[发明专利]一种半导体处理设备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体处理设备及其使用方法。

背景技术

在半导体制造中，经常需要对晶圆进行单面的处理，例如对晶圆进行单面的扩散、离子注入、蒸镀、溅射、沉积或退火等操作。用以执行上述操作的半导体处理设备通常包括处理容器500以及晶圆盖600，请参考图9，图9为现有技术中半导体处理设备在使用过程中的剖面示意图。其中，在所述处理容器腔内501的底部通常存在矩形的沟槽503，该沟槽503用于固定晶圆700、并使所述晶圆700保持竖直状态。所述晶圆盖600通常为一片晶圆，将所述晶圆盖600和待处理的晶圆700贴合在一起后，竖直地插入到处理容器腔内501底部的沟槽503内，晶圆盖600对与晶圆700贴合的一面起到遮挡的作用，以避免面受到污染，并且更进一步起到了对晶圆700进行支撑、确保其在处理过程中保持竖直状态的作用。

但是，上述常用的半导体处理设备在使用中存在如下一些不足之处：

1)由于只是将晶圆和晶圆盖的一端插入到处理容器的沟槽中进行固定，而另外一端没有采取任何固定的措施，所以，在处理过程中，处理容器腔内的气体会经由所述晶圆和晶圆盖之间的缝隙，将所述晶圆和晶圆盖分离开，从而造成晶圆无需处理的表面受到污染；

2)由于晶圆的表面与晶圆盖的整个表面是完全接触的，所以二者之间的摩擦，会对晶圆的表面造成较大面积的划伤；此外，当对晶圆进行高温处理的时候(例如退火)，晶圆和晶圆盖相接触的表面容易发生粘连；

3)处理容器的沟槽的宽度通常与晶圆盖和晶圆的厚度之和相同或者相近，进而才能有效地保持晶圆在处理过程中的竖直状态，所以，在将晶圆盖和晶圆插入到处理容器的沟槽中的过程中，晶圆和沟槽的内壁同样也会发生摩擦，从而划伤晶圆的表面；

4)由于处理容器的沟槽的尺寸通常是固定，无法灵活地满足对不同厚度的晶圆进行处理的需求；

5)由于处理容器的沟槽会与晶圆需要处理的一面部分贴合，导致该晶圆需要暴露出来的一面被部分地遮挡，降低了处理的效果和减少了晶圆的有效利用面积。

因此，希望可以提出一种可以解决上述不足之处的半导体处理设备及其使用方法。

发明内容

本发明的目的是提供了一种半导体处理设备、用于该半导体处理设备的晶圆盖、处理容器和配重及该半导体处理设备的使用方法，可以有效地防止在处理过程中晶圆和晶圆盖的分离，且可以大大减小晶圆与晶圆盖以及与处理容器之间的接触面积，以及适用于不同厚度的晶圆，具有一定的灵活性。

根据本发明的一个方面，提供了一种晶圆盖，该晶圆盖包括底面、以及与该底面相连接且环绕该底面的侧壁，该侧壁和底面之间的空间形成凹槽。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种处理容器，在所述处理容器腔内的底部具有一个或者多个第一沟槽，该一个或者多个第一沟槽均具两个侧壁，在所述两个侧壁中，至少有一个侧壁呈倾斜状态。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种配重，该配重具有至少一个第二沟槽，该第二沟槽具两个侧壁，在所述两个侧壁中，至少有一个侧壁呈倾斜状态。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种半导体处理设备，该半导体处理设备包括了上述晶圆盖、处理容器以及配重。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种半导体处理设备的使用方法，该方法包括以下步骤：

a)将晶圆和晶圆盖贴合，在所述晶圆和晶圆盖之间形成第一空腔；

b)将所述晶圆和晶圆盖竖直嵌入至处理容器腔内底部的第一沟槽内；

c)利用配重从上方对所述晶圆和晶圆盖进行夹持；

d)对所述晶圆进行处理。

在与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)配重从上端对晶圆和晶圆盖进行固定，使得晶圆和晶圆盖可以紧密地贴合在一起，从而有效地防止在对该晶圆进行处理(例如扩散、离子注入、蒸镀、溅射、沉积、退火)的过程中出现晶圆和晶圆盖分离的情形；

2)由于晶圆盖中心部分为凹槽，所以晶圆盖与晶圆相接触的区域仅限于晶圆盖的边缘部分，从而有效地减小了晶圆与晶圆盖之间的接触面积，如此一来，不但减小了晶圆上由于摩擦所产生划伤的区域，还可以防止晶圆与晶圆盖在高温状态下(例如退火)发生粘连；