CN107004619B - 用以减少边缘热峰的基座设计 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的实施方式一般涉及用于半导体基板热处理的基座。在一个实施方式中，基座包括第一缘边(rim)与第二缘边，第一缘边环绕内部区域且耦接至内部区域，第二缘边设置于内缘边与第一缘边之间。第二缘边包含倾斜支撑表面，倾斜支撑表面具有形成于倾斜支撑表面中的多个切口，且倾斜支撑表面相对于内部区域的顶表面倾斜。

Description

用以减少边缘热峰的基座设计
技术领域
本公开内容的实施方式一般涉及用于热处理腔室中的基座。
背景技术
半导体基板经处理以用于各式各样的应用，包括集成元件与微器件的制造。在处理期间，基板定位于处理腔室内的基座上。基座通常具有盘状(platter) 或碟形的上表面以在基板的边缘附近从下方支撑基板，同时在基板的剩余下表面与基座的上表面之间留下小间隙。基座由支撑轴支撑，支撑轴可绕中心轴旋转。在加热源(例如设置于基座下方的多个加热灯)上的精准控制允许基座在非常严格的误差内被加热。被加热的基座可以接着主要通过基座发射的辐射而将热传送给基板。
尽管精准控制加热基座，但是已经观察到，由于来自与基座接触的基板区域以及未与基座接触的基板区域的非均匀热对流或传导热损耗，使得基座可能导致遍布基板的温度非均匀性。持续遍布基板上表面的温度非均匀性的时常降低沉积于基板上的层的品质。在基板边缘附近以及更靠近基板中心的区域上已经观察到存在不需要的温度分布。因此，在半导体工艺中用于支撑与加热基板的改良的基座是有所需求的。
发明内容
本公开内容的实施方式一般涉及用于半导体基板热处理的基座。在一个实施方式中，所述基座包括第一缘边(rim)与第二缘边，所述第一缘边环绕内部区域(inner region)且耦接至所述内部区域，所述第二缘边设置于所述内部区域与所述第一缘边之间，其中所述第二缘边包含倾斜支撑表面，所述倾斜支撑表面具有形成于所述倾斜支撑表面中的多个切口，且所述倾斜支撑表面相对于所述内部区域的顶表面倾斜。
在另一个实施方式中，所述基座包括第一缘边和第二缘边，所述第一缘边环绕内部区域且耦接至所述内部区域，所述第二缘边设置于所述内部区域与所述第一缘边之间。所述第二缘边包含支撑表面，所述支撑表面具有形成于所述支撑表面中的多个突片(tab)，且所述支撑表面相对于所述内部区域的顶表面倾斜。所述第二缘边也包括多个排气通道，这些排气通道形成于所述内部区域的顶表面中，排气通道从所述内部区域的外缘朝向所述内部区域的内缘径向延伸。
在又一个实施方式中，所述基座包括第一缘边和第二缘边，所述第一缘边环绕内部区域且耦接至所述内部区域，所述第二缘边设置于所述内部区域与所述第一缘边之间。所述第二缘边包含基板支撑表面，所述基板支撑表面具有形成于所述基板支撑表面中的多个突片，其中所述基板支撑表面相对于所述内部区域的顶表面倾斜。所述第二缘边也包括凹陷部分，所述凹陷部分设置于所述基板支撑表面与所述内部区域的外缘之间，其中所述凹陷部分的顶表面处于低于所述内部区域的顶表面的高度。
附图说明
因此，可以详细理解本公开内容的上述特征的方式，可以通过参考实施方式(其中一些绘示在所附附图中)对已简要概述于前的本公开内容的特征进行更详尽的讨论。然而，值得注意的是，所附附图只绘示了本公开内容的典型实施方式，而并不旨在限制本发明的保护范围，因为本发明可允许其他等效的实施方式。
图1绘示在用于处理的位置中具有元件的处理腔室的示意截面图，这些元件可受益于本公开内容的实施方式。
图2绘示根据本公开内容的实施方式的在处理腔室中使用的示范基座的透视图。
图3A绘示根据本公开内容的实施方式的基座的部分截面图。
图3B绘示具有从内缘边的顶表面延伸的一个或多个凸块(bump)的基座的部分截面图。
图3C绘示根据本公开内容的实施方式的具有波浪状设计的基座的部分截面图。
图4A绘示根据本公开内容的实施方式的在处理腔室中使用的示范基座的顶部截面图。
图4B绘示图4A中所示基座的放大的部分顶部截面图。
图4C绘示根据本公开内容的一个实施方式的示范基座。
图4D绘示根据本公开内容的另一个实施方式的示范基座。
图5A绘示根据本公开内容的实施方式显示有切口的基座的透视图。
图5B绘示根据本公开内容的实施方式的图5A中所示基座的放大的部分顶部截面图。
图6A绘示根据本公开内容的另一个实施方式显示有切口的基座的透视图。
