[發(fā)明專利]刻蝕烘烤設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310037827.5
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103074600A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐小明;周永君;丁云鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州士蘭明芯科技有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種刻蝕烘烤設(shè)備，該刻蝕烘烤設(shè)備通常為氯氣刻蝕烘烤設(shè)備，其具有反應(yīng)室組件，石墨盤或外延襯底片可在反應(yīng)室組件內(nèi)進(jìn)行刻蝕和烘烤。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備（簡稱MOCVD）以熱分解反應(yīng)方式在襯底上進(jìn)行化學(xué)沉積反應(yīng)，生長各種Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料，石墨盤作為襯底的承載平臺，在該反應(yīng)過程中會有多余的化學(xué)反應(yīng)殘留物沉積在石墨盤表面上，假如不加以清除，必然會在新的一爐外延片生長過程中影響對應(yīng)的溫度控制、表面顆粒等，并最終影響到外延片生長的成品率。目前市場提供和業(yè)內(nèi)使用的石墨盤清潔方法通常采用長時間高溫烘烤的方式，存在單爐次烘烤的時間比較長，烘烤溫度太高影響石墨盤循環(huán)使用的壽命等問題，同時無法對工藝生長過程中產(chǎn)生的報廢外延襯底片進(jìn)行刻蝕。

目前市場上還沒有對于MOCVD和外延片進(jìn)行刻蝕、清潔的專用設(shè)備，目前業(yè)內(nèi)使用的石墨盤清潔方法通常采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行長時間高溫烘烤的方式，存在單爐次烘烤的時間比較長（單爐次約14小時），烘烤溫度太高（最高溫度約1400度）影響石墨盤循環(huán)使用的壽命等問題，同時無法對工藝生長過程中產(chǎn)生的報廢外延襯底片進(jìn)行刻蝕。另外該類設(shè)備體積比較大，在凈化車間內(nèi)占用比較大的安裝和使用空間。該設(shè)備在烘烤石墨盤的工作原理是使用高溫?zé)Y(jié)的方式把氮化鎵殘留物物理性粉塵化，運行后會產(chǎn)生大量的粉塵，同時會大量殘留在反應(yīng)爐內(nèi)，所以該類設(shè)備需要經(jīng)常維護(hù)和清潔。可以采用在加熱的同時通入氮氣、氯氣或氯化物氣體的手段來清潔石墨盤或外延片進(jìn)行。這對烘烤設(shè)備容納石墨盤的反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的氣體通道結(jié)構(gòu)有一定的特殊要求，其包括材料使用、密封性、透光性、反應(yīng)氣體模型、腔室內(nèi)壓力等多個方面。目前已有的刻蝕烘烤設(shè)備難以使各方面都符合要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了滿足刻蝕烘烤設(shè)備對于反應(yīng)室的全方位的要求，本發(fā)明提供了一種刻蝕烘烤設(shè)備，該刻蝕烘烤設(shè)備包括：反應(yīng)室組件，反應(yīng)室組件構(gòu)造成用于容納石墨盤或外延襯底片的反應(yīng)腔；加熱組件，加熱組件設(shè)置在反應(yīng)室組件的外周；以及設(shè)備平臺，反應(yīng)室組件和加熱組件由該設(shè)備平臺支承。反應(yīng)室組件特別地包括：反應(yīng)罩，該反應(yīng)罩的頂部設(shè)有通氣管，該反應(yīng)罩的底側(cè)敞開；反應(yīng)罩固定座，該反應(yīng)罩固定座固定支承反應(yīng)罩；以及底蓋，該底蓋設(shè)有連通反應(yīng)腔的至少一條尾氣通道，并且底蓋密封連接到固定座上。當(dāng)刻蝕外延襯底片時，可以把外延襯底片對應(yīng)放置吸附在石墨盤上的片槽內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，反應(yīng)罩密封地連接到反應(yīng)罩固定座上。較佳地，反應(yīng)罩的下端設(shè)有凸緣部，反應(yīng)罩通過壓圈接合凸緣部而將反應(yīng)罩固定到反應(yīng)罩固定座上。較佳地，凸緣部和壓圈的接合部中設(shè)有密封件，以實現(xiàn)反應(yīng)罩與反應(yīng)罩固定座的密封連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，反應(yīng)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，第一配合面與反應(yīng)罩的敞開的下端的端面配合在一起，第二配合表面與底蓋配合，第二配合表面與底蓋之間設(shè)有密封件。較佳地，第二配合面形成有臺階部，臺階部將第二配合面分成兩個部分，其中第二配合面的一部分與設(shè)備臺面配合，第二配合面的另一部分與底蓋配合。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，反應(yīng)罩固定座內(nèi)部設(shè)有水腔，水腔設(shè)有水腔入口和水腔出口，冷卻水從水腔入口通入并從水腔出口通出，從而在水腔內(nèi)循環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，設(shè)備平臺的下側(cè)面固定有多個旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸，底蓋通過多個旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸緊固到設(shè)備平臺下方，

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，尾氣通道的出口設(shè)有單向閥。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，底蓋上設(shè)有一個壓力檢測口，用以檢測反應(yīng)室組件的內(nèi)部空間中的腔體壓力。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，刻蝕烘烤設(shè)備包括烤盤工裝，需被處理的石墨盤架設(shè)在烤盤工裝上，烤盤工裝由底蓋支承。如需對外延襯底片進(jìn)行清潔處理，可以將外延襯底片放置在石墨盤上。較佳地，石墨盤以豎直狀態(tài)安裝在烤盤工裝上。另外，石墨盤較佳地為1個或2個。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，反應(yīng)罩的頂部還設(shè)有中間通管，用于插入測溫?zé)犭娕肌?/p>

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，反應(yīng)罩的頂部設(shè)有至少一層配流板，該配流板上設(shè)有多個通孔。較佳地，配流板有兩層，上層的配流板上的通孔與下層的配流板上的通孔位置錯開。

較佳地，底蓋密封連接到反應(yīng)罩固定座上。

在根據(jù)本發(fā)明的刻蝕烘烤設(shè)備的中，通氣管用于通入反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體可包括氯氣或氯化物氣體中的一種或多種。