用于半导体处理操作的基于六脚架的基座系统的制作方法

背景技术：

1、半导体处理工具通常包括一或更多个基座，其用于支撑在半导体处理室内的半导体晶片。这样的基座的特征在于晶片支撑表面，晶片支撑表面被设计为使晶片放置在其上、并且在半导体处理操作期间于半导体处理室内支撑该晶片。基座可配备有各种附加系统中的任一者，包括，例如，真空卡盘和/或静电卡盘(其可提供基座的晶片支撑表面)、加热和/或冷却系统、用于射频能量传输目的的电极、用于保护晶片底侧免受处理气体(其期望仅施加于晶片的朝上侧)的清扫气体系统、可用于将晶片抬起而离开晶片支撑表面(或使晶片下降至晶片支撑表面上)的升降销机构等。

2、基座通常是相对于其所在的处理室而固定在一位置、或被配置为仅具有一或两个自由度而可以被主动控制以沿着其移动。例如，通常将基座安装在竖直升降机构上，以允许这样的基座在例如晶片放置操作期间、以及在某些情况下在处理操作期间主动地上下移动。在一些情况下，基座也可或替代地配置为能够在晶片处理操作期间或之前围绕竖直轴线而主动旋转。

技术实现思路

1、本说明书中所述的主题的一或更多实现方案的细节在附图和以下的描述中加以说明。根据说明书、附图以及权利要求，其它特征、方面和优点将变得显而易见。

2、在某些实现方案中，可提供一种装置，其包括：基座，其被配置成在晶片处理操作期间支撑半导体晶片；可移动支架，其支撑该基座；固定支架；以及能独立控制的六个线性制动器，每个线性制动器具有与该固定支架可枢转地连接的第一端以及与该可移动支架可枢转地连接的第二端。所述线性制动器可相对于该固定支架而支撑该可移动支架，且该可移动支架、该固定支架、以及独立控制的该六个线性制动器可配置以提供六脚架构机。

3、在某些实现方案中，所述线性制动器可以三边对称的方式来配置。

4、在某些实现方案中，该六个线性制动器可分组成三组的两个线性制动器，在每对的线性制动器中的所述线性制动器可配置成具有与该固定支架连接的多个第一端，所述第一端与该固定支架连接的多个位置比其所述第二端与该可移动支架连接的多个位置更靠近彼此。

5、在某些实现方案中，每个线性制动器的每个第一端可通过对应的球形接头、万向接头或双轴弯曲轴承而与该固定支架可枢转地连接，以及每个线性制动器的每个第二端可通过对应的球形接头、万向接头或双轴弯曲轴承而与该可移动支架可枢转地连接。

6、在某些实现方案中，每个线性制动器的每个第一端可通过对应的第一双轴弯曲轴承而与该固定支架可枢转地连接。

7、在某些实现方案中，每个第一双轴弯曲轴承可包括：内部部分；中间部分；外部部分；两个第一扭转腹板，其横跨于该内部部分与该中间部分之间；以及两个第二扭转腹板，其横跨于该中间部分与该外部部分之间。在这样的实现方案中，对于每个第一双轴弯曲轴承，其该内部部分可插置于其该两个第一扭转腹板之间，其该中间部分可插置于其该两个第二扭转腹板之间。

8、在某些实现方案中，对于每个第一双轴弯曲轴承，其所述第一扭转腹板可为薄的、基本上平的结构，与该第一双轴弯曲轴承的第一参考平面是对齐的，其所述第二扭转腹板可为薄的、基本上平的结构，与该第一双轴弯曲轴承的第二参考平面是对齐的，以及其所述第一和第二参考平面可为彼此垂直的。

9、在某些实现方案中，该中间部分可包括两个相对的第一分段，其位于该内部部分和所述第一扭转腹板的相对侧并且与该内部部分间隔开，以使间隙存在于所述第一分段与该内部部分之间，该中间部分还可包括两个相对的第二分段，其位于该内部部分的相对侧并且与该内部部分间隔开，以使间隙存在于所述第二分段与该内部部分之间，每个第二分段可通过所述第二扭转腹板中的对应一者而与该内部部分连接，该中间部分可还包括四个桥接分段，每个桥接分段延伸于不同对的所述第一与第二分段之间，所述第二分段可能比所述第一分段更远离该内部部分的中心轴线。

