CN103805958A - 化学气相沉积装置及其清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种化学气相沉积装置。所述化学气相沉积装置将清洁工具从传输腔传输到所述反应腔，并将所述清洁工具安装在反应腔内的顶壁上的清洁工具安装部上，以清洁所述反应腔内的承载部件；所述化学气相沉积装置还可以翻转所述清洁工具，并将所述清洁工具设置在所述承载部件上，以清洁所述反应腔的顶壁。本发明的化学气相沉积装置可以自动清洁所述反应腔的顶壁和承载部件，缩短了清洁时间，提高了所述化学气相沉积装置的生产效率。本发明同时提供一种化学气相沉积装置的清洗方法。

Description

化学气相沉积装置及其清洁方法

技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术领域，特别涉及一种化学气相沉积装置及所述化学气相沉积装置的清洁方法。

背景技术

金属有机化学气相沉积(MOCVD，Metal-Organic Chemical VaporDeposition)是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种化学气相外延沉积工艺。它以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长的原材料，以热分解反应方式在石墨盘上进行沉积工艺，生长各种III-V族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。上述工艺过程通常在化学气相沉积装置中进行，特别是在MOCVD装置中进行。

下面对现有的化学气相沉积装置进行说明。具体地，以MOCVD装置为例，请参考图10，图10是现有的化学气相沉积装置的剖面结构示意图。

所述化学气相沉积装置2包括腔体21，设置在腔体21顶部的喷淋组件22，设置在所述腔体21底部的承载部件23，和驱动所述承载部件23转动的致动装置24。所述喷淋组件22与所述承载部件23相对设置，并限定位于二者之间的反应区。

在进行化学气相沉积工艺的过程中，待处理基片设置在所述承载部件23面向所述喷淋组件22的上表面；所述致动装置24驱动所述承载部件23转动；反应气体通过所述喷淋组件22进入所述反应区，并在所述待处理基片的表面发生反应并沉积形成固体薄膜。

在上述化学气相沉积工艺过程中，尽管不希望发生，但固体沉积物同时会沉积在所述喷淋组件22面向所述承载部件23的表面和所述承载部件23面向所述喷淋组件22的表面。所述沉积在所述喷淋组件22和所述承载部件23上的沉积物会脱落而形成污染颗粒。因此，在完成一定次数的化学气相沉积工艺后，需要对所述喷淋组件22面向所述承载部件23的表面和所述承载部件23面向所述喷淋组件22的表面进行清洁。现有技术中，清洁所述喷淋组件22和所述承载部件23表面的方法是：开启所述腔体21，用人工的方法对所述喷淋组件22面向所述承载部件23的表面和所述承载部件23面向所述喷淋组件22的表面进行刷洗。由于需要开启所述腔体21，就需要所述化学气相沉积装置2腔体21内所有部件都冷却到100摄氏度以下，并从真空状态恢复到大气压状态才能开启。在完成所述喷淋组件22表面和所述承载部件23表面的清洗后，又需要将所述化学气相沉积装置2腔体21进行抽真空，并将腔体21内的部件加热到反应温度。因此，一次对所述喷淋组件22表面和所述承载部件23表面的清洗需要花费较长的时间，从而降低了现有化学气相沉积装置2生产效率。

为解决上述问题，美国专利申请公开US2011/0186078A1提出将清洁工具传输到反应腔中，并将清洁工具支撑在转轴上，通过旋转所述清洁工具以自动清洁喷淋组件的出气面的技术方案。但该技术方案只能自动清洁所述喷淋组件的出气面，并不能清洁所述承载部件23的表面；因此，还需要人工对所述化学气相沉积装置的承载部件122进行清洗，或将清洁工具与其相应的制动工具和支持工具一同传入反应腔内对所述化学气相沉积装置的承载部件122进行自动清洗，这在小的空间将难以实现。

因此，有必要研发一种能够对喷淋组件表面和所述承载部件表面进行自动清洁并能缩短清洁时间的化学气相沉积装置及化学气相沉积装置清洁方法。

发明内容

现有技术化学气相沉积装置存在需要人工清洗，清洗时间长，生产效率低的问题，本发明提供一种能解决上述问题的化学气相沉积装置。

一种化学气相沉积装置包括反应腔、传输腔，所述反应腔具有顶壁，所述反应腔底部设置有承载部件，所述反应腔设置有加热器与致动装置，所述传输腔内设置有传输装置用以在所述传输腔和所述反应腔之间传输待处理或处理完毕的基片或承载有基片的板部件，所述承载部件具有承载面，所述化学气相沉积装置还包括清洁工具，所述清洁工具具有刮擦部和固定部，所述反应腔具有清洁工具安装部，当所述固定部安装在清洁工具安装部上时，所述致动装置驱动所述承载面使其相对所述清洁工具运动以使得所述清洁工具对所述承载面进行清洁，当翻转所述清洁工具后，并将所述固定部设置在所述承载面上时，所述致动装置驱动所述承载面运动，以使得所述清洁工具接触所述顶壁并相对所述顶壁运动以对所述顶壁进行清洁。

