TWM631800U - 用於進行半導體製程的反應腔室 - Google Patents

用於進行半導體製程的反應腔室 Download PDF

Info

Publication number
TWM631800U
TWM631800U TW111203430U TW111203430U TWM631800U TW M631800 U TWM631800 U TW M631800U TW 111203430 U TW111203430 U TW 111203430U TW 111203430 U TW111203430 U TW 111203430U TW M631800 U TWM631800 U TW M631800U
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ring
reaction chamber
outer ring
pressing
inclined surface
Prior art date
Application number
TW111203430U
Other languages
English (en)
Inventor
郭浩
李冬冬
Original Assignee
大陸商北京北方華創微電子裝備有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商北京北方華創微電子裝備有限公司 filed Critical 大陸商北京北方華創微電子裝備有限公司
Publication of TWM631800U publication Critical patent/TWM631800U/zh

Links

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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

一種用於進行半導體製程的反應腔室，包括環繞設置在反應腔室內壁內側的遮蔽件、用於承載晶圓且能夠升降的承載裝置，還包括：用於在承載裝置位於製程位置時將晶圓固定在承載裝置上的機械壓環，機械壓環包括壓環內環和壓環外環。壓環外環環繞設置於遮蔽件內側，且在承載裝置低於製程位置時，壓環外環由遮蔽件支撐；壓環內環包括內環主體和與內環主體連接，且位於內環主體的外周的搭接部。在承載裝置低於製程位置時，搭接部疊置於壓環外環上；在承載裝置上升至製程位置時，搭接部與壓環外環相分離，且內環主體壓在晶圓上表面的邊緣區域上。

