CN114300410A - 支撑柱、支撑盘及更换支撑柱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于支撑晶圆的支撑柱，包含：一柱体及一抵抗部。抵抗部延伸于所述柱体的周围表面的外侧，藉此当所述支撑柱被放入晶圆支撑盘的孔时，所述抵抗部与孔壁产生摩擦力，将所述支撑柱稳固容置于孔中。本发明还提供了一种支撑盘和更换支撑柱的方法。

Description

支撑柱、支撑盘及更换支撑柱的方法

技术领域

本发明涉及半导体技术技术领域，尤其涉及一种支撑柱、支撑盘及更换支撑柱的方法。

背景技术

在有等离子体参与的薄膜沉积工艺中，晶圆被摆放在工艺腔体的晶圆支撑盘上，使晶圆被暴露在分布有射频电场的反应区域中。反应气体在电场的作用下转换为等离子体，用于晶圆上的薄膜沉积。所述电场的分布范围可涵盖工艺腔体中的各部件，使各部件的表面累积相当的电荷量。例如，晶圆上会积累电荷，从而与晶圆下方的支撑盘产生相互吸引的静电力。虽然在某些应用中，晶圆支撑盘被设计成利用静电吸附力稳固被处理的晶圆，但如果累积电荷量大到使静电力超过一限制范围，从工艺腔体的支撑盘上移走晶圆时就可能因晶圆和支撑盘之间的残留静电吸引力介入而导致机械手臂接取的晶圆有偏移正常位置的现象。

上述残留的静电吸引力对于腔体中的可替换部件也有不利的影响。中国发明专利申请公布号CN106298624A揭露一种具有可更换支撑柱的晶圆支撑盘，其中所述支撑柱可放入晶圆支撑盘上所配置的陶瓷套中，藉此使支撑柱可被更换，以决定晶圆与支撑盘之间的工艺间隙。所述支撑柱可以专用夹钳进行更换，使支撑柱从陶瓷套中取出。然而，在等离子工艺的环境中，支撑柱表面可累积电荷，使晶圆与接触晶圆底部的支撑柱相互吸引。当等离子工艺结束后，若晶圆与支撑柱之间有残留的静电力，晶圆从支撑盘抬起时可能同时也将支撑柱从支撑盘中拔出。此不利于工艺品质的提升。

因此，有必要提供一种新型的支撑柱、支撑盘及更换支撑柱的方法以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种支撑柱，用于支撑晶圆的底部，包含：一柱体，具有一顶部、一底部及一周围表面；及一抵抗部，延伸于所述柱体的周围表面的外侧，藉此当所述支撑柱被放入一晶圆支撑盘的孔时，所述抵抗部与孔壁产生摩擦力，将所述支撑柱稳固容置于孔中。

可选地，所述柱体具有一沟槽，用于部分容置所述抵抗部。

可选地，所述沟槽为一环形沟槽，延伸于所述柱体的周围表面。

可选地，所述沟槽延伸于所述柱体的底部。

可选地，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽向所述柱体的周围表面的外侧延伸，且所述露出臂具有弹性，使得当所述支撑柱未放置于孔时所述露出臂未贴合所述支撑柱的周围表面；当所述支撑柱放置于孔时所述露出臂因受力而贴合于所述支撑柱的周围表面。

可选地，所述抵抗部具有一对露出臂，自所述沟槽沿着所述支撑柱的周围表面延伸并贴合所述支撑柱的周围表面。

可选地，一对所述露出臂的自由端形成有钩状结构，作为一更换手段的配合结构。

可选地，一对所述露出臂之间界定一信道，所述信道允许所述更换手段通过并结合一对所述露出臂的钩状结构。

可选地，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽向所述柱体的周围表面的外侧延伸，且所述露出臂具有弹性，使得当所述支撑柱未放置于孔时所述露出臂未贴合所述支撑柱的周围表面；当所述支撑柱放置于孔时所述露出臂因受力而贴合于所述支撑柱的周围表面。

可选地，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽沿着所述支撑柱的周围表面延伸并贴合所述支撑柱的周围表面，所述露出臂的自由端形成有一对耳部，作为一更换手段的配合结构。

