一种晶圆支撑结构、晶圆加工装置及其加工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116031197A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211288470.3(22)申请日2022.10.20(71)申请人拓荆科技股份有限公司地址110171辽宁省沈阳市浑南区水家900号(72)发明人赵坤吴凤丽杨华龙高鹏飞张启辉朱晓亮(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100专利代理师徐迪(51)Int.Cl.H01L21/687(2006.01)H01L21/205(2006.01)C23C16/458(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图6页(54)发明名称一种晶圆支撑结构、晶圆加工装置及其加工方法(57)摘要本发明公开了一种晶圆支撑结构、一种晶圆加工装置及其加工方法。该晶圆支撑结构设置于气相沉积设备的反应腔内，包括：金属顶针，经由设置于晶圆托盘的顶针过孔穿过该晶圆托盘，以支撑放置于该晶圆托盘上的晶圆，其中，该顶针过孔与该金属顶针之间保持间隙，该间隙的宽度是根据该金属顶针的金属材料的热膨胀率确定；以及托板，设置于该金属顶针的下方，在需要顶起该晶圆时抬起，向上推动该金属顶针的下部，以顶起该晶圆。上述晶圆支撑结构、晶圆加工装置及其加工方法，不仅能够免去额外的外部加重零件，便可加重顶针的重量以使其快速降落，并且能够缩小顶针过孔，以提高顶针支撑晶圆重复放置的精度，且增强顶针的强度以提高其使用寿命。CN116031197ACN116031197A权利要求书1/1页1.一种晶圆支撑结构，设置于气相沉积设备的反应腔内，其特征在于，包括：金属顶针，经由设置于晶圆托盘的顶针过孔穿过所述晶圆托盘，以支撑放置于所述晶圆托盘上的晶圆，其中，所述顶针过孔与所述金属顶针之间保持间隙，所述间隙的宽度是根据所述金属顶针的金属材料的热膨胀率确定；以及托板，设置于所述金属顶针的下方，在需要顶起所述晶圆时抬起，向上推动所述金属顶针的下部，以顶起所述晶圆。2.如权利要求1所述的晶圆支撑结构，其特征在于，所述气相沉积设备包括等离子体气相沉积设备，所述金属顶针的上部与所述晶圆的接触部设有陶瓷支撑部或覆盖有陶瓷涂层。3.如权利要求1所述的晶圆支撑结构，其特征在于，所述金属材料的热膨胀率低于陶瓷的热膨胀率，和/或所述金属材料的密度大于陶瓷的密度。4.如权利要求3所述的晶圆支撑结构，其特征在于，所述金属材料选用含铁镍钴型奥氏体固溶合金。5.如权利要求1所述的晶圆支撑结构，其特征在于，所述气相沉积设备包括多个反应腔，所述晶圆支撑结构包括多组金属顶针及多个托板，其中，所述多个反应腔对应不同的晶圆取放高度，各组所述金属顶针及所述托板被分别设置于一个所述反应腔，用于将各所述晶圆分别顶起到对应反应腔所需的晶圆取放高度。6.如权利要求5所述的晶圆支撑结构，其特征在于，还包括多个顶针垫块，其中，各组所述金属顶针具有相同的长度，而各所述托板分别经由对应的顶针垫块向上推动对应金属顶针的下部，以将对应的晶圆顶起到对应反应腔所需的晶圆取放高度。7.如权利要求6所述的晶圆支撑结构，其特征在于，不同高度的各所述顶针垫块具有不同的形状，各所述托板上分别设有对应形状的垫块放置槽，以承载具有正确高度的顶针垫块。8.一种晶圆加工装置，其特征在于，包括：反应腔，内部设有如权利要求1～7中任一项所述的晶圆支撑结构；以及传片腔，内部设有机械传送装置，用于经由所述机械传送装置向所述反应腔放置待加工的晶圆，并经由所述机械传送装置从所述反应腔拾取完成加工的晶圆。9.如权利要求8所述的晶圆加工装置，其特征在于，包括多个所述反应腔，其中，各所述反应腔分布于传片腔外围，并具有不同的晶圆取放高度。10.一种晶圆加工方法，其特征在于，采用如权利要求8或9所述的晶圆加工装置来加工处理晶圆。2CN116031197A说明书1/8页一种晶圆支撑结构、晶圆加工装置及其加工方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体涉及了一种晶圆支撑结构、一种晶圆加工装置和一种晶圆加工方法。背景技术[0002]目前，在现有的原子层沉积(AtomicLayerDeposition，ALD)过程中，晶圆通过传片室内的机械手传入反应腔内，晶圆先是放在反应腔内的顶针(pin)上，之后反应腔内的加热盘上升，晶圆落在加热盘上。[0003]如图1A、1B所示，图1A、1B示出了现有技术中顶针和衬套之间的结构示意图。现有技术中，通常采用陶瓷作为顶针的材料，根据陶瓷材料的热膨胀系数，选用间隙配合，来保证陶瓷顶针100的升降顺畅。[0004]但是，由于陶瓷材料的密度小，陶瓷制成的陶瓷顶针100结构会导致顶针本身质量较轻。对于依赖重力的顶针升降，质量越大，顶针回落速度越快。因而，现有技术中通常在陶瓷顶针100的下部设置重锤111来增加其重量。这样不仅增