背面具有凹陷/凸起的基座和用于外延沉积的反应器的制作方法

发明涉及一种背面具有至少一个凹陷或凸起的基座和一个包括这种基座的用于外延沉积的反应器。

背景技术：

通常情况下，用于外延沉积反应器的基座需要在外延沉积工艺的过程中旋转。

为此，这些基座的背面可包括一个可容纳旋转轴端部的底座；且所述底座以所述基座的转轴为中心，即在旋转轴的轴线上。

在这种情况下，旋转轴的端部的形状和底座形状相同，例如都是多边形(正方形、六角形、八角形等等)，使得旋转运动从旋转轴传导到基座；端部和合适的底座之间有一个非常小的间隙(例如0.5mm)以允许端部插入作为反应器组件的底座。端部和底座经常受到各种因素影响而卡死，比如反应器操作过程中的运动，反应器操作过程中的温度变化，和反应器的操作过程中处于大气中的沉积材料。

如果基座的位置在卡死后是完全水平的，卡死不会产生严重问题。相反，如果卡死后基座有轻微倾斜，则会导致：(A)无法轻易把衬底放入或取出基座；(B)衬底在基座上不处在外延沉积的最佳位置，导致获得的沉积层不是最优。

技术实现要素：

本发明的目的是克服已知解决方案的缺点。

本发明的目的是通过具有权利要求描述的技术特征的基座实现的。

本发明的根本思想是防止旋转轴端部卡死在基座。

本发明的另一个目的是提供一种包括所述基座、具有权利要求描述的技术特征的外延沉积反应器。

附图说明

下面结合附图对本发明做详细说明。

图1是本发明的基座和旋转轴的垂直截面的简化视图。

图2是图1的基座的简化局部底视图。

图3是图1的旋转轴端部的简化顶视图。

容易理解的是，在实践中可以有多种方式实现本发明所附的权利要求描述的主要有利方面。

具体实施方式

所有附图均指本发明的同一的实施例，其并非唯一可行的实施例。

根据本实施例，基座200和旋转轴300是外延沉积反应器1000的一部分。基座200由盘状部分220(下部)和支撑部分210(上部)构成，两者均相对于一垂直轴线Z对称(或接近对称)。支撑部分210具有一个上表面211和一个下表面213。盘状部分220具有一个上表面221和一个下表面223。支撑部分210直接且永久地放置在盘状部分220上；所述表面213与表面221接触。支撑部分210上部包括一个浅凹槽(称为“口袋”)用以支撑需要通过外延沉积过程处理的(尤其是)单个衬底100(称为“晶片”)。盘状部分220底部包括一个底座230。旋转轴300相对于垂直轴Z对称(或几乎对称)，上部包括一个固定到杆320尤其是螺纹杆320的端部330。(适当配置的)端部330与(适当配置的)底座230相配合，使得旋转运动从旋转轴300传导到基座200。

端部330包括一个中心凸起332(圆形)和四个非中心凸起333A、333B、333C、333D(圆形)。底座230包括一个中心凹陷232(圆形)和四个非中心凹陷233A、233B、233C、233D(近似圆形，但在径向方向上拉伸)。凸起332可以插入凹陷232中，凸起333A可以插入凹陷233A，凸起333B可以插入凹陷233B，凸起333C可以插入凹陷233C，凸起333D可以插入凹陷233D。

根据本实施例，特别地，旋转运动从上述旋转轴(300)到基座(200)的传导通常只由所述基座(200)的底座(230)的水平部分和所述旋转轴(300)的端部(330)的水平表面之间的摩擦导致。如果此摩擦因为基座的磁悬浮而减少或消失(在这种情况下，基座相对于旋转轴端部上升)，旋转运动从所述旋转轴(300)到基座(200)的传导通过非中心凹陷和/或非中心凸起发生；或者在旋转轴强烈加速或减速时(在这些情况下，基座由于惯性保持旋转运动)，它可以通过凹陷和/或凸起发生。

换言之，非中心凹陷和/或非中心凸起的作用仅为：(A)确保旋转运动从上述旋转轴(300)传导到基座(200)和(B)当静摩擦不足时确保基座(200)的角度定位具有合理的准确度。一般地，本发明的基座(例如200)包括至少一个非中心凹陷(例如233A)和/或至少一个非中心凸起，以确保基座的角度定位和旋转运动从旋转轴传导到基座。