本发明还提供一种能解决上述问题的化学气相沉积装置的清洗方法。

一种的化学气相沉积装置的清洗方法，包括：提供一反应腔，所述反应腔具有顶壁，所述反应腔还包括设置在所述反应腔底部并与顶壁相对的所述承载部件，所述反应腔还包括清洁工具安装部、加热器和控制单元，所述清洁工具安装部相对所述顶壁固定，所述承载部件具有承载面；提供一传输腔，所述传输腔内设置有传输装置用以在所述传输腔和所述反应腔之间传输待处理或处理完毕的基片或承载有基片的板部件；提供一清洁工具，所述清洁工具包括刮擦部和固定部，所述清洁工具被置于所述传输腔内，并由所述传输装置传输至所述反应腔中；所述清洁工具通过所述固定部被设置在所述承载装置上；提供一致动装置，所述致动装置升高并旋转所述承载部件，使得所述清洁工具清洁所述顶壁；降低并停止旋转所述承载部件；所述化学气相沉积装置翻转所述清洁工具并使得所述清洁工具通过所述固定部安装在所述清洁工具安装部上；所述致动装置旋转所述承载部件，使得所述清洁工具清洁所述承载部件的承载面；停止旋转所述承载部件，并使所述清洁工具从所述清洁工具安装部上脱离；所述清洁工具被所述传输装置从所述承载部件传输到所述传输腔。

一种的化学气相沉积装置的清洗方法，包括：提供一反应腔，所述反应腔具有顶壁，所述反应腔还包括设置在所述反应腔底部并与顶壁相对的所述有承载部件，所述反应腔还包括清洁工具安装部、加热器和控制单元，所述清洁工具安装部相对所述顶壁固定，所述承载部件具有承载面；提供一传输腔，所述传输腔内设置有传输装置用以在所述传输腔和所述反应腔之间传输待处理或处理完毕的基片或承载有基片的板部件；提供一清洁工具，所述清洁工具包括刮擦部和固定部，所述清洁工具被置于所述传输腔内，并由所述传输装置传输至所述反应腔中；所述清洁工具通过所述固定部被安装在所述清洁工具安装部上；提供一致动装置，所述致动装置旋转所述承载部件，使得所述清洁工具清洁所述承载部件的承载面；降低并停止旋转所述承载部件；所述化学气相沉积装置翻转所述清洁工具并使得所述清洁工具的固定部设置在所述承载部件上；所述致动装置驱动所述承载部件抬升并转动，使得所述清洁工具清洁所述顶壁；降低停止旋转所述承载部件；所述清洁工具被所述传输装置从所述承载部件传输到所述传输腔。

与现有技术相比较，本发明的化学气相沉积装置中，在需要清洁所述顶壁和所述承载部件表面时，将清洁工具传输到所述反应腔内的所述承载部件上，使得所述致动装置驱动所述清洁工具对所述顶壁进行清洁；在完成清洁所述顶壁后，所述化学气相沉积装置翻转所述清洁工具，并使得所述清洁工具固定于所述相对顶壁固定的清洁工具安装部上，使所述承载部件旋转，进而清洁所述承载部件的承载面。由于不需要人工对所述顶壁和所述承载部件的承载面进行清洗，因此不需要等待所述反应腔的温度降低后才开启所述反应腔，从而可以节省清洁时间，提高所述化学气相沉积装置的生产效率；且所述化学气相沉积装置可以自行清洁，减少了对人力劳动的依赖。本发明的化学气相沉积装置还可以同时自动清洗所述顶壁和所述承载部件表面，从而使得所述反应腔内的污染物大为减少，提高了化学气相沉积工艺的良率。本发明的化学气相沉积装置的清洗方法具有基本相同的技术效果。此外，所述清洁工具具有刮擦部和固定部，所述反应腔具有清洁工具安装部，所述清洁工具通过所述固定部被安装在所述清洁工具安装部上，这避免了清洗过程中，将制动工具或支持工具一并传输到反应腔中，有效利用了反应腔内的环境空间，简化了结构。

附图说明

图1是本发明化学气相沉积装置第一实施方式的结构示意图。

图2是图1所示化学气相沉积装置剖面结构示意图。

图3是图1所示清洁工具的立体机构示意图。

图4是图3所示清洁工具的俯视结构示意图。

图5是图3所述刷子单元的剖面结构示意图。

图6是清洁反应腔的过程中，将所述清洁工具放置与所述承载部件后的反应腔剖面结构示意图。

图7是清洁反应腔的过程中，将所述清洁工具抬升后使得所述清洁工具的刷毛与所述喷淋组件接触后的反应腔剖面结构示意图。

图8是清洁反应腔的过程中，将翻转后的所述清洁工具放置在所述承载部件上的反应腔剖面结构示意图。

图9是清洁反应腔的过程中，将所述清洁工具的固定部安装在所述清洁工具安装部上的反应腔剖面结构示意图。

图10是现有的化学气相沉积装置的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

现有技术化学气相沉积装置存在需要人工清洗，清洗时间长，生产效率低的问题，为解决现有技术的问题，本发明提出一种清洁时间短、生产效率高的化学气相沉积装置，所述化学气相沉积装置包括反应腔、传输腔，所述反应腔具有顶壁，所述反应腔底部设置有承载部件，所述反应腔设置有加热器与致动装置，所述传输腔内设置有传输装置用以在所述传输腔和所述反应腔之间传输待处理或处理完毕的基片或承载有基片的板部件，所述承载部件具有承载面，所述化学气相沉积装置还包括清洁工具，所述清洁工具具有刮擦部和固定部，所述反应腔具有清洁工具安装部，当所述固定部安装在清洁工具安装部上时，所述致动装置驱动所述承载面使其相对所述清洁工具运动以使得所述清洁工具对所述承载面进行清洁，当翻转所述清洁工具后，并将所述固定部设置在所述承载面上时，所述致动装置驱动所述承载面运动，以使得所述清洁工具接触所述顶壁并相对所述顶壁运动以对所述顶壁进行清洁。

