具有气体分布及单独泵送的批量固化腔室制造技术

本公开的实施例总体上涉及适于在一个时间同时固化多个基板的批量处理腔室。批量处理腔室包括各自独立地温度受控制的多个处理子区域。批量处理腔室可包括第一与第二子处理区域，第一与第二子处理区域各自由在批量处理腔室外的基板传送装置服务。此外，安装于批量固化腔室的装载开口上的槽形盖部减少周围空气在装载与卸载期间进入腔室的效果。

Batch curing chamber with gas distribution and single pumping

【技术实现步骤摘要】
具有气体分布及单独泵送的批量固化腔室本申请是申请日为2015年4月21日、申请号为201580025098.9、名称为“具有气体分布及单独泵送的批量固化腔室”的中国专利申请(PCT申请号为PCT/US2015/026937)的分案申请。
本公开的实施例总体上涉及用于处理多个基板(诸如半导体晶片)的设备与方法，且更具体地涉及固化设置于多个基板上的介电材料的设备与方法。
技术介绍
自从半导体器件几十年前引入开始，半导体器件在几何尺寸上已急剧地降低。当今半导体制造设备常规地生产32nm、28nm与22nm特征尺寸的器件，且正在研发并实现新设备以制造甚至更小几何尺寸的器件。减小的特征尺寸使得器件上的结构特征减小空间大小。因此，器件上结构的宽度(例如间隙、凹槽等)可以缩小成点，其中间隙深度对于间隙宽度的深宽比变得很高以使得用介电材料来填充这种间隙成为问题。此是因为沉积的介电材料易于“夹断”的现象，其中高深宽比之间隙或其他结构的进入区域可能在由下而上的填充完成之前就封闭，从而在结构内留下孔洞或脆弱点。多年来，已经开发许多技术来避免夹断或“治愈”因夹断而形成的孔洞或接缝。一个方法是起始于高流动性前体材料，此材料可以以液相涂布到旋转的基板表面(例如SOG沉积技术)。这些流动性前体可以流入并填充很小的基板间隙而不会形成孔洞或脆弱的接缝。然而，这些高流动性材料被沉积后，这些高流动性材料必须被硬化为固体介电材料。在许多例子中，硬化工艺包括热处理以从沉积的材料中移除使初始沉积薄膜可流动所必须的挥发性成分。在移除这些成分后，留下具有高蚀刻抵抗力的硬化的且致密的介电材料，诸如氧化硅。这些膜的流动性可能起因于包含于膜中的各种化学成分，但通过移除这些相同的化学成分来硬化或致密化膜对于流动性沉积技术组几乎是一致有益的。这些硬化与致密化工艺可能是耗时的。因此，需要用于使当前可用的或正在开发的各式流动性膜致密化的新后处理技术与设备。此需求与其他需求于本公开中解决。
技术实现思路
本公开的实施例总体上涉及用于处理基板(诸如半导体晶片)的设备与方法，且更具体地，涉及批量固化设置于多个基板上的介电材料的设备与方法。本公开的实施例可提供用于在基板的表面上形成介电材料的系统，该系统包括主机、工厂接口、负载锁定腔室、多个流动性CVD腔室及批量处理腔室，工厂接口包括至少一个大气机械臂且经配置成接收一盒或多盒基板，负载锁定腔室与主机耦接且经配置成从工厂接口中的至少一个大气机械臂接收一个或多个基板，多个流动性CVD腔室各自与主机耦接，批量处理腔室与工厂接口耦接，批量处理腔室包括多个子处理区域、装载开口及盖板，多个子处理区域各自经配置成从至少一个大气机械臂接收基板并在从大气机械臂接收的基板上执行固化工艺，装载开口形成在批量处理腔室的壁中，盖板包括多个槽形开口并设置于负载开口上，其中多个槽形开口的每一个经配置成允许至少一个大气机械臂将臂从批量处理腔室外的位置延伸至多个子处理区域中的一个，以及其中多个槽形开口的每一个经配置成在装载开口打开时减少装载开口的自由区域。本公开的实施例可进一步提供批量基板处理腔室，批量基板处理腔室包括多个子处理区域、装载开口及盖板，多个子处理区域各自经配置成从大气机械臂接收基板并在从大气机械臂接收的基板上执行固化工艺，装载开口形成在批量处理腔室的壁中，盖板设置于负载开口上且包括多个槽形开口，多个槽形开口的每一个经配置成允许至少一个大气机械臂将臂从批量处理腔室外的位置延伸至多个子处理区域中的一个，以及其中多个槽形开口的每一个经配置成在装载开口打开时减少装载开口的自由区域。附图说明因此，为了详细理解本公开的上述特征的方式，可以参考实施例得出以上简要概括的本公开的更具体的实施例，实施例中的一些在所附附图中示出。然而，值得注意的是，所附附图只绘示了示例性实施例，因此不认为是限制本公开的范围，本公开可允许其他等效的实施例。图1是包括具有根据本公开的实施例配置的批量固化腔室的工厂接口的处理工具的俯视平面图；图2是具有分区的等离子体产生区域的流动性化学气相沉积腔室的一个实施例的截面图；图3是可于图1所示的工艺腔室200与批量固化腔室103中实施的工艺的一个实施例的流程图；图4A-4C是对应于图3所示的工艺的各个阶段的基板的部分的示意性截面图；图5是根据本公开的实施例配置的批量固化腔室的截面侧视图；图6是根据本公开的实施例配置的用于图5所示的批量固化腔室的槽形开口盖部的等距视图；图7是根据本公开的实施例配置的多个固化站的部分的部分截面图；图8A是根据本公开的实施例布置的多组排气入口阵列的等距视图；图8B是图8A所示的多组排气入口阵列的平面图；图8C是图8A所示的多组排气入口阵列的侧视图；图9是图5所示的腔室盖与多个基板升举组件的升举销索引器(liftpinindexer)的部分的等距视图；及图10是根据本公开的实施例配置的升举销索引器的截面图。为便于理解，在可能的情况下，使用相同的参考编号代表图标中相同的元素。可以构想到，一个实施例的元素与特征可有利地用于其他实施例中而无需赘述。具体实施方式本公开的实施例总体上涉及适于在一个时间同时固化多个基板的批量处理腔室。该腔室包括第一与第二子处理区域，第一与第二子处理区域各自由在批量处理腔室外的基板传送装置服务，且各子处理区域可支撑基板。在一个实施例中，第一子处理区域在第二子处理区域直接下方，其中第一与第二子处理区域可由基板传送装置通过盖板接取，盖板覆盖腔室中形成的装载开口的部分。图1是处理工具的一个实施例的俯视图，该处理工具包括具有根据本公开实施例配置的批量固化腔室103的工厂接口105。处理工具100一般包括工厂接口105、批量固化腔室103、传送腔室112、大气固持站109及多个双处理腔室108a-b、108c-d及108e-f。在处理工具100中，一对FOUP(前开式统集盒)102供应基板(例如300mm直径的晶片)，这些基板由大气机械臂104的多个臂接收并置放入负载锁定腔室106。第二机械臂110设置于与负载锁定腔室106耦接的传送腔室112中。第二机械臂110用于将基板从负载锁定腔室106传送至与传送腔室112耦接的处理腔室108a-f。处理腔室108a-f可包括用于在基板上沉积、退火、固化和(或)蚀刻流动性介电膜的一个或多个系统部件。在一个配置中，三对处理腔室(例如108a-b、108c-d与108e-f)可用于将流动性介电材料沉积于基板上。在某些实施例中，批量固化腔室103经配置成同时在多个基板上执行批量固化工艺，多个基板具有沉积于其上的流动性介电材料。在这些实施例中，批量固化腔室103一般经设置成在很多个基板上执行固化工艺，这些基板可以在双处理腔室108a-b、108c-d与108e-f中同时经受膜沉积。因此，在图1中所示的配置中，批量固化腔室103有利地尺寸设定为在固化工艺中在一个时间容纳六个基板。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种批量基板处理腔室，包括：/n多个固化站，所述多个固化站布置成堆叠，每一个固化站包括加热的基座、设置在所述加热的基座上方的喷头、以及设置在所述喷头和所述加热的基座之间的处理区域；以及/n多个基板升举组件，所述多个基板升举组件包括一个或多个升举销索引器，每一个升举销索引器包括轴和连接到所述轴的多个升举销，其中每一个升举销延伸到所述多个固化站中的不同固化站的处理区域中。/n

