專利名稱：硅片轉(zhuǎn)移裝置、轉(zhuǎn)移托環(huán)、半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種在工藝反應(yīng)腔中用于快速轉(zhuǎn)移硅片并能夠保證硅片水平擱置的硅片轉(zhuǎn)移裝置、用于快速轉(zhuǎn)移硅片的轉(zhuǎn)移托環(huán)，及應(yīng)用上述裝置的半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于Al具有導(dǎo)電性好、易于濺射淀積、易干法刻蝕、工藝成本低等優(yōu)點(diǎn)，迄今為止，鋁和鋁合金仍是VLSI (Very Large Scale htegration，超大規(guī)模集成電路)芯片中用得最廣的互連和載流層導(dǎo)體。Al的干法刻蝕是VLSI芯片制造的關(guān)鍵工藝之一。Al的干法刻蝕通常采用HDP (高密度等離子體刻蝕)模式，采用氯基氣體來刻蝕，其中氯基氣體可以為氯氣(Cl2)和其它氯基氣體的混合物，如BCl3或014。對Al以及別的金屬刻蝕完后，完全控制對金屬的侵蝕對于器件性能是很重要的，任何刻蝕工藝中殘留的侵蝕性生成物都必須很快中和或從硅片表面去除。對于Al刻蝕而言，主要的腐蝕性生成物是AlCl3，這些生成物與水反應(yīng)會生成強(qiáng)腐蝕性的HC1，它們會腐蝕Al。在刻蝕工藝中控制水蒸氣和氧的含量很關(guān)鍵。所以，可以采用單片刻蝕機(jī)進(jìn)行刻蝕，單片刻蝕機(jī)有一個(gè)真空鎖把大氣污染物和潮氣隔離在刻蝕腔室之外。保證Al刻蝕后不被腐蝕的另一措施是采用去膠工藝去膠的過程中把腐蝕性化合物去除，從而減少它們侵蝕Al的可能性。刻蝕工藝和去膠工藝之間，將硅片暴露在潮氣中的時(shí)間必須要減至最小，所以，金屬刻蝕可以采用專門的金屬刻蝕機(jī)進(jìn)行，其中金屬刻蝕機(jī)在刻蝕腔室中集成了去膠腔室。在這其中，硅片在刻蝕腔室與去膠腔室中的轉(zhuǎn)移裝置的靈活性，以及在反應(yīng)腔室特殊的反應(yīng)環(huán)境內(nèi)依然能夠保持不變形的性質(zhì)就很重要，這兩者保證反應(yīng)的硅片盡快的從刻蝕腔室轉(zhuǎn)移到去膠腔室，以及保證了硅片在反應(yīng)過程中放置情況的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供金屬刻蝕機(jī)中在Al刻蝕后進(jìn)行的去膠工藝時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)硅片快速轉(zhuǎn)移的硅片轉(zhuǎn)移裝置，并且所述硅片轉(zhuǎn)移裝置能夠忍受住工藝反應(yīng)環(huán)境，且不變形，從而保證硅片水平放置的穩(wěn)定性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種硅片轉(zhuǎn)移裝置，包括圓形基座，所述圓形基座包括第一基盤和第二基盤，所述第一基盤比第二基盤小，且以圓心重合的方式重疊于第二基盤上，所述第一基盤的邊緣處設(shè)置有向外開口的卡槽；轉(zhuǎn)移托環(huán)，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)，及自環(huán)狀結(jié)構(gòu)向內(nèi)延伸、并與所述卡槽相對應(yīng)的至少兩個(gè)支撐柱；轉(zhuǎn)移臂，所述轉(zhuǎn)移臂與所述轉(zhuǎn)移托環(huán)連接；其中，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的材質(zhì)為耐高溫石英、超強(qiáng)C-C復(fù)合材料中的一種，或者為陶瓷，所述陶瓷表面覆蓋有鈦、鎳合金中的任一種材料。
可選的，所述硅片轉(zhuǎn)移裝置包括所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的直徑大于所述第一基盤小于所
