專利名稱：非接觸性基板處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體處理領(lǐng)域，尤其涉及在半導(dǎo)體器件制造期間在處理腔室中支撐、定位或旋轉(zhuǎn)一基板?，F(xiàn)有技術(shù)的描述在集成電路和顯示器的制造中，半導(dǎo)體、介電質(zhì)及導(dǎo)電材料形成在諸如硅基板或玻璃基板的基板上。材料可藉由化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積 (PVD)、離子布植、等離子體或熱氧化、外延生長(EPI)、及氮化工藝來形成。然后，經(jīng)沉積的材料可被蝕刻以形成諸如柵極、通孔、接觸孔及互連線的特征結(jié)構(gòu)。在典型的沉積或蝕刻工藝中，基板在基板處理腔室內(nèi)暴露于等離子體，以在基板表面上沉積或蝕刻材料。其它可在基板上執(zhí)行的典型工藝可包括熱處理技術(shù)，熱處理技術(shù)可包括快速熱處理(RTP)或激光退火工藝。在處理期間，基板通常被固持在具有基板容納表面的基板支撐件上。支撐件可以具有一內(nèi)嵌電極，該內(nèi)嵌電極在處理期間用作等離子體生成器件，和/或該內(nèi)嵌電極也可被充電以靜電地固持基板。支撐件也可具有一電阻式加熱構(gòu)件以在處理期間加熱基板，和 /或一水冷系統(tǒng)以冷卻基板或冷卻支撐件。一衍生的問題是隨著器件尺寸縮小，對橫跨基板的變化的容限變得非常低，從而基板相對于基板支撐件、遮蔽環(huán)或其它腔室部件的對準(zhǔn)和定位可對基板上實(shí)現(xiàn)的工藝結(jié)果的均勻性具有影響。在一些情況中，處理腔室中的一個或多個區(qū)域可能無法均勻地產(chǎn)生等離子體(例如PECVD、PVD、EPI)、無法均勻地將熱輸送到基板(例如RTP、PECVD、EPI)、和/或因處理腔室中氣體入口或排氣口的位置方位而具有非均勻氣流的區(qū)域，這些共同地產(chǎn)生了將基板旋轉(zhuǎn)以將處理腔室的處理區(qū)域的不同區(qū)塊中的非均勻性予以消除的需求。旋轉(zhuǎn)基板常常是處理腔室中非常昂貴且復(fù)雜的過程，旋轉(zhuǎn)基板要求基板在次大氣壓下進(jìn)行處理、在高溫下進(jìn)行處理、和/或需要一個或多個可旋轉(zhuǎn)的電連接來使功率能被輸送到基板支撐件中的一個或多個部件(例如加熱器構(gòu)件)。由于需要可靠的且不會產(chǎn)生顆粒的高溫旋轉(zhuǎn)部件(例如軸承)、精確且昂貴的馬達(dá)、復(fù)雜的控制系統(tǒng)、可靠的旋轉(zhuǎn)電連接、及可靠的旋轉(zhuǎn)真空密封，一般會產(chǎn)生復(fù)雜性和成本。因此，需要一種適于在基板處理期間支撐、定位、和/或旋轉(zhuǎn)基板的經(jīng)改善的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不需要與基板直接接觸、使用和維護(hù)的費(fèi)用并不昂貴、可提供良好的工藝結(jié)果、 是可靠的、并且可容易地控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個實(shí)施例提供用于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備與方法。具體而言，本發(fā)明的各個實(shí)施例提供用于在處理期間支撐、定位或旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體基板的設(shè)備與方法。
本發(fā)明一實(shí)施例提供一種用于處理基板的方法，該方法包括下列步驟將該基板定位于載座的基板接收表面上，其中該載座設(shè)置在一處理腔室的一支撐器件上方，該支撐器件包含一個或多個支撐口與一個或多個旋轉(zhuǎn)口，這些支撐口與這些旋轉(zhuǎn)口各自適于接收來自流量控制器的流體；藉由將流體流輸送至該一個或多個支撐口將該基板升高至一處理位置，藉此浮動載座與基板；以及藉由將流體流輸送至該一個或多個旋轉(zhuǎn)口旋轉(zhuǎn)載座與基板。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種用于處理基板的設(shè)備，該設(shè)備包含界定一處理容積的腔室主體；貫穿腔室主體形成的第一石英窗，其中石英窗配置為從第一外部源向處理容積傳送輻射能量；具有基板接收表面的載座，該基板接收表面配置成支撐基板；以及一個或多個口，這些口配置成藉由將流體流向載座的背側(cè)傳送來浮動且旋轉(zhuǎn)載座。附圖簡述可藉由參考在附圖中示出的本發(fā)明的實(shí)施例來更詳細(xì)地描述在前面簡短地概述過的本發(fā)明。但是應(yīng)注意的是，附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)視為對本發(fā)明的范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它等效實(shí)施例。

圖1A-1B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的處理腔室。圖2A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板操控組件。圖2B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的基板操控組件。圖2C示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的載座。圖2D示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的載座。圖2E示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的載座。圖2F示意性地示出圖2E的載座處于一基板交換位置。圖2G示意性地示出圖2E的載座處于一處理位置。圖3A為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板支撐口的剖面圖。圖;3B為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板支撐口的剖面圖。圖3C為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板支撐口的剖面圖。圖3D為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板支撐口的剖面圖。圖4A-4C示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的處理腔室。圖5A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的載座支撐件。圖5B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的載座支撐件。圖5C示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的輥式拉邊器(edge roller)。圖6A-6B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的外延處理腔室。圖7示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積腔室。為便于理解，在可能時使用相同的附圖標(biāo)號來表示附圖中共有的相同元件?？蓸?gòu)想一實(shí)施例的元件和/或工藝步驟可有利地并入其它實(shí)施例而不需另外地闡述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一般提供用于處理基板的方法與設(shè)備。本發(fā)明一實(shí)施例提供一種用于藉由將基板定位在載座的接收表面上且使用一或多個口將流體流導(dǎo)向載座的背側(cè)以操控載座， 來處理基板的方法。在一實(shí)施例中，操控載座包含升高且降低載座及基板并且旋轉(zhuǎn)該載座。在一實(shí)施例中，一個或多個口形成在處理腔室的石英窗中，其中該石英窗配置成向載座的背側(cè)傳送輻射能量。