Description

用於進行半導體製程的反應腔室
本新型屬於半導體技術領域，更具體地，涉及一種用於進行半導體製程的反應腔室。
物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)方法，是集成電路製造過程中沉積金屬層和相關材料廣泛採用的方法之一。目前矽通孔(Through Silicon Via,TSV)技術的應用越來越廣泛，該技術大大降低了芯片之間的互連延遲，並且是三維集成實現的關鍵技術。PVD在TSV中的應用主要是在矽通孔內部沉積阻擋層和銅籽晶層。在諸如矽通孔的磁控濺射等的PVD製程中，晶圓(例如矽片)通常被放置在基座上，並在基座上升至製程位置時，採用機械壓環(clamp ring)對晶圓進行固定，以防止晶圓在製程過程中發成位移。
現有技術中，機械壓環尺寸及重量過大，可能會導致晶圓被壓碎，而且機械壓環的壁厚已經很薄無法通過減薄來降低重量。
本公開的目的是提供一種用於進行半導體製程的反應腔室，能夠降低晶圓被壓碎的風險。
為了實現上述目的，本公開一種用於進行半導體製程的反 應腔室，包括環繞設置在該反應腔室內壁內側的遮蔽件、用於承載晶圓且能夠升降的承載裝置，其中還包括：用於在該承載裝置位於製程位置時將該晶圓固定在該承載裝置上的機械壓環，該機械壓環包括壓環內環和壓環外環；其中，該壓環外環環繞設置於該遮蔽件內側，且在該承載裝置低於該製程位置時，該壓環外環由該遮蔽件支撐；該壓環內環包括內環主體和與該內環主體連接，且位於該內環主體的外周的搭接部，其中，在該承載裝置低於該製程位置時，該搭接部疊置於該壓環外環上；在該承載裝置上升至該製程位置時，該搭接部與該壓環外環相分離，且該內環主體壓在該晶圓上表面的邊緣區域上。
優選地，該壓環外環的內周邊緣的上表面設有沿其周向環繞的第一環形槽，該搭接部的邊緣遮蔽部分該第一環形槽。
優選地，該壓環外環的上表面設有沿其周向間隔分佈的多個凸起，用於支撐該搭接部。
優選地，該壓環外環的外周邊緣下表面設有第二環形槽，該遮蔽件的一端固定於該反應腔室的內壁，該遮蔽件的另一端具有與該第二環形槽開口方向相反的環形彎折部，該環形彎折部包括自該遮蔽件的下端向該遮蔽件的內側延伸的第一子彎折部，和自該第一子彎折部遠離該遮蔽件的一端向上彎折的第二子彎折部，其中，該第二子彎折部位於該第二環形槽中，且該第二子彎折部遠離該第一子彎折部的一端與該第二環形槽的槽底接觸，用於支撐該壓環外環；該第一子彎折部與該壓環外環彼此相對的表面間隔設置；該第二子彎折部間隔地位於該第二環形槽的外周壁和內周壁之間。
優選地，該壓環外環的內周壁和該內環主體的外周壁中的 一者上設有沿該壓環外環的周向間隔設置的多個缺口，該壓環外環的內周壁和該內環主體的外周壁中的另一者上設有沿該壓環外環的周向間隔設置的多個凸台，該缺口的數量與該凸台的數量相同，且各該缺口一一對應地與各該凸台相配合。
優選地，該缺口的形狀包括弧形、半圓形或矩形中的任意一種或組合；該凸台具有與對應該缺口相匹配的形狀。
優選地，該承載裝置為圓盤形，該承載裝置的外周設有沿徑向向外伸出的環形凸緣，該環形凸緣的外周設有環形的第一斜面，該第一斜面的直徑由上而下遞增；該壓環外環的下表面設有與該壓環外環同心的基座孔，該基座孔的孔壁包括第二斜面，該第二斜面的直徑由上而下遞增，該承載裝置在上升過程中能夠進入該基座孔內，且該第二斜面能夠與該第一斜面相貼合。
優選地，該基座孔的孔底和該環形凸緣中的一者設有沿其周向間隔分佈的多個定位孔，該基座孔的孔底和該環形凸緣中的另一者設有沿其周向間隔分佈的多個定位銷，該定位銷的數量與該定位孔的數量相同，且在該承載裝置上升過程中，各該定位銷一一對應地移入各該定位孔中。
優選地，該承載裝置的上表面設有環形的凸起部，該凸起部的外周壁設有環形的第二斜面；該壓環內環的下表面設有第三環形槽，該第三環形槽的外周壁包括環形的第三斜面，該第三斜面的直徑由上而下遞增；該壓環內環的下表面設有第三環形槽，該第三環形槽的外周壁包括環形的第四斜面，該第四斜面的直徑由上而下遞增；在該承載裝置上升過程中，該凸起部移入該第三環形槽內，且該第四斜面能夠與該第三斜面相 貼合。
優選地，該內環主體的中心設有沿其軸向貫通該內環主體的通孔，該通孔的孔壁上設有沿其周向間隔設置的多個壓爪，用於在該承載裝置上升至該製程位置時，壓在該晶圓上表面的邊緣區域上。
