【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种衬底或晶圆载体，所述衬底或晶圆载体在用于通过化学气相沉积(cvd)或原子层沉积(ald)将薄膜沉积在衬底上的系统中使用，以用于制造半导体元件。更具体地，本专利技术涉及带有用于一个或多个钻孔的塞的衬底载体。
技术介绍
1、在化学气相沉积(cvd)工艺中使用了一种衬底载体，以用于制造半导体元件。在cvd或原子层沉积(ald)工艺中，在例如硅、氮化镓或蓝宝石半导体衬底(也称为晶圆或晶圆衬底)上生长或沉积由诸如例如氧化铝、氮化铝或氮化镓的材料构成的薄层堆叠，该半导体衬底被容纳在存在于衬底载体的沉积表面中的凹进槽中。
2、正如例如在us2017309512a1中所公开的，这种圆形衬底载体可以具有一个单个的凹进槽，但通常具有多个凹进槽，每个凹进槽用于将单个半导体衬底容纳在ald工艺室中。在引文中，用于待处理的半导体衬底的凹进槽均匀地分布在衬底载体的第一沉积表面侧。这种衬底载体系统通常被称为煎饼式批量载体系统。
3、在cvd或ald工艺中，包括容纳在凹进槽中的半导体衬底的衬底载体的整个沉积表面经受沉积气体的影响，导致半导体层沉积在半导体衬底的暴露表面侧上而且也沉积在邻近槽(和衬底)的衬底载体的沉积表面侧的剩余的暴露区域部分上。
4、已知的晶圆载体被布置成用于向凹进的晶圆槽的底部提供气体通道。这些通道或气体分配通道可以用于将吹扫气体供应到晶圆被定位在其中的凹进槽的目的。在其他设计中，这些气体通道可以用于提供真空通道的不同目的或附加目的。因此，在这些设计中的任何一者中，晶圆载体设置有通道，
5、晶圆载体内的这种气体通道通常是通过几个步骤的制造工艺被机加工入载体中，该制造工艺包括：在每个槽内，在垂直于容纳晶圆的槽的底部的平面中机加工第一竖直通道区段。此外，在主轴或载体轮毂附近的槽的径向内侧设置有或机加工了另外的竖直通道区段，以从槽以及设置在其中的第一竖直通道区段或者朝向槽以及设置在其中的第一竖直通道区段提供该通道的入口端口或出口端口。该通道的最后区段(即，连接第一竖直区段和第二竖直区段的水平通道区段)在平行于晶圆载体的主表面的水平平面中被机加工。这样，提供了深钻的气体通道孔，该气体通道孔从晶圆载体的侧壁朝向第一竖直通道区段延伸直到第二竖直通道区段，使得：气体或流体连接设置在这些第一通道区段和第二通道区段之间，并且因此设置在槽和底部部分上的入口端口/出口端口之间，该入口端口/出口端口位于晶圆载体的中心中或附近，以及因此位于槽的径向内侧。
6、由于通过该通道所提供的气体可能会逸出到晶圆载体的侧壁上的开口和从晶圆载体的侧壁上的开口逸出，因此在钻孔之后需要将这些开口封闭。通常，这些孔设置有孔塞，该孔塞被推入气体通道中，并且其尺寸以使其通过压配合应用而保持就位的方式设计。为了确保该塞不会对cvd或ald工艺的工艺参数产生负面影响，该塞至少被向上压入到通道中，直到其不会伸出超过晶圆载体的侧壁或轮廓。
7、然而，已经发现，这些已知的塞具有缺点，其中，包括改变了cvd或ald工艺参数，并且最重要地，它们在晶圆载体的预期寿命终止之前有松动的趋势，这反过来也可能对cvd或ald系统造成进一步的损坏。
8、因此，需要一种具有气体通道的改进的晶圆载体设计，该气体通道在槽与气体入口/出口之间提供气体连接，该气体入口/出口位于晶圆载体中心内或附近，以及因此位于槽的径向内侧。更具体地，需要一种具有改进的气体通道钻孔塞的改进的晶圆载体设计，通过该设计，上述问题中的至少一些得以避免。
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，提供了一种在用于在半导体衬底上生长外延层的系统中使用的衬底载体，所述衬底载体是具有第一表面侧的盘，包括被限定为衬底支撑的多个区域，该衬底支撑被布置成用于在使用期间容纳所述半导体衬底，并且其中，所述衬底载体还包括多个气体通道，该气体通道在所述盘的内侧径向延伸，并且每个气体通道在每个所述衬底支撑与在衬底支撑的径向内侧的该盘的中心部分之间提供气体连接，并且其中，每个所述气体通道由钻孔构成，该钻孔从所述衬底载体的周向壁表面布置，并且设置有钻孔塞，其特征在于，所述钻孔塞包括第一部分和单独的第二部分，其中，所述第一部分的至少一区段具有与所述钻孔匹配的形状，用于将所述第一部分的至少所述区段压配合在所述钻孔中，并且其中，所述第二部分设置有互锁装置，并且每个钻孔设置有与所述第二部分的所述互锁装置相对应的装置，并且所述装置被布置成用于接收且机械地保持所述第二部分的所述互锁装置，并且其中，所述钻孔的所述互锁装置以相对于所述钻孔的纵向方向成一定角度的方式设置在所述衬底载体的所述壁表面中，用于阻挡所述第一钻孔塞部分。
