CN110073466B - 使用夹具的半导体制造用部件制作方法及制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在干式蚀刻工序中利用的半导体制造用部件的制造方法及用于其的夹具，本发明的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法包括：准备母材的步骤；通过夹具支撑上述母材的至少一面的步骤；向通过上述夹具支撑的上述母材喷射原料气体来形成蒸镀层的步骤；以及对形成上述蒸镀层的上述母材进行加工的步骤，上述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。

Description

使用夹具的半导体制造用部件制作方法及制造装置
技术领域
本发明涉及在干式蚀刻工序中使用的半导体制造用部件的制造方法及可用于其的夹具。
背景技术
通常，作为在半导体制造工序中使用的等离子处理工法、干式蚀刻工序中的一种，使用气体来对目标进行蚀刻的方法。向反应容器内注入蚀刻气体并进行离子化之后，向晶片(Wafer)表面加速，来以物理、化学去除晶片表面的工序。上述方法中，蚀刻的调节简单，生产性高，可形成数十nm水平的微细图案，从而广泛使用。
包括干式蚀刻装置内的聚焦环在内的多种半导体制造用部件在存在等离子的恶劣条件的反应容器内进行蚀刻处理，来使等离子集中在晶片周边，且部件自身也向等离子露出并被损伤。因此，持续进行用于增加半导体制造用部件的等离子特性的研究。作为其中的一种，研究代替Si材质，在半导体的聚焦环或电极等的部件形成由SiC材质形成的蒸镀层的方法。
此时，在母材形成蒸镀层的技术可很大程度影响半导体制造用部件的质量。以往，为了在母材均匀地形成蒸镀层，执行用于防止蒸镀层不均匀地形成的多种方式的蒸镀技术的研究。
现有技术在蒸镀腔室内，通过夹具支撑被蒸镀物或母材的状态下在全面执行蒸镀，因此，通过夹具支撑的面的蒸镀层的均匀性降低。尤其，在夹具呈角形或凹凸形态的情况下，通过夹具支撑的母材的附近，蒸镀物质不会被均匀地蒸镀(发生非蒸镀部)。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，在利用CVD在半导体制造用部件形成蒸镀层的过程中，可解除在使用夹具的情况下可发生的蒸镀层的不均匀性。在本发明的一实施方式中，在利用夹具来形成蒸镀层的情况下形成的蒸镀层的蒸镀均匀度增加，产品的蒸镀层的质量可以提高。
但是，本发明所要解决的问题并不局限于上述提及的问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下的记载明确理解未提及的其他问题。
技术手段
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法包括：准备母材的步骤；通过夹具支撑上述母材的至少一面的步骤；向通过上述夹具支撑的上述母材喷射原料气体来形成蒸镀层的步骤；以及对形成上述蒸镀层的上述母材进行加工的步骤，上述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。
根据本发明的一实施例，在上述夹具和上述母材的接触部分，上述夹具与上述接触部件的母材所形成的角度为钝角。
根据本发明的一实施例，上述夹具与上述接触部分的母材所形成的角度为95度至170度。
根据本发明的一实施例，上述夹具包含选自由石墨、炭黑及SiC组成的组中的至少一种。
根据本发明的一实施例，上述加工步骤为以包括上述母材的至少一部分并包括覆盖上述夹具的至少一部分的蒸镀层的方式进行切割的工序。
根据本发明的一实施例，上述母材包含选自由石墨、TaC、反应烧结SiC、常压烧结SiC、热压SiC、重结晶SiC及CVDSiC组成的组中的至少一种。
根据本发明的一实施例，上述母材及蒸镀层的厚度比例为1:1至100:1。
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法包括：准备母材的步骤；通过夹具支撑上述母材的至少一面的步骤；向通过上述夹具支撑的上述母材喷射原料气体来形成蒸镀层的步骤；以及对形成上述蒸镀层的上述母材进行加工的步骤，上述夹具中，与上述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部呈圆弧状。
