[发明专利]反应腔室控温装置及应用该控温装置的半导体处理设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体加工处理技术领域，具体涉及一种反应腔室控温装置及应用该反应腔室控温装置的半导体处理设备。

背景技术

金属有机化学气相生长(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称为MOCVD)技术，因其具有沉积薄膜成分易控、膜均匀致密以及附着力好等优点而逐渐成为工业界主要的沉积薄膜技术。所谓MOCVD技术是指，利用金属有机化合物(Metal Organic，简称为MO)作为源物质的一种化学气相生长技术，其原理为使有机金属气体在通过高温衬底表面时发生高温化学反应，从而在衬底的表面沉积薄膜。

在实际应用中，这种MOCVD设备常被应用于在LED衬底片上沉积多量子阱的工艺。多量子阱的沉积过程一般为两种薄膜的交替生长过程，而且两种薄膜需要在不同温度下生长，为了保证薄膜的均匀性和成膜质量，在沉积多量子阱的工艺过程中，对衬底表面的温度均匀性与升/降温速度要求极高。以近年来被广泛研究的InGaN/GaN多量子阱为例，其生成过程即为InGaN薄膜和GaN薄膜的交替沉积过程，而InGaN薄膜和GaN薄膜的生长温度则分别为750-800℃和800-850℃，因此，为了获得质量较好的InGaN/GaN多量子阱薄膜，在InGaN/GaN多量子阱生长过程中需要对应于每层InGaN薄膜和GaN薄膜的生长而使反应腔室的温度分别处于750-800℃和800-850℃，也就是说，为了保证工艺质量及工艺效率，就需要使反应腔室内的温度在800-850℃和750-800℃之间频繁且快速地切换。更进一步地，InGaN在800℃以上容易分解，因此，在800-850℃生长完GaN薄膜后将反应腔室内的温度迅速降到生长下一层InGaN薄膜所需的温度，这不仅可以提高工艺效率，而且还可以减少因温度过高而造成的InGaN薄膜的分解。

因此如何使MOCVD设备在实现快速升温时也能够快速降温，是摆在技术人员面前的一个难题。

为此，如何提供一种能够实现快速降温的MOCVD设备就成为目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种反应腔室控温装置，其能够使反应腔室实现快速降温，从而可使反应腔室在不同温度之间快速频繁切换，为不同工艺过程提供相应的最佳工艺温度，进而提高工艺加工质量以及工艺效率。

此外，本发明还提供一种半导体处理设备，其具有本发明提供的上述控温装置，其可在多量子阱生长过程中实现快速升降温，从而使多量子阱的各层薄膜获得最佳生长温度，进而提高多量子阱的成膜质量及LED芯片的质量。

为此，本发明提供一种反应腔室控温装置，用于降低半导体处理设备的反应腔室的温度，其包括冷却装置，所述冷却装置环绕在所述反应腔室的外围或者在对反应腔室进行降温时移至反应腔室的外围。。

其中，所述反应腔室控温装置还包括与冷却装置相连的位置调整装置，所述位置调整装置可调整所述冷却装置与反应腔室二者之间的相对位置，以便在反应腔室降温时使该冷却装置环绕在所述反应腔室的外围而对反应腔室进行降温。

其中，所述冷却装置包括冷却管和冷却腔中的至少一种。

其中，所述冷却管包括多个环绕所述反应腔室的环形管，且所述多个环形管沿反应腔室轴向层叠设置。

其中，所述冷却管包括多个沿反应腔室轴向延伸的直管，且所述多个直管沿所述反应腔室周向设置而环绕所述反应腔室。

其中，所述冷却管包括至少一个环绕所述反应腔室并沿反应腔室轴向延伸的螺旋管。

其中，所述螺旋管的数量为二个以上，且所述二个以上螺旋管彼此嵌套设置。

其中，所述冷却管包括至少一个环绕所述反应腔室并沿所述反应腔室轴向延伸的蛇形管。

其中，所述蛇形管的数量为二个以上，且所述二个以上蛇形管彼此嵌套设置。

其中，所述冷却管包括二个横截面为半圆形并沿反应腔室轴向延伸的蛇形管，且所述二个蛇形管环绕反应腔室对称设置。

其中，所述冷却管包括二个以上横截面为弧形并沿反应腔室轴向延伸的蛇形管，且所述二个以上蛇形管环绕反应腔室设置。

其中，所述冷却管的数量为多个，且所述多个冷却管通过连接部件连接。

其中，所述冷却腔的数量为一个，且所述冷却腔由底壁、顶壁及横截面为圆形并沿反应腔室轴向延伸的第一侧壁和第二侧壁围成，所述第一侧壁围成的中空部分可容纳所述反应腔室。