半导体处理装置及半导体处理方法

技术领域

本发明的实施例是涉及一种半导体处理装置及其使用方法，特别是涉及一种包括加热器升降总成弹簧阻尼器的半导体处理装置及其使用方法。

背景技术

随着电子产品的发展，半导体技术已广泛应用于制造存储器、中央处理器(central processing unit，CPU)、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、发光二极管(light emission diode，LED)、激光二极管及其他器件或芯片组。为实现高集成度及高速要求，已减小半导体集成电路的尺寸，并已提出各种材料及技术来实现这些要求并克服制造期间的障碍。控制处理腔室内的晶片的条件是半导体制作技术的重要部分。

发明内容

根据一些实施例，一种半导体处理装置包括加热器及加热器升降总成，加热器被配置成加热位于所述加热器的晶片承载区域上的晶片，所述加热器包括在所述晶片承载区域下面延伸的加热器轴，加热器升降总成包括升降轴、夹具及阻尼器，升降轴被配置成在垂直方向上移动所述加热器轴，夹具将所述加热器轴连接到所述升降轴，阻尼器设置在所述夹具顶部上。

根据一些实施例，一种半导体处理装置包括壳体、加热器及加热器升降总成，壳体被配置成在其中处理晶片，加热器包括被配置成支撑所述晶片且加热所述晶片的晶片承载台，所述加热器还包括在所述晶片承载台下面延伸的加热器轴，加热器升降总成包括升降轴、夹具及阻尼器，升降轴被配置成通过旋转运动在垂直方向上移动所述加热器轴，夹具将所述加热器轴连接到所述升降轴，阻尼器设置在所述夹具顶部上，其中所述阻尼器被配置成当所述夹具移动到最大垂直位置时接合从所述壳体内向下延伸的接触结构。

根据一些实施例，一种半导体处理方法包括在晶片处理装置的夹具上提供阻尼器，其中所述夹具将升降轴连接到加热器轴，其中所述升降轴被配置成在垂直方向上移动所述加热器轴，其中所述加热器轴从加热器的晶片承载区域下面延伸，所述加热器被配置成加热位于所述晶片承载区域上的晶片、将所述加热器降低到降低的位置、在所述降低的位置处接收所述晶片、将所述加热器升高到升高的位置以及在所述升高的位置处处理所述晶片。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，各种特征未必按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸及几何结构。

图1是根据一些实施例的处理装置的垂直剖视图。

图2是根据一些实施例的加热器升降总成及例如调平板结构及加热器等相邻结构的立体图。

图3A是根据一些实施例的加热器升降总成及调平板结构的右侧立体图。

图3B是根据一些实施例的加热器升降总成及调平板结构的左侧立体图。

图4A示出根据某些实施例的左弹性弹簧及右弹性弹簧。

图4B示出根据某些实施例的上面可设置左弹性弹簧及右弹性弹簧的夹具。

图5A是根据一些实施例的弹性弹簧的侧视图。

图5B是根据一些实施例的弹性弹簧的平面图。

图5C是根据一些实施例的可偏置顶件(biasable top piece)的平面图。

图5D是根据一些实施例的可偏置顶件的侧视图。

图6A示出根据一些实施例的未偏置的可偏置顶件的侧视图。

图6B示出根据一些实施例的经中等偏置的可偏置顶件的侧视图。

图6C示出根据一些实施例的经高偏置的可偏置顶件的侧视图。

图7是根据一些实施例的处理装置功能模块的方块图。

图8是根据一些实施例的处理装置工艺的流程图。

具体实施方式

以下公开阐述用于实施主题的不同特征的各种示例性实施例。下面阐述组件及布置的具体实例，以简化本公开。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，应理解，当一元件被称为“连接到”或“耦合到”另一元件时，所述元件可直接连接到或直接耦合到另一元件，或者可存在一个或多个中间元件。

另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是出于简单及清晰的目的且自身并不表示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在……之下(beneath)”、“在……下面(below)”、“下部的(lower)”、“在……上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括器件在使用或操作中的不同取向。装置可具有其他取向(旋转90度或其他取向)且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

根据各种实施例的系统及方法涉及加热器升降总成弹簧阻尼器(heater liftassembly spring damper)。加热器升降总成弹簧阻尼器可用于缓冲因与加热器升降总成相关联的移动而产生的冲击。加热器升降总成可为在用于装载或卸载晶片的较低位置(例如下部装载/卸载位置)及用于处理晶片的较高位置(例如上部处理位置)之间垂直移动加热器的系统。此外，在移动加热器的过程中，加热器升降总成还可在由接触结构(例如位于界定加热器升降总成最大移动程度的物理表面之间的结构)限制的垂直工作范围(vertical work envelope)内以垂直取向进行运动(例如通过将加热器升降总成连接到加热器的夹具)。因此，在各种实施例中，弹簧阻尼器可用作接触结构，以缓冲加热器升降总成到达物理极限的物理冲击。这些各种实施例提供的一些示例性效果及优点包括避免可能当加热器轴承或紧固件出现故障时发生的陶瓷加热器破裂。因此，各种实施例可降低昂贵的陶瓷加热器的损坏率，减少由于加热器破裂导致随之而来的晶片损坏以及避免由于加热器破裂导致的机器污染。