图6B绘示根据本公开内容的实施方式的图6A中所示基座的放大、部分顶部截面图。
图7A-7D是根据本公开内容的实施方式绘示的基板温度的图表以作为在倾斜表面不同斜率处测试的弦长的函数。
图8A与8B是根据本公开内容的实施方式绘示的基板温度的图表以作为以两个不同基座设计测试的基板的半径的函数。
图9A与9B是根据本公开内容的实施方式绘示的基板温度的图表以作为以三个不同基座设计测试的基板的半径的函数。
为便于理解，在可能的情况下，使用相同的数字编号代表附图中相同的元件。可以预期，一个实施方式中的元件与特征可有利地用于其它实施方式中而无需赘述。
具体实施方式
本公开内容的实施方式一般涉及用于半导体基板的热处理的基座。所公开的实施方式可以通过减少基座与基板之间的接触表面积而改善处理期间遍布基板表面的热均匀性。减少基座与基板之间的接触表面积减少了在处理期间从基座经由传导而传递至基板的热量。在某些实施方式中，与基板接触的基座的倾斜表面可具有多个切口或突片以在环绕基座周围提供方位角的热均匀性。在某些实施方式中，基座可进一步在基座周围提供多个径向通道以在处理期间协助排放热或气流。基座实施方式的细节描述于下。
示范腔室硬件
图1绘示在用于处理的位置中具有元件的传统处理腔室100的示意截面图，这些元件可受益于本公开内容的实施方式。可以预期，虽然表示并描述了用于外延(epitaxial)工艺的处理腔室，但是本公开内容的构思也适用于能够提供加热基板以用于工艺(如热退火、热清洗、热化学气相沉积、热氧化和热氮化)的受控热循环的其他处理腔室，且不论加热元件提供在处理腔室的顶部、底部或同时提供在上述两处。
处理腔室100与相关的硬件可由一个或多个工艺兼容(process-compatible) 的材料形成，如不锈钢、石英(如熔融硅玻璃)、SiC、在石墨上具有CVD涂层的SiC(30-200微米)，以及以上材料的组合与合金。处理腔室100可用于处理一个或多个基板，包括在基板108的上表面沉积材料。处理腔室100包括用于加热的辐射加热灯102的阵列，以及其他元件，基座106的背侧104设置于处理腔室100内。基座106可位于上圆顶128与下圆顶114之间的处理腔室 100内。在某些实施方式中，除了表示在下圆顶114下方的辐射加热灯的阵列之外，辐射加热灯的阵列可设置于上圆顶128上方。基座106可为碟状(disk-like) 基座，或可为带有中心开口的环状(ring-like)基座支撑件，基座106从基板的边缘支撑基板以利于将基板暴露在灯102的热辐射中。根据一个实施方式，基座 106由中心轴132支撑，如图1所示，中心轴132可直接或间接地支撑基座106。
上圆顶128、下圆顶114以及设置于上圆顶128与下圆顶114之间的基环 136界定出处理腔室100的内在区域(internal region)。上圆顶128与下圆顶114 的中心部分可由光学透明材料(如石英)形成。处理腔室100的内在区域一般被分为处理区域156与净化区域158。基板108(未依比例表示)可以通过装载端口(未图示，被基座106隐藏)而被带入处理腔室100且定位于基座106 上。
根据一个实施方式，处理腔室100也包括灯头145，灯头145在处理期间和/或工艺之后支撑灯102的所述阵列并冷却灯102。每个灯102耦接至配电板 (未图示)，配电板为每个灯102供应电力。
预热环167可选择性地设置在基座106周围且被衬垫组件163围绕。预热环167防止或减少从灯102到基板108的器件侧116的热泄漏和/或光噪(light noise)，同时为处理气体提供预热区域。预热环167可由化学气相沉积(CVD) 的SiC、涂覆SiC的烧结石墨、生长SiC(grown SiC)、不透明石英、涂层石英或任何类似的合适的材料形成，这些合适的材料耐受工艺与净化气体造成的化学分解(breakdown)。
衬垫组件163经调整尺寸而嵌套在基环136的内部圆周内或被基环136 的内部圆周围绕。衬垫组件163将处理腔室100的金属壁与用于工艺的处理气体相屏蔽。金属壁可与处理气体反应并被损坏或将污染引入处理腔室100中。虽然在本公开内容的实施方式中衬垫组件163表示为单一主体，但是衬垫组件 163可包括一个或多个衬垫及其他元件。