10、在某些实现方案中，所述第一分段可为弯曲的分段，其具有凸面表面面向该内部部分。

11、在某些实现方案中，所述第一分段可为弧形的分段，与该内部部分为同心的。

12、在某些实现方案中，所述桥接分段可为线性分段。

13、在某些实现方案中，所述桥接分段可为彼此平行的。

14、在某些实现方案中，所述第二分段可完全位于界定所述第一分段的参考圆之外。

15、在某些实现方案中，在该内部部分与所述第二分段之间的距离可为在该内部部分与所述第一分段之间的距离的至少1.5倍。

16、在某些实现方案中，在该内部部分与所述第二分段之间的距离可为在该内部部分与所述第一分段之间的距离的至少两倍。

17、在某些实现方案中，对于每个第一双轴弯曲轴承，由所述第一和第二参考平面的交叉所界定的第一参考轴线可平行于连接至该第一双轴弯曲轴承的该线性致动器的延伸轴线。

18、在某些实现方案中，每个线性致动器的每个第二端可通过对应的第二双轴弯曲轴承而与该可移动支架可枢转地连接。

19、在某些实现方案中，每个第二双轴弯曲轴承可包括：内部部分；中间部分；外部部分；两个第一扭转腹板，其横跨于该内部部分与该中间部分之间；以及两个第二扭转腹板，其横跨于该中间部分与该外部部分之间。在这样的实现方案中，对于每个第一双轴弯曲轴承，其该内部部分可插置于其该两个第一扭转腹板之间，其该中间部分可插置于其该两个第二扭转腹板之间。

20、在某些实现方案中，对于每个第二双轴弯曲轴承，其所述第一扭转腹板可为薄的、基本上平的结构，与该第二双轴弯曲轴承的第一参考平面是对齐的，其所述第二扭转腹板可为薄的、基本上平的结构，与该第二双轴弯曲轴承的第二参考平面是对齐的，以及其所述第一和第二参考平面可为彼此垂直的。

21、在某些实现方案中，对于每个第二双轴弯曲轴承，所述第一及第二参考平面可延着其中心轴线而交叉，其该中心轴线可平行于连接至其该线性致动器的延伸轴线。

22、在某些实现方案中，装置可还包括半导体处理室和喷头。在这样的实现方案中，该基座的该晶片支撑表面可位于该半导体处理室内，该喷头的至少一部分可位于该半导体处理室内，以及该固定支架可相对于该半导体处理室是固定的。

23、在某些实现方案中，该装置可还包括控制器，所述控制器与所述六个线性致动器能操作地连接并且被配置成控制所述线性致动器，以便使所述可移动支架相对于所述固定支架而执行以下一或多者：a)所述可移动支架沿着轴线的平移，所述轴线垂直于所述基座的所述晶片支撑表面；b)所述可移动支架围绕旋转轴线的旋转，所述旋转轴线通过晶片待被定心于其上的所述基座的目标位置、并且垂直于所述晶片支撑表面；c)所述可移动支架沿着路径的平移，以便围绕垂直于所述喷头的下侧并且与所述喷头的目标位置相交的轴线而进行轨道运动，所述喷头的所述下侧面对所述基座；d)所述可移动支架的倾斜，以使所述基座的所述晶片支撑表面定向为对于所述喷头的所述下侧为非零的锐角；或e)所述可移动支架的倾斜，以使所述基座的所述晶片支撑表面被定向为对于所述喷头的所述下侧为非零的锐角，且以使在所述喷头的所述下侧与所述晶片支撑表面之间所形成的最大锐角被定义在平面内，所述平面周期性地或连续地被引起以改变相对于所述基座且围绕与所述喷头的所述下侧垂直的轴线的方位角方向。

24、在某些实现方案中，所述控制器还可以被配置成控制所述线性致动器，以便当所述基座正支撑着放置于其上的晶片时，使所述可移动支架至少部分同时地执行(a)至(e)中的两者或更多者。

25、在某些实现方案中，所述控制器还可以被配置成控制所述线性致动器，以便当所述基座正支撑着放置于其上的晶片时，使所述可移动支架至少部分按顺序地执行(a)至(e)中的两者或更多者。

