专利名称：一种托盘和包含该托盘的反应腔的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体设备，特别是一种CVD设备中的托盘及包含该托盘的反应腔。
背景技术：
目前，现有的CVD的反应腔室中设置有托盘，该托盘可以放置多个基板，从而实现大批量的生产。一种简单的设计是直接在托盘上形成圆形的凹槽，使得基板放置于其中。然而，这种设计并不能够很好的进行气相沉积工艺，例如产生气相损耗及影响沉积的均匀性等。基于上述情况，申请号为200880017035.9的中国公开专利提出了一种装置。在托盘上设置多个岛状结构，利用岛状结构来固定和定位基板，例如是由6个岛状结构环绕成一周，使得基板位于所述的6个岛状结构所形成的空间中。但是，这种设计依然具有很大的缺陷:基板与岛状结构对应的部分是与岛状结构接触(或者具有很小的间隙，可近似认为接触)，那么基板的该部分必然就会与岛状结构产生热传导，从而该部分的温度会过度升高，而未与岛状结构相对应的部分，由于不存在接触，因而就不会存在从侧面传来的加热，从而造成基板的温度分布不均匀，此外，由于岛状结构的存在，势必会导致基板周围的温度也是不均匀的，这都会对沉积过程产生很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种托盘和包含该托盘的反应腔，以解决现有技术中基板及其周围的温度分布不均匀的问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种托盘，用于承载多个基板进行CVD过程，所述托盘具有若干个岛状结构，至少三个`所述岛状结构围绕成一凹槽，用于放置基板，所述凹槽为多个，其中，所述岛状结构具有多个远离所述凹槽的凹陷。本发明还提供一种反应腔，包括设置在所述反应腔顶部的喷淋头和设置在所述反应腔底部且与所述喷淋头相对设置的承载台，所述承载台能够相对喷淋头旋转，所述承载台包括如上所述的托盘。本发明提供的托盘，采用若干个具有内凹的边的岛状结构形成凹槽，用来固定和定位基板，所述内凹边上具有内凹的凹陷，以减少岛状结构与基板边缘的接触面积，保障基板边缘与岛状结构均匀接触，从而减少基板的边缘与岛状结构因为接触热传导获得的热量，提高基板的温度的均匀性，也使得基板周围的温度分布更加均匀。那么，包括本发明提供的托盘的反应腔，能够在CVD过程中保持基板温度的均匀性，同时维持较佳的温度场，有利于提高沉积膜层的质量。
图1为本发明第一实施例的托盘的结构示意图；图2为本发明第一实施例的托盘中岛状结构的结构示意图3为本发明另第二实施例的托盘中岛状结构的结构示意图；图4为本发明第三实施例的托盘中岛状结构的结构示意图；图5为本发明第四实施例的托盘中岛状结构的结构示意图；图6为本发明第五实施例的托盘中岛状结构的结构示意图。
具体实施例方式由背景技术中所记载的内容可知，现有技术的托盘存在着由于热传导而导致的基板温度不均匀的问题。本发明的核心思想在于，通过改变岛状结构的结构，使得岛状结构与基板的接触面积变小，从而减少基板的边缘与岛状结构因为热传导获得的热量，提闻基板的温度的均匀性，也使得基板周围的温度分布更加均匀。请参考图1，本发明实施例提供一种托盘I，所述托盘I的材质通常可以是石墨(包括表层涂敷石墨)、石英或者金属物质。所述托盘I上具有多个岛状结构2，所述岛状结构2呈多边形，并且具有内凹的边，至少三个所述岛状结构2的内凹边围绕成一个凹槽3，用于放置基板4。由图1中可看出，岛状结构2的基本形状为等边三角形，优选的，所述凹槽3呈蜂窝图形排布，所述岛状结构2 设置于蜂窝图形的拐点上，即由6个岛状结构2围绕成一个凹槽3，且每个岛状结构2位于一个正六边形的顶点上，这样的排布可以保证对托盘I的利用率最高。围绕成凹槽3的岛状结构2的数量主要是由可以形成的凹槽3的数量及分布情况来决定，因此可以适当的进行变动，以满足对凹槽3的数量的需要。具体的，对于图1中任一个岛状结构2，其基本具有如图2所示的结构，即岛状结构2的三个顶点的连线构成等边三角形，但是所述岛状结构2的每条边21向内凹，从而使得基板4能够贴靠在每条边21的两端上，其中间部分形成凹陷5，如此就能够使得与基板4的接触面积大大降低。请继续参考图1，所述基板4与所述岛状结构2相接触或者具有小于Imm的间距，例如是几十μπι。所述岛状结构2可以是与托盘I 一体成型的，因此所述岛状结构2即为托盘I上的突起，其高度与所述基板4的厚度相当，如此便能够保证膜层沉积时的均匀性。在一个实施例中，所述岛状结构2与所述托盘I可以是嵌入式结合，即托盘在凹槽3周围分布有低于凹槽3的开口，所述岛状结构2插入该开口中。所述岛状结构2的材料优选为与所述托盘I相同，也可以采用托盘I之外的材料制得。在这种情况下，所述岛状结构2的厚度大于所述基板4的厚度，但是当其与托盘I结合后，所述岛状结构2的上表面与所述基板4的上表面齐平或相当，这同样是为了保证沉积时的均匀性。如图3所示，在第二实施例中，设计为每条边21能够与基板4的边完全吻合。所述岛状结构2具有多个远离凹槽的凹陷5，优选的每条边21处至少具有2个凹陷5，且具有共同顶点的两邻边21上的凹陷5中，都具有到该顶点距离相同的一个凹陷5。所述凹陷5的形状和大小本发明不做限定，其距离顶点的距离也可以进行变动，优选的，通常可以是设置在每条边21的三分点(附近)处。围绕成凹槽3的岛状结构2的数量也可以根据岛状结构2的形状来决定，例如，如图4所示，在本发明的第三实施例中，所述岛状结构2的形状可以是内凹的四边形，配合这种形状，例如可以采用4个岛状结构2围绕成一凹槽，其具体凹陷分布可参考上述对图3所示结构的描述。
