
本发明涉及晶圆气相沉积,具体为一种晶圆气相沉积系统及加热组件。
背景技术:
1、晶圆气相沉积是一种在晶圆(硅片)表面沉积特定材料层的技术,晶圆气相沉积多使用化学气相沉积(cvd)。化学气相沉积是将含有所需元素的气体引入到反应室中,然后通过加热让这些气体分解,形成所需的材料并逐渐沉积在晶圆表面,气体并不直接与晶圆表面发生反应,晶圆表面只是作为底层。
2、加热盘在晶圆化学气相沉积工艺中起着至关重要的作用,均匀的温度分布对于气相沉积过程至关重要,因为它可以确保整个晶圆在沉积过程中接受到相同的热处理,从而避免由于温度差异导致的沉积不均匀或缺陷。
3、但是,目前的加热盘在对晶圆加热时仍然容易出现局部温度过高或者过低的情形,也即加热盘的加热温度均匀性存在问题,继而导致托盘上的温度不均匀的温度,最终导致晶圆无法得到均匀的加热,影响气相沉积的结果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种晶圆气相沉积系统及加热组件,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种加热组件,包括:
3、托盘结构,其包括水平设置的托盘体和第一隔热筒,托盘体用于承托并加热晶圆,第一隔热筒同轴固定在所述托盘体的底部;
4、加热结构,其包括隔热板和固定设置在隔热板顶面的加热板以及同轴固定在隔热板底部的中间柱,加热板同轴设置在第一隔热筒的内部并位于托盘体的正下方,加热板用于加热托盘体,中间柱的底端从第一隔热筒的底端向下伸出;
5、异向旋转传动机构,能够使托盘体和隔热板同轴异向旋转;
6、交替换向旋转驱动机构,用于驱动托盘结构或者加热结构交替换向旋转;
7、外架,包裹在托盘结构和部分加热结构的外周。
8、优选的,所述加热板整体呈圆板状,其包括同心设置的外环部分和内圆部分;
9、外环部分包括若干扇形加热块;
10、内圆部分包括两个半圆加热块;
11、其中,两个半圆加热块分别与若干扇形加热块中的两个相对设置的扇形加热块一体成型设置。
12、优选的,异向旋转传动机构包括相对设置的第一锥齿轮和第二锥齿轮以及啮合在第一锥齿轮和第二锥齿轮之间的第三锥齿轮;
13、第一锥齿轮固定套设在第一隔热筒的外围;
14、第二锥齿轮固定套设在环形板的外围,环形板同轴固定在中间柱的外围;
15、第三锥齿轮通过轴承座与外架转动连接。
16、优选的,环形板的上表面设置有第一轴承,且环形板通过第一轴承与第一隔热筒的底端转动连接。
17、优选的,交替换向旋转驱动机构包括升降套以及开设在中间柱外周面底部的螺旋槽,升降套套设在中间柱的外围,且升降套的内周面固定有可在螺旋槽内滑动的凸起;
18、升降套由驱动部件驱动进行竖直升降。
19、优选的,驱动部件包括推杆电机,推杆电机的底部固定端通过安装架固定安装在外架的底部,推杆电机的顶部升降端与升降套固定连接。
20、优选的,外架包括第二隔热筒和隔热顶板,隔热顶板通过螺栓固定安装在第二隔热筒的顶端;
21、隔热顶板的中间开设有圆孔,托盘体设置在圆孔内。
22、优选的,环形板的底部固定有内环,内环的外侧通过第二轴承转动套接有外环,外环与第二隔热筒的内壁之间固定有若干支杆。
23、优选的,托盘体的上表面边缘位置环设有若干晶圆定位件。
24、一种晶圆气相沉积系统,所述的晶圆气相沉积系统包括上述的加热组件。
25、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
