[发明专利]托架盖

说明书

技术领域

本发明涉及半导体处理托架及包含此类托架的设备。

背景技术

本申请案主张2011年4月13日申请的标题为“托架盖(PEDESTAL COVER)”的第13/086,010号美国申请案的利益，所述申请案出于所有目的而以引用的方式并入本文中。

镶嵌处理技术被用于许多现代集成电路制造方案中，因为与其它方法相比，这些技术需要较少的处理步骤且一般产率较高。镶嵌处理涉及到，通过在介电层中的沟渠及通孔中沉积对应的内置金属线而在集成电路上形成金属导体。作为镶嵌处理的一部分，在介电层上沉积光致抗蚀剂层。光致抗蚀剂为光敏有机聚合物，其可以液体形式“旋涂(spun on)”且经干燥而形成固态膜。接着通过使光穿过掩模而使光致抗蚀剂图案化。此操作之后可对图案化光致抗蚀剂进行等离子体蚀刻(例如，所述介电层的经暴露部分)，以在所述介电层中形成沟渠及通孔。接着剥离光致抗蚀剂，且在后续处理之前移除任何有关蚀刻的残留物。一般来说，光致抗蚀剂剥离采用由一种或一种以上工艺气体所形成的等离子体，工艺气体可包含氧气或其它氧化剂。高度反应性等离子体蚀刻有机光致抗蚀剂，以形成挥发性组分，其被从处理腔室排除。在此剥离过程期间，应精确控制衬底温度(举例来说，以避免造成蚀刻速率发生不希望的变动)。

发明内容

本文描述新颖的半导体处理托架及包含此类托架的设备的实例。这些托架经特定配置以向半导体衬底提供均匀的热传递且减少维修复杂性及/或频率。具体来说，托架可包含可移除盖，其经定位于所述托架的金属载盘上方。所述可移除盖经配置以维持其面向衬底的表面的一致且均匀的温度分布，尽管所述载盘的上表面(其支撑所述盖且与所述盖热连通)可具有更少的温度分布均匀性。所述盖可由某些陶瓷材料制成且定形为薄板。这些材料可耐得住处理环境且在许多次处理循环之后维持其热特性。所述盖可轻易地从所述载盘移除且用一个新的盖更换，而无需对整个设备进行大规模的拆卸。

本发明提供一种用于支撑半导体衬底的托架。所述托架可用于处理此类衬底的设备中。所述托架包含金属载盘及定位于所述载盘上方的可移除盖。所述载盘具有用于经由所述盖向所述半导体衬底提供热的上表面。所述盖经配置以分布此热且向所述衬底提供大致均匀的热传递，在处理期间，所述衬底定位于所述盖的面向衬底的表面上方。所述盖可由一种或一种以上陶瓷材料(下文进一步描述)或适合于处理环境且能够向衬底提供大致均匀的热传递的一些其它材料制成。

所述盖定位于所述载盘的上表面上方。所述盖一般包含与所述面向衬底的表面相对的面向载盘的表面。所述面向载盘的表面的大部分可与经装配且操作的托架中的载盘的上表面直接接触。或者，所述面向载盘的表面可定位于距所述经装配且操作的托架中的载盘的上表面预定距离处。此距离在所述盖与载盘之间提供额外的热阻，且可在应进一步限制热通量以提供更为均匀的热分布时使用。在某些实施例中，金属载盘由下列材料中的一者或一者以上制成：铝6061、铝7075及铝3003。金属载盘可包含布置于所述金属载盘内的加热器，以加热所述载盘的上表面。所述加热器的输出可足以维持所述上表面处于介于约100℃到450℃之间的温度或如下所述的各种更特定的范围。

在某些实施例中，所述盖的面向衬底的表面包含一组支撑件，其用于将衬底支撑于所述面向衬底的表面上方的平均预定距离处。此距离可介于约0.001英寸到0.015英寸之间，或更具体来说，介于约0.004英寸到0.007英寸之间。所述组支撑件可包含至少六个个别支撑件，其经布置成两个或两个以上圆形图案。这些图案的中心可对应于所述盖的中心。在其它实施例中，衬底支撑件设置于所述金属载盘的上表面上。这些支撑件突起穿过所述可移除盖中的开口且延伸高于所述盖的面向衬底的表面。同样地，这些支撑件经配置以将衬底支撑于所述盖的面向衬底的表面上方的距所述表面平均预定距离处。此距离可属于上文所列举的范围内。这些支撑件的实例包含陶瓷球(例如，蓝宝石球)，其定位于附接到所述金属载盘的延伸部的自由端上。所述盖开口可为细长形，其从所述盖的中心径向延伸，以适应所述盖与载盘之间的热膨胀差异。

在某些实施例中，托架经配置以使得所述面向衬底的表面的温度分布针对400℃的设定温度在少于约3℃以内。面向上的表面在此操作规程中温度偏差可大得多。在一些实施例中，可移除盖的厚度为介于约0.075英寸到0.500英寸之间。所述盖的面向载盘的表面及面向衬底的表面可在小于约0.002英寸偏差以内平行。