專利名稱：腔室裝置和具有它的基片處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種腔室裝置和具有該腔室裝置的基片處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
CVD(Chemical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積)是一種用來產(chǎn)生純度高、性能好的固態(tài)材料的化學(xué)技術(shù)。CVD制作過程是將晶圓(基底)暴露在一種或多種不同的前驅(qū)物下，在一定工藝溫度下，在基底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和/或化學(xué)分解來產(chǎn)生欲沉積的薄膜。反應(yīng)過程中伴隨地產(chǎn)生不同的副產(chǎn)品大多會會隨著氣流被帶著，不會留在腔室中。根據(jù)不同的分類方法，CVD可以分為多種類型。例如，以壓力分類，CVD包括低壓CVD (Low-pressure chemical vapor deposition, LPCVD)、常壓CVD (Atmospheric pressurechemical vapor deposition, APCVD)和超高真空 CVD (Ultra-high vacuum chemicalvapor deposition, UHVCVD);以電漿技術(shù)分類，CVD包括微波電漿輔助化學(xué)氣相沉積(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition, MPCVD)和等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(Plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD);此外，CVD 還包括原子層化學(xué)氣相沉積(Atomic Layer Chemical Vapor exposition ALCVD)、熱絲化學(xué)氣相沉積(Hot WireChemical Vapour Deposition, HWCVD)、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-organic Chemicalvapor deposition,M0CVD)、快速熱化學(xué)氣相沉積等(Rapid Thermal Processing ChemicalVapor Deposition, RTCVD)、氣相嘉晶(Vapor Phase Epitaxy, VPE)等。溫度控制是CVD技術(shù)中的關(guān)鍵步驟，尤其是CVD腔室系統(tǒng)的溫度控制。溫度控制包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)米用水冷、油冷、空氣冷卻方式，針對腔室內(nèi)不同的零部件，可采用不同的冷卻方式。例如，對腔室上蓋、外壁和基座的冷卻采用水冷或油冷方式。為了實現(xiàn)快速降溫，對腔室內(nèi)部的冷卻則采取冷空氣吹掃的方式。傳統(tǒng)的沉積晶體材料的CVD腔室可以采用噴嘴作為進(jìn)氣系統(tǒng)。利用形成在噴嘴上的水冷通道實現(xiàn)對噴嘴和工藝氣體的冷卻。腔室頂蓋則采用形成于頂蓋上的水冷通道實現(xiàn)對頂蓋的冷卻，從而使得頂蓋在工藝過程中保持在較低溫度。在上述的水冷通道中可以通冷卻水或冷卻油。但是采用水冷或油冷的方式需要通過在被冷卻零部件表面或內(nèi)部設(shè)計水或油可以流經(jīng)的管道，通過水或油的循環(huán)流動來達(dá)到冷卻效果。由于進(jìn)氣系統(tǒng)的噴嘴的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在其上設(shè)計通道就更為復(fù)雜，不易加工實現(xiàn)。而且，采用水冷或油冷的方式，一旦出現(xiàn)冷卻水泄露，將對腔室造成很大的破壞，難以維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、安全性高且易于維護(hù)的腔室裝置。本發(fā)明的第二個目的在于提出一種具有上述腔室裝置的基片處理設(shè)備。