在某些实施例中，加热器可被配置成加热位于加热器基座(heater pedestal)的晶片承载区域上的晶片。加热器升降总成可包括被配置成升降加热器基座的升降轴(liftshaft)。更具体来说，升降轴可通过夹具连接到加热器基座，使得由升降轴进行的垂直运动被施加到加热器基座。弹性弹簧可位于夹具上来作为加热器升降总成的接触结构，以作为界定加热器升降总成的最大移动程度的物理表面之间的接触结构。在各种实施例中，调平板(leveling plate)结构可位于加热器升降总成上方且具有上部接触结构(例如垂直延伸接触结构)，加热器升降总成的下部接触结构可被配置成当加热器升降总成处于上部物理极限时接触上部接触结构。调平板结构可将加热器侧向地固定在侧向位置中(例如实质上防止加热器以一边到另一边(side to side)的运动方式移动)。在各种实施例中，弹性弹簧可位于上部接触结构或下部接触结构中的一者或两者处。举例来说，下部接触结构可包括被配置成接触上部接触结构的阻尼器(例如弹性弹簧)，上部接触结构可具有或可不具有阻尼器(例如弹性弹簧)。在以下论述中，根据一些实施例，弹性弹簧将被阐述为阻尼器的示例性实施例。

在各种实施例中，弹性弹簧可包括可偏置顶件(biasable top piece)，可偏置顶件以凸起取向(convex orientation)设置在弹性材料顶部上。因此，可偏置顶件(例如柔性弹簧部分)可延伸跨过柔性弹簧部分宽度。此外，此种柔性弹簧部分宽度可大于上部接触结构的宽度(例如调平板结构的垂直延伸)。在特定实施例中，柔性弹簧部分宽度可沿着夹具轴线，夹具可沿着夹具轴线延伸最大程度。此外，弹性弹簧可包括通过螺钉固定到夹具的刚性固定端。举例来说，螺钉可被配置成穿过弹性弹簧和夹具并进入支架(例如将夹具连接到加热器的支架)中，以将弹性弹簧固定到夹具。在进一步的实施例中，弹性弹簧可为升降轴的任一侧上一组两个弹性弹簧的部分。

在某些实施例中，加热器升降总成的升降轴可包括螺纹轮廓(例如螺钉)，所述螺纹轮廓可用于通过升降轴的旋转运动在垂直方向上移动加热器基座。此种旋转运动可通过马达施加到升降轴。此外，夹具可用于将升降轴连接到直接接触加热器的支架(例如通过加热器的从加热器的承载区域下方延伸的加热器轴接触加热器)。

在各种实施例中，加热器可用于例如氧化、扩散、掺杂、退火及化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)等工艺中。这些工艺可在处理装置中实行。这些工艺通常在高温下在加热受控的环境内实行。CVD是一种用于在晶片上产生或沉积材料的薄膜的化学气相沉积工艺，所述材料包括但不限于金属、二氧化硅、钨、氮化硅、氮氧化硅及各种介电质。这些膜可在大于约500℃的温度下沉积。此种膜可用于形成超浅掺杂区(ultra-shallow doped region)、前金属介电层(premetal dielectric layer)、金属间介电层(intermetal dielectric layer)、顶盖层(capping layer)、氧化物填充层或其他层。

图1是根据一些实施例的处理装置102的垂直剖视图。除了能够沉积介电层以外，处理装置102还可被配置用于实现高温加热能力，高温加热能力有用于对所沉积介电层实行回焊以进行平坦化，或者有用于在形成超浅掺杂区时从所沉积掺杂介电层驱入掺杂剂。此外，处理装置102可提供对各种CVD腔室组件的高效清洁及对晶片表面的清洁。因此，处理装置102可在单个真空腔室104(例如壳体(enclosure))中原位(in situ)提供这些多种功能。多个工艺步骤可在单个真空腔室104中实行，而无需将晶片从所述单个真空腔室104转移到其他外部真空腔室中。此可通过消除从周围空气吸收水分的机会来降低晶片上的水分含量。此外，此可增加所沉积介电层中的掺杂剂保留(dopant retention)。另外，在单个腔室中实行多个工艺步骤节省了时间，从而提高了总处理生产率(overall processingthroughput)。

在某些实施例中，真空腔室104也可被称为气体反应区域。喷头(shower head)可界定真空腔室104的天花板(ceiling)，以通过喷头中的穿孔将反应性气体喷洒到放置在可垂直移动的加热器110(也称为晶片支撑基座或底座(susceptor))上的晶片108。处理装置102还包括用于移动加热器110的加热器升降总成112。加热器升降总成112可在下部装载/卸载位置与上部处理位置之间向加热器110施加受控运动。

在某些实施例中，加热器升降总成112可包括升降轴114，升降轴114被配置成升降加热器110。更具体来说，升降轴114可通过加热器升降总成112的夹具116及支架117连接到加热器110，使得由升降轴114进行的垂直运动被施加到加热器110。在各种实施例中，调平板结构118可位于加热器升降总成112上方且具有上部接触结构120A，加热器升降总成的下部接触结构120B可被配置成当加热器升降总成112处于上部物理极限(例如最大高度)时接触上部接触结构120A。在各种实施例中，弹性弹簧可位于上部接触结构120A或下部接触结构120B中的任一者或两者处。举例来说，下部接触结构120B可包括弹性弹簧，所述弹性弹簧被配置成在没有弹性弹簧的情况下接触上部接触结构120A。在各种实施例中，下部接触结构120B可为位于夹具116上的弹性弹簧。

