半导体工艺腔室制造技术

本实用新型专利技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔体、基座和旋转组件，旋转组件用于承载传入腔体中的晶圆，且旋转组件能够带动晶圆旋转至晶圆表面的特征结构位于预设位置，基座用于在特征结构位于预设位置后，将晶圆抬升至工艺高度，以对晶圆进行半导体工艺。在本实用新型专利技术中旋转组件能够带动晶圆旋转至其表面的特征结构位于预设位置，从而实现在半导体工艺腔室的腔体内部进行晶圆旋转角度的调整，在转动晶圆使其表面的特征结构与预设位置对正后，后续无需进行晶圆传输操作，从而避免了调整晶圆角度后传输晶圆带来的特征结构位置偏移的风险，提高了对晶圆旋转角度的定位精确性，保证了特征结构位置的精确性，进而保证了对晶圆表面特征结构的保护效果。结构的保护效果。结构的保护效果。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺腔室


[0001]本技术涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种半导体工艺腔室。

技术介绍

[0002]物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术是一项广泛应用于半导体制造领域的技术，特别是在IC、封装、功率器件等领域。
[0003]典型的物理气相沉积工艺腔室如图1所示，腔室主体为腔体100和外罩720，腔体100的内部通过靶材710、内衬(shield)500、压环(clampring)600以及基座(pedstal)200构成溅射所需的密闭空间。在进行物理气相沉积工艺时，先由冷泵810对腔室进行抽真空，在达到一定的高真空度后(<5E
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7Torr)，晶圆(wafer)10被机械手臂(robot)通过传片口110传输至腔体100内，并放置于支撑组件400的顶针(Pin)410上，顶针410由升降机构420驱动，可承载晶圆10上下移动。然后由基座200承载晶圆10升至工艺位，即顶起压环600至合适位置。之后开启氩气(Ar)质量流量计(MFC)820，通入一定压力的氩气。通过控制电源740输出对靶材710施加一定的电压，实现氩气电离，同时在旋转的磁控管730对电子的束缚的作用下，形成稳定的等离子体。等离子体(Ar+)在电场的作用下轰击靶材表面，使得靶材表面的原子被溅射出来并落在晶圆10上，从而实现晶圆10表面的镀膜。
[0004]对于一些特定的工艺制程，在采用物理气相沉积工艺进行金属镀膜后会进行图形化工艺，一般的工艺流程为匀胶
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曝光
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显影
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刻蚀，在曝光、显影过程中用到的光罩工艺，需要对晶圆进行精确定位，以防止出现overlay(即上下两层光罩定位参照点不重合)的情况。一般通过刻蚀工艺在与晶圆缺口(notch)固定角度的位置刻蚀出特殊图案的沟槽或孔洞(即zeromark，以下简称特征结构)，以便于后续工艺中识别该位置。
[0005]然而，由于物理气相沉积工艺本身的工艺特性，溅射的金属薄膜致密反射率好，如果金属覆盖住特征结构所在区域，会造成后续的光罩工艺无法识别，进而没办法精确定位。为了解决该问题，物理气相沉积工艺中使用的压环采用了特殊设计，如图2所示，压环600内侧伸出两个对称的遮挡部610，遮住晶圆10对应位置的特征结构，以防止金属镀在特征结构上，导致后续光罩工艺无法识别特征结构。
[0006]这种带有遮挡的压环在安装时是按照预定的角度放置于腔室内，因此要求晶圆也要以对应的角度传进腔室，才能实现正确的遮挡。现有技术中一般通过机台自带的传输腔中的旋转装置(aligner)对晶圆进行旋转定位，使其可以按照一定的角度进入腔室，从而实现正确的遮挡。然而，在实际使用过程中，晶圆在旋转装置处定位之后，还会经过机械手传输、加载腔的传输(passthrough)等才会传进配置有特殊压环的工艺腔室中。在此传输过程中，晶圆仍有一定的概率出现旋转，导致进入物理气相沉积腔室后，特征结构与遮挡位置出现错位，导致特征结构被镀膜，影响后续工艺。
[0007]因此，如何提高对晶圆旋转角度的定位精确性，以保证特征结构位置的精确性，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本技术旨在提供一种半导体工艺腔室，该半导体工艺腔室能够提高对晶圆旋转角度的定位精确性，进而保证特征结构位置的精确性。
[0009]为实现上述目的，本技术提供一种半导体工艺腔室，包括腔体、基座和旋转组件，所述旋转组件用于承载传入所述腔体中的晶圆，且所述旋转组件能够带动所述晶圆旋转至所述晶圆表面的特征结构位于预设位置，所述基座用于在所述特征结构位于所述预设位置后，将所述晶圆抬升至工艺高度，以对所述晶圆进行半导体工艺。
