[發明專利]一種低壓低溫單片式工藝外延機臺

在審

• 申請號: 202011206043.7
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112133656A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 鄭錦
• 申請（專利權）人: 南京原磊納米材料有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 于剛

本發明適用于半導體硅鍺外延設備領域，具體是一種低壓低溫單片式工藝外延機臺，包括：石英反應腔，在石英反應腔四周加設有多組反射板，而反射板利用上下包圍分布在石英反應腔四周的環形的加熱燈泡組對石英反應腔加熱，其中，加熱燈泡組中包含有環形燈絲；以及，反射板利用其表面鋪設有的反射涂層對加熱燈泡組發出的熱量進行反射，并把熱量全覆蓋無死角集中至石英反應腔中；石英反應腔進行工作時，反射板利用反射涂層反射加熱燈泡組發出的熱量，并把熱量集中至石英反應腔中，進行加熱，通過調控多組反射板以及安裝在反射板內部的加熱燈泡組，來調控加熱功率，來達到溫度均勻性的效果；提高發光效率和熱穩定性。

技術領域

本發明涉及半導體硅鍺外延設備領域，具體是一種低壓低溫單片式工藝外延機臺。

背景技術

低壓低溫單片式工藝機臺設計，在28納米以下CMOS(互補金屬氧化物半導體)先進制造工藝中，特別是選擇性應力硅鍺材料,得到了廣泛的應用。

已有的空間單片外延主流低壓低溫機臺都是利用燈泡加熱，主要分成兩種方法:一,ASM （先晶半導體，簡稱ASM）的橫向和縱向分布的條狀紅外燈泡；二，AppliedMaterials（應用材料）的周向分布的蜂窩狀紅外燈泡；這兩種燈泡的設計，都對放射板的質量和安裝提出非常高的要求，否則在工藝過程中局部溫度的穩定性和重復性變差，會導致溫度的均勻性變化引發的厚度生長的均勻性、應力的穩定性和參雜濃度的均勻性變差，從而導致CMOS的各種指標飄出規格，而機臺卻沒有發出任何警報。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低壓低溫單片式工藝外延機臺，以解決上述背景技術中提出的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種低壓低溫單片式工藝外延機臺，包括：石英反應腔，在石英反應腔四周加設有多組反射板，而反射板利用上下包圍分布在石英反應腔四周的環形的加熱燈泡組對石英反應腔加熱，其中，加熱燈泡組中包含有環形燈絲；以及，反射板利用其表面鋪設有的反射涂層對加熱燈泡組發出的熱量進行反射，并把熱量全覆蓋無死角集中至石英反應腔中。

石英反應腔進行工作時，反射板利用反射涂層反射加熱燈泡組發出的熱量，并把熱量集中至石英反應腔中，進行加熱，通過調控多組反射板以及安裝在反射板內部的加熱燈泡組，來調控加熱功率，來達到溫度均勻性的效果；提高發光效率和熱穩定性。

解決了現有燈泡的設計，對放射板的質量和安裝提出非常高的要求，否則在工藝過程中局部溫度的穩定性和重復性變差，會導致溫度的均勻性變化引發的厚度生長的均勻性、應力的穩定性和參雜濃度的均勻性變差，從而導致CMOS的各種指標飄出規格，而機臺卻沒有發出任何警報。

所述石英反應腔可通過反射板利用其表面鋪設有的反射涂層對加熱燈泡組發出的熱量進行反射，收集熱量。

在本發明低壓低溫單片式工藝外延機臺中：所述加熱燈泡組為呈環形的紅外加熱燈泡；紅外加熱燈泡為鎢絲真空結構，且功率大于10Kw。

在本發明低壓低溫單片式工藝外延機臺中：所述加熱燈泡組在反射板內部加裝有多組；

且反射板表面鋪設有的反射涂層為放射鍍金板層，放射鍍金板層能有效隔絕分散的紅外光向外擴散，而集中把紅外熱量放射至石英反應腔中。

進一步的方案：所述反射板外部加裝有多個測溫儀，并利用測溫儀監控溫度，配合調控多組反射板以及安裝在反射板內部的加熱燈泡組，來調控加熱功率，來達到溫度均勻性的效果。

優選的：所述測溫儀為非接觸式紅外測溫儀，并通過石英件監控部件的溫度。

在本發明低壓低溫單片式工藝外延機臺中：所述石英反應腔上加裝有用于冷卻的冷卻風循環冷卻系統，并利用冷卻風循環冷卻系統對加熱燈泡組和石英反應腔進行冷卻，延長加熱燈泡組的壽命和控制石英反應腔的溫度。