承载环结构及包含该承载环结构的室系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本文的实施方式涉及半导体晶片处理设备工具，且更具体地涉及用在室中的承载环。所述室用于晶片的处理和传送。
【背景技术】
[0002]等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是用于在诸如晶片之类的衬底上沉积从气态(即蒸汽)到固态的薄膜的等离子体沉积的一种类型。PECVD系统将液态前体转化成输送给室的蒸汽前体。PECVD系统可包括以受控方式蒸发液态前体从而产生蒸汽前体的汽化器。
[0003]用于PECVD的室在处理期间使用陶瓷基架来支撑晶片，这使处理能够在高温下进行。一种应用是可灰化硬掩模(AHM)的沉积。AHM是用在半导体处理中的膜，其可通过被称为“灰化”的技术去除。特别地，AHM往往被用作蚀刻停止层。193nm或更低的光刻方案需要这些AHM相对于底下介电层或金属阻隔层具有高的蚀刻选择性。
[0004]此外，用于沉积AHM材料的一些室使用承载环来实现处理站之间的晶片移动。如果承载环不是用考虑了对沉积材料的暴露的几何结构限定，则室中的该承载环会在使用(例如，晶片升降)过程中产生颗粒，且会在在线处理期间和/或因更多清洁而停工期间需要更多的问题排查。
[0005]相信消除或减少颗粒源的现有方法“优化”了穿过处理模块的晶片传送。“优化”晶片传送包括诸如减慢晶片移动，还有确保承载环在它们通过对齐销与基架对齐时不会发出声响(所谓的“定时”方法)等方法。对基架“定时”是一项艰苦的任务且可导致基架损坏，减慢晶片速度对终端用户而言是一种对生产能力的打击。
[0006]本发明在这种背景下提出。
【发明内容】
[0007]本公开的实施方式提供用于处理半导体晶片的处理室的实施方式。在一实施方式中，提供了用在沉积室中的承载环，其中这样的承载环包括用于将晶片从边缘附近的下表面抬升的接触支撑结构。在一构造中，接触支撑结构具有渐变的(tapered)边缘和拐角，使得在接触支撑结构的顶部上形成的任何材料膜均不暴露于锐利边缘，否则会在这种材料膜上施加额外的应力。接触支撑结构的顶部是当晶片被抬升时与晶片的下表面接触的表面，且相信具有渐变的边缘和拐角可在使用(例如，接触支撑结构和晶片的下表面之间的物理接触)过程中减少剥落和/或减少颗粒产生。
[0008]AHM系统的一个长期存在的问题是映射到最小接触面积(MCA)特征(其是接触支撑结构)的位置的颗粒。在实验和研究的基础上，相信一旦承载环(在上面，晶片被传送通过工艺模块)上有底涂层/预涂层膜便会出现颗粒。已知颗粒映射到承载环的MCA位置且颗粒在有底涂层/预涂层膜时发生，会发现膜中的至少一些从MCA特征剥落。
[0009]膜的预涂层和底涂层在处理室中在晶片被处理之前被沉积。这种预涂层和底涂层膜本身还在与晶片接触的承载环上。如果所述膜在机械上不稳定，则这种预涂层和底涂层会例如由于膜的应力、剥离和/或剥落而变成颗粒源。这在接触支撑结构的表面(例如MCA)具有锐利的边缘、点、拐角、不圆的或曲面的表面界面等时尤其正确。这亦可适用于无需预涂层或底涂层的其他膜或材料。
[0010]在一实施方式中，接触支撑结构被设计为具有圆的拐角、柔软的边缘或者没有锐利的边缘或表面过渡。通过将接触支撑结构构造为具有这种限定的表面特征，相信膜可更好地附着于MCA。更好的附着降低了膜一旦与晶片接触(例如与形成于MCA上的膜形成机械接触时)便剥离的倾向。
[0011]在一实施方式中，公开了一种用在被实施用于沉积膜的室中的承载环。承载环具有环形盘形状，具有外边缘侧和晶片边缘侧。承载环具有在外边缘侧和晶片边缘侧之间延伸的承载环上表面。晶片边缘侧包括低于承载环上表面的较低的承载环表面。晶片边缘侧还包括多个接触支撑结构。每个接触支撑结构位于较低的承载环表面的边缘且具有介于较低的承载环表面和承载环上表面之间的高度，且接触支撑结构具有渐变的边缘和拐角。台阶被限定在承载环上表面和较低的承载环表面之间，使得顶面边缘被设置在该台阶的顶部而较低的内边缘被设置在该台阶的底部。顶面边缘和较低的内边缘中的每一个都具有圆的不锐利的边缘且接触支撑结构中的每一个的顶部被配置用于与晶片的下边缘表面接触以抬升和降低以及移动晶片。
