專利名稱：卡盤組件及具有該組件的高密度等離子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件，并且，更特別涉及用于制造該半導(dǎo)體器 件的裝置。
背景技術(shù)：
通常，半導(dǎo)體器件制造工藝包括在半導(dǎo)體襯底上沉積例如絕緣膜、半導(dǎo) 體膜和導(dǎo)體膜這樣的材料膜的工藝，并且所述材料膜是使用化學(xué)氣相沉積設(shè) 備形成的。
由于半導(dǎo)體器件正變得高度集成，例如為溝槽隔離(trench isolation)工 藝的技術(shù)正變得被廣泛的應(yīng)用。溝槽隔離工藝的主要技術(shù)包括，通過刻蝕半 導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域而形成窄而深的溝槽區(qū)域并且用具有良好階梯覆蓋度 (step coverage )的絕緣膜填充溝槽區(qū)域。
近年來，高密度等離子氧化膜已經(jīng)被廣泛地用作絕緣膜，用于填充例如 溝槽區(qū)域這樣的凹陷區(qū)域。通過交替和重復(fù)執(zhí)行沉積和刻蝕工藝來實(shí)現(xiàn)形成 高密度等離子氧化膜的工藝。結(jié)果，溝槽區(qū)域被填充了沒有空洞的高密度等 離子氧化膜并且以優(yōu)良的特性隔離半導(dǎo)體器件元件。
通常，形成高密度等離子氧化膜的高密度等離子設(shè)備包括腔室、用于在 腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的等離子發(fā)生單元、用于有序地將各種氣體供給到腔室 內(nèi)部的供氣管線、安裝在腔室內(nèi)的用于保持半導(dǎo)體襯底的卡盤(chuck)、多 個(gè)分別設(shè)置在形成于卡盤內(nèi)的多個(gè)銷孔中的升降銷(liftpin)，所述升降銷向 上運(yùn)動(dòng)到卡盤的上部并然后向下運(yùn)動(dòng)到卡盤的內(nèi)部，從而對(duì)從卡盤上表面的 外部傳送來的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行定位。
因此，從外部傳送來的半導(dǎo)體襯底通過多個(gè)升降銷定位在卡盤的上表 面。各種氣體被有序地供給到腔室內(nèi)部并且在腔室內(nèi)部產(chǎn)生等離子體，以交 替和重復(fù)地執(zhí)行沉積和刻蝕工藝。因而，高密度等離子體氧化膜形成在半導(dǎo) 體襯底上。
當(dāng)執(zhí)行上述工藝時(shí)，等離子體不僅產(chǎn)生在半導(dǎo)體襯底的上側(cè)，而且也產(chǎn)生在半導(dǎo)體襯底的背面的邊緣部分一一該邊緣部沒有與卡盤接觸，使得半導(dǎo) 體襯底的背面的膜損壞。更特別地，由于傳統(tǒng)的高密度等離子設(shè)備的升降銷 的上部一一即形成在卡盤中以上移升降銷的銷孔一部分一一在卡盤的上表 面和升降銷的上表面之間形成了大間隔，并且與半導(dǎo)體襯底背面的其它邊緣 部分相比半導(dǎo)體襯底背面的邊緣部分的開放區(qū)域非常寬，所以等離子也產(chǎn)生 在升降銷的上部，使得半導(dǎo)體襯底的背面的膜會(huì)被損壞。
結(jié)果，當(dāng)在形成高密度等離子氧化膜的工藝之后接著執(zhí)行擴(kuò)散工藝時(shí)， 在先前被損壞了的半導(dǎo)體襯底部分處的膜被進(jìn)一步損壞，從而導(dǎo)致米粒缺陷
(rice defect )。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是一種卡盤組件，其能降低在高密度等離子工藝中 由于等離子而給晶片背面造成的損害，以及提供一種利用該卡盤組件的高密 度等離子設(shè)備。
依照本發(fā)明的第一方面，提供的卡盤組件包括具有上表面和形成在外 圍部分的多個(gè)銷孔的卡盤，其中卡盤上表面被配置成在其上接收一半導(dǎo)體襯 底；設(shè)置在卡盤外表面上的襯底導(dǎo)引器，其中該襯底導(dǎo)引器被配置成防止已 定位在卡盤上表面的半導(dǎo)體襯底離開卡盤；設(shè)置在卡盤的下部的固定板；緊 固在固定板上并且沿從固定板向上方向延伸的多個(gè)升降銷，以使得每一個(gè)升 降銷分別插入至多個(gè)升降孔中的一個(gè)，其中每一個(gè)升P爭(zhēng)銷具有延伸到鄰近卡 盤的上表面的位置的上表面；以及向上和向下移動(dòng)卡盤的穿過固定板并且與 卡盤的下部嚙合的卡盤升降機(jī)。
在一些實(shí)施例中，襯底導(dǎo)引器可以周向環(huán)繞卡盤。 在一些實(shí)施例中，銷孔可以形成在襯底導(dǎo)弓1器和卡盤之間。 在一些實(shí)施例中，在每一個(gè)升降銷的上表面和卡盤上表面之間的間隙可 以是0.2mm到0.5mm。
在一些實(shí)施例中，當(dāng)升降銷的中部位于相應(yīng)的銷孔中部時(shí)，每一個(gè)升降 銷外表面定位成鄰近相應(yīng)銷孔的內(nèi)表面。如果銷孔的直徑是4.8mm,則升降 銷的插入到銷孔內(nèi)的部分的直徑可以是3.79mm到4.0mm。
