刻蚀烘烤设备制造技术

本发明专利技术提供了一种刻蚀烘烤设备，该刻蚀烘烤设备包括：反应室组件，反应室组件构造成用于容纳石墨盘的反应腔；加热组件，加热组件设置在反应室组件的外周；以及设备平台，反应室组件和加热组件由该设备平台支承。反应室组件特别地包括：反应罩，该反应罩的顶侧设有通气管，该反应罩的底侧敞开；反应罩固定座，该反应罩固定座固定支承反应罩；以及底盖，该底盖设有连通反应腔的尾气通道，并且底盖密封连接到固定座上。采用本发明专利技术的反应室结构，可以满足刻蚀烘烤设备对于反应室的全方位的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种刻蚀烘烤设备，该刻蚀烘烤设备通常为氯气刻蚀烘烤设备，其具有反应室组件，石墨盘或外延衬底片可在反应室组件内进行刻蚀和烘烤。
技术介绍
金属有机化学气相沉积设备(简称MOCVD)以热分解反应方式在衬底上进行化学沉积反应，生长各种II1-V族、I1-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料，石墨盘作为衬底的承载平台，在该反应过程中会有多余的化学反应残留物沉积在石墨盘表面上，假如不加以清除，必然会在新的一炉外延片生长过程中影响对应的温度控制、表面颗粒等，并最终影响到外延片生长的成品率。目前市场提供和业内使用的石墨盘清洁方法通常采用长时间高温烘烤的方式，存在单炉次烘烤的时间比较长，烘烤温度太高影响石墨盘循环使用的寿命等问题，同时无法对工艺生长过程中产生的报废外延衬底片进行刻蚀。目前市场上还没有对 于MOCVD和外延片进行刻蚀、清洁的专用设备，目前业内使用的石墨盘清洁方法通常采用真空烧结炉进行长时间高温烘烤的方式，存在单炉次烘烤的时间比较长(单炉次约14小时)，烘烤温度太高(最高温度约1400度)影响石墨盘循环使用的寿命等问题，同时无法对工艺生长过程中产生的报废外延衬底片进行刻蚀。另外该类设备体积比较大，在净化车间内占用比较大的安装和使用空间。该设备在烘烤石墨盘的工作原理是使用高温烧结的方式把氮化镓残留物物理性粉尘化，运行后会产生大量的粉尘，同时会大量残留在反应炉内，所以该类设备需要经常维护和清洁。可以采用在加热的同时通入氮气、氯气或氯化物气体的手段来清洁石墨盘或外延片进行。这对烘烤设备容纳石墨盘的反应腔结构和相应的气体通道结构有一定的特殊要求，其包括材料使用、密封性、透光性、反应气体模型、腔室内压力等多个方面。目前已有的刻蚀烘烤设备难以使各方面都符合要求。
技术实现思路
为了满足刻蚀烘烤设备对于反应室的全方位的要求，本专利技术提供了一种刻蚀烘烤设备，该刻蚀烘烤设备包括:反应室组件，反应室组件构造成用于容纳石墨盘或外延衬底片的反应腔；加热组件，加热组件设置在反应室组件的外周；以及设备平台，反应室组件和加热组件由该设备平台支承。反应室组件特别地包括:反应罩，该反应罩的顶部设有通气管，该反应罩的底侧敞开；反应罩固定座，该反应罩固定座固定支承反应罩；以及底盖，该底盖设有连通反应腔的至少一条尾气通道，并且底盖密封连接到固定座上。当刻蚀外延衬底片时，可以把外延衬底片对应放置吸附在石墨盘上的片槽内。根据本专利技术的一个方面，反应罩密封地连接到反应罩固定座上。较佳地，反应罩的下端设有凸缘部，反应罩通过压圈接合凸缘部而将反应罩固定到反应罩固定座上。较佳地，凸缘部和压圈的接合部中设有密封件，以实现反应罩与反应罩固定座的密封连接。根据本专利技术的另一个方面，反应罩固定座具有面朝上方的第一配合面和面朝下方的第二配合面，第一配合面与反应罩的敞开的下端的端面配合在一起，第二配合表面与底盖配合，第二配合表面与底盖之间设有密封件。