專利名稱:加工襯底支架材料的方法以及由這種方法加工的襯底支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中半導(dǎo)體襯底將放置在所述襯底支架的第一側(cè)面上,從而使用感應(yīng)加熱在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行各種半導(dǎo)體材料的分層沉積。本發(fā)明還涉及通過這樣的方法加工的襯底支架。
背景技術(shù):
為了制造半導(dǎo)體器件,諸如集成電路和發(fā)光二極管LED,長久以來一直在實(shí)際中利用化學(xué)氣相沉積CVD以及外延過程以在高溫下將各種材料沉積在襯底上,這是制造這些半導(dǎo)體器件的過程的一部分。在這些高溫下,使用了諸如襯托器(susceptor)的襯底支架來支撐襯底或多個(gè)襯底,材料將通過CVD和外延的公知過程而沉積在所述襯底上。通過利用制造襯托器的襯底支架材料(所述材料常常是石墨)的電納,這些襯托器通常通過感應(yīng)進(jìn)行加熱。例如根據(jù)US 3,980,854和US 4,047,496,用于這些和其它半導(dǎo)體制造過程的襯托器是已知的。其中使用襯托器的半導(dǎo)體生產(chǎn)過程的例子是擴(kuò)散和氧化過程以及CVD過程,用于沉積諸如Si02、Si3N4、Si0xNy的多晶硅和介電層以及諸如WSix、TiN、TaN和TaO的導(dǎo)電層。有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積MOCVD是其中使用襯托器的另一種半導(dǎo)體生產(chǎn)過程。因?yàn)?,其中,對于包含熱力學(xué)亞穩(wěn)合金的器件的形成而言,MOCVD技術(shù)是優(yōu)選的,其已經(jīng)成為例如LED和太陽能電池的制造中的主要過程。在MOCVD中以及在外延過程中,襯底由晶片托架或襯托器(也稱為襯底支架)支撐。這些支撐件常常通過感應(yīng)進(jìn)行加熱。當(dāng)使用感應(yīng)時(shí),通過與加熱的襯托器熱接觸和/或通過來自于加熱的襯托器的輻射,利用通常為石墨的襯托器的基礎(chǔ)材料的電納來對襯底進(jìn)行加熱?,F(xiàn)在使用的大多數(shù)襯底支架用在豎直或水平系統(tǒng)中,其中豎直類型的襯底支架被稱為是桶型襯托器。在任何情況下,存在配置為支撐(或支持)多個(gè)較小襯底的襯托器,從而在多個(gè)襯底上同時(shí)沉積多種材料。為了這種類型的材料的同時(shí)沉積,難以像單一襯底支架一樣以高且穩(wěn)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)半導(dǎo)體器件。在制造高質(zhì)量半導(dǎo)體器件的過程中,特別是在MOCVD的過程中以及在外延過程中,存在若干技術(shù)困難。質(zhì)量的主要因素在于穩(wěn)定的過程參數(shù)。隨著對于具有低容限水平的高質(zhì)量半導(dǎo)體器件的需求的增長以及對于生產(chǎn)過程上的高產(chǎn)量的需要的增長,需要更加穩(wěn)定的過程參數(shù)。不穩(wěn)定過程參數(shù)中的主要因素是溫度的控制,其對于適當(dāng)沉積所需的升高的溫度而言是關(guān)鍵性的。難以在反應(yīng)室內(nèi)的所有所需位置在臨界容限之內(nèi)對這些溫度進(jìn)行控制。已知的是,由于襯托器和加熱器的配置,例如感應(yīng)線圈,襯托器的各個(gè)位置可能采用不同的溫度。晶片溫度受到與襯托器的接觸面積和與襯托器的距離的影響。溫度差別導(dǎo)致了從一個(gè)襯底到另一個(gè)襯底的不同沉積層厚度,或者在MOCVD的情況下也影響從一個(gè)襯底到另一個(gè)襯底的層成分,并且甚至導(dǎo)致不均勻的單獨(dú)襯底。這些不同厚度的結(jié)果是,會出現(xiàn)最終產(chǎn)品的質(zhì)量下降并且生產(chǎn)產(chǎn)量會下降。