与现有技术相比较，本发明的化学气相沉积装置中，在需要清洁所述顶壁和所述承载部件表面时，将清洁工具传输到所述反应腔内的所述承载部件上，使得所述致动装置驱动所述清洁工具对所述顶壁进行清洁；在完成清洁所述顶壁后，所述化学气相沉积装置翻转所述清洁工具，并使得所述清洁工具固定于所述相对顶壁固定的清洁工具安装部上，使所述承载部件旋转，进而清洁所述承载部件的承载面。由于不需要人工对所述顶壁和所述承载部件的承载面进行清洗，因此不需要等待所述反应腔的温度降低后才开启所述反应腔，从而可以节省清洁时间，提高所述化学气相沉积装置的生产效率；且所述化学气相沉积装置可以自行清洁，减少了对人力劳动的依赖。本发明的化学气相沉积装置还可以同时自动清洗所述顶壁和所述承载部件表面，从而使得所述反应腔内的污染物大为减少，提高了化学气相沉积工艺的良率。此外，所述清洁工具具有刮擦部和固定部，所述反应腔具有清洁工具安装部，所述清洁工具通过所述固定部被安装在所述清洁工具安装部上，这避免了清洗过程中，将致动工具或支持工具一并传输到反应腔中，有效利用了反应腔内的环境空间，简化了结构。

请参阅图1，图1是本发明化学气相沉积装置第一实施方式的结构示意图。所述化学气相沉积装置1包括一传输腔11、一个或多个反应腔12、负载锁14和多个门阀13。所述一个或多个反应腔12与所述负载锁14分布于所述传输腔11的周围并分别通过一个所述门阀13与所述传输腔11连通。所述负载锁14用于向所述化学气相沉积装置1输入待处理基片，和从所述化学气相沉积装置1输出处理完成的基片。所述反应腔12用于对待处理基片进行化学气相沉积处理，从而在待处理基片上沉积一层固体材料。所述固体材料，优选的，如III-V半导体材料。所述传输腔11用于在所述负载锁14和所述一个或多个反应腔12之间传输基片。

请同时参阅图2，图2是图1所示化学气相沉积装置2剖面结构示意图。所述反应腔12包括腔体、位于腔体顶部的顶壁128、设置在所述腔体底部并与所述顶壁128相对设置的承载部件122、加热器123、致动装置126、清洁工具安装部16和泵部件。所述顶壁128与所述承载部件122之间限定一反应区；所述加热器123用于加热设置在所承载部件122上的待处理基片或其他部件。所述致动装置126通过一转轴124连接所述承载部件122。所述致动装置126用于驱动所述承载部件122转动，优选的，所述致动装置126还进一步用于驱动所述承载部件122，使所述承载部件122抬升或降低，从而使得所述承载部件122靠近或远离所述喷淋组件121。所述泵部件设置在所述承载部件122的周围，用于抽走所述反应区中的气体。

所述顶壁128具有面向所述承载部件122的顶面。喷淋组件121设置在所述顶壁128上。所述喷淋组件121包括一面向所述承载部件122的出气表面125。所述出气表面125为所述顶壁128的顶面的一部分。所述出气表面125上设置有多个出气孔。反应气体从反应腔12外引入到所述喷淋组件121后，通过所述多个出气孔喷射到所述反应区域中。所述承载部件122具有面向所述喷淋组件121的承载面127。在进行化学气相沉积工艺的过程中，待处理基片被设置在所述承载面127上；所述加热器123用于加热所述被设置在所述承载面127上的待处理基片。其他部件也可以设置在所述承载面127上。所述清洁工具安装部16安装在所述顶壁128上，所述清洁工具安装部16为设置在所述顶壁128上的多个卡合孔。优选的，所述卡合孔设置在所述喷淋组件121的周围，如此，所述清洁工具安装部16不会占用所述喷淋组件121的出气表面125上的面积，使得喷淋组件121出气表面125上的出气孔在出气表面125上分布均匀。可选的所述清洁工具安装部16还可以是设置在所述喷淋组件121上的检测孔。由于所述喷淋组件121本身需要设置检测孔，而且检测孔是用于检测基片处理过程中，反应腔12内的状态，因此，在进行清洁时，检测孔可以用作清洁工具安装部16，而不需要在反应腔12中额外增加清洁工具安装部16。

所述传输腔11至少包括腔体和传输装置111。所述传输腔11优选的为真空传输腔，即所述腔体内被抽成真空状态；有害气体如：氧气等进入到所述反应腔12后会造成对所述反应腔12的损害，如氧气氧化所述反应腔12内的部件；使用真空传输腔，使得在所述传输腔11与所述反应腔12之间的门阀13开启以传输基片时，不会有有害气体如：氧气等进入到所述反应腔12中。所述传输装置111设置在所述传输腔11的腔体内。所述传输装置111用于在所述负载锁14和所述一个或多个反应腔12之间传输基片。优选的，所述传输装置111为机械手。优选的，所述传输腔11还包括一设置其腔体内的基片架112。所述基片架112用于存放基片；所述传输装置111同时也可以在所述负载锁14、所述一个或多个反应腔12和基片架112之间传输基片。

