[发明专利]一种用于晶圆外延生长的晶圆支撑杆装置、设备及方法

说明书

本发明实施例公开了一种用于晶圆外延生长的晶圆支撑杆装置、设备及方法；所述晶圆支撑杆装置包括：晶圆支撑杆以及套筒组件；其中，所述晶圆支撑杆与所述套筒组件相套接，且所述晶圆支撑杆沿所述套筒组件的轴向方向能够往复移动。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于晶圆外延生长的晶圆支撑杆装置、设备及方法。

背景技术

现有晶圆是通过单晶硅棒生长工序、切片工序、磨削工序、研磨工序、抛光工序和在抛光工序之后去除附着在晶圆上的磨蚀物或杂质的清洁工序来制备的。由这种方法制备的晶圆称为抛光晶圆，在抛光晶圆的表面上生长一层单晶薄膜(也称之为外延层)的晶圆称为外延晶圆。

相比抛光晶圆，外延晶圆具有表面缺陷少、结晶性能优异以及电阻率可控的特性，被广泛地应用于高集成化的集成电路(Integrated Circuit，IC)元件和金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)制程。目前，常规方案中是通过化学气相沉积法对晶圆进行外延生长，具体来说，首先将晶圆传送至外延沉积反应腔室的基座上，然后外延沉积反应腔室升温，达到预设的温度后送入清洁气体(H2)以去除晶圆表面的自然氧化物，之后再送入硅源气体在晶圆的正面连续均匀地生长一层外延层。但是目前通过现有的外延沉积反应生长设备所获得的外延晶圆平坦度不均一，表现为特别是三根晶圆支撑杆分别对应的区域外延层厚度不一致，在外延晶圆正面形成了异常图案。

目前，随着金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)制程工艺的不断发展，线宽度越来越小，其对于晶圆平坦度的要求越来越严格。平坦度不佳的晶圆可能导致失焦，甚至可能影响到化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)的制程，进而影响产品良率。近年来，通常采用纳米形貌(Nanotopography，NT)作为评价晶圆平坦度的参数。需要说明的是，NT是指在空间波长近似0.2～10nm范围内，在质量保证区域(FixedQuality Area，FQA)整个晶圆表面不平整的偏差，一般测试NT参数最常使用的FQA为晶圆表面中央区域的2×2mm²(简称为THA2)和10×10mm²(简称为THA4)区域，可以理解地，NT参数则是指上述区域内的晶圆表面的高低差。另一方面，NT对CMP制程具有显著影响，具体来说，当晶圆表面平坦时，可以均匀地抛光去除介电层；然而，当晶圆局部平坦度不佳时，就会产生过度抛光或抛光不足的现象，而过度抛光可能导致IC元件的提早崩溃，抛光不足可能导致IC元件接触上的错误。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种用于晶圆外延生长的晶圆支撑杆装置、设备及方法；能够改善外延生长过程中晶圆支撑杆与基座各区域温度的均一性，平衡了外延层上晶圆支撑杆对应区域与其他区域的生长速率，以提高外延晶圆的平坦度。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于晶圆外延生长的晶圆支撑杆装置，所述晶圆支撑杆装置包括：晶圆支撑杆以及套筒组件；其中，

所述晶圆支撑杆与所述套筒组件相套接，且所述晶圆支撑杆沿所述套筒组件的轴向方向能够往复移动。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于晶圆外延生长的设备，所述设备包括：

圆盘形基座，所述基座用于承载晶圆；

基座支撑架，所述基座支撑架用于支撑所述基座；

三组根据第一方面所述的晶圆支撑杆装置；

上部石英钟罩和下部石英钟罩，所述上部石英钟罩和所述下部石英钟罩一起围闭出容纳所述基座的反应腔室，其中，所述基座将所述反应腔室分隔成上反应腔室和下反应腔室，所述晶圆放置在所述上反应腔室中；