CN102925873A - 反应腔室控温装置及应用该控温装置的半导体处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反应腔室控温装置，用于降低半导体处理设备的反应腔室的温度，其包括冷却装置，所述冷却装置环绕在所述反应腔室的外围或者在对反应腔室进行降温时移至反应腔室的外围。本发明还提供了一种半导体处理设备，其具有本发明提供的反应腔室控温装置。本发明提供的反应腔室控温装置，其能够使反应腔室实现快速降温，从而使反应腔室可在不同温度之间快速频繁切换，可为不同工艺过程提供较佳的工艺温度，进而提高工艺效率及工艺加工质量。本发明提供的半导体处理设备具有同样的优点。

Description

反应腔室控温装置及应用该控温装置的半导体处理设备

技术领域

本发明属于半导体加工处理技术领域，具体涉及一种反应腔室控温装置及应用该反应腔室控温装置的半导体处理设备。

背景技术

金属有机化学气相生长(Metal Organic Chemical VaporDeposition，简称为MOCVD)技术，因其具有沉积薄膜成分易控、膜均匀致密以及附着力好等优点而逐渐成为工业界主要的沉积薄膜技术。所谓MOCVD技术是指，利用金属有机化合物(Metal Organic，简称为MO)作为源物质的一种化学气相生长技术，其原理为使有机金属气体在通过高温衬底表面时发生高温化学反应，从而在衬底的表面沉积薄膜。

在实际应用中，这种MOCVD设备常被应用于在LED衬底片上沉积多量子阱的工艺。多量子阱的沉积过程一般为两种薄膜的交替生长过程，而且两种薄膜需要在不同温度下生长，为了保证薄膜的均匀性和成膜质量，在沉积多量子阱的工艺过程中，对衬底表面的温度均匀性与升/降温速度要求极高。以近年来被广泛研究的InGaN/GaN多量子阱为例，其生成过程即为InGaN薄膜和GaN薄膜的交替沉积过程，而InGaN薄膜和GaN薄膜的生长温度则分别为750-800℃和800-850℃，因此，为了获得质量较好的InGaN/GaN多量子阱薄膜，在InGaN/GaN多量子阱生长过程中需要对应于每层InGaN薄膜和GaN薄膜的生长而使反应腔室的温度分别处于750-800℃和800-850℃，也就是说，为了保证工艺质量及工艺效率，就需要使反应腔室内的温度在800-850℃和750-800℃之间频繁且快速地切换。更进一步地，InGaN在800℃以上容易分解，因此，在800-850℃生长完GaN薄膜后将反应腔室内的温度迅速降到生长下一层InGaN薄膜所需的温度，这不仅可以提高工艺效率，而且还可以减少因温度过高而造成的InGaN薄膜的分解。

因此如何使MOCVD设备在实现快速升温时也能够快速降温，是摆在技术人员面前的一个难题。

为此，如何提供一种能够实现快速降温的MOCVD设备就成为目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种反应腔室控温装置，其能够使反应腔室实现快速降温，从而可使反应腔室在不同温度之间快速频繁切换，为不同工艺过程提供相应的最佳工艺温度，进而提高工艺加工质量以及工艺效率。

此外，本发明还提供一种半导体处理设备，其具有本发明提供的上述控温装置，其可在多量子阱生长过程中实现快速升降温，从而使多量子阱的各层薄膜获得最佳生长温度，进而提高多量子阱的成膜质量及LED芯片的质量。

为此，本发明提供一种反应腔室控温装置，用于降低半导体处理设备的反应腔室的温度，其包括冷却装置，所述冷却装置环绕在所述反应腔室的外围或者在对反应腔室进行降温时移至反应腔室的外围。。

其中，所述反应腔室控温装置还包括与冷却装置相连的位置调整装置，所述位置调整装置可调整所述冷却装置与反应腔室二者之间的相对位置，以便在反应腔室降温时使该冷却装置环绕在所述反应腔室的外围而对反应腔室进行降温。

