CN116356290A - 晶圆承载机构及晶圆处理装置 - Google Patents

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CN116356290A CN202310353971.3A CN202310353971A CN116356290A CN 116356290 A CN116356290 A CN 116356290A CN 202310353971 A CN202310353971 A CN 202310353971A CN 116356290 A CN116356290 A CN 116356290A
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Abstract

本申请实施例公开了提供一种晶圆承载机构及晶圆处理装置,所述晶圆承载机构通过在基座上开设容纳槽,将托盘布置于容纳槽中,通过托盘承载晶圆,并在容纳槽的内底壁上设置限位结构,为当托盘或者晶圆表现为局部温度过高时,调节片可选择性地设于容纳槽内的局部区域,并通过限位结构将调节片限制在容纳槽内,以对该局部区域的热量分布进行调节,通过调节片将该局部区域内的热量传导至调节片的边缘区域,形成对温度突出的局部热量再分配,进而提升托盘或晶圆表面热量分布的均匀性,实现对晶圆的均匀加热。

Description

晶圆承载机构及晶圆处理装置
技术领域
本申请涉及成膜设备技术领域,具体涉及一种晶圆承载机构及晶圆处理装置。
背景技术
现有用于金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD,Metal-organic Chemical VaporDeposition)的成膜设备中,在对反应腔内的晶圆进行加热的过程中,一般都是通过加热组件加热基座,再通过基座将热量直接或间接传到至晶圆,在整个加热组件及基座设计时,一般都会考虑晶圆的加热温度均匀性的问题,但是由于基座材质本身的均匀性的限制,或者加热组件的控制的复杂性的限制,容易导致基座发热不均匀,进而传递给托盘或者晶圆的热量不均匀,从而出现晶圆表面温度不均匀的情况。
发明内容
本申请实施例提供一种晶圆承载机构及晶圆处理装置,可以解决现有成膜设备中晶圆表面温度均匀性较差的问题。
本申请实施例提供一种晶圆承载机构,包括:基座,所述基座的上表面沿所述基座的厚度方向开设有容纳槽;托盘,包括用以承载晶圆的承载槽,所述托盘设置于所述容纳槽中;第一轴体,所述第一轴体沿所述基座的中轴线延伸,所述基座在所述第一轴体的带动下沿所述中轴线旋转;调节片,所述调节片设于所述容纳槽中且所述调节片被构造为能够从所述容纳槽中移除;限位结构,布置于所述容纳槽的内底壁上,所述限位结构被构造为能够将所述调节片限制在所述容纳槽内的局部区域;所述托盘的下表面与所述容纳槽的内底壁在所述厚度方向上的间距为H1,所述调节片在所述厚度方向上的高度为H3,H1>H3
可选的,所述容纳槽内包括多组所述限位结构及多个与所述限位结构对应的所述局部区域,所述调节片配置为多个,每一所述调节片与至少一个所述局部区域相对应,所述调节片位于所述局部区域时,所述调节片在片内的热传导率大于调节片向所述托盘传递热量的热传导率。
可选的,所述限位结构包括至少一组环状排布的限位部,所述限位部与所述承载槽的中轴线同轴布置,以在所述容纳槽内限定出沿所述承载槽的直径方向间隔排布的两个限位腔;每个所述限位腔在所述厚度方向上的正投影落在所述承载槽内;所述调节片包括至少两个调节单片,所述至少两个调节单片的半径沿所述承载槽的直径方向依次增大,每个所述调节单片被构造为能够放置于一所述限位腔中。
可选的,所述容纳槽的内侧壁在所述厚度方向上靠近所述容纳槽的开口一端开设有一环槽,所述托盘设置于所述环槽中;所述限位结构在所述厚度方向上的高度为H2,H1>H2
