CN114899141A - 半导体工艺设备及其承载装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备及其承载装置。该承载装置包括：托盘、基座及顶针组件；托盘上设置有承载结构，承载结构沿竖直方向贯穿托盘，用于在水平方向上承载多个晶圆；基座上设置有顶抵结构，顶抵结构与承载结构对应设置，用于在托盘叠置于基座上时，穿过承载结构以承载多个晶圆，并且能使多个晶圆均朝向基座的中心倾斜一预设角度；顶针组件设置于基座的底部，用于带动托盘相对于基座升降，以使托盘能选择性位于基座上方，或者叠置于基座上。本申请实施例实现了多个晶圆的膜厚均匀性较高，以及使得多个晶圆之间的膜厚均匀性较佳，进而大幅提高产品良率。

Description

半导体工艺设备及其承载装置
技术领域
本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其承载装置。
背景技术
目前，采用半导体工艺设备通过物理气相沉积(Physical VaporDeposition，PVD)工艺来制备掺锡氧化铟(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜的技术广泛应用于LED外延厂，ITO薄膜有利于提高芯片的光电性能(导电性和透光性)。
现有LED外延片中的蓝宝石晶圆尺寸主要为2寸、4寸和6寸，沉积ITO薄膜工艺流程为：首先将晶圆放置在托盘上，然后托盘被机械手传入工艺腔室的基座上，最后开始执行ITO薄膜沉积，通过在托盘上放置的多个晶圆，能大幅提高设备产能。但是靶材尺寸一定的情况下，由于托盘上排布有多个晶圆，同一托盘上各晶圆的膜厚均匀性表现并不一致，例如靠近托盘边缘的晶圆膜厚均匀性较差(膜厚均匀为4％)，而位于托盘中心的晶圆膜厚均匀性较好(膜厚均匀<2％)，因此造成晶圆膜厚均匀性不一致，并且膜厚均匀较差还会造成产品良率较低。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备及其承载装置，用以解决现有技术存在晶圆膜厚均匀性较差的技术问题。
第一个方面，本申请实施例提供了一种承载装置，设置于半导体工艺设备的工艺腔室内，用于承载晶圆，包括：托盘、基座及顶针组件；所述托盘上设置有承载结构，所述承载结构沿竖直方向贯穿所述托盘，用于在水平方向上承载多个晶圆；所述基座上设置有顶抵结构，所述顶抵结构与所述承载结构对应设置，用于在托盘叠置于所述基座上时，穿过所述承载结构以承载多个所述晶圆，并且能使多个所述晶圆均朝向基座的中心倾斜一预设角度；所述顶针组件设置于所述基座的底部，用于带动所述托盘相对于所述基座升降，以使所述托盘能选择性位于所述基座上方，或者叠置于所述基座上。
于本申请的一实施例中，所述承载结构包括有中心通孔及边缘通孔，所述中心通孔位于所述托盘的居中位置，多个所述边缘通孔沿所述中心通孔的周向均匀且间隔排布。
于本申请的一实施例中，所述顶抵结构包括有中心凸台及边缘凸台，所述中心凸台与中心通过对应设置，用于穿过所述中心通孔以承载所述晶圆；多个所述边缘凸台与多个所述边缘通孔一一对应设置，用于穿过所述边缘通孔以承载所述晶圆。
于本申请的一实施例中，所述中心凸台的顶面与所述基座表面平行，多个所述边缘凸台的顶面均沿所述中心凸台的径向且朝向所述中心凸台所在的位置倾斜，所述边缘凸台的顶面与所述基座表面之间呈所述预设角度。
于本申请的一实施例中，所述托盘上凸设有多个限位结构，所述限位结构位于所述中心通孔与任意两相邻的所述边缘通孔之间，所述限位结构的外周具有三个限位弧面，所述限位弧面用于止挡所述晶圆的边缘，以限定所述晶圆在所述中心通孔和所述边缘通孔的位置。
于本申请的一实施例中，所述托盘上设置有容置槽，所述中心通孔、所述边缘通孔及所述限位结构均位于所述容置槽的底壁上，所述容置槽的侧壁环绕多个所述边缘通孔外周设置，所述容置槽的底壁用于承载所述晶圆，所述限位结构的侧壁与所述限位弧面配合用于限位所述晶圆。
