本公開的實施例總體上涉及半導體制造和處理。更具體地，本公開涉及用于自動校正處理腔室中基板的未對準的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

1、在諸如cvd、外延、或其他熱處理的半導體裝置制造處理中，通常在腔室或其他處理設備中處理基板。為了在腔室內處理基板，在處理期間基板會被牢固地附接到腔室內的基板支撐件以減輕基板的移動。如果基板在處理期間移動，則基板可能變成未對準的。可能導致基板變得未對準的因素包括在處理期間基板支撐件周圍的氣流、壓力和溫度。如果基板變得未對準，則厚度和/或膜特性的均勻性可能受到不利影響。

2、一些半導體裝置制造處理系統(tǒng)可以在多個腔室之間傳送基板，每個腔室具有基板支撐結構，例如沉積設備、蝕刻設備、檢查設備或類似物。基板可通過具有叉子(fork)或端效器的傳送臂在腔室之間傳送。這種基板交換處理可能導致基板相對于基板支撐件的定位發(fā)生偏移并且變得未對準。當處理系統(tǒng)內的基板支撐結構未適當對準時，支撐結構不會以大致相同的傾斜或傾角保持基板。因此，當一個支撐結構將基板傳送到另一個支撐結構時，如，當升舉銷從移送腔室基板處理器的葉片上移走基板或將基板放到處理腔室中的基板支撐件上時，基板的一個點很可能會在其他點接觸接收支撐結構前接觸該接收支撐結構。如果在其余的點進行接觸之前發(fā)生了實質性運動，則基板可能會移動。以此方式，可能從基板的接觸點刮下潛在的污染顆粒，從而導致基板的背面污染。這些顆粒最終可能會繞到基板頂部并沉積在基板的處理表面上，從而污染在其上構建的微電路或其他結構。此外，當在所有點都非常緊密對準的情況下基板沒有接觸到接收支撐結構時，基板可能會從其適當?shù)幕蝾A期的位置偏移，從而導致基板偏離中心。此外，基板與基板支撐件之間的溫度差可能引起熱沖擊，使得基板可能翹曲?；宓穆N曲亦可能導致基板偏移并變得未對準。如上所述，偏離中心的基板可能會經歷不均勻或不正確的處理，或者可能會與處理系統(tǒng)內的表面或物體接觸，這會污染基板，產生潛在污染空氣的顆粒，或甚至破壞基板。

3、圖1中示出了對放置精準度的需求。其中描述了典型的基板10和基板支撐件，例如用于將基板10保持在單基板處理腔室中的基座12。對于給定的基板10，在基座12的基板接收表面上接收基板10的凹穴通常具有比基板10的直徑僅略大的直徑。在基板10的邊緣和基座12的凹穴的邊緣之間通常存在小間隙14?；?0在凹穴中置中并且在基板10的邊緣和凹穴的側壁之間保持間隙。如果基板10與凹穴的側壁接觸，則發(fā)生局部溫度變化，導致跨越基板10的溫度梯度。這會導致處理結果不均勻，因為大多數(shù)半導體處理嚴重依賴于溫度。類似地，在許多不同的處理情況下，在放置期間可能會損壞未對準或未置中的基板。

4、基板未對準可能發(fā)生在處理腔室中處理基板之前或處理期間。如上所述，基板未對準會導致處理結果的不均勻性。因此，當檢測到基板未對準時，應該及時校正這種未對準以避免基板的不均勻或不正確的處理。

5、因此，存在對于一種用于當檢測到基板的未對準時監(jiān)測和自動校正基板的位置的系統(tǒng)和方法的需求。

技術實現(xiàn)思路

1、本公開的實施例總體上涉及半導體制造和處理。更具體地，本文公開的實施例涉及用于在處理腔室中自動校正基板的未對準的處理系統(tǒng)和方法。

2、在一些實施例中，提供了一種用于在處理腔室中自動置中基板的處理系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)包括處理腔室，所述處理腔室具有：設置在處理腔室的腔室容積內的基板支撐件?；逯渭ㄓ糜诮邮栈宓陌佳?；及多個流動導管，所述多個流動導管在凹穴的頂面和基板支撐件的底面之間延伸。成像裝置耦接到處理腔室并且被配置為監(jiān)測基板在裝載于基板支撐件的凹穴中時的位置。

3、在一些實施例中，提供了一種用于在處理腔室中自動置中基板的處理系統(tǒng)。處理系統(tǒng)包括處理腔室，處理腔室具有基座和設置在處理腔室的腔室容積內的預熱環(huán)?；ㄓ糜诮邮栈宓陌佳ǎ翌A熱環(huán)徑向重疊基座。多個導管延伸穿過基座的部分，且成像裝置耦接到處理腔室并且被配置為監(jiān)測在基座的凹穴中的基板。

4、在一些實施例中，提供了一種在處理腔室中自動置中基板的方法。方法包括檢測設置在處理腔室的腔室容積中的基板支撐件上所裝載的基板的未對準。方法包括基于未對準而確定推薦的調整以校正未對準，并基于推薦的調整提供從腔室容積到基板支撐件的氣流。方法包括檢測基板在基板支撐件上的校正位置，其中校正位置對應于基板支撐件的中心位置。并且方法包括停止向基板支撐件的氣流以將基板以正確位置設置在基板支撐件上。

