专利名称：晶片支承环的制作方法
晶片支承环
背景技术：
在热处理(例如退火)期间，半导体晶片经常经受高温。然而，在退火期间，半导体晶片变得塑性更大，如果它们没有得到充分支承，则半导体晶片可能由于重力和热应力作用而滑移。滑移可能将污染物引入半导体晶片并可能导致晶片损坏。在退火期间，晶片支承在晶片保持平台(即，支承环)上。典型性地，这些平台与晶片仅在晶片表面的特定点接触，而不是在晶片的整个表面上接触，滑移可能产生在这些接触点处。
发明内容
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本发明的第一方面是一种用于在多个处理操作期间支承晶片以防止滑移的方法。该方法包括在第一处理操作期间，使用支承环支承晶片，其中，该支承环具有上表面。在第一处理操作结束后，将晶片传送到第二晶片支承结构。在第二处理操作期间，使用第二支承结构支承晶片，其中，该第二支承结构具有上表面。晶片与支承环的上表面在晶片表面上的第一多个位置接触，并且晶片与第二支承结构的上表面在晶片上的不同于所述第一多个位置的第二多个位置接触，以防止或阻止滑移。本发明的另一方面是一种弓形晶片支承环，该支承环具有中央开口、上表面以及下表面。支承环包括宽度在IOmm和25mm之间的内接触区,该内接触区限定支承环的上表面的至少一部分。在内接触区和支承环的外周之间设置有沟道，该沟道的宽度在25_和40mm之间。支承环具有200mm的内径和300mm的外径，且内接触区的宽度和沟道的宽度之和等于50_。本发明的又一方面是一种弓形晶片支承环，该支承环具有中央开口、上表面以及下表面。该支承环包括内接触区、外接触区、位于内接触区和外接触区之间的沟道以及从外接触区沿径向向外的外唇边，该内接触区具有宽度和厚度，该内接触区限定支承环的上表面的至少一部分，该外接触区具有宽度和厚度，该外接触区限定支承环的上表面的至少一部分，该沟道具有宽度和厚度，该外唇边具有宽度和深度，该外唇边的深度小于外接触区的厚度。内接触区的宽度、外接触区的宽度、沟道的宽度以及外唇边的宽度的尺寸形成为使得当支承晶片时，支承环的上表面与晶片接触的位置不同于在第二处理操作期间第二晶片支承结构与晶片接触的位置。本发明的再一方面是一种用于在多个处理操作期间支承晶片的系统。该系统包括第一晶片支承结构和第二晶片支承结构。第一晶片支承结构构造成通过第一晶片支承结构的上表面与晶片表面在晶片表面上的第一多个位置的接触来支承晶片。该第二晶片支承结构构造成通过第二晶片支承结构的上表面与晶片表面在晶片表面上的第二多个位置的接触来支承晶片，其中，第二多个位置中的至少一个位置不同于第一多个位置中的至少一个位置。在上述各方面所述的特征存在各种改进。在上述各方面中也可以结合有进一步的特征。这些改进和附加特征可单独存在或以任意组合存在。例如，下面在图示出的实施例中讨论的各种特征可单独或以任意组合结合在上述任一方面中。
图I是晶片的顶视图；图2是用于支承晶片的支承环的一个实施例的透视图，为清楚起见，部分晶片被去除；图3是图2所示支承环的顶视图；图4是图3所示支承环沿4-4线截取的截面图；图5是用于支承晶片的支承环的另一实施例的顶视图；图6是图4所示支承环沿6-6线截取的截面图；图7是多个支承环的示意图； 图8是示出使用多个不同支承环支承晶片的方法的流程图。
具体实施例方式现在参考附图并尤其是参考图1-4，支承环(宽泛地讲，“第一晶片支承结构”)总体上由100指示。支承环100的尺寸一般地形成为用于支承半导体晶片，例如硅晶片W。根据一些实施例，晶片W可为绝缘体上硅(SOI)晶片。图2示出了晶片W的一部分，而图3省略了晶片W，图4中用虚线示出了晶片W。在一些实施例中，在晶片的高温退火期间，支承环100和晶片W放置在竖直晶片船(wafer boat)中(未示出)，该晶片船继而放置在炉内。支承环100的下表面102 (图4)搁置在从竖向晶片船延伸出的指状件(未示出)或其它支承结构上，而上表面104在其上支承着晶片。支承环100总体上是弓形的，并具有中央开口 106和从该中央开口延伸到支承环的外周的径向开口 108。支承环100可由任何合适的材料制作，例如碳化硅或硅。支承环100具有外径0D、内径ID和厚度T (图3)。