CN218666414U - 一种成膜装置上部热场加热机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种成膜装置上部热场加热机构，涉及晶片加工设备技术领域，包括反应室，所述反应室顶部连通有进气室，所述反应室内底部固定设置有基座，所述基座上用于放置晶片；所述反应室内部设置有套筒，所述套筒与所述反应室内壁之间设置有保温筒，所述保温筒与所述套筒之间设置有热场；所述基座底部连接有基座热场。本实用新型提供的成膜装置上部热场加热机构，能够实现气体的稳定导向和充分加热。

Description

一种成膜装置上部热场加热机构

技术领域

本实用新型涉及晶片加工设备技术领域，特别是涉及一种成膜装置上部热场加热机构。

背景技术

随着半导体行业的发展，晶片制造设备逐渐低价格化同时具备生产高效性和膜厚均匀性。晶片薄膜外延生长的成膜装置被广泛应用于碳化硅晶片制造，制造时，需要在负压的反应室中，晶片衬底置于底部中心基座上，随基座旋转同时对晶片加热，顶部向下通入过程气体于晶片表面反应沉积，形成外延膜。

进气室通入反应气，经过上炉体热场预热后与下炉体基板接触共同加热至反应温度。然而进气室至下炉体基板之间的上部腔室气体流道较长，传统加热装置无法实现气体稳定导向和充分受热均匀，从而影响成膜过程。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种成膜装置上部热场加热机构，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现气体的稳定导向和充分加热。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种成膜装置上部热场加热机构，包括反应室，所述反应室顶部连通有进气室，所述反应室内底部固定设置有基座，所述基座上用于放置晶片；所述反应室内部设置有套筒，套筒底部为扩口结构，作为上、下炉腔气体流道过渡段，套筒用于气体导向，保证气体从进气室向下流向，避免气体扩散至热场区域，所述套筒与所述反应室内壁之间设置有保温筒，所述保温筒与所述套筒之间设置有热场；所述基座底部连接有基座热场，用于加热晶片，散发的热量经套筒内壁反射，辅助预热过程气体，同时反射至晶片表面提高升温速率；进行气体预热时，热量传导至套筒，套筒可视为发热体将热量均匀传递至流道内的过程气体。

可选的，所述套筒顶部一体成型有水平向外的延展翼缘，所述延展翼缘顶部连接有导向罩，所述导向罩顶部开口与所述进气室底部连通；所述进气室底部开口和所述导向罩顶部开口之间设置有进气隔板，所述进气隔板上开设有多个进气孔。

可选的，所述延展翼缘外底部贴合于上部保温层上，套筒结构简单，便于拆卸，上部保温层和保温筒阻挡热量向反应室壁面和其他区域传导，减少热量流失，提高热效率。

可选的，所述热场包括多组电阻式发热体，多组所述电阻式发热体依次间隔设置于所述套筒和保温筒之间，自上而下环绕套筒排布，每组电阻式发热体可以根据温度反馈单独调节输出功率；所述电阻式发热体连接有电极，所述电极一端延伸至所述保温筒顶部后外接有金属电极，所述金属电极外接有电源。

可选的，所述套筒内壁的壁面上设置有涂层，增大热反射效率，减少热量流失，同时抑制套筒内壁与过程气体接触沉积。

可选的，所述基座外侧环设有下部套筒，所述下部套筒与所述反应室内壁之间设置有下部保温筒，减少基座热量流失。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型采用套筒隔离热场与反应气体，避免反应气体沉积于发热体表面影响热场使用寿命。同时改善加热方式为内外加热，可视为热场升温加热套筒，套筒再将热量均匀传导至内部流过的气体，套筒内部各区域温度均匀。本实用新型安装时套筒自上而下放入反应室腔体内，固定支撑结构简单且拆装方便，套筒内壁进行涂层处理，提高了内壁热反射率，减少了热量流失，增大了热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型成膜装置上部热场加热机构布置示意图；

