反应腔室的制作方法

本技术涉及半导体器件制造设备，尤其涉及反应腔室。

背景技术：

1、在半导体器件的制造设备，例如金属有机化学气相沉积（metal-organicchemical vapor deposition，mocvd）设备的反应腔室中，一般是晶圆放置于石墨托盘上，石墨托盘设置于主轴上，加热器位于石墨托盘下方。在进行化学气相沉积工艺过程时，石墨托盘由主轴带动进行旋转，同时加热器对石墨托盘进行加热，工艺气体从石墨托盘上方进入反应腔后，流动到位于石墨托盘上的晶圆上表面，以在晶圆上进行薄膜生长。

2、工艺气体中如果含有氧化性气体（如氧气）或腐蚀性气体（如氨气、hcl、cl2等），则会氧化或腐蚀反应腔内的零部件，尤其是加热部件。例如采用mocvd工艺生长氧化物薄膜（如生长氧化锌、氧化锡、氧化镓等薄膜），会使用氧化性反应源气体。

3、为了防止工艺气体氧化加热器，在低温反应中，加热器一般会使用一些含硅、含铝的合金材料作为电阻丝，但是使用效果不稳定，可升温范围比较低，无法满足工艺要求；如果加热器采用钨、铼等材料，虽然能使采用该材料制成的加热器适用于高温，但很容易被工艺气体氧化或腐蚀，影响了加热器的使用寿命。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种反应腔室，能有效避免在工艺过程中工艺气体对加热器的氧化或腐蚀，提高了使用效率。

2、为实现上述目的，本实用新型的所述反应腔室内设有加热器、保护罩、托盘、旋转轴和吹扫气体供应管路；所述保护罩罩设于所述加热器外，所述保护罩包括相对的开口端部和封闭端部，所述加热器靠近所述封闭端部，所述托盘位于所述封闭端部的上方以用于承载基片，所述托盘与所述封闭端部之间围成有与外部相通的气体流道；所述旋转轴的顶端自所述开口端部活动贯穿所述封闭端部，与所述托盘转动连接以驱动所述托盘旋转，所述旋转轴包括位于所述气体流道内的出气轴段，所述出气轴段沿周向开设有若干出气孔；所述吹扫气体供应管路设于所述旋转轴内并与各所述出气孔连通，以用于向所述气体流道输送吹扫气体。

3、优选的，所述反应腔室还包括若干导流结构，所述若干导流结构设于所述托盘底面与所述封闭端部所围结构，进一步加强对工艺气体的阻隔作用。

4、优选的，所述托盘的底部设有轴连接部，用于与所述旋转轴的顶端部配合连接；若干所述导流结构围绕所述轴连接部呈放射状设于所述托盘的底部表面，各所述导流结构朝向所述托盘的外缘方向延伸。

5、优选的，所述导流结构为凸肋结构或凹槽结构。

6、优选的，所述托盘的顶面设有若干用于承载基片的承载凹槽；所述凸肋结构在所述托盘的顶面的正投影结构与各所述承载凹槽的交点数量为0。

7、优选的，所述导流结构在沿径向延伸的方向上呈平直状。

8、优选的，所述导流结构在沿径向延伸的方向上呈弧形弯曲状。

9、优选的，所述封闭端部边缘围设有隔挡环，所述隔挡环、所述托盘和所述封闭端部围成所述气体流道；所述托盘包括本体部，所述本体部顶部沿径向延伸形成有外延部，并使得所述本体部底部朝向所述封闭端部凸出设置，所述外延部遮蔽所述隔挡环。

10、优选的，所述隔挡环的内侧壁呈多级阶梯状结构和/或所述本体部的外侧壁呈多级阶梯状结构，以使所述隔挡环的内侧壁与所述本体部的外侧壁之间形成曲折间隙流道。

11、优选的，所述托盘的底部与所述保护罩的顶部之间的距离h与所述出气孔的孔径d满足：1/2h≤d≤h。

12、优选的，所述出气孔设置的数量大于或等于6，且小于或等于16。

13、本实用新型的所述反应腔室的有益效果在于：

14、（1）本申请中的保护罩罩设于所述加热器外，所述加热器靠近所述保护罩的封闭端部，能够避免腐蚀或氧化性的工艺气体经保护罩的侧壁进入加热器所在空间。

15、（2）本申请的托盘位于所述封闭端部的上方以用于承载基片，所述托盘与所述封闭端部之间围成有与外部相通的气体流道，且旋转轴顶端自所述开口端部活动贯穿所述封闭端部，与所述托盘转动连接以驱动所述托盘旋转，使得托盘和保护罩之间不会发生运动干涉。更重要的是，所述旋转轴包括位于所述气体流道内的出气轴段，所述出气轴段沿周向开设有若干出气孔，所述吹扫气体供应管路设于所述旋转轴内并与各所述出气孔连通，以用于向所述气体流道输送吹扫气体，使得吹扫气体能从气体流道持续向外排出形成正压气幕，能有效阻止工艺气体通过气体流道进入保护罩内，进一步提升了对工艺气体的隔绝效果。

1.一种反应腔室，其特征在于，内设有：

2.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述托盘的底部设有轴连接部，用于与所述旋转轴的顶端部配合连接；若干所述导流结构围绕所述轴连接部呈放射状设于所述托盘的底部表面，各所述导流结构朝向所述托盘的外缘方向延伸。

4.根据权利要求2所述的反应腔室，其特征在于，所述导流结构为凸肋结构或凹槽结构。

5.根据权利要求4所述的反应腔室，其特征在于，所述托盘的顶面设有若干用于承载基片的承载凹槽；所述凸肋结构在所述托盘的顶面的正投影结构与各所述承载凹槽的交点数量为0。

6.根据权利要求3所述的反应腔室，其特征在于，所述导流结构在沿径向延伸的方向上呈平直状或弧形弯曲状。

7.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述封闭端部边缘围设有隔挡环，所述隔挡环、所述托盘和所述封闭端部围成所述气体流道；

8.根据权利要求7所述的反应腔室，其特征在于，所述隔挡环的内侧壁呈多级阶梯状结构和/或所述本体部的外侧壁呈多级阶梯状结构，以使所述隔挡环的内侧壁与所述本体部的外侧壁之间形成曲折间隙流道。

9.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述托盘的底部与所述保护罩的顶部之间的距离h与所述出气孔的孔径d满足：1/2h≤d≤h。

10.根据权利要求1所述的反应腔室，其特征在于，所述出气孔设置的数量大于或等于6，且小于或等于16。