一种多腔集簇式化学气相沉积设备的制作方法

技术特征：
1.一种多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，包括：传送腔体，其包括机械手，所述机械手被配置为在反应腔体与免应力腔体sfhc腔体之间传送衬底；升温和/或降温腔体，其与所述传送腔体连接，所述升温和/或降温腔体被配置为使所述衬底以第一升温速度升温，升温至第一温度，和/或使所述衬底以第四降温速度降温，降温至第四温度；以及反应腔体，其与所述传送腔体连接，所述反应腔体被配置为使所述衬底以第二升温速度升温至第二温度，并且使所述衬底以第三降温速度降温，降温至第三温度；其中所述第一升温速度大于所述第二升温速度，并且所述第四降温速度大于所述第三降温速度。2.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，还包括：衬底装载装置，其与所述传送腔体连接，所述衬底装载装置包括装载锁、设备前端模块、晶圆盒装载端口或者标准机械界面装置。3.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，被配置为执行下列动作：由所述升温和/或降温腔体使衬底由室温升温至第一温度，并且由所述机械手将所述衬底传送至所述反应腔体中；由所述反应腔体使衬底由第一温度升温至第二温度，其中在第二温度下在所述衬底上进行气相沉积反应；由所述反应腔体使衬底由第二温度降温至第三温度，并且由所述机械手将所述衬底传送至所述升温和/或降温腔体；以及由所述升温和/或降温腔体将所述衬底由第三温度降温至第四温度。4.根据权利要求3所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述反应腔体的待工作温度与所述第一温度相同。5.根据权利要求4所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述第二温度大于等于所述第一温度。6.根据权利要求5所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，当所述第二温度大于1000℃并且小于等于1400℃时，所述第二温度与所述第一温度之间的差值小于等于400℃；以及当所述第二温度大于1400℃时，所述第二温度与所述第一温度之间的差值小于等于700℃。7.根据权利要求6所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，当反应腔体温度大于800℃时，衬底进入反应腔体时所述衬底和所述反应腔体之间的温度差值小于550℃。8.根据权利要求3所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述第一升温速度和第四降温速度的范围为20-250℃/s，并且所述第一温度的范围为620-1650℃。9.根据权利要求8所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述第二升温速度的范围为0-120℃/s，并且所述第三降温速度的范围为0-120℃/s。10.根据权利要求8所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，室温与所述第一温度之间的差值大于600℃。
11.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体包括加热体，所述加热体包括灯管、灯泡、电阻丝或者电感加热器。12.根据权利要求11所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述灯管或灯泡的灯丝或所述电阻丝的直径或横截面关键尺寸小于2mm，并且所述灯管或灯泡的灯丝或所述电阻丝的材料包括导电陶瓷、石墨、碳纤维、碳纤维复合材料、其他碳材料、或者金属丝。13.根据权利要求12所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述加热体被配置为在10秒钟内达到加热体的满功率的80％以上。14.根据权利要求13所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，包括多个加热体，多个所述加热体被配置为分区对衬底进行加热。15.根据权利要求14所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述加热体被配置为对衬底进行单面加热或者双面加热。16.根据权利要求15所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体被配置为进行多区温度控制，其中在衬底的单面进行加热的加热器的数量大于等于2个。17.根据权利要求2所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述传送腔体具有多个边，所述边与所述反应腔体、所述升温和/或降温腔体以及所述衬底装载装置连接。18.根据权利要求16所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体还包括吸热体，所述吸热体被配置为吸收所述加热体的热量并且对所述衬底的边缘进行加热以使得所述衬底受热均匀。19.根据权利要求18所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述吸热体包括延伸环，所述延伸环被配置为承载所述衬底的边缘。20.根据权利要求19所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述延伸环的宽度大于所述衬底半径的1/14。21.根据权利要求14所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器被配置为测量所述衬底上多点的温度。22.根据权利要求14所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，还包括多个翘曲度测量传感器，所述多个翘曲度测量传感器被配置为测量所述衬底上多点的翘曲度。23.根据权利要求14所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体被配置为将衬底不同位置之间的温度差值控制在小于100℃。24.根据权利要求14所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体内设置有非活跃或者惰性气体以进行降温。25.根据权利要求14所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体被配置为根据升温和/或降温时衬底上多点的温度和\或多点的翘曲以控制多个加热体进行补偿控制。26.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述反应腔体被配置为执行硅外延工艺、碳化硅外延工艺、氮化镓外延工艺以及氧化镓外延工艺。27.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述反应腔体
包括水平腔体、水平炉管、垂直腔体或者垂直炉管。28.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，包括多个升温和/或降温腔体，其中将第一衬底在所述反应腔体中完成气相沉积反应后运送至第一升温和/或降温腔体进行降温，并且将第二衬底从第二升温和/或降温腔体进行升温后运送至所述反应腔体进行反应。29.根据权利要求3所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述机械手包括多个端末作用器，其中所述机械手被配置为执行下列动作：通过第一端末作用器将第一衬底在所述反应腔体中完成气相沉积反应后取出并且等待；通过第二端末作用器将在所述升温和/或降温腔体中升温后的第二衬底取出并放入所述反应腔体；以及通过所述第一端末作用器将第一衬底送入所述升温和/或降温腔体中降温。30.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体被配置为预热所述端末作用器以减少取放衬底时的热冲击。31.根据权利要求1所述的多腔集簇式化学气相沉积设备，其特征在于，所述升温和/或降温腔体的旋转速度大于5rpm。

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域，提出一种多腔集簇式化学气相沉积设备，包括：传送腔体，其被配置为在反应腔体与SFHC腔体之间传送衬底；反应腔体，其被配置为使所述衬底以第一升温速度升温至第一温度，并且使所述衬底以第一降温速度降温；以及SFHC腔体，其被配置为使所述衬底以第二升温速度升温，并且使所述衬底以第二降温速度降温，其中所述第二升温速度大于所述第一升温速度，并且所述第二降温速度大于所述第一降温速度。其中通过SFHC腔体免应力地对衬底进行快速加热再送入反应腔体中，或者对从反应腔体中取出的衬底进行快速降温，而反应腔体可以一直维持在较高的温度，可以有效节省反应腔体升降温所需耗费的时间，提高产能。提高产能。提高产能。


技术研发人员：丁欣 缪燕
受保护的技术使用者：上海埃延半导体有限公司
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/3/10