本發(fā)明的方法與設(shè)備容許基板在腔室構(gòu)件與基板之間有限接觸的情況下進(jìn)行處理，同時改善基板上的加熱均勻性。藉由在處理期間使用流體流來支撐和/或旋轉(zhuǎn)基板，本發(fā)明的實(shí)施例可減少基板處理設(shè)備的復(fù)雜性，因而降低了設(shè)備的原始和維護(hù)費(fèi)用。藉由遮蔽基板以免受運(yùn)動控制流體流影響，本發(fā)明的實(shí)施例可改善正處理基板上的加熱均勻性。本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于在處理期間支撐、定位且旋轉(zhuǎn)基板的方法、設(shè)備與系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例也可提供一種控制基板與定位于處理腔室中的基板支撐件之間的熱傳遞的方法。本文描述的設(shè)備與方法去除了對復(fù)雜的、昂貴的且時常是不可靠的部件的需要，其中這些部件要用來在一個或多個處理步驟期間(例如快速熱處理(RTP)工藝、化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、物理氣相沉積(PVD)工藝、原子層沉積(ALD)工藝、濕式清潔工藝(諸如可從應(yīng)用材料公司購得的Tempest 處理腔室)、干式蝕刻工藝、外延生長工藝(EPI)和/ 或激光退火工藝)精確地定位且旋轉(zhuǎn)基板?？墒褂帽疚乃枋龅姆椒?、設(shè)備與系統(tǒng)來處理的基板可包括但不限于200mm、 300mm或更大的單晶硅(Si)、多結(jié)晶硅(multi-crystalline silicon)、多晶硅 (polycrystalline silicon)、鍺(Ge)、碳化硅(SiC)、玻璃、砷化鎵(GaAs)、碲化鎘(CdTe)、 硫化鎘(CcK)、硒化銅銦鎵(CIGQ、硒化銅銦(01 、磷化鎵銦(GaInI^)，以及異質(zhì)結(jié)胞元，諸如fe^nP/GaAs/Ge或S^e/GaAs/Ge基板。正處理的基板可以是圓形的或任何其它希望的形狀。圖1A-1B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的處理腔室100。處理腔室100包含腔室蓋101、腔室壁102以及腔室底部103。腔室蓋101、腔室壁 102與腔室底部103界定了處理容積153。在一實(shí)施例中，狹縫閥巧4穿過腔室壁102來形成。狹縫閥巧4配置成將基板傳送進(jìn)出處理容積153。在一實(shí)施例中，處理腔室100還包含氣體源152，該氣體源152配置成將一種或多種處理氣體提供至處理容積153。處理腔室 100亦包含真空泵151，該真空泵151配置成抽吸該處理容積153。處理腔室100還包含設(shè)置在處理容積153中的載座104。載座104具有配置成將基板105容納于載座104上的基板接收表面10如。在腔室底部103中形成一個或多個口 108。該一個或多個口 108連接到流體輸送系統(tǒng)150。在一實(shí)施例中，一個或多個口 108包含一個或多個支撐口與一個或多個旋轉(zhuǎn)口， 這些支撐口配置成升高載座104與基板105，這些旋轉(zhuǎn)口配置成當(dāng)載座104處于升高位置時旋轉(zhuǎn)載座104與基板105。該一個或多個口 108的實(shí)施例在下文關(guān)于圖2A和圖2B進(jìn)一步描述。在一實(shí)施例中，一個或多個口 108形成在腔室底部103的石英窗中。石英窗配置成容許輻射能量傳遞到處理容積153。由于載座104面向石英窗，從石英窗通過的輻射能量會直接加熱載座104?；?04接著經(jīng)由載座104而被加熱。來自一個或多個口 108的流體流會影響對載座104的加熱。然而，流體流對基板105的加熱的影響被降低得多了。因此，藉由在用流體流操控基板105時使用載座104，可以降低流體流對于均勻加熱的影響。此外，藉由遮蔽基板免受流體流影響，基板也被遮蔽以免受顆粒污染。在一實(shí)施例中，處理腔室100還包含三個或多個基板支撐銷107，支撐銷107配置成接收且支撐基板105。在一實(shí)施例中，當(dāng)這三個或多個基板支撐銷107不支撐基板時，這三個或多個基板支撐銷107可縮回。在一實(shí)施例中，處理腔室100包含載座定位系統(tǒng)106，該載座定位系統(tǒng)106配置成將載座104限制在一區(qū)域內(nèi)，尤其是當(dāng)載座104被一個或多個口 108升高且旋轉(zhuǎn)時。在一實(shí)施例中，處理腔室100還包含傳感器156、157，傳感器156、157配置成檢測載座104的位置和方位。在一實(shí)施例中，傳感器156可配置成，在載座104于這三個或多個基板支撐銷107上方旋轉(zhuǎn)時，將載座104與這三個或多個基板支撐銷107對準(zhǔn)。傳感器156 也可提供有關(guān)載座104的旋轉(zhuǎn)速度的信號。在一實(shí)施例中，傳感器157可配置成檢測是否載座104抵達(dá)期望高度、和/或載座104在水平面的位置(諸如X和Y方向)。在一實(shí)施例中，傳感器157可包含一個或多個激光器、電學(xué)或光學(xué)傳感器。傳感器156、157可以連接到控制器109?？刂破?09進(jìn)一步連接到流體輸送系統(tǒng) 150?？刂破?09接收來自傳感器156、157的信息，并且獲得載座104的位置和運(yùn)動?？刂破?09可以將控制信號發(fā)送到流體輸送系統(tǒng)150，由此控制一個或多個口 108，以相應(yīng)地調(diào)整載座104的位置和運(yùn)動。圖IA示出處于基板傳送位置的處理腔室100。載座104停置在一個或多個口 108 上。這三個或多個支撐銷107延伸穿過載座104，從而形成供基板105用的支撐表面。這三個或多個支撐銷107處于從基板操控器(未示出)接收基板105的位置，其中基板操控器通過狹縫閥1 傳送基板105，或?qū)⒒?05傳送到基板操控器的位置。在一實(shí)施例中，這三個或多個基板支撐銷107是可縮回的，并且處于延伸位置。圖IB示出處于基板處理位置的處理腔室100。在一實(shí)施例中，一個或多個口 108提供流體流以從停置位置升高載座104，并且經(jīng)升高的載座104從這三個或多個基板支撐銷 107抓取基板105。在另一實(shí)施例中，這三個或多個基板支撐銷107縮回到載座104下方， 并且基板105停置在載座104的接收表面10 上。在另一實(shí)施例中，藉由升高載座104、 縮回這三個或多個基板支撐銷107或此兩者的組合，基板105從這三個或多個基板支撐銷 107被傳送到載座104的接收表面l(Ma。當(dāng)載座104從腔室底部103被升高且遠(yuǎn)離這些三或多個基板支撐銷107時，一個或多個口 108提供額外的流體流以旋轉(zhuǎn)載座104與基板105。在一實(shí)施例中，載座104的高度可由來自傳感器57的傳感器信號來決定。在一實(shí)施例中，基板105被旋轉(zhuǎn)于與狹縫閥巧4的高度不同的高度，以減少因狹縫閥巧4所造成處理容積153中的非對稱性而引起的處理氣體非均勻性分布。一個或多個口 108提供流體流以藉由將載座104升高到預(yù)定位置而將基板105定位于處理位置。此外，在處理期間，載座104與基板105也會旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)期間，可以利用載座定位系統(tǒng)106來避免載座104偏移。一旦處理結(jié)束，載座104與基板105的旋轉(zhuǎn)停止，并且載座104在載座104與這三個或多個基板支撐銷107對準(zhǔn)后被降回停置位置。在一實(shí)施例中，可以根據(jù)來自傳感器156 的信號藉由旋轉(zhuǎn)載座104將載座104上的標(biāo)記(marker)定位于特定位置來執(zhí)行對準(zhǔn)。藉由降低載座104、延伸這三個或多個基板支撐銷107、或降低載座104及延伸這三個或多個基板支撐銷107的組合，經(jīng)處理的基板105再次地被這個三或多個基板支撐銷 107支撐。處理腔室100返回到圖IA所示的基板傳送位置。
