本發明專利技術提出一種晶圓承載裝置和具有它的半導體處理設備，晶圓承載裝置包括卡盤，卡盤包括移動部和具有中空腔的卡盤本體，且卡盤本體的頂壁設有第一通孔，移動部容納在中空腔內，移動部的上表面設有與第一通孔對應的凸出部；托盤，托盤設在卡盤本體上，托盤設有與第一通孔對應且用于容納晶圓的第二通孔，其中第二通孔的上端的直徑大于晶圓直徑且第二通孔的下端的直徑小于晶圓直徑；和升降組件，升降組件與卡盤的移動部相連用于驅動移動部在中空腔內升降以使凸出部與晶圓接觸或脫離。根據本發明專利技術實施例的晶圓承載裝置，通過卡盤的移動部對晶圓進行直接溫度控制，從而可以快速且有效地控制晶圓的溫度，提高晶圓的溫度均勻性，提升工藝效果。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微電子
，特別涉及一種晶圓承載裝置及具有它的半導體處理設備。
技術介紹
在半導體、LED、MEMS (微機電系統)等加工領域一般采用等離子體刻蝕設備，該刻蝕設備一般由工藝模塊和傳輸模塊組成。工藝模塊包括工藝腔室，刻蝕工藝通常在工藝腔室中進行，從而在晶圓上刻蝕出所需要的圖形，傳輸模塊則負責將待加工的晶圓傳入工藝腔室并將處理完的晶圓傳出工藝腔室。對于LED領域使用的刻蝕設備，由于單個晶圓的直徑一般為2寸、4寸或者6寸，而工藝腔室的尺寸通常要遠大于晶圓直徑，因此為了提高產能，LED刻蝕機往往用到托盤，將多個晶圓放到托盤上，然后將托盤傳入工藝腔室，對晶圓進行批量工藝處理。圖1A示出了用于支撐晶圓的傳統托盤，圖1B示出了具有傳統托盤的晶圓承載裝置，如圖1A和IB所示，在工藝腔室100’內部設有靜電卡盤200’。托盤300’由機械手傳輸進入工藝腔室100’，并將托盤300’放在靜電卡盤200’上，晶圓400’被設置在托盤300’的凹槽內。靜電卡盤200’的作用是將托盤300’固定，并對托盤300’進行溫度控制，托盤300’再對晶圓400’進行溫度調節。為了更好的實現溫度控制，靜電卡盤200’與托盤之間會充有He氣，填充在靜電卡盤200’與托盤300’接觸面的空隙處，以增大兩者的熱交換面積。上述晶圓承載裝置中，雖然晶圓400’與托盤300’接觸，但二者之間的接觸面沒有通入熱傳導氣體如He氣，從而導致晶圓400’與托盤300’之間的熱交換效果不好，從而無法對晶圓400’進行有效的溫度調節。另外，如果直接在托盤300’上放置晶圓400’的位置打孔并通入He氣的話，孔需要具有一定的直徑。如果孔的直徑太小，則無法達到熱交換的目的，而如果孔的直徑較大，通入He氣時會對晶圓400’產生向上的推力，由于晶圓400’離靜電卡盤200’距離較大，靜電卡盤200’對晶圓400’的吸附力本身就不大，在抵消了 He氣對晶圓400’向上的推力之后就會進一步減弱靜電卡盤200’對晶圓400’的吸附力。靜電卡盤200’對晶圓400’的吸附力的降低會導致晶圓400’與托盤300’接觸不緊密，從而導致He氣泄漏。He氣會大量的泄露到工藝腔室中，從而達不到良好的溫度調節和控制要求。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，特別是解決無法對晶圓進行快速有效進行溫度調節的缺陷。為此，本專利技術的目的在于提出一種晶圓承載裝置，該晶圓承載裝置可以快速有效地對晶圓進行溫度控制，從而能夠更好地控制晶圓的溫度，提高晶圓的溫度均勻性，提升晶圓的處理效果。本專利技術的另一目的在于提出一種具有上述晶圓承載裝置的半導體處理設備。為達到上述目的，根據本專利技術第一方面實施例的晶圓承載裝置，包括:卡盤和升降組件，所述卡盤包括:卡盤本體，所述卡盤本體內具有中空腔，且所述卡盤本體的頂壁設有第一通孔；和移動部，所述移動部容納在所述中空腔內，所述移動部的上表面設有與所述第一通孔對應的凸出部；托盤，所述托盤設在所述卡盤本體上，所述托盤設有與所述第一通孔對應且用于容納晶圓的第二通孔，其中所述第二通孔的上端的直徑大于所述晶圓的直徑且所述第二通孔的下端的直徑小于所述晶圓的直徑；所述升降組件與所述移動部相連用于驅動所述移動部在所述中空腔內升降以使所述凸出部與所述晶圓接觸或脫離。根據本專利技術實施例的晶圓承載裝置，通過升降組件控制卡盤的移動部升降，從而移動部上的凸出部可以與晶圓接觸或脫離，當凸出部與晶圓接觸時可以實現移動部與晶圓之間的熱交換，從而實現卡盤對晶圓的直接溫度控制，進而能夠快速有效地對晶圓進行溫度調節，提高了晶圓的溫度均勻性，提高工藝性能。當凸出部與晶圓脫離時，由于第二通孔的下端的直徑小于晶圓的直徑，且托盤的第二通孔的上端的直徑大于晶圓的直徑，因此晶圓可以支撐在托盤的第二通孔的上端處且距離第二通孔的下端具有預定距離，從而可以通過移動托盤實現對晶圓的快速取放，提高處理效率。在本專利技術的一個實施例中，所述第二通孔為臺階狀，所述第二通孔包括第一孔段和位于所述第一孔段下面的第二孔段，其中所述第一孔段的直徑大于所述晶圓的直徑且所述第二孔段的直徑小于所述晶圓的直徑。由此，當移動部下降而凸出部與晶圓脫離時，晶圓可以由第二通孔內的臺階支撐。