CN111779766A - Rtp机台滚珠上顶环润滑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RTP机台滚珠上顶环润滑方法，一种RTP机台滚珠上顶环润滑方法，所述机台的晶圆承台由滚珠上顶环、滚珠轴承以及隔块、滚珠下底环所组成的承托结构承托；所述滚珠轴承以及隔块位于滚珠上顶环与滚珠下底环之间，在晶圆承台承托结构的滚珠上顶环的沟槽中均匀涂抹润滑剂。本发明在滚珠上顶环与滚珠轴承的滚珠接触的沟槽内涂抹润滑剂，更大的接触面积能保证润滑剂充分润滑滚珠上顶环与滚珠之间的接触，改善滚珠上顶环与滚珠之间的润滑状态，使滚珠上顶环承托着晶圆承台更平顺均匀地转动，降低晶圆承台转动不均而导致晶圆背面被划伤的风险。

Description

RTP机台滚珠上顶环润滑方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是指一种在RTP工艺中采用的RTP机台的滚珠上顶环润滑方法。
背景技术
在晶圆制造的工艺过程中，经常要使用到高温工艺，比如淀积薄膜，或者是离子注入之后的高温热退火等等。离子注入后的杂质在高温下的存在再分布问题。对于小尺寸器件，这种再分布经常是很不希望的，因此近年来人们已经把重点放在可以将扩散减至最小的低温工艺上了。但是，有一些工艺，如注入后的退火，在低温下的效果不如高温时那样有效，如果达不到高温，某些类型的注入损伤不能被退火消除。另外，为完全激活某些杂质所需的退火温度至少要达到1000℃。另一种减少扩散的方法是在同样的温度下缩短时间。标准的炉管退火工艺难以适应短时间的退火，因为在炉管中的圆片是从边缘开始向中心加热的，为避免圆片上存在过大的温度梯度而造成圆片翘曲变形，这些圆片必须缓慢地升温和降温。因此，即使可以缩短退火时间，但长时间的升温和降温也会造成明显的扩散。与此同时，人们已经开始更重视那些一次只加工一片圆片而不是成批圆片的工艺。特别是对于大尺寸圆片的加工，这些单片工艺可以提供最好的均匀性和重复性。快速热处理(RTP)工艺就是指这样一类单片热处理工艺，它的目的就是通过降低温度和缩短时间或只缩短时间来使工艺的热预算减到最小。
RTP工艺在RTP机台中进行，晶圆放置于RTP机台的晶圆承台上，如图1所示，晶圆放置于晶圆承台(Wafer edge ring)上，与晶圆承台接触，RTP机台作业腔室内edge ring转动，从而带动晶圆转动，晶圆上方的多个加热灯管使晶圆均匀受热。晶圆承台的下方的结构的分解图如图2所示，包括滚珠上顶环(Upper Race)、滚珠轴承以及隔块(Spacers)、滚珠下底环(Lower Race)等部件，其中滚珠轴承以及隔块位于滚珠下底环与滚珠上顶环之间。上述结构组装形成一个整体。一个马达驱动上述结构旋转，再带动晶圆承台转动，使晶圆能够均匀受热。为了保证晶圆承台能够顺畅转动，需要保证晶圆承台具有较好的润滑，能够顺畅地转动，否则运转受阻的情况下将导致晶圆加热不均，或者是不能匀速转动而使晶圆背面被划伤。
传统的做法是在如图2中所示的滚珠下底环(Lower Race)的位置涂抹润滑剂，减少摩擦力，从而使edge ring均匀转动。而实际作业时，由于滚珠下底环涂抹润滑剂缝隙较窄，不易涂抹均匀，且与托住的滚珠轴承的滚珠接触面较小，所以润滑效果并不理想，使得edge ring转动不均，最终导致制品背面划伤。实际上，这种晶圆背面划伤的情况经常发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种RTP机台滚珠上顶环润滑方法，使晶圆承台转动更平顺，降低晶圆划伤的风险。
