本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積設(shè)備及其調(diào)節(jié)方法，特別涉及包括金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備領(lǐng)域的一種帶有遮擋板的限流環(huán)裝置，及其對化學(xué)氣相沉積工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。

背景技術(shù)：

化學(xué)氣相沉積("CVD")設(shè)備，尤其是金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積("MOCVD")設(shè)備，用于將固體材料沉積在晶圓上。這種材料一般包括周期表中第III族欄和第V族欄的元素（被稱為III-V材料，但也包括"II-VI材料"）的化合物。還可以將諸如硅(Si)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)等材料沉積在晶圓或其它表面上。在商業(yè)上，這些設(shè)備用于制造固態(tài)（半導(dǎo)體）微電子裝置、光學(xué)裝置和光電（太陽能）裝置以及其它電子/光電子材料和裝置。

如圖1所示，在現(xiàn)有MOCVD設(shè)備的反應(yīng)腔10內(nèi)，托盤40放置于旋轉(zhuǎn)軸60上，通過托盤40對其上表面的凹口中放置的一個或多個晶圓（未示出）進(jìn)行承載；該托盤40由其下方的加熱器50加熱至所需的溫度（例如約1000℃）。所述反應(yīng)腔10設(shè)有上蓋20；MOCVD處理所需的若干種工藝氣體由上蓋20的氣體接口進(jìn)入該反應(yīng)腔10內(nèi)，通過圍繞在托盤40外側(cè)的限流環(huán)30對工藝氣體的流場進(jìn)行一定限制，將工藝氣體的氣流引導(dǎo)到托盤40和托盤40承載晶圓上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以形成沉積薄膜；之后，使用真空泵將反應(yīng)后的氣體（及反應(yīng)副產(chǎn)物等）從反應(yīng)腔10底部的抽氣孔排出反應(yīng)腔10。

反應(yīng)腔10內(nèi)設(shè)計合適的氣體流場及溫場時，才能使反應(yīng)腔10內(nèi)部的反應(yīng)過程平穩(wěn)進(jìn)行。然而，所述限流環(huán)30內(nèi)部通常分布有冷卻液的管道，冷卻液通過上蓋20相應(yīng)的冷卻液接口被導(dǎo)入到限流環(huán)30內(nèi)，對限流環(huán)30進(jìn)行冷卻。限流環(huán)30冷卻后的溫度（例如約100℃以下）與被加熱后的托盤40溫度有很大差異，使得從高溫托盤40上方經(jīng)過的工藝氣體在到達(dá)托盤40外側(cè)的限流環(huán)30附近時被快速冷卻，凝結(jié)產(chǎn)生固體狀態(tài)的反應(yīng)副產(chǎn)物并沉積在限流環(huán)30表面；沉積的反應(yīng)副產(chǎn)物較為疏松，容易結(jié)片掉落而堵塞抽氣孔，進(jìn)而影響反應(yīng)腔10內(nèi)原先的流場，進(jìn)而影響正常的工藝。并且，低溫的限流環(huán)30還對溫場產(chǎn)生影響，在托盤40的中心到邊緣產(chǎn)生溫度梯度，令位于托盤40邊緣的溫度低于托盤40中心的溫度，導(dǎo)致位于托盤40不同區(qū)域的晶圓的反應(yīng)結(jié)果不一致。此外，限流環(huán)30直接接受托盤40的熱輻射，再依靠持續(xù)輸送冷卻液進(jìn)行降溫，會增加設(shè)備的功耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備中帶有遮擋板的限流環(huán)裝置，及通過該裝置對化學(xué)氣相沉積工藝進(jìn)行的調(diào)節(jié)方法，通過限流環(huán)內(nèi)側(cè)的遮擋板阻擋來自托盤的高溫?zé)彷椛洌种品磻?yīng)副產(chǎn)物沉積，降低功耗，并實現(xiàn)對反應(yīng)腔內(nèi)的溫場及流場的調(diào)節(jié)，有效改善工藝反應(yīng)處理效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案是提供一種帶遮擋板的限流環(huán)裝置，其包含：