其中，所述冷却装置包括冷却管和冷却腔中的至少一种。

其中，所述冷却管包括多个环绕所述反应腔室的环形管，且所述多个环形管沿反应腔室轴向层叠设置。

其中，所述冷却管包括多个沿反应腔室轴向延伸的直管，且所述多个直管沿所述反应腔室周向设置而环绕所述反应腔室。

其中，所述冷却管包括至少一个环绕所述反应腔室并沿反应腔室轴向延伸的螺旋管。

其中，所述螺旋管的数量为二个以上，且所述二个以上螺旋管彼此嵌套设置。

其中，所述冷却管包括至少一个环绕所述反应腔室并沿所述反应腔室轴向延伸的蛇形管。

其中，所述蛇形管的数量为二个以上，且所述二个以上蛇形管彼此嵌套设置。

其中，所述冷却管包括二个横截面为半圆形并沿反应腔室轴向延伸的蛇形管，且所述二个蛇形管环绕反应腔室对称设置。

其中，所述冷却管包括二个以上横截面为弧形并沿反应腔室轴向延伸的蛇形管，且所述二个以上蛇形管环绕反应腔室设置。

其中，所述冷却管的数量为多个，且所述多个冷却管通过连接部件连接。

其中，所述冷却腔的数量为一个，且所述冷却腔由底壁、顶壁及横截面为圆形并沿反应腔室轴向延伸的第一侧壁和第二侧壁围成，所述第一侧壁围成的中空部分可容纳所述反应腔室。

其中，所述冷却腔的数量为二个以上，每个所述冷却腔由底壁、顶壁及横截面为半圆形或弧形并沿反应腔室轴向延伸的第一侧壁和第二侧壁围成，且所述二个以上的冷却腔环绕所述反应腔室设置。

其中，还包括冷却管，所述冷却管位于所述冷却腔内，且设置在冷却腔的靠近反应腔室的侧壁上。具体地，当所述第一侧壁(第一侧壁为靠近反应腔室的侧壁)采用横截面为圆形并沿反应腔室轴向延伸的结构时，所述冷却管可采用上述环形管、直管、螺旋管或蛇形管；当所述第一侧壁采用横截面为半圆形或弧形并沿反应腔室轴向延伸的结构时，所述冷却管可采用直管、蛇形管；此外，冷却管的数量可根据具体情况进行相应设置。

其中，所述冷却管和冷却腔的轴向尺寸大于或等于所述反应腔室的轴向尺寸。

其中，所述冷却管和冷却腔的壁由不锈钢制成。

其中，所述位置调整装置包括升降装置，用以在所述反应腔室升温过程中使所述冷却装置远离反应腔室，而在所述反应腔室降温过程中使所述冷却装置环绕所述反应腔室。

此外，本发明还提供了一种半导体处理设备，其包括反应腔室，在反应腔室外部设置有本发明提供的上述控温装置，用以在反应腔室降温过程中降低反应腔室的温度，在所述反应腔室内部设置有托盘装置。

其中，所述托盘装置包括多个沿反应腔室轴向层叠设置的托盘，并且相邻托盘之间具有一定间距。

其中，在所述多个层叠设置的托盘中，除最底层的托盘外，在各托盘的背面设置第一凸起部，并在与背面设置有第一凸起部的各托盘相对设置的托盘的正面设置与所述第一凸起部相配合第二凹进部；和/或

在所述多个层叠设置的托盘中，除最底层的托盘外，在各托盘的背面设置第一凹进部，并在与背面设置有第一凹进部的各托盘相对设置的托盘的正面设置与所述第一凹进部相配合第二凸起部；并且

借助于所述第一凸起部和第二凹进部之间的配合和/或所述第二凸起部和第一凹进部之间的配合，而将相邻托盘彼此保持一定间距地叠置在一起。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的反应腔室控温装置，由于设置有可环绕在反应腔室外围的冷却装置，因而在需要使反应腔室降温时可使其实现快速降温，从而使反应腔室的温度能够在不同范围间快速频繁地切换，进而保证对应于不同的工艺过程而使反应腔室的温度均能快速地达到较佳工艺温度，从而提高工艺效率以及工艺加工质量。

