CN109306468B - 衬托器、气相生长装置及气相生长方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种衬托器、一种气相生长装置及一种气相生长方法，所述衬托器用于所述气相生长装置，所述衬托器包括一底部和包围所述底部的侧部，所述底部和侧部限定有用以载置基底(例如半导体晶片)的凹坑，在所述衬托器的底部形成有顶杆孔，并且，所述衬托器还形成有一开口以及位于其底部的空心通道，所述开口通过所述空心通道与至少一个顶杆孔连通。使用本发明提供的气相生长方法，在气相生长过程中，由所述开口向所述空心通道内通入吹扫气体，吹扫气体流动到顶杆孔内，对位于顶杆孔下方的工艺气体具有阻挡作用，从而减少或避免工艺气体流动到基底的背面导致不必要的沉积。

Description

衬托器、气相生长装置及气相生长方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别涉及一种衬托器、一种气相生长装置及一种气相生长方法。
背景技术
近年来，外延(epitaxial)层形成在一基底例如硅晶片(wafer)表面上的外延晶片，被广泛地用作MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)器件制作过程中。这些外延晶片改进了MOS器件栅氧化膜的成品率，并具有例如降低寄生电容、防止软错误、改进吸杂性能以及改进机械强度之类的优越特性。
近年来，已经开发出能够在直径为300mm甚至更大尺寸的硅晶片上进行外延生长工艺的外延生长设备。并且，为了最大化的利用外延晶片，要求外延晶片具有非常平坦和相互平行的表面(正面和背面相互平行)。随着集成电路工艺特征尺寸(critical dimension，CD)的降低，图案化之前的外延晶片的纳米形貌在集成电路制作中愈加重要。
在硅晶片上生长外延层的一种方法为气相生长法，即利用工艺气体在硅晶片上进行气相反应以便生长出外延层。然而，申请人研究发现，利用传统的气相生长装置进行气相生长后，外延晶片的平坦度不理想。
发明内容
本发明的目的是解决外延晶片的平坦度较差的问题。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种衬托器，所述衬托器包括如下特征：
所述衬托器包括一底部和包围所述底部的侧部，所述底部和侧部限定有用以载置一基底的凹坑，所述衬托器上形成有多个贯穿所述底部的顶杆孔，其特征在于，所述衬托器上还形成有一开口以及空心通道，所述开口通过空心通道与至少一个顶杆孔连通。
可选的，所述衬托器还包括设置于所述底部和所述侧部之间的支撑部，通过所述支撑部支撑所述基底和/或限制所述基底移动。
可选的，所述空心通道形成于所述底部中，所述开口形成于所述侧部或底部中。
可选的，所述空心通道包括相互连通的第一空心通道和第二空心通道，所述第一空心通道是围绕所述顶杆孔的环形空心通道，所述第二空心通道是分布于所述顶杆孔周围的条形空心通道，所述开口通过第一空心通道和第二空心通道与所述顶杆孔连通。每个所述顶杆孔周围包围一个所述第一空心通道，每个所述第一空心通道与对应的顶杆孔之间分布有多个所述第二空心通道。
可选的，每个所述顶杆孔周围包围一个所述第一空心通道，每个所述第一空心通道与对应的顶杆孔之间分布有多个所述第二空心通道。
可选的，所述开口的数量为一个或多个。
可选的，所述空心通道还包括第三空心通道，所述开口通过所述第三空心通道与至少一个第一空心通道连通。
可选的，所述空心通道还包括第四空心通道，多个所述第一空心通道之间通过所述第四空心通道连通。
另一方面，本发明还提供了一种气相生长装置，包括用于通入工艺气体的第一进气口，还包括上述衬托器以及用于通入吹扫气体的第二进气口，所述吹扫气体经由所述第二进气口、开口和空心通道通入至所述顶杆孔中。
再一方面，本发明还提供了一种气相生长方法，使用上述气相生长装置，包括：
