CN218860877U - 一种晶圆的反应腔室及半导体工艺设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆的反应腔室及半导体工艺设备，该反应腔室包括：用于加热晶圆的加热器；承载盘，承载盘的底面形状与加热器的顶面相匹配以使二者充分贴合，承载盘的顶面设有与晶圆大小相当的圆形凹槽，圆形凹槽内设有相同的多个支撑柱以支撑晶圆；以及陶瓷环，陶瓷环套设于承载盘的顶部边缘，陶瓷环的侧面内侧形状与承载盘及加热器的侧壁相匹配以覆盖承载盘的侧壁及加热器侧壁的顶部，陶瓷环的侧面外侧与反应腔室的内壁之间留有预设尺寸的间隙。

Description

一种晶圆的反应腔室及半导体工艺设备

技术领域

本实用新型涉及一种晶圆的反应腔室及半导体工艺设备。

背景技术

现有的半导体薄膜沉积反应若需保证反应正常进行，一般需要求反应腔室内在接近真空或惰性气氛下，达到300℃左右或者更高的反应温度。而对于一些特殊的薄膜沉积半导体设备，对温度极其敏感，晶圆表面的温度分布是否均匀直接决定了薄膜沉积最终的质量效果。晶圆边缘位置的温度和中心位置的温度相差越小，沉积薄膜的均匀性就越高。而现有技术中反应腔室的结构往往无法确保加热过程中晶圆表面温度的均匀分布。

此外，现有的薄膜沉积设备在薄膜沉积的反应过程中，反应物会沉积在加热器表面，使得加热器需频繁更换，而更换加热器的成本较高，拆卸调节复杂，给设备维护带来不便。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种晶圆的反应腔室，包括：用于加热晶圆的加热器；承载盘，该承载盘的底面形状与该加热器的顶面相匹配以使二者充分贴合，该承载盘的顶面设有与晶圆大小相当的圆形凹槽，该圆形凹槽内设有相同的多个支撑柱以支撑晶圆；以及陶瓷环，该陶瓷环套设于该承载盘的顶部边缘，该陶瓷环的侧面内侧形状与该承载盘及该加热器的侧壁相匹配以覆盖该承载盘的侧壁及该加热器侧壁的顶部，该陶瓷环的侧面外侧与该反应腔室的内壁之间留有预设尺寸的间隙。

在一实施例中，优选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该承载盘的底面大小不小于该加热器的底面大小以完全覆盖该加热器。

在一实施例中，优选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该承载盘的底面大小与该加热器的底面大小相同。

在一实施例中，优选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该多个支撑柱在该圆形凹槽内均匀分布。

在一实施例中，可选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该支撑柱有9个。

在一实施例中，优选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该多个支撑柱与该承载盘一体成型。

在一实施例中，可选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该多个支撑柱的高度为0.03±0.005mm。

在一实施例中，可选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该圆形凹槽的直径范围为300mm-301.24mm。

在一实施例中，可选地，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该承载盘的厚度为7.23±0.02mm。

本实用新型的另一方面还提供了一种半导体工艺设备，该设备包括上文中任一项所描述的晶圆的反应腔室。

本实用新型提供的晶圆的反应腔室与半导体工艺设备，在晶圆和加热器之间设置承载盘结构，通过对承载盘的结构设计，使得晶圆在加热过程中表面温度得以均匀分布，提升了工艺效果，同时承载盘对加热器实现了全覆盖，避免了反应物直接沉积在加热器上，提升了设备的使用寿命。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是根据本实用新型的一实施例绘示的晶圆的反应腔室的轴截面的装置结构示意图；

图2是根据本实用新型的一实施例绘示的晶圆的反应腔室中承载盘在轴截面上的装置结构示意图；以及

图3是根据本实用新型的一实施例绘示的晶圆的反应腔室中承载盘的装置结构俯视图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

101晶圆

102加热器

103承载盘

104陶瓷环

105腔室内壁

200承载盘

201支撑柱

202圆形凹槽

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本实用新型的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本实用新型的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本实用新型一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种晶圆的反应腔室与半导体工艺设备，在晶圆和加热器之间设置承载盘结构，通过对承载盘的结构设计，使得晶圆在加热过程中表面温度得以均匀分布，提升了工艺效果，同时承载盘对加热器实现了全覆盖，避免了反应物直接沉积在加热器上，提升了设备的使用寿命。

