CN220450292U - 载板和具有该载板的半导体工艺装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种载板和具有该载板的半导体工艺装置。该载板包括中心载片格，以及设置于所述中心载片格的外周的第一承载组件，所述第一承载组件包括依次连接的多个外围载片格，每个所述外围载片格的几何中心位置高于所述中心载片格的几何中心位置，以使所述载板的形状为凹形。本申请的载板能够有效实现温度、电场以及反应气体的均匀分布，提高镀膜均匀性，进而提高硅片效率。

Description

载板和具有该载板的半导体工艺装置

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及载板和具有该载板的半导体工艺装置。

背景技术

在太阳电池的沉积工艺中，需将硅片放置在载板上然后送入腔室内进行镀膜。腔室内有加热板对载板上的硅片进行加热，然后通过气体管道向腔室内通入反应气体，并通过阴极板启辉放电，使反应气体进行电离反应在硅片上生成薄膜。

然而在沉积过程中，腔室内部会出现中间温度高、四周温度低；中间电场强、四周电场弱以及气体堆积在载板中间难以均匀分布的现象，上述会导致载板上不同位置的膜层生长速率不同，导致镀膜均匀性差，影响硅片效率。

发明内容

基于此，有必要针对沉积过程中温度和电场分布不均匀，导致镀膜均匀性差，从而影响硅片效率的问题，提供一种载板，该载板能够匹配腔室中温度和电场的分布情况，从而提高镀膜均匀性，进而提高硅片的效率。

一种载板，所述载板包括中心载片格，以及设置于所述中心载片格的外周的第一承载组件，所述第一承载组件包括依次连接的多个外围载片格，每个所述外围载片格的几何中心位置高于所述中心载片格的几何中心位置，以使所述载板的形状为凹形。

在其中一个实施例中，所述第一承载组件包括相邻连接的多层，每一层所述第一承载组件包括多个所述外围载片格，多层所述第一承载组件的高度沿远离所述中心载片格的方向相对所述中心载片格的高度逐渐增加。

在其中一个实施例中，所述第一承载组件的相邻两层的高度差为0.1cm～0.5cm。

在其中一个实施例中，所述载板还包括设置于第一承载组件外周的第二承载组件，所述第二承载组件包括依次连接的多个次外围载片格，每个所述次外围载片格相对所述中心载片格偏转倾斜。

在其中一个实施例中，每个所述次外围载片格的几何中心位置高于所述外围载片格的几何中心位置。

在其中一个实施例中，每个所述次外围载片格呈角度连接于所述第一承载组件的所述外周，每个所述次外围载片格的连接角度为0.5°～2°。

在其中一个实施例中，所述中心载片格以及所述外围载片格设有凹槽，所述凹槽用于承载硅片。

在其中一个实施例中，所述中心载片格设有第一卡接部，多个所述外围载片格设有第二卡接部，所述第一卡接部与所述第二卡接部卡接。

在其中一个实施例中，所述载板还包括支撑框架，所述支撑框架与所述中心载片格和所述第一承载组件连接，所述支撑框架设有导电部件。

第二方面，本申请还提供一种半导体工艺装置，所述半导体工艺装置包括如第一方面所述的载板。

上述载板中每个外围载片格相对中心载片格偏转倾斜，以使所述载板的形状为凹形，相比于平面载板，本申请载板的四周及边缘处的电场线和等温线更加密集，能够保证载板四周及边缘处的电场强度和温度，另外由中心载片格和外围载片格形成的凹形载板结构通过形成多个小范围的负压区，能够增加反应气体的流动路径，增加反应气体与载板的接触面积等方式使得反应气体在流动过程中更加充分地混合和分散，减少反应气体的聚集，使得反应气体在流动过程中更容易分布，由此，本申请的载板能够有效实现温度、电场以及反应气体的均匀分布，提高镀膜均匀性，进而提高硅片效率。

附图说明

图1为本申请实施例的载板的立体结构示意图。

图2为本申请实施例的载板的俯视图。

图3为本申请实施例的载板的主视图。

图4为本申请实施例的载板的部分主视图。

图5为图4中A处的放大图。

图6为图4中B处的放大图。

附图标记说明：100、载板；10、中心载片格；20、第一承载组件；21、外围载片格；30、第二承载组件；31、次外围载片格。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

下面将结合具体的实施例对本申请的技术方案做进一步介绍：

半导体工艺例如像光刻工艺、刻蚀工艺、沉积工艺、热处理工艺等都涉及到对硅片的处理，在将硅片送入相应腔室进行工艺处理时，一般选择载板来承载硅片。沉积工艺中的PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition1，等离子体增强化学气相沉积)设备通常由真空腔室、气体注入系统、射频电源、加热装置等组成，将承载有硅片的载板放入真空腔室中间，进行加热电离并通入反应气体镀膜。由于加热装置通常加热板中心四点式功率馈入进行加热，使得加热板的温度中间高四周低；射频电源通常采用阴极板中心四点电源馈入放电，使得阴极板上电场的分布为中间强四周弱，反应气体采用中心一点式管路通入，反应气体易堆积在载板的中部，上述温度、电场以及气体在真空腔室的不均匀分布，会导致载板不同位置的镀膜速率差异过大，导致镀膜均匀性差，影响硅片的效率。