如下面进一步详细论述，在各种实施例中，弹性弹簧可包括以凸起取向设置在弹性材料顶部上的可偏置顶件。此外，弹性弹簧可包括通过螺钉固定到夹具的刚性固定端。举例来说，螺钉可被配置成穿过弹性弹簧和夹具并进入支架中，以将弹性弹簧固定到夹具。在进一步的实施例中，弹性弹簧可为升降轴的任一侧上的一组两个弹性弹簧的部分。

加热器110可包括被包围在例如氮化铝等陶瓷中的电阻加热式组件。举例来说，暴露于真空腔室104的加热器110的表面可为陶瓷材料，例如氧化铝(aluminum oxide)(例如Al

在某些实施例中，在处理装置102中实行的CVD工艺可为热次大气压工艺，也称为次大气压化学气相沉积(sub-atmospheric CVD，SACVD)。如之前所论述，热化学气相沉积工艺向衬底表面供应反应性气体，热诱导化学反应在衬底表面中进行以产生所期望的膜。因此，在处理装置102中，热量可通过能够达到高达约400℃到约800℃的温度的电阻加热式加热器110来分布。此种热量分布可提供晶片的均匀、快速的热加热，以实现例如沉积、回焊、驱入(drive-in)、清洁、陈化(seasoning)、吸除(gettering)等工艺。在某些实施例中，通过从连接到喷头106的射频(radio frequency，RF)电源向喷头106施加RF能量，可与晶片相邻地形成受控的等离子体。

在各种实施例中，远程清洁产生器130可被配置用于实行对来自真空腔室104的各种组件的非期望沉积残留物的周期性清洁。在某些实施例中，远程清洁产生器130可为微波等离子体系统(microwave plasma system)，其被配置成从晶片108的表面实行对自然氧化物或残留物的清洁或刻蚀。尽管从远程清洁产生器130经由供应管线126B输入的气体在某些实施例中可为用于产生等离子体以提供氟(例如三氟化氮NF

在某些实施例中，处理装置102可为多腔室系统，其有能力在不破坏真空的情况下在腔室之间转移晶片且不必将晶片暴露于多腔室系统外部的水分或其他污染物。多腔室系统的优点是多腔室系统中的不同腔室可在整个工艺中用于不同的目的。举例来说，一个腔室可用于氧化物的沉积，另一个腔室可用于快速热处理且再一个腔室可用于氧化物清洁。所述工艺可在多腔室系统内不间断地进行，从而防止在工艺的不同部分在各种分离的各别腔室(不在多腔室系统中)之间转移晶片时经常发生的晶片污染。

图2是根据一些实施例的加热器升降总成112及例如调平板结构118及加热器110等相邻结构的立体图。加热器升降总成112、调平板结构118及加热器110可被配置成将晶片升降到真空腔室内的处理位置中且在处理期间加热晶片。此外，加热器升降总成112可被修改以用于或直接放置到除CVD腔室或SACVD腔室以外的各种处理腔室中。举例来说，加热器升降总成112、调平板结构118及加热器110可用于用RF或微波功率产生等离子体的相似的CVD腔室、金属化学气相沉积(metal CVD，MCVD)腔室或其他半导体处理腔室中。

图2中所示的加热器升降总成112的各种特征相似于图1中所示的特征，因此，出于简洁目的，此处不再对此种特征予以赘述。仍然参照图2，在各种实施例中，弹性弹簧210可位于下部接触结构120B处。举例来说，下部接触结构120B可包括被配置成接触上部接触结构120A的弹性弹簧210，上部接触结构120A可为刚性的，而没有例如弹性弹簧210等弹性结构。在各种实施例中，弹性弹簧210可位于夹具116上以作为加热器升降总成112在界定加热器升降总成112(例如加热器升降总成112的夹具116及弹性弹簧210)的最大向上移动程度的物理表面之间的接触结构。

弹性弹簧210可包括通过螺钉固定到夹具的刚性固定端212。举例来说，螺钉可被配置成穿过弹性弹簧210和夹具116并进入支架117中，以将弹性弹簧210固定到夹具。刚性固定端212可与柔性弹簧部分214相邻。柔性弹簧部分214可包括以凸起取向设置在弹性材料顶部上的可偏置顶件。柔性弹簧部分214也可与刚性末端216相邻。刚性末端216与刚性固定端212二者均可为将柔性弹簧部分214夹在其之间的端。在进一步的实施例中，弹性弹簧210可为位于升降轴114的任一侧上的一组两个弹性弹簧210的部分。

在各种实施例中，柔性弹簧部分214可延伸跨过柔性弹簧部分宽度218。此外，此种柔性弹簧部分宽度218可大于上部接触结构宽度220(例如调平板结构的垂直延伸)。在特定实施例中，柔性弹簧部分宽度218可沿着夹具轴线222，夹具可沿着夹具轴线222延伸最大程度。

在某些实施例中，加热器升降总成112的升降轴114可包括螺纹轮廓(例如螺钉)，所述螺纹轮廓可用于通过升降轴114的旋转运动在垂直方向上移动加热器110。此种旋转运动可通过马达230施加到升降轴114。因此，加热器升降总成112可在下部装载/卸载位置(由加热器110在下部装载/卸载位置处的直径232A表示)与上部处理位置(由加热器110在上部处理位置处的直径232B表示)之间向加热器110施加受控运动。

