本发明专利技术公开的预热装置用于安装晶圆并对工艺气流进行预热，该预热装置包括多个预热部，任意相邻两个预热部连接，以形成用于安装晶圆的环形预热安装台阶，且晶圆的一端与预热安装台阶的台阶面贴合。本发明专利技术提供的预热装置为分体式结构，避免了卡片现象的发生，同时方便了定时对预热装置表面杂质层的去除，解决了现有技术中预热装置随工艺次数的增加难以控制热场均匀性和工艺气流稳定性的问题，可以有效改善外延片的厚度均匀性和浓度均匀性，且具有结构简单、方便耐用、易清理打磨、节约成本等优点，增加了工艺稳定性。本发明专利技术还公开了一种外延生长设备和一种外延方法。外延生长设备和一种外延方法。外延生长设备和一种外延方法。
【技术实现步骤摘要】
一种预热装置、外延生长设备和外延方法
[0001]本专利技术涉及半导体设备
，更具体地说，涉及一种预热装置、外延生长设备和外延方法。
技术介绍
[0002]在半导体设备
中，外延生长需要精准控制很多工艺参数，才能制备出性能比较优良的器件，其中外延层的厚度均匀性是决定器件性能的关键参数之一。
[0003]外延生长设备的工艺腔室中设置有托盘和基座，晶圆放置在预热装置的内圈上，预热装置环绕在晶圆外，托盘用于承载晶圆和预热装置相对基座转动。在外延生长的工艺过程中，工艺气流经过预热装置达到晶圆表面，经并过一系列反应生长出所需的外延层。在这个过程中，预热装置起到给工艺气流提前加热并导向的作用，即预热装置在控制衬底表面的热场均匀性和工艺气流稳定性上起着决定性的作用。一般来说，热场均匀性和工艺气流稳定性的优劣又决定着外延层的厚度均匀性与浓度均匀性的优劣，因此预热装置的作用不容忽视。
[0004]由于工艺气流需要经过预热装置的外圈导向再达到内圈上的晶圆表面，导致在这个过程中反应气体同样会在预热装置的外圈表面生长出一层3C
‑
SiC，一段时间后在预热装置的外圈和内圈的台阶内壁上也会长出一层3C
‑
SiC，使得衬底表面的热场均匀性和工艺气流稳定性变得越来越差，而现有的预热装置易损坏，且不易于清理打磨，导致控制外延层的厚度均匀性和浓度均匀性的难度较高。
[0005]除此之外，随着工艺次数的增多，预热装置的外圈和内圈的台阶内壁长出的3C
‑
SiC越来越厚，影响晶圆的取出，甚至损坏晶圆，使得只能更换新的预热装置，增加了外延成本
[0006]因此，如何改善外延层的厚度均匀性和浓度均匀性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种预热装置，以改善外延层的厚度均匀性和浓度均匀性。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种外延生长设备，该设备包括上述的预热装置。
[0009]本专利技术的又一目的在于提供一种外延方法，用于通过上述的预热装置进行外延生长。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]一种预热装置，用于安装晶圆并对工艺气流进行预热，包括多个预热部，且任意相邻两个所述预热部连接，并形成有用于安装所述晶圆的预热安装台阶。
[0012]可选地，在上述的预热装置中，所述预热部为两个，且分别为第一预热部和第二预热部；
[0013]所述第一预热部设置有第一预热台阶，所述第二预热部与所述第一预热部连接，且所述第二预热部设置有第二预热台阶，所述第一预热台阶与所述第二预热台阶形成所述预热安装台阶。
[0014]可选地，在上述的预热装置中，所述第一预热部设置有第一卡接部，所述第二预热部设置有第二卡接部，所述第一卡接部用于与所述第二卡接部嵌装配合，以实现所述第一预热部和所述第二预热部的连接。
[0015]可选地，在上述的预热装置中，所述第一卡接部包括第一嵌装块，所述第二卡接部包括用于供所述第一嵌装块嵌入的第一嵌装槽。
[0016]可选地，在上述的预热装置中，所述第一卡接部还包括第二嵌装槽，所述第二卡接部还包括用于嵌入所述第二嵌装槽的第二嵌装块。
[0017]可选地，在上述的预热装置中，所述第一预热台阶的侧壁为第一侧壁，所述第一预热台阶的底壁为第一底壁，所述第一侧壁与所述第一底壁之间的夹角为第一夹角；
[0018]所述第一夹角为锐角，且所述晶圆与所述第一侧壁抵接，并与所述第一底壁贴合。
[0019]可选地，在上述的预热装置中，所述第二预热台阶的侧壁为第二侧壁，所述第二预热台阶的底壁为第二底壁，所述第二侧壁与所述第二底壁之间的夹角为第二夹角；
[0020]所述第二夹角为锐角，且所述晶圆与所述第二侧壁抵接，并与所述第二底壁贴合。
[0021]可选地，在上述的预热装置中，所述第一夹角和/或所述第二夹角为30
°
～60
°
。
