一种晶圆预热承载盘、晶圆预热承载组件及晶圆预热设备的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆预热处理技术领域，具体涉及一种晶圆预热承载盘、晶圆预热承载组件及晶圆预热设备。


背景技术：

2.在磷化铟等晶圆蒸镀后，其表面附着有多层金属，为使晶圆电学及物理特性（如：电导率、介电常数、致密性）达到更好的效果，需要对晶圆进行快速热处理（rtp）。rtp工艺基于热辐射原理，晶圆放在晶圆承载盘上，然后放入一个进气口和出气口的反应室中。内部中加热源位于晶圆的上面或下面，使晶圆被快速加热。它的主要目的是通过降低温度和缩短时间或只缩短时间来使工艺的热预算减到最小。
3.然而，传统的晶圆承载盘无晶圆固定点位，易造成晶圆在反应室中滑动，这样会导致晶圆与反应室内壁接触，进而使易碎的磷化铟晶圆发生破裂。并且，晶圆承载盘表面直接与晶圆接触，晶圆在快速加热处理时，将无法保证晶圆能受热均匀。
4.因此，行业内亟需一种能解决上述问题的方案。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种晶圆预热承载盘、晶圆预热承载组件及晶圆预热设备，旨在解决晶圆与反应室内壁接触导致晶圆破裂的问题。本实用新型的目的可以通过如下所述技术方案来实现。
6.一种晶圆预热承载盘，包括承载盘主体、盖板及若干个限位台阶，若干个所述限位台阶间隔设置在所述承载盘主体上，各所述限位台阶均包括第一凸台和第二凸台；所述第二凸台位于所述第一凸台的外侧，且所述第二凸台的高度高于所述第一凸台的高度；晶圆置于各所述第一凸台上，且所述晶圆的外周缘抵于各所述第二凸台上形成定位；所述盖板盖合在所述第二凸台上，且所述盖板与所述晶圆之间留设有间隙，所述限位台阶设置成三组不同尺寸的限位台阶，第一组限位台阶与所述晶圆的缺口对应设置；第二组限位台阶所在中心直线与所述第一组限位台阶所在中心直线相互垂直；第三组限位台阶设置在所述第一组限位台阶和所述第二组限位台阶之间，所述第一组限位台阶向承载盘主体中心的凸出宽度大于所述第二组限位台阶向所述承载盘主体中心的凸出宽度，所述第二组限位台阶向所述承载盘主体中心的凸出宽度大于所述第三组限位台阶向承载盘主体中心的凸出宽度。
7.作为优选地，所述限位台阶还包括用于限位所述盖板的挡边块，所述挡边块位于所述第二凸台的侧旁，所述盖板的外周缘抵于所述挡边块上形成定位。
8.作为优选地，所述第一凸台、所述第二凸台及所述挡边块一体成型连接或分体设置，且所述第一凸台、所述第二凸台及所述挡边块均为弧形状。
9.作为优选地，还包括温度监控探针，所述第一凸台设有探针孔位，所述温度监控探针穿设在所述探针孔位内。
10.作为优选地，还包括温度测量板，所述温度测量板放置在所述承载盘主体上的晶
圆预热处，所述温度测量板的导线从所述限位台阶之间的间隔处导出。
11.一种晶圆预热承载组件，包括承载盘支架和晶圆预热承载盘，所述晶圆预热承载盘安装在所述承载盘支架上，所述晶圆预热承载盘为上述所述的晶圆预热承载盘。
12.作为优选地，所述承载盘支架包括支架主体和支架挡板，所述支架主体固定设置在所述支架挡板上，所述支架主体设有承载盘安装位。
13.作为优选地，所述承载盘安装位的边缘设有取件位。
14.一种晶圆预热设备，包括预热设备主体和晶圆预热承载组件，所述预热设备主体设有反应室，所述晶圆预热承载组件插接在所述反应室内，所述晶圆预热承载组件为上述所述的晶圆预热承载组件。
15.与现有技术比，本实用新型的有益效果：
16.本实用新型研发了一种晶圆预热承载盘，通过将晶圆放于第一凸台上，且晶圆的外周缘抵于第二凸台上形成定位，从而有效避免晶圆随意滑动碰撞而导致破裂；且晶圆的上方和下方均留有间隙以供气流流过，保证晶圆受热均匀或冷却。
17.本实用新型还研发了一种晶圆预热承载组件，可装载上述晶圆预热承载盘送至进行预热处理，从而确保上述晶圆预热承载盘能发挥作用，降低晶圆破裂的风险，并确保晶圆受热或冷却均匀。
18.本实用新型还研发了一种晶圆预热设备，基于上述晶圆预热承载组件组合而成，可对晶圆进行预热处理，并且预热处理过程中可避免晶圆随意滑动碰撞而导致破裂，也可保证晶圆受热均匀。