加热器110(及支撑在其上的晶片)可在下部装载/卸载位置(由加热器110在下部装载/卸载位置处的直径232A表示)与喷头之下的上部处理位置(由加热器110在上部处理位置处的直径232B表示)之间可控地移动，在下部装载/卸载位置中，加热器110与用于晶片的出入的端口实质上对准。在某些实施例中，对于大小较大的晶片，直径232A、232B可为约6英寸到约12英寸(或约150mm到约300mm)，对于大小较小的晶片，直径232A、232B可为约3英寸到约5英寸(或大约75mm到约130mm)。加热器110可由能够承受相对高的处理温度(例如达约600℃或约800℃或高于800℃)的工艺兼容材料制成。

马达230可表示包括气压缸(pneumatic cylinder)、可控马达(controllablemotor)等的各种驱动机构中的任何一种。举例来说，马达可为具有合适的齿轮驱动器的步进马达，齿轮驱动器进行操作以在装载/卸载位置与处理位置之间以受控的增量垂直地驱动升降轴114。在各种实施例中，加热器升降总成112可包括马达230、夹具116、弹性弹簧210、升降轴114及支架117。

图3A是根据一些实施例的加热器升降总成112及调平板结构118的右侧立体图。图3A中所示的加热器升降总成112的各种特征相似于图1及图2中所示的特征。因此，出于简洁目的，此处不再对此种特征予以赘述。参照图3A，根据一些实施例，弹性弹簧210可包括通过螺钉302固定到夹具的刚性固定端212。举例来说，螺钉302可被配置成穿过弹性弹簧210和夹具116并进入支架117中，以将弹性弹簧210固定到夹具116。刚性固定端212可与柔性弹簧部分214相邻。另外，在某些实施例中，加热器升降总成112的升降轴114可包括螺纹轮廓304(例如螺钉)，螺纹轮廓304可用于通过升降轴114的旋转运动在垂直方向上移动加热器。如以上所论述，此种旋转运动可通过马达230施加到升降轴114。

图3B是根据一些实施例的加热器升降总成112及调平板结构118的左侧立体图。如上所述，图3B中所示的加热器升降总成112的各种特征相似于图1、图2及图3A中所示的特征。因此，出于简洁目的，此处不再对此种特征予以赘述。如图3B中进一步所示，柔性弹簧部分214可延伸跨过柔性弹簧部分宽度218。在一些实施例中，此种柔性弹簧部分宽度218可大于上部接触结构宽度220(例如调平板结构的垂直延伸)。在特定实施例中，柔性弹簧部分宽度218可沿着夹具轴线222，夹具可沿着夹具轴线222延伸最大程度。

图4A示出根据某些实施例的左弹性弹簧210A及右弹性弹簧210B。弹性弹簧210A、210B中的每一者可包括通过螺钉固定到夹具的刚性固定端212。这些螺钉可被配置成延伸穿过第一左弹性弹簧螺钉孔402A、第二左弹性弹簧螺钉孔402B、第一右弹性弹簧螺钉孔402C及第二右弹性弹簧螺钉孔402D。这些螺钉孔与夹具的螺钉孔的对应关系将在下面结合图4B进一步论述。举例来说，回到图4A，相应的螺钉可被配置成穿过弹性弹簧210、夹具并进入支架中，以通过相应的螺钉孔402A、402B、402C、402D将弹性弹簧固定到夹具。刚性固定端212可与柔性弹簧部分214相邻。柔性弹簧部分214可包括以凸起取向设置在弹性材料顶部上的可偏置顶件。柔性弹簧部分214也可与刚性末端216相邻。刚性末端216与刚性固定端212可为将柔性弹簧部分214夹在其之间的端。

图4B示出根据某些实施例的上面可设置左弹性弹簧及右弹性弹簧的夹具116。参照图4A，弹性弹簧210A、210B中的每一者可包括通过螺钉固定到夹具116的刚性固定端212。这些螺钉可被配置成分别延伸穿过第一左弹性弹簧螺钉孔402A、第二左弹性弹簧螺钉孔402B、第一右弹性弹簧螺钉孔402C及第二右弹性弹簧螺钉孔402D。参照图4B，穿过第一左弹性弹簧螺钉孔402A的螺钉也可被配置成穿过第一左夹具螺钉孔410A。此外，穿过第二左弹性弹簧螺钉孔402B的螺钉也可被配置成穿过第二左夹具螺钉孔410B。此外，穿过第一右弹性弹簧螺钉孔402C的螺钉也可被配置成穿过第一右夹具螺钉孔410C。最后，穿过第二右弹性弹簧螺钉孔402D的螺钉也可被配置成穿过第二右夹具螺钉孔410D。

图5A是根据一些实施例的弹性弹簧210的侧视图。弹性弹簧210可在刚性固定端处包括刚性固定端宽度502。在某些实施例中，刚性固定端宽度502可介于约10mm到约20mm，或者为约12.5mm。刚性固定端还可包括螺钉宽度504，螺钉宽度504可为被配置成接纳螺钉的螺纹部分的区域的宽度，所述螺纹部分可穿过刚性固定端。在某些实施例中，螺钉宽度504可介于约1mm到约10mm，或者为约4.9mm。刚性固定端还可包括刚性固定端高度506，其可为刚性固定端的高度。在某些实施例中，刚性固定端高度506可介于约1mm到约10mm，或者为约7mm。刚性固定端还可包括螺钉头部宽度510，螺钉头部宽度510可为被配置成接纳螺钉的头部的区域的宽度，所述头部可穿过刚性固定端。在某些实施例中，螺钉头部宽度510可介于约1.5mm到约15mm，或者为约8毫米。在某些实施例中，弹性弹簧210(不包括可偏置顶件或下伏的弹性材料)可由6061级铝制成。

