CN113684470A - 硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 - Google Patents
硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113684470A CN113684470A CN202110958889.4A CN202110958889A CN113684470A CN 113684470 A CN113684470 A CN 113684470A CN 202110958889 A CN202110958889 A CN 202110958889A CN 113684470 A CN113684470 A CN 113684470A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon wafer
- temperature
- wall
- height
- stud
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 99
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 99
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 143
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 23
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 claims description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4581—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber characterised by material of construction or surface finish of the means for supporting the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
本申请提供了一种硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备。所述硅片载台包括：载台，所述载台上表面具有盲孔；高度能够调整的支撑柱，所述支撑柱嵌入所述载台的盲孔，用于支撑置于所述载台上表面的硅片；所述支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应载台由于温度变化而产生的形变。通过在载台上设置盲孔，将所述支撑柱嵌入所述载台的盲孔，防止了支撑柱的移动，进而防止了置于支撑柱上的硅片移动。将所述支撑柱设置为高度可调整的结构，解决了更换底座使得设备成本的增加和制程时间的延长的问题，一个硅片载台就能够适用于不同的工艺制程，提高了半导体设备的生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及一种硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备。
背景技术
随着半导体的发展，芯片制造工艺对薄膜性能的要求越来越高。薄膜沉积设备中的硅片载台能够提供传热、硅片吸附和反应区的功能，是薄膜沉积设备的关键部件，对成膜和工艺性能具有很大的影响。
但是，由于对薄膜性能要求十分严格，在不改变硬件的情况下，很难在一个设备上运行多个进程并满足不同的进程参数需求，常常需要更换底座。导致了设备成本的增加，以及制程时间的延长，影响了半导体设备的生产效率。而且在薄膜沉积或者半导体元器件制造过程中，由于温度的变化会导致硅片载台产生形变，进而对位于硅片载台上的硅片产生影响，包括但不限于硅片移动，以及对薄膜沉积的均匀性和轮廓的影响。
因此，提供一个能够适用于不同工艺需求的硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备是现有技术需要解决的问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备，能够适用于不同的工艺需求。
为了解决上述问题，本申请提供了一种硅片载台，包括：基座，所述基座上表面具有盲孔；高度能够调整的支撑柱，所述支撑柱嵌入所述基座的盲孔，用于支撑置于所述基座上表面的硅片；所述支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应基座由于温度变化而产生的形变。通过将所述支撑柱固定在所述盲孔中从而防止了支撑柱的移动，进而防止了置于支撑柱上的硅片移动。