為此，本發(fā)明第一方面的實施例提供了一種腔室裝置，包括腔室本體和進(jìn)氣部件，所述腔室本體內(nèi)限定有腔室，所述進(jìn)氣部件設(shè)在所述腔室本體上用于向所述腔室內(nèi)供氣，其中，還包括第一熱電冷卻部件，所述第一熱電冷卻部件的冷端鄰近所述腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置以冷卻所述腔室本體，且所述第一熱電冷卻部件的熱端遠(yuǎn)離所述腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置，采用熱電冷卻部件對腔室本體進(jìn)行冷卻，包括對腔室內(nèi)的各個部位以及零部件進(jìn)行冷卻，設(shè)計加工簡單，而且不必為了冷卻而在腔室內(nèi)引入液體，從而不會出現(xiàn)液體泄漏的問題，提高了腔室裝置的安全性和可維護(hù)性。 在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一熱電冷卻部件的冷端貼置在所述腔室本體的整個外表面上。由此，通過在腔室本體的整個外表面貼置第一熱電冷卻部件，可以提高對腔室本體的冷卻效率。 在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一熱電冷卻部件的冷端通過蓄冷片貼置在所述腔室本體的外表面上。由此，通過在冷端和腔室本體的外表面之間貼置蓄冷片，可以提高對腔室本體的冷卻效果。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一熱電部件包括設(shè)在所述腔室本體的頂壁的外表面上的頂壁熱電冷卻部件和設(shè)在所述腔室本體的周壁的外表面上的周壁熱電冷卻部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述腔室本體的頂壁內(nèi)形成有進(jìn)氣通道和將所述進(jìn)氣通道與所述腔室連通的進(jìn)氣孔以便所述進(jìn)氣部件由所述頂壁構(gòu)成。在本發(fā)明的一個實施例中，腔室裝置還包括第二熱電冷卻部件，所述第二熱電冷卻部件的冷端設(shè)在所述進(jìn)氣孔內(nèi)并與所述頂壁熱電冷卻部件的冷端相連，所述第二熱電冷卻部件的熱端與所述頂壁熱電冷卻部件的熱端為同一熱端。由此，第二熱電冷卻部件可以對進(jìn)氣通道進(jìn)行冷卻，并且第二熱電冷卻部件與頂壁熱電冷卻部件的熱端為同一熱端，從而減小了腔室裝置的體積。在本發(fā)明的一個實施例中，所述進(jìn)氣孔為多個，所述多個進(jìn)氣孔沿豎直方向延伸且均勻分布在所述頂壁上。在本發(fā)明的一個實施例中，所述進(jìn)氣部件包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外面的外管，所述外管與所述內(nèi)管之間限定出外進(jìn)氣通道且所述內(nèi)管限定出內(nèi)進(jìn)氣通道，所述內(nèi)管和所述外管的下端穿過所述腔室本體的所述頂壁向下延伸到所述腔室內(nèi)。 在本發(fā)明的一個實施例中，腔室裝置還包括第三熱電冷卻部件和第四熱電冷卻部件，所述第三熱電冷卻部件的冷端設(shè)在所述內(nèi)管的外表面上并與所述頂壁熱電冷卻部件的冷端相連，所述第四熱電冷卻部件的冷端設(shè)在所述外管的外表面上并與所述頂壁熱電冷卻部件的冷端相連，且所述第三熱電冷卻部件和第四熱電冷卻部件的熱端與所述頂壁熱電冷卻部件的熱端為同一熱端。由此，第三和第四熱電冷卻部件可以對進(jìn)氣通道進(jìn)行冷卻，并且第三和第四熱電冷卻部件與頂壁熱電冷卻部件的熱端為同一熱端，從而減小了腔室裝置的體積。在本發(fā)明的一個實施例中，所述腔室本體的底壁內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道以通過水冷或油冷的方式對所述腔室本體的底壁冷卻。
本發(fā)明第二方面的實施例提供了一種基片處理設(shè)備，包括本發(fā)明第一方面的實施例提供的腔室裝置和托盤。根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設(shè)備對腔室的冷卻效率高，設(shè)計加工簡單，而且不必為了冷卻而在腔室內(nèi)引入液體，從而不會出現(xiàn)液體泄漏的問題，提高了腔室裝置的安全性和可維護(hù)性。在本發(fā)明的一個實施例中，所述托盤為多層托盤，且所述多層托盤沿所述腔室的軸線等間隔排列。在本發(fā)明的一個實施例中，所述多層托盤沿所述腔室的軸線呈豎直方向等間隔排列。