限流環(huán)，其環(huán)繞設(shè)置在托盤的外側(cè)，限流環(huán)內(nèi)包括冷卻液管道；

耐熱材料制成的遮擋板，其設(shè)置在所述限流環(huán)的內(nèi)側(cè)及托盤的外側(cè)之間，所述遮擋板通過固定裝置固定連接到限流環(huán)，并且所述遮擋板與其遮蔽的限流環(huán)之間存在間隙，通過該遮擋板將限流環(huán)內(nèi)表面的下部進(jìn)行遮蔽，以阻擋從托盤到限流環(huán)的熱輻射，并構(gòu)成引導(dǎo)工藝氣體流通的空間。

優(yōu)選地，所述遮擋板遮蔽了所述限流環(huán)中從對應(yīng)于托盤所在水平位置附近的部位至延伸到托盤下方的部位。

優(yōu)選地，所述遮擋板與限流環(huán)之間的固定裝置為鎖緊螺釘；

所述鎖緊螺釘穿透遮擋板連接至限流環(huán)或穿透限流環(huán)連接至遮擋板。

優(yōu)選地，所述固定裝置由隔熱材料制成，或者由鎖緊螺釘和隔熱襯墊組合制成，使得遮擋板與限流環(huán)之間的溫度差大于100度，所述隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于0.5w/(m.k)。

優(yōu)選地，所述遮擋板的耐熱材料是石英，或陶瓷，或石墨，或鎢，或鉬。

優(yōu)選地，所述引導(dǎo)工藝氣體流通的空間，包含：

由限流環(huán)在托盤上方延伸部位的內(nèi)表面所圍成的區(qū)域，或者由遮擋板在托盤上方延伸部位的內(nèi)表面所圍成的區(qū)域，將工藝氣體引導(dǎo)至托盤表面；

和/或，由遮擋板對應(yīng)托盤水平位置附近及延伸到托盤下方部位的內(nèi)表面與托盤外邊緣之間的間隙，形成使反應(yīng)后氣體離開托盤表面的氣體流通路徑。

本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備，所述化學(xué)氣相沉積設(shè)備設(shè)置的反應(yīng)腔中，包含如權(quán)利要求1~6中任意一項所述的帶遮擋板的限流環(huán)裝置；

所述反應(yīng)腔中，托盤放置于旋轉(zhuǎn)軸上在工藝處理時由旋轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)；

所述托盤上表面設(shè)有放置一個或多個晶圓的凹口；所述托盤下方設(shè)有加熱器；

所述反應(yīng)腔設(shè)有上蓋，所述上蓋設(shè)有供工藝氣體進(jìn)入反應(yīng)腔內(nèi)的氣體接口，及供冷卻液流入限流環(huán)內(nèi)冷卻液管道的冷卻液接口；

所述耐熱材料制成的遮擋板位于所述限流環(huán)的內(nèi)側(cè)及托盤的外側(cè)之間，通過該遮擋板將限流環(huán)內(nèi)表面的下部進(jìn)行遮蔽，以阻擋從托盤到限流環(huán)的熱輻射；

反應(yīng)腔內(nèi)的工藝氣體經(jīng)過遮擋板與托盤的組合構(gòu)成的空間，向下流到設(shè)于反應(yīng)腔底部的抽氣孔。

本發(fā)明的還有一個技術(shù)方案是提供一種化學(xué)氣相沉積設(shè)備的調(diào)節(jié)方法，化學(xué)氣相沉積設(shè)備包括一反應(yīng)腔，反應(yīng)腔內(nèi)包括位于底部的一個基座，基座內(nèi)包括旋轉(zhuǎn)軸和支撐在旋轉(zhuǎn)軸頂部的托盤，托盤上表面固定有多個晶圓，化學(xué)氣相沉積設(shè)備頂部還包括進(jìn)氣裝置，使得工藝氣體從上向下流向所述托盤上表面，一個限流環(huán)環(huán)繞所述進(jìn)氣裝置和托盤之間的反應(yīng)空間，由耐熱材料制成的遮擋板設(shè)置在限流環(huán)內(nèi)側(cè)及托盤外側(cè)之間，通過該遮擋板將限流環(huán)內(nèi)表面的下部進(jìn)行遮蔽，