进一步的，所述支撑柱包括：螺柱，所述螺柱的外壁具有螺纹结构；螺环，所述螺环内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱外壁上；螺母，所述螺母内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱顶部；所述支撑柱高于所述盲孔的高度且所述支撑柱的高度能够通过所述螺环和所述螺母在所述螺柱上的位置进行调整。在硅片载台上对晶圆进行薄膜沉积时，支撑柱高度越低，晶圆距离基座越近，通过基座的内置加热装置，提供反应温度，升高温度即可加快反应速度，使得晶圆表面的薄膜沉积厚度增大。当需要较薄的薄膜沉积厚度，只需要调整支撑柱的高度，使支撑柱的高度升高，从而达到降低反应速度使薄膜厚度减小的目的。
进一步的，所述基座上表面的盲孔设置为一个以上且为中心对称分布。
进一步的，所述螺柱的螺纹数量大于所述螺环的螺纹数量，以使所述螺环能够被固定在所述螺柱的不同高度上。
进一步的，所述螺母的顶部为弧形，以减少硅片与支撑柱的接触面积。
本申请还提供了一种沉积方法，包括：在硅片载台上表面设置高度能够调整的支撑柱；量测前一片晶圆的沉积结果并记录所述支撑柱的高度；根据所述沉积结果及目标沉积结果调整所述支撑柱的高度；沉积后一片晶圆。
进一步的，所述硅片载台上表面具有盲孔，所述支撑柱嵌入所述盲孔。通过将所述支撑柱固定在所述盲孔中从而防止了支撑柱的移动，进而防止了置于支撑柱上的硅片移动。
进一步的，所述支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化。
进一步的，所述支撑柱包括：螺柱，所述螺柱的外壁具有螺纹结构；螺环，所述螺环内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱外壁上；螺母，所述螺母内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱顶部；所述支撑柱高于所述盲孔的深度且所述支撑柱的高度能够通过所述螺环和所述螺母在所述螺柱上的位置进行调整。在硅片载台上对晶圆进行薄膜沉积时，支撑柱高度越低，晶圆距离基座越近，通过基座的内置加热装置，提供反应温度，升高温度即可加快反应速度，使得晶圆表面的薄膜沉积厚度增大。当需要较薄的薄膜沉积厚度，只需要调整支撑柱的高度，使支撑柱的高度升高，从而达到降低反应速度使薄膜厚度减小的目的。
进一步的，在第一温度下通过调整螺环的高度来设置所述支撑柱的初始高度。在第一温度下通过调整螺环的高度来设置所述支撑柱的初始高度。所述第一温度是工艺制程开始前的闲置温度或对基座的控制温度，所述支撑柱的初始高度可以依据前一片晶圆的数据设置，或者通过测算获得所需的初始高度。
进一步的，在第二温度下固定所述支撑柱。所述第二温度是工艺制程开始时的晶圆加工时的温度或对基座的控制温度。由于物体受到温度的影响会产生形变，因此支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，通过升高温度使得盲孔内壁的间隙变小，进而在第二温度下所述支撑柱的位置以及高度被固定。
本申请还提供了一种薄膜沉积设备，所述薄膜沉积设备包括：控制机台、喷射装置、及硅片载台；所述硅片载台用于放置硅片，包括：基座，所述基座上表面具有盲孔；高度可调整的支撑柱，所述支撑柱嵌入所述基座的盲孔，用于支撑置于所述基座上表面的硅片；所述支撑柱的高度与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应基座由于温度变化而产生的形变；所述控制机台控制喷射装置在硅片上沉积薄膜。通过将所述支撑柱固定在所述盲孔中从而防止了支撑柱的移动，进而防止了置于支撑柱上的硅片移动。
进一步的，所述支撑柱包括：螺柱，所述螺柱的外壁具有螺纹结构；螺环，所述螺环内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱外壁上；螺母，所述螺母内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱顶部；所述支撑柱高于所述盲孔的深度且所述支撑柱的初始高度能够通过所述螺环和所述螺母在所述螺柱上的位置进行调整。在硅片载台上对晶圆进行薄膜沉积时，支撑柱高度越低，晶圆距离基座越近，通过基座的内置加热装置，提供反应温度，升高温度即可加快反应速度，使得晶圆表面的薄膜沉积厚度增大。当需要较薄的薄膜沉积厚度，只需要调整支撑柱的高度，使支撑柱的高度升高，从而达到降低反应速度使薄膜厚度减小的目的。
进一步的，所述基座上表面的盲孔设置为一个以上且为中心对称分布。
进一步的，所述螺母的顶部为弧形，以减少硅片与支撑柱的接触面积。
上述技术方案通过在基座上设置盲孔，将所述支撑柱嵌入所述基座的盲孔，防止了支撑柱的移动，进而防止了置于支撑柱上的硅片移动。将所述支撑柱设置为高度可调整的结构，解决了更换底座使得设备成本的增加和制程时间的延长的问题，一个硅片载台就能够适用于不同的工艺制程，提高了半导体设备的生产效率。
附图说明