在本發(fā)明的一個實施例中，所述腔室裝置的所述進(jìn)氣部件包括進(jìn)氣本體和至少一個氣體噴口件，所述進(jìn)氣本體內(nèi)限定有進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道中設(shè)有用于通入各反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體管道組和用于通入隔離氣體的隔離氣體管道，所述氣體噴口件設(shè)置在所述進(jìn)氣本體上，且每個所述氣體噴口件包括沿所述進(jìn)氣通道的橫截面方向排氣的多層氣孔，其中，所述多層氣孔中的頂層氣孔與所述隔離氣體管道連通，所述多層氣孔中所述頂層氣孔以下的各層氣孔匹配地與所述反應(yīng)氣體管道組中的各管道連通；及所述進(jìn)氣本體穿過所述多層托盤的中心孔，且每層托盤與至少一個所述氣體噴口件對應(yīng)。由此，每個氣體噴口件包括沿進(jìn)氣通道的橫截面方向向外排氣的多層氣孔，使氣體能夠更加均勻地向四周噴射，多層氣孔的最上層氣孔與隔離氣體管道連通，其它層氣孔通入各反應(yīng)氣體，保證各反應(yīng)氣體在隔離氣體下方發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而防止處在隔離氣體 上方的反應(yīng)腔頂蓋或托盤底部在各反應(yīng)氣體的作用下表面形成沉積薄膜，進(jìn)而防止沉積薄膜脫落造成顆粒污染。在本發(fā)明的一個實施例中，所述基片處理設(shè)備為有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)設(shè)備。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的腔室裝置的示意圖；圖2為由單個PN結(jié)構(gòu)成的熱電冷卻部件的工作示意圖；圖3為多個PN結(jié)構(gòu)成的熱電冷卻部件的工作示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的腔室裝置的示意圖；圖5為沿圖4中的M-M方向俯視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的腔室裝置的示意圖；和圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基片處理設(shè)備的示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。 下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置100。根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置100可以為CVD(Chemical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積)腔室裝置，例如，LPCVD(Low-pres ure chemical vapor deposition,低壓化學(xué)汽相淀積)腔室裝置、APCVD(Atmospheric pressure chemical vapor deposition,常壓 CVD)月空室裝置、UHVCVD (Ultra-high vacuum chemical vapor deposition,超高真空 CVD)腔室裝置、ALCVD(Atomic Layer Chemical Vapor deposition,原子層化學(xué)氣相沉積)腔室裝置、MOCVD(Metal-organic Chemical vapor deposition,有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積)腔室裝置、PECVD (Plasma-enhanced chemical vapor deposition,等離子體輔助化學(xué)氣相沉積)腔室