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的制造装置包括：腔室；原料气体喷嘴，从上述腔室外部向内部设置；搭载部，在上述腔室的至少一侧，沿着上述腔室内部中央方向延伸设置；以及能够更换的夹具，用于支撑与上述搭载部一端部连接设置的母材，上述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。
根据本发明的一实施例，上述夹具与上述接触部分的母材所形成的角度为钝角。
根据本发明的一实施例，上述夹具与上述接触部分的母材所形成的角度为95度至170度。
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的另一制造装置包括：腔室；原料气体喷嘴，从上述腔室外部向内部设置；搭载部，在上述腔室的至少一侧，沿着上述腔室内部中央方向延伸设置；以及能够更换的夹具，用于支撑与上述搭载部一端部连接设置的母材，上述夹具中，与上述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部凹陷地呈圆弧状。
本发明的用于制造半导体制造用部件的夹具对母材进行支撑，剖面呈锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。
本发明的另一用于制造半导体制造用部件的夹具对母材进行支撑，与上述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部呈圆弧状。
发明效果
在利用本发明的制造方法或夹具的情况下，当利用CVD等蒸镀工法来制造半导体制造用部件时，没有未被蒸镀的面，包括夹具和被蒸镀物或母材之间的接触部，形成均匀的蒸镀层。
附图说明
图1为示出本发明一实施例的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法的各个步骤的流程图。
图2示出通过本发明一实施例的锥形形状的夹具支撑母材的结构的剖视图。
图3示出放大通过本发明一实施例的锥形形状的夹具支撑母材的部分的结构的放大图。
图4示出与本发明另一实施例的母材相接的面相连的剖面的至少一侧部通过圆弧状夹具支撑母材的结构的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明实施例。在各个附图中提出的相同附图标记为相同部件。
以下说明的实施例可具有多种变更。以下说明的实施例并非限定实施形态，包括对于这些的所有变更、等同技术方案或代替技术方案。
在实施例中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定实施例。在本说明书中，“包括”或“具有”等的术语指定在说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些组合的存在，而并非预先排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。
只要并未明确定义，包括技术或科学术语，在此使用的所有术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员一般理解的含义相同的含义。与一般使用的预先定义的相同术语具有在相关技术文脉上具有的含义相同的含义，只要在本申请中并未明确定义，不能被解释成异常或过度形式。
并且，在说明附图标记的过程中，对与附图标记无关的相同结构要素赋予相同结构要素，将省略对其的重复说明。在说明实施例的过程中，在判断为对于相关的公知技术的具体说明使实施例的主旨不清楚的情况下，将省略对其的详细说明。
图1为示出本发明一实施例的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法的各个步骤的流程图。
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法包括：准备母材的步骤S10；通过夹具支撑上述母材的至少一面的步骤S20；向通过上述夹具支撑的上述母材喷射原料气体来形成蒸镀层的步骤S30；以及对形成上述蒸镀层的上述母材进行加工的步骤S40，上述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。