图2为本实用新型反应室内热量反射趋势示意图；

附图标记说明：1-进气室，2-反应室，3-进气隔板，4-导向罩，5-套筒，6-上部保温层，7-电极，8-热场，9-保温筒，10-下部套筒，11-下部保温筒，12-晶片，13-基座，14-基座热场，15-电阻式发热体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种成膜装置上部热场加热机构，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现气体的稳定导向和充分加热。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种成膜装置上部热场加热机构，如图1和图2所示，包括反应室2，反应室2顶部连通有进气室1，反应室2内底部固定设置有基座13，基座13上用于放置晶片12；反应室2内部设置有套筒5，套筒5底部为扩口结构，作为上、下炉腔气体流道过渡段，套筒5用于气体导向，保证气体从进气室1向下流向，避免气体扩散至热场区域，套筒5与反应室2内壁之间设置有保温筒9，保温筒9与套筒5之间设置有热场；基座13底部连接有基座热场14，用于加热晶片，散发的热量经套筒5内壁反射，辅助预热过程气体，同时反射至晶片12表面提高升温速率，基座13外侧环设有下部套筒10，下部套筒10与反应室2内壁之间设置有下部保温筒11，减少基座13热量流失；工作时，气体从顶部进气室1进入反应室2内部，沿套筒5流道向下流动至晶片12表面，流动过程中热场升温加热气体。套筒5在上炉腔作为气体流道，同时具备隔离热场功能，套筒5内壁的壁面上设置有涂层，增大热反射效率，减少热量流失，同时抑制套筒5内壁与过程气体接触沉积。

套筒5顶部一体成型有水平向外的延展翼缘，延展翼缘顶部连接有导向罩4，导向罩4顶部开口与进气室1底部连通；进气室1底部开口和导向罩4顶部开口之间设置有进气隔板3，进气隔板3上开设有多个进气孔，气体从进气室1向下流动，经过进气隔板3和导向罩4后，沿套筒5向下流动，过程中经热场预热后至晶片处，与晶片12接触反应沉积。延展翼缘外底部贴合于上部保温层6上，套筒5结构简单，便于拆卸，上部保温层6和保温筒9阻挡热量向反应室2壁面和其他区域传导，减少热量流失，提高热效率。

热场8包括多组电阻式发热体15，多组电阻式发热体15依次间隔设置于套筒5和保温筒9之间，自上而下环绕套筒5排布，每组电阻式发热体15可以根据温度反馈单独调节输出功率，采用多区加热控温的方式，提高气体预热的均匀性；电阻式发热体15连接有电极7，电极7一端延伸至保温筒9顶部后外接有金属电极，金属电极外接有电源；热场8热量传导使套筒5升温，且套筒5内壁各处温度一致，然后套筒5再将热量辐射至内部流经的过程气体，从而对过程气体预热。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种成膜装置上部热场加热机构，其特征在于：包括反应室，所述反应室顶部连通有进气室，所述反应室内底部固定设置有基座，所述基座上用于放置晶片；所述反应室内部设置有套筒，所述套筒与所述反应室内壁之间设置有保温筒，所述保温筒与所述套筒之间设置有热场；所述基座底部连接有基座热场。

2.根据权利要求1所述的成膜装置上部热场加热机构，其特征在于：所述套筒顶部一体成型有水平向外的延展翼缘，所述延展翼缘顶部连接有导向罩，所述导向罩顶部开口与所述进气室底部连通；所述进气室底部开口和所述导向罩顶部开口之间设置有进气隔板，所述进气隔板上开设有多个进气孔。

3.根据权利要求2所述的成膜装置上部热场加热机构，其特征在于：所述延展翼缘外底部贴合于上部保温层上。

4.根据权利要求1所述的成膜装置上部热场加热机构，其特征在于：所述热场包括多组电阻式发热体，多组所述电阻式发热体依次间隔设置于所述套筒和保温筒之间；所述电阻式发热体连接有电极，所述电极一端延伸至所述保温筒顶部后外接有金属电极，所述金属电极外接有电源。

5.根据权利要求1所述的成膜装置上部热场加热机构，其特征在于：所述套筒内壁的壁面上设置有涂层。

6.根据权利要求1所述的成膜装置上部热场加热机构，其特征在于：所述基座外侧环设有下部套筒，所述下部套筒与所述反应室内壁之间设置有下部保温筒。

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