專利名稱：一種托盤和包含該托盤的反應(yīng)腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備，特別是一種CVD設(shè)備中的托盤及包含該托盤的反應(yīng)腔。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的CVD的反應(yīng)腔室中設(shè)置有托盤，該托盤可以放置多個(gè)基板，從而實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。一種簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)是直接在托盤上形成圓形的凹槽，使得基板放置于其中。然而，這種設(shè)計(jì)并不能夠很好的進(jìn)行氣相沉積工藝，例如產(chǎn)生氣相損耗及影響沉積的均勻性等?；谏鲜銮闆r，申請(qǐng)?zhí)枮?00880017035.9的中國公開專利提出了一種裝置。在托盤上設(shè)置多個(gè)島狀結(jié)構(gòu)，利用島狀結(jié)構(gòu)來固定和定位基板，例如是由6個(gè)島狀結(jié)構(gòu)環(huán)繞成一周，使得基板位于所述的6個(gè)島狀結(jié)構(gòu)所形成的空間中。但是，這種設(shè)計(jì)依然具有很大的缺陷:基板與島狀結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的部分是與島狀結(jié)構(gòu)接觸(或者具有很小的間隙，可近似認(rèn)為接觸)，那么基板的該部分必然就會(huì)與島狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱傳導(dǎo)，從而該部分的溫度會(huì)過度升高，而未與島狀結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的部分，由于不存在接觸，因而就不會(huì)存在從側(cè)面?zhèn)鱽淼募訜幔瑥亩斐苫宓臏囟确植疾痪鶆?，此外，由于島狀結(jié)構(gòu)的存在，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致基板周圍的溫度也是不均勻的，這都會(huì)對(duì)沉積過程產(chǎn)生很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種托盤和包含該托盤的反應(yīng)腔，以解決現(xiàn)有技術(shù)中基板及其周圍的溫度分布不均勻的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種托盤，用于承載多個(gè)基板進(jìn)行CVD過程，所述托盤具有若干個(gè)島狀結(jié)構(gòu)，至少三個(gè)`所述島狀結(jié)構(gòu)圍繞成一凹槽，用于放置基板，所述凹槽為多個(gè)，其中，所述島狀結(jié)構(gòu)具有多個(gè)遠(yuǎn)離所述凹槽的凹陷。本發(fā)明還提供一種反應(yīng)腔，包括設(shè)置在所述反應(yīng)腔頂部的噴淋頭和設(shè)置在所述反應(yīng)腔底部且與所述噴淋頭相對(duì)設(shè)置的承載臺(tái)，所述承載臺(tái)能夠相對(duì)噴淋頭旋轉(zhuǎn)，所述承載臺(tái)包括如上所述的托盤。本發(fā)明提供的托盤，采用若干個(gè)具有內(nèi)凹的邊的島狀結(jié)構(gòu)形成凹槽，用來固定和定位基板，所述內(nèi)凹邊上具有內(nèi)凹的凹陷，以減少島狀結(jié)構(gòu)與基板邊緣的接觸面積，保障基板邊緣與島狀結(jié)構(gòu)均勻接觸，從而減少基板的邊緣與島狀結(jié)構(gòu)因?yàn)榻佑|熱傳導(dǎo)獲得的熱量，提高基板的溫度的均勻性，也使得基板周圍的溫度分布更加均勻。那么，包括本發(fā)明提供的托盤的反應(yīng)腔，能夠在CVD過程中保持基板溫度的均勻性，同時(shí)維持較佳的溫度場(chǎng)，有利于提高沉積膜層的質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的托盤中島狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明另第二實(shí)施例的托盤中島狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的托盤中島狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明第四實(shí)施例的托盤中島狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明第五實(shí)施例的托盤中島狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式由背景技術(shù)中所記載的內(nèi)容可知，現(xiàn)有技術(shù)的托盤存在著由于熱傳導(dǎo)而導(dǎo)致的基板溫度不均勻的問題。本發(fā)明的核心思想在于，通過改變島狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，使得島狀結(jié)構(gòu)與基板的接觸面積變小，從而減少基板的邊緣與島狀結(jié)構(gòu)因?yàn)闊醾鲗?dǎo)獲得的熱量，提聞基板的溫度的均勻性，也使得基板周圍的溫度分布更加均勻。