【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体设备，尤其涉及一种气相沉积设备。
技术介绍
1、在半导体晶片上进行气相沉积以生长半导体薄膜是半导体制造工艺中一个非常重要的模块。典型的气相沉积设备主要包括化学气相沉积设备、物理气相沉积设备、等离子体增强气相沉积设备、金属有机物化学气相沉积（mocvd）设备等。在商业上，这些设备用于制造固态（半导体）微电子装置、光学装置和光电装置以及其它电子/光电子材料和装置。
2、通常，在气相沉积过程中，反应腔内设置有承载盘，晶圆放置于该承载盘上。通过进气装置（例如喷淋头）将工艺气体引入反应腔内，并输送到放置在承载盘上的一或多个晶圆的表面进行处理，从而生长出特定晶体结构的薄膜。同时为了实现均匀沉积，承载盘在旋转轴的带动下高速旋转。由于承载盘拖拽气体旋转，在反应区侧壁附近 (也即承载盘边缘附近气体来流方向)容易产生气流涡旋，尤其是在承载盘高转速（转速≥200rpm）的情况下尤为明显。
3、当存在一定的气流涡旋的情况下，反应腔的内侧壁会有比较严重的反应副产物沉积（coating），并且就算在没有气体涡旋的情况下，由于反应物的扩散，反应腔的内侧壁也有可能有少量的反应副产物沉积。这些反应副产物会带来以下几个问题：
4、1、反应副产物的存在会成为材料生长过程中颗粒缺陷的来源，从而降低生长材料的良率。
5、2、反应副产物一般是多晶或无定形态的固体，随着生长的进行，反应区侧壁的反射率会逐步变化，影响反应区的温场稳定性。
6、3、反应副产物的生成和积累也迫使提高反应腔的清理维护频次
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种气相沉积设备，可以提高设备生长材料的产出效率和质量，延长反应腔的维护周期。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种气相沉积设备，包括：
3、反应腔；
4、气体注入机构，位于所述反应腔的顶部；
5、承载盘，位于所述反应腔中，与所述气体注入机构相对设置，在所述承载盘上方形成一反应区；
6、旋转轴，与所述承载盘连接，带动所述承载盘在气相沉积期间旋转；
7、遮挡件，位于所述反应腔中，环绕所述反应腔的内侧壁设置，所述遮挡件包括一靠近反应区一侧的隔离壁，所述隔离壁与所述气体注入机构适配地围设成一个空间区域，所述空间区域覆盖所述反应区，所述空间区域的径向尺寸由上至下逐渐增大，所述遮挡件的最下端的外径与所述反应腔的内径相适配；
8、吹扫通道，分布设于所述隔离壁上，所述吹扫通道贯穿所述隔离壁并与所述空间区域导通，以向所述空间区域导入吹扫气体。
9、本专利技术提供的气相沉积设备的有益效果在于：通过在反应腔内侧增加一遮挡件，该遮挡件与气体注入机构适配地围设成一个径向尺寸逐渐增大且覆盖反应区的空间区域，并在遮挡件上设置吹扫通道，起到吹扫作用，相比未设置所述遮挡件的气相沉积设备而言，该遮挡件可以替代反应腔内侧壁暴露在反应区中，对反应腔内侧壁起到保护作用，而且其吹扫功能可以有效抑制或改善反应副产物在遮挡件上的沉积，提高设备生长材料的产出效率和质量，延长遮挡件的使用周期，从而延长反应腔的维护周期。
10、在一些实施例中，所述吹扫通道包括垂直吹扫气流通道，所述垂直吹扫气流通道的中心线与所述旋转轴的轴线平行，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量。
11、在一些实施例中，所述吹扫通道还包括旋转吹扫气流通道，所述旋转吹扫气流通道沿周向以角度β倾斜贯穿所述隔离壁，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度包括轴向分量和切向分量，从而形成旋转吹扫气流，所述旋转吹扫气流通道在所述隔离壁上沿周向的排布使得所述旋转吹扫气流的旋转方向与所述旋转轴的旋转方向相同。
12、在一些实施例中，位于所述隔离壁最下层的所述旋转吹扫气流通道的角β大于等于位于所述隔离壁最上层的所述旋转吹扫气流通道的角β，或者沿所述隔离壁由上至下，所述旋转吹扫气流通道的角β逐渐增大。
13、在一些实施例中，所述旋转吹扫气流通道位于所述遮挡件上靠近所述承载盘的周向区域中。
14、在一些实施例中，所述隔离壁包括靠近所述反应腔的内侧壁的第一侧面和远离所述反应腔的内侧壁的第二侧面，所述吹扫通道从所述第一侧面贯穿至所述第二侧面并不超出所述第二侧面，且所述吹扫通道在所述第二侧面上形成的出气口的内径大于等于所述吹扫通道在所述第一侧面上形成的入气口的内径。
15、在一些实施例中，所述遮挡件包围所述承载盘，且所述吹扫通道在所述隔离壁上的分布范围满足：位于所述隔离壁最下端的所述吹扫通道形成的吹扫气体出气面不高于所述承载盘的承载面。
16、在一些实施例中，所述吹扫通道在所述隔离壁上的分布范围还覆盖从所述气体注入机构至所述承载盘的承载面包含的区域的至少部分。
17、在一些实施例中，所述遮挡件包括环形腔，所述环形腔包括靠近所述反应腔内侧壁的外壁及靠近所述反应区的内壁，所述环形腔的内壁形成为所述隔离壁，所述环形腔的外壁与所述反应腔的内侧壁适配，所述环形腔上设有吹扫气体进气口，所述环形腔与所述吹扫通道导通。