2、已知晶圆载体或衬底载体具有长的或深的钻孔，这些钻孔被机加工或钻入到载体中，以获得径向延伸穿过衬底载体的气体通道。这些气体通道中的每一个在每个衬底支撑(例如，凹进的晶圆槽)与在衬底支撑的径向内侧的衬底载体的中心部分之间提供气体连接。
3、因此，这些气体通道起始于轮毂位置，并且终止于衬底支撑的最深、最内部分，优选地靠近或位于衬底支撑的中心。气体通道被布置成提供吹扫气体和/或真空通道。在一些实施例中，更常见于mocvd行星系统，被推动穿过这些通道的气体将上升，并且在设置有螺旋形图案的槽的情况下，使将晶圆保持在这些槽中的晶圆或盘旋转。因此，在所有方面和所有示例中，衬底支撑应被解释为用于衬底、晶圆、子载体的任何类型的支撑，因此，该支撑包括但不限于：具有用于容纳衬底的槽的衬底载体，或者具有用于使子载体悬浮在行星盘型配置中的类似螺旋形图案的装置的衬底载体。本领域技术人员将理解，所提出的本公开能够被应用于这些以及任何其他类型的这种盘形载体。
4、这些气体通道或孔从衬底载体的外径或周向壁表面钻出，并且用钻孔塞堵塞。
5、然而，已经发现，由于压配合方法以及由于作为钻孔塞的钻孔的精确尺寸，被压配合到钻孔中的已知钻孔塞确实提供了紧密配合。然而，随着时间的推移，钻孔塞可能变得松动，在塞将脱落或导致气体泄漏(其以负面的方式影响cvd、ald或mocvd工艺的工艺参数)时，这将最终导致衬底载体的故障。
6、根据本公开的钻孔塞由两个部分构成，即：一个与已知的钻孔塞非常相似，并且被布置成用于将该部分压配合到钻孔中以确保钻孔的气密性闭合，而第二部分被设置为互锁装置，例如以阻挡或止动元件的形式，从而将第一部分永久地锁定就位。第二钻孔塞部分是单独部分，并且与第一部分相反，优选地，其不被布置成仅用于压配合，而是包括互锁机构，例如卡口或螺纹部分，该互锁机构可以由在具有相应互锁装置的衬底载体的钻孔中的槽所接收。由于阻挡或止动元件以相对于钻孔并且因此相对于第一钻孔塞部分的倾斜角度来设置，因此将确保第一钻孔塞部分将不会从晶圆载体中脱落，或者甚至以可能发生气体泄漏的方式松动。
7、使用所述第二钻孔塞部分具有几个优点。例如，关于重新设计已知的压配合钻孔塞，保持所述钻孔塞的至本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在用于在半导体衬底上生长外延层的系统中使用的衬底载体，所述衬底载体是具有第一表面侧的盘，包括限定为衬底支撑的多个区域，所述衬底支撑被布置成用于在使用期间容纳所述半导体衬底，并且其中，所述衬底载体还包括多个气体通道，所述多个气体通道在所述盘的内侧径向延伸，并且每个气体通道在每个所述衬底支撑与在所述衬底支撑的径向内侧的所述盘的中心部分之间提供气体连接，并且其中，每个所述气体通道由钻孔构成，所述钻孔从所述衬底载体的周向壁表面布置并且设置有钻孔塞，其特征在于，所述钻孔塞包括第一部分和单独的第二部分，其中，所述第一部分的至少一区段具有与所述钻孔匹配的形状，用于将所述第一部分的至少所述区段压配合在所述钻孔中，并且其中，所述第二部分设置有互锁装置，并且每个钻孔设置有与所述第二部分的所述互锁装置相对应的装置，并且所述装置被布置成用于接收且机械地保持所述第二部分的所述互锁装置，并且其中，所述钻孔的所述互锁装置以相对于所述钻孔的纵向方向成一定角度的方式设置在所述衬底载体的所述壁表面中，用于阻挡所述第一钻孔塞部分。
2.根据权利要求1所述的衬底载体，其中，所述衬底载体的所述壁表面朝
3.根据权利要求1或2所述的衬底载体，其中，在所述第一部分的至少所述区段被压配合在所述钻孔中之后，所述钻孔的所述螺纹被设置在所述衬底载体中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述钻孔塞的所述第二部分在被设置在所述钻孔中之后与所述钻孔塞的所述第一部分接触。
5.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述钻孔塞的所述第二部分具有头部区段，所述头部区段用于接收用于将所述区段拧紧或以其它方式旋转地互锁到所述钻孔的所述螺纹中的工具。