在一种优选实施方式中，本发明提供的反应腔室控温装置还包括位置调整装置，通过该位置调整装置可调整冷却装置与反应腔室的相对位置，从而在需要使反应腔室降温时，通过位置调整装置使冷却装置靠近反应腔室，实现快速降温，而在反应腔室升温过程中，通过位置调整装置使冷却装置远离反应腔室，从而避免冷却装置对反应腔室的升温过程造成影响。

本发明提供的半导体处理设备，由于设置有上述控温装置，在需要使反应腔室降温时，可使其现快速降温，因而可快速调整反应腔室的温度，在进行诸如多量子阱生长的工艺时，可在各层薄膜的生长过程中均使反应腔室快速处于较佳的生长温度，从而提高诸如多量子阱生长工艺的工艺质量及工艺效率。

附图说明

图1a为本发明第一实施例提供的控温装置的基本结构示意图；

图1b为图1a所示控温装置的俯视图；

图2a本发明第二实施例提供的控温装置的基本结构示意图；

图2b为图2a所示控温装置的俯视图；

图3a为本发明第三实施例提供的控温装置的基本结构示意图；

图3b为图3a所示控温装置的俯视图；

图4为本发明第四实施例提供的控温装置的基本结构示意图；

图5为本发明提供的一种半导体处理设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的反应腔室控温装置及应用该控温装置的半导体处理设备进行详细描述。

请一并参阅图1a和图1b，本发明第一实施例提供的控温装置包括：环绕在反应腔室1外围的冷却装置2；以及用于调整冷却装置2与反应腔室1相对位置的位置调整装置(图未示)。在实际应用中，当需要使反应腔室1降温时，可通过位置调整装置将冷却装置2移至靠近反应腔室1的外壁的位置处，以借助该冷却装置2而使反应腔室1快速降温；而当需要使反应腔室1升温时，则可通过位置调整装置将冷却装置2移至远离反应腔室1的位置处，从而避免冷却装置2对反应腔室1的升温过程造成影响。

其中，冷却装置2包括多个环绕反应腔室1而设置的冷却管20，每个冷却管20均为环绕在反应腔室1外围的环形管，所述多个冷却管20沿反应腔室1的轴向层叠排列。本发明中所提到“轴向”指的是反应腔室侧壁的延伸方向，例如，在图1a中，反应腔室的轴向即为纵向；本发明中所提到的“周向”指的是相对于所述轴向环绕反应腔室的方向，本发明所提到的“轴向”和“周向”均为此含义，在下文中将不再赘述。

在实际应用中，所述多个冷却管20彼此连接但不连通，例如，可通过在相邻两个冷却管20之间设置至少一个连接部件而将相邻的冷却管20连接在一起，从而将所述多个冷却管20连接为一整体，以便于通过位置调整装置来同时调整所述多个冷却管20与反应腔室1的相对位置；并且可为每个冷却管20设置进水口和出水口，借助于所述进水口和出水口可使冷却介质(如水或其他比热容较大的液体)流过冷却管20，以吸收来自反应腔室1的热量，从而快速降低反应腔室1的温度。当然，在实际应用中也可使该多个冷却管20彼此连通，例如可通过在相邻冷却管20之间设置与冷却管20连通的管状连通部件，借助于该管状连通部件而使多个冷却管20彼此连接且连通，此时仅在最上层和最下层的冷却管20上设置进水口和出水口即可。

