CN216786305U - 一种基座支撑部及包括基座支撑部的外延设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基座支撑部，所述基座支撑部包括：主支撑部，用于支撑所述基座；支撑引导部，用于支撑所述升降销；所述支撑引导部包括支撑轴、多个沿着径向延伸的臂、以及套筒，其中，臂的一端与支撑轴连接，臂的另一端与套筒连接，所述支撑引导部还包括通道，所述通道用于通入清洁气体以防止沉积物沉积。本实用新型通过在支撑轴和臂中设置通入清洁气体的通道，避免了污染物的沉积，提高了外延工艺的质量。

Description

一种基座支撑部及包括基座支撑部的外延设备

技术领域

本实用新型涉及基座支撑部及包括基座支撑部的外延设备，所述基座支撑部用于支撑放置晶圆的基座，以在外延工艺时在晶圆表面形成外延膜。

背景技术

在半导体制造中，外延工艺是在晶圆等衬底上生长单晶薄膜的工艺。对于外延工艺而言，需要快速升温，因此现有技术通常采用灯作为加热组件，并将加热组件分别设置在外延腔体的上顶盖上方和下底盖下方来给腔体提供热量，由于加热组件设置在下底盖下方，因此用于支撑基座的基座支撑部一般采用具有多个臂的轴实现，其中臂的一端与基座边缘连接，臂的另一端与轴连接，从而避免了轴直接与基座下表面的中央区域接触，解决了基座中央区域的不均匀的热分布问题，多个臂的倒置的伞状分布很好地让下加热组件的热量均匀地辐射到基座的下表面。

但是，由于有部分工艺气体会穿过一些空隙到达基座的下表面，由于下加热组件的作用，这些工艺气体很快的沉积到了基座支撑部上，特别是在升降销上和升降销附近的臂上沉积物，由于升降销上下移动将沉积物带动并颗粒化，最终形成颗粒污染物，这些颗粒污染物会顺着基座上用于放置升降销的销孔到达晶圆背面，从而影响外延工艺的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，及提供能够降低升降销附近沉积物的基座支撑部，以及提供能够通过包括所述基座支撑部来制作高质量外延晶圆的外延设备。

本发明提供一种基座支撑部，其设置在用于处理晶圆的外延设备内，所述外延设备内设置有用于承载所述晶圆的基座，所述基座支撑部设置在基座的下方，所述基座还设置有用于顶起所述晶圆的升降销，所述基座支撑部包括：

主支撑部，用于支撑所述基座；

支撑引导部，用于支撑所述升降销，且主支撑部与支撑引导部同轴设置；

其中，所述支撑引导部包括支撑轴、多个沿着径向延伸的臂、以及套筒，其中，臂的一端与支撑轴连接，臂的另一端与套筒连接，所述臂位于所述主支撑部的上方；所述支撑引导部还包括通道，所述通道用于通入清洁气体以防止沉积物沉积。

可选的，所述主支撑部包括主支撑轴和多个沿着径向延伸的主臂，其中所述主臂的一端连接在主支撑轴上，所述主臂的另一端连接在基座的下方。

可选的，所述主支撑轴和所述支撑轴同轴设置，且所述支撑轴插入到所述主支撑部的主支撑轴中。

可选的，所述主支撑部配置为可垂直移动的，所述支撑引导部同样配置为可垂直移动的。

可选的，所述主支撑部配置为可旋转的；所述支撑引导部配置为可随所述主支撑部同步旋转的。

可选的，所述臂和主臂均为三个。

可选的，所述套筒包括筒体、以及开口，所述开口用于容纳所述基座上的升降销。

可选的，所述套筒还包括引导环，所述引导环设置在所述开口处，所述引导环用于在垂直方向上引导所述升降销的移动。

可选的，所述主支撑部和支撑引导部的材料均为石英。

可选的，所述支撑轴和臂均为中空的，用于形成连通的所述通道。

可选的，所述主支撑部还包括测温装置，所述主支撑部的主臂为中空的用以容纳所述测温装置。

可选的，所述测温装置包括传感器，所述传感器设置在所述基座的下表面。

可选的，所述测温装置还包括导线与控制器，所述导线一端与传感器连接，另一端与控制器连接。

可选的，还包括气源，所述气源与所述通道一端连接。

进一步的，本发明还公开了一种外延设备，其包括：腔体，用于对晶圆进行处理；基座，用于支撑待处理的所述晶圆；多个升降销，其垂直地设置在所述基座中，用于在需要传送晶圆时顶起所述晶圆；以及如上述的一种基座支撑部，所述基座支撑部用于支撑所述基座。