在一些实施例中，支承环的厚度T为3mm，而在其它一些实施例中，厚度在Imm和IOmm之间。如图3和图4最佳所示，支承环100具有沟道120，沟道总体上是弓形的并形成在支承环的上表面104内。沟道120具有相对的开口端122和124，相对的开口端122和124各自延伸穿过支承环100的相对的边缘而延伸到径向开口 108内。沟道120还具有宽度CW和深度⑶，如图3所示。沟道120的深度⑶小于支承环100的厚度T，并且在一些实施例中为O. 2mm。在其它实施例中，沟道120的深度⑶为小于支承环100的厚度T的任意距离。内接触区130定位成从沟道120向中央开口 106径向向内。内接触区130具有宽度IW。外接触区140定位成从沟道120远离中央开口 106径向向外。外接触区140具有宽度0W。在一些实施例中，内接触区130和外接触区140各自的厚度等于支承环100的厚度T0在其它实施例中，内接触区130和外接触区140各自的厚度不同于支承环100的厚度T。如下面进一步所述，外接触区140的宽度0W、内接触区130的宽度IW以及沟道120的宽度CW形成为使得晶片W与支承环100的上表面104接触的位置不同于晶片在其它处理操作期间被接触的位置。例如，在此实施例中，支承环100用于在高温热处理工艺(例如，退火)期间支承晶片W。如图7所示，晶片W在第一处理操作期间由第一晶片支承环300(即，支承环100或支承环200)支承，随后在后续处理操作期间由第二晶片支承结构310支承和由第三晶片支承结构320支承。支承环100因此构造成这些其它的支承结构(即，第二晶片支承结构310和第三晶片支承结构320)支承晶片的位置不同于支承环100与晶片接触的位置。 不囿于任何特定理论，一般认为，在多个处理操作期间在同一位置接触晶片W会导致晶片在接触点处损坏。损坏可能是由于在晶片W和支承结构之间的接触点处的增加的热应力产生的。这种损坏也可引起晶片W滑移，并且接触点可能变成用于位错的成核点。通过将支承环100构造成其与晶片W接触的位置不同于晶片随后与其它支承结构接触的位置，显著降低了损坏晶片的可能性。因此，在图1-4的实施例中，支承环100的内径ID为200mm，外径OD在292mm和298mm之间，而外接触区140的宽度OW为10mm，内接触区130的宽度IW是10mm。沟道的宽度CW为30mm，支承环100的内径ID在192mm和198mm之间。因此，支承环的内径ID和外径OD相互依赖,从而当内径为192mm时,外径为292mm,而当内径为198mm时,外径为298mm。支承环100因此构造成在其上表面104上与晶片W接触的位置(B卩，内接触区130和外接触区140)不同于后续处理操作期间其它支承结构(即，第二晶片支承结构310和第三晶片支承结构320)与晶片接触的位置。在另一实施例中，支承环100的内径ID为200mm，而外径OD为300mm，并且没有使用外接触区。内接触区130的宽度IW在IOmm和25mm之间，而沟道120的宽度CW在25mm和40mm之间。因此，内接触区130的宽度IW和沟道120的宽度CW相互依赖，从而当接触区的宽度为IOmm时,沟道的宽度为40mm,而当接触区的宽度为25mm时,沟道的宽度为25mm。图5和图6示出了支承环的另一实施例，该支承环总体由200指示。图5中未示出晶片W，图6中用虚线示出晶片W。支承环200与上述支承环100类似，并具有类似的构成部分。支承环200具有下表面202、上表面204、中央开口 206、径向开口 208以及沟道220。支承环200具有内接触区230、外接触区240、外唇边250以及相对端222、224。支承环200具有内径ID、外径OD以及厚度T，同时沟道220具有沟道宽度CW和沟道深度⑶。内接触区230具有宽度IW，外接触区240具有宽度0W，外唇边250具有宽度LW和深度LD。在一些实施例中，外唇边250的深度LD与沟道220的深度⑶相同，尽管此二者可以不相同也不脱离实施例的范围。此外，支承环200的厚度T与上述支承环100的厚度范围相似或相同。类似地，沟道220的深度⑶与上述支承环100的沟道120的深度范围相似或相同。在图5和图6所示实施例中，支承环的外径OD为300mm，内径ID为200mm。内接触区230的宽度IW为10mm，外接触区240的宽度OW为10mm。