需要指出的是，在实际应用中，为了防止冷却介质从上方直接流向下方而没有流过中间的冷却管20，应这样设置管状连通部件的位置，即，使沿反应腔室1轴向相邻的管状连通部件不处于同一直线上，而是沿冷却管20的周向偏离一段距离，例如，在图1a和图1b中，当上一个管状连通部件设置在冷却管20的左侧时，则与之轴对称地将下一个管状连通部件设置在冷却管20的右侧，这样当冷却介质进入冷却管20后，可逐一流过每个冷却管20，从而能够更高效地吸收反应腔室1各处释放的热量，使反应腔室1快速降温。

此外，在实际应用中，为了使冷却管20具有良好的降温效果而使反应腔室1快速降温，冷却装置2优选采用多个紧密排列的冷却管20，具体地，所述多个冷却管20可以彼此不连通地沿反应腔室1的轴向紧密排列成大致筒状结构，这样既可增大冷却装置2与反应腔室1的热交换面积，又可在单位时间内流过较多的冷却介质，从而进一步提高了冷却装置2的降温能力。

需要说明的是，在实际应用中，冷却装置2内的冷却管20的结构及设置方式可以不局限于前述实施例，而是也可以采用其他结构及设置方式的冷却管。例如，冷却管20为沿反应腔室轴向延伸的直管，且多个这样的直管，该多个直管沿反应腔室周向排列而环绕反应腔室1。所述多个直管同样可通过连接部件连接一起，以便于通过位置调整装置调整所述多个冷却管20与反应腔室1的相对位置。

再如，冷却管20可以设置成螺旋结构，即，使冷却管20环绕反应腔室并沿反应腔室的轴向延伸，此时，仅需在螺旋结构冷却管的上方和下方设置进水口和出口即可。事实上，当采用螺旋结构冷却管时，无需设置上述连接部件或连通部件，因而冷却装置的结构较简单、加工制造较容易，为此在实际应用中优选采用螺旋结构冷却管。在实际应用中，螺旋结构冷却管的数量可根据具体情形进行相应设置，例如，可为一个，也可以为多个螺旋管，当采用多个时，所述多个螺旋结构冷却管可以嵌套设置，例如，当采用两个螺旋管时，两个螺旋管交替环绕反应腔室并沿反应腔室轴向延伸，即，沿反应腔室轴向(在图1a中从上至下或从下至上)第一圈环绕第一螺旋管，第二圈环绕第二螺旋管，第三圈环绕第一螺旋管，第四圈环绕第二螺旋管，如此交替。其中，本文中的多个指的是二个以上(包括二个)。

又如，冷却管20还可采用蛇形管结构，并且冷却装置可包括一个蛇形管或者包含多个环绕反应腔室对称设置的蛇形管。当仅包括一个蛇形管时，需使该蛇形管环绕反应腔室并沿反应腔室轴向延伸；当包括多个蛇形管时，每个所述蛇形管可环绕反应腔室并沿反应腔室轴向延伸，即，蛇形管的横截面为非闭合的圆形，此时，该多个蛇形管彼此嵌套设置；当然，每个蛇形管也可不环绕反应腔室，即，蛇形管的横截面为半圆形或弧形，此时，该多个蛇形管环绕反应腔室对称设置。此外，每个所述蛇形管均沿反应腔室的轴向延伸且均设置有进水口和出水口，借助于所述进水口和出水口而使冷却介质流过每个蛇形管，以便吸收反应腔室1的热量并使其快速降温。

此外，还需要说明得是，在实际应用中，所述位置调整装置可采用升降装置，当需要对反应腔室1降温时，可通过该升降装置使冷却装置2移至反应腔室1的外围，以借助于冷却装置2吸收来自反应腔室1的热量，从而使反应腔室1快速降温；当需要对反应腔室1升温时，可通过该升降装置将冷却装置2从反应腔室1外围移开，例如使冷却装置2升至反应腔室1的上方或者使冷却装置2降至反应腔室1的下方。当然，在实际应用中，所述位置调整装置也可采用其他装置，例如，当冷却管20为多个环绕反应腔室1对称设置的蛇形管时，所述位置调整装置可为旋转装置，通过该旋转装置可使每个所述蛇形管向水平方向翻转或反应腔室法线方向旋转以远离所述反应腔室1，从而避免冷却管20遮盖住反应腔室1而影响其升温。