将一基底载置于所述衬托器中；
通过第一进气口通入用于在所述基底上形成预定膜层的工艺气体，以及，通过第二进气口、开口和空心通道向所述顶杆孔中通入吹扫气体。
可选的，所述工艺气体包括源气体和载气。所述吹扫气体与所述载气为同一种气体。
可选的，所述吹扫气体以20至100PSI范围内的压力通入所述空心通道。停止通入工艺气体之后，继续通入一预定时间的吹扫气体。
使用本发明提供的衬托器、气相沉积装置及气相生长方法，向所述气相生长装置内通入用于气相生长的工艺气体以便在一基底例如半导体晶片的正面形成外延层时，另外将所述吹扫气体，优选为用于气相生长的载气，通过一定压力由位于所述衬托器上的开口通入在衬托器底部形成的空心通道，所述空心通道与衬托器底部的顶杆孔互相连通，进入空心通道的吹扫气体对顶杆孔内部具有吹扫作用，这样一来，位于衬托器下方的工艺气体如果要从所述顶杆孔和顶杆之间的缝隙流向晶片的背面，会被从所述空心通道吹出的吹扫气体阻挡(block away)，使用本发明的技术方法，可以减少或避免工艺气体到达晶片背面导致的外延晶片平坦度较差的问题。使用本发明提供的衬托器、气相沉积装置及气相生长方法，可以提高气相生长所形成的例如外延晶片的平坦度。
附图说明
图1是一种气相生长装置的剖面示意图。
图2是本发明实施例一种气相生长装置的剖面示意图。
图3为在图2中顶杆孔附近区域的剖面示意图。
图4a是本发明实施例一种衬托器在图2中A-B方向的俯视示意图。
图4b是本发明实施例一种衬托器在图2中A-B方向的又一种俯视示意图。
附图标记说明：
1-中心转轴；
2-支持臂；
3-顶杆孔附近区域；
10、30-反应室；
100、300-晶片；
11、31-衬托器；
11a、31a-衬托器的底部；
11b、31b-衬托器的侧部；
31c-支撑部；
12、32-顶杆孔；
13、33-顶杆；
100a、300a-晶片正面；
100b、300b-晶片背面；
14、34-加热装置；
15-进气口；
35-第一进气口；
37-第二进气口；
16、36-排气口；
101、301-外延层；
102-顶杆斑；
311-开口；
310a-空心通道；
311a-第一空心通道；
312a-第二空心通道；
313a-第三空心通道；
314a-第四空心通道；
315-导引管道；
20-工艺气体；
21-吹扫气体。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的衬托器、气相生长装置及气相生长方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，本发明完全不局限于下面的实施例，另外附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。图中本发明的实施例的构件若与其他图标中的构件相同，虽然在所有图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使图标的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同的构件的标号标于每一图中。
图1是一种气相生长装置的剖面示意图，所述气相生长装置借助于顶杆(liftpin)进行基底传输。所述基底例如为一晶片100。所述气相生长装置包括一反应室10，衬托器11安装于反应室10内，衬托器11具有一底部11a和一侧部11b，底部11a和侧部11b共同限定一用于载置晶片100的凹坑，待进行气相生长的晶片100置于此凹坑内，并且，晶片100具有一待气相生长的正面100a和与之相对的背面100b。另外，在衬托器11上设置有若干个贯穿所述底部11a的顶杆孔12，设置于反应室10内的若干个顶杆13穿过所述顶杆孔12，并且可以在垂直于底部11a平面的方向上进行升降动作(即可上升或下降)。