>J-U裝直。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置100包括腔室本體、進(jìn)氣部件和第一熱電冷卻部件。所述腔室本體內(nèi)限定腔室，且所述腔室本體上設(shè)有排氣口 209。具體地，所述腔室本體包括頂壁205、底壁(未示出)，和設(shè)置頂壁205和底壁之間的周壁211，所述腔室由頂壁205、周壁211和底壁限定出。在本發(fā)明的一個示例中，頂壁205、底壁和周壁211分體形成，例如頂壁205可以為腔室本體的頂蓋，底壁可以為腔室本體的基座，周壁211為設(shè)在頂蓋和基座之間的筒體。所述進(jìn)氣部件設(shè)在所述腔室本體上用于向所述腔室內(nèi)供氣。第一熱電冷卻部件的冷端鄰近腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置，且第一熱電冷卻部件的熱端遠(yuǎn)離腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置，用于冷卻腔室本體。如圖I所示，例如，在使用中，設(shè)在腔室內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)支撐座206上的加熱系統(tǒng)207會加熱腔室本體的頂壁205、周壁211，因此通過設(shè)置第一熱電冷卻部件可以對腔室本體進(jìn)行冷卻，從而控制腔室內(nèi)的溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，在第一熱電冷卻部件的冷端與所述腔室本體的外表面之間可以貼置蓄冷片(未示出)，即，第一熱電冷卻部件的冷端通過蓄冷片與所述腔室本體的外表面接觸。由此可以提高第一熱電冷卻部件對腔室本體的冷卻效率，改善冷卻效果。為了提高冷卻效率，第一熱電冷卻部件也可以貼置在所述腔室本體的整個外表面上。在本發(fā)明的一個實施例中，第一熱電冷卻部件可以由多個PN結(jié)制成，利用金屬電極將P型熱電半導(dǎo)體元件和N型熱電半導(dǎo)體元件串聯(lián)連接以形成PN結(jié)。下面參考圖2和圖3簡單描述熱電冷卻部件的構(gòu)成和原理。圖2示出了單個PN結(jié)的冷卻原理。如圖2所示，在PN結(jié)中通入電流，從而發(fā)生在接合部的一側(cè)吸熱XR，而在接合部的另一側(cè)放熱FR的帕耳效應(yīng)，進(jìn)而對靠近吸熱一側(cè)的部件進(jìn)行冷卻。吸熱一側(cè)的導(dǎo)電連接片D為第一熱電冷卻部件的冷端LD (圖2中的上端)，放熱的一側(cè)的導(dǎo)電連接片D為第一熱電冷卻部件的熱端RD (圖2中的下端)。為了實現(xiàn)大熱負(fù)荷的熱電冷卻效果，可以根據(jù)實際熱負(fù)荷情況采用圖3所示的多 個PN結(jié)制成的第一熱電冷卻部件。如圖3所示，將數(shù)十個至數(shù)百個PN結(jié)對通過金屬導(dǎo)體JS串聯(lián)連接，然后將它們夾持排列于表面具備金屬電極的兩塊基板JU之間，從而制成第一熱電冷卻部件。在PN結(jié)中通入電流，例如對PN結(jié)施加直流電源，從而發(fā)生在接合部的一側(cè)的冷端LD吸熱，而在接合部的另一側(cè)的熱端RD放熱的帕耳效應(yīng)，從而達(dá)到對靠近冷端一側(cè)的部件進(jìn)行冷卻的目的。基板JU可以由絕緣陶瓷片制成。第一熱電冷卻部件的熱端RD可以采用金屬熱沉制成。熱沉(heat sink)在工業(yè)上是指微型散熱片，可以用來冷卻半導(dǎo)體裝置。金屬熱沉為由金屬材料制成的熱沉。其中，作為熱沉的金屬可以為銅(Cu)、鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鉛(Pb)等及其合金。在本發(fā)明的一個實施例中，如圖I所示，在頂壁205內(nèi)形成有進(jìn)氣通道208和將進(jìn)氣通道208與所述腔室連通的進(jìn)氣孔212，以便頂壁205構(gòu)成所述進(jìn)氣部件。在圖I所示的示例中，進(jìn)氣孔212為多個，氣體通過均勻分布在頂壁205上的多個進(jìn)氣孔212輸送到腔室內(nèi)。多個進(jìn)氣孔212沿豎直方向延伸且均勻分布在頂壁205上以將進(jìn)氣通道208和腔室連通。在本發(fā)明的一個實施例中，進(jìn)氣部件可以與腔室本體分體形成。具體而言，進(jìn)氣部件可以為獨立的部件，用于向腔室內(nèi)輸送氣體。例如，進(jìn)氣部件可以為噴淋式進(jìn)氣系統(tǒng)，噴淋式進(jìn)氣系統(tǒng)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知的，這里不再詳細(xì)描述。氣體通過進(jìn)氣孔212噴淋到旋轉(zhuǎn)的支撐座206的表面上?；訜嵯到y(tǒng)207對支撐座206進(jìn)行加熱?；訜嵯到y(tǒng)207可以通過電阻加熱、感應(yīng)加熱或者燈管加熱等方式進(jìn)行加熱。在支撐座206的下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸213，旋轉(zhuǎn)軸213可以帶動支撐座206以一定的速度旋轉(zhuǎn)。