为解决上述问题，本发明所述的一种RTP机台滚珠上顶环润滑方法，所述机台的晶圆承台由滚珠上顶环、滚珠轴承以及隔块、滚珠下底环所组成的承托结构承托；所述滚珠轴承以及隔块位于滚珠上顶环与滚珠下底环之间，其特征在于：在晶圆承台的滚珠上顶环的沟槽中均匀涂抹润滑剂。
进一步的改进是，所述的滚珠上顶环、滚珠轴承以及隔块、滚珠下底环由马达驱动进行旋转，再带动上部晶圆承台旋转；晶圆放置于晶圆承台上，同步旋转，结合晶圆上方的加热灯管，旋转的晶圆能均匀受热。
进一步的改进是，所述的滚珠上顶环与滚珠轴承的滚珠接触，所述的滚珠下底环与滚珠轴承的滚珠接触；所述滚珠下底环与滚珠的接触面积小于滚珠上顶环与滚珠的接触面积。
进一步的改进是，所述的滚珠上顶环具有比滚珠下底环更大的缝隙用于容纳滚珠轴承的滚珠，形成沟槽区；在所述沟槽区中涂抹润滑剂。
进一步的改进是，所述的滚珠上顶环的沟槽与滚珠轴承的滚珠接触，滚珠承托滚珠上顶环，通过滚珠的滚动使滚珠上顶环可平滑地转动。
进一步的改进是，所述的滚珠之间以隔块隔离，使滚珠在滚动过程中滚珠之间始终保持一定的间隔而不会互相摩擦干涉。
进一步的改进是，所述滚珠上顶环与滚珠更大的接触面积能保证润滑剂更充分地润滑滚珠上顶环与滚珠轴承，摩擦系数更低，使滚珠上顶环承托着晶圆承台更顺滑地转动，降低晶圆背面划伤的风险。
本发明所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，在滚珠上顶环与滚珠轴承的滚珠接触的沟槽内涂抹润滑剂，更大的接触面积能保证润滑剂充分润滑滚珠上顶环与滚珠之间的接触，改善滚珠上顶环与滚珠之间的润滑状态，使滚珠上顶环承托着晶圆承台更平顺均匀地转动，降低晶圆承台转动不均而导致晶圆背面被划伤的风险。
附图说明
图1是晶圆承台的结构示意图。
图2是晶圆承台下方滚珠上顶环、滚珠轴承及滚珠下底环等结构的分解示意图。
图3是滚珠上顶环翻转后展示滚珠上顶环与滚珠轴承接触面的示意图。
具体实施方式
本发明所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，所述机台的晶圆承台由滚珠上顶环、滚珠轴承以及隔块、滚珠下底环所组成的承托结构承托；如图1及图2所示，图1中为晶圆承台，是直接与晶圆接触的结构件，晶圆放置于晶圆承台上，晶圆承台带动晶圆旋转。图2所示的承托结构位于图1所示的晶圆承台的下方，承托晶圆承台。所述滚珠轴承以及隔块位于滚珠上顶环与滚珠下底环之间，滚珠轴承由多个滚珠和隔块组成，滚珠能灵活自由滚动以降低摩擦系数，多个隔块位于滚珠之间保证滚珠之间在自由滚动时又能始终保持特定间距，放置滚珠之间产生摩擦干涉。
所述的滚珠上顶环、滚珠轴承以及隔块、滚珠下底环由马达驱动进行旋转，所述滚珠上顶环上装置有一支撑环(Support cylinder)，通过支撑环来支撑晶圆承台，带动上部晶圆承台旋转；晶圆放置于晶圆承台上，同步旋转，结合晶圆上方的加热灯管，旋转的晶圆能均匀受热。
所述的滚珠上顶环与滚珠轴承的滚珠接触，所述的滚珠下底环与滚珠轴承的滚珠接触；所述的滚珠上顶环的沟槽与滚珠轴承的滚珠接触，滚珠承托滚珠上顶环，通过滚珠的滚动使滚珠上顶环可平滑地转动。