图1是本申请一实施例中硅片载台的结构图。
图2是本申请一实施例中支撑柱置于盲孔的示意图。
图3A是本申请一实施例中盲孔在基座上的分布图。
图3B是本申请一实施例中盲孔在基座上的分布图。
图3C是本申请一实施例中盲孔在基座上的分布图。
图4A是本申请一实施例中第一温度下支撑柱的示意图。
图4B是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图。
图4C是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图
图5是本申请一实施例中沉积方法的示意图。
图6是本申请一实施例中薄膜沉积设备的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请提供的硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备的实施例做详细说明。
图1是本申请一实施例的硅片载台的结构图。所述硅片载台，包括：基座1，所述基座上表面具有盲孔2；高度能够调整的支撑柱3，所述支撑柱3嵌入所述基座1的盲孔2，用于支撑置于所述基座1上表面的硅片4；所述支撑柱3与所述盲孔2内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应基座由于温度变化而产生的形变。通过将所述支撑柱3固定在所述盲孔2中从而防止了支撑柱3的移动，进而防止了置于支撑柱3上的硅片4移动。
图2是本申请一实施例中支撑柱置于盲孔的示意图。所述支撑柱3包括：螺柱31、螺环32、及螺母33。所述螺柱31的外壁具有螺纹结构(未示出)。所述螺环32内壁开设有螺纹槽(未示出)，并嵌套在所述螺柱31外壁上。所述螺母33内壁开设有螺纹槽(未示出)，并嵌套在所述螺柱31顶部。所述支撑柱3高于所述盲孔2的高度且所述支撑柱3的高度能够通过所述螺环32和所述螺母33在所述螺柱31上的位置进行调整。在本实施例中所述螺柱31的螺纹数量大于所述螺环32的螺纹数量，以使所述螺环32能够被固定在所述螺柱的不同高度上。在本实施例中所述螺母33的顶部为弧形，以减少硅片与支撑柱的接触面积。
图3A～3C是本申请一实施例中盲孔在基座上的分布图。所述基座1上表面的盲孔2设置为一个以上且为中心对称分布。如图3A所示盲孔2在基座1上呈中心对称分布，使得置于基座上的硅片能够均匀受力，并且由于基座1上的盲孔2分布在不同的区域，调整不同区域盲孔2内的支撑柱的高度以适应不同的工艺需求。盲孔的设置也可以如图3B或图3C所示，所述基座1上表面的盲孔2设置为为中心对称分布。在其他实施例中，基座上的盲孔也可以不呈中心对称分布，可以将盲孔设置在基座上的任意位置，以达到调整所需区域支撑柱的高度的目的。
在第一温度下通过调整螺环的高度来设置所述支撑柱的初始高度。所述第一温度是工艺制程开始前的闲置温度或对基座的控制温度，所述支撑柱的初始高度可以依据前一片晶圆的数据设置，或者通过测算获得所需的初始高度。在第二温度下固定所述支撑柱，所述第二温度是工艺制程开始时的晶圆加工时的温度或对基座的控制温度。由于物体受到温度的影响会产生形变，因此支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，通过升高温度使得盲孔内壁的间隙变小，进而在第二温度下所述支撑柱的位置以及高度被固定。
下面以图3C中盲孔在基座上的分布为例介绍支撑柱在第一温度及第二温度下的高度变化。图4A～4C中的C1～C5为置于图3C中硅片载台横向方向盲孔中的支撑柱，横坐标为支撑柱在硅片载台上横向位置，纵坐标为支撑柱的高度。图4A是本申请一实施例中第一温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4A，在第一温度下，调整各支撑柱至同一的高度，此时支撑柱的高度为初始高度。当第二温度高于第一温度时，由于晶圆受热，发生形变，导致中间区域的晶圆远离硅片载台的上表面，此时需要调整中间区域支撑柱C2～C4的高度，以适应晶圆的形变，确保支撑柱能够对晶圆起到支撑的作用，避免硅片移动。在调整中间区域支撑柱C2～C4的高度的同时，也可以通过调整边缘区域支撑柱C1、C5的高度来适应晶圆的形变。图4B是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4B，当第二温度高于第一温度时对支撑柱的调整结果如图4B所示。当第二温度小于第一温度时，降低中间区域的支撑柱C2～C4的高度，或提高边缘区域支撑柱C1、C5的高度以适应晶圆的形变。图4C是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4C，当第二温度低于第一温度时对支撑柱的调整结果如图4C所示。
在硅片载台上对晶圆进行薄膜沉积时，支撑柱高度越低，晶圆距离基座越近，通过基座的内置加热装置，提供反应温度，升高温度即可加快反应速度，使得晶圆表面的薄膜沉积厚度增大。当需要较薄的薄膜沉积厚度，只需要调整支撑柱的高度，使支撑柱的高度升高，从而达到降低反应速度使薄膜厚度减小的目的。
