專利名稱：改良膜厚度不均勻性與粒子表現的cvd設備的制作方法
技術領域：
本發明的實施例大體上是關于半導體基材處理設備與技術。
背景技術：
集成電路包含藉由各種技術所沉積的多層材料，所述各種技術包括化學氣相沉積。如此，經由化學氣相沉積(CVD)在半導體基材上沉積材料是制造集成電路的工藝中的關鍵步驟。典型的CVD腔室可具有用于在處理期間加熱基材的經加熱基材支撐件、用于將工藝氣體導進腔室的氣體通口、以及用于維持腔室內處理壓力以及移除過剩氣體或處理副產物的泵抽通口。發明人已觀察到，由于導進處理腔室且朝向泵抽通口的氣體流態的原因， 難以在基材上維持均勻的沉積輪廓。此外，內部腔室部件發射率的差異導致腔室內的熱分布輪廓不均勻，因此基材上的熱分布輪廓亦不均勻。此外，熱的不均勻性也會由腔室的一般非對稱設計引發(例如，一側包括用以引進及送出基材的狹縫閥，而所述泵抽通口一般配置在所述腔室的相對側)。發明人進一步觀察到，橫跨基材表面的熱分布輪廓中的此不均勻性會進一步導致基材上材料沉積的不均勻性。這進而導致在平整化或在進一步處理之前需以其他方式修復基材時中造成的進一步花費，或可能導致集成電路一起失效。因此，發明人已提供一種改良的設備，以用于在CVD腔室中均勻地沉積材料于基材上。
發明內容
本發明的實施例提供用于諸如藉由化學氣相沉積(CVD)在基材上沉積層的改良設備。在此所揭露的本發明的設備可有利地助于實現以下效果的一種或多種在給定的處理腔室內能沉積具有減少的膜厚度不均勻性的膜、改良的粒子表現(例如，在處理腔室中所形成的膜上粒子減少)、在多個處理腔室中的腔室對腔室表現匹配以及改良的處理腔室耐用性。在一些實施例中，一種用于處理基材的設備可包括處理腔室，所述處理腔室具有下部組件以及上部組件，所述上部組件經由鉸合件可動地耦接至所述上部組件，其中所述下部組件包括腔室主體，所述腔室主體具有配置在所述腔室主體中的基材支撐組件，且其中所述上部組件包括蓋組件；以及氣體饋入裝置，所述氣體饋入裝置耦接至所述腔室主體以及所述蓋，以助于氣體從氣體板流至所述處理腔室的內部，其中所述氣體饋入裝置包含耦接至所述蓋組件的上部主體以及耦接至所述腔室主體的下部主體，其中所述上部主體包括一個或多個上部通口，而所述下部主體包括對應的一個或多個下部通口，且其中當所述蓋在關閉位置時，所述一個或多個上部通口與所述對應的一個或多個下部通口配合。這些及其他優點將于下文更詳盡描述。
參照繪示于附圖中的實施例，可獲得如上文所簡短總結的本發明的更特定的描述，如此可得到詳細了解本發明的前述特征的方法，其中一些實施例在附圖中示出。然而， 應注意，附圖僅繪示本發明的典型實施例，且因此不欲視為對本發明范圍的限制，因為本發明可允許其他等效的實施例。圖1描繪根據本發明的一些實施例的示范性化學氣相沉積腔室的簡化剖面視圖。圖2描繪根據本發明一些實施例的用于單一晶圓熱CVD處理腔室的工藝套件的立體示意圖。圖3描繪根據本發明一些實施例的圖1所示的氣體饋送系統的部份的分解視圖。圖4描繪根據本發明的一些實施例的面板的頂視圖。圖5描繪圖1中所繪的旋轉基材支撐件的剖面示意圖。圖6描繪根據本發明一些實施例的具有開啟的蓋的化學氣相沉積腔室的立體示意圖。圖6A描繪根據本發明一些實施例的蓋支撐件及鉸合件組件的立體示意圖。圖7描繪根據本發明一些實施例的圖6的化學氣相沉積腔室的立體示意圖，所述腔室具有關閉的蓋。圖8描繪根據本發明一些實施例的氣體傳遞系統的部份的頂剖面視圖。圖8A描繪根據本發明一些實施例的氣體傳遞系統的部份的剖面視圖。圖9描繪根據本發明一些實施例的面板延伸部的一個組態。圖10描繪根據本發明一些實施例的排氣泵抽板的立體圖。圖11描繪根據本發明一些實施例的用于排氣泵抽板的遮蓋的立體圖。圖12描繪根據本發明一些實施例的狹縫閥襯墊的立體圖。如可能，此處使用相同的元件符號表示各圖中共有的元件。在附圖中所使用的圖像可為說明起見而簡化且不需按比例尺繪制。