较佳地，第二配合面形成有台阶部，台阶部将第二配合面分成两个部分，其中第二配合面的一部分与设备台面配合，第二配合面的另一部分与底盖配合。根据本专利技术的又一个方面，反应罩固定座内部设有水腔，水腔设有水腔入口和水腔出口，冷却水从水腔入口通入并从水腔出口通出，从而在水腔内循环。根据本专利技术的又一个方面，设备平台的下侧面固定有多个旋转夹紧气缸，底盖通过多个旋转夹紧气缸紧固到设备平台下方，根据本专利技术的又一个方面，尾气通道的出口设有单向阀。根据本专利技术的又一个方面，底盖上设有一个压力检测口，用以检测反应室组件的内部空间中的腔体压力。根据本专利技术的又一个方面，刻蚀烘烤设备包括烤盘工装，需被处理的石墨盘架设在烤盘工装上，烤盘工装由底盖支承。如需对外延衬底片进行清洁处理，可以将外延衬底片放置在石墨盘上。较佳地，石墨盘以竖直状态安装在烤盘工装上。另外，石墨盘较佳地为I个或2个。根据本专利技术的又一个方面，反应罩的顶部还设有中间通管，用于插入测温热电偶。根据本专利技术的又一个方面，反应罩的顶部设有至少一层配流板，该配流板上设有多个通孔。较佳地，配流板有两层，上层的配流板上的通孔与下层的配流板上的通孔位置错开。较佳地，底盖密封连接到反应罩固定座上。 在根据本专利技术的刻蚀烘烤设备的中，通气管用于通入反应气体，反应气体可包括氯气或氯化物气体中的一种或多种。采用本专利技术的刻蚀烘烤设备，反应室组件中的气体可以得到精确控制，反应室组件的反应腔内的温度可以得到均匀、精确的控制，从而全方位地满足反应腔的技术要求。附图说明图1为示出了包含根据本专利技术的实施例的反应室的刻蚀烘烤设备的立体图，其外部壳体被去除，以示出其内部结构；图2为示出了根据本专利技术的实施例的刻蚀烘烤设备的反应室组件的立体剖视图；图3为示出了根据本专利技术的实施例的反应罩的顶部结构的示意图；图4为示出了根据本专利技术的实施例的反应室的剖视图，其中放置有石墨盘；以及图5为示出了根据本专利技术的实施例的反应室的底部盖板结构的立体图。具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术的保护范围。图1示出了包含根据本专利技术的实施例的反应室组件100的刻蚀烘烤设备10的立体图，设备10的外部壳体被去除，以示出其内部结构。刻蚀烘烤设备10包括形成用于容纳石墨盘20或外延衬底片的反应腔150的反应室组件100和设置在反应室组件100外周的加热组件200，由此构成了刻蚀烘烤设备10的反应炉。通常，外延衬底片对应放置吸附在石墨盘20上的片槽内，同石墨盘20—同放置在反应炉内，但这不是限制性的，外延衬底片也可以通过专用的工装单独放置在反应炉内。加热组件200和反应室组件100均由设备平台500来支承，设备平台500是刻蚀烘烤设备10的支承组件的一部分。加热组件200包括红外灯管组件210，红外灯管组件210可包括第一红外灯管组件部212和第二红外灯管组件部(未示出)，它们分别设置在反应室组件100的相对两个侧面的外侧，即反应室组件100大致位于两个红外灯管组件部之间。在红外灯管组件210的加热作用下，反应腔150内的最高温度可达800摄氏度。在反应室组件100的另外两个相对侧面的外侧通常不设置红外灯管组件，而是设有反射板组件300，用于反射由红外灯管组件发出的热量。这样，两个红外灯管组件部和两个反射板组件300所构成的加热组件200将反应腔150封围其中。图2为示出了根据本专利技术的实施例的刻蚀烘烤设备10的反应室组件100的立体剖视图。反应室组件100包括:反应罩110，该反应罩110的顶部设有通气管111，反应罩110的底侧敞开；反应罩固定座120，反应罩固定座120固定支承反应罩110 ；以及底盖140，该底盖140设有连通反应腔150的至少一条尾气通道141，并且底盖140密封连接到固定座120 上。