具有支撑凸台的基座制造技术

一种用于在化学气相沉积工艺期间支撑半导体晶片的基座包括具有相反的上表面和下表面的体。支撑凸台从所述体的所述下表面向下延伸。每一个支撑凸台具有凸台开口，所述凸台开口的尺寸和形状适宜于容纳化学气相沉积设备的支撑杆，从而在所述支撑杆上安装所述基座。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般而言涉及用于在化学气相沉积工艺期间支撑半导体晶片的基座。
技术介绍
可以对半导体晶片进行化学气相沉积工艺(例如，外延沉积工艺)以在晶片的前 表面上生长硅的薄层。该工艺允许直接在高质量外延层上制造器件。在美国专利5，904，769 和5，769，942中公开了常规外延沉积工艺，通过引用将其并入到这里。在外延沉积之前，半导体晶片被装载到沉积室中并被往下放置到基座 (susceptor)上。在晶片被往下设置在基座上之后，外延沉积工艺开始于向晶片的前表面 (即，背离基座的表面)引入诸如氢气或者氢气与盐酸混合物的清洁气体，以预加热和清洁 晶片的前表面。清洁气体从前表面去除自然氧化物，这允许外延硅层在沉积工艺的随后的 步骤期间持续且均勻地在表面上生长。通过向晶片的前表面引入诸如硅烷或氯化的硅烷 的气态硅源气体来继续外延沉积工艺，从而在前表面上沉积和生长硅外延层。与基座的前 表面相反的背表面可以同时经受氢气。在外延沉积期间在沉积室中支撑半导体晶片的基 座在该工艺期间旋转以确保外延层均勻地生长。在美国专利6，652，650,6, 596，095以及 6，444，027中描述了在外延生长工艺中使用的现有技术基座，通过引用将所有上述文件并 入到这里。常见的基座设计包括在基座的上面中具有凹陷的石墨盘以容纳(receive)晶片。 该盘被涂覆有碳化硅。此外，三个相等间隔的跑道形开口从下表面延伸到基座中，用于容纳 在沉积室内设置的支撑部的上端。这些支撑部开口与支撑部啮合，以防止在处理期间在支 撑部旋转时基座从支撑部上滑脱。该基座在跑道形开口的位置处容易开裂。纠正该开裂问 题的常规技术包括增大碳化物涂层的厚度、减小碳化物涂层的厚度、以及在凹陷的内部拐 角处使用嵌条(fillet)。申请人:确定上述技术中的每一种仅能取得有限的成功。因此，存在对这样的基座 的需求，该基座减小或消除了由于其与支持杆的啮合而造成的开裂。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，一种用于在化学气相沉积工艺期间在包括多个支撑杆 (support post)的化学气相沉积设备中支撑半导体晶片的基座，其一般包括具有相反的上 表面和下表面的体。至少一个凹陷从所述体的所述上表面向下延伸，用于在所述化学气相 沉积工艺期间在其中容纳单个半导体晶片。多个支撑凸台(support boss)从所述体的所 述下表面向下延伸。每一个所述支撑凸台具有朝向所述基座的所述体的所述下表面轴向地 延伸的凸台开口。所述凸台开口的尺寸和形状适宜于容纳所述化学气相沉积设备的所述支 撑杆中的一个的自由端，从而在所述支撑杆上安装所述基座。在下文中，其他目的和特征将部分地显而易见且被部分地指出。附图说明图1为在化学气相沉积工艺期间用于支撑半导体晶片的基座的顶视图；图2为图1的基座的底视图；图3A为图2中的基座的支撑凸台的细节；图;3B为沿图3A的线;3B-;3B截取的基座的局部截面图；图3C为沿图3A的线3C-3C截取的基座的局部截面图；图4为与半导体晶片组合的沿图1的线4-4截取的基座的截面图；以及图5为在化学气相沉积室中支撑半导体晶片的图1的基座的示意性截面图。在所有附图中，相应的参考标号指示相应的部分。具体实施例方式现在参考附图，具体而言参考图1，基座大体上被表示为10。如下面所解释的和 图4所示意性示例的，基座10在化学气相沉积工艺期间在合适的沉积室14(宽泛地，化 学气相沉积设备)中支撑半导体晶片12。更具体地并参考图4，室14具有多个(例如，三 个)支撑杆16，支撑杆16在所述室内向上延伸并在化学气相沉积工艺期间与基座10啮合 (engage)。参考图1和2，基座10包括具有假想中心轴22的盘形体(通常表示为20)。此 外，体20包括上表面M和下表面26。通常表示为30的第一凹陷从上表面M向下延伸到 体20中。第一凹陷30包括大体上为圆柱形的壁32和从壁32的下端向内延伸的面34。面 34还从壁32朝体20的中心轴22向下倾斜。面34支撑晶片12 (图4)。基座10还包括在 面34内侧和下方的平坦表面38。参考图1和2，在表面38处，三个相等间隔的孔42延伸穿过基座10。这些孔42 容纳常规的起模顶杆(lift pin)(未示出)以将晶片12升高到基座10上方且在处理期间 将晶片往下放置到基座上。