TW200811988A - Wafer platform - Google Patents

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TW200811988A TW096123297A TW96123297A TW200811988A TW 200811988 A TW200811988 A TW 200811988A TW 096123297 A TW096123297 A TW 096123297A TW 96123297 A TW96123297 A TW 96123297A TW 200811988 A TW200811988 A TW 200811988A
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Brian L Gilmore
Larry W Shive
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Memc Electronic Materials
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Description

200811988 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明概言之係關於一用於支撐—晶圓之平臺，且更具 體而言係關於一具有一其中至少—個邊緣係凸起之通道之 平臺。 【先前技術】 通常使用對半導體晶圓之高溫熱處理（例如，退火處理） 獲得某些合意之特性。高溫熱處理期間，在高於75〇。〇且 尤其係高於iioot：之溫度下，矽晶圓變得更具可塑性。若 在熱處理期間石夕晶圓未得到充分支稽，則晶圓可能會因局 部重力及熱應力而滑動。如此項技術中所習知，滑動可能 會將污物引入晶圓之裝置區域。而且，過分的滑動可造成匕 晶圓之塑性變形’其又可造成多個生產問題，例如造成裝 置臬ie中良率損失之微影|虫刻覆蓋故障。 可使用-立式㈣進行退火製程。通f，使用—晶圓舟 支撐該立式熔爐中相對大量之晶圓（例如，90至135個晶 圓)。晶圓舟用作—支架，且理想地，使晶圓上之局部： 力及熱應力最小化以避免在熱處理該等晶圓時晶圓之滑動 及塑性變形。用於一立式熔爐中之一典型立式晶圓舟包括 三個或多個亦稱作杆之垂直軌道。該等杆在該舟内該等立 杆之間通常具有凹槽或用於支撙晶圓托架平臺之橫向延伸 之指狀物’例如—環或實心板。每一晶圓軍可擱置於一用 於支#該晶圓之單一晶圓杯举承* μ , 日日0托木千$上，力圖減小處理期間 該晶圓所承受之局部重力及熱應力的量。該晶圓托架平臺 122122.doc 200811988 可在平3：上表面上包括一凹槽或通道以防止晶圓在晶圓裝 載期間在環上"搖擺”且防止晶圓在卸載期間黏住平臺。 【發明内容】 於一實施例中，一用於支撐一半導體晶圓之平臺包括一 具有一通常平坦之大小及形狀適合支撐晶圓之上表面的本 體 通道沿該本體之上表面伸展及具有一自該本體之上 表面向其下表面延伸之深度。該通道具有與該本體上表面 呈田比鄰關係之隔開之第-及第二邊緣。該等邊緣之至少一 者通_係沿該通道之至少一部分凸起。 於另-實施例中，一用於在一退火製程期間在一立式晶 圓舟中支標-半導體晶圓之支撐環包括：—通常為環形之 本版，该本體之大小及形狀適合接納於該立式晶圓舟中； 及通^平坦之上表面，其大小及形狀適合支撐該晶圓； 及一下表面。一通道沿該本體之該上表面伸展且具有一自 1體之上表面向其下表面延伸之深度。該通道具有與該 本版之上表面呈毗鄰關係之徑向隔開之内邊緣及外邊緣。 該等内邊緣及外邊緣之至少一者通常係凸起。 【實施方式】 現在苓照該等圖式 、又叩吕务π叫W入I，迎蒂以參 考：號指示晶圓支撐平臺。如圖2中所示，所圖解說明 ^晶0支樓平臺之類型係其大小及形狀適合接納於—立式 曰曰圓舟中’用於在高溫退火期間在一立式熔爐中支撐 導體晶圓W，i常以12指示該立式晶圓舟。