26、在某些实现方案中，该装置还可以包括：晶片搬运机器人，其被配置成使其末端执行器伸至所述半导体处理室中；以及主动晶片定心系统，其被配置成确定由所述末端执行器所传送的晶片的中心相对于所述半导体处理室的位置。在这样的实现方案中，所述控制器还可以被配置成：i)获得由所述主动晶片定心系统所确定的所述晶片的所述中心的所述位置，ii)控制所述线性致动器，以便基于由所述主动晶片定心系统所确定的所述晶片的所述中心的所述位置，使所述基座的所述目标位置被放置在定心于所述晶片的所述中心下方的位置，以及iii)在(ii)之后，使所述晶片被传递至所述基座。在某些实现方案中，所述基座可以包括多个升降销，且所述装置包括升降销致动机构，所述升降销致动机构被配置成使所述升降销在伸出状态与缩回状态之间移动，在所述伸出状态中所述升降销从所述基座的所述晶片支撑表面突出，在所述缩回状态中所述升降销不从所述晶片支撑表面突出。在一些这样的实现方案中，所述控制器可以被配置成通过以下方式来执行(iii)：使所述升降销致动机构导致所述升降销移动至所述伸出状态以便与所述晶片接触，使所述晶片搬运机器人从在所述晶片与所述晶片支撑表面之间的所述空间缩回所述末端执行器，以及使所述升降销致动机构导致所述升降销移动至所述缩回状态，由此将所述晶片放置在所述晶片支撑表面上。在某些其它或额外的这样的实现方案中，所述控制器还可以被配置成：在(iii)之后，控制所述线性致动器，以便使所述可移动支架移动至一定方位，在所述方位中所述晶片支撑表面相对于所述喷头的所述下侧而成预定角度。在某些实现方案中，该预定角度为0°。在某些其它的实现方案中，该预定角度可为非零的锐角。

27、除了以上所列的实现方案之外，应当理解，根据以下的讨论和附图显而易见的其它实现方案也落入本公开内容的范围内。

28、附附图标记明

29、在以下的讨论中参考了以下附图；附图并非意图限制范围，而只是为了方便以下的讨论而提供。

30、图1描绘出在半导体处理室中的示例性基于六脚架的基座系统。

31、图2描绘出图1的示例性基于六脚架的基座系统的等角视图。

32、图3描绘出图1的示例性基于六脚架的基座系统的侧视图。

33、图4描绘出图1的示例性基于六脚架的基座系统的等角分解图。

34、图5描绘出示例性双轴弯曲轴承的俯视图。

35、图6是两个示例性双轴弯曲轴承的等角视图。

36、图7和图8描绘出图6的示例性双轴弯曲轴承中的一者的等角剖视图。

37、图9和10描绘出图7和8的双轴弯曲轴承的侧视图。

38、图11描绘出类似于图1的示例性基于六脚架的基座系统的二等角视图，但使用类似于图7-8所示的双轴弯曲轴承。

39、图12描绘出图11的示例性基于六脚架的基座系统的二等角分解图。

40、图13和14描绘出示例性四站模块的视图。

41、图15描绘出用于将晶片装载至基于六脚架的基座系统的基座上的技术的流程图。

42、图16描绘出用于在处理操作期间使用基于六脚架的基座系统而移动晶片的技术的流程图。

43、图17显示出基于六脚架的基座系统的俯视图、前视图、侧视图和等角视图，其中基座处于升高位置。

44、图18显示出基于六脚架的基座系统的俯视图、前视图、侧视图及等角视图，其中基座处于下降位置。

45、图19显示出基于六脚架的基座系统的俯视图、前视图、侧视图和等角视图，其中基座处于升降销伸出位置。

46、图20从左到右显示出基于六脚架的基座系统的俯视图、前视图、侧视图及等角视图，其中基座处于三个不同的旋转位置。

47、图21从上到下显示出基于六脚架的基座系统的俯视图、前视图、侧视图和等角视图，其中基座处于不同的轨道位置。

48、图22从左到右显示出基于六脚架的基座系统的俯视图、前视图、侧视图及等角视图，其中基座处于第一倾斜位置。

49、图23从左到右显示出图22的基于六脚架的基座系统的俯视图、前视图、侧视图和等角视图，其中基座处于第二倾斜位置。

50、图24描绘出用于校准具有基于六脚架的基座系统的半导体处理工具的技术的流程图。

51、图25至36描绘出在图24的技术的不同阶段期间的半导体处理工具的部分的附图。

52、上述附图是为了便于理解本公开内容中所讨论的概念而提出，且用于描绘落入本公开内容的范围内的一些实现方案，但不意图为限制性的–符合本公开内容且未描绘在附图中的实现方案仍被认为落入本公开内容的范围内。