具體實施例方式本發明的實施例提供用于在基材上沉積層的改良的設備。化學氣相沉積(CVD)、 次大氣壓化學氣相沉積(SACVD)、快速熱化學氣相沉積(RTCVD)以及低壓化學氣相沉積 (LPCVD)都是可在本發明設備中有利地執行的沉積方法。可根據在此提供的教示而修改的 CVD處理腔室的范例包括SiNgen 、SiNgen -Plus、BTBAS、以及P0LYGEN 腔室，這些CVD處理腔室全可購自美國加州Santa Clara的應用材料公司。在此揭露的本發明設備可有利地助于實現以下效果的一種或多種在給定的處理腔室內沉積具有減少的膜厚度不均勻性的膜、改良的粒子表現(例如，在處理腔室中所形成的膜上粒子減少)、在多個處理腔室中的腔室對腔室表現匹配以及改良的處理腔室耐用性。所述及其他優點將于下文更詳盡描述。圖1為單一晶圓CVD反應器100的實施例的剖面視圖。在一些實施例中，以及如圖1所繪，反應器100可包括處理腔室150、功率源116、氣體板136、泵抽系統138以及控制器 146。處理腔室150大體上包括底部組件154、上部組件152以及底座舉升組件131。處理腔室150可含有如下文進一步描述的額外設備，諸如反射器板、或其他經定制以助于傳熱的機構、測量腔室狀況的探針、排氣組件以及其他支撐基材且控制腔室環境的設備。
底部組件巧4包含具有壁106的腔室主體156，所述壁部份界定處理腔室150的內部。壁106可實質上為圓柱狀且在上端由蓋110封閉。壁106的多個區段可為熱調控式。 舉例而言，在一些實施例中，多個導管(圖中未示)可配置在壁106中，且經配置為循環傳熱流體以調控壁的溫度。基材支撐組件111配置于底部組件154中，用于在處理期間支撐基材(圖中未示)。基材支撐組件111可包括加熱器120，所述加熱器120經配置以調控基材溫度及/或處理腔室150的內部空間中的溫度。加熱器120耦接至功率源116，且在一些實施例中，加熱器120能夠將基材122維持于高達約80(TC的溫度。狹縫閥開口 114可位于腔室主體156的壁106中，以助于將基材送進處理腔室150 以及將基材從處理腔室150移出。在一些實施例中，狹縫閥襯墊115可用于減少通過狹縫閥開口 114的熱損失。舉例而言，圖12描繪根據本發明一些實施例的圖1的狹縫閥襯墊115 的三維視圖。狹縫閥襯墊115可藉由引導工藝氣流并且減少通狹縫閥的傳熱而減少通過狹縫閥開口 114的熱損失。回到圖1，上部組件152大體上包含蓋110且可進一步包括氣體饋送入口、氣體混合器、遠端氣體源以及一個或多個氣體分配板，如下文所述。蓋110可藉由鉸合件或其他適合的機構可動地耦接至下部組件154。舉例而言，圖6描繪根據本發明一些實施例的處理腔室650的簡化立體圖。處理腔室650具有類似圖1中所繪的處理腔室150的特征結構。在一些實施例中以及如圖6所繪，蓋110可藉由蓋支撐件以及鉸合組件611(亦顯示于圖6A)耦接至下部組件154的腔室主體156。所述組件611包括鉸合件610，所述鉸合件610包含一對下臂620，所述一對下臂 620經由鉸合桿621耦接至相對的一對上臂622。下臂620可耦接至腔室主體156的底部組件154。上臂622可耦接至腔室主體156的上部組件152，并且可包括一個或多個蓋支撐板626以將蓋與上臂622固定(例如使用螺栓)。可提供柄614以助于開啟及關閉蓋110。為助于容易開啟及關閉沉重的蓋110，且為防止損害蓋110、腔室主體156及/或操作者，諸如氣體填充活塞612之類的機構可設在鉸合件610的一側或雙側上，且耦接至蓋110與腔室主體156以支撐蓋610的大部分重量， 并且防止蓋610關閉得太快。在一些實施例中，可設減震器624以在關閉蓋110時提供進一步的緩沖。在一些實施例中，蓋支撐件及鉸合組件611可經配置以容許蓋110浮置，因而助于使蓋110良好地對準腔室主體156，并且提供二者之間較佳的密封(例如，可藉由有利提供更平均的壓力至配置于蓋110與腔室主體156之間的密封件或墊片，諸如顯示于圖1及圖6 的0環153)。蓋110在腔室主體156上的此般改良位置利于減少漏損的風險。在一些實施例中，多個蓋支撐銷6 可從蓋支撐板6 垂直延伸以充當線性軸承，在所述線性軸承上， 蓋110可移動以助于容許蓋110浮置。在一些實施例中，鉸合件610可配置在腔室主體156的側面上，鄰接例如群集工具的傳送腔室(圖中未示)，CVD反應器100與所述傳送腔室附接(例如，鉸合件610可配置在含有狹縫閥開口 114的腔室主體156這一側)。此配置有利地改良對腔室的進出，例如為了維護腔室。舉例而言，在此配置中，CVD反應器100的蓋110可從相對于群集工具的一側打開，在這一側可獲得更多操縱空間。