上述技术方案通过在所述硅片载台的基座1上设置盲孔2，将所述支撑柱3嵌入所述基座1的盲孔2，防止了支撑柱3的移动，进而防止了置于支撑柱3上的硅片4移动。将所述支撑柱3设置为高度可调整的结构，以适应不同的工艺需求，避免在一个设备上运行多个进程常常需要更换底座的情况。通过将所述支撑柱3与所述盲孔2内壁的间隙大小配置为随环境温度变化而变化，并在第一温度下设置所述支撑柱的初始高度，利用物体受到温度的影响会产生形变的原理在第二温度下固定所述支撑柱，解决了更换底座使得设备成本的增加和制程时间的延长的问题，一个硅片载台就能够适用于不同的工艺制程，提高了半导体设备的生产效率。
图5是本申请一实施例中沉积方法的示意图。所述沉积方法包括：步骤S101，在硅片载台上表面设置高度能够调整的支撑柱；步骤S102，量测前一片晶圆的沉积结果并记录所述支撑柱的高度；步骤S103，根据所述沉积结果及目标沉积结果调整所述支撑柱的高度；沉积后一片晶圆。
所述硅片载台如上个实施例所述，所述硅片载台上表面具有盲孔，所述支撑柱嵌入所述盲孔。所述硅片载台的结构如图1所示。图1是本申请一实施例的硅片载台的结构图。所述硅片载台，包括：基座1，所述基座上表面具有盲孔2；高度能够调整的支撑柱3，所述支撑柱3嵌入所述基座1的盲孔2，用于支撑置于所述基座1上表面的硅片4；所述支撑柱3与所述盲孔2内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应基座由于温度变化而产生的形变。通过将所述支撑柱3固定在所述盲孔2中从而防止了支撑柱3的移动，进而防止了置于支撑柱3上的硅片4移动。
图2是本申请一实施例中支撑柱置于盲孔的示意图。所述支撑柱3包括：螺柱31、螺环32、及螺母33。所述螺柱31的外壁具有螺纹结构(未示出)。所述螺环32内壁开设有螺纹槽(未示出)，并嵌套在所述螺柱31外壁上。所述螺母33内壁开设有螺纹槽(未示出)，并嵌套在所述螺柱31顶部。所述支撑柱3高于所述盲孔2的高度且所述支撑柱3的高度能够通过所述螺环32和所述螺母33在所述螺柱31上的位置进行调整。在本实施例中所述螺柱31的螺纹数量大于所述螺环32的螺纹数量，以使所述螺环32能够被固定在所述螺柱的不同高度上。在本实施例中所述螺母33的顶部为弧形，以减少硅片与支撑柱的接触面积。
图3A～3C是本申请一实施例中盲孔在基座上的分布图。所述基座1上表面的盲孔2设置为一个以上且为中心对称分布。如图3A所示盲孔2在基座1上呈中心对称分布，使得置于基座上的硅片能够均匀受力，并且由于基座1上的盲孔2分布在不同的区域，调整不同区域盲孔2内的支撑柱的高度以适应不同的工艺需求。盲孔的设置也可以如图3B或图3C所示，所述基座1上表面的盲孔2设置为为中心对称分布。在其他实施例中，基座上的盲孔也可以不呈中心对称分布，可以将盲孔设置在基座上的任意位置，以达到调整所需区域支撑柱的高度的目的。
在第一温度下通过调整螺环的高度来设置所述支撑柱的初始高度。所述第一温度是工艺制程开始前的闲置温度或对基座的控制温度，所述支撑柱的初始高度可以依据前一片晶圆的数据设置，或者通过测算获得所需的初始高度。在第二温度下固定所述支撑柱，所述第二温度是工艺制程开始时的晶圆加工时的温度或对基座的控制温度。由于物体受到温度的影响会产生形变，因此支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，通过升高温度使得盲孔内壁的间隙变小，进而在第二温度下所述支撑柱的位置以及高度被固定。
下面以图3C中盲孔在基座上的分布为例介绍支撑柱在第一温度及第二温度下的高度变化。图4A～4C中的C1～C5为置于图3C中硅片载台横向方向盲孔中的支撑柱，横坐标为支撑柱在硅片载台上横向位置，纵坐标为支撑柱的高度。图4A是本申请一实施例中第一温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4A，在第一温度下，调整各支撑柱至同一的高度，此时支撑柱的高度为初始高度。当第二温度高于第一温度时，由于晶圆受热，发生形变，导致中间区域的晶圆远离硅片载台的上表面，此时需要调整中间区域支撑柱C2～C4的高度，以适应晶圆的形变，确保支撑柱能够对晶圆起到支撑的作用，避免硅片移动。在调整中间区域支撑柱C2～C4的高度的同时，也可以通过调整边缘区域支撑柱C1、C5的高度来适应晶圆的形变。图4B是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4B，当第二温度高于第一温度时对支撑柱的调整结果如图4B所示。当第二温度小于第一温度时，降低中间区域的支撑柱C2～C4的高度，或提高边缘区域支撑柱C1、C5的高度以适应晶圆的形变。图4C是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4C，当第二温度低于第一温度时对支撑柱的调整结果如图4C所示。
