一种晶圆载盘的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体加工设备领域，尤其设及一种应用于MOCVD系统的晶圆载盘。
【背景技术】
[0002] 在 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition,金属氧化物化学气相沉 积）的反应腔体内安装有一晶圆载盘，该晶圆载盘的上表面上设置有若干个相互隔离的晶 圆承载区域。在MOCVD加工过程中，将待加工晶圆放置在晶圆承载区域中，从而对待加工晶 圆进行处理。
[0003] 在加工过程中，由于热量福射，晶圆载盘表面会W发射一定波长范围的红外线的 形式向外散发热量。运些发射的红外线在未被晶圆覆盖的区域能够全部发射出去，而在晶 圆承载区域，由于其晶圆承载区域表面被晶圆覆盖阻挡，部分红外线会被待加工晶圆反射 或散射，运些反射光或散射光中的一部分会被晶圆下方的晶圆承载区域结构表面吸收，导 致晶圆承载区域表面溫度的升高，而未被晶圆覆盖的晶圆载盘的表面上没有吸收反射光或 散射光，其表面溫度不会升高，运就导致晶圆承载区域表面的溫度高于载盘中非晶圆承载 区域表面的溫度，从而使得晶圆载盘表面溫度分布不均匀。
[0004] 为了解决上述晶圆载盘表面溫度分布不均匀的问题，现有技术中采用W下两种晶 圆载盘结构：
[0005] 第一种、增加晶圆承载区域的表面粗糖度，W增加晶圆承载区域的光发射量：
[0006] 运种晶圆载盘结构虽然可W消除或减小溫度不均匀的问题，然而由于需要定期对 晶圆载盘进行清洗，在清洗过程中，势必会对晶圆承载区域的表面粗糖度造成影响，在经过 多次清洗后，晶圆承载区域的表面粗糖度有可能会减小，因而，运种结构的晶圆载盘，在长 期使用后，可能仍会出现晶圆载盘表面溫度不均匀的问题，因此运种结构不稳定，不能保证 晶圆载盘的长期使用。同时石墨盘上的SiC材料锻层在长期的溫度变化周期中容易出现表 面材料开裂，运些裂缝是随机出现的，也会影响最终的表面粗糖度，也就使得晶圆承载区和 非晶圆承载区之间的发射率比率无法精确设定。
[0007] 第二种、在晶圆承载区域表面和非晶圆承载区域表面形成热福射系数不同的材 料，使得晶圆承载区域表面的热福射系数大于非晶圆承载区域表面的热福射系数：
[0008] 在制备运种结构的晶圆载盘时，需要在晶圆载盘表面的不同区域分别形成不同的 材料，运种形成方法需要沉积、抛光等多个步骤，而且由于晶圆承载区是下陷的，所W很难 进行运种增加福射的锻膜工艺，因而，运种结构的晶圆载盘在工艺实现上较为复杂。
【发明内容】
[0009] 有鉴于此，本发明提供了一种具有新结构的晶圆载盘，W使晶圆载盘的整个表面 区域的溫度分布均匀。
[0010] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
[0011] 一种晶圆载盘，其上表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为多个向下凹 陷的用于承载晶圆的承载区，不同所述第一区域之间通过第二区域隔离，在所述第一区域 的表面上设置有预设结构，所述预设结构使得所述第一区域的表面面积增加，使得所述第 一区域的表面面积与所述第一区域向下投影形成的平面的表面面积的比值范围在1.11~ 1.61之间。
[0012] 优选地，所述预设结构使得所述第一区域向下投影形成的平面单位面积内发射的 红外线福射能量Il与所述第二区域单位面积内发射的红外线福射能量12满足W下关系： 12 = Ii*r，其中，r为放置在所述晶圆载盘上的待加工晶圆的红外线透过率。
[0013] 优选地，所述预设结构包括至少一个凹陷结构和/或至少一个突起结构。
[0014] 优选地，所述凹陷结构的形状和/或所述突起结构的形状为半球。
[0015] 优选地，所述半球的半径与深度相同，或者，所述半球的半径大于深度。
[0016] 优选地，所述凹陷结构和/或所述突起结构在所述第一区域内均匀分布。
[0017] 优选地，所述凹陷结构和/或所述突起结构的半径大于1mm，不同凹陷结构或者突 起结构之间的间距大于等于Imm小于5mm。
[0018] 相较于现有技术，本发明具有W下有益效果：
[0019] 由于热源福射的热量与其表面积成正比，所W，表面积增大，热源向外福射的热量 也增加。在本发明实施例中，热量的福射通过向外发射一定波长的红外线实现。
[0020] 在MOCVD工艺过程中，晶圆载盘第一区域上放置有待加工晶圆，由晶圆载盘第一 区域发射的红外线会有一部分被待加工晶圆反射或散射，运些反射或散射光的一部分会被 晶圆载盘的第一区域重新吸收，导致第一区域溫度的升高，另外，晶圆载盘的第二区域不被 晶圆反射或散射，其发射的红外线能够全部发射出去，不会被晶圆载盘的第二区域重新吸 收，所W，相较于第一区域的溫度，晶圆载盘第二区域的溫度较低。
[0021] 在本发明实施例中，预设结构使得第一区域的表面面积增加，所W，相较于未设置 预设结构的第一区域，设置有预设结构的第一区域向外发射的福射能量增加，由于第一区 域向外发射的福射能量增加，虽然有部分福射能量会被第一区域上方的晶圆反射或散射回 来，并且其中一部分被晶圆载盘的第一区域重新吸收，但是相较于未设置预设结构的第一 区域，设置有预设结构的第一区域向外反射的净福射能量增加，从而使得设置有预设结构 的第一区域的溫度相较于未设置有预设结构的第一区域的溫度降低。进而，缩小了晶圆载 盘第一区域的溫度和第二区域的溫度的差值，使得晶圆载盘整个表面的溫度分布趋于均 匀。
[0022] 而且，当对晶圆载盘进行清洗时，设置在第一区域上的预设结构几乎不受清洗的 影响，所W，多次清洗后的预设结构与最初设置的结构几乎没有区别，所W，该晶圆载盘的 结构具有很好的稳定性，能够保证晶圆载盘的长期使用。
[0023] 进一步地，该晶圆载盘在第一区域和第二区域的材质相同，因此，其光线发射系数 也相同，免去了在不同区域沉积发射系数不同的材料的复杂工艺流程，该晶圆载盘的制备 方法较为简单。
【附图说明】
[0024] 为了清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对描述本发明的【具体实施方式】 时用到的附图做一简要说明。显而易见地，运些附图仅是本发明实施例的部分附图，本领域 普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可W获得其它的附图。
[0025] 图1是晶圆载盘表面放置有蓝宝石晶圆的晶圆载盘发射光线的示意图；
[00%] 图2是本发明实施例提供的晶圆载盘的结构示意图；
[0027] 图3是图2沿A-A方向的剖面结构示意图；
[0028] 图4(1)是模拟实验所用到的表面设置有凹陷结构的石墨块的表面示意图；
[0029] 图4(2)是模拟实验所用到的表面为平整结构的石墨块的表面示意图；
[0030] 图5是由凹陷腔体组成的预设结构单元在晶圆载盘第一区域上的分布示意图；
[0031] 图6是由突起结构组成的预设结构单元在晶圆载盘第一区域上的分布示意图。
【具体实施方式】
[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。