用于处理装置的支承系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于能够处理基片和／或晶片的装置的支承系统（１），所述系统包括具有基本平坦表面的固定基件（１０），在平坦表面上形成有带有基本平坦底部的基本圆柱形的支座（１１），以及可动的支承件（２０），其具有基本为盘形的形状，置于所述支座（１１）内，能够围绕支座（１１）的轴线进行旋转并具有基本平坦的底面和设置有至少一个用于基片或晶片的凹穴（２１）的基本平坦的顶面；以及一个或多个气流的一个或多个通道（１２），其中所述通道（１２）按照倾斜并优选为相对于所述轴线偏斜的方向设置在支座（１１）内，以便抬起并旋转所述支承件（２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于处理基片和/或晶片的装置的支承系统。
技术介绍
为了产生集成电路或电子和光电子元件，需要处理基片和/或晶片；后者可由一种材料(半导体或绝缘体)或多种材料(导体、半导体和绝缘体)制成；术语“基片”和术语“晶片”实际上通常指相同物品，也就是通常为盘形的薄元件(在太阳能电池中它为正方形)；当元件基本只用作半导体材料的支承层或结构时使用第一术语；在其他情况下通常使用第二术语。现有的处理形式包括加热的纯粹热处理和化学/物理处理；外延生长是最普通的化学/物理处理。通常，为了在基片上实行半导体材料(Si、Ge、SiGe、GaAs、AIN、GaN、SiC...)的外延生长，当材料生长质量适用于为电子用途时需要高温。对于半导体材料，例如硅，使用的温度通常从1000℃到1200℃。对于半导体材料如碳化硅，甚至需要更高的温度；特别地，对于碳化硅通常使用从1500℃到1800℃的温度。在保持高温的过程中，生长工艺通常持续几十分钟。因此，用于碳化硅或类似材料的外延生长的反应器首先需要产生热量的系统，从而能够在反应腔室内达到这些温度；当然，希望系统不仅能够有效地产生热量，而且能够高效地产生热量。因此，具有热壁的反应腔室用于这些类型的反应器中。加热反应腔室壁的一种最适合的方法是基于电磁感应的方法，其提供由导电材料制成的元件、感应器和交流电流(频率通常在2kHz和20kHz之间)；电流在感应器中流动以便产生可变磁场，并且定位所述元件而使其浸于可变磁场中；元件中的感应电流因可变磁场而通过焦耳效应加热元件；这种加热元件被称作感受器并在使用适合的材料时也能直接用作反应腔室的壁。在具有冷壁的反应器中，感应加热也是非常广泛的；这时，通过感应加热的元件是基片支承件。外延生长反应器还需要使反应腔室与外界环境绝热，以便特别地限制热损失，并很好地进行密封，进而一方面防止反应气体扩散和污染外部环境，另一方面防止气体从外部环境进入和污染反应环境。在用于处理基片和/或晶片的装置中，特别是在外延反应器中，使基片支承件旋转是非常普通的；通常，该旋转通过驱动装置来进行，该驱动装置设置在处理腔室外部，并通过适合的传动装置向支承件施加旋转运动。特别地，支承件的转速总是从1rpm至100rpm的范围内，并通常在5rpm和25rpm之间。这种旋转方法能够很好地起作用，但缺点是需要能够承受处理腔室环境的传动装置或者能够传递旋转运动的密封装置，或者两者都需要；在用于材料例如碳化硅的生长的反应器中，因为温度非常高而使得这些需要甚至更难以满足。为了解决这个问题，以往考虑过使用基于利用流动气体的不同旋转方法。美国专利4667076披露了一种用于晶片的热处理的装置；在该装置中，晶片直接通过多个气流从它的支座上升高，直接通过气流而保持悬浮在处理腔室的气体中，直接通过适合方向的气流而旋转，并通过微波辐射而被加热。美国专利4860687披露了一种用于外延反应器的旋转支承系统，该旋转支承系统提供了多个(不少于三个)用于直接从(基件的)平坦表面直接升高盘形感受器(即基板和/或晶片的可移动支承元件)的气流；一个或多个气流直接用于旋转感受器；气体沿着沟道(在一侧面开启的狭长通道)行进，进而借助流体动力驱动效应旋转支承件；沟道典型地形成在基件(base element)中，但也可以形成在感受器中。美国专利5788777披露了一种用于外延反应器的旋转支承系统，该旋转支承系统包括借助驱动装置进行旋转的盘形构件，该盘形构件具有容纳4个盘形支承件的空腔；每个支承件通过两个垂直气流而保持被升举，并因整个支承构件旋转而围绕其轴线旋转。
技术实现思路