本发明所述的支撑柱的有益效果在于：通过设置所述抵抗部，当所述支撑柱被放入一晶圆支撑盘的孔时，所述抵抗部与孔壁产生摩擦力，将所述支撑柱稳固容置于孔中，以防止所述支撑柱轻易脱离支撑盘，从而提升工艺品质。

本发明另一目的在于提供一种支撑盘，包含：一盘体，具有一承载面及形成于所述承载面的多个孔；及多个如请求项1至10其中一者所述的支撑柱，对应放置于多个所述孔中。

本发明所述的支撑盘的有益效果在于：每一个支撑柱的抵抗部被夹持于所述柱体及孔壁之间，使所述抵抗部压迫孔壁产生摩擦力，防止所述支撑柱轻易脱离孔。

本发明又一目的在于提供一种更换支撑柱的方法，所述方法包含：藉由一更换手段，伸入所述支撑盘的孔中并稳固结合所述支撑柱的抵抗部；及藉由所述更换手段，将所述抵抗部连同所述柱体自孔拔出。

可选地，更换支撑柱所述的方法包含步骤：所述更换手段为一对弹性钩子，所述抵抗部为一对露出臂且一对所述露出臂之间界定一通道，一对所述露出臂的自由端形成有钩状结构，压缩一对所述弹性钩子，使一对所述弹性钩子通过一对所述露出臂之间的通道；及释放一对所述弹性钩子，使一对所述弹性钩子分开并结合一对所述露出臂的钩状结构，使一对所述弹性钩子与一对所述露出臂完成连接。

可选地，更换支撑柱所述的方法包含步骤：所述更换手段为一钩子，所述抵抗部为一露出臂且所述露出臂的自由端形成有一对耳部，使所述钩子伸入孔并勾住所述耳部，使所述钩子与所述露出臂完成连接。

本发明更换支撑柱所述的方法的有益效果在于：可防止支撑柱轻易脱离支撑盘，以满足等离子工艺的潜在需求。

附图说明

图1为本发明第一实施例支撑柱的结构示意图；

图2为本发明第二实施例支撑柱的结构示意图；

图3为本发明第一或第二实施例的支撑柱放入晶圆支撑盘的示意图；

图4为本发明第三实施例支撑柱的结构示意图；

图5为本发明第三实施例的支撑柱放入晶圆支撑盘的示意图；

图6为本发明第四实施例支撑柱的结构示意图；

图7显示本发明第四实施例的支撑柱与专用拔除部件的相互配合；

图8显示本发明第四实施例的支撑柱与两个专用拔除部件的相互配合；

图9为本发明第五实施例支撑柱的结构示意图；

图10显示本发明第五实施例的支撑柱与专用拔除部件的相互配合。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种支撑柱，所述支撑柱用于支撑晶圆的底部，所述支撑柱包括一柱体，具有一顶部、一底部及一周围表面；及一抵抗部，延伸于所述柱体的周围表面的外侧，藉此当所述支撑柱被放入一晶圆支撑盘的孔时，所述抵抗部与孔壁产生摩擦力，将所述支撑柱稳固容置于孔中。

一些实施例中，所述柱体具有一沟槽，用于部分容置所述抵抗部。

一些实施例中，所述沟槽为一环形沟槽，延伸于所述柱体的周围表面。

一些实施例中，所述沟槽延伸于所述柱体的底部。

一些实施例中，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽向所述柱体的周围表面的外侧延伸，且所述露出臂具有弹性，使得当所述支撑柱未放置于孔时所述露出臂未贴合所述支撑柱的周围表面；当所述支撑柱放置于孔时所述露出臂因受力而贴合于所述支撑柱的周围表面。

一些实施例中，所述抵抗部具有一对露出臂，自所述沟槽沿着所述支撑柱的周围表面延伸并贴合所述支撑柱的周围表面。

一些实施例中，一对所述露出臂的自由端形成有钩状结构，作为一更换手段的配合结构。

一些实施例中，一对所述露出臂之间界定一信道，所述信道允许所述更换手段通过并结合一对所述露出臂的钩状结构。

一些实施例中，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽向所述柱体的周围表面的外侧延伸，且所述露出臂具有弹性，使得当所述支撑柱未放置于孔时所述露出臂未贴合所述支撑柱的周围表面；当所述支撑柱放置于孔时所述露出臂因受力而贴合于所述支撑柱的周围表面。

