用于dsa上彎曲晶片的夾持能力的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所述實施方式一般涉及加熱夾盤。夾盤包括第一表面以及相對于第一表面的第二表面。第一表面包括由實質(zhì)非球形表面所界定的凹陷部。非球形表面經(jīng)配置而支撐凹基板且以用于處理的穩(wěn)定方式夾持凹基板。
【專利說明】用于DSA上彎曲晶片的夾持能力
[0001 ] WS [0002] 領域
[0003]本發(fā)明所述的實施方式一般涉及半導體制造，及更具體言之，涉及用于處理腔室 中的夾盤加熱器基座。
[0004]相關技術的描述
[0005] 熱處理通常于半導體工業(yè)中實施。半導體基板經(jīng)受上下文中諸多轉換的熱處理， 該諸多轉換包括柵極源、漏極與溝道結構的摻雜、活化與退火，硅化，結晶，氧化及類似轉 換。多年來，熱處理的技術從簡單的烘焙爐(furnace baking)進步到各種形式逐漸快速的 熱處理，如RTP、尖峰退火（spike annealing)及激光退火（laser annealing)。
[0006] 熱處理腔室（如動態(tài)表面退火(DSA)腔室）可包括真空夾盤加熱器基座，真空夾盤 加熱器基座將基板夾持于用于激光退火的預定溫度。如果基板是平坦或適當?shù)钠教梗瑒t基 板可以被真空夾持及激光處理。然而，如果由于以具有相當不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)的材料 涂層或固有的拉伸應力，使得基板彎曲，則真空夾持無法將基板以用于激光處理的穩(wěn)定方 式夾持。還值得注意的是，對于凹基板，因為基板的中心接觸或接近熱基座，所以凹面加劇。 因此，凹基板可能不只會對于真空夾盤產(chǎn)生問題，還可能對于其他類型的加熱夾盤產(chǎn)生問 題，如靜電夾盤。
[0007] 因此，改良加熱夾盤是有其需要的。
[0008] 挺塗
[0009] 本發(fā)明所述實施方式一般涉及加熱夾盤。夾盤包括第一表面以及相對于第一表面 的第二表面。第一表面包括由實質(zhì)非球形表面所界定的凹陷部。非球形表面經(jīng)配置而支撐 凹基板且以用于處理的穩(wěn)定方式夾持凹基板。
[0010] 在一個實施方式中，公開一種設備。該設備包括加熱基板支撐件，加熱基板支撐件 包含嵌入于基板支撐件中的加熱元件、第一表面與相對于第一表面的第二表面。第一表面 包括外部區(qū)域與被外部區(qū)域環(huán)繞的非球形表面，外部區(qū)域界定與第二表面實質(zhì)平行的平 面。非球形表面包括內(nèi)部區(qū)域與連接區(qū)域，內(nèi)部區(qū)域設置于外部區(qū)域界定的平面與第二表 面之間，連接區(qū)域連接外部區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域。
[0011] 在其他實施方式中，公開一種設備。該設備包括加熱真空夾盤，加熱真空夾盤包含 嵌入于真空夾盤的加熱元件與基板支撐表面?；逯伪砻姘ㄍ獠繀^(qū)域與內(nèi)部區(qū)域，且 內(nèi)部區(qū)域設置在外部區(qū)域之下?；逯伪砻孢M一步包括連接外部區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域的連接 區(qū)域，且連接區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域是非球形。加熱真空夾盤進一步包括形成于內(nèi)部區(qū)域與連接 區(qū)域上的多個通道。
[0012] 在其他實施方式中，公開一種處理腔室。處理腔室包括腔室主體與設置于腔室主 體中的夾盤組件。夾盤組件包括加熱夾盤，且加熱夾盤包含嵌入于夾盤中的加熱元件、第一 表面以及相對于第一表面的第二表面。第一表面包括外部區(qū)域與非球形表面，外部區(qū)域界 定與第二表面實質(zhì)平行的平面，非球形表面被外部區(qū)域環(huán)繞。非球形表面包括內(nèi)部區(qū)域與 連接區(qū)域，內(nèi)部區(qū)域設置于外部區(qū)域界定的平面與第二表面之間，連接區(qū)域連接外部區(qū)域 與內(nèi)部區(qū)域。