所述化学气相沉积装置1进一步包括一清洁工具15。所述清洁工具15在所述化学气相沉积装置1在待机状态或进行化学气相沉积工艺时，被放置于传输腔11中或所述负载锁14中；当所述化学气相沉积装置1中的反应腔12中的顶壁128(即所述喷淋组件121的出气表面)或承载部件122需要清洁的时候，所述清洁工具15将通过所述传输装置111传输至所述反应腔12中，并设置在所述承载部件122的承载面127或安装在所述清洁工具安装部16上。使得所述致动装置126可以驱动所述承载部件122，从而所述清洁工具15可以对所述顶壁128的顶面或所述承载部件122的承载面127进行清洁；其中，所述清洁工具15可以先设置在所述承载部件122的承载面127上以清洁所述顶壁128的顶面，完成清洁所述顶壁128的顶面后，所述化学气相沉积装置1翻转所述清洁工具15，即使得所述清洁工具15清洁面翻转面向所述承载部件122的承载面127，并使得所述清洁工具15固定于所述清洁工具安装部16上，使得所述清洁工具15清洁所述承载部件122的承载面127；所述清洁工具15也可以先固定在所述清洁工具安装部16上以清洁所述承载部件122的承载面127，完成清洁所述承载部件122的承载面127后，所述化学气相沉积装置1翻转所述清洁工具15，并使得所述清洁工具15设置在所述承载部件122的承载面127上，以使得所述清洁工具15清洁所述顶壁128的顶面。其中，所述化学气相沉积装置1翻转所述清洁工具15，可以是使得所述传输装置111将所述清洁工具15从所述反应腔12中取出到所述传输腔11中，所述传输装置111在所述传输腔11中翻转所述清洁工具15并将所述清洁工具15从新传输到所述反应腔12中。优选的，当所述化学气相沉积装置1在待机状态或进行化学气相沉积工艺时，所述清洁工具15被放置在所述传输腔11中的基片架112上。由于所述传输腔11为真空传输腔；因此需要将所述清洁工具15传输到所述反应腔12中时，无需等待所述反应腔12的温度降低和恢复到大气压力，就能开启所述位于传输腔11与所述反应腔12之间门阀13。从而缩短传输所述清洁工具15的时间。同时，将所述清洁工具15放置在所述传输腔11中的基片架112上，可以使得将所述清洁工具15传输到反应腔12中的路程最短，从而进一步缩短传输所述清洁工具15的时间。

请同时参阅图3和图4，图3是图1所示清洁工具15的立体结构示意图。图4是图3所示清洁工具15的俯视结构示意图。所述清洁工具15包括一托盘本体151、固定部158和刮擦部。所述固定部158设置所述托盘本体151的下表面；所述固定部158与所述清洁工具安装部16相对应，所述清洁工具15通过所述固定部158安装在所述清洁工具安装部16中；其中，所述固定部158包括多个固定卡扣。所述刮擦部固定设置在所述托盘本体151的上表面在本实施方式中，所述刮擦部包括多个刷子单元152，当然在本发明的某些其他的具体实施方式中，所述刮擦部也可以仅为一个刷子单元；所述刷子单元152优选的呈条状；可选的，所述刷子单元152也可以呈扇形。优选的，所述多个刷子单元152在所述托盘本体151的上表面呈放射状均匀分布；以使得所述清洁工具15可以均匀地清洁所述顶壁128的顶面和所述承载部件122的承载面127。优选的，所述清洁工具15的本体151包括若干子部，每一个子部上具有刷子单元152，从而使得所述清洁工具15分为若干子清洁部157，所述子清洁部157由所述传输装置111在所述传输腔11和所述反应腔12之间传输。所述本体151的子部优选的为扇形结构，所述清洁工具15的本体151为所述子部拼接而成的圆环形盘或圆形盘，也即所述清洁工具15为所述子清洁部157拼接而成的圆环形盘或圆形盘。

请一并参阅图5，图5是图3所述刷子单元152的剖面结构示意图。所述刷子单元152包括基板1523和刷毛1521/1522。所述基板1523固定安装于所述托盘本体151上。所述刷毛1521/1522插至于所述基板1523上；所述刷毛1521/1522的材料优选的，为耐高温和/或耐腐蚀的材料，如所述刷毛1521/1522的材料为尼龙(nylon)、高铬调制不锈钢(SST)、铜及其合金(copper&alloy)、炭纤维(carbon fiber)、碳纳米管(carbon nanotubes)、炭纤维网(carbon mesh)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚醚酮(PEEK)和高分子复合材料中的一种或多种。优选的，所述刷毛1521/1522横截面积要小于出气面125上的出气通孔的横截面积；如此，所述刷毛1521/1522可以伸入到所述出气通孔中对沉积在所述出气通孔内的物质进行清洁。所述刷毛1521/1522包括第一刷毛1521和第二刷毛1522。所述第一刷毛1521和第二刷毛1522的长度可以相同；优选的，所述第一刷毛1521与所述第二刷毛1522相互间隔设置；且所述第一刷毛1521的长度较所述第二刷毛1522的长度要短。其中较长的所述第二刷毛1522可以用于清洁所述喷淋组件121的出气表面125和所述承载部件122的承载面127上较难清洁的缝隙部分。