在硅片载台上对晶圆进行薄膜沉积时，支撑柱高度越低，晶圆距离基座越近，通过基座的内置加热装置，提供反应温度，升高温度即可加快反应速度，使得晶圆表面的薄膜沉积厚度增大。当需要较薄的薄膜沉积厚度，只需要调整支撑柱的高度，使支撑柱的高度升高，从而达到降低反应速度使薄膜厚度减小的目的。
上述技术方案通过在所述硅片载台的基座1上设置盲孔2，将所述支撑柱3嵌入所述基座1的盲孔2，防止了支撑柱3的移动，进而防止了置于支撑柱3上的硅片4移动。将所述支撑柱3设置为高度可调整的结构，以适应不同的工艺需求，避免在一个设备上运行多个进程常常需要更换底座的情况。通过将所述支撑柱3与所述盲孔2内壁的间隙大小配置为随环境温度变化而变化，并在第一温度下设置所述支撑柱的初始高度，利用物体受到温度的影响会产生形变的原理在第二温度下固定所述支撑柱，解决了更换底座使得设备成本的增加和制程时间的延长的问题，一个硅片载台就能够适用于不同的工艺制程，提高了半导体设备的生产效率。
图6是本申请一实施例中薄膜沉积设备的示意图。所述薄膜沉积设备包括：控制机台U1、喷射装置U2、及硅片载台U3。所述硅片载台U3用于放置硅片，所述硅片载台U3如上个实施例及图1所示包括：基座1，所述基座上表面具有盲孔2；高度能够调整的支撑柱3，所述支撑柱3嵌入所述基座1的盲孔2，用于支撑置于所述基座1上表面的硅片4；所述支撑柱3与所述盲孔2内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应基座由于温度变化而产生的形变。所述控制机台控制喷射装置在硅片上沉积薄膜。通过将所述支撑柱3固定在所述盲孔2中从而防止了支撑柱3的移动，进而防止了置于支撑柱3上的硅片4移动。
图2是本申请一实施例中支撑柱置于盲孔的示意图。所述支撑柱3包括：螺柱31、螺环32、及螺母33。所述螺柱31的外壁具有螺纹结构(未示出)。所述螺环32内壁开设有螺纹槽(未示出)，并嵌套在所述螺柱31外壁上。所述螺母33内壁开设有螺纹槽(未示出)，并嵌套在所述螺柱31顶部。所述支撑柱3高于所述盲孔2的高度且所述支撑柱3的高度能够通过所述螺环32和所述螺母33在所述螺柱31上的位置进行调整。在本实施例中所述螺柱31的螺纹数量大于所述螺环32的螺纹数量，以使所述螺环32能够被固定在所述螺柱的不同高度上。在本实施例中所述螺母33的顶部为弧形，以减少硅片与支撑柱的接触面积。
图3A～3C是本申请一实施例中盲孔在基座上的分布图。所述基座1上表面的盲孔2设置为一个以上且为中心对称分布。如图3A所示盲孔2在基座1上呈中心对称分布，使得置于基座上的硅片能够均匀受力，并且由于基座1上的盲孔2分布在不同的区域，调整不同区域盲孔2内的支撑柱的高度以适应不同的工艺需求。盲孔的设置也可以如图3B或图3C所示，所述基座1上表面的盲孔2设置为为中心对称分布。在其他实施例中，基座上的盲孔也可以不呈中心对称分布，可以将盲孔设置在基座上的任意位置，以达到调整所需区域支撑柱的高度的目的。
在第一温度下通过调整螺环的高度来设置所述支撑柱的初始高度。所述第一温度是工艺制程开始前的闲置温度或对基座的控制温度，所述支撑柱的初始高度可以依据前一片晶圆的数据设置，或者通过测算获得所需的初始高度。在第二温度下固定所述支撑柱，所述第二温度是工艺制程开始时的晶圆加工时的温度或对基座的控制温度。由于物体受到温度的影响会产生形变，因此支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，通过升高温度使得盲孔内壁的间隙变小，进而在第二温度下所述支撑柱的位置以及高度被固定。
下面以图3C中盲孔在基座上的分布为例介绍支撑柱在第一温度及第二温度下的高度变化。图4A～4C中的C1～C5为置于图3C中硅片载台横向方向盲孔中的支撑柱，横坐标为支撑柱在硅片载台上横向位置，纵坐标为支撑柱的高度。图4A是本申请一实施例中第一温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4A，在第一温度下，调整各支撑柱至同一的高度，此时支撑柱的高度为初始高度。当第二温度高于第一温度时，由于晶圆受热，发生形变，导致中间区域的晶圆远离硅片载台的上表面，此时需要调整中间区域支撑柱C2～C4的高度，以适应晶圆的形变，确保支撑柱能够对晶圆起到支撑的作用，避免硅片移动。在调整中间区域支撑柱C2～C4的高度的同时，也可以通过调整边缘区域支撑柱C1、C5的高度来适应晶圆的形变。图4B是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4B，当第二温度高于第一温度时对支撑柱的调整结果如图4B所示。当第二温度小于第一温度时，降低中间区域的支撑柱C2～C4的高度，或提高边缘区域支撑柱C1、C5的高度以适应晶圆的形变。图4C是本申请一实施例中第二温度下支撑柱的示意图。下面请参阅图4C，当第二温度低于第一温度时对支撑柱的调整结果如图4C所示。
