[发明专利]具有顶置式屏蔽件的用于操纵基片的工具及相关操纵方法和外延反应器

说明书

用于操纵基片(3000)的工具(4000)包括叉(4100)；叉(4100)包括两个臂(4120，4140)，两个臂被配置成在使用时通过接触施加横向力和/或竖直力来直接或间接地夹持或支撑一个或更多个基片(3000)；提供屏蔽件(4500)，该屏蔽件固定或能够固定到叉(4100)，以便在使用中，当基片(3000)被叉(4100)夹持或支撑时，屏蔽件(4500)以一定距离悬垂在基片(3000)上。

发明领域

本发明涉及具有顶置式屏蔽件(overhead screen)的用于操纵基片(substrates)的工具和相关的操纵方法，以及使用它们的外延反应器。

前提是，一般而言，根据本发明的工具可以与基片接触，即所谓的“直接操纵”，或者可以与基片支撑元件接触，即所谓的“间接操纵”。本发明的最典型的实施例是为“间接操纵”而设计的。

现有技术

在已知的外延反应器中，将待处理基片引入反应室，然后在高温下处理基片(该处理包括将半导体材料外延沉积在基片上)，最后从反应室取出处理过的基片。

根据情况，即，特别是根据要沉积的基片材料和半导体材料，处理温度可以变化，例如从600℃(甚至更低)到1700℃(并且甚至更高)；处理温度一般也取决于处理过程中室内的压力。室外的温度，特别是外延反应器中的“存储”温度，是环境温度，例如，通常在20℃和30℃之间。

提要

为了减少加工时间，特别是反应器循环时间，有利的是在室已经相当热(即远高于环境温度)时引入基片和/或在室仍然相当热(即远高于环境温度)时取出基片；这样，室内的温度可以始终保持相当高(即不比加工温度低多少)。例如，如果考虑以50÷200mbar的压力在碳化硅基片上外延沉积单晶硅碳化硅(monocrystalline silicon carbide)，则加工温度可以为1500÷1700℃，并且当室的温度包括在例如700-1100℃(或甚至更高)的范围内时，引入和/或取出基片将是有利的。

然而，这样做的话基片将受到热冲击。事实上，在引入步骤中，基片的温度在很短的时间内(例如，几秒钟)，例如从25℃变化到900℃，而在取出步骤中，基片的温度在很短的时间内(例如，几秒钟)，例如从900℃变化到25℃。这样的热冲击会导致基片出问题，特别是损坏。应该注意，热冲击本质上影响基片的上部面，即暴露面，并引起基片的上部面和下部面之间的温度差。

本发明的总体目的是克服上述问题。

通过具有所附权利要求中表达的技术特征的方法、工具和外延反应器来实现所述目的。

本发明背后的思想是提供具有屏蔽件的工具，在使用中，当通过工具操纵基片时，该屏蔽件被放置成悬垂于基片上。

附图列表

根据结合附图一起被考虑的以下详细描述，本发明将变得更明显，其中：

图1示出了根据本发明的外延反应器的实施例的示意图(可以认为是顶视图)，

图2A示出了图1的外延反应器的“基片支撑装置”的实施例的(示意性)顶视图，

图2B示出了图2A的“基片支撑装置”的截面(示意)图，

图3(示意性)示出了图1的外延反应器的机械手(robot)的一个实施例，

图4A示出了可用于图1的外延反应器中的根据本发明的工具的实施例的三维视图，

图4B以分解式三维视图示出了图4A的工具，

图4C以平面侧视图示出了图4A的工具，

图5示出了在引入图1的外延反应器的反应室中的过程期间基片温度的可能的时序图，以及