于本申请的一实施例中，所述承载装置还包括设置于所述托盘与所述基座之间的多个定位结构，多个所述定位结构与多个所述限位结构一一对应设置，用于在所述托盘升降过程中，对所述托盘及所述晶圆进行定位。
于本申请的一实施例中，每个所述定位结构均包括定位孔及定位柱，所述定位孔贯穿于所述限位结构的居中位置，并且与所述限位弧面相切设置；多个所述定位结构的定位柱环绕所述中心凸台设置，用于穿过所述定位孔，以对所述托盘及所述晶圆进行定位。
于本申请的一实施例中，所述中心凸台、所述边缘凸台及所述定位柱在竖直方向上相对于所述基座顶面具有第一高度，所述托盘沿竖直方向具有第二高度，所述第一高度大于所述第二高度。
于本申请的一实施例中，所述中心凸台及所述边缘凸台与所述基座之间采用一体成形结构或者可拆卸结构。
于本申请的一实施例中，所述预设角度为2度至4度。
第二个方面，本申请实施例提供了一种上电极机构，设置于半导体工艺设备的顶部，所述上电极机构包括有靶材，所述靶材的底面边缘处具有沿周向延伸设置的斜面结构，所述斜面结构自上至下且由中心向边缘倾斜设置，所述斜面结构与所述底面之间呈预设夹角。
于本申请的一实施例中，所述预设夹角为165度～170度。
第三个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括：工艺腔室及如第一个方面提供的承载装置，和/或，如第二个方面提供的上电极机构；其中，所述上电极机构设置于所述工艺腔室的顶部，所述承载装置设置于所述工艺腔室内，并且所述承载装置与所述上电极机构的靶材同轴设置。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
本申请实施例中通过在托盘上设置有承载结构，以及在基座上设置有顶抵结构，并且顶抵结构能穿过承载结构后对晶圆进行顶抵，以使多个晶圆能朝向基座的中心倾斜一预设角度，使被轰击下来的靶材能更多的沉积到位于托盘边缘的多个晶圆上，从而使得位于托盘边缘的多个晶圆的膜厚均匀性较高，以及使得托盘上所有晶圆之间的膜厚均匀性较佳，进而大幅提高产品良率。另外，采用顶针组件带动托盘选择性层叠设置于基座上，还能使晶圆执行完工艺后，由顶针组件能带动托盘与基座分离，以使多个晶圆恢复水平状态，从而便于对晶圆进行搬运。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的剖视示意图；
图2A为本申请实施例提供的一种托盘的俯视结构示意图；
图2B为本申请实施例提供的一种托盘的立体结构示意图；
图3A为本申请实施例提供的一种基座的俯视结构示意图；
图3B为本申请实施例提供的一种基座的立体结构示意图；
图3C为本申请实施例提供的一种基座的局部放大剖视结构示意图；
图4A为本申请实施例提供的一种托盘与晶圆配合的俯视结构示意图；
图4B为本申请实施例提供的一种托盘与晶圆配合的剖视结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种靶材的剖视结构示意图；
图6A为本申请实施例提供的一种承载装置第一状态的局部放大剖视结构示意图；
图6B为本申请实施例提供的一种承载装置第二状态的局部放大剖视结构示意图；
图6C为本申请实施例提供的一种承载装置第三状态的局部放大剖视结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备工艺状态的剖视示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
