[发明专利]反应腔室

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备，特别是涉及一种化学气相沉积过程的反应腔室。

背景技术

现有的化学气相沉积工艺通常是将衬底放置于反应腔室上，所述反应腔室上方设置进气装置，例如喷淋头，用于向衬底提供沉积反应用的源气体。具体的，请参考图1，其为现有技术中的反应腔室的示意图。所述反应腔室包括腔体1、设置在所述腔体1顶部的喷淋头2和设置在所述腔体1底部且与所述喷淋头2相对设置的托盘3。所述托盘3用于承载衬底5a、5b、5c。所述反应腔室还包括位于所述托盘3下方的加热器4，用于对托盘3进行加热使得衬底达到沉积反应所需要的温度。未反应的源气体以及反应后剩余的气体沿托盘3表面向托盘3边缘流动，经由相关管道传送至尾气装置。

随着衬底尺寸的增大和衬底数目的增多，托盘3的尺寸增大，托盘3的中间部位和托盘3的边缘部位的温度不均匀的问题就日益凸显。这是由于托盘3的边缘部分向周围的散热比托盘3的中间部分的散热要严重，从而会造成托盘3的边缘部分的温度偏低；此外，大量的未反应的气体以及反应后剩余的气体从托盘3边缘向托盘3下方流动（如图1中箭头所示），会带走大量的热量，也会造成托盘3的边缘部分的温度比托盘3中间部分偏低。托盘3的中间部位和托盘3的边缘部位的温度不均匀将会大大影响化学气相沉积过程，导致不同区域的衬底或同一衬底的不同区域沉积效果不一致，乃至不符合设计要求，比如，位于中间的衬底5b的温度要高于位于边缘的衬底5a、5c的温度，这就使得在衬底上形成的膜层的参数不同，将有可能不达标或不利于后续操作。

因此，有必要对现有设备进行改进，使其能够保持托盘温度的均一性，避免对化学气相沉积工艺造成不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应腔室，以解决现有技术中托盘温度不一致的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种反应腔室，包括腔体、设置在所述腔体顶部的喷淋头和设置在所述腔体底部且与所述喷淋头相对设置的托盘，所述托盘能够相对所述喷淋头旋转，所述托盘下方具有加热器；所述反应腔室还包括保温结构，所述保温结构环绕在所述托盘周围。

本发明提供的反应腔室，在托盘边缘设置有保温结构，这能够减少托盘边缘部分的热量散失，使得托盘边缘部分与中间部分的温度基本保持一致，有利于均匀的加热位于托盘上的衬底，在化学气相沉积过程中，能够获得更好的沉积效果，避免了不同区域由于温度不同而引起的沉积率不同的问题，从而使得沉积均匀，获得高质量的膜层。

附图说明

图1为现有技术的反应腔室的结构示意图；

图2为本发明第一实施方式的反应腔室的结构示意图；

图3为图2中的反应腔室的自A-A’处的俯视图；

图4为本发明第二实施方式的反应腔室的结构示意图；

图5为本发明第三实施方式的反应腔室的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术中所记载的内容可知，现有技术的反应腔室存在托盘的温度分布不一致的问题。本发明的核心思想在于，通过引入保温结构，使得托盘边缘部分的散热和热对流受到约束，从而避免了边缘部分的热量流失。

请参考图2，本发明提供一种反应腔室，包括腔体101、设置在所述腔体101顶部的喷淋头102和设置在所述腔体101底部且与所述喷淋头102相对设置的托盘103，所述托盘103用于承载至少一个衬底106a、106b、106c，以接收从喷淋头102提供的源气体进行反应沉积，所述托盘103能够相对所述喷淋头101旋转，所述托盘103下方具有加热器104，所述托盘103和加热器104之间具有间隙。所述反应腔室还包括保温结构105，所述保温结构105环绕在所述托盘103周围，所述保温结构105优选为保持固定，即不随托盘103进行旋转。

请参考图2和图3，在本实施方式中，采用的腔体101为空心圆柱，所述托盘103和所述加热器104皆为圆盘形，所述保温结构105优选为围绕所述托盘103的环型结构。在其他可行的实施方式中，也可以是其他形状，例如矩形等。