[發明專利]托盤裝置、托盤及半導體處理設備

有效

• 申請號: 201110458095.8
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103184434A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 張慧
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: C23C16/458
• 分類號: C23C16/458;C23C16/455;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒;陳源

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，具體地，涉及一種托盤裝置、托盤及半導體處理設備。

背景技術

金屬有機化合物氣相沉積(MOCVD)是20世紀60年代發展起來的利用金屬有機化合物進行金屬輸運的一種化合物半導體氣相外延新技術。對于MOCVD設備而言，反應腔子系統通常為核心組件，其設計方案對于外延層質量和設備產率具有決定性的影響。傳統的反應腔在硬件上由外壁、托盤、加熱裝置、進氣裝置、以及監測裝置等組成。

目前，為了增大MOCVD設備的產能，通常在反應腔內設置多個彼此平行的托盤，并且與之對應地設置多個氣體噴口，每一個氣體噴口均對應于一個托盤并與之相平行，以將工藝氣體引入到各托盤上。請參閱圖1，其中示出了一種常見的MOCVD設備中的氣體噴口與托盤的結構及位置關系。為了圖示簡潔，圖中僅示出了一個托盤及與其對應的氣體噴口。如圖1所示，在托盤110的上表面設置有基片120，并且在托盤110的大致中心區域設置有氣體分配裝置，該氣體分配裝置包括氣體傳輸通路140以及在氣體傳輸通路140上貼近托盤110而設置的氣體噴口130，工藝氣體自氣體噴口130噴出而形成氣流150，以便在基片120上沉積成膜。

盡管上述結構的托盤和氣體分配裝置目前被廣泛采用，但是在實際應用中，其仍然不可避免地存在下述缺陷：即，由于氣體噴口的開口方向以及經其噴射出的氣流方向均大致平行于托盤及基片，因此，工藝氣體必須自基片上的靠近氣體噴口的一端流向其另一端，而在工藝氣體的上述流動過程中，工藝氣體不斷被消耗并在基片上沉積成膜，由此使得工藝氣體的濃度沿著氣體流動方向逐漸降低，這將導致基片上的沉積薄膜的厚度不均勻，具體表現為：當沿托盤徑向而在承載區中放置一排基片時，沿氣體流動方向，同一基片上的處于上游部分的沉積薄膜的厚度大于處于下游部分的沉積薄膜的厚度；或者當沿托盤徑向而在承載區中放置多排基片時，沿氣體流動方向，處于上游的基片上的沉積薄膜的厚度大于處于下游的基片上的沉積薄膜的厚度，并且同一基片上的處于上游部分的沉積薄膜的厚度大于處于下游部分的沉積薄膜的厚度。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種托盤裝置，其能夠使沉積薄膜的厚度均勻，并能提高產品良率。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種可應用于上述托盤裝置的托盤，其同樣能夠使沉積薄膜的厚度均勻，并能提高產品良率。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種包含上述托盤裝置的半導體處理設備，其同樣能夠使沉積薄膜的厚度均勻，并能提高產品良率。

為此，本發明提供一種托盤裝置，包括用于提供工藝氣體的氣體輸送通道和至少一個用于承載基片的托盤，對應于所述托盤的基片承載面而在所述氣體輸送通道上設置氣體噴口，所述托盤的基片承載面包括承載區和非承載區，并且所述氣體噴口均朝向所述承載區并相對于所述承載區所在平面傾斜設置。

其中，每一個所述托盤均為中空的環形結構，在所述氣體輸送通道上對應于每一個所述托盤均設置有氣體噴口，并且每一個所述氣體噴口均相對于與之對應的所述托盤的承載區所在平面傾斜設置。

其中，所述氣體輸送通道沿所述多個托盤的層疊方向貫穿各個托盤的中空部分，并且對于每一個所述托盤而言，其非承載區均靠近所述托盤的內緣，其承載區均靠近所述托盤的外緣，并且所述承載區與所述非承載區之間的夾角為鈍角。

其中，所述氣體噴口的中心線與所述非承載區相平行。

其中，所述氣體輸送通道設置在所述多個托盤的外圍，并且對于每一個所述托盤而言，其承載區靠近所述托盤的內緣，其非承載區靠近所述托盤的外緣，并且所述承載區與所述非承載區之間的夾角為鈍角。

其中，所述氣體噴口的中心線與所述非承載區相平行。

其中，所述氣體輸送通道沿所述多個托盤的層疊方向貫穿各個托盤的中空部分，并且對于每一個所述托盤而言，其承載區靠近所述托盤的內緣，其非承載區靠近所述托盤的外緣，所述承載區和所述非承載區處于同一個平面內，所述氣體噴口靠近所述承載區并朝向所述承載區而設置。

其中，所述氣體輸送通道設置在所述多個托盤的外圍且沿所述多個托盤的層疊方向延伸覆蓋各托盤，并且對于每一個所述托盤而言，其承載區靠近所述托盤的外緣，其非承載區靠近所述托盤的內緣，所述承載區和所述非承載區處于同一個平面內，所述氣體噴口靠近所述承載區并朝向所述承載區而設置。