專利名稱：金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備及其腔室組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備及其腔室組件。
背景技術(shù)：
MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor D印osition，金屬有機化學(xué)氣相沉積)是生長III-V族、II-VI族化合物及合金的薄層單晶的主要技術(shù)，它具有對組分層厚界面能夠精確控制、較低的維護費用、規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點，因此逐步成為砷化鎵、磷化銦、氮化鎵等光電子材料的主要量產(chǎn)技術(shù)。MOCVD設(shè)備一般包括反應(yīng)腔室、氣體輸運系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、基片傳輸系統(tǒng)等。其中，決定設(shè)備良率、產(chǎn)能和運行成本最關(guān)鍵的是反應(yīng)腔系統(tǒng)。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)示意圖。該反應(yīng)腔采用中央噴嘴分割水平進氣，通過進氣孔IlOOa和 IlOOb分別通入反應(yīng)氣體，并通過排氣口 1200將反應(yīng)氣體從反應(yīng)腔中排出。行星托盤1600 沿圓周均勻排布在主旋轉(zhuǎn)托盤1500上。在工藝過程中，主旋轉(zhuǎn)托盤1500旋轉(zhuǎn)的同時行星托盤1600在氣體浮力推動下慢速轉(zhuǎn)動，從而帶動行星托盤1600之上的晶片1400轉(zhuǎn)動。如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中主旋轉(zhuǎn)托盤和行星托盤的示意圖。該反應(yīng)腔通過中央噴嘴分割水平進氣有效提升了傳統(tǒng)水平式反應(yīng)腔的有效工藝空間，從而提高了設(shè)備產(chǎn)能，同時利用主旋轉(zhuǎn)托盤1500和行星托盤1600的行星式旋轉(zhuǎn)有效提升了均勻性。然而，一方面，由于用于承載晶片的托盤通常采用石墨表面噴涂SiC涂層加工制成，因此托盤越大噴涂工藝難度越大，從而導(dǎo)致托盤的成本越高；另一方面，托盤尺寸的不斷增大也會影響外延工藝的均勻性和穩(wěn)定性。因此，單純依靠增大托盤的尺寸來提高產(chǎn)能已經(jīng)變得越來越難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備及其腔室組件。本發(fā)明一方面提出了一種腔室組件，包括腔室本體，所述腔室本體包括反應(yīng)腔室，且所述腔室本體還包括用于向所述反應(yīng)腔室供氣的進氣通道和用于從所述反應(yīng)腔室排出氣體的排氣通道；和設(shè)置于所述反應(yīng)腔室內(nèi)的第一托盤和第二托盤，且所述第一托盤的晶片承載面與所述第二托盤的晶片承載面相對。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸與所述第一托盤相連用于旋轉(zhuǎn)所述第一托盤；和第二轉(zhuǎn)軸，所述第二轉(zhuǎn)軸與所述第二托盤相連用于旋轉(zhuǎn)所述第
二托盤。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括第一加熱部件，所述第一加熱部件用于加熱所述第一托盤；和第二加熱部件，所述第二加熱部件用于加熱所述第二托盤。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為電阻加熱元件，其中所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面接觸，且所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面接觸。