可选的,所述限位部为环形凸肋,所述环形凸肋凸出设置于所述容纳槽的内底壁。
可选的,所述限位部为一组呈环形排布并间隔设置的多个凸起,所述凸起凸出设置于所述容纳槽的内底壁。
可选的,所述限位结构包括至少一组环状排布的限位部,所述限位部与所述承载槽的中轴线同轴布置,所述限位部配置为一组呈环形排布并间隔设置的多个凹槽,所述凹槽沿所述厚度方向开设于所述容纳槽的内底壁;所述调节片上凸出设置有与所述凹槽相配合的凸出部。
可选的,所述容纳槽的内底壁上开设有多个气孔;所述调节片上开设有与所述气孔相对应的导通孔。
可选的,还包括与所述第一轴体同轴设置的第二轴体,所述第一轴体环绕所述第二轴体,所述托盘在所述第二轴体的带动下在所述容纳槽内旋转。
同时,本申请实施例还提供一种晶圆处理装置,所述晶圆处理装置包括如前所述的晶圆承载机构,所述晶圆处理装置还包括:腔体壁,所述腔体壁上侧开口,所述晶圆承载机构的基座布置于所述腔体壁内侧;盖体,盖设于所述腔体壁上侧的开口,所述基座与所述盖体之间形成反应腔;喷嘴,所述喷嘴伸入所述反应腔内,所述喷嘴与所述基座的中轴线同轴布置,所述喷嘴上设置有至少一个与所述反应腔连通的喷气口,所述喷气口与所述基座的中轴线之间存在夹角;加热组件,设置于所述基座下方,所述加热组件环绕所述第一轴体。
本申请的有益效果在于,提供一种晶圆承载机构及晶圆处理装置,所述晶圆承载机构通过在基座上开设容纳槽,将托盘布置于容纳槽中,通过托盘承载晶圆,并在容纳槽的内底壁上设置限位结构,为当托盘或者晶圆表现为局部温度过高时,调节片可选择性地设于容纳槽内的局部区域,并通过限位结构将调节片限制在容纳槽内,以对该局部区域的热量分布进行调节,通过调节片将该局部区域内的热量传导至调节片的边缘区域,形成对温度突出的局部热量再分配,进而提升托盘或晶圆表面热量分布的均匀性,实现对晶圆的均匀加热。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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的附图。
图1是本申请实施例提供的晶圆承载机构中基座、托盘以及晶圆的结构示意图;
图2是图1的局部结构示意图;
图3是图2的A-A向剖视图;
图4是本申请实施例提供的晶圆承载机构中调节片与基座的组合结构示意图;
图5是本申请实施例提供的晶圆承载机构中调节片、托盘以及晶圆与基座的组合结构示意图;
图6是本申请实施例提供的晶圆承载机构中第一轴体、第二轴体、基座以及托盘的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的晶圆承载机构中的另一种基座的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的晶圆承载机构中的又一种基座的结构示意图;
图9是本申请实施例提供的晶圆承载机构在放入调节片前的晶圆的径向方向温度分布曲线图;
图10是本申请实施例提供的晶圆承载机构在放入调节片后的晶圆的径向方向温度分布曲线图;
图11是本申请实施例提供的晶圆处理装置的结构示意图。
其中,图9和图10中的D表示晶圆200的直径,单位为cm,T表示晶圆200的温度,单位为℃。
附图标记说明:
100、晶圆承载机构,110、基座,111、容纳槽,111a、内底壁,111b、内侧壁,112、环槽,113、气孔,120、托盘,121、承载槽,130、第一轴体,131、第一驱动端,140、限位结构,141、限位部,141a、环形凸肋,141b、凸起,141c、凹槽,142、限位腔,150、第二轴体,160、盖板,161、通孔;
200、晶圆;
300、调节片,301、导通孔,310、调节单片;