在一些實(shí)施例中，卡盤可以是靜電卡盤，其配置為通過靜電吸力保持定 位于卡盤的上表面上的半導(dǎo)體襯底。
6在一些實(shí)施例中，卡盤可以包括在其中具有靜電電極的定位板和設(shè)置在 定位纟反的下部的冷卻4反。
在一些實(shí)施例中，每一個(gè)升降銷可以包括配置成支撐半導(dǎo)體襯底的襯底 支撐部分，固定在固定板上的板固定部分，和在襯底支撐部分和板固定部分 之間延伸并連接襯底支撐部分和板固定部分的連接部分。襯底支撐部分具有 第一直徑，連接部分具有小于第一直徑的第二直徑，和板固定部分具有小于 第二直徑的第三直徑。
依照本發(fā)明的第二方面，提供了具有上表面和形成在外圍部分的多個(gè)銷 孔的卡盤組件，設(shè)置在卡盤外表面的襯底導(dǎo)引器，用于防止已定位在卡盤上 表面的半導(dǎo)體襯底離開卡盤，其中該襯底導(dǎo)引器具有第一上表面和第二上表 面，該第一上表面定位在高于卡盤的上表面的位置，該第二上表面位于第一
上表面的內(nèi)側(cè)上并且定位在低于卡盤的上表面的位置，從而構(gòu)成階梯狀；設(shè) 置在卡盤的下部的固定板；緊固在該固定板上并且陽(yáng)從該固定板向上的方向 延伸的多個(gè)升降銷，以使得每一個(gè)升降銷分別插入多個(gè)銷孔中的一個(gè)，其中 每一個(gè)升降銷具有位于卡盤上表面與襯底導(dǎo)引器的第二上表面之間的上表 面；以及穿過固定板并且與卡盤的下部嚙合的卡盤升降機(jī)向上和向下移動(dòng)卡 盤。
在一些實(shí)施例中，在每一個(gè)升降銷的上表面和卡盤的上表面之間的間隙 是0.2mm到0.5mm。
依照本發(fā)明的第三方面，提供的高密度等離子設(shè)備包括產(chǎn)生等離子的 腔室；安裝在腔室內(nèi)并具有上表面和形成在外圍部分的多個(gè)銷孔的卡盤；設(shè) 置在卡盤外表面的襯底導(dǎo)引器，用于防止已定位在卡盤上表面的半導(dǎo)體襯底 離開卡盤；設(shè)置在卡盤的下部并緊固到腔室的固定板；固定在該固定板上并 且沿從固定板向上的方向延伸的多個(gè)升降銷，以使得每一個(gè)升降銷分別插入 多個(gè)銷孔中的一個(gè)，其中每一個(gè)升降銷具有延伸到鄰近卡盤的上表面的位置 的上表面；以及穿過固定板并且與卡盤的下部嚙合的卡盤升降機(jī)向上和向下 移動(dòng)該卡盤。


對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講通過詳細(xì)描述參照附圖的優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明 的上述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明了 ，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的高密度等離子設(shè)備的實(shí)施例的視圖2是顯示用在圖1的高密度等離子設(shè)備中的卡盤組件的實(shí)施例的透視
圖3是沿著圖2中線I-I'得到的卡盤組件的剖面圖； 圖4和5是用來解釋使用根據(jù)本發(fā)明的卡盤組件用來裝載半導(dǎo)體襯底的 方法的剖面圖6是顯示圖5中A部分的放大的剖面圖7是圖6中從B方向看去的卡盤組件的平面圖8是用在根據(jù)本發(fā)明的卡盤組件中的升降銷實(shí)施例的側(cè)面視圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明另 一 實(shí)施例的卡盤組件的剖面圖IO是圖9中C部分的放大的剖面圖；和
圖11是顯示半導(dǎo)體襯底的背面的^r驗(yàn)的照片，該半導(dǎo)體襯底是在使用 根據(jù)本發(fā)明的高密度等離子設(shè)備、通過調(diào)節(jié)卡盤上表面和升降銷上表面之間
之后的半導(dǎo)體襯底。
具體實(shí)施例方式
在此將參考展示了本發(fā)明實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明作更加充分地描述。然 而，本發(fā)明可以以多種不同的形式來實(shí)施，而且不應(yīng)理解為限制在這里闡述 的實(shí)施例。而且，提供所披露的實(shí)施例，以使得本公開是徹底而完整的，并 將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在這些圖中，為了清楚起見， 可以夸大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。此外，這里描述和圖示的每一個(gè)實(shí)施 例也包括其互補(bǔ)的導(dǎo)電類型的實(shí)施例。相同的數(shù)字始終表示相同的元件。
可以理解，當(dāng)元件或?qū)颖幻枋鰹槭?在….上"、"連接到"和/或"耦合 到，，另一元件或?qū)訒r(shí)，它可以是直接地在.....上、連接或耦合到另一元件或 層或者可以存在中間元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被描述為是"直接在....上、"直 接連接到"和/或"直接耦合到"另一元件或?qū)訒r(shí)，則不存在中間元件或?qū)印?如本文使用的，術(shù)語(yǔ)"和/或"可以包括相關(guān)的所列項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)的組合的 任意和全部組合。