所述遮擋板遮蔽了所述限流環(huán)中從對應(yīng)于托盤水平位置附近及延伸到托盤下方的部位；

控制限流環(huán)具有第一溫度，使得工藝氣體在流向晶圓表面上方過程中,工藝氣體不會提前分解和反應(yīng)；

控制晶圓表面具有第二溫度，工藝氣體到達(dá)托盤及晶圓表面后，使工藝氣體達(dá)到第二溫度并開始進(jìn)行反應(yīng)處理；所述第二溫度高于第一溫度；

控制遮擋板具有第三溫度，使得反應(yīng)后的氣體在離開托盤及晶圓表面到達(dá)托盤外邊緣附近時不會大量形成沉積物，并通過所述遮擋板內(nèi)表面與托盤外邊緣之間的間隙流通直至被抽排出反應(yīng)腔；所述第三溫度高于第一溫度低于第二溫度。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣裝置和托盤之間的反應(yīng)空間進(jìn)一步包括位于上方的氣體擴(kuò)散空間和位于下方且貼近托盤上表面的反應(yīng)空間，在氣體擴(kuò)散空間內(nèi)工藝氣體逐漸擴(kuò)散混合，到達(dá)反應(yīng)空間時工藝氣體發(fā)生反應(yīng)形成所需的沉積物質(zhì)，所述遮擋板上端高度位于所述反應(yīng)空間的上端，以使得流經(jīng)限流環(huán)的工藝氣體不會提前分解，流經(jīng)遮擋板的工藝氣體不會發(fā)生大量污染物沉積。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)空間的上端位于托盤上表面上方3-30mm處。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在限流環(huán)內(nèi)側(cè)增加一遮擋板（可全部遮擋或部分遮擋限流環(huán)），使熱輻射直接作用在遮擋板上，從而提高了副反應(yīng)物沉積溫度，可以有效抑制或改善副反應(yīng)物沉積。限流環(huán)由于有遮擋板的作用，受到的熱輻射會大大減少，可以減少冷卻劑的流量進(jìn)而節(jié)省了設(shè)備的功耗。通過改變遮擋板的厚度、內(nèi)外間距等，可以控制限流環(huán)的溫度進(jìn)而調(diào)整內(nèi)部溫場。優(yōu)選示例中，只遮擋限流環(huán)的下部分，可以在限流環(huán)內(nèi)表面得到上冷下熱的效果，通過上冷下熱的溫場顯著的改善流場。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有MOCVD設(shè)備及其中限流環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述MOCVD設(shè)備及其中限流環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3~圖8是本發(fā)明中遮擋板在不同實施例下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是設(shè)置如圖4所示遮擋板時，在反應(yīng)腔內(nèi)右半部分的溫場示意圖；

圖10是設(shè)置如圖4所示遮擋板時，在反應(yīng)腔右半部分的流場示意圖；

圖11是沒有設(shè)置遮擋板時，在反應(yīng)腔內(nèi)右半部分的溫場示意圖；

圖12是沒有設(shè)置遮擋板時，在反應(yīng)腔內(nèi)右半部分的流場示意圖；

圖13是托盤表面薄膜生長率分布示意圖，體現(xiàn)了圖9~圖12中的基準(zhǔn)氣流條件。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種限流環(huán)裝置，適用于各種CVD設(shè)備，尤其是MOCVD設(shè)備。如圖2所示的一種MOCVD設(shè)備，設(shè)有反應(yīng)腔10，所述反應(yīng)腔10設(shè)有上蓋20，其在進(jìn)行工藝處理的過程中使反應(yīng)腔10內(nèi)保持真空密封，該上蓋20處還設(shè)有各種工藝氣體的接口及冷卻液的接口。在反應(yīng)腔10內(nèi)設(shè)有托盤40，其上表面設(shè)有一個或多個凹口；一個或多個晶圓置于相應(yīng)的凹口（圖未示出）中，由托盤40進(jìn)行承載；該托盤40由其下方的加熱器50加熱至所需的溫度（例如約1000℃）。MOCVD處理所需的若干種工藝氣體經(jīng)由上蓋20處的氣體接口進(jìn)入反應(yīng)腔10內(nèi)，通過限流環(huán)30等引導(dǎo)到被加熱的托盤40及托盤40承載的晶圓上，在高溫條件下開始進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而在晶圓上形成沉積薄膜。所述托盤40放置于旋轉(zhuǎn)軸60上，在進(jìn)行工藝反應(yīng)時旋轉(zhuǎn)軸60帶動托盤40旋轉(zhuǎn)，使工藝氣體在托盤40及晶圓表面均勻地混合及分布。通過真空泵，將反應(yīng)后的氣體從反應(yīng)腔10底部的抽氣孔排出反應(yīng)腔10外。