平臺1〇係抑 且其大小及形狀適合接納於立式晶圓舟12之各執道^ 122122.doc 200811988 間。平臺Η)之-下表面16擱置於自晶圓扣之執道Μ延伸 之指狀物18上，而該平臺之上表面支禮其上之-單個晶 圓W。平堂10之下表面16可呈古^ ym Ί /、有夕個形成於其中用於接納 晶圓舟i 2之相應指狀物i 8之凹槽2 2 (圖i中僅圖解說明其中 之一者）。2刪年4月25日發表之美國專利第7,03338號中 詳細說明瞭此-組態，該專利係以參考形式完整地併入本 文中。應瞭解，在不背離本發明之範嘴之情況下’晶圓支 撐平臺1〇可用於半導體晶圓之其他類型之晶圓舟及托架 中。 仍參照圖卜所圖解說明之平臺10係-開環式，乃因盆 具有一大中心孔24及-自該孔向該平臺之外周邊延伸之徑 向開口 26。該類平臺在本文中稱作一，，支撐環"。支撐㈣ 可由碳化邦iC)或其他材料構成。支撐環Μ可具有一約 2〇〇 mm或約300 mm或其他大小之直#，此相依於將支撐 於其上之晶圓之大小。應瞭解，晶圓支撐平臺1〇可係其他 組態。舉例而言，平臺1〇可係在一立式炫爐以外之結構中 支撐-半導體之樣式。而且，平臺1〇可係除一開環式以外 之另-樣式。舉例而言’該平臺可係閉環式（亦即，不具 有從向開口）或一大致上實心之平臺。 :參照圖卜3及4’晶圓支撐環10具有—沿環之上表面 I伸之拱形、同心通道28。如圖】中最佳所示，通道μ 具有對置之開口端38Α、38Β，該等開口端之每—者均延 伸穿過環1()之-對置邊緣，界定徑向開口26。參照圖3， 通道28係由通常分別以32Α、32Β指示之内側及外側°表面 122122.doc 200811988 (亦即’相對於環中心的内側及外側）及—延伸於該内側及 外側表面之間的大致平坦之下表面34來界定。應瞭解，下 表面34可不平坦。每一側表面32a、32b均具有一部分， 更具體而言1比鄰下表面3 4之大致凹入之下部（圖4中僅顯 示外側表面之下部36B)。應瞭解，諸如"下"、，,上”内 及外位置修飾語之使用僅與該等圖中所圖解說明之實施 例之方向有關而不意味著任何方式之限制。 麥照圖4，通道28具有徑向隔開之内邊緣及外邊緣（在圖 4中通#在38Β處僅指示外邊緣，内邊緣大致上係一鏡 像）。内外端邊緣38Β與上表面2〇及與通道28各自之内側及 外側表面32A、32Β毗鄰。應瞭解，内邊緣及外邊緣38Β在 大夕數情況下將可分別包括上表面2〇之部分及/或通道28 各自之内側及外側表面32 A、32Β。此乃因通道28之内邊 緣及外邊緣38B包括内邊緣及外邊緣兩者（亦即，上表面2〇 與各自之側表面32A、32B相接處）及直接毗鄰該等邊緣之 表面，可包括該上表面及/或侧表面。 如圖3及4中最佳所示，内邊緣及外邊緣38]5通常係凸 起。更具體而言，内邊緣及外邊緣38B具有一約〇5曲 率之半徑。本發明涵蓋内邊緣及外邊緣3 8B可具有一小於 或大於0·5 mm曲率之半徑，此並不背離本發明之範疇。舉 例而言，内邊緣及外邊緣可具有約〇 ·丨mm曲率之半徑或約 1.0 mm曲率之半徑。而且，邊緣38B之每一者大致沿通道 28之一整體凸起，當然本發明亦涵蓋該等邊緣可僅係沿該 通道之一部分凸起。而且，内邊緣及外邊緣3 8B大致上沿 122122.doc 200811988 通道之整體分別具有一大致一致之曲率半徑（例如〇·5毫 米），當然本發明亦涵蓋曲率半徑可沿該通道變化。 内邊緣及外邊緣38Β大致上沿整個通道28均勻地隔開。 舉例而σ，可將5玄4邊緣隔開約1 3 mm之距離。通道2 8亦 可具有一在環10之上表面2〇與通道28之下表面34之間延伸 之相同之深度。舉例而言，該通道之深度可係約〇.2爪㈤。 應瞭解，邊緣38B之間的距離及/或通道28之深度可係非既 定值。亦應瞭解，邊緣38B之間的距離及/或通道28之深度 可沿該通道變化。 如下文中更詳細解釋，通道28之内邊緣及外邊緣38B藉 助其凸起性質減小了正處理之晶圓…之滑動量。