通常地，本专利技术的一个目的是提供一种不同于和/或优于已知系统的旋转支承系统。通过用于具有独立权利要求1所述的区别技术特征的用于处理装置的支承系统实现上述目的。本专利技术的原理是使用设置有圆柱形支座的固定基件，将可动盘形支承件容纳在支座内并使用一个或多个倾斜气流以抬起支承件及使其旋转。本专利技术的其他优势特征将记载在从属权利要求中。根据本专利技术的支承系统借助适合的支承件获得良好的效果，并且本专利技术还涉及具有独立权利要求22中区别技术特征的支承件。最后，本专利技术涉及一种外延生长反应器以及分别具有独立权利要求20和21中区别技术特征的热处理装置，其中有利地使用了根据本专利技术的支承系统。附图说明通过以下接合示例性而非限定性的附图的说明，使得本专利技术变得更加清楚，其中附图1示出了本专利技术支承系统的各种视图；附图2示出了本专利技术包含附图1中支承系统的外延反应器的反应腔室；附图3示出了本专利技术配有不同形状的凹陷区域的支承件的底视图；附图4示出了本专利技术配有8个相同形状的凹陷区域的支承件的底视图；附图5示出了说明本专利技术的支承系统旋转所依据的原理的示意图；附图6示出了说明本专利技术的凹陷区域操作所依据的原理的示意图；和附图7为附图1中所示支承系统的详细截面图。具体实施例方式附图1示例性地示出了根据本专利技术一个实施例的由基件和支承件基本构成的支承系统；特别地，附图1A为完整系统的俯视图，附图1B为没有支承件的系统的俯视图，以及附图1C为完整系统的截面图。在附图1中，支承系统整体由附图标记1表示，基件由参考数字10表示以及支承件由附图标记20表示。基件10被固定且具有形成有圆柱形支座11的平坦表面；使基件10定位以使其平坦表面为水平的(如附图中所示)；支座的底部是平坦的但具有一些凹槽和凸起，这些将借助附图7在下文中予以说明。支承件20为顶面平坦而具有四个凹穴21、底面平坦而具有一些凹槽和凸起的盘形形状，上述凹槽和凸起通过附图3、4和7将变得清晰；四个凹穴21适用于四个基板或晶片；支承件20被置于支座11内部并可围绕支座的轴线旋转。管14形成在基件10的内部并在支座11中的支座11中间和边缘之间的中间区域(大约一半的长度处)分成两个通道12；通道12相对于支座11(相对于垂直方向)倾斜40°，并且更准确地是偏斜的；管14用于馈送(从旋转系统外部供给的)气体，以便沿着相对于支座11的轴线倾斜的方向从两个通道12提供两个气流；在附图1B中，两个箭头示例性地表示通道12提供的两个气流。在支座11中，更准确地在支座的底部上形成周边环形沟道13，所述沟道用于收集通道12发出的气体；沟道13与管15相连通以将通道12的气体排放到旋转系统的外部。上述构造设计得使管14内流动的所有气体也流入管15中；这意味着在支承件20的外边缘和支座11的内边缘之间的缝隙内仅有少量的气体流动；这种结果是由于上述构件直径尺寸之间的差值比较小所引起的。在附图1所示的实施例中，支承件20具有大约190mm的直径以及大约4mm的厚度；支座11具有大约196mm的直径(比支承件20的直径大6mm)以及大约4.6mm的深度(比支承件20的厚度大0.6mm)；存在四个2.5英寸，相当于63mm大小的凹穴(英寸为微电子行业中晶片和基板的通用测量单位)。在附图1的实施例中，支承件具有250-300g的重量(基板或晶片的附加重量根据材料和直径而处于几克至数克的范围内)；利用具有优选为平坦的底面并以10slm(标准升每分钟)的速度为管14供给氢气的支承件，能够获得大约10rpm的速度；附图1A使出了沿附图1B所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于适于处理基片和／或晶片的装置的支承系统（１），一具有基本平坦表面的固定基件（１０），在该平坦表面上形成有带有基本平坦底部的基本为圆柱形的支座（１１），和一可动的支承件（２０），其基本为盘形形状，置于所述支座（１１）内 ，能够围绕支座（１１）的轴线进行旋转，并且具有基本平坦的底面和设置有至少一个用于基片或晶片的凹穴（２１）的基本平坦的顶面；其特征在于所述支承系统包括适用于一个或多个气流的一个或多个通道（１２），其中所述通道（１２）按照倾斜并优选为相 对于所述轴线偏斜的方向设置在支座（１１）内，以便抬起并旋转所述支承件（２０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：N斯佩恰莱，G瓦朗特，D克里帕，V波泽蒂，F普雷蒂，
申请(专利权)人：ETC外延技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]