通過襯托器的設(shè)計(jì)和形狀的差別,可以在一定程度上對溫度差別進(jìn)行補(bǔ)償。例如,大多數(shù)襯托器具有凹處,以放置襯底。在此凹處,襯托器具有不同的厚度,導(dǎo)致不需要的溫度波動。例如通過WO 2003069029A1,已知的是在襯托器中提供凹口(indentation),以克服并且補(bǔ)償由不同厚度造成的這些溫度差別。然而,這些一般的設(shè)計(jì)規(guī)則僅僅是具體感應(yīng)反應(yīng)器系統(tǒng)中的特定類型的襯托器所獨(dú)有的。然而,襯托器之內(nèi)的溫度差別并不僅僅是由于不均勻厚度而出現(xiàn)的。在加載和卸載過程中可能出現(xiàn)的由襯托器和/或襯底上的非電納材料的沉積造成的污染會導(dǎo)致缺陷,并因此導(dǎo)致不需要的溫度差別。此外,襯托器的基礎(chǔ)材料(大多數(shù)為石墨)的非均質(zhì)(inhomogene)性質(zhì)也會導(dǎo)致溫度差別。
為了補(bǔ)償這些溫度差別,已知的是通常在感應(yīng)場中旋轉(zhuǎn)襯托器,從而在感應(yīng)場中部分地對差別進(jìn)行補(bǔ)償。由于基礎(chǔ)材料的非均質(zhì)性以及單獨(dú)襯托器的厚度的非均勻性產(chǎn)生的襯托器中的溫度差別沒有進(jìn)行補(bǔ)償。此外已知的是,通常通過使用小襯底支架(通常稱為行星磨盤(planetenscheibe))而使得晶片相對于襯托器旋轉(zhuǎn)。小襯底支架放置在襯托器的凹處中,并且旋轉(zhuǎn)離開襯托器。晶片沉積在這個(gè)小襯底支架上。因?yàn)樾∫r底支架的第二旋轉(zhuǎn),獲得了溫度差別的進(jìn)一步補(bǔ)償。然而,這些小補(bǔ)償并不會造成最優(yōu)溫度均勻性,因此晶片的沉積材料的非均勻沉積依然存在。隨著對于高質(zhì)量的制造半導(dǎo)體器件的需求的增長以及對于高生產(chǎn)產(chǎn)量的需求的增長,對于改進(jìn)的溫度控制的需要也在增長。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是,提供一種用于加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,用于增加襯底支架材料的溫度均勻性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有增加的溫度均勻性的襯底。上述目的是通過一種加工襯底支架材料的方法實(shí)現(xiàn)的,所述方法包括以下步驟在所述襯底支架材料上的至少一個(gè)測量位置上確定第一電阻率,將所述第一電阻率與第二參考電阻率進(jìn)行比較,對應(yīng)于所述比較而改變(adapting)所述襯底支架材料。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的優(yōu)點(diǎn)在于,增加了襯底支架的溫度均勻性,從而減小了不穩(wěn)定的過程參數(shù),產(chǎn)生在單獨(dú)襯底中以及從一個(gè)襯底到另一個(gè)襯底具有更加均勻的沉積層厚度或成分的襯底。因?yàn)榇_定了電阻率的局部差別,通過局部修改或改變襯底支架的步驟可以減小這些差別。這產(chǎn)生了襯底支架的更加均勻的電阻率曲線,其又會產(chǎn)生更加均勻的電流感應(yīng)以及因此更加均勻的由襯底支架材料產(chǎn)生的熱量。通過這種方法,可以制造具有高質(zhì)量和均勻的沉積層厚度的襯底。在現(xiàn)有技術(shù)的方法中,僅僅使用了理論知識來根據(jù)襯底支架材料改變?yōu)橐r底支架的制造過程。實(shí)際上,在制造過程期間,理論知識常常與襯底支架的真實(shí)參數(shù)不匹配。大塊形式的襯底支架材料具有特定量的污染、不均質(zhì)性和不均勻性。這些都導(dǎo)致了襯底支架的水平平面中多個(gè)位置處的溫度差別。將要在襯底支架上生產(chǎn)、由襯底支架承載的襯底或晶片將會遭遇到不均勻的溫度曲線。