腔室內(nèi)的氣體通過排氣口 209排出腔室。在使用中，腔室本體的頂壁205、周壁211以及頂壁205中的進(jìn)氣部件被加熱系統(tǒng)207加熱到較高溫度。如圖I所示，為了實現(xiàn)對頂壁205和周壁211的冷卻，第一熱電冷卻部件包括設(shè)置在腔室本體的頂壁205的外表面上的頂壁熱電冷卻部件和設(shè)置腔室本體的周壁211的外表面上的周壁熱電冷卻部件。頂壁熱電冷卻部件包括頂壁熱端201、頂壁冷端202和位于頂壁熱端201和頂壁冷端202之間的頂壁PN結(jié)對202a，其中頂壁冷端202貼置在頂壁205的外表面上，頂壁熱端201設(shè)置在遠(yuǎn)離頂壁205的外側(cè)(圖I中的上側(cè))。頂壁PN結(jié)對202a為圖3所示的方式，由多組PN結(jié)對排列制成。頂壁PN結(jié)對202可以以金屬焊接的方式與頂壁熱端201連接，并且對頂壁熱端201通以直流電。頂壁熱電冷卻部件對頂壁205進(jìn)行冷卻。周壁熱電冷卻部件包括周壁熱端204、周壁冷端203和周壁PN結(jié)對203a，其中周壁冷端203貼置在鄰近周壁211的內(nèi)側(cè)，周壁熱端204設(shè)置在遠(yuǎn)離周壁211的外側(cè)。周壁PN結(jié)對203a采用圖3所示的方式，由多組PN結(jié)對排列制成。周壁PN結(jié)對203a以金屬焊接的方式與周壁熱端204熱端連接，周壁熱端204熱端通以直流電，周壁熱電冷卻部件對周壁211進(jìn)行冷卻。在本發(fā)明的一個實施例中，頂壁熱端201和周壁熱端204均可以采用金屬熱沉制成。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，頂壁冷端202和周壁冷端203可以通過蓄冷片分別與頂壁205和周壁211以鉚接或者螺接等方式連接。由此，可以提高第一熱電冷卻部件對腔室本體的冷卻效率，冷卻效果好。在本發(fā)明的一些實施例中，腔室裝置100還包括可以對所述進(jìn)氣部件冷卻的第二熱電冷卻部件。如圖4和圖5所示，第二熱電冷卻部件的冷端304分別設(shè)在進(jìn)氣孔212的內(nèi)壁上，并且與頂壁熱電冷卻部件的頂壁冷端202相連，第二熱電冷卻部件的熱端與第一 熱電冷卻部件的頂壁熱電冷卻部件的頂壁熱端201為同一熱端。在第二熱電冷卻部件的冷端304和頂壁熱端201之間為頂壁PN結(jié)對202a。圖5為沿圖4中的線M-M方向的剖視圖。如圖5所示，第二冷卻部件的冷端304與頂壁冷端202相連，換言之，每個進(jìn)氣孔212內(nèi)的冷端均與頂壁冷端202相連，從而頂壁熱端201也用作第二熱電冷卻部件的熱端。在本發(fā)明的實施例中，第二冷卻部件的冷端304與頂壁冷端202可以一體形成。在本發(fā)明的一些實施例中，如圖6所示，所述進(jìn)氣部件包括內(nèi)管和套設(shè)在內(nèi)管外面的外管。在外管和內(nèi)管之間限定出外進(jìn)氣通道410，內(nèi)管限定出內(nèi)進(jìn)氣通道417，內(nèi)管和外管的下端穿過腔室本體的頂壁205向下延伸到腔室內(nèi)。氣體可以通過外進(jìn)氣通道410和內(nèi)進(jìn)氣通道417進(jìn)入腔室內(nèi)。在本發(fā)明的一些實施例中，腔室裝置100還包括第三熱電冷卻部件和第四熱電冷卻部件。第三熱電冷卻部件的冷端418設(shè)置所述內(nèi)管的外表面上并與頂壁熱電冷卻部件的頂壁冷端202相連，第三熱電冷卻部件的熱端與頂壁熱電冷卻部件的熱端201為同一熱端。第三熱電冷卻部件的冷端418和熱端201之間為內(nèi)管PN結(jié)對405。內(nèi)管PN結(jié)對405采用圖3所示的方式，由多組PN結(jié)對排列制成。第三熱電冷卻部件可以對內(nèi)管進(jìn)行冷卻。第四熱電冷卻部件的冷端419設(shè)置所述外管的外表面上并與頂壁熱電冷卻部件的頂壁冷端202相連，第四熱電冷卻部件的熱端與頂壁熱電冷卻部件的熱端201為同一熱端。在第四熱電冷卻部件的冷端419和熱端201之間為內(nèi)管PN結(jié)對407。內(nèi)管PN結(jié)對407采用圖3所示的方式，由多組PN結(jié)對排列制成。第四熱電冷卻部件可以對外管進(jìn)行冷卻。在本發(fā)明的一個實施例中，腔室裝置100還可以包括第五熱電冷卻部件，第五熱電冷卻部件設(shè)在支撐座206上，用于對支撐座206進(jìn)行冷卻。