晶圓支撐結構，以及用于制造半導體的器件及其方法與流程

本發明涉及半導體領域，具體地，涉及一種晶圓支撐結構，以及用于制造半導體的器件及其方法。

背景技術：

半導體產業已經經歷了指數式增長。集成電路，諸如微處理器、存儲器以及其他高密度器件具有對外延生長硅晶圓的增加的需求。半導體制造需要精確控制制造工藝參數，以便減少操作和工藝變化并且提高晶圓的質量、性能和產量。

在半導體的制造工藝中，重要的步驟是晶圓溫度控制。在制造工藝期間，晶元上不均勻的溫度分布可能在不同的部分產生不同的化學反應率。因此，晶圓上的沉積速率差別可能導致不平坦的表面。這種不平坦的表面可能在隨后的制造工藝中導致缺陷，諸如由于晶圓的不平坦表面導致的光刻工藝中的缺陷。

然而，用于制造半導體的現有器件的性能在先進的技術應用中仍然不盡人意。因此，不得不持續地改進用于制造半導體的器件以便獲得更令人滿意的半導體結構。

技術實現要素：

根據本發明的一個方面，提供一種在半導體制造中的晶圓支撐結構，包括：透明環；以及連接至透明環的至少兩個臂。

根據本發明的另一方面，提供一種用于制造半導體的器件，包括：具有透明環的晶圓支撐結構；鄰近晶圓支撐結構設置的加熱源；以及傳感器，傳感器設置在晶圓支撐結構的透明環下方并且配置為允許通過透明環的感測。

根據本發明的又一方面，提供一種用于制造半導體的方法，該方法包括：在具有透明環的晶圓支撐結構上放置晶圓；以及感測來自晶圓的通過透明環的信號。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以最佳地理解本發明的各個方面。應該注意，根據工業中的標準實踐，各個部件沒有按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意增加或減少。

圖1a是根據一些實施例的晶圓支撐結構的三維視圖。

圖1b是根據一些實施例沿著圖1a中的線a-a’截取的截面圖。

圖2a是根據一些實施例的晶圓支撐結構的三維視圖。

圖2b是根據一些實施例沿著圖2a中的線b-b’截取的截面圖。

圖2c是根據一些實施例的晶圓支撐結構的截面圖。

圖3a是根據一些實施例的晶圓支撐結構的三維視圖。

圖3b是根據一些實施例沿著圖3a中的線c-c’截取的截面圖。

圖3c是根據一些實施例的晶圓支撐結構的截面圖。

圖4a是根據一些實施例的晶圓支撐結構的三維視圖。

圖4b是根據一些實施例沿著圖4a中的線d-d’截取的截面圖。

圖4c是根據一些實施例的晶圓支撐結構的截面圖。

圖4d是根據一些實施例的晶圓支撐結構的截面圖。

圖5a是根據一些實施例的晶圓支撐結構的三維視圖。

圖5b是根據一些實施例的晶圓支撐結構的頂視圖。

圖6是根據一些實施例的器件的截面圖。

圖7是根據一些實施例的器件的截面圖。

圖8是根據一些實施例的器件的截面圖。

圖9為例示根據一些實施例的用于制造半導體的方法的流程圖。

具體實施方式

以下公開內容提供了許多不同實施例或實例，用于實現主題提供的不同特征。下面描述組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅是實例并且不意欲限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件，使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。此外，本發明可以在各個實例中重復參考標號和/或字符。這種重復是為了簡化和清楚的目的，并且其本身并不表示所討論的實施例和/或配置之間的關系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空間關系術語，以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，空間關系術語旨在包括在使用或操作過程中器件的不同方位。裝置可以以其他方式定位(旋轉90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空間關系描述符可以同樣地作相應地解釋。

如上所述，在制造工藝(尤其是外延生長工藝)期間，可以通過精確控制溫度改進晶圓的均勻性。特別地，當在晶圓上沉積外延層時，外延生長晶圓的溫度對于晶圓的均勻性是十分重要的。因此，用于制造半導體結構的晶圓溫度控制是重要的，尤其是在外延生長工藝期間。在外延生長晶圓上不均勻的溫度分布可能在外延生長晶圓的不同部分處產生不同的沉積速率，并且可導致外延生長晶圓上的不平坦的表面，這會在隨后的制造工藝中導致缺陷。

為了精確控制晶圓的溫度，晶圓溫度的檢測是用于制造半導體的至關重要的因素。在外延生長工藝期間，在沒有干擾的情況下用于檢測晶圓溫度變得更加具有挑戰性。因此，需要不斷地改進用于制造半導體的器件，該器件可在沒有干擾的情況下精確檢測晶圓溫度。

