述描述不應限制本發明的范圍。
提供數值范圍的地方，應理解，也特別公開了該范圍的上限和下限之間的 每個中間值至下限值單位的十分之一，除非上下文中另外清楚地指出。也包括 所述范圍任意所述值或中間值與該所述范圍內任何其他所述的或中間值之間 的每個較小范圍。這些較小范圍的上限和下限可單獨包括或排除在該范圍內， 且在所述范圍內任意特別排除的界限的條件下，兩個界限中的任一個、任一個 都不或兩個都包括在較小范圍內的每個范圍也包括在本發明中。在所述范圍包 括一個或兩個界限的情況下，也包括排除了這些所包括界限中的任一個或兩個 的范圍。
如在此以及在所附的權利要求中所使用的，單數形式的"一個"和"那個" 包括復數參考，除非上下文清楚另外說明。由此，例如，參考"一個工藝"包 括多個這種工藝且參考"那個馬達"包括參考一種或多種馬達以及本領域技術 人員公知的其等價物，等等。
而且，詞語"包括"、"包括有"、"含有"、"具有"和"包含"，當用在該說明書以及附屬的權利要求中時旨在指定存在所述特征、整體、部件或步驟， 但是其不排除存在或附加一個或多個其他部件、整體、部件、步驟、動作或組
權利要求
1.一種半導體處理系統，包括處理室，具有能保持不同于外部室壓力的內部室壓力的內部；泵送系統，連接到所述處理室且適合于從所述處理室移走材料；基板支撐組件，包括適合于在所述處理室內部支撐基板的基板支撐部件和以旋轉固定方式連接到所述基板支撐部件的基板支撐軸，所述基板支撐軸能相對于所述處理室旋轉；馬達，連接到所述基板支撐軸且以1RPM和2000RPM之間的旋轉速度旋轉所述基板支撐組件；至少一個旋轉密封，連接在所述基板支撐軸和所述處理室之間，即使在所述基板支撐組件旋轉時，所述旋轉密封也允許系統保持不同于外部室壓力的內部室壓力；至少一個旋轉液壓聯軸節，其被構造成在處理室中的至少一個靜止通道和至少一個旋轉通道之間傳導流體；和旋轉電引線，其被構成為允許電流在處理室外部的至少一個靜止導體和處理室內部的至少一個可旋轉導體之間傳遞。
2. 如權利要求1的半導體處理系統，其中至少一個旋轉密封包括至少兩個 旋轉密封和差動泵送端口被構成為提供用于從至少兩個旋轉密封之間去除氣 體的通路。
3. 如權利要求1的半導體處理系統，其中旋轉電引線用于提供功率給基板 支撐部件附近的加熱器，其提供熱源以增加基板支撐部件和基板的溫度。
4. 如權利要求1的半導體處理系統，其中旋轉電引線用于提供電壓給基板 支撐部件的靜電夾持機械裝置。
5. 如權利要求1的半導體處理系統，其中旋轉速度在約10RPM和約 120RPM之間。
6. 如權利要求1的半導體處理系統，其中馬達被構造為以順時針和逆時針 方向旋轉軸。
7. 如權利要求1的半導體處理系統，其中至少一個旋轉流體耦合終端兩個 用于循環溫控流體通過旋轉基板支撐組件。
8. 如權利要求7的半導體處理系統，其中溫控流體通過基板支撐軸中的通路以降低基板支撐部件和基板的溫度。
9. 如權利要求7的半導體處理系統，其中溫控流體通過基板支撐軸中的通 路以冷卻至少一個旋轉密封。
10. 如權利要求1的半導體處理系統，其中至少一個旋轉流體耦合中的一 個用于向上傳導真空通過基板支撐軸至基板支撐部件以將基板夾持在基板支 撐部件上。
11. 如權利要求1的半導體處理系統，其中旋轉電引線利用由液體水銀、 金屬電刷和金屬刷子、滾珠軸承和滾圈構成的組中的至少一個制作旋轉電連 接。
12. 如權利要求1的半導體處理系統，其中基板是圓形的且基板中心在基 板支撐軸的軸上以使當基板旋轉時基板中心不明顯旋轉。
13. 如權利要求1的半導體處理系統，其中基板是圓形的且基板中心不在 基板支撐軸的軸上以使基板支撐軸旋轉時基板中心旋轉。
14. 如權利要求1的半導體處理系統，其中基板是圓形的且基板的軸相對 于基板支撐軸的軸傾斜以當基板支撐軸旋轉時產生搖擺。
15. 如權利要求14的半導體處理系統，其中基板的軸自基板支撐軸的軸的 傾斜為約0.1。以下。
16. 如權利要求14的半導體處理系統，其中在膜沉積期間可調整基板的軸 的傾斜。
17. 如權利要求14的半導體處理系統，其中在膜沉積期間從非傾斜位置調 整基板傾斜位置。
18. 如權利要求1的半導體處理系統，其中系統包括連接到基板支撐軸的 升降機械裝置用于升高和降低基板支撐部件。
全文摘要
描述了一種基板處理系統。該系統包括處理室和至少部分地設置在室內的基板支撐組件。該基板支撐組件可通過馬達旋轉，也允許電、冷卻流體、氣體和真空從處理室外部的非旋轉源傳送到處理室內部的旋轉基板支撐組件。冷卻流體和電連接用于升高或降低由基板支撐組件支撐的基板溫度。電連接也能用于靜電夾持晶片至支撐組件。一個或多個旋轉密封(其可以是低摩擦O型環)可用于保持處理壓力同時仍允許基板組件旋轉。真空泵可連接到用于夾持晶片的端口。該泵也可用于當存在兩對以上旋轉密封時差動泵送一對旋轉密封之間的區域。
文檔編號H01L21/00GK101527254SQ20081017528
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月10日 優先權日2007年11月8日
發明者柯比·H·弗洛伊德, 迪米特里·盧伯米爾斯基 申請人:應用材料股份有限公司