附图说明
19.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
20.图1为本实用新型实施例中晶圆预热承载盘的结构示意图。
21.图2为本实用新型实施例中限位台阶在晶圆预热承载盘上分布的示意图。
22.图3为本实用新型实施例中温度测量板使用时的示意图。
23.图4为本实用新型实施例中晶圆预热承载组件的结构示意图。
24.图5为本实用新型实施例中晶圆预热设备的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
26.一种晶圆预热承载盘，如图1所示，包括承载盘主体11、盖板12及若干个限位台阶13。若干个所述限位台阶13间隔设置在所述承载盘主体11上，使得相邻两限位台阶13之间留有空间，有利于供预热处理的热气流进出。各所述限位台阶13包括第一凸台131和第二凸
台132，所述第二凸台132位于所述第一凸台131的外侧，且所述第二凸台132的高度高于所述第一凸台131的高度。晶圆置于各所述第一凸台131上，且所述晶圆的外周缘抵于各所述第二凸台132上形成定位，避免晶圆随意滑动。所述盖板12盖合在所述第二凸台132上，可避免预热气流直接流出而导致预热效果不佳。且所述盖板12与所述晶圆之间留设有间隙，预热气流可通过该间隙流到晶圆各个位置，使晶圆各个位置均充分与预热气流接触。同样地，当晶圆处理工艺完成后需要对晶圆冷却时，可将冷气流通入到位于晶圆上下两侧的间隙中进行冷却，能达到均匀冷却效果。
27.具体地，如图1所示，放置晶圆预热时，将晶圆放置在限位台阶13的第一凸台131上，第一凸台131为晶圆提供承载力，使晶圆的下方与承载盘主体11之间留有供热气流通过的间隙，确保晶圆底部受热均匀，同时晶圆的侧缘与第二凸台132的侧缘接触，对晶圆起到限制作用，避免晶圆随意滑动碰撞而导致破裂。随后再将盖板12盖合在第二凸台132上，第二凸台132为盖板12提供承载力，可避免由于热气流外泄而导致预热效果不佳的问题，并且第二凸台132的高度使得盖板12与放置在第一凸台131上的晶圆之间同样也留有供热气流通过的间隙，确保晶圆顶部受热均匀。同样地，当晶圆处理工艺完成后需要对晶圆冷却时，可将冷气流通入到位于晶圆上下两侧的间隙中进行冷却，能达到均匀冷却效果。
28.如图2所示，所述限位台阶设置成三组不同尺寸的限位台阶，第一组限位台阶134与晶圆的缺口对应设置，第二组限位台阶135所在中心直线与第一组限位台阶134所在中心直线相互垂直，第三组限位台阶136设置在第一组限位台阶134和第二组限位台阶135之间，第一组限位台阶134向承载盘主体中心的凸出宽度d1大于第二组限位台阶135向承载盘主体中心的凸出宽度d2，第二组限位台阶135向承载盘主体中心的凸出宽度d2大于第三组限位台阶136向承载盘主体中心的凸出宽度d3。
29.具体地，由于晶圆存在缺口，如果各个限位台阶13的凸出宽度保持一致的话，晶圆缺口处则因无法触及到限位台阶13而呈悬空状，此时会导致晶圆受力不均衡而容易出现破碎。如图2所示，为了防止晶圆缺口部分导致晶圆的倾斜而导致晶圆开裂的问题，设置成三组不同尺寸的限位台阶。其中，与晶圆缺口相对应的第一组限位台阶134（即图2中的上下位置的两个第一组限位台阶134）向承载盘主体11中心方向凸出宽度d1需相对第二组限位台阶135向承载盘主体11中心方向凸出宽度d2及第三组限位台阶136向承载盘主体11中心方向凸出宽度d3较大。同时，为了适应第一组限位台阶134并确保晶圆各个位置受力均衡，位于与第一组限位台阶134的所在直线相互垂直的直线上的第二组限位台阶135（即图2中的左右位置的两个第二组限位台阶135）向承载盘主体11中心方向凸出宽度d2大小需介于第一组限位台阶134向承载盘主体11中心方向凸出宽度d1与位于其他位置的第三组限位台阶136向承载盘主体11中心方向凸出宽度d3之间。