為了解決上述問題，本發明提供一種包括晶圓支撐結構的器件以及用于制造半導體的方法。晶圓支撐結構包括透明環，在制造工藝(尤其是外延生長工藝)期間，透明環有利于晶圓溫度的精確控制。因此，本發明的器件可以改進晶圓溫度控制的問題。

請參考圖1a和圖1b。圖1a是根據一些實施例的晶圓支撐結構100的三維視圖。圖1b是根據一些實施例沿著圖1a中的線a-a’截取的截面圖。

圖1a和圖1b示出半導體制造中的晶圓支撐結構100，在外延生長工藝期間，晶圓支撐結構100可以支撐和旋轉晶圓。如圖1a和圖1b中示出，晶圓支撐結構100包括透明環110和至少兩個臂120，臂120各自連接至透明環110的相對側。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。在一些實施例中，透明環110具有寬度w，寬度w由透明環110的內表面111和外表面112限定。根據一些實施例，臂120與透明環110的外表面112的一部分接觸，并且孔130位于透明環110的中央區域中并且被透明環110的內表面111包圍。位于透明環110的內表面111和外表面112之間的區域可以限定用于傳感器穿過透明環110的讀取路徑，并且這些將在圖6中進一步詳細地討論。

在一些實施例中，透明環110由高透射率材料制成，例如，石英。此外，臂120的材料可以是高透射率材料，例如，石英。根據一些實施例，如圖1a和圖1b示出，透明環110具有恒定厚度h，恒定厚度h由透明環110的上表面和下表面限定。因此，根據一些實施例，透明環110具有平坦表面。透明環110的厚度h可為約0.1cm至約10cm。

參考圖2a，圖2a是根據一些實施例的晶圓支撐結構200的三維視圖。

圖2a示出在半導體制造中的晶圓支撐結構200，在外延生長工藝期間，晶圓支撐結構200可以支撐和旋轉晶圓。如圖2a示出，晶圓支撐結構200包括透明環210和爪部，爪部包括第一臂220和第二臂230。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。在一些實施例中，透明環210插入爪部的第一臂220和第二臂230中，并且第一臂220和第二臂230在中心點處連接。透明環210可以同心于中心點的投影。此外，如圖2a示出，透明環210具有寬度w，寬度w由透明環210的內表面211和外表面212限定。根據一些實施例，孔240位于透明環210的中央區域中并且被透明環210的內表面211包圍。位于透明環210的內表面211和外表面212之間的區域可以限定用于傳感器穿過透明環210的讀取路徑，并且這些將在圖7中進一步詳細地討論。

繼續參考圖2b，圖2b是根據一些實施例沿著圖2a中的線b-b’截取的截面圖。

在一些實施例中，透明環210具有恒定厚度h，恒定厚度h由透明環210的上表面213和下表面214限定。因此，根據一些實施例，透明環210具有平坦表面。如圖2b中示出，第一臂220具有第一部分221和第二部分222，并且第二臂230具有第三部分231和第四部分232。特別地，第一臂220的第一部分221和第二部分222沿著一條線對齊，并且第二臂230的第三部分231和第四部分232沿著另一條線對齊。例如，第一臂220的第一部分221和第二臂230的第三部分231與透明環210的上表面213的一部分接觸；第一臂220的第二部分222和第二臂230的第四部分232互相連接并且與透明環210的下表面214的一部分接觸。在一些實施例中，透明環210和包括第一臂220和第二臂230的爪部由高透射率材料制成，例如，石英。透明環210的厚度h可為約0.1cm至約10cm。

現在參考圖2c。圖2c是根據一些實施例的晶圓支撐結構200’的截面圖。

圖2c示出晶圓支撐結構200’包括透明環210、包括第一臂220和第二臂230的爪部以及軸250。在一些實施例中，透明環210插入爪部的第一臂220和第二臂230中，并且第一臂220和第二臂230在中心點處連接。透明環210可以同心于中心點的投影。如圖2c中示出，軸250在中心點處連接至爪部的第一臂220和第二臂230。

根據一些實施例，晶圓支撐結構200’和晶圓支撐結構200之間的差異在于晶圓支撐結構200’進一步包括軸250，軸250在中心點處連接至爪部。軸250的材料可以是高透射率材料，例如，石英。在圖2c中的其它細節可以參考圖2a和圖2b中的對應部分，因此在此不重復。

請參考圖3a。圖3a是根據一些實施例的晶圓支撐結構300的三維視圖。

圖3a示出在半導體制造中的晶圓支撐結構300，在外延生長工藝期間，晶圓支撐結構300可以支撐和旋轉晶圓。如圖3a示出，晶圓支撐結構300包括透明環310和爪部，爪部包括第一臂320和第二臂330。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。在一些實施例中，透明環310插入爪部的第一臂320和第二臂330中，并且第一臂320和第二臂330在中心點處連接。透明環310可以同心于中心點的投影。如圖3a中示出，透明環310具有恒定厚度h，恒定厚度h由透明環310的上表面和下表面限定。因此，根據一些實施例，透明環310具有平坦表面。透明環310的厚度h可為約0.1cm至約10cm。