在硅片载台上对晶圆进行薄膜沉积时，支撑柱高度越低，晶圆距离基座越近，通过基座的内置加热装置，提供反应温度，升高温度即可加快反应速度，使得晶圆表面的薄膜沉积厚度增大。当需要较薄的薄膜沉积厚度，只需要调整支撑柱的高度，使支撑柱的高度升高，从而达到降低反应速度使薄膜厚度减小的目的。
上述技术方案通过在所述硅片载台的基座1上设置盲孔2，将所述支撑柱3嵌入所述基座1的盲孔2，防止了支撑柱3的移动，进而防止了置于支撑柱3上的硅片4移动。将所述支撑柱3设置为高度可调整的结构，以适应不同的工艺需求，避免在一个设备上运行多个进程常常需要更换底座的情况。通过将所述支撑柱3与所述盲孔2内壁的间隙大小配置为随环境温度变化而变化，并在第一温度下设置所述支撑柱的初始高度，利用物体受到温度的影响会产生形变的原理在第二温度下固定所述支撑柱，解决了更换底座使得设备成本的增加和制程时间的延长的问题，一个硅片载台就能够适用于不同的工艺制程，提高了半导体设备的生产效率。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (15)
1.一种硅片载台，其特征在于，包括：
基座，所述基座上表面具有盲孔；
高度能够调整的支撑柱，所述支撑柱嵌入所述基座的盲孔，用于支撑置于所述基座上表面的硅片；
所述支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应基座由于温度变化而产生的形变。
2.根据权利要求1所述的硅片载台，其特征在于，所述支撑柱包括：
螺柱，所述螺柱的外壁具有螺纹结构；
螺环，所述螺环内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱外壁上；
螺母，所述螺母内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱顶部；
所述支撑柱高于所述盲孔的高度且所述支撑柱的高度能够通过所述螺环和所述螺母在所述螺柱上的位置进行调整。
3.根据权利要求2所述的硅片载台，其特征在于，所述基座上表面的盲孔设置为一个以上且为中心对称分布。
4.根据权利要求3所述的硅片载台，其特征在于，所述螺柱的螺纹数量大于所述螺环的螺纹数量，以使所述螺环能够被固定在所述螺柱的不同高度上。
5.根据权利要求2所述的硅片载台，其特征在于，所述螺母的顶部为弧形，以减少硅片与支撑柱的接触面积。
6.一种沉积方法，其特征在于，包括：
在硅片载台上表面设置高度能够调整的支撑柱；
量测前一片晶圆的沉积结果并记录所述支撑柱的高度；
根据所述沉积结果及目标沉积结果调整所述支撑柱的高度；
沉积后一片晶圆。
7.根据权利要求6所述的沉积方法，其特征在于，所述硅片载台上表面具有盲孔，所述支撑柱嵌入所述盲孔。
8.根据权利要求7所述的沉积方法，其特征在于，所述支撑柱与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化。
9.根据权利要求7所述的沉积方法，其特征在于，所述支撑柱包括：
螺柱，所述螺柱的外壁具有螺纹结构；
螺环，所述螺环内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱外壁上；
螺母，所述螺母内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱顶部；
所述支撑柱高于所述盲孔的深度且所述支撑柱的高度能够通过所述螺环和所述螺母在所述螺柱上的位置进行调整。
10.根据权利要求9所述的沉积方法，其特征在于，在第一温度下通过调整螺环的高度来设置所述支撑柱的初始高度。
11.根据权利要求9所述的沉积方法，其特征在于，在第二温度下固定所述支撑柱。
12.一种薄膜沉积设备，其特征在于，所述薄膜沉积设备包括：控制机台、喷射装置、及硅片载台；
所述硅片载台用于放置硅片，包括：
基座，所述基座上表面具有盲孔；
高度可调整的支撑柱，所述支撑柱嵌入所述基座的盲孔，用于支撑置于所述基座上表面的硅片；
所述支撑柱的高度与所述盲孔内壁的间隙大小被配置为随环境温度变化而变化，以适应基座由于温度变化而产生的形变；
所述控制机台控制喷射装置在硅片上沉积薄膜。
13.根据权利要求12所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述支撑柱包括：
螺柱，所述螺柱的外壁具有螺纹结构；
螺环，所述螺环内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱外壁上；
螺母，所述螺母内壁开设有螺纹槽，并嵌套在所述螺柱顶部；
所述支撑柱高于所述盲孔的深度且所述支撑柱的初始高度能够通过所述螺环和所述螺母在所述螺柱上的位置进行调整。
14.根据权利要求13所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述载台上表面的盲孔设置为一个以上且为中心对称分布。
