CN105810625B - 晶圆托盘 - Google Patents

Abstract

一种晶圆托盘，包括若干相同或不同的晶圆载盘以及一盖板，该盖板具有若干镂空区域，每一镂空区域对应一晶圆载盘，盖板的每一镂空区域与固定在该镂空区域下方的晶圆载盘形成一凹槽，该凹槽的直径与晶圆的直径匹配，使得晶圆可放入该凹槽内，本方案将若干晶圆载盘可更换地直接或间接固定在该盖板上，由于该若干晶圆载盘相同或不同，这样，在加热过程中，可根据晶圆受热调整需要更换合适的晶圆载盘。此外，盖板上的镂空区域边缘设置有伸向凹槽中心的环状凸舌，该环状凸舌与凹槽形成晶圆的容置空间，使得晶圆放入凹槽内后，边缘区域被环状凸舌施压，防止晶圆翘曲。

Description

晶圆托盘

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶圆托盘。

背景技术

半导体器件制作过程中的一些工艺，需将晶圆承载在晶圆托盘上完成。例如金属有机化合物化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)以其生长易控制、可生长纯度很高的材料、外延层大面积均匀性良好等优点，逐渐用于制造高亮度LED芯片。

在MOCVD腔室内，为使得原料气体分解，从而沉积在晶圆托盘上的晶圆表面，该腔室内还具有加热器。

现有技术中，晶圆托盘上承载的晶圆具有多个，而加热器距离该多个晶圆的距离并不相等，而晶圆托盘放置晶圆的多个卡槽一体成型，形状一致，不可根据温度进行形状调整，这些会造成晶圆在反应过程中的受热不均匀，影响成膜均匀性。

另外，晶圆在受热过程中，容易出现翘曲。

有鉴于此，本发明提供一种新的晶圆托盘，可根据受热情况调整卡槽，且避免晶圆翘曲。

发明内容

本发明实现的目的是可根据受热情况调整卡槽，且避免晶圆翘曲。

为实现上述目的，本发明提供一种晶圆托盘，包括：

若干晶圆载盘，所述若干晶圆载盘相同或不同；

一盖板，所述盖板具有若干镂空区域，每一镂空区域与一晶圆载盘对应；

其中，若干晶圆载盘可更换地直接或间接固定在所述盖板上，盖板的每一镂空区域与固定在所述镂空区域下方的晶圆载盘形成一凹槽，所述凹槽的直径与晶圆的直径匹配，所述盖板的镂空区域边缘设置有伸向凹槽中心的环状凸舌，所述环状凸舌与所述凹槽形成晶圆的容置空间。

可选地，所述若干晶圆载盘通过螺钉直接固定在所述盖板上。

可选地，所述晶圆载盘具有耳部，所述螺钉固定在所述耳部上。

可选地，所述耳部为相互对称的两个。

可选地，所述螺钉从下往上固定所述晶圆载盘与盖板，所述螺钉的头部不透出所述盖板的表面。

可选地，所述若干晶圆载盘与所述盖板适于一体旋转，转轴连接在所述盖板的中心，所述盖板带动所述若干晶圆载盘转动。

可选地，所述转轴的横截面呈方形或三角形，所述盖板的中心相应地具有方形或三角形槽。

可选地，所述若干晶圆载盘承载在一承载盘上，所述承载盘与所述盖板固定从而将夹设的晶圆载盘间接固定在所述盖板上。

可选地，所述承载盘与所述盖板通过螺钉固定，所述螺钉从下往上固定所述承载盘与盖板，所述螺钉的头部不透出所述盖板的表面。

可选地，所述承载盘与所述盖板适于一体旋转。

可选地，转轴连接在所述盖板的中心，所述盖板带动所述承载盘转动；或转轴连接在所述承载盘的中心，所述承载盘带动所述盖板转动。

可选地，当转轴连接在所述盖板的中心时，所述承载盘具有适于所述转轴通过的孔。

可选地，当转轴连接在所述盖板的中心时，所述转轴的横截面呈方形或三角形，所述盖板的中心相应地具有方形或三角形槽；转轴连接在所述承载盘的中心时，所述转轴的横截面呈方形或三角形，所述承载盘的中心相应地具有方形或三角形槽。