在气相生长过程中，通过分别位于反应室10的上部和下部的两个加热装置14对衬托器11和晶片100进行加热并保持一定温度，另外从进气口15向反应室10内导入工艺气体20，供给到晶片100的上表面100a，因高温而分解了的工艺气体20在晶片100的上表面100a上累积，并进行气相生长；气相生长结束后，在晶片100的表面100a形成一预定厚度的外延层101，剩余气体被排气口16排出到反应室10的外部。
申请人研究发现，在利用如图1所示的气相生长装置的进行气相生长的工艺中，从进气口15进入反应室10的工艺气体20(如图1中虚线实心箭头所示)，由于负压作用，会经由反应室10与衬托器11之间的空隙，流动到衬托器11凹坑的下表面一侧(如图1中粗虚线实心箭头所示)，另外由于在衬托器11上的顶杆孔12与顶杆13之间存在间隙(gap)，流动到衬托器11凹坑下表面一侧的工艺气体20会从此间隙到达晶片100的背面100b，在一定温度下，在晶片100的背面100b对应顶杆孔12尤其是对应顶杆孔12与顶杆13之间的间隙的位置沉积形成类似管状(tube-like)的顶杆斑(pin mark)102。这些在晶片100背面100b形成的顶杆斑102，会破坏晶片100的背面100b的纳米形貌，使所形成的外延晶片的整体形貌恶化。
发明人利用晶圆几何形状测量系统(KLAWaferSight)测量利用如图1所示的气相生长装置得到的外延晶片正面的SFQR(Site flatness front least-squares range，部位正面最小二乘焦平面，用于评估晶片的平坦度)值，研究发现，对应于背面为顶杆孔的位置，SFQR值较大，导致整个外延晶片的平坦度较差。
基于上述研究，本实施例提供了一种衬托器、一种气相生长装置以及一种气相生长方法，所述衬托器置于所述气相生长装置内。向所述衬托器放置所述晶片的一侧通入用于气相生长的工艺气体以便在所述晶片的正面形成外延层时，另外将吹扫气体，优选为工艺气体中的载气，通过一定压力由位于衬托器上的开口通入在衬托器底部中形成的空心通道，所述空心通道与衬托器底部的顶杆孔互相连通，进入空心通道的吹扫气体对顶杆孔内部具有吹扫作用，这样一来，位于衬托器下方的工艺气体如果要从顶杆孔和顶杆之间的间隙流向晶片的背面，在所述顶杆孔内会被从所述空心通道吹出的吹扫气体阻挡，因而也就减小或避免了工艺气体在晶片背面形成顶杆斑的问题，使用本发明提供的衬托器、气相生长装置及气相生长方法，可以提高气相生长所形成的外延晶片的平坦度。
下面结合图2详细介绍本发明实施例的衬托器及气相生长装置。
图2是本发明实施例一种气相生长装置的剖面示意图。如图2所示，衬托器31，置于一气相生长装置内，所述气相生长装置具有一反应室30。衬托器31置于反应室30内用以载置一基底，本实施例中基底为一晶片300。所述衬托器31包括一底部31a以及包围底部31a的侧部31b，所述侧部31b与底部31a共同限定一用以载置晶片300的凹坑。
由于衬托器31(本实施例中是指侧部31b的下方边沿部分)与连接到中心转轴1的支持臂2接合，中心转轴1可被驱动旋转，从而带动衬托器31在气相生长过程中可被旋转。
此外，在衬托器31上还形成有支撑部31c，用来通过与晶片300外围的表面接触、线接触或点接触而支持和/或限制晶片300。本实施例中，支撑部31c位于衬托器31的底部31a和侧部31b之间，由侧部31b向底部31a方向延伸构成，并呈台阶状。本领域技术人员应该理解，所述支撑部31c上还可以设置有限位部件，例如一卡位装置或者压条等，以将晶片300固定在衬托器31的凹坑内并限制其移动，以防止在气相生长过程中因气体的流动引起晶片300位置的变化，但本发明不限于此。
载置于所述凹坑形状的衬托器31的晶片300具有一待形成外延层301的上表面300a以及与所述上表面300a相对的下表面300b，其中，下表面300b靠近所述底部31a，上表面300a背离底部31a。
本发明对晶片300的类型没有限制。例如，可以采用硅晶片、砷化镓晶片、SOI(绝缘体上覆硅晶片)或者选择性生长的外延晶片。本实施例中，所用的晶片300例如为直径200mm或300mm的P型硅圆形单晶片。