所述化学气相沉积装置1还进一步包括一控制装置。所述控制装置用于控制所述化学气相沉积装置1各个部件的运作。

以下将对所述化学气相沉积装置1的工作过程进行介绍。

在所述化学气相沉积装置1进行化学气相沉积工艺时，所述负载锁14打开，待处理基片被加载到所述负载锁14中。关闭所述负载锁14，并将所述负载锁14抽真空。完成对所述负载锁14抽真空后，开启所述负载锁14与所述传输腔11之间的门阀13。传输装置111将所述待处理基片从所述负载锁14中取出，并将所述待处理基片运送到所述传输腔11中；其中，所述传输装置111可以将所述待处理基片保持在所述传输装置111上，或将所述待处理基片暂存在所述基片架112上。关闭所述负载锁14与所述传输腔11之间的门阀13，开启所述反应腔12与所述传输腔11之间的门阀13。传输装置111将所述待处理基片运输到所述反应腔12中，并放置在所述承载部件122上，即，所述承载部件122同时也是用于支撑待处理基片的基座。关闭所述反应腔12与所述传输腔11之间的门阀13。所述致动装置126驱动所述承载部件122旋转并带动所述待处理基片转动；所述加热器123加热设置在所述承载部件122上的基片；所述喷淋组件121连接包括反应气体源和载气源，从而通过所述喷淋组件121上的出气口向所述反应区域提供反应气体和载气。所述反应气体在所述反应区域发生反应并在所述基片的表面沉积一层固体薄膜。优选的，当所述化学气相沉积装置为金属有机化学气相沉积装置时，所述反应气体优选的包括III族反应气体和V族反应气体，或所述反应气体包括II族反应气体和VI族反应气体；所述反应气体反应在所述基片上沉积一层III-V族半导体薄膜，如GaN薄膜，或沉积一层II-VI族半导体薄膜。完成薄膜沉积后，开启所述反应腔12与所述传输腔11之间的门阀13，传输装置111将所述基片从所述处理腔12中取出并传输到所述传输腔11中；其中，所述传输装置111可以将所述基片保持在所述传输装置111上，或将所述基片暂存在所述基片架112上。关闭所述反应腔12与所述传输腔11之间的门阀13，开启所述负载锁14与所述传输腔11之间的门阀13。传输装置111将所述基片传输到所述负载锁14中。关闭所述负载锁14与所述传输腔11之间的门阀13；使得所述负载锁14中的气压恢复到大气压，开启所述负载锁14，将所述基片从负载锁14中取出，从而完成对基片的化学气相沉积工艺处理过程。上述过程中，基片在反应腔12中完成处理并被传输到所述传输腔11后，还可以被传输到另外一个处理腔12中进行其他化学气相沉积工艺处理。之后再传输到所述负载锁14中取出。

当所述处理腔12完成一次或多次化学气相沉积工艺处理后，其顶壁128和所述承载部件122的承载面127将沉积有固体物质，因此，需要对所述顶壁128和所述承载部件122的承载面127进行清洁。此时，所述传输腔11中的传输装置111从所述负载腔14或所述传输腔11中的所述基片架112上装载所述清洁工具15。优选的，所述清洁工具15被放置在所述传输腔11中的基片架112上，因此，所述传输装置111从所述基片架112上装载所述清洁工具15。开启所述反应腔12与所述传输腔11之间的门阀13，传输装置111将所述清洁工具15传输至所述反应腔12中，并将所述清洁工具15通过所述固定部158放置在所述承载部件122上，所述清洁工具15通过所述固定部158固定在所述承载部件122上；所述固定部158的固定卡扣与所述承载部件122上的卡合部配合使得所述清洁工具15固定在所述承载部件122上；优选的，传输所述清洁工具15为逐个传输所述若干个子清洁部127。所述控制装置控制所述致动装置126，使得所述致动装置126驱动所述承载部件122旋转，从而带动所述清洁工具15旋转，进而使得所述清洁工具15上的刮擦部刷洗所述顶壁128；优选的，在所述清洁工具15刷洗所述顶壁128同时，所述加热器123加热所述清洁工具15，从而提高所述清洁工具15的清洁效率；进一步优选的，在所述清洁工具15刷洗所述顶壁128同时，所述喷淋组件121还进一步连接一清洁气源，所述清洁气源优选的包括含氯化合物或含氟化合物的气体，如氯化氢；清洁气体通过所述喷淋组件121进入所述反应腔的反应区，所述清洁气体可以进一步提高所述清洁工具15的清洁效率；进一步优选的，所述泵部件在所述清洁工具15刷洗所述顶壁128时，将反应区中的气体抽走，以迅速带走所述顶壁128上的污物，防止污物残留，提高清洁效果。