述第二基盤；所述支撐柱的高度小于所述卡槽的深度?？蛇x的，所述硅片轉(zhuǎn)移裝置包括所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)為三分之二的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其上等距設(shè)置有三個(gè)所述支撐柱，其中兩個(gè)支撐柱位于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的兩端；所述第一基盤的邊緣處等距設(shè)置有三個(gè)所述卡槽；所述轉(zhuǎn)移臂連接在相鄰兩個(gè)支撐柱之間。可選的，所述支撐柱的上表面設(shè)置有凸起，所述凸起的高度超出所述卡槽的深度?？蛇x的，所述轉(zhuǎn)移臂位于所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)外，所述圓形基座還包括位于第二基盤下方的底座基盤，所述底座基盤的邊緣處設(shè)置有與所述轉(zhuǎn)移臂對應(yīng)的缺口。本發(fā)明還提供一種硅片轉(zhuǎn)移托環(huán)，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)上設(shè)置有自環(huán)狀結(jié)構(gòu)向內(nèi)延伸的至少兩個(gè)支撐柱，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的材質(zhì)為耐高溫石英、超強(qiáng)C-C復(fù)合材料中的一種，或者為陶瓷，陶瓷表面覆蓋有鈦、鎳合金中的任一種材料?？蛇x的，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)為三分之二的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其上等距設(shè)置有三個(gè)所述支撐柱，其中兩個(gè)支撐柱位于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的兩端?？蛇x的，所述支撐柱的上表面設(shè)置有凸起?？蛇x的，另包括轉(zhuǎn)移臂，所述轉(zhuǎn)移臂位于所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)外。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備，上面任一項(xiàng)所述的硅片轉(zhuǎn)移裝置?？蛇x的，所述反應(yīng)設(shè)備為Al金屬刻蝕設(shè)備，包括刻蝕腔室與去膠腔室，所述硅片轉(zhuǎn)移裝置設(shè)置在所述去膠腔室。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)移托環(huán)能夠在Al去膠的工藝過程中，長期使用不變形，具有本發(fā)明的轉(zhuǎn)移托環(huán)的硅片轉(zhuǎn)移裝置、半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備也能夠長期穩(wěn)定的使用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的包含轉(zhuǎn)移托環(huán)的硅片轉(zhuǎn)移裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是硅片平放在圓形基盤上的剖面示意圖。圖3是轉(zhuǎn)移托環(huán)變形使得硅片不能平放在圓形基盤上的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種把接受金屬刻蝕反應(yīng)的硅片從刻蝕腔室轉(zhuǎn)移到去膠腔室的轉(zhuǎn)移裝置。這個(gè)轉(zhuǎn)移裝置不僅需要能平穩(wěn)、快速、靈活的把硅片從機(jī)械手臂上轉(zhuǎn)移到去膠腔室，還要滿足能夠忍受住腔室內(nèi)，尤其是去膠腔室內(nèi)特殊的環(huán)境，在長期使用過程中不會變形或被腐蝕。本發(fā)明的硅片轉(zhuǎn)移裝置主要構(gòu)造，包括一個(gè)轉(zhuǎn)移托環(huán)、圓形基座和轉(zhuǎn)移臂。轉(zhuǎn)移托環(huán)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其上具有至少兩個(gè)支撐柱。所述支撐柱在所述轉(zhuǎn)移托環(huán)上等距分布，每個(gè)支撐柱延伸方向朝向轉(zhuǎn)移托環(huán)的環(huán)心。圓形基座至少由兩個(gè)不同大小的圓盤狀的基盤重疊而成，分別為第一基盤和第二基盤，所述第一基盤和第二基盤圓心重合的貼合在一起。其中最表面的為第一基盤，其直徑小于轉(zhuǎn)移托環(huán)的直徑，且其邊緣設(shè)置有至少兩個(gè)卡槽，所述卡槽與所述支撐柱對應(yīng)。轉(zhuǎn)移托環(huán)可以套在第一基盤外，且轉(zhuǎn)移托環(huán)上的支撐柱適用于一一對應(yīng)的放在卡槽內(nèi)。轉(zhuǎn)移托環(huán)上的支撐柱的高度不超出卡槽露在第一基盤上表面來。