接下來，參考圖3b。圖3b是根據一些實施例沿著圖3a中的線c-c’截取的截面圖。

在一些實施例中，如圖3b示出，透明環310具有寬度w，寬度w由透明環310的內表面311和外表面312限定。根據一些實施例，孔340位于透明環310的中央區域中并且被透明環310的內表面311包圍。如圖3b中示出，第一臂320具有第一部分321和第二部分322，并且第二臂330具有第三部分331和第四部分332。例如，第一臂320的第一部分321和第二臂330的第三部分331與透明環310的外表面312的一部分接觸；第一臂320的第二部分322和第二臂330的第四部分332互相連接并且與透明環310的內表面311的一部分接觸。

位于透明環310的內表面311和外表面312之間的區域可以限定用于傳感器穿過透明環310的讀取路徑，這些將在圖8中進一步詳細地討論。在一些實施例中，透明環310由高透射率材料制成，例如，石英。而且，包括第一臂320和第二臂330的爪部的材料可以是高透射率材料，例如，石英。

參考圖3c，圖3c是根據一些實施例的晶圓支撐結構300’的截面圖。

圖3c示出晶圓支撐結構300’包括透明環310、包括第一臂320和第二臂330的爪部以及軸350。在一些實施例中，透明環310插入爪部的第一臂320和第二臂330中，并且第一臂320和第二臂330在中心點處連接。透明環310可以同心于中心點的投影。如圖3c中示出，軸350在爪的中心點處連接至第一臂320和第二臂330。

根據一些實施例，在圖3c中的晶圓支撐結構300’和在圖3b中的晶圓支撐結構300之間的差別在于晶圓支撐結構300’進一步包括軸350，軸350在中心點處連接至爪部。軸350的材料可以是高透射率材料，例如，石英。在圖3c中的其它細節可以參考圖3a和圖3b中的相應描述，因此在此不重復。

請參考圖4a和圖4b。圖4a是根據一些實施例的晶圓支撐結構400的三維視圖。圖4b是根據一些實施例沿著圖4a中的線d-d’截取的截面圖。

圖4a和圖4b示出在半導體制造中的晶圓支撐結構400，在外延生長工藝期間，晶圓支撐結構400可以支撐和旋轉晶圓。在一些實施例中,晶圓支撐結構400包括透明環410、至少兩個臂420和軸440，其中，透明環410具有內表面411和外表面412。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。如圖4a和圖4b中示出的，臂420與透明環410的外表面412的一部分接觸，軸440與透明環410的內表面411的一部分接觸。更具體地，但不是通過該方式限制，軸440是y形的或柱狀的。如圖4a和圖4b中示出，軸440是y形的。根據一些實施例，孔430位于透明環410的中央區域中并且被透明環410的內表面411包圍。

在一些實施例中，如圖4a和圖4b中示出，透明環410具有寬度w，寬度w由透明環410的內表面411和外表面412限定。位于透明環410的內表面411和外表面412之間的區域可以限定用于傳感器穿過透明環410的讀取路徑，這些將在圖8中進一步詳細地討論。

在一些實施例中，透明環410由高透射率材料制成，例如，石英。此外，臂420的材料可以是高透射率材料，例如，石英。根據一些實施例，如圖4a和圖4b示出，透明環410具有恒定厚度h，恒定厚度h由透明環410的上表面和下表面限定。因此，根據一些實施例，透明環410具有平坦表面。透明環410的厚度h可為約0.1cm至約10cm。

接下來，請參考圖4c。圖4c是根據一些實施例的晶圓支撐結構400a的截面圖。

圖4c示出晶圓支撐結構400a包括透明環410、至少兩個臂420、至少兩個第一銷450、至少兩個第二銷460以及軸440，其中，透明環410具有內表面411和外表面412。在一些實施例中，透明環410通過第一銷連接至臂420，其中，第一銷與透明環410的外表面412和臂420接觸。換句話說，如圖4c中示出，每個第一銷450設置在每個臂420和透明環410的外表面412之間，并且連接每個臂420和透明環410。此外，根據一些實施例，透明環410通過第二銷460連接至軸440，其中，第二銷460與透明環410的內表面411和軸440接觸。換句話說，如圖4c中示出，每個第二銷460設置在軸440和透明環410的內表面411之間，并且連接軸440和透明環410。