请一并参阅图2a和图2b，本发明第二实施例提供的控温装置包括：环绕在反应腔室1外围设置的冷却装置2；以及用于调整冷却装置2与反应腔室1相对位置的位置调整装置(图未示)。具体地，本实施例中冷却装置2包括环绕反应腔室1设置的冷却腔，其由第一侧壁31、第二侧壁32及顶壁33和底壁34围绕而成，用于容纳可吸收反应腔室1热量的冷却介质。其中，第一侧壁31靠近反应腔室1，第二侧壁32位于第一侧壁31外围，在第二侧壁32上方和下方设置有冷却介质进口和出口。

在本实施例中，第一侧壁31和第二侧壁32为横截面为圆形并沿反应腔室轴向延伸的筒状结构，第一侧壁31围成的中空部分可容纳反应腔室1，即，第一侧壁31可环绕反应腔室1设置，第二侧壁32设置第一侧壁的外围；其中，所述横截面指的是当冷却腔环绕反应腔室设置时与反应腔室轴向垂直的截面。在实际应用中，冷却腔并不局限于上述结构，例如，冷却腔的第一侧壁31和第二侧壁32可采用横截面为半圆形或弧形并沿反应腔室轴向延伸的曲面结构，此时，为使冷却腔可容纳冷却介质，第一侧壁31和第二侧壁32两个侧端密闭连接。进一步地，当采用这种结构时，为了使反应腔室各处均匀降温，环绕反应腔室1对称设置二个或二个以上这样的冷却腔，例如，可环绕反应腔室1对称设置二个侧壁横截面为半圆形的冷却腔，或环绕反应腔室1对称设置三个侧壁横截面为120度弧形的冷却腔。该二个或二个以上冷却腔整体呈筒状结构，且该筒状结构的中空部分可容纳所述反应腔室。当然在实际应用中，二个大于或二个以上的冷却腔也可不对称设置，例如，可环绕反应腔室设置两个这样的冷却腔，其中一个冷却腔的侧壁横截面为大于半圆的弧状，另个冷却腔的侧壁横截面为小于半圆的弧状，且两个冷却腔整体呈筒状结构，

需要说明的是，在实际应用中，冷却腔可为由第一侧壁31、第二侧壁32和底壁34围成的非密闭腔室，即，冷却腔上方开口，第一侧壁31和第二侧壁32上方未连接在一起，此时，可不设置上述冷却介质进口和出口，冷却介质可直接通过冷却腔上方注入其中。此外，本实施例中的位置调整装置的结构和作用与前述实施例类似，在此不再赘述。

此外，还需说明得是，在实际应用中，在使用本实施例提供的控温装置降温之前，优选先在冷却腔内注入诸如水或其他比热容较大的液体的液态冷却介质或者诸如冰块的固态冷却介质，这样当降温时就可同时吸收反应腔室各处释放的热量，具有良好的降温效果。

请一并参阅图3a和图3b，本发明第三实施例提供的控温装置包括：环绕反应腔室1外围设置的冷却装置2；以及用于调整冷却装置2与反应腔室1相对位置的位置调整装置(图未示)。具体地，本实施例中的冷却装置2包括环绕反应腔室1设置的冷却腔和设置在冷却腔室内的冷却管40，其中，冷却腔室由第一侧壁41、第二侧壁42及顶壁43和底壁44围绕而成，冷却管40设置在第一侧壁41朝向第二侧壁42的一侧上，在第二侧壁42上设置有与冷却管40连通的冷却介质进口和出口，借助于该进口和出口可使冷却介质流过冷却管40从而与反应腔室1进行热量交换，以降低反应腔室1的温度。