可以理解，雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等等可以用本文來描述各種元件、 組件、區(qū)域、層和/或部件，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部件并不受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)可以用來區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層和/或部 分和另一區(qū)域、層和/或部分。例如，不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，下面討 論的第一元件、部件、區(qū)域、層和/或部分可以稱為第二元件、部件、區(qū)域、 層和/或部分。
為了易于描述起見，空間關(guān)系的術(shù)語(yǔ)，例如"在...下(below)"、"下方 (lower)"、"在...之上(above)"、"上方(upper)"等等，可以方便描述如 圖中所示的元件和/或特征與另一個(gè)或多個(gè)元件和/或特征的關(guān)系?？梢岳斫?， 空間上相對(duì)關(guān)系術(shù)語(yǔ)除了包含圖中所示的方向之外還意為包含在使用或工 作中的器件的不同方向。例如，如果在圖中的器件翻轉(zhuǎn)，描述為在其它元件 或特征"下方"的元件隨后可被導(dǎo)向成在其它元件/或特征的"上方"。因而， 示例術(shù)語(yǔ)"在...下(below)"可以包含在...上和在...下兩個(gè)方向。器件可以 其它方式導(dǎo)向(旋轉(zhuǎn)90°或其它方位)以及因而相應(yīng)地理解的本文使用的空 間相對(duì)關(guān)系描述語(yǔ)。此外，術(shù)語(yǔ)"在...下面(beneath)"是指相對(duì)于襯底一 個(gè)層或區(qū)域與另一層或區(qū)域的關(guān)系，如圖所示。
本文使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的而無(wú)意限制本發(fā)明。如 用在本文的，單數(shù)術(shù)語(yǔ)"一 (a)"、和"該(the)"也意味著包括其復(fù)數(shù)形式， 除非上下文清楚的表明了其它意思。進(jìn)一步可以理解，當(dāng)在說明書中使用術(shù) 語(yǔ)"包括"和/或"包含"時(shí)，是指所陳述的特征、整體、步驟、搡作、元件、 和/或部件的存在，但是不排除或一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、 元件、部件和/或它們的組合的存在或增加。
本發(fā)明的實(shí)施例在此參照為本發(fā)明的理想化的實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的 示意圖的平面和剖面圖來描述。如此，例如，制造技術(shù)和/或公差產(chǎn)生的插圖 的形狀的變化 是可以預(yù)期的。因而，本發(fā)明的公開的示例性實(shí)施例不應(yīng)理解 成限制為圖示的特定形狀，除非本文有特別地定義，而是包括了例如來自制 造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，圖示為矩形的灌注區(qū)典型地具有圓的或曲線的特 征和/或在其邊緣灌注濃度的梯度，而不是從灌注區(qū)到非灌注區(qū)的二值變化 (binary change )。類似地，通過灌注形成的埋入?yún)^(qū)可能引起在埋入?yún)^(qū)和灌注 所穿過的表面之間的區(qū)域中的一些灌注。由此，在圖中所示的區(qū)域本質(zhì)上是 示意性的并且它們的形狀無(wú)意表示器件的區(qū)域的真實(shí)形狀，并且無(wú)意限制本 發(fā)明的范圍，除非在本文有明確的定義。
除非有其它定義，本文使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)的和科學(xué)的術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。進(jìn)一步可以理解， 例如在常用字典里定義的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)該;陂解釋為和它們?cè)谙鄳?yīng)領(lǐng)域和現(xiàn)有^^開 的在上下文中相一致的含義，而不能以理想化的或過于正式的意義來解釋， 除非在此有明確的定義。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的高密度等離子設(shè)備100的實(shí)施例的視圖。