圖2A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基板操控組件108a。基板操控組件 108a可用在圖IA的處理腔室100中?；宀倏亟M件108a包含支撐主體155(在該支撐主體155中形成有供流體流所用的口 )；以及載座104，該載座104配置成在載座104上支撐基板。在一實(shí)施例中，支撐主體155可以是腔室主體的一部分，例如處理腔室100的腔室底部103。在另一實(shí)施例中，支撐主體155可以是設(shè)置在處理腔室中的一分離結(jié)構(gòu)。支撐主體155具有基本平坦的頂表面155A，該頂表面155A配置成支撐載座104。在一實(shí)施例中， 載座104可以設(shè)置在頂表面155A的圓形區(qū)域104f內(nèi)。載座104設(shè)置在支撐主體155的頂表面155A上方，并且載座104可以由來自支撐主體155的流體流所升高和旋轉(zhuǎn)?；宀倏亟M件108a還包含三個或多個基板支撐銷107， 這些基板支撐銷107從支撐主體的頂表面155延伸且配置成接收和傳送基板。載座104可以具有多個穿過載座104形成的開口 104b，開口 104b用于容許基板支撐銷107延伸。在一實(shí)施例中，載座104可以是圓形的碟盤?；宀倏亟M件108a還包含載座定位系統(tǒng)106，載座定位系統(tǒng)106從支撐主體155 延伸且配置成將載座104限制在期望區(qū)域內(nèi)。在一實(shí)施例中，載座定位系統(tǒng)106包含三個固持銷，這些固持銷從支撐主體155的頂表面15 向上延伸。在一實(shí)施例中，支撐主體155具有八個口 11A-111H，這些口在支撐主體155中形成并且在頂表面155開口。在一實(shí)施例中，這些口 11IA-IIlH具有多個定向的注射孔112和/ 或排氣孔113，這些注射孔112和/或排氣孔113用于將運(yùn)動施予定位在這些口 11IA-I IlH 上的物體(例如載座104)。如圖2A所示，口 111A、111C、111E與IllG各自的主導(dǎo)流動向量X1、Y1、X2與Y2適
于藉由輸送流體通過各口中所包含的特征結(jié)構(gòu)來在X或Y方向移動載座104。舉例而言，口 IllA適于藉由輸送流體于主導(dǎo)流動向量Xl來在+X方向移動載座104，口 IllC適于藉由在主導(dǎo)流動向量Yl輸送流體來在+Y方向移動載座104，口 IllE適于藉由在主導(dǎo)流動向量Χ2 輸送流體來在-X方向移動載座104，口 IllG適于藉由在主導(dǎo)流動向量Υ2輸送流體來在-Y 方向移動載座104。在一實(shí)施例中，如圖2Α所示，口 111A、111C、111E與IllG各自的主導(dǎo)流動方向向量通過一共同點(diǎn)“C”，諸如基本上在基板操控組件108a的中心，因而容許載座104與設(shè)置在載座上的基板可被定位在X和Y方向，而不傾向于旋轉(zhuǎn)載座104。在一實(shí)施例中，口 111B、111D、111F與IllH含有特征結(jié)構(gòu)，這些特征結(jié)構(gòu)適于因各口中含有的特征結(jié)構(gòu)的方位產(chǎn)生了力向量Rl和R2而使載座104分別在順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。在此配置中，各個口 11 IB、11 ID、11IF與11IH具有一主導(dǎo)的流動方向，該主導(dǎo)的流動方向正交于載座104的半徑。因此，為了使載座104在順時針方向旋轉(zhuǎn)，流體流被輸送到口 IllB與IllF的特征結(jié)構(gòu)；并且為了使載座104在逆時針方向旋轉(zhuǎn)，流體流被輸送到口 IllD與IllH的特征結(jié)構(gòu)。圖!3B-3C示意性地示出口 111的實(shí)施例，該口 111可用作為口 111A-111H。圖;3B為口 111的剖面圖，其中口 111定向成與載座104的下表面l(Me呈角度α， 從而使載座104可依需要被支撐和移動。在一實(shí)施例中，口 111含有一個或多個注射孔112 與一個或多個排氣孔113，這些孔定位在支撐主體115的頂表面155Α上的凹部IlOC中。這些注射孔112和/或排氣孔113有助于增加經(jīng)由口 111輸送到基板的流體的耦合，并且因此有助于改善對載座104的移動的控制。在一實(shí)施例中，口 111具有形成在口 111中一個或多個注射孔112。各個注射孔 112具有匯聚段和分叉段，以在壓降大于臨界點(diǎn)時容許超音速流動的建立。相信藉由在超音速下將氣體輸送到載座104的下表面l(Me，可以透過由氣流朝向低壓區(qū)域流動造成摩擦而產(chǎn)生載座104的運(yùn)動，其中低壓區(qū)域藉由口輸送的超音速流動來產(chǎn)生。由此，載座104的運(yùn)動可以藉由從一個或多個策略設(shè)置的口輸送超音速流動來控制。在一實(shí)施例中，也希望使用可輸送超音速流動的口與可輸送亞音速流動的口，來移動和/或定位載座104。通過口輸送超音速流動的一個優(yōu)點(diǎn)即是這可容許引起方向流(即朝向低壓點(diǎn))，而不需要將支撐主體155中的具角度孔予以機(jī)械加工。在基板支撐件中形成具角度孔是難以在由陶瓷材料制成的支撐主體中達(dá)成的。一個或多個排氣孔113配置成捕獲至少一部分的由注射孔112所注入的進(jìn)入流 Bi。此配置可容許由各個口 111輸送的流體流在需要時是獨(dú)立的，藉此避免基板操控組件 108a上來自口 111的流與來自相隔一定距離的其它口 111的流交互作用的情況發(fā)生。在一情況中，需要限制通過排氣孔113的流體流，從而使一部分的進(jìn)入流Bi經(jīng)由排氣孔113離開口 111，并且一部分的進(jìn)入流Bi流入在下表面Wl與支撐主體155的頂表面155A之間形成的間隙114(即間隙流Be)。在另一實(shí)施例中，期望在基板處理步驟期間的不同時間點(diǎn)藉由使用可控制的排氣閥134A來選擇性地阻止所注射的進(jìn)入流Bi經(jīng)由排氣孔113排出。該可控制的排氣閥134A 可以連接到排氣泵或類似型式的排氣系統(tǒng)，且可降低壓力且增加排氣孔113中的流量。關(guān)閉排氣孔113將使得所注射的流體在下表面10 與支撐主體155的頂表面155A之間的間隙114內(nèi)(即間隙流方向BG)流動，并且因此改善載座104的支撐性。圖3C為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的口 111的剖面圖。口 111具有注射孔112與排氣孔113，注射孔112定向成與載座104的下表面l(Me成基本上正交的角度，排氣孔113 定向成與下表面KMe成角度β。在此配置中，由進(jìn)入流Bi產(chǎn)生的力Fl主要用來支撐載座 104，而排氣孔113的角度方位用來提供力 ^χ，其中力！^是由排出流所產(chǎn)生的施予載座104 的力F2在流動方向Btll的分量。力！^用來在期望方向M上移動或定位載座104。因此，藉由提供多個可選擇性控制的已經(jīng)在各個期望方向上繞著支撐主體155分布和/或具有期望角度(例如角度β)的排氣孔，可以容易地控制載座104的移動。在此配置中，此移動可與進(jìn)入流Bi的流動性質(zhì)一定程度地解耦。此外，在此配置中，進(jìn)入流Bi 傾向于降低載座104的下表面l(Me接觸支撐主體155的風(fēng)險(xiǎn)，以使顆粒的產(chǎn)生或?qū)τ谳d座 104的下表面l(Me的損壞減到最少。本領(lǐng)域技術(shù)人員將可了解的是，若口具有不通過載座104的重心的主導(dǎo)流動方向，一旋轉(zhuǎn)分量和一位移分量將均被施予載座104。因此，為了獲得單純的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這些口在X方向和Y方向的力的和必須等于零，同時使扭矩通過與載座104的重心相隔一定距離的力的施加產(chǎn)生。舉例而言，參照圖2A，若口 IllD與IllH各自在與載座104的中心相隔距離“d”處在相對方向輸送力向量R1，則施加到載座104的逆時針扭力的大小將等于約 2(RlXd)。此外，由于載座104的中心一般將相對于這些口移動，控制器(例如控制器109) 需要進(jìn)行主動的平移和旋轉(zhuǎn)校正，以確保載座104在需要時能在處理腔室中維持在期望方位和/或位置。