通過根據(jù)襯底支架材料的測量參數(shù)與參考測量參數(shù)或多個(gè)參考測量參數(shù)的比較而改變襯底支架材料的步驟,根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法使得水平平面中的這些溫度差別最小化,其中所述參數(shù)包括電阻率。在另一方面,第一電阻率包括在所述襯底支架材料上的至少兩個(gè)測量位置上確定的第一組電阻率值,其中第二參考電阻率由第一組電阻率值確定。第一組電阻率值與第二參考電阻率進(jìn)行比較,對應(yīng)于這種比較而改變所述襯底支架材料。測量和改變的步驟可以在生產(chǎn)過程的不同水平上進(jìn)行。例如,在以大塊的形式提供襯底支架材料的時(shí)候,通常提供襯底支架材料的大塊柱體??梢愿鶕?jù)襯底支架材料的大塊,也可以根據(jù)大塊的切片,或者根據(jù)由該切片制造的單獨(dú)襯底支架,來確定第一電阻率或第一組電阻率值。根據(jù)這個(gè)值或這些值,可以確定參考電阻率。隨后,這個(gè)參考電阻率(即第二電阻率)可以用于進(jìn)行比較。比較和改變的這個(gè)步驟可以在相同水平或在不同水平上進(jìn)行,即大塊、切片或單獨(dú)的襯底支架。 例如,可以從襯底支架材料的切片測量一組電阻率值。然后根據(jù)這組值,可以確定參考值。一方面,這可以是電阻或電阻率的最高值或最低值。實(shí)際上,這是其它值可以朝其進(jìn)行校正的值,例如可以改變最低值以接近該組的單一最高值。隨后,對應(yīng)于確定的電阻率值和參考電阻率之間的差別而改變襯底支架材料的這個(gè)切片。然而,改變的步驟也可以在由該切片制造的單一襯底支架上進(jìn)行。在另一方面,可以從大塊襯底支架材料測量一組電阻率值。然后,可以根據(jù)該組測量確定參考電阻率,這種參考可以用于與在來自于相同大塊的襯底支架材料的切片或者來自于由相同大塊的該切片制造的襯底支架上的測量位置的測量電阻率值進(jìn)行比較。通過這種方式,測定了大塊、切片或襯底支架中的材料的污染、不均質(zhì)性和不均勻性。通過這種測定,可以確定參考值。確定參考值的方式使得大塊、切片或襯底支架可以改變?yōu)槭沟玫谝唤M電阻率的單獨(dú)測量值接近參考值。在本發(fā)明的實(shí)際方面,襯底支架大塊、切片或單獨(dú)襯底支架在測量的電阻率與參考電阻率不同的那些位置發(fā)生改變。因此,由于材料的污染、不均質(zhì)性和不均勻性產(chǎn)生的誤差減小,并且實(shí)現(xiàn)了更加均勻的溫度曲線。在另一方面,通過測量襯底支架材料的物理性質(zhì),包括導(dǎo)熱率、楊氏模量、抗彎強(qiáng)度、厚度、磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、電阻構(gòu)成的組中的至少其中之一,確定第一電阻率和/或第二電阻率。存在用于確定襯底支架材料的電阻率的幾種方法。這些方法采用的方式是電阻率的間接測量方法。結(jié)合這些間接測量方法和電阻率之間的已知關(guān)系,這些間接測量方法可以用于確定襯底支架材料的電阻率。然而,一組間接測量方法并不是僅僅限于上述方法??梢詼y量襯底支架材料的若干其它特性,其也可以提供用于確定襯底支架材料的電阻率的間
接信息。在另一方面,提供了一種方法,其中襯底支架材料包括大塊襯底支架材料,用于通過大塊襯底支架材料制造幾個(gè)襯底支架。襯底支架的生產(chǎn)過程中的第一步驟是提供大規(guī)模大塊襯底支架材料,其大多數(shù)具有圓柱形狀。這種大塊包括高純度襯底支架材料,并且在該大塊的生產(chǎn)過程中,追求基礎(chǔ)材料(通常是石墨)的均質(zhì)性。然而,這種大塊的襯底支架材料并不總是具有期望的均質(zhì)性。在第二步驟的過程中,在通過大塊圓柱進(jìn)行生產(chǎn)的過程中,形成特定量的切片。然后,襯底支架材料的這些切片用于通過所述切片形成單個(gè)襯底支架,但是在完成這樣的單個(gè)襯底支架之前,常常進(jìn)行不同的最終化步驟,比如在襯底支架中提供凹處(襯底或小衛(wèi)星盤將會放置于所述凹處),或者在襯底支架上涂敷涂層。