至少一个非中心凹陷(例如233A)和/或至少一个非中心凸起的形状可补偿所述基座在外延沉积反应器中使用时随温度的变化；例如凹陷233A可以是近似圆形，但在径向上拉伸。优选地，本发明的基座(例如200)具有多个非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)和/或多个非中心凸起，以确保角度定位和旋转运动的传导。在附图的实施例中，非中心凹部被布置成冠状。

本发明的基座(例如200)可包括一个盘状部分(例如220)，其具有一条可为垂直的对称轴(例如Z)，适于被水平放置，并且其顶部具有一个表面(例如221)用于支撑至少一个进行外延沉积工艺处理的衬底(例如100)，其底部具有一个底座(例如230)，其具有一条可为垂直且和盘状部分(例如220)的对称轴(例如Z)重合的对称轴(例如Z)；底座(例如230)可接收旋转轴(例如300)的端部(例如330)的中心凸起(例如332)；该盘状部分(例如220)在其底部具有至少一个非中心凹陷(例如233A)和/或至少一个非中心凸起，以确保角度定位和旋转运动的传导；非中心凹陷(例如233A)和/或至少一个非中心凸起距盘状部分(例如220)的对称轴(例如Z)有一定距离；非中心凹陷(233A)和/或至少一个非中心凸起可以接收旋转轴(例如300)的端部(例如330)上至少一个相应的非中心凸起(例如333A)和/或至少一个相应的非中心凹陷。

盘状部分(例如220)的表面(例如221)可以直接或间接地支撑至少一个进行外延沉积工艺处理的衬底(例如100)。

盘状部分底部可以包括一个具有单个可为圆柱形的中心凹陷的底座，以及单个或多个可为径向拉伸的圆柱形的非中心凹陷；这些非中心凹陷在底座外部。

可选地，盘状部分(例如220)底部可具有一个底座(例如230)，所述底座(例如230)底部可以有一个可为圆柱形的中心凹陷(例如232)，以及一个或多个可为径向拉伸的圆柱形的非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)。

在本发明的基座(例如200)中，所述底座(例如230)适于接收所述旋转轴(例如300)的整个端部(例如330)。

反应器的基座的主要技术特点如上定义。

在下文中，我们将定义反应器的旋转轴，特别是其端部的主要技术特征。

一般地，本发明的端部(例如330)包括至少一个可为圆柱形的非中心凸起(例如333A)和/或至少一个非中心凹陷和可选的一个可为圆柱形的中心凸起(例如332)。

本发明的端部(例如330)可包括一个圆盘(例如331)；一个或多个凸起(如332，333A，333B，333C，333D)从圆盘(例如331)上凸起。

优选地，圆盘(例如331)可以既支持基座(例如200)，特别是支持其下部盘状部分(例如220)，也可以传导旋转运动到基座(例如200)，特别是传导到其下部盘状部分(例如220)；这种传导主要通过摩擦发生；摩擦发生在圆盘(例如331)的上表面和底座(例如230)的下表面(例如231)之间。

如果该盘状部分(例如220)在其底部有多个布置成冠状并在径向拉伸的非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)，该端部(330)需有多个布置成冠状的圆柱形非中心凸起(例如333A，333B，333C，333D)与所述多个非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)结合。这种情况如图3所示。在该图中可以注意到在外延沉积反应器中使用该基座时如何对基座随温度的变化进行补偿：基座的加热是沿径向扩展到凹陷233A、233B、233C、233D，(基本上静止的)凸起333A、333B、333C、333D在凹陷233A、233B、233C、233D内有不同的径向位置，从而避免卡死。

盘状部分(例如220)可在底部有一个可为圆柱形的中心凹陷(例如232),所述端部(例如330)具有可为圆柱形的中心凸起(例如332)；中心凸起(例如332)可与中心凹陷(例如232)结合。

所述基座(例如200)的盘状部分(例如220)可以由石墨(可能涂覆有SiC或TaC)和/或陶瓷材料(例如SiC或TaC)制成。

所述旋转轴(例如300)的端部(例如330)可由石英(和/或石墨(有/或无涂层))和/或陶瓷材料(例如碳化硅或TaC)制成。

在附图的实施例中，端部330包括一个棱柱或棱锥形状的中心孔334用于与旋转轴300的杆320连接；所述端部和杆可以通过轴销连接在一起。

在附图的实施例中，端部330包括一个微粒聚集区335(特别是圆盘的略微降低区域)。