其中，所述限流環(huán)30用于限制工藝氣體的流場，從而在托盤40及晶圓表面獲得更好的工藝氣流。限流環(huán)30的內(nèi)部分布有冷卻液的管道，冷卻液通過上蓋20相應(yīng)的冷卻液接口被導(dǎo)入到限流環(huán)30內(nèi)，對限流環(huán)30進(jìn)行冷卻（限流環(huán)30冷卻后的溫度例如約100℃以下）。限流環(huán)30通常以金屬材料制成，具有很好的熱導(dǎo)率。圖2中示例的限流環(huán)30，位于反應(yīng)腔10腔壁的內(nèi)側(cè)、托盤40的外側(cè)，并從托盤40上方一定距離延伸到托盤40下方一定距離，使得工藝氣體自上蓋20的下方擴(kuò)散到托盤40及晶圓表面，并引導(dǎo)反應(yīng)后的氣體離開托盤40表面至流動到反應(yīng)腔10底部排出?？梢愿鶕?jù)實際的應(yīng)用需求設(shè)計限流環(huán)30的具體形狀及布置位置；僅作為一種示例，圖2中所示的限流環(huán)30在托盤40上方延伸的部分大致為直筒型，內(nèi)徑基本一致；而在托盤40下方延伸的部分則大致為喇叭型，內(nèi)徑逐漸擴(kuò)大。

本發(fā)明在CVD設(shè)備（如MOCVD設(shè)備）中設(shè)置有一種遮擋板70，用來實現(xiàn)對反應(yīng)腔10內(nèi)的氣場和/或溫場的調(diào)節(jié)控制。該遮擋板70位于限流環(huán)30的內(nèi)側(cè)、托盤40的外側(cè)；所述遮擋板70以各種耐高溫材料制成，例如包含但不限于石英、陶瓷、石墨、鎢、鉬等。遮擋板70的熱導(dǎo)率低，能夠有效地阻擋托盤40向限流環(huán)30的高溫輻射，提高反應(yīng)副產(chǎn)物的沉積溫度，抑制或改善反應(yīng)副產(chǎn)物的沉積；并且，可以抑制或減緩限流環(huán)30的升溫，減少限流環(huán)30中冷卻液的使用，降低設(shè)備功耗。

遮擋板70可以與限流環(huán)30內(nèi)側(cè)的形狀相匹配。例如，圖2的示例中遮擋板70上部大致為直筒型，內(nèi)徑基本一致；而遮擋板70下部則大致為喇叭型，內(nèi)徑逐漸擴(kuò)大。遮擋板也可以與限流環(huán)30內(nèi)側(cè)的形狀不完全匹配。例如在其他示例中，可以使遮擋板73整體呈上下內(nèi)徑一致的直筒型（如圖6），或整體呈內(nèi)側(cè)上小下大（或上大下小，如圖7遮擋板74內(nèi)側(cè)區(qū)域所示）的喇叭型，等等。