可选地，所述环状凸舌与所述盖板一体成型。

可选地，所述环状凸舌的底面适于与晶圆面对面接触。

可选地，所述环状凸舌的底面为平面，且自固定端至自由端厚度逐渐减小。

可选地，所述晶圆载盘的下表面为平面、凹面、凸面或呈台阶状。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：1)提供一种晶圆托盘，包括若干相同或不同的晶圆载盘以及一盖板，该盖板具有若干镂空区域，每一镂空区域对应一晶圆载盘，盖板的每一镂空区域与所暴露的晶圆载盘形成一凹槽，该凹槽的直径与晶圆的直径匹配，使得晶圆可放入该凹槽内，本方案将若干晶圆载盘可更换地直接或间接固定在该盖板上，由于该若干晶圆载盘相同或不同，这样，在加热过程中，可根据晶圆受热调整需要更换合适的晶圆载盘。此外，盖板上的镂空区域边缘设置有伸向凹槽中心的环状凸舌，该环状凸舌与凹槽形成晶圆的容置空间，使得晶圆放入凹槽内后，边缘区域被环状凸舌施压，防止晶圆翘曲。

2)可选方案中，a)若干晶圆载盘可以通过螺钉直接固定在盖板上；b)若干晶圆载盘承载在一承载盘上，承载盘与盖板固定从而将夹设的晶圆载盘间接固定在盖板上。本方案提供了两种晶圆载盘可更换地连接在盖板上的具体方案，对于a)方案，旋下螺钉，即可实现晶圆载盘更换，对于b)方案，拆下承载盘即可实现晶圆载盘的更换。

3)可选方案中，环状凸舌与盖板一体成型，简化了加工工艺且保证了两者位置关系的精度。

4)可选方案中，环状凸舌的底面适于与晶圆面对面接触，对于环状凸舌对晶圆施加相等压力的情况，相对某一圈线接触的方案，一个环状接触面能减小晶圆所承受的压强，避免晶圆破裂。

5)可选方案中，环状凸舌的底面为平面，且自固定端至自由端厚度逐渐减小，自由端厚度较薄的夹持件，相对于自由端较厚的夹持件的夹持效果好。

6)可选方案中，晶圆载盘的下表面为平面、凹面、凸面或呈台阶状，上述不同形状的下表面可对晶圆温度分布进行调整。

附图说明

图1是本发明一实施例中的晶圆托盘的分解结构示意图；

图2是图1中的部分结构在一装配阶段的剖视图；

图3是晶圆装配在图1中的晶圆托盘过程中的结构示意图；

图4是图3中的部分结构在一装配阶段的剖视图；

图5是晶圆装配完毕后的晶圆托盘的部分结构的剖视图；

图6是晶圆载盘与盖板固定后，晶圆托盘的仰视图；

图7是本发明另一实施例中的晶圆托盘的分解结构示意图；

图8是本发明再一实施例中的晶圆托盘的分解结构示意图。

具体实施方式

如背景技术中所述，现有的晶圆托盘放置晶圆的多个卡槽一体成型，形状一致，不可根据温度进行形状调整，这些会造成晶圆在反应过程中的受热不均匀，影响成膜均匀性。另外，晶圆在受热过程中，容易出现翘曲。针对上述问题，本发明提供一种新的晶圆托盘，包括若干相同或不同的晶圆载盘以及一盖板，该盖板具有若干镂空区域，每一镂空区域暴露一晶圆载盘，盖板的每一镂空区域与所暴露的晶圆载盘形成一凹槽，该凹槽的直径与晶圆的直径匹配，使得晶圆可放入该凹槽内，本方案将若干晶圆载盘可更换地直接或间接固定在该盖板上，由于该若干晶圆载盘相同或不同，这样，在加热过程中，可根据晶圆受热调整需要更换合适的晶圆载盘。此外，盖板上连接有伸向凹槽中心的环状凸舌，该环状凸舌与凹槽形成晶圆的容置空间，使得晶圆放入凹槽内后，边缘区域被环状凸舌施压，防止晶圆翘曲。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明一实施例提供的晶圆托盘的分解结构示意图。图2是图1中的部分结构在一装配阶段的剖视图。图3是晶圆装配在图1中的晶圆托盘过程中的结构示意图。图4是图3中的部分结构在一装配阶段的剖视图。图5是晶圆装配完毕后的晶圆托盘的部分结构的剖视图。参照图1与图5所示，该晶圆托盘包括：

