载台及晶圆镀膜装置的制作方法

1.本技术涉及半导体制造设备领域，尤其是一种载台及晶圆镀膜装置。


背景技术：

2.载台的温度是影响晶圆镀膜的关键因素。如al、ti等金属溅射时，载台的温度越高，晶圆表面形成的薄膜应力越大；此外，不同温度条件下，镀膜后晶圆表面的晶粒尺寸及薄膜结构会存在差异，对应的电学、光学性能也会随之改变，最终影响晶圆的成品效果。
3.当晶圆两面均需要镀膜时，为避免损坏晶圆已加工面上的薄膜，载台不能与晶圆的已加工面直接接触。一些现有技术中，会通过顶针支撑晶圆的已加工面、使得晶圆悬于载台上方；但这种非接触情况下，载台对晶圆的温度控制能力有限。


技术实现要素：

4.本技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种载台及晶圆镀膜装置。
5.为实现以上技术目的，本技术提供了一种载台，包括：第一治具，第一治具上设有载片腔，载片腔的底部设有第一进气孔、侧壁设有第一出气孔；第二治具，第二治具设于载片腔的开口处，第二治具上设有作业通道，作业通道连通载片腔；其中，载片腔用于接收晶圆，晶圆的正面能够通过作业通道对外暴露；镀膜时，晶圆处于载片腔内，第一进气孔进气，气体能够吹起晶圆、使得晶圆朝向第二治具上浮，第二治具能够阻止晶圆离开载片腔，吹入载片腔的气体能够通过第一出气孔离开。
6.进一步地，第一治具和第二治具分体设置；第二治具包括支撑部和限位部，支撑部呈圆环状，限位部沿着支撑部的内壁设置为环形、并向远离支撑部的方向延伸；载台包括开放状态和作业状态；载台处于开放状态时，第二治具远离第一治具，晶圆能够从第一治具和第二治具之间进入或者离开载片腔；载台处于作业状态时，支撑部抵靠第一治具，限位部插入载片腔中、悬于晶圆上方、用于阻止晶圆离开载片腔。
7.进一步地，载台还包括：第一驱动机构，用于驱使第一治具和第二治具相互靠近或远离；和/或，固定件，载台处于作业状态时，固定件用于紧固第一治具和第二治具；和/或，密封件，载台处于作业状态时，密封件处于第一治具与第二治具之间、用于密封第一治具与第二治具的连接位置。
8.进一步地，载台还包括至少两个顶具，顶具设于载片腔内、用于支撑晶圆。
9.进一步地，载台还包括第二驱动机构，第二驱动机构用于驱使顶具靠近或远离载片腔的开口。
10.进一步地，顶具用于接触晶圆的部位呈弧形；和/或，顶具内设有加热器，加热器能够调节顶具的温度；和/或，顶具弹性设置在载片腔内；和/或，载台还包括检测件，检测件用于检测顶具上是否存在晶圆。
11.进一步地，第二治具用于接触晶圆的部位与作业通道的轴心的距离可调；和/或，
第二治具用于接触晶圆的部位与载片腔底部的距离可调。
12.进一步地，第二治具用于接触晶圆的部位设有容纳槽，容纳槽的槽壁呈弧形；气体吹起晶圆时，晶圆能够进入容纳槽中。
13.进一步地，载台还包括加热机构，加热机构用于调节第一治具和/或第二治具的温度，或者，加热机构用于调节通过第一进气孔进入载片腔的气体的温度；和/或，通过第一进气孔进入载片腔的气体为惰性气体。
14.本技术还提供了一种晶圆镀膜装置，包括上述载台，还包括：溅射腔体，载台设于溅射腔体内；搬运机械手，用于向溅射腔体转移晶圆；其中，溅射腔体上设有第二进气口，第二进气口用于通入工艺气体；溅射腔体上还设有第二出气口，工艺气体能够通过第二出气口离开。
15.本技术提供了一种载台及晶圆镀膜装置，载台包括第一治具和第二治具，第一治具上设有载片腔，载片腔的底部设有第一进气孔、侧壁设有第一出气孔，第二治具设于载片腔的开口处，第二治具上设有作业通道，作业通道连通载片腔；作业时，晶圆处于载片腔内，第一进气孔进气，气体能够吹起晶圆、使得晶圆朝向第二治具上浮，第二治具能够阻止晶圆离开载片腔，第二治具既能够对晶圆进行限位、又不会遮挡晶圆的正面，高能粒子能够通过作业通道在晶圆表面聚集成膜；镀膜过程中，晶圆会受到气体的吹拂而远离载片腔的底部，因此，晶圆能够保持背面悬空的状态接受镀膜；此时，晶圆的背面不会接触其他物件，也就能够保证晶圆的背面不会受到干扰或者磨损；尤其是当晶圆的背面为工艺面、存在膜等工艺结构时，悬空作业能够很好地保护背面的工艺结构；吹入载片腔的气体能够通过第一出气孔离开，气体自然流通，既有利于保持晶圆的浮起状态，又不会因为气体的流量变动而使得载片腔内的气压不稳定。
附图说明
16.图1为本技术提供的一种载台的结构示意图；图2为图1中载台的第一治具的结构示意图；图3为图1中载台的第二治具的结构示意图；图4为图1中载台承接晶圆时的剖视结构示意图；图5为图1中载台承接晶圆后、晶圆被吹起时的剖视结构示意图；图6为本技术提供的另一种载台的结构示意图；图7为本技术提供的一种晶圆镀膜装置的结构示意图；图8为图7中晶圆镀膜装置的搬运机械手的工作状态变化示意图。
实施方式
17.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
18.本技术提供了一种载台100，包括第一治具110，第一治具110上设有载片腔111，载片腔111的底部设有第一进气孔112、侧壁设有第一出气孔113。其中，载片腔111用于接收晶