[0013] 附圖簡要說明
[0014] 本發(fā)明公開的特征已簡要概述于前，并在以下有更詳盡的討論，可以通過參考所 附附圖中繪示的本發(fā)明實施方式以作了解。然而，值得注意的是，所附附圖只繪示了本發(fā)明 的典型實施方式，而由于本發(fā)明可允許其他等效的實施方式，所附附圖并不會視為本發(fā)明 范圍的限制。
[0015] 圖1概要繪示根據(jù)一個實施方式的具有加熱夾盤組件的處理腔室的截面示意圖。
[0016] 圖2A與圖2B概要繪示根據(jù)一個實施方式的加熱夾盤組件的加熱夾盤的放大示意 圖。
[0017] 圖3概要繪示根據(jù)一個實施方式的加熱夾盤的頂視圖。
[0018] 為便于理解，在可能的情況下，使用相同的數(shù)字編號代表附圖中相同的元件。可以 考慮，一個實施方式中公開的元件可有利地用于其它實施方式中而無需贅述。
[0019] 具體描述
[0020] 本發(fā)明實施方式一般涉及加熱基板支撐件。基板支撐件(可以是夾盤)包括第一表 面以及相對于第一表面的第二表面。第一表面包括由實質(zhì)非球形表面所界定的凹陷部。非 球形表面經(jīng)配置而支撐彎曲基板且以用于處理的穩(wěn)定方式夾持凹基板。
[0021] 本發(fā)明所述實施方式將相對于激光處理腔室而敘述于下?？墒芑萦诒景l(fā)明所述實 施方式的激光處理腔室的示范例可從加州圣克拉拉的應用材料公司(Applied Materials, Inc.，of Santa Clara,California)取得的ASTRA?腔室（ASTRA?chamber)。在高溫操 作的其他類型腔室也可受惠于本說明書公開的教示，且具體言之，使用激光作為用于熱處 理的構件的處理腔室可以是半導體晶片處理系統(tǒng)的部分，半導體晶片處理系統(tǒng)如可從加州 圣克拉拉的應用材料公司取得的CENTURA?系統(tǒng)(€:ΕΤ?Τ?ΙΙΑ Φ system)。可以預期，其 他處理腔室(包含那些可從其他制造商取得處理腔室)可經(jīng)調(diào)整而受惠于本發(fā)明。
[0022]圖1概要繪示根據(jù)一個實施方式的具有加熱基板支撐組件150的處理腔室100的截 面示意圖。加熱基板支撐組件150通過以穩(wěn)定方式夾持凹基板與通過使凹基板經(jīng)受均勻高 溫而助于改善基板處理。
[0023] 在一個實施方式中，處理腔室100是激光處理腔室。處理腔室100包括腔室主體 102。腔室主體102具有界定處理空間112的側壁106、底部108及窗110。處理空間112通常通 過側壁106中的狹縫閥（sI it valve) 158進出，狹縫閥158助于基板140進出腔室主體102的 移動。在某些實施方式中，基板140可以是晶片，如用于半導體處理的晶片。腔室主體102的 側壁106與底部108可由單塊的鋁或其他可兼容于工藝化學的材料制成。腔室100的底部108 包括支撐片（support pieCe)170,支撐片170具有形成于支撐片170內(nèi)的一或多個冷卻通道 17 2。一或多個冷卻通道17 2與冷卻流體供應器190耦接，冷卻流體供應器190經(jīng)配置以提供 冷卻流體或氣體到一或多個冷卻通道172。支撐片170可包括不銹鋼。在一個實施方式中，支 撐片170具有面向基板背側的光學反射表面以增強放射率。一或多個支撐銷174與支撐片 170的表面耦接并延伸到支撐片170的表面之上。腔室100的底部108具有通過腔室100的底 部108形成的栗送口 114,栗送口 114將處理空間112耦接至栗送系統(tǒng)116以助于處理空間112 中壓力的控制以及在處理期間排出氣體與副產(chǎn)品。
[0024]窗110由腔室主體102的側壁106支撐且可以被移除以作為腔室100的內(nèi)部。在一個 實施方式中，窗110包括如石英的材料。窗110可由任何方便的構件而夾持在適當位置。例 如，窗110可由穿過窗110中的孔的栓與坐于側壁106的螺紋凹槽中的栓(未圖示出）而被固 定于側壁106?；蛘?，夾環(huán)（未圖示出）可設置于窗110邊緣的附近及由栓(未圖示出）而固定 于腔室的上表面107。