遮擋板的外表面可以緊靠著限流環(huán)30的內(nèi)表面（圖未示出）?；蛘撸部梢允拐趽醢宓耐獗砻媾c限流環(huán)30的內(nèi)表面之間相互隔開一定距離，避免遮擋板與限流環(huán)30直接接觸進(jìn)行熱傳遞。通常遮擋板或其局部到限流環(huán)30的間隙91寬度增加，則阻擋高溫?zé)彷椛涞男Ч?，但可能會有一部分工藝氣體流入遮擋板與限流環(huán)30之間；反之，遮擋板或其局部到限流環(huán)30的間隙91寬度減小，則阻擋高溫?zé)彷椛涞男Ч麥p弱，但可以減少或避免工藝氣體流入間隙91中。優(yōu)選的，可以使遮擋板與限流環(huán)30之間的間隙寬度在1~2mm。

又或者，在一些不同的示例中，遮擋板的外表面與限流環(huán)30的內(nèi)表面之間、在對應(yīng)遮擋板的軸向上（或圓周上）的不同位置，可以具有相同的間距或具有不同的間距。以軸向為例，遮擋板上部與限流環(huán)30上部之間的間距，可以小于（或大于）遮擋板下部與限流環(huán)30下部之間的間距（如圖6、圖7，但不限于此）。遮擋板/限流環(huán)的上部指其各自在托盤40上方延伸的部分，遮擋板/限流環(huán)的下部指其各自在托盤40下方延伸的部分。

圖3、圖6等一些示例中，遮擋板70,73各處內(nèi)表面與外表面之間的厚薄基本相同。在其他示例中，也可以使遮擋板74上下各處（或圓周上各處）的厚薄不相同（如圖7）。通常遮擋板或其局部的厚度92增加，則阻隔高溫?zé)彷椛涞男Ч?；反之，遮擋板或其局部的厚?2減小，則阻隔高溫?zé)彷椛涞男Ч^弱（如對比圖4、圖8）。

在不同示例中，遮擋板可以本身是一個完整的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也可以是由一些例如（在圓周上分布的）弧段或（軸向分布的）環(huán)帶等各種結(jié)構(gòu)，相互組合后才形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。又例如，完整或組合的遮擋板70,73,74，可以上下延伸、圍繞限流環(huán)30內(nèi)側(cè)，將限流環(huán)30內(nèi)側(cè)的全部表面覆蓋（如圖3、圖6、圖7）；或者，可以僅在限流環(huán)30內(nèi)側(cè)的一部分表面覆蓋遮擋板71,72,75（如圖4、圖5、圖8）。

遮擋板可以是一個獨立的結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)?shù)倪B接件，將遮擋板與上蓋20，或反應(yīng)腔10的腔壁（或底部）等連接；或者，遮擋板也可以通過適當(dāng)?shù)倪B接件，與限流環(huán)30進(jìn)行固定連接（優(yōu)選地是連接后仍保持遮擋板與限流環(huán)30之間有間隙91）。例如，設(shè)置水平和/或豎直方向的鎖緊螺釘80（如圖5），穿透遮擋板連接至限流環(huán)30（或穿透限流環(huán)30連接至遮擋板）。又例如，可以在遮擋板的底部形成向外側(cè)延伸的延伸段，使其位于限流環(huán)30的底部下方，作為供鎖緊螺釘80連接的位置。類似地，還可以在遮擋板頂部形成類似用于連接鎖緊螺釘?shù)难由於?。鎖緊螺釘80最佳的是有隔熱材料或者保溫材料制成，比如導(dǎo)熱系數(shù)低于0.5w/(m.k)的陶瓷材料，或者是有金屬螺釘和低導(dǎo)熱系數(shù)材料制成的襯墊組合而成，這樣可以減少遮擋板與限流環(huán)之間的熱量流動，最終使得遮擋板在沉積過程中保持相對較高的溫度，限流環(huán)保持較低溫度，兩者的溫度差可以保持在100度以上。

通過上述各種示例的獨立或組合運用，例如通過配置不同結(jié)構(gòu)的遮擋板（或結(jié)構(gòu)可變化的遮擋板、或組裝輔助的零部件使其結(jié)構(gòu)不同的遮擋板等），從而能夠在CVD設(shè)備（如MOCVD設(shè)備）中，尤其是其他部件無需改變的情況下，實現(xiàn)不同的溫場及氣場的調(diào)節(jié)效果，以適應(yīng)各種不同的工藝處理需求。遮擋板結(jié)構(gòu)的不同，可以體現(xiàn)為遮擋板或其局部位置的以下一種或多種因素的不同，但不限于這些因素：形狀構(gòu)造、內(nèi)外表面之間厚薄、外表面到限流環(huán)間距、材料，等等。