圆1，第一进气孔112用于连通外部的供气设备；供气设备工作，气体能够通过第一进气孔112进入载片腔111、进而吹起载片腔111内的晶圆1；第一出气孔113高于第一进气孔112，进入载片腔111的气体能够通过第一出气孔113排出。
19.载台100还包括第二治具120，第二治具120设于载片腔111的开口处，第二治具120上设有作业通道，作业通道连通载片腔111，处于载片腔111内的晶圆1能够通过作业通道对外暴露。镀膜时，轰击靶材溅射出的高能粒子能够通过作业通道在晶圆1表面聚集成膜。
20.容易理解的，载片腔111的腔体内径大于晶圆1的外径，晶圆1能够进入载片腔111、并在载片腔111内浮动；而作业通道的通道内径小于载片腔111的腔体内径、且不大于晶圆1的外径；因此，第二治具120能够缩小载片腔111的开口、并能够阻止晶圆1通过开口离开载片腔111。
21.具体地，作业时，晶圆1处于载片腔111内，第一进气孔112进气，气体能够吹起晶圆1、使得晶圆1朝向第二治具120上浮，第二治具120能够阻止晶圆1离开载片腔111，吹入载片腔111的气体能够通过第一出气孔113离开。
22.更具体地，载台100包括开放状态和作业状态；载台100处于开放状态时，晶圆1能够进入或者离开载片腔111；载台100处于作业状态时，晶圆1的进出口封闭，第二治具120悬于晶圆1上方，随着气体通过第一进气孔112进入载片腔111，晶圆1被吹起；镀膜时，工艺气体在高电势的作用下轰击靶材，靶材表面的粒子被轰出、并飞向载台100，通过作业通道，高能粒子能够落到晶圆1对外暴露的正面上，随着高能粒子不断增多后聚集，晶圆1正面形成膜。
23.可选地，作业通道的内径接近晶圆1的外径。
24.例如，作业通道的内径略小于晶圆1的外径；晶圆1上浮至接触第二治具120时，第二治具120会接触晶圆1的边缘、从而阻止晶圆1进入作业通道、离开载片腔111；如此，作业通道能够较为全面地对外暴露晶圆1的正面，以便于正面镀膜。
25.一具体实施方式中，参照图4和图5，使得载台100进入开放状态，以便于一个待镀膜的晶圆1进入载片腔111；晶圆1到位后，封闭晶圆1的进出口、使得载台100进入作业状态，第一进气孔112进气，气体从背面吹向晶圆1、使得晶圆1被吹起、朝向向第二治具120运动；由于第二治具120悬于晶圆1上方，因此，即使吹向晶圆1的气流流量巨大，晶圆1也不会被吹出载片腔111；同时，作业通道正对晶圆1，晶圆1被吹起后、晶圆1的边缘能够抵靠第二治具120，第二治具120既能够对晶圆1进行限位、又不会遮挡晶圆1的正面。通过第一进气孔112吹拂晶圆1的气体会通过第一出气孔113离开载片腔111；如此，气体自然流通，既有利于保持晶圆1的浮起状态，又不会因为气体的流量变动而使得载片腔111内的气压不稳定。
26.镀膜过程中，晶圆1会受到气体的吹拂而远离载片腔111的底部，因此，晶圆1能够保持背面悬空的状态接受镀膜；此时，晶圆1的背面不会接触其他物件，也就能够保证晶圆1的背面不会受到干扰或者磨损；尤其是当晶圆1的背面为工艺面、存在膜等工艺结构时，悬空作业能够很好地保护背面的工艺结构。
27.需要补充的是，载台100接收晶圆1、并处于作业状态后，控制第一进气孔112的吹气流量，还能够调整晶圆1的上浮位置。具体而言，镀膜时，晶圆1能够呈悬空状态处于载片腔111内，既不接触载片腔111的底部、也不接触第二治具120；或者，晶圆1能够上浮至接触第二治具120、由第二治具120将晶圆1限制在载片腔111中。
28.可选地，载片腔111的底部设有多个第一进气孔112。
29.多个第一进气孔112配合进气，气体能够作用于晶圆1的多个位置、以便于稳定地吹起晶圆1。晶圆1浮起后，多个位置持续受到气体的吹拂，又有利于晶圆1保持平稳的上浮状态。
30.可选地，载片腔111的侧壁设有多个第一出气孔113。
31.使得多个第一出气孔113均匀地分布在载片腔111的侧壁上，载片腔111内的气体在流通过程中能够自然地向四周均匀分散，由此避免出现气体集中向特定的方位流动、导致晶圆1背面受力不平衡的情况。
32.一具体实施例中，参照图1和图2，载片腔111的底部呈圆形；载片腔111的底部设有三个第一进气孔112，三个第一进气孔112围绕载片腔111底部的圆心等间隔分布；载片腔111的侧壁设有三个第一出气孔113，三个第一出气孔113亦围绕载片腔111底部的圆心等间隔分布、且第一进气孔112与第一出气孔113错位设置。
33.该实施例中，第一进气孔112进气，气体会优先冲向晶圆1的中心部位、随后朝着第一出气孔113向晶圆1的边缘流动，由此，能够高效地吹起晶圆1；又由于第一进气孔112与第一出气孔113错位设置，气体在流通的过程中，能够自然地向四周分散、进而充盈载片腔111，如此，既能够保证晶圆1受到均匀的吹拂力、又有利于晶圆1保持上浮状态接受镀膜。
34.可选地，第一出气孔113靠近第二治具120设置。
35.具体可参照图4或图6，图示实施例中，载片腔111的侧壁上设有多个第一出气孔113，任一第一出气孔113沿厚度方向贯穿载片腔111的侧壁，以便于实现载片腔111内气体的流通。同时，第一出气孔113的位置接近第二治具120用于接触晶圆1的部位。
