[发明专利]低热质半导体晶片支承

说明书

技术领域

本发明主要涉及半导体晶片支承(support)，特别涉及用于在炉内热处理半导体晶片的低热质半导体晶片支承。

背景技术

半导体晶片的高温热处理(例如，退火)被广泛地使用以获得某些期望特性。例如，该工艺可用于在晶片上产生无缺陷的硅层。本发明所特别涉及的这种高温退火工艺在垂直炉内进行的，该垂直炉通常给晶片施加1100摄制度以上的温度，例如，在大约1200摄氏度和1300摄氏度之间。

在高温热处理期间，在高于750摄氏度，特别是在高于1100摄氏度时，硅晶片变得更脆。如果硅晶片在热处理期间没有被充分地支承，其可能会由于局部的重力和热应力而遭受滑动。如本领域所共知的，滑动可能会向晶片的器件区引入污染物。另外，过度的滑动可导致晶片的塑性变形，这会导致产品问题，例如，会导致器件产量损失的光刻覆盖失败。

垂直晶片装载皿(boat)或晶片架被用于充分地支承半导体晶片，并最小化局部重力和热应力。该支承试图在晶片被热处理时避免其滑动和塑性变形。一种用于垂直炉中的典型晶片装载皿包括三个或更多垂直的轨，也称为支杆。这些支杆通常具有用于在装载皿内垂直支杆之间支承晶片的槽或横向延展的指梁(finger)。每个晶片可直接搁在基本水平共面的指梁(或槽)上。这种配置在较早的技术中是常见的，且在热处理200mm或更小直径的晶片时是足够的。可选地，每个晶片可搁在一个例如环或实心板的晶片托架平台上，后者被基本水平共面的指梁所支承(或在槽中)。这种配置在较新的技术中是常见的，其通常对于300mm或更大直径的晶片是必要的。300mm或更大直径的晶片比较小直径晶片遭受更多的局部重力和热应力，且晶片托架平台通过增加晶片的受支承面积来更好地支承300mm晶片。

共同受让的美国专利7,033,168被引入本文作为参考，其显示了用于上述工艺的适当类型的晶片装载皿。WO2006/118774(‘774)显示了另一类型，其包括用于支承晶片的搁板。每个搁板24包括多个孔32、34，其“可用于缓解薄搁板24中的应力、降低热质、允许炉内环境达到晶片背侧的实质部分，从而避免晶片粘到搁板24上。搁板24的平坦形状允许其由材料，特别是类似晶片的硅的切片而经济地制作”。

然而，现有技术的支承有某些不足。例如，将晶片和‘774的搁板的孔边缘接触会导致晶片的污染。另外，‘774的配置会导致晶片滑动。需要更好的，不会导致污染或滑动的晶片支承。

发明内容

在一方面，一种用于半导体晶片的支承，包括平板，其具有用于支承晶片的支承表面，和与支承表面隔开并与晶片隔开的凹陷表面。多个孔从所述凹陷表面延伸，而支承表面没有孔以避免晶片的污染。

在另一方面，一种用于支承半导体晶片的平板，包括顶表面和底表面。顶表面包括支承表面和与支承表面垂直隔开的凹陷表面。所述平板包括多个从凹陷表面延伸向底表面的孔。支承表面没有孔。

在又一方面，一种晶片装载皿用于在炉内热处理半导体晶片。所述装载皿包括垂直支杆、由垂直支杆所支承的指梁、和由指梁所支承的平板。至少部分所述平板包括用于支承晶片的支承表面和与支承表面隔开并与晶片隔开的凹陷表面。多个孔从凹陷表面延伸，而支承表面没有孔以避免晶片的污染。

关于上述方面的特征存在各种细化。进一步的特征也可加入上述方面。这些细化以及附加特征可独立或组合存在。例如，结合以下所描述的任一实施例所讨论的各种特征可被独立或组合地加入任一上述方面。

附图说明

图1是一个实施例的具有晶片托架平台的晶片装载皿的透视图；

图2是晶片装载皿和平台的放大局部透视图；

图3是其中一个晶片平台的俯视图；

图3A是从含图3的3A一3A线的平面中截取的局部剖面，其示出在平台上有一个晶片；

图3B是图3A的放大部分；

图4是从含图3的4-4线的平面中截取的局部剖面，其示出单个指梁，但移除了平台；

图5是从含图3的5-5线的平面中截取的局部剖面，其示出单个指梁，其中移除了平台；

图6是一个晶片托架平台的仰视图；

图7是从含图3的4-4线的平面中截取的局部剖面，其示出平台，其中移除了指梁；

图8是从含图3的5-5线的平面中截取的局部剖面，其示出平台，其中移除了指梁；

图9是类似于图5的局部剖面，并示出了多个指梁和平台；

图10是类似于图4的局部剖面，但示出了多个指梁和平台；

图11是单独的从左边的前端支杆(forward rod)延伸的指梁的放大平面视图，示出了指梁从支杆延伸的角度；以及