现有技术中，靶材尺寸一定的情况下，由于托盘上排布有多个晶圆，并且靶材及晶圆均为水平设置。结合参照如图1所示，位于托盘边缘的多个晶圆靠近工艺腔室的内壁，由于靶材与内衬(shied)208之间的边界效应，靶材靠近边缘的区域向外溅射部分会落在内衬208上，而向内溅射的部分会溅射到位于托盘边缘的晶圆内侧，只有晶圆正上方的一小部分对薄膜沉积有正向作用，从而造成位于托盘边缘的晶圆内侧较厚且外侧较薄，并且造成同一托盘上各晶圆的膜厚均匀性表现并不一致，例如靠近托盘边缘的晶圆膜厚均匀性较差(膜厚均匀为4％)，而位于托盘中心的晶圆膜厚均匀性较好(膜厚均匀<2％)，因此造成晶圆膜厚均匀性不一致，并且膜厚均匀较差还会造成产品良率较低。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供了一种承载装置，设置于半导体工艺设备的工艺腔室内，用于承载晶圆，该承载装置的结构示意图如图1所示，包括：托盘1、基座2及顶针组件(图中未示出)；托盘1上设置有承载结构3，承载结构3沿竖直方向贯穿托盘1，用于在水平方向上承载多个晶圆100；基座2上设置有顶抵结构4，顶抵结构4与承载结构3对应设置，用于在托盘1叠置于基座2上时，穿过承载结构3以使多个晶圆100均朝向基座2的中心倾斜一预设角度；顶针组件设置于基座2的底部，用于带动托盘1相对于基座2升降，以使托盘1能选择性位于基座2上方，或者叠置于基座2上。
如图1所示，半导体工艺设备可以用于执行物理气相沉积工艺，以通过磁控溅射方式在晶圆100上沉积ITO薄膜，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。承载装置的基座2设置于工艺腔室201内的底部，并且能与上电极机构的靶材205同轴设置。承载装置可以包括有托盘1、基座2及顶针组件，其中托盘1上设置有承载结构3，承载结构3可以沿竖直方向贯穿托盘1，以用于承载多个沿水平方向排布的晶圆100，并且其可以通过机械手搬运至工艺腔室201内的基座2。基座2上设置有顶抵结构4，该顶抵结构4能与承载结构3对应设置，当托盘1带动晶圆100叠置于基座2上时，顶抵结构4能穿过承载结构3以使多个晶圆100朝向基座2的中心倾斜一预设角度，例如使靠近托盘1边缘的多个晶圆100均朝向基座2的中心倾斜，从而使得多个晶圆100的膜厚均匀性得到保证。顶针组件(图中未示出)可以设置于基座2的底部，并且能穿过基座2以带动托盘1作升降动作，从而使托盘1能够位于基座2的上方，或者层叠设置于基座2上，但是本申请实施例不限定顶针组件的具体实施方式。另外，在完成对晶圆100的薄膜沉积工艺后，通过顶针组件能带动托盘1与基座2分离，以使多个晶圆100恢复水平状态，从而便于对晶圆100进行搬运.
本申请实施例中通过在托盘上设置有承载结构，以及在基座上设置有顶抵结构，并且顶抵结构能穿过承载结构后对晶圆进行顶抵，以使多个晶圆能朝向基座的中心倾斜一预设角度，使被轰击下来的靶材能更多的沉积到位于托盘边缘的多个晶圆上，从而使得位于托盘边缘的多个晶圆的膜厚均匀性较高，以及使得托盘上所有晶圆之间的膜厚均匀性较佳，进而大幅提高产品良率。另外，采用顶针组件带动托盘选择性层叠设置于基座上，还能使晶圆执行完工艺后，由顶针组件能带动托盘与基座分离，以使多个晶圆恢复水平状态，从而便于对晶圆进行搬运。
于本申请的一实施例中，如图1至图2B所示，承载结构3包括有中心通孔31及边缘通孔32，中心通孔31位于托盘1的居中位置，多个边缘通孔32沿中心通孔31的周向均匀且间隔排布。
如图1至图2B所示，托盘1可以采用金属材质制成的圆盘形结构，承载结构3可以包括有一个中心通孔31及六个边缘通孔32，其中，中心通孔31与托盘1同心设置，多个边缘通孔32环绕于中心通孔31的圆周方向分布，并且均匀且间隔排布，中心通孔31及边缘通孔32分别用于承载多个晶圆100。于本申请的一具体实施例中，中心通孔31及边缘通孔32的孔径可以设置为94毫米～95毫米之间，以用于对应4寸的晶圆100，但是本申请实施例并不限定中心通孔31及边缘通孔32的具体尺寸，以及对应晶圆100规格，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。采用上述设计，由于多个边缘通孔32环绕中心通孔31设置，以对应靶材205的圆形结构，从而进一步提高晶圆100的膜厚均匀性。
