新美光“衬底加热体组件及化学气相沉积设备”专利公布

天眼查显示，新美光（苏州）半导体科技有限公司“衬底加热体组件及化学气相沉积设备”专利公布，申请公布日为2024年7月23日，申请公布号为CN118374794A。

背景技术

以常见的碳化硅部件-等离子刻蚀环为例，目前较为普遍的等离子刻蚀环生长、加工工艺为：将环状石墨衬底以多片层叠方式安装在化学气相沉积炉内，采用石墨电极进行电阻加热将炉内加热至碳化硅材料生长温度，持续向炉内通入前驱体和载气，前驱体在高温下热解反应出碳/硅原子并在石墨衬底上反应沉积得到碳化硅材料，最终通过微纳加工获得满足使用要求的等离子体刻蚀环。整个工艺过程中，因衬底表面为直接发生碳/硅原子反应沉积的位置，最终决定材料的均一性和碳化硅晶体品质，衬底沉积表面流场均匀性及温度均匀性比较关键。

但在上述工艺中存在以下客观缺点：

1、石墨衬底置于碳化硅生长炉内加热时，因衬底径向外侧在空间上更加接近石墨加热器，故客观的会接收更多的热辐射而导致衬底径向外侧的温度高于内侧；同样的，石墨衬底的外侧因离进气口比较近，前驱体热解出的碳/硅原子基团会持续优先在衬底外侧的表面沉积，最终会影响碳化硅材料在石墨衬底径向上生长的均匀性；石墨衬底的外侧表面因为较内侧有更高的温度和更高浓度的碳/硅原子基团，石墨衬底的外侧碳化硅沉积材料一般厚度较大且表面平整性差，对于碳化硅零部件后续的加工也造成了时间的浪费和成本的提高。

2、石墨衬底常用的固定方式为采用石墨顶针在衬底底面进行支撑，该方案因石墨顶针会直接接触到衬底表面，故被石墨顶针接触到的衬底表面区域碳化硅材料生长过程必然会受到影响，相应区域的沉积材料无法加工成产品使用，故在加工过程中一般采取将受影响区域进行切割废弃的措施，增加了加工时间和成本。

3、层叠多片式的碳化硅部件材料生长设备，腔体内部的流场无法实现完全的均匀性，主要表现在离进气口近、排气口远的材料生长速率高，反之生长速率低，最终导致同一批次的材料厚度均一性差。

发明内容

本发明涉及一种衬底加热体组件及化学气相沉积设备，其中提供了一种衬底加热体组件，包括衬底和加热体，衬底包括第一表面、第二表面和中空区，第一表面和第二表面均用于供反应气体沉积，中空区位于第一表面和第二表面之间；加热体位于中空区内，用于产生热量以至少加热第一表面和第二表面。本发明的衬底设计为内部中空的结构，第一表面及第二表面均为衬底靠近中空区部分的外表面，位于中空区的加热体对衬底的第一表面和第二表面沿径向的各个位置的加热效果相对较为平均，不容易产生沉积的产品厚度差异过大的问题，一定程度上提高了衬底上沉积材料的厚度均一性及组织性能均匀性。