26、1、本发明通过设置的异向旋转传动机构,使得托盘体和加热板进行同步异向旋转,此时就可以利用加热板实现对托盘体的旋转加热,加热的均匀性好;进一步的,由于托盘体和加热板的旋转角速度相同,但两者的旋转方向相反,因此,相对于加热板来说,托盘体的旋转速度是托盘体相对于外架旋转速度的两倍,因此,一方面为保证托盘体及其上放置的晶圆的稳定性,可以将托盘体相对于外架的旋转速度设置为晶圆可以保持稳定的速度,利于保证晶圆气相沉积工艺可以顺利的完成,保证沉积膜厚薄的一致性,另一方面,虽然加热板和转速与托盘体保持一致,但由于两者旋转方向相反,因此加热板相对于托盘体来说就处于较高的转速状态,如此,即使加热板因自身缺陷导致的发热少量不均匀,也会因为加热板相对于托盘体的高转速而完成补偿,也不会导致托盘体以及晶圆出现受热不均的情况,晶圆均匀受热有利于提高沉积效果。
27、2、本发明通过将加热板分为同心设置的外环和内圆两部分,并利用多个扇形加热块填充外环部分、两个半圆加热块填充内圆部分,由此,因为外环部分由多个扇形加热块拼接形成,而每个扇形加热块又为独立供电,因此即使其中一个扇形加热块在使用过程中突然损坏而无法发热,剩余的扇形加热块也会因为加热板相对于托盘体的高转速而继续完成对托盘体以及晶圆的持续、稳定、均匀加热,不会因为某一个扇形加热块损坏而导致整个气相沉积工艺中断;进一步的,由于两个半圆加热块填充内圆部分,并且两个半圆加热块分别与若干扇形加热块中的两个相对设置的扇形加热块一体成型设置,因此对加热板圆心位置处电阻丝的安装以及布局提供方便,从而可以实现对托盘体圆心位置的准确均匀加热。
技术特征:1.一种加热组件,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种加热组件,其特征在于,所述加热板整体呈圆板状,其包括同心设置的外环部分和内圆部分;
3.根据权利要求1所述的一种加热组件,其特征在于,异向旋转传动机构包括相对设置的第一锥齿轮和第二锥齿轮以及啮合在第一锥齿轮和第二锥齿轮之间的第三锥齿轮;
4.根据权利要求3所述的一种加热组件,其特征在于,环形板的上表面设置有第一轴承,且环形板通过第一轴承与第一隔热筒的底端转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种加热组件,其特征在于,交替换向旋转驱动机构包括升降套以及开设在中间柱外周面底部的螺旋槽,升降套套设在中间柱的外围,且升降套的内周面固定有可在螺旋槽内滑动的凸起;
6.根据权利要求5所述的一种加热组件,其特征在于,驱动部件包括推杆电机,推杆电机的底部固定端通过安装架固定安装在外架的底部,推杆电机的顶部升降端与升降套固定连接。
7.根据权利要求3所述的一种加热组件,其特征在于,外架包括第二隔热筒和隔热顶板,隔热顶板通过螺栓固定安装在第二隔热筒的顶端;
8.根据权利要求7所述的一种加热组件,其特征在于,环形板的底部固定有内环,内环的外侧通过第二轴承转动套接有外环,外环与第二隔热筒的内壁之间固定有若干支杆。
9.根据权利要求1所述的一种加热组件,其特征在于,托盘体的上表面边缘位置环设有若干晶圆定位件。
10.一种晶圆气相沉积系统,其特征在于,所述的晶圆气相沉积系统包括上述权利要求1-9任意一项所述的加热组件。
技术总结本发明涉及晶圆气相沉积技术领域,尤其为一种晶圆气相沉积系统及加热组件,包括托盘结构,其包括水平设置的托盘体和第一隔热筒,托盘体用于承托并加热晶圆,第一隔热筒同轴固定在所述托盘体的底部;加热结构,其包括隔热板和固定设置在隔热板顶面的加热板以及同轴固定在隔热板底部的中间柱,加热板同轴设置在第一隔热筒的内部并位于托盘体的正下方,加热板用于加热托盘体,中间柱的底端从第一隔热筒的底端向下伸出;异向旋转传动机构,能够使托盘体和隔热板同轴异向旋转;交替换向旋转驱动机构,用于驱动托盘结构或者加热结构交替换向旋转;外架,包裹在托盘结构和部分加热结构的外周。本发明可以在加热板局部发热不均时实现对晶圆的均匀加热。
技术研发人员:闫省,王志龙,闫威省
受保护的技术使用者:江苏恒业半导体技术有限公司
技术研发日:技术公布日:2024/12/23