在一些情況下,生產(chǎn)過程的特征在于,在第一和第二步驟之間以及在大塊圓柱最初分為襯底支架材料的若干較小圓柱的過程中執(zhí)行的附加步驟。然后,這些較小圓柱用于通過所述較小圓柱形成若干切片。通過確定大塊圓柱的襯底支架材料的測量位置處的電阻率,可以給出大塊襯底支架材料的均勻性或非均勻性的指標(biāo)。各個(gè)位置的電阻率可以與參考電阻率進(jìn)行比較,從而確定局部差別。通過測量這種大塊圓柱獲得的知識可以在生產(chǎn)過程的不同階段期間使用。通過大塊圓柱形成的襯底支架材料的切片例如可以通過對應(yīng)于在大塊圓柱的測量過程中獲得的測量結(jié)果對其襯底支架材料進(jìn)行修改而進(jìn)行處理。例如,大塊圓柱的測量結(jié)果可以公開與大塊圓柱的特定段中(或特定長度處)的平均電阻率的偏差。然后,對應(yīng)于這些偏差,可以對襯底支架材料的每個(gè)切片進(jìn)行修改。不同于使用獲得的測量結(jié)果以修改襯底支架材料的切片,也可以對最終產(chǎn)品(即,最終完成的襯底支架)進(jìn)行修改。在另一方面,提供了一種方法,其中襯底支架材料包括襯底支架材料的切片,用于通過切片制造襯底支架。在本發(fā)明的不同方面,確定、比較和改變的步驟也可以用于襯底支架材料的切片。在制造襯底支架的過程中,可以對由大塊圓柱形成的切片進(jìn)行測量。通過測量獲得的知識僅限于該單獨(dú)的切片,因此特別地適用于該單獨(dú)的切片。其優(yōu)點(diǎn)在于,可以對應(yīng)于該單獨(dú)切片的測量結(jié)果進(jìn)行修改,因此修改更加有效,使得襯底支架的電阻率均勻性增加得更多。通過測量襯底支架材料的切片獲得的測量結(jié)果可以用于對該切片進(jìn)行修改,或者對通過該切片形成的最終完成的襯底支架進(jìn)行修改。在兩種情況下,測量結(jié)果都特別適合于該單獨(dú)的切片。不同于使用通過測量襯底支架材料的切片而獲得的測量結(jié)果,或者類似于在本發(fā)明的前述方面中通過測量大塊圓柱而獲得的測量結(jié)果,可以測量通過大塊形成的較小圓柱,所述大塊可以形成若干切片。然后,這些測量結(jié)果可以用于改變襯底支架材料的單個(gè)切片,或者用于改變最終完成的產(chǎn)品,即襯底支架。較小圓柱的測量結(jié)果比從大塊圓柱的測量獲得的結(jié)果更加準(zhǔn)確,然而不如從測量單一切片獲得的結(jié)果那樣準(zhǔn)確。另一方面,測量每一個(gè)單一切片花費(fèi)的時(shí)間更多。取決于最終完成的產(chǎn)品的所需質(zhì)量水平以及生產(chǎn)的可用時(shí)間,可以為測量和修改挑選生產(chǎn)過程中的適當(dāng)步驟。在另一方面,提供了一種方法,其中襯底支架材料包括襯底支架。在生產(chǎn)過程的末尾,最終形成襯底支架,其不進(jìn)行進(jìn)一步處理,因此基于這些測量的修改是非常準(zhǔn)確的。通過這種加工方法,可以實(shí)現(xiàn)具有非常高的溫度均勻性的襯底支架。在另一方面,提供了一種方法,其中改變襯底支架材料的步驟包括對襯底支架進(jìn)行機(jī)器加工,從而對應(yīng)于電阻率的比較而至少部分地改變襯底支架材料在至少一個(gè)測量位置處(或在襯底支架上的不同位置處)的厚度。這包括部分去除襯底支架材料,例如通過使得厚度在局部變化,通過在襯底支架表面鉆孔、形成凹槽、凹處、凹口等等。修改局部電阻率的方式在于改變襯底支架材料在該局部測量位置附近的厚度。降低厚度會導(dǎo)致更高的電阻率,因此導(dǎo)致更高的局部熱感應(yīng)。改變厚度可以應(yīng)用于襯底支架的頂側(cè)(即,襯底將要放置的側(cè)面),或者應(yīng)用于底側(cè)(即,產(chǎn)生感應(yīng)加熱的側(cè)面)。也可以、在襯底支架的兩側(cè)都改變厚度。在另一方面,提供了一種方法,其中在改變襯底支架的步驟之前,產(chǎn)生襯底支架材料的電阻率曲線,其中電阻率曲線基于襯底支架材料的至少幾個(gè)測量位置的電阻率的比較,并且其中對應(yīng)于電阻率曲線對襯底支架材料進(jìn)行修改。在襯底支架材料上的各個(gè)測量位置的電阻率的序列可以形成電阻率曲線。