本公開涉及的用於進行半導體製程的反應腔室，其有益效果在於，機械壓環採用由壓環內環和壓環外環組成的分體式結構，在承載裝置低於製程位置時，該壓環外環由遮蔽件支撐，而壓環內環的搭接部疊置於壓環外環上；在承載裝置上升至製程位置時，壓環內環的內環主體被承載裝置頂起，此時內環主體依靠自身重力壓在晶圓上表面的邊緣區域上，且搭接部與壓環外環相分離，由於只有壓環內環作用於晶圓，這與現有技術中整個機械壓環的重量作用於晶圓相比，可以在壓住晶圓防止其製程過程中發成位移的同時，減少直接作用於晶圓上的重量，使晶圓被壓碎的風險大大降低，尤其能夠適應薄片需要被壓的場合，並且適用于半導體封裝PVD設備中和其他IC PVD設備。
本公開的其它特徵和優點將在隨後具體實施方式部分予以詳細說明。
1:遮蔽件
2:壓環外環
3:承載裝置
4:晶圓
5:壓環內環
21:第一環形槽
22:凸起
23:第二環形槽
24:缺口
25:基座孔
26:定位孔
51:搭接部
52:內環主體
53:凸台
54:第三環形槽
55:壓爪
當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1示出了根據本公開的一個實施例的反應腔室的承載裝置低於製程位置時的狀態示意圖； 圖2示出了根據本公開的一個實施例的反應腔室的承載裝置位於製程 位置時的狀態示意圖； 圖3示出了根據本公開的示例性實施例的壓環外環的結構示意圖； 圖4示出了根據本公開的示例性實施例的壓環內環的結構示意圖； 圖5示出了根據本公開的示例性實施例的壓環外環與壓環內環連接處的局部示意圖； 圖6示出了圖5中A處的放大示意圖； 圖7示出了根據本公開的示例性實施例的反應腔室的承載裝置位於製程位置時壓環內環與壓環外環處於分離狀態的局部示意圖； 圖8示出了圖7中的局部放大示意圖。
以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言，在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用 之空間相對描述詞。
儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值，然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而，任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些
Figure 111203430-A0305-02-0008-9
差。再者，如本文中使用，術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準
Figure 111203430-A0305-02-0008-10
差內。除在操作/工作實例中以外，或除非以其他方式明確指定，否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地，除非相反地指示，否則本揭露及隨附申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少，應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點，除非另有指定。
為解決現有技術存在的問題，本公開提供了一種用於進行半導體製程的反應腔室，包括環繞設置在反應腔室內側的遮蔽件、用於承載晶圓且能夠升降的承載裝置。還包括：用於在承載裝置位於製程位置時將晶圓固定在承載裝置上的機械壓環。在承載裝置位於製程位置時，可以對置於承載裝置上的晶圓進行半導體製程。
該機械壓環包括壓環內環和壓環外環；其中，壓環外環環繞設置於遮蔽件內側，且在承載裝置低於上述製程位置時，壓環外環由遮蔽件支撐； 壓環內環包括內環主體和與該內環主體連接，且位於內環主體的外周的搭接部，其中，在承載裝置低於上述製程位置時，搭接部疊置於壓環外環上；在承載裝置上升至上述製程位置時，搭接部與壓環外環相分離，且內環主體壓在晶圓上表面的邊緣區域上。
本公開涉及的用於進行半導體製程的反應腔室，機械壓環採用由壓環內環和壓環外環組成的分體式結構，在承載裝置低於該製程位置時，該壓環外環由遮蔽件支撐，而壓環內環的搭接部疊置於壓環外環上；在承載裝置上升至製程位置時，壓環內環的內環主體被承載裝置頂起，此時內環主體依靠自身重力壓在晶圓上表面的邊緣區域上，且搭接部與壓環外環相分離，由於只有壓環內環作用於晶圓，這與現有技術中整個機械壓環的重量作用於晶圓相比，可以在壓住晶圓防止其製程過程中發成位移的同時，減少直接作用於晶圓的重量，使晶圓被壓碎的風險大大降低，尤其能夠適應薄片需要被壓的場合，並且適用于半導體封裝PVD設備中和其他IC PVD設備。