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為感應(yīng)加熱線圈，且所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面之間以及所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面之間分別具有預(yù)定間隔，其中，在所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面之間以及在所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面之間分別設(shè)有隔離件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述隔離件包括石英或陶瓷。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括第三轉(zhuǎn)軸，所述第一托盤和第二托盤分別套接在所述第三轉(zhuǎn)軸之上，所述第三轉(zhuǎn)軸用于旋轉(zhuǎn)所述第一托盤和第二托盤。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括第三加熱部件，所述第三加熱部件均勻地分布在所述反應(yīng)腔室的內(nèi)周壁上，用于加熱所述第一托盤和第二托盤。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二轉(zhuǎn)軸具有軸向通孔，所述進氣通道穿過所述軸向通孔及所述第二托盤并延伸至所述第一托盤和第二托盤之間以向所述反應(yīng)腔室供氣。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括進氣分配部件，所述進氣分配部件包括分配管和多個分配盤，所述分配管的下端敞開且穿過所述第二托盤的中心孔配合在所述第二轉(zhuǎn)軸的軸向通孔內(nèi)，所述分配管的上端封閉且伸到所述第一托盤和所述第二托盤之間的空間內(nèi)，所述多個分配盤分別設(shè)置于所述分配管的上端且沿豎直方向彼此間隔開，其中在相鄰分配盤之間的所述分配管的壁上設(shè)有分配孔。在本發(fā)明的一個實施例中，所述排氣通道包括沿所述反應(yīng)腔的周向間隔形成在所述反應(yīng)腔內(nèi)壁上的多個排氣孔；形成在所述反應(yīng)腔內(nèi)壁和反應(yīng)腔外壁之間的排氣通路， 所述排氣通路具有通向所述反應(yīng)腔室外面的排氣口，其中，每個排氣孔的內(nèi)端與所述反應(yīng)腔室連通且每個排氣孔的外端與所述排氣通路連通。在本發(fā)明的一個實施例中，所述多個排氣孔位于所述第一托盤與所述第二托盤之間。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括進氣環(huán)，所述進氣環(huán)內(nèi)設(shè)有進氣流動通道，所述進氣流動通道具有位于所述反應(yīng)腔室外面的進氣環(huán)進氣孔和位于所述反應(yīng)腔室的進氣環(huán)出氣孔，其中，所述進氣通道由所述進氣環(huán)進氣孔、所述進氣環(huán)出氣孔和所述進氣流動通道構(gòu)成。在本發(fā)明的一個實施例中，所述進氣環(huán)與所述反應(yīng)腔室的內(nèi)壁平齊，且所述進氣環(huán)位于所述第一托盤和所述第二托盤之間。在本發(fā)明的一個實施例中，所述進氣環(huán)包括多組進氣環(huán)出氣孔，所述多組進氣環(huán)出氣孔沿所述進氣環(huán)的周向間隔設(shè)置，且每一組內(nèi)的進氣環(huán)出氣孔沿豎直方向間隔設(shè)置。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括進氣盤，所述進氣盤設(shè)置在所述第一托盤和第二托盤之間，所述進氣盤的外周壁面暴露到所述反應(yīng)腔室外面，所述進氣盤內(nèi)設(shè)有氣體流動通道，所述氣體流動通道具有通向所述反應(yīng)腔室外面的進氣盤進氣孔，且在所述反應(yīng)腔室內(nèi)的所述進氣盤的上表面和下表面上分別設(shè)有多個與所述氣體通道連通的進氣盤出氣孔，其中，所述進氣通道由所述進氣盤進氣孔、所述進氣盤出氣孔和所述氣體流動通道構(gòu)成。在本發(fā)明的一個實施例中，所述排氣通道包括形成在所述反應(yīng)腔室外壁頂部的上排氣通孔和形成在所述反應(yīng)腔外壁底部的下排氣通孔。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸分別從所述上排氣通孔和所述下排氣通孔伸入所述反應(yīng)腔室以分別與所述第一托盤和第二托盤相連。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一托盤和第二托盤通過靜電吸附或壓片環(huán)將所述多個第一托盤和多個第二托盤之中的晶片固定。