预真空锁腔室的晶圆加载手指制造技术

本发明专利技术公开了一种预真空锁腔室的晶圆加载手指，主体结构由陶瓷材质组成。在主体结构的前端部上设置有晶圆点接触部。晶圆点接触部的顶部表面凸出于主体结构的顶部表面之上，使晶圆和晶圆加载手指呈点接触，以减少晶圆的接触面积。晶圆点接触部的组成材料为硬度小于陶瓷材质的软材质，以减少晶圆震动。晶圆点接触部为可拆卸式设置在主体结构上，以方便对晶圆点接触部进行清洗和更换。本发明专利技术能减少或消除由手指和晶圆之间摩擦所产生的颗粒缺陷的数量，能提高工艺稳定性和工艺窗口，能延长腔体维护周期和提高设备的正常运行时间。

Wafer loaded fingers in a pre vacuum lock chamber

【技术实现步骤摘要】
预真空锁腔室的晶圆加载手指
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造设备，特别是涉及一种预真空锁腔室的晶圆加载手指(finger)。
技术介绍
由中微半导体设备(上海)有限公司(AMEC)提供的AMECDRIE机台是一种等离子体刻蚀机，AMECDRIE机台的单台设备拥有4个反应腔和2个预真空锁腔室(loadlockchamber)，该设计确保了更高产能，是晶圆(wafer)加工中重要的刻蚀机台。预真空锁腔室用于将晶圆从大气状态下传入，并之后进行封闭并抽真空。之后在将晶圆传送到反应腔中进行工艺步骤；反之，晶圆在反应腔中完成工艺步骤之后，需要穿回到预真空锁腔室中，之后对预真空锁腔室破真空，将晶圆在大气状态下传回到晶圆传输盒如FOUP中。所以，预真空锁腔室实现的晶圆传输中从大气到真空或从真空到大气之间的过渡。在晶圆传输过程中，预真空锁腔室中会采用晶圆加载手指来放置晶圆。如图1所示，是现有预真空锁腔室的晶圆加载手指的俯视图；现有预真空锁腔室的晶圆加载手指包括由陶瓷材质组成的主体结构101，所述主体结构101的前端部和根部之间为晶圆的承载区域，可以看出，所述晶圆会和所述主体结构101进行全面接触，具有较大的接触面积。所述晶圆加载手指还包括安装部102，所述安装部102由陶瓷材质组成，所述主体结构101一体成型设置在所述安装部102上。所述安装部102上设置有两个安装孔104，所述安装部102通过穿过所述安装孔104的螺丝安装在预真空锁腔室中。同一所述预真空锁腔室安装有多个所述晶圆加载手指。各所述晶圆加载手指的各所述安装部102的安装孔104对齐，且各所述安装部102之间具有间隔部，所述间隔部中也具有和所述安装孔104对齐的螺孔，螺丝同时穿过各所述安装孔104以及所述间隔部的螺孔并将各所述晶圆加载手指都固定在所述预真空锁腔室中。通常，各所述晶圆加载手指固定在所述预真空锁腔室的底部表面上，也即各所述晶圆加载手指会垂直叠加在所述预真空锁腔室的底部表面上。现有技术中，晶圆加载手指的材质通常为陶瓷材质，抛光后的陶瓷表面会直接和晶圆的背面接触。随着晶圆加工向更高的技术节点迈进，刻蚀工艺对缺陷颗粒(particle)的控制越来越严格，例如缺陷颗粒对应的大小从0.16微米降低到0.06微米。在AMECDRIE平台中由于loadlock为传送路径中连接真空和大气的重要部分，finger为承载wafer的部件，现有技术中的finger为陶瓷结构直接接触wafer晶背，这种结构具有如下两个缺点：1、wafer和陶瓷直接接触，传送过程中轻微的摩擦会引起particle，造成晶圆制品的表面缺陷。2、陶瓷表面和wafer的摩擦会使接触表面变黑，有particle隐患且难于清理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种预真空锁腔室的晶圆加载手指，能减少或消除由手指和晶圆之间摩擦所产生的颗粒缺陷的数量，能提高工艺稳定性和工艺窗口，能延长腔体维护周期和提高设备的正常运行时间(uptime)。为解决上述技术问题，本专利技术提供的预真空锁腔室的晶圆加载手指的主体结构由陶瓷材质组成。所述主体结构的前端部和根部之间为晶圆的承载区域，在所述主体结构的前端部上设置有晶圆点接触部。所述晶圆点接触部的顶部表面凸出于所述主体结构的顶部表面之上，使所述晶圆和所述晶圆加载手指呈点接触，以减少所述晶圆的接触面积。所述晶圆点接触部的组成材料为硬度小于陶瓷材质的软材质，以减少所述晶圆震动。所述晶圆点接触部为可拆卸式设置在所述主体结构上，以方便对所述晶圆点接触部进行清洗和更换。进一步的改进是，在俯视面上，所述主体结构呈矩形或扇形。进一步的改进是，所述晶圆点接触部卡置在形成于所述主体结构的前端部的通孔中。进一步的改进是，所述晶圆点接触部通过过盈配合嵌入到所述通孔中。进一步的改进是，所述通孔包括穿过所述主体结构的整个厚度的圆柱形孔以及位于所述所述圆柱形孔外周的槽。所述槽和所述圆柱形孔连通且所述槽的深度小于所述圆柱形孔的深度，所述槽和所圆柱形孔连通位置处呈台阶结构，所述槽从所述台阶结构处向所述圆柱形孔的外侧延伸。所述晶圆点接触部具有和所述圆柱形孔相对应的圆柱形部以及和所述槽相对应的条状部，所述圆柱形部卡置在所述圆柱形孔中同时所述条状部卡置在对应的所述槽中。进一步的改进是，所述晶圆点接触部的突出于所述主体结构的顶部表面之上的突出部分的剖面结构呈梯形。进一步的改进是，所述晶圆点接触部的所述圆柱形部的直径为3.1±0.1mm，所述晶圆点接触部的突出部分的顶部表面的直径为2±0.1mm，所述主体结构的厚度为2.6mm，所述晶圆点接触部的厚度为3±0.1mm，所述晶圆点接触部的突出部分的剖面结构的梯形的顶角为165度。进一步的改进是，所述晶圆加载手指还包括安装部，所述安装部由陶瓷材质组成，所述主体结构一体成型设置在所述安装部上。进一步的改进是，所述安装部上设置有两个安装孔，所述安装部通过穿过所述安装孔的螺丝安装在预真空锁腔室中。进一步的改进是，同一所述预真空锁腔室安装有多个所述晶圆加载手指。进一步的改进是，各所述晶圆加载手指的各所述安装部的安装孔对齐，且各所述安装部之间具有间隔部，所述间隔部中也具有和所述安装孔对齐的螺孔，螺丝同时穿过各所述安装孔以及所述间隔部的螺孔并将各所述晶圆加载手指都固定在所述预真空锁腔室中。进一步的改进是，各所述晶圆加载手指固定在所述预真空锁腔室的底部表面上。进一步的改进是，所述预真空锁腔室为等离子刻蚀机的预真空锁腔室。进一步的改进是，一台所述等离子刻蚀机包括两个所述预真空锁腔室，一个所述预真空锁腔室包括4个所述晶圆加载手指。进一步的改进是，所述晶圆点接触部的组成材料为Vespel树脂。本专利技术在晶圆加载手指的主体结构上增加了晶圆点接触部，相对于现有技术中晶圆和手指之间为大面积接触的结构，晶圆点接触部能减少晶圆和手指接触的面积，从而减少或消除由手指和晶圆之间摩擦所产生的颗粒缺陷的数量。另外，本专利技术的晶圆点接触部的材料设置能独立于主体结构的材料设置，故本专利技术的晶圆点接触部的材料能设置为比陶瓷材质更软的软材质如Vespel树脂，由于晶圆点接触部是直接和晶圆接触且更软，故能减少晶圆震动，这样能进一步减少或消除由手指和晶圆之间摩擦所产生的颗粒缺陷的数量。另外，和现有技术中手指上在和晶圆的接触表面容易变黑且容易产生颗粒缺陷和不易清洗相比，本专利技术的晶圆点接触部为可拆卸式设置在主体结构上，故晶圆点接触部能很方便的从主体结构上取下，这样能方便对晶圆点接触部进行清洗或更换，这样也同时能消除在手指和晶圆的接触位置处形成颗粒缺陷的隐患。总之，本专利技术能减少或消除由手指和晶圆之间摩擦所产生的颗粒缺陷的数量，能提高工艺稳定性，能增加工艺选择方案和工艺配方(recipe)窗口，能延长腔体维护周期和提高设备的uptime。附图说明下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：晶圆加载手指的主体结构由陶瓷材质组成，/n所述主体结构的前端部和根部之间为晶圆的承载区域，在所述主体结构的前端部上设置有晶圆点接触部；/n所述晶圆点接触部的顶部表面凸出于所述主体结构的顶部表面之上，使所述晶圆和所述晶圆加载手指呈点接触，以减少所述晶圆的接触面积；/n所述晶圆点接触部的组成材料为硬度小于陶瓷材质的软材质，以减少所述晶圆震动；/n所述晶圆点接触部为可拆卸式设置在所述主体结构上，以方便对所述晶圆点接触部进行清洗和更换。/n