在不受限 於一特定理論之情況下，與具有斷開邊緣（亦即，一 9〇度 邊緣）或甚至具有一恆定坡度之斜切邊緣之通道相比，據 信具有包括凸起邊緣38B之通道28的晶圓支撐平臺1〇減少 且於某些情況中消除滑動，此乃因該等邊緣係逐漸而非突 然從置於晶圓支撐平臺上之晶圓w之下表面傾斜。該逐漸 之’’傾斜’’在通道28之邊緣38B處對晶圓W施加更多之支 撐，且因此防止所支撐之晶圓中之點塑性變形及滑動。 通道28及/或該通道之邊緣383及/或側表面”八、32B可 藉由加工或任何其他合適之製程形成。 或者，或除具有一通常具有凸起邊緣之通道外，可在接 觸一矽（Si)晶圓之一碳化矽（SiC)晶圓支撐平臺之至少一部 分上形成一二氧化妙層以大致防止該所支撐之晶圓之滑 動。該二氧化矽層可藉由在氧化氣氛中對該碳化矽平臺進 122122.doc 10 200811988 :亍熱處理來形成。舉例而言，可將立 =晶圓)置於氧化氣氛中之立式炫爐中以 :::層：形成該氧化層後，可將該等晶圓裝载入舟:： 米與高達約75毫_^^ 製程通常消除約25毫微 相1的新形成之二氧切層。因此， 補二::T之厚度，在某一數量之批次後，必須 25毫忾乎更二：。6亥二氧化矽層之厚度較佳應係至少約 約75毫二厂係至少約5〇毫微米厚，且最佳地係至少 议未厚’以使該二氧 期間不被完全#。… 早個而溫退火製程 _ σ在5玄等晶圓支撐平臺上形成一高達 數量陶之—氧化石夕層以在補充該二氧化石夕層之前增加批次 化製程或由：化秒支撑平臺之氧化可藉由-干式氧 少約1% ^减製程來完成。該氧化氣氛可包括最 、耳虱及夕達約MO%之莫耳氧。可藉由使該碳 構處於该氧化氣氛中達至少-個小時及高達36個小 時來得到一户疮+ 予又在至少必備之最小厚度25毫微米與一約5 Pm之厚度之n 曰0 一氧化矽層，該時間相依於氧的濃度。 • 於任何特定理論之情況下，據信在熱處理期間 莓S i C晶圓i p ^ ^ 牙平堂表面與晶圓表面相對於彼此運動時， 一氧4匕秒層用你夂占 ^在 下谷自表面之間的潤滑劑。由於該潤滑劑之 :在熱處理期間較硬之Sic材料不會劃擦較軟之Si晶圓 月面。右該氧 乳化物不存在，則81(::與Si之間的熱膨脹係數 差可在處理期生上& 间k成劃擦，此可導致該Si晶圓中之位錯及 122122.doc 200811988 最終滑動。 實驗性實例 對於下列實驗性實例，在一單個退火製程期間，使用不 同之晶圓支撐平臺支撐300 mm之晶圓，以對比該等經處理 晶圓中之滑動量。每一平臺均具有一具有一不同側表面剖 面之通道。最初，每一平臺均係一實心之CVD直徑係3〇〇 mm之SiC環。對該等平臺進行加工以形成具有合意之側表
面剖面之適當通道。將該等平臺支樓於_具有高純度cvd SiC膜之90槽SiC立式晶圓舟内。在一由ASM丨 製造且裝備有一由Toshiba Ceramics提供之高純度 石英管之A412立式熔爐中對晶圓進行退火。退火製程由一 使用最佳化變溫速率在一氬氣中12〇(rc下退火i小時組成 以減小滑動。氧化前及氧化後變溫速率保持不變。退火 後，使用一 Tencor SP-1表面檢查工序測試晶圓之表面滑 動。重複該製程，以便在獨立處理期間在每一平臺類型上 對四個單獨之晶圓進行處理。對於每一平臺類型，該等所 處理晶圓中發生之晶圓之滑動或不滑動大致相似。於彼能 樣中，所圖解說明之晶圓之滑動圖表係實例性，且應瞭 解，由相同平臺類型處理之其他三個晶圓之滑動圖表大致 類似於相應之實例性圖表。 圖5圖示說明平臺A之-通道40-側之二維剖面。通道4〇 之另-面大致上係-鏡像。平臺A具有斷開邊緣（僅圖解說 明通常在桃處指示之外邊緣），藉此-界定通道40之側表 面柳通常在-⑽度邊緣處匯合該上表面。在上述退火製 122122.doc -12- 200811988 程期間’晶圓A係支撐於平Α Δ 又牙趴十$八上。圖θ圖示說明該退火製 程期間在晶圓Α中形成之滑動位置。 平臺A造成晶圓A中之大量滑動。 』叮見 圖7圖示說明平臺;β之—桶、皆 至之通道50 一側之二維剖面。通道50 之另一側大致上倍一错禮。也吉 宁、鏡像千$ B之側表面（僅圖解說明外 側表面52B)係斜切且呈右一 τ ^ 刀I具有不變之2度斜坡。側表面523經
