[发明专利]用于半导体处理的晶片定位基座

说明书

一种组件在用于在晶片上沉积膜的处理室中使用并且包括从中心轴延伸的基座。致动器配置用于控制基座的运动。中心轴在致动器和基座之间延伸，中心轴配置成沿着中心轴线移动基座。升降垫被配置为搁置在基座上并且具有垫顶表面，该垫顶表面被配置为支撑放置在其上的晶片。垫轴在致动器和升降垫之间延伸并控制升降垫的运动。垫轴定位在中心轴内，并且被配置成当基座处于向上位置时将升降垫与基座顶表面分离处理旋转位移。垫轴配置成在第一和第二角度方位之间相对于基座顶表面旋转。

技术领域

所提供的实施方案涉及半导体衬底处理方法和设备工具，更具体地，涉及用于在不同晶片到基座方位处理晶片的晶片定位基座。

背景技术

改进的膜均匀性在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和等离子体原子层沉积(ALD)技术中是重要的。实现PECVD和ALD的室系统与导致不均匀膜沉积的硬件特征相关联。例如，硬件特征会与室不对称性和基座不对称性相关联。此外，许多工艺经历各种起源的方位角不均匀性。随着客户越来越倾向于将管芯定位成更靠近晶片边缘，这种方位角不均匀性对整体不均匀性的数值贡献增加。尽管尽最大努力使损伤和/或不均匀的沉积分布最小化，但传统的PECVD和等离子体ALD方案仍然需要改进。

特别地，执行PECVD和ALD的多站模块的特征在于大的开放式反应器，其会有助于方位角不均匀性(例如，θ方向上的NU)。例如，一些不均匀性可能导致特征膜厚度朝向反应器中心的主轴转移机构倾斜。由于不均匀的物理室几何形状(包括由组装和部件制造公差引起的那些)，单工作站模块中也存在不均匀性。

传统上，通过物理地倾斜喷头来补偿沉积不均匀性，使得喷头有意地定向成不平行于基座。虽然不是优异的解决方案，但它在历史上是有效的。然而，该方案的有效性正在变得越来越有限，特别是当管芯尺寸减小并且晶片的边缘越来越多地用于管芯时。

在不旋转硬件特征的情况下在多个方位处理晶片已被证明在滤除方位角非均匀性方面是有效的。现有技术中最基本的当前方法包括部分处理晶片，从处理室移除晶片，在单独的晶片处理器中旋转晶片，然后重新插入晶片以在新的方位进一步处理。这种方法的主要优点是室内没有硬件旋转。然而，该现有技术解决方案具有吞吐量、污染和显著的额外硬件方面的缺点。

现有技术中的另一种解决方案在处理期间旋转整个基座。然而，该解决方案具有将与基座相关的不均匀性与晶片一起旋转的不利特性。在这种情况下，基座可以具有不均匀的特征，该不均匀的特征不会被取消并且会在处理期间出现在晶片上。此外，晶片在袋中的边缘效应是另一类非均匀性，该非均匀性在处理期间当整个基座旋转时，与晶片直接一起旋转。也就是说，基座旋转(例如，在ALD氧化物沉积中)不会明显改善不均匀性。此外，除了有限的性能之外，旋转整个基座还需要以将RF功率传递通过旋转基座为代价。这需要昂贵的电路来通过滑环进行阻抗匹配，以将足够的RF功率传递给等离子体。旋转整个基座也使输送流体和气体(例如用于冷却)复杂化。另外，存在于基座中的加热系统也需要旋转，这增加了成本和复杂性。

在此背景下，出现了本公开内容。

发明内容

本实施方案涉及在单站和多站系统中的PECVD和ALD工艺期间提供改进的膜均匀性。本公开的实施方案提供了在不旋转基座的情况下旋转晶片，这有利地滤除室的不对称性和基座的不对称性两者。