外延处理期间承载硅片的基座及硅片的外延的设备和方法与流程

本发明涉及半导体硅片生产领域，尤其涉及一种用于外延处理期间承载硅片的基座及用于硅片的外延的设备和方法。

背景技术：

1、硅片的外延生长工艺是半导体芯片制造过程中的一个重要工艺，该工艺是指在一定条件下，在经抛光的硅片上再生长一层电阻率和厚度可控、无cop(晶体原生粒子缺陷)且无氧沉淀的硅单晶层。硅片的外延生长主要包括真空外延沉积、气相外延沉积以及液相外延沉积等生长方法，其中以气相外延沉积的应用最为广泛。如果没有另外说明，本发明提及的外延生长都是指通过气相外延沉积完成的外延生长。

2、对于硅片的外延生长而言，平坦度是衡量外延硅片的质量的重要指标，而外延硅片的平坦度与外延层的厚度直接相关。在外延生长过程中，由卤素灯产生的反应腔室中的温度、硅源气体的浓度、硅源气体的流动速度等都会对外延层的厚度产生非常明显的影响。

3、影响外延硅片的平坦度的另一个重要因素在于，在硅片的外延生长过程中，需要在反应腔室内提供高温以对硅片进行加热，而硅片是承载于基座上的并且与基座一起位于反应腔室中，这样，硅片会与基座一起被加热，但是，由于硅片与通常由碳化硅制成的基座的材料不同，因此会被加热至不同的温度，导致硅片的与基座接触的部位由于固体至固体的热传导而趋向于与基座被加热至的温度相同，从而与硅片的不与基座接触的部位的温度不同，也就是说硅片无法被均匀加热而是对于与基座接触的局部而言会出现温度偏差，另一方面，外延层的生长速率与硅片温度是相关的，硅片温度越高外延层生长速率越快，因此硅片温度的局部差异会导致生长的整个外延层的厚度不均匀，并由此降低外延硅片的平坦度。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于外延处理期间承载硅片的基座及用于硅片的外延的设备和方法，能够至少在一定程度上减小上述的外延层厚度不均匀以及硅片平坦度降低的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种用于外延处理期间承载硅片的基座，所述基座可以包括：

4、本体；

5、涂覆于所述本体的多晶硅层，以使得所述硅片承载于所述基座时与所述多晶硅层接触。

6、第二方面，本发明实施例提供了一种用于硅片的外延的设备，所述设备可以包括根据第一方面所述的基座。

7、第三方面，本发明实施例提供了一种用于硅片的外延的方法，所述方法可以包括将所述硅片承载于根据第一方面所述的基座。

8、本发明实施例提供了一种用于外延处理期间承载硅片的基座及用于硅片的外延的设备和方法，当基座和硅片一起在比如热辐射的作用下被加热时，由于多晶硅层与接受外延处理的硅片关于加热升温的特性基本上是一致的，也就是说，在比如热辐射的作用下多晶硅层会被加热至与硅片基本相同的温度，因此即使硅片与基座接触，也不会产生硅片与基座之间显著的热传导，或者说实际上多晶硅层起到了对本体和硅片被加热至的不同温度之间的差异进行过渡的作用，由此对于硅片的与基座接触的部位而言，会与硅片的不与基座接触的部位被加热至的温度更为一致，避免了硅片的与基座接触的部位的温度与其他部位相比产生差异的温度不均匀问题，能够使受温度影响的外延层的厚度在整个硅片上更加均匀。

9、优选地，所述设备还包括第一加热组件和第二加热组件，所述第一加热组件用于将所述硅片的中心区域加热至第一温度，所述第二加热组件用于将所述硅片的边缘区域加热至低于所述第一温度的第二温度。

10、优选地，所述第一加热组件包括竖向上分别位于所述基座两侧的第一内侧加热灯组和第二内侧加热灯组，所述第二加热组件包括竖向上分别位于所述基座两侧的第一外侧加热灯组和第二外侧加热灯组。

11、优选地，所述设备还包括第一供气装置，所述第一供气装置用于在使所述硅片外延生长前将刻蚀性气体供应至所述硅片以对所述硅片进行刻蚀。

12、优选地，所述设备还包括第二供气装置，所述第二供气装置用于在将所述刻蚀性气体供应至所述硅片前将还原性气体供应至所述硅片以去除所述硅片的表面上的氧化物和有机物。

13、优选地，所述方法还包括将所述硅片的中心区域加热至第一温度，并且将所述硅片的边缘区域加热至低于所述第一温度的第二温度。

14、优选地，所述方法还包括在使所述硅片外延生长前将刻蚀性气体供应至所述硅片以对所述硅片进行刻蚀。

15、优选地，所述方法还包括在将所述刻蚀性气体供应至所述硅片前将还原性气体供应至所述硅片以去除所述硅片的表面上的氧化物和有机物。

技术特征：

1.一种用于外延处理期间承载硅片的基座，其特征在于，所述基座包括：

2.一种用于硅片的外延的设备，其特征在于，所述设备包括根据权利要求1所述的基座。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第一加热组件和第二加热组件，所述第一加热组件用于将所述硅片的中心区域加热至第一温度，所述第二加热组件用于将所述硅片的边缘区域加热至低于所述第一温度的第二温度。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一加热组件包括竖向上分别位于所述基座两侧的第一内侧加热灯组和第二内侧加热灯组，所述第二加热组件包括竖向上分别位于所述基座两侧的第一外侧加热灯组和第二外侧加热灯组。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第一供气装置，所述第一供气装置用于在使所述硅片外延生长前将刻蚀性气体供应至所述硅片以对所述硅片进行刻蚀。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第二供气装置，所述第二供气装置用于在将所述刻蚀性气体供应至所述硅片前将还原性气体供应至所述硅片以去除所述硅片的表面上的氧化物和有机物。

7.一种用于硅片的外延的方法，其特征在于，所述方法包括将所述硅片承载于根据权利要求1所述的基座。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述硅片的中心区域加热至第一温度，并且将所述硅片的边缘区域加热至低于所述第一温度的第二温度。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在使所述硅片外延生长前将刻蚀性气体供应至所述硅片以对所述硅片进行刻蚀。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述刻蚀性气体供应至所述硅片前将还原性气体供应至所述硅片以去除所述硅片的表面上的氧化物和有机物。

技术总结
本发明实施例公开了一种用于外延处理期间承载硅片的基座及用于硅片的外延的设备和方法，所述基座包括：本体；涂覆于所述本体的多晶硅层，以使得所述硅片承载于所述基座时与所述多晶硅层接触。根据本发明的基座避免了接受外延处理的硅片的温度不均匀问题，能够使受温度影响的外延层的厚度在整个硅片上更加均匀。

技术研发人员：梁鹏欢
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13