6.根据权利要求5所述的衬底载体，其中，用于接收所述工具的所述头部区段包括：从所述头部区段延伸的多边形工具接收区段，并且其中，所述工具接收区段在被设置在所述孔的螺纹中之后优选地被布置成延伸所述衬底载体的所述壁表面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述互锁装置包括以下之中的一种或多种：螺纹紧固装置、螺钉紧固装置、压配合紧固装置、旋转紧固装置、卡口安装紧固装置、键或销紧固装置和收缩配合紧固装置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述钻孔的所述互锁装置相对于所述钻孔的所述纵向方向的所述角度大约为30度、45度、60度、90度、120度、135度或150度中的一个或多个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述衬底载体由石墨构成。
10.根据权利要求9所述的衬底载体，其中，所述衬底载体由被碳化硅涂层覆盖的石墨芯构成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述第一钻孔塞部分由石墨构成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述第二钻孔塞部分由石墨构成。
13.一种制造在用于通过化学气相沉积在半导体衬底上生长薄膜层的系统中使用的衬底载体的方法，所述方法包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的制造衬底载体的方法，其中，在压配合所述第一钻孔塞部分的所述步骤之前，所述方法还包括以下步骤：
15.根据前述权利要求13至14中任一项所述的制造衬底载体的方法，其中，所述第二钻孔塞部分包括多边形工具接收区段，所述多边形工具接收区段从所述头部区段延伸，并且其中，在将所述第二孔塞部分拧入的所述步骤之后，所述方法还包括以下步骤：
16.根据权利要求13至15中任一项所述的制造衬底载体的方法，其中，在将所述第二钻孔塞部分拧入的所述步骤之后，所述方法还包括以下步骤：
17.根据权利要求13至17中任一项所述的制造衬底载体的方法，其中，所述第一钻孔塞部分和所述第二钻孔塞部分之一或两者由石墨构成。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种在用于在半导体衬底上生长外延层的系统中使用的衬底载体，所述衬底载体是具有第一表面侧的盘，包括限定为衬底支撑的多个区域，所述衬底支撑被布置成用于在使用期间容纳所述半导体衬底，并且其中，所述衬底载体还包括多个气体通道，所述多个气体通道在所述盘的内侧径向延伸，并且每个气体通道在每个所述衬底支撑与在所述衬底支撑的径向内侧的所述盘的中心部分之间提供气体连接，并且其中，每个所述气体通道由钻孔构成，所述钻孔从所述衬底载体的周向壁表面布置并且设置有钻孔塞，其特征在于，所述钻孔塞包括第一部分和单独的第二部分，其中，所述第一部分的至少一区段具有与所述钻孔匹配的形状，用于将所述第一部分的至少所述区段压配合在所述钻孔中，并且其中，所述第二部分设置有互锁装置，并且每个钻孔设置有与所述第二部分的所述互锁装置相对应的装置，并且所述装置被布置成用于接收且机械地保持所述第二部分的所述互锁装置，并且其中，所述钻孔的所述互锁装置以相对于所述钻孔的纵向方向成一定角度的方式设置在所述衬底载体的所述壁表面中，用于阻挡所述第一钻孔塞部分。
2.根据权利要求1所述的衬底载体，其中，所述衬底载体的所述壁表面朝向所述衬底载体的与所述第一表面侧相对的第二表面侧倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的衬底载体，其中，在所述第一部分的至少所述区段被压配合在所述钻孔中之后，所述钻孔的所述螺纹被设置在所述衬底载体中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述钻孔塞的所述第二部分在被设置在所述钻孔中之后与所述钻孔塞的所述第一部分接触。
5.根据前述权利要求中任一项所述的衬底载体，其中，所述钻孔塞的所述第二部分具有头部区段，所述头部区段用于接收用于将所述区段拧紧或以其它方式旋转地互锁到所述钻孔的所述螺纹中的工具。
6.根据权利要求5所述的衬底载体，其中，用于接收所述工具的所述头部区段包括：从所述头部区段延伸的多边形工具接收区段，并且其中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫里茨·威伯林，阿斯兰·安东，安德烈亚斯·沃尔默，亨利克斯·约瑟夫斯·玛丽亚·德科克，
申请(专利权)人：顺克齐卡博技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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