36.容易理解的，晶圆1处于载片腔111内、且未被气体吹起时，晶圆1低于第一出气孔113。由于第一出气孔113的位置较高，经由第一进气孔112吹入载片腔111的气体，会优先作用于晶圆1、使得晶圆1浮起。晶圆1浮起后，气体能够从晶圆1的边缘、溢向第一出气孔113；由于第一出气孔113在上，即使是外溢的气体，依然有助于晶圆1上浮；直至晶圆1的重力与气体的吹拂力相当，最终晶圆1稳定地悬于载片腔111内。
37.一具体实施例中，气体吹拂晶圆1、使得晶圆1抵靠第二治具120。保证每一待镀膜的晶圆1上浮后均能抵靠第二治具120，即可保证每次镀膜时晶圆1均处于统一的预设位置；另外，使得晶圆1与第二治具120紧密贴合，还能够防止镀膜面（即通过作业通道对外暴露的晶圆1正面）上的气体或粒子对晶圆1背面造成沾污或者破坏。
38.使得第一出气孔113接近第二治具120用于接触晶圆1的部位，晶圆1上浮到预设位置后，第一出气孔113处于晶圆1一侧、二者的高度位置接近，欲通过第一出气孔113流出的气体均会向上流动、并能够向边缘扩散；如此，气体能够有效地作用于晶圆1，使得晶圆1保持在预设位置、直至完成镀膜。
39.可选地，第一治具110和第二治具120一体成型。
40.具体可参照图6，图示实施例中，载台100一体成型、大致呈上端开口的框型结构；载台100内具有载片腔111，将载片腔111的腔身看作第一治具110、并将用于遮挡上端开口的盖部看作第二治具120；第二治具120向载片腔111的轴心延伸、使得载片腔111的出口缩小至晶圆1无法通过；此时，载片腔111的出口即作业通道。
41.该实施例中，为方便晶圆1进入或者离开载片腔111，可选地，载片腔111的底部或
者侧壁上设有进出口，晶圆1能够通过进出口进入或离开载片腔111。进一步地，载片腔111底部或者侧壁上的进出口可封闭（例如在进出口处设置可开合的盖板）；打开进出口，载台100进入开放状态，晶圆1能够通过进出口进入或者离开载片腔111；关闭进出口，载台100进入作业状态，使得第一进气孔112进气，即可吹起晶圆1、以便于晶圆1镀膜。
42.可选地，第一治具110和第二治具120分体设置。
43.此时，第一治具110和第二治具120均为独立的结构，既方便前期制造成型、又方便后期维护检修。
44.由于第一治具110和第二治具120彼此独立，一实施方式中，第一治具110和第二治具120可相对运动；当第一治具110和第二治具120相互远离时，第二治具120不再遮挡载片腔111的开口，晶圆1能够从第一治具110和第二治具120之间进入或者离开载片腔111；当第一治具110和第二治具120相互抵靠时，第二治具120遮挡载片腔111的开口、从而起到阻碍晶圆1离开载片腔111的作用。
45.可选地，载台100还包括第一驱动机构，第一驱动机构用于驱使第一治具110和第二治具120相互靠近或远离。
46.第一驱动机构可采用电缸、气缸等驱动构件。其中，第一驱动机构可仅与第一治具110相连，用于驱使第一治具110靠近或远离第二治具120；或者，第一驱动机构可仅与第二治具120相连，用于驱使第二治具120靠近或远离第一治具110；又或者，第一驱动机构既与第一治具110相连、又与第二治具120相连，第一驱动机构工作，第一治具110和第二治具120能够配合实现相对运动。
47.本技术并不限定第一驱动机构的具体构型和安装方式。
48.可选地，载台100还包括固定件，载台100处于作业状态时，固定件用于紧固第一治具110和第二治具120。
49.其中，固定件可以是吸盘；第一治具110和第二治具120中的至少一者上设有吸盘，载台100处于作业状态后，吸盘能够通过负压吸附第一治具110和第二治具120、从而实现二者的紧固连接。
50.或者，固定件可以是卡勾和卡扣；第一治具110和第二治具120中的一者上设有卡勾、另一者上设有卡扣，载台100处于作业状态后，使得卡扣扣入卡勾中，即可实现第一治具110和第二治具120的紧固连接。
51.又或者，固定件可以是金属结构和磁性结构（如磁铁、电磁铁）；第一治具110和第二治具120中的一者上设有金属结构（或者采用金属材料制备）、另一者上设有磁性结构，载台100处于作业状态后，磁性结构能够吸附金属结构、从而实现第一治具110和第二治具120的紧固连接。
52.本技术并不限定固定件的具体构型。
53.通过紧固处于作业状态下的第一治具110和第二治具120，能够避免二者镀膜过程中相对位移，从而保证晶圆1位置的准确性和稳定性。
54.可选地，载台100还包括密封件，载台100处于作业状态时，密封件处于第一治具110与第二治具120之间、用于密封第一治具110与第二治具120的连接位置。
55.其中，密封件可以是密封圈等柔性结构。
56.例如，第一治具110的上端开口，在开口周围、第一治具110的上端面上设有安装
槽，安装槽用于卡设密封件；第二治具120包括支撑部121和限位部122（具体在下文详述），支撑部121用于与第一治具110的上端面相抵；载台100处于作业状态时，支撑部121抵靠第一治具110的上端面，密封件受压于第一治具110与第二治具120之间，密封件受力变形、能够很好地填充第一治具110与第二治具120之间的间隙，从而保证第一治具110和第二治具120密封连接。
