CN113151807A - 一种阴影环及包含该阴影环的反应腔结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阴影环及反应腔结构，其中阴影环包括：上表面；环形内径；环形外径；下表面；以及多个突出部，其被布置在所述环形外径上；所述突出部内设有拨片结构，拨片结构与所述下表面间设有开合角。一种反应腔结构，包括加热盘，在反应腔室内所述加热盘的外围沿径向依次设置有抽气环、阴影环及陶瓷套；所述陶瓷套套接与加热盘外，加热盘中设有晶圆槽；所述阴影环直接作用于晶圆，将晶圆定位于晶圆槽中，其中所述陶瓷套引导阴影环执行定位动作；应用上述反应腔体结构，实现了晶圆与阴影环的直接定位，同时解决了由传片和通气晶圆偏移造成的不同心问题，防止了晶圆的边缘及背面长膜的同时，控制晶圆表面边缘的薄膜形貌及片内薄膜的均匀性。

Description

一种阴影环及包含该阴影环的反应腔结构

技术领域

本发明公开涉及半导体晶片处理设备的技术领域，尤其涉及一种阴影环及包含该阴影环的反应腔结构。

背景技术

现有技术中晶圆在沉积薄膜时，利用边缘环来防止边缘长膜，其固定方式是采用三个定位销，将边缘环固定在基片架上，虽然保证了边缘环与加热盘的同心度，但由于传片的偏移量及通气后造成的晶圆的偏移未进行考虑，导致忽略了晶圆与边缘环的同心度，故而导致沉积薄膜边缘的形貌存在差异，均匀性差的问题。

因此，研发一种结构能够保证在PECVD沉积薄膜的过程中，控制晶圆表面边缘的薄膜形貌及均匀性是人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明公开提供了一种阴影环及包含该阴影环的反应腔结构，以实现在PECVD沉积薄膜的过程中，防止晶圆的边缘及背面长膜，控制晶圆表面边缘的薄膜形貌及片内薄膜的均匀性。

本发明一方面提供了一种阴影环，该阴影环被配置在PECVD设备反应腔中，作用于加热盘上的晶圆调整位置过程中；所述阴影环包括：

上表面；

环形内径；

环形外径；

下表面；以及

多个突出部，其被布置在所述环形外径上；所述突出部内设有拨片结构，拨片结构与所述下表面间设有开合角。

优选，所述多个突出部等间距分布在环形外径上。

本发明另一方面还提供了一种反应腔结构，包括加热盘，在反应腔室内所述加热盘的外围沿径向依次设置有抽气环、阴影环及陶瓷套；所述陶瓷套套接与加热盘外，加热盘中设有晶圆槽；所述阴影环直接作用于晶圆，将晶圆定位于晶圆槽中，其中所述陶瓷套引导阴影环执行定位动作；

所述阴影环放置于抽气环上，悬于反应腔的内部结构中；其中阴影环包括上表面；环形内径；环形外径；下表面；以及多个突出部，其被布置在所述环形外径上；其中所述突出部内设有拨片结构，拨片结构与所述下表面间设有开合角。

优选，所述抽气环内侧下边缘上设有多个凹陷部，所述阴影环的多个突出部对应嵌入多个凹陷部中，通过上述结构将阴影环布置在抽气环上。

优选，所述陶瓷套表面布置有多个拨片槽，所述阴影环的拨片结构与拨片槽相配合，拨片槽引导拨片结构延伸。

进一步优选，所述拨片槽底面低于晶圆槽底面。

优选，所述陶瓷套相对于阴影环向上运动，当陶瓷套的上表面与阴影环底面时，达到阴影环拨片结构的最大限制位置。

本发明提供的阴影环，该阴影环能够与晶圆采取直接定位的方式来防止晶圆边缘及背部沉积薄膜。

本发明提供的一种反应腔结构，结构简单，易于安装，该装置可以产业化，具有良好的生产经济价值。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1为本发明公开实施例提供的反应腔内部的结构示意图；

图2为本发明公开实施例提供的反应腔内部剖面的结构示意图；

图3为本发明公开实施例提供的抽气环的结构示意图；

图4为本发明公开实施例提供的阴影环的结构示意图；

图5为本发明公开实施例提供的陶瓷套的结构示意图；

图6为本发明公开实施例提供的陶瓷套的局部结构示意图；

图7为本发明公开实施例提供的阴影环的工作结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统的例子。

基于现有技术中，在化学气相沉积薄膜的过程中，只保证了边缘环与加热盘的同心度，忽略了晶圆与边缘的同心度而导致沉积薄膜边缘的形貌存在差异，均匀性差的问题，本实施方案提供了一种阴影环及反应腔结构，保证了阴影环与晶圆的同心度，能够在PECVD沉积薄膜的过程中，防止晶圆的边缘及背面长膜，控制晶圆表面边缘的薄膜形貌及片内薄膜的均匀性。具体而言，见图4，一种阴影环，该阴影环被配置在PECVD设备反应腔中，作用于加热盘上的晶圆调整位置过程中；阴影环包括：上表面；环形内径；环形外径；下表面；以及多个突出部106，其被布置在环形外径上；突出部内设有拨片结构，拨片结构与所述下表面间设有开合角。

为了方便将阴影环布置在抽气环101上，即不作过多的硬件结构改变，作为技术方案的改进，设有多个突出部等间距分布在环形外径上；突出部可以设置为六个，等间距均匀分布在阴影环102上。

