[发明专利]晶片支撑销组件

说明书

相关引用

【0001】本申请要求享有2005年1月18日提交的美国临时专利申请第60/645,581号以及2005年2月24日提交的美国临时专利申请第60/656,832号的优先权。

技术领域

【0002】本发明领域主要涉及半导体制造，更具体地，涉及用于加工半导体衬底的半导体衬底支座。

背景技术

【0003】半导体加工步骤一般采用各种加工工具。加工工具包括沉积设备、光蚀刻设备以及抛光设备等。即使不是全部，多数设备使用衬底固定机构来固定半导体衬底以进行加工。一些衬底支座或支架具有多个(优选为至少三个)从衬底支座的顶部表面轴向向上延伸的支撑销。加工期间，支撑销可为固定使用，或者支撑销为顶销(lift pin)，其被配置为从衬底支座的顶部表面提升半导体衬底或降低半导体衬底至衬底支座的顶部表面。支撑销的顶部表面配置为接触半导体衬底的下表面或底部表面(背面)。加工(如沉积、抛光等)通常在半导体衬底的顶部表面或上表面进行。

【0004】许多半导体加工设备为单晶片加工类型设备，其在反应腔内具有衬底支架。通常在衬底支架或基座上加热衬底时，进行加工衬底或晶片。单晶片加工类型设备中的典型基座包含由导热率高的金属或陶瓷制成的盘形主体，基座内也可具有内置加热元件，诸如电热器。

【0005】衬底背面的某些区域在一个或多个加工步骤期间和/或之后可能遭受颗粒污染。这样的污染可导致或造成衬底中瑕疵。颗粒也会污染反应腔内的加工环境，这可能又会污染腔内正被加工的衬底。

【0006】组装衬底支架时有时会产生颗粒。例如，具有支撑销的衬底支架通常需要使用手动工具(如扳手)以进行组装，这增加了颗粒的产生。支撑销组件中所使用的材料也可造成销和导向装置的磨损，这也会增加颗粒。在支撑销的销头和主体间常常具有螺纹接口。这种螺纹设计通常要求真空排气孔以释放因加工压力的增加而产生的销头和销主体间螺纹连接内不希望有的残留气体。不幸的是，这些排气孔是颗粒及污染的潜在聚集处。此外，由于金属会释放半导体加工中希望有的金属污染物，金属制造的销头是不理想的。一些支撑销由钛形成，这可能要求在钛销上具有氧化铝钝化层，以保护钛并为衬底产生钝化表面。

【0007】衬底支架用于沉积腔中，如化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)腔。ALD加工提供了保形沉积层的优点。然而，ALD加工存在特定问题，诸如需要顺序自饱和脉冲。在ALD加工中，重要的是在时间和空间上分离反应物，以避免会破坏ALD保形优点的类似CVD的反应。例如，在ALD加工中，来自一脉冲的残留气体可从聚集处泄漏或散开，并与另一脉冲发生反应，产生来自于类似CVD的反应的颗粒与不均匀性。

【0008】如上所述，对工具的需要，以及对衬底支架部件材料的选择，增加了衬底支架制造与组装的复杂性。

发明内容

【0009】根据本发明的一方面，提供了用于加工半导体衬底的衬底支架。衬底支架具有从顶部表面延伸至底部表面的多个开口。衬底支架包括多个支撑销。多个支撑销中的每个支撑销可滑动地安装于多个开口之一中。多个支撑销中的每个支撑销包括上销和下销。上销通过卡口座与下销啮合。

【0010】根据本发明的另一方面，提供了组装具有多个支撑结构的半导体衬底支架的方法。提供了具有多个从顶部表面延伸至底部表面的孔的基座。上销穿过多个孔中的每个孔，各上销通过旋转上销和下销之一小于约360度，啮合上销下方的下销。

【0011】根据本发明的又一方面，提供了用于加工半导体衬底的加工工具。加工工具包含基座、提升机构以及加热器。基座具有多个从顶部表面延伸至底部表面的多个开口。基座包含多个支撑销，其中多个支撑销中的每个支撑销可滑动地安装于多个开口之一中，多个支撑销中的每个支撑销包含上销和下销，其中上销通过快卸机构与下销啮合。提升机构被配置以提升或降低基座。衬底支架安装于加热器上方。

【0012】根据本发明的另一方面，提供了可滑动地安装于晶片支架开口内、用于半导体加工的晶片支撑销。支撑销包含具有扩大销头的上销和从销头向下延伸的上销轴。下销被配置以通过卡口座与上销啮合。

附图说明

【0013】通过以下描述以及附图，本发明的这些和其他方面将变得显而易见的，附图(不按比例)意在阐述而非限制本发明，其中：

【0014】图1A是具有支撑销的衬底支架的实施例的透视及局部横截面图。

【0015】图1B是具有延伸穿过衬底中的洞的支撑销的衬底支架的实施例的分解仰视透视图。