在一个实施方式中，处理腔室100也可包括一个或多个光学高温计118，光学高温计118测量处理腔室100内和基板108的表面上的温度。控制器(未图示)控制从配电板到灯102的电力分配以及处理腔室100内冷却液的流动。控制器通过改变从配电板到灯102的电压和通过改变冷却液的流动而控制处理腔室内的温度。
反射器122可选择性地放置于上圆顶128外以将从基板108及上圆顶128 辐射的红外光反射回处理腔室100中。反射器122可使用夹持环130固定到上圆顶128。反射器122可具有连接至冷却液源(未图示)的一个或多个连接端口126。连接端口126可连接至反射器内的一个或多个通道(未图示)以允许冷却液(如水)在反射器122内循环。
在一个实施方式中，处理腔室100包括连接至处理气体源172的处理气体入口174。处理气体入口174可经构造以通常引导处理气体遍布基板108的表面。处理腔室也可包括处理气体出口178，处理气体出口178位于处理腔室100 的与处理气体入口174相对的一侧。处理气体出口178耦接至真空泵180。
在一个实施方式中，处理腔室100包括形成于基环136的侧壁中的净化气体入口164。净化气体源162向净化气体入口164供应净化气体。如果处理腔室100包括预热环167，则预热环167设置于处理气体入口174与净化气体入口164之间。所示的处理气体入口174、净化气体入口164与处理气体出口178 用于说明的目的，并且气体入口与出口的位置、尺寸、数量等可经调整以利于基板108上材料的均匀沉积。
基座106被表示为位于允许基板在处理腔室中得到处理的位置。中心轴 132、基座106及臂134可借助致动器(未图示)下降。多个升举销(lift pin)105 穿过基座106。将基座下降至处理位置下方的装载位置以允许升举销105接触下圆顶114，升举销105穿过基座106与中心轴132中的孔，并将基板108从基座106升起。机械人(未图示)接着进入处理腔室100以啮合基板108并通过装载端口(未图示)移除基板108。所述机械人或另一个机械人通过装载端口进入处理腔室并将未处理的基板放置在基座106上。基座106接着被致动器举升至处理位置以将未处理的基板放置在用于处理的位置上。
在一个实施方式中，在处理腔室100中处理基板108包括通过装载端口插入基板，将基板108放置在基座106上，将基座106与基板108举升至处理位置，通过灯102加热基板108，将处理气体173流动以遍布基板108，以及旋转基板108。在某些情况中，基板也可在处理期间被举升或降低。
在本公开内容的某些构思中，处理腔室100中的外延处理包括控制处理腔室100内的压力低于大气压力。在某些实施方式中，处理腔室100内的压力被减少到大约10torr至80torr之间。在某些实施方式中，处理腔室100内的压力被减少到大约80torr至300torr之间。真空泵180被启动以在处理之前和/ 或处理期间减少处理腔室100的压力。
处理气体173从一个或多个处理气体入口174引入处理腔室100，并通过一个或多个处理气体出口178离开处理腔室100。处理气体173通过诸如热分解或其他反应将一个或多个材料沉积在基板108上。在材料沉积到基板108 之后，流出物(effluent)175(例如废气)在反应中形成。流出物175通过处理气体出口178离开处理腔室100。
当基板108的处理完成时，处理腔室的处理气体173与流出物175通过经由净化气体入口164引入的净化气体165(如氢或氮)而净化。净化气体165 除了通过净化气体入口164引入之外，还可通过净化气体入口174引入，或者净化气体165可通过净化气体入口174引入来代替通过净化气体入口164引入。净化气体175通过处理气体出口178离开处理腔室。
示范基座
图2绘示根据本公开内容的实施方式的可用于基座106(图1)位置中的示范基座200的透视图。基座200为实质环状的板并被分为内部区域204、第一缘边(rim)206以及第二缘边208，第一缘边206环绕所述内部区域204且耦接至所述内部区域204，所述第二缘边208设置于所述内部区域204与所述第一缘边206之间。内部区域204可略低于第一缘边206的顶表面210以形成凹陷袋部212，凹陷袋部212经调整尺寸以接收基板的大部分。基座(如基座200)一般经调整尺寸而使得基座上欲处理的基板刚好吻合在第一缘边内(如基座200的第一缘边206)。因此，凹陷袋部212防止基板在处理期间滑出。在一个实施方式中，凹陷袋部212的顶表面可在第一缘边206的顶表面210 下方约0.5mm至约2mm。凹陷袋部212的高度是可变的，并由基座200支撑的基板的厚度来决定。