请参阅图6，图6是清洁反应腔的过程中，将所述清洁工具15固定于所述承载部件122后的反应腔12剖面结构示意图。其中，当所述清洁工具15被设置在所述承载部件122上后，由于所述清洁工具15的刷毛1511/1512与所述顶壁128之间通常具有间隙。因此，优选的，所述致动装置126进一步包括一抬升装置；所述抬升装置用于抬升所述承载部件122，使得所述清洁工具15的刷毛1511/1512接触到所述顶壁128。请参阅图7，图7是清洁反应腔的过程中，将所述清洁工具15抬升使得所述清洁工具15的刷毛与所述顶壁128接触后的反应腔12剖面结构示意图。在所述清洁工具15被放置到所述承载部件122上后，所述控制装置控制所述致动装置126旋转所述承载部件122，并同时抬升所述承载部件122，使得所述清洁工具15的刷毛1511/1512接触所述顶壁128，并刷洗所述顶壁128。所述控制装置进一步包括检测装置，所述检测装置用于检测所述清洁工具15的刷毛1511/1512是否接触所述顶壁128。如所述检测装置检测所述致动装置126中驱动所述承载部件122转动的电机的电流量变化从而检测所述清洁工具15的刷毛1511/1512是否接触所述顶壁128。当刷毛1511/1512接触到所述顶壁128，所述电机的电流会增加，所述检测装置检测到电流增加后，将会输出控制信号，使得所述致动装置126停止提升所述承载部件122。所述控制装置的检测装置还进一步检测所述顶壁128是否清洁干净。如所述检测装置检测所述致动装置126中驱动所述承载部件转动的电机的电流量变化以检测所述顶壁128是否已经清洁完成，由于所述出气表面125清洁干净后，所述驱动所述承载部件122转动的电机的电流量会降低，所述检测装置检测所述电流的降低，当所述电流降低到预定值时，所述检测装置发出控制指令，所述控制指令使得所述承载部件122停止转动，从而所述清洁工具15停止清洗所述顶壁128。可选的，所述控制装置还可以是包括一计时器，所述计时器用于控制所述清洁工具15刷洗所述顶壁128的时间。所述时间的长度根据经验设定，通常以保证能够清洗干净所述顶壁128为限。优选的，所述控制装置还包括一转速控制单元，所述转速控制单元能够根据所述顶壁128的清洁程度决定所述承载部件122的转速，所述顶壁128越清洁，所述承载部件122的转速越低。又优选的，所述控制装置还包括一温度控制单元，所述温度控制单元能够根据所述顶壁128的清洁程度决定所述加热器123对所述清洁工具15施加的温度，所述顶壁128越清洁，所述加热器123的加热温度越低。又优选的，所述控制装置还包括一气压控制单元，在所述清洗工具15对所述顶壁128进行清洗的过程中，所述气压控制单元控制所述反应腔12内的气压。

在完成清洁所述顶壁128后，降低所述承载部件122，所述致动装置126停止旋转所述承载部件122；所述反应腔12与所述传输腔11之间的门阀13开启。传输装置111将所述清洁工具15从所述反应腔12中取出至所述传输腔11中。所述传输装置111翻转所述清洁工具15，使得所述清洁工具15具有刮擦部的表面向下，即具有所述固定部158的表面向上。请参阅图8，图8是清洁反应腔的过程中，将翻转后的所述清洁工具15放置在所述承载部件122上的反应腔12剖面结构示意图。所述清洁工具15在所述传输腔11内被翻转后，所述传输装置111再将所述清洁工具15传输至所述反应腔12中，并将所述清洁工具15放置在所述承载部件122上。所述抬升装置驱动所述承载部件122升高，使得所述清洁工具15靠近所述顶壁128，使得所述清洁工具15的固定部158安装在所述清洁工具安装部16上，从而使得所述清洁工具15相对所述顶壁128固定；在本实施方式中，所述清洁工具15的固定卡扣对应卡合于所述顶壁128上的检测孔中。请参阅图9，图9是清洁反应腔的过程中，将所述清洁工具15的固定部158安装在所述清洁工具安装部16上的反应腔12剖面结构示意图。所述清洁工具15安装在所述清洁工具安装部16后，所述致动装置126驱动所述承载部件122转动，使得所述清洁工具15清洁所述承载部件122的承载面127；与此同时，所述加热器123可以加热所述清洁工具15。所述控制装置的检测装置还进一步检测所述承载部件122的承载面127是否清洁干净。所述检测装置检测所述承载面127是否清洁干净的方法与检测所述顶壁128是否清洁干净的方法基本相同，因此不再赘述。优选的，所述控制装置的转速控制单元根据所述承载面127的清洁程度决定所述承载部件122的转速，所述承载面127越清洁，所述承载部件122的转速越低。又优选的，所述控制装置的温度控制单元能够根据所述承载面127的清洁程度决定所述加热器123对所述清洁工具15施加的温度，所述承载面127越清洁，所述加热器123的加热温度越低。又优选的，在所述清洗工具15对所述出气表面125进行清洗的过程中，所述控制装置的气压控制单元控制所述反应腔12内的气压。

所述清洁工具15完成清洁所述承载部件122的承载面后，所述清洁工具15从所述喷淋组件121上脱离，并放置在所述承载部件122上，所述传输腔11与所述反应腔12之间的门阀13开启；所述传输装置111将所述清洁工具15传输到所述基片架112上。所述清洁工具15放置在所述基片架112上后，可以进一步传输到所述负载锁14中，再从所述负载锁14将所述清洁工具15从所述化学气相沉积装置1中取出。从而完成清洗过程，所述反应腔12可以从新进行化学气相沉积工艺处理工程。

在上述对所述顶壁128和所述承载部件122的承载面127进行清洁的过程中，所述清洁工具15也可以先通过所述固定部158安装在所述清洁工具安装部16上，以对所述承载部件122的承载面127进行清洁；其中，所述清洁工具15安装到所述清洁工具安装部16和所述清洁工具15对所述承载部件122的承载面127进行清洁的过程与前述相同，在此不再赘述。然后所述化学气相沉积装置1再翻转所述清洁工具15；所述化学气相沉积装置1翻转所述清洁工具15的过程与前述相同，在此也不再赘述。所述化学气相沉积装置1翻转所述清洁工具15后，将所述清洁工具15通过所述固定部158设置在所述承载部件122上对所述顶壁128进行清洁；所述清洁工具15设置在所述承载部件122和所述清洁工具15对所述顶壁128进行清洁的过程与前述相同，在此也不再赘述。