57.密封件的设计既能够密封第一治具110和第二治具120的连接部位，从而避免漏气、保证载片腔111内的气压稳定，又能够增加第一治具110和第二治具120之间的摩擦力，从而避免第一治具110和第二治具120在镀膜过程中相对位移。
58.其中，第二治具120可以设置为平板结构，平板结构的边缘用于连接第一治具110，平板结构的中部设有开口、开口用作作业通道。或者，第二治具120可以设置为漏斗结构，第二治具120朝向载片腔111的底部延伸、使得作业通道呈漏斗状。
59.一具体实施方式中，第二治具120包括支撑部121和限位部122，支撑部121呈圆环状，限位部122沿着支撑部121的内壁设置为环形、并向远离支撑部121的方向延伸。其中，支撑部121用于连接第一治具110，限位部122能够从开口插入载片腔111中、用以阻止晶圆1继续上浮。
60.具体可参照图2，图示实施例中，第一治具110包括圆形底部和环形侧壁、大致呈一端开口的筒状构型，开口向内即载片腔111，载片腔111用于安置待镀膜的晶圆1。
61.结合参照图3，图示实施例中，第二治具120大致呈圆环状，圆环的内圆壁向下延伸、构成能够伸入载片腔111的限位部122。限位部122之间形成作业通道。
62.结合参照图4或图5，载台100处于作业状态时，支撑部121抵靠第一治具110的上端、限位部122插设于载片腔111内。
63.设置向载片腔111底部延伸的限位部122，一方面，第一治具110和第二治具120能够通过插接的方式实现载台100的状态变化，限位部122和载片腔111构成的插接结构能够更好地限制第一治具110和第二治具120的相对位置，确保载台100作业状态下的稳定性和可靠性；另一方面，伸入载片腔111的限位部122能够压缩晶圆1的上浮空间，从而减小对气压的要求、减少晶圆1上浮或下降所需的时间。
64.设置支撑部121用于抵靠第一治具110，既有利于载台100保持稳定的作业状态，又能够在一定程度上密封第一治具110和第二治具120的连接部位、避免气体从第一治具110和第二治具120之间溢出。
65.载台100处于开放状态时，第二治具120远离第一治具110，晶圆1能够从第一治具110和第二治具120之间进入或者离开载片腔111；载台100处于作业状态时，支撑部121抵靠第一治具110，限位部122插入载片腔111中、悬于晶圆1上方、用于阻止晶圆1离开载片腔111。
66.具体参照图4或图5，载台100处于作业状态，晶圆1处于载片腔111内，限位部122悬于晶圆上方、并正对晶圆1的边缘。晶圆1背面面向载片腔111的底部、正面通过作业通道对外暴露。作业时，第一进气孔112进气，气体作用于晶圆1背面、能够吹起晶圆1、使得晶圆1朝向限位部122上浮，限位部122能够接触晶圆1的边缘、从而阻止晶圆1离开载片腔111；高能粒子通过作业通道接触晶圆1的正面，并在晶圆1正面上聚集成膜；吹入载片腔111的气体能够通过第一出气孔113离开。
67.可选地，载片腔111的开口内角设置为圆弧角111a；第二治具120还包括连接部123，连接部123设于支撑部121和限位部122之间，连接部123呈圆弧状；限位部122插入载片腔111时，连接部123能够贴合圆弧角111a。
68.具体可参照图4或图5，载台100处于作业状态时，支撑部121贴合第一治具110的上端面，连接部123贴合圆弧角111a，限位部122的外壁贴合载片腔111的内壁；如此，第一治具110和第二治具120具有较为紧密的连接状态，一方面，镀膜过程中，进入载片腔111的气体不易从第一治具110和第二治具120的连接部位处溢出，另一方面，第一治具110和第二治具120连接后不易相对位移，如此，载台100的作业状态更稳定，有利于晶圆1镀膜。
69.当晶圆1的背面具有工艺结构时，需要尽可能地避免晶圆1的背面接触到物品。容易理解的，若直接将晶圆1置入载片腔111，晶圆1受自重影响、必然会接触载片腔111的底部。
70.为此，一实施方式中，晶圆1上料时，载台100处于开放状态、且第一进气孔112保持吹气，待镀膜晶圆1进入载片腔111后，气体能够直接吹起晶圆1、使得晶圆1处于悬浮状态；上料过程中，第一进气孔112吹气的气流流量较小，仅用于避免晶圆1接触腔底；待晶圆1到位后，使得载台100处于作业状态，增大第一进气孔112的吹气流量、进一步吹起晶圆1、使得晶圆1到达预设位置。
71.另一实施方式中，载台100还包括至少两个顶具130，顶具130设于载片腔111内、用于支撑晶圆1。利用顶具130支撑晶圆1，能够避免晶圆1落到载片腔111底部，从而减小晶圆1背面的被接触面积。
72.具体地，晶圆1上料时，使得载台100处于开放状态，待镀膜的晶圆1进入载片腔111、并被置于顶具130上；至少两个顶具130配合支撑晶圆1，晶圆1位置平稳、且背面不接触载片腔111的底部。
73.可选地，载台100还包括第二驱动机构，第二驱动机构用于驱使顶具130靠近或远离晶圆1的进出口，以便于顶具130接取或者输出晶圆1。