本实用新型的优点在于：通过在支撑轴和臂中设置通入清洁气体的通道，避免了污染物的沉积，提高了外延工艺的质量。

附图说明

图1是本实用新型的外延设备的结构示意图。

图2是本实用新型的基座支撑部的局部示意图。

具体实施方式

以下参考附图具体描述本实用新型的基座支撑部的实施方式。

图1是本实用新型的外延设备的结构示意图，如图1所示，所述外延设备包括腔体、基座107、升降销111、基座支撑部200、加热组件105，其中，所述腔体包括侧壁101、以及设置在侧壁101上方的上顶盖103和设置在侧壁101下方的下底盖；在所述侧壁101上开设有进气口和出气口，用于工艺气体G1的输入和排出，在侧壁101上还开设有传输口109，用于机械手的进入从而实现晶圆W的传输，其中一种可选的方式为所述进气口和出气口在侧壁上的位置是相对的从而形成工艺气体G1的流动方向，所述机械手从所述传输口109进入腔体的方向与工艺气体G1的流动方向垂直；所述基座107设置在腔体的内部，用于在工艺过程中支撑所述晶圆W，所述基座107上还设置多个销孔，用于放置所述升降销111，所述升降销111用于在需要传输晶圆W时将晶圆W顶起；所述基座支撑部200设置在基座107的下方，用于支撑基座107，并驱动所述基座107的升降及旋转；加热组件105包括上加热组件和下加热组件，上加热组件设置在上顶盖103的上方，下加热组件设置在下底盖的下方，由于上顶盖和下底盖均为对热辐射可透过的材料，例如可选的材料为石英，因此上加热组件和下加热组件可以通过热辐射分别加热晶圆W的上表面和基座107的下表面，从而实现工艺气体G1在晶圆W上表面的外延沉积。

依然参见图1，在基座107的周围设置有预热环113，所述预热环113为环形，围绕基座107设置，其作用是给工艺气体预热，但是由于基座需要升降以实现基片的传输，因此，为避免预热环113与基座之间发生摩擦，预热环113与基座之间不可避免的存在缝隙，因此工艺气体G在进入腔体时，大部分工艺气体G1可以流向晶圆W的上表面，但是依然有少量的工艺气体G2会穿过所述缝隙到达基座107的下表面，而这部分工艺气体会沉积到升降销111附近形成沉积物，由于升降销111的升降移动导致沉积物的颗粒化最终形成颗粒污染物，所述颗粒污染物会随着升降销111的移动从销孔进入晶圆的下表面，这是不期望的，结果会导致工艺质量下降。

为了解决该问题，本实用新型公开了一种基座支撑部，依然参照图1，所述基座支撑部200包括主支撑部300和支撑引导部400，所述支撑引导部400与主支撑部300同轴设置。

图2是本实用新型的基座支撑部的局部示意图。参照图1-2，所述主支撑部300包括主支撑轴301、多个主臂303，所述主臂303的一端与基座107连接，主臂303的另一端与主支撑轴301的一端连接，所述主臂303与基座107的连接处位于基座107的周向边缘附近，以减小热传递对晶圆W边缘处热均匀性的影响；每个所述主臂303均沿着径向延伸，且之间的间隔相同，所述多个主臂303形成倒置的伞状，作为可选的实施方式，所述主臂303的数量为3个。

所述支撑引导部400包括支撑轴401、套筒405和多个403臂。所述臂403的一端与支撑轴401连接，臂403的另一端与套筒405连接；每个所述臂403均沿着径向延伸，且之间的间隔相同。所述主支撑部300的主支撑轴301和支撑轴401同轴设置，且支撑轴401插入到主支撑轴301中，所述多个臂403均位于主支撑轴301的上方。作为可选的实施方式，所述臂403的数量为3个。

所述套筒405包括筒体408、开口406以及引导环407，所述开口406设置在所述筒体408上方，用于容纳设置在所述基座上的升降销，所述引导环407设置在所述开口处，所述引导环用于在垂直方向上引导所述升降销的移动，防止升降销移动时倾斜。

所述支撑引导部400还包括通道409，所述支撑轴401和臂403均为中空的，用以形成连通的所述通道409；如图2所示，清洁气体g从所述通道409通入，进入套筒405，从套筒的所述开口流出，由于清洁气体g的作用，从而避免了工艺气体G2沉积在套筒的开口以及升降销111上，防止了颗粒污染物的产生。

所述基座支撑部还包括气源，所述气源用于容纳和输送清洁气体g，具体的，所述气源与支撑轴401的端部连接。

所述基座支撑部还包括驱动装置，用于驱动基座支撑部的升降和旋转。

作为可选的实施方式，所述主支撑部和支撑引导部的材料均为对辐射透过的材料，例如石英。

所述主支撑部300还包括测温装置，所述主支撑部的主臂303为中空的，用以容纳所述测温装置，所述测温装置包括传感器和控制器，传感器用于测量温度，控制器用于接收传感器传来的数据并对其处理，形成控制温度的指令并发送；所述传感器设置在所述基座的下表面，所述传感器可以通过无线方式传输数据给控制器，作为另一种可选的方式，所述测温装置还包括导线，所述导线一端与传感器连接，另一端与控制器连接。