在本發(fā)明的一個實施例中，所述晶片在沿所述第一托盤和第二托盤的圓周方向上以單周或多周排布。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一托盤和第二托盤之上設(shè)有多個行星托盤。本發(fā)明另一方面還提出了一種采用上述腔室組件的金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備。本發(fā)明實施例通過在反應(yīng)腔中設(shè)置晶片承載面相對的兩個托盤，可以極大地提高反應(yīng)腔容量和氣體利用率，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。另外，由于托盤采用對稱結(jié)構(gòu)，也有利于提高工藝的均勻性和穩(wěn)定性。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1為現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中主旋轉(zhuǎn)托盤和行星托盤的示意圖；圖3a為本發(fā)明實施例晶片在托盤上單周排布的示意圖；圖北為本發(fā)明實施例晶片在托盤上雙周排布的示意圖；圖3c為本發(fā)明實施例晶片在托盤上以行星式排布的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例一的腔室組件示意圖；圖5為本發(fā)明實施例一的進氣分配部件示意圖；圖6為本發(fā)明實施例二的腔室組件示意圖；圖7為本發(fā)明實施例三的腔室組件示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(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。通過本發(fā)明實施例可在一個反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置兩個晶片承載面相對的托盤，并將反應(yīng)氣體引入到兩個托盤之間，從而達到提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的目的。本發(fā)明實施例的腔室組件包括腔室本體、設(shè)置在腔室本體之中的第一托盤和第二托盤，其中，第一托盤的晶片承載面與第二托盤的晶片承載面相對設(shè)置。在本發(fā)明的實施例中第一托盤和第二托盤是可轉(zhuǎn)動的。然而在本發(fā)明的其他實施例中，第一托盤和第二托盤也可以是不可轉(zhuǎn)動的。在本發(fā)明的一個實施例中，第一托盤可設(shè)置在反應(yīng)腔室的上部，第二托盤可設(shè)置在反應(yīng)腔室的下部。在本發(fā)明的另一個實施例中，第一托盤和第二托盤也可豎直地對立設(shè)置以使第一托盤的晶片承載面與第二托盤的晶片承載面相對。其中，腔室本體中具有反應(yīng)腔室，且腔室本體設(shè)有用于向反應(yīng)腔室供氣的進氣通道和用于從反應(yīng)腔室排出氣體的排氣通道。在本發(fā)明的一個實施例中，腔室本體可由反應(yīng)腔內(nèi)壁限定而成，而在本發(fā)明的其他實施例中，腔室本體也可由反應(yīng)腔外壁限定而成，即腔室本體僅包括反應(yīng)腔外壁。 其中，反應(yīng)腔外壁可為不銹鋼材料、石英或者鋁合金等其他材料，反應(yīng)腔內(nèi)壁可為不銹鋼材料、石墨或者帶SiC涂層的石墨材料以及石英等材料。在本發(fā)明的一個實施例中，該腔室組件還包括第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸，其中，第一轉(zhuǎn)軸與第一托盤相連用于旋轉(zhuǎn)第一托盤，第二轉(zhuǎn)軸與第二托盤相連用于旋轉(zhuǎn)第二托盤。在本發(fā)明的一個實施例中，該腔室組件還包括第一加熱部件和第二加熱部件，其中，第一加熱部件用于加熱第一托盤，第二加熱部件用于加熱第二托盤。在本發(fā)明的另一個實施例中，第一托盤和第二托盤還可設(shè)置在同一個轉(zhuǎn)軸之上。 該腔室組件還包括第三轉(zhuǎn)軸，其中，第一托盤和第二托盤分別套接在第三轉(zhuǎn)軸之上，第三轉(zhuǎn)軸用于旋轉(zhuǎn)第一托盤和第二托盤。在本發(fā)明的另一個實施例中，為了加熱第一托盤和第二托盤，還可在反應(yīng)腔室的內(nèi)周壁之上均勻地設(shè)置第三感應(yīng)加熱部件，以對第一托盤和第二托盤進行加熱。