[0025] 處理氣體與其他氣體可從氣室118引入處理空間112,氣室118與氣體供應器120耦 接。在一個實施方式中，氣室118經(jīng)定位以提供橫跨基板140表面的均勻氣體流。氣室118可 經(jīng)定位于側壁106中或附接于側壁106的內(nèi)表面。
[0026]激光組件130位于窗110之上。激光組件130可包含用于實施退火的任何合適激光， 如二極管激光或二極管激光組件(如二極管激光條或陣列）、固態(tài)激光、氣體激光、準分子激 光，或其他方便的激光類型。激光組件130可與光學組件(未圖標出）耦接，光學組件設置于 激光組件130與窗110之間以用于形成由激光組件130放射的輻射。在一個實施方式中，激光 組件130可與移動機構耦接，移動機構經(jīng)調(diào)整而將激光組件130橫跨基板140的表面移動。 [0027]加熱基板支撐組件150以中心設置于腔室主體102中且在處理期間支撐基板140。 加熱基板支撐組件150可以是真空夾盤組件。加熱基板支撐組件150-般包括由軸154支撐 的基板支撐件152,軸154延伸通過腔室底部108?；逯渭?52可具有與基板140相同的外 周形狀。在一個實施方式中，基板支撐件152在形狀上是圓形且可由如石英、氮化鋁、碳化 硅、如氧化鋁的陶瓷或以上各者的組合的材料制成。在一個實施方式中，基板支撐件152包 覆至少一個嵌入的加熱元件156。加熱元件156(如電極、電阻加熱元件或熱流導管）可經(jīng)由 電連接器組件160而與電源耦接且可控制地加熱基板支撐件152以及定位于基板支撐件152 上的基板140到預定溫度。在一個實施方式中，在處理期間加熱元件156將基板140加熱到約 20 °C至750 °C之間的溫度。
[0028]基板支撐件152的下表面162由一或多個支撐銷174支撐。一般來說，軸154從基板 支撐件152的下表面162延伸通過腔室底部108。襯套168外接軸154的部分。在一個實施方式 中，襯套168與支撐片170的底部耦接，例如由栓。襯套168的底部與基部176耦接。基部176具 有一或多個孔178,如果RF與基板支撐件152耦接，則一或多個RF桿180延伸一或多個孔178。 一或多個RF桿180可與一或多個電極166連接，一或多個電極166嵌入于基板支撐件152中。 在一個實施方式中，電極166設置于加熱元件156之上。電極166可經(jīng)由RF桿180而與RF源192 耦接?；蚴请姌O166可耦接至標準DC或AC電源以供應額外的電阻加熱。
[0029]圖2A與圖2B概要繪示根據(jù)一個實施方式的基板支撐組件150的基板支撐件152的 放大示意圖。為更清楚起見，設置于基板支撐件152中的部件(如加熱元件156與電極166)于 圖2A與圖2B中省略。如圖2A所示，基板支撐件152具有第一表面202與相對于第一表面202的 下表面162,第一表面202經(jīng)配置以支撐彎曲基板。第一表面202可以是非共面且可具有凹陷 部206。第一表面202可包括環(huán)繞凹陷部206的外部區(qū)域208。外部區(qū)域208可以是環(huán)狀，且可 與下表面162實質(zhì)平行。因此，外部區(qū)域208可界定第一平面203,第一平面203與下表面162 界定的第二平面實質(zhì)平行。凹陷部206可由非球形表面210界定，非球形表面210與外部區(qū)域 208界定的第一表面非共面。在一個實施方式中，非球形表面210包括內(nèi)部區(qū)域214與連接區(qū) 域212。內(nèi)部區(qū)域214可從外部區(qū)域208的內(nèi)半徑(如示于圖2A中的距離"D1"所指示)徑向向 內(nèi)定位且可與外部區(qū)域208同心。徑向距離"D1"可以是大于或等于10mm。內(nèi)部區(qū)域214可設 置于外部區(qū)域208之下，如介于外部區(qū)域208界定的第一表面與下表面162之間，使得當通過 窗110觀察時（圖I)，第一表面202看起來是凹的，或是從窗110退回。
