CN114517292A - 一种晶圆托盘结构及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种晶圆托盘结构及设备，其中晶圆托盘结构包括：托盘底和环状结构，盘壁为环状结构，环状结构设置在托盘底的边缘，可对晶圆进行限位；其中，环状结构上环绕设置有弧形凸起；当晶圆放置在托盘底时，弧形凸起的高度大于或等于晶圆的边缘高度，可在CVD工艺过程中防止晶圆边部的离子反射，有效的降低了离子浓度，保证了晶圆边缘部分和中心部分的离子浓度均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料技术领域，具体而言，涉及一种晶圆托盘结构及设备。
背景技术
在CVD(Chemical Vapour Deposition，化学气相沉积)工艺过程中，需要采用到托盘结构。而使用目前现有技术中的托盘结构进行CVD工艺会使得晶圆边缘位置和中心位置的等离子体密度产生差异，难以均匀生长。
可见使用现有技术中的晶圆托盘在CVD工艺中，无法保证晶圆中心和边缘离子浓度的均匀性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种晶圆托盘结构及对晶圆进行CVD工艺的方法，有效的降低了离子浓度，保证了晶圆边缘部分和中心部分的离子浓度均匀性。
第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
一种晶圆托盘结构，包括：托盘底和环状结构，所述环状结构设置在所述托盘底的边缘；所述环状结构上环绕设置有弧形凸起；当晶圆放置在所述托盘底时，所述弧形凸起的尖端的高度大于或等于所述晶圆的最小边缘高度。
可选的，所述弧形凸起的尖端的高度位于所述晶圆的二分之一高度处。
可选的，所述弧形凸起与所述晶圆的边缘相接。
可选的，所述弧形凸起与所述托盘底的可拆卸连接。
可选的，还包括连接件，所述弧形凸起通过所述连接件与所述托盘底连接。
可选的，所述弧形凸起的尖端与所述托盘底放置所述晶圆的平面的距离小于等于10mm。
可选的，所述弧形凸起的尖端至所述环状结构的距离为3mm-50mm。
可选的，所述托盘底的边缘位置设置有斜面。
可选的，所述弧形凸起的截面为椭圆状。
第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：
一种对晶圆进行沉积工艺的设备，其特征在于，包括：如权利要求1～9中任一所述的晶圆托盘结构。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本实施例提供的一种晶圆托盘结构及设备，其中晶圆托盘结构包括：托盘底和环状结构，环状结构设置在托盘底的边缘，可对晶圆进行限位；由于环状结构上环绕设置有弧形凸起；当晶圆放置在托盘底时，弧形凸起的高度大于或等于晶圆的边缘高度，可在CVD工艺过程中防止晶圆边部的离子反射，有效的降低了离子浓度，保证了晶圆边缘部分和中心部分的离子浓度均匀性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明第一实施例中提供的一种晶圆托盘结构的第一实现方式的结构示意图；
图2是本发明第一实施例中提供的一种晶圆托盘结构的环状结构的结构示意图；
图3是本发明第一实施例中提供的一种晶圆托盘结构的第二实现方式的结构示意图；
图4是本发明第一实施例中提供的一种晶圆托盘结构的第三实现方式的结构示意图；
图5是现有技术中的晶圆托盘结构的结构示意图。
图标：100-晶圆托盘结构；200-晶圆托盘结构；300-晶圆托盘结构；11-托盘底；111-斜面；112-支撑块；12-环状结构；121-连接件；13-弧形凸起；20-晶圆；300-晶圆托盘结构；31-托盘底；32-环状结构；600-晶圆托盘结构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施例
请参照图1，本实施例提供的一种晶圆托盘结构100，包括：托盘底11和环状结构12。
托盘底11用于承载晶圆20，在托盘的底部可设置用于支撑晶圆20的支撑块112，更方便晶圆20的取放安装。在托盘底11的边缘位置设置有斜面111，在晶圆20放置在托盘底11上后，通过斜面111与支撑块112的配合可减小晶圆20与环状结构12之间的空间，避免CVD工艺过程中离子反射堆积在晶圆20边缘位置。斜面111可为环状的平整面，也可为具有弧度的面，不作限制。
环状结构12，用于对晶圆20进行限位。环状结构12设置在托盘底11的边缘，即环绕在托盘底11的边缘位置；通过托盘底11可实现对晶圆20进行加热。环状结构12上环绕设置有弧形凸起13，如图2所示。当晶圆20放置在托盘底11时，弧形凸起13的高度可位于晶圆20的边缘高度范围内，此时，弧形凸起13的尖端位置对应在晶圆20的厚度所在高度范围内。弧形凸起13的尖端的高度也可大于晶圆20的最大边缘高度，如图3所示的晶圆托盘结构200。也即本实施例中的弧形凸起13的尖端的高度大于等于晶圆20的最小边缘高度，具体的，弧形凸起13的尖端高度大于等于晶圆20的最小边缘高度；其中，最小边缘高度为晶圆20的下表面高度，最大边缘高度为晶圆20的上表面高度。由于设置的弧形凸起13位于大于或等于晶圆20的最小边缘高度处，在CVD工艺过程中晶圆20上的边缘部分的等离子体密度将降低和更加均匀，使得晶圆20上的中心位置和边缘位置上生长的离子浓度更加均匀。
但在优选的实现方式中，弧形凸起13的尖端高度应当位于晶圆20的厚度所在的高度范围内。避免晶圆20转动或放置过程中产生碰撞，或无法达到较优的离子均匀度等问题。