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明所示的實(shí)施例的高密度等離子設(shè)備IOO包括腔室 110，在該腔室中生成等離子來執(zhí)行一工藝。腔室110包^fe具有開放的上部 的腔體112、與腔體112上部嚙合來關(guān)閉該腔體112的腔蓋120、以及插入 在腔體112和腔蓋120之間的連接件140。
配置為當(dāng)執(zhí)行一工藝時(shí)保持半導(dǎo)體襯底(未示出)的卡盤組件150安裝 在腔體112的中央部分。配置為從腔室120內(nèi)部把反應(yīng)附產(chǎn)品或氣體泵送到 外部的真空泵送管線115安裝在腔體112的外圍部分。配置為向腔體112內(nèi) 提供清洗氣體的清洗氣供應(yīng)管160安裝在腔體112的外圍部分上。
腔蓋120是圓官形的并具有允許在其內(nèi)部中形成等離子的等離子形成空 間。進(jìn)一步的，用于在腔蓋120內(nèi)產(chǎn)生等離子的線圈122安裝在腔蓋120的 外部。線圈122連接到等離子電源124并且被配置為施加預(yù)定的電源到線圈 122來產(chǎn)生等離子。腔罩130安裝在腔蓋120外側(cè)。腔罩130罩住了安裝在 腔蓋120外部的線圈122，以保護(hù)線圈122。
連接件140插入在腔體112和腔蓋120之間，以連接腔體112和腔蓋120。 連接件140可以是配置為使腔體112和腔蓋120絕緣的絕緣體。如圖所示， 配置為向腔體120內(nèi)供應(yīng)各種工藝氣體的供氣管170和180可以安裝在連接 件140中。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用在圖1的高密度等離子設(shè)備中的卡 盤組件的透視圖。圖3是沿著圖2中線I-r的卡盤組件的剖面圖。圖4和5 是用來解釋使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的卡盤組件裝載半導(dǎo)體襯底的方法的 剖面圖。圖6是顯示圖5中A部分的放大的剖面圖。圖7是圖6中從B方 向看去的卡盤組件的平面圖。圖8是用在根據(jù)本發(fā)明的卡盤組件中使用的升 降銷的實(shí)施例的側(cè)面一見圖。
參照?qǐng)D1-8，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的卡盤組件150包括設(shè)置在腔體112內(nèi) 部的卡盤151，其中半導(dǎo)體襯底90 (圖4)位于其上表面上。多個(gè)銷孔152a形成在定位板152的外圍部分。村底導(dǎo)引器159設(shè)置在卡盤151的外表面上。 固定板158設(shè)置在卡盤151的下部。升降銷157固定在固定板158上并且沿 固定板158向上的方向安裝，從而每一個(gè)升降銷157可以插入對(duì)應(yīng)的銷孔 152a中?？ūP升降機(jī)156穿過腔體112和固定板158并且與卡盤151的下部 嚙合。
該卡盤151可以是靜電卡盤，其通過靜電吸力保持定位于卡盤151上的 半導(dǎo)體襯底卯。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，卡盤151包括在內(nèi)部安裝有靜電 電極153的盤形定位板152以及像定位板152那樣的盤形并置于定位板152 下部的冷卻板155。冷卻板155的直徑可大于定位板152的直徑。在這樣的 情況下，冷卻板155可以與后面將描述的襯底導(dǎo)引器159嚙合，以及定位板 152可以與襯底導(dǎo)引器159分開預(yù)定的間隔。
進(jìn)一步的，靜電電極153連接到靜電電源154 (圖1 )，該靜電電源被配 置為向靜電電極153施加預(yù)定量的電力，以在定位板152和半導(dǎo)體襯底90 之間產(chǎn)生靜電吸力。定位板152由介電材料(dielectric material)形成，以便 當(dāng)預(yù)定的電力被施加到靜電電極153上時(shí)在定位板152和半導(dǎo)體襯底90之 間產(chǎn)生靜電吸力。例如，定位板152可以由Al203制成。冷卻板155冷卻定 位在定位板152上的半導(dǎo)體襯底90并且由具有良好導(dǎo)熱性的材料制成。冷 卻板155可以由銅(Cu )制成。
如圖所示，襯底導(dǎo)引器159設(shè)置在卡盤151外表面上，以便周向環(huán)繞該 卡盤151，并且防止定位在卡盤151的上表面上的半導(dǎo)體襯底90離開卡盤 151。襯底導(dǎo)引器159可以具有能夠環(huán)繞卡盤151的形狀，即環(huán)形。進(jìn)一步 地，所示的襯底導(dǎo)引器159具有第一上表面159a，該第一上表面定位在非常 高于卡盤151的上表面152b的位置。襯底導(dǎo)引器159還具有第二上表面 159c,該第二上表面設(shè)置在第一上表面159a的內(nèi)側(cè)并且定位在低于卡盤151 的上表面152b的位置，從而形成階梯狀。然后，第二上表面159c可以形成 在低于卡盤151的上表面152b大約0.15mm到0.45mm的位置。