[0030]連接區(qū)域212將外部區(qū)域208的內(nèi)半徑連接到內(nèi)部區(qū)域214的外半徑。因為外部區(qū) 域208與內(nèi)部區(qū)域214是非共面且內(nèi)部區(qū)域214設置于外部區(qū)域208之下，使得從平面203到 內(nèi)部區(qū)域214在遠離窗110的方向上有軸向距離"D2"，連接區(qū)域212可具有相對于第一表面 大于0度且小于90度的角度"A"。在一個實施方式中，角度"A"可以是約0.013度。在一個實施 方式中，為便于制造，連接區(qū)域212的截面剖面可以是實質(zhì)線性及內(nèi)部區(qū)域214的截面剖面 可以是實質(zhì)線性，使得非球形表面210不是尖端而是像具有平坦圓形底部的倒錐形，如截頭 錐(frustum)。內(nèi)部區(qū)域214可具有直徑或基于基板直徑的長度"D3"。
[0031]由非球形表面210界定的凹陷部206有助于以穩(wěn)定方式夾持彎曲基板(如凹基板） 以及使凹基板經(jīng)受均勻熱處理。在某些情況中，凹基板具有約250微米的弓弧(bow)，約250 微米的弓弧由從基板邊緣到基板的最低點（通常是中心）的垂直距離界定。換句話說，弓弧 從基板的中心點到基板邊緣界定的平面的垂直距離。內(nèi)部區(qū)域214與外部區(qū)域208界定的平 面203之間的軸向距離(例如距離內(nèi)部區(qū)域214的中心與平面203的軸向距離，如示于圖2A中 所指的"D2"）可大于凹基板的典型弓弧，如大于或等于300微米。因此，當此凹基板置放于加 熱基板支撐件152上時，基板的最低點沒有接觸內(nèi)部區(qū)域214，而提供凹基板的均勻加熱。凹 基板的邊緣或靠近邊緣的區(qū)域可靜置于連接區(qū)域212上，且凹基板由拉引通過基板支撐件 152的真空而穩(wěn)固夾持于適當位置。
[0032]在一個實施方式中，多個凸出部250可于連接區(qū)域212與內(nèi)部區(qū)域214上形成，如圖 2B中所示。凸出部250減少基板支撐件152與基板之間的接觸面積，因而減少與非球形表面 210接觸所導致的粒子污染的可能性。在一個實施方式中，凸出部250的高度可以是約10微 米至約50微米，例如，約25微米，以及凸出部250的寬度或直徑可以是約500微米至5000微 米。在一個實施方式中，多個凸出部250與非球形表面210單一的且可由如機械加工或以掩 模噴砂處理基板支撐件152的表面而形成。在另一個實施方式中，凸出部250可使用沉積過 程及掩模方式而沉積于非球形表面210上。在一個實施方式中，基板支撐件152在直徑上是 300mm及具有100至500之間的凸出部，例如，150至200之間的凸出部，150至200之間的凸出 部接觸置放于基板支撐件152上的基板的表面面積的約10%。在一個實施方式中，各凸出部 250與鄰近凸出部離0.5英寸。在一個實施方式中，凸出部250以橫跨非球形表面210的實質(zhì) 線性的排列方式排列，如放射狀或x-y網(wǎng)格圖樣。放射狀圖樣可從非球形表面210的中心區(qū) 域放射，如中心。
[0033]圖3概要繪示根據(jù)一個實施方式的加熱基板支撐件152的頂視圖。如圖3所示，外部 區(qū)域208環(huán)繞非球形表面210,以及凸出部250于非球形表面210上形成。在基板支撐件152是 真空夾盤的實施方式中，多個通道314可于非球形表面210上形成且可與真空栗(未圖示出） 以流體耦接，從而于非球形表面210與凹基板之間的區(qū)域中產(chǎn)生減壓以將凹基板固定于基 板支撐件152上。通道314可以對稱圖樣形成以將均勻吸力施于基板上。如圖3所示，通道314 可由圓形通道道314a、直通道314b以及兩對斜通道314c/314d、314e/314f組成的圖樣形成。 直通道314b可沿著連接圓形通道314a相對側的圓形通道314a的直徑形成，以及所述對斜通 道314c/314d、314e/314f可分別從直通道314b延伸到圓形通道314a，且可互相鏡像反射。本 發(fā)明所述通道圖樣僅以作為示范例敘述，而本發(fā)明不以此為限。