例如,該曲線可以以曲線圖的形式呈現(xiàn),或者以襯底支架的二維表現(xiàn)的形式呈現(xiàn),其中顏色差別表示電阻率偏差。使用這些曲線的優(yōu)點(diǎn)在于,測量結(jié)果的圖形化表現(xiàn)使得解釋更加容易。在另一方面,提供了一種方法,其中在改變襯底支架的步驟之前,在襯底支架材料上限定了參考點(diǎn),其中至少一個(gè)測量位置是相對于該參考點(diǎn)進(jìn)行限定的。通過使用參考點(diǎn),確定修改位置是否對應(yīng)于測量位置變得更加容易。可以相對于 該參考點(diǎn)進(jìn)行測量和修改。使用參考點(diǎn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,不但有精確的位置確定,而且測量和修改的步驟也可以分離地進(jìn)行。第一裝置用于測量襯底支架相對于參考點(diǎn)在特定位置的電阻率。然后,即使處于不同的方向,襯底支架也可以放置在另一器件中。在那里,從參考點(diǎn)可以產(chǎn)生正確的修改位置。在另一方面,提供了一種方法,其中改變襯底支架的步驟包括對應(yīng)于電阻率的比較降低襯底支架材料的孔隙率的步驟,特別是通過注射可固化樹脂而降低孔隙率。在另一方面,提供了一種方法,其中確定的步驟包括隨后在襯底支架材料上的多個(gè)測量位置上進(jìn)行測量,或者包括在襯底支架材料上的多個(gè)測量位置上同時(shí)進(jìn)行測量。在另一方面,提供了一種方法,其中在確定的步驟的過程中,測量在襯底支架材料中產(chǎn)生的渦流。在另一方面,也可以使用可變頻率產(chǎn)生的渦流。在另一方面,提供了一種方法,其中確定、比較和改變的步驟是迭代步驟。確定、比較和改變的步驟不僅可以在生產(chǎn)過程的不同階段期間進(jìn)行,這些步驟還可以重復(fù)進(jìn)行,直到達(dá)到特定所需電阻率均勻性并且可以保證特定質(zhì)量水平。例如通過測量襯底支架的電阻率并且基于這些測量結(jié)果改變襯底支架,這些步驟可以重復(fù)進(jìn)行。這些步驟也可以遞歸進(jìn)行,意味著例如測量步驟可以在不同階段進(jìn)行,首先在襯底支架材料的大塊圓柱的水平,并且進(jìn)一步在襯底支架材料的切片的水平期間以及在最終完成的產(chǎn)品的水平期間。在所有這些測量步驟之后,可以應(yīng)用改變的步驟。在另一方面,提供了一種待加熱型的襯底支架,用于外延生長反應(yīng)器或有機(jī)金屬氣相外延M0CVD,其中襯底支架按照根據(jù)前述任一方面所述的方法進(jìn)行加工。
圖I示出了本發(fā)明的第一方面的步驟。圖2、圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的另外的方面。圖5示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的襯底支架。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的步驟。襯底支架材料通常以高純度的形式提供。襯底支架材料并不是具有期望的均質(zhì)性,這也是包括襯底支架材料的襯底支架具有非最優(yōu)溫度均勻性的原因的其中之一。通過執(zhí)行圖I中所示的步驟,襯底支架的溫度均勻性實(shí)質(zhì)上可以增加,即連續(xù)執(zhí)行“提供襯底支架材料”10,“測量襯底支架材料的電阻率” 11,“將襯底支架材料的測量電阻率與參考進(jìn)行比較” 12,“對應(yīng)于所述比較對襯底支架材料進(jìn)行修改” 13,最終產(chǎn)生“具有高溫度均勻性的調(diào)整后的襯底支架” 14。