本發(fā)明中，通過遮擋板的內(nèi)側(cè)形成能夠引導(dǎo)工藝氣體流動的空間，包含但不限于：由遮擋板上部的內(nèi)表面所圍成的區(qū)域（如圖10上方流場示意），將工藝氣體從上蓋20引導(dǎo)至托盤40及晶圓表面；和/或，由遮擋板下部的內(nèi)表面與托盤40外側(cè)邊緣之間形成的間隔空隙，形成使反應(yīng)后離開托盤40表面的工藝氣體被底部真空泵排走的氣體流通路徑（如圖10右方流場示意）。

遮擋板（或其局部各處）內(nèi)徑的不同，可以對工藝氣體流向托盤/晶圓表面或離開托盤/晶圓表面的流通路徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。包含但不限于：例如，通過遮擋板上部的內(nèi)徑調(diào)整，對工藝氣體引導(dǎo)到的托盤40及晶圓表面上的位置進(jìn)行控制，比方使遮擋板上部的內(nèi)表面所圍區(qū)域的中心偏離托盤40中心而使工藝氣體最先到達(dá)的位置不是對應(yīng)托盤40的中心，又比方使遮擋板上部的內(nèi)徑略小于托盤40直徑而產(chǎn)生將工藝氣體先聚攏在對應(yīng)托盤40中心的區(qū)域再擴(kuò)散到邊緣區(qū)域，等等。又例如，遮擋板下部的內(nèi)表面與托盤40外側(cè)邊緣之間形成的間隔空隙93的大小，一定程度上對工藝氣體排氣的速率也起到相應(yīng)的調(diào)整作用。

除了直接替換為內(nèi)徑尺寸不同的遮擋板以外，還可以通過在限流環(huán)30上組裝內(nèi)外表面之間厚度92不同的（或設(shè)置/調(diào)整外表面至限流環(huán)30間距91不同的）遮擋板，來對遮擋板內(nèi)側(cè)工藝氣體的流動空間進(jìn)行調(diào)整。作為示例，假設(shè)換上的是厚度92增加（而保持與限流環(huán)30的間距91不變）的遮擋板，則相當(dāng)于使遮擋板內(nèi)側(cè)的空間變??；又假設(shè)換上的是外表面與限流環(huán)30的間距91增加（而保持厚度92不變）的遮擋板，也相當(dāng)于使遮擋板內(nèi)側(cè)的空間變小，實現(xiàn)對工藝氣體流通范圍或路徑的調(diào)節(jié)。其他諸如遮擋板的厚度92/間距91減小，或厚度92與間距91均有變化時的氣場調(diào)節(jié)情況，可以根據(jù)上述進(jìn)行推導(dǎo)及試驗，不一一列舉。

本發(fā)明中由于采用耐高溫、熱導(dǎo)率低的遮擋板，對限流環(huán)30內(nèi)表面的全部或局部進(jìn)行遮蔽，阻擋了來自被加熱托盤40的高溫?zé)彷椛?，以使被遮擋的限流環(huán)30部位的溫度提升被抑制或減緩（減少冷卻液使用及降低功耗），并達(dá)到對反應(yīng)腔10內(nèi)溫場調(diào)整的效果。與直接接觸到被冷卻的限流環(huán)30導(dǎo)致從高溫托盤40附近離開的工藝氣體的溫度驟降（約1000℃跌至約100℃）而產(chǎn)生反應(yīng)副產(chǎn)物的情況相比，由于本發(fā)明中遮擋板表面的溫度高于限流環(huán)30，使得從托盤40離開的工藝氣體接觸到托盤40附近的遮擋板時溫度的變化比較小，因而不容易產(chǎn)生反應(yīng)副產(chǎn)物。