柔性弹簧部分可包括柔性弹簧部分宽度512，其可为柔性弹簧部分的宽度。在某些实施例中，柔性弹簧部分宽度512可介于约10mm到约20mm，或者为约17.5mm。柔性弹簧部分可包括如将在下面进一步详细论述的以凸起取向设置在弹性材料顶部上的可偏置顶件。此种可偏置顶件及弹性材料可位于可具有柔性弹簧部分脊宽度514的柔性弹簧部分脊上。在某些实施例中，柔性弹簧部分脊宽度514可介于约0.1mm到约10mm，或者为约2mm。另外，刚性末端216可包括刚性末端宽度516。在某些实施例中，刚性末端宽度516可介于约1mm到约10mm，或者为约4mm。在某些实施例中，刚性末端的高度可与刚性固定端高度506相同。

图5B是根据一些实施例的弹性弹簧210的平面图。图5A所示弹性弹簧210可与图5B所示弹性弹簧210相同，但观察角度不同。弹性弹簧210可包括弹性弹簧长度520。在某些实施例中，弹性弹簧长度520可介于约20mm到约30mm，或者为约25mm。此外，弹性弹簧210可包括总弹性弹簧宽度522。在某些实施例中，总弹性弹簧宽度522可介于约20mm到约50mm，或者为约34mm。

图5C是根据一些实施例的可偏置顶件的平面图。可偏置顶件可跨越平行于图5B所示弹性弹簧长度520的可偏置顶件长度530。在某些实施例中，可偏置顶件长度530可介于约20mm到约30mm，或为约25.5mm。此种可偏置顶件可具有峰值(例如在可偏置顶件长度530的中心处(例如沿着可偏置顶件的中心线532)距柔性弹簧部分脊的最大高度或距离))。

图5D是根据一些实施例的可偏置顶件的侧视图。可偏置顶件可沿着以上结合图5C提及的中心线532跨越可偏置顶件高度540。在某些实施例中，此种可偏置顶件高度540可介于约2mm到约6mm，或者为约4.2mm。

图6A示出根据一些实施例的未偏置的可偏置顶件602的侧视图。所示的未偏置的可偏置顶件602可为替代实施例，其中可偏置顶件602具有中心线峰值(例如沿着可偏置顶件的中心线距柔性弹簧部分脊的最大高度或距离)，中心线峰值与总弹性弹簧宽度(以上所介绍)正交。此外，固体弹性材料605(例如橡胶)可填充在可偏置顶件602与柔性弹簧部分脊607之间。在某些实施例中，此种固体弹性材料605可呈球体或圆柱体的形式。此种可偏置顶件及弹性材料可位于可具有柔性弹簧部分脊高度608的柔性弹簧部分脊上。在某些实施例中，柔性弹簧部分脊高度608可介于约0.1mm到约10mm，或者为约2mm。在各种实施例中，未偏置的可偏置顶件602可跨越从柔性弹簧部分脊起介于约1mm到约10mm，或者在某些实施例中为约2mm的最大可偏置顶件高度。此外，弹性弹簧还可包括介于约2mm到约10mm，或者在某些实施例中为约4mm的刚性固定端高度606，其可为弹性弹簧的高度。在某些实施例中，可偏置顶件602可由不锈钢制成。

图6B示出根据一些实施例的经中等偏置的可偏置顶件602的侧视图。可偏置顶件602可与图6A所示者相同。返回图6B，当以约5公斤重(kilogram-force，Kgf)偏置时，经中等偏置(medium biased)的可偏置顶件602可跨越约1.6mm的最大可偏置顶件高度620。

图6C示出根据一些实施例的经高偏置的可偏置顶件602的侧视图。可偏置顶件602可与图6A所示者相同。返回图6C，当以约20公斤重(Kgf)偏置时，经高偏置(high biased)的可偏置顶件602可跨越约1mm的最大可偏置顶件高度630。

图7是根据一些实施例的处理装置功能模块702的方块图。处理装置功能模块702可为处理装置的部分。处理装置功能模块可包括处理器704。在某些实施例中，处理器704可以可控地操作一个或多个闸阀，以确定有多少特定气体将被发送到喷头以分配到真空腔室中。在附加实施例中，处理器704可以可控地操作升降轴以在垂直方向上移动加热器。在进一步的实施例中，处理器704可被实施为一个或多个处理器。

处理器704可以可操作地连接到计算机可读存储模块706(例如存储器和/或数据存储)、控制器模块708(例如控制器)、用户界面模块710(例如用户界面)及网络连接模块712(例如网络接口)。在一些实施例中，计算机可读存储模块706可包括处理装置逻辑，处理装置逻辑可配置处理器704来实行本文中所论述的各种工艺。计算机可读存储模块还可存储数据，例如晶片的标识符(identifier)、处理装置的标识符、特定气体或等离子体的标识符、以及可用于实行本文中所论述的各种工艺的任何其他参数或信息。

处理装置功能模块702可包括控制器模块708。控制器模块708可被配置成控制对处理装置、加热器等的移动或功能性进行控制的各种物理装置。举例来说，控制器模块708可被配置成控制移动晶片的机械臂(robotic arm)、阀的致动器、升降轴等中的至少一者的移动或功能性。举例来说，控制器模块708可控制可移动或激活机械臂、加热器升降总成、处理装置的功能性等中的至少一者的马达或致动器。控制器可由处理器控制且可施行本文中所论述的各种工艺的各个方面。

