[实用新型]化学气相沉积设备

说明书

本实用新型提供一种化学气相沉积设备。该设备包括反应腔，反应腔内包括多个用于承载衬底的基座，多个基座为圆盘形，工艺气体通过管路进入反应腔，多个基座中的每个基座彼此之间并列排布，各个基座的圆心在同一直线上；各个基座承载衬底的上表面彼此相互平行或在同一平面上；各个基座的转动轴线在同一平面上，各个基座相对于彼此独立地旋转；以及工艺气体沿各个基座的上表面，垂直于各个基座的各个圆心的连线方向流动。

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积领域，具体涉及一种化学气相沉积设备。

背景技术

化学气相沉积技术(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)是在半导体，平板显示领域等广受应用的薄膜生长技术。气相沉积技术生长速率相对低。同时由于反应温度高通常使用了大量非金属的石墨，石英，陶瓷等材料制作金属反应腔的部件。受限于此类材料的加工技术，此类反应腔内部件的成本非常高，导致成膜的成本较高。

现有技术中，解决高温CVD生产成本的一种方式是使用多片式平板结构。在大圆盘基座上，中心对称地放置大量衬底。为了提高成膜的均一性，常见做法是圆盘基座绕中心旋转，使得同一半径上的成膜更加一致。其优点是成膜的成本比放置一片衬底的单片式设计低，但是是成膜的均一性也比放置一片衬底的单片式设计较低。

其中，成膜的均一性指衬底上不同物理位置的成膜厚度，电阻等指定参数的一致性。通常在衬底上取若干个点进行测量，计算其偏差。

其他现有技术对上述多片式结构做出改进，其方法是在大圆盘基座上的每一块衬底下面放置可以独立旋转的行星转盘。使用气浮技术使得大圆盘公转的时候，每个行星转盘可以悬浮于大圆盘基座上进行独立行星式自转。该技术也被称为行星式设计。此方法可以提高成膜的均一性，但是也存在较为显著的缺点，如圆盘基座的气浮管路为石墨材料开孔，制作成本较大，自转速度难以独立控制使得成膜的重复性降低。此外，当衬底尺寸加大后，衬底及小圆盘基座自重提高，圆盘气悬自转实现的难度加大，从而使得大尺寸衬底很难使用该方法。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型的高投片(衬底)量，高产能以及高成膜均一性化学气相沉积反应设备。

根据本实用新型的一方面，公开了一种化学气相沉积设备，包括反应腔，反应腔内包括多个用于承载衬底的基座，多个基座为圆盘形，工艺气体通过管路进入反应腔，多个基座中的每个基座彼此之间并列排布，各个基座的圆心在同一直线上；

各个基座的承载衬底的上表面彼此相互平行或在同一平面上；

各个基座的转动轴线在同一平面上，各个基座相对于彼此独立地旋转；以及

工艺气体沿各个基座的上表面，以垂直于各个基座的各个圆心的连线为方向流动。

进一步地，反应腔和基座之间还包括内盒，内盒的形状包括长方体；以及反应气体沿基座的上表面，并且以与上表面与内盒的截面截得的长方形短边相对平行的方向流动。

进一步地，相邻的基座以彼此相反的方向旋转。

进一步地，化学气相沉积设备还包括质量流量计，对多个基座使用共同的质量流量计，质量流量计分配工艺气体到各个基座；以及在工艺气体从质量流量计流向基座的管路上设置调节阀。

进一步地，化学气相沉积设备还包括传输腔和机械传输臂，传输腔为多边形，传输腔的至少一边设置有衬底的中转站，其余各边设置有反应腔；以及机械传输臂位于传输腔内，向反应腔的多个基座传输衬底。

进一步地，机械传输臂被配置为沿平行于反应腔中各个基座的各个圆心的连线方向运动。

进一步地，在各个基座之间填充基座延伸部分，基座延伸部分的材质与基座相同，基座延伸部分的上表面与基座的上表面在同一平面。