[发明专利]衬底支撑装置以及外延生长设备

说明书

本发明提供一种衬底支撑装置以及外延生长设备，所述衬底支撑装置包括基座环和具有凹槽的底座；所述基座环位于所述凹槽内并用于承载所述衬底，且所述基座环与所述底座之间形成有容置空间。所述外延生长设备包括所述衬底支撑装置。本发明提供的衬底支撑装置能够很好的隔热，使所述衬底支撑装置内的部件不容易因过热而老化，降低了所述部件的更换频率；同时，由于所述零部件更换频率的减少，使生产能够更顺利的进行，从而提升了生产效率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种衬底支撑装置以及外延生长设备。

背景技术

随着半导体逻辑产品的技术节点逐渐达到10nm以下，半导体技术对硅片表面平坦度的要求也变得越来越高。在所有表面平坦度参数中，局部平整度(Site Front QuotientRange，简称“SFQR”)是最重要的参数之一。这是因为晶圆(wafer)在研磨时被划分成若干个单元，每个单元对应有一个平坦度，而且由于后续的光刻工艺亦将晶圆划分成相应的单元逐次曝光，因此SFQR可以直接为后续的曝光工艺提供平坦度参考。

目前的逻辑产品普遍采用外延片作为衬底，但是在生长外延层时，SFQR会进一步恶化，这种恶化现象在wafer边缘显得尤其明显。具体来说，wafer安放在基座(Susceptor)内进行外延生长，但晶圆边缘(wafer edge)更靠近基座的边缘，容易受到热传导的影响而散失热量，因此晶圆边缘的温度会低于晶圆中心(wafer center)的温度。由于外延是由硅原子整理排列而形成的，其受温度影响较大，在外延层的生长过程中，若晶圆边缘的温度较低，会导致硅原子的流动性能(mobility)下降，从而造成生长速率不均匀，最终导致晶圆边缘的局部平整度(wafer edge SFQR)严重恶化。

目前一种常见的优化SFQR的方法是提高外延层生长温度。如图1和图2所示，随着外延温度的提高，外延层生长速度随之提高，可以从图2中的A点到达临界点B，且达到临界点B之后，外延层的生长速度保持不变。图2为外延层的生长速率与温度的关系图，图2中的横轴为温度(℃)，纵轴为生长速率(W/(m·K))。此外，图1提供了一种晶圆的结构示意图，该晶圆对应有晶圆边缘101和晶圆中心102，一般的，晶圆边缘101的外延层生长速度为图2中的A点。那么，由图2可见，通过不断提高外延层生长温度，可以提高晶圆边缘101的外延层的生长速度，且到达临界点B后，晶圆中心102的生长速率不变，而晶圆边缘101由于温度的有效提高，硅原子的移动性能(mobility)有效提高，生长速率也保持与晶圆中心102一致，因此能够提供更好的SFQR。然而，提高外延层生长温度将导致反应腔(chamber)内石英件、石墨件、特氟龙密封件等更容易老化，增加这些零部件(parts)更换的频率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种衬底支撑装置以及外延生长设备，以解决现有技术中因提高外延层生长温度，而导致相关部件容易老化损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种衬底支撑装置，包括基座环和具有凹槽的底座；所述基座环位于所述凹槽内并用于承载所述衬底，且所述基座环与所述底座之间形成有容置空间。

可选的，所述容置空间为封闭结构且其内填充有气体。

可选的，所述气体为氢气。

可选的，所述基座环具有相对的第一侧和第二侧，所述衬底放置在所述第一侧的一个斜面上，且所述第二侧与所述底座之间形成有所述容置空间。

可选的，所述基座环和/或所述底座上形成有内凹结构，所述内凹结构形成所述容置空间。

可选的，所述基座环包括相连第一段和第二段，所述第一段和所述第二段呈夹角以共同形成所述内凹结构。

可选的，所述凹槽之槽底与所述凹槽之槽壁的交界处形成有沟槽，所述沟槽构成所述内凹结构。

可选的，所述沟槽沿所述凹槽的径向向外延伸。