化学气相沉积设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种化学气相沉积设备。所述化学气相沉积设备包括腔体、冷却装置、设置在所述腔体内的顶板和衬底支撑座，所述顶板与所述衬底支撑座相对设置，所述顶板具有与所述衬底支撑座相对的第一表面，所述衬底支撑座具有面向所述顶板的衬底支撑面，待处理衬底设置与所述衬底支撑面，所述冷却装置用于冷却所述顶板，其特征在于：所述冷却装置包括至少两个冷却单元，每个冷却单元对应所述顶板的不同区域，所述至少两个冷却单元相互独立地对所述顶板进行冷却以控制所述第一表面的温度分布。本实用新型专利技术的CVD设备可以使得衬底支撑座的衬底支撑面上的温度快速达到均匀分布或达到其要求的分布。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种化学气相沉积(CVD)设备，特别是一种有机金属化学气相沉积(MOCVD)设备。
技术介绍
现阶段化学气相沉积(CVD)设备，如等离子增强化学气相沉积(PECVD)设备、低压化学气相沉积(LPCVD)设备、金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)设备已经广泛应用于半导体器件制造领域。以下以金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)设备为例对现有技术的化学气相沉积设备进行简单说明。请参阅图1，图I为现有技术一种MOCVD设备的结构示意图。所述MOCVD设备I包括腔体11设置在所述腔体11内的喷淋头12、衬底支撑座13和加热器14。所述喷淋头12设置在所述腔体11的顶部。所述衬底支撑座13设置在所述腔体11的底部，并且与所述喷淋头12相对设置。所述加热器14设置在所述衬底支撑座13背离所述喷淋头12的一侧。加热器14用于加热所述衬底支撑座。所述喷淋头12包括临近所述衬底支撑座13 —侧的气体分配板121和位于所述气体分配板121背离所述衬底支撑座13 —侧的冷却腔122。所述冷却腔122对所述气体分配板121进行冷却以防止所述气体分配板121的温度过高。所述气体分配板121与所述衬底支撑座13之间构成反应区域。在进行化学气相沉积的过程中，衬底被放置在所述衬底支撑座13面向所述喷淋头12的表面。为使得所述衬底支撑座13面向所述喷淋头12的表面温度均匀或达到所述表面要求的其他温度分布，所述加热器14通常被分为多个加热区；所述多个加热区相互独立地对所述衬底支撑座13进行加热；然而即使是将所述加热器14分为多个独立地对所述衬底支撑座13进行加热的加热区，所述衬底支撑座13表面的温度仍然很难达到温度均匀或达到所述表面要求的其他温度分布。请参阅图2，图2为现有技术另一种MOCVD设备的结构示意图。所述MOCVD设备2包括腔体21位于所述腔体21内的顶板22、衬底支撑座23、加热器24、冷却装置25和进气装置26。所述顶板22与所述衬底支撑座23相对设置并限定位于其两者之间的反应区域，所述加热器24设置在所述衬底支撑座23背离所述顶板22的一侧以加热所述衬底支撑座23。所述冷却装置25设置在所述顶板22背离所述衬底支撑座23的一侧以对所述顶板22进行冷却，防止所述衬顶板22的温度过高。进气装置26用于引入反应气体，并在所述衬底支撑座23面向所述顶板22的表面形成基本平行所述衬底支撑23表面的反应气体流。与上述第一种MOCVD设备I相似，所述MOCVD设备2为使得所述衬底支撑座23面向所述顶板22的表面温度均匀或达到所述表面要求的其他温度分布，所述加热器24通常被分为多个加热区；所述多个加热区相互独立地对所述衬底支撑座23进行加热；然而，与上述第一种MOCVD设备I相似，所述衬底支撑座23表面的温度仍然很难达到温度均匀或达到所述表面要求的其他温度分布。现有技术中，其他的CVD设备，如LPCVD设备、PECVD设备均具有与上述MOCVD设备I或MOCVD设备2基本相似的结构，因此也存在基本相同的问题。因此，有必要研发一种使得所述衬底支撑座13/23表面温度更容易达到均匀或达到其要求的分布的化学气相沉积设备。
技术实现思路