处理装置功能模块702还可包括用户界面模块710。用户界面模块可包括与处理装置功能模块702的操作者之间的任何类型的输入和/或输出界面，包括但不限于监视器、膝上型计算机、平板电脑(tablet)或移动装置等。

网络连接模块712可促成处理装置功能模块702与处理装置功能模块702的各种器件和/或组件的网络连接，所述各种器件和/或组件可在处理装置功能模块702内或处理装置功能模块702外部进行通信(例如发送信号、消息、指令或数据)。在某些实施例中，网络连接模块712可促成物理连接，例如线路或总线。在其他实施例中，网络连接模块712可使用发射机、接收机和/或收发机来促成例如经由无线局域网(wireless local area network，WLAN)进行的无线连接。举例来说，网络连接模块712可促成与处理器704、计算机可读存储模块706及控制器模块708的无线或有线连接。

图8是根据一些实施例的处理装置工艺800的流程图。如以上所介绍，处理装置工艺800可使用处理装置的组件来实行。应注意，工艺800仅为实例且不旨在限制本公开。因此，应理解，可在图8所示工艺800之前、期间及之后提供附加的操作，某些操作可被省略，某些操作可与其他操作同时实行，一些其他操作在本文中可仅简要阐述。

在操作802处，可将弹性弹簧与夹具装配在一起。弹性弹簧可通过经由穿过加热器升降总成的弹性弹簧和夹具并进入支架中的螺钉孔拧入夹具中来装配。举例来说，弹性弹簧可包括被配置用于通过螺钉固定到夹具的刚性固定端。这些螺钉可被配置成延伸穿过相应的弹性弹簧螺钉孔且穿过相应的夹具螺钉孔。换句话说，弹性弹簧可通过使螺钉或其他固定器件穿过弹性弹簧和夹具并进入支架中，以经由相应的螺钉孔将弹性弹簧固定到夹具来装配。

在某些实施例中，弹性弹簧(通过在夹具上)可位于下部接触结构处。举例来说，下部接触结构可为弹性弹簧，所述弹性弹簧可位于夹具上来作为加热器升降总成在界定加热器升降总成的最大向上移动程度的物理表面之间的接触结构。

在操作804处，可将加热器降低到下部装载/卸载位置。可使用夹具将升降轴连接到直接接触加热器轴的支架。在某些实施例中，加热器升降总成的升降轴可包括螺纹轮廓(例如螺钉)，所述螺纹轮廓可用于通过升降轴的旋转运动在垂直方向上移动加热器。更具体来说，升降轴可移动夹具，这样也可移动所连接的支架，也可移动所连接的加热器。因此，夹具可包括与升降轴的螺纹轮廓匹配的轮廓，使得升降轴的旋转可垂直地移动夹具。此种旋转运动可通过马达施加到升降轴114。因此，加热器升降总成112可在下部装载/卸载位置与上部处理位置之间向加热器110施加受控制的运动。更具体来说，加热器(及支撑在其上的晶片)可在下部装载/卸载位置与喷头之下的上部处理位置之间可控地移动，在下部装载/卸载位置中，加热器与用于晶片的出入的端口实质上对准。

马达可表示包括气压缸、可控马达等的各种驱动机构中的任何一种。举例来说，马达可为具有合适的齿轮驱动器的步进马达，齿轮驱动器进行操作以在装载/卸载位置与处理位置之间以受控制的增量垂直地驱动升降轴。

在操作806处，可在下部装载/卸载位置处在加热器上接收晶片。在下部装载/卸载位置处，加热器可与用于晶片的出入的端口实质上对准。固持晶片的机械臂可通过端口到达并将晶片放置在与端口对准的加热器顶部上。

在操作808处，可将加热器升高到上部处理位置。上部处理位置可比下部装载/卸载位置更靠近喷头。

在操作810处，可在上部处理位置处且在加热器与喷头之间的真空腔室内处理晶片。在某些实施例中，处理装置可在单个真空腔室中原位具有多种处理能力。真空腔室也可称为气体反应区域。喷头可界定真空腔室的天花板，以在处理晶片的过程中通过板中的穿孔将反应性气体喷洒到放置在可垂直移动的加热器上的晶片。

在上部处理位置处及真空腔室内处理晶片的一个实例是CVD处理。CVD是一种用于在晶片上产生或沉积材料的薄膜的化学气相沉积工艺，所述材料包括但不限于金属、二氧化硅、钨、氮化硅、氮氧化硅及各种介电质。这些膜可在大于约500℃的温度下沉积。此种膜可用于形成超浅掺杂区、前金属介电层、金属间介电层、顶盖层、氧化物填充层或其他层。

在操作812处，一旦在操作810处完成对晶片的处理，可将加热器降低到下部装载/卸载位置。在操作814处，可移除晶片。在下部装载/卸载位置处，加热器可与用于晶片的出入的端口实质上对准。固持晶片的机械臂可通过端口到达并在与端口对准的加热器顶部上取回晶片。

在实施例中，一种半导体处理装置包括：加热器，被配置成加热位于所述加热器的晶片承载区域上的晶片，加热器包括在晶片承载区域下面延伸的加热器轴；以及加热器升降总成，包括：升降轴，被配置成在垂直方向上移动加热器轴；夹具，将加热器轴连接到升降轴；以及弹性弹簧，设置在夹具顶部上。