一些实施例中，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽沿着所述支撑柱的周围表面延伸并贴合所述支撑柱的周围表面，所述露出臂的自由端形成有一对耳部，作为一更换手段的配合结构。

一些实施例中，本发明还提供了一种支承盘，所述支承盘包含一盘体，具有一承载面及形成于所述承载面的多个孔；及多个如请求项1至10其中一者所述的支撑柱，对应放置于多个所述孔中，其中，每一个支撑柱的抵抗部被夹持于所述柱体及孔壁之间，使所述抵抗部压迫孔壁产生摩擦力，防止所述支撑柱轻易脱离孔。

一些实施例中，本发明还提供了一种更换支撑柱的方法，包含步骤：藉由一更换手段，伸入所述支撑盘的孔中并稳固结合所述支撑柱的抵抗部；及藉由所述更换手段，将所述抵抗部连同所述柱体自孔拔出。

一些实施例中，所述更换支撑柱的方法包含步骤：所述更换手段为一对弹性钩子，所述抵抗部为一对露出臂且一对所述露出臂之间界定一通道，对一对露出臂的自由端形成有钩状结构，压缩所述对弹性钩子，使一对所述弹性钩子通过一对所述露出臂之间的通道；及释放一对所述弹性钩子，使一对所述弹性钩子分开并结合一对所述露出臂的钩状结构，使一对所述弹性钩子与一对所述露出臂完成连接。

一些实施例中，，所述更换支撑柱的方法包含步骤：更换手段为一钩子，所述抵抗部为一露出臂且所述露出臂的自由端形成有一对耳部，使所述钩子伸入孔并勾住所述耳部，使所述钩子与所述露出臂完成连接。

图1为本发明第一实施例支撑柱的结构示意图。

一些实施例中，参照图1，所述支撑柱主要包含一柱体1及部分嵌入柱体1的一抵抗部2，所述柱体1具有一顶部11、一底部12及于其间延伸的周围表面13。

一些实施例中，参照图1，所述顶部11基本上为用于接触晶圆底部的曲面或球面，所述底部12基本上为平面，所述周围表面13基本上为圆柱面。

一些实施例中，参照图1，所述周围表面13还进一步加工而具有一对平坦面131，使支撑柱可和对应形状的孔配合。

一些实施例中，所述柱体可由陶瓷、蓝宝石、或表面涂覆陶瓷的金属所制成。

一些实施例中，参照图1，所述周围表面13形成有一沟槽132，其为环形沟槽沿着所述周围表面131延伸，所述沟槽132截止于平坦面131，但本发明不以此为限制。

一些实施例中，参照图1，所述抵抗部2的部分经由所述沟槽132嵌入所述柱体1中，所述抵抗部2自所述平坦面131朝外侧延伸，所述抵抗部2位于其中一平坦面131的一侧延伸有两个露出臂21，所述抵抗部2位于另一个平坦面131的一侧延伸有另一个露出臂21’，同侧的露出臂21基本上平行且朝一上斜方向延伸，另一侧的露出臂21’相较之下为片状的结构，且同样朝一上斜方向延伸。

一些实施例中，参照图1，所述抵抗部2可以是弹性材料的一体成形部件，例如具有韧性的金属或表面涂覆有陶瓷的金属，藉此，所述露出臂21、21’可因外力而变形和弯折，一旦将所述外力移除，所述露出臂21、21’可恢复至如图1中所示的原始状态。

一些实施例中，参照图1，所述抵抗部2藉由摩擦力而稳固容置于沟槽132中，但本发明不以此为限制。

图2为本发明第二实施例支撑柱的结构示意图。

一些实施例中，参照图2，其显示以一对露出臂21取代图1的露出臂21’。

应了解，在其他实施例中，更多或更少数量的所述露出臂21、21’以及露出臂21、21’的其他形状也是可行的。

图3为本发明第一或第二实施例的支撑柱放入晶圆支撑盘的示意图。

一些实施例中，参照图3，,图3显示第一或第二实施例的支撑柱放入一支撑盘3的孔31，孔壁迫使露出臂21、21’弯折，使露出臂21、21’最终贴合柱体1的平坦面131，露出臂21、21’也被夹持于孔壁和平坦面131之间，露出臂21、21’与孔壁之间因正向力而产生静摩擦力，支撑柱藉由所述摩擦力而稳固容置于孔31，且所述摩擦力足以抵抗晶圆底部的静电吸附力，使支撑柱无法被抬起的晶圆吸走。