这种自边21向岛状结构2的中心的凹陷5，能够有效的减少岛状结构2与基板的接触面积，从而减少基板的边缘因与岛状结构2的接触而获得的热传导热量，从而能够使得基板的温度较为均匀。请参考图5，在本发明的第四实施例中，所述岛状结构2至少不同边21上的两个凹陷连通成通道6，从而使得在凹陷之间可进行气体交换，从而进一步优化基板温度的均匀性。图5中仅示出了具有3个开口的情况，对于多于3个开口的岛状结构2，通常采用平行设置的多个开口即可，例如图5中右上端通道6处为多个平行的开口。也可以采取相交的开口或者中间接通。进一步的，为了使得托盘整体自中心到边缘部分基板的温度能够更加均匀，可以在整个托盘的中心(圆心)向外沿半径方向，调整所述开口的位置及数量。具体的，请参考图6，在本发明的第五实施例中，所述岛状结构2自各个顶点到对边21皆贯穿一通道6，三条通道6至少两两相交，图中所示的是三条通道6相交于所述岛状结构2的中心，那么在这种情况下，岛状结构2的边21依然具有凹陷(开口)，能够减少岛状结构2与基板的接触面积，降低热传导，同时从顶端引出的开口还能够均衡不同基板的温度，使得整个托盘自中心到边缘被沟通起来，有利于实时的热量交换，从而保持整体温度场的稳定性。在上述第五实施例中，由于对岛状结构2设置了凹陷或进一步形成通道，还能够有效的影响基板周围，例如上方的温度场的分布，使之更加均匀，如此有利于CVD过程的稳定。基于上述托盘，可以获得一种反应腔，包括设置在所述反应腔顶部的喷淋头和设置在所述反应腔底部且与所述喷淋头相对设置的承载台，所述承载台能够相对喷淋头旋转，其中，所述承载台包括如上任意一实施例所述的托盘。综上所述，本发明提供的托盘，采用若干个具有内凹的边的岛状结构形成凹槽，用来固定和定位基板，所述内凹边上具有内凹的凹陷，以减少岛状结构与基板边缘的接触面积，保障基板边缘与岛状结构均匀接触，从而减少基板的边缘与岛状结构因为接触热传导获得的热量，提高基板的温度的均匀性，也使得基板周围的温度分布更加均匀。那么，包括本发明提供的托 盘的反应腔，能够在CVD过程中保持基板温度的均匀性，同时维持较佳的温度场，有利于提高沉积膜层的质量。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种托盘，用于承载多个基板进行CVD过程，其特征在于:所述托盘具有若干个岛状结构，所述岛状结构呈多边形，并且具有内凹的边，至少三个所述岛状结构的内凹边围成一凹槽，其中所述内凹边上具有内凹的凹陷。
2.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述凹槽呈蜂窝图形排布，所述岛状结构设置于蜂窝图形的拐点上，所述岛状结构具有等边三角形的形状，但每条边向内凹，从而使得基板能够贴靠在每条边上。
3.如权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述基板贴靠在每条边的两端。
4.如权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述岛状结构的每条边具有多个凹陷。
5.如权利要求4所述的托盘，其特征在于，所述岛状结构至少不同边上的两个凹陷连通成通道。
6.如权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述岛状结构自各个顶点到对边皆贯穿一通道，三条通道至少两两相交。
7.如权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述基板与所述岛状结构相接触或者具有小于Imm的间距。
8.如权利要求7所述的托盘，其特征在于，所述岛状结构的上表面与所述基板的的上表面齐平。
9.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，6个岛状结构均匀分布围绕成一凹槽。
10.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述岛状结构与所述托盘一体成型或是嵌入式结合。
11.一种反应腔，包括设置在所述反应腔顶部的喷淋头和设置在所述反应腔底部且与所述喷淋头相对设置的承载台，所述承载台能够相对喷淋头旋转，其特征在于，所述承载台包括权利要求1-10中任意一项所述的托盘。
全文摘要
本发明公开了一种托盘。采用若干个具有内凹的边的岛状结构形成凹槽，用来固定和定位基板，所述内凹边上具有内凹的凹陷，以减少岛状结构与基板边缘的接触面积，保障基板边缘与岛状结构均匀接触，从而减少基板的边缘与岛状结构因为接触热传导获得的热量，提高基板的温度的均匀性，也使得基板周围的温度分布更加均匀。本发明还提供一种包括上述托盘的反应腔，能够在CVD过程中保持基板温度的均匀性，同时维持较佳的温度场，有利于提高沉积膜层的质量。
文档编号C23C16/458GK103173744SQ20131012842
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者孙仁君, 马培培 申请人:光垒光电科技(上海)有限公司