【技术特征摘要】
20140514 US 61/996,817;20141219 US 14/577,8281.一种批量基板处理腔室，包括：
多个固化站，所述多个固化站布置成堆叠，每一个固化站包括加热的基座、设置在所述加热的基座上方的喷头、以及设置在所述喷头和所述加热的基座之间的处理区域；以及
多个基板升举组件，所述多个基板升举组件包括一个或多个升举销索引器，每一个升举销索引器包括轴和连接到所述轴的多个升举销，其中每一个升举销延伸到所述多个固化站中的不同固化站的处理区域中。


2.如权利要求1所述的批量处理腔室，其中
所述堆叠是所述多个固化站的竖直堆叠，
所述升举销索引器的所述轴竖直地延伸穿过固化站的所述堆叠，以及
每一个升举销从所述轴水平地延伸。


3.如权利要求2所述的批量处理腔室，其中
所述多个固化站包括四个或更多个固化站，以及
所述多个基板升举组件包括三个或更多个升举销索引器。


4.如权利要求2所述的批量处理腔室，其中每一个升举销包括圆柱元件，所述圆柱元件形成所述升举销的顶表面。


5.如权利要求1所述的批量处理腔室，其中每一个升举销包括圆柱元件，所述圆柱元件被配置用于支撑基板。


6.如权利要求5所述的批量处理腔室，其中所述圆柱元件由氧化铝(Al2O3)形成。


7.如权利要求5所述的批量处理腔室，其中所述圆柱元件由蓝宝石形成。


8.一种批量基板处理腔室，包括：
多个固化站，所述多个固化站布置成堆叠，每一个固化站包括加热的基座、设置在所述加热的基座上方的喷头、以及设置在所述喷头和所述加热的基座之间的处理区域；以及
一个或多个排气阵列，每一个排气阵列包括多个排气组件，每一个排气组件耦接至不同固化站的所述处理区域，其中每一个排气组件包括流动平衡孔口。


9.如权利要求8所述的批量处理腔室，其中
所述多个排气组件包括第一排气组件和第二排气组件，
所述第一排气组件具有第一尺寸的流动平衡孔口，
所述第二排气组件具有第二尺寸的流动平衡孔口，以及
所述第一尺寸与所述第二尺寸不...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·可罕，S·文卡特拉曼，J·D·平森三世，JG·杨，N·K·英格尔，梁奇伟，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US