在本实施例中，第一侧壁41和第二侧壁42为横截面为圆形并沿反应腔室轴向延伸的筒状结构，且第一侧壁41围成的中空部分可容纳反应腔室1，即，第一侧壁41可环绕反应腔室1设置。此外，在本实施例中冷却管40优选采用环绕反应腔室并沿反应腔室的轴向延伸的螺旋结构，即，冷却管40采用螺旋管，这样当冷却介质进入冷却管40后即可从上至下沿螺旋管逐层流动，从而可吸收反应腔室1各处释放的热量，进而有效降低反应腔室1各处的温度。

需要说明的是，在实际应用中，使用本实施例提供的控温装置时，可不必在冷却腔内注入冷却介质，因此，冷却腔可仅包括第一侧壁41和第二侧壁42，即，第一侧壁41和第二侧壁42是相互分离的，并且第一侧壁41和第二侧壁的结构也不局限于筒状结构，例如可采用截面为半圆形或弧形并沿反应腔室轴向延伸的曲面结构，此时，同上述实施例类似，环绕反应腔室1对称设置多个这样的冷却腔，且在每个冷却腔的第一侧壁41朝向第二侧壁42的一侧设置冷却管40，并且，优选地，冷却管40采用沿反应腔室轴向延伸的蛇形管结构。

进一步地，在本实施例中，冷却腔的主要作用是为冷却管40提供设置位置，因此，在实际应用中，也可以仅设置第一侧壁41，此时，冷却管40优选设置在第一侧壁41背离反应腔室1的一侧，当然也可设置在朝向反应腔室1的一侧。并且，第一侧壁41可采用横截面为圆形并沿反应腔室轴向延伸的筒状结构，也可采用横截面为半圆形或弧形并沿反应腔室轴向延伸的曲面结构。

此外，还需要说明的是，冷却管40并不局限于上述结构或设置方式，例如，冷却管40可根据第一侧壁41的结构而采用环形管或者直管，且环形管或直管的数量可为多个，即，冷却装置2包括多个环绕反应腔室1并且沿反应腔室轴向层叠设置的环形管或者包括多个沿反应腔室轴向延伸并且沿反应腔室周向设置而环绕反应腔室的直管，并且每个冷却管均设置进水口和出水口，以便借助于进水口和出水口使冷却介质流过冷却管来吸收反应腔室的热量。当然，在实际应用中，当冷却管40采用环形结构时，也可仅在最上方和最下方的冷却管40上设置进水口和出水口，此时需要使该多个冷却管40彼此连通，这可采用前述方式来实现，即，通过在相邻冷却管40之间设置与冷却管40连通的管状连通部件而使该多个冷却管连通，并且，为了防止冷却介质从最上方直接流向最下方，应这样设置管状连通部件的位置，即，使沿反应腔室1的轴向相邻的管状连通部件沿冷却管40的周向偏离一段距离，例如在图3a和图3b中，当上一个管状连通部件设置在冷却管40的左侧时，则与之轴对称地将下一个管状连接部件设置在冷却管40的右侧，这样当冷却介质进入冷却管40后，可逐一流过每个冷却管40，从而能够更高效地吸收反应腔室1各处释放的热量，使反应腔室1快速降温。

请参阅图4，本发明第四实施例提供的控温装置包括环绕反应腔室1外围设置的冷却装置2。其中，冷却装置2同本发明第三实施例提供的类似，其包括环绕反应腔室1外围设置的冷却腔，以及设置在冷却腔内的冷却管。在冷却腔的上方和下方设置有进水管3和出水管4，并且进水管3和出水管4均与冷却管连通，借助进水管3和出水管4可使冷却介质流过冷却管来吸收反应腔室1的热量而降低反应腔室1的温度。为了控制冷却装置2的工作状态，在进水管3上设置有阀门5，当需要对反应腔室1降温时，则打开位于进水管3的阀门5，以使冷却介质流过冷却管来吸收热量；当需要停止降温或者不需要对反应腔室降温时，则关闭位于进水管3上的阀门5。

