化学气相沉积设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种化学气相沉积设备。该设备包括反应腔，反应腔内包括多个用于承载衬底的基座，多个基座为圆盘形，工艺气体通过管路进入反应腔，多个基座中的每个基座彼此之间并列排布，各个基座的圆心在同一直线上；各个基座承载衬底的上表面彼此相互平行或在同一平面上；各个基座的转动轴线在同一平面上，各个基座相对于彼此独立地旋转；以及工艺气体沿各个基座的上表面，垂直于各个基座的各个圆心的连线方向流动。

【技术实现步骤摘要】
化学气相沉积设备
本技术涉及化学气相沉积领域，具体涉及一种化学气相沉积设备。
技术介绍
化学气相沉积技术(ChemicalVaporDeposition，简称CVD)是在半导体，平板显示领域等广受应用的薄膜生长技术。气相沉积技术生长速率相对低。同时由于反应温度高通常使用了大量非金属的石墨，石英，陶瓷等材料制作金属反应腔的部件。受限于此类材料的加工技术，此类反应腔内部件的成本非常高，导致成膜的成本较高。现有技术中，解决高温CVD生产成本的一种方式是使用多片式平板结构。在大圆盘基座上，中心对称地放置大量衬底。为了提高成膜的均一性，常见做法是圆盘基座绕中心旋转，使得同一半径上的成膜更加一致。其优点是成膜的成本比放置一片衬底的单片式设计低，但是是成膜的均一性也比放置一片衬底的单片式设计较低。其中，成膜的均一性指衬底上不同物理位置的成膜厚度，电阻等指定参数的一致性。通常在衬底上取若干个点进行测量，计算其偏差。其他现有技术对上述多片式结构做出改进，其方法是在大圆盘基座上的每一块衬底下面放置可以独立旋转的行星转盘。使用气浮技术使得大圆盘公转的时候，每个行星转盘可以悬浮于大圆盘基座上进行独立行星式自转。该技术也被称为行星式设计。此方法可以提高成膜的均一性，但是也存在较为显著的缺点，如圆盘基座的气浮管路为石墨材料开孔，制作成本较大，自转速度难以独立控制使得成膜的重复性降低。此外，当衬底尺寸加大后，衬底及小圆盘基座自重提高，圆盘气悬自转实现的难度加大，从而使得大尺寸衬底很难使用该方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种新型的高投片(衬底)量，高产能以及高成膜均一性化学气相沉积反应设备。根据本技术的一方面，公开了一种化学气相沉积设备，包括反应腔，反应腔内包括多个用于承载衬底的基座，多个基座为圆盘形，工艺气体通过管路进入反应腔，多个基座中的每个基座彼此之间并列排布，各个基座的圆心在同一直线上；各个基座的承载衬底的上表面彼此相互平行或在同一平面上；各个基座的转动轴线在同一平面上，各个基座相对于彼此独立地旋转；以及工艺气体沿各个基座的上表面，以垂直于各个基座的各个圆心的连线为方向流动。进一步地，反应腔和基座之间还包括内盒，内盒的形状包括长方体；以及反应气体沿基座的上表面，并且以与上表面与内盒的截面截得的长方形短边相对平行的方向流动。进一步地，相邻的基座以彼此相反的方向旋转。进一步地，化学气相沉积设备还包括质量流量计，对多个基座使用共同的质量流量计，质量流量计分配工艺气体到各个基座；以及在工艺气体从质量流量计流向基座的管路上设置调节阀。进一步地，化学气相沉积设备还包括传输腔和机械传输臂，传输腔为多边形，传输腔的至少一边设置有衬底的中转站，其余各边设置有反应腔；以及机械传输臂位于传输腔内，向反应腔的多个基座传输衬底。进一步地，机械传输臂被配置为沿平行于反应腔中各个基座的各个圆心的连线方向运动。进一步地，在各个基座之间填充基座延伸部分，基座延伸部分的材质与基座相同，基座延伸部分的上表面与基座的上表面在同一平面。进一步地，基座延伸部分的上表面包括遮挡、突起、凹陷、导流鳍、定位点中的一种或多种。进一步地，基座延伸部分的上表面与基座的上表面具有高程差，高程差可以通过机械结构实现手动或者自动调节进一步地，内盒由非金属耐高温耐腐蚀材料制成。进一步地，在反应腔和内盒之间设置发热体，发热体包括红外灯源、电阻式加热器，电阻式加热器包括金属或石墨电阻式加热器。进一步地，金属电阻式加热器或石墨电阻式加热器的驱动方式还包括通过感应线圈射频激励金属或石墨，使金属电阻式加热器或石墨电阻式加热器发热。进一步地，电阻式加热器为螺旋线形。进一步地，电阻式加热器还包括以下中的至少一个：以基座的圆心为中心的环形加热器；以基座的圆心为中心的弧形加热器；点状加热器，点状加热器分布于以基座的圆心为中心的多个环上，或者以基座的圆心为中心呈蜂巢式分布；线加热器，线加热器垂直或者平行于基座的圆心连线分布，或者，线加热器沿基座的径向分布。进一步地，在发热体和反应腔之间设置隔热材料。本技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：本技术实施例的化学气相沉积设备以低成本布置两个直至更多的圆盘基座，并且这些圆盘基座之间可以通过管线共享气体流量控制器或者较少的加热器。使得可以对较多圆盘基座进行成膜的同时大大降低反应腔，以及为反应腔配套的其他设备的成本；从而降低整套设备的制造成本。同时反应气体，加热的能源等也得以减少消耗，使得成膜的消耗品用量也得以减少。并且在实现以上低成本方案的同时，达成同单片式圆盘基座同样的成膜均一性。附图说明图1示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的俯视图。图2示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的质量流量计的连接示意图。图3示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的一种发热体形状及布置的垂直截面示意图。图4示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的一种发热体形状及布置的俯视示意图。图5示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的另一种发热体形状及布置的俯视示意图。