[发明专利]一种在半导体处理装置中动态调节喷头倾斜的致动器

说明书

本发明涉及一种在半导体处理装置中动态调节喷头倾斜的致动器。本文公开提供了一种喷头模块调节机构，其支撑在半导体衬底处理装置中的所述顶板中的喷头模块，所述喷头模块调节机构能动态地操作以在半导体衬底处理装置中相对于衬底基座模块的与所述面板邻近的上表面调节所述喷头模块的面板的平坦化。

技术领域

本发明涉及用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，并且可以发现在执行薄膜的化学气相沉积中特别有用。

背景技术

半导体衬底处理装置用于通过包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、脉冲沉积层(PDL)、分子层沉积(MLD)、等离子体增强脉冲沉积层(PEPDL)处理、蚀刻和抗蚀剂去除的技术处理半导体衬底。例如，用于处理半导体衬底的一种类型的半导体衬底处理装置包括含有喷头模块的反应室和在反应室中支撑半导体衬底的衬底基座模块。喷头模块将工艺气体输送到反应室中，使得可以处理半导体衬底。在这种室中，喷头模块的安装和移除可能是耗时的，此外，如果喷头模块的下表面不平行于衬底基座模块的上表面，则可能发生在衬底处理期间的不均匀的膜沉积(即，方位角变化)。

发明内容

本文公开了一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置。所述半导体衬底处理装置包括：化学隔离室，在该化学隔离室中处理单个的半导体衬底，其中顶板形成所述化学隔离室的上壁；工艺气体源，其与所述化学隔离室流体连通，以将工艺气体供应到所述化学隔离室中；喷头模块，其将来自所述工艺气体源的所述工艺气体输送到所述处理装置的处理区域中，在所述处理区域中处理所述单个的半导体衬底，其中所述喷头模块包括附接到杆的下端的基板，其中，有气体通道穿过其中的面板形成所述基板的下表面；衬底基座模块，其被配置为在所述衬底的处理期间在所述面板下方的所述处理区域中支撑所述半导体衬底；和喷头模块调节机构，其支撑在所述顶板中的所述喷头模块，其中所述喷头模块调节机构能动态地操作以相对于所述衬底基座模块的与所述面板邻近的上表面调节所述喷头模块的面板的平坦化，其中所述喷头模块调节机构包括至少一个致动器组件。

所述喷头模块调节机构可以包括：至少一个致动器组件，其使得所述喷头模块能在至少一个倾斜方向上动态运动。所述至少一个致动器组件可以包括：杠杆，其机械地放大压电叠堆和挠曲底座(mount)的位移，以将所述杠杆耦合到致动器壳体。所述至少一个致动器组件还可以包括上挠曲部分，其耦合在所述压电叠堆的上端和容纳所述压电叠堆的致动器壳体之间，并且，其中所述挠曲底座耦合到所述杠杆和所述压电叠堆的底端，并且其中所述上挠曲部分和所述挠曲底座被构造成减小所述压电叠堆上的应力。所述喷头模块调节机构可以被构造成使得：(a)三个致动器组件用以实现所述喷头模块在两个倾斜方向运动和轴向平移运动；(b)所述杠杆的与所述压电叠堆相对的端部引起耦合到波纹管组件的顶板的调节螺杆的运动；(c)所述杠杆的与所述压电叠堆相对的端部经由承窝凹槽作用在所述调节螺杆的球接头上；(d)所述喷头模块附接到所述波纹管组件的顶板；(e)所述挠曲底座在横向和竖直平移中约束所述杠杆；(f)上挠曲部分、挠曲底座和致动器壳体的组合热膨胀与所述压电叠堆的热膨胀匹配；或者，(g)喷头模块调节机构在约3毫弧度的范围内动态调节所述喷头模块的面板的倾斜度。所述喷头模块调节机构还可以以优于0.15毫弧度的分辨率动态地调节所述喷头模块的所述面板的位置。

在致动器组件的实施方式中，所述至少一个致动器组件还包括：杠杆，其机械地放大压电叠堆的位移；球窝接头，其耦合到所述压电叠堆的底端和所述杠杆；以及上挠曲部分，其耦合在所述压电叠堆的上端和容纳所述压电叠堆的致动器壳体之间。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种用于处理半导体衬底的半导体衬底处理装置，其包括：

化学隔离室，在该化学隔离室中处理单个的半导体衬底，其中顶板形成所述化学隔离室的上壁；

工艺气体源，其与所述化学隔离室流体连通，以将工艺气体供应到所述化学隔离室中；