[发明专利]引流旋转式基片承载装置及气相外延设备

说明书

本发明提供一种引流旋转式基片承载装置及气相外延设备，装置包括：气源装置，用于提供气相外延的源气体，源气体的流动方式包括旋转流动；母盘，位于气源下方；转动装置，连接于母盘，以为母盘提供旋转动力；子盘，用于承载基片，子盘通过旋转轴连接于母盘上，子盘边缘具有涡形流道，用于引导旋转流动的源气体在涡形流道内流动，从而带动子盘旋转。本发明利用源气体在子盘表面以涡状线流动方式推动子盘旋转，实现装置的行星式旋转。本发明无需对子盘额外注入气体，因此，既不会有多余的气体破坏基片边缘的气氛，提高外延片的良率，同时也能节省高纯气体流量及相关气体控制元器件，大大降低设备的成本。

技术领域

本发明涉及一种半导体制造设备，特别是涉及一种引流旋转式基片承载装置及气相外延设备。

背景技术

在半导体制程中，气相生长设备是使用各种不同来源气体形成薄膜。其中化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)是一种用来产生纯度高、性能好的固态材料的生长技术。采用CVD设备成长薄膜时，通常是将反应源气体输送至反应腔中与其它反应气体混合，并借由加热装置控制待成长基片的加热温度，然后在待成长基片上面发生化学反应促成薄膜的成长。一般来说，CVD设备包含腔室、配置于腔室内的承载基座以及用以使反应气体流动至基板表面的管路。于CVD设备中，将基片固定于基片承载装置上，然后加热基片至适当的温度，并经由管路将反应源气体导入至基片表面，借此进行成膜制程。

现有的气相外延设备中，为提高外延衬底均匀性，通常会采用气浮式行星自转盘作为基片承载装置，其包含公转的母盘及自转的子盘。其工作原理为如下：子盘与母盘接触的下表面设计多个气体通道，自所述气体通道的气孔入口往每个气体通入适量气体，气体在流经气体通道时，首先克服子盘重力，再带动子盘旋转；与此同时，母盘由电机带动旋转，通过以上设计实现自转公转功能。

上述技术存在明显缺陷：

第一，该气浮式行星自转盘必须从气孔入口通入气体，才能实现子盘旋转。但是推动子盘旋转的气体却容易流动至子盘边缘，从而导致以下问题：a)破坏外延衬底边缘气氛，导致外延衬底边缘与中心外延厚度或组分严重不均；b)通入的气体可能在边缘引起涡流，造成颗粒掉落在外延片边缘。上述两种情况均会降低外延片质量。

第二，该气浮式行星自转盘必须从气孔入口通入气体，会增加高纯气体和控制气体元器件的成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种引流旋转式基片承载装置及气相外延设备，用于解决现有技术中气浮式行星自转盘须从气孔入口通入气体而导致外延质量下降及增加设备成本的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种引流旋转式基片承载装置，所述装置包括：气源装置，用于提供气相外延的源气体，所述源气体的流动方式包括旋转流动；母盘，位于所述气源下方；转动装置，连接于所述母盘，以为所述母盘提供旋转动力；子盘，用于承载基片，所述子盘通过旋转轴连接于所述母盘上，所述子盘边缘具有涡形流道，用于引导旋转流动的所述源气体在所述涡形流道内流动，从而带动所述子盘旋转。

可选地，所述旋转轴凸起于所述母盘表面，所述子盘与所述旋转轴连接并与所述母盘表面具有间隙。

可选地，所述旋转轴为锥形转轴，所述子盘的底部中心具有锥形槽，所述子盘通过所述锥形槽与所述锥形转轴配合连接，以将所述子盘与所述母盘之间的摩擦阻力集中于锥形转轴处，从而降低所述子盘旋转时的阻力。

可选地，所述涡形流道自所述子盘边缘开口，并朝所述子盘内部呈涡流状延伸。

可选地，所述涡形流道的延伸方向偏离所述子盘的中心。

可选地，所述涡形流道均匀排布于所述子盘边缘。

可选地，位于所述母盘上的子盘均匀排布。