回至圖1，蓋110可進一步包括一個或多個溝槽或通道178，以使傳熱流體(諸如水)穿過所述溝槽或通道以幫助蓋Iio維持于期望溫度。在一些實施例中，可設歧管180 以發送傳熱流體進出通道178。在一些實施例中，歧管180可為一體的且可焊接至蓋110以減少任何傳熱流體的漏損。歧管180包括一個或多個通路184，所述通路184配置成穿過歧管180中，并且對準一個或多個對應的通路182，所述通路182形成于蓋110中且與一個或多個通道178流體連通。氣體板136提供液體及/或氣態形式的工藝化學物質至處理腔室150。氣體板136 使用多個氣體線路耦接至蓋110。每一氣體線路可選擇性地適于從氣體板136傳送特定化學物質至入口通口 158，且所述氣體線路為溫度受控。在一些實施例中，一個或多個氣體饋送入口 162可設于蓋歧管164中，所述蓋歧管164耦接至蓋110的上表面以助于傳遞工藝化學物質至處理腔室150。在一些實施例中，可設置多個氣體進料入口 162以傳遞多種饋送氣體至處理腔室150。饋送氣體可從相應的氣體源(諸如氣體板136)透過一個或多個耦接至氣體饋送入口 162的氣體饋入裝置(圖1中未示)來提供。在一些常規腔室中，氣體饋入裝置可部份設于主體156內且部份設于蓋110內，因而需要準確的對準以避免漏損、污染、及/或不精確的氣體流量。然而，在本發明的一些實施例中，一個或多個氣體饋入裝置可設于主體及蓋外部。舉例而言，圖6描繪根據本發明一些實施例的處理腔室650的簡化立體圖，所述腔室具有開啟位置的蓋(第7圖描繪具有關閉位置的蓋的處理腔室650)。處理腔室650具有類似圖1所繪示的處理腔室150的特征結構。在一些實施例中，處理腔室650包括氣體饋入裝置602，所述氣體饋入裝置602位于主體156及蓋110外部，或可相對主體156及蓋110 調整。每一氣體饋入裝置602包括上部主體604以及下部主體606，所述上部主體具有一個或多個通口 608，而所述下部主體具有當蓋110處于關閉位置時匹配的一個或多個相對應的通口 608。可在上部主體604及下部主體606之間設置密封件(諸如墊片或0環(圖中未示))以助于防止進料氣體漏損。在一些實施例中，可調整每一對應的一對上部主體604 及下部主體606中的至少一者以助于當蓋110處于關閉位置時微調上部主體604與下部主體606之間的耦接，從而容許補償0環或密封件尺寸的差異或多個循環之間的蓋對準差異等。再者，與配置在腔室主體的更內部位置的氣體饋入裝置相比較，氣體饋入裝置602所處的周邊位置助于易于檢查漏損。在一些常規設計中，從氣體饋入裝置耦接至蓋歧管的工藝氣體可透過獨立通道發送，所述獨立通道在每一端具有0環以防止透過相應通道漏損。然而，此類設計增加了由設置更多接點所造成的潛在故障點，以及使0環接近來自遠端等離子體源(在操作時)的等離子體串流，所述等離子體串流會導致所述0環過早磨損和/或受損傷。在本發明一些實施例中以及如圖8所示，提供至氣體饋入裝置602的多種氣體可透過單一導管802發送至蓋歧管164 (例如，多重氣體入口 810、812可耦接至導管80 。導管802可促進藉由擴散流經所述導管中的工藝氣體的混合。在一些實施例中，可設置可移除的混合器814以促進混合工藝氣體。在一些實施例中，導管802可以非垂直的方式終結于蓋歧管164處，以使透過氣體饋送入口 162進入蓋歧管的氣體傾向形成渦流。在一些實施例中，導管802可形成于臂804中，從蓋歧管164延伸并與蓋歧管164 —體成形(因而避免為了透過導管802發送工藝氣體而需要0環接近蓋歧管164)。
在一些實施例中，可設加熱器818以加熱流過導管802的氣體。加熱器可為任何適合的加熱器(諸如電阻式加熱器)，且所述加熱器可耦接至臂804的外表面、插進臂804 中的開口(圖中未示)或配置于臂804內。在一些實施例中，可設傳感器816以提供對應流過導管802的氣體溫度的數據。在一些實施例中，傳感器816可為熱偶。在一些實施例中，臂804可與蓋110隔開以使從臂804至蓋110的傳熱最少。氣體饋入裝置602的上部主體604可以任何適合的方式(諸如以螺栓等(圖中未示))耦接臂804，且可包括配置于所述上部主體604與臂804之間的0環808以助于減少或消除穿過接點的氣體漏損。藉由避免0環接近蓋歧管164(以及接近來自遠端等離子體源的等離子體串流)的需要，本發明的設計消除了損害此類0環的風險，0環損壞會另外導致粒子物進入氣體串流及/或氣體從腔室漏損。再者，藉由減少氣體傳遞系統的0環數量， 本發明進一步減少了由于0環失效所造成的漏損或粒子的風險。