一种半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具的制作方法

本技术属于半导体生产用晶圆夹具，涉及一种半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具。

背景技术：

1、半导体的金属膜刻蚀即等离子物理刻蚀，其包括氩离子刻蚀和反应离子刻蚀。金属膜刻蚀是半导体金属膜电极制备中十分重要的一个环节，半导体金属膜电极质量是影响半导体器件性能的关键因素之一。

2、随着半导体产业的迅猛发展，对晶圆表面的洁净度要求日益增高。为了避免设备腔室内微粒、刻蚀后金属碎屑掉落在晶圆表面上或离子源中，晶圆工件盘通常为垂直放置。

3、目前，半导体金属膜刻蚀用晶圆工件盘普遍采用单层平面托盘，该托盘需要借助真空硅脂或高温胶带固定晶圆。然而在半导体金属膜刻蚀的工艺过程中，真空硅脂和高温胶带极容易对晶圆表面造成污染和损伤，导致金属膜电极图形缺失或不完整。半导体金属膜电极质量问题将进而降低半导体器件良率，增加成本。

4、因此，有必要设计一种改进的晶圆夹具结构，以避免真空硅脂和高温胶带在半导体金属膜刻蚀工艺过程中的使用，并提升刻蚀工艺的良率、效率、稳定性及可靠性。

技术实现思路

1、（一）实用新型目的

2、本实用新型的目的是：提供一种半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，以避免真空硅脂和高温胶带在半导体金属膜刻蚀工艺过程中的使用，并提升刻蚀工艺的良率、效率、稳定性及可靠性。

3、（二）技术方案

4、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其包括平行布置的下托盘主体和上托盘主体，所述下托盘主体外周边缘设有下托盘突出，所述下托盘主体中心设有圆形浅凹槽，所述圆形浅凹槽的边缘开凿有深凹槽，所述下托盘主体的顶面外环上设有定位孔和螺纹孔；所述上托盘主体外周边缘设有上托盘突出，所述上托盘主体中部为开凿打穿的圆形，所述上托盘主体的顶面外环上设有圆孔，所述上托盘主体底面上具有定位柱，定位柱与定位孔位置相匹配；螺丝穿过圆孔与螺纹孔连接。

5、进一步地，所述下托盘主体、上托盘主体和螺丝均采用钛合金材质。

6、进一步地，所述定位孔的中心与定位柱的中心相重合；所述螺纹孔、圆孔与螺丝同轴心；所述圆形浅凹槽的中心与开凿打穿的圆形的中心相重合。

7、进一步地，所述上托盘突出与下托盘突出上下位置相重合；所述下托盘主体的外形轮廓与上托盘主体的外形轮廓一致。

8、进一步地，所述深凹槽的中心位于圆形浅凹槽的边缘上。

9、进一步地，所述上托盘主体开凿打穿的圆形设有倒角α，且倒角α的正切值为0.5。

10、进一步地，所述上托盘主体开凿打穿的圆形的半径小于圆形浅凹槽的半径；所述圆形浅凹槽的凹槽深度小于深凹槽的凹槽深度。

11、进一步地，所述定位柱的高度与定位孔的深度一致；所述定位柱的半径小于定位孔的半径。

12、进一步地，所述下托盘主体上设有机台卡位孔，且机台卡位孔与定位孔在下托盘主体相反的两个面。

13、进一步地，所述下托盘主体与下托盘突出一体成型；所述上托盘主体与上托盘突出一体成型；所述上托盘主体与定位柱通过焊接连接，并打磨成型；所述定位孔和定位柱均各3个，且均匀分布于下托盘主体和上托盘主体边缘；所述螺纹孔共6个，且均匀分布于下托盘主体边缘；所述机台卡位孔共12个，且均匀分布于下托盘主体边缘。

14、（三）有益效果

15、上述技术方案所提供的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，包括下托盘主体、上托盘主体以及螺丝；所述下托盘主体上设有圆形浅凹槽，该圆形浅凹槽形成晶圆放置区；所述圆形浅凹槽上开凿有深凹槽，该深凹槽为晶圆快捷取放处；所述上托盘主体具有定位柱，该定位柱与下托盘主体的定位孔形成定位与连接结构，上托盘主体压住并固定晶圆。所述上托盘主体中部为开凿打穿的圆形，该开凿打穿的圆形露出晶圆工艺加工面；所述螺丝起到固定作用，解决下托盘主体与上托盘主体脱离问题；本实用新型实现了晶圆的便捷和快速上下样，避免了真空硅脂和高温胶带在半导体金属膜刻蚀工艺过程中的使用，并提升了刻蚀工艺的良率、效率、稳定性及可靠性。

1.一种半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，包括平行布置的下托盘主体和上托盘主体，所述下托盘主体外周边缘设有下托盘突出，所述下托盘主体中心设有圆形浅凹槽，所述圆形浅凹槽的边缘开凿有深凹槽，所述下托盘主体的顶面外环上设有定位孔和螺纹孔；所述上托盘主体外周边缘设有上托盘突出，所述上托盘主体中部为开凿打穿的圆形，所述上托盘主体的顶面外环上设有圆孔，所述上托盘主体底面上具有定位柱，定位柱与定位孔位置相匹配；螺丝穿过圆孔与螺纹孔连接。

2.如权利要求1所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述下托盘主体、上托盘主体和螺丝均采用钛合金材质。

3.如权利要求2所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述定位孔的中心与定位柱的中心相重合；所述螺纹孔、圆孔与螺丝同轴心；所述圆形浅凹槽的中心与开凿打穿的圆形的中心相重合。

4.如权利要求3所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述上托盘突出与下托盘突出上下位置相重合；所述下托盘主体的外形轮廓与上托盘主体的外形轮廓一致。

5.如权利要求4所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述深凹槽的中心位于圆形浅凹槽的边缘上。

6.如权利要求5所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述上托盘主体开凿打穿的圆形设有倒角α，且倒角α的正切值为0.5。

7.如权利要求6所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述上托盘主体开凿打穿的圆形的半径小于圆形浅凹槽的半径；所述圆形浅凹槽的凹槽深度小于深凹槽的凹槽深度。

8.如权利要求7所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述定位柱的高度与定位孔的深度一致；所述定位柱的半径小于定位孔的半径。

9.如权利要求8所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述下托盘主体上设有机台卡位孔，且机台卡位孔与定位孔在下托盘主体相反的两个面。

10.如权利要求9所述的半导体金属膜刻蚀用晶圆夹具，其特征在于，所述下托盘主体与下托盘突出一体成型；所述上托盘主体与上托盘突出一体成型；所述上托盘主体与定位柱通过焊接连接，并打磨成型；所述定位孔和定位柱均各3个，且均匀分布于下托盘主体和上托盘主体边缘；所述螺纹孔共6个，且均匀分布于下托盘主体边缘；所述机台卡位孔共12个，且均匀分布于下托盘主体边缘。