根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置，熱電冷卻方式可以與其他冷卻方式結(jié)合使用，例如，在腔室本體的底壁內(nèi)可以設(shè)有冷卻介質(zhì)通道，從而將冷卻介質(zhì)注入冷卻介質(zhì)通道，冷卻介質(zhì)可以為冷卻水或冷卻油。根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置，采用熱電冷卻部件對腔室本體進(jìn)行冷卻，因此設(shè)計加工簡單，無需在需要冷卻的部件中加工冷卻通道，并且不必為了冷卻引入液體，從而不會出現(xiàn)泄漏問題，提高了腔室裝置的安全性和可維護(hù)性。下面結(jié)合圖7描述根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設(shè)備。
如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設(shè)備包括本發(fā)明上述實施例提供的腔室裝置100和托盤310?？梢岳斫獾氖牵谇皇已b置100的腔室本體外設(shè)有用于加熱的感應(yīng)線圈330。托盤310為多層托盤，位于腔室裝置100的腔室內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，托盤310也可
以為單層托盤。 多層托盤310沿腔室的軸線等間隔排列。如圖7所示，腔室的軸線沿豎向定位時，多層托盤310沿腔室的軸線呈豎直方向(圖7中的上下方向)等間隔排列?？梢岳斫獾氖牵皇业妮S線沿橫向定位時，多層托盤310沿腔室的軸線呈水平方向等間隔排列。進(jìn)氣部件包括進(jìn)氣本體210和至少一個氣體噴口件220。當(dāng)托盤310為多層托盤時，進(jìn)氣部件包括多個氣體噴口件220，且每層托盤與至少一個所述氣體噴口件對應(yīng)。當(dāng)托盤310為單層托盤時，進(jìn)氣部件包括一個氣體噴口件220，且所述單層托盤與該氣體噴口件220對應(yīng)。進(jìn)氣本體210穿過多層托盤310的中心孔312。在本發(fā)明的一個實施例中，在進(jìn)氣本體210內(nèi)限定有進(jìn)氣通道208。在進(jìn)氣通道208中設(shè)有用于通入各反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體管道組和用于通入隔離氣體的隔離氣體管道。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，隔離氣體可以為H2或N2氣體。當(dāng)然，本發(fā)明的實施例并不限于此，例如隔離氣體還可以為其它密度小于各反應(yīng)氣體且不與各反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)的其它氣體。一個或多個氣體噴口件220設(shè)置在進(jìn)氣本體210上，且每個氣體噴口件220包括沿進(jìn)氣通道208的橫截面方向排氣的多層氣孔。其中多層氣孔中的頂層氣孔221與隔離氣體管道連通。多層氣孔中的頂層氣孔221以下的各層氣孔匹配地與反應(yīng)氣體管道組中的各管道連通。在圖7所示的實施例，多層氣孔包括第一層氣孔221、第二層氣孔222、第三層氣孔223和第四層氣孔224，并且具體地從上至下依次為第一層氣孔221至第四層氣孔224。在本發(fā)明的一個實施例中，所述多層氣孔沿進(jìn)氣通道208的橫截面方向向外排氣，該橫截面方向可以是垂直于進(jìn)氣通道208的橫截面方向，當(dāng)然也可以具有一定的角度。如圖7所示的第二層氣孔222、第三層氣孔223和第四層氣孔224分別與反應(yīng)氣體管道組連通?？梢岳斫獾氖?，氣體管道組至少包括兩個管道分別用于傳輸兩種不同的反應(yīng)氣體，以保證不同的反應(yīng)氣體經(jīng)氣體噴口件220噴射后發(fā)生反應(yīng)。優(yōu)選地，例如多層氣孔相互平行，使各反應(yīng)氣體能夠更充分的融合，提高各反應(yīng)氣體利用率，并防止各反應(yīng)氣體直接噴射到隔離氣體上方，從而防止各反應(yīng)氣體在腔室裝置100的頂蓋341和托盤310的底部表面311反應(yīng)。當(dāng)然，本發(fā)明的實施例并不限于此，例如多層氣孔可以不平行，只要保證各反應(yīng)氣體不能噴射到隔離氣體上方即可。