參考圖1及圖8A，圖8A更詳細地描繪蓋歧管以及遠端等離子體源組件，所述蓋歧管164可進一步包括開口 166，所述開口 166用于耦接至遠端等離子體源(圖中僅示遠端等離子體源的出口 168)。可設支撐托架170以將遠端等離子體源固定至蓋110。可設夾箝 174將遠端等離子體源固定至蓋歧管164。在一些實施例中，夾箝174可為KF型夾箝。出口 168可具有接觸表面以壓抵蓋歧管164的上表面。諸如0環172之類的墊片可設于遠端等離子體源的出口 168與蓋歧管164之間以防止遠端等離子體源的出口 168與蓋歧管164 之間的漏損。藉由夾箝174直接施加夾箝力至0環172助于生成與維持良好密封以減少漏損的可能性。回到圖1，蓋歧管164大體上透過蓋110提供工藝材料(例如，從氣體入口 162及 /或遠端等離子體源)至處理腔室。在一些實施例中，蓋110可包括入口通口 158以及混合器113。在一些實施例中，混合器113引導至噴淋頭，所述噴淋頭用以提供工藝材料至處理腔室150的內部。噴淋頭透過多個開口分配從氣體板136傳遞的氣體或蒸氣。開口的尺寸、 幾何形狀、數量以及位置可經選擇以助于預先限定的氣體/蒸氣流態流至配置于處理腔室 150內的基材。舉例而言，在處理期間，饋送氣體在通過入口通口 158至蓋110中的混合器113及第一擋板104中的孔洞(圖中未示)之前，可透過氣體傳遞系統(例如氣體板136以及相關連的設備)進入處理腔室150。饋送氣體隨后行進穿過在第一擋板104及第二擋板105 之間產生的混合區域102。第二擋板105在結構上由面板延伸部103支撐。在饋送氣體穿過第二擋板105中的孔洞(圖中未示)之后，饋送氣體流過面板108中的孔洞(圖中未示) 并且進入由腔室壁106、面板108以及基材支撐組件111所界定的主要處理區域。處理腔室150可視情況任選地包括配置在腔室壁106的上表面與蓋110之間的插件101，所述插件 101被加熱以提供熱給面板延伸部103以加熱混合區域102。在一些實施例中，可藉由絕熱斷熱元件從腔室的其余部份隔開蓋110。舉例而言， 圖2描繪根據本發明一些實施例的蓋組件的擴大圖，所述蓋組件適合用于此揭露的任何實施例所述的CVD腔室。蓋209可藉由絕熱斷熱元件212從腔室的其余部份隔開。斷熱元件 212可配置在加熱器外套203的上表面及下表面上。加熱器外套203亦可連接至擋板205 以及面板208。蓋的一些部份或蓋部件可視情況任選地受熱。蓋組件包括初始氣體入口 213，以在饋送氣體進入由蓋209、斷熱元件212、加熱器外套203以及擋板204、205所界定的空間202之前預混合饋送氣體。空間202提供反應物氣體增加的滯留時間，以使反應物氣體在進入腔室的基材處理部份之前混合。熱可藉由加熱器210施加至界定空間202的表面以幫助防止原材料沿空間的表面堆積。一旦氣體離開面板208并且進入腔室的基材處理部份，加熱的表面亦預熱反應物氣體以助更佳的傳熱與傳質。圖3是根據本發明一些實施例的圖1所示的氣體饋送系統的部份的分解視圖。圖 3繪示蓋110、一個或多個擋板104、105、面板延伸部103以及面板108可如何經配置以提供一空間，所述空間具有加熱的表面以用于在氣體進入腔室的處理區域之前加熱并且混合所述氣體。在一些實施例中，面板延伸部103可經配置以使安裝容易。圖9描繪根據本發明一些實施例的面板延伸部103的一個說明性配置。如圖9所示，面板延伸部103可包括在主體910的相對側面上的第一凸緣902及第二凸緣904。第一凸緣902以及第二凸緣可以相反的方向從主體910延伸。舉例而言，在圖9所繪的實施例中，第一凸緣902徑向朝內延伸，而第二凸緣徑向朝外延伸。孔洞906可設于第一凸緣902中，以用于將面板延伸部103 通過螺栓固定至蓋110 (或其他耦接至蓋的部件)。可將孔洞908設置成穿過面板108及第二凸緣904，以用于將面板延伸部103通過螺栓固定至面板108。由于凸緣902、904以相反方向延伸，所以易于直接取用將面板延伸部103耦接至蓋110的螺栓，因而助于容易安裝與移除延伸部。圖4是根據本發明的一些實施例的圖1的面板108的說明圖。面板108由面板延伸部103支撐。面板108藉由螺釘連接至面板延伸部103，且配置有孔洞402，所述孔洞經排列以在腔室處理區域內產生期望的氣體入口分布。在一些實施例中及如圖9所描繪，面板108可包括陽極化處理表面912。陽極化處理表面助于在處理期間升高面板108的溫度。在一些實施例中，升高的陽極化處理面板108 的溫度可引發面板108粘著或融合至面板延伸部103。