图3详细示出了反应罩110的顶侧，通过设置在反应罩110顶侧的通气管111，诸如氮气、氯气或氯化物之类反应所需的气体通过通气管111输送到反应腔150内。较佳地，反应罩110的顶部设有至少一层、较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刻蚀烘烤设备（10），所述刻蚀烘烤设备（10）包括：反应室组件（100），所述反应室组件（100）形成用于容纳石墨盘（20）或外延衬底片的反应腔（150），加热组件（200），所述加热组件（200）设置在所述反应室组件（100）的外周；以及设备平台（500），所述反应室组件（100）和所述加热组件（200）由该设备平台（500）支承；其特征在于，所述反应室组件（100）包括：反应罩（110），所述反应罩（110）的顶部设有通气管（111），所述反应罩（110）的底侧敞开；反应罩固定座（120），所述反应罩固定座（120）固定支承所述反应罩（110）；以及底盖（140），所述底盖（140）设有连通所述反应腔（150）的至少一条尾气通道（141）。

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀烘烤设备(10)，所述刻蚀烘烤设备(10)包括: 反应室组件(100)，所述反应室组件(100)形成用于容纳石墨盘(20)或外延衬底片的反应腔(150)， 加热组件(200)，所述加热组件(200)设置在所述反应室组件(100)的外周；以及 设备平台(500)，所述反应室组件(100)和所述加热组件(200)由该设备平台(500)支承； 其特征在于，所述反应室组件(100)包括: 反应罩(110 )，所述反应罩(110)的顶部设有通气管(111 )，所述反应罩(110)的底侧敞开； 反应罩固定座(120)，所述反应罩固定座(120)固定支承所述反应罩(110);以及 底盖(140)，所述底盖(140 )设有连通所述反应腔(150)的至少一条尾气通道(141)。2.如权利要求1所述的刻蚀烘烤设备(10)，其特征在于，所述反应罩(110)密封连接到所述反应罩固定座(120)上。3.如权利要求2所述的刻蚀烘烤设备(10)，其特征在于，所述反应罩(110)的下端设有凸缘部(115)，所述反应罩(110)通过压圈(130)接合所述凸缘部(115)而将所述反应罩(110)固定到所述反应罩固定座(120)上，所述凸缘部(115)和压圈(130)的接合部中设有密封件，以实现所述反应罩(110)与所述反应罩固定座(120)的密封连接。4.如权利要求1所述的刻蚀烘烤设备(10)，其特征在于，所述反应罩固定座(120)具有面朝上方的第一配合面(1 22)和面朝下方的第二配合面(123)，所述第一配合面(122)与反应罩(110)的敞开的下端的端面配合在一起，所述第二配合表面与底盖(140)配合，所述第二配合表面与底盖(140)之间设有密封件。5.如权利要求4所述的刻蚀烘烤设备(10)，其特征在于，第二配合面(123)形成有台阶部，台阶部将第二配合面(123)分成两个部分，其中第二配合面(123)的一部分与设备台面配合，第二配合面(123)的另一部分与底盖(140)配合。6.如权利要求1所述的刻蚀烘烤设备(10)，其特征在于，所述反应罩固定座(120)内部设有水腔(125)，水腔(125)设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小明，周永君，丁云鑫，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：