[发明专利]一种外延炉硅片基座

说明书

本发明提供一种外延炉硅片基座，包括基座底盘和导热块，用于降低和调整基座底盘边缘的温度。当基座底盘背部有多余的突起区域，基座底盘正面硅片所在相应的位置温度会随之的变低，随着温度的降低，硅片边缘(110)晶向的边缘位置外延沉积速率也相应降低，通过这种方式，可以使整块硅片边缘的外延生长速度趋于相同，这样便降低了硅片的ESFQR(Edge Site Rrontsurface referenced least sQuares/Range，边缘部位正面基准最小二乘/范围)。导热块可独立加工，这样在实验调整过程中，不需要改变基座底盘，仅需设计不同种类的导热块，即可改变实验条件，寻找最佳的工艺窗口。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，涉及一种外延炉硅片基座。

背景技术

目前，半导体的生产工艺有物理气相沉积法(PVD)和化学气相沉积法(CVD)，最常用是化学气相沉积法(CVD)，即：氢气(H₂)气携带四氯化硅(SiCl₄)、三氯氢硅(SiHCl₃)进入置有硅衬底的高温外延炉，在外延炉内进行高温化学反应，使含硅反应气体还原或热分解，所产生的硅原子在硅片表面上外延生长。

随着科技技术的发展和人们生活水平的不断提升，人们对高性能半导体器件的需求越来越大、要求越来越高。单晶圆中需要更多的芯片，然而硅片严重的边缘下降现象将导致单晶圆边缘器件的损失。近来，DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)等器件的制造商越来越意识到硅片边缘下降参数的重要性，例如平坦度指标ESFQR(Edge Site Rrontsurface referenced least sQuares/Range，边缘部位正面基准最小二乘/范围)和曲率变化指标ZDD(Z-Height Double Differentiation,Z高度双重微分)。当无效边缘区的大小达到0.5mm时，接近(110)的晶面ESFQR值比其他区域大得多。

现有技术公开了一种降低ESFQR的基座，在基座边缘的周向处设置有一组通孔，一定程度上降低了硅片边缘的ESFQR。然而，该方法可能引起气流的不稳定，进而导致硅片厚度不均等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外延炉硅片基座，以降低现有半导体外延工艺中的硅片边缘的ESFQR。

为了达到上述目的，本发明提供了一种外延炉硅片基座，包括：基座底盘，用于承载硅片；在所述基座底盘底部最大外径处设有四个等距分布的“T”形槽；各个所述“T”形槽均设有与之形状相匹配的导热块。采用此设计有效地调节导热块所在区域的热量分布，因此整块硅片边缘的外延生长速度趋于相同，进而达到降低硅片边缘ESFQR的目的。

如上所述的一种外延炉硅片基座，优选地，所述“T”形槽的开槽沿所述基座底盘径向的方向开设。

优选地，所述基座底盘上表面设有同心的圆形阶梯槽，由于当硅片在外延炉内高温环境中下边缘会向上弯曲，采用此圆形阶梯槽的设计可使弯曲的硅片完好地放置在圆形阶梯槽的中心槽中。

优选地，所述导热块插入到所述“T”形槽内，所述导热块与所述“T”形槽可拆卸连接。采用此设计，可有效地防止所述导热块从所述“T”形槽中坠落，所述导热块相比于所述基座底盘可独立加工，这样在实验调整过程中，不需要改变基座底盘，仅需设计不同种类的导热块，即可改变实验条件，寻找最佳的工艺窗口。

优选地，所述导热块插入所述“T”形槽内且能够在所述“T”形槽内滑动，采用此设计，可以通过在不改变基座底盘和导热块的情况下，仅仅通过改变导热块在“T”形槽内的进给量来修正基座底盘上放置硅片边缘的温度。

优选地，各个所述导热块插入到相应的所述“T”形槽内的深度均一致，采用此设计，保证了所述硅片的四个(110)晶面的热量传导平衡，使硅片具有较为良好的平坦度。