图2示出通过本发明一实施例的锥形形状的夹具110支撑母材200的结构的剖视图。图2所示的母材200为本发明一实施方式提供的母材中的一例，可以为制造在干式等离子蚀刻装置中使用的聚焦环的母材。根据本发明的一实施例，虽然在上述图2中并未示出，但是，根据适用上述半导体制造用部件的半导体制造装置的规格和特性，上述半导体制造用部件的母材可呈具有高度差的阶梯式结构。根据本发明的一实施例，上述高度差的剖面呈曲面或者形成上述高度差的面呈钝角。
根据本发明的一实施方式，利用原料气体来在准备的母材形成蒸镀层。此时，形成蒸镀层的方法在本发明中并未特殊限定，在密封的腔室内，利用CVD法来向母材喷射原料气体来形成蒸镀层。根据本发明的一实施方式，形成上述蒸镀层的步骤可在1000℃至1900℃中执行。
此时，优选地，上述蒸镀层由具有适合于半导体制造过程的适当物性的材料。例如，在干式蚀刻装置中，在简单向等离子露出的情况下，为了防止蚀刻，喷射耐等离子特性优秀的SiC或TaC蒸镀层的原料气体。
根据本发明一实施方式的半导体制造用部件，在密封的空间内，在母材的整体面均匀地形成蒸镀层。例如，在聚焦环的情况下，等离子向聚焦环施加，由此，可引发蒸镀层的全面蚀刻，因此，在上述母材的全面表层上形成均匀的蒸镀层来防止母材向等离子露出，因此，需要整体面的均匀蒸镀。
此时，可利用在腔室内支撑母材的夹具。上述母材在腔室内为了在全面诱导均匀的蒸镀，最小面积被夹具支撑并处于浮在空中的形态。在本发明中提及的夹具均包括只要在腔室内稳定地固定母材的结构。
此时，优选地，夹具与上述母材的接点为虚线，在此情况下，母材的支撑变得不稳定。因此，夹具和母材的接点为面，从而可确保稳定的支撑结构。
只是，根据夹具的形态，夹具和母材的接触面附近引导不均匀的蒸镀。尤其，根据夹具和母材所形成角度或夹具的形态，可发生从原料气体，夹具遮挡蒸镀面的情况。在此情况下，在夹具和母材所形成的接触面附近发生没有形成蒸镀的空间，或者即使发生蒸镀，与其他部分相比，蒸镀量少。
例如，在聚焦环的母材尽心蒸镀的情况下，根据夹具的形态，与夹具相邻的部分形成薄的SiC蒸镀层，或者形成空间，从而，通过等离子，母材简单露出。若母材向等离子露出，则通常，母材为耐等离子特性相对脆弱的材料，因此，向腔室内分散来污染腔室内部，并降低半导体产品的质量。
因此，在本发明的一实施方式中，在设计上述夹具的形态来制造半导体制造用部件的情况下，没有未形成蒸镀层的部分，即使通过夹具支撑，可全面形成均匀质量的蒸镀层。
此时，根据本发明的一实施方式，上述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。参照图2，母材(聚焦环)的剖面呈锥形形状通过包含夹具110支撑的下面部的结构。此时，上述夹具以能够根据母材的大小、形状形成稳定支撑结构的方式包括多个。
根据本发明的一实施例，上述夹具与上述接触部件的母材所形成的角度为钝角。
在夹具和母材接触的部分，在夹具与母材形成的角度为锐角的情况下，通过夹具遮蔽母材。在此情况下，原料气体不会均匀地蒸镀在夹具与母材相接的部分。
图3示出放大通过本发明一实施例的锥形形状的夹具支撑母材300的部分的结构的放大图。
参照图3，在夹具和母材的接触部分，夹具和母材所形成的角度为钝角，夹具不会使母材的面被原料气体遮挡。
根据本发明的一实施例，上述夹具与上述接触部分的母材所形成的角度为95度至170度。根据本发明的一实施例，上述夹具与上述接触部分的母材所形成的角度为95度。在上述角度小于95度的情况下，在母材和夹具之间的接触部分不会形成均匀的蒸镀层。另一方面，上述夹具和上述接触部分的母材所形成的角度可以小于170度。
根据本发明的一实施例，上述夹具包含选自由石墨、炭黑及SiC组成的组中的至少一种。根据本发明的一实施方式，上述夹具可以与母材一同覆盖蒸镀层，之后一同被加工。因此，优选地，可选择原料气体可以顺畅地蒸镀的材料。
根据本发明的一实施例，上述加工步骤为以包括上述母材的至少一部分并包括覆盖上述夹具的至少一部分的蒸镀层的方式进行切割的工序。
在本发明中，上述加工步骤将形成的蒸镀层的至少一部分平坦地加工。并且，上述加工步骤将形成有蒸镀层的母材以符合半导体制造用部件的规格的方式进行切割加工。此时，根据本发明的一实施方式，所形成的半导体制造用部件中，包括母材的至少一部分，包括覆盖上述夹具的至少一部分的蒸镀层。
即，在夹具支撑母材的状态下，在上方覆盖蒸镀层，在加工步骤中，包括上述夹具和母材相接触的部分来形成半导体制造用部件。此时，最终形成的半导体制造用部件一同包括上述夹具的一部分。
