CN113838793A - 用于晶圆自动旋转的装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本揭露涉及用于晶圆自动旋转的装置及设备。在本揭露的一实施例中，一种晶圆旋转装置包含：晶圆支撑架，其经配置以沿晶圆的外周界承托并固持所述晶圆；以及旋转单元，其经配置以承托并固持所述晶圆支撑架，所述旋转单元与所述晶圆支撑架在加工期间保持相对位置固定。

Description

用于晶圆自动旋转的装置及设备
技术领域
本揭露涉及半导体晶圆加工领域，尤其涉及半导体晶圆薄膜沉积及真空制造技术。
背景技术
半导体制程可包含沉积处理，例如化学气相沉积(CVD)和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)等，用以在晶圆或基材上形成各种薄膜以制备半导体装置，例如集成电路及半导体发光装置。通常使用加热盘对晶圆加热以促进沉积处理。
决定半导体器件性能的一个重要因素在于，沉积在晶圆上的薄膜均匀性。例如，均匀地沉积薄膜可使得晶圆表面的厚度变化达最小化。然而，膜均匀性可受到若干不利因素的影响，例如包括加热器温度、腔室几何形状、工艺气流非均匀性以及等离子体非均匀性等。这些因素均可能导致非均匀膜沉积在晶圆表面上，从而降低器件性能。特别地，在沉积过程中，晶圆受热不均匀可严重影响晶圆薄膜沉积的均匀性。
为此，发展出使晶圆在沉积过程中在加热盘的上方旋转以获得均匀受热的技术，从而提升薄膜的均匀性。然而，现有的腔内晶圆旋转机构通常结构件较为复杂，运动过程中涉及的零部件较多，导致运动过程中容易在密封腔室内产生过多的颗粒物，这些颗粒物可对晶圆的薄膜质量造成严重影响。
因此，有必要发展一种用于晶圆自动旋转的装置及设备，以解决上述问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种用于晶圆自动旋转的装置及设备，以在确保晶圆均匀受热的前提下有效减少不期望的颗粒物。
本申请的一实施例提供一种晶圆旋转装置，其包含：晶圆支撑架，其经配置以沿晶圆的外周界承托并固持所述晶圆；以及旋转单元，其经配置以承托并固持所述晶圆支撑架，所述旋转单元与所述晶圆支撑架在加工期间保持相对位置固定。
本申请的又一实施例提供一种晶圆加工设备，其包含：腔室；加热盘，其位于所述腔室内且经由连杆延伸至所述腔室的外部下方；旋转单元，其在所述腔室内，所述旋转单元围绕所述加热盘且连接至旋转单元支撑架并延伸至所述腔室的外部下方，所述旋转单元的顶部经由晶圆支撑架承托并固持晶圆；以及双套磁流体，其在所述腔室的外部下方固定连接至所述旋转单元支撑架且经由动力传递元件耦合至电机。
应了解，本揭露的广泛形式及其各自特征可以结合使用、可互换及/或独立使用，并且不用于限制参考单独的广泛形式。
附图说明
图1显示根据本揭露一实施例的晶圆自动旋转设备的剖面图。
图2A显示根据本揭露一实施例的晶圆支撑架的俯视图。
图2B显示根据图2A所示实施例的晶圆支撑架中包含凸点的突出部的局部放大图。
图2C显示根据图2A所示实施例的晶圆支撑架中不包含凸点的突出部的局部放大图。
具体实施方式
为更好地理解本揭露的精神，以下结合本揭露的部分优选实施例对其作进一步说明。
在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方”、“下方”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。
以下详细地讨论本揭露的各种实施方式。尽管讨论了具体的实施，但是应当理解，这些实施方式仅用于示出的目的。相关领域中的技术人员将认识到，在不偏离本揭露的精神和保护范围的情况下，可以使用其他部件和配置。
图1显示根据本揭露一实施例的晶圆自动旋转设备的剖面图。晶圆自动旋转设备100可包含加热盘101、连杆101'、腔室103、晶圆支撑架104、旋转单元105、双套磁流体106、旋转单元支撑架107、动力传递元件108以及电机110。
如图1所示，加热盘101位于腔室103内部。根据本揭露的部分实施例，所述腔室103可为真空腔室。加热盘101可连接至连杆101'(或称为加热盘连杆)并延伸至腔室103的外部下方。作为一实施例，连杆101'可经由腔室103的下部开口延伸至腔室103的外部下方。可进一步在连杆101'中设置加热电路(未示出)并使之与加热盘101相连接，以对加热盘101的温度进行调整或控制。作为一实施例，腔室103可进一步包含腔室上盖。
旋转单元105围绕加热盘101。旋转单元105设置在腔室103内部，且连接至旋转单元支撑架107并延伸至腔室103的外部下方。作为一实施例，旋转单元支撑架107可经由腔室103的同一下部开口延伸至腔室103的外部下方。在一实施例中，从晶圆自动旋转设备100的上方或顶部俯瞰，加热盘101可大体上呈圆盘状，旋转单元105可大体上呈圆环状，且旋转单元105的直径大于加热盘101的直径。相应地，与旋转单元105相连的旋转单元支撑架107的直径大于与加热盘101相连的连杆101'的直径，使得旋转单元支撑架107围绕连杆101'设置并与连杆101'分离。旋转单元105与旋转单元支撑架107的连接为固定连接(例如啮合)，从而使得旋转单元105与旋转单元支撑架107二者在加工期间不存在相对位移。
