CN102732860B - 反应腔及具有其的化学气相沉积设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种反应腔，包括：反应腔外壁；反应腔内壁，所述反应腔内壁包括可相对移动的第一内壁和第二内壁，其中，所述第一内壁和第二内壁上均设有一个或多个排气孔，且所述第一内壁的排气孔和第二内壁的排气孔至少部分相通。本发明实施例通过第一内壁和第二内壁之间的相对移动可以调整排气孔的大小，从而通过排气孔大小的调整来实现对托盘表面温度均匀性的调整。

Description

反应腔及具有其的化学气相沉积设备
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种反应腔及具有其的化学气相沉积设备。
背景技术
CVD(物理气相淀积)中重要的工艺参数包括压力、温度、气体浓度和气体滞留时间等，因此进气系统和排气系统的设计对于控制反应腔压力、气体滞留时间会有很大的影响。对于温度分布而言，反应腔内的温度受加热方式、热辐射和热对流的影响。在加热方式固定的情况下，由于反应腔外环境温度低于反应腔内，因此进气端气体温度低于反应腔内温度，进气系统或排气系统的设计能够在一定程度上通过控制热辐射和热对流来影响反应腔内尤其是承载基片的托盘表面温度均匀性。然而目前的排气系统还不能够对托盘表面温度的均匀性进行调整，因此亟待改进。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决无法通过排气系统调整托盘表面温度均匀性的缺陷。
为达到上述目的，本发明实施例一方面提出了一种反应腔，包括：反应腔外壁；反应腔内壁，所述反应腔内壁包括可相对移动的第一内壁和第二内壁，其中，所述第一内壁和第二内壁上均设有一个或多个排气孔，且所述第一内壁的排气孔和第二内壁的排气孔至少部分相通。
本发明实施例通过第一内壁和第二内壁之间的相对移动可以调整排气孔的大小，从而通过排气孔大小的调整来实现对托盘表面温度均匀性的调整。
在本发明的一个实施例中，其中，所述第一内壁固定，所述第二内壁可竖直移动。
在本发明的一个实施例中，所述排气孔为圆形或方形。
在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述反应腔外壁和所述反应腔内壁之间的排气通道；和至少一个排气口，所述至少一个排气口设置在所述反应腔外壁中且与所述排气通道连通。
本发明实施例另一方面还提出了一种化学气相沉积设备，包括：反应腔，所述反应腔包括反应腔外壁和反应腔内壁，其中，所述反应腔内壁包括可相对移动的第一内壁和第二内壁，其中，所述第一内壁和第二内壁上均设有一个或多个排气孔，且所述第一内壁的排气孔和第二内壁的排气孔至少部分相通；设置在所述反应腔内部的一个或多个托盘；和控制器，所述控制器控制所述第一内壁和/或第二内壁以使所述第一内壁和第二内壁之间相对移动。
在本发明的一个实施例中，所述第一内壁固定，所述第二内壁可竖直移动。
在本发明的一个实施例中，当要减小所述一个或多个托盘的外边缘温度时，所述控制器控制所述第二内壁移动以使所述第一内壁的排气孔和所述第二内壁的排气孔的相通部分增大；当要增大所述一个或多个托盘的外边缘温度时，所述控制器控制所述第二内壁移动以使所述第一内壁的排气孔和所述第二内壁的排气孔的相通部分减小。
在本发明的一个实施例中，所述排气孔为圆形或方形。
在本发明的一个实施例中，所述多个托盘呈竖直或水平等间隔设置。
在本发明的一个实施例中，还包括中央进气装置，所述中央进气装置穿过所述一个或多个托盘的中心孔。
在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述反应腔外壁和所述反应腔内壁之间的排气通道；和至少一个排气口，所述至少一个排气口设置在所述反应腔外壁中且与所述排气通道连通。
通过本发明实施例中控制器对第一内壁和/或第二内壁的控制，可以调整排气孔的大小，从而通过排气孔大小的调整来实现对托盘表面温度均匀性的调整。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的单托盘结构的反应腔结构图；
图2为本发明实施例的多托盘结构的反应腔结构图；
图3为本发明实施例的单托盘结构的反应腔排气口调整后的结构图；
图4为本发明实施例的多托盘结构的反应腔排气口调整后的结构图；
图5为本发明实施例的化学气相沉积设备结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，为本发明实施例的单托盘结构的反应腔结构图。如图2所示，为本发明实施例的多托盘结构的反应腔结构图。如图3所示，为本发明实施例的单托盘结构的反应腔排气口调整后的结构图。如图4所示，为本发明实施例的多托盘结构的反应腔排气口调整后的结构图。如图所示，本发明实施例的反应腔包括反应腔外壁205和反应腔内壁。其中，反应腔内壁包括可相对移动的第一内壁201和第二内壁202，其中，第一内壁201和第二内壁202上均设有一个或多个排气孔204和203，且第一内壁201的排气孔204和第二内壁202的排气孔203至少部分相通。本发明实施例通过第一内壁和第二内壁之间的相对移动可以调整排气孔的大小，从而通过排气孔大小的调整来实现对托盘表面温度均匀性的调整。
在本发明的上述实施例中，第一内壁201和第二内壁202可相对移动可具有多种方式，例如，第一内壁201和第二内壁202均可移动，或者，第一内壁201和第二内壁202中有一个固定，另一个可移动。在本发明的优选实施例中，第一内壁201固定，第二内壁202可竖直地移动。这样第一内壁201和第二内壁202之间相对移动就可以使得第一内壁201的排气孔204和第二内壁202的排气孔203之间相通的部分改变，例如增大或减小相通部分的面积。
在本发明的一个实施例中，排气孔203和排气孔204可为圆形或方形，或者其他合适的形状。具体地，排气孔203和排气孔204之间的尺寸可以相同也可以不同，实际排气孔的尺寸由第一内壁201和第二内壁202的相对位置决定。
在本发明的一个实施例中，该反应腔还包括形成在反应腔外壁205和反应腔内壁之间的排气通道207，以及至少一个排气口206，其中，至少一个排气口206设置在反应腔外壁205中且与排气通道207连通。
其中，在上述实施例中，第一内壁201和/或第二内壁202的移动可通过气缸装置、丝杠加马达等方式的驱动来实现。
本发明实施例通过第一内壁201和/或第二内壁202之间相对的上下移动可以方便的调节排气口尺寸，如图3和4所示，从而达到调节反应腔状态的效果，特别是达到调节托盘表面温度均匀性的效果。更确切的说，由于反应腔外温度低于反应腔内温度，因此它可以通过热辐射的方式影响反应腔内温度分布，因此当排气口尺寸相对较大时，托盘向外热辐射的面积就回增大，这样热辐射带来的反应腔内热损失增加，从而托盘外边缘温度降低相对较大。反之，当排气口尺寸较小时，托盘向外热辐射的面积减小，热辐射带来的反应腔内热损失较小，因而托盘外边缘温度降低相对较小。这样，本发明实施例就可通过这种调控排气口尺寸的方式来调节反应腔内的温度分布，调节范围可达到10度左右。
如图5所示，为本发明实施例的化学气相沉积设备结构图。该化学气相沉积设备可为CVD设备或者PVD设备等。本发明实施例的化学气相沉积设备包括反应腔，设置在反应腔内部的多个托盘300，和控制器。其中，反应腔包括反应腔外壁205和反应腔内壁，反应腔内壁包括可相对移动的第一内壁201和第二内壁202。其中，第一内壁201和第二内壁202上均设有一个或多个排气孔204和203，且第一内壁201的排气孔204和第二内壁202的排气孔203至少部分相通。控制器控制第一内壁201和/或第二内壁202以使第一内壁201和第二内壁202之间相对移动，从而调整排气孔的大小，最终通过排气孔大小的调整来实现对托盘300表面温度均匀性的调整。
在本发明的一个实施例中，第一内壁201固定，第二内壁202可竖直移动。当要减小多个托盘300的外边缘温度时，控制器控制第二内壁202移动以使第一内壁201的排气孔204和第二内壁202的排气孔203的相通部分增大。反之，当要增大多个托盘300的外边缘温度时，控制器控制第二内壁202移动以使第一内壁201的排气孔204和第二内壁202的排气孔203的相通部分减小。
在本发明的一个实施例中，多个托盘300呈竖直或水平等间隔设置。
在本发明的一个实施例中，该化学气相沉积设备还包括中央进气装置400，其中，中央进气装置400穿过多个托盘300的中心孔。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (11)