沟道220的宽度CW在27mm和29mm之间，且外唇边250的宽度LW在3mm和IOmm之间。沟道220的宽度CW和外唇边250的宽度LW因此相互依赖,从而当沟道的宽度为27mm时,外唇边的宽度为3mm,而当沟道的宽度为29mm时，外唇边宽度为1mm。支承环200因此构造成在上表面204上与晶片W接触的位置(即，内接触区230和外接触区240)不同于后续处理操作期间其它支承结构(即，第二晶片支承结构310和第三晶片支承结构320)与晶片接触的位置。虽然上述支承环100、200的尺寸构造成用于支承外径为300mm的晶片，但是支承环的尺寸也可减小或增大，以分别适合具有更小或更大直径的晶片。因此，支承环100、200的各部分的尺寸可以基于支承环的外径以线性方式增大或减小。此外，支承环100、200的各部分的尺寸本质上是示例性的，不应被解释为限制性的。相反，在不脱离实施例范围的情况下，接触区130、140、230、240的尺寸、支承环100、200以及外唇边250的内径和外径可以改变任意数值，以便晶片W与支承环100、200的上表面104、204接触的位置不同于晶片在后续操作期间被接触(即，当被第二晶片支承结构310支承或被第三晶片支承结构320支承)的位置。在一些实施例中，这些后续处理操作可为热处理，通过使晶片W与支承环100、200在一组位置接触并且使晶片W与其它支承结构在其它组位置接触，可显著降低或消除晶片损坏的可能性。参考图8，公开了用于在多个处理操作期间支承晶片的方法400。在一些实施例中，所述处理操作是热处理操作，而在其它一些实施例中，所述操作可为其它类型。方法400以块402开始，在块402中，在第一处理操作期间，使用支承环100、200(即，第一晶片支承结构300)中的任一个支承晶片，并因此使晶片在内接触区130、230和外接触区140、240 (宽泛地讲，“第一多个位置”)与相应的上表面104、204接触。第一处理操作完成后，在块404中，将晶片传送到第二晶片支承结构310，该第二晶片支承结构310在第二处理操作期间在块406中支承晶片并因此与晶片接触。第_■晶片支承结构310与晶片在晶片表面上接触的位置(宽泛地讲，“第二多个位置”)不同于支承环100、200与晶片接触的位置(S卩，第一多个位置)。此处理步骤完成后，在块408中，将晶片传送到第三晶片支承结构320，该第三晶片 支承结构320在第三处理操作期间在块410中支承晶片并因此与晶片接触。第三晶片支承结构320与晶片在晶片表面上接触的位置(宽泛地讲，“第三多个位置”)不同于支承环100、200与晶片接触的位置。在一些实施例中，第三晶片支承结构320在与第二晶片支承结构310相同的位置与晶片接触。在后续处理操作结束后，可继续将晶片传送到后续晶片支承结构。在一些实施例中，支承结构310、320在相同位置与晶片接触；而在其它实施例中，每个支承结构都在与任何其它支承结构以及支承环100、200不同的位置与晶片接触。除非另行说明，本文示出和描述的本发明的实施例中的操作执行或实施顺序不是关键的。也就是说，除非另行说明，所述操作可以以任何顺序执行，且本发明的实施例与本文公开的实施例相比可包含额外的或更少的操作。例如，可以考虑，在另一操作之前、同时或之后执行或实施特定操作在本发明范围内。当介绍本发明的元件或实施例时，冠词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意在指存在一个或更多个这种元件。术语“包括”，“包含”以及“具有”意在包含在内，是指除了所列出的元件外还可能存在附加的元件。由于在不脱离本发明范围的情况下可对上述结构进行各种改变，所以包含在上述描述中和在附图中示出的所有内容都应当解释为示例性的而非限制性的。
权利要求
1.一种用于在多个处理操作期间支承晶片的方法，该方法包括 在第一处理操作期间，使用支承环支承晶片，其中，该支承环具有上表面； 在第一处理操作结束后，将晶片传送到第二晶片支承结构；以及 在第二处理操作期间，使用第二支承结构支承晶片，其中，该第二支承结构具有上表面； 其中，晶片与支承环的上表面在晶片表面上的第一多个位置接触，并且晶片与第二支承结构的上表面在晶片上的不同于所述第一多个位置的第二多个位置接触。