[0010]可选地，所述旋转组件包括旋转驱动机构和多根旋转针，所述基座上形成有多个沿厚度方向贯穿所述基座的调节孔，多根所述旋转针能够一一对应地穿过多个所述调节孔，所述调节孔的水平投影沿所述基座的周向延伸，所述旋转驱动机构用于驱动多根所述旋转针绕所述基座的轴线在对应的所述调节孔的范围内转动，以带动所述晶圆转动。
[0011]可选地，所述旋转驱动机构包括驱动部、传动条和旋转盘，所述旋转盘设置在所述腔体中且位于所述基座的下方，多根所述旋转针的底端均固定设置在所述旋转盘上，所述驱动部的输出端通过套设在所述旋转盘上的所述传动条驱动所述旋转盘绕所述基座的轴线转动。
[0012]可选地，所述传动条为链条，所述旋转盘的边缘上形成有外传动齿，所述链条用于与所述外传动齿接触，以带动所述旋转盘转动。
[0013]可选地，所述旋转驱动机构还包括安装座，所述安装座环绕所述基座的轴线固定设置在所述腔体的底部，所述旋转盘的中心形成有安装孔，所述安装孔通过轴承与所述安装座连接。
[0014]可选地，所述旋转针的数量为3根。
[0015]可选地，所述半导体工艺腔室还包括控制器和位置检测模块，所述位置检测模块设置在所述腔体的传片口处，用于对传入所述腔体中的晶圆的特征结构进行位置检测，所述控制器用于根据所述位置检测模块的位置检测结果，控制所述旋转组件带动所述晶圆旋转。
[0016]可选地，所述位置检测结果包括所述特征结构沿垂直于所述晶圆传入腔体中时的传片方向的横坐标以及所述特征结构沿所述传片方向的纵坐标，所述控制器用于根据所述预设位置的横坐标和纵坐标，确定所述特征结构的当前位置与所述预设位置相对于所述晶圆中心的夹角，并根据所述夹角确定所述旋转组件带动所述晶圆旋转的角度。
[0017]可选地，所述半导体工艺腔室还包括支撑组件，所述支撑组件包括第一升降机构和多根顶针，所述基座上形成有多个沿厚度方向贯穿所述基座的顶针孔，多根所述顶针能够一一对应地穿过多个所述顶针孔，所述第一升降机构用于驱动多根所述顶针升高至所述顶针的顶端穿出至所述基座的承载面上方，以抬起所述基座上的晶圆，或者驱动多根所述顶针下降至所述顶针的顶端缩回至所述基座的承载面下方，以将所述晶圆放置在所述基座上。
[0018]可选地，所述半导体工艺腔室还包括压环，所述压环的内壁上形成有至少一个遮挡部，所述遮挡部用于在所述晶圆抬升至所述工艺高度后，对所述晶圆上的所述特征结构进行遮挡。
[0019]本技术提供的半导体工艺腔室包括旋转组件，旋转组件能够带动晶圆旋转至
其表面的特征结构位于预设位置(即能够被档环等部件遮挡保护的位置)，从而实现在半导体工艺腔室的腔体内部进行晶圆旋转角度的调整，在转动晶圆使其表面的特征结构与预设位置对正后，后续无需进行晶圆传输操作，可直接进行半导体工艺，从而避免了调整晶圆角度后传输晶圆带来的特征结构位置偏移的风险，提高了对晶圆旋转角度的定位精确性，保证了特征结构位置的精确性，进而保证了对晶圆表面特征结构的保护效果，提高了产品良率。
附图说明
[0020]附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺腔室，其特征在于，包括腔体、基座和旋转组件，所述旋转组件用于承载传入所述腔体中的晶圆，且所述旋转组件能够带动所述晶圆旋转至所述晶圆表面的特征结构位于预设位置，所述基座用于在所述特征结构位于所述预设位置后，将所述晶圆抬升至工艺高度，以对所述晶圆进行半导体工艺。2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述旋转组件包括旋转驱动机构和多根旋转针，所述基座上形成有多个沿厚度方向贯穿所述基座的调节孔，多根所述旋转针能够一一对应地穿过多个所述调节孔，所述调节孔的水平投影沿所述基座的周向延伸，所述旋转驱动机构用于驱动多根所述旋转针绕所述基座的轴线在对应的所述调节孔的范围内转动，以带动所述晶圆转动。3.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述旋转驱动机构包括驱动部、传动条和旋转盘，所述旋转盘设置在所述腔体中且位于所述基座的下方，多根所述旋转针的底端均固定设置在所述旋转盘上，所述驱动部的输出端通过套设在所述旋转盘上的所述传动条驱动所述旋转盘绕所述基座的轴线转动。4.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述传动条为链条，所述旋转盘的边缘上形成有外传动齿，所述链条用于与所述外传动齿接触，以带动所述旋转盘转动。5.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述旋转驱动机构还包括安装座，所述安装座环绕所述基座的轴线固定设置在所述腔体的底部，所述旋转盘的中心形成有安装孔，所述安装孔通过轴承与所述安装座连接。6.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜立勇，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：新型
国别省市：