所述滚珠下底环与滚珠的接触面积小于滚珠上顶环与滚珠的接触面积。滚珠上顶环呈一个中空的环形盖状形貌，所述的滚珠上顶环具有比滚珠下底环更大的缝隙用于容纳滚珠轴承的滚珠，形成容纳滚珠的沟槽区。如图3所示，是滚珠上顶环部件单独拿出且相对于图2所示的结构进行翻转的示意图，即将图2所示的滚珠上顶环上下翻转使其底面朝上，图中的黑色虚线框的位置即为滚珠轴承的滚珠与滚珠上顶环接触的区域，该区域呈沟槽状，滚珠嵌于沟槽内自由滚动，该沟槽与滚珠的接触面远大于滚珠下底环与滚珠的接触面，因此本发明在滚珠上顶环的沟槽中，也就是图2中箭头所指处，或者是图3中虚线圆圈处，均匀涂抹润滑剂，这样保证了润滑面积尽可能的大。
所述滚珠上顶环与滚珠更大的接触面积能保证润滑剂更充分地润滑滚珠上顶环与滚珠轴承，摩擦系数更低。
本发明所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，改变了传统的在滚珠下底环上涂抹润滑剂的方法，而改为在滚珠上顶环与滚珠轴承的滚珠接触的沟槽内涂抹润滑剂，更大的接触面积能保证润滑剂充分润滑滚珠上顶环与滚珠之间的接触，改善滚珠上顶环与滚珠之间的润滑状态，使滚珠上顶环承托着晶圆承台更平顺均匀地转动，降低晶圆承台转动不均而导致晶圆背面被划伤的风险。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种RTP机台滚珠上顶环润滑方法，所述机台的晶圆承台由滚珠上顶环、滚珠轴承以及隔块、滚珠下底环所组成的承托结构承托；所述滚珠轴承以及隔块位于滚珠上顶环与滚珠下底环之间，其特征在于：在晶圆承台承托结构的滚珠上顶环的沟槽中均匀涂抹润滑剂。
2.如权利要求1所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，其特征在于：所述的滚珠上顶环、滚珠轴承以及隔块、滚珠下底环由马达驱动进行旋转，再带动上部晶圆承台旋转；晶圆放置于晶圆承台上，同步旋转，结合晶圆上方的加热灯管，旋转的晶圆能均匀受热。
3.如权利要求1所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，其特征在于：所述的滚珠上顶环与滚珠轴承的滚珠接触，所述的滚珠下底环与滚珠轴承的滚珠接触；所述滚珠下底环与滚珠的接触面积小于滚珠上顶环与滚珠的接触面积。
4.如权利要求1所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，其特征在于：所述的滚珠上顶环具有比滚珠下底环更大的缝隙用于容纳滚珠轴承的滚珠，形成沟槽区；在所述沟槽区中涂抹润滑剂。
5.如权利要求4所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，其特征在于：所述的滚珠上顶环的沟槽与滚珠轴承的滚珠接触，滚珠承托滚珠上顶环，通过滚珠的滚动使滚珠上顶环可平滑地转动。
6.如权利要求1所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，其特征在于：所述的滚珠之间以隔块隔离，使滚珠在滚动过程中滚珠之间始终保持一定的间隔而不会互相摩擦干涉。
7.如权利要求3所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，其特征在于：所述滚珠上顶环与滚珠更大的接触面积能保证润滑剂更充分地润滑滚珠上顶环与滚珠轴承，摩擦系数更低，使滚珠上顶环承托着晶圆承台更顺滑地转动，降低晶圆背面划伤的风险。
8.如权利要求1所述的RTP机台滚珠上顶环润滑方法，其特征在于：所述滚珠上顶环上装置由一支撑环，所述滚珠上顶环通过支撑环承托晶圆承台，带动晶圆承台转动。
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