根據一些實施例，圖4c中的晶圓支撐結構400a和圖4b中的晶圓支撐結構400之間的差別在于晶圓支撐結構400a進一步包括第一銷450和第二銷460，其中，第一銷450連接臂420和透明環410，同時第二銷460連接軸440和透明環410。第一銷450和第二銷460的材料可以是高透射率材料，例如，石英。在圖4c中的其它細節可以參考圖4a和圖4b中的相應描述，因此在此不重復。

繼續參考圖4d，圖4d是根據一些實施例的晶圓支撐結構400b的截面圖。

圖4d示出晶圓支撐結構400b包括透明環410、至少兩個臂420、至少兩個第一銷450、至少兩個第二銷460、軸440以及襯托器470。在一些實施例中，透明環410通過第一銷450連接至臂420，其中，第一銷450與透明環410的外表面412和臂420接觸。此外，根據一些實施例，透明環410通過第二銷460連接至軸440，其中，第二銷460與透明環410的內表面411和軸440接觸。在一些實施例中，襯托器470設置在臂420和透明環410上方。更具體地，但不是通過該方式限制，襯托器470安裝在臂420上并且水平于透明環410。

根據一些實施例，圖4d中的晶圓支撐結構400b和圖4c中的晶圓支撐結構400a之間的差別在于晶圓支撐結構400b進一步包括襯托器470，其中，襯托器470安裝在臂420上并且機械地支撐用于外延生長的晶圓。襯托器470可以由諸如石英的透明材料或諸如碳化硅、具有碳化硅涂層的石墨等的非透明材料制成。圖4d中的其它細節可以參考圖4a至圖4c中的相應描述，因此在此不重復。

請參考圖5a和圖5b。圖5a是根據一些實施例的晶圓支撐結構500的三維視圖。圖5b是根據一些實施例的晶圓支撐結構500的頂視圖。

圖5a和圖5b示出在半導體制造中的晶圓支撐結構500，在外延生長工藝期間，晶圓支撐結構500可以支撐和旋轉晶圓。如圖5a和圖5b示出,晶圓支撐結構500包括透明環510、六個臂520、軸530、六個第一銷540以及六個第二銷550，其中，透明環510具有內表面511和外表面512。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。在一些實施例中，六個臂520圍繞透明環510，并且通過六個第一銷540連接至透明環510，其中，第一銷540與透明環510的外表面512和臂520接觸。此外，如圖5a和圖5b中示出，根據實施例，軸530是爪形的并且具有六個分支。在一些實施例中，軸530的六個分支通過六個第二銷550連接至透明環510，其中，六個第二銷550分別與軸530的每個分支接觸并且分別與透明環510的內表面511接觸。

在一些實施例中，如圖5a和圖5b中示出，透明環510具有寬度w，寬度w由透明環510的內表面511和外表面512限定。位于透明環510的內表面511和外表面512之間的區域可以限定用于傳感器穿過透明環510的讀取路徑，這些將在圖8中進一步詳細討論。

在一些實施例中，透明環510由高透射率材料制成，例如，石英。此外，臂520的材料可以是高透射率材料，例如，石英。根據一些實施例，如圖5a和圖5b示出，透明環510具有恒定厚度h，恒定厚度h由透明環510的上表面和下表面限定。因此，根據一些實施例，透明環510具有平坦表面。透明環510的厚度h可為約0.1cm至約10cm。

請參照圖6。圖6是根據一些實施例的器件600的截面圖。

圖6示出用于制造半導體的器件600包括晶圓支撐結構、加熱源650以及傳感器660，其中，晶圓支撐結構包括透明環610、至少兩個臂620，以及襯托器640。更詳細地，可以通過使用電阻加熱器、射頻感應加熱器、燈、負載燈排等或它們的組合來實施加熱源650。例如，可以通過使用兩個負載燈排(即上負載燈排和下負載燈排)實施加熱源650。此外，根據一些實施例，傳感器660是溫度傳感器。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。在一些實施例中，臂620連接至透明環610，襯托器640安裝在臂620上并且設置在透明環610上方，加熱源650鄰近晶圓支撐結構設置，并且傳感器660設置在晶圓支撐結構的透明環610下方并且配置為允許通過透明環610感測。

根據一些實施例，軌道(未示出)設置在晶圓支撐結構下方，其中在該軌道上安裝有臂620。根據一些實施例，在外延生長工藝期間，臂620可以沿著軌道的路線旋轉晶圓，其中，晶圓位于晶圓支撐結構上。

在一些實施例中，傳感器660用于通過紅外輻射感測晶圓1000的溫度信號，其中，晶圓1000位于襯托器640上。更詳細地，如圖6中示出，透明環610位于襯托器640和傳感器660之間，使得來自晶圓1000的紅外輻射可以穿過透明環610(由虛線l1指示)并且可通過傳感器660檢測。

