晶片支撑组件、反应腔室及半导体加工设备的制作方法

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种晶片支撑组件、反应腔室及半导体加工设备。

背景技术：

半导体加工设备是加工半导体器件的常用设备，其在进行诸如刻蚀、溅射和化学气相沉积等工艺过程中，为了提高产品的质量，在实施沉积工艺之前，首先要对晶片进行预清洗(preclean)，以去除晶片表面的氧化物等杂质。一般的预清洗腔室的基本原理是：将通入清洗腔室内的诸如氩气、氦气或氢气等的清洗气体激发形成等离子体，以对晶片进行化学反应和物理轰击，从而可以去除晶片表面的杂质。

另外，在进行工艺的过程中，一般采用卡盘来支撑和固定晶片等被加工工件，并将其运送至反应腔室中进行加工。为了提高等离子体加工设备的生产效率，降低生产成本，针对处理2寸、4寸或6寸等的小尺寸晶片时，一般将多个晶片等被加工工件同时固定在大尺寸的托盘上，从而实现对多个晶片等被加工工件同时进行工艺。

图1为现有的一种晶片支撑组件的俯视图。图2为图1中晶片支撑组件的剖视图。请一并参阅图1和图2，晶片支撑组件包括压环1、托盘2和基座10，其中，基座10设置在反应腔室内，用于承载托盘2。托盘2用于承载多个晶片3，且多个晶片3沿托盘2的圆周方向分布。压环1通过压住托盘2的边缘处来将托盘2固定在基座10上。

图3为图1中托盘的局部放大图。请参阅图3，在托盘2的上表面设置有多个凹槽，且在每个凹槽的底面上设置有凸台4，每个凸台4用于承载晶片3，并且凸台4的外径小于晶片3的直径，这是为了使晶片3的边缘处不与托盘2相接触，以避免在进行沉积工艺的过程 中，因晶片3的边缘处与托盘2相临近的区域沉积薄膜，而导致晶片3粘在托盘2上。

但是，由于在完成沉积工艺之后，在托盘2的凹槽内也会沉积有薄膜，这使得当该托盘2运送下一批晶片进入预清洗腔室内，并进行预清洗工艺时，清洗气体离子不仅会轰击晶片表面，同时也会轰击凹槽内的薄膜，导致晶片3下表面的边缘区域被溅射有薄膜，从而造成晶片背面边缘区域被污染。

另外，上述晶片支撑组件还存在以下问题，即：当需要对晶片进行冷却或加热时，通常利用基座10通过加热或冷却托盘2来间接加热托盘2上的晶片3，导致加热或冷却效率较低，从而影响产能。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种晶片支撑组件、反应腔室及半导体加工设备，其不仅可以避免在对晶片进行预清洗时，晶片下表面边缘被污染的问题，而且还可以提高加热或冷却效率，从而可以提高产能。

为实现本发明的目的而提供一种晶片支撑组件，包括托盘和基座，所述托盘用于承载多个晶片；所述基座用于承载所述托盘，且所述基座是可升降的，以上升至工艺位置进行工艺，或者下降至装卸位置进行取放所述托盘的操作，在所述托盘上设置有多个镂空部，各个晶片一一对应地位于各个镂空部处，用以使所述托盘仅与所述晶片下表面的边缘区域相接触；在所述基座的上表面设置有多个凸台，且在所述基座位于所述工艺位置时，各个凸台一一对应地位于各个所述镂空部内，并托起所述晶片。

优选的，所述镂空部包括设置在所述托盘上表面的通孔，且在所述通孔内设置有支撑部，各个所述晶片一一对应地位于所述通孔内，并由所述支撑部支撑，且所述支撑部仅与所述晶片下表面的边缘区域相接触。