根据一些实施例，一种半导体处理装置包括加热器及加热器升降总成，加热器被配置成加热位于所述加热器的晶片承载区域上的晶片，所述加热器包括在所述晶片承载区域下面延伸的加热器轴，加热器升降总成包括升降轴、夹具及阻尼器，升降轴被配置成在垂直方向上移动所述加热器轴，夹具将所述加热器轴连接到所述升降轴，阻尼器设置在所述夹具顶部上。在一些实施例中，半导体处理装置还包括调平板，调平板被配置成以侧向取向侧向地固定所述加热器轴，其中所述调平板包括设置在所述阻尼器之上的接触结构。在一些实施例中，所述接触结构被配置成当所述夹具被移动到最大垂直位置时接触所述阻尼器。在一些实施例中，所述阻尼器包括弹性弹簧，所述弹性弹簧具有可偏置顶件，所述可偏置顶件以凸起取向设置在弹性材料顶部上。在一些实施例中，所述可偏置顶件具有柔性弹簧部分宽度，所述柔性弹簧部分宽度大于接触结构的接触结构宽度，所述接触结构设置在所述弹性弹簧之上且被配置成当所述夹具移动到最大垂直位置时接触所述弹性弹簧。在一些实施例中，所述夹具沿着夹具轴线延伸最大程度，所述柔性弹簧部分宽度沿着所述夹具轴线。在一些实施例中，所述阻尼器包括弹性弹簧，所述弹性弹簧具有以凸起取向设置在弹性材料顶部上的可偏置顶件，其中所述可偏置顶件具有柔性弹簧部分宽度，所述柔性弹簧部分宽度大于接触结构的接触结构宽度，所述接触结构设置在所述弹性弹簧之上且被配置成当所述夹具移动到最大垂直位置时接触所述弹性弹簧。

在另一个实施例中，一种半导体处理装置包括：壳体，包括喷头以及位于喷头下面的加热器，加热器被配置成加热位于加热器的晶片承载区域上的晶片，加热器包括在晶片承载区域下面延伸的加热器轴；以及加热器升降总成，包括：升降轴，被配置成通过旋转运动在垂直方向上移动加热器轴；夹具，将加热器轴连接到升降轴；以及弹性弹簧，设置在夹具顶部上。

在另一个实施例中，一种半导体处理装置包括壳体、加热器及加热器升降总成，壳体被配置成在其中处理晶片，加热器包括被配置成支撑所述晶片且加热所述晶片的晶片承载台，所述加热器还包括在所述晶片承载台下面延伸的加热器轴，加热器升降总成包括升降轴、夹具及阻尼器，升降轴被配置成通过旋转运动在垂直方向上移动所述加热器轴，夹具将所述加热器轴连接到所述升降轴，阻尼器设置在所述夹具顶部上，其中所述阻尼器被配置成当所述夹具移动到最大垂直位置时接合从所述壳体内向下延伸的接触结构。在一些实施例中，所述阻尼器包括弹性弹簧，所述弹性弹簧具有通过螺钉固定到所述夹具的刚性端。在一些实施例中，所述阻尼器包括弹性弹簧，所述弹性弹簧具有可偏置顶件，所述可偏置顶件以凸起取向设置在弹性材料顶部上。在一些实施例中，所述可偏置顶件被配置成在未偏置状态下具有近似10毫米的高度，在最大偏置状态下具有近似1毫米的高度。在一些实施例中，所述可偏置顶件具有柔性弹簧部分宽度，所述柔性弹簧部分宽度大于接触结构的接触结构宽度，所述接触结构设置在所述弹性弹簧之上且被配置成当所述夹具移动到最大垂直位置时接触所述弹性弹簧。在一些实施例中，所述柔性弹簧部分宽度在10毫米到20毫米范围内。在一些实施例中，所述阻尼器是设置在所述升降轴的相对两侧上的一组两个阻尼器的部分。

在另一个实施例中，一种半导体处理方法包括：将弹性弹簧装配到夹具，其中夹具将升降轴连接到加热器轴，其中升降轴被配置成在垂直方向上移动加热器轴，其中加热器轴从加热器的晶片承载区域下面延伸，加热器被配置成加热位于晶片承载区域上的晶片；将加热器降低到降低的位置；在降低的位置处接收晶片；将加热器升高到升高的位置；以及在升高的位置处处理晶片。

在另一个实施例中，一种半导体处理方法包括在晶片处理装置的夹具上提供阻尼器，其中所述夹具将升降轴连接到加热器轴，其中所述升降轴被配置成在垂直方向上移动所述加热器轴，其中所述加热器轴从加热器的晶片承载区域下面延伸，所述加热器被配置成加热位于所述晶片承载区域上的晶片、将所述加热器降低到降低的位置、在所述降低的位置处接收所述晶片、将所述加热器升高到升高的位置以及在所述升高的位置处处理所述晶片。在一些实施例中，半导体处理方法还包括将所述阻尼器与被配置成侧向地固定所述加热器轴的调平板的接触结构接触。在一些实施例中，所述阻尼器包括弹性弹簧，所述弹性弹簧具有可偏置顶件，所述可偏置顶件以凸起取向设置在弹性材料顶部上。在一些实施例中，所述可偏置顶件被配置成在未偏置状态下具有近似10毫米的高度，在最大偏置状态下具有近似1毫米的高度。在一些实施例中，所述可偏置顶件具有柔性弹簧部分宽度，所述柔性弹簧部分宽度大于接触结构的接触结构宽度，所述接触结构设置在所述弹性弹簧之上且被配置成当所述夹具移动到最大垂直位置时接触所述弹性弹簧。在一些实施例中，所述柔性弹簧部分宽度在10毫米到20毫米范围内。