據此，在一些實施例中，面板108的表面912可選擇性地陽極化處理。詳言之，面板108的表面912可具有經陽極化處理的內部部份914，以及無陽極化處理的外部部份916。外部部份916可對應至面板延伸部103耦接至面板108之處的區域，因而減少或消除融合的問題。回到圖1，底座舉升組件131耦接至處理腔室150的基座160，并且進一步耦接至基材支撐組件111。底座舉升組件131包含舉升機構130、舉升板118以及一組舉升銷122。 在操作上，底座舉升組件131將底座124的高度控制在處理位置(如圖1所示)與下降位置之間，從所述下降位置，基材可被輸送穿過狹縫閥開口 114進入及離開處理腔室150。基材支撐組件111使用彈性波紋管132耦接至腔室主體156，以維持處理腔室150的內部及外部之間的氣密式密封。在一些實施例中，底座舉升組件131可經配置以旋轉基材支撐組件111。底座舉升組件131的旋轉移動可在處理期間使基材上不均勻的溫度分布均滑或更均勻，且可提供數種其他處理的優點。此類其他處理優點可在美國專利申請案11/147，938號中找得，所述案在 2005 年6 月 8 日由 Jacob Smith 提出申請，標題為“Rotating Substrate Support and Methods of he(旋轉基材支撐件及其使用方法)”，所述專利申請全文在此并入作為參考。舉例而言，圖5描繪旋轉舉升組件500的一些實施例的概略剖面視圖(在下文無揭露為反例的范圍下，所述組件500類似圖1中的底座舉升組件131)。在一些實施例中，旋轉舉升組件500包括框架502，所述框架502耦接至χ-y調整機構504，所述調整機構504 配置于處理腔室150的基座160下方。框架502經由軸桿506支撐基材支撐組件111，所述軸桿延伸穿過處理腔室150的基座160中的開口。舉升機構508耦接至框架502并且與軸桿506離軸。舉升機構508沿大體上垂直于處理腔室150的基座160的中心軸線移動框架502，因而提供運動范圍以在處理腔室150 內升高及降低基材支撐組件111。舉升機構508可包括步進馬達510，所述步進馬達510直接耦接至框架(圖中未示)或如圖所示經由基座板512耦接至x-y機構504。步進馬達510 或其他適合的機構可提供期望的運動范圍給基材支撐組件111。舉升機構508可進一步包括位高調整板(leveling plate) 514，所述位高調整板514經由軸桿516耦接至步進馬達 510。位高調整板514可經由一個或多個位高調整螺樁517、球窩關節519以及固定螺釘521 耦接至基座160并且針對基座160校準位高。舉例而言，當將旋轉舉升組件550架設至基座160時，位高調整板可最初于一端耦接至球窩關節519。一般而言，如圖所示，球窩關節 519的球部份耦接至基座160，而窩部份配置在位高調整板514中。位高調整螺樁517隨后可將位高調整板514的相對端耦接至基座160。位高調整螺樁517可包括具有兩個螺栓的螺紋桿，其中每一螺栓配置在位高調整板514的相對面上，如圖5所示。可藉由沿位高調整螺樁517的螺紋桿改變螺栓位置而相對于球窩519調整位高調整板514的位高。一旦調整螺栓以調整位高調整板514的位高，所述位高調整板514的相對端可使用固定螺釘521固定。軸桿516可為球螺釘或其他類似裝置，且具有與基座板512接合的螺紋部份。在操作上，步進馬達510使軸桿516以順時鐘或逆時鐘方向繞中心軸線轉動。軸桿516的螺紋部份使基座板512提供抵抗框架502的力，所述力會造成基材支撐組件111向上或向下移動。軸桿506可包括上軸桿518、下軸桿520以及導管522。上軸桿518可直接耦接至基材支撐組件111，如圖5所繪示。上軸桿518可為中空，因而有辦法提供穿過上軸桿中且至支撐組件111的操作線路(諸如電力、水和/或氣體線路)。舉例而言，電力線路可包括供給功率至加熱器120及/或熱偶(圖中未示)的線路。下軸桿520類似上軸桿518，可為中空以使操作線路貫穿下軸桿中。下軸桿518可大體上被x-y機構504環繞，其中χ-y機構提供抵靠下軸桿518的力以使支撐組件111在平面上移動，所述平面平行于配置在支撐組件上的基材的表面。導管522可部份配置在下軸桿518的中空部份中并且與下軸桿518 的中空部份耦接，并且沿下軸桿518的長度延伸。導管522可為中空金屬管或類似結構，以提供電力線路至下軸桿與上軸桿。