[发明专利]一种基片承载装置及基片处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种基片承载装

置及应用该装置的基片处理设备。

背景技术

随着MOS和CCD等表面器件集成度和性能的提高，利用重惨衬底制备硅外延片代替单晶抛光片已成为发展MOS、IGBT以及超大规模集成电路等的最佳途径。

在生产工艺中，外延设备的反应腔室中除了气流场和热场的分布，基片的承载装置是否能够均匀的向基片传导热量也是决定外延工艺质量的关键因素。反应腔室中基座以中央旋转轴为中心旋转，其上方用于放置硅片，下方设置有感应线圈，用以加热基座，工艺进行时，硅片放在包封SiC的石墨基座上，由感应线圈产生感应电流，通过基座从下表面开始加热硅片，采用高频加热到高温，一般温度到900-1250℃。

传统的石墨基座如图1所示，图1为现有技术一的石墨基座的结构示意图。图中所示石墨基座上的承载槽是平底的圆柱形，当硅片放置在承载槽上时，硅片下表面与基座完全接触。工艺进行时，硅片主要依靠基座与硅片下表面之间的热量传导来获取热量，由于硅片下表面的温度会比上表面的温度要高，使硅片的上表面和下表面之间产生了温差即温度梯度，温度在下表面传递的速度比上表面快，硅片就会向上表面弯曲，而这种弯曲会造成硅片的边缘不再和基座接触而获得的热量会更少，加剧了两面间的温度梯度，使得弯曲更严重。同时硅片中间和边缘也会产生辐射的温度梯度，这些温度梯度在硅片内产生热应力而诱发滑移线和位错产生。影响外延质量，降低良品率，增加成本。

针对上述缺陷现行大多数晶片承载槽对承载槽的形状进行了改进，将常规的承载槽平底改进为凹球面，如图2所示，图2为现有技术二的石墨基座的结构示意图。由于不同类型和大小的硅片在不同的工艺温度下，其翘曲的角度也会不同，而承载槽凹球面的弧度在加工的时候就已经限定，所以在高温下很难与硅片的翘曲角度完全吻合，承载槽与硅片之间仍然存在间隙。

尽管球形底的承载槽在实际应用中广为使用，但是仍然存在以下问题，由于硅片下表面与承载槽底壁之间没有完全接触，存在缝隙，导致硅片中心与边缘受热不均，产生温度梯度，使得硅片内部的热应力依然很大，从而产生位错和滑移线，降低外延质量，进而影响工艺结果。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种基片承载装置及基片处理设备，其能够减小由于基片翘曲而导致的基片中心和边缘之间的温度梯度，使得基片受热均匀，从而提高工艺质量。

为实现上述目的，本发明提供一种基片承载装置，包括基座和用于盛放基片的承载槽，该承载槽形成在基座上，其中，所述基片承载装置还包括能够导热的传导层，所述传导层设置于所述承载槽底壁的上表面上，所述传导层能够在所述基片的工艺温度下软化。

优选地，所述承载槽底面设置为平面或者凹球面。

优选地，所述传导层包括石墨纸和密封设置在所述石墨纸内部的导热材料，该导热材料能够在所述基片的工艺温度下熔化。

优选地，所述导热材料为金、银、铁和铝中的至少一者。

优选地，所述传导层由软陶瓷材料制成。

优选地，所述承载槽的深度设置为当所述基片设置在所述传导层上时，所述基片的上表面不凸出于所述基座的上表面。

作为本发明的另一个方面，还提供一种基片处理设备，该处理设备包括反应腔，所述反应腔中设置有上述本发明提供的基片承载装置，用以在工艺过程中承载基片。

优选地，所述基片处理设备为金属化合物气相沉积设备。

可见，本发明所提供的基片承载装置以及基片处理设备，在工艺温度下，能够使基片背面与承载槽底壁的传导层完全接触，减小由于基片翘曲而导致的基片中心和边缘之间的温度梯度，相应的减小基片的热应力，抑制位错及滑移线的产生，使得基片受热均匀，外延质量提高，从而提高工艺质量。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术一的石墨基座的结构示意图；

图2为现有技术二的石墨基座的结构示意图；

图3为本发明加热前的石墨基座的结构示意图；

图4为本发明加热中的石墨基座的结构示意图；

图5为石墨纸以及密封在石墨纸内的导热材料的结构示意图；

图6为本发明基片处理设备的反应室结构示意图。

附图标记说明

1-基座；2-基片；3-承载槽；4-传导层；5-导热材料；6-石墨纸；