[發明專利]對稱的氣相沉積設備的反應腔體

有效

• 申請號: 201410067272.3
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104862667B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 甘志銀;植成楊
• 申請（專利權）人: 甘志銀
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/455
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所31210
• 代理人: 李平

技術領域

本發明涉及一種化學氣相沉積設備，特別涉及一種對稱的氣相沉積設備的反應腔體。

背景技術

氣相沉積技術是利用氣相中發生的物理、化學過程，在工件表面形成功能性或裝飾性的金屬、非金屬或化合物涂層。氣相沉積設備集精密機械、半導體材料、真空電子、流體力學、光學、化學、計算機多學科為一體，是一種自動化程度高、價格昂貴、技術集成度高的高端半導體材料、光電子器件制造專用設備。

氣相沉積設備結構復雜，反應腔體內部流場均勻性對工藝生長質量的均勻性、一致性有重要影響，現有技術中氣相設備為簡化設計，通常將尾氣抽氣口設置在反應腔側邊，然后在反應腔中設置勻流板或勻流槽起到使反應腔內流場均勻的效果，由于在真空泵抽速較大的情況下不容易達到反應腔內流場的極致均勻。另外，有些氣相沉積工藝溫度通常較高，尾氣溫度也很高，高溫尾氣可能會在流過的壁面沉積造成反應腔體污染，尾氣高溫也會對后續尾氣處理系統造成損害或提高其設計要求，增加成本，現有技術會在反應腔壁設置水冷和/或在尾氣管路上專門設計冷卻氣體的管道對氣體進行冷卻，對反應氣體進行冷卻然后排出。設計不簡潔，同時增加了設備的占地空間與成本。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術中存在的缺陷,進一步提高氣相沉積設備反應腔體內的流場均勻性和尾氣冷卻效果，提供一種中心排氣，腔體底部對反應氣體進行周身冷卻的一種對稱的氣相沉積設備的反應腔體構架。

本發明的反應腔體設有反應氣體輸入體1和尾氣排氣口26，反應腔體內設有反應氣體通道12，腔體外殼2和反應腔體內壁3之間設有腔壁冷卻腔6，腔壁冷卻腔6設有腔壁冷卻液入口4和腔壁冷卻液出口5，載片盤7設于載片盤支撐11上，載片盤支撐11經載片盤支撐旋轉軸承18安裝于腔體底座27，加熱器9經加熱器支撐10安裝于載片盤7的下方，驅動磁流體19和磁流體旋轉軸20以及傳動輪21安裝于反應腔體的一側面，經驅動輪17與載片盤支撐旋轉軸承18連接驅動載片盤支撐11旋轉，其特征在于所述尾氣排氣口26設置在腔體底座27的中心位置，腔體底座27中間設有環形氣體緩沖腔15與氣腔25，氣腔25周身分別設置下底座冷卻腔28和上底座冷卻腔29，下底座冷卻腔28與上底座冷卻腔29互相連通，氣腔25連通緩沖腔15與尾氣排氣口26，而且氣腔25被上底座冷卻腔29、下底座冷卻腔28包圍進行充分均勻的冷卻。腔體底座27設有環形通道13，反應氣體通道12經過環形通道13、環形氣體緩沖腔15連接腔體底座27的氣腔25，尾氣排氣口26尾氣排氣口26與氣腔25相連，環形氣體緩沖腔15內設有圓周均勻分布的穿過冷卻腔24并連接氣腔25的通道16，腔體底座27設有冷卻液進口22和冷卻液出口23。

本發明的反應腔尾氣排氣口設置在腔體底座中心位置，腔體底座中設置有連通反應氣體流道的氣腔，氣腔周身設置有冷卻腔，可以對尾氣進行充分的冷卻。反應氣體在載片盤上方反應后經過反應氣體通道到達氣體環形緩沖腔，緩沖腔可以對制造不對稱誤差對氣體流動的影響進一步整形，然后經過反應腔體底部中的氣腔，通過中心尾氣排出口排出，使氣流以反應腔體中心對稱排出，保證反應腔內流場的徑向均勻。

由于反應腔體外殼和反應腔內壁中間設置有腔壁冷卻腔，冷卻液由腔壁冷卻液入口進入腔壁冷卻腔，由腔壁冷卻液出口流出腔壁冷卻腔，另外腔體底座中設置有上底座冷卻腔和下底座冷卻腔，冷卻液由底座冷卻液進口進入下冷卻腔，通過上冷卻腔，再進入下冷卻腔，然后由底座冷卻液出口流出，周身冷卻使反應氣體反應后流經途中經過了更為充分的冷卻，同時也進一步較少了反應腔體內反應尾氣流經壁面的沉積，從而保證了反應腔體內的清潔干凈，提高工藝質量。

所有的冷卻腔內設置有冷卻液流道槽，使冷卻液沿流道槽中流動，可以減少流動死區，加強換熱，進一步提高冷卻效果。

反應腔體從側面引入驅動，通過驅動傳動，來帶動載片臺支撐進行旋轉，通過旋轉可以對腔體周向的不均勻部分進行勻化。一般的反應腔體都是從中心進入驅動來驅動旋轉，本專利采取側面進入驅動來驅動載片臺的旋轉，避開驅動對氣流對稱性流動的干擾。