需要说明得是，本实施例中冷却装置2不局限于图4所示结构，可采用与前述第一或第二实施例类似的结构或设置方式，此时，可根据具体结构来设置上述进水管3和出水管4的结构、位置及数量。此外，除了在进水管3上设置阀门5来控制冷却装置2的工作状态外，还可采用其他开关装置，并且阀门5或开关装置的位置不局限于设置在进水管上，也可设置在冷却介质源处或其他合适位置处。此外，还需要说明得是，在本实施例中并未设置位置调整装置，也就是说，本实施例提供的控温装置仅包括冷却装置2，并且该冷却装置无论是否需要对反应腔室1进行降温，都环绕在反应腔室1的外围。

作为本发明的另一种技术方案，本发明还提供了一种半导体处理设备，其包括反应腔室，在所述反应腔室的外围设置本发明提供的上述控温装置。当然，在实际应用中，该半导体处理设备还可包括位于反应腔室外围并环绕反应腔室设置的感应加热线圈，此时，当需要降温时可通过位置调整装置使反应腔室控温装置设置在感应加热线圈和反应腔室之间，而在反应腔室升温过程中，则通过位置调整装置，使反应腔室控温装置远离反应腔室，以使其快速升温。

请参阅图5，其为本发明一实施例提供的半导体处理设备的结构示意图。如图5所示，该半导体处理设备包括反应腔室101，在反应腔室101内设置有托盘装置102，在反应腔室外围设置有感应加热线圈103和控温装置104，且控温装置104设置在反应腔室101和感应加热线圈103之间。其中，托盘装置102包括四个相互平行且沿纵向自下而上依次层叠设置的环形托盘，相邻托盘之间具有一定间距。控温装置104同本发明第三实施例提供的控温装置类似，在此不再赘述。

需要指出的是，本实施例仅以圆形的托盘为例来进行说明，技术人员可根据实际需要而对各托盘的形状进行变型或改进，并且该变型和改进均应视为本发明的保护范围。而且，本发明提供的托盘装置中的托盘数量不必局限于前述实施例所述的四个，而是可以为n个，其中n为大于等于2的整数。

进一步需要指出的是，在实际应用中，各托盘可通过这样的方式实现连接与固定：即，在多个托盘的背面设置第一凸起部，在相邻托盘的正面对应地设置有与该第一凸起部相配合第二凹进部，借助第一凸起部和第二凹进部之间的配合而将相邻托盘彼此保持一定间距地叠置在一起；和/或在多个托盘的背面设置第一凹进部，在相邻托盘的正面对应地设置有与第一凹进部相配合第二凸起部，借助第二凸起部和第一凹进部之间的配合而将相邻托盘彼此保持一定间距地叠置在一起。或者，也可以在托盘装置中设置用于固定各托盘的固定架，每一个托盘均借助于固定连接件而固定在该固定架上，并且相邻托盘间隔有一定间距。当托盘呈环状结构，该固定架沿所述多个托盘的层叠方向贯穿所述层叠设置的托盘的中空部分。当然，固定架也可以设置在托盘的边缘位置。事实上，凡是能够将各托盘连接固定为一个整体并能确保相邻托盘之间留有工艺气体流动通道的方式就都可以采用。

需要说明得是，在实际应用中，当在反应腔室升温过程中无需移开所述控温装置或者反应腔室仅有降温需求时，控温装置可不必包括上述位置调整装置，并且位置调整装置可采用升降装置、旋转装置或其他能够调整冷却装置与反应腔室相对位置的装置。

此外，还需要说明的是，冷却管及冷却腔的壁优选采用导热性能较好且耐高温的材料制成，例如不锈钢，这样冷却装置既具有良好的吸热散热能力又能适应于高温环境下工作；其中，冷却腔的壁诸如上述第一侧壁、第二侧壁、顶壁及底壁。并且，为了快速降低反应腔室各处温度，优选地，冷却管和冷却腔的轴向尺寸大于或等于反应腔室的轴向尺寸。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种反应腔室控温装置，用于控制半导体处理设备的反应腔室的温度，其特征在于包括冷却装置，所述冷却装置环绕在所述反应腔室的外围或者在对反应腔室进行降温时移至反应腔室的外围。