另一方面，形成在卡盤151外圍部分的銷孔152a可以形成在襯底導(dǎo)引 器159和卡盤151之間并且可以徑向地與卡盤151的中心分開一致的距離。 即，銷孔152a可以形成在距離卡盤151中心相同的徑向距離(圓周)。
固定板158設(shè)置在卡盤151的下側(cè)并固定到腔體112上。固定板158 可以具有盤形形狀。每一個(gè)升降銷157固定在固定板158上并且從固定板158沿向上方向延 伸，如圖所示。每一個(gè)升降銷157的上表面157d延伸到緊鄰卡盤151的上 表面152b的位置，即非常接近卡盤151的上表面152b并低于卡盤151的上 表面152b的位置。在本發(fā)明的實(shí)施例中，升降銷157的上表面157d可以延 伸到等于或高于襯底導(dǎo)引器159的第二上表面159c的位置，即在升降銷157 的上表面157d和卡盤151的上表面152b之間的間隔或間隙H (圖6)大約 是0.2mm到0.5mm的位置。
進(jìn)一步的，如圖8所示，每一個(gè)升降銷157可以是多階梯形的。即，每 一個(gè)升降銷157可以包括配置為支撐半導(dǎo)體襯底90的襯底支撐部分157b、 設(shè)置在半導(dǎo)體支撐部分157b下部并固定到固定板158的板固定部分157a， 以及連接襯底支撐部分157b和板固定部分157a的連接部分157c。如圖8所 示，每一個(gè)升降銷157的直徑可以逐漸變小。例如，襯底支撐部分157b的 直徑D2、位于襯底支撐部分157b下部的連接部分157c的直徑D3、以及設(shè) 置在連接部分157c下部的板固定部件157a的直徑D4可以分別逐漸變小(即 D2>D3>D4 )。
在一些實(shí)施例中，升降銷157的要插入銷孔152a的各個(gè)部分的直徑D2 和D3被選擇為，使得當(dāng)升降銷157的中心定位于銷孔152a的中心時(shí)升降銷 157的外表面緊鄰相應(yīng)銷孔152a的內(nèi)表面。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如果 高密度等離子設(shè)備100正在處理具有200mm直徑的半導(dǎo)體襯底卯，即具有 200mm直徑的晶片并且每一個(gè)銷孔152a的直徑Dl是大約4.8mm，則插入 銷孔152a的每一個(gè)升降銷157的部分的直徑D2和D3可以是大約3.79mm 至1』4.0mm。
在一些實(shí)施例中，如果高密度等離子設(shè)備100是處理有200mm直徑的 半導(dǎo)體襯底90的設(shè)備，即具有200mm直徑的晶片，則襯底支撐部分157b 的長(zhǎng)度L2 (圖8 )可以是大約16mm到18mm，連接部分157c的長(zhǎng)度L3 (圖 8 )是大約48mm到52mm,以及板固定部分157a的長(zhǎng)度L4 (圖8 )大約是 17.5mm到19.5mm。即，每一個(gè)升降銷157的全長(zhǎng)大約是83.5mm到87.5mm。
卡盤升降機(jī)(chuck lifter) 156穿過腔體112和固定板158并且與卡盤 151的下部嚙合?？ūP升降機(jī)156上下移動(dòng)卡盤151。在這樣的情形下，由 于升降銷157被固定到固定板158,所以如果卡盤升降機(jī)156向下移動(dòng)卡盤 151，則升降銷157的上端部就突出到卡盤151的上側(cè)。相反，如果卡盤升降機(jī)156向上移動(dòng)卡盤151,則當(dāng)卡盤151被向上移動(dòng)時(shí)升降銷157的上端 部就進(jìn)入形成在卡盤151中的銷孔152a內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，卡盤組件的另一實(shí)施例顯示在圖9和10中。
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的卡盤組件250的剖面圖。圖10 是圖9中C部分的放大剖面圖。
參照?qǐng)D9和10，所示的卡盤組件250與圖1-8中所示的卡盤組件150類 似。因此，下文中，在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的卡盤組件250的解釋中， 將主要描述與根據(jù)第一所述實(shí)施例的卡盤組件150不同的部分。
如圖9和10所示，所示的卡盤組件250包括設(shè)置在腔體112內(nèi)部的卡 盤151,其中半導(dǎo)體襯底90位于該卡盤的上表面。多個(gè)銷孔152a形成在所 述卡盤的外圍部分。襯底導(dǎo)引器259設(shè)置在卡盤151的外部表面上。固定板 158設(shè)置在卡盤151的下部。升降銷257固定在固定板158上并且安裝在固 定板158的朝上的方向，如圖所示，從而每一個(gè)升降銷257可以插入對(duì)應(yīng)的 銷孔152a中?？ūP升降機(jī)156穿過腔體112和固定板158并且與卡盤151 的下部嚙合。
