[发明专利]半导体成膜设备、衬底自动定位卡紧结构及卡紧方法

说明书

本发明公开了一种半导体成膜设备、半导体衬底的自动定位卡紧结构及卡紧方法，包括M个定位卡紧结构，其与所述基座同轴心地环形分布在所述基座上表面的周围，用于在工艺过程中卡紧衬底；其中，M为大于等于3的整数；所述定位卡紧结构包括：贯穿所述基座的定位孔洞；自定位卡紧支架，所述定位卡紧支架包括相互垂直固定的圆柱形支杆和横杆，以及位于所述基座下方的支座；所述横杆位于所述支杆的顶部，所述横杆的一端朝向轴心，另一端远离轴心；所述远离轴心的外端包括高出横杆上表面的定位台阶和凹入定位台阶内侧的卡紧锐角卡槽；所述支杆穿过所述定位孔洞，其球面底部与所述支座相抵接，且所述圆柱形支杆上与所述定位台阶同侧处具有切面。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种半导体成膜设备、半导体衬底的自动定位卡紧结构及卡紧方法。

背景技术

近年来，半导体设备发展迅速，涉及半导体、集成电路、太阳能电池板、平面显示器、微电子、发光二极管等，而这些器件主要是由在衬底上形成的数层材质厚度不同的薄膜组成，因此，作为半导体设备之核心的成膜设备，是决定半导体器件薄膜生长的质量和成品率的重要因素。

通常，半导体成膜设备在反应腔室内包括用于放置衬底的基座，机械手将衬底与反应气体喷淋头同心放置于基座上表面后，就可以进行成膜工艺过程。然而，现有技术的成膜方法往往会导致薄膜不均匀，其原因在于：

第一，当衬底被放置于基座上后，反应腔室内的压力会降压到工艺压强，由于衬底没有固定，该抽气过程会导致不固定衬底的漂移，从而使得成膜过程中衬底与反应气体喷淋头不同心；

第二，当执行基座升降时，由于衬底不固定，基座的升降过程会造成衬底漂移，使得衬底无法落在基座要求位置；

第三，当基座旋转时，由于衬底不固定，基座的旋转也会造成衬底移动，使得衬底无法落在基座要求位置，甚至是将衬底甩出基座，造成衬底破碎；

第四，衬底的漂移也会造成衬底片间的不均匀成膜。

也就是说，半导体成膜设备要求衬底与反应气体喷淋头同心才能长出均匀高质量的膜，而上述现有技术中存在的问题会显著降低成膜的均匀性，从而增加产品的不合格率。

然而，半导体成膜过程需要一个密闭的环境中进行，操作人员无法实时观察衬底在反应腔室内的位置变化。通常，只有当机械手取出长出膜的衬底后，发现衬底不在要求的位置上，才能知道衬底已经移动过，而此时工艺过程已经完成，增加了不必要的时间成本。

因此，如何提供一种用于半导体成膜设备腔体中的衬底自动定位卡紧结构及卡紧方法，使其在成膜过程中可以对衬底进行定位，已成为本领域技术人员需要解决的技术。

发明内容

本发明的目的在于解决衬底无定位卡紧的缺陷，且提供一种半导体成膜设备、半导体衬底的自动定位卡紧结构及卡紧方法，其可以自动对衬底进行固定定位，避免由于衬底移动造成成膜不均匀甚至失败。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种半导体成膜设备，包括反应腔室和承载衬底的基座，所述基座具有支撑轴；其特征在于，还包括M个定位卡紧结构，所述M个定位卡紧结构与所述基座同轴心地环形分布在所述基座上表面的周围，用于在工艺过程中卡紧所述衬底；其中，M为大于等于3的整数；所述定位卡紧结构包括：

贯穿所述基座的定位孔洞；

自定位卡紧支架，所述自定位卡紧支架包括相互垂直固定的圆柱形支杆和横杆，以及位于所述基座下方的支座；所述横杆位于所述支杆的顶部，所述横杆的一端朝向轴心，另一端远离轴心；所述远离轴心的外端包括高出横杆上表面的定位台阶和凹入定位台阶内侧的卡紧锐角卡槽；所述支杆穿过所述定位孔洞，其球面底部与所述支座相抵接，且所述圆柱形支杆上与所述定位台阶同侧处具有切面；其中，

当没有加载所述衬底时，所述M个横杆外端在自身重心的作用下朝下倾斜一个预定角度；