背面具有凹陷/凸起的基座和用于外延沉積的反應器的制作方法

發明涉及一種背面具有至少一個凹陷或凸起的基座和一個包括這種基座的用于外延沉積的反應器。

背景技術：

通常情況下，用于外延沉積反應器的基座需要在外延沉積工藝的過程中旋轉。

為此，這些基座的背面可包括一個可容納旋轉軸端部的底座；且所述底座以所述基座的轉軸為中心，即在旋轉軸的軸線上。

在這種情況下，旋轉軸的端部的形狀和底座形狀相同，例如都是多邊形(正方形、六角形、八角形等等)，使得旋轉運動從旋轉軸傳導到基座；端部和合適的底座之間有一個非常小的間隙(例如0.5mm)以允許端部插入作為反應器組件的底座。端部和底座經常受到各種因素影響而卡死，比如反應器操作過程中的運動，反應器操作過程中的溫度變化，和反應器的操作過程中處于大氣中的沉積材料。

如果基座的位置在卡死后是完全水平的，卡死不會產生嚴重問題。相反，如果卡死后基座有輕微傾斜，則會導致：(A)無法輕易把襯底放入或取出基座；(B)襯底在基座上不處在外延沉積的最佳位置，導致獲得的沉積層不是最優。

技術實現要素：

本發明的目的是克服已知解決方案的缺點。

本發明的目的是通過具有權利要求描述的技術特征的基座實現的。

本發明的根本思想是防止旋轉軸端部卡死在基座。

本發明的另一個目的是提供一種包括所述基座、具有權利要求描述的技術特征的外延沉積反應器。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做詳細說明。

圖1是本發明的基座和旋轉軸的垂直截面的簡化視圖。

圖2是圖1的基座的簡化局部底視圖。

圖3是圖1的旋轉軸端部的簡化頂視圖。

容易理解的是，在實踐中可以有多種方式實現本發明所附的權利要求描述的主要有利方面。

具體實施方式

所有附圖均指本發明的同一的實施例，其并非唯一可行的實施例。

根據本實施例，基座200和旋轉軸300是外延沉積反應器1000的一部分。基座200由盤狀部分220(下部)和支撐部分210(上部)構成，兩者均相對于一垂直軸線Z對稱(或接近對稱)。支撐部分210具有一個上表面211和一個下表面213。盤狀部分220具有一個上表面221和一個下表面223。支撐部分210直接且永久地放置在盤狀部分220上；所述表面213與表面221接觸。支撐部分210上部包括一個淺凹槽(稱為“口袋”)用以支撐需要通過外延沉積過程處理的(尤其是)單個襯底100(稱為“晶片”)。盤狀部分220底部包括一個底座230。旋轉軸300相對于垂直軸Z對稱(或幾乎對稱)，上部包括一個固定到桿320尤其是螺紋桿320的端部330。(適當配置的)端部330與(適當配置的)底座230相配合，使得旋轉運動從旋轉軸300傳導到基座200。

端部330包括一個中心凸起332(圓形)和四個非中心凸起333A、333B、333C、333D(圓形)。底座230包括一個中心凹陷232(圓形)和四個非中心凹陷233A、233B、233C、233D(近似圓形，但在徑向方向上拉伸)。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。

根據本實施例，特別地，旋轉運動從上述旋轉軸(300)到基座(200)的傳導通常只由所述基座(200)的底座(230)的水平部分和所述旋轉軸(300)的端部(330)的水平表面之間的摩擦導致。如果此摩擦因為基座的磁懸浮而減少或消失(在這種情況下，基座相對于旋轉軸端部上升)，旋轉運動從所述旋轉軸(300)到基座(200)的傳導通過非中心凹陷和/或非中心凸起發生；或者在旋轉軸強烈加速或減速時(在這些情況下，基座由于慣性保持旋轉運動)，它可以通過凹陷和/或凸起發生。

換言之，非中心凹陷和/或非中心凸起的作用僅為：(A)確保旋轉運動從上述旋轉軸(300)傳導到基座(200)和(B)當靜摩擦不足時確保基座(200)的角度定位具有合理的準確度。一般地，本發明的基座(例如200)包括至少一個非中心凹陷(例如233A)和/或至少一個非中心凸起，以確保基座的角度定位和旋轉運動從旋轉軸傳導到基座。