第二基盤的直徑略大于所述轉(zhuǎn)移托環(huán)，當(dāng)轉(zhuǎn)移托環(huán)套在第一基盤外，且其上支撐柱放在卡槽內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)移托環(huán)正好平擱在第二基盤沒有被第一基盤覆蓋的部分上。所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的材質(zhì)為耐高溫、抗腐蝕、耐形變，尤其是忍受去膠腔室內(nèi)250°C左右的高溫，和氯離子腐蝕的環(huán)境。優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)為耐高溫石英、超強(qiáng)C-C復(fù)合材料中的一種制作而成，或者所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的材質(zhì)為陶瓷，表面涂/鍍有鈦、鎳合金中的任一種材料。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。下面結(jié)合圖1至圖3，來具體描述本實(shí)施例的硅片轉(zhuǎn)移裝置的結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式。如圖1中所示，本實(shí)施例的硅片轉(zhuǎn)移裝置包括一個(gè)硅片轉(zhuǎn)移托環(huán)1、圓形基座2和轉(zhuǎn)移臂3。轉(zhuǎn)移托環(huán)1為細(xì)而硬的三分之二環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其上具有三個(gè)支撐柱16。三個(gè)支撐柱16在所述轉(zhuǎn)移托環(huán)1上等距分布，其中兩個(gè)支撐柱16位于三分之二環(huán)狀結(jié)構(gòu)的兩端，每個(gè)支撐柱16延伸方向朝向轉(zhuǎn)移托環(huán)的環(huán)心。且每個(gè)支撐柱16上有凸起(未標(biāo)示)。兩個(gè)支撐柱16之間的環(huán)狀結(jié)構(gòu)部分延展出去一塊板狀結(jié)構(gòu)(未標(biāo)示)，其上設(shè)置有螺孔，使得轉(zhuǎn)移托環(huán)1能夠被安裝在轉(zhuǎn)移臂3上。轉(zhuǎn)移臂3為可以升降的機(jī)械臂，適用于帶著轉(zhuǎn)移托環(huán)1升降，其還具有適用于固定在腔室內(nèi)的基底31。比如升到腔室硅片進(jìn)入的口(未圖示)從另外的硅片支架上把硅片托到轉(zhuǎn)移托環(huán)1上。其中三分之二環(huán)狀結(jié)構(gòu)中的缺口適用于套過另外的硅片支架，位于要被托運(yùn)的硅片之下，讓支撐柱16頂?shù)焦杵撞浚?dāng)硅片平放在三個(gè)支撐柱16上時(shí)，支撐柱16上的凸起起著把硅片擋在中間，使之位置不偏移的作用。當(dāng)硅片被轉(zhuǎn)移托環(huán)1平穩(wěn)的托在支撐柱16之間后，轉(zhuǎn)移臂3用于帶著轉(zhuǎn)移托環(huán)1把硅片降到腔室內(nèi)來，擱在圓形基座2上。圓形基座2由三個(gè)不同大小的圓盤狀的基盤重疊而成，分別為第一基盤21和第二基盤22，以及底座基盤23，所述第一基盤21、第二基盤22和底座基盤23圓心重合的貼合在一起。其中最表面的為第一基盤21，其直徑小于轉(zhuǎn)移托環(huán)1的直徑，且其邊緣設(shè)置有三個(gè)卡槽211。轉(zhuǎn)移托環(huán)1可以套在第一基盤21外，且轉(zhuǎn)移托環(huán)1上的支撐柱16適用于一一對應(yīng)的放在卡槽211內(nèi)。轉(zhuǎn)移托環(huán)1上的支撐柱16的高度不超出卡槽211，因而不會暴露在第一基盤21上表面。第二基盤22的直徑略大于所述轉(zhuǎn)移托環(huán)1，當(dāng)轉(zhuǎn)移托環(huán)1套在第一基盤21外，且其上支撐柱16放在卡槽211內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)移托環(huán)1正好平擱在第二基盤22沒有被第一基盤21覆蓋的部分上。底座基盤23邊緣處設(shè)置有與所述轉(zhuǎn)移臂對應(yīng)的缺口 213，適應(yīng)于容納轉(zhuǎn)移臂3，使得轉(zhuǎn)移托環(huán)1與圓形基座2靠準(zhǔn)。當(dāng)硅片100平放在圓形基盤2上時(shí)，剖面示意圖如圖2所示。
