晶圆保持装置的制作方法

本发明涉及半导体制造，更具体地，涉及一种晶圆保持装置。

背景技术：

1、晶圆背面刻蚀时，由于药液反流，晶圆正面边缘区域会产生侧蚀，侧蚀尺寸较大会对晶圆正面图案造成损伤。侧蚀大小同晶圆与晶圆保持装置的同心度和水平度息息相关。

2、传统晶圆保持装置，包括卡盘，卡盘上具有两组气缸型夹紧销，相互交替夹持晶圆，每个夹紧销由一个气缸驱动控制夹紧销径向向内运动夹紧晶圆，或径向向外运动释放晶圆，由两条供气管路分别控制两组夹紧销的开合。由于每个气缸的供气量无法精准控制，致使每个气缸的推杆行程无法完全一致，气缸推杆行程的略微差异，会使每组夹紧销在夹持晶圆时，每组内的多个夹紧销的夹持动作和夹持角度无法完全同步，影响晶圆在夹持时与卡盘的对中精度，使得晶圆夹持不稳定，部分药液可能会流向晶圆正面，造成晶圆正面边缘产生侧蚀。

3、为确保夹持时的晶圆与卡盘对中，如美国专利第4903717号和第5513668号公开了另一种晶圆保持装置，该晶圆保持装置由一环形齿轮驱动多个偏心设置的夹紧销转动夹持或释放晶圆。这类晶圆保持装置尽管能有效确保晶圆对中，但存在结构复杂、成本高的缺点。

4、基于上述理由，有必要开发一种不仅能够确保晶圆对中精度，而且结构简单的晶圆保持装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种晶圆保持装置，结构简单且能够解决晶圆与卡盘对中精度差影响产品良率的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的晶圆保持装置，包括：

3、卡盘；

4、多个固定夹紧销，所述多个固定夹紧销固定设置在卡盘上；

5、多个活动夹紧销，所述多个活动夹紧销活动设置在卡盘上；

6、旋转轴，配置为驱动卡盘转动；

7、其中，多个固定夹紧销和多个活动夹紧销分布在以卡盘的中心为圆心圆周上，且多个固定夹紧销用于限定被保持晶圆的圆心位于卡盘的中心轴线上。

8、作为可选方案，所述多个固定夹紧销的数量为三个以上。

9、作为可选方案，每个所述固定夹紧销自上而下依次具有夹持部、主体部和固定部，每个所述固定夹紧销通过固定部固定在卡盘上。

10、作为可选方案，每个所述固定夹紧销的主体部下端具有锥形密封面。

11、作为可选方案，当晶圆夹持在卡盘上时，所述多个固定夹紧销的夹持部与晶圆所在平面垂直。

12、作为可选方案，每个所述活动夹紧销自上而下依次具有夹持部、主体部和摆臂，摆臂内设置有配重块，其中，夹持部相对主体部的轴线偏置，配重块相对主体部的轴线偏置，主体部可转动地安装在卡盘上，当卡盘旋转时，摆臂在离心力作用下带动活动夹紧销旋转夹紧晶圆。

13、作为可选方案，每个所述活动夹紧销还包括复位弹簧，所述复位弹簧配置在每个所述活动夹紧销与卡盘之间，当卡盘停止转动时，在复位弹簧作用下，活动夹紧销打开释放晶圆。

14、作为可选方案，还包括电磁铁，所述多个活动夹紧销的配重块为永磁体，电磁铁通电后，电磁铁与永磁体配合，使活动夹紧销旋转打开释放晶圆或闭合夹紧晶圆。

15、作为可选方案，还包括致动器，用于驱动电磁铁升降。

16、作为可选方案，每个所述活动夹紧销具有夹持部和主体部，夹持部固定在主体部的上端，主体部的下端与驱动器相连，驱动器驱动活动夹紧销径向向内移动夹紧晶圆或径向向外移动释放晶圆。

17、作为可选方案，当晶圆夹持在卡盘上时，所述多个活动夹紧销的夹持部与晶圆所在平面垂直。

18、作为可选方案，所述卡盘上设置有若干个第一气孔和若干个第二气孔，所述若干个第一气孔和若干个第二气孔分布在以卡盘中心为圆心的同心圆上，所述若干第一气孔用于向晶圆下表面喷射气体，利用伯努利原理使晶圆悬浮在卡盘上；所述若干个第二气孔用于向晶圆下表面喷射气体，调整晶圆与卡盘之间的距离。