2.如权利要求1所述的反应腔室控温装置，其特征在于，还包括与冷却装置相连的位置调整装置，所述位置调整装置可调整所述冷却装置与所述反应腔室之间的相对位置，以便在反应腔室降温时使该冷却装置环绕在所述反应腔室的外围而对反应腔室进行降温。

3.如权利要求1所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却装置包括冷却管和冷却腔中的至少一种。

4.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却管包括多个环绕所述反应腔室的环形管，且所述多个环形管沿反应腔室轴向层叠设置。

5.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却管包括多个沿反应腔室轴向延伸的直管，且所述多个直管沿所述反应腔室周向排列而环绕在所述反应腔室的外围。

6.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却管包括至少一个环绕在所述反应腔室外围并沿所述反应腔室轴向延伸的螺旋管。

7.如权利要求6所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述螺旋管的数量为二个以上，且所述二个以上螺旋管彼此嵌套设置。

8.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却管包括至少一个环绕所述反应腔室并沿所述反应腔室轴向延伸的蛇形管。

9.如权利要求8所述反应腔室控温装置，其特征在于，所述蛇形管的数量为二个以上，且所述二个以上蛇形管彼此嵌套设置。

10.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却管包括二个横截面为半圆形并沿反应腔室轴向延伸的蛇形管，且所述二个蛇形管环绕反应腔室对称设置。

11.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却管包括二个以上横截面为弧形并沿反应腔室轴向延伸的蛇形管，且所述二个以上蛇形管环绕反应腔室设置。

12.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却腔由底壁、顶壁及横截面为圆形并沿反应腔室轴向延伸的第一侧壁和第二侧壁围成，所述第一侧壁围成的中空部分可容纳所述反应腔室。

13.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却腔的数量为二个以上，每个所述冷却腔由底壁、顶壁及横截面为半圆形或弧形并沿反应腔室轴向延伸的第一侧壁和第二侧壁围成，且所述二个以上的冷却腔环绕所述反应腔室设置。

14.如权利要求12或13所述的反应腔室控温装置，其特征在于，还包括冷却管，所述冷却管位于所述冷却腔内，且设置在冷却腔的靠近反应腔室的侧壁上。

15.如权利要求3所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述冷却管和冷却腔的轴向尺寸大于或等于所述反应腔室的轴向尺寸。

16.如权利要求2所述的反应腔室控温装置，其特征在于，所述位置调整装置包括升降装置，用以在所述反应腔室升温过程中使所述冷却装置远离反应腔室，而在所述反应腔室降温过程中使所述冷却装置环绕所述反应腔室。

17.一种半导体处理设备，包括反应腔室，其特征在于，在所述反应腔室外部设置有如权利要求1-17任意一项所述的控温装置，在所述反应腔室内部设置有托盘装置。

18.如权利要求17所述的半导体处理设备，其特征在于，所述托盘装置包括多个沿反应腔室轴向层叠设置的托盘，并且相邻托盘之间具有一定间距。

19.如权利要求18所述的半导体处理设备，其特征在于，在所述多个层叠设置的托盘中，除最底层的托盘外，在各托盘的背面设置第一凸起部，并在与背面设置有第一凸起部的各托盘相对设置的托盘的正面设置与所述第一凸起部相配合第二凹进部；和/或

在所述多个层叠设置的托盘中，除最底层的托盘外，在各托盘的背面设置第一凹进部，并在与背面设置有第一凹进部的各托盘相对设置的托盘的正面设置与所述第一凹进部相配合第二凸起部；并且

借助于所述第一凸起部和第二凹进部之间的配合和/或所述第二凸起部和第一凹进部之间的配合，而将相邻托盘彼此保持一定间距地叠置在一起。

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