在本發(fā)明的實施例中，為了同時對第一托盤和第二托盤之上的晶片進行淀積，需要進氣通道將反應(yīng)氣體輸入至第一托盤和第二托盤之間，在以下的實施例中將會對進氣通道的設(shè)置進行詳細的描述。優(yōu)選地，第一托盤和第二托盤相對于反應(yīng)腔室的中心對稱，這樣有利于提高工藝的均勻性和穩(wěn)定性。在本發(fā)明的一個實施例中，第一托盤和第二托盤可由石墨或者帶SiC涂層的石墨、金屬鉬及其合金等耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的材料制成。在本發(fā)明的另一個實施例中，晶片可為藍寶石、GaAs, Si、SiC、GaN, ZnO等適合作為外延生長襯底的材料。在本發(fā)明的一個實施例中，晶片可以沿圓周方向單周或多周均勻地排布在第一托盤和第二托盤之上。其中，需要說明的是，第一托盤上晶片的排布方式可以與第二托盤上晶片的排布方式相同，當(dāng)然在其他實施例中第一托盤上的晶片排布方式與第二托盤上的晶片排布方式也可以不同。如圖3a所示，為本發(fā)明實施例晶片在托盤上單周排布的示意圖。如圖: 所示，為本發(fā)明實施例晶片在托盤上雙周排布的示意圖。在本發(fā)明的另一個實施例中，第一托盤和第二托盤上晶片的排布方式也可采用行星式排布，即在第一托盤和第二托盤上沿圓周方向排布承載多個晶片的行星托盤。這些行星托盤可根據(jù)傳統(tǒng)的方式，如氣體驅(qū)動的方式或機械驅(qū)動的方式一定速度旋轉(zhuǎn)。如圖3c所示，為本發(fā)明實施例晶片在托盤上以行星式排布的示意圖。在本發(fā)明的實施例中，晶片既可以以靜電吸附的方式固定在第一托盤和第二托盤上，也可以以壓片環(huán)的方式固定在第一托盤和第二托盤上。其中以壓片環(huán)的方式固定是指根據(jù)晶片排布的特征制作相應(yīng)的壓片環(huán)，壓片環(huán)上的圓孔直徑略小于晶片直徑，壓片環(huán)采用鉚接或者其他連接方式與第一托盤和第二托盤連接，其材料可以為石墨或者帶SiC涂層的石墨等材料。其中，第一轉(zhuǎn)軸與第一托盤相連用于旋轉(zhuǎn)第一托盤，第二轉(zhuǎn)軸與第二托盤相連用于旋轉(zhuǎn)第二托盤。在本發(fā)明的一些實施例中，還可將第一轉(zhuǎn)軸或第二轉(zhuǎn)軸與進氣通道或排氣通道相結(jié)合，從而使得腔室組件的結(jié)構(gòu)更加緊湊。
其中，第一加熱部件和第二加熱部件分別用于對第一托盤和第二托盤進行加熱。 在本發(fā)明的一個實施例中，第一加熱部件和第二加熱部件可為感應(yīng)線圈或者電阻絲/片。 例如，第一加熱部件和第二加熱部件可為電阻加熱元件，其中，第一加熱部件與第一托盤的上表面接觸，且第二加熱部件與第二托盤的下表面接觸。再例如，第一加熱部件和第二加熱部件還可為感應(yīng)加熱線圈，且第一加熱部件與第一托盤的上表面之間以及第二加熱部件與第二托盤的下表面之間分別具有預(yù)定間隔，其中，在第一加熱部件與第一托盤的上表面之間以及在第二加熱部件與第二托盤的下表面之間分別設(shè)有隔離件。在本發(fā)明的一個實施例中，該隔離件包括石英或陶瓷等可隔熱、耐高溫、耐腐蝕的材料。在本發(fā)明的以下實施例中提出了多種反應(yīng)腔室，及進氣和排氣通道的實施例，但是需要說明的是以下實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案，并不意味著本發(fā)明僅能通過以下實施例實現(xiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的上述思想對以下實施例中的進氣通道和/或排氣通道進行等同的修改或替換，這些均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。實施例一，如圖4所示，為本發(fā)明實施例一的腔室組件示意圖。該腔室組件4000包括反應(yīng)腔外壁4100和反應(yīng)腔內(nèi)壁4200，反應(yīng)腔內(nèi)壁4200所限定的空間為反應(yīng)腔室。其中，反應(yīng)腔外壁4100可為不銹鋼材料、石英或者鋁合金等其他材料，反應(yīng)腔內(nèi)壁4200可為不銹鋼材料、 石墨或者帶SiC涂層石墨材料以及石英等材料。