根据本发明的一实施例，上述母材包含选自由石墨、TaC、反应烧结SiC、常压烧结SiC、热压SiC、重结晶SiC及CVDSiC组成的组中的至少一种。上述母材的成分为并不能与SiC蒸镀层简单分离的成分，只要不能与形成于母材表面的SiC层简单分离的材料，还可包含追加成分。优选地，母材为蒸镀层在上部无法分离地均匀形成的材质。
根据本发明的一实施例，上述母材及蒸镀层的厚度比例为1:1至100:1。
本发明包括母材来进行蒸镀。在本发明的一实施例中，当包括蒸镀层并形成厚的半导体制造用部件时，母材的厚度增加，蒸镀层相对薄。蒸镀层可使用需要高的物性的材料，在此情况下，蒸镀层材料的成本相对高于母材的材料。因此，根据本发明的一实施例，上述母材及蒸镀层的厚度比例为1:1至100:1。与上述蒸镀层的厚度相比，在母材的比例小于1的情况下，蒸镀层的厚度变厚，从而导致生产成本增加的问题，在大于100的情况下，蒸镀层相对薄，从而导致母材向等离子露出的危险。
此时，上述SiC蒸镀层的厚度为在上述母材的上部及下部蒸镀的厚度的垂直长度之和。此时，上述母材的厚度即使是母材并非为矩形框形态的高度差的结构，意味着所有任意位置中的垂直长度。
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法包括：准备母材的步骤；通过夹具支撑上述母材的至少一面的步骤；向通过上述夹具支撑的上述母材喷射原料气体来形成蒸镀层的步骤；以及对形成上述蒸镀层的上述母材进行加工的步骤，上述夹具中，与上述母材相接的面连接的剖面的至少一侧部呈圆弧状。
图4示出与本发明另一实施例的母材相接的面相连的剖面的至少一侧部通过圆弧状夹具120支撑母材的结构的剖视图。
与锥形夹具相同的目的，本发明一实施方式提供的夹具的形状中，剖面的一侧部位圆弧状。此时，在圆弧状夹具的外部，沿着具有球的中心的虚拟球面形成。以此形成的夹具的剖面在图4中示出。并且，只要是上述圆弧状夹具和夹具相接触的母材之间可均匀地形成蒸镀层的结构，则没有特殊限制，也可呈多种曲面连接的形态。
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的另一制造装置包括：腔室；原料气体喷嘴，在上述腔室外部向内部设置；搭载部，在上述腔室的至少一侧，沿着上述腔室内部中央方向延伸设置；以及能够更换的夹具，用于支撑与上述搭载部一端部连接设置的母材，上述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。
本发明另一实施方式提供半导体制造用部件的制造装置。上述制造装置可包括设置于装载部和装载部的一端部连接设置的夹具。上述夹具随着被蒸镀物的蒸镀完成1次进行更换。根据本发明的一实施方式，此时，在保留装载部的状态下，仅分离更换形成于装载部的一端部的夹具，也可以一同更换装载部。上述夹具和上述装载部可分离也可形成为一体。上述装载部中，夹具的相反侧端部可固定设置于腔室的至少一侧。上述制造装置可以为CVD装置。
此时，如上所述，上述夹具为了在与母材相接触的部分中形成均匀的蒸镀层，剖面可呈锥形形状。并且，在上述夹具和上述母材的基础部分，上述夹具和上述接触部分的母材所形成角度为钝角。并且，上述夹具和上述接触部分的母材所形成的角度为95度至170度。
本发明的利用夹具的半导体制造用部件的另一制造装置包括：腔室；原料气体喷嘴，在上述腔室外部向内部设置；搭载部，在上述腔室的至少一侧，沿着上述腔室内部中央方向延伸设置；以及能够更换的夹具，用于支撑与上述搭载部一端部连接设置的母材，上述夹具中，与上述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部凹陷地呈圆弧状。
此时，在圆弧状夹具的外部，沿着具有球的中心的虚拟的球面形成。并且，只要是在上述圆弧状夹具和夹具接触的母材之间均匀地形成蒸镀层的结构，在本发明中并未特殊限制，也可以为多种曲面连续形成的结构。
用于本发明的半导体制造用部件制造的夹具支撑母材，剖面锥形形状，沿着靠近上述母材的表面的方向，剖面的宽度增加。
本发明的半导体制造用部件制造的夹具支撑母材，与上述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部呈圆弧状。
如上所述，通过限定实施例和附图说明了实施例，只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，可从上述记载进行多种修改及变形。例如，说明的技术与说明的方法以不同顺序执行和/或说明的结构要素的与说明的方法不同形态结合或组合，或者通过其他结构要素或等同技术方案代替或置换也可实现适当结果。