优选的，所述支撑部为在所述通孔的孔壁上形成的环形凸缘。

优选的，所述支撑部为在所述通孔的孔壁上形成的多个凸爪， 且多个凸爪沿所述通孔的周向间隔分布。

优选的，所述镂空部包括设置在所述托盘上表面的通孔，所述通孔的直径小于所述晶片的直径，以使所述托盘的上表面仅与所述晶片下表面的边缘区域相接触。

作为另一个技术方案，本发明提供一种反应腔室，包括压环、压环支撑件和晶片支撑组件，所述晶片支撑组件采用了本发明提供的上述晶片支撑组件；所述压环用于在所述基座位于所述工艺位置时，压住所述托盘的边缘处；所述压环支撑件用于在所述基座离开所述工艺位置时，支撑所述压环。

优选的，所述反应腔室还包括衬环，用于保护所述反应腔室的内壁；所述衬环的下端具有环形支撑部，所述环形支撑部用作所述支撑件。

优选的，所述支撑件包括至少三个支撑柱，且环绕设置在所述基座的周围。

作为另一个技术方案，本发明提供一种半导体加工设备，包括预清洗腔室和反应腔室，其中，所述预清洗腔室用于对晶片进行预清洗工艺，以去除晶片表面的杂质；所述反应腔室用于在所述晶片完成所述预清洗工艺之后，对所述晶片进行工艺，所述反应腔室采用本发明提供的上述反应腔室。

优选的，所述反应腔室用于物理气相沉积腔室或者磁控溅射腔室。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的晶片支撑组件，其通过在托盘上设置有多个镂空部，且使各个晶片一一对应地位于各个镂空部处，可以使托盘仅与晶片下表面的边缘区域相接触，从而在对晶片进行预清洗工艺时，可以避免晶片下表面的边缘区域被溅射有薄膜，造成晶片下表面边缘被污染。此外，在基座的上表面设置多个凸台，且在基座位于工艺位置时，各个凸台一一对应地位于各个镂空部内，并托起晶片，在对晶片进行工艺时，由于晶片与基座相接触，这可以使基座直接对晶片进行加热或冷却，从而可以提高加热或冷却效率，从而可以提高产能。

本发明提供的反应腔室，其通过采用本发明提供的晶片支撑组件，不仅可以避免在对晶片进行预清洗时，晶片下表面边缘被污染的问题，而且还可以提高加热或冷却效率，从而可以提高产能。

本发明提供的半导体加工设备，其通过采用本发明提供的反应腔室，不仅可以避免在对晶片进行预清洗时，晶片下表面边缘被污染的问题，而且还可以提高加热或冷却效率，从而可以提高产能。

附图说明

图1为现有的一种晶片支撑组件的俯视图；

图2为图1中晶片支撑组件的剖视图；

图3为图1中托盘的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的晶片支撑组件中托盘的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的晶片支撑组件中基座的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的晶片支撑组件的局部剖视图；

图7为本发明实施例提供的反应腔室的剖视图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的晶片支撑组件、反应腔室及半导体加工设备进行详细描述。

图4为本发明实施例提供的晶片支撑组件中托盘的结构示意图。图5为本发明实施例提供的晶片支撑组件中基座的结构示意图。图6为本发明实施例提供的晶片支撑组件的局部剖视图。请一并参阅图4-图6，晶片支撑组件包括托盘11和基座14，其中，托盘11用于承载多个晶片16，并且在托盘11上设置有多个镂空部，各个晶片一一对应地位于各个镂空部处，用以使托盘11仅与晶片16下表面的边缘区域相接触。在本实施例中，镂空部包括设置在托盘11上表面的通孔12，且在该通孔12内设置有支撑部13，该支撑部为在通孔12的孔壁上形成的环形凸缘。各个晶片16一一对应地位于通孔12内，并由该环形凸缘支撑，且环形凸缘仅与晶片16下表面的边缘区域相接 触。这样，在对晶片16进行预清洗工艺时，可以避免晶片16下表面的边缘区域被溅射有薄膜，造成晶片16下表面边缘被污染。