图1是根据本实用新型的一实施例绘示的晶圆的反应腔室的轴截面的装置结构示意图。

请参照图1，本实用新型提供的晶圆的反应腔室，包括：用于加热晶圆101的加热器102、承载盘103和陶瓷环104。该承载盘103的底面形状与该加热器102的顶面相匹配以使二者充分贴合，从而充分接触以通过承载盘103传递加热器102的热量。

与此用时，该陶瓷环104套设于该承载盘103的顶部边缘，该陶瓷环104的侧面内侧形状与该承载盘103及该加热器102的侧壁相匹配以覆盖该承载盘103的侧壁及该加热器102侧壁的顶部，该陶瓷环104的侧面外侧与腔室内壁105之间留有预设尺寸的间隙，从而满足工艺过程中腔室内的气流走向。

在一实施例中，优选地，如图1所示，该承载盘103的底面大小不小于该加热器102的底面大小以完全覆盖该加热器102。更优地，例如，该承载盘103的底面大小与该加热器102的底面大小相同，从而使得承载盘103对加热器102实现了全覆盖，避免了反应物直接沉积在加热器102上，提升了设备的使用寿命。

图2是根据本实用新型的一实施例绘示的晶圆的反应腔室中承载盘在轴截面上的装置结构示意图；图3是根据本实用新型的一实施例绘示的晶圆的反应腔室中承载盘的装置结构俯视图。

可以结合参考图1～3，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，该承载盘200的顶面设有与晶圆101大小相当的圆形凹槽202，该圆形凹槽内设有相同的多个支撑柱201以支撑晶圆。

在一实施例中，优选地，该多个支撑柱在该圆形凹槽内均匀分布，从而确保通过承载盘热传导至晶圆的热量传递各处分布均匀。图3所示的实施例中，支撑柱201设有9个。

与此同时，在本实用新型提供的晶圆的反应腔室中，优选地，可以参考图2，该多个支撑柱201与该承载盘200一体成型，从而确保热量传递的均匀稳定。

在一实施例中，可选地，该多个支撑柱的高度为0.03±0.005mm，该圆形凹槽的直径范围为300mm-301.24mm，该承载盘的厚度为7.23±0.02mm，本领域技术人员容易理解地，在该尺寸设计下，可以承载12寸大小的晶圆，同时适用于不同的工艺反应及设备。例如，该承载盘可以适用于ALD/PECVD等工艺设备中的铝加热器，能够有效提升加热过程中晶圆表面温度分布的均匀性。

需要说明的是，以上对于反应腔室中各部件的尺寸仅做示例性的说明，目的是为了更好地阐述本实用新型提供的晶圆的反应腔室的装置结构，而非用于限制本实用新型的保护范围。实际使用中可以根据所加工晶圆的尺寸相应地调整大小从而满足不同的晶圆加工需要。

本实用新型的另一方面还提供了一种半导体工艺设备，该设备包括上文中任一项所描述的晶圆的反应腔室。该设备可以适用于大部分需要加热的薄膜沉积工艺，特别是对加热均匀性有着较高需求的薄膜沉积工艺反应，能够在对加热器起到覆盖保护作用的同时确保加热过程中晶圆表面温度的均匀分布，从而提升薄膜沉积的工艺效果。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本实用新型的保护范围应当以所附权利要求为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本实用新型的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆的反应腔室，其特征在于，包括：

用于加热晶圆的加热器；

承载盘，所述承载盘的底面形状与所述加热器的顶面相匹配以使二者充分贴合，所述承载盘的顶面设有与晶圆大小相当的圆形凹槽，所述圆形凹槽内设有相同的多个支撑柱以支撑晶圆；以及

陶瓷环，所述陶瓷环套设于所述承载盘的顶部边缘，所述陶瓷环的侧面内侧形状与所述承载盘及所述加热器的侧壁相匹配以覆盖所述承载盘的侧壁及所述加热器侧壁的顶部，所述陶瓷环的侧面外侧与所述反应腔室的内壁之间留有预设尺寸的间隙。

2.如权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述承载盘的底面大小不小于所述加热器的底面大小以完全覆盖所述加热器。

3.如权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述承载盘的底面大小与所述加热器的底面大小相同。

4.如权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述多个支撑柱在所述圆形凹槽内均匀分布。

5.如权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述支撑柱有9个。

6.如权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述多个支撑柱与所述承载盘一体成型。

7.如权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述多个支撑柱的高度为0.03±0.005mm。

8.如权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述圆形凹槽的直径范围为300mm-301.24mm。

9.如权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述承载盘的厚度为7.23±0.02mm。

10.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的晶圆的反应腔室。

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