外延设备的运行方式。参照图1，基座107具有两个位置：工艺位置和传输位置，工艺位置为外延工艺时，基座107所处的位置，传输位置为传输晶圆W时，基座107所处的位置。

图1中基座107所处的位置为工艺位置，在图1中以S1为标记，当基座107在工艺位置S1时，晶圆W的高度大致与进气口水平，工艺气体G从进气口输入腔体中，加热灯组105辐射出热量，从而工艺气体G1在晶圆W上实现外延沉积。为了保证温度分布在晶圆W上表面各区域的均匀性，基座107设置为可旋转的。具体的，基座支撑部200由所述驱动装置驱动旋转，从而带动基座107旋转。在旋转过程中，所述主支撑部300和支撑引导部400同步旋转，升降销111长度较长，其靠近套筒405一端的下端部插入在套筒405内(参见图2)，从而很好地固定了升降销111。

图1中并未示出基座107处于传输位置的情况，但是图1中标记出了传输位置大致的位置，即：S2。当基座107在传输位置S2时，晶圆W的高度大致与传输口109位置水平，在工艺过程结束后，驱动装置带动主支撑部300和支撑引导部400同步下降，当基座107位于传输位置S2时，支撑引导部400停止下降，主支撑部300继续下降，此时升降销111会向下移动一个微小的位置，其下端部便与套筒的底部接触，此时升降销111支撑住晶圆W不动，基座107随着主支撑部300继续下降一定高度后停止下降，随后机械手从传输口109进入腔体，插入到晶圆W下方取走晶圆W。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种基座支撑部，其设置在用于处理晶圆的外延设备内，所述外延设备内设置有用于承载所述晶圆的基座，所述基座支撑部设置在基座的下方，所述基座还设置有用于顶起所述晶圆的升降销，其特征在于，所述基座支撑部包括：

主支撑部，用于支撑所述基座；

支撑引导部，用于支撑所述升降销，且主支撑部与支撑引导部同轴设置；

其中，所述支撑引导部包括支撑轴、多个沿着径向延伸的臂、以及套筒，其中，臂的一端与支撑轴连接，臂的另一端与套筒连接，所述臂位于所述主支撑部的上方；所述支撑引导部还包括通道，所述通道用于通入清洁气体以防止沉积物沉积。

2.如权利要求1所述的基座支撑部，其特征在于，所述主支撑部包括主支撑轴和多个沿着径向延伸的主臂，其中所述主臂的一端连接在主支撑轴上，所述主臂的另一端连接在基座的下方。

3.如权利要求2所述的基座支撑部，其特征在于，所述主支撑轴和所述支撑轴同轴设置，且所述支撑轴插入到所述主支撑部的主支撑轴中。

4.如权利要求1或3所述的基座支撑部，其特征在于，所述主支撑部配置为可垂直移动的，所述支撑引导部同样配置为可垂直移动的。

5.如权利要求1或3所述的基座支撑部，其特征在于，所述主支撑部配置为可旋转的；所述支撑引导部配置为可随所述主支撑部同步旋转的。

6.如权利要求1或2所述的基座支撑部，其特征在于，所述臂和主臂均为三个。

7.如权利要求1所述的基座支撑部，其特征在于，所述套筒包括筒体、以及开口，所述开口用于容纳所述基座上的升降销。

8.如权利要求7所述的基座支撑部，其特征在于，所述套筒还包括引导环，所述引导环设置在所述开口处，所述引导环用于在垂直方向上引导所述升降销的移动。

9.如权利要求1所述的基座支撑部，其特征在于，所述主支撑部和支撑引导部的材料均为石英。

10.如权利要求1所述的基座支撑部，其特征在于，所述支撑轴和臂均为中空的，用于形成连通的所述通道。

11.如权利要求1所述的基座支撑部，其特征在于，所述主支撑部还包括测温装置，所述主支撑部的主臂为中空的用以容纳所述测温装置。

12.如权利要求11所述的基座支撑部，其特征在于，所述测温装置包括传感器，所述传感器设置在所述基座的下表面。

13.如权利要求12所述的基座支撑部，其特征在于，所述测温装置还包括导线与控制器，所述导线一端与传感器连接，另一端与控制器连接。

14.如权利要求1所述的基座支撑部，其特征在于，还包括气源，所述气源与所述通道一端连接。

15.一种外延设备，其包括：

腔体，用于对晶圆进行处理；

基座，用于支撑待处理的所述晶圆；

多个升降销，其垂直地设置在所述基座中，用于在需要传送晶圆时顶起所述晶圆；

如权利要求1-14任一项所述的一种基座支撑部，所述基座支撑部用于支撑所述基座。

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