技術特征：

1.一種用于在處理腔室中自動置中基板的處理系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中所述多個流動導管中的每一個進一步包括用于控制穿過所述多個流動導管的氣流的流量閥。

3.根據(jù)權利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中所述成像裝置被配置為檢測所述基板相對于所述基板支撐件的所述凹穴的中心位置的未對準。

4.根據(jù)權利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中所述多個流動導管中的每一者被配置為將氣流從所述腔室容積引導到所述凹穴的所述頂面。

5.根據(jù)權利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中所述多個流動導管各自包括形成在所述凹穴的所述頂面中的出口開口，其中所述多個流動導管的所述出口開口形成在所述凹穴的中心區(qū)域和所述凹穴的圓周邊緣之間。

6.根據(jù)權利要求5所述的處理系統(tǒng)，其中所述多個流動導管的所述出口開口中的每一者包括直徑，且其中更靠近所述凹穴的所述中心區(qū)域的所述出口開口的所述直徑小于更遠離所述中心區(qū)域的所述出口開口的所述直徑。

7.根據(jù)權利要求5所述的處理系統(tǒng)，其中所述多個流動導管的所述出口開口以螺旋圖案布置在所述凹穴的所述頂面上。

8.根據(jù)權利要求1所述的處理系統(tǒng)，進一步包括通信地耦接到所述成像裝置和所述基板支撐件的控制器，其中所述控制器被配置為響應于所述成像裝置檢測到所述基板在所述基板支撐件的所述凹穴中的未對準而提供穿過所述多個流動導管中的至少一些的氣流。

9.根據(jù)權利要求1所述的處理系統(tǒng)，進一步包括cpu，所述cpu通信地耦接到所述成像裝置并且被配置為響應于由所述成像裝置檢測到的所述基板的未對準而提供用于推薦的調整的指令，其中所述推薦的調整校正由所述成像裝置檢測到的所述基板的所述未對準。

10.根據(jù)權利要求9所述的處理系統(tǒng)，進一步包括通信地耦接到所述成像裝置和所述基板支撐件的控制器，其中所述控制器被配置為基于用于所述推薦的調整的所述指令而提供穿過所述多個流動導管中的至少一些的氣流以移動所述基板。

11.一種用于在處理腔室中自動置中基板的處理系統(tǒng)，包括：

12.根據(jù)權利要求11所述的處理系統(tǒng)，其中所述預熱環(huán)的所述徑向重疊部分設置在所述基座的所述徑向重疊部分上方。

13.根據(jù)權利要求11所述的處理系統(tǒng)，其中所述多個流動導管中的每一個被配置為當所述基座相對于所述預熱環(huán)降低時使氣體從所述腔室容積流入所述基座的所述凹穴中。

14.根據(jù)權利要求11所述的處理系統(tǒng)，進一步包括通信地耦接到所述成像裝置和所述基座的控制器，其中所述控制器被配置成響應于所述成像裝置檢測到所述基板在所述基座的所述凹穴中的未對準而相對于所述預熱環(huán)降低所述基座。

15.根據(jù)權利要求11所述的處理系統(tǒng)，進一步包括cpu，所述cpu通信地耦接到所述成像裝置，其中所述cpu被配置為響應于由所述成像裝置檢測到的所述基板的未對準而提供用于推薦的調整的指令，其中所述推薦的調整校正由所述成像裝置檢測到的所述基板的所述未對準。

16.一種在處理腔室中自動置中基板的方法，所述方法包括：

17.根據(jù)權利要求16所述的方法，進一步包括：在向所述基板支撐件提供氣流之后連續(xù)監(jiān)測所述基板在所述基板支撐件上的位置，以檢測相對于所述基板支撐件所述基板的所述位置的變化。

18.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中確定推薦的調整以校正所述基板的所述未對準包括：確定推薦的調整以將所述基板移動到所述基板支撐件的所述中心位置。

19.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中向所述基板支撐件提供氣流包括：使氣體流過設置在所述基板支撐件中的多個流動導管，其中所述多個流動導管引導來自所述基板支撐件下方的所述腔室容積的凈化氣體區(qū)域的氣體穿過所述基板支撐件到所述基板支撐件的一頂面。

20.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述基板支撐件包括基座和與所述基座徑向重疊的預熱環(huán)，且其中向所述基板支撐件提供氣流包括：相對于所述預熱環(huán)降低所述基座以允許氣體從所述腔室容積流動通過多個流動導管至所述基座的頂面，所述多個流動導管延伸穿過所述基座。

技術總結
本文描述的實施例涉及半導體制造和處理。更具體地，提供了一種用于自動校正處理腔室中基板的未對準的處理系統(tǒng)。處理系統(tǒng)包括處理腔室，處理腔室具有設置在處理腔室的腔室容積內的基板支撐件?；逯渭ㄓ糜诮邮栈宓陌佳岸鄠€流動導管，所述多個流動導管在凹穴的頂面和基板支撐件的底面之間延伸。成像裝置耦接到處理腔室并且被配置為監(jiān)測基板在裝載于基板支撐件的凹穴中時的位置。

技術研發(fā)人員：叢者澎,盛濤,馬丁·杰弗里·薩利納斯
受保護的技術使用者：應用材料公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8