若干晶圆载盘1，该若干晶圆载盘1相同或不同；

一盖板2，盖板2具有若干镂空区域20，每一镂空区域20对应一晶圆载盘1；

其中，若干晶圆载盘1可更换地直接或间接固定在盖板2上，盖板2的每一镂空区域20与其下方固定的晶圆载盘1形成一凹槽3(参照图2所示)，凹槽3的直径与晶圆5的直径匹配，盖板2上的镂空区域20边缘设置有伸向凹槽3中心的环状凸舌21，环状凸舌21与凹槽3形成晶圆5的容置空间。

以下分别介绍各部件。

参照图1与图3所示，本实施例中的晶圆载盘1具有5个，该晶圆载盘1具有底壁，底壁具有相背离的上表面与下表面，上表面为晶圆承载面，下表面可以为平面、凹面、凸面或呈台阶状，对于凹面、凸面，还可以为不同曲度的凹面、凸面，对于台阶状，还可以为不同步长、不同台阶高度差的台阶状。不同形状的下表面可以对其承载的晶圆5温度进行调整。在具体实施过程中，上述所有的晶圆载盘1可以具有不同的下表面，也可以部分具有相同的下表面，部分具有不同的下表面，甚至还可以所有都具有相同的下表面。对于后者情况，晶圆载盘1中的部分可拆卸地与盖板2固定，相对于现有技术中的所有晶圆载盘一体成型，能提高晶圆托盘的灵活性。

晶圆载盘1的材质可以为石墨。

参照图1、图3至图5所示，可以看出，该多个晶圆载盘1通过螺钉4直接固定在盖板2上。在需要更换晶圆载盘1时，只需拆下螺钉4，即可实现更换。具体地，该晶圆载盘1具有两个对称的耳部11，螺钉4固定在耳部11上。其它实施例中，螺钉4也可以穿过该晶圆载盘1的边缘区域。

在具体实施过程中，参照图4与图5所示，晶圆5放置在晶圆载盘1上表面，盖板2盖在该多个晶圆载盘1上，螺钉4优选从下往上依次穿过晶圆载盘1与盖板2，以实现两者之间的固定，如此，在更换晶圆载盘1时，向下旋下螺钉4，即可进行新的晶圆载盘1更换，使得更换过程中，不污染其它晶圆载盘1上所承载的晶圆5。此外，上述自下而上的固定方式还可以使得螺钉4的头部不透出盖板2的表面，实现盖板2上表面的整洁。

螺钉4的材质可以为石墨或钨。

参照图1与图2所示，盖板2的每一镂空区域20与固定在该镂空区域20下方的晶圆载盘1形成一凹槽3，凹槽3的直径与晶圆5(参照图3所示)的直径匹配，使得晶圆5可放入该凹槽3内。此外，盖板2上的镂空区域边缘还设置有伸向凹槽3中心的环状凸舌21，晶圆5放入凹槽3内后，边缘区域被环状凸舌21施压，起到防止晶圆5翘曲的作用。

在具体加工过程中，该环状凸舌21与盖板2可以一体成型，也可以焊接等其它连接方式，相对于后者，一体成型可以简化加工工艺且保证了环状凸舌21与盖板2两者位置关系的精度。

参照图5所示，该环状凸舌21的底面，例如为平面，适于与晶圆5面对面接触，对于环状凸舌21对晶圆5施加相等压力的情况，相对某一圈线接触的方案，一个环状接触面能减小晶圆5所承受的压强，可以避免晶圆5破裂。此外，环状凸舌21自固定端至自由端厚度逐渐减小，可以理解的是，自由端厚度较薄的夹持件，相对于自由端较厚的夹持件的夹持效果好。其它实施例中，上述环状凸舌21的自由端也可以设置倒角，避免沉积过程中，反应物在尖角区域堆积。

上述晶圆托盘在具体使用过程中，若干晶圆载盘1固定在盖板2上后，两者适于一体旋转。图6所示为晶圆载盘1与盖板2固定后，晶圆托盘的仰视图。参照图6所示，为实现上述旋转，在盖板2的中心连接转轴(未图示)，转轴转动，带动盖板2转动，盖板2进而带动若干晶圆载盘1转动。为方便转轴连接，可以将该转轴设置成呈方形或三角形(转轴的横截面)，相应地，在盖板2中心设置方形槽22或三角形槽。该方形槽22或三角形槽与转轴密切配合。