此外，透明環610具有寬度w，寬度w由透明環610的內表面611和外表面612限定。更具體地，但不是通過該方式限制，根據一些實施例，臂620分別連接至透明環610的相對側，并且與透明環610的外表面612接觸。此外，在圖6中示出的加熱源650的上負載燈排和下負載燈排分別設置在晶圓支撐結構的上方和下方，并且用于加熱設置在襯托器640上的晶圓1000。因此，通過來自加熱源650的上負載燈排的輻射熱量傳遞加熱晶圓1000的頂側。通過來自加熱的襯托器640的導熱傳遞加熱晶圓1000的后側，其中，通過來自加熱源650的下負載燈排的輻射熱量傳遞加熱襯托器640。

加熱源650和傳感器660的配置僅僅是一個實例。本領域中的技術人員應當認識到許多變化、替換和修改。

此外，采用襯托器640以機械支撐晶圓1000，并且幫助保護晶圓1000的后側，以確保晶圓1000的均勻熱量。在其它實施例中，器件600的晶圓支撐結構不包括襯托器640，使得晶圓1000設置在臂620上。根據所述實施例，通過來自加熱源650的下負載燈排的輻射熱量傳遞直接加熱晶圓1000的后側。

更加具體地，透明環610水平于襯托器640和晶圓1000。此外，透明環610是平臺，透明環610具有恒定厚度h和平坦的表面，使得來自加熱源650的下負載燈排通過透明環610的輻射熱量傳遞可以均勻地加熱晶圓1000的后側。此外，具有平坦表面和恒定厚度的透明環610可以減少來自加熱源650的下負載燈排到晶圓1000的聚焦效應或散射效應。

更具體地，但不是通過該方式限制，傳感器660可以是高溫計，其用于接收從晶圓1000發射的通過從透明環610的內表面611至透明環610的外表面612的區域的紅外輻射(由虛線l1指示)。

在一些實施例中，孔630位于透明環610的中央區域中并且被透明環610的內表面611圍繞。根據所述實施例，由于孔630出現在透明環610的中央區域中，透明環610的水平面積小于圓形平臺。因此，由于透明環610的小水平面積，在外延生長工藝期間，包括透明環610的晶圓支撐結構可以防止外延膜(例如，硅膜)沉積在其上，使得來自晶圓1000的紅外輻射可穿過位于透明環610的內表面611和外表面612之間的區域(由虛線l1表示)，并且可通過傳感器660精確地檢測。

在一些實施例中，由于透明環610具有平坦表面和恒定厚度h，透明環610可以容易地進行批量生產。在圖6中的其它細節可以參考圖1a和圖1b中的相應描述，因此在此不重復。

請參照圖7。圖7是根據一些實施例的器件700的截面圖。

圖7示出用于制造半導體的器件700包括晶圓支撐結構、加熱源760以及傳感器770，其中，晶圓支撐結構包括透明環710、包括至少兩個臂(即第一臂720和第二臂730)的爪部、以及襯托器750。更詳細地，可以通過使用電阻加熱器、射頻感應加熱器、燈、負載燈排等或它們的組合來實施加熱源760。例如，可以通過使用兩個負載燈排(即上負載燈排和下負載燈排)實施加熱源760。此外，根據一些實施例，傳感器770是溫度傳感器。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。

在一些實施例中，透明環710具有恒定厚度h，恒定厚度h由透明環710的上表面713和下表面714限定。如圖7中示出，第一臂720具有第一部分721和第二部分722，并且第二臂730具有第三部分731和第四部分732。特別地，第一臂720的第一部分721和第二部分722沿著一條線對齊，并且第二臂730的第三部分731和第四部分732沿著另一條線對齊。例如，第一臂720的第一部分721和第二臂730的第三部分731與透明環710的上表面713的一部分接觸；第一臂720的第二部分722和第二臂730的第四部分732互相連接并且與透明環710的下表面714的一部分接觸。根據一些實施例，襯托器750安裝在第一臂720的第一部分721和第二臂730的第三部分731上，并且設置在透明環710上方。此外，加熱源760鄰近晶圓支撐結構設置，并且傳感器770設置在晶圓支撐結構的透明環710下方并且配置為允許通過透明環710感測。

根據一些實施例，在外延生長工藝期間，第一臂720和第二臂730的連接部分用作用于旋轉的樞軸點。

在一些實施例中，傳感器770用于通過紅外輻射感測晶圓2000的溫度信號，其中，晶圓1000位于襯托器750上。更詳細地，如圖7中示出，透明環710位于襯托器750和傳感器770之間，使得來自晶圓2000的紅外輻射可以穿過透明環710(由虛線l2指示)并且通過傳感器770檢測。

此外，在圖7中示出的加熱源760的上負載燈排和下負載燈排分別設置在晶圓支撐結構的上方和下方，并且用于加熱設置在襯托器750上的晶圓2000。因此，通過來自加熱源760的上負載燈排的輻射熱量傳遞加熱晶圓2000的頂側。通過來自加熱的襯托器750的導熱傳遞加熱晶圓2000的后側，其中，通過從加熱源760的下負載燈排的輻射熱量傳遞加熱襯托器750。