在承載裝置上升至製程位置的過程中，承載裝置會單獨托起壓環內環，使壓環內環與壓環外環脫離，此時壓環外環的重量作用於遮蔽件上，晶圓只承受壓環內環的重量，從而減少了直接作用於晶圓的重量，使晶圓被機械壓環壓碎的風險大大降低。
優選地，壓環外環內周邊緣的上表面設有沿其周向環繞的第一環形槽，搭接部的邊緣遮蔽部分第一環形槽。這樣，搭接部的邊緣處因第一環形槽的存在而不與壓環外環接觸，從而可以防止金屬粒子濺射到搭接部的邊緣後與壓環外環粘接起來造成顆粒產生。
優選地，壓環外環的上表面設有沿其周向間隔分佈的多個 凸起，用於支撐搭接部。在承載裝置自製程位置下降的過程中，壓環內環通過搭接部落於壓環外環上，此時壓環外環上的凸起接觸貼合於壓環內環的搭接部的下表面，具有支撐作用。
優選地，凸起為柱體，凸起在平行於壓環外環的上表面的橫截面為圓形、矩形或三角形。
優選地，壓環外環的外周邊緣下表面設有第二環形槽，遮蔽件的一端固定於反應腔室的內壁，遮蔽件的另一端具有與第二環形槽開口方向相反的環形彎折部，該環形彎折部包括自遮蔽件的下端向遮蔽件的內側延伸的第一子彎折部，和自第一子彎折部遠離遮蔽件的一端向上彎折的第二子彎折部，其中，第二子彎折部位於上述第二環形槽中，第二子彎折部遠離第一子彎折部的一端與第二環形槽的槽底接觸，用於支撐壓環外環；第一子彎折部與壓環外環彼此相對的表面間隔設置；第二子彎折部間隔地位於第二環形槽的外周壁和內周壁之間。這樣，壓環外環與遮蔽件通過第二環形槽與環形彎折部相配合形成迷宮結構。
具體來說，第二環形槽的開口朝下，而遮蔽件、第一子彎折部與第二子彎折部共同構成截面為“U”形的環形槽結構，且該環形槽結構的開口朝上，該環形槽結構與上述第二環形槽相互插接以形成迷宮結構。第二環形槽由於自重與第二子彎折部的頂端接觸貼合，以防止等離子體落到反應腔室底部。
優選地，壓環外環的內周壁和內環主體的外周壁中的一者上設有沿壓環外環的周向間隔設置的多個缺口，壓環外環的內周壁和內環主體的外周壁中的另一者上設有沿壓環外環的周向間隔設置的多個凸台，缺口的數量與凸台的數量相同，且各缺口一一對應地與各凸台相配合。在 承載裝置自製程位置下降的過程中，壓環內環通過搭接部落於壓環外環上，同時各凸台沿下落方向落入對應的缺口內，缺口與凸台的配合使得兩者具有定位關係，約束壓環內環只能夠上下運動，防止壓環內環相對於壓環外環旋轉。
優選地，缺口的形狀包括弧形、半圓形或矩形中的任意一種或組合，凸台具有與對應的缺口相匹配的形狀，以實現定位作用。可選地，缺口貫穿至壓環外環的上表面和下表面。
優選地，承載裝置的外周設有環形凸緣，該環形凸緣的外周設有環形的第一斜面，該第一斜面的直徑由上而下遞增；壓環外環的下表面設有與壓環外環同心的基座孔，基座孔的孔壁包括第二斜面，該第二斜面的直徑由上而下遞增，承載裝置在上升過程中能夠進入基座孔內，且上述第二斜面能夠與第一斜面相貼合。在承載裝置上升的過程中，通過使第一斜面沿第二斜面貼合滑動，可以使承載裝置在上升至製程位置時能夠與壓環外環同心。
優選地，基座孔的孔底和環形凸緣中的一者設有沿其周向間隔分佈的多個定位孔，基座孔的孔底和環形凸緣中的另一者設有沿其周向間隔分佈的多個定位銷，定位銷的數量與定位孔的數量相同，且在承載裝置上升過程中，各定位銷一一對應地移入各定位孔中。定位孔用於配合承載裝置上的銷，銷與定位孔配合起定位作用，避免壓環外環和承載裝置之間發生旋轉。
優選地，承載裝置的上表面設有環形的凸起部，凸起部的外周壁包括環形的第三斜面；第三斜面的直徑由上而下遞增；壓環內環的下表面設有第三環形槽，第三環形槽的外周壁 包括環形的第四斜面，第四斜面的直徑由上而下遞增；在承載裝置上升過程中，凸起部移入第三環形槽內，且第四斜面能夠與第三斜面相貼合。在承載裝置上升過程中，通過使第三斜面沿第四斜面貼合滑動，可以使承載裝置在上升至製程位置時能夠與壓環內環同心。
優選地，內環主體的中心設有沿其軸向貫通內環主體的通孔，通孔的孔壁上設有沿其周向間隔設置的多個壓爪，用於在承載裝置上升至製程位置時，壓在晶圓上表面的邊緣區域上。可選的，多個壓爪沿上述通孔的周向均布。
優選地，壓環內環與壓環外環的材質為鈦，也可以採用其他金屬材質如不銹鋼、鋁等，也可以採用非金屬材質如陶瓷，陶瓷例如為Al2O3。
