半導体基板上の種々の材料の積層付着のための装置およびこのような装置で使用するためのリフトピン

专利摘要:
本発明は、基板支持体が配置されている処理スペースと、半導体基板を処理スペースへ誘導しそこから除去することを助けるため基板支持体の平面へ移動またはその平面から出されることができる幾つかのリフトピン50とを具備する付着装置に関する。装置は、半導体基板および／または基板支持体と接触を行うリフトピン50の接触表面52には半導体基板および／または基板支持体よりも低い硬度を有する材料層54が設けられていることを特徴とする。これは前記基板が不所望に基板支持体（サセプタ）から上げられ、あるいはそこへ下げられる結果として基板および／または基板支持体に対して損傷が生じる危険性をなくす。したがって半導体製造プロセスに悪影響する可能性がある傷が形成され、粒子が解放される危険性はない。ａ
公开号:JP2011505691A
申请号:JP2010535899
申请日:2008-09-19
公开日:2011-02-24
发明作者:ファン・ムンスター、マルクス・ゲラルドゥス；ブイース、シャルレス・ペトロネラ・マリー；ライェナール、アゲ
申请人:ザイカーブ・セラミクス・ビー．ブイ．Ｘｙｃａｒｂ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｂ．Ｖ．；
IPC主号:H01L21-683

专利说明:

[0001] 本発明は、基板支持体が配置され、半導体基板が位置付けられる処理スペースと、ガス形態の種々の材料を処理スペースに供給する手段と、半導体基板を処理スペースへ導入しそこから除去することを助けるために基板支持体の平面へ移動またはその平面から出されることができる幾つかのリフトピンとを具備している半導体基板上の種々の材料の積層付着用装置に関する。本発明はさらにこのような装置で使用するためのリフトピンに関する。]
背景技術

[0002] このような装置は例えば米国特許第6,596,086号明細書に示されている。前記米国特許明細書は序文で参照される装置を示しており、これには基板を支持するように機能するサセプタが設けられている。問題とする基板は基板上に半導体コンポーネントを形成するための複数の処理ステップを受ける。サセプタ及びそこに位置されている基板またはウェハはいわゆる反応室中に存在し、そこを通してプロセスガスが通過されることができる。]
[0003] 半導体コンポーネントを形成するための処理ステップが実行されると、基板は反応室から除去されなければならない。したがって、複数の支持ピンはサセプタから上方に移動されることができ、そのピンはしたがってそこに位置されている基板を上げ、それによって基板は上げられ、サセプタ構造から離れる。]
[0004] 上げられた基板はしたがって、一方ではさらに別の処理ステップを受けるために反応室から容易に除去され、他方では新しい基板を受けるための反応室を準備することができる。このような基板のリフトピンは、非常に堅くピンが基板に傷を生じるような材料から作られる。このような傷だけではなく、その結果として解放される可能性がある粒子も半導体製造ステップの品質に悪影響を与える。]
[0005] 本発明によれば、装置はそのため、半導体基板および／または基板支持体と接触を行うリフトピンの接触表面が半導体基板および／または基板支持体よりも低い硬度を有する材料層を設けられることを特徴とする。これは基板支持体（サセプタ）から上げられるかそこへ下げられる結果として不所望に基板および／または基板支持体に対して損傷が生じる危険性をなくす。したがって半導体製造プロセスに悪影響する可能性がある傷が形成され、粒子が発生される危険性はない。]
[0006] 本発明の特別な実施形態によれば、装置は材料層が炭素層からなることを特徴とする。特に前記層はガラス状炭素層からなる。このタイプの材料は材料が基板表面および／または基板材料（又は基板支持体）を損傷しない非常に低い硬度を有し、リフトピンからの材料粒子の発生はほとんど存在しない。]
[0007] 本発明の特別な実施形態によれば、材料層は１−３００μｍの厚さ、特に２０−３０μｍの厚さを有する。]
[0008] 前記さらに別の特別な実施形態によれば、本発明による装置はリフトピンが炭化珪素からなり、特にリフトピンは細長い中空の素子として構成されることを特徴とする。さらに機能的な実施形態では、中空のリフトピンの壁の厚さが５０−１０００μｍ、特に１００−５００μｍ、さらに２００−３００μｍであるならば好ましいことが発見されている。中空のリフトピンの使用は反応室内の熱管裡に有効な影響を有し、半導体プロセスステップ期間中において熱質量と、サセプタおよび基板との間の熱流を減少する。]
[0009] 基板とリフトピンとの間の減少された熱流はより均一な基板温度を生じ、したがってリフトピン近くの局部的な温度差により生じる基板（表面）上の品質さの発生をなくし、あるいは減少させる。付着プロセスでは、温度勾配は基板表面にわたって層の厚さの差を生じる可能性があり、この危険性は前述の本発明の実施形態を使用すればなくすことができる。]
[0010] 本発明の別の特別な実施形態は半導体基板と接触するリフトピンの接触面に１以上の凹部が設けられることを特徴とする。これもまたリフトピンとその上に配置されている基板との間の接触面積を非常に減少し、したがって損傷及び傷と任意の粒子が解放される危険性も非常に減少する。]
[0011] 本発明はさらに本発明の明細書に記載されているようなリフトピンに関する。]
[0012] 本発明を図面を参照してさらに詳細に説明する。]
図面の簡単な説明