衬托器31的尺寸可以根据晶片300的直径以适当的方式改变。例如，衬托器31在载置晶片300之后，最好使得晶片300的外边沿与侧部31b的内边沿之间具有约为1-10mm的间隙。支撑部31c的上表面到侧部31b的上表面的高度差，基本上与晶片300的厚度相同。
此外，对应于一个衬托器31通常只载置一个晶片300，并且至少借助于三个顶杆33对载置于衬托器31上的晶片300进行传输。所述衬托器31的底部31a形成有与顶杆33数目相对应的顶杆孔32，顶杆孔32在底部31a的平面例如是均匀分布，本实施例中是以120度的间隔设置。多个顶杆33以大致同时和相同的幅度在顶杆孔32内进行升降动作，当顶杆33在顶杆孔32内上升的时候，与晶片300的下表面300b接触，以便支撑晶片300进行从衬托器31上抬起或载置于衬托器31的动作。为了使顶杆33在顶杆孔32内进行顺畅的运动，顶杆孔32的孔径大于顶杆33的直径，从而使得顶杆孔32与顶杆33之间具有间隙。
所述反应室30上配置有用来加热衬托器31和晶片300的加热装置34，加热装置34可以是卤素灯、红外灯等，加热装置34的位置和加热方式可以利用本领域公知的方法，本发明对此不做限定。
另外需要说明的是，本实施例中气相生长装置还应该包括位于反应室30外部的传输装置(未示出)，以便使晶片300输出或输出反应室30，在反应室30上应包括一可打开或关闭的腔门(未示出)，以方便所述传输装置将晶片300输入或输出反应室30。
所述气相生长装置的反应室30还具有若干个第一进气口35和若干个排气口36。本实施例中，反应室30具有一个第一进气口35和一个排气口36，该第一进气口35和排气口36彼此面对位于反应室30上且位于衬托器31的两侧。第一进气口35用于向反应室30通入用以形成外延层301的包括源气体和载气的工艺气体20。用于形成外延层301的源气体例如是SiH4、SiH2Cl2、SiHCl3或SiCl4之类的气体，而H2(氢气)或惰性气体可以被用作载气，载气主要起稀释源气体的作用，所述工艺气体20内还可以包括微量的掺杂剂气体，例如B2H4。本实施例中源气体例如是SiHCl3(三氯氢硅，亦称TCS)，载气例如是H2。主要由载气和源气体形成的混合有微量掺杂剂的工艺气体20从第一进气口35被输送，并且设计以平行于晶片300的表面300a(沿水平方向)而流动。在一定温度下，提供的工艺气体20在通过晶片300的表面300a上方以生长外延层301后，被排气口36排出到反应室30外面，所述第一进气口35和排气口36也可根据反应室30内的压强的要求而选择合适的条件通入或者排出气体。
但是，发明人发现，若不进行规避，通过第一进气口35进入反应室30的工艺气体20不止在晶片300的表面300a上方水平流动，一部分工艺气体20会流动到衬托器31下方。由于顶杆孔32和顶杆33之间留有间隙，则一部分工艺气体20可能会从此间隙向上流动到达晶片300的背面300b，发生与正面300a的气相生长反应相似的沉积过程，导致在晶片300背面300b对应于顶杆孔32的位置形成顶杆斑。
为此，本发明实施例在反应室30的进气口侧另设置第二进气口37，并且在顶杆孔32以外的衬托器31中设置一开口311，所述开口311与第二进气口37之间可以设置一导引管道315，从而构成一气体通路。另外，衬托器31中设置一空心通道310a，空心通道310a在衬托器31的底部31a平面内延伸，并且，设计使得开口311、空心通道310a与顶杆孔32均互相连通。
图3为图2中顶杆孔32附近区域3的剖面示意图。
