本发明专利技术提供了外延生长装置，其特征在于包括反应腔室和真空锁，反应腔室具有若干个加热器排列成圆圈，反应腔室具有进气和排气通路，反应腔室还设有分隔装置能够喷出气体来屏蔽每个加热器，反应腔室还设有晶圆装卸器装卸加热器上的晶圆；真空锁中具有晶圆匣用于运送晶圆。本发明专利技术提高了外延工艺的产能通量。本发明专利技术提高了外延工艺的产能通量。本发明专利技术提高了外延工艺的产能通量。
【技术实现步骤摘要】
外延生长装置
[0001]本专利技术涉及半导体工艺及设备领域，尤其是外延生长装置。
技术介绍
[0002]就概念而言，硅和碳化硅的反应腔是相同的，其区别在于生长温度和作为碳来源的添加气体。
[0003]从硅的外延工艺历史来看，其设备主要有三类：早期的利用射频加热的反应装置，利用红外线灯加热的反应装置，以及近年来出现的利用电阻加热的枚叶式高速旋转反应装置。无论哪种反应装置，其基本结构都包括：具有气体进出口的石英腔体、晶圆托盘，以及加热装置。
[0004]一个具体的现有硅外延反应装置如日本专利公开号昭63
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222427所揭示的那样，采用单晶片处理的思路，设有碳化硅包覆的石墨加热器，碳化硅包覆的石墨气体扩散器，以及垂直的气体扩散通路。参照图1，图1为昭63
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222427的原理图。图中钟形罩6形成一个反应腔体，支撑托盘1放置被加热物体7，即晶圆，同时支撑托盘1具有导电部2用于对晶圆进行加热，该导电部2依次连接电极3、控制电路4、以及加热电源5，形成加热电路。由于采用了单片处理的概念，图1中的反应装置只能进行非常慢的自动掺杂。
[0005]与之类似，目前市场上的碳化硅外延反应装置种类不多，性能参数不够理想。问题主要体现在产能通量低，目前市面上的碳化硅外延反应装置的处理效率一般在1500
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2500晶圆片每月生长10微米厚度。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于基于上述问题而提供一种用于高产能通量外延生长装置。
[0007]为了实现这一目的本专利技术提供了外延生长装置，包括反应腔室和真空锁，反应腔室具有若干个加热器排列成圆圈，反应腔室具有进气和排气通路，反应腔室还设有分隔装置能够喷出气体来屏蔽每个加热器，反应腔室还设有晶圆装卸器装卸加热器上的晶圆；真空锁中具有晶圆匣用于运送晶圆。
[0008]加热器是碳化硅包覆的石墨电阻加热器，加热器的形状是圆柱状并且顶部是平的。加热器顶部具有一凹陷部，该凹陷部用于放置晶圆，该凹陷部的形状是纵深向轮廓为近似弧线。加热器在凹陷部设有若干个孔，顶针可以通过这些孔上下移动，以托起或降下晶圆。加热器底部的截面积最大，并且由下至上逐渐变小。
[0009]分隔装置喷出的气体是氢气或者氩气或者氦气中的一种或其组合。排气通路位于加热器之间。反应腔室的壳体是一个水冷壁腔室，其腔体内壁是包覆石墨层的碳化硅。进气通路是一个倒扣的漏斗状的气体扩散器，将源气体引入正对下方的晶圆。
[0010]晶圆装卸器可辐射状地伸缩，对应匹配加热器的数量；收缩时，晶圆装卸器位于加热器之间；在装卸晶圆的过程中，晶圆装卸器旋转伸入相应的加热器位置卸下原有晶圆再旋转一个加热器的位置将取出的晶圆放到下一个加热器的位置上装上。晶圆装卸器在其底
部设有晶圆夹持卡盘或者晶圆叉或者伯努利吸盘。晶圆装卸器的侧面由多孔材料制成，或者设有若干个孔能够喷出气体来屏蔽不同气体以免产生副产品沉积。
[0011]反应腔室有四个加热器围成一个圆圈，真空锁里有一个晶圆匣。或者反应腔室有六个加热器围成一个圆圈，真空锁里有两个晶圆匣。又或者反应腔室有两个每个反应腔室有六个加热器围成一个圆圈，真空锁里有三个晶圆匣。再或者反应腔室有两个每个反应腔室有六个加热器围成一个圆圈，真空锁里有三个晶圆匣。
[0012]进一步地，反应腔室与真空锁之间还设有预处理腔室。
[0013]较佳地，反应腔室有三个每个反应腔室有两个加热器；三个反应腔室围成三面，另一面是真空锁有三个晶圆匣；机械臂被围在中间，机械臂有两个机械手，可以一次从一个反应腔室装卸两片晶圆。
[0014]本专利技术的有益效果是，解决了现有的目前市场上的碳化硅外延反应装置性能参数不够理想。产能通量高，本专利技术采用双列多个外延层线性反应腔，其生长率是1.5微米每分钟，产能可达到3600片晶圆每月。由于本专利技术采用多层外延生长，适宜在多个层面上进行掺杂、沉积等工艺步骤，可以较佳地控制其工艺质量。