2.根据权利要求I的方法，其特征在于第一处理操作是热处理。
3.根据权利要求I的方法，其特征在于第二处理操作是热处理。
4.根据权利要求I的方法，其特征在于该方法进一步包括在第三处理操作期间在第三多个位置支承晶片。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于第三多个位置不同于第一多个位置。
6.根据权利要求4的方法，其特征在于第三多个位置不同于第二多个位置。
7.根据权利要求4的方法，其特征在于第三多个位置与第二多个位置相同。
8.根据权利要求I的方法，其特征在于晶片与支承环在支承环的上表面上的第一接触区和第二接触区中的其中一个接触。
9.一种弓形晶片支承环，该支承环具有中央开口、上表面以及下表面，该支承环包括 内接触区，该内接触区具有在IOmm和25mm之间的宽度，该内接触区限定支承环的上表面的至少一部分；以及 位于内接触区和支承环的外周之间的沟道，该沟道具有在25mm和40mm之间的宽度；其中，支承环具有200mm的内径和300mm的外径，且内接触区的宽度和沟道的宽度之和等于50mm。
10.根据权利要求9的支承环，其特征在于内接触区的宽度为15mm，沟道的宽度为35mm0
11.根据权利要求9的支承环，其特征在于内接触区的宽度为10mm，沟道的宽度为40mm η
12.根据权利要求9的支承环,其特征在于该支承环还包括宽度在Imm到IOmm之间的外接触区，该外接触区限定支承环的上表面的至少一部分。
13.根据权利要求12的支承环，其特征在于内接触区的宽度、沟道的宽度以及外接触区的宽度之和等于50mm。
14.根据权利要求12的支承环，其特征在于外接触区设置在沟道和支承环的外周之间。
15.一种弓形晶片支承环，该支承环具有中央开口、上表面以及下表面，该支承环包括 内接触区，该内接触区具有宽度和厚度，该内接触区限定支承环的上表面的至少一部分； 外接触区，该外接触区具有宽度和厚度，该外接触区限定支承环的上表面的至少一部分； 位于内接触区和外接触区之间的沟道，该沟道具有宽度和厚度；从外接触区沿径向向外的外唇边，该外唇边具有宽度和深度，该外唇边的深度小于外接触区的厚度； 其中，内接触区的宽度、外接触区的宽度、沟道的宽度以及外唇边的宽度的尺寸形成为使得当支承晶片时，支承环的上表面与晶片接触的位置不同于在第二处理操作期间第二晶片支承结构与晶片接触的位置。
16.根据权利要求15的支承环，其特征在于当支承晶片时，支承环的上表面与晶片接触的位置不同于在第三处理操作期间第三晶片支承结构与晶片接触的位置。
17.根据权利要求15的支承环，其特征在于该支承环还包括从所述中央开口延伸到支承环的外周的径向开口。
18.一种用于在多个处理操作期间支承晶片的系统，该系统包括 第一晶片支承结构，该第一晶片支承结构构造成通过第一晶片支承结构的上表面与晶片表面在晶片表面上的第一多个位置的接触来支承晶片；以及 第二晶片支承结构，该第二晶片支承结构构造成通过第二晶片支承结构的上表面与晶片表面在晶片表面上的第二多个位置的接触来支承晶片，其中，第二多个位置中的至少一个位置不同于第一多个位置中的至少一个位置。
19.根据权利要求18的系统，其特征在于该系统还包括第三晶片支承结构，该第三晶片支承结构构造成通过第三晶片支承结构的上表面与晶片表面在第三多个位置的接触来支承晶片，其中，第三多个位置中的至少一个位置不同于第一多个位置中的至少一个位置。
20.根据权利要求18的系统，其特征在于第二多个位置中的所有位置都不同于第一多个位置中的所有位置。
全文摘要
本发明公开了一种晶片支承环和一种使用该晶片支承环的方法。所述支承环用于在第一处理操作期间支承晶片。在第一处理操作期间，支承环的上表面与晶片表面在第一多个位置接触。在第二处理操作期间，使用第二晶片支承结构支承晶片。在第二处理操作期间，第二晶片支承结构的上表面与晶片表面在不同的第二多个位置接触。晶片支承环还可包括围绕支承环的外周的外唇边，该外唇边具有深度，从而该外唇边不形成支承环的上表面的一部分。
文档编号H01L21/687GK102870206SQ201180022194
公开日2013年1月9日 申请日期2011年4月22日 优先权日2010年5月3日
发明者B·L·吉尔摩 申请人:Memc电子材料有限公司