19、在本发明中，部分夹紧销固定设置，部分夹紧销活动设置，固定夹紧销能够有效确保晶圆对中精度，同时降低了对多个活动夹紧销动作一致性的要求，便于对活动夹紧销的结构和驱动方式做优化处理，从而可以降低晶圆保持装置的制造和维护成本。

技术特征：

1.一种晶圆保持装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆保持装置，其特征在于，所述多个固定夹紧销的数量为三个以上。

3.根据权利要求1所述的晶圆保持装置，其特征在于，每个所述固定夹紧销自上而下依次具有夹持部、主体部和固定部，每个所述固定夹紧销通过固定部固定在卡盘上。

4.根据权利要求3所述的晶圆保持装置，其特征在于，每个所述固定夹紧销的主体部下端具有锥形密封面。

5.根据权利要求3所述的晶圆保持装置，其特征在于，当晶圆夹持在卡盘上时，所述多个固定夹紧销的夹持部与晶圆所在平面垂直。

6.根据权利要求1所述的晶圆保持装置，其特征在于，每个所述活动夹紧销自上而下依次具有夹持部、主体部和摆臂，摆臂内设置有配重块，其中，夹持部相对主体部的轴线偏置，配重块相对主体部的轴线偏置，主体部可转动地安装在卡盘上，当卡盘旋转时，摆臂在离心力作用下带动活动夹紧销旋转夹紧晶圆。

7.根据权利要求6所述的晶圆保持装置，其特征在于，每个所述活动夹紧销还包括复位弹簧，所述复位弹簧配置在每个所述活动夹紧销与卡盘之间，当卡盘停止转动时，在复位弹簧作用下，活动夹紧销打开释放晶圆。

8.根据权利要求6所述的晶圆保持装置，其特征在于，还包括电磁铁，所述多个活动夹紧销的配重块为永磁体，电磁铁通电后，电磁铁与永磁体配合，使活动夹紧销旋转打开释放晶圆或闭合夹紧晶圆。

9.根据权利要求8所述的晶圆保持装置，其特征在于，还包括致动器，用于驱动电磁铁升降。

10.根据权利要求1所述的晶圆保持装置，其特征在于，每个所述活动夹紧销具有夹持部和主体部，夹持部固定在主体部的上端，主体部的下端与驱动器相连，驱动器驱动活动夹紧销径向向内移动夹紧晶圆或径向向外移动释放晶圆。

11.根据权利要求6至10任一项所述的晶圆保持装置，其特征在于，当晶圆夹持在卡盘上时，所述多个活动夹紧销的夹持部与晶圆所在平面垂直。

12.根据权利要求1所述的晶圆保持装置，其特征在于，所述卡盘上设置有若干个第一气孔和若干个第二气孔，所述若干个第一气孔和若干个第二气孔分布在以卡盘中心为圆心的同心圆上，所述若干第一气孔用于向晶圆下表面喷射气体，利用伯努利原理使晶圆悬浮在卡盘上，所述若干个第二气孔用于向晶圆下表面喷射气体，调整晶圆与卡盘之间的距离。

技术总结
本发明提供的晶圆保持装置，包括卡盘、多个固定夹紧销、多个活动夹紧销和旋转轴，多个固定夹紧销固定设置在卡盘上，多个活动夹紧销活动设置在卡盘上，旋转轴配置为驱动卡盘转动；其中，多个固定夹紧销和多个活动夹紧销分布在以卡盘的中心为圆心的圆周上，且多个固定夹紧销限定的圆心位于卡盘的中心轴线上。在本发明中，通过设置多个固定夹紧销确保晶圆对中精度，降低对多个活动夹紧销动作一致性的要求，从而降低活动夹紧销的设计、制造及维护成本。

技术研发人员：庞昊,韩阳,陆寅霄,贾社娜,陶晓峰,王晖
受保护的技术使用者：盛美半导体设备(上海)股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13