在一實(shí)施例中，如圖2A所示，各個口 11IA-IIlH定向成當(dāng)載座104停置在支撐主體155上時使得主導(dǎo)流動方向朝向?qū)?yīng)于載座104的圓形區(qū)域104f的邊緣。在一實(shí)施例中，載座定位系統(tǒng)106配置成確保載座104定位在圓形區(qū)域104f上方。在使主導(dǎo)流動方向朝向圓形區(qū)域104f的邊緣定向時，當(dāng)載座104在支撐主體155 上方大致上置中時，一般主導(dǎo)流動方向的徑向分量可以等于零(即垂直于半徑)或遠(yuǎn)離載座104的中心。已經(jīng)觀察到的是，藉由將主導(dǎo)流動方向朝向圓形區(qū)域104f的邊緣定向或遠(yuǎn)離載座104的中心，這有助于減少相鄰口之間由重迭各口輸送的流所造成的交互作用。在一實(shí)施例中，期望錯開相鄰口的位置，以減少這些口之間的交互作用。如圖2A所示，基板操控組件108a亦包含形成在支撐主體155中的多個切口 115。 這些切口 115結(jié)合感應(yīng)部件(例如傳感器156、157)使用，以主動地檢測定位在支撐主體巧5上方的載座104的位置。在處理期間，可以調(diào)整來自口 111A-111G的流，以主動地支撐、 定位和/或旋轉(zhuǎn)載座104。在一實(shí)施例中，可以藉由使用流體輸送系統(tǒng)和控制器(例如圖IA的流體輸送系統(tǒng) 150與控制器109)中的部件來分別控制來自各個口 11IA-IIlG的流動特性(例如壓力、速度)。已經(jīng)觀察到載座104和基板可以輕易地被旋轉(zhuǎn)到高于IOOOrpm的速度，同時具有小于約0. 2mm的位置精確性。在一實(shí)施例中，載座以介于約Irpm與約3000rpm之間的速度旋轉(zhuǎn)。在處理腔室中，可以在在載座104上的基板上執(zhí)行的一個或多個處理步驟期間調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度。為了避免支撐/旋轉(zhuǎn)流體流會干擾處理氣體并與處理氣體混合，期望具有緩慢流動支撐/旋轉(zhuǎn)流體流，由此具有緩慢的旋轉(zhuǎn)速度。舉例而言，當(dāng)基板在低壓環(huán)境下(例如在低壓CVD期間)處理時，處理氣體的流速一般是緩慢的。另一方面，對于經(jīng)改善的處理均勻性而言期望在工藝期間具有較高的旋轉(zhuǎn)速度，其中處理氣流對于與支撐流混合是較不敏感的。在一實(shí)施例中，在低壓處理期間，旋轉(zhuǎn)速度可以是低的，這是將支撐流流量維持在低水平以使處理腔室的真空系統(tǒng)可維持工藝過程所需要的低壓的結(jié)果。在一實(shí)施例中，載座可以在CVD工藝期間(例如外延沉積期間)以介于約5rpm至約IOrpm的速度旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，載座可以在快速熱處理期間以約MOrpm旋轉(zhuǎn)。圖2B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的基板操控組件108b。基板操控組件108b可以在圖IA的處理腔室100內(nèi)使用?；宀倏亟M件108b包含支撐主體155，在該支撐主體155中形成有供流體流所用的多個口 Illj ；以及載座104，載座104配置成在載座 104上支撐基板。在一實(shí)施例中，支撐主體155可以是腔室主體的一部分，例如處理腔室100 的腔室底部103。在另一實(shí)施例中，支撐主體155可以是設(shè)置在處理腔室中的分離結(jié)構(gòu)。支撐主體155具有基本上平坦的頂表面155A，頂表面155A配置成支撐載座104。在一實(shí)施例中，載座104可以設(shè)置在頂表面155A的圓形區(qū)域104f內(nèi)。這些多個注射口 Illj各自具有注射孔112，注射孔112用于引導(dǎo)從流體輸送系統(tǒng) 150傳送來的流體且將運(yùn)動施予載座104及設(shè)置在載座上的基板(為清晰起見未示出)。大體上，各個口 Illj可以位于任何期望方位。在一實(shí)施例中，如圖2B所示，單個孔112適于以按傾斜孔的方位設(shè)置的方位將流體提供到載座104的下表面l(Me?？?12可以具有介于約0. 001英寸(0. 025mm)與約0. 063英寸(1. 6mm)之間的直徑。在一實(shí)施例中，孔112具有介于約0.001英寸與約0.032英寸之間的直徑。孔可以相對于支撐主體155的頂表面155A以介于約10°與約80°的角度之間，較佳為介于約30° 與60°之間的角度傾斜。在一實(shí)施例中，阻隔特征結(jié)構(gòu)158用來避免通過口輸送的流體進(jìn)入處理腔室的處理區(qū)域。在一實(shí)施例中，阻隔特征結(jié)構(gòu)158為在支撐主體155中形成且連接到真空泵151的溝槽結(jié)構(gòu)。一般而言，期望將這些口 Illj定位在靠近圓形區(qū)域104f的半徑的中間處，以減少使離開孔112的流體可進(jìn)入處理區(qū)域的機(jī)會。在一示例中，當(dāng)處理300mm半導(dǎo)體基板時， 這些口 Illj設(shè)置在距離配置成支撐載座104的圓形區(qū)域104f的中心約25mm與約IOOmm 之間處。圖3A和3D示意性地示出口 111的實(shí)施例，口 111可用作為口 lllj。如圖3A所示，口 111包含注射孔112，注射孔112定向成和載座104的下表面l(Me 呈基本上正交。在此配置中，通過注射孔112的進(jìn)入流Bi會撞擊載座104的下表面104e， 使得流體在各種方向，例如方向B01、B02上流動。當(dāng)來自流體輸送系統(tǒng)150經(jīng)由注射孔112 輸送的進(jìn)入流Bi的流量和/或壓力足夠高時，間隙114在載座104與支撐主體155之間形成。在一實(shí)施例中，閥132A可連接在流體輸送系統(tǒng)150與注射孔112之間。由于注射孔 112相對于下表面10 成垂直方位，進(jìn)入流Bi將傾向于支撐載座104且僅在垂直方向(即 Z方向)移動載座104。圖3D為口 111的剖面圖，其中口 111定向成與載座104的下表面l(Me呈角度α， 從而使載座104可依需要被支撐和移動。在此配置中，不需要額外的機(jī)械加工步驟來形成頂表面155Α，因此降低了支撐主體155的成本和復(fù)雜性。如前所述，進(jìn)入流體流定向成與載座104的下表面l(Me呈角度α，從而使載座104可依需要通過藉由產(chǎn)生主導(dǎo)流動向量而被支撐和移動?？梢越M合使用圖3A-3D中的口 111的實(shí)施例，以達(dá)成期望的控制。圖2C示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的載座104Α。載座104Α具有基本上為圓形碟盤狀的主體104g。接收表面10 配置成接收基板且在該接收表面10 上支撐基板。 一般而言，接收表面10 會略大于所支撐的基板。圓104d示出了在接收表面10 上接收基板的區(qū)域。圓形碟盤狀主體104g可以由和處理化學(xué)品相容或不起化學(xué)作用且具有期望熱傳導(dǎo)性的材料形成。在一實(shí)施例中，圓形碟盤狀主體104g可以由碳化硅、石墨、石英、藍(lán)寶石、涂覆硅的石英、涂覆碳化硅的石英、涂覆硅的石墨、涂覆碳化硅的石墨、或其它適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?。三個或多個開口 104b可以穿過圓形碟盤狀主體104g形成。當(dāng)在載座104A與基板支撐銷之間傳送基板時，這些開口 104b配置成容許基板支撐銷(諸如基板支撐銷107) 延伸穿過。為了在處理期間容許基板104A旋轉(zhuǎn)，在基板被載座104A抓取后，這些基板支撐銷從這些開口 104b縮回。為了在處理之后使基板返回到這些基板支撐銷，必須進(jìn)行將基板支撐銷與開口 104b對準(zhǔn)的對準(zhǔn)。在一實(shí)施例中，一個或多個標(biāo)記l(Mc可以在圓形碟盤狀主體104g上形成，以容許跟蹤載座104A在旋轉(zhuǎn)期間的方位。標(biāo)記l(Mc可以由傳感器(例如處理腔室100中的傳感器 156)來檢測。在一實(shí)施例中，標(biāo)記l(Mc可以是在靠近圓形碟盤狀主體104g的邊緣處形成的切口。在另一實(shí)施例中，標(biāo)記10 可以是能由光學(xué)傳感器檢測的光學(xué)發(fā)射器或反射器。