结合图2和图3所示，在晶片300上表面300a进行气相生长过程中，工艺气体20流过晶片300的上表面300a。另外，部分工艺气体20可能会到达衬托器31的底部31a下方。本实施例中，在此气相生长过程中由第二进气口37向开口311以及空心通道310a通入吹扫气体21(如图2和图3中虚线空心箭头所示)，吹扫气体21在一定的压力下进入空心通道310a，由于空心通道310a与顶杆孔32互相连通，通过空心通道310a从顶杆孔32吹出的吹扫气体21在顶杆孔32内形成喷向多个方向的气流，尤其包括平行于底部31a的气流，对于欲从下方顶杆孔32与顶杆33之间的间隙进入的工艺气体20形成阻挡作用，避免工艺气体20由此间隙到达晶片300的背面300b。
本实施例中选择与从第一进气口35通入的工艺气体20中的载气相同的气体例如氢气作为吹扫气体21。此外，空心通道310a在底部31a内部的位置并不严格限制，可以是处于底部31a横截面的中心水平线(未示出)上，也可以高于或低于此中心水平线。
图4a是本发明实施例一种衬托器31在图2中A-B方向上的俯视示意图。为了更清楚描述衬托器31的结构，图4a中衬托器31上未放置晶片300。
如图4a所示，衬托器31具有底部31a和包围此底部31a的侧部31b，所述底部31a和所述侧部31b之间设置有支撑部31c，用来通过与晶片300外围的表面接触、线接触或点接触而支持和/或限制晶片300。所述衬托器31形成有多个贯穿底部31a的顶杆孔32，顶杆33在顶杆孔32内作相对于衬托器31底部31a平面的垂直运动(图4a中纸面方向)，以将晶片300载置于衬托器31上以及离开衬托器31。优选方案中，顶杆33的轴向位于顶杆孔32的中心线上。本实施例中，与第二进气口37连通的开口311设置于顶杆孔32之外的的衬托器31中，由开口311向衬托器31的底部31a内部形成一空心通道310a，空心通道310a与顶杆孔32互相连通。本发明对开口311的位置不做限制。开口311可以为圆孔或者方孔，开口311例如是垂直于底部31a。开口311的数量可以是一个，也可以是多个。当设置有多个开口311时，多个开口311之间可以均匀分布于顶杆孔32的周围。
继续如图4a所示，本实施例中，空心通道310a例如包括相互连通的第一空心通道311a、第二空心通道312a、第三空心通道313a以及第四空心通道314a。
第一空心通道311a例如是包括围绕顶杆孔32形成的环形空心通道，且第一空心通道311a与顶杆孔32一一对应，所述环形空心通道例如呈圆环形，多个环形空心通道之间的形状和尺寸可以相同或不相同。
第二空心通道312a例如是分布于顶杆孔32周围的条形空心通道，第一空心通道311a通过其环形内部的若干条第二空心通道312a与顶杆孔32连通。每个第一空心通道311a与对应的顶杆孔32之间的第二空心通道312a的数量优选是多条，多条第二空心通道312a呈放射状分布于顶杆孔32周围，且多条第二空心通道312a是均匀分布的。本实施例中每个第一空心通道311a与对应顶杆孔32之间通过放射状均匀分布的八条第二空心通道312a连通。
开口311通过第三空心通道313a与至少一个第一空心通道311a连通。本实施例中，仅设置一个开口311，且该开口311仅通过一条第三空心通道313a与一个第一空心通道311a连通。但应理解，具体实施时，可以设置多个开口311，也可设置多个第三空心通道313a。第三空心通道313a例如是条形空心通道。
多个第一空心通道311a之间也应该是连通的，以便由开口311通入的吹扫气体21到达每一个顶杆孔32的位置。本实施例中，如图4a所示，通过三条第四空心通道314a实现三个第一空心通道311a之间的连通，三条第四空心通道314a均呈条形且其一端交至一点(该点例如位于衬托器的中心)，另一端则各自连通一个第一空心通道311a。三条第四空心通道314a在底部31a的平面例如是均匀分布，即相邻的两条第四空心通道314a之间的角度为120度。
如图4b是本发明实施例一种衬托器在图2中A-B方向的又一种俯视示意图。在图4b的设置中，多个第四空心通道314a与各第一空心通道311a的相切并相互连通从而呈环状，例如是三角形环。