图4为本发明第三实施例支撑柱的结构示意图。

一些实施例中，参照图4，于前述实施例不同的是沟槽(未显示)形成于柱体1的底部12，所述抵抗部2经由底部12的沟槽而嵌入柱体1，且两个露出臂21分别自两侧的平坦面131朝外侧的斜上方向延伸。

图5为本发明第三实施例的支撑柱放入晶圆支撑盘的示意图。

一些实施例中，参照图5，本发明第三实施例的支撑柱放入支撑盘3的孔31，同样的，孔壁迫使露出臂21向柱体1弯折直到露出臂21贴合平坦面131，露出臂21被夹持于孔壁和平坦面131之间，产生静摩擦力，当晶圆底部的残留静电吸附力吸引支撑柱时，抵抗部2露出臂21所提供的摩擦力大于所述静电吸附力，而使支撑柱无法从孔31脱离。应了解，图3和图5所显示的露出臂21、21’实际上并非完全贴合，露出臂21、21’与孔壁和平坦面131之间存在微小间隙，但因露出臂具有韧性而可维持所需摩擦力。

图6为本发明第四实施例支撑柱的结构示意图。

一些实施例中，参照图6，图6类似于图1的第一实施例，意即柱体1具有沿着周围表面13延伸的沟槽132，所述抵抗部2经由沟槽132部分嵌入柱体1，所述抵抗部2具有一对露出臂25，其自沟槽132向外并沿着平坦面131向上延伸。

一些具体的实施例中，一对所述露出臂25在不受外力的作用下大致上贴合平坦面131，一对所述露出臂25之间界定有一通道D，每一个露出臂25的自由端还形成有钩状结构26，具体的，钩状结构26是朝通道D靠近的延伸结构，未显示的另一侧平坦面可具有相同的配置，所述支撑柱放入孔的状态与图3相同。

图7显示本发明第四实施例的支撑柱与专用拔除部件的相互配合。

一些实施例中，参照图7，图7显示本发明第四实施例的支撑柱与一更换手段的配合，图7显示所述更换手段是包含一对弹性钩子5的拔除部件，其配置成可受到挤压而使弹性钩子5靠近，而使一对所述弹性钩子5的自由端可经由通道D进入一对所述露出臂25之间的区域，具体的，弹性钩子5的自由端具有倒角，露出臂25也具有弹性，藉此压缩后的弹性钩子5向下施力时，靠近的自由端撑开并滑过钩状结构26而进入一对所述露出臂25之间的区域，释放后，一对所述弹性钩子5恢复至原本的状态。将一对所述弹性钩子5往上提，自由端的钩状结构与露出臂25的钩状结构26结合，形成稳固的连接。因此，当支撑柱放入如第三图的孔31中，将一对所述弹性钩子5提起可使支撑柱有足够的力量对抗所述摩擦力，并自孔31脱离。

图8显示本发明第四实施例的支撑柱与两个专用拔除部件的相互配合。

一些实施例中，参照图8，图8显示本发明第四实施例的支撑柱与两对弹性钩子5的配合，此拔除方式可避免力矩，使支撑柱更容易从孔脱离。

图9为本发明第五实施例支撑柱的结构示意图。

一些实施例中，参照图9，图9显示本发明支撑柱的第五实施例，其类似于图4的第三实施例，意即柱体1于底部形成有沟槽(未显示)，所述抵抗部2经由底部的沟槽部分嵌入柱体1，露出臂27从沟槽向外并沿着平坦面131向上延伸，使露出臂27大致上贴合平坦面131，露出臂27的自由端形成有一对耳部28，其具有相对较大的宽度，所述支撑柱放入孔的状态大致上与图5相同。

图10显示本发明第五实施例的支撑柱与专用拔除部件的相互配合。

一些实施例中，参照图10，图10显示本发明第五实施例的支撑柱与另一更换手段的配合，所述更换手段为包含一钩子6的拔出部件，其自由端为具有倒角的两指钩子，用于结合露出臂27的耳部28，当所述支撑柱放入如图5的孔中，钩子6可经由孔壁与支撑柱之间的间隙伸入并朝耳部28向下施力，由于露出臂27具有弹性，其可略为变形而允许钩子6越过耳部28，使钩子6末端的指状部结合耳部28的下缘，藉此形成稳固的连接，另一侧的操作亦相同，连接后，可施力将钩子6提起并将支撑柱从孔31拔出。