1.一种反应腔，其特征在于，包括：
反应腔外壁；
反应腔内壁，所述反应腔内壁包括可相对移动的第一内壁和第二内壁，其中，所述第一内壁和第二内壁上均设有一个或多个排气孔，且所述第一内壁的排气孔和第二内壁的排气孔至少部分相通，通过第一内壁和第二内壁之间的相对移动调整排气孔的大小，进而调节托盘向外热辐射的面积，实现托盘表面温度均匀性的调整。
2.如权利要求1所述的反应腔，其特征在于，其中，所述第一内壁固定，所述第二内壁可竖直移动。
3.如权利要求2所述的反应腔，其特征在于，所述排气孔为圆形或方形。
4.如权利要求1所述的反应腔，其特征在于，还包括：
形成在所述反应腔外壁和所述反应腔内壁之间的排气通道；和
至少一个排气口，所述至少一个排气口设置在所述反应腔外壁且与所述排气通道连通。
5.一种化学气相沉积设备，其特征在于，包括：
反应腔，所述反应腔包括反应腔外壁和反应腔内壁，其中，所述反应腔内壁包括可相对移动的第一内壁和第二内壁，其中，所述第一内壁和第二内壁上均设有一个或多个排气孔，且所述第一内壁的排气孔和第二内壁的排气孔至少部分相通，通过第一内壁和第二内壁之间的相对移动调整排气孔的大小，进而调节托盘向外热辐射的面积，实现托盘表面温度均匀性的调整；
设置在所述反应腔内部的一个或多个托盘；和
控制器，所述控制器控制所述第一内壁和/或第二内壁以使所述第一内壁和第二内壁之间相对移动。
6.如权利要求5所述的化学气相沉积设备，其特征在于，其中，所述第一内壁固定，所述第二内壁可竖直移动。
7.如权利要求5所述的化学气相沉积设备，其特征在于，当要减小所述一个或多个托盘的外边缘温度时，所述控制器控制所述第二内壁移动以使所述第一内壁的排气孔和所述第二内壁的排气孔的相通部分增大；当要增大所述一个或多个托盘的外边缘温度时，所述控制器控制所述第二内壁移动以使所述第一内壁的排气孔和所述第二内壁的排气孔的相通部分减小。
8.如权利要求5所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述排气孔为圆形或方形。
9.如权利要求5所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述多个托盘呈竖直或水平等间隔设置。
10.如权利要求5所述的化学气相沉积设备，其特征在于，还包括中央进气装置，所述中央进气装置穿过所述一个或多个托盘的中心孔。
11.如权利要求5所述的化学气相沉积设备，其特征在于，还包括：
形成在所述反应腔外壁和所述反应腔内壁之间的排气通道；和
至少一个排气口，所述至少一个排气口设置在所述反应腔外壁且与所述排气通道连通。
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