400、晶圆处理装置,410、腔体壁,420、盖体,421、插孔,430、反应腔,440、喷嘴,441、喷气口,4411、竖直段,4412、弯折段,441a、第一喷气口,441b、第二喷气口,441c、第三喷气口,450、加热组件。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下,具体为附图中的图面方向;而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。此外,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所述特征。
本申请实施例一种晶圆承载机构及晶圆处理装置,所述晶圆承载机构通过在基座上开设容纳槽,将托盘布置于容纳槽中,通过托盘的承载槽承载晶圆,并在容纳槽的内底壁上设置限位结构,为当托盘或者晶圆表现为局部温度过高时,调节片设于容纳槽内的局部区域,并通过限位结构将调节片限制在容纳槽内,以对该局部区域的热量分布进行调节,通过调节片将该局部区域内的热量传导至调节片的边缘区域,形成对温度突出的局部热量再分配,进而提升托盘或晶圆表面热量分布的均匀性,实现对晶圆的均匀加热。作为典型应用,所述晶圆承载机构可用在晶圆处理装置中,例如MOCVD晶圆处理装置,以对晶圆表面进行气相沉积。
本申请一实施例中,提供一种晶圆承载机构100,参照图1~图7,所述晶圆承载机构100包括:基座110、托盘120、第一轴体130和限位结构140。
参照图1~图7,基座110的形状为圆形,基座110具有中轴线(图中未示出),基座110的上表面沿基座110的厚度方向X开设有容纳槽111,容纳槽111的数量为至少一个,在本实施例中,容纳槽111的数量为四个,沿基座的周向间隔排布,每个容纳槽111包括沿厚度方向X相对设置的内底壁111a和开口(图中未示出),容纳槽111还包括沿基座110的周向方向设置的内侧壁111b。托盘120设置于容纳槽111中,具体地,托盘120嵌设于容纳槽111的开口处,托盘120用以承载晶圆200。在本实施例中,托盘120的形状为圆盘,托盘120的上表面开设有用以承载晶圆200的承载槽121。在其他实现方式中,托盘120的形状为圆环,承载槽121开设于托盘120的内周壁上,承载槽121的形状为与晶圆200的形状相适配的环槽。
参照图1和图6,第一轴体130沿基座110的中轴线延伸,基座110可在第一轴体130的带动下沿基座110的中轴线旋转,托盘120及其承载的晶圆200随基座110旋转,使得托盘120及其承载的晶圆200沿基座110的周向旋转。在本实施例中,第一轴体130具有第一驱动端131,第一轴体130通过第一驱动端131传动连接于基座110的下表面,以驱动基座110旋转。
参照图1~图3,限位结构140布置于容纳槽111的内底壁111a上,限位结构140被构造为能够将调节片300限制在容纳槽111内,调节片300可选择性地设于容纳槽111的局部区域,以对该局部区域的热量分布进行调节。具体地,限位结构140被构造为在晶圆200局部温度相对较高时,将调节片300限制在容纳槽111内,容纳槽111内的调节片300与晶圆200或托盘120的承载槽121温度相对较高的区域在基座110的厚度方向X上相对设置,晶圆200或托盘120的承载槽121温度相对较高的区域内的热量传导至调节片300,传导至调节片300的热量在调节片300内扩散至调节片300的边缘区域,再由调节片300的边缘区域扩散至调节片300外侧以对传导至调节片300的热量再分配,分配后的热量会进一步传递到托盘120,并通过托盘120对晶圆200进行加热,从而通过调节片300的热传导,形成对基座110上热量的重新分配,重新分配的热量通过托盘120对晶圆200进行加热,继而提升晶圆200表面热量分布的均匀性,实现对晶圆200的均匀加热。