襯底導(dǎo)引器259設(shè)置在卡盤151外表面上，從而環(huán)繞卡盤151，并且防 止已定位在卡盤151的上表面的半導(dǎo)體襯底90離開卡盤151。襯底導(dǎo)引器 259可以具有能夠環(huán)繞卡盤151的形狀，即環(huán)形。進(jìn)一步的，襯底導(dǎo)引器259 具有第一上表面259a和第二上表面259c，該第一上表面259a位于高于卡盤 151的上表面152b的位置，該第二上表面259c設(shè)置在第一上表面259a的內(nèi) 部并且位于低于卡盤151的上表面152b的位置，從而構(gòu)成階梯狀。第二上 表面259c可以形成在低于卡盤151的上表面152b大約0.15mm到0.45mm 的位置。參考標(biāo)記259b表示連接第一上表面259a和第二上表面259c的第 一內(nèi)表面，以及參考標(biāo)記259d表示連接到第二上表面259c的第二內(nèi)表面。
每一個(gè)升降銷257固定在固定板158上并且沿固定板158朝上的方向安 裝，從而可以插入對(duì)應(yīng)的銷孔152a中。每一個(gè)升降銷257的上表面257d位 于緊鄰卡盤151的上表面152b的位置，即在卡盤151的上表面152b和襯底 導(dǎo)引器259的第二上表面259c之間的位置。每一個(gè)升降銷257的上表面257d 可以延伸到這樣的位置在該位置處在升降銷257的上表面257d和卡盤151 的上表面152b之間的間隔或間隙H，(圖10)大約是0.2mm到0.5mm。
進(jìn)一步的，如圖9和10所示，每一個(gè)升降銷257可以是多階梯形的。即，每一個(gè)升降銷257可以包括配置為支撐半導(dǎo)體襯底90的襯底支撐部 分257b、設(shè)置在半導(dǎo)體支撐部分件257b下部并固定到固定板158的板固定 部分257a、以及連接襯底支撐部分257b和板固定部分257a的連接部分257c。 每一個(gè)升降銷257的直徑從其上側(cè)到下側(cè)可以逐漸地變小。換言之，襯底支 撐部分257b的直徑、位于襯底支撐部分257b下部的連接部分257c的直徑、 以及位于連接部分257c下部的板固定部分257a的直徑可以分別逐漸變小。
每一個(gè)升降銷257的村底支撐部分257b可以設(shè)置在銷孔152a的第一內(nèi) 表面25%和卡盤151之間，以及每一個(gè)升降銷257的連接部分257c可以設(shè) 置在銷孔152a的第二內(nèi)表面259d和卡盤151之間。可以將襯底支撐部分 257b和連接部分257c的直徑確定為當(dāng)升降銷257的中心定位于銷孔152a 的中心時(shí)升降銷257的外表面緊鄰相應(yīng)銷孔152a的內(nèi)表面。
在下文中，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的高密度等離子"i殳備100的操作和 效果將參照?qǐng)D1-8描述。
首先，如果半導(dǎo)體襯底卯從外部被襯底傳送裝置(未示出)傳送，則 卡盤升降機(jī)156將被卡盤升降機(jī)156支撐的卡盤151向下移動(dòng)預(yù)定的距離。 然后，由于升降銷157被置于設(shè)置在卡盤151中的銷孔152a內(nèi)部并且升降 銷157的上表面定位為緊鄰卡盤151的上表面152b，所以當(dāng)卡盤151被向下 移動(dòng)時(shí)，升降銷157在卡盤151的上側(cè)突起預(yù)定的高度。
然后，襯底傳送裝置把半導(dǎo)體襯底90裝載在已經(jīng)突出到卡盤151上側(cè) 預(yù)定高度的升降銷157的上表面157d上。
下一步，卡盤升降機(jī)156將被卡盤升降機(jī)156支撐的卡盤151向下移動(dòng) 預(yù)定的高度。因而，當(dāng)卡盤151向上移動(dòng)并且回到原始安裝的位置時(shí)，在卡 盤151的上側(cè)突起預(yù)定高度的升降銷157進(jìn)入設(shè)置在卡盤151中的銷孔152a 的內(nèi)部。即，升P條銷157的上表面157d回到緊鄰卡盤151的上表面152b的 位置。進(jìn)一步地，當(dāng)裝載在升降銷157的上表面157d的半導(dǎo)體襯底90被定 位在卡盤151的上表面之后，它被卡盤151的靜電吸力保持在卡盤151的上 表面上。
然后，如果半導(dǎo)體襯底90被保持在卡盤151的上表面上，則各種處理 氣體被順序地供應(yīng)到腔體110的內(nèi)部并產(chǎn)生等離子。然后，交替和重復(fù)執(zhí)行 沉積和刻蝕工藝。由此，高密度等離子氧化膜形成在半導(dǎo)體襯底90上。
當(dāng)執(zhí)行沉積和刻蝕工藝時(shí)，形成在高密度等離子設(shè)備100內(nèi)的、即在形成于卡盤151中用來向上和向下移動(dòng)升降銷157的銷孔152a部分中升降銷 157的上部被形成，以使得可以在卡盤151的上表面152b和升降銷157的上 表面157d之間形成非常窄的間隔H (圖6)。因此，當(dāng)執(zhí)行上述工藝時(shí)，由 于產(chǎn)生在半導(dǎo)體襯底90背面邊緣處的等離子的量很小，從而減輕了通過等 離子對(duì)半導(dǎo)體襯底90背面的薄膜施加的破壞。結(jié)果，甚至當(dāng)在高密度等離 子氧化膜形成工藝后連續(xù)執(zhí)行擴(kuò)散工藝時(shí)，也可降低或根本杜絕在半導(dǎo)體襯 底90背面上的米粒缺陷。