[0015]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为现有技术的原理图；
[0018]图2为本专利技术外延生长装置的结构示意图；
[0019]图3为本专利技术的外延生长装置的剖面图；
[0020]图4为本专利技术的一个实施例的结构示意图；
[0021]图5为本专利技术另一实施例的示意图；
[0022]图6为本专利技术又一实施例的示意图；
[0023]图7为本专利技术再一实施例的示意图；
[0024]图8为本专利技术引入机械臂的实施例的示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以
实施。
[0027]首先请参照图2，图2为本专利技术外延生长装置的结构示意图。如图2所示，外延生长装置由反应腔室201和真空锁202两部分组成，一个反应腔室201具有若干个加热器203排列成圆圈，其中反应腔室201有多个加热器203在常压或者减压条件下工作。加热器203上方或之间设有分隔装置204能够喷出气体，例如氢气或者氩气或者氦气，来屏蔽隔离每个加热器203；反应腔室201还设有位于加热器203之间的排气管205。真空锁202中设有晶圆匣206用于运送待处理或处理后的晶圆。
[0028]为了进一步理解本专利技术的结构，请再参阅图3，图3为本专利技术的外延生长装置的剖面图。反应腔室201的壳体是一个水冷壁腔室，其腔体内壁209是包覆石墨层的碳化硅。反应腔室201还设有晶圆装卸器207，晶圆装卸器207可辐射状地伸缩，对应匹配加热器203的数量，晶圆装卸器207位于加热器203之间。在加热过程中，晶圆装卸器207缩回。在装卸晶圆301的过程中，晶圆装卸器207伸出进入相应的加热器位置卸下原有晶圆301再旋转一个加热器的位置将取出的晶圆放到下一个加热器的位置上装上。分隔装置204和晶圆装卸器207可绕反应腔室201圆心旋转。
[0029]在具有水冷装置的不锈钢腔体外本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.外延生长装置，其特征在于包括反应腔室和真空锁，反应腔室具有若干个加热器排列成圆圈，反应腔室具有进气和排气通路，反应腔室还设有分隔装置能够喷出气体来屏蔽每个加热器，反应腔室还设有晶圆装卸器装卸加热器上的晶圆；真空锁中具有晶圆匣用于运送晶圆。2.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的加热器是碳化硅包覆的石墨电阻加热器，加热器的形状是圆柱状并且顶部是平的。3.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的加热器顶部具有一凹陷部，该凹陷部用于放置晶圆，该凹陷部的形状是纵深向轮廓为近似弧线。4.如权利要求3所述的外延生长装置，其特征在于所述的加热器在凹陷部设有若干个孔，顶针可以通过这些孔上下移动，以托起或降下晶圆。5.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的加热器底部的截面积最大，并且由下至上逐渐变小。6.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的分隔装置喷出的气体是氢气或者氩气或者氦气中的一种或其组合。7.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的排气通路位于加热器之间。8.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的反应腔室的壳体是一个水冷壁腔室，其腔体内壁是包覆石墨层的碳化硅。9.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的进气通路是一个倒扣的漏斗状的气体扩散器，将源气体引入正对下方的晶圆。10.如权利要求1所述的外延生长装置，其特征在于所述的晶圆装卸器可辐射状地伸缩，对应匹配加热器的数量；收缩...
【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，
申请(专利权)人：顾赢速科技合肥有限公司，
类型：发明
国别省市：
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