弧形凸起13的尖端位于所述晶圆20的二分之一高度处，也即弧形凸起13上的最小圆位于所述晶圆20的二分之一高度处。其中，弧形凸起13的截面可为圆形或椭圆形的一部分，或其他弧形状；最小圆可以理解为弧形凸起13距离托盘底11的轴心最近的点所形成的圆形。优选的为椭圆形的长半径方向的椭圆弧，可更大限度的降低CVD工艺过程中晶圆20边缘位置离子反射，降低离子浓度，避免堆积。
弧形凸起13可具体设置在环状结构12的中间位置的内侧边缘，如图4所示的晶圆托盘结构300。优选地，可设置在环状结构12顶部的内侧边缘，可提高离子浓度均匀性，并易于清洗。
进一步的，可对弧形凸起13与晶圆20进行匹配设置，使弧形凸起13与放置后的晶圆20的边缘相接。避免晶圆20与环状结构12之间产生间隙，消除间隙后可进一步的提高施加电场后在晶圆20上靠近环状结构12的位置处的离子均匀度。本实施例种的相接，可以理解为恰好相接触，或为放置晶圆20的平面上重叠，或者为弧形凸起13尽可能的靠近晶圆20边缘位置，以使其中的间隙可以大致忽略。
在本实施两种，弧形凸起13的尖端至环状结构12的距离小于等于50mm，优选地可为为3mm-50mm，可实现较好降低离子浓度的效果。通过设置不同的长度可对不同尺寸的晶圆20进行适应。同时，可将弧形凸起13与环状结构12之间设置为可拆卸结构，通过可拆卸结构对弧形凸起13的规格进行切换。
进一步，弧形凸起13的尖端与托盘底11放置晶圆20的平面的距离小于等于10mm，并且。为了实现托盘底11放置晶圆20的平面的距离可调；本实施例中可设置一连接件121，通过连接件121将环状结构12可拆卸或可伸缩的连接在托盘底11部的边缘上。连接件121可为一可调长度的杆体，通过连接件121的长度调节可对弧形凸起13的高度进行调整一适应不同厚度需求的晶圆20，同时可通过高度调节对晶圆20边缘的离子浓度均匀性实现微调控制。
另外，本实施例中在托盘底11设置了斜面111，当晶圆20放置在托盘底11上后可防止晶圆向边缘滑动。同时将环状结构12设置为高度可调或可拆卸结构，除可保证晶圆20边缘上的离子浓度更加均匀外，还可方便本实施例中的晶圆托盘结构100的清洁。
需要说明的是，如图5所示，在现有技术中的晶圆托盘结构600，其中的托盘底31上放置晶圆20后，在晶圆20与环状结构32中间存在较大间隙，同时由于环状结构32为竖直的壁面结构，不能有效的抑制离子浓度的增加，也不利于托盘底32的清理工作，无法实现本申请中的晶圆托盘结构300对离子浓度的抑制。
还需要说明的是，本实施例中的CVD工艺包括但不限于：LPCVD(Low-PressureChemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积)，APCVD(atmospheric-pressurechemical vapor deposition常压化学汽相淀积)，SACVD(sub-atmospheric chemicalvapor deposition，准常压化学汽相淀积)，UHCVD(Ultrahigh-vacuum chemical vapordeposition，超高真空化学气相沉积)，PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学的气相沉积)，以及RTCVD(rapid thermal chemical vapordeposition，快速加热化学汽相淀积)等等。
本实施例提供的一种晶圆托盘结构100，包括：托盘底11和环状结构12，环状结构12设置在托盘底11的边缘，可对晶圆20进行限位；其中，环状结构12上环绕设置有弧形凸起13；当晶圆20放置在托盘底11时，弧形凸起13的高度大于或等于晶圆20的边缘高度，可在CVD工艺过程中防止晶圆20边部的离子反射，有效的降低了离子浓度，保证了晶圆20边缘部分和中心部分的离子浓度均匀性。
第二实施例
请参阅图3，基于同一发明构思，本实施例提供的一种对晶圆进行沉积工艺的设备，包括：如第一实施例中的任一所述的晶圆托盘结构。
本实施例中的对晶圆进行沉积工艺的设备中所使用到的晶圆托盘结构，对应产生的有益效果可参照上述第一实施例中对应的阐述，本实施例中不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (10)
1.一种晶圆托盘结构，其特征在于，包括：托盘底和环状结构，所述环状结构设置在所述托盘底的边缘；
所述环状结构上环绕设置有弧形凸起；当晶圆放置在所述托盘底时，所述弧形凸起的尖端的高度大于或等于所述晶圆的最小边缘高度。
2.根据权利要求1所述的晶圆托盘结构，其特征在于，所述弧形凸起的尖端的高度位于所述晶圆的二分之一高度处。
3.根据权利要求1所述的晶圆托盘结构，其特征在于，所述弧形凸起与所述晶圆的边缘相接。
4.根据权利要求1所述的晶圆托盘结构，其特征在于，所述弧形凸起与所述托盘底的可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的晶圆托盘结构，其特征在于，还包括连接件，所述弧形凸起通过所述连接件与所述托盘底连接。
6.根据权利要求4所述的晶圆托盘结构，其特征在于，所述弧形凸起的尖端与所述托盘底放置所述晶圆的平面的距离小于等于10mm。
7.根据权利要求1所述的晶圆托盘结构，其特征在于，所述弧形凸起的尖端至所述环状结构的距离为3mm-50mm。
8.根据权利要求1所述的晶圆托盘结构，其特征在于，所述托盘底的边缘位置设置有斜面。
9.根据权利要求1所述的晶圆托盘结构，其特征在于，所述弧形凸起的截面为椭圆状。
10.一种对晶圆进行沉积工艺的设备，其特征在于，包括：如权利要求1～9中任一所述的晶圆托盘结构。
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