請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種托盤I，所述托盤I的材質(zhì)通?？梢允鞘?包括表層涂敷石墨)、石英或者金屬物質(zhì)。所述托盤I上具有多個(gè)島狀結(jié)構(gòu)2，所述島狀結(jié)構(gòu)2呈多邊形，并且具有內(nèi)凹的邊，至少三個(gè)所述島狀結(jié)構(gòu)2的內(nèi)凹邊圍繞成一個(gè)凹槽3，用于放置基板4。由圖1中可看出，島狀結(jié)構(gòu)2的基本形狀為等邊三角形，優(yōu)選的，所述凹槽3呈蜂窩圖形排布，所述島狀結(jié)構(gòu)2 設(shè)置于蜂窩圖形的拐點(diǎn)上，即由6個(gè)島狀結(jié)構(gòu)2圍繞成一個(gè)凹槽3，且每個(gè)島狀結(jié)構(gòu)2位于一個(gè)正六邊形的頂點(diǎn)上，這樣的排布可以保證對(duì)托盤I的利用率最高。圍繞成凹槽3的島狀結(jié)構(gòu)2的數(shù)量主要是由可以形成的凹槽3的數(shù)量及分布情況來決定，因此可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行變動(dòng)，以滿足對(duì)凹槽3的數(shù)量的需要。具體的，對(duì)于圖1中任一個(gè)島狀結(jié)構(gòu)2，其基本具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)，即島狀結(jié)構(gòu)2的三個(gè)頂點(diǎn)的連線構(gòu)成等邊三角形，但是所述島狀結(jié)構(gòu)2的每條邊21向內(nèi)凹，從而使得基板4能夠貼靠在每條邊21的兩端上，其中間部分形成凹陷5，如此就能夠使得與基板4的接觸面積大大降低。請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，所述基板4與所述島狀結(jié)構(gòu)2相接觸或者具有小于Imm的間距，例如是幾十μπι。所述島狀結(jié)構(gòu)2可以是與托盤I 一體成型的，因此所述島狀結(jié)構(gòu)2即為托盤I上的突起，其高度與所述基板4的厚度相當(dāng)，如此便能夠保證膜層沉積時(shí)的均勻性。在一個(gè)實(shí)施例中，所述島狀結(jié)構(gòu)2與所述托盤I可以是嵌入式結(jié)合，即托盤在凹槽3周圍分布有低于凹槽3的開口，所述島狀結(jié)構(gòu)2插入該開口中。所述島狀結(jié)構(gòu)2的材料優(yōu)選為與所述托盤I相同，也可以采用托盤I之外的材料制得。在這種情況下，所述島狀結(jié)構(gòu)2的厚度大于所述基板4的厚度，但是當(dāng)其與托盤I結(jié)合后，所述島狀結(jié)構(gòu)2的上表面與所述基板4的上表面齊平或相當(dāng)，這同樣是為了保證沉積時(shí)的均勻性。如圖3所示，在第二實(shí)施例中，設(shè)計(jì)為每條邊21能夠與基板4的邊完全吻合。所述島狀結(jié)構(gòu)2具有多個(gè)遠(yuǎn)離凹槽的凹陷5，優(yōu)選的每條邊21處至少具有2個(gè)凹陷5，且具有共同頂點(diǎn)的兩鄰邊21上的凹陷5中，都具有到該頂點(diǎn)距離相同的一個(gè)凹陷5。所述凹陷5的形狀和大小本發(fā)明不做限定，其距離頂點(diǎn)的距離也可以進(jìn)行變動(dòng)，優(yōu)選的，通常可以是設(shè)置在每條邊21的三分點(diǎn)(附近)處。圍繞成凹槽3的島狀結(jié)構(gòu)2的數(shù)量也可以根據(jù)島狀結(jié)構(gòu)2的形狀來決定，例如，如圖4所示，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，所述島狀結(jié)構(gòu)2的形狀可以是內(nèi)凹的四邊形，配合這種形狀，例如可以采用4個(gè)島狀結(jié)構(gòu)2圍繞成一凹槽，其具體凹陷分布可參考上述對(duì)圖3所示結(jié)構(gòu)的描述。
這種自邊21向島狀結(jié)構(gòu)2的中心的凹陷5，能夠有效的減少島狀結(jié)構(gòu)2與基板的接觸面積，從而減少基板的邊緣因與島狀結(jié)構(gòu)2的接觸而獲得的熱傳導(dǎo)熱量，從而能夠使得基板的溫度較為均勻。請(qǐng)參考圖5，在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，所述島狀結(jié)構(gòu)2至少不同邊21上的兩個(gè)凹陷連通成通道6，從而使得在凹陷之間可進(jìn)行氣體交換，從而進(jìn)一步優(yōu)化基板溫度的均勻性。圖5中僅示出了具有3個(gè)開口的情況，對(duì)于多于3個(gè)開口的島狀結(jié)構(gòu)2，通常采用平行設(shè)置的多個(gè)開口即可，例如圖5中右上端通道6處為多個(gè)平行的開口。也可以采取相交的開口或者中間接通。進(jìn)一步的，為了使得托盤整體自中心到邊緣部分基板的溫度能夠更加均勻，可以在整個(gè)托盤的中心(圓心)向外沿半徑方向，調(diào)整所述開口的位置及數(shù)量。具體的，請(qǐng)參考圖6，在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，所述島狀結(jié)構(gòu)2自各個(gè)頂點(diǎn)到對(duì)邊21皆貫穿一通道6，三條通道6至少兩兩相交，圖中所示的是三條通道6相交于所述島狀結(jié)構(gòu)2的中心，那么在這種情況下，島狀結(jié)構(gòu)2的邊21依然具有凹陷(開口)，能夠減少島狀結(jié)構(gòu)2與基板的接觸面積，降低熱傳導(dǎo)，同時(shí)從頂端引出的開口還能夠均衡不同基板的溫度，使得整個(gè)托盤自中心到邊緣被溝通起來，有利于實(shí)時(shí)的熱量交換，從而保持整體溫度場(chǎng)的穩(wěn)定性。