根據(jù)上文描述可知，在不同的示例中，假設(shè)換上的是厚度92增加（而保持外表面與限流環(huán)30的間距91不變）的遮擋板，或是外表面與限流環(huán)30的間距91增加（而保持厚度92不變）的遮擋板，則阻擋高溫?zé)彷椛涞男Ч鄬Ω谩４送猓僭O(shè)厚度92及外表面間距91不變，而遮擋板的內(nèi)表面至托盤40外邊緣間距93增加，則受到的高溫?zé)彷椛錅p少，及使遮擋板的溫度提升較慢。并且，可以考慮使用熱導(dǎo)率、熱容量等參數(shù)不同的其他耐高溫材料來制成遮擋板，以適應(yīng)不同的應(yīng)用情況。其他諸如遮擋板的厚度92、內(nèi)/外間距93,92減小，或者厚度92、內(nèi)/外間距93,92、材料等有配合變化時的調(diào)節(jié)情況，可以根據(jù)上述進(jìn)行推導(dǎo)及試驗，不一一列舉。

考慮到從高溫托盤40處離開的反應(yīng)后氣體會接觸冷卻的限流環(huán)30，反應(yīng)后氣體在流動過程中溫度突降而產(chǎn)生疏松的副產(chǎn)物，因此可以主要將遮擋板布置于與托盤40外邊緣對應(yīng)的區(qū)域（如圖4、圖5、圖8），或集中將該區(qū)域?qū)?yīng)的遮擋板的局部進(jìn)行厚度（如圖8）、間距等調(diào)整，以實現(xiàn)調(diào)整反應(yīng)腔10內(nèi)溫場的效果。通過遮擋板的設(shè)置可以使得反應(yīng)后氣體從反應(yīng)區(qū)域到達(dá)下方基座外壁和反應(yīng)腔內(nèi)壁圍繞而成的排氣區(qū)域之前仍然處于相對高溫，比如200度以上，這樣反應(yīng)后的工藝氣體中的大量分解后的有機(jī)分子不會因低溫而發(fā)生重新聚合，由于遮擋板具有更高的溫度，即使發(fā)生了少量沉積也會是致密沉積物，不容易脫落形成顆粒污染物，進(jìn)而影響后續(xù)工藝的質(zhì)量。通過位于反應(yīng)腔頂部的進(jìn)氣裝置，工藝氣體從上至下的流向托盤上表面的晶圓，限流環(huán)圍繞的空間可以分為上部的氣體擴(kuò)散空間，和下部貼近托盤上表面的反應(yīng)空間本發(fā)明遮擋板的上端與托盤上表面的反應(yīng)空間。在氣體擴(kuò)散空間中大量工藝氣體在向下擴(kuò)散中發(fā)生混合擴(kuò)散，但是溫度不能過高以防止工藝氣體提前反應(yīng)不利于沉積形成的材料質(zhì)量，因此對應(yīng)的，限流環(huán)內(nèi)壁需要處于低溫狀態(tài)，所以上部的限流環(huán)沒有被遮擋板蓋住。反應(yīng)空間貼近托盤上表面，根據(jù)反應(yīng)腔具體設(shè)計參數(shù)的不同有不同的分布，通常是在托盤表面上方10mm內(nèi)，或者30mm內(nèi)，最佳的是3mm內(nèi)，在反應(yīng)空間內(nèi)工藝氣體被加熱到反應(yīng)所需的溫度，形成穩(wěn)定致密的沉積材料層，反應(yīng)后的氣體被高速旋轉(zhuǎn)的托盤驅(qū)動向外圍水平流動。所以遮擋板與反應(yīng)空間的分布相對應(yīng)，這樣才能獲得最佳的處理效果，遮擋板的上端高度設(shè)計可以略高于托盤上表面，但是也不能太高到達(dá)上方的氣體擴(kuò)散空間，遮擋板的下端可以向下延伸到托盤下表面以下，以不影響氣體流速為宜。如圖4所示的一個優(yōu)選示例中，遮擋板71主要從托盤40所在水平位置附近延伸到托盤40下方一定距離（在托盤40上方?jīng)]有或僅有小距離的延伸）。即，由限流環(huán)30上部的內(nèi)側(cè)形成將工藝氣體從上蓋20引導(dǎo)至托盤40及晶圓表面的空間（圖10上方流場示意）。在此處由于工藝氣體直接與被冷卻的限流環(huán)30上部接觸，在流通到托盤40之前工藝氣體的溫度較低不會開始化學(xué)反應(yīng)（圖9上方溫場示意），直到工藝氣體到達(dá)托盤40及晶圓表面附近時溫度提升才開始反應(yīng)以形成工藝需要的沉積薄膜。