需要说明的是，本申请实施例并不限定托盘1的具体形状，以及中心通孔31及边缘通孔32的排布方式，例如托盘1可以采用矩形板状结构，中心通孔31及边缘通孔32可以呈矩形阵列排布。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图1、图3A至图3B所示，顶抵结构4包括有中心凸台41及边缘凸台42，中心凸台41与中心通过对应设置，用于穿过中心通孔31以承载晶圆100；多个边缘凸台42与多个边缘通孔32一一对应设置，用于穿过边缘通孔32以承载晶圆100。可选地，中心凸台及边缘凸台与基座之间采用一体成形结构或者可拆卸结构。
如图1、图3A至图3B所示，基座2为金属材质制成的圆柱形结构，顶抵结构4包括有中心凸台41及边缘凸台42，其中，中心凸台41同轴形成于基座2的顶面上，并且与中心通孔31对应设置，以用于穿过中心通过以承载晶圆100。六个边缘凸台42环绕于中心凸台41的圆周方向，并且均匀且间隔分布，六个边缘凸台42与多个边缘通孔32一一对应设置，以用于穿过边缘通孔32后与承载多个晶圆100，从而使得多个边缘凸台42上的晶圆100均时朝向基座2的中心倾斜。于本申请的一具体实施例中，中心凸台41及边缘凸台42的直径可以设置为90毫米～92毫米之间，以用于对应穿过中心通孔31及边缘通孔32，但是本申请实施例并不限定中心凸台41及边缘凸台42的具体尺寸，以及对应晶圆100规格，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。采用上述设计，基座2与托盘1的结构对应设置，使得本申请实施例结构简单，并且还能对应于靶材205的圆形结构，从而进一步提高晶圆100的膜厚均匀性。进一步的，中心凸台41及边缘凸台42可以一体形成于基座2上，从而节省应用及制造成本；中心凸台41及边缘凸台42与基座2之间采用可拆卸方式设置，不仅便于调节边缘凸台42的倾斜角度，而且还能便于调节中心凸台41及边缘凸台42的高度，从而适用不同类型的托盘1，进而降低应用及维护成本，以及提高本申请实施例的适用性及适用范围。
需要说明的是，本申请实施例并不限定基座2的具体形状，以及中心凸台41及边缘凸台42的排布方式，例如基座2可以采用矩形板状结构，中心凸台41及边缘凸台42可以呈矩形阵列排布。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图3A至图3C所示，中心凸台41的顶面与基座2表面平行，多个边缘凸台42的顶面均沿中心凸台41的径向且朝向中心凸台41所在的位置倾斜，顶面与水平方向之间呈预设角度。可选地，预设角度为2度至4度。
如图3A至图3C所示，中心凸台41及多个边缘凸台42高出基座2顶面7毫米～7.5毫米，中心凸台41的顶面可以与基座2的表面平行设置，即中心凸台41的顶面可以与水平方向平行。多个边缘凸台42的顶面沿中心凸台41的径向向内倾斜，即边缘凸台42靠近中心凸台41的一侧相对较低，而远离中心凸台41的一侧相对较高。换言之，多个边缘凸台42的顶面均沿中心凸台41的径向且朝向中心凸台41所在的位置倾斜。边缘凸台42的顶面最高处与中心凸台41的顶面齐平，边缘凸台42的顶面与中心凸台41的顶面之间呈预设角度，即边缘凸台42的顶面与水平方向之间呈预设角度，该预设角度可以设置为2度～4度之间的任意数值。可选的，该预设角度可以设置于2.5度，从而提高晶圆100的膜厚均匀性。采用上述设计，使得基座2采用较为简单的结构，并且与托盘1配合即可以实现多个晶圆100朝向基座2的中心倾斜一预设角度，从而使得本申请实施例结构简单，进而大幅降低应用及维护成本。
