[发明专利]具有改善温度均匀性的空间晶片处理

说明书

描述了处理一个或多个晶片的设备和方法。处理腔室包括：第一处理站，包括具有第一面、第一发射率和第一温度的第一气体注射器；第二处理站，包括具有第二面、第二发射率和第二温度的第二气体注射器；和基板支撑组件，包括多个实质上共面的支撑表面，基板支撑组件经配置成使支撑表面在第一处理站和第二处理站之间移动。在晶片位于支撑表面上时，在约0.5秒内于站之间移动晶片时产生的温度偏斜小于约0.5℃。

技术领域

本公开内容一般涉及用于处理晶片的设备和方法。特别地，本公开内容涉及一种具有匹配的热环境的处理腔室，以用于被处理的晶片。

背景技术

当前的原子层沉积(ALD)处理具有许多潜在的问题和困难。许多ALD化学物质(例如前驱物和反应物)是“不兼容的”，这意味着化学物质不能混合在一起。如果不兼容的化学物质混合在一起，则可能会发生化学气相沉积(CVD)处理，而不是ALD处理。CVD处理通常比ALD处理具有更少的厚度控制和/或可导致产生气相颗粒，这可导致所得装置中的缺陷。对于一次使单一反应性气体流入处理腔室的传统时域ALD处理，会出现较长的净化/抽气时间，使得化学物质不会在气相中混合。相较于时域ALD腔室可抽气/净化的速度，空间性ALD腔室可以更快地将一个或多个晶片从一个环境移动到第二环境，从而获得更高的产量。

半导体工业需要可以在较低温度(例如低于350℃)下沉积的高质量薄膜。为了在低于仅透过热法沉积薄膜的温度下沉积高质量的薄膜，需要替代能源。可使用等离子体方案，以离子和自由基的形式向ALD薄膜提供额外的能量。困难点在于在垂直侧壁ALD薄膜上获得足够的能量。离子通常在垂直于晶片表面的方向上通过晶片表面上方的鞘被加速。因此，离子向水平的ALD薄膜表面提供能量，但是向垂直表面提供的能量不足，因为离子平行于垂直表面移动。

当前的空间性ALD处理腔室以恒定的速度在加热的圆形平台上旋转多个晶片，这将晶片从一个处理环境移动到相邻环境。不同的处理环境会造成不兼容气体的分离。然而，当前的空间性ALD处理腔室不能使等离子体环境针对等离子体暴露被优化，从而导致不均匀、等离子体损伤和/或处理灵活性问题。

在当前的空间性ALD沉积工具(或其他空间性处理腔室)中，晶片被移动到不同的热环境中。晶片的每个部分在每个热环境中花费的时间差异，会导致晶片上的温度不均匀。温度均匀性对薄膜均匀性(例如厚度，以及诸如折射率、湿蚀刻速率、面内位移等特性)的影响最大。因此，在本领域中需要改进的沉积设备和方法。

发明内容

本公开内容的一个或多个实施方式涉及一种处理腔室。在一个实施方式中，处理腔室包括：第一处理站，包括具有第一面、第一发射率和第一温度的第一气体注射器；第二处理站，包括具有第二面、第二发射率和第二温度的第二气体注射器；和基板支撑组件，包括多个实质上共面的支撑表面，基板支撑组件经配置成使支撑表面在第一处理站和第二处理站之间移动，其中第一面与多个支撑表面间隔第一距离，且第二面与多个支撑表面间隔第二距离，且第一发射率低于第二发射率和/或第一温度大于第二温度。

本公开内容的额外实施方式涉及处理方法。在一个或多个实施方式中，处理方法包含：在第一处理站与第二处理站之间移动基板支撑表面，第一处理站包括具有第一面、第一发射率和第一温度的第一气体注射器，第一面与支撑表面间隔第一距离，第二处理站包括具有第二面、第二发射率和第二温度的第二气体注射器，第二面与支撑表面间隔第二距离，其中第一发射率低于第二发射率和/或第一温度大于第二温度。

一个或多个实施方式涉及一种处理腔室，包括：热处理站，包括具有第一面、第一发射率和第一温度的热喷头；等离子体处理站，包括具有第二面、第二发射率和第二温度的等离子体喷头；基板支撑组件，包括多个实质上共面的支撑表面，支撑表面上具有至少一个晶片，基板支撑组件经配置成使至少一个晶片在热处理站和等离子体处理站之间移动；和控制器，控制器连接至多个实质上共面的支撑表面，其中第一面与至少一个晶片间隔开约0.5mm至约3mm的一范围，并且第二面与至少一个晶片间隔开约7mm至约15mm的一范围，且第一发射率低于第二发射率和/或第一温度大于第二温度。

附图说明