图6示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的另一种发热体形状及布置的垂直截面示意图。图7示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的另一种发热体形状及布置的俯视示意图。图8示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的弧形发热体的配置示意图。图9示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的完整的圆盘螺旋线加热器示意图。图10示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的完整的圆盘螺旋线加热器的分区示意图。图11示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备在热源和反应腔之间设置隔热容器示意图。图12示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备在热源和反应腔之间设置隔热层示意图。图13示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的流水线配置的示意图。图14示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备的另一种流水线配置的示意图。图15示出了根据本技术实施例的化学气相沉积设备简化三维示意图。图16示出了根据本技术实施例的化学气相沉积系统的示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术实施例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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术中，反应腔包括金属的真空，低压，常压或者高压容器，也包括前述容器及容器内用于产生适合进行热化学气象沉积的喷嘴，石墨基座，石英或者陶瓷部件，加热器件等备件。更广义的话，反应腔也可以包括用于提供反应气体的管路，阀门，质量流量计，电路等，本技术在此不作限制。在本技术中，基座通常由耐高温材料如，金属，陶瓷，石英，高纯石墨，或者碳化物涂层石墨等制作。基座可以包括承载硅片或者其他材料衬底的可以旋转的圆盘，也可以包括承载硅片或者其他衬底的可以旋转的圆盘及圆盘外其他不可旋转的部分。图1示出了根据实施例的化学气相沉积设备的俯视图，图中，101为待加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学气相沉积设备，包括反应腔，所述反应腔内包括多个用于承载衬底的基座，所述多个基座为圆盘形，工艺气体通过管路进入所述反应腔，其特征在于，所述多个基座中的每个所述基座彼此之间并列排布，各个所述基座的圆心在同一直线上；各个所述基座的承载所述衬底的上表面彼此相互平行或在同一平面上；各个所述基座的转动轴线在同一平面上，各个所述基座相对于彼此独立地旋转；以及所述工艺气体沿各个所述基座的所述上表面，以垂直于各个所述基座的各个所述圆心的连线为方向流动。

【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积设备，包括反应腔，所述反应腔内包括多个用于承载衬底的基座，所述多个基座为圆盘形，工艺气体通过管路进入所述反应腔，其特征在于，所述多个基座中的每个所述基座彼此之间并列排布，各个所述基座的圆心在同一直线上；各个所述基座的承载所述衬底的上表面彼此相互平行或在同一平面上；各个所述基座的转动轴线在同一平面上，各个所述基座相对于彼此独立地旋转；以及所述工艺气体沿各个所述基座的所述上表面，以垂直于各个所述基座的各个所述圆心的连线为方向流动。2.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述反应腔和所述基座之间还包括内盒，所述内盒的形状包括长方体；以及所述工艺气体沿所述基座的所述上表面，并且以与所述上表面与所述内盒的截面截得的长方形短边相对平行的方向流动。3.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，相邻的所述基座以彼此相反的方向旋转。4.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述化学气相沉积设备还包括质量流量计，对所述多个基座使用共同的所述质量流量计，所述质量流量计分配所述工艺气体到各个所述基座；以及在所述工艺气体从所述质量流量计流向所述基座的所述管路上设置调节阀。5.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述化学气相沉积设备还包括传输腔和机械传输臂，所述传输腔为多边形，所述传输腔的至少一边设置有所述衬底的中转站，其余各边设置有所述反应腔；以及所述机械传输臂位于所述传输腔内，向所述反应腔的所述多个基座传输所述衬底。6.根据权利要求5所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述机械传输臂还被配置为沿平行于所述反应腔中各个所述基座的各个所述圆心的连线方向运动。7.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，在各个所述基座之间填充...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁欣，
申请(专利权)人：上海引万光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31