如圖5所描繪，導管522大體上在框架502內沿軸桿506的中心軸線配置。導管 522可耦接至旋轉機構524，其中旋轉機構5M可用于繞中心軸線旋轉基材支撐組件111。 旋轉機構5M包括旋轉馬達526，所述旋轉馬達耦接至框架502并且配置成離開軸桿506的中心軸線。旋轉機構5M進一步包括滑輪系統，所述滑輪系統具有第一滑輪528以及第二滑輪530，所述第一滑輪5 和第二滑輪530藉由帶532耦接。第一滑輪5 耦接至旋轉馬達526，而第二滑輪530耦接至導管522。當旋轉馬達5 接合時，第一滑輪5 繞與于軸桿506的中心軸線平行的軸線旋轉。由第一滑輪5 提供的旋轉運動透過帶532轉移至第二滑輪530，因而造成轉動運動轉移至導管522，因而轉移至支撐組件111。轉動機構5 可由耦接至框架502的安全遮罩536所覆蓋。轉動馬達5 —般在介于每分鐘約0至約60轉(rpm)的范圍內操作，且具有約的穩態轉動速度變化度。在一些實施例中，馬達M6可在介于約1至約15rpm的范圍內
旋轉。在一些實施例中，馬達M6可在介于約2. 5至約7. 5rpm的范圍內旋轉。馬達5 可具有精確的旋轉控制且馬達5 的量度可在1度以內。此類旋轉控制容許校準用以在處理期間定向基材的特征結構(例如基材的平坦部份或者形成在基材上的缺口)。此外，此類旋轉控制容許辨識基材上任何點相對于處理腔室150的內部的固定座標的位置。可視情況任選地設置諸如光學傳感器之類的傳感器(圖中未示)，以防止當舉升板118接合舉升銷122時基材支撐組件111旋轉(如關于圖1所討論)。舉例而言，光學傳感器可配置在旋轉舉升組件陽0的外側且經配置以偵測何時組件處于預定高度(例如，升高的處理位置或下降的基材傳送位置)。導管522可進一步包括電套接件538 (electrical union)，所述電套接件配置在導管522的基座處。電套接件538可將進入導管540的電力線路540耦接至配置在導管522 中的電力線路(圖中未示)，以提供功率給支撐組件111。電力線路可具有水套接件M2，所述水套接件配置于所述電力線路的一部份附近，例如如圖5所示般配置于框架502的基座處。水套接件542可配置于電力線路MO附近，以例如維持旋轉舉升組件500的緊密覆蓋區。然而，水套接件502不需配置在電力線路MO附近，且可與電力線路540隔離配置。水套接件542可進一步包括與水套接件542耦接的一個或多個水線路(圖中未示)，用于經由軸桿506提供水至支撐組件111。舉例而言，水線路可設為控制配置在支撐組件111上的基材的溫度的裝置。舉例而言，水線路可為熱交換器或另一類似設備的一部份。為了維持處理腔室150內的工藝空間與處理腔室150外的大氣之間的壓力差異， x-y機構504環繞下軸桿520并且與下軸桿520形成密封。此外，波紋管544耦接于基座 160與x-y機構之間。波紋管544大體上環繞軸桿506，且更具體而言，波紋管544可大體上環繞上軸桿518以及下軸桿520的一部分。x-y機構504大體上環繞下軸桿520。X-y機構504進一步包括配置于χ-y機構中且環繞下軸桿520的第二波紋管M6。第二波紋管546可以在x-y平面(即平行于基材表面的平面)中可動地耦接至一個或多個移動測規M8。如第5圖中剖面視圖所描繪，僅顯示一個移動測規M8。所述移動測規可例如為計量裝置，諸如螺釘測規、測微器或卡尺等。 移動測規可耦接至調整螺釘(圖中未示)，所述螺釘提供抵靠基座板545外部的力，其中基座板545耦接至第二波紋管546的基座，因而使第二波紋管546的基座在χ-y平面上平移。 因此，第二波紋管546的轉移將支撐組件111定位在期望的x-y位置。一旦到達期望的x_y 位置，調整螺釘可藉由鎖板或熟習此技藝者所知的另一類似的機構鎖進位置中。x-y機構504可包括至少一個密封件550 (例如唇狀密封件)，所述密封件550設于x-y機構504以及下軸桿520的外表面之間的界面處。如圖所示，密封件550可形成于第二波紋管546的基座下方。密封件550 —般為抗磨損且可由聚乙烯或其他工藝相容材料形成。在一些實施例中，密封件是由聚四氟乙烯(PTFE)形成。在一些實施例(圖中未示) 中，多重密封件5 配置于x-y機構504以及下軸桿520的外表面之間。x-y機構504可進一步包括一個或多個軸承552以減少在χ-y機構504及下軸桿520的外表面之間的摩擦或磨損等。