標(biāo)記l(Mc也可用來檢測載座104A的其它特性，例如旋轉(zhuǎn)速度、高度、平坦度(leveling)、或其它特性。圖2D示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的載座104B。圖2D的載座104B類似于圖2C的載座104A，除了開口 10 是狹長形以容許增加與支撐銷對準(zhǔn)的容限之外。圖2E示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的載座104C。載座104C具有基本上為圓形碟盤狀的主體104g。接收表面10 配置成接收基板且并在接收表面10 上支撐基板。 一般而言，接收表面10 會略大于所支撐的基板。圓104d示出了在接收表面10 上接收基板的區(qū)域。圓形碟盤狀主體104g可以由和處理化學(xué)品兼容或不起化學(xué)作用且具有期望熱傳導(dǎo)性的材料形成。在一實(shí)施例中，圓形碟盤狀主體104g可以由碳化硅、石墨、石英、藍(lán)寶石、涂覆硅的石英、涂覆碳化硅的石英、涂覆硅的石墨、涂覆碳化硅的石墨、或其它適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?。三個或多個凹部10 可以在接收表面10 上形成。各個凹部10 配置成固持基板支撐銷且在凹部10 中支撐基板支撐銷。各個凹部10 具有底表面104j，底表面104j 配置成在處理期間支撐基板支撐銷。開口 104i在底表面104j中穿過圓形碟盤狀主體104g 形成。開口 104i容許基板支撐銷相對于載座104C移動。在一實(shí)施例中，載座104C具有標(biāo)記l(Mc，標(biāo)記l(Mc配置成容許載座104C在處理腔室內(nèi)的對準(zhǔn)。舉例而言，傳感器可以用來在旋轉(zhuǎn)期間追蹤標(biāo)記10如，并且控制器可以將載座104C定位成使基板操控器不會與從載座104C延伸的基板支撐銷撞擊的方位。圖2F示意性地示出圖2E圖的載座104C處于一基板交換位置。圖2G示意性地示出圖2E的載座104C處于一處理位置。三個或多個基板支撐銷107a設(shè)置在三個或多個凹部10 中。各個基板支撐銷107a具有一頭部107b，頭部107b容許當(dāng)載座104C被升高時可使基板支撐銷107a停置在凹部10 的底表面104j上。如圖2G所示，當(dāng)載座104C被升高和/或被一個或多個口 108旋轉(zhuǎn)時，這些基板支撐銷107a維持在載座104C中。此配置具有一些優(yōu)點(diǎn)。第一，當(dāng)基板支撐銷107a總是維持在凹部10 時，可免除載座104C與基板支撐銷107a之間的精密對準(zhǔn)。第二，基板支撐銷107a的頭部107b在處理期間會“填塞” 凹部104η，因此可改善基板支撐表面10 的熱均勻性。如圖2G所示，基板支撐銷107a下落在凹部10 中，并且在處理期間維持在載座 104C中?；逯武N107a相對于載座104C移動，從而使基板支撐銷可升高至載座104C的基板支撐表面10 之上，因而將基板105升離載座104C?；宀倏仄?例如機(jī)械手臂)接著可抵達(dá)基板105與載座104C之間，以從基板支撐銷107a抓取基板105。同樣地，機(jī)械手臂可將新基板放下到基板支撐銷107a上。基板支撐銷107a與載座104C的相對運(yùn)動可以藉由在腔室中垂直地移動該載座104C(這是使用分離機(jī)構(gòu)以升高或降低這些基板支撐銷 107a)或者載座104C和基板支撐銷107a的運(yùn)動組合來實(shí)現(xiàn)。圖4A-4C示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的處理腔室200。處理腔室200 包含載座支撐件260，載座支撐件260可移動地設(shè)置在處理容積253中。在一實(shí)施例中，載座260可以在處理容積253中垂直地移動，這提供了載座204的額外移動性且提供了額外工藝彈性。處理腔室200包含腔室蓋201、腔室壁202與腔室底部203。腔室蓋201、腔室壁 202與腔室底部203界定了處理容積253。在一實(shí)施例中，狹縫閥254穿過腔室壁202來形成。狹縫閥邪4配置成將基板傳送進(jìn)出處理容積253。在一實(shí)施例中，處理腔室200還包含氣體源252，氣體源252配置成將一種或多種處理氣體提供至處理容積253。處理腔室200 亦包含真空系統(tǒng)251，真空系統(tǒng)251配置成抽吸處理容積253。載座支撐件260設(shè)置在處理容積253中，并且配置成支撐且定位載座204和基板 205。一個或多個口 208在載座支撐件沈0中形成。該一個或多個口 208連接到流體輸送系統(tǒng)250。在一實(shí)施例中，一個或多個口 208包含一個或多個支撐口，這些支撐口配置成升高載座204與基板205。在另一實(shí)施例中，一個或多個口 208亦包含一個或多個旋轉(zhuǎn)口，這些旋轉(zhuǎn)口配置成當(dāng)載座204處于升高位置時旋轉(zhuǎn)載座204與基板205。在又一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)載座204可以藉由多個載座輥式拉邊器206來執(zhí)行。一個或多個口 208的實(shí)施例進(jìn)一步在涉及圖2A和2B的上文中描述。在一實(shí)施例中，腔室底部203包含石英窗，石英窗配置成容許輻射能量通過且加熱載座204和基板205。載座支撐件260可以具有環(huán)形的形狀，以暴露石英窗。在一實(shí)施例中，處理腔室200還包含升降機(jī)構(gòu)沈1，升降機(jī)構(gòu)261配置成垂直地移動載座支撐件260。在一實(shí)施例中，處理腔室200包含多個載座輥式拉邊器206。在一實(shí)施例中，這些載座輥式拉邊器206配置成將載座204限制在一區(qū)域內(nèi)，尤其是當(dāng)載座204被一個或多個口 208升高且旋轉(zhuǎn)時。在另一實(shí)施例中，這些載座輥式拉邊器206配置成當(dāng)載座204被一個或多個口 208升高時使載座204繞著載座的中心軸旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，載座定位系統(tǒng) 206可以延伸到腔室底部203。在另一實(shí)施例中，這些載座輥式拉邊器206可從載座支撐件 260延伸。處理腔室200還包含三個或多個基板支撐銷207，基板支撐銷207配置成接收且支撐基板205。在一實(shí)施例中，當(dāng)這三個或多個基板支撐銷207不支撐基板時，這三個或多個基板支撐銷207可縮回。在一實(shí)施例中，處理腔室200還包含傳感器組件256，傳感器組件256配置成檢測載座204的位置和方位。在一實(shí)施例中，傳感器組件256可連接到控制器209。控制器209 進(jìn)一步連接到流體輸送系統(tǒng)250。控制器209接收來自傳感器組件256的信息，并且獲得載座204的位置和運(yùn)動。控制器209可以將控制信號傳送到流體輸送系統(tǒng)250，由此控制一個或多個口 108，以藉此調(diào)整載座204的位置和運(yùn)動。圖4A示出處于基板傳送位置的處理腔室200。載座204停置在載座支撐件260 上。三個或多個基板支撐銷207延伸穿過載座204，形成了供基板205用的支撐表面。這三個或多個基板支撐銷207處于接收來自基板操控器(未示出)的基板205的位置(其中基板操控器將基板205傳送通過狹縫閥254)，或?qū)⒒?05傳送到基板操控器的位置。圖4B示出處于低基板處理位置的處理腔室200。載座支撐件260處于下降位置。 在一實(shí)施例中，一個或多個口 208提供流體流以從停置位置升高載座204，并且經(jīng)升高的載座204從這三個或多個基板支撐銷207抓取基板205。圖4C示出處于高基板處理位置的處理腔室200。載座支撐件沈0由升降機(jī)構(gòu)
