具有退火迷你环境的处理腔室制造技术

描述了用来处理一个或多个晶片的装置及方法。所述装置包括：腔室，界定上内部区域及下内部区域。加热器组件位于下内部区域中的腔室主体底部上且界定工艺区域。晶片盒组件位在加热器组件内部，且电机被配置为将所述晶片盒组件从所述加热器组件内部的下工艺区域移动到上内部区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有退火迷你环境的处理腔室
本公开内容总体上涉及处理晶片的装置及方法。详细而言，本公开内容涉及具有用于在高温及高压下将多个晶片退火的迷你环境的处理腔室。
技术介绍
退火腔室通常使用密封件来将腔室的内部与周围环境或其他的处理温度(例如在用于群集工具中时)隔离。由于密封件故障，常规的退火腔室不能在高于500℃的温度下操作。此外，高压退火(例如～70巴)与高温处理不相容，因为压力与温度的组合造成密封部件的故障。例如温度计、压力计、爆破盘、及动密封件的部件不能用于可用于蒸气退火的极端温度及压力。因此，本领域中需要在高温及高压下将基板退火的装置和方法。
技术实现思路
本公开内容的一个或多个实施例涉及处理腔室，所述处理腔室包括腔室主体，所述腔室主体具有顶部、侧壁、及底部，所述顶部、侧壁、及底部界定上内部区域及下内部区域。加热器组件在所述下内部区域中的所述腔室主体的底部上。所述加热器组件包括界定工艺区域的底部、侧壁、及顶部。晶片盒组件在所述加热器组件内部。电机被配置为将所述晶片盒组件从所述加热器组件内部的所述下内部区域移动到所述上内部区域。本公开内容的额外实施例涉及处理腔室，所述处理腔室包括腔室主体，所述腔室主体具有顶部、侧壁、及底部，所述顶部、侧壁、及底部界定上内部区域及下内部区域。所述侧壁具有狭缝阀，所述狭缝阀可操作来隔离所述腔室主体的所述上内部区域或允许通过所述侧壁进出所述上内部区域。加热器组件位在所述下内部区域中的所述腔室主体底部上。所述加热器组件包括界定所述加热器组件内的工艺区域的底部、侧壁、及顶部。所述加热器组件的所述侧壁包括双壁迷宫出口流动路径，以提供所述加热器组件的内部内的所述工艺区域与所述腔室主体的所述上内部区域之间的流体连通。至少一个底板加热元件位在所述加热器组件的所述底板附近。至少一个侧壁加热元件与所述加热器组件的所述侧壁相邻。所述侧壁加热元件围绕所述侧壁的周边周围延伸。晶片盒组件在所述加热器组件内部。所述晶片盒组件包括多个晶片支撑件，所述多个晶片支撑件被定位为在处理期间支撑晶片。所述晶片支撑件中的每一者均包括沿着所述晶片支撑件的高度隔开的多个晶片支撑元件。电机被配置为将所述晶片盒组件从所述加热器组件的所述内部移动到所述上内部区域。蒸气注射端口在所述腔室主体的所述底部及所述加热器组件的所述底部中。所述蒸气注射端口提供进入所述加热器组件的所述工艺区域中的流体路径。控制器连接到所述加热器组件、所述晶片盒、所述电机、所述腔室的所述上内部区域中的所述侧壁中的所述狭缝阀、或所述上内部区域内的一个或多个传感器中的一者或多者，所述一个或多个传感器被配置为测量温度或压力中的一者或多者。本公开内容的另外的实施例涉及将多个晶片退火的方法。将多个晶片定位在腔室主体的下内部部分内的加热器组件中。所述加热器组件包括侧壁，所述侧壁具有双壁迷宫出口流动路径，以提供所述加热器组件的内部与所述腔室主体的上内部部分之间的流体连通。加热所述多个晶片。通过使蒸气流动到所述加热器组件中，来将所述腔室主体加压到预定压力，所述蒸气通过所述加热器组件中的所述双壁迷宫出口流动路径离开所述加热器组件，到达所述腔室主体的所述上内部部分中。附图说明可以通过参照实施例来获得上文所简要概述的本公开内容的更详细说明以及可以用来详细了解本公开内容的上述特征的方式，附图中示出了所述实施例中的一些实施例。然而，要注意，附图仅示出此公开内容的典型实施例，且因此不将所述附图视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可以允许其他同等有效的实施例。图1示出根据本文中所述的实施例的具有迷你环境的处理腔室的示意图；图2示出根据一个或多个实施例的用于与处理腔室迷你环境一起使用的加热器组件的示意横截面图；图3示出根据一个或多个实施例的晶片盒的一部分；图4示出图2的加热器组件的部分IV；图5A到图5H示出根据一个或多个实施例的具有使用中的迷你环境的处理腔室的横截面示意图；以及图6示出根据本公开内容的一个或多个实施例的具有使用中的迷你环境的处理腔室的横截面示意图，示出了气体流路径。具体实施方式在描述本公开内容的几个示例性实施例之前，要了解，本公开内容不限于以下说明中所阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开内容能够包括其他的实施例及用各种方式实行或实现。如本文中所使用的“基板”指的是任何基板或形成于基板上的材料表面，膜处理在制造工艺期间执行于所述基板或所述材料表面上。例如，取决于应用，可以在上面执行工艺的基板表面包括例如为硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅结构(SOI)、掺杂碳的氧化硅、非晶硅、经掺杂的硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料、以及例如为金属、氮化金属、金属合金、及其他导电材料的任何其他材料。