晶圆支撑架104可架设在旋转单元105的顶部，从而与旋转单元105固定连接(例如啮合)，使得旋转单元105与晶圆支撑架104在加工期间保持相对位置固定。晶圆支撑架104可经配置以承托并固持晶圆102。当晶圆102由晶圆支撑架104承托并固持时，其位于加热盘101上方并与加热盘101的上表面大体平行。在一实施例中，可利用机械臂(未示出)将晶圆102通过腔室103的侧壁开口传递至腔室103内部并将晶圆102安置在晶圆支撑架104上，以便待加工的晶圆102在腔室103中经受例如(但不限于)晶圆薄膜沉积等半导体晶圆加工工艺。应可理解，在沉积工艺完成后，机械臂可通过腔室103的侧壁开口进入腔室103拾取经加工的晶圆102，并通过侧壁开口将经加工的晶圆102从腔室103中取出。
仍参见图1，腔室103的外部下方包含双套磁流体106，双套磁流体106固定连接(例如啮合)至旋转单元支撑架107，并可使腔室103达到高真空状态。由于旋转单元105与晶圆支撑架104之间为固定连接，且旋转单元支撑架107和旋转单元105之间也为固定连接，因此，当双套磁流体106固定连接至旋转单元支撑架107时，双套磁流体106也间接地固定连接至旋转单元105和晶圆支撑架104。在一实施例中，在晶圆加工期间，可通过旋转或转动双套磁流体106来带动旋转单元支撑架107、旋转单元105、晶圆支撑架104以及晶圆102共同旋转或转动。在另一实施例中，晶圆支撑架104可进一步包含与晶圆102的下方凹口(Notch)相匹配的凸点，当凸点嵌入凹口与之啮合或匹配时，晶圆支撑架104可在加工期间更为稳固地承托并固持晶圆102，从而防止晶圆102在旋转过程中发生移动。
作为一实施例，双套磁流体106可包含内圈与外圈，内圈设置在连杆101'与旋转单元支撑架107之间，外圈设置在旋转单元支撑架107之外并可与内圈同步转动。在一实施例中，双套磁流体106经由动力传递元件108耦合至电机110。动力传递元件108可位于双套磁流体106下端，且可包含齿轮、同步带轮或任何适于传递动力的装置或结构。在一实施例中，电机110可进一步包含减速机109且经由该减速机109与动力传递元件108耦合。在另一实施例中，晶圆自动旋转设备100可进一步包含连接制动器111以制动双套磁流体106。
图2A显示根据本揭露一实施例的晶圆支撑架的俯视图。晶圆支撑架200例如可以用作图1所示的晶圆支撑架104。从晶圆自动旋转设备的上方或顶部俯瞰，晶圆支撑架200可包含环状主体201和突出部202、203、204，其中突出部202、203、204自环状主体201的上方向着环状主体201的圆心方向延伸(也可称作向心延伸)，以在加工期间承托并固持晶圆205(晶圆205如虚线所示并可从晶圆支撑架200上移除)。在一实施例中，突出部202、203、204中的一或多者可包含一或多个凸点或凸点结构，详细描述如下。然而，应可理解，突出部的数目并不限于如图2A所示的三个(即突出部202、203、204)，而是可以为任意数目个，只要突出部足以承托并固持晶圆205即可。作为一实施例，晶圆支撑架200的突出部可包含与环状主体201同心的环状或准环状结构，此时，该环状或准环状突出部也可被视为单独的一个突出部。
图2B显示根据图2A所示实施例的晶圆支撑架200中包含凸点的突出部的局部放大图。例如(但不限于)，位于晶圆支撑架200的环状主体201上的突出部202包含凸点210，该凸点210位于突出部202与晶圆发生接触的端部，且可嵌入或者卡住晶圆205下方的凹口，从而防止晶圆205在旋转过程中发生移动。由于晶圆下方通常包含至少一个凹口，其在晶圆加工期间往往闲置不用，因此，图2B所示的实施例仅需增加与上述凹口相匹配的凸点210，即可将此闲置凹口加以有效利用，用以防止晶圆在旋转过程中发生移动，且无需显著地增加改造成本。
作为一实施例，可利用凸点210在加工初始阶段辅助晶圆定位。例如(但不限于)，当传送晶圆时，如图1所示的加热盘101可进一步下降至下限位，传送***的机械臂可将晶圆205传送至腔室103内并将晶圆205放置在晶圆支撑架104上，同时使用晶圆支撑架104上的凸点210进行晶圆定位，一旦凸点210嵌入晶圆下方的凹口，即可完成晶圆定位，从而大大简化了传送逻辑，且能够防止晶圆205在后续加工过程中因高速旋转而发生移动。
图2C显示根据图2A所示实施例的晶圆支撑架200中不包含凸点的突出部的局部放大图。例如(但不限于)，位于晶圆支撑架200的环状主体201上的突出部203(或图2A中示出的突出部204)在其端部可不包含凸点或凸点结构。在一实施例中，图2C所示的突出部203可进一步包含斜坡220，该斜坡220可保证晶圆205的对中性，从而更好地防止晶圆205在旋转运动过程发生移动。应可理解，图2C所示的斜坡220也可应用于图2B所示的突出部202与晶圆205发生接触的的端部。
本揭露各个实施例所提供的用于晶圆自动旋转的装置及设备结构简单，可实现在晶圆旋转加工过程中产生较少的颗粒物，并可广泛应用于例如PECVD、原子层沉积(AtomicLayer Deposition,ALD)以及3D真空设备等领域。
此外，本揭露各个实施例所提供的用于晶圆自动旋转的装置及设备通过使晶圆在加热盘上方旋转而使其受热均匀，这不仅改善了薄膜的成膜质量，而且改善了沉积速率。并且，本揭露通过双套磁流体实现了旋转单元的底部高真空密封，并通过利用齿轮或同步带等动力传递元件带动旋转单元旋转实现了高精度控制。
本揭露的技术内容及技术特点已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本揭露的范例。熟悉本领域的技术人员仍可能基于本揭露的教示及揭示而作种种不背离本揭露精神的替换及修饰。因此，本揭露已公开的实施例并未限制本揭露的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本揭露的范围内。