來升高。處理腔室200可以處理處于圖4B的低位置與圖4C的高位置之間任何位置處的基板205，藉此提供處理的彈性。圖5A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的載座支撐件300。載座支撐件300包含主體301，多個空氣軸承輥式拉邊器304可以在主體301上延伸。在一實(shí)施例中，主體301 為環(huán)狀環(huán)，并且可以包括多個孔303以用于容許氣體流經(jīng)這些孔而升高載座與設(shè)置在載座上的基板。這些孔303可以連接到流體源310。也可以設(shè)置多個用于在載座與主體301之間提供真空的孔302。這些孔302可以連接到真空泵308。在一實(shí)施例中，能夠以同心圓形式來配置這些孔302、303，使得主體301中具有三個穿孔圓。在一實(shí)施例中，外部穿孔圓305可適于提供真空，中間穿孔圓306可適于提供氣體，及內(nèi)部穿孔圓307可提供真空?？梢栽O(shè)想出任何數(shù)量的此種穿孔圓以及真空和氣體適用的孔配置?？?02、303可以具有介于約1/2000英寸與約1/16英寸之間的直徑，較佳為具有介于約1/1000英寸與約1/32英寸之間的直徑。主體301可以由適當(dāng)?shù)牟牧蟻碇瞥桑渲性摬牧夏軠p少載座的潛在的刮傷、化學(xué)或?qū)嶓w污染和/或損壞，例如不銹鋼、鋁、金屬合金、陶瓷、或高溫聚合物。圖5C示出輥式拉邊器306的一實(shí)施例。輥式拉邊器306適于定位且旋轉(zhuǎn)載座204 與基板205。輥式拉邊器306可以停置在主體301上而處于溝槽317中，并且可以由可減少載座與基板表面的潛在的刮傷化學(xué)或?qū)嶓w污染和/或損壞的材料來制成，例如高溫聚合物、碳化硅、石墨或鋁。浮動套管331環(huán)繞各個輥式拉邊器306。浮動套管331配置成接觸載座204且旋轉(zhuǎn)載座204。浮動套管331可以具有介于約5mm與約150mm之間的外徑。在一實(shí)施例中，浮動套管331的外徑可以介于約20mm與約50mm之間。在一實(shí)施例中，浮動套管331可以由低質(zhì)量密度材料來制成，例如藍(lán)寶石或石英。多個氣流通道334可以均勻地間隔且適于使氣體流動以升高浮動套管331，從而使浮動套管331能夠自由地旋轉(zhuǎn)而具有最少摩擦。圖5B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的載座支撐件400。載座支撐件400 包含主體401，多個輥式拉邊器406設(shè)置在該主體401上。在一實(shí)施例中，這些輥式拉邊器 406連接到流體源416。在一實(shí)施例中，主體401具有環(huán)形形狀，并且具有一個或多個形成在上表面401a上的環(huán)形溝槽。在一實(shí)施例中，主體401具有用來使氣體流過以升高載座的環(huán)形溝槽425以及用來排空的環(huán)形溝渠423、427。在一實(shí)施例中，溝槽423、425、427能夠以同心圓形式來配置。 在一實(shí)施例中，外部環(huán)形溝槽423可以連接到真空泵413且適于提供一排空區(qū)域，中間環(huán)形溝槽425可以連接到流體源415且適于提供流體流，并且內(nèi)部環(huán)形溝槽427可以連接到真空泵417且適于提供一排空區(qū)域?？梢栽O(shè)想出任何數(shù)量的溝槽以及真空和氣體適用的溝槽配置。這些環(huán)形溝槽423、425、427配置成升高載座，并且這些輥式拉邊器406配置成當(dāng)載座被升高時旋轉(zhuǎn)載座。在一實(shí)施例中，輥式拉邊器406可由氣流驅(qū)動且具有和圖5C的輥式拉邊器506類似的結(jié)構(gòu)。再參照圖4A，處理腔室200可以藉由配置不同的氣體分配組件和/或加熱源而適用作為各種處理腔室。處理腔室200可以用在諸如化學(xué)氣相沉積腔室、快速熱處理腔室、外延處理腔室、及任何其它期望處理氣體均勻性和/或加熱均勻性的腔室的腔室。圖6A-6B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的外延處理腔室500。一般而言，外延處理腔室用來藉由外延生長在基板上形成薄膜。在外延處理期間，通常希望將基板加熱到高溫。隨著器件的關(guān)鍵尺寸(critical dimension)變得更小，在外延處理期間可均勻地加熱基板變得更加重要。外延處理腔室500包含載座支撐件560，載座支撐件560配置成在處理期間便于基板的均勻加熱。外延處理腔室500包含腔室蓋501、腔室壁502與腔室底部503。腔室蓋501、腔室壁502與腔室底部503界定了處理容積553。在一實(shí)施例中，狹縫閥5M穿過腔室壁502 來形成。狹縫閥5M配置成將基板傳送進(jìn)出處理容積553。外延處理腔室500還包含上內(nèi)襯521與下內(nèi)襯522，該上內(nèi)襯521與下內(nèi)襯522沿著側(cè)壁502設(shè)置在處理容積553中。用來提供一種或多種處理氣體的氣體源552經(jīng)由注射擋件523流體連接到處理容積553，其中注射擋件523設(shè)置在上內(nèi)襯521與下內(nèi)襯522之間。外延處理腔室500還包含真空系統(tǒng)551，真空系統(tǒng)551配置成抽吸處理容積553。在一實(shí)施例中，注射擋件523被定位成在與狹縫閥5M不同的高度注射處理氣體，以減少因狹縫閥5M所造成的非對稱性而引起的非均勻性。在一實(shí)施例中，腔室蓋501包含石英窗524。輻射能量源525設(shè)置在腔室蓋501上方。石英窗5M容許來自輻射能量源525的輻射能量進(jìn)入處理容積553。來自輻射能量源 525的輻射能量可用來加熱正在處理的基板505和/或使處理容積553中的處理化學(xué)物破裂。輻射能量源525可以是紅外線燈組件、UV燈組件、激光源、或任何適當(dāng)?shù)哪芰吭?。在一?shí)施例中，腔室底部503包含石英窗526。輻射能量源527設(shè)置在腔室底部 503下方且配置成經(jīng)由石英窗5 將輻射能量導(dǎo)向處理容積553。輻射能量源527可以是紅外線燈組件、UV燈組件、激光源、或任何適當(dāng)?shù)哪芰吭?。外延處理腔?00還包含載座504，載座504設(shè)置在處理容積553中。載座504具有基板接收表面50 ,該基板接收表面50 配置成在該基板上接收表面50 上接收基板 505。載座支撐件560設(shè)置在處理容積553中，并且配置成支撐且定位載座504和基板 505。一個或多個口 508在載座支撐件560中形成。該一個或多個口 508連接到流體輸送系統(tǒng)550。在一實(shí)施例中，一個或多個口 508包含一個或多個支撐口，這些支撐口配置成升高載座504與基板505。在另一實(shí)施例中，一個或多個口 508亦包含一個或多個旋轉(zhuǎn)口，這些旋轉(zhuǎn)口配置成當(dāng)載座504處于升高位置時旋轉(zhuǎn)載座504與基板505。在又一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)載座504可以藉由多個載座輥式拉邊器506來執(zhí)行。載座支撐件560可以具有環(huán)形的形狀，以暴露石英窗5 且容許載座504被輻射能量源527加熱。在一實(shí)施例中，外延處理腔室500還包含升降機(jī)構(gòu)561，升降機(jī)構(gòu)561配置成垂直地移動載座支撐件560。載座支撐件 560可以類似于圖5A和5B的載座支撐件300、400。在一實(shí)施例中，外延處理腔室500包含多個載座輥式拉邊器506。在一實(shí)施例中， 這些載座輥式拉邊器506配置成將載座504限制在一區(qū)域內(nèi)，尤其是當(dāng)載座504被一個或多個口 508升高且旋轉(zhuǎn)時。在另一實(shí)施例中，這些載座輥式拉邊器506配置成當(dāng)載座504 被一個或多個口 508升高時使載座504繞著載座的中心軸旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，載座定位系統(tǒng)506可以延伸到腔室底部503。在另一實(shí)施例中，這些載座輥式拉邊器506可從載座支撐件560延伸。載座輥式拉邊器506可以類似于圖5C的輥式拉邊器306。 外延處理腔室500還包含三個或多個基板支撐銷507，基板支撐銷507配置成接收且支撐基板505。在一實(shí)施例中，當(dāng)這三個或多個基板支撐銷507不支撐基板時，這三個或多個基板支撐銷507可縮回。