加熱源760和傳感器770的配置僅僅是一個實例。本領域中的技術人員應當認識到許多變化、替換和修改。

此外，采用襯托器750以機械支撐晶圓2000，并且幫助保護晶圓2000的后側，以確保晶圓2000的均勻加熱。在其它的實施例中，器件700的晶圓支撐結構不包括襯托器750，使得晶圓2000設置在第一臂720的第一部分721和第二臂730的第三部分731上。根據所述實施例，通過來自加熱源760的下負載燈排的輻射熱量傳遞直接加熱晶圓2000的后側。

更加具體地，透明環710水平于襯托器750和晶圓2000。此外，透明環710是平臺，透明環710具有恒定厚度h和平坦表面，使得來自加熱源760的下負載燈排通過透明環710的輻射熱量傳遞可以均勻地加熱晶圓2000的后側。此外，具有平坦表面和恒定厚度的透明環710可以減少來自加熱源760的下負載燈排到晶圓2000的聚焦效應和散射效應。

更具體地，但不是通過該方式限制，傳感器770可以是高溫計，傳感器770用于接收從晶圓2000發射的通過位于透明環710的內表面711和外表面712之間的區域的紅外輻射(由虛線l2指示)。

在一些實施例中，孔740位于透明環710的中央區域中并且被透明環710的內表面711包圍。根據所述實施例，由于孔740出現在透明環710的中央區域中，透明環710的水平面積小于圓形平臺。因此，由于透明環710的小水平面積，在外延生長工藝期間，包括透明環710的晶圓支撐結構可以防止外延膜(例如，硅膜)沉積在其上，使得來自晶圓2000的紅外輻射(由虛線l2指示)可穿過位于透明環710的內表面711和外表面712之間的區域，并且可以通過傳感器770精確地檢測。

在一些實施例中，由于透明環710具有平坦表面和恒定厚度h，透明環710可以容易地進行批量生產。在圖7中的其它細節可以參考圖2a和圖2b中的相應描述，因此在此不重復。

請參照圖8。圖8是根據一些實施例的器件800的截面圖。

圖8示出用于制造半導體的器件800包括晶圓支撐結構、加熱源880以及傳感器890，其中，晶圓支撐結構包括透明環810、至少兩個臂820、至少兩個第一銷850、至少兩個第二銷860、軸840以及襯托器870。更詳細地，可以通過使用電阻加熱器、射頻感應加熱器、燈、負載燈排等或它們的組合來實施加熱源880。例如，可以通過使用兩個負載燈排(即上負載燈排和下負載燈排)實施加熱源880。此外，根據一些實施例，傳感器890是溫度傳感器。應當注意，為了簡潔和清楚的目的，省略了一些結構。

在一些實施例中，臂820通過第一銷850連接至透明環810，透明環810通過第二銷860連接至軸840，襯托器870安裝在臂820上并且設置在透明環810上方，加熱源880鄰近晶圓支撐結構設置，并且傳感器890設置在透明環810和襯托器870下方，并且配置為允許通過透明環810感測。根據一些實施例，在外延生長工藝期間，軸840的底部用作用于旋轉的樞軸點。

在一些實施例中，傳感器890用于通過紅外輻射感測晶圓3000的溫度信號，其中晶圓3000位于襯托器870上。更詳細地，如圖8中示出，透明環810位于襯托器870和傳感器890之間，使得來自晶圓3000的紅外輻射可以穿過透明環810(由虛線l2指示)并且通過傳感器890檢測。

此外，透明環810具有寬度w，寬度w由透明環810的內表面811和外表面812限定。更具體地，但不是通過該方式限制，每個第一銷850設置在每個臂820和透明環810的外表面812之間，并且連接每個臂820和透明環810。此外，根據一些實施例，每個第二銷860設置在軸840和透明環810的內表面811之間，并且連接軸840和透明環810。

在一些實施例中，在圖8中示出的加熱源880的上負載燈排和下負載燈排分別設置在晶圓支撐結構的上方和下方，并且用于加熱設置在襯托器870上的晶圓3000。因此，通過來自加熱源880的上負載燈排的輻射熱量傳遞加熱晶圓3000的頂側。通過來自加熱的襯托器870的導熱傳遞加熱晶圓3000的后側，其中，通過從加熱源880的下負載燈排的輻射熱量傳遞加熱襯托器870。