該腔室組件4000還包括第一轉(zhuǎn)軸4510、 第一托盤4520、放置在第一托盤4520之上的多個晶片4530、為第一托盤4520加熱的第一加熱部件4540，以及第二轉(zhuǎn)軸4610、第二托盤4620、放置在第二托盤4620之上的多個晶片 4630、為第二托盤4620加熱的第二加熱部件4640。其中，從圖中可以看出，第一托盤4520 和第二托盤4620的晶片承載面相對，從而使得多個晶片4530的下表面和多個晶片4630的上表面能夠同時暴露在反應(yīng)氣體中，從而可以對其同時進行處理。在該實施例中，第二轉(zhuǎn)軸4610具有軸向通孔，進氣通道4300穿過該軸向通孔及第二托盤4620并延伸至第一托盤4520和第二托盤4620之間以向反應(yīng)腔室供氣。當(dāng)然在本發(fā)明的其他實施例中，也可將第一轉(zhuǎn)軸4510設(shè)為具有軸向通孔，從而使得進氣通道可以通過第一轉(zhuǎn)軸進行供氣。本發(fā)明實施例中的排氣通道包括沿反應(yīng)腔室的周向間隔形成在反應(yīng)腔室內(nèi)壁 4200上的多個排氣孔4410，以及形成在反應(yīng)腔室的內(nèi)壁4200和外壁4100之間的排氣通路4420，排氣通路4420具有通向反應(yīng)腔室外面的排氣口 4430，其中，每個排氣孔4410的內(nèi)端與反應(yīng)腔室連通且每個排氣孔4410的外端與排氣通路4420連通。優(yōu)選地，多個排氣孔 4410位于第一托盤4520與第二托盤4620之間，從而可以將反應(yīng)氣體及時排出。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，為了使反應(yīng)氣體在反應(yīng)腔室內(nèi)更加均勻，在該實施例中還包括進氣分配部件4700，如圖5所示，為本發(fā)明實施例一的進氣分配部件示意圖。該進氣分配部件4700包括分配管4710和多個分配盤4720。其中，分配管4710的下端敞開且穿過第二托盤4620的中心孔配合并在第二轉(zhuǎn)軸4610的軸向通孔內(nèi)，分配管4710的上端封閉且伸到第一托盤4520和第二托盤4620之間的空間內(nèi)。多個分配盤4720分別設(shè)置于分配管4710的上端且沿豎直方向彼此間隔開，其中在相鄰分配盤4720之間的分配管4710的壁上設(shè)有多個分配孔，反應(yīng)氣體通過這些分配孔進入到反應(yīng)腔之內(nèi)。通過本發(fā)明實施例的進氣分配部件4700可使得反應(yīng)氣體在反應(yīng)腔內(nèi)更加均勻。
實施例二，如圖6所示，為本發(fā)明實施例二的腔室組件示意圖。在該實施例中進氣通道和排氣通道與實施例一的不同。該腔室組件5000包括反應(yīng)腔外壁5100和反應(yīng)腔內(nèi)壁5200。其中，反應(yīng)腔外壁5100可為不銹鋼材料、石英或者鋁合金等其他材料，反應(yīng)腔內(nèi)壁5200可為不銹鋼材料、石墨或者帶SiC涂層石墨材料以及石英等材料。該腔室組件5000還包括第一轉(zhuǎn)軸5510、第一托盤5520、放置在第一托盤5520之上的多個晶片5530、為第一托盤5520 加熱的第一加熱部件陽40，以及第二轉(zhuǎn)軸5610、第二托盤5620、放置在第二托盤5620之上的多個晶片5630、為第二托盤5620加熱的第二加熱部件5640。其中，從圖中可以看出，第一托盤5520和第二托盤5620的晶片承載面相對，以使多個晶片5530的下表面和多個晶片 5630的上表面能夠同時暴露在反應(yīng)氣體中，從而可以對其同時進行處理。在該實施例中，進氣通路主要由進氣環(huán)構(gòu)成，如圖所示，在本發(fā)明的實施例中為了得到反應(yīng)氣體均勻分布的目的，在反應(yīng)腔的兩側(cè)均設(shè)置有進氣環(huán)，即第一進氣環(huán)5310和第二進氣環(huán)5320。當(dāng)然在本發(fā)明的其他實施例中，也可設(shè)置一個進氣環(huán)。第一進氣環(huán)5310和第二進氣環(huán)5320中設(shè)有進氣流動通道，進氣流動通道具有位于反應(yīng)腔室外面的進氣環(huán)進氣孔和位于反應(yīng)腔室的進氣環(huán)出氣孔，其中，進氣通道由進氣環(huán)進氣孔、進氣環(huán)出氣孔和進氣流動通道構(gòu)成。在本發(fā)明的一個實施例中，第一進氣環(huán)5310和第二進氣環(huán)5320包括多組進氣環(huán)出氣孔，第一進氣環(huán)5310和第二進氣環(huán)5320與反應(yīng)腔內(nèi)壁5200平齊，具體地，第一進氣環(huán)5310和第二進氣環(huán)5320的多組進氣環(huán)出氣孔與反應(yīng)腔內(nèi)壁5200平齊。