15.根据权利要求13所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述螺母的顶部为弧形，以减少硅片与支撑柱的接触面积。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110958889.4A CN113684470B (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110958889.4A CN113684470B (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113684470A true CN113684470A (zh) | 2021-11-23 |
| CN113684470B CN113684470B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=78580915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110958889.4A Active CN113684470B (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113684470B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114351120A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 拓荆科技股份有限公司 | 晶圆支撑装置及沉积薄膜厚度控制的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005019477A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Kyocera Corp | ウェハ加熱装置 |
| CN201199519Y (zh) * | 2008-05-23 | 2009-02-25 | 和舰科技(苏州)有限公司 | 一种晶片升降销 |
| CN102108503A (zh) * | 2009-12-10 | 2011-06-29 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种接地/支撑装置及应用该装置的等离子体处理设备 |
| CN106298623A (zh) * | 2015-06-29 | 2017-01-04 | 沈阳拓荆科技有限公司 | 一种可调节高度的晶圆承托机构 |
| US20190311941A1 (en) * | 2016-07-13 | 2019-10-10 | Siltronic Ag | Device for handling a semiconductor wafer in an epitaxy reactor and method for producing a semiconductor wafer having an epitaxial layer |
| CN110911338A (zh) * | 2018-09-14 | 2020-03-24 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体加工腔室以及晶圆处理方法 |
| CN211620611U (zh) * | 2019-12-30 | 2020-10-02 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置 |
-
2021
- 2021-08-20 CN CN202110958889.4A patent/CN113684470B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005019477A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Kyocera Corp | ウェハ加熱装置 |
| CN201199519Y (zh) * | 2008-05-23 | 2009-02-25 | 和舰科技(苏州)有限公司 | 一种晶片升降销 |
| CN102108503A (zh) * | 2009-12-10 | 2011-06-29 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种接地/支撑装置及应用该装置的等离子体处理设备 |
| CN106298623A (zh) * | 2015-06-29 | 2017-01-04 | 沈阳拓荆科技有限公司 | 一种可调节高度的晶圆承托机构 |