对装载于托盘120上的晶圆200的加热,通过加热组件(通常选用感应线圈)对基座110进行加热,基座110通过热辐射对托盘120进行加热以将热量传递至托盘120,托盘120通过热辐射将热量传递至晶圆200以加热晶圆200,但是这种热辐射的加热方式,由于基座110材质本身的均匀性以及加热组件控制的复杂性,实际的加热表现与设计的加热表现会存在偏差,导致基座的加热温度不均匀,进而会导致晶圆200表面的温度分布出现波动,容易出现局部温度过高的情形。
为保证晶圆200加热的均匀性,现有技术通常通过改变基座与晶圆或者基座与热源的局部距离而改变热传导效率,比如对应在温度相对较高的区域增大与晶圆或者与热源的间隙(即增大热量传递的路径),在温度相对较低的区域减小与晶圆或者与热源的间隙(即减小热量传递的路径),为此,现有技术采用的技术方案主要包括如下两种:1、对热源的位置进行调整,以改变基座与热源的局部距离,但是这种调整方法由于加热环境、磁场分布的复杂性,牵一发动全身,调节困难,效果难以预期;2、对基座的形态进行调整,以改变基座与晶圆的局部距离,但是这种调整方案需要对整个基座进行再加工,调节周期慢,验证周期长,调节成本高。
而本申请实施例所提供的晶圆承载机构100,无需改变基座110的形态,也无需对热源的位置进行调整,而是在发现晶圆200出现局部温度过高的情况时,将调节片300放置在容纳槽111内,并与限位结构140配合以相对固定地方式放置在容纳槽111中,在具体的实施例中,可以通过限位腔142对调节片300进行限位,而且调节片300与托盘120的承载槽121温度相对较高的区域在厚度方向X上相对设置,比如,当晶圆200的中心位置的温度较高时,晶圆200设置于承载槽121中,导致与晶圆200的中心位置相对应的承载槽121的中心区域121a的温度高于边缘区域121b的温度,将调节片300与中心区域121a在厚度方向X上相对设置,由于调节片300在厚度方向X上存在厚度,虽然实际是减小了基座110与托盘120的承载槽121之间的间隙,容纳槽111内存在调节片300的区域实际上的综合热导率有所提升,但是,本申请实施例通过调节片300的导热系数远高于气体的导热系数的特点,温度相对较高的点区域内的热量会更易传导至调节片300并在调节片内部扩散成温度相对较高的面区域,也即热量会顺着调节片300的内部传导至调节片300的边缘区域,然后热量再由调节片300扩散至调节片300周围空间内,最终扩散至托盘120上,以通过托盘120加热晶圆200。也即是说,调节片300位于容纳槽111的局部区域时,由于调节片300的材质为导热性强但不导电的材质,调节片300本身的热传导率较高,调节片300与托盘120之间的容纳槽111的空间内填充的是气体(例如空气或氮气),气体的热传导率明显低于调节片300的热传导率,因此调节片300在片内的热传导率将大于调节片300向托盘120传递热量的综合热传导率。整个过程中实质形成了对基座110局部过高的热量的再分配,以提升晶圆200加热温度的均匀性,而且通过调节片300的热传导的方式进行热量再分配,热量损耗相对较低,从而提升加热组件的加热效率,降低能耗。
另外,参照图6和图7,晶圆承载机构100还包括第二轴体150,第二轴体150沿厚度方向X延伸,第二轴体150与第一轴体130同轴,第二轴体150插设于第一轴体130,第一轴体130环绕第二轴体150,托盘120在第二轴体150的带动下在容纳槽111内旋转,从而实现托盘120及其承载的晶圆200的旋转。需要注意的是,附图部分仅对第二轴体150的大概位置做示意性的演示,在可选的实施方式中,托盘120及其承载的晶圆200的旋转实现方式可以为(未图示),在托盘120的周缘设置环齿,在第二轴体150伸入基座110的一端设置驱动齿,驱动齿与所述环齿啮合,以通过该第二轴体150的转动带动托盘120及其承载的晶圆200旋转。其中,托盘120与基座110之间设置有轴承。