基于此，第一方面，请一并参阅图1至图2，图1是本申请实施例载板的立体结构示意图，图2是载板的俯视图，图2中不同阴影区域代表不同层，其中10对应的阴影区是指中心载片格10所在层，10外周的第一圈阴影区20是指第一承载组件20的第一层，第二圈阴影区20是指第一承载组件20的第二层，最外周的区域则是指第二承载组件30。本申请提供一种载板100，该载板100包括中心载片格10以及设置于中心载片格10的外周的第一承载组件20，第一承载组件20包括依次连接的多个外围载片格21，每个所述外围载片格21的几何中心位置高于所述中心载片格10的几何中心位置，以使载板100的形状为凹形。将申请实施例的载板100放置在上述真空腔室中，凹形载板100的四周及边缘处的电场线和等温线更加密集，能够匹配真空腔室内的温度以及电场的变化，保证载板100四周及边缘处的电场强度和温度。另外由中心载片格10和外围载片格21连接形成的凹形载板100能够形成多个小负压区，增加反应气体的流动路径以及与载板100的接触面积，使得反应气体在流动过程中更加充分地混合和分散至载板100的四周及边缘，减少反应气体在中部的聚集，使得反应气体在流动过程中更加均匀的分布。由此，本申请的载板100能够匹配现有的镀膜腔室的温度、电场以及气体环境，有效实现温度、电场以及反应气体在载板100上的均匀分布，提高镀膜均匀性，进而提高硅片效率。

进一步地，第一承载组件20设置在中心载片格10的外周，即第一承载组件20可以设置在中心载片格10的左右侧，或者前后侧，或者围绕中心载片格10同时设置在各个方位等，均能够形成凹形载板100。当第一承载组件20设置在中心载片格10的左右侧，能够在左右方向上均匀温度、电场或者气流的分布，当第一承载组件20设置在中心载片格10的前后侧时，能够在前后方向上均匀温度、电场或者气流的分布。优选地，将第一承载组件20围绕中心载片格10设置在中心载片格10的各个方向，能够从多个方向匹配温度、电场或者气流的分布。提高载板100各处的镀膜均匀性。

一些实施例中，每个外围载片格21的几何中心位置高于中心载片格10的几何中心位置。由于加热板和阴极放电板以及反应气体管路通常位于真空腔室的顶部，距离顶部越近，温度越高，电场强度越高，反应气体越多。由此使得载板100的外周的高度高于中心载片格10的高度，能够进一步提高载板100外周及边缘的温度、电场强度以及反应气体，从能够更加均匀的镀膜。

一些实施例中，请继续参阅图2，第一承载组件20包括相邻连接的多层，每一层第一承载组件20包括多个外围载片格21。每一层承载组件20的多个外围载片格21可以围设在相邻层承载组件20的全部外周以在图2所示的视角形成闭环结构。在一些实施例中，某层承载组件20的多个外围载片格21也可以依次连接形成开环结构，也即围设在相邻层承载组件20的部分外周。沿远离中心载片格10的方向，多层第一承载组件20的高度相对中心载片格10的高度逐渐增加。由此，第一承载组件20的内部为阶层状的结构，沿载板100的外周至中心载片格10的方向，阶层数逐渐增加。示例性地，第一承载组件20可为一层、两层、三层、四层或五层等，本实施例对此不做具体限定，可根据需要承载的硅片数量进行选择。

进一步地，沿载板100的高度方向上，第一承载组件20各层的外边缘围设轮廓形成的投影面积逐层增大，能够实现载板100更大范围内的均匀镀膜。

请一并参阅图3至图5，图3为载板100的主视图，图4为载板的部分主视图，图5是图4中A处的放大图。一些实施例中，第一承载组件20的相邻两层的高度差h为0.1cm～0.5cm。高度差小于0.1cm，镀膜均匀性难以得到明显的改善，高度差大于0.5cm，使得载板100外周的外围载片格21距离阴极板过近，容易造成载板100边缘打火。示例性地，第一承载组件20的相邻两层的高度差可为上述范围内的任一点值，例如可谓0.1cm、0.2cm、0.3cm、0.4cm、0.5cm等。

一些实施例中，请一并参阅图2及图4，载板100还包括设置于第一承载组件20外周的第二承载组件30，所述第二承载组件30包括依次连接的多个次外围载片格31，每个所述次外围载片格31相对所述中心载片格10偏转倾斜。设置第二承载组件30能够进一步拓宽载板100尺寸，从而能够提高载板100更大范围内的镀膜均匀性。

一些实施例中，每个所述次外围载片格31的几何中心位置高于所述外围载片格21的几何中心位置。能够使得载板100的外周的高度进一步高于外围载片格21的高度，能够进一步增加载板100外周的温度、电场强度以及反应气体，从而能够更加均匀的镀膜。