18、在一些实施例中，所述遮挡件上设有至少一个阻隔件，所述阻隔件位于所述环形腔内，所述阻隔件将所述环形腔分隔成若干子环形腔，至少两个所述子环形腔输送的所述吹扫气体被独立调控。
19、在一些实施例中，所述阻隔件为与所述环形腔的外壁同轴的筒体，所述阻隔件的上端抵接所述环形腔的内顶壁，所述阻隔件的下端抵接所述隔离壁；或者，所述阻隔件为与所述环形腔的顶部平行的环形板，所述阻隔件的外边缘抵接所述环形腔的外壁，所述阻隔件的内边缘抵接所述隔离壁。
20、在一些实施例中，各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的流量相等，或由内至外各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的流量逐渐增大。
21、在一些实施例中，各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的平均分子量相等，或由内至外各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的平均分子量逐渐增大。
22、在一些实施例中，所述气体注入机构包含第一气体注入机构和第二气体注入机构，所述第一气体注入机构位于所述反应腔顶部的中间区域，用于向所述反应腔内注入反应气体；所述第二气体注入机构位于所述反应腔顶部的外围区域并环绕所述第一气体注入机构设置，所述环形腔位于所述第二气体注入机构下方，所述吹扫气体进气口位于所述环形腔的顶端，所述第二气体注入机构的出气口与所述吹扫气体进气口抵接连通，用于向所述环形腔输送吹扫气体，所述吹扫气体进入所述环形腔后经所述吹扫通道导入所述空间区域内。
23、在一些实施例中，所述反应腔的侧壁设有开口，所述开口用于放入或取出所述承载盘，升降机构位于所述反应腔的顶壁或底壁，所述升降机构和所述遮挡件连接，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向上下运动，以使得所述遮挡件遮挡所述开口或露出所述开口。
24、在一些实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气相沉积设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的气相沉积设备，其特征在于，所述吹扫通道包括垂直吹扫气流通道，所述垂直吹扫气流通道的中心线与所述旋转轴的轴线平行，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量。
3.根据权利要求2所述的气相沉积设备，其特征在于，所述吹扫通道还包括旋转吹扫气流通道，所述旋转吹扫气流通道沿周向以角度β倾斜贯穿所述隔离壁，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度包括轴向分量和切向分量，从而形成旋转吹扫气流，所述旋转吹扫气流通道在所述隔离壁上沿周向的排布使得所述旋转吹扫气流的旋转方向与所述旋转轴的旋转方向相同。
4.根据权利要求3所述的气相沉积设备，其特征在于，位于所述隔离壁最下层的所述旋转吹扫气流通道的角β大于等于位于所述隔离壁最上层的所述旋转吹扫气流通道的角β，或者沿所述隔离壁由上至下，所述旋转吹扫气流通道的角β逐渐增大。
5.根据权利要求3所述的气相沉积设备，其特征在于，所述旋转吹扫气流通道位于所述遮挡件上靠近所述承载盘的周向区域中。
6.根据权利要求1所述的气相沉积设
7.根据权利要求1所述的气相沉积设备，其特征在于，所述遮挡件包围所述承载盘，且所述吹扫通道在所述隔离壁上的分布范围满足：位于所述隔离壁最下端的所述吹扫通道形成的吹扫气体出气面不高于所述承载盘的承载面。
8.根据权利要求7所述的气相沉积设备，其特征在于，所述吹扫通道在所述隔离壁上的分布范围还覆盖从所述气体注入机构至所述承载盘的承载面包含的区域的至少部分。
9.根据权利要求1至8任一项所述的气相沉积设备，其特征在于，所述遮挡件包括环形腔，所述环形腔包括靠近所述反应腔内侧壁的外壁及靠近所述反应区的内壁，所述环形腔的内壁形成为所述隔离壁，所述环形腔的外壁与所述反应腔的内侧壁适配，所述环形腔上设有吹扫气体进气口，所述环形腔与所述吹扫通道导通。
10.根据权利要求9所述的气相沉积设备，其特征在于，所述遮挡件上设有至少一个阻隔件，所述阻隔件位于所述环形腔内，所述阻隔件将所述环形腔分隔成若干子环形腔，至少两个所述子环形腔输送的所述吹扫气体被独立调控。
11.根据权利要求10所述的气相沉积设备，其特征在于，所述阻隔件为与所述环形腔的外壁同轴的筒体，所述阻隔件的上端抵接所述环形腔的内顶壁，所述阻隔件的下端抵接所述隔离壁；或者，所述阻隔件为与所述环形腔的顶部平行的环形板，所述阻隔件的外边缘抵接所述环形腔的外壁，所述阻隔件的内边缘抵接所述隔离壁。
12.根据权利要求10所述的气相沉积设备，其特征在于，各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的流量相等，或由内至外各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的流量逐渐增大。