因为这些孔42和起模顶杆在本领域中是公知的，因此没有对其 进行进一步的详细描述。虽然基座体20可以具有不背离本专利技术的范围的其他总尺寸，但在一个实施例中， 基座体20具有约14. 7英寸的总直径。此外，虽然基座体20可以由不背离本专利技术的范围的 其他材料构成，但在一个实施例中，基座体由碳化硅涂覆的石墨构成。基座体20可具有从 上表面14延伸到下表面16的多个孔，如美国专利6，652，650和6，444，027所示和所描述 的。应该理解，基座体可以采用除上面所详述的配置之外的其他配置。例如，基座体20可 以具有大的中心开口。不同于上述描述的基座体的其他配置同样在本专利技术的范围内。参考图1和2，通常由44表示的三个相等间隔的支撑凸台从基座体20的下表面沈 向外延伸。参考图3A-3C和图4，详细示出了凸台44中的一个，下面的描述与该凸台有关， 并且应该理解，每一个凸台的结构是相同的。凸台44包括具有内部周边表面48的壁46， 内部周边表面48限定椭圆形(oblong)或跑道形开口 50，该开口 50轴向地(即，沿假想轴 Al-图4)朝向基座体20的下表面沈延伸。开口 50可以具有不背离本专利技术的范围的其他 形状。开口 50的尺寸和形状适于容纳沉积室14的支撑杆16中的一个的自由端，如下面将 描述的。每一个凸台开口 50具有大直径M(图3B)和小直径56(图3C)。在示例性的4实施例中，并如图2所示，每一个开口 50的大直径M与基座10的假想径向线Rl同延 (coextensive) 0凸台开口 50可以相对于基座10具有不同的取向而不背离本专利技术的范围。 作为实例而不是限制，每一个凸台开口 50的大直径M可以为约0. 8cm(0. 3in)且小直径56 可以为约 0. 5cm(0. 2in)。参考图4，每一个凸台开口 50还具有朝向基座体20的下表面沈延伸到凸台44 的下表面57的深度D1。作为实例而不是限制，每一个凸台开口 50的深度Dl可以为约 0. 15cm(0. 06in)。此外，还预期每一个凸台44的下表面57可以大体上(generally)与基 座体20的下表面沈共面。在示例性的实施例中，凸台44的壁46具有外部周边表面58，该表面58为椭圆形 或大体上为跑道形并大体上与壁的内部周边表面48共心。壁46在内部周边表面48和外 部周边表面58之间具有厚度Tl，该厚度围绕着凸台开口 50的轴Al是大体上均勻的。作为 实例而不是限制，每一个凸台壁46的厚度Tl可以为约0. 15cm (0. 06in)。应该理解，壁46 的外部周边表面58可以为其他形状，并且壁的厚度可以是不均勻的。虽然凸台44可以由不背离本专利技术的范围的其他材料构成，但在一个实施例中，凸 台由碳化硅涂覆的石墨构成。凸台44可以与基座体20 —体形成，例如，通过从单个石墨坯 料加工凸台和基座体。应该理解，可以与基座体20本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基座，用于在化学气相沉积工艺期间在包括多个支撑杆的化学气相沉积设备中支撑半导体晶片，所述基座包括：具有相反的上表面和下表面的体；至少一个凹陷，其从所述体的所述上表面向下延伸，用于在所述化学气相沉积工艺期间在其中容纳单个半导体晶片；以及多个支撑凸台，其从所述体的所述下表面向下延伸，每一个所述支撑凸台具有朝向所述基座的所述体的所述下表面轴向地延伸的凸台开口，其中所述凸台开口的尺寸和形状适于容纳所述化学气相沉积设备的所述支撑杆中的一个的自由端，从而在所述支撑杆上安装所述基座。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.12.27 US 11/965,4591.一种基座，用于在化学气相沉积工艺期间在包括多个支撑杆的化学气相沉积设备中 支撑半导体晶片，所述基座包括具有相反的上表面和下表面的体；至少一个凹陷，其从所述体的所述上表面向下延伸，用于在所述化学气相沉积工艺期 间在其中容纳单个半导体晶片；以及多个支撑凸台，其从所述体的所述下表面向下延伸，每一个所述支撑凸台具有朝向所 述基座的所述体的所述下表面轴向地延伸的凸台开口，其中所述凸台开口的尺寸和形状适 于容纳所述化学气相沉积设备的所述支撑杆中的一个的自由端，从而在所述支撑杆上安装 所述基座。2.根据权利要求1的基座，其中每一个凸台开口大体上为椭圆形。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·皮特尼，M·哈曼诺，L·G·赫尔维格，
申请(专利权)人：MEMC电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US