基座14设置在反应腔室内，用于承载托盘11，且基座14是可升降的，以上升至工艺位置进行工艺，或者下降至装卸位置进行取放托盘11的操作。而且，如图5所示，在基座14的上表面设置有多个凸台15，且在基座14位于工艺位置时，各个凸台一一对应地位于托盘11的各个通孔12内，并托起晶片16，即，此时各个晶片16一一对应地由基座14的各个凸台15承载，同时晶片16与托盘11的各个环形凸缘相分离。这样，在对晶片16进行工艺时，由于晶片16与基座14相接触，这可以使基座14直接对晶片16进行加热或冷却，从而可以提高加热或冷却效率，从而可以提高产能。此外，由于晶片16与托盘11的各个环形凸缘相分离，这可以使晶片16下表面的边缘区域悬空，从而可以避免在进行沉积工艺的过程中，因晶片16下表面的边缘区域与托盘11相接触的区域沉积薄膜，而导致晶片16粘在托盘11上。

需要说明的是，在本实施例中，支撑部为在通孔12的孔壁上形成的环形凸缘，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，支撑部还可以为在通孔12的孔壁上形成的多个凸爪，且多个凸爪沿通孔12的周向间隔分布，这同样可以起到支撑晶片的作用，同时保证仅与晶片下表面的边缘区域相接触。

还需要说明的是，在本实施例中，镂空部包括设置在托盘11上表面的通孔12，且在该通孔12内设置有支撑部13。但是本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以省去上述支撑部13，同时使通孔12的直径小于晶片16的直径，这样，当将晶片16置于与通孔12的位置处时，仅由托盘11上表面，且位于通孔12周边的区域支撑晶片16，从而可以使托盘11的上表面仅与晶片16下表面的边缘区域相接触。

图7为本发明实施例提供的反应腔室的剖视图。请参阅图7，反应腔室100包括压环17、压环支撑件、晶片支撑组件和基座升降机构101。其中，晶片支撑组件采用了本发明实施例提供的上述晶片支 撑组件。基座升降机构101用于驱动基座14上升至工艺位置e进行工艺，或者下降至装卸位置进行取放托盘11的操作。压环17用于在基座14位于工艺位置e时，利用自身重力压住托盘11的边缘处，从而实现托盘11的固定。

压环支撑件用于在基座离开工艺位置时，支撑压环17。在本实施例中，反应腔室100还包括衬环，用于保护反应腔室100的内壁。该衬环由相互嵌套的上衬环102和下衬环103组成，且上衬环102位于下衬环103的内侧。其中，下衬环103的下端具有环形支撑部104，该环形支撑部104用作压环支撑件，在基座14离开工艺位置e时支撑压环17。环形支撑部104的具体结构如图7所示，其自下衬环103的下端向其内侧弯曲形成“倒钩状”。在此基础上，在压环17的底部，且与环形支撑部104相对应的位置处设置有环形凹槽，该环形凹槽在基座14离开工艺位置e时，与环形支撑部104相配合，从而可以稳定地支撑压环17。

需要说明的是，压环支撑件的结构并不局限于本实施例中的下衬环103的环形支撑部104，在实际应用中，压环支撑件还可以由至少三个支撑柱组成，且环绕设置在基座14的周围，这同样可以在基座14离开工艺位置e时，实现稳定地支撑压环17。

本发明实施例提供的反应腔室，其通过采用本发明实施例提供的晶片支撑组件，不仅可以避免在对晶片进行预清洗时，晶片下表面边缘被污染的问题，而且还可以提高加热或冷却效率，从而可以提高产能。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，其包括预清洗腔室和反应腔室，其中，预清洗腔室用于对晶片进行预清洗工艺，以去除晶片表面的杂质。反应腔室用于在晶片完成预清洗工艺之后，对晶片进行工艺。该反应腔室采用了本发明实施例提供的上述反应腔室。

在实际应用中，上述反应腔室可以用于物理气相沉积腔室进行沉积工艺或者磁控溅射腔室进行溅射工艺。

本发明实施例提供的半导体加工设备，其通过采用本发明实施 例提供的反应腔室，不仅可以避免在对晶片进行预清洗时，晶片下表面边缘被污染的问题，而且还可以提高加热或冷却效率，从而可以提高产能。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。