由于托盘120可跟随基座110在第一轴体130的带动下绕基座110的旋转轴进行旋转,托盘120还可在第二轴体150的带动下绕其所承载的晶圆200的中心轴进行旋转,因此在对晶圆200进行加热的过程中,晶圆200/承载槽121上的温度分布会呈现环形分布,形成温度环。
参照图1~图5,限位结构140包括至少一个限位部141,限位部141呈环状排布,限位部141与承载槽121的中轴线同轴布置,至少两个限位部141呈同心环状设置,以在容纳槽111内限定出沿承载槽121的直径方向间隔排布的两个限位腔142,即,位于环状排布的限位部141内侧的一个限位腔142以及限位部141与容纳槽111的内侧壁111b之间限定出的一个限位腔142。每个限位腔142在厚度方向X上的正投影落在承载槽121内,晶圆200在加热过程中形成的温度环在厚度方向X上的正投影也落在承载槽121内,也就是说,每个限位腔142对应晶圆200/承载槽121在加热过程中形成的一个或多个温度环。相应地,调节片300包括至少两个调节单片310,该至少两个调节单片310的半径沿承载槽121或者晶圆200的直径方向依次增大,每个调节单片310被构造为能够放置于一限位腔142中。
在其他实现方式中,限位结构140包括至少两个限位部141,该至少两个限位部141呈同心环状设置,该至少两个限位部141在容纳槽111内限定出沿承载槽121或者晶圆200的直径方向间隔排布的三个限位腔142,即,位于最内圈的限位部141限定出一个限位腔142,该限位腔142的形状为圆形;两个限位部141之间限定出一个限位腔142,该限位腔142的形状为环形;位于最外圈的限位部141与容纳槽111的内侧壁111b之间限定出一个限位腔142,该限位腔142的形状为环形。相应地,参照图1~图3,调节片300与限位腔142在数量上一一对应,调节片300包括五个调节单片310,五个个调节单片310呈同心布置,五个调节单片310的半径沿承载槽121或者晶圆200的直径方向依次增大,每个调节单片310被构造为能够放置于一限位腔142中。在其他实现方式中,调节单片310的形状可以为弧形或扇形。
其中,调节片300的材质为导热性强但不导电的材质,例如碳化硅SiC、氮化硅SiN等,从而使得调节片300具备较好的热传导性能,晶圆200温度相对较高的区域内的热量传导至调节片300后,可在调节片300内迅速传播、扩散至调节片300的边缘区域,然后再扩散至调节片300外侧以加热晶圆200。其中,由于调节片300具有良好的热传导性能,使得热量在调节片300内的传播扩散速度高于热量由调节片300内部扩散至调节片300外部的速度,从而为实现热量的再分配留出时间,避免在晶圆200上形成新的高温区域。
在本实施例中,参照图1~图5,限位部141以环形凸肋141a的形式凸出设置于容纳槽111的内底壁111a上,环形凸肋141a的数量为四个,在容纳槽111内限定出五个限位腔142,相应地,调节片300中调节单片310的数量为五个,五个调节单片310呈同心环状布置,五个调节单片310的半径沿承载槽121或者晶圆200的直径方向由内至外依次增大,每个调节单片310可被安放、限制在相应的限位腔142中。
由于晶圆200上的温度在加热过程中以温度环的形式出现,晶圆200在加热过程中如若出现局部温度过高的情况,即在晶圆200上形成一个温度相对较高的高温环形区域,此时即可将与该高温环形区域在厚度方向X上相对应的一个或多个调节单片310放置于相应的限位腔142中,高温环形区域内的热量传导至其在厚度方向X上相对应的调节单片310内,传导至调节单片310内的热量在该调节单片310内部传导至边缘区域,然后再扩散至该调节单片310周围空间内,最终扩散至托盘120上,以通过托盘120加热晶圆200,由于调节单片310设置于容纳槽111的内底壁111a上,调节单片310实际上是对基座110上局部过高的热量进行再分配,以提升晶圆200加热温度的均匀性。
