[发明专利]一种晶圆载盘

说明书

本发明提供了一种晶圆载盘，其上表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为多个向下凹陷的用于承载晶圆的承载区，不同所述第一区域之间通过第二区域隔离，在所述第一区域的表面上设置有预设结构，所述预设结构使得所述第一区域的表面面积增加。该预设结构使得第一区域和第二区域的温度分布趋于一致。该晶圆载盘的结构具有很好的稳定性，能够保证晶圆载盘的长期使用。并且该晶圆载盘的制备方法较为简单。

技术领域

本发明涉及半导体加工设备领域，尤其涉及一种应用于MOCVD系统的晶圆载盘。

背景技术

在MOCVD(metal organic chemical vapor deposition，金属氧化物化学气相沉积)的反应腔体内安装有一晶圆载盘，该晶圆载盘的上表面上设置有若干个相互隔离的晶圆承载区域。在MOCVD加工过程中，将待加工晶圆放置在晶圆承载区域中，从而对待加工晶圆进行处理。

在加工过程中，由于热量辐射，晶圆载盘表面会以发射一定波长范围的红外线的形式向外散发热量。这些发射的红外线在未被晶圆覆盖的区域能够全部发射出去，而在晶圆承载区域，由于其晶圆承载区域表面被晶圆覆盖阻挡，部分红外线会被待加工晶圆反射或散射，这些反射光或散射光中的一部分会被晶圆下方的晶圆承载区域结构表面吸收，导致晶圆承载区域表面温度的升高，而未被晶圆覆盖的晶圆载盘的表面上没有吸收反射光或散射光，其表面温度不会升高，这就导致晶圆承载区域表面的温度高于载盘中非晶圆承载区域表面的温度，从而使得晶圆载盘表面温度分布不均匀。

为了解决上述晶圆载盘表面温度分布不均匀的问题，现有技术中采用以下两种晶圆载盘结构：

第一种、增加晶圆承载区域的表面粗糙度，以增加晶圆承载区域的光发射量：

这种晶圆载盘结构虽然可以消除或减小温度不均匀的问题，然而由于需要定期对晶圆载盘进行清洗，在清洗过程中，势必会对晶圆承载区域的表面粗糙度造成影响，在经过多次清洗后，晶圆承载区域的表面粗糙度有可能会减小，因而，这种结构的晶圆载盘，在长期使用后，可能仍会出现晶圆载盘表面温度不均匀的问题，因此这种结构不稳定，不能保证晶圆载盘的长期使用。同时石墨盘上的SiC材料镀层在长期的温度变化周期中容易出现表面材料开裂，这些裂缝是随机出现的，也会影响最终的表面粗糙度，也就使得晶圆承载区和非晶圆承载区之间的发射率比率无法精确设定。

第二种、在晶圆承载区域表面和非晶圆承载区域表面形成热辐射系数不同的材料，使得晶圆承载区域表面的热辐射系数大于非晶圆承载区域表面的热辐射系数：

在制备这种结构的晶圆载盘时，需要在晶圆载盘表面的不同区域分别形成不同的材料，这种形成方法需要沉积、抛光等多个步骤，而且由于晶圆承载区是下陷的，所以很难进行这种增加辐射的镀膜工艺，因而，这种结构的晶圆载盘在工艺实现上较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有新结构的晶圆载盘，以使晶圆载盘的整个表面区域的温度分布均匀。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种晶圆载盘，其上表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为多个向下凹陷的用于承载晶圆的承载区，不同所述第一区域之间通过第二区域隔离，在所述第一区域的表面上设置有预设结构，所述预设结构使得所述第一区域的表面面积增加，使得所述第一区域的表面面积与所述第一区域向下投影形成的平面的表面面积的比值范围在1.11～1.61之间。

优选地，所述预设结构使得所述第一区域向下投影形成的平面单位面积内发射的红外线辐射能量I1与所述第二区域单位面积内发射的红外线辐射能量I2满足以下关系：I2＝I1*T^w，其中，T^w为放置在所述晶圆载盘上的待加工晶圆的红外线透过率。

优选地，所述预设结构包括至少一个凹陷结构和/或至少一个突起结构。