[发明专利]一种微通道技术的化学反应器

说明书

本发明涉及半导体技术领域，提出一种微通道技术的化学反应器，包括：气密腔体；以及隔离腔体，其布置于所述气密腔体内，其中衬底布置于所述隔离腔体内，所述隔离腔体具有微通道。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体技术领域。具体而言，本发明涉及一种微通道技术的化学反应器。

背景技术

在半导体工艺中存在大量存在气相化学制程，例如干法刻蚀工艺、热化学气相沉积、低压化学气相沉积(LPCVD，Low pressure chemical vapor deposition)。上述工艺通常需要设置由耐高温、耐腐蚀的高纯石英构造而成的气体注入管路。

图1A和图1B示出了传统的半导体反应器的结构示意图。

图1A所示的半导体反应器中设置有石英进气管路6062，反应腔体64则是一个具有若干个密封法兰面，并且可以同金属法兰通过密封圈密封的石英腔体。

图1B所示的半导体反应器中设置有金属注入管路，其中在法兰面103之后至85保持足够长的距离，使得103面之后金属注入阀体保持低温或者冷却，并且需要设置高速风机对反应腔体的石英表面进行气冷冷却以保持石英腔体的强度或者完整性。

而在单片式水平高温化学气相沉积设备中，由于工艺要求更高，并且反应腔体内环境控制越来复杂化，因此相比于传统的半导体反应器需要更多的气路控制分区，并且反应腔体需要更为紧凑，设备的质量及表面积都需要最小化。由于通常使用的8至12寸硅片的直径仅仅为200-300mm，因此反应腔体的内径通常介于300-500mm，并且由于是水平式单片设备，因此反应腔体更加扁平。

在这种狭小的空间内采用传统的火工(热熔下弯管焊接等工艺)变得愈发困难。而使用高温(回流)抛光，则退火会使得表面尺寸公差难以控制，密封性无法保证。并且使用大量的火工成型工艺后，会由于内应力导致成品率下降到无法推进的程度。

许多半导体工艺对气流分配十分敏感，需要对气流的流场进行精确控制。传统的火加工工艺类似玻璃器皿的烧制工艺，对于高纯石英需要使用氢气火炬进行热弯和热焊接，因此难以烧制大量的管路并且进行集成焊接。

此外，传统的火工石英管路还存在下列问题：管径过粗，管道过多之后插入腔体内干扰气流流线；石英管道对加热体发出的红外线形成折射，干扰加热器投射到硅片的热力分布管道过多之后造成对温度均匀性的影响；难以形成复杂的PID(PipingInstrumentDiagram)管线拓扑关系；火加工变形造成的公差无法保证。众多密封面的平行度，垂直度，中心线的的公差难以达到；以及密封性无法保证。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种微通道技术的化学反应器(也可以简称为微通道技术的化学反应器)，其特征在于，包括：

隔离腔体，包括一个或多个隔离腔壁其中衬底布置于所述隔离腔体内，至少一个所述隔离腔壁具有微通道。

所述衬底为2-18英寸石英、玻璃、以及硅等第一代、第二代、第三代乃至第四代半导体衬底。

在本发明的一个实施例中规定，所述微通道技术的化学反应器还包括：

气密腔体，所述气密腔体包围所述隔离腔体，用于实现所述隔离腔体的气密密封；

基座或者晶舟，所述基座或者晶舟承载单个或者多个所述衬底。

在本发明的一个实施例中规定，所述隔离腔壁包括单层或者多层结构，其中多层所述隔离腔壁通过焊接、胶粘、键和或者螺栓榫卯铆接进行叠加。

在本发明的一个实施例中规定，所述微通道通过去除材料方法形成预制通道，然后将带有预制通道的两片或更多片材料叠加接合形成形成，其中所述去除材料方法包括机械切削加工、干法或者湿法蚀刻、等离子蚀刻、激光以及超声波。