74.第二驱动机构可采用电缸、气缸等驱动构件。
75.一具体实施例中，第一治具110和第二治具120分体设置；载台100处于开放状态时，第一治具110和第二治具120相互远离，载片腔111开放；第二驱动机构用于驱使顶具130靠近或远离载片腔111的开口，以便于顶具130在开口处接取待镀膜的晶圆1；顶具130接到晶圆1后，第二驱动机构驱使顶具130远离开口，顶具130携晶圆1靠近载片腔111的底部，以便于第一治具110和第二治具120相互靠近、载台100进入作业状态。
76.通过使得顶具130朝向进出口做升降运动，顶具130能够配合外部的晶圆1输送设备（如下文中的搬运机械手220）实现晶圆1在载片腔111内的上下料。尤其是当外部的晶圆1输送设备构型较大、无法伸入载片腔111时，利用顶具130配合作业、有利于晶圆1上下料的安全。
77.另外，气体吹起晶圆1后，优选使得晶圆1脱离顶具130，从而发更好地保护晶圆1的背面。晶圆1离开顶具130后，第二驱动机构能够驱使顶具130上升、靠近但不挤压晶圆1，由此避免气压骤降等意外情况发生时出现晶圆1摔落的事故。
78.可选地，顶具130用于接触晶圆1的部位呈弧形。
79.具体可参照图4或图5，图示实施例中，顶具130的顶部呈半球形；如此，顶具130支
撑晶圆1时，顶具130与晶圆1的接触部位极小，能够进一步减小晶圆1背面的被接触面积。
80.进一步地，载片腔111内设有至少三个顶具130，至少三个顶具130沿一圆周间隔分布。
81.具体可结合参照图1和图4，图示实施例中，载片腔111的底部呈圆形，载片腔111内设有三个顶具130，三个顶具130围绕圆心等间隔地分布在底部上。由于弧形结构的特性，顶具130的顶点距离圆心最远，自上而下、顶具130面向圆心的一侧愈来愈靠近圆心；如此，三个顶具130配合支撑晶圆1时，当晶圆1的外径小于三个顶点构成的圆的周长，顶具130的弧形面还能够引导晶圆1下落、直至晶圆1的圆心与载片腔111底部的圆心共轴。
82.多个顶具130利用弧形面引导晶圆1到位，能够有效控制晶圆1的落位，确保每一进入载片腔111的、同规格的晶圆1最终落入统一位置，如此，有利于作业通道对准晶圆1，能够避免出现晶圆1相较于作业通道偏离、导致第二治具120遮挡大量晶圆1的正面的情况。
83.另外，弧形面的设置还有利于顶具130支撑多种规格的晶圆1；只要保证晶圆1的外径不小于多个顶具130之间的最小间隔即可。受到弧形面的引导作用，不同规格的晶圆1落位后，晶圆1的圆心均能够与载片腔111底部的圆心共轴，有利于作业通道对准晶圆1。
84.可选地，顶具130内设有加热器，加热器能够调节顶具130的温度。
85.加热器可以采用加热棒、热电偶等能够实现温度控制的构件。
86.通过加热器调整顶具130至具备有利于晶圆1镀膜的温度，顶具130支撑或者靠近晶圆1时，能够很好地将温度传递给晶圆1、由此提高晶圆1的镀膜效率。
87.可选地，顶具130弹性设置在载片腔111内。
88.例如，载台100还包括弹性件（如弹簧、弹片等），弹性件的一端连接顶具130、另一端连接第一治具110。弹性件具备受力变形的弹性特性；顶具130支撑晶圆1时，若晶圆1正面受力（如第二治具120误压晶圆1），弹性件压缩、能够抵消外力压迫，从而避免晶圆1受力变形甚至受损。
89.又例如，顶具130用于接触晶圆1的部位设置有柔性垫，柔性垫采用橡胶、塑料等柔性材料制备、并具备一定弹性。柔性垫的设置还能够避免晶圆1与顶具130刚性接触，有利于保护晶圆1。
90.本技术并不限定顶具130弹性设置的具体方式。
91.可选地，载台100还包括检测件，检测件用于检测顶具130上是否存在晶圆1。
92.检测件可以是光电传感器，光电传感器能够发出光信号；当顶具130上不存在晶圆1时，光信号不会被反弹；当顶具130接取晶圆1后，晶圆1能够阻挡并反弹光信号；由此，即可确认顶具130上是否存在晶圆1。
93.检测件还可以是重量传感器或者压力传感器；顶具130接取晶圆1后，重量传感器或者压力传感器能够检测到力的变化、由此确认顶具130上是否存在晶圆1。
94.本技术并不限定检测件的具体构型。
95.通过设置检测件，能够确保镀膜作业在具备晶圆1的环境中进行，从而避免设备误工作。
96.一些实施例中，检测件还能够检测晶圆1是否脱离顶具130，以便于确认气体是否吹起晶圆1；下料时、检测件还能够用于确认顶具130是否空置。
97.可选地，第一治具110上设有安装孔114，安装孔114用于设置顶具130，安装孔114
贯穿载片腔111的底部。
98.安装孔114既便于安装顶具130，在顶具130需要做升降运动时，安装孔114还能够起到导向作用。具体地，载台100还包括第二驱动机构，第二驱动机构设于第一治具110下方，第二驱动机构的驱动端与顶具130相连、能够驱使顶具130沿着安装孔114靠近或远离晶圆1的进出口；安装孔114能够限定顶具130的运动方向、避免顶具130在升降过程中歪斜或者晃动，有利于顶具130运动的稳定性和准确性。
99.进一步地，图1和图2所示的实施例中，安装孔114设于载片腔111的内壁上，安装孔114连通载片腔111的开口、并贯穿载片腔111的底部。此时，顶具130能够沿着安装孔114从载片腔111的开口伸出、以对外接收或者输出晶圆1。