内部区域204提供有多个通孔202，例如3个通孔，对应于升举销(图1) 的位置。通孔202允许升举销105穿过基座200以将基板从基座200举升或降低。通孔202可沿着圆周方向上以120度的间距排列。
第二缘边208可具有倾斜表面214，倾斜表面214用作基板的支撑表面的一部分。当基板由基座200支撑时，倾斜表面214可以减少基板(未图示)与基座200之间的接触表面积。倾斜表面214可相对于内部区域204的水平表面 (如顶表面)倾斜。倾斜表面214可倾斜约2度至约20度，如约6度至约15 度。改变倾斜表面214的斜率或尺寸可以控制基板底部与凹陷部分218(图3A) 的上表面之间的间隙大小，或基板底部相对于凹陷袋部212的高度。倾斜表面 214的角度与位置也可以用于控制与处理期间基板可以接触倾斜表面214的位置对应的径向位置。在所示的一个实施方式中，倾斜表面214为围绕第二缘边 208周围的连续表面。另外，倾斜表面214可具有两个或两个以上的切口，例如图5A的实施方式所示的六个(6)切口。
图3A绘示根据本公开内容的实施方式的可用于基座106(图1)位置中的基座300的部分截面图。该截面图显示倾斜表面214从第一缘边206的内边缘(inner edge)216朝向内部区域204径向向内延伸。在某些实施方式中，在倾斜表面214与内部区域204的外边缘(outer edge)220之间可进一步提供有凹陷部分218。凹陷部分218的顶表面将倾斜表面214耦接至凹陷袋部212的顶表面。凹陷部分218可经构造以处于略低于所述凹陷袋部212的高度。例如，凹陷部分218的顶表面可形成在内部区域204的顶表面下方约0.1mm至0.2mm 的水平面。在某些实施方式中，基板108的底部与凹陷部分218的顶表面之间的间隙222可在约0.1mm至约1mm之间，例如约0.3mm。对于300mm基板，内部区域204的直径可为约290mm。内部区域204的外边缘220可设置于从内部区域204的中心轴测量的约142mm至约150mm处，例如约145mm。邻接外边缘220的凹陷部分218的直径可为约1.5mm至约4.5mm，例如约3mm。
当基板108由基座300支撑时，倾斜表面214可以减少基板108与基座 300之间的接触表面积。在某些实施方式中，基板108可在处理期间只接触倾斜表面214而不接触内部区域204或任何其他表面。通过使用相当陡的角度，例如约6至约15度之间的角度，例如约9度，在处理期间，基板边缘较小的表面积接触基座300，这减少了可以从基座300传递至基板108的传导热的量。倾斜表面214的角度与位置可经调整来实现处理期间的不同的热分布。
在某些实施方式中，基座300可具有从内部区域204的顶表面延伸的一个或多个凸块(bump)(例如图3B所示的凸块224)以防止下垂的(sagging)基板接触内部区域204。凸块或凸出物可为任何合适的形状，诸如矩形、菱形、方形、半球形、六边形、三角形的凸出物或为不同形状的凸出物的混合物。凸块224可由与基座相同的材料或不同材料形成，且可由碳化硅、以涂覆有碳化硅或玻璃碳的石墨制成。当基板被支撑在边缘周围时(例如当处理期间使用基座时)，基板的中心可能下垂至基板的边缘下方。基座的内缘边(如内部区域 204)可略微凹陷(例如形成凹陷袋部212)以防止处理期间下垂基板的下侧的部分接触基座。另一方面，为了在热处理(例如外延)中产生高度均匀的处理条件，内部区域204的上表面与基板的下表面之间的距离保持得相当低，例如小于约0.25mm，例如约0.15mm。如果基板接触内部区域204，则热会通过传导从内部区域204传递至基板且热均匀性可能受到负面影响。凸块224可以用于支撑下垂基板，防止内部区域204与基板之间的接触。凸块224提供了下垂表面与基座之间的接触表面积，所述接触表面积小于没有凸块224时基板接触内部区域204的表面积。凸块224可围绕内部区域204的中心平均分布，或在靠近内部区域204的边缘的区域处平均分布。在某些实施方式中，为了确保下垂基板得到充分的支撑，在内部区域204的一侧上总会有至少一个凸块224。