以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的普通技术人员可更好地理解本公开的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，他们可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，此种等效构造并不背离本公开的精神及范围且在不背离本公开的精神及范围的情况下，他们可对其进行各种改变、代替及变更。

在本文中所使用的用语“模块”是指软件、固件、硬件以及用于实行本文中所述相关联功能的这些元件的任意组合。另外，出于论述目的，各种模块被阐述为分立的模块；然而，对于所属领域中的普通技术人员来说将显而易见的是，根据本发明的实施例，两个或更多个模块可加以组合以形成施行相关联功能的单个模块。

所属领域中的普通技术人员将进一步理解，结合本文中所公开的方面阐述的各种例示性逻辑区块、模块、处理器、工具、电路、方法及功能中的任一者可通过电子硬件(例如数字实施方案、模拟实施方案或所述两者的组合)、固件、包括指令的各种形式的程序或设计代码(为方便起见，在本文中可将其称为“软件”或“软件模块”)或这些技术的任何组合来实施。为清楚地例示硬件、固件及软件的此种可互换性，以上已就各种例示性组件、区块、模块、电路及步骤的功能性大体地阐述了所述各种例示性组件、区块、模块、电路及步骤。此种功能性是实施为硬件、固件还是软件、或者是这些技术的组合，取决于特定的应用及施加在整个系统上的设计约束。技术人员可针对每一特定应用以各种方式实施所阐述的功能性，但此种实施决策不会导致背离本公开的范围。

此外，所属领域中的普通技术人员将理解，本文中所阐述的各种例示性逻辑区块、模块、器件、组件及电路可在集成电路(integrated circuit，IC)内实施或由集成电路(IC)实行，IC可包括通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或其他可编程逻辑器件或其任意组合。逻辑区块、模块及电路还可包括天线和/或收发机，以与网络内或器件内的各种组件进行通信。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，所述处理器可为任何常规的处理器、控制器或状态机。处理器也可被实施为计算器件的组合，举例来说，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个微处理器与DSP核心相结合的组合、或者任何其他合适的配置来实行本文中所阐述的功能。

除非另外特别声明，否则例如“可(can/may)”或“可能(could/might)”等条件语言在上下文内被理解为一般用于传达某些实施例包括但其他实施例不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，此种条件语言一般不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、元件和/或步骤，或者暗示一个或多个实施例必定包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下判定这些特征、元件和/或步骤是否被包括在任何特定实施例中或将在任何特定实施例中实行的逻辑。

另外，在阅读本公开之后，所属领域中的技术人员将能够配置功能实体来实行本文中所阐述的操作。本文中相对于特定操作或功能使用的用语“配置”是指被物理地或虚拟地构造、编程和/或布置成实行指定操作或功能的系统、器件、组件、电路、结构、机器等。

除非另外特别声明，否则例如短语“X、Y或Z中的至少一者(at least one of X,Yor Z)”等析取性语言在上下文内被理解为一般用于表达物项、用语等可为X、Y或Z或者其任意组合(例如X、Y和/或Z)。因此，此种析取性语言一般不旨在且不应暗示某些实施例要求分别存在至少一个X、至少一个Y或至少一个Z。

应强调的是，可对上述实施例进行许多变化及修改，上述实施例的要件将被理解也处于其他可接受的实例中。所有此种修改及变化均旨在于本公开的范围内包括在本文中，并受以上权利要求书所保护。

[符号的说明]

102：处理装置

104：真空腔室

106：喷头

108：晶片

110：加热器

112：加热器升降总成

114：升降轴

116：夹具

117：支架

118：调平板结构

120A：上部接触结构

120B：下部接触结构

126A、126B：供应管线

128：闸阀

130：远程清洁产生器

132：排气管路

134A：节流阀

134B：隔离阀

210：弹性弹簧

210A：弹性弹簧/左弹性弹簧

210B：弹性弹簧/右弹性弹簧

212：刚性固定端

214：柔性弹簧部分

216：刚性末端

218：柔性弹簧部分宽度

220：上部接触结构宽度

222：夹具轴线

230：马达

232A、232B：直径

302：螺钉

304：螺纹轮廓

402A：螺钉孔/第一左弹性弹簧螺钉孔

402B：螺钉孔/第二左弹性弹簧螺钉孔

402C：螺钉孔/第一右弹性弹簧螺钉孔

402D：螺钉孔/第二右弹性弹簧螺钉孔

410A：第一左夹具螺钉孔

410B：第二左夹具螺钉孔

410C：第一右夹具螺钉孔

410D：第二右夹具螺钉孔

502：刚性固定端宽度

504：螺钉宽度

506：刚性固定端高度

510：螺钉头部宽度

512：柔性弹簧部分宽度

514：柔性弹簧部分脊宽度

516：刚性末端宽度

520：弹性弹簧长度

522：总弹性弹簧宽度

530：可偏置顶件长度

532：中心线

540：可偏置顶件高度

602：可偏置顶件

605：固体弹性材料

606：刚性固定端高度

607：柔性弹簧部分脊

608：柔性弹簧部分脊高度

620、630：最大可偏置顶件高度

702：处理装置功能模块

704：处理器

706：计算机可读存储模块

708：控制器模块

710：用户界面模块

712：网络连接模块

800：工艺/处理装置工艺

802、804、806、808、810、812、814：操作