100.更进一步地，图1和图2所示的实施例中，载片腔111的底部呈圆形；载片腔111的底部设有三个第一进气孔112；载片腔111的侧壁设有三个第一出气孔113。第一治具110上设有三个安装孔114，任一安装孔114用于设置一个顶具130，三个安装孔114亦围绕载片腔111底部的圆心等间隔分布、且安装孔114与第一出气孔113交替设置。交替设置各种孔，既有利于第一治具110构型的稳定性，作业过程中，用于吹拂晶圆1的气体又能够很好地充盈载片腔111、保持晶圆1处于稳定的浮起状态。
101.可选地，第二治具120用于接触晶圆1的部位与作业通道的轴心的距离可调。
102.以图6所示的载台100结构为例进行说明。图示实施例中，第一治具110与第二治具120一体成型，载片腔111设于载台100内，载片腔111的内径较大、可供晶圆1浮动，载片腔111的上端开口连通作业通道，作业通道的内径较小、晶圆1无法进入作业通道。镀膜时，气体能够吹起晶圆1，晶圆1上浮后、能够抵靠构成作业通道的第二治具120的底部。此时，第二治具120的底部能够靠近或远离作业通道的轴心。容易理解的，第二治具120的底部靠近作业通道的轴心时，作业通道的内径缩小，以便于第二治具120的底部通过接触阻挡外径较小的晶圆1进入作业通道；同理，第二治具120的底部远离作业通道的轴心时，作业通道的内径增大，以便于第二治具120的底部通过接触阻挡外径较大的晶圆1进入作业通道。
103.使得第二治具120用于接触晶圆1的部位与作业通道的轴心的距离可调，利用载台100承接不同规格的晶圆1时，能够根据晶圆1外径的大小调整第二治具120用于接触晶圆1的部位的位置，确保第二治具120能够阻挡晶圆1的同时，确保作业通道能能够全面地暴露晶圆1的正面、进而保证镀膜效果。
104.一实施例中，作业通道的内壁采用气胀结构。通过充气，作业通道的内壁能够向其轴心鼓胀，从而使得作业通道的内径减小；通过泄气，作业通道的内壁能够远离其轴心收缩，从而使得作业通道的内径增大。
105.另一实施例中，第二治具120包括多个可拼接的结构块，结构块能够组装到第二治具120用于接触晶圆1的部位。通过组装结构块，能够调节第二治具120用于接触晶圆1的部位的位置，进而方便第二治具120对不同规格的晶圆1进行限位。
106.又一实施例中，第二治具120用于接触晶圆1的部位设置为拉伸结构，通过拉出伸缩部位，能够使得第二治具120用于接触晶圆1的部位靠近作业通道的轴心、从而方便第二治具120阻止小规格的晶圆1；通过压缩伸缩部位，能够使得第二治具120用于接触晶圆1的部位远离作业通道的轴心、从而方便第二治具120阻止大规格的晶圆1。
107.本技术并不限定第二治具120的具体构型。
108.可选地，第二治具120用于接触晶圆1的部位与载片腔111底部的距离可调。
109.以图6所示的载台100结构为例进行说明。图示实施例中，第二治具120可看作具有水平延伸部和竖直延伸部，其中，水平延伸部与第一治具110的顶端相连、并向载片腔111的轴心延伸，竖直延伸部的一端与水平延伸部相连、另一端伸入载片腔111中；作业通道形成于竖直延伸部之间。此时，竖直延伸部的底端用于接触晶圆1；竖直延伸部与载片腔111底部的距离可调，当竖直延伸部的底端靠近载片腔111的底部时，晶圆1的上浮空间较小；当竖直延伸部的底端远离载片腔111的底部时，晶圆1的上浮空间较大。
110.使得第二治具120用于接触晶圆1的部位与载片腔111底部的距离可调，能够控制晶圆1的上浮距离。尤其是对不同厚度规格的晶圆1进行作业时，根据晶圆1的实际需要调整上浮距离，有利于作业的安全性和可靠性。
111.一实施例中，第二治具120用于接触晶圆1的部位可靠近或远离载片腔111的底部运动。例如，图6所示的实施例中，竖直延伸部的上端与水平延伸部滑动连接，竖直延伸部能够沿着竖直方向运动、使得其底端靠近或远离载片腔111的底部。
112.另一实施例中，第二治具120用于接触晶圆1的部位设置为折叠结构；通过展开折叠部位，第二治具120用于接触晶圆1的部位能够靠近载片腔111的底部；通过翻折折叠部位，第二治具120用于接触晶圆1的部位能够远离载片腔111的底部。
113.本技术并不限定第二治具120的具体构型。
114.可选地，第二治具120用于接触晶圆1的部位设有容纳槽122a，容纳槽122a的槽壁呈弧形；气体吹起晶圆1时，晶圆1能够进入容纳槽122a中。
115.具体可参照图4或图5，图示实施例中，第二治具120包括支撑部121和限位部122，限位部122能够插入载片腔111中、并正对晶圆1的边缘；限位部122的底部设有弧形的容纳槽122a，容纳槽122a的槽壁形状与晶圆1的边缘形状相适应；晶圆1上浮时，能够进入容纳槽122a中，而容纳槽122a的槽壁能够贴合晶圆1边缘与侧壁；如此，既能够避免存在尖角等尖锐结构磨损晶圆1、又能够通过贴合晶圆1的侧边保证对晶圆1的限位效果，在阻止晶圆1继续上浮的同时、进一步阻止晶圆1在镀膜过程中窜动；另外，利用容纳槽122a包容晶圆1的侧边，还能够有效地将晶圆1正面暴露在作业通道中，保证镀膜的全面性。