至少一個非中心凹陷(例如233A)和/或至少一個非中心凸起的形狀可補償所述基座在外延沉積反應器中使用時隨溫度的變化；例如凹陷233A可以是近似圓形，但在徑向上拉伸。優選地，本發明的基座(例如200)具有多個非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)和/或多個非中心凸起，以確保角度定位和旋轉運動的傳導。在附圖的實施例中，非中心凹部被布置成冠狀。

本發明的基座(例如200)可包括一個盤狀部分(例如220)，其具有一條可為垂直的對稱軸(例如Z)，適于被水平放置，并且其頂部具有一個表面(例如221)用于支撐至少一個進行外延沉積工藝處理的襯底(例如100)，其底部具有一個底座(例如230)，其具有一條可為垂直且和盤狀部分(例如220)的對稱軸(例如Z)重合的對稱軸(例如Z)；底座(例如230)可接收旋轉軸(例如300)的端部(例如330)的中心凸起(例如332)；該盤狀部分(例如220)在其底部具有至少一個非中心凹陷(例如233A)和/或至少一個非中心凸起，以確保角度定位和旋轉運動的傳導；非中心凹陷(例如233A)和/或至少一個非中心凸起距盤狀部分(例如220)的對稱軸(例如Z)有一定距離；非中心凹陷(233A)和/或至少一個非中心凸起可以接收旋轉軸(例如300)的端部(例如330)上至少一個相應的非中心凸起(例如333A)和/或至少一個相應的非中心凹陷。

盤狀部分(例如220)的表面(例如221)可以直接或間接地支撐至少一個進行外延沉積工藝處理的襯底(例如100)。

盤狀部分底部可以包括一個具有單個可為圓柱形的中心凹陷的底座，以及單個或多個可為徑向拉伸的圓柱形的非中心凹陷；這些非中心凹陷在底座外部。

可選地，盤狀部分(例如220)底部可具有一個底座(例如230)，所述底座(例如230)底部可以有一個可為圓柱形的中心凹陷(例如232)，以及一個或多個可為徑向拉伸的圓柱形的非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)。

在本發明的基座(例如200)中，所述底座(例如230)適于接收所述旋轉軸(例如300)的整個端部(例如330)。

反應器的基座的主要技術特點如上定義。

在下文中，我們將定義反應器的旋轉軸，特別是其端部的主要技術特征。

一般地，本發明的端部(例如330)包括至少一個可為圓柱形的非中心凸起(例如333A)和/或至少一個非中心凹陷和可選的一個可為圓柱形的中心凸起(例如332)。

本發明的端部(例如330)可包括一個圓盤(例如331)；一個或多個凸起(如332，333A，333B，333C，333D)從圓盤(例如331)上凸起。

優選地，圓盤(例如331)可以既支持基座(例如200)，特別是支持其下部盤狀部分(例如220)，也可以傳導旋轉運動到基座(例如200)，特別是傳導到其下部盤狀部分(例如220)；這種傳導主要通過摩擦發生；摩擦發生在圓盤(例如331)的上表面和底座(例如230)的下表面(例如231)之間。

如果該盤狀部分(例如220)在其底部有多個布置成冠狀并在徑向拉伸的非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)，該端部(330)需有多個布置成冠狀的圓柱形非中心凸起(例如333A，333B，333C，333D)與所述多個非中心凹陷(例如233A，233B，233C，233D)結合。這種情況如圖3所示。在該圖中可以注意到在外延沉積反應器中使用該基座時如何對基座隨溫度的變化進行補償：基座的加熱是沿徑向擴展到凹陷233A、233B、233C、233D，(基本上靜止的)凸起333A、333B、333C、333D在凹陷233A、233B、233C、233D內有不同的徑向位置，從而避免卡死。

盤狀部分(例如220)可在底部有一個可為圓柱形的中心凹陷(例如232),所述端部(例如330)具有可為圓柱形的中心凸起(例如332)；中心凸起(例如332)可與中心凹陷(例如232)結合。

所述基座(例如200)的盤狀部分(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。

所述旋轉軸(例如300)的端部(例如330)可由石英(和/或石墨(有/或無涂層))和/或陶瓷材料(例如碳化硅或TaC)制成。

在附圖的實施例中，端部330包括一個棱柱或棱錐形狀的中心孔334用于與旋轉軸300的桿320連接；所述端部和桿可以通過軸銷連接在一起。

在附圖的實施例中，端部330包括一個微粒聚集區335(特別是圓盤的略微降低區域)。