且第一進氣環(huán)5310和第二進氣環(huán)5320的多組進氣環(huán)出氣孔位于第一托盤5520和第二托盤5620 之間。其中，多組進氣環(huán)出氣孔沿第一進氣環(huán)5310和第二進氣環(huán)5320的周向間隔設(shè)置，且每一組內(nèi)的進氣環(huán)出氣孔沿進氣流動通道軸向間隔設(shè)置，從而可以使得反應(yīng)氣體的流入更加均勻。在該實施例中，排氣通道包括形成在反應(yīng)腔外壁5100頂部的上排氣通孔M20和形成在反應(yīng)腔外壁5100底部的下排氣通孔5430，以及反應(yīng)腔外壁5100和反應(yīng)腔內(nèi)壁5200 之間限定的排氣通路M10。其中，第一轉(zhuǎn)軸5510和第二轉(zhuǎn)軸5610分別從上排氣通孔M20 和下排氣通孔M30伸入反應(yīng)腔室以分別與第一托盤5520和第二托盤5620相連。這樣反應(yīng)氣體在反應(yīng)完成之后，會沿著上排氣通孔M20和下排氣通孔M30排出。實施例三，如圖7所示，為本發(fā)明實施例三的腔室組件示意圖。在該實施例中，該腔室組件 6000僅包括反應(yīng)腔外壁6100。其中，反應(yīng)腔外壁6100可為不銹鋼材料、石英或者鋁合金等其他材料。該腔室組件6000還包括第一轉(zhuǎn)軸6510、第一托盤6520、放置在第一托盤6520 之上的多個晶片6530、為第一托盤6520加熱的第一加熱部件6540，以及第二轉(zhuǎn)軸6610、第二托盤6620、放置在第二托盤6620之上的多個晶片6630、為第二托盤6620加熱的第二加熱部件6640。其中，從圖中可以看出，第一托盤6520和第二托盤6620的晶片承載面相對， 從而使得多個晶片6530的下表面和多個晶片6630的上表面能夠同時暴露在反應(yīng)氣體中， 從而可以對其同時進行處理。在該實施例中，進氣通路包括進氣盤6300。其中，進氣盤6300設(shè)置在第一托盤 6520和第二托盤6620之間，且進氣盤6300兩端的外周壁面暴露到反應(yīng)腔室外面。另外，在該實施例中的進氣盤6300內(nèi)設(shè)有氣體流動通道，氣體流動通道具有通向反應(yīng)腔室外面的
9進氣盤進氣孔。且在該實施例中，在反應(yīng)腔室內(nèi)的進氣盤6300的上表面和下表面上分別設(shè)有多個與氣體通道連通的進氣盤出氣孔，從而可以以噴淋的方式提供反應(yīng)氣體。其中，具體地，進氣通道由進氣盤進氣孔、進氣盤出氣孔和氣體流動通道構(gòu)成。在該實施例中，排氣通道包括形成在反應(yīng)腔外壁6100頂部的上排氣通孔6410和形成在反應(yīng)腔外壁6100底部的下排氣通孔6420。其中，第一轉(zhuǎn)軸5510和第二轉(zhuǎn)軸5610 分別從上排氣通孔M20和下排氣通孔M30伸入反應(yīng)腔室以分別與第一托盤5520和第二托盤5620相連。這樣反應(yīng)氣體在反應(yīng)完成之后，將會沿著上排氣通孔M20和下排氣通孔 5430排出。然而需要說明的是，在上述實施例中雖然以可轉(zhuǎn)動的第一托盤和第二托盤為例進行描述，但是在本發(fā)明的另一些實施例中可采用以上實施例的第一托盤和第二托盤的位置，及進氣通道和排氣通道的設(shè)置方式，而將第一托盤和第二托盤設(shè)置為不可轉(zhuǎn)動。本發(fā)明另一方面還提出了一種采用上述腔室組件的金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備。 由于該金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備可同時對上下兩個托盤之上的晶片進行處理，從而能夠極大地提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明實施例通過在反應(yīng)腔中設(shè)置晶片承載面相對的兩個托盤，可以極大地提高反應(yīng)腔的容量和氣體利用率，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。另外，由于托盤采用對稱結(jié)構(gòu)，也有利于提高工藝的均勻性和穩(wěn)定性。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