如圖5所描繪，軸承552配置于x-y機構504的基座處且位于密封件550下方。然而，軸承552可配置在沿x-y機構504的其他位置，所述位置與下軸桿520的外表面接觸。軸承520可包括不銹鋼或陶瓷球軸承等。旋轉舉升機構500可進一步包括冷卻風扇554，所述冷卻風扇5M耦接至腔室150 的基座160，且配置于鄰接波紋管M4。回到圖1，泵抽系統138大體上包括節流閥以及一個或多個泵，所述泵經排列以控制處理腔室150的內部空間中的壓力。流出處理腔室150的氣體透過泵抽環發送，以促進橫跨基材表面的氣體流量均勻性。舉例而言，廢氣可透過排氣泵抽板109、泵抽通口 126以及最終透過泵抽系統138離開腔室，所述泵抽通1 形成于壁106中且耦接至排氣泵抽板 109。排氣泵抽板109經設置以控制來自腔室處理區域的排氣流量。排氣泵抽板109可包括裙部，所述裙部向下延伸并且具有在所述群部的區段中多個形成為貫穿所述群部的孔洞 107。具有孔洞107的排氣泵抽板109的裙部區段(顯示為一系列狹縫狀孔洞)助于補償接近狹縫閥開114處的熱損失。在一些實施例中，排氣泵抽板109可具有排氣板遮蓋112， 所述排氣板遮蓋112安置于排氣泵抽板109的頂部上。圖10描繪根據本發明一些實施例的排氣泵抽板109的三維示意圖。圖11描繪根據本發明一些實施例的用于排氣板109的排氣板遮蓋112的三維示意圖。遮蓋112可被設計為具有最佳化、非一致的孔洞，以提供期望的氣體分配(例如，如所期望的均勻或刻意非均勻的氣體分配)以補償熱損失的不平衡。回到圖1，系統控制器146大體上包含中央處理單元(CPU) 150、存儲器143以及支持電路152，且耦接至反應器100的模塊及設備并且控制所述模塊及設備。在操作上，控制器146直接控制系統100的模塊及設備，或者管理與所述模塊及設備相關聯的計算機(和 /或控制器)。在一些實施例中(圖中未示)，反應器100包含光激發系統，所述系統透過蓋110 中的窗(圖中未示)傳遞輻射能至配置在基材支撐組件111上的基材。因此，在此已揭露了用于在基材上沉積膜的改良設備。本發明的設備可有利地助于實現以下效果中的一種或多種在給定的處理腔室內沉積具有減少的膜厚度不均勻性的膜、改良的粒子表現(例如，在處理腔室中所形成的膜上粒子減少)、在多個處理腔室中的腔室對腔室表現匹配以及改良的處理腔室耐用性。雖然上述內容涉及本發明的多個實施例，但可設計出本發明的其他及進一步的實施例，而不背離本發明的基本范疇。
權利要求
1.一種用于處理基材的設備，包括處理腔室，所述處理腔室具有下部組件以及上部組件，所述上部組件經由鉸合件可動地耦接至所述上部組件，其中所述下部組件包括腔室主體，所述腔室主體具有配置在所述腔室主體中的基材支撐組件，且其中所述上部組件包括蓋；以及氣體饋入裝置，所述氣體饋入裝置耦接至所述腔室主體以及所述蓋，以助于氣體從氣體板流至所述處理腔室的內部，其中所述氣體饋入裝置包含耦接至所述蓋的上部主體以及耦接至所述腔室主體的下部主體，其中所述上部主體包括一個或多個上部通口，而所述下部主體包括對應的一個或多個下部通口，且其中當所述蓋在關閉位置時，所述一個或多個上部通口與所述對應的一個或多個下部通口配合。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，每一對應的一對所述上部主體和所述下部主體中的至少一個是可調整的，以助于當所述蓋在關閉位置時微調所述上部主體與所述下部主體之間的耦接。
3.如權利要求1-2中的任一項所述的設備，進一步包括臂，所述臂沿所述蓋的上表面從所述氣體饋入裝置延伸至配置在所述蓋中的入口通口上方的蓋歧管；以及單個導管，所述單個導管配置在所述臂中，以助于氣體從所述氣體饋入裝置的所述一個或多個上部通口流至所述蓋歧管的開口，所述開口居中地配置成穿過所述蓋歧管并且配置于所述蓋的所述入口通口上方。
4.如權利要求3所述的設備，其特征在于，所述單個導管非垂直地終結于所述蓋歧管處，以使進入所述蓋歧管的氣體傾向形成渦流。
5.如權利要求3-4中的任一項所述的設備，進一步包括混合器，所述混合器配置在所述氣體饋入裝置的所述上部主體的所述一個或多個上部通口與所述單個導管之間，以在多種氣體進入所述單個導管之前混合所述多種氣體。
6.如權利要求3-5中的任一項所述的設備，進一步包括遠端等離子體源，所述遠端等離子體源具有出口，所述出口配置于所述蓋歧管中的所述開口上方并且接觸所述蓋歧管的上表面；以及夾箝，所述夾箝配置于所述遠端等離子體源的所述出口與所述蓋歧管周圍，以提供夾箝力給配置在所述遠端等離子體源的所述出口與所述蓋歧管的所述上表面之間的墊片。