本实施例中对空心通道310a的数量和形状不做限制，本领域技术人员可以在不脱离本发明内涵的情况下，对空心通道310a在衬托器31的底部31a内部的设置作出其他变形，仍属于本发明的保护范围。
例如，在本发明的另一实施例中，也可以设置使得第三空心通道313a与第四空心通道314a重合(即为相同的部分空心通道310a)，所述开口311例如设置于衬托器31的底部31a平面的中心，所述开口311通过第三空心通道313a或第四空心通道314a与第一空心通道311a连通，多个第一空心通道311a通过第三空心通道313a或第四空心通道314a互相连通。
再例如，在本发明的另一实施例中，可以在所述第一空心通道311a周围设置三个或更多的开口311，并且所述开口311与第一空心通道311a之间通过多条第三空心通道313a连通，所述多个第一空心通道311a之间则可以不设置第四空心通道314a。
还例如，在本发明的另一实施例中，第一空心通道311a还可以是围绕多个顶杆孔32的一个环形通道，此环形通道与多个顶杆孔32之间通过多个第二空心通道312a互相连通，另外可以设置开口311位于第一空心通道311a上，在这样设计的实施例中，也可以不包括第三空心通道313a和第四空心通道314a。
空心通道310a的设置也可以加入其它方面的考虑，比如反应室30内的压力因素以及气体动力学的影响，在本发明的其他实施例中，还可以通过各种计算和设计，对空心通道310a在衬托器底部31a的设置作出其他方案。
本实施例以上内容主要描述了一种衬托器31以及相应的气相生长装置。另外，本实施例还介绍一种气相生长的方法，利用如上所述的衬托器31以及气相生长装置。
如图2和图3所示，所述方法包括：
步骤1，将一基底例如晶片300载置于所述衬托器31中。
具体的，在对气相生长装置的反应室30进行预处理以及抽真空之后，利用传输装置(未示出)将晶片300传输到反应室30内部。本实施例借助于顶杆33进一步载置晶片300。例如首先使顶杆33上升，将置于传输装置上的晶片300顶起，接着传输装置退回，随之顶杆33下降，晶片300被放置在衬托器31上，但本发明不限于此。
优选方案中，在所述衬托器31的底部31a和侧部31b之间还设置有支撑部31c，用来通过与晶片300外围的表面接触、线接触、或点接触而支持和/或限制晶片300。
需要指出的是，根据具体气相生长的条件和晶片300的特点，在步骤1之前还可以增加其他的若干步骤，例如在将晶片300传输进入反应室30之前，对衬托器31表面进行清洁，或者根据晶片300的情况对其进行预处理，另外晶片300的背面300b若有保护膜，可根据需要先去除保护膜之后再进行气相生长，还比如在气相生长之前可对晶片300在一定的高温下进行一烘烤处理。
步骤2，通过第一进气口35通入用于在基底(本实施例中为晶片300)上形成预定膜层的工艺气体20，以及，通过第二进气口37、开口311和空心通道310a向所述顶杆孔32中通入吹扫气体21。
工艺气体20包括例如SiH4、SiH2Cl2、SiHCl3或SiCl4之类的源气体，以及例如H2(氢气)或惰性气体组成的起稀释作用的载气，另外还可以加入少量的掺杂气体。混合气体形成的工艺气体20可以从一个第一进气口35进入反应室30，也可以分多个第一进气口35进入反应室30。
本实施例中从第一进气口35通入反应室30内的是由硅源气体(SiHCl3)和硼源气体(B2H2)在载气(例如氢气)中被稀释的混合气体形成的工艺气体20，以20PSI至100PSI范围内的压力被送入到反应室30，使其流动到晶片300的上表面300a，在大约1070℃的气相生长温度下，在晶片300的正面300a上形成外延层301。
另外，通过反应室30的第二进气口37向位于衬托器31底部31a中的空心通道310a通入一吹扫气体21，本实施例中吹扫气体21优选与工艺气体20中的载气相同，同样为氢气。优选方案中，向反应室30内从第一进气口35通入工艺气体20的同时也从第二进气口37通入吹扫气体21。