116.可选地，载台100还包括加热机构。
117.其中，加热机构可用于调节第一治具110和/或所述第二治具120的温度。镀膜时，通过加热机构调整第一治具110和/或所述第二治具120至具备有利于晶圆1镀膜的温度，晶圆1处于载片腔111内时，来自治具的温度能够很好地热传递给晶圆1、由此提高晶圆1的镀膜效果。此时，加热结构可以采用加热棒、热电偶等能够实现温度控制的构件。
118.或者，加热机构可用于调节通过第一进气孔112进入载片腔111的气体的温度。此时，加热机构可以设置在气体供应装置的内部或者下游、气体通过加热机构改变温度后、再通过第一进气孔112进入载片腔111、作用于晶圆1。由于气体能够直接接触晶圆1，因此，控制气体的温度，利用气体对晶圆1的接触传热，能够更高效地保证晶圆1的镀膜温度。同时，气体通过第一出气孔113、在压力驱动下主动扩散，与工艺温度匹配的气体能够源源不断地进入载片腔111、作用于晶圆1，辅助晶圆1镀膜、保证工艺的可靠性。
119.可选地，通过第一进气孔112进入载片腔111的气体为惰性气体。
120.例如，通过第一进气孔112进入载片腔111的气体为氩气（ar），氩气作为保护气体，
在吹起晶圆1时，不会损害晶圆1背面的工艺结构。
121.本技术还提供了一种晶圆镀膜装置，包括上述载台100，还包括：溅射腔体210，载台100设于溅射腔体210内；搬运机械手220，用于向溅射腔体210转移晶圆1；其中，溅射腔体210上设有第二进气口211，第二进气口211用于通入工艺气体；溅射腔体210上还设有第二出气口212，工艺气体能够通过第二出气口212离开。
122.具体地，溅射腔体210上设有门，门打开时，搬运机械手220能够伸入溅射腔体210内、靠近载台100，从而将待镀膜的晶圆1置入载片腔111内、或者将完成镀膜的晶圆1从载片腔111内取出。待镀膜的晶圆1进入载台100后，搬运机械手220离开溅射腔体210，门关闭、溅射腔体210内密封，载台100进入作业状态，第一进气孔112吹气、吹起晶圆1；工艺气体通过第二进气口211进入溅射腔体210，工艺气体在高电势的作用下轰击靶材，靶材表面的粒子被轰出、并飞向载台100，通过作业通道，高能粒子落到晶圆1的正面上，随着高能粒子不断增多后聚集，晶圆1正面形成膜。工艺气体进一步通过第二出气口212实现流通，确保高能粒子持续产生；通过第一出气孔113排出的气体亦能够通过第二出气口212流出，从而避免气体在溅射腔体210内影响工艺气体的浓度、干扰高能粒子的产生。
123.可选地，搬运机械手220具备翻面功能。
124.一实施方式中，晶圆1的一面完成镀膜后，溅射腔体210上的门打开，搬运机械手220伸入溅射腔体210、对晶圆1进行翻面，从而实现晶圆1的双面同工艺镀膜。
125.具体地，搬运机械手220包括主活动臂221、第一手222和第二手223，第一手222和第二手223通过转盘224可转动地设置在主活动臂221上；主活动臂221能够携第一手222和第二手223做平移和升降运动，以便于运输晶圆1；第一手222和第二手223能够相互靠近或远离；翻面时，第一手222接取晶圆1，第二手223靠近第一手222、直至将晶圆1固定在第一手222和第二手223之间；转盘224旋转，对换第一手222和第二手223的位置；第一手222松开晶圆1、并远离第二手223，第二手223能够将翻面后的晶圆1放入载台100。
126.具体可参照图7和图8，图示实施例中，第一手222和第二手223均可翻转地设置在转盘224上，第一手222和第二手223能够通过翻转靠近或远离彼此。翻面时，第一手222在上、接取晶圆1的第一面，主活动臂221工作，使得第一手222携晶圆1远离载台100；晶圆1具备翻面空间后；处于下方的第二手223向上翻转、靠近第一手222，如此，第二手223能够接取晶圆1的第二面；转盘224旋转、第一手222和第二手223的位置互换后，第二手223在上、晶圆1的第二面在上；第一手222松开晶圆1并向下翻转、远离第二手223；主活动臂221工作，使得第二手223携晶圆1靠近载台100；载台100接取晶圆1后，晶圆1第二面正对作业通道、能够进行镀膜。
127.可选地，第一手222或者第二手223上均设有限位件225；第一手222或者第二手223接取晶圆1时，限位件225能够固定晶圆1、避免晶圆1位移甚至脱落。
128.其中，限位件225可采用吸盘、夹具等限位构件，本技术并不限定限位件225的具体构型。
