一种用于低温离子注入的晶圆载盘的制作方法

本发明一般涉及半导体加工设备领域，尤其涉及一种用于低温离子注入的晶圆载盘。

背景技术：

1、近年来,随着半导体工艺的发展，在先进的集成电路制程中，需要将晶圆冷却到非常低的温度，譬如-100℃。常规的离子注入机晶圆载盘一般使用静电吸盘，依靠静电吸引力夹持晶圆进行离子注入工艺处理。在低温离子注入机中，如果使用静电吸盘夹持晶圆，由于晶圆与载盘之间贴合紧密，在晶圆与载盘之间会存在热传导，这样会使已经被预冷到工艺设定温度(譬如-100℃)的晶圆受到处于室温载盘的温度影响而升温，从而造成对晶圆温度的难以控制。因此，需要一种既能稳定地固定低温晶圆又不会对低温晶圆的温度产生不利影响的晶圆载盘，以此满足低温离子注入设备的需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种用于低温离子注入的晶圆载盘。与静电吸盘的方式不同，本发明采用机械卡爪的方式夹持晶圆，并且结合隔热的晶圆载盘，以此避免热传导导致的晶圆温度失控，进而使得离子注入工艺过程中晶圆温度精准可控。

2、依据本发明的技术方案，本发明提供一种用于低温离子注入的晶圆载盘。该晶圆载盘包括：盘体，该盘体的上表面用于承载晶圆；顶升台，该顶升台具有从底部向顶部逐渐收缩的形状，且被配置为相对于盘体的上表面进行升降运动；传动杆，具有第一端部和第二端部，该第一端部设置有用于与顶升台的侧面接触的滑轮，该第二端部设置有用于夹持晶圆的卡爪，其中该传动杆上具有限位通孔，且该传动杆的内部具有自限位通孔朝向第一端部延伸的孔洞；定位销，该定位销通过限位通孔贯穿传动杆，且与盘体连接固定，其中在传动杆的长度方向上该定位销的尺寸小于限位通孔的尺寸；压簧，设置在传动杆的内部，该压簧的第一端与传动杆的第一端部连接，该压簧的第二端与定位销连接；其中，该晶圆载盘具有至少三个传动杆，各个传动杆以顶升台为中心呈辐射状设置，且任意相邻两个传动杆之间的夹角相等。

3、优选地，该盘体的上表面设置有多个隔热衬垫。

4、优选地，该盘体包括顶盖和底盘，该顶盖采用低热辐射系数材料制成，且该顶盖的上表面经过抛光处理。

5、优选地，该顶升台具有圆锥或圆台形状。

6、优选地，该顶升台具有棱锥或棱台形状，该棱锥或棱台的侧面数量与传动杆的数量一致。

7、优选地，该压簧的至少一部分设置在孔洞内。

8、优选地，该传动杆的内部还设置有导向杆，该导向杆穿过孔洞，压簧套设于该导向杆上。

9、进一步地，该导向杆的第一端与传动杆的第一端部连接，该导向杆的第二端贯穿定位销并与传动杆的内壁连接。

10、优选地，该晶圆载盘还包括与传动杆一一对应设置的杆座，该杆座的内部设置有供传动杆沿径向运动的通道。

11、进一步地，该杆座上设置与定位销紧密配合的限位孔，定位销贯穿该限位孔并定位杆座相对于盘体的位置。

12、优选地，该卡爪的顶部具有向内侧弯折的结构。

13、与现有技术相比，本发明的用于低温离子注入的晶圆载盘的有益技术效果如下：

14、1.本发明通过机械方式，使用卡盘与卡爪配合来固定晶圆，解决了静电吸盘难以对低温状态下(0℃至-120℃)的晶圆进行稳定固定的问题。

15、2.本发明采用机械卡爪的方式夹持晶圆，并且结合隔热的晶圆载盘，大大降低了晶圆与载盘之间的热传导，避免热传导导致的晶圆温度失控，从而解决了静电吸盘方式影响低温晶圆温度问题。

技术特征：

1.一种用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述盘体的所述上表面设置有多个隔热衬垫。

3.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述盘体包括顶盖和底盘，所述顶盖采用低热辐射系数材料制成，且所述顶盖的上表面经过抛光处理。

4.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述顶升台具有圆锥或圆台形状。

5.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述顶升台具有棱锥或棱台形状，所述棱锥或棱台的侧面数量与所述传动杆的数量一致。

6.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述压簧的至少一部分设置在所述孔洞内。

7.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述传动杆的内部还设置有导向杆，所述导向杆穿过所述孔洞，所述压簧套设于所述导向杆上。

8.根据权利要求7所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述导向杆的第一端与所述传动杆的所述第一端部连接，所述导向杆的第二端贯穿所述定位销并与所述传动杆的内壁连接。

9.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述晶圆载盘还包括与所述传动杆一一对应设置的杆座，所述杆座的内部设置有供所述传动杆沿径向运动的通道。

10.根据权利要求9所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述杆座上设置与所述定位销紧密配合的限位孔，所述定位销贯穿所述限位孔并定位所述杆座相对于所述盘体的位置。

11.根据权利要求1所述的用于低温离子注入的晶圆载盘，其特征在于，所述卡爪的顶部具有向内侧弯折的结构。

技术总结本发明公开了一种用于低温离子注入的晶圆载盘，可应用于低温离子注入设备中。本发明的用于低温离子注入的晶圆载盘包括盘体、顶升台、传动杆、滑轮、卡爪、定位销和压簧。其中，晶圆载盘具有至少三个传动杆，各个传动杆以顶升台为中心呈辐射状设置，且任意相邻两个传动杆之间的夹角相等。本发明的用于低温离子注入的晶圆载盘，不仅能够稳定地固定低温晶圆，而且不会对低温晶圆的温度产生不利影响。技术研发人员：陆天,张晓峰,杨立军,夏世伟,杨光亮,李书晓,李鹏涛,陈克禄,李勇军受保护的技术使用者：上海凯世通半导体股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29