在一實(shí)施例中，外延處理腔室500還包含傳感器組件556，傳感器組件556配置成檢測載座504的位置和方位。傳感器組件556可連接到控制器509?？刂破?09進(jìn)一步連接到流體輸送系統(tǒng)550。控制器509接收來自傳感器組件556的信息，并且獲得載座504的位置和運(yùn)動?？刂破?09可以將控制信號傳送到流體輸送系統(tǒng)550，由此控制一個或多個口 208，以藉此調(diào)整載座504的位置和運(yùn)動。圖6A示出處于基板傳送位置的外延處理腔室500。載座504停置在載座支撐件 560上。三個或多個基板支撐銷507延伸穿過載座504，形成了供基板505用的支撐表面。 這三個或多個基板支撐銷507處于接收來自基板操控器(未示出)的基板505的位置(其中基板操控器將基板505傳送通過狹縫閥554)，或?qū)⒒?05傳送到基板操控器的位置。圖6B示出處于低基板處理位置的外延處理腔室500。載座支撐件560處于上升位置。在一實(shí)施例中，一個或多個口 508提供流體流以從停置位置升高載座504，并且經(jīng)升高的載座504從這三個或多個基板支撐銷507抓取基板505。圖7示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積腔室 1400。在一特定實(shí)施例中，此設(shè)備可以是低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)腔室。所示出的LPCVD 腔室1400 —般是由可將腔室壓力維持在介于約200Torr與約350Torr之間及將沉積腔室溫度維持在介于約600°C與約800°C之間的材料構(gòu)成。為了說明目的，該LPCVD腔室1400可以具有約5-6公升的腔室容積。圖7輸出腔室主體1445的內(nèi)部處于“基板-處理”位置。 在一實(shí)施例中，LPCVD腔室1400適于處理單一基板，并且LPCVD腔室1400的尺寸可容納直徑大于約200mm的基板。腔室主體1445界定反應(yīng)腔室1490，在反應(yīng)腔室1490中一種或多種處理氣體發(fā)生熱分解以在基板W上形成CVD沉積膜(例如多晶硅膜)。在一實(shí)施例中，LPCVD腔室1400可以是“冷壁”反應(yīng)腔室，該腔室1400由鋁材料形成且形成有多個冷卻通道。反應(yīng)腔室1490內(nèi)設(shè)置有載座支撐件1405，載座支撐件1405可以含有由軸1465支撐的電阻式加熱器1480。 載座支撐件1405配置成藉由流體流來支撐載座1499。如圖7所示，在處理期間，間隙1489 在載座1499與載座支撐件1405之間形成。載座1499具有足以接收基板(例如基板W)的基板接收表面1499a。圖7亦示出加熱器1480的一部分的剖面，包括載座支撐件1405的主體的剖面與軸1465的剖面。如圖所示，載座支撐件1405的主體可以形成有兩個加熱構(gòu)件，例如第一加熱構(gòu)件1450與第二加熱構(gòu)件1457，這些加熱構(gòu)件和用來形成載座支撐件1405的材料相容。在一替代性實(shí)施例中，LPCVD腔室1400可以具有多個燈，而非電阻式加熱構(gòu)件1450和 1457。LPCVD腔室1400容許對沉積環(huán)境的溫度與壓力的精確控制。處理氣體通過阻隔板14M和穿孔面板1425提供了朝向載座1499和基板W的均勻氣體分配的優(yōu)點(diǎn)。適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)腔室1490的材料應(yīng)該要和處理氣體及其它化學(xué)物(例如可被導(dǎo)入至反應(yīng)腔室1490中的清潔化學(xué)物(諸如三氟化氮NF!3))相容。加熱器1480的暴露表面可以包含各種材料，只要這些材料可和處理氣體兼容。舉例而言，加熱器1480的載座支撐件1405與軸1465可以包含類似的氮化鋁材料。在一實(shí)施例中，加熱器1480的載座支撐件1405可以藉由擴(kuò)散接合(diffusion bonding)或銅焊 (brazing)耦接到軸1465，這是因?yàn)榇朔N形式的耦接可以耐受反應(yīng)腔室1490的環(huán)境。
在處理期間，處理氣體可以經(jīng)由氣體分配口 1420進(jìn)入密封的反應(yīng)腔室1490，其中該氣體分配口 1420處于腔室主體1445的腔室蓋1430的頂表面中。處理氣體可以接著通過阻隔板14M來將氣體分配于和基板W的表面區(qū)域一致的一區(qū)域中。然后，處理氣體可以分配通過穿孔面板1425，其中該穿孔面板1425在反應(yīng)腔室內(nèi)1490設(shè)置在加熱器1480上方且耦接到腔室蓋1430。在一實(shí)施例中，阻隔板14M和面板1425的組合產(chǎn)生了處理氣體靠近基板W的頂表面處的均勻分布。如圖7所示，基板W和載座1499可以經(jīng)由入口口 1440被放置在反應(yīng)腔室1490中加熱器1480的載座支撐件1405上，其中入口口 1440處于腔室主體1445的側(cè)部中。為了容納基板以進(jìn)行處理，加熱器1480被降低，從而使載座支撐件1405的表面低于入口 1440。在一實(shí)施例中，如圖7所示，載座支撐件1405包含有上文討論的載座支撐組件108 的部件。在此配置中，載座支撐件1405適于支撐、定位和/或旋轉(zhuǎn)載座1499和設(shè)置在載座 1499上的基板W。加熱器1480含有多個口 1411，這些口 1411和流體輸送系統(tǒng)1412流體連通，流體輸送系統(tǒng)1412與感應(yīng)組件1423及控制器1470的組合可以在處理期間定位和/或旋轉(zhuǎn)基板。在一實(shí)施例中，在執(zhí)行于基板的處理步驟期間，利用這些口 1411，基板以介于約 IOOrpm與約3000rpm之間的速度旋轉(zhuǎn)。藉由用載座1499來遮蔽基板W且旋轉(zhuǎn)基板，可以獲得均勻的熱分布。此外，由于載座支撐件1405部件和其它部件不需要被旋轉(zhuǎn)，可以顯著地降低硬件復(fù)雜性且顯著地增加腔室可靠度。相較于載座支撐件1405或其它相關(guān)部件必須被旋轉(zhuǎn)的配置，復(fù)雜性和可靠度改善，對于在高溫(例如> 50(TC )真空環(huán)境執(zhí)行處理且載座支撐件 1405也必須被垂直地移動的配置尤其如此。在一實(shí)施例中，處于腔室蓋1430內(nèi)的感應(yīng)組件1423設(shè)置成且配置成能監(jiān)視載座 1499和/或基板W的位置。在一實(shí)施例中，感應(yīng)組件1423含有傳感器1422，傳感器1422被配置成能觀察到載座支撐件1405上方的載座1499的邊緣，使得系統(tǒng)控制器1470可以藉由使用經(jīng)過口 411輸送的流體來控制基板的位置和移動。在一實(shí)施例中，一個或多個窗1493 密封地安裝到腔室蓋1430中的部件(例如阻隔板14M和穿孔面板1425)，以提供光學(xué)路徑而容許一個或多個傳感器(例如反向反射型傳感器)能觀察且監(jiān)視基板的運(yùn)動。在一實(shí)施例中，可以藉由例如傳送葉片或機(jī)械手臂傳送裝置(未示出)將基板W 加載到反應(yīng)腔室1490內(nèi)的載座1499的頂表面上。一旦基板W被加載，入口 1440被密封， 并且加熱器1480藉由升降器件1460(升降器件1460可包括例如步進(jìn)馬達(dá))向上朝面板 1425移動?？梢蕴峁┝黧w流到口 1411，使得載座1499從載座支撐件1405升起且同時旋轉(zhuǎn)載座1499。在圖7的基板-處理位置，反應(yīng)腔室1490被分隔成兩個區(qū)塊，即處于載座支撐件1405的頂表面上方的第一區(qū)塊1402以及處于載座支撐件1405的底表面下方的第二區(qū)塊 1405。當(dāng)基板W設(shè)置在反應(yīng)腔室1490內(nèi)時，第一區(qū)塊1402包括處于基板W上方的區(qū)域 1488，其中膜在基板W的頂表面上形成(例如多晶硅膜在基板表面上面向穿孔面板1425形成)。在氣體盤的控制下流入反應(yīng)腔室1490內(nèi)的處理氣體可以被熱分解，以在基板上形成膜。同時，惰性底部-凈化氣體(例如氮)可以被導(dǎo)入第二區(qū)塊1404內(nèi)以抑制在第二區(qū)塊內(nèi)的膜形成。