另外,参照图3和图5,容纳槽111的内侧壁111b在厚度方向X上靠近容纳槽111的开口的一端开设有环槽112,托盘120的外缘嵌设于环槽112中,如此可以保证托盘120与容纳槽111组装的稳定性,避免第二轴体150在驱动托盘120旋转的过程中,托盘120从容纳槽111脱落。
此外,参照图5,托盘120的下表面与容纳槽111的内底壁111a在厚度方向X上的间距为H1,构成限位结构140的环形凸肋141a在厚度方向X上的高度为H2,参照图3,调节片300(具体地说,是调节单片310)在厚度方向X上的高度为H3,则有:H1>H2,和/或,H1>H3。也就是说,托盘120的下表面与调节片300和限位结构140之间存在间隙,以避免托盘120与调节片300和/或限位结构140直接接触,托盘120与调节片300和/或限位结构140直接接触会导致调节片300对基座110局部过高的热量的再分配的失效,甚至导致晶圆200表面过高温度区域内的温度变得更高。
在其他实现方式中,参照图7,每个限位部141包括呈环形排布并间隔设置的多个凸起141b,凸起141b凸出设置于容纳槽111的内底壁111a,由多个凸起141b形成限位部141,与环形凸肋141a相比,可减少对容纳槽111内部空间的占用体积,增加调节片300中的调节单片310的热传导效果。
在其他实现方式中,参照图8,每个限位部141包括呈环形排布并间隔设置的多个凹槽141c,每个凹槽141c沿基座110的厚度方向X开设于容纳槽111的内底壁111a,相应地,调节单片310上凸出设置有与凹槽141c相配合的凸出部(图中未示出),在需要将调节单片310放置在容纳槽111中对晶圆200进行热传导时,调节单片310可通过凸出部插设于相应的凹槽141c中。此外,也可不在调节单片310上设置凸起部,而是在容纳槽111的内底壁111a上设置定位销,通过定位销与凹槽141c的配合将调节单片310固定座容纳槽111中。
另外,参照图2和图4,容纳槽111的内底壁111a上开设有多个气孔113,气孔113的形状为L型,具体地,气孔113包括沿基座110的厚度方向X延伸的竖直段(图中未示出)以及与基座110的厚度方向X垂直或近似垂直的水平段(图中未示出),水平段一端延伸至基座110的外侧壁,水平段的另一端与竖直段连通,竖直段远离水平段一端延伸至容纳槽111的内底壁111a;调节片300上开设有与气孔113相对应的导通孔301,具体地,多个气孔113的竖直段沿晶圆200的直径方向间隔排布,多个气孔113的水平段沿基座110的周向间隔排布,每个限位腔142内气孔113的数量为两个,沿晶圆200的直径方向相对设置,每个调节单片310上开设有两个导通孔301,导通孔301与气孔113在数量上一一对应且彼此连通。气孔113用于吹扫气体的进气及排气。如图2和图4所示的气孔113只做示例性表示,基于需要可以在不同位置开设不同形状的气孔113,气孔113与导通孔301连通形成导气通道,便于进行吹扫或者热传导。
此外,参照图1~图3,基座110的上表面上盖设有用以遮盖上表面的盖板160,盖板160上开设有与容纳槽111在厚度方向X上相连通的通孔161。盖板160可对位于容纳槽111外侧的基座110的上表面进行遮盖,从而对第二轴体150上的第二驱动端进行封闭,并不会直接暴露在腔室中,减少被污染的可能性。
同时,参照图11,本申请实施例还提供一种晶圆处理装置400,晶圆处理装置400包括晶圆承载机构100、腔体壁410、盖体420、喷嘴440和加热组件450。
腔体壁410上侧开口,晶圆承载机构的基座110布置于所述腔体壁410内侧。加热组件450设置于基座110下表面的下方,加热组件450环绕第一轴体130设置。