图7是本发明另一实施例提供的晶圆托盘的分解结构示意图。本实施例中的晶圆托盘结构大致与图1至图6中的晶圆托盘结构相同，区别在于：若干晶圆载盘1不是直接固定在盖板2上，而是承载在一承载盘6上，该承载盘6与盖板2固定在一起时，能将夹设的晶圆载盘1间接固定在盖板2上。具体地，承载盘6与盖板2可以通过螺钉4(参照图1所示)固定，相应地，在两者的边缘区域设置螺纹孔。如此，晶圆载盘1在需更换时，拆下螺钉4，即可实现新的晶圆载盘1的更换。其它实施例中，若干晶圆载盘1也可以先固定在承载盘6上，再将承载盘6与盖板2固定。

本实施例中的螺钉4也优选自下而上固定承载盘6与盖板2，螺钉4的头部不透出盖板2的表面。

本实施例中，承载盘6与盖板2固定后，两者适于一体旋转，同时带动晶圆载盘1转动。具体地，参照图7所示，为实现上述旋转，在承载盘6的中心连接转轴(未图示)，转轴转动，带动承载盘6转动，承载盘6转动进而带动盖板2以及盖板2与承载盘6之间夹设的晶圆载盘1转动。为方便转轴连接，可以将该转轴设置成呈方形或三角形(转轴的横截面)，相应地，在承载盘6中心设置方形槽61或三角形槽。该方形槽61或三角形槽与转轴密切配合。上述转轴进入承载盘6上的方形槽61或三角形槽后，抵靠在盖板2上。

图8是本发明再一实施例提供的晶圆托盘的分解结构示意图。本实施例中的晶圆托盘结构大致与图7中的晶圆托盘结构相同，区别在于：转轴连接在盖板2的中心，转轴转动带动盖板2转动，盖板2转动带动承载盘6以及盖板2与承载盘6之间夹设的晶圆载盘1转动。相应地，盖板2中心设置方形槽22或三角形槽。该方形槽22或三角形槽与截面为方形或三角形的转轴密切配合。此外，为了方便转轴从承载盘6进入，后嵌在盖板2上的方形槽22或三角形槽内，该承载盘6具有适于所述转轴通过的孔62。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种晶圆托盘，其特征在于，包括：

若干晶圆载盘，所述若干晶圆载盘相同或不同；

一盖板，所述盖板具有若干镂空区域，每一镂空区域与一晶圆载盘对应；

其中，若干晶圆载盘可更换地直接或间接固定在所述盖板上，盖板的每一镂空区域与固定在所述镂空区域下方的晶圆载盘形成一凹槽，所述凹槽的直径与晶圆的直径匹配，所述盖板上的镂空区域边缘设置有伸向凹槽中心的环状凸舌，所述环状凸舌与所述凹槽形成晶圆的容置空间；

所述若干晶圆载盘通过螺钉直接固定在所述盖板上；

所述晶圆载盘具有耳部，所述螺钉固定在所述耳部上。

2.根据权利要求1所述的晶圆托盘，其特征在于，所述耳部为相互对称的两个。

3.根据权利要求1所述的晶圆托盘，其特征在于，所述螺钉从下往上固定所述晶圆载盘与盖板，所述螺钉的头部不透出所述盖板的表面。

4.根据权利要求1所述的晶圆托盘，其特征在于，所述若干晶圆载盘与所述盖板适于一体旋转，转轴连接在所述盖板的中心，所述盖板带动所述若干晶圆载盘转动。

5.根据权利要求4所述的晶圆托盘，其特征在于，所述转轴的横截面呈方形或三角形，所述盖板的中心相应地具有方形或三角形槽。

6.根据权利要求1所述的晶圆托盘，其特征在于，所述环状凸舌与所述盖板一体成型。

7.根据权利要求1所述的晶圆托盘，其特征在于，所述环状凸舌的底面适于与晶圆面对面接触。

8.根据权利要求7所述的晶圆托盘，其特征在于，所述环状凸舌的底面为平面，且自固定端至自由端厚度逐渐减小。

9.根据权利要求1所述的晶圆托盘，其特征在于，所述晶圆载盘的下表面为平面、凹面、凸面或呈台阶状。