[发明专利]气体传输装置及具有其的基片处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种气体传输装置及具有该气体传输装置的基片处理设备。

背景技术

金属有机化合物气相沉积(MOCVD)是20世纪60年代发展起来的利用金属有机化合物进行金属输运的一种化合物半导体气相外延新技术，而反应腔子系统是MOCVD设备的核心组件，其设计方案对于外延层质量和设备产率具有决定性的影响。传统的反应腔在硬件上由外壁、托盘、加热装置、进气装置、以及监测装置组成。

如图1A所示，为传统的喷淋头气体传输装置的进气孔的示意图。如图1B所示，为传统的喷淋头气体传输装置的示意图，该进气装置包括圆盘100，圆盘100设置在反应腔的上方正对衬底120和托盘131及132，圆盘100上密布数百个小孔110，其中，数百个小孔110的一部分通入III族元素气体，另一部分通入V族元素气体，III族元素和V族元素气体从数百个小孔110喷入反应腔，垂直喷向衬底120上，在衬底120表面混合并发生化学反应，以沉积形成薄膜。但是，由于小孔110个数很多，因此小孔直径必然很小，这就容易造成由于气体预反应而堵塞小孔，使气体不能全部进入反应腔，从而降低气体利用率。另外，气体也会在反应腔的顶盖和托盘131底部发生化学反应并沉积成薄膜，这样不仅浪费气体，而且反应腔顶盖的薄膜脱落会导致污染托盘131上的衬底120，同样地，托盘131底部的薄膜脱落也会导致污染托盘132上的衬底，从而影响MOCVD的工艺性能。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种防止顶盖或托盘底部发生沉积，并有效防止顶盖或者托盘底部薄膜脱落的气体传输装置。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述气体传输装置的基片处理设备。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的气体传输装置，包括：气体传输通路，所述气体传输通路中设有用于通入各反应气体的反应气体管道组和用于通入隔离气体的隔离气体管道；和至少一个气体喷口，所述气体喷口设置在所述气体传输通路上，且每个所述气体喷口包括沿所述气体传输通路的横截面方向排气的多层气孔，其中，所述多层气孔中顶层气孔与所述隔离气体管道连通，所述多层气孔中所述顶层气孔以下的各层气孔匹配地与所述反应气体管道组中的各管道连通。

根据本发明实施例的气体传输装置，每个气体喷口包括沿气体传输通路的横截面方向向外排气的多层气孔，使气体能够更加均匀地向四周喷射，多层气孔的最上层气孔与隔离气体管道连通，其它层气孔通入各反应气体，保证各反应气体在隔离气体下方发生化学反应，从而防止处在隔离气体上方的反应腔顶盖或托盘底部在各反应气体的作用下表面形成沉积薄膜，进而防止沉积薄膜脱落造成颗粒污染。另外，本气体传输装置结构简单，易于实现。

另外，根据本发明的气体传输装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述的气体传输装置包括多个气体喷口，所述多个气体喷口沿所述气体传输通路的轴向间隔地设置在所述气体传输通路上。

在本发明的一个实施例中，所述多层气孔相互平行。

在本发明的一个实施例中，所述反应气体管道组包括至少一条用于通入V族元素气体的V族元素气体管道、和至少一条用于通入III族元素气体的III族元素气体管道。

在本发明的一个实施例中，所述反应气体管道组包括两条V族元素气体管道和一条III族元素气体管道。

在本发明的一个实施例中，所述多层气孔为4层气孔，且所述最顶层气孔以下的3层气孔从上至下分别连通一条V族元素气体管道、III族元素气体管道和另一条V族元素气体管道。

在本发明的一个实施例中，所述隔离气体为H₂或N₂。

本发明第二方面实施例的基片处理设备，包括：反应腔室；一个托盘，所述托盘位于所述反应腔室之内；气体传输装置，所述气体传输装置为本发明第一方面实施例的气体传输装置，其中，所述气体传输装置的气体传输通路穿过所述多个托盘的中心孔，且在所述托盘之上设有至少一个所述气体喷口。

根据本发明实施例的基片处理设备，由于气体传输装置的隔离气体隔离反应腔室顶盖与各反应气体的接触，因此防止各反应气体在反应腔室的顶盖发生化学反应而使反应腔室的顶盖形成沉积薄膜，进而防止薄膜脱落造成颗粒污染，提高基片处理设备的工艺性能。