并且，由遮擋板71下部的內(nèi)側(cè)配合托盤40外邊緣，構(gòu)成引導(dǎo)溫度升高的反應(yīng)后氣體離開托盤40被抽排出反應(yīng)腔10的氣體流通路徑（圖10右方流場示意，圖9右方溫場示意）。本例中遮擋板71上部空缺而使限流環(huán)30上部暴露出來，然而托盤40至限流環(huán)30上部距離較遠(yuǎn)，所以限流環(huán)30上部受到的熱輻射有限，升溫影響不明顯。遮擋板71下部對限流環(huán)30下部進(jìn)行遮蔽，有效阻擋托盤40對限流環(huán)30下部的高溫?zé)彷椛?，也防止升溫的反?yīng)后氣體與低溫的限流環(huán)30下部接觸，以抑制反應(yīng)副產(chǎn)物沉積。

在相同的基準(zhǔn)氣流條件下（如圖13所示托盤表面薄膜生長率分布示例），圖9、圖10是設(shè)置如圖4所示局部的遮擋板71時，在反應(yīng)腔內(nèi)（僅示出右半部分）的溫度分布示意圖及流場分布示意圖。圖11、圖12是沒有設(shè)置遮擋板71時，在反應(yīng)腔內(nèi)（僅示出右半部分）的溫度分布示意圖及流場分布示意圖。從圖10和圖12的流場分布對比圖中可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明設(shè)置了遮擋板不僅可以改善限流環(huán)內(nèi)壁下半部的污染物沉積，還能明顯改善遮擋板下方排氣通道內(nèi)的氣流流場分布。圖10中，部分反應(yīng)后氣體高速流向低溫的限流環(huán)被迅速降溫并折射向下進(jìn)入基座外側(cè)壁與反應(yīng)腔內(nèi)側(cè)壁之間的排氣通道。另一部分反應(yīng)氣體沒有與限流環(huán)接觸之間轉(zhuǎn)向向下流，仍然保持高溫，兩股氣流在向下流動過程中會互相干擾最終形成如圖12所示的渦流。渦流的形成會使得排氣流量的減少，而且由于渦流具有不穩(wěn)定性和分布的不均勻性，所以會間接導(dǎo)致托盤上表面的氣流分布也不均勻。同時渦流會將部分沉積在排氣通道上的污染物重新向上吹送到上方形成污染，而且反應(yīng)氣體在排氣通道內(nèi)的流動時間會增加，更多的污染物會沉積下來，增加了打開反應(yīng)腔進(jìn)行清理的頻率和成本。從圖10可見應(yīng)用本發(fā)明的遮擋板后氣流流場中的渦流消失了，上述各種由渦流帶來的問題也得到了有效解決。采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的限流環(huán)下部設(shè)置遮擋板可以使得托盤邊緣到遮擋板之間的溫度分布更均勻，不會發(fā)生溫度突變，進(jìn)一步的使得氣流分布也得到改善，避免了渦流的產(chǎn)生。

圖9中與符號100對應(yīng)的限流環(huán)位置被遮擋，使得反應(yīng)腔內(nèi)與符號100相對應(yīng)的區(qū)域（與遮擋板71內(nèi)側(cè)區(qū)域）的溫度相比圖11中相應(yīng)區(qū)域有顯著提升，壓強(qiáng)調(diào)整了約2Torr，這使旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性得以增加，并使得圖9右方所示反應(yīng)腔底部抽氣口之前的回流區(qū)域相比圖11減少。因此，本發(fā)明對反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行CVD（如MOCVD）工藝處理時的溫場及流場具有很好的調(diào)節(jié)作用。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。