129.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种载台（100），其特征在于，包括：第一治具（110），所述第一治具（110）上设有载片腔（111），所述载片腔（111）的底部设有第一进气孔（112）、侧壁设有第一出气孔（113）；第二治具（120），所述第二治具（120）设于所述载片腔（111）的开口处，所述第二治具（120）上设有作业通道，所述作业通道连通所述载片腔（111）；其中，所述载片腔（111）用于接收晶圆（1），所述晶圆（1）的正面能够通过所述作业通道对外暴露；镀膜时，晶圆（1）处于所述载片腔（111）内，所述第一进气孔（112）进气，气体能够吹起所述晶圆（1）、使得所述晶圆（1）朝向所述第二治具（120）上浮，所述第二治具（120）能够阻止所述晶圆（1）离开所述载片腔（111），吹入所述载片腔（111）的气体能够通过所述第一出气孔（113）离开。2.根据权利要求1所述的载台（100），其特征在于，所述第一治具（110）和所述第二治具（120）分体设置；所述第二治具（120）包括支撑部（121）和限位部（122），所述支撑部（121）呈圆环状，所述限位部（122）沿着所述支撑部（121）的内壁设置为环形、并向远离所述支撑部（121）的方向延伸；所述载台（100）包括开放状态和作业状态；所述载台（100）处于所述开放状态时，所述第二治具（120）远离所述第一治具（110），晶圆（1）能够从所述第一治具（110）和所述第二治具（120）之间进入或者离开所述载片腔（111）；所述载台（100）处于所述作业状态时，所述支撑部（121）抵靠所述第一治具（110），所述限位部（122）插入所述载片腔（111）中、悬于晶圆（1）上方、用于阻止所述晶圆（1）离开所述载片腔（111）。3.根据权利要求2所述的载台（100），其特征在于，所述载台（100）还包括：第一驱动机构，用于驱使所述第一治具（110）和所述第二治具（120）相互靠近或远离；和/或，固定件，所述载台（100）处于所述作业状态时，所述固定件用于紧固所述第一治具（110）和所述第二治具（120）；和/或，密封件，所述载台（100）处于所述作业状态时，所述密封件处于所述第一治具（110）与所述第二治具（120）之间、用于密封所述第一治具（110）与所述第二治具（120）的连接位置。4.根据权利要求1所述的载台（100），其特征在于，还包括至少两个顶具（130），所述顶具（130）设于所述载片腔（111）内、用于支撑晶圆（1）。5.根据权利要求4所述的载台（100），其特征在于，还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱使所述顶具（130）靠近或远离所述载片腔（111）的开口。6.根据权利要求4所述的载台（100），其特征在于，所述顶具（130）用于接触晶圆（1）的部位呈弧形；和/或，所述顶具（130）内设有加热器，所述加热器能够调节所述顶具（130）的温度；和/或，所述顶具（130）弹性设置在所述载片腔（111）内；和/或，所述载台（100）还包括检测件，所述检测件用于检测所述顶具（130）上是否存在
晶圆（1）。7.根据权利要求1所述的载台（100），其特征在于，所述第二治具（120）用于接触晶圆（1）的部位与所述作业通道的轴心的距离可调；和/或，所述第二治具（120）用于接触晶圆（1）的部位与所述载片腔（111）底部的距离可调。8.根据权利要求1所述的载台（100），其特征在于，所述第二治具（120）用于接触晶圆（1）的部位设有容纳槽（122a），所述容纳槽（122a）的槽壁呈弧形；气体吹起晶圆（1）时，所述晶圆（1）能够进入所述容纳槽（122a）中。9.根据权利要求1-8任一项所述的载台（100），其特征在于，所述载台（100）还包括加热机构，所述加热机构用于调节所述第一治具（110）和/或所述第二治具（120）的温度，或者，所述加热机构用于调节通过所述第一进气孔（112）进入所述载片腔（111）的气体的温度；和/或，通过所述第一进气孔（112）进入所述载片腔（111）的气体为惰性气体。10.一种晶圆镀膜装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的载台（100），还包括：溅射腔体（210），所述载台（100）设于所述溅射腔体（210）内；搬运机械手（220），用于向所述溅射腔体（210）转移晶圆（1）；其中，所述溅射腔体（210）上设有第二进气口（211），所述第二进气口（211）用于通入工艺气体；所述溅射腔体（210）上还设有第二出气口（212），工艺气体能够通过所述第二出气口（212）离开。

技术总结
本申请公开了一种载台及晶圆镀膜装置，载台包括第一治具和第二治具，第一治具上设有载片腔，载片腔的底部设有第一进气孔、侧壁设有第一出气孔，第二治具设于载片腔的开口处，第二治具上设有作业通道；作业时，第一进气孔进气，气体能够吹起晶圆，第二治具能够阻止晶圆离开载片腔，第二治具既能够对晶圆进行限位、又不会遮挡晶圆的正面，高能粒子能够通过作业通道在晶圆表面聚集成膜；镀膜过程中，晶圆会受到气体的吹拂而远离载片腔的底部，因此，晶圆能够保持背面悬空的状态接受镀膜；吹入载片腔的气体能够通过第一出气孔离开，气体自然流通，既有利于保持晶圆的浮起状态，又不会因为气体的流量变动而使得载片腔内的气压不稳定。气体的流量变动而使得载片腔内的气压不稳定。气体的流量变动而使得载片腔内的气压不稳定。


技术研发人员：许磊 宋永辉 沈健 丁威
受保护的技术使用者：无锡尚积半导体科技有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/8/21