CN114883229A - 晶舟及半导体设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶舟及半导体设备，晶舟多个间隔设置的舟片组，每个舟片组包括两个相对且间隔设置的舟片，相邻的两个舟片组用于与射频电源的相反电极连接，且同一个舟片组中的舟片均用于与射频电源的同一电极连接，相邻的两个舟片组之间的间隔空间用于放置晶片。本发明提供的晶舟及半导体设备，能够实现单侧放电，提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，从而能够改善镀膜效果。

Description

晶舟及半导体设备
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，具体地，涉及一种晶舟及半导体设备。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，简称PECVD)设备中的管式PECVD设备通常采用石墨材质的载片舟承载晶片，载片舟包括间隔设置的多个石墨片，晶片承载于相邻的两个石墨片之间，相邻的两个石墨片分别与射频电源的正极和负电极连接，通过脉冲射频激发相邻的两个石墨片之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体，并通过向相邻的两个石墨片施加相反的交变电压使等离子在相邻的两个石墨片之间加速运动，从而在晶片表面进行镀膜。
但是，随着镀膜厚度减薄的需求，传统的采用低频射频快速镀厚膜的方式已经无法满足，需要采用高频率射频，而由于高频率射频的能量衰减快，且石墨片的表面积较大，使得高频率射频在石墨片表面的能量密度偏低，无法满足石墨片的双侧放电(即，一个石墨片和与其相邻的两侧的两个石墨片之间放电)，导致激发一个石墨片和与其相邻的两个石墨片之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体不稳定，造成晶片表面的镀膜效果变差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种晶舟及半导体设备，其能够实现单侧放电，提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，从而改善镀膜效果。
为实现本发明的目的而提供一种晶舟，包括多个间隔设置的舟片组，每个所述舟片组包括两个相对且间隔设置的舟片，相邻的两个所述舟片组用于与射频电源的相反电极连接，且同一个所述舟片组中的所述舟片均用于与所述射频电源的同一电极连接，相邻的两个所述舟片组之间的间隔空间用于放置晶片。
可选的，相邻的两个所述舟片之间的间距范围为0.5mm-100mm。
可选的，相邻的两个所述舟片之间的间距大小与所述射频电源加载至所述舟片的射频的频率呈正相关。
可选的，所述晶舟还包括绝缘连接杆，所述舟片上设置有通孔，所述绝缘连接杆穿过所述通孔，所述舟片可拆卸地连接于所述绝缘连接杆上。
可选的，所述晶舟还包括多个绝缘间距调节件，所述绝缘间距调节件设置在相邻的两个所述舟片之间，多个所述绝缘间距调节件中的部分所述绝缘间距调节件的厚度不同，所述绝缘间距调节件用于调节相邻的两个所述舟片之间的间距。
可选的，所述绝缘间距调节件的厚度范围为0.5mm-100mm。
可选的，所述绝缘间距调节件为环状，所述绝缘间距调节件套设在所述绝缘连接杆上，所述绝缘间距调节件的外径大于所述通孔的孔径，且所述绝缘间距调节件的两个端面分别与相邻的两个所述舟片相抵接。
可选的，所述舟片的材质为石墨。
可选的，所述绝缘连接杆和所述绝缘间距调节件的材质为陶瓷。
本发明还提供一种半导体设备，包括如本发明提供的所述晶舟。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的晶舟，通过间隔设置多个舟片组，并使相邻的两个舟片组与射频电源的相反电极连接，且使同一个舟片组中的舟片均与射频电源的同一电极连接，可以使同一个舟片组中的两个舟片为同等电动势，消除同一个舟片组中的两个舟片之间的电势差，使同一个舟片组中的两个舟片之间不会形成电磁场，消除同一个舟片组中的两个舟片激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体的可能性，而使相邻的两个舟片组中的相邻的两个舟片可以激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体，从而能够实现舟片的单侧放电，提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，进而能够改善镀膜效果。
本发明提供的半导体设备，借助本发明提供的晶舟，能够实现单侧放电，提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，从而能够改善镀膜效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的晶舟的结构示意图；
附图标记说明：