【技术特征摘要】
1.一种预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：晶圆加载手指的主体结构由陶瓷材质组成，
所述主体结构的前端部和根部之间为晶圆的承载区域，在所述主体结构的前端部上设置有晶圆点接触部；
所述晶圆点接触部的顶部表面凸出于所述主体结构的顶部表面之上，使所述晶圆和所述晶圆加载手指呈点接触，以减少所述晶圆的接触面积；
所述晶圆点接触部的组成材料为硬度小于陶瓷材质的软材质，以减少所述晶圆震动；
所述晶圆点接触部为可拆卸式设置在所述主体结构上，以方便对所述晶圆点接触部进行清洗和更换。


2.如权利要求1所述的预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：在俯视面上，所述主体结构呈矩形或扇形。


3.如权利要求2所述的预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：所述晶圆点接触部卡置在形成于所述主体结构的前端部的通孔中。


4.如权利要求3所述的预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：所述晶圆点接触部通过过盈配合嵌入到所述通孔中。


5.如权利要求4所述的预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：所述通孔包括穿过所述主体结构的整个厚度的圆柱形孔以及位于所述所述圆柱形孔外周的槽；
所述槽和所述圆柱形孔连通且所述槽的深度小于所述圆柱形孔的深度，所述槽和所圆柱形孔连通位置处呈台阶结构，所述槽从所述台阶结构处向所述圆柱形孔的外侧延伸；
所述晶圆点接触部具有和所述圆柱形孔相对应的圆柱形部以及和所述槽相对应的条状部，所述圆柱形部卡置在所述圆柱形孔中同时所述条状部卡置在对应的所述槽中。


6.如权利要求5所述的预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：所述晶圆点接触部的突出于所述主体结构的顶部表面之上的突出部分的剖面结构呈梯形。


7.如权利要求6所述的预真空锁腔室的晶圆加载手指，其特征在于：所述晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海平，邓必文，张钱，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31