于本申请的一实施例中，如图1至图2B所示，托盘1上凸设有多个限位结构5，限位结构5位于中心通孔31与任意两相邻的边缘通孔32之间，限位结构5的外周具有三个限位弧面51，限位弧面51用于止挡晶圆100的边缘，以限定晶圆100在中心通孔31和边缘通孔32的位置。
如图1至图2B所示，当托盘1具有六个边缘通孔32时，托盘1上可以凸设有六个限位结构5，该六个限位结构5围绕中心通孔31的圆周均匀且间隔排布，即每个限位结构5均位于中心通孔31与任意两相邻的边缘通孔32之间。限位结构5的形状可以对应中心通孔31与两相邻的边缘通孔32之间形状设置，具体的限位结构5的形状可以呈“类三角形”结构。限位结构5的外周具有三个内凹的限位弧面51，即限位弧面51可以是限位结构5的外周朝向中心方向凹陷的弧面结构，以用于与晶圆100的圆形周缘配合。三个限位弧面51可对承载于中心通孔31及两个边缘通孔32处的晶圆100进行限位止挡，从而防止晶圆100在托盘1上滑动。结合参照如图3A至图3B所示，当托盘1降落至基座2上时，由于多个边缘凸台42倾斜设置，晶圆100会向基座2的中心倾斜滑动，而多个限位结构5则可以对多个晶圆100进行止挡，防止晶圆100在倾斜过程中滑动。采用上述设计，使得本申请实施例的稳定性较高，从而使得多个晶圆100的位置始终唯一，进而提高晶圆100的膜厚均匀性。
于本申请的一实施例中，如图2A至图4B所示，托盘1上设置有容置槽11，中心通孔31、边缘通孔32及限位结构5均位于容置槽11的底壁上，容置槽11的侧壁环绕多个边缘通孔32外周设置，容置槽11的底壁用于承载晶圆100，限位结构5的侧壁与限位弧面51配合用于限位晶圆100。
如图2A至图4B所示，托盘1可以采用圆形盘状结构，并且托盘1上冲压有容置槽11，该容置槽11的侧壁可以环绕多个边缘通孔32的外周设置，即容置槽11的整体形状可以呈“梅花形”结构，具体如图2A及图2B所示。中心通孔31、多个边缘通孔32以及限位结构5均位于容置槽11的底壁上，以使容置槽11的底壁用于承载晶圆100，限位结构5的两个限位弧面51与两个边缘通孔32外周的容置槽11的侧壁配合形成两个圆形限位区域，以用于限定两个边缘通孔32处的晶圆100；多个限位结构5的限位弧面51配合构成圆形限位区域，用于限定中心通孔31处的晶圆100。于本申请的一具体实施例中，上述限位区域的直径可以设置为100毫米～101毫米，以用于对应4寸的蓝宝石晶圆，具体可以参照如图4A至图4B所示。采用上述设计，由于容置槽11与限位结构5配合实现晶圆100的限位，使得本申请实施例中的托盘1结构较为简单，从而大幅降低应用及维护成本。
需要说明的是，本申请实施例并不限定上述限位区域的尺寸及晶圆规格，限位区域需要与中心通孔31及边缘通孔32对应设置，以及与晶圆100的规格对应设置。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图1至图3C所示，承载装置还包括设置于托盘1与基座2之间的多个定位结构6，多个定位结构6与多个限位结构5一一对应设置，用于在托盘1升降过程中，对托盘1及晶圆100进行定位。具体来说，托盘1与基座2之间设置有多个定位结构6，多个定位结构6例如环绕中心通孔31及中心凸台41设置，并且与多个限位结构5一一对应设置，例如每个定位结构6的部分位于托盘1上，部分位于基座2上，当托盘1降落至基座2上时，多个定位结构6能对托盘1及晶圆100进行定位，从而不仅能使中心凸台41及边缘凸台42准确承载晶圆100，而且还能避免由于边缘凸台42的倾斜作用造成的晶圆100滑动移位。采用上述设计，使得本申请实施例的晶圆位置稳定性较高，从而进一步提高各晶圆100的膜厚均匀性。但是本申请实施例并不限定位结构6的具体设置方式，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