盖体420可拆解地盖设于腔体壁410上表面的开口处,基座110与盖体420之间形成反应腔430,盖体420表面中部开设有与第二轴体150同轴的插孔421,喷嘴440插设于插孔421,喷嘴440一端位于插孔421外侧并接气源(图中未示出),喷嘴440另一端伸入反应腔430内侧,喷嘴440在反应腔430内侧端布置有至少一个与反应腔430连通的喷气口441,在本实施例中,参照图11,喷嘴440上喷气口441的数量为三个,包括第一喷气口441a、第二喷气口441b和第三喷气口441c,第一喷气口441a、第二喷气口441b和第三喷气口441c沿厚度方向X间隔排布,每个喷气口的出气方向与基座110的中轴线之间存在夹角。在其他实现方式中,喷嘴440可选用四路或五路进气,即,喷气口的数量为四个或五个,根据实际需求进行选择。
其中,每个喷气口441包括沿厚度方向X延伸的竖直段4411以及与竖直段4411一端相连接的弯折段4412,竖直段4411远离弯折段4412一端与气源连接,弯折段4412远离竖直段4411一端作为出气端朝向基座110的上表面。
参照图4和图5,对本申请实施例所提供的的晶圆处理装置400的使用方式作出如下描述:
在使用时,开启盖体420,将托盘120及其承载的晶圆200放置于容纳槽111的环槽112中,托盘120直接或间接与第二轴体150的第二驱动端连接,盖合盖体420,启动第一轴体130,第一轴体130带动基座110旋转,启动第二轴体150,第二轴体150驱动托盘120及其承载的晶圆200在容纳槽111内旋转,开启加热组件450对基座110进行加热,基座110将加热组件450产生的热量通过热辐射经由托盘120传导至晶圆200以对晶圆200进行加热,在加热过程中,检测晶圆200表面的温度,参照图9,晶圆200在其直径方向上的温度分布中,晶圆200的中心位置(即围绕晶圆200中轴线的区域)温度相对较高,表明加热组件450的加热不均匀。
停止第一轴体130和第二轴体150的驱动,开启盖体420将表面局部温度过高的晶圆200及托盘120取出,参照图4和图5,将调节单片310放置在最内圈的限位腔142中,该调节单片310与晶圆200中心位置在厚度方向X上相对设置,然后将托盘120及托盘120承载的晶圆200重新放置于容纳槽111的环槽112中,盖合盖体420,启动第一轴体130和第二轴体150,启动加热组件450对基座110进行加热,由于容纳槽111内调节单片310的放置,晶圆200温度相对较高区域内的热量可传导至调节单片310内,传导至调节单片310内的热量在该调节单片310内部传导至调节单片310的边缘区域,然后再扩散至调节单片310的周围空间内,最终扩散至托盘120上,并通过托盘120加热晶圆200,参照图10,可使得晶圆200中心温度下降1℃~5℃,提升晶圆200在其直径方向上的温度分布的均匀性。
以上对本申请实施例所提供的一种晶圆承载机构及晶圆处理装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种晶圆承载机构,其特征在于,包括:
基座(110),所述基座(110)的上表面沿所述基座(110)的厚度方向(X)开设有容纳槽(111);
托盘(120),包括用以承载晶圆(200)的承载槽(121),所述托盘(120)设置于所述容纳槽(111)中;
第一轴体(130),所述第一轴体(130)沿所述基座(110)的中轴线延伸,所述基座(110)在所述第一轴体(130)的带动下沿所述中轴线旋转;
调节片(300),所述调节片(300)设于所述容纳槽(111)中且所述调节片(300)被构造为能够从所述容纳槽(111)中移除;
限位结构(140),布置于所述容纳槽(111)的内底壁(111a)上,所述限位结构(140)被构造为能够将所述调节片(300)限制在所述容纳槽(111)内的局部区域;所述托盘(120)的下表面与所述容纳槽(111)的内底壁(111a)在所述厚度方向(X)上的间距为H1,所述调节片(300)在所述厚度方向(X)上的高度为H3,H1>H3