由上述对衬托器31的描述可知，第二进气口37与位于衬托器31的底部31a的开口311可以通过一导引管道315连通，使得从第二进气口37进入的载气向空心通道310a传输。这样，从第一进气口35进入的工艺气体20即使流动到衬托器31下方，当这部分工艺气体20在通过顶杆孔32与顶杆33之间的间隙向晶片300背面300b流动时，会被由衬托器31底部31a中的空心通道310a向顶杆孔32吹出的吹扫气体21阻挡(即吹散)，使得工艺气体20不会到达晶片300的背面300b，减少或避免了在晶片300的背面300b沉积而破坏所形成的外延晶片的形貌。
为了更好的使吹扫气体21达到阻挡工艺气体20的目的，优选的从第二进气口37进入的吹扫气体21保持一特定压力，以更好的使吹扫气体21到达多个环形通路311a，并且通向顶杆孔32，实现阻挡衬托器31下方的工艺气体20到达晶片300背面300a的作用。
本实施例中从第二进气口37通入的吹扫气体21大致处于20PSI至100PSI范围内的一压力值。这是因为，当从第二进气口37进入衬托器31底部31a内部的空心通道310a的吹扫气体21压力太小时，吹扫气体21因而不能有效的流动到每一个顶杆孔32内，对衬托器31下方的工艺气体20起不到有效的阻挡作用；当压力过大时，吹扫气体21的吹扫效率很高，但反应室30内的吹扫气体21和工艺气体20不能以恰当的方式从排气口36释放，较多的吹扫气体21或载气易到达晶片300的正面300a，对外延层301的形成不利。
随着在晶片300的正面300a流过的工艺气体20不断经过分解反应，在晶片300的表面300a形成了外延层301，当达到所要求的外延层301之后，停止气相生长过程，并且停止通入工艺气体20以及吹扫气体21。本实施例中，在停止通入工艺气体20之后经过一预定时间例如10s的延迟，再停止通入吹扫气体21，以便更好的保证残留的工艺气体20不能到达晶片300的背面300b。优选方案中，停止通入工艺气体20和吹扫气体21后，反应室30内剩余的气体通过排气口36被排出反应室30。
最后，经过冷却，正面300a上覆盖外延层301的晶片300，通过传输装置传送出反应室30外。具体的，在衬托器31上的晶片300为可活动状态时(未限制或已解除限制)，反应室30内充入一惰性气体使得反应室30内外气压相等后，顶杆33上升，使晶片300脱离衬托器31，随后传输装置进入获取晶片300，顶杆32下降至最低位置(即气相生长时状态)，由传输装置将晶片300传输到反应室30外面，但本发明不限于此。
以上步骤，仅是对在晶片300上气相生长形成外延层301过程的简单描述，在实际的气相生长装置以及气相生长过程中，可包括其他部件及步骤，以便实现其他额外功能或优化之目的。例如衬托器31在反应室30内或可升降运动，可以与顶杆33以及传输装置共同完成晶片300在反应室30内的动作等。
本实施例所描述的是一个气相生长装置内仅包括一个衬托器31并且一次气相生长过程仅放置一块晶片300的情况，本领域技术人员应该理解，本发明方案可以应用于各种气相生长装置，在衬托器31的凹坑内载置一基底(本实施例为晶片300)，在衬托器31的底部31a中，设置一空心通道310a，空心通道310a与位于衬托器31的底部31a的顶杆孔32互相连通。气相生长过程中，通过空心通道310a进入顶杆孔32的吹扫气体21对衬托器31下方的工艺气体20具有阻挡作用，减少或避免工艺气体20到达晶片300的背面300b，可防止气相生长所形成的外延晶片的平坦度和质量恶化。
总之，本发明提供了一种衬托器、一种气相生长装置及一种气相生长方法，所述衬托器31置于一气相生长装置的反应室30内，用于在其上载置晶片300并在晶片300的正面300a进行气相生长生成外延层301。为了避免在晶片300背面300b上形成顶杆斑，在所述衬托器31上形成一开口311，所述开口311与每个顶杆孔32通过在衬托器31的底部31a中形成的空心通道310a连通，所述空心通道310a设置在底部31a的平面内。在气相生长过程中，向衬托器31底部31a下方的开口311通入一吹扫气体21，优选的以工艺气体20中的载气作为吹扫气体21，所述吹扫气体21通过空心通道310a到达顶杆孔32，从顶杆孔32喷出的吹扫气体21对顶杆孔32下方的其他气体例如工艺气体20形成阻挡作用，使得工艺气体20到达不了晶片300的背面300b，因而也就不会在晶片300的背面300b沉积而破坏所形成的例如外延晶片的形貌。
