[发明专利]具有动态调平的同轴升降装置

说明书

本文描述的实施例总体上涉及具有同轴升降装置的工艺腔室。在一些实施例中，装置包括底部碗升降器和底座升降器两者。底部碗升降器支撑底部碗，并且被配置成将底部碗移动到减小工艺容积的位置。底部碗升降器与底座升降器同轴，并且底部碗升降器和底座升降器被附接以用于真空操作。底座升降器包括多个致动器以创建动态升降机构。两种系统完成了嵌套系统(nested system)，使得底部碗升降器是可调节的，并且可以关闭底部碗，从而创建对称且小的工艺容积。底座升降器可独立地移动到底座升降器的工艺位置，并且沿所期望的方向倾斜，而不受底部碗升降器的干扰，从而增加了经处理的基板上的膜均匀性。

背景技术

技术领域

本文所述的实施例总体上涉及用于升高和降低在工艺腔室中使用的基板支撑元件的升降装置。

相关技术说明

通常采用化学气相沉积(CVD)在半导体工艺腔室中的基板(诸如用于平板显示器的半导体晶片或透明基板)上沉积膜。通常通过将工艺气体引入包含基板的真空腔室中来实现CVD。前驱物气体或气体混合物通常被向下引导通过位于腔室顶部附近的气体分配组件。气体分配组件以小距离放置在定位在加热的底座上的基板上方，使得气体分配组件和工艺气体被设置在底座内的加热元件所提供的热量加热。

在CVD工艺期间，可通过从耦接至腔室的一个或多个RF源向腔室施加射频(RF)功率来将腔室中的工艺气体赋能(energized)(例如，激发)成等离子体，这称为等离子体增强的CVD(PECVD)。通过RF匹配电路和接地到腔室主体的气体分配组件的面板耦接至底座的RF源促进形成电容性等离子体耦合。RF源向底座提供RF能量，以促进在底座与气体分配组件的面板之间产生电容耦合等离子体(也称为主等离子体)。然而，作为产生电容耦合等离子体和面板的接地路径的副产品，可能在底座下方在真空腔室的下部容积中产生寄生等离子体(也称为次级等离子体)。寄生等离子体降低了在电容耦合等离子体中形成的离子浓度，并且因此降低了电容耦合等离子体的密度，从而降低了膜的沉积速率。

此外，在常规设计中，在工艺腔室内的工艺位置与转移位置之间转移晶片底座仅使用线性运动。然而，由于工艺腔室中的硬件部件之间的机械公差问题，底座的表面和喷头的面板通常是不平行的，这导致经处理的基板表面上的工艺不均匀。在一个示例中，沉积的膜具有跨整个基板随边缘变化的厚度不均匀性。CVD工艺各自具有针对相对于一个或多个腔室部件(诸如喷头)的底座倾斜和位置的不同的均匀性响应。为了确保最佳的工艺结果，每一层需要相对于喷头独立调整或调谐的底座倾斜和位置，以实现最佳的工艺结果。

因此，需要一种允许工艺腔室中的两个装置之间的独立运动、同时防止工艺腔室的不想要的区域中的寄生等离子体的装置。

发明内容

本文所述的一个或多个实施例涉及升降组件，所述升降组件能够调节底座相对于工艺腔室内的一个或多个固定部件的相对位置和取向。升降组件包括在等离子体工艺腔室(诸如用于在基板上执行PECVD、蚀刻、或其他有用的等离子体工艺的腔室)内有用的硬件部件。本文所述的一个或多个实施例涉及使用升降组件的方法。本文所述的一个或多个实施例涉及包括升降组件的系统。

在一个实施例中，一种升降组件包括：具有基板支撑表面和侧壁的底座，侧壁限定底座的外部尺寸；底部碗(bowl)升降器，底部碗升降器包括：具有壁的底部碗，所述壁具有大于底座的外部尺寸的内部尺寸；被配置成支撑底部碗的底部碗托架；被配置成使底部碗托架在第一方向上平移(translate)的底部碗致动器组件；以及底座升降器，底座升降器包括：耦接至底座的底座托架；以及多个致动器，其中多个致动器中的每个致动器耦接至底座托架的单独部分，并且多个致动器被配置成当多个致动器中的一个或多个致动器使底座托架的至少一部分在第一方向上平移时，在底座与底部碗之间引起相对线性运动和角运动。