在本專利技術的一個實施例中，所述晶圓承載裝置還包括用于對所述晶圓產生靜電吸附力的電極，所述電極的一端設在所述移動部內且所述電極的另一端延伸出所述移動部。在本專利技術的一個實施例中，所述電極包括電極本體、電極分支和引出段，所述電極分支的一端與所述電極本體相連且所述電極分支的另一端延伸到所述凸出部內，所述引出段的一端與所述電極本體相連且所述引出段的另一端向下延伸出所述移動部。由于電極分支的一端延伸到凸出部內，因此，可以增大對晶圓的吸附力。在本專利技術的一個實施例中，所述移動部內設有用于供給溫控氣體的第一氣體通道和第一通氣孔，所述第一通氣孔的一端與所述第一氣體通道連通且所述第一通氣孔的另一端從所述凸出部的上表面露出。由此，在對所述晶圓進行工藝處理時，通過第一氣體通道和第一通氣孔供給的溫控氣體可以對所述晶圓進行溫度控制，進一步提高晶圓的溫度均勻性。在本專利技術的一個實施例中，所述卡盤本體設有用于供給溫控氣體的第二氣體通道和第二通氣孔，所述第二通氣孔的一端與所述第二通道連通且所述第二通氣孔的另一端從所述卡盤本體與所述托盤接觸的表面露出。由此，在對所述晶圓進行工藝處理時，通過第二氣體通道和第二通氣孔供給的溫控氣體可以對所述托盤進行溫度控制。在本專利技術的一個實施例中，所述溫控氣體為He氣。在本專利技術的一個實施例中，所述第一通孔、第二通孔和所述凸出部均為多個且所述第一通孔、第二通孔和所述凸出部一一對應。在本專利技術的一個實施例中，所述升降組件可以為氣缸、液壓缸、電缸和絲杠傳動裝置中的一種。根據本專利技術第二方面實施例的半導體處理設備，包括:晶圓承載裝置，所述晶圓承載裝置可以為根據本專利技術第一方面實施例的晶圓承載裝置。在本專利技術的一個實施例中，所述半導體處理設備為LED (發光二極管)或MEMS (微機電系統)刻蝕機。在本專利技術的一個實施例中，所述LED或MEMS刻蝕機為電感耦合等離子體刻蝕機。本專利技術附加的特征和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術上述的和/或附加的方面和優點下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1A為承載晶圓的傳統托盤的不意圖；圖1B為具有圖1A所示傳統托盤的傳統晶圓承載裝置的剖面圖；圖2為本專利技術實施例的晶圓承載裝置的示意圖，其中升降組件驅動移動部的凸出部下降以便所述凸出部與晶圓脫離；和圖3為本專利技術實施例晶圓承載裝置的示意圖，其中升降組件驅動移動部的凸出部上升以便所述凸出部與晶圓接觸。具體實施例方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能解釋為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種晶圓承載裝置，其特征在于，包括：卡盤，所述卡盤包括：卡盤本體，所述卡盤本體內具有中空腔，且所述卡盤本體的頂壁設有第一通孔；和移動部，所述移動部容納在所述中空腔內，所述移動部的上表面設有與所述第一通孔對應的凸出部；托盤，所述托盤設在所述卡盤本體上，所述托盤設有與所述第一通孔對應且用于容納晶圓的第二通孔，其中所述第二通孔的上端的直徑大于所述晶圓的直徑且所述第二通孔的下端的直徑小于所述晶圓的直徑；及升降組件，所述升降組件與所述移動部相連用于驅動所述移動部在所述中空腔內升降以使所述凸出部與所述晶圓接觸或脫離。
【技術特征摘要】
1.一種晶圓承載裝置，其特征在于，包括: 卡盤，所述卡盤包括: 卡盤本體，所述卡盤本體內具有中空腔，且所述卡盤本體的頂壁設有第一通孔；和 移動部，所述移動部容納在所述中空腔內，所述移動部的上表面設有與所述第一通孔對應的凸出部； 托盤，所述托盤設在所述卡盤本體上，所述托盤設有與所述第一通孔對應且用于容納晶圓的第二通孔，其中所述第二通孔的上端的直徑大于所述晶圓的直徑且所述第二通孔的下端的直徑小于所述晶圓的直徑；及 升降組件，所述升降組件與所述移動部相連用于驅動所述移動部在所述中空腔內升降以使所述凸出部與所述晶圓接觸或脫離。2.按權利要求1所述的晶圓承載裝置，其特征在于，所述第二通孔為臺階狀，所述第二通孔包括第一孔段和位于所述第一孔段下面的第二孔段，其中所述第一孔段的直徑大于所述晶圓的直徑且所述第二孔段的直徑小于所述晶圓的直徑。3.按權利要求1所述的晶圓承載裝置，其特征在于，還包括用于對所述晶圓產生靜電吸附力的電極，所述電極的一端設在所述移動部內且所述電極的另一端延伸出所述移動部。4.按權利要求3所述的晶圓承載裝置，其特征在于，所述電極包括電極本體、電極分支和引出段，所述電極分支的一端與所述電極本體相連且所述電極分支的另一端延伸到所述凸出部內，所述引出段的一端與所述電極本體相連且所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：管長樂，
申請(專利權)人：北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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