當(dāng)隔離氣體管道通入隔離氣體，例如通入H2或N2氣體，V族元素氣體管道通入V族元素氣體，III族元素氣體管道通入III族元素氣體時，第一層氣孔221將向腔室裝置100內(nèi)噴射H2或N2氣體，第二層氣孔222和第四層氣孔224向腔室裝置100內(nèi)噴射V族元素氣體，第三層氣孔223向反應(yīng)腔室340內(nèi)噴射III族元素氣體，進(jìn)而H2或N2氣體隔離V族元素氣體和III族元素氣體在腔室裝置100的頂蓋341上形成薄膜，提高氣體利用率，同時避免薄膜脫落對腔室裝置100造成顆粒污染，進(jìn)而提高M(jìn)OCVD的工藝性能。在本發(fā)明的一個實施例中，每層托盤310與至少一個氣體噴口件220對應(yīng)。換言之，至少有一個氣體噴口件220向一層托盤310及其周邊排放隔離氣體。因此，不僅隔離III族元素氣體、V族元素氣體與反應(yīng)腔室340的頂蓋341反應(yīng)形成薄膜，還能夠隔離每個托盤310的底部表面311與III族元素氣體、V族元素氣體發(fā)生反應(yīng)使底部表面311形成薄膜，進(jìn)一步提高氣體的利用率，另外，避免由于頂蓋341和底部表面311的薄膜脫落對反應(yīng)腔室340內(nèi)造成顆粒污染，保證反應(yīng)腔室340達(dá)到MOCVD的工藝要求。另外，本發(fā)明實施例的基片處理設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設(shè)備可以為CVD，例如LPCVD，APCVD，UHVCVD，ALCVD，MOCVD，或PECVD。根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設(shè)備的其他構(gòu)成和操作對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言都是已知的這里不再詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設(shè)備，腔室的冷卻效率高，設(shè)計加工簡單，可以不在需要冷卻的部件內(nèi)加工冷卻通道，從而不會出現(xiàn)液體泄漏的問題，提高了腔室裝置的安全性和可維護(hù)性。并且，本發(fā)明實施例提供的基片處理設(shè)備的每個氣體噴口包括沿進(jìn)氣通道的橫截面方向向外排氣的多層氣孔，使氣體能夠更加均勻地向四周噴射，多層氣孔的最上層氣孔與隔離氣體管道連通，其它層氣孔通入各反應(yīng)氣體，保證各反應(yīng)氣體在隔離氣體下方發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而防止處在隔離氣體上方的反應(yīng)腔頂蓋或托盤底部在各反應(yīng)氣體的作用下表面形成沉積薄膜，進(jìn)而防止沉積薄膜脫落造成顆粒污染。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。權(quán)利要求
1.一種腔室裝置，包括腔室本體和進(jìn)氣部件，所述腔室本體內(nèi)限定有腔室，所述進(jìn)氣部件設(shè)在所述腔室本體上用于向所述腔室內(nèi)供氣，其特征在于，還包括第一熱電冷卻部件，所述第一熱電冷卻部件的冷端鄰近所述腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置以冷卻所述腔室本體，且所述第一熱電冷卻部件的熱端遠(yuǎn)離所述腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的腔室裝置，其特征在于，所述第一熱電冷卻部件的冷端貼置在所述腔室本體的整個外表面上。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的腔室裝置，其特征在于，所述第一熱電冷卻部件的冷端通過蓄冷片貼置在所述腔室本體的外表面上。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的腔室裝置，其特征在于，所述第一熱電部件包括設(shè)在所述腔室本體的頂壁外表面上的頂壁熱電冷卻部件和設(shè)在所述腔室本體的周壁外表面上的周壁熱電冷卻部件。
5.根據(jù)權(quán)利4所述的腔室裝置，其特征在于，所述腔室本體的頂壁內(nèi)形成有進(jìn)氣通道和將所述進(jìn)氣通道與所述腔室連通的進(jìn)氣孔以使所述進(jìn)氣部件由所述頂壁構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利5所述的腔室裝置，其特征在于，還包括第二熱電冷卻部件，所述第二熱電冷卻部件的冷端設(shè)在所述進(jìn)氣孔內(nèi)并與所述頂壁熱電冷卻部件的冷端相連，所述第二熱電冷卻部件的熱端與所述頂壁熱電冷卻部件的熱端為同一熱端。