尤其的，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)1的材質(zhì)為耐高溫、抗腐蝕、耐形變。因?yàn)槿ツz腔室內(nèi)在去膠時(shí)，腔室內(nèi)的溫度在250°C以上，并且為氯離子腐蝕的環(huán)境。如果是一般的不耐高溫也不耐氯離子腐蝕的材料做成轉(zhuǎn)移托環(huán)1，在不長時(shí)間的使用后，轉(zhuǎn)移托環(huán)1會發(fā)生扭曲變形，使得三個(gè)支撐柱16不能處于同一個(gè)水平面上，不能使硅片100被平穩(wěn)的擱置在其上。并且，嚴(yán)重的時(shí)候，還會發(fā)生如圖3所示的情況，有支撐柱16高于卡槽211，翹到第一基盤21表面上來，把硅片100也支得傾斜起來。這樣硅片100在整個(gè)去膠的工藝過程中，都是傾斜的，硅片100表面接受到腔室內(nèi)去膠反應(yīng)也是不均勻的，從而會導(dǎo)致去膠的不均勻，影響形成的器件的性能。故經(jīng)過發(fā)明人實(shí)驗(yàn)和研究，優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)1為耐高溫石英、超強(qiáng)C-C復(fù)合材料中的一種制作而成，或者所述轉(zhuǎn)移托環(huán)1的材質(zhì)為陶瓷，所述陶瓷表面涂/鍍有鈦、鎳合金中的任一種材料。石英是硅的氧化物之一，其化學(xué)組成為Si02。在半導(dǎo)體工藝過程中，石英制的坩堝，石英舟等都利用石英來制造，作為高溫反應(yīng)過程中的設(shè)備。但是石英和氟化氫容易發(fā)生反應(yīng)，在使用過程中，應(yīng)當(dāng)盡量避免讓石英進(jìn)入有氟化氫的工藝反應(yīng)中。而由于Al和氟基氣體會生成非揮發(fā)性的A1F3，故在本實(shí)施例的去膠腔室中不能使用氟化氫，故不會對石英產(chǎn)生腐蝕。而石英也能夠抵抗氯離子的腐蝕。所以本實(shí)施例采用耐高溫石英來制造轉(zhuǎn)移托環(huán)1是非常合適的。超強(qiáng)C-C復(fù)合材料是由碳纖維及其增強(qiáng)的碳基復(fù)合材料(碳?xì)只蛱疾?組成，其組成元素只有碳元素。其具有很多優(yōu)秀的性能，如密度低、低熱膨脹系數(shù)以及對熱沖擊不敏感等。特別是在高溫下，其強(qiáng)度隨著溫度的升高而升高。并且，其不會被氯離子反應(yīng)，其優(yōu)秀的性能也適用制作本實(shí)施例中的轉(zhuǎn)移托環(huán)1。本實(shí)施例也可以用陶瓷來制作環(huán)件1，由于陶瓷中不容易控制不被混入會被氯離子腐蝕的金屬元素，所以可以在陶瓷制作的環(huán)件1表面涂/鍍耐高溫和抗腐蝕的材料，優(yōu)選的，有鈦、鎳合金。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而并非用以此限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硅片轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，包括圓形基座，所述圓形基座包括第一基盤和第二基盤，所述第一基盤比第二基盤小，且以圓心重合的方式重疊于第二基盤上，所述第一基盤的邊緣處設(shè)置有向外開口的卡槽；轉(zhuǎn)移托環(huán)，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)，及自環(huán)狀結(jié)構(gòu)向內(nèi)延伸、并與所述卡槽相對應(yīng)的至少兩個(gè)支撐柱；轉(zhuǎn)移臂，所述轉(zhuǎn)移臂與所述轉(zhuǎn)移托環(huán)連接；其中，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的材質(zhì)為耐高溫石英、超強(qiáng)C-C復(fù)合材料中的一種，或者為陶瓷， 所述陶瓷表面覆蓋有鈦、鎳合金中的任一種材料。
2.如權(quán)利要求1所述的硅片轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，包括所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的直徑大于所述第一基盤小于所述第二基盤；所述支撐柱的高度小于所述卡槽的深度。
3.如權(quán)利要求2所述的硅片轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，包括所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)為三分之二的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其上等距設(shè)置有三個(gè)所述支撐柱，其中兩個(gè)支撐柱位于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的兩端；所述第一基盤的邊緣處等距設(shè)置有三個(gè)所述卡槽；所述轉(zhuǎn)移臂連接在相鄰兩個(gè)支撐柱之間。
