[发明专利]基片定位装置

说明书

发明领域

本发明总的涉及材料淀积工艺，尤其是涉及用于将材料淀积于基片上定位装置。

相关技术讨论

半导体装置部分是通过将不同材料淀积于一基片上而形成的。汽相淀积是众所周知的一种将材料淀积于基片上的工艺。为了进行汽相淀积，将基片安装于真空室中的一定位装置上。将待淀积材料置于真空室中的一支架上。基片首先被加热，然后使其无源冷却。在基片冷却后，将待淀积材料加热到足以使其汽化的高温。汽化后的材料被吸到冷的基片上，在基片上形成一个涂层。在将基片拆离定位装置之前再次使其无源冷却。整个汽相淀积过程，包括无源冷却所需的时间，可能要花几个小时。

然而，现有的汽相淀积工艺可能产生特性不一的涂层。不一致的特性通常是因在基片表面区域上的材料的淀积不均匀而造成的。例如，不均匀性可包括，淀积材料在整个基片上的厚度和密度不均匀。不均匀性可发生在一个组块内的不同的基片之间，以及单块基片的不同区域之间。不均匀性对于将材料在大表面积的基片上淀积来说尤为棘手。例如，这种厚度和密度的不均匀性所造成的不一致的特性，对汽相淀积的金属、半导体或绝缘材料来说可包括不一致的电子特性，对汽相淀积的诸如硒之类的辐射敏感材料来说可包括不一致的辐射敏感性特性，对汽相淀积的性能特性很容易随温度而变的材料来说包括不一致的热特性。

汽相淀积材料的厚度和密度的不均匀性的起因可以是基片定位装置的变形和汽相淀积工艺过程中的温度控制不够。定位装置的变形可以是因刚性连接于一起而形成定位装置的构件具有不同的热膨胀系数而造成的。在前后两个汽相淀积过程之间进行高温升华来清洁定位装置，这所导致的温度梯度可造成不同的热膨胀，导致定位装置构件的变形。定位装置的变形可造成定位装置与基片之间热接触的不均匀，导致淀积在基片上的材料的厚度和密度的不均匀性。

在汽相淀积工艺过程中对基片温度控制不够也可导致淀积材料的厚度和密度不均匀。更具体地说，沿基片表面的温度变化可使基片不同区域内的材料的淀积有差异。在不同汽相淀积过程中的温度变动可使同一组块内的不同基片之间的淀积有差异。而且，温度变化可影响汽相淀积材料的性能特性。例如，诸如硒之类的辐射敏感材料，其敏感特性可以作为施加于材料上的熔化温度的函数而变化。不准确的温度控制可造成温度偏离于合适的熔化温度窗口，导致不一致的敏感性特性。

发明概要

鉴于使用现有的诸如汽相淀积之类的淀积工艺进行材料淀积可能造成不一致的特性，本发明旨在一种基片定位装置和实现改进的淀积工艺的方法。在一实施例中，本发明的定位装置和方法采用一种在淀积工艺过程中有源加热和冷却基片的装置，以加强单块基片上和不同基片之间的温度控制，并响应温度变化而实现快速的温度调节。另一个优点是，本发明的定位装置和方法所提供的有源冷却可加速整个淀积过程。该定位装置和方法还采用一种减小定位装置在淀积过程中因热梯度而变形的定位装置结构。通过减小定位装置对变形的敏感性和改善温度控制，本发明的定位装置和方法能使材料的淀积具有更一致的特性。

在第一实施例中，本发明提供一种在将材料淀积于基片上的过程中使用的定位装置，该定位装置包括：一第一板；一在将材料淀积于基片上的过程中支承基片的第二板，基片支承于该第二板与第一板相对的一侧上；多个设置于第一板与第二板之间的热电装置，这些热电装置同时与第一板和第二板保持热联系；以及一控制各热电装置在材料淀积于基片上的过程中产生足以基本保持所需基片温度的热能的装置，其中，一部分热能通过第二板传递到基片，一部分热能通过第一板传递离开热电装置。

在第二实施例中，本发明提供一种将材料淀积于基片上的方法，该方法包括：提供一第一板和一第二板；在第一板和第二板之间提供多个热电装置，这些热电装置与第一板和第二板保持热联系；将基片设置在第二板与第一板相对的表面上；将材料淀积于基片上；以及控制各热电装置在材料淀积于基片上的过程中产生足以基本保持所需基片温度的热能，其中，热能通过第二板传递到基片，热能通过第一板传递离开热电装置。

在第三实施例中，本发明提供一在将材料淀积于基片上的过程中支承基片的定位装置，该定位装置包括：一第一板；一在将材料淀积于基片上的过程中支承基片的第二板，基片支承于该第二板与第一板相对的一侧上；一邻接于第二板并与第一板相对而设置的第三板，该第三板具有一接纳基片的第一孔；以及一邻接于第三板并与第二板相对而设置的第四板，该第四板具有一暴露基片以便淀积材料的第二孔，其中，第四板遮住一部分基片以防被淀积，并保持基片抵靠于第二板。