发明人另外对使用本实施例提供的衬托器、气相生长装置及气相生长方法所得到的外延晶片进行了平坦度的考察，具体为利用晶圆几何形状测量系统(KLAWaferSight)测量外延晶片的正面的SFQR(Site flatness front least-squares range，部位正面最小二乘焦平面)值，结果显示，所得到的外延晶片的SFQR值可以降到28nm以下。
需要说明的是，本说明书实施例采用递进的方式描述，对于实施例公开的方法而言，由于与实施例公开的结构相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见结构部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.一种衬托器，所述衬托器包括一底部和包围所述底部的侧部，所述底部和侧部限定有用以载置一基底的凹坑，所述衬托器上形成有多个贯穿所述底部的顶杆孔，其特征在于，所述衬托器上还形成有一开口以及空心通道，所述开口通过空心通道与至少一个顶杆孔在所述顶杆孔的侧壁连通。
2.如权利要求1所述的衬托器，其特征在于，所述衬托器还包括设置于所述底部和所述侧部之间的支撑部，通过所述支撑部支撑所述基底和/或限制所述基底移动。
3.如权利要求1所述的衬托器，其特征在于，所述空心通道形成于所述底部中，所述开口形成于所述侧部或底部中。
4.如权利要求1所述的衬托器，其特征在于，所述空心通道包括相互连通的第一空心通道和第二空心通道，所述第一空心通道是围绕所述顶杆孔的环形空心通道，所述第二空心通道是分布于所述顶杆孔周围的条形空心通道，所述开口通过第一空心通道和第二空心通道与所述顶杆孔连通。
5.如权利要求4所述的衬托器，其特征在于，每个所述顶杆孔周围包围一个所述第一空心通道，每个所述第一空心通道与对应的顶杆孔之间分布有多个所述第二空心通道。
6.如权利要求4所述的衬托器，其特征在于，所述开口的数量为一个或多个。
7.如权利要求4所述的衬托器，其特征在于，所述空心通道还包括第三空心通道，所述开口通过所述第三空心通道与至少一个第一空心通道连通。
8.如权利要求4所述的衬托器，其特征在于，所述空心通道还包括第四空心通道，多个所述第一空心通道之间通过所述第四空心通道连通。
9.一种气相生长装置，包括用于通入工艺气体的第一进气口，其特征在于，还包括如权利要求1至8中任一项所述的衬托器以及用于通入吹扫气体的第二进气口，所述吹扫气体经由所述第二进气口、开口和空心通道通入至所述顶杆孔中。
10.一种气相生长方法，使用如权利要求9所述的气相生长装置，其特征在于，包括：
将一基底载置于所述衬托器；
通过第一进气口通入用于在所述基底上形成预定膜层的工艺气体，以及，通过第二进气口、开口和空心通道向所述顶杆孔中通入吹扫气体。
11.如权利要求10所述的气相生长方法，其在于，所述工艺气体包括源气体和载气。
12.如权利要求11所述的气相生长方法，其特征在于，所述吹扫气体与所述载气为同一种气体。
13.如权利要求10所述的气相生长方法，其特征在于，所述吹扫气体以20PSI至100PSI范围内的压力通入所述空心通道。
14.如权利要求10所述的气相生长方法，其特征在于，同时通入工艺气体和吹扫气体。
15.如权利要求10所述的气相生长方法，其特征在于，停止通入工艺气体之后，继续通入一预定时间的吹扫气体。
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