7.如權利要求6所述的設備，進一步包括一個或多個支撐托架，所述一個或多個支撐托架配置于所述遠端等離子體源的所述出口周圍，以將所述遠端等離子體源固定至所述蓋。
8.如權利要求3-7中的任一項所述的設備，進一步包括加熱器，所述加熱器配置于所述臂中或所述臂上，以提供熱給流過所述單個導管的氣體；以及傳感器，所述傳感器用于提供與流過所述導管的氣體的溫度相對應的數據。
9.如權利要求8所述的設備，其特征在于，所述臂與所述蓋的所述上表面隔開。
10.如權利要求1-9中的任一項所述的設備，其特征在于，所述蓋進一步包括面板延伸部，所述面板延伸部圍繞所述蓋的入口通口，并且從所述蓋的下表面朝所述基材支撐組件延伸；以及面板，所述面板相對于所述蓋的所述下表面耦接至所述面板延伸部，以界定介于所述蓋的所述下表面、所述面板延伸部以及所述面板之間的混合區域；其中所述面板相對于所述蓋的所述下表面的表面包括所述面板的未經陽極化處理的外部部分和經陽極化處理的內部部分，所述未經陽極化處理的外部部分位于所述面板與所述面板延伸部之間的界面處。
11.如權利要求1-10中的任一項所述的設備，其特征在于，所述上部組件進一步包括 蓋支撐組件，所述蓋支撐組件將所述蓋耦接至所述腔室主體，所述蓋支撐組件包括耦接至所述腔室主體的一對下臂以及耦接至所述蓋的一對上臂，其中所述一對下臂及所述一對上臂耦接在一起以形成鉸合件，其中所述蓋支撐組件支撐所述蓋，以使所述蓋相對于所述鉸合件浮置，以助于所述蓋與所述腔室主體更好地對準。
12.如權利要求11所述的設備，其特征在于，所述蓋支撐組件進一步包括一對蓋支撐板，所述蓋支撐組件的每個所述上臂各配置一個所述支撐板，以將所述蓋固定至所述蓋支撐組件；以及多個蓋支撐銷，所述多個蓋支撐銷耦接至每個所述蓋支撐板并且從每個所述等蓋支撐板垂直延伸，其中所述多個蓋支撐銷延伸穿過所述蓋，并且助于所述蓋沿所述多個蓋支撐銷的線性運動。
13.如權利要求1-12中的任一項所述的設備，其特征在于，所述基材支撐組件進一步包括基材支撐件；以及旋轉舉升組件，所述旋轉舉升組件懸置在所述腔室主體的基座下方并且耦接至所述基材支撐件，以升高、降低及旋轉所述基材支撐件，其中所述旋轉舉升組件包括框架，所述框架經由耦接至位于所述腔室主體內部的基材支撐件的軸桿來支撐所述基材支撐件，所述軸桿延伸穿過孔洞，所述孔洞配置成穿過所述腔室主體的所述基座，其中所述軸桿的旋轉提供旋轉給所述基材支撐件；以及舉升機構，所述舉升機構耦接至所述框架并與所述軸桿離軸，以移動所述框架與所述基材支撐組件以升高及降低所述基材支撐組件。
14.如權利要求13所述的設備，其特征在于，所述旋轉舉升組件進一步包括 位高調整板，所述位高調整板將所述框架耦接至所述腔室主體的所述基座；球窩關節，所述球窩關節配置于接近所述位高調整板的一端處，以使所述位高調整板從所述腔室主體的所述基座懸置；以及位高調整螺樁，所述位高調整螺樁配置于所述位高調整板的相對側面上，以相對于所述腔室主體的所述基座調整所述位高調整板及所述旋轉舉升組件的位高。
15.如權利要求1-14中的任一項所述的設備，其特征在于，所述基材支撐組件進一步包括基材支撐件；旋轉舉升組件，所述旋轉舉升組件設置在所述腔室主體的基座下方且耦接至所述基材支撐件，以升高、降低以及旋轉所述基材支撐件；以及x-y調整機構，所述χ-y調整機構配置在所述處理腔室的所述基座下方，以在平面內移動所述基材支撐組件，所述平面平行于配置在所述基材支撐組件上的基材的表面。
全文摘要
本發明的實施例提供用于諸如藉由化學氣相沉積(CVD)在基材上沉積層的改良的設備。在此所揭露的本發明的設備可有利地助于實現以下效果的一種或多種在給定的處理腔室內沉積具有減少的膜厚度不均勻性的膜、改良的粒子表現(例如，在處理腔室中所形成的膜上的粒子減少)、在多個處理腔室中的腔室對腔室表現匹配以及改良的處理腔室耐用性。
文檔編號H01L21/205GK102414794SQ201080018346
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月20日 優先權日2009年4月21日
發明者A·N·恩古耶, B·L·黃, B·特蘭, S·M·佐伊特, S·T·恩古耶, X·陶, 崔安青 申請人:應用材料公司