[0022]可选地，在上述的预热装置中，所述第一预热部开设有第一限位槽，所述第二预热部开设有第二限位槽，所述第一限位槽和所述第二限位槽形成供所述晶圆的端部嵌入的限位环槽，且所述限位环槽的一端侧壁为所述预热安装台阶的台阶面。
[0023]可选地，在上述的预热装置中，所述第一预热部设置有用于定位的第一定位凸起；和/或，
[0024]所述第二预热部设置有用于定位的第二定位凸起。
[0025]一种外延生长设备，包括上述的预热装置。
[0026]一种外延方法，包括步骤：
[0027]外延生长，将所述晶圆安装至如权利要求1～8任意一项所述的预热装置的预热安装台阶上，并进行外延生长；
[0028]杂质层去除，将各个所述预热部拆分后，分别去除表面的杂质层。
[0029]本专利技术提供的预热装置用于安装晶圆并对工艺气流进行预热，该预热装置包括多个预热部，任意相邻两个预热部连接，以形成用于安装晶圆的环形预热安装台阶，且晶圆的一端与预热安装台阶的台阶面贴合。在进行工艺时，将晶圆放置在托盘上，再将各个预热部放置于晶圆的四周，并分别连接，即可使晶圆卡紧在预热安装台阶内，即可启动托盘转动，进行外延生长。在外延生长完毕后，可以将各个预热部拆除，从而将晶圆取下，避免“卡片”现象的发生，而粘附于各个预热部的杂质层可以通过物理或化学手段清除掉，以方便后续使用。
[0030]相较于现有技术，本专利技术提供的预热装置为分体式结构，避免了卡片现象的发生，同时方便了定时对预热装置表面杂质层的去除，解决了现有技术中预热装置随工艺次数的增加难以控制热场均匀性和工艺气流稳定性的问题，可以有效改善外延片的厚度均匀性和浓度均匀性，且具有结构简单、方便耐用、易清理打磨、节约成本等优点，增加了工艺稳定
性。
[0031]本专利技术提供的外延生长设备包括上述的预热装置，所以同样具有上述优点，在此不再赘述。
[0032]本专利技术实施例公开的外延方法包括步骤外延生长和步骤打磨。步骤外延生长具体为将晶圆安装在上述的预热装置的预热安装台阶上，并进行外延生长。步骤杂质层去除具体为将各个预热部拆分后，同时将外延生长完毕的晶圆取下，即可分别去除各个预热部表面的杂质层。通过去除预热部表面沉积的3C
‑
SiC层，保证了预热装置的表面平整度并实现对衬底表面的热场均匀性和工艺气流稳定性的控制，从而改善外延片的厚度均匀性和浓度均匀性，并降低了更换预热装置的外延成本。相较于现有技术，本专利技术提供的外延方法方便了晶圆的取出，和对预热装置的有效清理，可保证外延层的厚度均匀性和浓度均匀性。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种预热装置，用于安装晶圆(200)并对工艺气流进行预热，其特征在于，包括多个预热部，且任意相邻两个所述预热部连接，并形成有用于安装所述晶圆(200)的预热安装台阶。2.如权利要求1所述的预热装置，其特征在于，所述预热部为两个，且分别为第一预热部(110)和第二预热部(120)；所述第一预热部(110)设置有第一预热台阶，所述第二预热部(120)与所述第一预热部(110)连接，且所述第二预热部(120)设置有第二预热台阶，所述第一预热台阶与所述第二预热台阶形成所述预热安装台阶。3.如权利要求2所述的预热装置，其特征在于，所述第一预热部(110)设置有第一卡接部(113)，所述第二预热部(120)设置有第二卡接部(123)，所述第一卡接部(113)用于与所述第二卡接部(123)嵌装配合，以实现所述第一预热部(110)和所述第二预热部(120)的连接。4.如权利要求3所述的预热装置，其特征在于，所述第一卡接部(113)包括第一嵌装块，所述第二卡接部(123)包括用于供所述第一嵌装块嵌入的第一嵌装槽。5.如权利要求4所述的预热装置，其特征在于，所述第一卡接部(113)还包括第二嵌装槽，所述第二卡接部(123)还包括用于嵌入所述第二嵌装槽的第二嵌装块。6.如权利要求2所述的预热装置，其特征在于，所述第一预热台阶的侧壁为第一侧壁(111)，所述第一预热台阶的底壁为第一底壁(112)，所述第一侧壁(111)与所述第一底壁(112)之间的夹角为第一夹角；所述第一夹角为锐角，且所述晶圆(...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹雷，张新河，刘春俊，郭钰，曾江，彭同华，娄艳芳，杨建，
申请(专利权)人：江苏天科合达半导体有限公司北京天科合达半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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