于本申请的一实施例中，如图1至图3C所示，每个定位结构6均包括定位孔61及定位柱62，定位孔61贯穿于限位结构5的居中位置，并且与限位弧面51相切设置；多个定位结构6的定位柱62环绕中心凸台41设置，用于穿过定位孔61，以对托盘1及晶圆100进行定位。
如图1至图3C所示，六个定位结构6的定位孔61分别位于多个限位结构5上，每个限位结构5上贯穿有圆形的定位孔61，该定位孔61位于限位结构5的居中位置，并且与限位结构5的三个限位弧面51均相切设置，即定位孔61的内壁与三个限位弧面51重合，或者略大于三个限位弧面51构成的区域。定位柱62的可以对应定位孔61的形状设置，例如定位柱62为凸设于基座2顶面的圆柱体，定位柱62相对于基座2顶面的高度可以设置为9毫米～9.5毫米，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。在实际应用时，多个定位柱62首先伸入多个定位孔61内，以保证托盘1与基座2之间相对运动的精度，而当定位柱62穿过定位孔61后，定位柱62与限位弧面51配合对晶圆100的位置进行限定，从而确保了晶圆100与基座2之间相对运动的精度。采用上述设计，仅采用较为简单的结构即可以实现对托盘1、晶圆100及基座2之间相对运动的精度，不能提高本申请实施例的稳定性，而且还能大幅降低应用及维护成本。
于本申请的一实施例中，如图1至图3C所示，中心凸台41、边缘凸台42及定位柱62在竖直方向上相对于基座2顶面具有第一高度，托盘1沿竖直方向具有第二高度，第一高度大于第二高度。具体来说，边缘凸台42的最高点可以与中心凸台41的顶面平齐设置，即两者相对于基座2顶面在竖直方向上具有第一高度；定位柱62的顶面可以与中心凸台41的顶面平齐设置，即定位柱62相对于基座2顶面在竖直方向上具有第一高度，但是本申请实施例并不以此为限，例如在一些实施例中，定位柱62的高度可以大于中心凸台41的高度。托盘1沿竖直方向上具有第二高度，此第二高度包括托盘1上形成的容置槽11等结构，并且使第一高度大于第二高度，从而使得中心凸台41及边缘凸台42完全承载晶圆100，从而达到晶圆100较佳的倾斜效果，进而提高晶圆100的膜厚均匀性。但是本申请实施例并不以为限，例如可以通过缩小第一高度，使得中心凸台41与边缘凸台42刚好穿过中心通孔31及边缘通孔32，两者相互配合以承载晶圆100。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种上电极机构，设置于半导体工艺设备的顶部，该上电极机构如图1及图5所示，包括有靶材，靶材的底面边缘处具有沿周向延伸设置的斜面结构，斜面结构自上至下且由中心向边缘倾斜设置，斜面结构与底面之间呈预设夹角。可选地，预设夹角为165度～170度。
如图1及图5所示，上电极机构设置于工艺腔室201的顶部，其包括有支撑套筒202、磁控管装置203、电源装置204及靶材205，支撑套筒202内设置有磁控管装置203，支撑套筒202的顶部及底部分别设置有电源装置204及靶材205，电源装置204用于向靶材205施加射频功率和/或直流功率，磁控管装置203用于引导等离子体轰击靶击靶材205。靶材205的底面上还可以凸设有环形的斜面结构207，该斜面结构207的内周面与靶体的底面之间呈预设夹角，该预设夹角可以设置为165度～170度之间的任意数值。于本申请的一具体实施例中，靶材205直径为444.5毫米，而斜面结构207在靶材205底面的直径为404毫米，但是本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。采用上述设计，能使更多的被轰击下来的靶材205沉积到位于托盘1边缘的多个晶圆100上，从而提高晶圆100的膜厚均匀性。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备如图1所示，包括：工艺腔室201、上电极机构及如上述各实施例提供承载装置，其中，上电极机构设置于工艺腔室201的顶部，承载装置设置于工艺腔室201内，并且承载装置与上电极机构的靶材205同轴设置。