1-晶舟；11-舟片；12-绝缘连接杆；13-绝缘间距调节件。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的晶舟及半导体设备进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供一种晶舟1，包括多个间隔设置的舟片组，每个舟片组包括两个相对且间隔设置的舟片11，相邻的两个舟片组用于与射频电源的相反电极连接，且同一个舟片组中的舟片11均用于与射频电源的同一电极连接，相邻的两个舟片组之间的间隔空间用于放置晶片。
本发明实施例提供的晶舟1，通过间隔设置多个舟片组，并使相邻的两个舟片组与射频电源的相反电极连接，且使同一个舟片组中的舟片11均与射频电源的同一电极连接，可以使同一个舟片组中的两个舟片11为同等电动势，消除同一个舟片组中的两个舟片11之间的电势差，使同一个舟片组中的两个舟片11之间不会形成电磁场，消除同一个舟片组中的两个舟片11激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体的可能性，而使相邻的两个舟片组中的相邻的两个舟片11可以激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体，从而能够实现舟片11的单侧放电，提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，进而改善镀膜效果。
如图1所示，例如，晶舟1可以包括五个间隔设置的舟片组，图1的由左至右分别为第一个舟片组至第五个舟片组(本发明实施例中所说的左和右仅是图示方向，并不代表实际方向)，第一个舟片组中的两个舟片11可以均用于与射频电源的负电极连接，第二个舟片组中的两个舟片11可以均用于与射频电源的正电极连接，第三个舟片组中的两个舟片11可以均用于与射频电源的负电极连接，第四个舟片组中的两个舟片11可以均用于与射频电源的正电极连接，第五个舟片组中的两个舟片11可以均用于与射频电源的负电极连接，即，同一个舟片组中的舟片11均用于与射频电源的同一电极连接，相邻的两个舟片用于与射频电源的相反电极连接。
在图1所示的五个间隔设置的舟片组中，由左至右，第一个舟片组与第二个舟片组之间的间隔空间可以用于放置晶片，第二个舟片组与第三个舟片组之间的间隔空间可以用于放置晶片，第三个舟片组与第四个舟片组之间的间隔空间可以用于放置晶片，第四个舟片组与第五个舟片组之间的间隔空间可以用于放置晶片，即，相邻的两个舟片组之间的间隔空间用于放置晶片。
但是，本发明实施例提供的晶舟1所包括的舟片11的数量和舟片组的数量并不以此为限。
下面以图1的由左至右，第一个舟片组至第三个舟片组为例进行说明，由于第二个舟片组中的两个舟片11均与射频电源的正电极连接，因此，第二个舟片组中的两个舟片11的电压和相位角相同，第二个舟片组中的两个舟片11为同等电动势，消除了第二个舟片组中的两个舟片11之间的电势差，使第二个舟片组中的两个舟片11之间不会形成电磁场，消除了第二个舟片组中的两个舟片11激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体的可能性，而由于第一个舟片组中的两个舟片11均与射频电源的负电极连接，第三个舟片组中的两个舟片11均与射频电源的负电极连接，因此，第二个舟片组中左侧的舟片11(即，图1的由左至右第三个舟片11)与第一个舟片组中右侧的舟片11(即，图1的由左至右第二个舟片11)之间具有电势差具有电磁场，可以激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体，且第二个舟片组中右侧的舟片11(即，由图1的左至右第四个舟片11)与第三个舟片组中左侧的舟片11(即，由图1的左至右第五个舟片11)之间具有电势差具有电磁场，可以激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体，从而使得第二个舟片组中的两个舟片11均能够实现单侧放电，继而能够提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，进而能够改善镀膜效果。
另外，如公开号为CN214753673U公开的一种晶舟1，在与射频电源的相反电极连接的两个舟片11之间设置绝缘件，通过绝缘件对与射频电源相反电极连接的两个舟片11之间的间隔空间进行物理阻挡的方式，来阻止与射频电源相反电极连接的两个舟片11激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体。由于舟片11与绝缘件是机械连接，人工装配过程会有缝隙，而此缝隙可能造成与射频电源相反电极连接的两个舟片11之间的间隔空间无法被绝缘件完全阻挡，导致与射频电源相反电极连接的两个舟片11之间的工艺气体仍然会在绝缘件的外表面形成不稳定的辉光放电区域，从而激发等离子体淀积在舟片11上，多次工艺后，会导致舟片11变脏，污染晶片。并且，常用的绝缘件为陶瓷材质，价格昂贵且难以加工，导致晶舟1的成本增加。并且，陶瓷易碎且密度较高，陶瓷的绝缘件重量较重，造成绝缘件的放置和固定困难，机械结构可靠性较差，难以大规模使用。并且，两个舟片11之间的间隔空间需要根据不同工艺的需求来进行调整，导致绝缘件的厚度也需要随之调整，而加工不同厚度的绝缘件，也会造成成本的增加。
