用于轉(zhuǎn)盤處理腔室的具有剛性板的大氣蓋的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施例一般涉及處理腔室蓋。更具體地，本公開的實施例針對防止氣體分配組件在低壓處理期間變形的處理腔室蓋。
背景
[0002]通常在包含多個腔室的基板處理平臺中進行形成半導體器件的處理。在某些情況中，多腔室處理平臺或群集工具的目的是在受控制的環(huán)境中順序地在基板上執(zhí)行兩個或更多個處理。然而，在其他情況中，多腔室處理平臺可僅在基板上執(zhí)行單個處理步驟；附加的腔室旨在使該平臺處理基板的速率最大化。在后一種情況中，基板上執(zhí)行的處理通常是批處理，其中在給定的腔室中同時處理相對較大量的基板(例如，25或50個)。批處理對于太耗時而無法以經(jīng)濟上可行的方式在各個基板上執(zhí)行的處理(諸如ALD處理和某些化學氣相沉積(CVD)處理)尤為有益。
[0003]基板處理平臺或系統(tǒng)的有效性通常由擁有成本(COO)來量化。雖然受許多因素影響，但COO主要受系統(tǒng)占地面積(S卩，在制造工廠中操作該系統(tǒng)所需的總占地面積)和系統(tǒng)產(chǎn)量(即，每小時所處理的基板數(shù)量)的影響。占地面積通常包括毗鄰系統(tǒng)的對于維護所需的進入?yún)^(qū)域。因此，雖然基板處理平臺可以是相對較小的，但如果它需要從所有邊進入來操作和維護，則該系統(tǒng)的有效占地面積仍可能是過大。
[0004]隨著半導體器件尺寸的縮小，半導體工業(yè)對于處理變化性的容忍度持續(xù)減小。為了滿足這些更嚴格的處理要求，該工業(yè)已經(jīng)開發(fā)出滿足更嚴格的處理窗要求許多新的工藝，但這些工藝通?；ㄙM較長時間來完成。例如，對于將銅擴散阻擋層一致地形成到高深寬比的表面(65nm或更小的互連特征)上，可能需要使用ALD處理。ALD是CVD的變型，相比于CVD，ALD展示優(yōu)越的階梯覆蓋。ALD是基于原子層外延(ALE)，原子層外延最初被用于制造電致發(fā)光顯示器。ALD采用化學吸附來將反應先驅(qū)物分子的飽和單層沉積在基板表面上。這通過循環(huán)地使合適的反應先驅(qū)物的脈沖交替進入沉積腔室而實現(xiàn)。反應先驅(qū)物的每次注入通常通過惰性氣體凈化來分離，以向先前沉積的層提供新的原子層，以在基板的表面上形成均勻材料層。重復反應先驅(qū)物和惰性凈化氣體的循環(huán)，以將材料層形成至所需的厚度。ALD技術的最大缺點是沉積速率遠低于典型的CVD技術至少一個數(shù)量級。例如，一些ALD處理會需要從約10分鐘到約200分鐘的腔室處理時間來在基板的表面上沉積高質(zhì)量的層。在選擇這樣的ALD和外延處理以用于更好的器件性能方面，由于非常低的基板處理產(chǎn)量，用于在傳統(tǒng)的單個基板處理腔室中制造器件的成本將增加。因此，當實施這樣的處理時，需要連續(xù)的基板處理方法來使經(jīng)濟上為可行。
[0005]新一代的ALD處理工具需要對晶片和沉積源(注入器)之間的間隙的從緊控制，以滿足在晶片上和晶片之間的成分和厚度均勻性。該處理可在寬范圍的溫度下，且在晶片和沉積源之間的一定范圍的分離下發(fā)生。重要的是監(jiān)控晶片區(qū)域上的距離的均勻性，該晶片區(qū)域在直徑上可以是如1-2米一樣大。
[0006]在低溫處理期間，上注入器組件具有在I大氣壓下大于約1.3mm的過量壓力。此偏移太大，導致所沉積的膜的不均勻性。本領域需要低壓處理腔室同時最小化腔室蓋和腔室主體之間的熱差異的影響的裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個或多個實施例針對處理腔室，該處理腔室包括腔室主體、基座組件、注入器組件與腔室蓋。該腔室主體包括底壁與側(cè)壁。該基座組件在該腔室主體中，用于支撐多個基板并使該多個基板圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，且該基座組件具有頂表面。該注入器組件被定位在該基座組件之上并且具有后表面與前表面，該前表面面向該基座組件的頂表面并限定處理空間。該注入器組件的外周邊緣將該注入器組件支撐在該腔室主體的側(cè)壁上。該腔室蓋包括頂壁與側(cè)壁。該側(cè)壁可連接至該腔室主體側(cè)壁。該注入器組件的頂表面以及該腔室蓋頂壁與側(cè)壁限定蓋空間。