在一實(shí)施例中，壓力控制器(baratron pressure regulator)將第一區(qū)塊1402中的壓力維持于介于約200Torr與約350Torr之間的一水平及將溫度維持于介于約600°C與800°C之間，以在基板W上沉積多晶硅膜。殘余的處理氣體可以經(jīng)由泵送板1485被抽吸至反應(yīng)腔室1490外至處于腔室主體 1445的一側(cè)處的收集容器。設(shè)置在反應(yīng)腔室1490外的泵1432可以將真空壓力提供至抽吸通道1441內(nèi)，以將處理氣體和凈化氣體抽離反應(yīng)腔室1490到泵1432。較佳地，控制器或處理器(未示出)接收來自壓力傳感器的信號，以藉由控制泵1432的流速而容許腔室壓力可被調(diào)整且維持在期望壓力。一旦完成了基板W的處理，可以使用惰性氣體(例如氮)來凈化反應(yīng)腔室1490。 在處理且凈化后，可以在將載座1499和升降銷1499對準(zhǔn)之后停止載座1499的旋轉(zhuǎn)。然后，加熱器1480被升降組件1460降低。隨著加熱器1480移動，延伸穿過載座支撐件1405 的表面中的開口的升降銷1495會接觸升降板1475，其中升降板1475設(shè)置在反應(yīng)腔室1490 的基部處。當(dāng)加熱器1480藉由升降器件1460而持續(xù)地向下移動時，升降銷1495維持靜止且最后會延伸到載座支撐件1405上方，以將經(jīng)處理的基板W與載座1499的表面分離。載座1499的頂表面1499a因而被移動到了低于入口 1440的位置。一旦將經(jīng)處理的基板W與載座1499的表面分離，機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)的傳送葉片可以移動通過入口口 1440到升降銷1495(升降銷1495支撐基板W)的頂端的下方。其次，升降器件1460進(jìn)一步地將加熱器1480與升降板1475向下移動到“基板加載”位置。接著，經(jīng)處理的基板W可以經(jīng)由入口 1440被取回且傳送到下一個處理站。第二基板(未示出)可以進(jìn)而被加載到反應(yīng)腔室1490內(nèi)以進(jìn)行處理。然后，可以逆向執(zhí)行前述的步驟，以將新基板 W傳送到處理位置。盡管前述說明涉及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，可以在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)想出本發(fā)明的其它和進(jìn)一步實(shí)施例。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求所決定。
權(quán)利要求
1.一種用于處理基板的方法，包含將基板定位于載座的基板接收表面上，其中所述載座設(shè)置在處理腔室的支撐組件上方，該支撐組件包含一個或多個支撐口與一個或多個旋轉(zhuǎn)口，這些支撐口與旋轉(zhuǎn)口各自適于接收來自流量控制器的流體；藉由將流體流輸送至該一個或多個支撐口以將該基板升高至一處理位置，來浮動載座與基板；以及藉由將流體流輸送至該一個或多個旋轉(zhuǎn)口來旋轉(zhuǎn)載座與基板。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包含從和基板接收表面相反的方向加熱載座。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，加熱載座包含將輻射能量傳送通過處理腔室的石英窗，并且一個或多個支撐口和一個或多個旋轉(zhuǎn)口在所述石英窗中形成。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將基板定位于載座上包含藉由延伸三個或多個基板支撐銷使這三個或多個基板支撐銷通過貫穿該載座形成的多個開口，以使用這三個或多個基板支撐銷來接收基板；以及藉由下降這三個或多個基板支撐銷來將基板傳送至載座。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包含藉由控制流到一個或多個旋轉(zhuǎn)口的流體的流量，將載座中的這些開口與三個或多個基板支撐銷對準(zhǔn)；以及終止流體向一個或多個旋轉(zhuǎn)口的流動，以停止載座的旋轉(zhuǎn)； 藉由控制流到一個或多個支撐口的流體的流量，下降載座；以及將基板從載座傳送至這三個或多個基板支撐銷。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將基板升高至一處理位置還包含升高支撐組件。
7.一種用于處理基板的設(shè)備，包含 界定一處理容積的腔室主體；貫穿腔室主體形成的第一石英窗，其中所述第一石英窗配置成使得第一外部源可通過第一石英窗將輻射能量傳送至處理容積；具有基板接收表面的載座，所述基板接收表面配置成支撐基板；以及配置成藉由將流體流導(dǎo)向載座的背側(cè)來浮動且旋轉(zhuǎn)載座的一個或多個口。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述一個或多個口貫穿第一石英窗而形成， 并且所述一個或多個口包含一個或多個支撐口，各支撐口配置成引導(dǎo)流體流以升高或降低載座；以及一個或多個旋轉(zhuǎn)口，各旋轉(zhuǎn)口配置成引導(dǎo)流體流以旋轉(zhuǎn)載座。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包含配置成在載座旋轉(zhuǎn)時將載座固持在一區(qū)塊內(nèi)的載座定位系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包含設(shè)置在處理容積中的支撐組件，其中所述支撐組件配置成支撐且旋轉(zhuǎn)載座，并且所述一個或多個口在支撐組件中形成。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包含配置成升高或降低支撐組件的支撐件升降器件。
12.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包含配置成接收基板且將基板傳送至載座的三個或多個基板支撐銷，并且載座具有穿過載座形成的三個或多個開口，這三個或多個開口配置成容許這三個或多個基板支撐銷與載座之間的相對運(yùn)動。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，這三個或多個開口各自在一凹部的底表面上形成，凹部在載座的基板接收表面中形成，并且凹部的底表面配置成當(dāng)基板停置在基板接收表面上時能支撐一基板支撐銷的頭部。
14.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述腔室主體具有穿過一側(cè)壁形成的狹縫閥，所述狹縫閥配置成容許基板通過且可使載座處于接收基板的接收位置，并且所述設(shè)備還包含一升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)配置成在接收位置與處理位置之間移動載座而使載座和狹縫閥的高度不同。
15.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包含在腔室主體上形成的第二石英窗，其中載座的基板接收表面面向第二石英窗且載座的背側(cè)面向第一石英窗，并且第二石英窗配置成將能量從第二外部熱源傳送至處理容積。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供用于在處理期間支撐、定位和/或旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體基板的設(shè)備及方法。本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種用于處理基板的方法，該方法包含將基板定位于載座的基板接收表面上；以及藉由輸送來自一個或多個旋轉(zhuǎn)口的流體流以旋轉(zhuǎn)該載座和該基板。
文檔編號H01L21/324GK102308381SQ201080007908
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者B·克爾梅爾, N·O·妙 申請人:應(yīng)用材料公司