加熱源880和傳感器890的配置僅僅是實例。本領域中的技術人員應當認識到許多變化、替換和修改。

此外，采用襯托器870以機械地支撐晶圓3000，并且幫助保護晶圓3000的后側，以確保晶圓3000的均勻加熱。在其它實施例中，器件800的晶圓支撐結構不包括襯托器870，使得晶圓3000設置在臂820上。根據所述實施例，通過來自加熱源880的下負載燈排的輻射熱量傳遞直接加熱晶圓3000的后側。

更加詳細地，透明環810水平于襯托器870和晶圓3000。此外，透明環810是平臺，其中，透明環810具有恒定厚度h和平坦表面，使得來自加熱源880的下負載燈排通過透明環810的輻射熱量傳遞可以均勻地加熱晶圓3000的后側。此外，具有平坦表面和恒定厚度的透明環810可以減少從加熱源880的下負載燈排到晶圓3000的聚焦效應和散射效應。

例如，傳感器660可以是高溫計，傳感器660用于接收從晶圓3000發射的通過從透明環810的內表面811至外表面812的區域的紅外輻射(由虛線l3指示)。

在一些實施例中，孔830位于透明環810的中央區域中并且被透明環810的內表面811包圍。根據所述實施例，由于孔830出現在透明環810的中央區域中，透明環810的水平面積小于圓形平臺。因此，由于透明環810的小水平面積，在外延生長工藝期間，包括透明環810的晶圓支撐結構可以防止外延膜(例如，硅膜)沉積在其上，使得來自晶圓3000的紅外輻射(由虛線l3表示)穿過位于透明環610的內表面811和外表面812之間的區域，并且可以通過傳感器890精確地檢測。

在一些實施例中，由于透明環810具有平坦表面和恒定厚度h，透明環810可以容易地進行批量生產。在圖8中的其它細節可以參考圖4a至圖4d中的相應描述，因此在此不重復。

請參照圖9。圖9是根據一些實施例的示出用于制造半導體的方法的流程圖。

在一些實施例中，本發明提供用于制造半導體的方法。參考圖9，該方法包括在晶圓支撐結構上放置晶圓，其中晶圓支撐結構具有透明環(s11)，以及感測來自晶圓的通過透明環(s13)的信號。

參考圖9，該方法開始于操作s11，在具有透明環的晶圓支撐結構上放置晶圓。在一些實施例中，晶圓支撐結構可以是在圖1a至圖5b中的晶圓支撐結構中的一個。在圖1a至圖5b中的晶圓支撐結構的細節可以參考圖1a至圖5b中的相應描述，并且因此在此不重復。更詳細地，晶圓可以放置在晶圓支撐結構的襯托器或至少兩個臂上，并且在外延生長工藝期間通過晶圓支撐結構旋轉。

仍然參考圖9，方法進行至操作s13，感測來自晶圓的通過透明環的信號。在一些實施例中，感測信號是感測晶圓的溫度信號。

更具體地，但不是限制性的，該信號可以是紅外輻射。在一些實施例中，感測信號是通過來自晶圓的紅外輻射感測溫度信號。在圖6至圖8中示出的傳感器設置在透明環和襯托器下方。

在一些實施例中，在圖6至圖8中示出的透明環位于襯托器和傳感器之間。在所述實施例中，來自晶圓的信號(例如，紅外輻射)可僅穿過位于透明環的內表面和外表面之間的區域，以通過傳感器精確檢測。

在本發明的一些實施例中，用于制造半導體的方法還包括加熱晶圓。如圖6至圖8中示出，可通過使用兩個負載燈排(即上負載燈排和下負載燈排)實施加熱源，并且加熱源鄰近晶圓支撐結構設置。

在一些實施例中，加熱源的上負載燈排和下負載燈排分別設置在晶圓支撐結構的上方和下方，并且用于加熱設置在晶圓支撐結構上的晶圓。更詳細地，在圖1a至圖8中示出的晶圓支撐結構的透明環是平臺，其中，透明環具有恒定厚度和平坦表面，使得來自加熱源的下負載燈排的通過透明環的輻射熱量傳遞可以均勻地加熱晶圓的后側。相應地，具有平坦表面和恒定厚度的透明環可以減少從加熱源的下負載燈排到晶圓的聚焦效應和散射效應。

在本發明的其它實施例中，用于制造半導體的方法還包括調節晶圓的加熱。換句話說，在感測晶圓的溫度信號之后，調整在圖6至圖8中示出的加熱源的輸出。正如開始提到的，值得注意的是，晶圓溫度控制對于制造半導體結構而言是重要的，尤其是在外延生長工藝期間。在圖6至圖8中示出的器件可包括圖1a至圖5b中示出的晶圓支撐結構，其通過傳感器可精確地檢測晶圓的溫度，以達到更精確的算法。因此，在半導體制造工藝期間，可以執行晶圓溫度的精確控制。