本公開涉及的用於進行半導體製程的反應腔室，在承載裝置低於製程位置(例如位於傳片位置)時，壓環外環由遮蔽件支撐，而壓環內環的搭接部疊置於壓環外環上，且壓環外環的凸起接觸貼合於壓環內環的搭接部的下表面，在將待加工的晶圓傳輸至承載裝置上之後，使承載裝置自傳片位置上升至製程位置對晶圓進行半導體製程，在承載裝置上升過程中，承載裝置的外周的環形凸緣托起壓環外環，此時壓環內環落在晶圓上，使得晶圓被壓環內環壓住；當承載裝置繼續帶著晶圓上升至製程位置時，壓環內環的內環主體被承載裝置托起，並與壓環外環的凸起之間形成間隙Δ，此時，搭接部與壓環外環相分離，壓環內環的重量完全壓在晶圓上。
晶圓在進行製程時，受壓重量僅為壓環內環的重量，這與整個機械壓環的重量作用於晶圓相比，減少了四分之一左右的重量，晶圓 被機械壓環壓碎的風險大大降低，壓環外環的材質及重量都不會影響晶圓，壓環內環的形狀容易設計，以保證合適的尺寸去壓晶圓。本公開涉及的用於進行半導體製程的反應腔室能夠適應薄片(厚度在100-500微米)需要被壓的場合，應用于半導體封裝PVD設備中，也可以應用於其他IC PVD設備中，並且能夠應用於8英寸腔室，12英寸腔室，8寸/12寸兼容的PVD腔室。
實施例1
如圖1至圖8所示，本公開提供了一種用於進行半導體製程的反應腔室，包括環繞設置在反應腔室內側的遮蔽件1、用於承載晶圓4且能夠升降的承載裝置3和用於在承載裝置3位於製程位置時將晶圓4固定在承載裝置3上的機械壓環。承載裝置3在上述製程位置可以對置於其上的晶圓4進行半導體製程。
該機械壓環包括壓環內環5和壓環外環2；其中，壓環外環2環繞設置於遮蔽件1內側，且在承載裝置3低於上述製程位置時，壓環外環2由遮蔽件1支撐。
壓環內環5包括內環主體52和與該內環主體52連接，且位於內環主體52的外周的搭接部51，其中，在承載裝置3低於上述製程位置時，搭接部51疊置於壓環外環2上；在承載裝置3上升至上述製程位置的過程中承載裝置3能夠上升以將壓環內環5頂起，帶動搭接部51脫離壓環外環2，以使壓環內環5壓在晶圓4上表面的邊緣區域上。
在本實施例中，壓環外環2的內周邊緣的上表面設有沿其周向環繞的第一環形槽21，搭接部51的邊緣遮蔽部分第一環形槽21。
壓環外環2的上表面設有沿其周向間隔分佈的多個凸起 22，用於通過搭接部51支撐壓環內環5。在承載裝置3自製程位置下降的過程中，壓環內環5通過搭接部51落於壓環外環2上，壓環外環2上的凸起22接觸貼合於壓環內環5的搭接部51的下表面。凸起22為柱體，凸起22在平行於壓環外環2的上表面的橫截面可以為圓形。
在實施例中，凸起22的數量為三個。
在本實施例中，壓環外環2的外周邊緣下表面設有第二環形槽23，遮蔽件1的一端固定於反應腔室的內壁，遮蔽件1的另一端具有與第二環形槽23開口方向相反的環形彎折部11，如圖5所示，該環形彎折部11包括自遮蔽件1的下端向遮蔽件1的內側延伸的第一子彎折部11a，和自第一子彎折部11a遠離遮蔽件1的一端向上彎折的第二子彎折部11b，其中，第二子彎折部11b位於上述第二環形槽23中，第二子彎折部11b遠離第一子彎折部11a的一端與第二環形槽23的槽底接觸，用於支撐壓環外環2；第一子彎折部11a與壓環外環2彼此相對的表面間隔設置；第二子彎折部11b間隔地位於第二環形槽23的外周壁和內周壁之間。這樣，壓環外環2與遮蔽件1通過第二環形槽23與環形彎折部相配合形成迷宮結構。
具體來說，第二環形槽23的開口朝下，而遮蔽件1、第一子彎折部11a與第二子彎折部11b共同構成截面為“U”形的環形槽結構，且該環形槽結構的開口朝上，該環形槽結構與上述第二環形槽23相互插接以形成迷宮結構。第二環形槽23由於自重與第二子彎折部11b的頂端接觸貼合，以防止等離子體落到反應腔室底部。
壓環外環2的內周壁上設有沿壓環外環2的周向間隔設置的多個缺口24，內環主體52的外周壁上設有沿壓環外環2的周向間隔設置的多個凸台53，缺口24的數量與凸台53的數量相同，且各缺口24一一對應 地與各凸台53相配合。使用時，在承載裝置自製程位置下降的過程中，壓環內環5通過搭接部51落於壓環外環2上，同時各凸台53沿下落方向落入對應的缺口24內。缺口24與凸台53的配合使得兩者具有定位關係，約束壓環內環5只能夠上下運動，防止壓環內環5相對於壓環外環2旋轉。缺口24的形狀為半圓形，凸台53具有與缺口相匹配的形狀。需要說明的是，在實際應用中，也可以將缺口24設置於內環主體52的外周壁，並將凸台53設置於壓環外環2的內周壁。