| US20190311941A1 (en) * | 2016-07-13 | 2019-10-10 | Siltronic Ag | Device for handling a semiconductor wafer in an epitaxy reactor and method for producing a semiconductor wafer having an epitaxial layer |
| CN110911338A (zh) * | 2018-09-14 | 2020-03-24 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体加工腔室以及晶圆处理方法 |
| CN211620611U (zh) * | 2019-12-30 | 2020-10-02 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 化学气相沉积设备基座上支撑面水平调节装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114351120A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 拓荆科技股份有限公司 | 晶圆支撑装置及沉积薄膜厚度控制的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113684470B (zh) | 2024-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11821089B2 (en) | Control system for plasma chamber having controllable valve | |
| US9835388B2 (en) | Systems for uniform heat transfer including adaptive portions | |
| JP3234617B2 (ja) | 熱処理装置用基板支持具 | |
| US7576018B2 (en) | Method for flexing a substrate during processing | |
| WO2008112673A2 (en) | Dynamic temperature backside gas control for improved within-substrate processing uniformity | |
| US11302566B2 (en) | Wafer table with dynamic support pins | |
| CN113684470B (zh) | 硅片载台、沉积方法、及薄膜沉积设备 | |
| US20170298498A1 (en) | Method of self-aligning deposition equipment | |
| JP2022510259A (ja) | エッジリングリフトを用いた動的シース制御 | |
| CN110890260B (zh) | 一种动态控制气体流动模式的装置及晶圆处理方法和设备 | |
| US10020209B2 (en) | Fine temperature controllable wafer heating system | |
| KR101296157B1 (ko) | 기판 가장자리의 증착을 방지하는 기판처리장치 및 이를이용한 기판처리방법 | |
| US20160240366A1 (en) | Processing of Semiconductor Devices | |
| US7253012B2 (en) | Guard ring for improved matching | |
| CN115206792A (zh) | 改善晶圆翘曲的方法 | |
| TWI723845B (zh) | 基板冷卻裝置及方法 | |
| CN114606476A (zh) | 薄膜的炉管沉积方法 | |
| KR101176821B1 (ko) | 온도조절형 웨이퍼용 진공척 제조장치 | |
| CN217077861U (zh) | 外延基座及外延设备 | |
| KR102549181B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 | |
| KR102071498B1 (ko) | 반도체 소자의 제조 방법 및 장치 | |
| KR20220090609A (ko) | 기판 처리 방법 | |
| KR19990034774A (ko) | 확산로 내의 온도조절방법 | |
| TW202331799A (zh) | 用於對矽片進行背封的方法和設備 | |
| KR20220024664A (ko) | 반도체 기판 프로세싱에서 방위각 불균일성들을 보정하기 위한 회전의 사용 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |