用于外延生长的衬托器和用于外延生长的方法_3

文档序号:8435979阅读:来源:国知局
个区间内。
[0063]在本发明中,为了进一步减少由这种倾向造成的晶片厚度的偏差,根据比较例2的晶片厚度设定较高区域、较低区域和缓冲区域的范围。
[0064]也就是说,在晶片的外延层厚度相对较大的〈110〉晶向的中心部分中,较高区域可以被限定在约O度至约10度的角度内以减少外延层厚度,并且用于减少气体流速的第一气体调节构件可以形成在该较高区域上。
[0065]而且,在外延层厚度相对于较高区域减少的区域B中,第三气体调节构件形成在其上的缓冲区域被设定为逐渐增加外延层厚度。而且,较低区域可以设置在缓冲区域的外圆周。也就是说,根据比较例2,较高区域或较低区域形成在约35度的角度内,但是根据本实施方式,理想的是较高区域和较低区域组合的区域B形成在约35度的角度内。
[0066]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。
[0067]参照图11,形成第一气体调节构件的较高区域可以以90度的间隔在约O度至约10度的角度范围内形成在衬托器上。与较高区域相邻的缓冲区域可以在约2.5度至大约17.5度的角度内形成在较高区域的两侧。而且,与缓冲区域相邻的较低区域可以以90度的间隔在约55度至约85度的角度内形成在衬托器上。也就是说,根据本实施方式,较高区域和较低区域相对于缓冲区域不对称地形成。
[0068]图12是示出根据实施方式在形成气体调节构件的情况下的晶片边缘部分厚度的曲线图。
[0069]参照图12,厚度的偏差相对于晶片的边缘部分的149mm直径的整个区间为约83.62nm。这表明,晶片的边缘部分厚度可被控制为小于约128nm,即比较例2厚度的偏差,并且149mm直径的位置的厚度偏差可被控制为相比于晶片的总厚度低于约3.25%。
[0070]图13是示出图12的衬托器的135度至约225度的角度内的区域的曲线图。从图13可以理解,由于实施方式的较高区域、较低区域和缓冲区域,边缘部分处的晶片厚度相比于比较例2更均匀,并且90度区域处厚度偏差为约44.28nm。
[0071]根据衬托器的凹部的高度是恒定的比较例1,晶片的边缘部分厚度偏差为约173nm,并且,根据衬托器的凹部的高度随区间而变化的比较例2,晶片的边缘部分厚度偏差为约128nm。也就是说,比较例2的边缘部分厚度的偏差相比于比较例I提高了约26%。
[0072]而且,可以理解,实施方式的边缘部分厚度偏差(约83nm)相比于比较例I提高了至少约52%。因此,根据本发明提出的实施方式,根据晶向检查晶片厚度的变化倾向,并且相应地确定气体调节构件将在其上的区域,以便可以更均匀地控制晶片的边缘部分厚度。
[0073]图14和图15是示出根据实施方式的衬托器的凹部的上部的正视图。也就是说,图14和图15示出了根据较高区域Al的角度变化的衬托器的前端形状。
[0074]参照图14,衬托器的较高区域Al形成在具有凹部高度H2的约10度的角度内,并且较低区域Cl形成在具有凹部高度Hl的约55度的角度内。而且,用于连接较高区域和较低区域的缓冲区域BI可以形成在具有预定倾角的约2.5度至约17.5度的角度内。
[0075]图15具体示出了较高区域形成在O度的角度内的实例。也就是说,在该实例中,在〈110〉晶向上不存在较高区域,并且仅形成具有预定倾斜部分的缓冲区域B2,以便气体可以均匀地流动。
[0076]如上所述,较高区域、较低区域和缓冲区域的范围可以被设定为可以在晶片的边缘部分处减少外延层的偏差。
[0077]同时,随着外延层沉积在晶片上的厚度增加,在晶片的边缘部分处的外延层厚度的偏差倾向增加。随着外延层厚度增加,背侧沉积(即另一个质量因素)也增加,但它可以通过增加凹部的高度而减少。因此,根据将形成的外延层厚度,待形成的每个区域的凹部高度通常可以增加或减少。
[0078]较高区域的凹部的高度可以通过用硅涂覆衬托器进行调整。根据将形成的外延层厚度,将硅沉积在衬托器上的较低区域、缓冲区域和较高区域上,并且,为了再次调整厚度,可以通过HCl蚀刻除去沉积的硅。
[0079]本发明提出了对晶片的每个晶向区间形成气体调节构件的各个实例,其中,晶向被分成多个区间以设定凹部的高度和区域尺寸。
[0080]图16是根据另一个实施方式的衬托器的横截面图。
[0081]参照图16,气体调节构件30形成在设置在衬托器10中的凹部20的开口的上表面22上。气体调节构件30在衬托器的外圆周侧的端部至晶片的端部侧或边缘侧的方向上倾向,并且形成为减少从衬托器10的外圆周朝向晶片流动的气体的流速。也就是说,气体调节构件30可以形成在外延层形成为相对较大厚度的〈110〉晶向上,即,可以形成在较高区域上。由于内圆周凹部高度H2大于外圆周凹部高度D2,气体流速相比于另一个区域减少,使得外延层可以形成为小厚度。
[0082]根据图16中所示的气体调节构件30的结构,凹部的高度逐渐变化以使得气体可以流畅地流动,从而可以更精确调整外延层厚度。
[0083]而且,图16的气体调节构件30可以同时形成在较高区域和较低区域上。在通常增加晶片边缘部分的外延层厚度的情况下,气体调节构件30可以形成在较高区域和较低区域上,同时在衬托器至晶片中心的方向上倾斜,以便增加气体流速。在此,在较高区域上形成的第一气体调节构件的倾角可以呈现大于在较低区域上形成的第二气体调节构件的倾角,以便可以控制晶片边缘部分的外延层的待增加厚度的偏差。
[0084]同样地,在通常减少晶片边缘部分的外延层厚度的情况下,气体调节构件30可以形成在较高区域和较低区域上,同时在晶片中心至衬托器的方向上倾斜,以便减少气体流速。在此,在较低区域上形成的第二气体调节构件的倾角可以呈现大于在较高区域上形成的第一气体调节构件的倾角,以便可以控制晶片边缘部分的外延层的待减少厚度的偏差。
[0085]而且,调节构件可以形成为台阶、梯形或三角形的形状,以便增加或减少气体流速。
[0086]本发明中提出的气体调节构件的各个实例可以用于减少随着外延晶片的取向变化的边缘部分厚度的偏差。虽然已经描述了气体调节构件形成在较高区域上(即,在〈110〉晶向上)以减少气体流速,并且气体调节构件形成在较低区域上(即,在〈100〉晶向上)以增加气体流速,但是用于减少气体流速的气体调节构件可以仅形成在〈110〉晶向上,并且气体调节构件不可以形成在缓冲区域上和在〈100〉晶向上,反之亦然。
[0087]也就是说,由于存在影响晶片边缘部分的平坦度的各种因素,气体调节构件可被灵活地布置为仅仅是可以精确控制晶片上形成的外延层厚度的偏差严重的位置。
[0088]虽然已描述直径为300mm的晶片作为实例,但是本发明可以应用于直径为300mm以上的晶片。
[0089]根据用于形成本发明的外延层的衬托器,当外延层形成在半导体晶片上时,增加或减少气体流速的装置(气体调节构件)可以形成为在衬托器的外圆周部分处各晶向的不同高度,以便外延晶片厚度可以沿着晶片
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