Claims (18)

1.一种晶圆旋转装置，其包含：
晶圆支撑架，其经配置以沿晶圆的外周界承托并固持所述晶圆；以及
旋转单元，其经配置以承托并固持所述晶圆支撑架，所述旋转单元与所述晶圆支撑架在加工期间保持相对位置固定。
2.根据权利要求1所述的晶圆旋转装置，所述晶圆支撑架包含环状主体和突出部，所述突出部自所述环状主体的上方向心延伸以承托并固持所述晶圆。
3.根据权利要求2所述的晶圆旋转装置，其中所述突出部包含与所述晶圆的下方凹口相匹配的凸点。
4.根据权利要求2或3所述的晶圆旋转装置，其中所述突出部包含多个凸起元件。
5.根据权利要求2或3所述的晶圆旋转装置，其中所述突出部包含与所述环状主体同心的环状结构。
6.根据权利要求2或3所述的晶圆旋转装置，其中所述晶圆支撑架包含陶瓷材料。
7.根据权利要求2或3所述的晶圆旋转装置，其中所述突出部的内边缘包含斜坡。
8.一种晶圆加工设备，其包含：
腔室；
加热盘，其位于所述腔室内且经由连杆延伸至所述腔室的外部下方；
旋转单元，其在所述腔室内，所述旋转单元围绕所述加热盘且连接至旋转单元支撑架并延伸至所述腔室的外部下方，所述旋转单元的顶部经由晶圆支撑架承托并固持晶圆；以及
双套磁流体，其在所述腔室的外部下方固定连接至所述旋转单元支撑架且经由动力传递元件耦合至电机。
9.根据权利要求8所述的晶圆加工设备，其中所述动力传递元件位于所述双套磁流体下端。
10.根据权利要求8或9所述的晶圆加工设备，其中所述动力传递元件包含齿轮。
11.根据权利要求8或9所述的晶圆加工设备，其中所述动力传递元件包含同步带轮。
12.根据权利要求8所述的晶圆加工设备，所述双套磁流体包含内圈与外圈，所述内圈与所述外圈经配置以同步转动。
13.根据权利要求8所述的晶圆加工设备，其中所述电机包含减速机且经由所述减速机与所述动力传递元件耦合。
14.根据权利要求8所述的晶圆加工设备，其进一步包含连接制动器，所述连接制动器经配置以制动所述双套磁流体。
15.根据权利要求8所述的晶圆加工设备，其中所述腔室包含真空腔室上盖。
16.根据权利要求8所述的晶圆加工设备，其中所述旋转单元与所述晶圆支撑架在加工期间保持相对位置固定。
17.根据权利要求16所述的晶圆加工设备，其中所述晶圆支撑架包含与所述晶圆的下方凹口相匹配的凸点。
18.根据权利要求8所述的晶圆加工设备，其中所述腔室为真空腔室。
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JP4205294B2 (ja) * 2000-08-01 2009-01-07 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理装置及び方法
US6913651B2 (en) * 2002-03-22 2005-07-05 Blue29, Llc Apparatus and method for electroless deposition of materials on semiconductor substrates
CN104302807B (zh) * 2012-05-18 2017-04-05 维易科精密仪器国际贸易(上海)有限公司 用于化学气相沉积的具有铁磁流体密封件的转盘反应器
JP6250924B2 (ja) * 2012-10-02 2017-12-20 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置および研磨装置
KR101953432B1 (ko) * 2012-12-26 2019-02-28 캐논 아네르바 가부시키가이샤 기판 처리 장치

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