在某些实施方式中，凸块224可设置在从内部区域204的中心轴测量的约 20mm至约145mm的径向距离处，例如约50mm至约143mm，例如为约140mm。凸块224的直径可为约0.4mm至0.65mm，例如为约0.56mm的直径。凸块224 可具有约0.05mm至约0.12mm的高度，例如约0.1mm。
在某些实施方式中，如图3C所示的基座350，基座可为波状设计，所述波状设计包括环绕内部区域204的中心的同心环状脊352。每个环状脊352可具有不同直径。在某些实施方式中，基座可不提供如图3A与3B所示的凹陷部分218。在此情况中，至少某些环状脊352可位于倾斜表面214的内边缘262 附近。在某些实施方式中，环状脊352中的一个或两个和这些环状脊352各自的上表面相对于内部区域204的顶表面是升高的结构。当处理基板时，通过增加基座160的上表面的辐射表面积，脊352也可改善热均匀性。环状脊352 可由相同材料或不同材料制成，这些相同材料或不同材料是制成基座的相同材料中的任何材料。在某些实施方式中，某些环状脊352可位于内边缘362的约 1mm内，例如位于内边缘362的约0.5mm内。当基板由基座350支撑时，环状脊352可以减少基板与基座350之间的接触表面积。可以预期，图3C的实施方式可结合本公开内容公开的任何其他实施方式。
图4A绘示根据本公开内容的实施方式的可用于基座106(图1)位置中的基座400的顶部截面图。图4B绘示了图4A中所示的基座400的放大的部分顶部截面图。图4A与4B的实施方式是基于图2与图3A-3B的实施方式的。在各种实施方式中，基座400进一步包括在第二缘边208中的多个切口402。切口402可设置于在围绕基座400的周围的倾斜表面214中。因为有更多的基板未与基座400接触的间隙，所以这些切口402改善基板边缘处的热均匀性。换言之，这些切口402在基座与基板之间提供了减少的或最小的接触表面，由于基座与基板的接触表面积大幅减少，所以其有助于防止局部热点(localized hotspot)沿着基板的边缘形成。可通过使用任何适合的技术从未图案化的基座表面雕刻或塑造凹槽来产生这些切口402。
在某些实施方式中，可能有约6个切口至约360个切口围绕基座400的周围排列，例如约12个切口至约180个切口。可预期有更多或更少数量的切口 402。更多的切口可在处理期间通过减少基座400上经由传导将热传递至基板的个别表面积的大小来提供更高的热均匀性。切口402可在圆周方向上以等间距互相分隔。例如，如果适用了180个切口402，则每个切口402与邻近的两个切口以2度的间距方位角地分开。取决于基座的尺寸和/或切口的数量，切口可具有约2mm至10mm的宽度，例如约3mm至约8mm。切口402可具有任何适合的形状，例如拱形、矩形、方形、圆形、V字形、U字形或C字形的切口和以上形状的变形，或以上形状的长形(elongated shape)，或以上形状的组合。图4A与4B绘示了使用拱形切口的一个实施方式。
在某些实施方式中，基座400可选择性地提供有从内部区域204的外边缘 220朝向内部区域204的中心以径向距离延伸的多个排气通道420。排气通道 420经构造以帮助气体流动或将困在(trapped)凹陷袋部212中的气体排出至凹陷部分218，并接着进入处理腔室的内在区域。没有排气通道420的话，例如，在处理期间，当基板初始定位于基座400时或类似的情况时，气体可能被困住。如果气体维持被困，例如在腔室压力中快速压力减少的期间，被困的气体为了抵抗减少的腔室压力而可能膨胀，从而导致基板从它在基座上的位置跳起、平移或其他移动。
排气通道420可从内部区域204的外边缘220以约30m至约80mm的径向距离向内延伸。排气通道420可围绕基座400周围以等间距排列。排气通道 420可在内部区域204以切入基座400表面的垂直沟槽或凹槽的形式而形成。在某些实施方式中，排气通道420的底表面可与切口402的底表面处于相同高度。在某些实施方式中，排气通道420可以约4度至约8度的角度彼此方位角地分隔，例如约6度。排气通道420可被切至任何适当的深度和/或长度，并且排气通道420的数量和/或排气通道420之间的间隔可经选择以实现从凹陷袋部212的快速排气。例如，排气通道420可完全延伸通过基座400的内部区域204。