在實際應用中，缺口24與凸台53的配合方式例如為卡接或者插接等等。
在本實施例中，缺口24和凸台53的數量均為三個。
在本實施例中，如圖8所示，承載裝置3的外周設有環形凸緣31，環形凸緣31的外周設有環形的第一斜面311，該第一斜面311的直徑由上而下遞增；壓環外環2的下表面設有與壓環外環2同心的基座孔25，基座孔25的孔壁包括第二斜面251，該第二斜面251的直徑由上而下遞增，承載裝置3在上升過程中能夠進入基座孔25內，且上述第二斜面251能夠與第一斜面311相貼合。在承載裝置3上升的過程中，通過使第一斜面311沿第二斜面251貼合滑動，可以使承載裝置3在上升至製程位置時能夠與壓環外環2同心。
在一些可選的實施例中，如圖7所示，基座孔25的孔壁還包括環形的豎直面252，其位於上述第二斜面251的下方，且豎直面252的直徑等於上述第二斜面251的最大直徑。
基座孔25的孔底設有沿其周向間隔分佈的多個定位孔26，環形凸緣31上設置有多個與定位孔26一一對應的定位銷32，定位孔26用 於配合承載裝置3上的定位銷32。定位銷32的數量與定位孔26的數量相同，且在承載裝置3上升過程中，各定位銷32一一對應地移入各定位孔26中。需要說明的是，在實際應用中，定位孔26也可以設置於環形凸緣31上，定位銷32設置于基座孔25的孔底。
在本實施例中，定位孔26的數量為三個。
在本實施例中，承載裝置3包括圓盤形主體，上述環形凸緣31相對於該圓盤形主體的外周面凸出，即，環形凸緣31的外周面的直徑大於圓盤形主體的外周面的直徑。
在本實施例中，如圖8所示，承載裝置3的上表面設有環形的凸起部33，凸起部33的外周壁包括環形的第三斜面331；第三斜面331的直徑由上而下遞增；壓環內環5的下表面設有第三環形槽54，第三環形槽54的外周壁包括環形的第四斜面541，第四斜面541的直徑由上而下遞增；在承載裝置3上升過程中，凸起部33移入第三環形槽54內，且第四斜面541能夠與第三斜面331相貼合。在承載裝置3上升過程中，通過使第三斜面331沿第四斜面541貼合滑動，可以使承載裝置3在上升至製程位置時能夠與壓環內環5同心。
壓環內環5的內環主體52的中心設有沿其軸向貫通內環主體的通孔，通孔的孔壁上設有沿其周向間隔設置的多個壓爪55，用於在承載裝置上升至製程位置時，壓在晶圓4上表面的邊緣區域上。可選的，多個壓爪55沿通孔的周向均布。
在本實施例中，壓爪55的數量為八個。
壓環內環5與壓環外環2的材質為鈦。
本公開涉及的用於進行半導體製程的反應腔室，在承載裝 置3低於製程位置(例如位於傳片位置)時，壓環外環2由遮蔽件1支撐，而壓環內環5的搭接部51疊置於壓環外環2上，且壓環外環2的凸起22接觸貼合於壓環內環5的搭接部51的下表面，在將待加工的晶圓4傳輸至承載裝置3上之後，使承載裝置3自傳片位置上升至製程位置對晶圓4進行半導體製程，在承載裝置3上升過程中，承載裝置3的外周的環形凸緣31托起壓環外環2，此時壓環內環5落在晶圓4上，使得晶圓4被壓環內環5壓住；當承載裝置3繼續帶著晶圓4上升至製程位置時，壓環內環5的內環主體被承載裝置3托起，並與壓環外環2的凸起22之間形成間隙Δ，此時，搭接部51與壓環外環2相分離，壓環內環5的重量完全壓在晶圓4上。
晶圓在進行製程時，受壓重量僅為壓環內環的重量，這與整個機械壓環的重量作用於晶圓相比，減少了四分之一左右的重量，晶圓被機械壓環壓碎的風險大大降低，壓環外環的材質及重量都不會影響晶圓，壓環內環的形狀容易設計，以保證合適的尺寸去壓晶圓。本公開涉及的用於進行半導體製程的反應腔室能夠適應薄片(厚度在100-500微米)需要被壓的場合，應用于半導體封裝PVD設備中，也可以應用於其他IC PVD設備中，並且能夠應用於8英寸腔室，12英寸腔室，8寸/12寸兼容的PVD腔室。
前述內容概括數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文仲介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解，此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神 及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。
1:遮蔽件
2:壓環外環
3:承載裝置
4:晶圓
5:壓環內環