如图1所示，上电极机构设置于工艺腔室201的顶部，承载装置设置于工艺腔室201内，并且与靶材205同轴设置，承载装置例如通过一升降波纹管206设置于工艺腔室201的底部，以实现承载装置在工艺腔室201内作升降动作，但是本申请实施例并不以此为限。结合参照如图7所示，由于靶材205水平设置，即靶材205上不包括有斜面结构207，靠近托盘1边缘的多个晶圆100向内倾斜，使得晶圆100不仅能沉积正上方(①区域)被轰击下来的靶材205，而且内圈(②区域)被轰击下来的靶材205也可以沉积到晶圆100上，解决了靠近托盘1边缘晶圆100外侧厚度偏薄的问题，从而改善晶圆100的膜厚均匀性。结合参照如图5所示，靶材205可以采用上述实施例中的靶材，即靶材205的底部具用斜面结构207，而靠近托盘1边缘的多个晶圆100向内倾斜，因此斜面结构207能使能使更多的被轰击下来的靶材205沉积到位于托盘1边缘的多个晶圆100上，从而进一步提高晶圆100的膜厚均匀性。但是本申请实施例并不以此为限，例如半导体工艺设备可以仅包括上述实施例的中的上电极机构，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。
为了进一步说明本申请实施例的有益效果，以下结合附图对本申请实施例的具体实施方式及原理说明如下。
如图1至图7所示，当顶针组件带动托盘1刚开始下降时，晶圆100全部在托盘1之上，具体参照如图6A所示。当顶针组件带动托盘1继续下降时，托盘1上的六个定位孔61穿过基座2表面的六个定位柱62，实现托盘1、晶圆100和基座2在运动过程中定位功能，防止晶圆100及托盘1滑动位移。中心通孔31处的晶圆100先接触基座2上的中心凸台41实现与托盘1分离，此时边缘通孔32处的晶圆100外边缘刚开始与基座2上的边缘凸台42接触，具体参照如图6B所示。当顶针组件带动托盘1继续下降时，边缘通孔32上的晶圆100实现与托盘122分离，因为定位结构6对晶圆100的定位功能，即使边缘凸台42是斜面，亦可保证晶圆100的正常落到边缘凸台42上，此时顶针组件继续下降，托盘1完全层叠设置于基座2上，顶针组件与托盘1分离，具体参照如图6C所示。进一步的，升降波纹管206带动承载装置上升至工艺位置，向工艺腔室201内通入氩气等工艺气体，在工艺腔室201内电离出等离子体，等离子体轰击靶材205以完成ITO薄膜的沉积。待工艺完成后，按照相反顺序执行上述步骤，即可以实现晶圆100由基座2向托盘1的传输。采用上述设计，使得本申请实施例实现了在传输晶圆100过程中即可完成水平状态与倾斜状态的切换，从而不仅能提高晶圆100的膜厚度均匀性，而且使得工艺流程简单，从而大幅提高工艺效率。
应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：
本申请实施例中通过在托盘上设置有承载结构，以及在基座上设置有顶抵结构，并且顶抵结构能穿过承载结构后对晶圆进行顶抵，以使多个晶圆能朝向基座的中心倾斜一预设角度，使被轰击下来的靶材能更多的沉积到位于托盘边缘的多个晶圆上，从而使得位于托盘边缘的多个晶圆的膜厚均匀性较高，以及使得托盘上所有晶圆之间的膜厚均匀性较佳，进而大幅提高产品良率。另外，采用顶针组件带动托盘选择性层叠设置于基座上，还能使晶圆执行完工艺后，由顶针组件能带动托盘与基座分离，以使多个晶圆恢复水平状态，从而便于对晶圆进行搬运。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (14)

1.一种承载装置，设置于半导体工艺设备的工艺腔室内，用于承载晶圆，其特征在于，包括：托盘、基座及顶针组件；
所述托盘上设置有承载结构，所述承载结构沿竖直方向贯穿所述托盘，用于在水平方向上承载多个晶圆；