[0013] 従来技術による装置の１実施形態を示す図である。
従来技術による装置の１実施形態を示す図である。
本発明によるリフトピンの第１の実施形態のバージョンを示す図である。
本発明によるリフトピンの第１の実施形態のバージョンを示す図である。
本発明によるリフトピンの第１の実施形態のバージョンを示す図である。
本発明によるリフトピンの第２の実施形態のバージョンを示す図である。
本発明によるリフトピンの第２の実施形態のバージョンを示す図である。
本発明によるリフトピンの第２の実施形態のバージョンを示す図である。]
実施例

[0014] 本発明による装置10の図１に示されている実施形態は一度に１つの基板を処理するのに適している。ウェハは基板Ｗ上に幾つかの半導体層値を付着することにより実現され、そのウェハからいわゆる半導体コンポーネントが得られることができる。]
[0015] 装置10は処理スペースまたは反応室からなり、これは透明な水晶から作られ、下方又は上方から赤外線照明素子９からの光に露光される。反応室１はサセプタ又は基板支持体５により上部スペース１ａと下部スペース１ｂへ分割される。前記サセプタまたは基板支持体５上に基板またはウェハＷが配置される。基板支持体５にはそのため凹部５ａが設けられ、そこに半導体基板／ウェハＷが受けられることができる。]
[0016] 入口２と３を介して、種々のプロセスガスが幾つかの半導体層を半導体基板Ｗの表面に付着するために反応室１へ導入されることができる。前記プロセスガスは出口４を介して反応室１を出ることができる。前記プロセスステップのさらに詳細な説明は一般的な技術水準の一部を形成するものと考えられることができるので、本発明の説明のフレームワーク内で必要であるとは考えられない。]
[0017] 半導体製造ステップ中、基板支持体５は支持体７と支持シャフト６により反応室１内で回転されることができ、それによってプロセスガスは基板Ｗの全領域上を流れる。前記回転期間中、前記支持シャフトと前記支持体７は基板支持体５と共に反応室１内で垂直方向で動かされることができる。]
[0018] 複数の開口５ｂが基板支持体５中に存在し、この開口はリフトピン８を収納する。半導体製造プロセスステップの最後に、支持シャフト６と支持体７と基板支持体５とを下方向に動かすことによって、半導体基板Ｗはリフトピン８上で支持されるようになり、それによって基板Ｗは反応室１から容易に取り除かれることができる。]
[0019] 現在使用されているリフトピンの欠点は、ピンが基板Ｗの表面に傷（スクラッチ）を発生する可能性があるような硬度を有する材料から作られることである。前記傷の結果として、材料粒子が解放されて発生する可能性がある。このような損傷および解き放たれた粒子は半導体製造プロセスの品質に悪影響を与える可能性がある。]
[0020] 図２ａ−２ｃは本発明による第１の実施形態のバージョンを示している。] 図２ａ
[0021] 本発明によるリフトピンは前記図面では50で示されており、広くされた転移部53を介して支持表面52へ融合する細長いシャフト51を有する。本発明によれば、半導体基板が支持されている接触表面52’には材料層54が設けられており、それは半導体基板よりも低い硬度を有する。特に前記材料層54は炭素、特にガラス状の炭素からなる。しかしながら、半導体基板よりも低い硬度を有する他の材料も使用されることもできる。材料層54の厚さＤは１−３０００μｍ、特に２０−３０μｍである。]
