[发明专利]非接触性基板处理

说明书

背景技术

技术领域

本发明一般涉及半导体处理领域，尤其涉及在半导体器件制造期间在处理腔室中支撑、定位或旋转一基板。

现有技术的描述

在集成电路和显示器的制造中，半导体、介电质及导电材料形成在诸如硅基板或玻璃基板的基板上。材料可藉由化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)、离子布植、等离子体或热氧化、外延生长(EPI)、及氮化工艺来形成。然后，经沉积的材料可被蚀刻以形成诸如栅极、通孔、接触孔及互连线的特征结构。在典型的沉积或蚀刻工艺中，基板在基板处理腔室内暴露于等离子体，以在基板表面上沉积或蚀刻材料。其它可在基板上执行的典型工艺可包括热处理技术，热处理技术可包括快速热处理(RTP)或激光退火工艺。

在处理期间，基板通常被固持在具有基板容纳表面的基板支撑件上。支撑件可以具有一内嵌电极，该内嵌电极在处理期间用作等离子体生成器件，和/或该内嵌电极也可被充电以静电地固持基板。支撑件也可具有一电阻式加热构件以在处理期间加热基板，和/或一水冷系统以冷却基板或冷却支撑件。

一衍生的问题是随着器件尺寸缩小，对横跨基板的变化的容限变得非常低，从而基板相对于基板支撑件、遮蔽环或其它腔室部件的对准和定位可对基板上实现的工艺结果的均匀性具有影响。

在一些情况中，处理腔室中的一个或多个区域可能无法均匀地产生等离子体(例如PECVD、PVD、EPI)、无法均匀地将热输送到基板(例如RTP、PECVD、EPI)、和/或因处理腔室中气体入口或排气口的位置方位而具有非均匀气流的区域，这些共同地产生了将基板旋转以将处理腔室的处理区域的不同区块中的非均匀性予以消除的需求。

旋转基板常常是处理腔室中非常昂贵且复杂的过程，旋转基板要求基板在次大气压下进行处理、在高温下进行处理、和/或需要一个或多个可旋转的电连接来使功率能被输送到基板支撑件中的一个或多个部件(例如加热器构件)。由于需要可靠的且不会产生颗粒的高温旋转部件(例如轴承)、精确且昂贵的马达、复杂的控制系统、可靠的旋转电连接、及可靠的旋转真空密封，一般会产生复杂性和成本。

因此，需要一种适于在基板处理期间支撑、定位、和/或旋转基板的经改善的系统，该系统不需要与基板直接接触、使用和维护的费用并不昂贵、可提供良好的工艺结果、是可靠的、并且可容易地控制。

发明内容

本发明的各个实施例提供用于处理半导体基板的设备与方法。具体而言，本发明的各个实施例提供用于在处理期间支撑、定位或旋转半导体基板的设备与方法。

本发明一实施例提供一种用于处理基板的方法，该方法包括下列步骤：将该基板定位于载座的基板接收表面上，其中该载座设置在一处理腔室的一支撑器件上方，该支撑器件包含一个或多个支撑口与一个或多个旋转口，这些支撑口与这些旋转口各自适于接收来自流量控制器的流体；藉由将流体流输送至该一个或多个支撑口将该基板升高至一处理位置，藉此浮动载座与基板；以及藉由将流体流输送至该一个或多个旋转口旋转载座与基板。

本发明的另一实施例提供一种用于处理基板的设备，该设备包含：界定一处理容积的腔室主体；贯穿腔室主体形成的第一石英窗，其中石英窗配置为从第一外部源向处理容积传送辐射能量；具有基板接收表面的载座，该基板接收表面配置成支撑基板；以及一个或多个口，这些口配置成藉由将流体流向载座的背侧传送来浮动且旋转载座。

附图简述

可藉由参考在附图中示出的本发明的实施例来更详细地描述在前面简短地概述过的本发明。但是应注意的是，附图仅示出本发明的典型实施例，因此不应视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其它等效实施例。

图1A-1B示意性地示出根据本发明的一实施例的处理腔室。

图2A示意性地示出根据本发明的一实施例的基板操控组件。

图2B示意性地示出根据本发明的另一实施例的基板操控组件。

图2C示意性地示出根据本发明的一实施例的载座。

图2D示意性地示出根据本发明的另一实施例的载座。

图2E示意性地示出根据本发明的又一实施例的载座。

图2F示意性地示出图2E的载座处于一基板交换位置。

图2G示意性地示出图2E的载座处于一处理位置。

图3A为根据本发明的一实施例的基板支撑口的剖面图。

图3B为根据本发明的一实施例的基板支撑口的剖面图。

图3C为根据本发明的一实施例的基板支撑口的剖面图。