而本发明实施例提供的晶舟1，是通过使同一个舟片组中的舟片11均与射频电源的同一电极连接，以使同一个舟片组中的两个舟片11为同等电动势，消除同一个舟片组中的两个舟片11之间的电势差，使同一个舟片组中的两个舟片11之间不会形成电磁场，消除同一个舟片组中的两个舟片11激发二者之间的工艺气体发生辉光放电产生等离子体的可能性，也就是说，工艺气体在同一个舟片组中的两个舟片11之间完全不会被激发发生辉光放电产生等离子体，因此，本发明实施例提供的晶舟1在多次工艺后，舟片11依然能保持干净，不会造成脏污，并且，本发明实施例提供的晶舟1，由于无需使用绝缘件，因此，自然也就不会增加成本、重量，也不会造成设计、加工及装配困难。
在本发明一优选实施例中，相邻的两个舟片11之间的间距范围可以为0.5mm-100mm。
在实际应用中，相邻的两个舟片11之间的间距，可以根据不同工艺的工艺需求进行调整，以能够在镀膜工艺均匀性、承载晶片数量和电磁场稳定性之间进行多重组合搭配。
在本发明一优选实施例中，相邻的两个舟片11之间的间距大小可以与射频电源加载至舟片11的射频的频率呈正相关。
也就是说，射频电源加载至舟片11的射频的频率越大，相邻的两个舟片11之间的间距越大，射频电源加载至舟片11的射频的频率越小，相邻的两个舟片11之间的间距越小。
如图1所示，在本发明一优选实施例中，晶舟1可以还包括绝缘连接杆12，舟片11上设置有通孔，绝缘连接杆12穿过通孔，舟片11可拆卸地连接于绝缘连接杆12上。
也就是说，绝缘连接杆12穿过多个舟片11上的通孔，多个舟片11通过绝缘连接杆12连接。通过使多个舟片11可拆卸地连接于绝缘连接杆12上，可以便于对相邻的两个舟片11之间的间距进行调节，并且可以便于对舟片11进行更换。
如图1所示，在本发明一优选实施例中，晶舟1可以还包括多个绝缘间距调节件13，绝缘间距调节件13设置在相邻的两个舟片11之间，多个绝缘间距调节件13中的部分绝缘间距调节件13的厚度不同，绝缘间距调节件13用于对相邻的两个舟片11之间的间距进行调节。
通过将不同厚度的绝缘间距调节件13设置在相邻的两个舟片11之间，可以改变相邻的两个舟片11之间的间距，对相邻的两个舟片11之间的间距进行调节，以使晶舟1能够适用于不同工艺。
在本发明一优选实施例中，绝缘间距调节件13的厚度范围可以为0.5mm-100mm。
这样能够实现相邻的两个舟片11之间的间距范围为0.5mm-100mm。
在本发明一优选实施例中，绝缘间距调节件13可以为环状，绝缘间距调节件13可以套设在绝缘连接杆12上，绝缘间距调节件13的外径大于通孔的孔径，且绝缘间距调节件13的两个端面分别与相邻的两个舟片11相抵接。
通过使绝缘间距调节件13以为环状，并使绝缘间距调节件13的外径大于舟片11上的通孔的孔径，这样当绝缘间距调节件13套设在绝缘连接杆12上时，可以避免绝缘间距调节件13从舟片11上的通孔穿过，以使绝缘间距调节件13的两个端面能够分别与相邻的两个舟片11相抵接，从而能够借助绝缘间距调节件13对相邻的两个舟片11之间的间距进行调节。
在本发明一优选实施例中，舟片11的材质可以为石墨。
在本发明一优选实施例中，绝缘连接杆12和绝缘间距调节件13的材质可以为陶瓷。
本发明实施例还提供一种半导体设备，包括如本发明实施例提供的晶舟1。
本发明实施例提供的半导体设备，借助本发明实施例提供的晶舟1，能够实现单侧放电，提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，从而能够改善镀膜效果。
综上所述，本发明实施例提供的晶舟1及半导体设备，能够实现单侧放电，提高激发工艺气体发生辉光放电产生等离子体的稳定性，从而能够改善镀膜效果。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶舟，其特征在于，包括多个间隔设置的舟片组，每个所述舟片组包括两个相对且间隔设置的舟片，相邻的两个所述舟片组用于与射频电源的相反电极连接，且同一个所述舟片组中的所述舟片均用于与所述射频电源的同一电极连接，相邻的两个所述舟片组之间的间隔空间用于放置晶片。
2.根据权利要求1所述的晶舟，其特征在于，相邻的两个所述舟片之间的间距范围为0.5mm-100mm。
3.根据权利要求2所述的晶舟，其特征在于，相邻的两个所述舟片之间的间距大小与所述射频电源加载至所述舟片的射频的频率呈正相关。
4.根据权利要求1所述的晶舟，其特征在于，所述晶舟还包括绝缘连接杆，所述舟片上设置有通孔，所述绝缘连接杆穿过所述通孔，所述舟片可拆卸地连接于所述绝缘连接杆上。
5.根据权利要求4所述的晶舟，其特征在于，所述晶舟还包括多个绝缘间距调节件，所述绝缘间距调节件设置在相邻的两个所述舟片之间，多个所述绝缘间距调节件中的部分所述绝缘间距调节件的厚度不同，所述绝缘间距调节件用于调节相邻的两个所述舟片之间的间距。
6.根据权利要求5所述的晶舟，其特征在于，所述绝缘间距调节件的厚度范围为0.5mm-100mm。
7.根据权利要求5所述的晶舟，其特征在于，所述绝缘间距调节件为环状，所述绝缘间距调节件套设在所述绝缘连接杆上，所述绝缘间距调节件的外径大于所述通孔的孔径，且所述绝缘间距调节件的两个端面分别与相邻的两个所述舟片相抵接。
8.根据权利要求1所述的晶舟，其特征在于，所述舟片的材质为石墨。
9.根据权利要求5所述的晶舟，其特征在于，所述绝缘连接杆和所述绝缘间距调节件的材质为陶瓷。
10.一种半导体设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的晶舟。
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