Claims (10)

  1. 一種用於進行半導體製程的反應腔室，包括環繞設置在該反應腔室內壁內側的一遮蔽件、用於承載一晶圓且能夠升降的一承載裝置，還包括：用於在該承載裝置位於一製程位置時將該晶圓固定在該承載裝置上的一機械壓環，該機械壓環包括一壓環內環和一壓環外環；其中， 該壓環外環環繞設置於該遮蔽件內側，且在該承載裝置低於該製程位置時，該壓環外環由該遮蔽件支撐； 該壓環內環包括一內環主體和與該內環主體連接，且位於該內環主體的外周的一搭接部，其中，在該承載裝置低於該製程位置時，該搭接部疊置於該壓環外環上；在該承載裝置上升至該製程位置時，該搭接部與該壓環外環相分離，且該內環主體壓在該晶圓上表面的邊緣區域上。
  2. 如請求項1所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該壓環外環內周邊緣的上表面設有沿其周向環繞的一第一環形槽，該搭接部的邊緣遮蔽部分該第一環形槽。
  3. 如請求項1或2所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該壓環外環的上表面設有沿其周向間隔分佈的多個凸起，用於支撐該搭接部。
  4. 如請求項1所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該壓環外環的外周邊緣下表面設有一第二環形槽，該遮蔽件的一端固定於該反應腔室的內壁，該遮蔽件的另一端具有與該第二環形槽開口方向相反的一環形彎折部，該環形彎折部包括自該遮蔽件的下端向該遮蔽件的內側延伸的一第一子彎折部，和自該第一子彎折部遠離該遮蔽件的一端向上彎折的一第二子彎折部，其中， 該第二子彎折部位於該第二環形槽中，且該第二子彎折部遠離該第一子彎折部的一端與該第二環形槽的槽底接觸，用於支撐該壓環外環； 該第一子彎折部與該壓環外環彼此相對的表面間隔設置；該第二子彎折部間隔地位於該第二環形槽的外周壁和內周壁之間。
  5. 如請求項1所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該壓環外環的內周壁和該內環主體的外周壁中的一者上設有沿該壓環外環的周向間隔設置的多個缺口，該壓環外環的內周壁和該內環主體的外周壁中的另一者上設有沿該壓環外環的周向間隔設置的多個凸台，該缺口的數量與該凸台的數量相同，且各該缺口一一對應地與各該凸台相配合。
  6. 如請求項5所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該缺口的形狀包括弧形、半圓形或矩形中的任意一種或組合；該凸台具有與對應該缺口相匹配的形狀。
  7. 如請求項1所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該承載裝置的外周設有一環形凸緣，該環形凸緣的外周設有環形的一第一斜面，該第一斜面的直徑由上而下遞增； 該壓環外環的下表面設有與該壓環外環同心的一基座孔，該基座孔的孔壁包括一第二斜面，該第二斜面的直徑由上而下遞增，該承載裝置在上升過程中能夠進入該基座孔內，且該第二斜面能夠與該第一斜面相貼合。
  8. 如請求項7所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該基座孔的孔底和該環形凸緣中的一者設有沿其周向間隔分佈的多個定位孔，該基座孔的孔底和該環形凸緣中的另一者設有沿其周向間隔分佈的多個定位銷，該定位銷的數量與該定位孔的數量相同，且在該承載裝置上升過程中，各該定位銷一一對應地移入各該定位孔中。
  9. 如請求項1所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該承載裝置的上表面設有環形的一凸起部，該凸起部的外周壁包括環形的一第三斜面，該第三斜面的直徑由上而下遞增；該壓環內環的下表面設有一第三環形槽，該第三環形槽的外周壁包括環形的一第四斜面，該第四斜面的直徑由上而下遞增； 在該承載裝置上升過程中，該凸起部移入該第三環形槽內，且該第四斜面能夠與該第三斜面相貼合。
  10. 如請求項1所述的用於進行半導體製程的反應腔室，其中該內環主體的中心設有沿其軸向貫通該內環主體的一通孔，該通孔的孔壁上設有沿其周向間隔設置的多個壓爪，用於在該承載裝置上升至該製程位置時，壓在該晶圓上表面的邊緣區域上。
TW111203430U 2021-04-09 2022-04-06 用於進行半導體製程的反應腔室 TWM631800U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202120725243.7U CN214753696U (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种用于进行半导体工艺的反应腔室
CN202120725243.7 2021-04-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TWM631800U true TWM631800U (zh) 2022-09-11