過抛光。側表面52B以一鈍角（亦gp，178度）與平臺之一上 表面相接’因此_邊緣56B與圖5之斷開邊緣相比相對緩 和。在退火製程期間’晶圓B係支撐於平臺B上。圖8圖示 說明該退火製程期問方S圓Ώ , J間在曰曰圓Β中形成之滑動位置。如從圖8 中明顯可見’平臺Β在晶圓β中、皮# 士 θ、典杳 π日日BJ ϋ甲造成大置滑動，儘管該滑 動通常小於晶圓Α所發生之滑動。 平臺C具有—具有對置之2度斜切、未經磨光之側表面之 通道。因jb ’該通道之邊緣大致上與平臺B相同，只是其 未I磨光。在該退火處理期間，晶圓C係支撐於平羔C 上。圖9圖示說明在退火製程期間在晶圓c中形成之滑二立 置。如:足圖”明顯可見，平臺c造成晶圓。中之大量滑 動，儘管該滑動小於晶圓B所發生之滑動。 ^ 、圖_示說明平臺D之—通道58—側之：維剖面。該通 ^^另—^大致上係—鏡像。通道58之邊緣（該外邊緣通 吊在〇B處指係凸起且具有約〇1匪之曲率半經。在艮 火製私期間’晶圓D係支撐於平臺D上。圖】】圖解說 該退火製程期間在晶_中形成之滑動位置。如從圖 月颂可見’平臺D在晶圓D中形成之滑動小於上述平臺在 122122.doc 200811988 各自晶圓中造成之滑動。 如圖4中所示，平目女，， 十至E具有曲率半徑係〇5 mm之凸起 緣。在該退火製程期間晶圓E係支撐於平臺E上。圖12圖干 說明在退火製程期間在晶圓E中形成之滑動位置。如從圖 12中明顯可見’平臺E在晶圓£中造成零滑動。
除該等通道之邊緣外，所有變量在試驗期間皆保持不 變。因為該等晶圓之每一者均經歷一不同之滑動量，所以 可合理地推斷滑動量之差係由該等邊緣之差別造成。因 此’顯而易見具有-具有約〇.5 mm曲率半徑之邊緣之通道 的平臺E造成最小滑動量，且更特定而言，在所支撐之晶 圓中不造成滑動。而且，因為具有_具有約Qi酿曲率: 徑之邊緣之通道的平臺D造成某些滑動，而曲率半徑為〇 $ mm不造成滑動，所以可合理地歸納一具有大於或等於約 0.5 mm曲率半徑之邊緣的通道將在一相關聯晶圓中造成最 小量甚至零之滑動量。 在介紹本發明之要素及其較佳實施例時，，，一 0 an)”、”該（the)”及”所述（said)”等冠詞意指存在一個或多個 要素。術語”包含（comprising)，，、” 包括（including)，，、，，具有 (having)”擬具有囊括性，且意指除所所列舉要素外尚有其 他要素。 綜上所述，可見已達成本發明之數個目標，並且獲得了 其他有利結果。 由於在不背離本發明之範疇之情況下可對以上構造、產 品及方法作出各種改動，因此以上說明書中所含及附圖中 122122.doc -14- 200811988 所示之所有物件皆應解 【圖式簡單說明】？為具說明性而不具限制意味。 &以期間支撐在—立式晶圓舟中支 棕一丰導體晶圓之支 因7T 丫又 ^ 〇 . 牙衣的一個實施例之透視圖； 圖2係一固持複數個支 。 pi ^ , 牙衣之立式晶圓舟之透視圖； 圖3係在一包含圖丨 口 ^ ^ 綠3—3之平面中截取的穿過該支撐 …凹槽的支撐環之横截面； 支按 圖4係圖3支撐環之 凹槽之-左邊緣；41之-部分的放大視圖，其包括該 大=1?有帶斷開邊緣之凹槽之支撐環的-部分之放 人截面視圖，該部八A t / A 亥邛分包括該凹槽之該左邊緣丨 圖6係南溫退火期問一 功門一由一支撐環支撐的晶圓中出現滑 動之圖形表示法，該支 之凹槽的支樓環； 圖5具有-帶斷開邊緣 圖7係一具有一帶2度斜切、撤光邊緣之凹槽之支擇環的 -部分之▲放大橫截面視圖’該部分包括該凹槽之左邊緣； 圖8係南溫退火期間—由—支撑環支樓的晶圓中出現的 滑動之圖形表示，該切環類似於圖7具有—帶2度斜切、 拋光邊緣之凹槽的支撐環； 圖9係高溫退火期間由一具有一帶2度、未抛光斜切邊緣 之支撐％支撐的一晶圓中出現滑動之圖形表示； 圖1。