与现有技术相比较，本发明的化学气相沉积装置1中，在需要清洁所述顶壁128和所述承载部件122时，将清洁工具15传输到所述反应腔12内，使得所述清洁工具15安装在所述清洁工具安装部16上以对所述承载部件122进行清洁；所述化学气相沉积装置1还翻转所述清洁工具15，使所述清洁工具15设置在所述承载部件122上，用以对所述顶壁128进行清洁。由于不需要人工对所述顶壁128和所述承载部件122的承载面127进行清洗，因此，不需要等待所述反应腔12的温度降低后开启所述反应腔12，因此可以节省清洁时间，提高所述化学气相沉积装置1的生产效率。本发明的化学气相沉积装置1还可以同时自动清洗所述顶壁128和所述承载部件122的承载面127，从而使得所述反应腔12内的污染物大为减少，提高了化学气相沉积工艺的良率。

本发明化学气相沉积装置的第二实施方式与本发明化学气相沉积装置第一实施方式基本相同，其区别在于：述清洁工具的刮擦部包括多个擦布单元。所述刷布单元包括基板和刷布。所述基板固定于所述托盘本体上。所述刷布粘附于所述基板上；所述刷布的材料优选的，为耐高温和/或耐腐蚀的材料，如所述刷布的材料为尼龙(nylon)、高铬调制不锈钢(SST)、铜及其合金(copper&alloy)、炭纤维(carbon fiber)、碳纳米管(carbon nanotubes)、炭纤维网(carbonmesh)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚醚酮(PEEK)和高分子复合材料中的一种或多种。

与第一实施方式化学气相沉积装置1相比，第二实施方式化学气相沉积装置使用由多个刷布单元组成的刮擦部清洁所述喷淋组件的出气表面，由于刷布更加细腻，因此对所述喷淋组件的出气表面的清洁更加均匀。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (49)

1.一种化学气相沉积装置，包括：反应腔、传输腔，所述反应腔具有顶壁，所述反应腔底部设置有承载部件，所述反应腔设置有加热器与致动装置，所述传输腔内设置有传输装置用以在所述传输腔和所述反应腔之间传输待处理或处理完毕的基片或承载有基片的板部件，所述承载部件具有承载面，其特征在于，所述化学气相沉积装置还包括清洁工具，所述清洁工具具有刮擦部和固定部，所述反应腔具有清洁工具安装部，当所述固定部安装在清洁工具安装部上时，所述致动装置驱动所述承载面使其相对所述清洁工具运动以使得所述清洁工具对所述承载面进行清洁，当翻转所述清洁工具后，并将所述固定部设置在所述承载面上时，所述致动装置驱动所述承载面运动，以使得所述清洁工具接触所述顶壁并相对所述顶壁运动以对所述顶壁进行清洁。

2.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述清洁工具安装部设置于所述反应腔的顶壁。

3.如权利要求2所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应腔顶壁包括面向所述承载部件的顶面，所述顶面的至少一部分为出气表面。

4.如权利要求3所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述顶壁具有喷淋组件，所述出气面为所述喷淋组件面向所述承载部件的表面，所述清洁工具安装部设置在所述喷淋组件四周。

5.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应腔的顶壁具有检测孔，所述检测孔为所述清洁工具安装部。

6.如权利要求5所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述顶壁具有喷淋组件，所述检测孔设置在所述喷淋组件上。

7.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述清洁工具包括若干子清洁部，所述子清洁部由所述传输装置在所述传输腔和所述反应腔之间传输。

8.如权利要求7所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述子清洁部为扇形结构，所述清洁工具为所述子清洁部拼接而成的圆环形盘或圆形盘。

9.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述清洁工具的翻转在所述传输腔内完成。

10.如权利要求9所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述传输装置将所述清洁工具传输到所述传输腔后将所述清洁工具翻转。

11.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述化学气相沉积装置传输腔内包括基片架，所述基片架用以放置所述基片和所述清洁工具。

12.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述传输腔为真空传输腔。

13.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刮擦部包括多个刷子单元。

14.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刮擦部包括多个刷布单元。

15.如权利要求13所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刷子单元具有基板及至少一种刷毛。

16.如权利要求15所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刷毛的材质包括尼龙(nylon)、高铬调制不锈钢(SST)、铜及其合金(copper&alloy)、炭纤维(carbon fiber)、碳纳米管(carbon nanotubes)、炭纤维网(carbon mesh)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚醚酮(PEEK)和高分子复合材料中的一种或多种。

17.如权利要求14所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刷子单元具有基板及至少一种刷布。

18.如权利要求17所述的化学气相沉积装置，其特征在于，刷布的材质是尼龙(nylon)、高铬调制不锈钢(SST)、铜及其合金(copper&alloy)、炭纤维(carbon fiber)、碳纳米管(carbon nanotubes)、炭纤维网(carbon mesh)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚醚酮(PEEK)和高分子复合材料中的一种或多种。

19.如权利要求15所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刷毛具有相同长度。

20.如权利要求15所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刷毛具有不同长度。

21.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述加热单元对所述清洁工具加热。

22.如权利要求13所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述刷子单元具有刷毛，所述顶板具有若干出气通孔，所述出气通孔的横截面积大于所述刷毛的横截面积。

23.如权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述承载部件为用于放置所述基片的基座。

24.如权利要求1-23中任一项所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述化学气相沉积装置还包括控制单元，所述控制单元包括承载部件旋转控制单元，所述旋转控制单元用于控制旋转所述承载部件，以对所述顶壁或所述承载部件的承载面进行清洗。

25.如权利要求24所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述致动装置为所述承载部件旋转驱动装置。

26.如权利要求25所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述控制单元还包括基座升降控制单元用以控制所述基座的升降运动，以便所述清洁单元的刮擦部能够刷到所述承载面或所述顶壁。