基板包括(但不限于)半导体晶片。可以将基板暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、和/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理以外，在本公开内容中，也可以如下文更详细公开地将所公开的任何膜处理步骤执行于形成在基板上的下层(under-layer)上，且术语“基板表面”在上下文指示时要包括此类下层。因此，例如，若已经将膜/层或部分的膜/层沉积到基板表面上，则新沉积的膜/层的暴露面变成基板表面。如此说明书及所附权利要求中所使用的，术语“前驱物”、“反应物”、“反应气体”等等被互换使用以指称可与基板表面或与形成于基板表面上的膜反应的任何气态物种。本公开内容的实施例提供具有用于蒸气退火等工艺的迷你环境的处理腔室。迷你环境将用于处理晶片的高温区与承温能力较低的主体腔室隔离。迷你环境被设计为在内部集中热量，从而最小化热泄漏及在高温下提供晶片间及晶片内的均匀性。根据一些实施例，高温及高压操作环境可以将晶片环境与腔室的其余部分隔离。此种隔离允许主体环境中较低的操作温度，从而允许较广泛的腔室部件选择。用于测量温度/压力及密封系统的部件不能在超过500℃温度下操作。本公开内容的一些实施例有利地提供一隔离系统，所述隔离系统具有与晶片环境分离的操作环境。常规的系统不能够在所述高温(大于550℃)及高压(大于50巴)下操作。本公开内容的一个或多个实施例提供了腔室及方法，其中压力计、温度计、爆破盘、动密封件等等的部件在高温及高压条件下操作。所公开的系统及方法允许将现有的部件用在迷你腔室环境外部的更合理的操作环境中。一些实施例的蒸气迷你腔室环境是利用蒸气的自然绝缘性质的隔离系统。在一些实施例中，蒸气迷你腔室环境减少对流。在一些实施例中，蒸气迷你腔室环境将能量集中到晶片环境中。在一些实施例中，通过在高温区外部维持较低的温度，热区的热隔离允许较广泛的部件及材料选择。一些实施例的迷你环境允许使用替代材料，同时维持相同的常规腔室基本结构。参照附图，一些实施例的迷你环境是高压腔室内的热隔离的容积。迷你环境是通过将晶片交换机构降下到最低位置中来产生的。升降组件具有几个功能及部件。连接到组件的顶部的是具有顶部帽盖的晶片盒。升降组件的垂直运动以及机器叶片提供了在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理腔室，包括：/n腔室主体，所述腔室主体具有顶部、侧壁、和底部，所述顶部、所述侧壁、和所述底部界定上内部区域和下内部区域；/n加热器组件，所述加热器组件在所述下内部区域中的所述腔室主体的底部上，所述加热器组件包括界定工艺区域的底部、侧壁、和顶部；/n晶片盒组件，所述晶片盒组件在所述加热器组件内部；以及/n电机，所述电机被配置为将所述晶片盒组件从所述加热器组件内部的所述下内部区域移动到所述上内部区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181028 US 62/751,6801.一种处理腔室，包括：
腔室主体，所述腔室主体具有顶部、侧壁、和底部，所述顶部、所述侧壁、和所述底部界定上内部区域和下内部区域；
加热器组件，所述加热器组件在所述下内部区域中的所述腔室主体的底部上，所述加热器组件包括界定工艺区域的底部、侧壁、和顶部；
晶片盒组件，所述晶片盒组件在所述加热器组件内部；以及
电机，所述电机被配置为将所述晶片盒组件从所述加热器组件内部的所述下内部区域移动到所述上内部区域。


2.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述加热器组件的所述侧壁具有双壁迷宫出口流动路径，以提供所述工艺区域与所述腔室主体的所述上内部区域之间的流体连通。


3.如权利要求2所述的处理腔室，进一步包括：蒸气注射端口，所述蒸气注射端口在所述腔室主体的所述底部和所述加热器组件的所述底部中，所述蒸气注射端口提供进入所述加热器组件的所述工艺区域中的流体路径。


4.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述加热器组件进一步包括：加热元件，所述加热元件与所述加热器组件的所述底部相邻。


5.如权利要求4所述的处理腔室，其中在所述加热器组件的所述底部附近存在多于一个的加热元件。


6.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述加热组件进一步包括：加热元件，所述加热元件在所述侧壁周围。


7.如权利要求6所述的处理腔室，其中所述加热元件位于所述加热组件的内部内。


8.如权利要求7所述的处理腔室，其中在所述工艺区域内的所述加热器组件的所述侧壁附近存在至少两个加热元...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·霍南，D·伯拉尼克，R·B·沃派特，J·伯拉尼克，C·卡尔森，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US