例如,測量的步驟11通過渦流測量而執(zhí)行。渦流測量使用電磁感應(yīng)并且可以用于檢測材料的電導(dǎo)中的瑕疵。取決于渦流測量使用的頻率,可以到達(dá)不同的深度。頻率越低,電流在材料中的感應(yīng)越深。通過這樣的渦流測量對電阻率進(jìn)行測試的方式非常類似于在感應(yīng)加熱系統(tǒng)中對襯底支架進(jìn)行加熱的方式。通過渦流測量不僅能夠?qū)σr底支架材料的電阻率進(jìn)行測試。其中,也可以對襯底支架材料的表面中的裂縫進(jìn)行測試,或者對襯底支架本身上面的涂層的厚度進(jìn)行測試。通過這樣的渦流測量,可以檢測相對較小的缺陷、表面中的裂縫以及由襯底支架基礎(chǔ)材料的非均勻性引起的溫度缺陷。除了使用渦流測量,還可以使用其它類型的測試以確定襯底支架材料的電阻率。非破壞性測試方法,就像渦流測試,是優(yōu)選的。如遠(yuǎn)程現(xiàn)場測試或交流電場測量的測試方法也可以用于測量襯底支架材料的電阻率的步驟11。電阻率是在襯底支架材料上的若干位置進(jìn)行測量的。測量的位置越多,所獲得的關(guān)于電阻率的信息也就越多。這些信息在本方法的接下來的步驟12“將測量電阻率與參考進(jìn)行比較”中使用。在該步驟12中,襯底支架材料上的至少一個(gè)測量位置的電阻率與參考電阻率進(jìn)行比較。這種參考電阻率可以是測量的襯底支架材料的電阻率的平均值,或者是工業(yè)參考值,所述工業(yè)參考值例如是通過大量測量的平均值確定的。當(dāng)確定了步驟11的測量電阻率和步驟12的參考電阻率之間的差別時(shí),這種差別可以用于在本方法的接下來的步驟,即步驟13“對應(yīng)于所述比較對襯底支架材料進(jìn)行修改”中修改襯底支架材料。無論在哪里襯底支架材料的電阻率超過規(guī)范,例如最大電阻率變化導(dǎo)致襯底支架的表面上的2°C的溫差,襯底支架材料都可以進(jìn)行修改以減小這些變化。實(shí)現(xiàn)了襯底支架材料的更加均勻的電阻率,并且襯底支架將會具有在本發(fā)明的最終步驟25 “具有高溫度均勻性的調(diào)整后的襯底支架”中所示的高溫度均勻性。圖2公開了本發(fā)明的另一方面,其中在本方法的第一步驟20 “提供襯底支架材料的大塊圓柱”中,提供了大塊襯底支架材料,其主要是圓柱形狀并且包含足夠的襯底支架材料以通過所述材料形成若干襯底支架。該方法不但可以在圓柱形大塊襯底支架材料上執(zhí)行,也可以在其它形狀和形式上執(zhí)行。例如,可以用于桶型襯底支架。在本方法的第二步驟21“測量大塊圓柱的電阻率”中,測量大塊圓柱的電阻率。測量位置越多,在本方法的接下來的步驟22“將大塊圓柱的測量電阻率與參考進(jìn)行比較”中就可以獲得越多信息并且可以越精確地確定大塊的溫度均勻性中的偏差(溫度不均勻性)。在該步驟22中,可以確定基礎(chǔ)材料(其通常是石墨)的瑕疵。這些瑕疵或缺陷可以在大塊材料的特定區(qū)域中或者在特定段中揭露出來。缺陷在哪里出現(xiàn)的信息取決于在步驟21中使用的測量的方法。例如,當(dāng)使用渦流測試時(shí),頻率確定測量的深度。在接下來的步驟23 “通過大塊形成襯底支架材料的切片”中,通過大塊圓柱切削或者鋸下襯底支架材料的切片。圓柱通常具有足夠的襯底支架材料以利用所述材料形成若干切片。在步驟22中揭露的缺陷段可以在步驟24 “對應(yīng)于比較對切片進(jìn)行修改”中修改。過程的最終結(jié)果是步驟25 “具有高溫度均勻性的調(diào)整后的襯底支架”。
在圖3中,公開了根據(jù)本發(fā)明的方法,其中在不同階段執(zhí)行測量的步驟。在步驟30 “提供襯底支架材料的大塊圓柱”之后,在步驟32 “測量切片的電阻率”中進(jìn)行襯底支架材料上的實(shí)際測量之前,在步驟31 “通過大塊圓柱形成襯底支架材料的切片”中形成切片。測量的結(jié)果該特定切片的專屬信息。當(dāng)然,可以重復(fù)進(jìn)行步驟31和32,直到從步驟30的大塊圓柱獲得若干切片。在步驟33 “將切片的測量電阻率與參考進(jìn)行比較”中,專屬測量結(jié)果與參考電阻率進(jìn)行比較。差別通過接下來的步驟34 “對應(yīng)于比較對切片進(jìn)行修改”進(jìn)行補(bǔ)償,導(dǎo)致在本方法的最終步驟35中顯示的“具有高溫度均勻性的調(diào)整過的襯底支架”圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟,其中襯底支架是在對其進(jìn)行測量之前形成的。