图4C绘示根据本公开内容的一个实施方式的基座400。在一个实施方式中，以上所述的两个或两个以上不同形状的切口形成在倾斜表面214中形成。在此实施方式的某些构思中，具有第一形状的第一组切口以及具有不同于第一形状的第二形状的第二组切口可沿着基座106的周围交替排列。各组可包含两个或两个以上具有相同形状的切口。在图4C中所示的一个示例中，切口包括围绕基座106周围交替排列的第一组拱形切口430与第二组矩形切口432。在此示例中，两个拱形切口430被夹在(sandwiched)矩形切口432之间，其中矩形切口432大致与排气通道420一致(即与沿着基座周围的排气通道420 的径向位置对应)。在各式实施方式中，拱形切口可具有约2mm的宽度，且两个拱形切口可以2度的间距彼此方位角地隔开。
图4D绘示根据本公开内容的另一个实施方式的基座400。在此实施方式中，切口436全部都是围绕基座400周围以等间距排列的矩形切口。每个切口 436可具有约8mm的宽度。在某些构思中，切口436与排气通道420一致(即与沿着基座周围的排气通道420的径向位置对应)。
图5A绘示根据本公开内容的实施方式的可用于基座106(图1)位置中的基座500的透视图。基座500具有多个切口502，例如具有约2个至约20 个切口。在图5A中所示的一个实施方式中，六个(6)宽的切口502围绕基座500周围排列在第二缘边208中。图5B根据本公开内容的实施方式绘示图 5A所示的基座500的放大的部分顶部截面图。可从图5B看出，阶部(step)503 形成在第二缘边208与第一缘边206之间的界面处。阶部503将第一缘边206 的顶表面210连接至倾斜表面214。阶部503可具有约2mm至约3mm的高度以防止基板(未图示)在处理期间滑出。倾斜表面214将阶部503耦接至凹陷部分218并当基板被倾斜表面214支撑时为基板提供支撑表面。切口502形成为具有环绕底表面506的侧壁504的形式。切口502的底表面506与第一缘边 206的顶表面具有平行关系。在某些实施方式中，沿着基座500的径向方向的侧壁504朝向凹陷部分218逐渐减少厚度。在各式实施方式中，侧壁504的厚度可通常在约0.55mm至约1.8mm之间逐渐改变。或者，每个切口502可沿着基座500的径向方向具有均匀厚度。
在图5B所示的一个实施方式中，每个切口502(只有两个切口被部分地看到)在靠近阶部503具有两个圆角“C”。在一个实施方式中，夹在两个邻近切口502之间的倾斜表面214形成T型突片(tab)，T型突片具有在靠近第一缘边206的一端的宽颈部分508、在与宽颈部分508相对的另一端处的顶端部分510以及连接宽颈部分508与顶端部分510的窄部分512。在某些实施方式中，突片的数量可为约6至约360。倾斜表面214或T型突片可具有约0.55mm 至约1.8mm范围的厚度。在某些实施方式中，T型突片的厚度可沿着从第一缘边206朝向内部区域204的径向方向逐渐改变。顶端部分510靠近内部区域 204且在相同方向上从宽颈部分508延伸。宽颈部分508比顶端部分510相对较宽。顶端部分510比窄部分512相对较宽。在一个实施方式中，倾斜表面的窄部分512可朝向内部区域204向下倾斜2度并形成用于基板的支撑表面。在某些实施方式中，宽颈部分508的宽度可为约1.6mm至约2.2mm，该宽度是从具有最大厚度的两个邻近切口的转角测量的。顶端部分的宽度可为约1.2mm 至约1.6mm，该宽度是从具有最小厚度的两个邻近切口的侧壁测量的。在一个实施方式中，位于切口502的转角“C”处的侧壁的厚度为约0.75mm至约1.5mm。宽颈部分508的宽度为约1.99mm，而顶端部分510的宽度为约1.42mm。
虽然表示了倾斜表面214形成T型突片，但是可考虑任何形状，例如拱形、矩形、方形、圆形、V字形、U字形或C字形的突片及它们的变形，或上述形状的长形，或上述形状的组合。倾斜表面214可具有具本文所述形状中任意形状的多个突片，或者倾斜表面214可以是具有本文所述形状中任意形状的多个突片的形式。
图6A绘示根据本公开内容的另一实施方式的可用于基座106(图1)位置中的基座600的透视图。基座600具有形成在第二缘边208的多个切口602。在一个构思中，具有围绕基座600周围在第二缘边208内排列的180个切口 602。图6B绘示根据本公开内容的实施方式的图6A中所示基座600的放大的部分顶部截面图。在倾斜表面614中形成的切口602为沿着基座600的径向方向延伸的长形切口。这些切口通过突片620而彼此分隔开。因此，突片620形成在倾斜表面614中且可围绕基座600周围以等间距彼此分隔。切口602 以约2度的角度方位角地彼此分隔。可考虑更多或更少数量的切口。在适用了 12个切口的某些实施方式中，切口可以约30度的角度方位角地彼此分隔。在适用了24个切口的某些实施方式中，切口可以约15度的角度方位角地彼此分隔。也可考虑切口和/或突片可具有任何适合的形状，例如拱形、矩形、方形、圆形、V字形或它们的变形。