27.如权利要求26所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述控制单元具备信号输出，以输出所述刮擦部接触到所述顶壁时的表征信号。

28.如权利要求27所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述清洁工具还包括检测单元，用于检测所述刮擦部对所述承载面或所述顶壁的接触程度。

29.如权利要求4所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述化学气相沉积装置为金属氧化物化学气相沉积装置，用以沉积化合物半导体外延薄膜。

30.如权利要求29所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述喷淋组件连接反应气体源、载气源、清洁气体源。

31.如权利要求30所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应气体源包括III族金属有机源和V族氢化物源。

32.如权利要求30所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述反应气体源包括II族金属有机源和VI族氢化物源。

33.如权利要求30所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述清洗气体源包括含氯化合物或含氟化合物的气体。

34.一种的化学气相沉积装置的清洗方法，包括：

提供一反应腔，所述反应腔具有顶壁，所述反应腔还包括设置在所述反应腔底部并与顶壁相对的所述承载部件，所述反应腔还包括清洁工具安装部、加热器和控制单元，所述清洁工具安装部相对所述顶壁固定，所述承载部件具有承载面；

提供一传输腔，所述传输腔内设置有传输装置用以在所述传输腔和所述反应腔之间传输待处理或处理完毕的基片或承载有基片的板部件；

提供一清洁工具，所述清洁工具包括刮擦部和固定部，所述清洁工具被置于所述传输腔内，并由所述传输装置传输至所述反应腔中；

所述清洁工具通过所述固定部被设置在所述承载装置上；

提供一致动装置，所述致动装置升高并旋转所述承载部件，使得所述清洁工具清洁所述顶壁；

降低并停止旋转所述承载部件；

所述化学气相沉积装置翻转所述清洁工具并使得所述清洁工具通过所述固定部安装在所述清洁工具安装部上；

所述致动装置旋转所述承载部件，使得所述清洁工具清洁所述承载部件的承载面；

停止旋转所述承载部件，并使所述清洁工具从所述清洁工具安装部上脱离；

所述清洁工具被所述传输装置从所述承载部件传输到所述传输腔。

35.一种的化学气相沉积装置的清洗方法，包括：

提供一反应腔，所述反应腔具有顶壁，所述反应腔还包括设置在所述反应腔底部并与顶壁相对的所述有承载部件，所述反应腔还包括清洁工具安装部、加热器和控制单元，所述清洁工具安装部相对所述顶壁固定，所述承载部件具有承载面；

提供一传输腔，所述传输腔内设置有传输装置用以在所述传输腔和所述反应腔之间传输待处理或处理完毕的基片或承载有基片的板部件；

提供一清洁工具，所述清洁工具包括刮擦部和固定部，所述清洁工具被置于所述传输腔内，并由所述传输装置传输至所述反应腔中；

所述清洁工具通过所述固定部被安装在所述清洁工具安装部上；

提供一致动装置，所述致动装置旋转所述承载部件，使得所述清洁工具清洁所述承载部件的承载面；

降低并停止旋转所述承载部件；

所述化学气相沉积装置翻转所述清洁工具并使得所述清洁工具的固定部设置在所述承载部件上；

所述致动装置驱动所述承载部件抬升并转动，使得所述清洁工具清洁所述顶壁；

降低停止旋转所述承载部件；

所述清洁工具被所述传输装置从所述承载部件传输到所述传输腔。

36.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述清洁工具包括若干子清洁部，所述子清洁部由所述传输装置在所述传输腔和所述反应腔之间传输。

37.如权利要求36所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述子清洁部为扇形结构，所述清洁工具为所述子清洁部拼接而成的圆环形盘或圆形盘。

38.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述清洁工具包括多个刷子单元。

39.如权利要求38所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述致动装置升高与旋转所述承载部件可以同时进行。

40.如权利要求38所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，升高与旋转所述承载部件可以分步进行。

41.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述控制单元包括检测装置，所述检测装置用以检测所述顶壁或所述承载部件的承载面的清洁状态。

42.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述化学气相沉积装置为金属氧化物化学气相沉积装置，用以沉积化合物半导体外延薄膜。

43.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述清洁工具包括刷子或刷布单元。

44.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述控制单元包括转速控制单元，所述转速控制单元能够根据所述顶壁或所述承载部件的承载面的清洁程度决定所述承载部件的转速。

45.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述控制单元包括温度控制单元，所述温度控制单元能够根据所述顶壁或所述承载部件的承载面的清洁程度决定所述加热单元对所述清洁工具施加的温度。

46.如权利要求45所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，在所述清洗工具对所述顶壁或所述承载部件的承载面进行清洗的过程中，向所述反应腔中通入清洁气体。

47.如权利要求34或35所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述化学气相沉积装置还包括设置在承载部件周围的泵部件，在所述清洗工具对所述顶壁或所述承载部件的承载面进行清洗的过程中，向所述反应腔中通入气体，所述泵部件将气体抽走，以迅速带走所述的污物。

48.如权利要求47所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述控制单元包括气体流量控制单元，所述气体流量控制单元能够根据所述顶壁或所述承载部件的承载面的清洁程度决定向所述反应腔中通入气体的流量。

49.如权利要求48所述的化学气相沉积装置的清洗方法，其特征在于，所述控制单元包括气压控制单元，在所述清洗工具对所述顶壁或所述承载部件的承载面进行清洗的过程中，所述气压控制单元控制所述反应腔内的气压。

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