在最終產(chǎn)品(即襯底支架)的階段進(jìn)行測量。通過這種方式,執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法是最準(zhǔn)確的并且是最消耗時(shí)間的,因?yàn)閷γ總€(gè)襯底支架都進(jìn)行測量44,對其測量結(jié)果進(jìn)行比較45和修改46。在本方法的步驟47中最終完成產(chǎn)品,即具有高溫度均勻性的調(diào)整過的襯底支架。在圖I至圖4中公開的步驟也可以重復(fù)地執(zhí)行。例如,通過修改襯底支架材料然后再次測量電阻率,再次對其進(jìn)行比較和修改,這些步驟可以重復(fù)進(jìn)行,直到實(shí)現(xiàn)均勻性的特定水平并且保證襯底的特定質(zhì)量水平。在生產(chǎn)過程的不同階段的重復(fù)步驟的組合也是本發(fā)明的一部分。例如,可以在原始襯底支架材料的大塊圓柱上進(jìn)行一系列的測量,并且使用這種信息以在通過大塊圓柱形成的切片上進(jìn)行粗修改。然后,在生產(chǎn)過程的另一階段,再次對這些切片進(jìn)行測量,在過程的另一步驟中這種專屬信息以微調(diào)的方式再次用于修改襯底支架。這樣,本方法的步驟是迭代步驟。圖5顯示了適合于根據(jù)本發(fā)明的方法的襯底支架的例子。例如,該襯底支架是在至少11個(gè)位置51、52、53、54、55、56、57、58、59、60和61進(jìn)行測量的,這些位置是在襯底支架的外部上的位置??梢栽谖恢?2、63、64、65、66、67、68、68、69、70、71和72處(這些位置都位于襯底支架的外部79)在襯底支架的背面上對相同位置進(jìn)行測量。在襯底支架的前面和背面的外部上的十一個(gè)位置處的電阻率信息可以與在襯底支架的前面75和背面80的內(nèi)部上的十一個(gè)位置的電阻率信息進(jìn)行組合。這樣,收集了大量數(shù)據(jù),給出了襯底支架的電阻率的均勻性中的缺陷的準(zhǔn)確信息。圖5還公開了參考點(diǎn)78,用于相對于該參考點(diǎn)78確定測量位置。在根據(jù)本發(fā)明的方法的改變步驟中,可以應(yīng)用改變襯底支架材料的上表面、下表面或上下表面的若干方式。例如,這些包括已知的機(jī)器加工或銑削技術(shù),如鉆孔、形成凹處、凹槽、凹口及其組合等等。
權(quán)利要求
1.一種加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中半導(dǎo)體襯底將放置在所述襯底支架的第一側(cè)面上,從而使用感應(yīng)加熱在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行各種半導(dǎo)體材料的分層沉積,所述方法包括以下步驟 在所述襯底支架材料上的至少一個(gè)測量位置上確定第一電阻率; 將所述第一電阻率與第二參考電阻率進(jìn)行比較; 對應(yīng)于所述比較而改變襯底支架材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中所述第一電阻率包括在所述襯底支架材料上的至少兩個(gè)測量位置上確定的第一組電阻率值,其中所述第二參考電阻率由所述第一組電阻率值確定;并且其中所述第一組電阻率值與所述第二參考電阻率進(jìn)行比較,并且對應(yīng)于所述比較而改變所述襯底支架材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中被改變 的所述襯底支架材料包括大塊襯底支架材料、所述大塊襯底支架材料的切片以及襯底支架構(gòu)成的組的其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中所述第二參考電阻率是根據(jù)襯底支架材料確定的,所述襯底支架材料包括大塊襯底支架材料、所述大塊襯底支架材料的切片以及襯底支架構(gòu)成的組的其中之一。