为了使支撑柱的更换顺畅，前述露出臂21、25、27的厚度及钩子5、6的尺寸可经由适当选择，使上述操作在孔31中可以完成。上述实施例支撑柱可作为工艺腔体的晶圆支撑柱，也可作负载锁定腔体(load-lock chamber)的晶圆支撑柱，但本发明不以此为限制。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (14)

1.一种支撑柱，用于支撑晶圆的底部，其特征在于，包含：一柱体，具有一顶部、一底部及一周围表面；及一抵抗部，延伸于所述柱体的周围表面的外侧，藉此当所述支撑柱被放入一晶圆支撑盘的孔时，所述抵抗部与孔壁产生摩擦力，将所述支撑柱稳固容置于孔中。

2.根据权利要求1所述的支撑柱，其特征在于，所述柱体具有一沟槽，用于部分容置所述抵抗部。

3.根据权利要求2所述的支撑柱，其特征在于，所述沟槽为一环形沟槽，延伸于所述柱体的周围表面。

4.根据权利要求2所述的支撑柱，其特征在于，所述沟槽延伸于所述柱体的底部。

5.根据权利要求3所述的支撑柱，其特征在于，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽向所述柱体的周围表面的外侧延伸，且所述露出臂具有弹性，使得当所述支撑柱未放置于孔时所述露出臂未贴合所述支撑柱的周围表面；当所述支撑柱放置于孔时所述露出臂因受力而贴合于所述支撑柱的周围表面。

6.根据权利要求3所述的支撑柱，其特征在于，所述抵抗部具有一对露出臂，自所述沟槽沿着所述支撑柱的周围表面延伸并贴合所述支撑柱的周围表面。

7.根据权利要求6所述的支撑柱，其特征在于，一对所述露出臂的自由端形成有钩状结构，作为一更换手段的配合结构。

8.根据权利要求7所述的支撑柱，其特征在于，一对所述露出臂之间界定一信道，所述信道允许所述更换手段通过并结合一对所述露出臂的钩状结构。

9.根据权利要求4所述的支撑柱，其特征在于，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽向所述柱体的周围表面的外侧延伸，且所述露出臂具有弹性，使得当所述支撑柱未放置于孔时所述露出臂未贴合所述支撑柱的周围表面；当所述支撑柱放置于孔时所述露出臂因受力而贴合于所述支撑柱的周围表面。

10.根据权利要求4所述支撑柱，其特征在于，所述抵抗部具有一露出臂，自所述沟槽沿着所述支撑柱的周围表面延伸并贴合所述支撑柱的周围表面，所述露出臂的自由端形成有一对耳部，作为一更换手段的配合结构。

11.一种支撑盘，其特征在于，包含：一盘体，具有一承载面及形成于所述承载面的多个孔；及多个如请求项1至10其中一者所述的支撑柱，对应放置于多个所述孔中，其中，每一个支撑柱的抵抗部被夹持于所述柱体及孔壁之间，使所述抵抗部压迫孔壁产生摩擦力，防止所述支撑柱轻易脱离孔。

12.一种更换支撑柱的方法，其特征在于，包含步骤：藉由一更换手段，伸入所述支撑盘的孔中并稳固结合所述支撑柱的抵抗部；及藉由所述更换手段，将所述抵抗部连同所述柱体自孔拔出。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，包含步骤：所述更换手段为一对弹性钩子，所述抵抗部为一对露出臂且所述一对露出臂之间界定一通道，所述露出臂的自由端形成有钩状结构，压缩所述弹性钩子，使所述弹性钩子通过所述一对露出臂之间的通道；及释放所述弹性钩子，使所述弹性钩子分开并结合所述露出臂的钩状结构，使一对所述弹性钩子与所述露出臂完成连接。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，包含步骤：更换手段为一钩子，所述抵抗部为一露出臂且所述露出臂的自由端形成有一对耳部，使所述钩子伸入孔并勾住所述耳部，使所述钩子与所述露出臂完成连接。

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