30.本实施例中提供的一种晶圆预热承载盘，如图1所示，所述限位台阶13还包括用于限位所述盖板12的挡边块133，所述挡边块133位于所述第二凸台132的侧旁，所述盖板12的外周缘抵于所述挡边块133上形成定位，挡边块133对盖板12起到限制作用，可避免盖板12移位而导致盖合不严，进而避免由于热气流外泄而导致预热效果不佳的问题。当然，限位盖板12的结构不局限于挡边块133结构，例如，可在第二凸台132上设置定位柱，对应在盖板12上凹设有定位槽，当盖板12放于第二凸台132上时，定位柱插入定位槽中定位。
31.本实施例中提供的一种晶圆预热承载盘，如图1所示，所述第一凸台131、所述第二
凸台132及所述挡边块133一体成型，可以保持结构的稳定性。当然，第一凸台131、所述第二凸台132及所述挡边块133也可以分体设置，即第一凸台131、第二凸台132及挡边块133间隔排布在承载盘主体11上。所述第一凸台131、所述第二凸台132及所述挡边块133为弧形状，第二凸台132的内侧周缘与晶圆的外缘贴合、挡边块133的内侧周缘与盖板12的外缘贴合，从而对晶圆、盖板12的位置起到更佳的限定作用。
32.本实施例中提供的一种晶圆预热承载盘，如图2所示，若干个所述限位台阶13围绕所述承载盘主体11的中心呈环形阵列分布，既可以贴合晶圆的圆形的轮廓，也可以确保晶圆受承载支撑力的位置均匀分布。
33.本实施例中提供的一种晶圆预热承载盘，如图1所示，还包括温度监控探针14，所述第一凸台131设有探针孔位，所述温度监控探针14穿设在所述探针孔位内，更有效的监控晶圆受热处理时的温度，便于设备调节温度参数等。
34.本实施例中提供的一种晶圆预热承载盘，如图3所示，还包括温度测量板15，温度测量板15用于测量预热处理前的温度，温度测量板15优选为tc wafer温度测量板。所述温度测量板15放置在所述承载盘主体11上的晶圆预热处，所述温度测量板15的导线从所述限位台阶13之间的间隔处导出。具体地，在晶圆放入晶圆预热承载盘1前，温度测量板15放置在承载盘主体11的晶圆位置处来检测温度，当温度达到预定要求时取出温度测量板15，再将晶圆放置在承载盘主体11上进行预热处理。而本实施例中由于限位台阶13之间存在间隔，温度测量板15的导线可以直接从该间隔中导出，避免出现传统的晶圆预热承载盘的盖板12因受到导线影响倾斜，进而导致晶圆受热不均匀。
35.作为优选地，所述承载盘主体11及所述盖板12均由石墨材料制成。
36.此外，本实用新型还提供一种晶圆预热承载组件，如图4所示，包括承载盘支架2和晶圆预热承载盘1，所述晶圆预热承载盘1安装在所述承载盘支架2上，所述晶圆预热承载盘1为上述的晶圆预热承载盘。进行晶圆预热处理时，将晶圆放置在晶圆预热承载盘1内后，再将晶圆预热承载盘1安装在承载盘支架2上，承载盘支架2装载晶圆预热承载盘1送至进行预热处理，从而确保能充分发挥上述晶圆预热承载盘1的作用，降低晶圆破裂的风险，并确保晶圆受热均匀。
37.本实施例中提供的一种晶圆预热承载组件，如图4所示，所述承载盘支架2包括支架主体21和支架挡板22，所述支架主体21固定设置在所述支架挡板22上，支架挡板22用于与晶圆预热设备的反应室形成密封状态。所述支架主体21设有承载盘安装位23，用于装载晶圆预热承载盘1。所述承载盘安装位23的边缘设有取件位24，取件位24为操作者取出或装配晶圆预热承载盘1提供让位空间，便于操作者快速将晶圆预热承载盘1取出或装在承载盘支架2上。
38.此外，本实用新型还提供一种晶圆预热设备，如图5所示，包括预热设备主体4和晶圆预热承载组件3，所述预热设备主体4设有反应室5，所述晶圆预热承载组件3插接在所述反应室5内，所述晶圆预热承载组件3为上述所述的晶圆预热承载组件3。具体地，进行晶圆预热时，将晶圆预热承载组件3插接在预热设备主体4的反应室5内，预热设备主体4产生热气流并使热气流通入反应室5内以对晶圆进行热处理，在热处理的过程中，晶圆在晶圆预热承载盘1上的位置相对固定，可有效避免晶圆随意滑动碰撞而导致破裂，并且热气流可以从晶圆的上方和下方留有的间隙内流通，保证晶圆受热均匀。
39.以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。