请继续参阅图2，沿载板100的高度方向上，第二承载组件30的外边缘围设轮廓形成的投影面积大于第一承载组件20，能够进一步增加载板100均匀镀膜的区域范围。

一些实施例中，请参阅图6，图6是图4的B处放大图。每个次外围载片格31呈角度连接于第一承载组件20的外周，每个次外围载片格31的连接角度为0.5°～2°。呈角度连接的次外围载片格31，向中心载片格10倾斜可以更好的改善边缘载片格的气体分布，连接角度小于0.5°，改善效果不明显，连接角度大于2°会使载板100的次外周载片格距阴极板过近，容易造成载板100边缘打火。示例性地，连接角度为上述范围内的任一点值，例如可为0.5°、0.8°、1.0°、1.3°、1.5°、1.7°、2°等。

需要进行说明的时，本申请实施例中的中心载片格10、外围载片格21以及次外围载片格31均能够承载硅片，通常一个载片格中承载一个硅片。中心载片格10可为一个载片格，也可为多个中心载片格10连接所形成的一个中心区域。本申请并不限定各类载片格的具体形状，各类载片格的形状可为四边形、五边形或六边形等。

一些实施例中，中心载片格10、外围载片格21设有凹槽，凹槽用于盛装硅片；中心载片格10设有第一卡接部，多个外围载片格21设有第二卡接部，第一卡接部与第二卡接部卡接。设置卡接部能够使得中心载片格10和外围载片格21卡接的更加牢固，且便于载板100的拆装。示例性地，第一卡接部和第二卡接部中的一个设有卡接凸起，另一个设有卡接凹槽，采用凹凸结合的方式能够使得中心载片格10和外围载片格21之间形成可拆卸连接，减少连接部件的使用，便于装配。进一步地，次外围载片格31也设有凹槽，且设有第三卡接部，第三卡接部与第二卡接部卡接。

进一步地，第一卡接部同时设有凸起和凹槽，第二卡接部同时设有凸起和凹槽，中心载片格10之间通过第一卡接部的凸起和凹槽进行配合，即一个中心载片格10的第一卡接部的凸起与另一个中心载片格10的第一卡接部的凹槽可拆卸连接，外围载片格21和次外围载片格31可同样通过这种方式进行卡接。

一些实施例中，载板100还包括支撑框架，支撑框架与第一承载组件20和第二承载组件30连接，支撑框架设有导电部件。由于在镀膜过程中由阴极板放电电离反应气体，并在硅片表面进行反应，这就要求载板100与下加热板之间处于导电状态，将载板100下的支撑框架中使用导电部件，能够改善导电情况，减少打火现象的产生。示例性地，导电部件可为铜片或铝片等，本实施例对此不做具体限定。

第二方面，本申请还提供一种半导体工艺装置，该半导体工艺装置包括如第一方面的载板100，该半导体工艺装置可为气相沉积设备、硅片刻蚀设备等，本实施例对此不做具体限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种载板(100)，其特征在于，所述载板(100)包括中心载片格(10)，以及设置于所述中心载片格(10)的外周的第一承载组件(20)，所述第一承载组件(20)包括依次连接的多个外围载片格(21)，每个所述外围载片格(21)的几何中心位置高于所述中心载片格(10)的几何中心位置，以使所述载板(100)的形状为凹形。

2.根据权利要求1所述的载板(100)，其特征在于，所述第一承载组件(20)包括相邻连接的多层，每一层所述第一承载组件(20)包括多个所述外围载片格(21)，多层所述第一承载组件(20)的高度沿远离所述中心载片格(10)的方向相对所述中心载片格(10)的高度逐渐增加。

3.根据权利要求2所述的载板(100)，其特征在于，所述第一承载组件(20)的相邻两层的高度差为0.1cm～0.5cm。

4.根据权利要求1所述的载板(100)，其特征在于，所述载板(100)还包括设置于第一承载组件(20)外周的第二承载组件(30)，所述第二承载组件(30)包括依次连接的多个次外围载片格(31)，每个所述次外围载片格(31)相对所述中心载片格(10)偏转倾斜。

5.根据权利要求4所述的载板(100)，其特征在于，每个所述次外围载片格(31)的几何中心位置高于所述外围载片格(21)的几何中心位置。

6.根据权利要求4所述的载板(100)，其特征在于，每个所述次外围载片格(31)呈角度连接于所述第一承载组件(20)的所述外周，每个所述次外围载片格(31)的连接角度为0.5°～2°。

7.根据权利要求1至6任一项所述的载板(100)，其特征在于，所述中心载片格(10)以及所述外围载片格(21)设有凹槽，所述凹槽用于承载硅片。

8.根据权利要求1至6任一项所述的载板(100)，其特征在于，所述中心载片格(10)设有第一卡接部，多个所述外围载片格(21)设有第二卡接部，所述第一卡接部与所述第二卡接部卡接。

9.根据权利要求1至6任一项所述的载板(100)，其特征在于，所述载板(100)还包括支撑框架，所述支撑框架与所述中心载片格(10)和所述第一承载组件(20)连接，所述支撑框架设有导电部件。

10.一种半导体工艺装置，其特征在于，所述半导体工艺装置包括如权利要求1至9任一项所述的载板(100)。