在上述第五實(shí)施例中，由于對(duì)島狀結(jié)構(gòu)2設(shè)置了凹陷或進(jìn)一步形成通道，還能夠有效的影響基板周圍，例如上方的溫度場(chǎng)的分布，使之更加均勻，如此有利于CVD過程的穩(wěn)定?；谏鲜鐾斜P，可以獲得一種反應(yīng)腔，包括設(shè)置在所述反應(yīng)腔頂部的噴淋頭和設(shè)置在所述反應(yīng)腔底部且與所述噴淋頭相對(duì)設(shè)置的承載臺(tái)，所述承載臺(tái)能夠相對(duì)噴淋頭旋轉(zhuǎn)，其中，所述承載臺(tái)包括如上任意一實(shí)施例所述的托盤。綜上所述，本發(fā)明提供的托盤，采用若干個(gè)具有內(nèi)凹的邊的島狀結(jié)構(gòu)形成凹槽，用來固定和定位基板，所述內(nèi)凹邊上具有內(nèi)凹的凹陷，以減少島狀結(jié)構(gòu)與基板邊緣的接觸面積，保障基板邊緣與島狀結(jié)構(gòu)均勻接觸，從而減少基板的邊緣與島狀結(jié)構(gòu)因?yàn)榻佑|熱傳導(dǎo)獲得的熱量，提高基板的溫度的均勻性，也使得基板周圍的溫度分布更加均勻。那么，包括本發(fā)明提供的托 盤的反應(yīng)腔，能夠在CVD過程中保持基板溫度的均勻性，同時(shí)維持較佳的溫度場(chǎng)，有利于提高沉積膜層的質(zhì)量。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種托盤，用于承載多個(gè)基板進(jìn)行CVD過程，其特征在于:所述托盤具有若干個(gè)島狀結(jié)構(gòu)，所述島狀結(jié)構(gòu)呈多邊形，并且具有內(nèi)凹的邊，至少三個(gè)所述島狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)凹邊圍成一凹槽，其中所述內(nèi)凹邊上具有內(nèi)凹的凹陷。
2.如權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，所述凹槽呈蜂窩圖形排布，所述島狀結(jié)構(gòu)設(shè)置于蜂窩圖形的拐點(diǎn)上，所述島狀結(jié)構(gòu)具有等邊三角形的形狀，但每條邊向內(nèi)凹，從而使得基板能夠貼靠在每條邊上。
3.如權(quán)利要求2所述的托盤，其特征在于，所述基板貼靠在每條邊的兩端。
4.如權(quán)利要求2所述的托盤，其特征在于，所述島狀結(jié)構(gòu)的每條邊具有多個(gè)凹陷。
5.如權(quán)利要求4所述的托盤，其特征在于，所述島狀結(jié)構(gòu)至少不同邊上的兩個(gè)凹陷連通成通道。
6.如權(quán)利要求2所述的托盤，其特征在于，所述島狀結(jié)構(gòu)自各個(gè)頂點(diǎn)到對(duì)邊皆貫穿一通道，三條通道至少兩兩相交。
7.如權(quán)利要求2所述的托盤，其特征在于，所述基板與所述島狀結(jié)構(gòu)相接觸或者具有小于Imm的間距。
8.如權(quán)利要求7所述的托盤，其特征在于，所述島狀結(jié)構(gòu)的上表面與所述基板的的上表面齊平。
9.如權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，6個(gè)島狀結(jié)構(gòu)均勻分布圍繞成一凹槽。
10.如權(quán)利要求1所述的托盤，其特征在于，所述島狀結(jié)構(gòu)與所述托盤一體成型或是嵌入式結(jié)合。
11.一種反應(yīng)腔，包括設(shè)置在所述反應(yīng)腔頂部的噴淋頭和設(shè)置在所述反應(yīng)腔底部且與所述噴淋頭相對(duì)設(shè)置的承載臺(tái)，所述承載臺(tái)能夠相對(duì)噴淋頭旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述承載臺(tái)包括權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的托盤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種托盤。采用若干個(gè)具有內(nèi)凹的邊的島狀結(jié)構(gòu)形成凹槽，用來固定和定位基板，所述內(nèi)凹邊上具有內(nèi)凹的凹陷，以減少島狀結(jié)構(gòu)與基板邊緣的接觸面積，保障基板邊緣與島狀結(jié)構(gòu)均勻接觸，從而減少基板的邊緣與島狀結(jié)構(gòu)因?yàn)榻佑|熱傳導(dǎo)獲得的熱量，提高基板的溫度的均勻性，也使得基板周圍的溫度分布更加均勻。本發(fā)明還提供一種包括上述托盤的反應(yīng)腔，能夠在CVD過程中保持基板溫度的均勻性，同時(shí)維持較佳的溫度場(chǎng)，有利于提高沉積膜層的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C23C16/458GK103173744SQ20131012842
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者孫仁君, 馬培培 申請(qǐng)人:光壘光電科技(上海)有限公司