〇係-具有—具有0. i mm曲率半徑之凸起邊緣之凹槽 的支撐環的一部分之放大橫截面視圖，該部分包括該凹^ 之左侧邊緣； 曰 122122.doc -15· 200811988 圖π係向溫退火期間一由一一 滑動之圖形表該支撑環具有”支#的晶®中出現的 邊緣的凹槽； 具有〇·1 mm曲率半徑之 圖12係高溫退火期間一由 (或其上沒旬滑動之圖形表示，=支撐的晶圓中出現的 mm曲率半徑之邊緣之凹槽；及/ “具有-具有〇·5 在。亥等圖式中，相應之 【主要元件符號說明】 4示相應之部件。 10 平臺 12 晶圓舟 14 軌道 16 下表面 18 指狀物 20 上表面 22 凹槽 24 中心孔 26 禋向開口 28 通道 32Α 内侧表面 32Β 外側表面 34 下表面 36Β 下部 38Α 開口端 38Β 開口端 122122.doc 16 200811988
38B 40 44B 46B 50 5 2B 58 60B 外邊緣 通道 斷開邊緣 側表面 通道 側表面 通道 外邊緣 122122.doc

Claims (1)

  1. 200811988 十、申請專利範圍： 1· 一種用於支撐一半導體晶圓之平臺，該半導體晶圓包 括·-本體，其具有-大小及形狀適合支撐該晶圓之大 致平坦之上表面、及一沿該本體之該上表面延伸且具有 一自該本體之該上表面向其該下表面延伸一深度之通 道，該通道具有與該本體之該上表面呈田比鄰關係之隔開 之第一及第二邊緣，其中該等邊緣之至少一者通常沿該 通道之至少一部分凸起。 2. 如請求項丨之平臺，其中該通道之該等第一及第二邊緣 兩者皆大致沿該通道之至少一部分凸起。 3. 如請求項2之平臺，其中該等第一及第二邊緣之每一者 均沿該通道之至少一部分具有一至少約〇 i mm之曲率半 徑0 4·如請求項3之平臺，其中該等第一及第二邊緣之每—者 均沿該通道之至少一部分具有—至少約〇5 mm之曲率半 徑。 5.如請求項4之平臺，其中該等第—及第二邊緣之每一者 均大致沿該通道之一整體具有—至少約〇 5 曲率半 徑0 及弟二邊緣之每一者 6·如請求項4之平臺，其中該等第一 均不延伸超出該上表面。 二邊緣之間的 mm至約15 mm 如請求項6之平臺，其中該第—邊緣與第 一距離大致沿該通道之一整體介於約ι 〇 之間。 122122.doc 200811988 :·如4求項7之平臺，其中該通道之該深度係約0.2 mm。 ;在退火製程期間在一立式晶圓舟中支稽一半 導體晶圓之支； 牙裱，該支撐環包括：一大致環形之本體 及通道’該環形本體之大小及形狀適合接納於該立式 晶圓弁中且且：^ ^ /、有一大小及形狀適合支撐該晶圓之大致平 上表面及一下表面，而該通道沿該本體之該上表面 伸展且且有一6#, ^ /、令 自该本體之該上表面向其該下表面延伸之 '儿 ^ ^具有與該本體之該上表面呈©比鄰關係之徑 向隔開之内邊緣及外邊緣，其中該等内邊緣及外邊緣之 至少一者通常係凸起。 10’如Μ求項9之支撐環，其中該通道之該等内邊緣及外邊 緣兩者大致係凸起。 士 ％求項1 0之支撐環，其中該等内邊緣及外邊緣之每一 者均具有一至少約〇 ·丨mm之曲率半徑。 士 μ求項11之支樓環，其中該等内邊緣及外邊緣之每一 者均具有至少約0.5 mm之曲率半徑。 13·如清求項12之支樓環，其中該等第一及第二邊緣之每一 者均大致沿該通道之一整體具有一至少約〇5馳之曲率 半經。 14·如π求項12之支撐環，其中該等第一及第二邊緣之每一 者均不延伸超出該上表面。 女π求項12之支撐環，其中該通道係拱形且大致與該大 致環形之本體同心。 1 6·如％求項15之支樓環，其中該大致環形本體包括一自該 122122.doc 200811988 本體之一中心開孔延伸之經向開孔，該通道具有延伸至 該徑向開孔之對置端。 17·如請求項4之支撐環，其中該大致環形本體具有一約3〇〇 mm之直獲。 18.如請求項9結合該晶圓舟之支撐環’該晶圓周包括用於 支撐該平臺之軌道及指狀物，該本體具有用於接納該等 指狀物之凹槽。 122122.doc
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