因此，与其他实例、其他实施例及发明要求保护范围等同的内容也属于后述的发明要求保护范围。

Claims (11)

1.一种利用夹具的半导体制造用部件的制造方法，其中，
包括：
准备母材的步骤；
通过夹具支撑所述母材的至少一面的步骤；
向通过所述夹具支撑的所述母材喷射原料气体来形成蒸镀层的步骤；以及
对形成所述蒸镀层的所述母材进行加工的步骤，
所述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近所述母材的表面的方向，剖面的宽度增加，
其中，在所述夹具和所述母材的接触部分，所述夹具与所述接触部分的母材所形成的角度为钝角，
其中，所述加工步骤为以包括所述母材的至少一部分并包括覆盖所述夹具的至少一部分的蒸镀层的方式进行切割的工序。
2.如权利要求1所述的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法，其中，所述夹具与所述接触部分的母材所形成的角度为95度至170度。
3.如权利要求1所述的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法，其中，所述夹具包含选自由石墨、炭黑及SiC组成的组中的至少一种。
4.如权利要求1所述的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法，其中，所述母材包含选自由石墨、TaC、反应烧结SiC、常压烧结SiC、热压SiC、重结晶SiC及CVD SiC组成的组中的至少一种。
5.如权利要求1所述的利用夹具的半导体制造用部件的制造方法，其中，所述母材及蒸镀层的厚度比例为1:1至100:1。
6.一种利用夹具的半导体制造用部件的制造方法，其中，
包括：
准备母材的步骤；
通过夹具支撑所述母材的至少一面的步骤；
向通过所述夹具支撑的所述母材喷射原料气体来形成蒸镀层的步骤；以及
对形成所述蒸镀层的所述母材进行加工的步骤，
所述夹具中，与所述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部呈圆弧状，
其中，所述加工步骤为以包括所述母材的至少一部分并包括覆盖所述夹具的至少一部分的蒸镀层的方式进行切割的工序。
7.一种利用夹具的半导体制造用部件的制造装置，其中，
包括：
腔室；
原料气体喷嘴，从所述腔室外部向内部设置；
搭载部，在所述腔室的至少一侧，沿着所述腔室内部中央方向延伸设置；以及
能够更换的夹具，用于支撑与所述搭载部一端部连接设置的母材，
所述夹具的剖面呈锥形形状，沿着靠近所述母材的表面的方向，剖面的宽度增加，
其中，所述夹具与接触部分的母材所形成的角度为钝角，
其中，所述半导体制造用部件中，包括所述母材的至少一部分，包括覆盖所述夹具的至少一部分的蒸镀层。
8.如权利要求7所述的利用夹具的半导体制造用部件的制造装置，其中，所述夹具与所述接触部分的母材所形成的角度为95度至170度。
9.一种利用夹具的半导体制造用部件的制造装置，其中，
包括：
腔室；
原料气体喷嘴，从所述腔室外部向内部设置；
搭载部，在所述腔室的至少一侧，沿着所述腔室内部中央方向延伸设置；以及
能够更换的夹具，用于支撑与所述搭载部一端部连接设置的母材，
所述夹具中，与所述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部凹陷地呈圆弧状，
其中，所述半导体制造用部件中，包括所述母材的至少一部分，包括覆盖所述夹具的至少一部分的蒸镀层。
10.一种用于制造半导体制造用部件的夹具，其中，对母材进行支撑，剖面呈锥形形状，沿着靠近所述母材的表面的方向，剖面的宽度增加，其中，在所述夹具和所述母材的接触部分，所述夹具与所述接触部分的母材所形成的角度为钝角，其中，所述半导体制造用部件中，包括所述母材的至少一部分，包括覆盖所述夹具的至少一部分的蒸镀层。
11.一种用于制造半导体制造用部件的夹具，其中，对母材进行支撑，与所述母材相接的面相连的剖面的至少一侧部呈圆弧状，其中，所述半导体制造用部件中，包括所述母材的至少一部分，包括覆盖所述夹具的至少一部分的蒸镀层。
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