[0012]在一实施方式中，晶片边缘侧还包括在较低的承载环表面和接触支撑结构之间的过渡处的内接触边缘。
[0013]在一实施方式中，接触支撑结构的渐变的边缘和拐角具有没有锐利拐角的大体上为曲面的表面。在一些实施方式中，所述没有锐利拐角包括部分地圆的、覆盖的、波状的表面，在平面或点之间的过渡处具有至少一些倒圆(radius)，且没有坚硬的或陡峭的边缘、拐角、点和表面改变。
[0014]在一实施方式中，承载环在用于沉积膜的室中被执行。该室包括具有晶片支撑区域和围绕所述晶片支撑区域的承载件支撑表面的基架。承载件支撑表面是从晶片支撑区域下来的台阶。该室包括叉，所述叉具有围绕所述基架的第一侧部分布置的第一臂和围绕所述基架的第二侧部分布置的第二臂。在一构造中，所述第一和第二臂中的每一个在处于不接触承载环的下表面的非啮合状态时位于承载件支撑表面下方，而在处于啮合状态时，所述第一和第二臂中的每一个接触承载环的下表面以同时抬升承载环和坐落在承载环上的曰曰斤°
[0015]在另一实施方式中，晶片在被置于晶片支撑区域上时被配置为悬于承载件支撑表面的一部分之上，且每个接触支撑结构被配置为位于所述晶片的悬空部分下面。
[0016]在一实施方式中，在处于非啮合状态时，不接触分隔距离被限定在晶片的下边缘表面和每个接触支撑结构的顶部之间。
[0017]在一实施方式中，在处于啮合状态时，在晶片的下边缘表面和每个接触支撑结构的顶部之间形成接触，且当在所述啮合状态形成接触时，存在于每个接触支撑结构的顶部上的沉积材料被大体上维持在每个接触支撑结构的顶部上。
[0018]在一构造中，该室还包括喷头，所述喷头被配置为在操作过程中位于基架上方，且所述喷头被配置来提供工艺气体以实现膜在晶片上的沉积。射频(RF)电源经由匹配网络连接到所述基架，其中在操作过程中，所述RF电源还能实现所述膜在所述晶片上的沉积。
[0019]在另一实施方式中，提供了一种用于处理晶片上的沉积的室。该室包括具有晶片支撑区域和围绕所述晶片支撑区域的承载件支撑表面的基架。承载件支撑表面是从晶片支撑区域下来的台阶。还提供了叉，所述叉具有围绕基架的第一侧部分布置的第一臂和围绕基架的第二侧部分布置的第二臂，使得所述第一和第二臂中的每一个在处于非啮合状态时位于承载件支撑表面下方。所述叉的第一和第二臂被配置为在处于啮合状态时升高超过承载件支撑表面。所述室还包括具有环形盘形状的、有外边缘侧和晶片边缘侧的承载环。承载环具有在外边缘侧和晶片边缘侧之间延伸的承载环上表面。晶片边缘侧包括低于承载环上表面的较低的承载环表面。晶片边缘侧还包括多个接触支撑结构，每个接触支撑结构位于较低的承载环表面的边缘且具有介于较低的承载环表面和承载环上表面之间的高度。每个接触支撑结构具有渐变的边缘和拐角。所述接触支撑结构中的每一个的顶部被配置用于在所述叉抬升承载环时与晶片的下边缘表面接触以升高和移动所述晶片。其中抬升承载环也抬升坐落在所述接触支撑结构中的每一个的顶部上的晶片。
【附图说明】
[0020]图1示出了衬底处理系统，其被用于处理晶片，例如，以在晶片上形成膜。
[0021]图2示出了根据一实施方式的多站处理工具的顶视图，其中四个处理站被提供。
[0022]图3示出了根据一实施方式的具有入站装载锁和出站装载锁的多站处理工具的实施方式的示意图。
[0023]图4A示出了根据一实施方式的基架和蜘蛛叉的臂的顶视图。
[0024]图4B示出了根据一实施方式的基架边缘的放大剖视图。
[0025]图4C示出了根据一实施方式的坐落在中心柱上且被连接到基座的基架的三维视图，基座被构造为连接到下室部分。
[0026]图5A-5C示出了根