技术特征：

1.一种装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述线性制动器以三边对称的方式配置。

3.根据权利要求1或2的装置，其中：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中：

5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中每个线性制动器的每个第一端通过对应的第一双轴弯曲轴承而与所述固定支架能枢转地连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其中每个第一双轴弯曲轴承包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其中对于每个第一双轴弯曲轴承：

8.根据权利要求6或7所述的装置，其中每个第一双轴弯曲轴承包括中心孔，所述中心孔沿着所述第一双轴弯曲轴承的所述公共轴线而延伸并且穿过其所述第一部分、其所述第二部分以及其所述第三部分。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其中对于每个第一双轴弯曲轴承：

10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其中每个第一双轴弯曲轴承的所述第一弯曲腹板和所述第二弯曲腹板延伸至其所述第二部分中。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其还包括半导体处理室和喷头，其中：

12.根据权利要求11所述的装置，其还包括控制器，所述控制器与所述六个线性致动器能操作地连接并且被配置成控制所述线性致动器，以便使所述可移动支架相对于所述固定支架而执行以下一或多者：a)所述可移动支架沿着轴线的平移，所述轴线垂直于所述基座的所述晶片支撑表面；b)所述可移动支架围绕旋转轴线的旋转，所述旋转轴线通过晶片待被定心于其上的所述基座的目标位置、并且垂直于所述晶片支撑表面；c)所述可移动支架沿着路径的平移，以便围绕垂直于所述喷头的下侧并且与所述喷头的目标位置相交的轴线而进行轨道运动，所述喷头的所述下侧面对所述基座；d)所述可移动支架的倾斜，以使所述基座的所述晶片支撑表面定向为对于所述喷头的所述下侧为非零的锐角；或e)所述可移动支架的倾斜，以使所述基座的所述晶片支撑表面被定向为对于所述喷头的所述下侧为非零的锐角，且以使在所述喷头的所述下侧与所述晶片支撑表面之间所形成的最大锐角被定义在平面内，所述平面周期性地或连续地被引起以改变相对于所述基座且围绕与所述喷头的所述下侧垂直的轴线的方位角方向。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述控制器还被配置成控制所述线性致动器，以便当所述基座正支撑着放置于其上的晶片时，使所述可移动支架至少部分同时地执行(a)至(e)中的两者或更多者。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的装置，其中所述控制器还被配置成控制所述线性致动器，以便当所述基座正支撑着放置于其上的晶片时，使所述可移动支架至少部分按顺序地执行(a)至(e)中的两者或更多者。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其还包括：

16.根据权利要求15的装置，其中：

17.根据权利要求15或16所述的装置，其中所述控制器还被配置成：在(iii)之后，控制所述线性致动器，以便使所述可移动支架移动至一定方位，在所述方位中所述晶片支撑表面相对于所述喷头的所述下侧而成预定角度。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述预定角度为0°。

19.根据权利要求17所述的装置，其中所述预定角度为非零的锐角。

技术总结
公开和描述了具有基于六脚架的基座系统的半导体处理工具。这样的六脚架基座系统可纳入具有固定支架的六脚架机构，固定支架通过六个线性致动器与可移动支架连接。可移动支架可支撑位于半导体处理室内的基座。可控制六脚架机构，以允许基座横向偏移以便将基座定心于由晶片搬运机器人所支撑的晶片上、以及将由其所支撑的晶片与喷头的下侧成角度地校准，并且允许由其所支撑的晶片在晶片处理操作期间经受各种移动其中任一者，其可促进晶片均匀性的增加。

技术研发人员：雅各布·利·希斯特,詹森·戈登·加尔吉纳蒂斯,理查德·M·布兰克
受保护的技术使用者：朗姆研究公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23