用于外延生长的衬托器和用于外延生长的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造外延晶片的衬托器(SUSC印tor)，更具体地涉及一种用于控制晶片边缘部分平坦度的衬托器。
【背景技术】
[0002]硅外延晶片是通过在硅晶片上气相生长硅外延层进行制造的，其中，硅晶片掺杂有诸如硼(B)的杂质以具有低的电阻率，并且硅外延层掺杂有较少的杂质以具有高的电阻率。该硅外延晶片在高温下具有高的收集能力、低的闩锁特性和防滑特性，因而广泛用于制造MOS装置和LSI装置。
[0003]对这种外延晶片的质量评价项目可以包括:平坦度和颗粒污染程度，用于评价包括衬底和外延层的外延晶片表面；和外延层厚度均匀性、电阻率及其均匀性、金属污染和滑移位错，用于评价外延层本身。
[0004]当在外延晶片上制造半导体装置时，平坦度极大地影响光刻工艺、化学机械抛光(CMP)工艺，以及用于绝缘体上的硅(SOI)晶片的粘合工艺。特别是，晶片的边缘上卷或下卷的边缘卷起现象大大影响光刻工艺中的散焦、CMP工艺中的抛光均匀性，和SOI粘合工艺中的不良粘合。随着晶片的直径增加到至少300mm，晶片边缘的平坦度变得对外延晶片的质量评价项目更为重要。因此，有必要找到外延晶片的边缘平坦度畸变的原因。
[0005]使将成为衬底的半导体晶片安装在腔室中，并以在形成外延层时以预定转速旋转，以便获得厚度整体均匀的层。因此，相对于外延制造装置不断改变晶片的晶向。也就是说，由于晶片被固定至具有凹部(pocket)的衬托器，相对于衬托器不断固定晶片的晶向。
[0006]由于晶片在放置在衬托器上的同时旋转，晶片边缘厚度可以根据晶向周期性地增加或减少。
[0007]图1是示出晶片的晶向的简图，而图2是示出在外延层沉积在晶片上时，在使用每个取向均具有恒定的凹部高度的衬托器的情况下根据典型晶片的取向所沉积的外延层厚度曲线图。
[0008]参照图1，如果晶片100的三点钟方向是O度，O度的方向是〈110〉晶向，并且相对于〈110〉晶向45度旋转的方向是〈110〉晶向。也就是说，在每个90度处出现与〈110〉和<110>晶向相同的晶向。
[0009]图2示出了根据图1的晶片取向所沉积的外延层厚度偏差最大化的部分。根据相对于直径为300mm的晶片的评价结果，距离晶片中心149mm远的边缘部分的外延层厚度在晶片接近180度的〈110〉取向上最大，并且在接近135度和225度的〈100〉取向上最小。
[0010]外延层的生长速率随着根据晶片取向的晶体表面特性而变化，并且出现晶片边缘部分的外延层厚度偏差。
[0011]结果，外延层的生长速率在晶片的〈110〉晶向上相对增加，但在晶片的〈100〉晶向上相对减少。
[0012]因此，晶片的边缘部分具有以45度的间隔出现外延层厚度的偏差的区间。随着厚度偏差变得更严重，晶片的质量变差得更严重，并且在形成半导体装置的方面出现更多的冋题。
【发明内容】
[0013]各实施方式提供了一种用于均匀控制外延晶片的边缘部分厚度以提高外延晶片表面的平坦度的衬托器。
[0014]在一个实施方式中，一种用于制造外延晶片的衬托器，在该衬托器上通过晶片和腔室中的源气体之间的反应生长外延层，包括:凹部，该凹部具有形成在凹部中的开口，晶片放置在开口中，凸缘(ledge)部分，该凸缘部分支撑晶片；和气体调节构件，该气体调节构件形成在衬托器的开口的上表面的外圆周部分上，其中，该气体调节构件包括:第一气体调节构件，第一气体调节构件形成在面向晶片的〈110〉晶向的预定区域上；第二气体调节构件，第二气体调节构件形成在面向晶片的〈100〉晶向的预定区域上；和第三气体调节构件，第三气体调节构件形成在第一气体调节构件和第二气体调节构件之间，其中，第一气体调节构件至第三气体调节构件形成为它们沿着晶片的圆周形成的区域具有不同的尺寸，其中，第一气体调节构件至所述第三气体调节构件形成为在晶片的中心至衬托器的方向上具有不同的倾角以改变气体流速。
[0015]有益效果
[0016]根据本发明，由于气体流速增加或减少装置(气体调节构件)形成在衬托器的圆周部分上的不同区域上，晶片边缘部分的外延层厚度的偏差可以在外延层形成在半导体晶片上时减少。
[0017]而且，由于气体流速增加或减少装置(气体调节构件)形成在衬托器的圆周部分上的不同区域上，晶片边缘部分的外延层厚度的偏差可以在外延层形成在半导体晶片上时减少。
[0018]另外，由于气体调节构件的高度或角度根据晶片的晶向变化，可以精确控制晶片的每个区间的气体流速，因此晶片的边缘部分的外延层厚度呈现为均匀的。
[0019]此外，根据设置有气体调节构件的衬托器的实施方式，也可以设置具有均匀平坦度的半导体晶片，使得半导体晶片的质量和成品率可以得到提高。
【附图说明】
[0020]图1是示出半导体晶片的晶向的简图。
[0021]图2是示出在使用典型衬托器的情况下根据晶片晶向的一部分外延层厚度的简图。
[0022]图3是示出晶片的外延层厚度根据晶片晶向增加或减少的区域的平面图。
[0023]图4是示出用于制造外延晶片的衬托器的结构简图。
[0024]图5是示出根据比较例I的晶片边缘部分的外延层的测量厚度的曲线图。
[0025]图6是示出根据比较例2气体调节构件形成在衬托器上的区域的平面图。
[0026]图7是示出根据比较例2相对于边缘部分的整个区间的晶片外延层厚度的曲线图。
[0027]图8是示出图7的特定区域的曲线图。
[0028]图9是示出根据比较例2气体调节构件形成在衬托器上的区域的简图。
[0029]图10是示出根据实施方式气体调节构件形成在衬托器上的区域的简图。
[0030]图11是示出根据实施方式气体调节构件形成在衬托器上的区域的平面图。
[0031]图12是示出根据实施方式形成气体调节构件时测量的晶片边缘部分厚度的曲线图。
[0032]图13是示出图12的特定区域的曲线图。
[0033]图14是根据实施方式衬托器的凹部的上部区域的正视图。
[0034]图15是根据另一个实施方式衬托器的凹部的上部区域的正视图。
[0035]图16是根据另一个实施方式衬托器的横截面图。
【具体实施方式】
[0036]在下文中，将参考附图对实施方式进行详细描述，但本发明不限于此。为了澄清本发明的观点，本文可能会不提供已知功能或配置的详细描述。
[0037]半导体晶片在被外延制造装置中的衬托器支撑的同时以预定的旋转速度旋转，以便获得厚度整体均匀的层。一般情况下，外延层的生长速率取决于用于外延生长的气体流速、硅元素的浓度、温度等。因此，理想的是提供一种用于在支撑晶片的凹部的开口的内圆周表面附近处改变上述因素的构件。本实施方式针对提供一种用于控制每个晶向的外延层厚度的装