1.一種腔室組件，其特征在于，包括腔室本體，所述腔室本體包括反應(yīng)腔室，且所述腔室本體還包括用于向所述反應(yīng)腔室供氣的進氣通道和用于從所述反應(yīng)腔室排出氣體的排氣通道；和設(shè)置于所述反應(yīng)腔室內(nèi)的第一托盤和第二托盤，且所述第一托盤的晶片承載面與所述第二托盤的晶片承載面相對。
2.如權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，還包括第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸與所述第一托盤相連，用于旋轉(zhuǎn)所述第一托盤；和第二轉(zhuǎn)軸，所述第二轉(zhuǎn)軸與所述第二托盤相連，用于旋轉(zhuǎn)所述第二托盤。
3.如權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，還包括第一加熱部件，所述第一加熱部件用于加熱所述第一托盤；和第二加熱部件，所述第二加熱部件用于加熱所述第二托盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的腔室組件，其特征在于，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為電阻加熱元件，其中，所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面接觸，且所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的腔室組件，其特征在于，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為感應(yīng)加熱線圈，且所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面之間以及所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面之間分別具有預(yù)定間隔，其中，在所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面之間以及在所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面之間分別設(shè)有隔離件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的腔室組件，其特征在于，所述隔離件包括石英或陶瓷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，還包括第三轉(zhuǎn)軸，所述第一托盤和第二托盤分別套接在所述第三轉(zhuǎn)軸之上，所述第三轉(zhuǎn)軸用于旋轉(zhuǎn)所述第一托盤和第二托盤。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，還包括第三感應(yīng)加熱部件，所述第三感應(yīng)加熱部件均勻地分布在所述反應(yīng)腔室的內(nèi)周壁上， 用于加熱所述第一托盤和第二托盤。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腔室組件，其特征在于，所述第二轉(zhuǎn)軸具有軸向通孔，所述進氣通道穿過所述軸向通孔及所述第二托盤并延伸至所述第一托盤和第二托盤之間以向所述反應(yīng)腔室供氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的腔室組件，其特征在于，還包括進氣分配部件，所述進氣分配部件包括分配管和多個分配盤，所述分配管的下端穿過所述第二托盤的中心孔配合在所述第二轉(zhuǎn)軸的軸向通孔內(nèi)，所述分配管的上端封閉且伸到所述第一托盤和所述第二托盤之間的空間內(nèi)，所述多個分配盤分別設(shè)置于所述分配管的上端且沿所述分配管的豎直方向彼此間隔開，其中，在相鄰分配盤之間的所述分配管的壁上設(shè)有多個分配孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的腔室組件，其特征在于，所述排氣通道包括沿所述反應(yīng)腔室的周向間隔形成在所述反應(yīng)腔內(nèi)壁上的多個排氣孔；形成在所述反應(yīng)腔內(nèi)壁和反應(yīng)腔外壁之間的排氣通路，所述排氣通路具有通向所述反應(yīng)腔室外面的排氣口，其中，每個排氣孔的內(nèi)端與所述反應(yīng)腔室連通且每個排氣孔的