Family

ID=78601825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111203430U TWM631800U (zh) 2021-04-09 2022-04-06 用於進行半導體製程的反應腔室

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN214753696U (zh)
TW (1) TWM631800U (zh)
WO (1) WO2022213969A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN214753696U (zh) * 2021-04-09 2021-11-16 北京北方华创微电子装备有限公司 一种用于进行半导体工艺的反应腔室
US20230307211A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 Applied Materials, Inc. Process Chamber And Process Kits For Advanced Packaging

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4041256B2 (ja) * 1999-12-21 2008-01-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 基板チャック装置
CN108796466B (zh) * 2017-04-26 2020-06-19 北京北方华创微电子装备有限公司 一种机械卡盘及半导体加工设备
CN111508803B (zh) * 2020-04-23 2023-01-17 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺腔室、晶片边缘保护方法及半导体设备
CN214753696U (zh) * 2021-04-09 2021-11-16 北京北方华创微电子装备有限公司 一种用于进行半导体工艺的反应腔室

Also Published As

Publication number Publication date
CN214753696U (zh) 2021-11-16
WO2022213969A1 (zh) 2022-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWM631800U (zh) 用於進行半導體製程的反應腔室
TWI684227B (zh) 磁性的承載體至底板的封口
KR101937283B1 (ko) 지지 장치 및 플라즈마 공정 장치
TWI738901B (zh) 用於電漿處理系統中的載體板
EP1004688A1 (en) Substrate processing reactors
CN113322440B (zh) 半导体工艺设备及其工艺腔室
TWI762978B (zh) 用於多層之靜電吸盤之接地機構及相關之方法
TWI569363B (zh) A load device, a reaction chamber and a semiconductor processing device
JP6891295B2 (ja) シリコンウェーハ吸着装置、シリコンウェーハ搬送装置、シリコンウェーハ搬送システム、及び搬送方法
JP2018078284A5 (zh)
JP2017162987A (ja) 真空吸着部材および真空吸着方法
CN107452665A (zh) 基板保持装置
US9147558B2 (en) Finned shutter disk for a substrate process chamber
CN106783722A (zh) 承载装置及半导体加工设备
JP6496255B2 (ja) 基板保持装置
CN106531679A (zh) 承载装置及反应腔室
TW202305900A (zh) 半導體製程腔室
TWM566213U (zh) 用於物理氣相沉積鍍膜之晶圓遮蔽件
TWM647449U (zh) 用於物理氣相沉積的晶圓承載組件、套件及設備
CN216864307U (zh) 一种锁紧圈及物理气相沉积设备
US20190259635A1 (en) Process kit for processing reduced sized substrates
JP7178831B2 (ja) 基板保持部材
US20220336259A1 (en) Substrate support assembly and substrate processing apparatus
CN220579387U (zh) 一种托盘结构及其外延生长设备
CN220579388U (zh) 一种托盘结构及其外延生长设备

Legal Events

Date Code Title Description
GD4K Issue of patent certificate for granted utility model filed before june 30, 2004