所述基座上设置有顶抵结构，所述顶抵结构与所述承载结构对应设置，用于在托盘叠置于所述基座上时，穿过所述承载结构以承载多个所述晶圆，并且能使多个所述晶圆均朝向基座的中心倾斜一预设角度；
所述顶针组件设置于所述基座的底部，用于带动所述托盘相对于所述基座升降，以使所述托盘能选择性位于所述基座上方，或者叠置于所述基座上。
2.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述承载结构包括有中心通孔及边缘通孔，所述中心通孔位于所述托盘的居中位置，多个所述边缘通孔沿所述中心通孔的周向均匀且间隔排布。
3.如权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述顶抵结构包括有中心凸台及边缘凸台，所述中心凸台与中心通过对应设置，用于穿过所述中心通孔以承载所述晶圆；多个所述边缘凸台与多个所述边缘通孔一一对应设置，用于穿过所述边缘通孔以承载所述晶圆。
4.如权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述中心凸台的顶面与所述基座表面平行，多个所述边缘凸台的顶面均沿所述中心凸台的径向且朝向所述中心凸台所在的位置倾斜，所述边缘凸台的顶面与所述基座表面之间呈所述预设角度。
5.如权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述托盘上凸设有多个限位结构，所述限位结构位于所述中心通孔与任意两相邻的所述边缘通孔之间，所述限位结构的外周具有三个限位弧面，所述限位弧面用于止挡所述晶圆的边缘，以限定所述晶圆在所述中心通孔和所述边缘通孔的位置。
6.如权利要求5所述的承载装置，其特征在于，所述托盘上设置有容置槽，所述中心通孔、所述边缘通孔及所述限位结构均位于所述容置槽的底壁上，所述容置槽的侧壁环绕多个所述边缘通孔外周设置，所述容置槽的底壁用于承载所述晶圆，所述限位结构的侧壁与所述限位弧面配合用于限位所述晶圆。
7.如权利要求6所述的承载装置，其特征在于，所述承载装置还包括设置于所述托盘与所述基座之间的多个定位结构，多个所述定位结构与多个所述限位结构一一对应设置，用于在所述托盘升降过程中，对所述托盘及所述晶圆进行定位。
8.如权利要求7所述的承载装置，其特征在于，每个所述定位结构均包括定位孔及定位柱，所述定位孔贯穿于所述限位结构的居中位置，并且与所述限位弧面相切设置；多个所述定位结构的定位柱环绕所述中心凸台设置，用于穿过所述定位孔，以对所述托盘及所述晶圆进行定位。
9.如权利要求8所述的承载装置，其特征在于，所述中心凸台、所述边缘凸台及所述定位柱在竖直方向上相对于所述基座顶面具有第一高度，所述托盘沿竖直方向具有第二高度，所述第一高度大于所述第二高度。
10.如权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述中心凸台及所述边缘凸台与所述基座之间采用一体成形结构或者可拆卸结构。
11.如权利要求4所述的承载装置，其特征在于，所述预设角度为2度至4度。
12.一种上电极机构，设置于半导体工艺设备的顶部，其特征在于，所述上电极机构包括有靶材，所述靶材的底面边缘处具有沿周向延伸设置的斜面结构，所述斜面结构自上至下且由中心向边缘倾斜设置，所述斜面结构与所述底面之间呈预设夹角。
13.如权利要求12所述的上电极机构，其特征在于，所述预设夹角为165度～170度。
14.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：工艺腔室及如权利要求1至11的任一所述的承载装置，和/或，如权利要求12至13的任一所述的上电极机构；其中，所述上电极机构设置于所述工艺腔室的顶部，所述承载装置设置于所述工艺腔室内，并且所述承载装置与所述上电极机构的靶材同轴设置。
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