[实用新型]刻蚀烘烤设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种刻蚀烘烤设备，尤其涉及一种具有风冷系统的氯气刻蚀烘烤设备。

背景技术

金属有机化学气相沉积设备（简称MOCVD）以热分解反应方式在衬底上进行化学沉积反应，生长各种Ⅲ-Ｖ族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料，石墨盘作为衬底的承载平台，在该反应过程中会有多余的化学反应残留物沉积在石墨盘表面上，假如不加以清除，必然会在新的一炉外延片生长过程中影响对应的温度控制、表面颗粒等，并最终影响到外延片生长的成品率。

目前市场上还没有对于MOCVD和外延片进行刻蚀、清洁的专用设备，目前业内使用的石墨盘清洁方法通常采用真空烧结炉进行长时间高温烘烤的方式，存在单炉次烘烤的时间比较长（单炉次约14小时），烘烤温度太高（最高温度约1400度）影响石墨盘循环使用的寿命等问题，同时无法对工艺生长过程中产生的报废外延衬底片进行刻蚀。另外该类设备体积比较大，在净化车间内占用比较大的安装和使用空间。该设备在烘烤石墨盘的工作原理是使用高温烧结的方式把氮化镓残留物物理性粉尘化，运行后会产生大量的粉尘，同时会大量残留在反应炉内，所以该类设备需要经常维护和清洁。

为了解决通常烤盘设备的不足，现提供一种新的设备，即通入氯气进行刻蚀烘烤的设备，该设备是利用氯气或气体氯化物，在一定温度的条件下对石墨盘或外延衬底片进行刻蚀反应，并最终达到对石墨盘表面进行有效的清洁和对外延衬底片表面的不良外延层进行有效刻蚀的功用。当使用烘烤设备来进行高温烘烤，烘烤设备使用加热元件进行加热时，腔体内部的温度可达800度左右，必须对于加热组件以及外围的零件进行冷却，才能确保设备安全、正常的运行。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种刻蚀烘烤设备，该设备具有设备包括：反应腔，用于容纳需被清洁的石墨盘或外延衬底片；加热组件，加热组件构造在反应腔的外侧并能被操作提升反应腔内的温度；其中，刻蚀烘烤设备包括循环风冷系统，循环风冷系统包括：使气流循环运动的鼓风机；位于反应腔上方的顶部集气槽；位于反应腔下方的底部集气槽；连通在顶部集气槽和底部集气槽之间的风腔，风腔位于反应腔四周，引入风腔中的气流能够对加热组件进行冷却；以及换热器，换热器通过循环风道连接到底部集气槽的下游。

根据本实用新型的另一个方面，刻蚀烘烤设备还包括层流风冷系统，层流风冷系统包括风机、冷却风通道以及过滤器，冷却风通道将风机连接到过滤器，风机将气流引入过滤器，并且从过滤器出风口导出。较佳地，过滤器具有竖直设置的孔板装置，孔板装置将导入过滤器的气流转向水平气流，并且过滤器的出风口设置引导水平气流沿平行于石墨盘的盘表面的方向流过所述石墨盘。

此外，循环风冷系统还可包括补风通道，补风通道设置在底部集气槽与换热器之间。

根据本实用新型的一个方面，加热组件为红外灯管组件，红外灯管组件包括分别设置在反应腔的相对两个侧面外侧彼此相对的第一红外灯管组件部和第二红外灯管组件部；在反应腔的另外两个相对侧面的外侧设置有反射板组件。较佳地，反射板组件的侧面设有开孔。

根据本实用新型的另一个方面，风腔包括反射面风腔和加热面风腔，其中反射面风腔包括设置在设有反射板的两个相对侧面处的第一反射面风腔和第二反射面风腔，加热面风腔包括设置在设有红外灯管组件的两个相对侧面处的第一加热面风腔和第二加热面风腔。较佳地，第一加热面风腔和第二加热面风腔通过配流结构通向内风腔，以对红外灯管组件中的红外灯管以及构成反应腔的反应罩进行冷却。

较佳地，所述顶部集气槽形成为围绕在反应腔上方外周围的环腔，所述环腔底部具有配流结构，所述配流结构构造成使引入加热面风腔的气流量大于引用反射面风腔的气流量。

根据本实用新型的刻蚀烘烤设备为氯气刻蚀烘烤设备，在该设备的工作过程中，氯气和氯化物气体中的至少一种通入到反应腔内。

采用本实用新型的刻蚀烘烤设备，反应腔体风道内相关的发热和受热部件可以被冷却，从而能够保证设备正常加热和使用。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施描述而变得更加明显，其中：

图1为根据本实用新型的一实施例的具有风冷系统的氯气刻蚀烘烤设备的侧视图；

图2为反应腔内部的固定风道的结构示意图；

图3为反应腔的立体图，其中示出了反应腔的内部构造；

图4为红外加热灯组件风冷结构示意图；

图5为反射组件的示意图；以及

图6为根据本实用新型的一实施例的层流风冷系统的结构示意图。

具体实施方式