在反应腔内，将阴影环102放置在抽气环101的凹陷部105，悬于半空中；工艺过程中晶圆传入反应腔内，放置于加热盘103的晶圆槽上；加热盘103开启上升动作，陶瓷套104的拨片槽107底面首先接触拨片前端，拨片前端延拨片槽107底面向内侧滑动，阴影环102的开合角逐渐缩小，当拨片前端接触到晶圆边缘后，会将“偏离”的晶圆推向晶圆槽的“中心”位置，直到陶瓷环的上表面接触阴影环的底面，此时拨片停止移动，达到最大限制位置，加热盘103继续上升，顶起阴影环，直至工艺位置；

鉴于此，本实施方案基于上述的发明构思，还提供了一种反应腔结构，如图1和2所示，包括加热盘103，在反应腔室内所述加热盘103的外围沿径向依次设置有抽气环101、阴影环102及陶瓷套104；陶瓷套104套接与加热盘103外，加热盘103中设有晶圆槽；阴影环102直接作用于晶圆，将晶圆定位于晶圆槽中，其中陶瓷套104引导阴影环102执行定位动作；

为了实现对晶圆的直接定位，阴影环102放置于抽气环101上，悬于反应腔的内部结构中；如图3所示，阴影环102包括上表面；环形内径；环形外径；下表面；以及多个突出部，突出部被布置在所述环形外径上；其中突出部内设有拨片结构，拨片结构与下表面间设有开合角；突出部可以设有六个，均匀分布，每个突出部处包含一个拨片结构；

如图4所示，为了与阴影环102相配合，抽气环101内侧下边缘上设有多个凹陷部105，阴影环102的多个突出部106对应嵌入多个凹陷部105中，通过上述结构将阴影环102布置在抽气环102上。优选地，设有六个凹陷部，均匀分布。

如图5和6所示，陶瓷套104表面布置有多个拨片槽，其中可以设有6个拨片槽107，阴影环102的拨片结构与拨片槽107相配合，拨片槽引导拨片结构延伸，拨片槽底面低于晶圆槽底面。

陶瓷套104相对于阴影环102向上运动，当陶瓷套104的上表面与阴影环102底面时，达到阴影环拨片结构的最大限制位置。

如图7所示，工艺进行时，陶瓷套的拨片槽底面首先接触拨片前端，拨片前端延槽底面向内侧滑动，开合角逐渐缩小，拨片前端接触晶圆边缘后，会将“偏离”的晶圆推向“中心”位置，直到陶瓷套的上表面接触阴影环的底面，此时拨片停止移动，达到最大限制位置，加热盘继续上升，顶起阴影盘，直至工艺位置。本实施方案中阴影环直接限制了晶圆的位置，减少了尺寸链的数量，进而减少晶圆的偏移量，同时解决了由传片和通气晶圆偏移0.5-1.5mm造成的不同心问题；保证了阴影环与晶圆的同心度，在PECVD沉积薄膜的过程中，防止晶圆的边缘及背面长膜的同时，使薄膜沉积在晶圆的中心位置，控制晶圆表面边缘的薄膜形貌及片内薄膜的均匀性。

应用上述反应腔体结构，测得同心度精度高(理论同心度小于±0.2，该值由晶圆自身的尺寸偏差造成)，实现了晶圆与阴影环的直接定位，同时解决了由传片和通气晶圆偏移造成的不同心问题，防止了晶圆的边缘及背面长膜的同时，控制晶圆表面边缘的薄膜形貌及片内薄膜的均匀性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种阴影环，其特征在于，被配置在PECVD设备反应腔中，作用于加热盘上的晶圆调整位置过程中；所述阴影环(102)包括：

上表面；

环形内径；

环形外径；

下表面；以及

多个突出部，其被布置在所述环形外径上；所述突出部内设有拨片结构，拨片结构与所述下表面间设有开合角。

2.根据权利要求1所述的一种阴影环，其特征在于，所述多个突出部等间距分布在环形外径上。

3.一种反应腔结构，其特征在于，包括加热盘(103)，在反应腔室内所述加热盘(103)的外围沿径向依次设置有抽气环(101)、阴影环(102)及陶瓷套(104)；所述陶瓷套(104)套接与加热盘(103)外，加热盘(103)中设有晶圆槽；所述阴影环(102)直接作用于晶圆，将晶圆定位于晶圆槽中，其中所述陶瓷套(104)引导阴影环(102)执行定位动作；

所述阴影环(102)放置于抽气环(101)上，悬于反应腔的内部结构中；其中阴影环(102)包括上表面；环形内径；环形外径；下表面；以及多个突出部，其被布置在所述环形外径上；其中所述突出部内设有拨片结构，拨片结构与所述下表面间设有开合角。

4.根据权利要求3所述的一种反应腔结构，其特征在于，所述抽气环(101)内侧下边缘上设有多个凹陷部，所述阴影环(102)的多个突出部对应嵌入多个凹陷部中。

5.根据权利要求3所述的一种反应腔结构，其特征在于，所述陶瓷套(104)表面布置有多个拨片槽(107)，所述阴影环(102)的拨片结构与拨片槽(107)相配合，拨片槽(107)引导拨片结构延伸。

6.根据权利要求5所述的一种反应腔结构，其特征在于，所述拨片槽底面(109)低于晶圆槽底面(108)。

7.根据权利要求3所述的一种反应腔结构，其特征在于，所述陶瓷套(104)相对于阴影环(102)向上运动，当陶瓷套(104)的上表面与阴影环(102)底面时，达到阴影环拨片结构的最大限制位置。

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