2.如权利要求1所述的晶圆承载机构,其特征在于,所述容纳槽(111)内包括多组所述限位结构(140)及多个与所述限位结构对应的所述局部区域,所述调节片(300)配置为多个,每一所述调节片(300)与至少一个所述局部区域相对应,所述调节片(300)位于所述局部区域时,所述调节片(300)在片内的热传导率大于调节片(300)向所述托盘(120)传递热量的热传导率。
3.如权利要求1所述的晶圆承载机构,其特征在于,所述限位结构(140)包括至少一组环状排布的限位部(141),所述限位部(141)与所述承载槽(121)的中轴线同轴布置,以在所述容纳槽(111)内限定出沿所述承载槽(121)的直径方向间隔排布的两个限位腔(142);
每个所述限位腔(142)在所述厚度方向(X)上的正投影落在所述承载槽(121)内;
所述调节片(300)包括至少两个调节单片(310),所述至少两个调节单片(310)的半径沿所述承载槽(121)的直径方向依次增大,每个所述调节单片(310)被构造为能够放置于一所述限位腔(142)中。
4.如权利要求3所述的晶圆承载机构,其特征在于,所述容纳槽(111)的内侧壁(111b)在所述厚度方向(X)上靠近所述容纳槽(111)的开口一端开设有一环槽(112),所述托盘(120)设置于所述环槽(112)中;
所述限位结构(140)在所述厚度方向(X)上的高度为H2,H1>H2
5.如权利要求3所述的晶圆承载机构,其特征在于,所述限位部(141)为环形凸肋(141a),所述环形凸肋(141a)凸出设置于所述容纳槽(111)的内底壁(111a)。
6.如权利要求3所述的晶圆承载机构,其特征在于,所述限位部(141)为一组呈环形排布并间隔设置的多个凸起(141b),所述凸起(141b)凸出设置于所述容纳槽(111)的内底壁(111a)。
7.如权利要求1所述的晶圆承载机构,其特征在于,所述限位结构(140)包括至少一组环状排布的限位部(141),所述限位部(141)与所述承载槽(121)的中轴线同轴布置,所述限位部(141)配置为一组呈环形排布并间隔设置的多个凹槽(141c),所述凹槽(141c)沿所述厚度方向(X)开设于所述容纳槽(111)的内底壁(111a);
所述调节片(300)上凸出设置有与所述凹槽(141c)相配合的凸出部。
8.如权利要求1所述的晶圆承载机构,其特征在于,所述容纳槽(111)的内底壁(111a)上开设有多个气孔(113);
所述调节片(300)上开设有与所述气孔(113)相对应的导通孔(301)。
9.如权利要求1所述的晶圆承载机构,其特征在于,还包括与所述第一轴体(130)同轴设置的第二轴体(150),所述第一轴体(130)环绕所述第二轴体(150),所述托盘(120)在所述第二轴体(150)的带动下在所述容纳槽(111)内旋转。
10.一种晶圆处理装置,其特征在于,所述晶圆处理装置包括如权利要求1~9任一项所述的晶圆承载机构,所述晶圆处理装置还包括:
腔体壁(410),所述腔体壁(410)上侧开口,所述晶圆承载机构的基座(110)布置于所述腔体壁(410)内侧;
盖体(420),盖设于所述腔体壁(410)上侧的开口,所述基座(110)与所述盖体(420)之间形成反应腔(430);
喷嘴(440),所述喷嘴(440)伸入所述反应腔(430)内,所述喷嘴(440)与所述基座(110)的中轴线同轴布置,所述喷嘴(440)上设置有至少一个与所述反应腔(430)连通的喷气口(441),所述喷气口(441)与所述基座(110)的中轴线之间存在夹角;
加热组件(450),设置于所述基座(110)下方,所述加热组件(450)环绕所述第一轴体(130)。
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