[0022] 図２ａでは、リフトピンの接触表面52’には材料層54が設けられている。図２ｂでは、転移部53にも本発明により材料層54'が設けられている。前記接触面に沿って（図１ａと１ｂに関して前述したように）上方及び下方の稼動期間中にリフトピンと基板支持体は相互に接触するようになるので、転移部53はリフトピン50と基板支持体との間に接触表面を形成している。前記接触表面53に半導体基板よりも低い硬度を有する材料層54’を設けることによって、前述の接触表面間に改良された密閉が得られる。これは改良されたガス密閉になり、それによってガスの交換が減少又は阻止され、半導体製造プロセスに悪影響は生じない。] 図１ａ 図２ａ 図２ｂ
[0023] リフトピン50は炭化珪素から作られ、特に、リフトピンは基板支持体が作られる材料の硬度に匹敵する硬度を有する材料から作られる。]
[0024] 図２ｃは結論として転移部53のみに本発明による材料層54’が設けられているリフトピン50を示している。] 図２ｃ
[0025] 図２ａ−２ｃは固体の中実のリフトピン50を示しているが、図３ａ−３ｃの対応するバージョンで示されているリフトピン50は中空のスペース55を有するので、中空である。リフトピン50のシャフトの厚さＤは５０−１０００μｍ、特に１００−５００μｍ、さらに２００−３００μｍである。熱質量と、リフトピンとそれにより支持される半導体基板との間の熱流は中空のリフトピンの使用によって減少されることができるので、このようにして改良された熱管理が実現されることができる。] 図２ａ 図３ａ
[0026] リフトピンと基板との間の、より管理可能で望ましい減少された熱流は、基板の表面材料の局部的な温度変化を減少する。基板とリフトピンとの間の減少された熱流はより均一な基板温度をもたらし、したがってリフトピン付近の局部的な温度差により生じる基板（表面）の品質差の発生を除去または減少する。付着プロセスでは、温度勾配は基板表面を横切って層の厚さの差を生じる可能性があり、これは本発明の前述の実施形態の使用により防止される。]
[0027] 本発明の別の局面によれば、シャフト51と転移部53との間の転移角度αは好ましくは３０−８０゜であることにさらに注意する。]

权利要求:

請求項1
基板支持体が配置され、半導体基板が位置付けられることができる処理スペースと、ガス形態の種々の材料を処理前記スペースに供給する手段と、前記半導体基板を前記処理スペースへ導入しそこから除去することを助けるために前記基板支持体の平面へ移動またはその平面から出されることができる複数のリフトピンとを具備している半導体基板上の種々の材料の積層付着用装置において、前記半導体基板および／または前記基板支持体と接触を行う前記リフトピンの接触表面には前記半導体基板および／または前記基板支持体よりも低い硬度を有する材料層が設けられていることを特徴とする装置。
請求項2
前記材料層は炭素層からなることを特徴とする請求項１記載の装置。
請求項3
前記炭素層はガラス状炭素層であることを特徴とする請求項２記載の装置。
請求項4
前記材料層は１−３００μｍの厚さ、特に２０−３０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の装置。
請求項5
前記リフトピンが炭化珪素で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の装置。
請求項6
前記リフトピンは細長い中空の素子として構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。
請求項7
前記中空のリフトピンの壁の厚さは５０−１０００μｍ、特に１００−５００μｍ、さらに２００−３００μｍであることを特徴とする請求項６記載の装置。
請求項8
前記半導体基板と接触する前記リフトピンの前記接触面には１以上の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の装置。
請求項9
請求項１乃至８のいずれか１項記載のリフトピン。