外端與所述排氣通路連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的腔室組件，其特征在于，所述多個排氣孔位于所述第一托盤與所述第二托盤之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腔室組件，其特征在于，還包括進氣環(huán)，所述進氣環(huán)內(nèi)設(shè)有進氣流動通道，所述進氣流動通道具有位于所述反應(yīng)腔室外面的進氣環(huán)進氣孔和位于所述反應(yīng)腔室的進氣環(huán)出氣孔，其中，所述進氣通道由所述進氣環(huán)進氣孔、所述進氣環(huán)出氣孔和所述進氣流動通道構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的腔室組件，其特征在于，所述進氣環(huán)與反應(yīng)腔內(nèi)壁平齊，且所述進氣環(huán)位于所述第一托盤和所述第二托盤之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的腔室組件，其特征在于，所述進氣環(huán)包括多組進氣環(huán)出氣孔，所述多組進氣環(huán)出氣孔沿所述進氣環(huán)的周向間隔設(shè)置，且每一組內(nèi)的進氣環(huán)出氣孔沿豎直方向間隔設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腔室組件，其特征在于，還包括進氣盤，所述進氣盤設(shè)置在所述第一托盤和第二托盤之間，所述進氣盤的外周壁面暴露到所述反應(yīng)腔室外面，所述進氣盤內(nèi)設(shè)有氣體流動通道，所述氣體流動通道具有通向所述反應(yīng)腔室外面的進氣盤進氣孔，且在所述反應(yīng)腔室內(nèi)的所述進氣盤的上表面和下表面上分別設(shè)有多個與所述氣體通道連通的進氣盤出氣孔，其中，所述進氣通道由所述進氣盤進氣孔、所述進氣盤出氣孔和所述氣體流動通道構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項所述的腔室組件，其特征在于，所述排氣通道包括形成在反應(yīng)腔外壁頂部的上排氣通孔和形成在反應(yīng)腔外壁底部的下排氣通孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的腔室組件，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸分別從所述上排氣通孔和所述下排氣通孔伸入所述反應(yīng)腔室以分別與所述第一托盤和第二托盤相連。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，所述第一托盤和第二托盤通過靜電吸附或壓片環(huán)將所述多個第一托盤和多個第二托盤之中的晶片固定。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，所述晶片在沿所述第一托盤和第二托盤的圓周方向上以單周或多周排布。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，所述第一托盤和第二托盤之上設(shè)有多個行星托盤。
22.—種金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項所述的腔室組件。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備及其腔室組件。該腔室組件包括腔室本體，所述腔室本體包括反應(yīng)腔室，且所述腔室本體還包括用于向所述反應(yīng)腔室供氣的進氣通道和用于從所述反應(yīng)腔室排出氣體的排氣通道；和設(shè)置于所述反應(yīng)腔室內(nèi)的第一托盤和第二托盤，且所述第一托盤的晶片承載面與所述第二托盤的晶片承載面相對。本發(fā)明實施例通過在反應(yīng)腔中設(shè)置晶片承載面相對的兩個托盤，可以極大地提高反應(yīng)腔容量和氣體利用率，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C23C16/44GK102560431SQ20101059949
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21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