圖11是半導(dǎo)體襯底背面的檢驗(yàn)的照片，該襯底是在使用根據(jù)本發(fā)明實(shí) 施例的高密度等離子設(shè)備通過調(diào)節(jié)卡盤151上表面和升降銷157的上表面 157d之間間隔來執(zhí)行高密度等離子工藝并隨后執(zhí)行擴(kuò)散工藝之后獲得的。
參照?qǐng)D11,可以看出當(dāng)用高密度等離子設(shè)備執(zhí)行沉積和刻蝕工藝時(shí)，如 果在卡盤151的上表面和升降銷157的上表面157d之間的間隔(gap) H大 約是0.2mm到0.5mm,則半導(dǎo)體村底背面上的薄膜上的米粒缺陷減少或才艮 本沒有發(fā)生。因而，如果用本發(fā)明的高密度等離子設(shè)備執(zhí)行沉積和刻蝕工 藝一在該高密度等離子設(shè)備中卡盤151的上表面和升降銷157的上表面157d 彼此分開大約0.2mm到0.5mm的間隔，則可以預(yù)先防止對(duì)半導(dǎo)體襯底背面 上的薄膜造成破壞。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，因?yàn)樾纬稍诟呙芏鹊入x子設(shè)備內(nèi)的、即在形 成于卡盤中用來向上和向下移動(dòng)升降銷的銷孔部分中升降銷的上部被形成, 從而可以在卡盤151的上表面和升降銷157的上表面157d之間形成非常窄 的間隔，因而在半導(dǎo)體襯底90背面邊緣產(chǎn)生的等離子量很小。因此，降低 了通過等離子對(duì)半導(dǎo)體襯底90背面的薄膜造成的破壞。
在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的實(shí)施例并且，雖然使用了具體 的術(shù)語(yǔ)，但是它們僅僅是一般性的和描述意義的使用，而沒有限制的目的， 本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求闡明。
權(quán)利要求
1. 一種卡盤組件，包括卡盤，具有上表面和形成在外圍部分中的多個(gè)銷孔，其中該卡盤上表面 被配置成在其上接收一半導(dǎo)體襯底；襯底導(dǎo)引器，設(shè)置在該卡盤的外表面上，其中該襯底導(dǎo)引器被配置成防 止放置在該卡盤上表面上的半導(dǎo)體襯底離開該卡盤；固定板，設(shè)置在該卡盤的下部；多個(gè)升降銷，緊固在該固定板上并且沿從該固定板向上的方向延伸，以 使得每一個(gè)升降銷分別插入該多個(gè)銷孔中的一個(gè)，其中每一個(gè)升降銷具有延 伸到鄰近該卡盤上表面的位置的上表面；和卡盤升降機(jī)，穿過該固定板并且與該卡盤的下部嚙合，其中該卡盤升降 機(jī)被配置為向上和向下移動(dòng)該卡盤。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中盤。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中 引器和該卡盤之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中 該卡盤的上表面之間的間隙是0.2mm到0.5mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中，當(dāng)升降銷的中部位于相應(yīng)的 銷孔中部時(shí)，每一個(gè)升降銷的外表面定位為鄰近相應(yīng)銷孔的內(nèi)表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的卡盤組件，其中，每一個(gè)銷孔的直徑是4.8mm， 以及插入銷孔內(nèi)的每一個(gè)升降銷的部分的直徑是3.79mm到4.0mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中，該卡盤的上表面配置為通過 靜電吸力把該半導(dǎo)體襯底保持于其上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中，該卡盤包括定位板以及冷卻 板，該定位板在內(nèi)部安裝有靜電電極，且該冷卻板設(shè)置在該定位板的下部， 并且其中每一個(gè)升降銷包括配置為支撐該半導(dǎo)體襯底的襯底支撐部分， 緊固在該固定板上的板定固部分，和在該襯底支撐部分和該板固定部分之間延伸并連接該襯底支撐部分和，該襯底導(dǎo)引器周向環(huán)繞該卡 ,該多個(gè)銷孔形成在該襯底導(dǎo) ，在每一個(gè)升降銷的上表面和該板固定部分的連接部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的卡盤組件，其中，該襯底支撐部分具有第一直 徑，該連接部分具有小于該第一直徑的第二直徑，和該板固定部分具有小于 該第二直徑的第三直徑。