[0008]在某些實施例中，其中該腔室主體的側(cè)壁具有突出部，該注入器組件的外周邊緣由該突出部支撐。在一個或多個實施例中，該注入器組件進一步包括多個粧，該多個粧在該外周邊緣處并從該前表面延伸，該多個粧被定位在該側(cè)壁的突出部上，以支撐該注入器組件。在某些實施例中，該等粧包括一材料，該材料具有匹配該注入器組件的熱膨脹系數(shù)。在一個或多個實施例中，該注入器組件與該基座組件之間的間隙在高達約550°C的溫度上保持基本上相同。
[0009]在某些實施例中，該處理空間與該蓋空間處于流體連通，以使得該處理空間與該蓋空間兩者在處理期間具有大約相同的壓力。一個或多個實施例進一步包括真空源，該真空源與該處理空間連通，以降低該處理空間中的壓力。
[0010]在某些實施例中，該腔室蓋的側(cè)壁包括唇部，該唇部從該側(cè)壁向內(nèi)延伸，以覆蓋該注入器組件的后表面的一部分。在一個或多個實施例中，該唇部與該注入器組件的后表面形成不漏流體的密封。某些實施例進一步包括與該處理空間連通的真空源以及與該蓋空間連通的真空源。在一個或多個實施例中，該真空源對于該處理空間與該蓋空間兩者是相同的，且可與該處理空間分離地控制該蓋空間中的壓力。
[0011]在某些實施例中，該注入器組件是圓盤形的、具有大于約I米的直徑。在一個或多個實施例中，該基座組件進一步包括多個凹槽，以支撐多個基板。在某些實施例中，設計每一個凹槽的尺寸，以支撐基板，以使該基板的頂表面與該基座組件的頂表面基本上共面。
[0012]在某些實施例中，該腔室蓋的頂壁在該注入器組件的后表面之上被隔開約5mm至約0.5米的范圍。
[0013]在一個或多個實施例中，該注入器組件包括多個氣體口，該多個氣體口從該注入器組件的內(nèi)周區(qū)域朝向該注入器組件的外周邊緣徑向延伸，每一個氣體口在外周區(qū)域處比在該內(nèi)周區(qū)域處要寬，且每一個氣體口在該注入器組件的前表面處具有開口，以朝向該基座組件的頂表面提供多個氣流。
[0014]在某些實施例中，當該處理空間具有在約ImTorr至約30Torr的范圍內(nèi)的壓力時，該注入器組件偏移小于約0.2_。
[0015]本發(fā)明的附加實施例針對處理腔室，該處理腔室包括腔室主體、基座組件、注入器組件與腔室蓋。該腔室主體包括底壁與側(cè)壁，該側(cè)壁包括突出部。該基座組件在該腔室主體中，用于支撐多個基板并使該多個基板圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)。該基座組件具有頂表面，該頂表面包括多個凹槽，以支撐多個基板。該注入器組件被定位在該基座組件之上并且具有后表面與前表面，該前表面面向該基座組件的頂表面并限定處理空間。該注入器組件的外周邊緣將該注入器組件支撐在該腔室主體的側(cè)壁的突出部上。該注入器組件包括多個徑向設置的氣體口，該多個氣體口在該前表面處具有開口，每一個氣體口從內(nèi)周區(qū)域朝向外周邊緣延伸，且每一個氣體口在外邊緣處比在內(nèi)區(qū)域處要寬。該腔室蓋包括頂壁與側(cè)壁。該側(cè)壁可連接至腔室主體側(cè)壁，該注入器組件的頂表面以及腔室蓋頂壁與側(cè)壁限定蓋空間。
[0016]在某些實施例中，該注入器組件進一步包括多個粧，該多個粧在該外周邊緣處并從該前表面延伸，該多個粧被定位在該側(cè)壁的突出部上，以支撐該注入器組件。在一個或多個實施例中，該等粧包括一材料，該材料具有匹配該注入器組件的熱膨脹系數(shù)。
【附圖說明】
[0017]為達成且可更詳細了解本發(fā)明的示例性實施例的方式，可通過參照附圖中例示的其實施例，獲得簡