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中所述第一電阻率和所述第二電阻率的至少一個(gè)是通過測量所述襯底支架材料的物理性質(zhì)而確定的,所述物理性質(zhì)包括導(dǎo)熱率、楊氏模量、抗彎強(qiáng)度、厚度、磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、電阻構(gòu)成的組的至少其中之一。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中所述改變所述襯底支架的步驟包括對所述襯底支架進(jìn)行機(jī)器加工,從而對應(yīng)于電阻率的所述比較而至少部分地改變所述襯底支架的厚度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中在所述改變所述襯底支架的步驟之前,產(chǎn)生所述襯底支架材料的電阻率曲線,其中所述電阻率曲線基于所述襯底支架材料的至少幾個(gè)測量位置的電阻率的所述比較,并且其中對應(yīng)于所述電阻率曲線對所述襯底支架進(jìn)行改變。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中在所述改變所述襯底支架的步驟之前,在所述襯底支架材料上限定了參考點(diǎn),并且其中所述至少一個(gè)測量位置是相對于所述參考點(diǎn)進(jìn)行限定的。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中所述改變所述襯底支架的步驟包括對應(yīng)于電阻率的所述比較而減小所述襯底支架的孔隙率的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中減小所述襯底支架的孔隙率的步驟包括對應(yīng)于電阻率的所述比較而注射可固化樹脂。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中確定所述第一電阻率的步驟包括陸續(xù)或同時(shí)在所述襯底支架材料上在多個(gè)測量位置進(jìn)行測量。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中在所述確定所述第一電阻率的步驟中,測量所述襯底支架材料中產(chǎn)生的渦流,特別是可變頻率渦流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中所述渦流包括可變頻率渦流。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中所述確定、比較和改變的步驟是迭代步驟。
15.—種待加熱型的襯底支架,用于外延生長反應(yīng)器或有機(jī)金屬氣相外延MOCVD,其中所述襯底支架按照根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法進(jìn)行加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及加工襯底支架材料的方法以及由這種方法加工的襯底支架。本發(fā)明涉及一種加工用于襯底支架的襯底支架材料的方法,其中半導(dǎo)體襯底將放置在所述襯底支架的第一側(cè)面上,從而使用感應(yīng)加熱在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行各種半導(dǎo)體材料的分層沉積,所述方法包括以下步驟在所述襯底支架材料上在至少一個(gè)測量位置確定第一電阻率,將所述第一電阻率與第二參考電阻率進(jìn)行比較,對應(yīng)于所述比較而改變所述襯底支架材料。本發(fā)明還涉及通過這種方法加工的襯底支架。
文檔編號C30B25/12GK102653884SQ20121002387
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者J·L·L·范德海登, M·G·范明斯特爾, W·J·M·范維爾岑 申請人:齊卡博制陶業(yè)有限公司