13.根据权利要求12所述的气相沉积设备，其特征在于，各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的平均分子量相等，或由内至外各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的平均分子量逐渐增大。
14.根据权利要求9所述的气相沉积设备，其特征在于，所述气体注入机构包含第一气体注入机构和第二气体注入机构，所述第一气体注入机构位于所述反应腔顶部的中间区域，用于向所述反应腔内注入反应气体；所述第二气体注入机构位于所述反应腔顶部的外围区域并环绕所述第一气体注入机构设置，所述环形腔位于所述第二气体注入机构下方，所述吹扫气体进气口位于所述环形腔的顶端，所述第二气体注入机构的出气口与所述吹扫气体进气口抵接连通，用于向所述环形腔输送吹扫气体，所述吹扫气体进入所述环形腔后经所述吹扫通道导入所述空间区域内。
15.根据权利要求14所述的气相沉积设备，其特征在于，所述反应腔的侧壁设有开口，所述开口用于放入或取出所述承载盘，升降机构位于所述反应腔的顶壁或底壁，所述升降机构和所述遮挡件连接，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向上下运动，以使得所述遮挡件遮挡所述开口或露出所述开口。
16.根据权利要求15所述的气相沉积设备，其特征在于，当需要放入或取出所述承载盘时，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向向下运动，使所述开口露出；
17.根据权利要求14所述的气相沉积设备，其特征在于，所述环形腔的顶端与所述第二气体注入机构匹配。
18.根据权利要求17所述的气相沉积设备，其特征在于，所述第一...
【技术特征摘要】
1.一种气相沉积设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的气相沉积设备，其特征在于，所述吹扫通道包括垂直吹扫气流通道，所述垂直吹扫气流通道的中心线与所述旋转轴的轴线平行，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量。
3.根据权利要求2所述的气相沉积设备，其特征在于，所述吹扫通道还包括旋转吹扫气流通道，所述旋转吹扫气流通道沿周向以角度β倾斜贯穿所述隔离壁，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度包括轴向分量和切向分量，从而形成旋转吹扫气流，所述旋转吹扫气流通道在所述隔离壁上沿周向的排布使得所述旋转吹扫气流的旋转方向与所述旋转轴的旋转方向相同。
4.根据权利要求3所述的气相沉积设备，其特征在于，位于所述隔离壁最下层的所述旋转吹扫气流通道的角β大于等于位于所述隔离壁最上层的所述旋转吹扫气流通道的角β，或者沿所述隔离壁由上至下，所述旋转吹扫气流通道的角β逐渐增大。
5.根据权利要求3所述的气相沉积设备，其特征在于，所述旋转吹扫气流通道位于所述遮挡件上靠近所述承载盘的周向区域中。
6.根据权利要求1所述的气相沉积设备，其特征在于，所述隔离壁包括靠近所述反应腔的内侧壁的第一侧面和远离所述反应腔的内侧壁的第二侧面，所述吹扫通道从所述第一侧面贯穿至所述第二侧面并不超出所述第二侧面，且所述吹扫通道在所述第二侧面上形成的出气口的内径大于等于所述吹扫通道在所述第一侧面上形成的入气口的内径。
7.根据权利要求1所述的气相沉积设备，其特征在于，所述遮挡件包围所述承载盘，且所述吹扫通道在所述隔离壁上的分布范围满足：位于所述隔离壁最下端的所述吹扫通道形成的吹扫气体出气面不高于所述承载盘的承载面。
8.根据权利要求7所述的气相沉积设备，其特征在于，所述吹扫通道在所述隔离壁上的分布范围还覆盖从所述气体注入机构至所述承载盘的承载面包含的区域的至少部分。
9.根据权利要求1至8任一项所述的气相沉积设备，其特征在于，所述遮挡件包括环形腔，所述环形腔包括靠近所述反应腔内侧壁的外壁及靠近所述反应区的内壁，所述环形腔的内壁形成为所述隔离壁，所述环形腔的外壁与所述反应腔的内侧壁适配，所述环形腔上设有吹扫气体进气口，所述环形腔与所述吹扫通道导通。
10.根据权利要求9所述的气相沉积设备，其特征在于，所述遮挡件上设有至少一个阻隔件，所述阻隔件位于所述环形腔内，所述阻隔件将所述环形腔分隔成若干子环形腔，至少两个所述子环形腔输送的所述吹扫气体被独立调控。
11.根据权利要求10所述的气相沉积设备，其特征在于，所述阻隔件为与所述环形腔的外壁同轴的筒体，所述阻隔件的上端抵接所述环形腔的内顶壁，所述阻隔件的下端抵接所述隔离壁；或者，所述阻隔件为与所述环形腔的顶部平行的环形板，所述阻隔件的外边缘抵接所述环形腔的外壁，所述阻隔件的内边缘抵接所述隔离壁。
12.根据权利要求10所述的气...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢志刚，刘雷，张志明，
申请(专利权)人：楚赟精工科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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