[发明专利]用于转盘处理腔室的具有刚性板的大气盖

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及处理腔室盖。更具体地，本公开的实施例针对防止气体分配组件在低压处理期间变形的处理腔室盖。

背景

通常在包含多个腔室的基板处理平台中进行形成半导体器件的处理。在某些情况中，多腔室处理平台或群集工具的目的是在受控制的环境中顺序地在基板上执行两个或更多个处理。然而，在其他情况中，多腔室处理平台可仅在基板上执行单个处理步骤；附加的腔室旨在使该平台处理基板的速率最大化。在后一种情况中，基板上执行的处理通常是批处理，其中在给定的腔室中同时处理相对较大量的基板(例如，25或50个)。批处理对于太耗时而无法以经济上可行的方式在各个基板上执行的处理(诸如ALD处理和某些化学气相沉积(CVD)处理)尤为有益。

基板处理平台或系统的有效性通常由拥有成本(COO)来量化。虽然受许多因素影响，但COO主要受系统占地面积(即，在制造工厂中操作该系统所需的总占地面积)和系统产量(即，每小时所处理的基板数量)的影响。占地面积通常包括毗邻系统的对于维护所需的进入区域。因此，虽然基板处理平台可以是相对较小的，但如果它需要从所有边进入来操作和维护，则该系统的有效占地面积仍可能是过大。

随着半导体器件尺寸的缩小，半导体工业对于处理变化性的容忍度持续减小。为了满足这些更严格的处理要求，该工业已经开发出满足更严格的处理窗要求许多新的工艺，但这些工艺通常花费较长时间来完成。例如，对于将铜扩散阻挡层一致地形成到高深宽比的表面(65nm或更小的互连特征)上，可能需要使用ALD处理。ALD是CVD的变型，相比于CVD，ALD展示优越的阶梯覆盖。ALD是基于原子层外延(ALE)，原子层外延最初被用于制造电致发光显示器。ALD采用化学吸附来将反应先驱物分子的饱和单层沉积在基板表面上。这通过循环地使合适的反应先驱物的脉冲交替进入沉积腔室而实现。反应先驱物的每次注入通常通过惰性气体净化来分离，以向先前沉积的层提供新的原子层，以在基板的表面上形成均匀材料层。重复反应先驱物和惰性净化气体的循环，以将材料层形成至所需的厚度。ALD技术的最大缺点是沉积速率远低于典型的CVD技术至少一个数量级。例如，一些ALD处理会需要从约10分钟到约200分钟的腔室处理时间来在基板的表面上沉积高质量的层。在选择这样的ALD和外延处理以用于更好的器件性能方面，由于非常低的基板处理产量，用于在传统的单个基板处理腔室中制造器件的成本将增加。因此，当实施这样的处理时，需要连续的基板处理方法来使经济上为可行。

新一代的ALD处理工具需要对晶片和沉积源(注入器)之间的间隙的从紧控制，以满足在晶片上和晶片之间的成分和厚度均匀性。该处理可在宽范围的温度下，且在晶片和沉积源之间的一定范围的分离下发生。重要的是监控晶片区域上的距离的均匀性，该晶片区域在直径上可以是如1-2米一样大。

在低温处理期间，上注入器组件具有在1大气压下大于约1.3mm的过量压力。此偏移太大，导致所沉积的膜的不均匀性。本领域需要低压处理腔室同时最小化腔室盖和腔室主体之间的热差异的影响的装置和方法。

发明内容

本发明的一个或多个实施例针对处理腔室，该处理腔室包括腔室主体、基座组件、注入器组件与腔室盖。该腔室主体包括底壁与侧壁。该基座组件在该腔室主体中，用于支撑多个基板并使该多个基板围绕中心轴旋转，且该基座组件具有顶表面。该注入器组件被定位在该基座组件之上并且具有后表面与前表面，该前表面面向该基座组件的顶表面并限定处理空间。该注入器组件的外周边缘将该注入器组件支撑在该腔室主体的侧壁上。该腔室盖包括顶壁与侧壁。该侧壁可连接至该腔室主体侧壁。该注入器组件的顶表面以及该腔室盖顶壁与侧壁限定盖空间。

在某些实施例中，其中该腔室主体的侧壁具有突出部，该注入器组件的外周边缘由该突出部支撑。在一个或多个实施例中，该注入器组件进一步包括多个桩，该多个桩在该外周边缘处并从该前表面延伸，该多个桩被定位在该侧壁的突出部上，以支撑该注入器组件。在某些实施例中，该等桩包括一材料，该材料具有匹配该注入器组件的热膨胀系数。在一个或多个实施例中，该注入器组件与该基座组件之间的间隙在高达约550℃的温度上保持基本上相同。

在某些实施例中，该处理空间与该盖空间处于流体连通，以使得该处理空间与该盖空间两者在处理期间具有大约相同的压力。一个或多个实施例进一步包括真空源，该真空源与该处理空间连通，以降低该处理空间中的压力。