现有技术化学气相沉积设备 存在衬底支撑座表面温度很难达到均匀或所述表面要求的其他温度分布的问题，本技术提供一种能解决上述问题的化学气相沉积设备。一种化学气相沉积设备，其包括腔体、冷却装置、设置在所述腔体内的顶板和衬底支撑座，所述顶板与所述衬底支撑座相对设置，所述顶板具有与所述衬底支撑座相对的第一表面，所述衬底支撑座具有面向所述顶板的衬底支撑面，待处理衬底设置与所述衬底支撑面，所述冷却装置用于冷却所述顶板，所述冷却装置包括至少两个冷却单元，每个冷却单元对应所述顶板的不同区域，所述至少两个冷却单元相互独立地对所述顶板进行冷却以控制所述第一表面的温度分布。与现有技术相比较，本技术的化学气相沉积设备中，所述冷却装置包括多个冷却单元，所述多个冷却单元相互独立地对所述顶板的不同区域进行冷却，从而可以控制所述顶板第一表面的温度分布；由于所述顶板第一表面的温度会影响所述衬底支撑座的衬底支撑面上的温度，因此，通过控制调节所述顶板第一表面的温度分布，可以使得衬底支撑座的衬底支撑面上的温度快速达到均匀分布或达到其要求的分布。附图说明图I为现有技术一种MOCVD设备的结构示意图。图2为现有技术另一种MOCVD设备的结构不意图。图3是本技术化学气相沉积设备第一实施方式的剖面结构示意图。图4是本技术化学气相沉积设备第二实施方式的剖面结构示意图。图5是本技术化学气相沉积设备第三实施方式的剖面结构示意图。图6是本技术化学气相沉积设备第四实施方式的剖面结构示意图。图7是本技术化学气相沉积设备第五实施方式的剖面结构示意图。图8是本技术化学气相沉积设备第六实施方式的剖面结构示意图。具体实施方式现有技术的化学气相沉积(CVD)设备中，虽然使得用于加热所述衬底支撑座的加热器分为多个加热区；多个加热区相互独立地对所述衬底支撑座进行加热；然而，所述衬底支撑座表面的温度仍然很难达到温度均匀或达到所述表面要求的其他温度分布。专利技术人经过对现有技术化学气相沉积设备的深入研究发现，所述衬底支撑座面向所述气体分配板或顶板的表面温度不仅受到所述加热器的影响，由于所述衬底支撑座与所述气体分配板或所述顶板之间会进行热交换，从而衬底支撑座面向所述气体分配板或顶板的表面的温度还会受到所述气体分配板或所述顶板面向所述衬底支撑座的表面的温度分布的影响；这种影响在近耦合喷淋头式金属有机化合物化学气相沉积(CCS-M0CVD)设备中尤为明显，因为CCS-MOCVD设备中的喷淋头的气体分配板与衬底支撑座之间的距离很小，其二者之间热交换更容易。现有技术的化学气相沉积设备并没有对所述气体分配板或所述顶板面向所述衬底支撑座的表面的温度分布进行控制或调节，从而使得所述衬底支撑座表面的温度很难达到温度均匀或达到所述表面要求的其他温度分布。有鉴于上述的研究，本技术提出一种可以使得衬底支撑座的衬底支撑面上的温度快速达到均匀分布或达到其要求的分布的化学气相沉积设备，所述化学气相沉积设备包括腔体、冷却装置、设置在所述腔体内的顶板和衬底支撑座，所述顶板与所述衬底支撑座相对设置，所述顶板具有与所述衬底支撑座相对的第一表面，所述衬底支撑座具有面向所述顶板的衬底支撑面，待处理衬底设置与所述衬底支撑面，所述冷却装置用于冷却所述顶板，所述冷却装置包括至少两个冷却单元，每个冷却单元对应所述顶板的不同区域，所述至少两个冷却单元相互独立地对所述顶板进行冷却以控制所述第一表面的温度分布。其中所述的顶板可以是喷淋头临近所述衬底支撑座一侧的气体分配板，或是与所述衬底支撑座相对设置的单独的顶板。进一步的，为准确检测所述顶板第一表面的温度，所述化学气相沉积设备进一步 包括至少两个温度探测器，所述至少两个温度探测器分别对应探测所述至少两个冷却单元对应的所述顶板不同区域的第一表面温度，所述化学气相沉积设备根据每一温度探测器探测到的温度值对应控制所述温度探测器对应的冷却单元的冷却。与现有技术化学气相沉积设备相比较，本技术的化学气相沉积设备中，所述冷却装置包括多个冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学气相沉积设备，其包括腔体、冷却装置、设置在所述腔体内的顶板和衬底支撑座，所述顶板与所述衬底支撑座相对设置，所述顶板具有与所述衬底支撑座相对的第一表面，所述衬底支撑座具有面向所述顶板的衬底支撑面，待处理衬底设置与所述衬底支撑面，所述冷却装置用于冷却所述顶板，其特征在于：所述冷却装置包括至少两个冷却单元，每个冷却单元对应所述顶板的不同区域，所述至少两个冷却单元相互独立地对所述顶板进行冷却以控制所述第一表面的温度分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁秉文，
申请(专利权)人：光达光电设备科技嘉兴有限公司，
类型：实用新型
国别省市：