10. —種卡盤組件包括卡盤，具有上表面和形成在外圍部分中的多個(gè)銷孔，其中該卡盤上表面 配置成在其上"^妾收一半導(dǎo)體襯底；襯底導(dǎo)引器，設(shè)置在該卡盤外表面上，其中該襯底導(dǎo)引器配置為防止放 置在該卡盤上表面的半導(dǎo)體襯底離開該卡盤，其中該襯底導(dǎo)引器具有第一上 表面和第二上表面，該第一上表面定位在高于該卡盤的上表面的位置，該第 二上表面設(shè)置于該第一上表面的內(nèi)側(cè)并且定位在低于該卡盤的上表面的位 置；固定板，設(shè)置在該卡盤的下部；多個(gè)升降銷，緊固在該固定板上并且沿從該固定板向上的方向延伸，以 便每一個(gè)升降銷分別插入該多個(gè)銷孔中的 一個(gè)，其中每一個(gè)升降銷具有位于 該卡盤的上表面與該襯底導(dǎo)引器的第二上表面之間的上表面；以及卡盤升降機(jī)，穿過該固定板并且與該卡盤的下部嚙合，其中該卡盤升降 機(jī)配置為向上和向下移動(dòng)該卡盤。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的卡盤組件，其中，在每一個(gè)升降銷的上表面 和該卡盤的上表面之間的間隙是0.2mm到0.5mm。
12. —種高密度等離子設(shè)備，包括 腔室，在其中產(chǎn)生等離子；卡盤，安裝在該腔室內(nèi)并具有上表面和形成在外圍部分中的多個(gè)銷孔， 其中該卡盤上表面配置成在其上接收一半導(dǎo)體襯底；襯底導(dǎo)引器，設(shè)置在該卡盤外表面上，其中該襯底導(dǎo)引器被配置為防止 放置在該卡盤上表面上的半導(dǎo)體襯底離開該卡盤；固定板，設(shè)置在該卡盤的下部并緊固到該腔室；多個(gè)升降銷，緊固在該固定板上并且沿從該固定板向上的方向延伸，以 便每一個(gè)升降銷分別插入多個(gè)銷孔中的 一個(gè)，其中每一個(gè)升降銷具有延伸到 鄰近該卡盤上表面的位置的上表面；以及卡盤升降機(jī)，穿過該腔體和固定板并且與卡盤的下部嚙合，其中，該卡盤升降機(jī)配置為向上和向下移動(dòng)該卡盤。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的高密度等離子設(shè)備，其中，該襯底導(dǎo)引器周 向環(huán)繞該卡盤。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的高密度等離子設(shè)備，其中，該多個(gè)銷孔形成 在該襯底導(dǎo)引器和該卡盤之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的高密度等離子設(shè)備，其中，在每一個(gè)升降銷 的上表面和該卡盤的上表面之間的間隙是0.2mm到0.5mm。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的高密度等離子設(shè)備，其中，當(dāng)升降銷的中部 位于相應(yīng)銷孔中部時(shí)，每一個(gè)升降銷的外表面定位為鄰近相應(yīng)銷孔的內(nèi)表 面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高密度等離子設(shè)備，其中，每一個(gè)銷孔的直 徑是4.8mm,以及插入銷孔內(nèi)的每一個(gè)升降銷的部分的直徑是3.79mm到 4.0mm。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的高密度等離子設(shè)備，其中，該卡盤的上表面 配置為通過靜電吸力把半導(dǎo)體襯底定位于其上。
19. 才艮據(jù)權(quán)利要求12所述的高密度等離子設(shè)備，其中，該卡盤包括定位 板和冷卻板，該定位板在其內(nèi)安裝有靜電電極，以及該冷卻板設(shè)置在該定位 板的下部，并且其中每一個(gè)升降銷包括配置為支撐半導(dǎo)體襯底的襯底支撐部分， 緊固到該固定板的板定固部分，和在該襯底支撐部分和該板固定部分之間延伸并連接該襯底支撐部分和 該板固定部分的連接部件。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的高密度等離子設(shè)備，該襯底支撐部分具有第 一直徑，該連接部分具有小于該第一直徑的第二直徑，和該板固定部分具有 小于該第二直徑的第三直徑。
全文摘要
一種用于高密度等離子設(shè)備的卡盤組件，包括具有上表面和形成在外圍部分中的多個(gè)銷孔的卡盤，其中該卡盤的上表面配置成在其上接收一半導(dǎo)體襯底；襯底導(dǎo)引器設(shè)置在該卡盤外表面上，其中該襯底導(dǎo)引器被配置成防止定位在該卡盤上表面上的半導(dǎo)體襯底離開該卡盤；設(shè)置在該卡盤的下部的固定板；固定在該固定板上并且沿從該固定板向上的方向中延伸的多個(gè)升降銷，以便每一個(gè)升降銷分別插入多個(gè)銷孔中的一個(gè)，其中每一個(gè)升降銷具有延伸到鄰近該卡盤上表面的位置的上表面；和穿過該固定板并且與卡盤的下部嚙合的卡盤升降機(jī)，其中該卡盤升降機(jī)被配置為向上和向下移動(dòng)該卡盤。
文檔編號(hào)H05H1/00GK101312144SQ20081012776
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者崔敏鎬, 樸成旭, 樸鐘碩, 李相根, 金大玄, 金鎮(zhèn)成 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社