在一个实施方式中，倾斜表面614可朝向内部区域204向下倾斜2度并形成用于基板的支撑表面。在某些实施方式中，两个邻近切口602之间的空间 616的宽度为约2mm至约4mm，例如约3mm。类似于图5A与5B的实施方式，沿着基座106的径向方向的侧壁604的厚度朝向凹陷部分218逐渐减少。在各式实施方式中，侧壁604的厚度可在约0.55mm至约1.8mm之间逐渐改变。在一个实施方式中，在切口602的转角“C”处的侧壁的厚度为约0.75mm 至约1.5mm。或者，各切口602可沿着基座600的径向方向具有均匀厚度。
图7A-7D根据本公开内容的实施方式绘示的基板温度(℃)的图表，作为在倾斜表面的不同斜率处测试的弦长(chord length)(横跨基板的最大距离) 的函数。图表表示在基板边缘处的方位角温度分布。图7A表示在距基板中心 143mm处测量的方位角温度分布。图7B表示在距基板中心145mm处测量的方位角温度分布。图7C表示在距基板中心147mm处测量的方位角温度分布。图7D表示在距基板中心149mm处测量的方位角温度分布。使用与本公开内容的图4C相关联的实施方式获得图7A-7D中的曲线“F”。可以看出，相较于适用了具有较大斜率角度的倾斜表面而获得的其他曲线，每次测试中的曲线“F”表示了更为平坦的方位角温度分布。经证实，即使在距基板中心149mm处测量，本公开内容的实施方式能够提供较低的方位角非均匀性。
图8A与8B是根据本公开内容的实施方式绘示的基板温度(℃)的图表，作为以两个不同基座设计测试的基板半径(mm)的函数。曲线“A”代表在参照图3A与3B的如上所述的平坦基座设计的基座处测量的基板温度分布，所述平坦基座设计具有朝向基座的内缘边向下倾斜6度的基板支撑表面，在内缘边的顶表面与基板的背表面之间具有0.15mm的间隙，并且凹陷部分的顶表面与基板的背表面之间具有0.3mm的间隙。曲线“B”代表在参照图3C的如上所述的波状基座设计的基座处测量的基板温度分布，所述波状基座设计具有朝向基座的内缘边向下倾斜6度的基板支撑表面，环绕内缘边中心具有同心环状脊。可以看出，在距离基座中心140mm周围具有温度分布的谷值(valley)，且曲线“A”与“B”均显示基板温度分布是相对较为平坦的。
图9A与9B系根据本公开内容的实施方式绘示的基板温度(℃)的图表，作为以三个不同基座设计测试的基板半径(mm)的函数。曲线“A”代表在参照图3A与3B如上所述的平坦基座设计的基座处测量的基板温度分布。曲线“B”代表在参照图3C如上所述的波状基座设计的基座处测量的基板温度分布。曲线“C”代表在适用了无环状脊、无凹陷部分且无切口的传统基座设计的基座处测量的基板温度分布。可以看出，相较于曲线“C”，曲线“A”与“B”表示了根据本公开内容的实施方式的波状与平坦基座设计的基板的温度变化只有约5度。
本文描述的基座的实施方式允许在热处理(如外延)期间对基板进行更均匀的温度控制。通过减少基板接触基座的表面积而改善温度控制，这减少了边缘热峰(thermalpeak)并减少了从基座与基板传递的传导热量。相较于辐射热传递—基座与基板之间的热传递的主要来源，基座与基板之间的传导热传递更加难以控制。减少基板接触基座的表面积允许比辐射热更高百分比的热传递，而带来了基板上改善的热控制和改善的沉积。所公开的实施方式通过提供用以减少基座与基板之间的接触表面积的围绕基座周围的切口(例如基板所接触的基座的倾斜表面中的切口)，而减少了靠近基板边缘的传导热传递。通过包括在围绕基座周围的基座内缘边内等间距的排气通道，所公开的实施方式也帮助气体流动或排出气体。切口与排气通道的结合防止处理期间基板中心与边缘附近传递大量传导热量的可能性。
虽然描述于前的实施方式使用圆形几何形状(例如内盘、第一缘边、环状脊等)用于半导体“晶片”，但是所公开的实施方式可以适应不同的几何形状。
虽然上文针对本公开内容的实施方式，但在不背离本发明基本范围下，可设计本公开内容的其他与进一步的实施方式，而本发明的保护范围由以下权利要求书界定。

