[发明专利]用于半导体处理的锥形晶片居中和保持装置

说明书

一种半导体系统包括室、设置在所述室中的基座和围绕基座的聚焦环。所述基座具有用于支撑衬底(例如晶片)的中心区域的中央区域。所述聚焦环被构造成围绕所述基座的所述中央区域。所述聚焦环具有环形支撑区域，该环形支撑区域在所述聚焦环的内部部分和所述聚焦环的外部部分之间延伸。以相对于水平线成角度设置的所述环形支撑区域在所述衬底存在于所述基座的所述中央区域和所述聚焦环的所述环形支撑区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。衬底的边缘和聚焦环的环形支撑区域之间的刀刃式接触使得能够化学品不能进入衬底背面，从而减少不希望有的背面沉积。

背景技术

在原子层沉积(ALD)中，通过连续的定量配料和激活步骤逐层沉积膜。ALD用于在高深宽比结构上生成共形膜。ALD的缺点之一是难以避免在晶片背面上的膜沉积，因为膜可以通过进入晶片背面的任何间隙沉积。由于许多原因，背面沉积是不希望有的，其中之一是晶片背面上的多余膜易于剥落，例如在晶片运输期间，如果来自晶片背面的剥落片与晶片(相同的晶片或不同的晶片)接触，则晶片会被污染并且可能导致缺陷。

在电容耦合等离子体室中，在基座和晶片之间的间隙需要小。该间隙引起晶片和基座之间的阻抗，该阻抗足以基本上覆盖由基座表面的微尺度的变化引起的阻抗变化。为了在基座和晶片之间创建小的间隙，最小接触面积(MCA)特征用于为支撑件创建水平(level)虚拟偏移位置，以确保晶片平面平坦。如上所述，基座和晶片之间的间隙提供了进入晶片背面的通路，从而有利于在晶片背面的膜沉积。

传统ALD和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中使用的基座通常包括高度可调节的多个MCA特征。当前的基座设计指南规定了足够的MCA特征的使用，以确保由这些特征创建的支撑平面保持晶片与基座平行。实际上，如果使用的MCA特征的数量允许晶片偏转或下垂，则认为设计不合适。因此，在一些基座设计中，使用超过30个MCA特征来支撑晶片。

正是在这种背景下出现了实施方案。

发明内容

在一示例性实施方案中，一种半导体系统包括室、设置在所述室中的基座和围绕基座的聚焦环。所述基座具有用于支撑衬底(例如晶片)的中心区域的中央区域。所述聚焦环被构造成围绕所述基座的所述中央区域。所述聚焦环具有环形支撑区域，该环形支撑区域在所述聚焦环的内部部分和所述聚焦环的外部部分之间延伸。以相对于水平线成角度设置的所述环形支撑区域在所述衬底存在于所述基座的所述中央区域和所述聚焦环的所述环形支撑区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。

在一示例中，所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从1度至25度的角度设置。在另一示例中，所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从1度至15度的角度设置。在又一示例中，所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从5度至10度的角度设置。

在一示例中，所述环形支撑区域具有1Ra-32Ra的表面粗糙度。在另一示例中，所述环形支撑区域具有2Ra-15Ra的表面粗糙度。

在一示例中，所述聚焦环由金属材料、介电材料或经涂覆的材料构成。在一示例中，所述聚焦环由铝或不锈钢构成。在一示例中，所述聚焦环由氧化铝(Al₂O₃)或氧化钇(Y₂O₃)构成。

在另一示例性实施方案中，一种半导体系统包括室和设置在所述室中的袋状基座。所述袋状基座具有中央区域、环形聚焦区域和环形倾斜区域。所述袋状基座的中央区域用于支撑衬底的中心区域。所述环形聚焦区域围绕所述袋状基座的所述中央区域。从所述中央区域延伸到所述环形聚焦区域的所述环形倾斜区域限定环形支撑件，所述环形支撑件在所述衬底存在于所述中央区域和所述环形倾斜区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。

在一示例中，所述环形倾斜区域具有圆锥形构造。在一示例中，所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从1度至25度的角度设置。在另一示例中，所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从1度至15度的角度设置。在又一示例中，所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从5度至10度的角度设置。