以上討論的本發明的實施例具有優于現有結構和方法的優勢。本發明的圖6至圖8中示出的器件包括圖1a至圖5b中示出的晶圓支撐結構，其在半導體制造(例如，外延生長工藝)期間可均勻地加熱晶圓，并且精確地檢測和控制晶圓的溫度。由于晶圓支撐結構的透明環是具有恒定厚度和平坦表面并且水平于晶圓的平臺，來自器件的加熱源的下負載燈排的通過透明環的輻射熱量傳遞可以均勻地加熱晶圓。因此，其可減少從加熱源的下負載燈排到晶圓的聚焦效應和散射效應。

此外，孔出現在透明環的中央區域中，由于透明環的小水平面積，在外延生長工藝期間，使得透明環可防止外延膜沉積在其上。因此，來自晶圓的信號(例如，紅外輻射)可在沒有任何干擾的情況下僅穿過位于透明環的內表面和外表面之間的區域，以通過傳感器精確檢測。由于可以精確檢測晶圓的溫度，因此可以實現更精確的算法。因此，在外延生長工藝期間，可以執行晶圓溫度的精確控制，以減少操作和工藝變化并且改進外延生長晶圓的質量、性能以及產量。

因此，在半導體制造工藝期間，使用包括本發明的晶圓支撐結構的器件，并且因而改進了晶圓溫度控制的問題。

根據本發明的一些實施例，在半導體制造中的晶圓支撐結構包括透明環和至少兩個臂。臂連接至透明環。

根據本發明的其它實施例，一種用于制造半導體的器件包括晶圓支撐結構、加熱源以及傳感器。晶圓支撐結構具有透明環。加熱源鄰近晶圓支撐結構設置。傳感器設置在晶圓支撐結構的透明環下方并且配置為允許通過透明環感測。

根據本發明的另外的其它實施例，一種用于制造半導體的方法包括以下步驟。在具有透明環的晶圓支撐結構上放置晶圓。感測來自晶圓的通過透明環的信號。

根據本發明的一個方面，提供一種在半導體制造中的晶圓支撐結構，包括：透明環；以及連接至透明環的至少兩個臂。

根據本發明的一個實施例，透明環插入臂中，其中臂在中心點處連接，并且透明環同心于中心點。

根據本發明的一個實施例，晶圓支撐結構還包括：在中心點處連接至臂的軸。

根據本發明的一個實施例，透明環具有由透明環的上表面和下表面限定的恒定厚度。

根據本發明的一個實施例，臂包括：第一臂，第一臂具有第一部分和第二部分；以及第二臂，第二臂具有第三部分和第四部分，其中，第一部分和第三部分與透明環的上表面接觸，并且第二部分和第四部分互相連接并且與透明環的下表面接觸。

根據本發明的一個實施例，透明環具有由透明環的內表面和外表面限定的寬度。

根據本發明的一個實施例，臂連接至透明環的外表面。

根據本發明的一個實施例，晶圓支撐結構還包括：第一銷，第一銷設置在每個臂和透明環的外表面之間，并且連接臂和透明環。

根據本發明的一個實施例，晶圓支撐結構還包括：連接至透明環的內表面的軸。

根據本發明的一個實施例，晶圓支撐結構還包括：第二銷，第二銷設置在軸和透明環的內表面之間，并且連接軸和透明環。

根據本發明的另一方面，提供一種用于制造半導體的器件，包括：具有透明環的晶圓支撐結構；鄰近晶圓支撐結構設置的加熱源；以及傳感器，傳感器設置在晶圓支撐結構的透明環下方并且配置為允許通過透明環的感測。

根據本發明的一個實施例，透明環具有由透明環的上表面和下表面限定的恒定厚度。

根據本發明的一個實施例，透明環具有由透明環的內表面和外表面限定的寬度。

根據本發明的一個實施例，傳感器是溫度傳感器。

根據本發明的一個實施例，該器件還包括設置在臂和透明環上方的襯托器。

根據本發明的又一方面，提供一種用于制造半導體的方法，該方法包括：在具有透明環的晶圓支撐結構上放置晶圓；以及感測來自晶圓的通過透明環的信號。

根據本發明的一個實施例，該方法還包括：加熱晶圓。

根據本發明的一個實施例，感測信號是感測晶圓的溫度信號。

根據本發明的一個實施例，在感測晶圓的溫度信號之后，還包括：調節晶圓的加熱。

根據本發明的一個實施例，信號包括紅外輻射。

上述內容概括了幾個實施例的特征使得本領域技術人員可更好地理解本發明的各個方面。本領域技術人員應該理解，可以很容易地使用本發明作為基礎來設計或更改其他的處理和結構以用于達到與本發明所介紹實施例相同的目的和/或實現相同優點。本領域技術人員也應該意識到，這些等效結構并不背離本發明的精神和范圍，并且在不背離本發明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。