Claims (16)

1.一种基座，包括：
第一缘边，所述第一缘边环绕内部区域且耦接至所述内部区域，所述内部区域具有顶表面，所述内部区域的所述顶表面低于所述第一缘边的顶表面；
第二缘边，所述第二缘边设置于所述内部区域与所述第一缘边之间，其中所述第二缘边包含倾斜支撑表面，所述倾斜支撑表面具有形成于所述倾斜支撑表面中的多个切口，所述倾斜支撑表面相对于所述内部区域的所述顶表面倾斜一角度,且所述多个切口沿着所述基座的径向方向延伸；
凹陷部分，所述凹陷部分设置于所述倾斜支撑表面与所述内部区域的外缘之间，其中所述凹陷部分的顶表面处于低于所述内部区域的所述顶表面的高度处；及
多个排气通道，所述多个排气通道形成于所述内部区域的所述顶表面中，所述排气通道从所述内部区域的外缘朝向所述内部区域的内缘径向延伸，其中所述切口与所述排气通道一致。
2.根据权利要求1所述的基座，其中所述倾斜支撑表面从所述第一缘边的内缘朝向所述内部区域径向向内延伸。
3.根据权利要求2所述的基座，其中所述倾斜支撑表面相对于所述内部区域的所述顶表面倾斜6度至15度。
4.根据权利要求1所述的基座，进一步包括：
一个或多个凸块，所述一个或多个凸块从所述内部区域的所述顶表面延伸。
5.根据权利要求1所述的基座，其中所述切口的数量为6个至360个。
6.根据权利要求1所述的基座，其中所述切口的数量为6个至360个，且所述切口的形状为弧形、矩形、V字形、U字形、或前述形状的任意组合。
7.根据权利要求1所述的基座，其中所述切口的数量为6个至360个，且所述切口的形状为方形、圆形、C字形、或前述形状的任意组合。
8.根据权利要求6所述的基座，其中所述多个切口为围绕所述基座周围排列的交替的弧形与矩形切口。
9.根据权利要求1所述的基座，其中所述排气通道与所述切口围绕所述基座周围以等间距的方式排列。
10.根据权利要求9所述的基座，其中所述排气通道以4度至8度的角度方位角地彼此分隔。
11.根据权利要求9所述的基座，其中所述排气通道具有底表面，所述底表面处于与所述切口的底表面相同的高度。
12.一种基座，包括：
第一缘边，所述第一缘边环绕内部区域且耦接至所述内部区域，所述内部区域具有顶表面，所述内部区域的所述顶表面低于所述第一缘边的顶表面；
第二缘边，所述第二缘边设置于所述内部区域与所述第一缘边之间，其中所述第二缘边包含倾斜支撑表面，所述倾斜支撑表面具有形成于所述倾斜支撑表面中的多个突片，且所述倾斜支撑表面相对于所述内部区域的顶表面倾斜6度至15度的角度；
凹陷部分，所述凹陷部分设置于所述倾斜支撑表面与所述内部区域的外缘之间，其中所述凹陷部分的顶表面处于低于所述内部区域的所述顶表面的高度处；及
多个排气通道，所述多个排气通道形成于所述内部区域的所述顶表面中，所述排气通道从所述内部区域的所述外缘朝向所述内部区域的内缘径向延伸，其中所述突片与所述排气通道一致，并且其中所述排气通道以4度至8度的角度方位角地彼此分隔。
13.根据权利要求12所述的基座，其中所述突片的数量为6个至360个。
14.根据权利要求12所述的基座，其中所述倾斜支撑表面具有沿着所述基座的半径逐渐改变的厚度。
15.根据权利要求12所述的基座，其中所述多个突片是弧形的且沿着所述基座的径向方向延伸。
16.一种基座，包括：
第一缘边，所述第一缘边环绕内部区域且耦接至所述内部区域，所述内部区域具有顶表面，所述内部区域的所述顶表面低于所述第一缘边的顶表面；
第二缘边，所述第二缘边设置于所述内部区域与所述第一缘边之间，所述第二缘边包含：
倾斜基板支撑表面，所述倾斜基板支撑表面具有形成于所述倾斜基板支撑表面中的多个突片，其中所述倾斜基板支撑表面相对于所述内部区域的所述顶表面倾斜6度至15度的角度，且所述多个突片沿着所述基座的径向方向延伸；及
凹陷部分，所述凹陷部分设置于所述倾斜基板支撑表面与所述内部区域的外缘之间，其中所述凹陷部分的顶表面处于低于所述内部区域的所述顶表面的高度；及
多个排气通道，所述多个排气通道形成于所述内部区域的所述顶表面中，所述排气通道从所述内部区域的所述外缘朝向所述内部区域的内缘径向延伸，其中所述突片与所述排气通道一致，并且其中所述排气通道以4度至8度的角度方位角地彼此分隔。
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