4.如權(quán)利要求2到3中任一項(xiàng)所述的硅片轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述支撐柱的上表面設(shè)置有凸起，所述凸起的高度超出所述卡槽的深度。
5.如權(quán)利要求1所述的硅片轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移臂位于所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)外， 所述圓形基座還包括位于第二基盤下方的底座基盤，所述底座基盤的邊緣處設(shè)置有與所述轉(zhuǎn)移臂對應(yīng)的缺口。
6.一種硅片轉(zhuǎn)移托環(huán)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)上設(shè)置有自環(huán)狀結(jié)構(gòu)向內(nèi)延伸的至少兩個(gè)支撐柱，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的材質(zhì)為耐高溫石英、超強(qiáng)C-C 復(fù)合材料中的一種，或者為陶瓷，陶瓷表面覆蓋有鈦、鎳合金中的任一種材料。
7.如權(quán)利要求6所述的硅片轉(zhuǎn)移托環(huán)，其特征在于，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)為三分之二的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其上等距設(shè)置有三個(gè)所述支撐柱，其中兩個(gè)支撐柱位于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的兩端。
8.如權(quán)利要求6所述的硅片轉(zhuǎn)移托環(huán)，其特征在于，所述支撐柱的上表面設(shè)置有凸起。
9.如權(quán)利要求6所述的硅片轉(zhuǎn)移托環(huán)，其特征在于，另包括轉(zhuǎn)移臂，所述轉(zhuǎn)移臂位于所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)外。
10.一種半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的硅片轉(zhuǎn)移裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)設(shè)備為Al金屬刻蝕設(shè)備，包括刻蝕腔室與去膠腔室，所述硅片轉(zhuǎn)移裝置設(shè)置在所述去膠腔室。
全文摘要
一種硅片轉(zhuǎn)移裝置、轉(zhuǎn)移托環(huán)、半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備，其中硅片轉(zhuǎn)移裝置包括圓形基座，所述圓形基座包括第一基盤和第二基盤，所述第一基盤比第二基盤小，且以圓心重合的方式重疊于第二基盤上，所述第一基盤的邊緣處設(shè)置有向外開口的卡槽；轉(zhuǎn)移托環(huán)，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)，及自環(huán)狀結(jié)構(gòu)向內(nèi)延伸、并與所述卡槽相對應(yīng)的至少兩個(gè)支撐柱；轉(zhuǎn)移臂，所述轉(zhuǎn)移臂與所述轉(zhuǎn)移托環(huán)連接；其中，所述轉(zhuǎn)移托環(huán)的材質(zhì)為耐高溫石英、超強(qiáng)C-C復(fù)合材料中的一種，或者為陶瓷，陶瓷表面覆蓋有鈦、鎳合金中的任一種材料。所述半導(dǎo)體工藝反應(yīng)設(shè)備具有所述轉(zhuǎn)移托環(huán)。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)移托環(huán)耐腐蝕、耐高溫，能夠在Al刻蝕后進(jìn)行的去膠工藝過程中長期使用不變形。
文檔編號H01L21/677GK102569142SQ201210024579
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者包中誠, 吳明龍, 蔡輝 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司