7.根據(jù)權(quán)利5所述的腔室裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣孔為多個，所述多個進(jìn)氣孔沿豎直方向延伸且均勻分布在所述頂壁上。
8.根據(jù)權(quán)利4所述的腔室裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣部件包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外面的外管，所述外管與所述內(nèi)管之間限定出外進(jìn)氣通道且所述內(nèi)管限定出內(nèi)進(jìn)氣通道，所述內(nèi)管和所述外管的下端穿過所述腔室本體的所述頂壁向下延伸到所述腔室內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利8所述的腔室裝置，其特征在于，還包括第三熱電冷卻部件和第四熱電冷卻部件，所述第三熱電冷卻部件的冷端設(shè)在所述內(nèi)管的外表面上并與所述頂壁熱電冷卻部件的冷端相連，所述第四熱電冷卻部件的冷端設(shè)在所述外管的外表面上并與所述頂壁熱電冷卻部件的冷端相連，且所述第三熱電冷卻部件和第四熱電冷卻部件的熱端與所述頂壁熱電冷卻部件的熱端為同一熱端。
10.根據(jù)權(quán)利4所述的腔室裝置，其特征在于，所述腔室本體的底壁內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道以通過水冷或油冷的方式對所述腔室本體的底壁冷卻。
11.一種基片處理設(shè)備，其特征在于，包括托盤和權(quán)利要求1-10中任一項所述的腔室>J-U裝直。
12.根據(jù)權(quán)利11所述的基片處理設(shè)備，其特征在于，所述托盤為多層托盤，且所述多層托盤沿所述腔室的軸線等間隔排列。
13.根據(jù)權(quán)利12所述的基片處理設(shè)備，其特征在于，所述多層托盤沿所述腔室的軸線呈豎直方向等間隔排列。
14.根據(jù)權(quán)利12所述的基片處理設(shè)備，其特征在于，所述腔室裝置的進(jìn)氣部件包括進(jìn)氣本體和至少一個氣體噴口件，所述進(jìn)氣本體內(nèi)限定有進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道中設(shè)有用于通入各反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體管道組和用于通入隔離氣體的隔離氣體管道，所述氣體噴口件設(shè)置在所述進(jìn)氣本體上，且每個所述氣體噴口件包括沿所述進(jìn)氣通道的橫截面方向排氣的多層氣孔，其中，所述多層氣孔中的頂層氣孔與所述隔離氣體管道連通，所述多層氣孔中所述頂層氣孔以下的各層氣孔匹配地與所述反應(yīng)氣體管道組中的各管道連通；及 所述進(jìn)氣本體穿過所述多層托盤的中心孔，且每層托盤與至少一個所述氣體噴口件對應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利11至14任一所述的基片處理設(shè)備，其特征在于，所述基片處理設(shè)備為有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種腔室裝置，包括腔室本體，所述腔室本體內(nèi)限定有腔室；和第一熱電冷卻部件，所述第一熱電冷卻部件的冷端鄰近所述腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置以冷卻所述腔室本體，且所述第一熱電冷卻部件的熱端遠(yuǎn)離所述腔室本體的至少一部分外表面而設(shè)置。本發(fā)明還提供了一種具有上述腔室裝置的基片處理設(shè)備。本發(fā)明采用熱電冷卻部件對腔室本體進(jìn)行冷卻，設(shè)計加工簡單，冷卻效果好，改善了安全性和可維護(hù)性。
文檔編號C23C16/44GK102732853SQ20111008870
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者徐亞偉 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司