[0034]雖然前面所述涉及本發(fā)明實施方式，但在不背離本發(fā)明基本范圍下，可設計其他 與進一步實施方式，而本發(fā)明范圍由隨附權利要求書所界定。
【主權項】
1. 一種設備，包括： 加熱基板支撐件，其中所述基板支撐件包含： 加熱元件，所述加熱元件嵌入于所述基板支撐件中；及 第一表面與相對于所述第一表面的第二表面，其中所述第一表面包含： 外部區(qū)域，所述外部區(qū)域界定與所述第二表面實質(zhì)平行的平面;及 非球形表面，所述球形表面被所述外部區(qū)域圍繞，其中所述非球形表面包含： 內(nèi)部區(qū)域，所述內(nèi)部區(qū)域設置于所述外部區(qū)域所界定的平面與所述第二表面之間;及 連接區(qū)域，所述連接區(qū)域連接所述外部區(qū)域與所述內(nèi)部區(qū)域。2. 如權利要求1所述的設備，其中所述加熱基板支撐件進一步包括石英、氮化鋁、碳化 硅、氧化鋁或以上各者的組合。3. 如權利要求1所述的設備，其中所述內(nèi)部區(qū)域與所述外部區(qū)域之間的徑向距離大于 或等于10mm。4. 如權利要求1所述的設備，其中所述外部區(qū)域所界定的平面與所述內(nèi)部區(qū)域之間的 軸向距離大于或等于300微米。5. 如權利要求1所述的設備，其中所述內(nèi)部區(qū)域具有線性截面剖面。6. 如權利要求5所述的設備，其中所述內(nèi)部區(qū)域是圓形。7. 如權利要求5所述的設備，其中所述連接區(qū)域具有線性截面剖面。8. -種設備，包括： 加熱真空夾盤，包含： 加熱元件，所述加熱元件嵌入于所述真空夾盤中；及 基板支撐表面，其中所述基板支撐表面包含： 外部區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域，其中所述內(nèi)部區(qū)域設置在所述外部區(qū)域之下； 連接區(qū)域，所述連接區(qū)域連接所述外部區(qū)域與所述內(nèi)部區(qū)域，其中所述連接區(qū)域與所 述內(nèi)部區(qū)域是非球形;及 多個通道，所述多個通道于所述內(nèi)部區(qū)域與所述連接區(qū)域上形成。9. 如權利要求8所述的設備，其中所述加熱真空夾盤進一步包括石英、氮化鋁、碳化硅、 氧化鋁或以上各者的組合。10. 如權利要求8所述的設備，其中所述內(nèi)部區(qū)域具有線性截面剖面。11. 如權利要求10所述的設備，其中所述連接區(qū)域具有線性截面剖面。12. -種處理腔室，包括： 腔室主體； 夾盤組件，所述夾盤組件設置在所述腔室主體中，其中所述夾盤組件包含： 加熱夾盤，其中所述加熱夾盤包含： 加熱元件，所述加熱元件嵌入于所述夾盤中； 第一表面與相對于所述第一表面的第二表面，其中所述第一表面包含： 外部區(qū)域，所述外部區(qū)域?qū)嵸|(zhì)與所述第二表面平行;及 非球形表面，所述球形表面被所述外部區(qū)域圍繞，其中所述非球形表面包含： 內(nèi)部區(qū)域，所述內(nèi)部區(qū)域設置于所述外部區(qū)域所界定的平面與所述第二表面之間;及 連接區(qū)域，所述連接區(qū)域連接所述外部區(qū)域與所述內(nèi)部區(qū)域。13. 如權利要求12所述的處理腔室，其中所述加熱夾盤進一步包括石英、氮化鋁、碳化 硅、氧化鋁或以上各者之的組合。14. 如權利要求12所述的處理腔室，其中所述內(nèi)部區(qū)域與所述外部區(qū)域之間的徑向距 離大于或等于l〇mm。15. 如權利要求12所述的處理腔室，其中所述外部區(qū)域所界定的平面與所述內(nèi)部區(qū)域 之間的軸向距離大于或等于300微米。
【文檔編號】H01L21/683GK105917459SQ201580004727
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年1月12日
【發(fā)明人】梅蘭·貝德亞特
【申請人】應用材料公司