[发明专利]一种化学气相沉积行星托盘装置及进气方法

说明书

本发明公开了一种化学气相沉积行星托盘装置，包括一基盘、一传动盘和多个与传动盘啮合的行星盘，传动盘和行星盘间隙设置于基盘的腔体内，腔体底部设有一开口，开口内设有一传动连接组件，传动连接组件一端与传动盘传动连接，传动连接组件另一端与基盘传动连接，基盘或所述传动连接组件由一驱动机构带动旋转，进而带动传动盘转动，传动连接组件底部设有一供辅助气体进入的支撑进气组件，支撑进气组件通过传动连接组件上的多个进气孔与开口连通。通过机械传动带动行星盘自转，保证各个行星盘的转速一致，本发明还公开了行星托盘装置的进气方法，通过注入辅助气体使行星盘悬浮，辅助行星盘转动，消除机械振动，提高行星盘转动稳定性。

技术领域

本发明属于半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种化学气相沉积行星托盘装置及进气方法。

背景技术

化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术，其通过化学气相沉积装置得以实现。具体地，CVD装置通过进气装置将反应气体通入反应室中，并控制反应室的压强、温度等反应条件，使得反应气体发生反应，从而完成沉积工艺步骤。而化学气相沉积装置，是半导体器件制造工艺中一个十分关键的步骤。

在晶片上进行外延生长或进行化学气相沉积过程中，反应器的设计十分关键。现有技术，反应器有各种各样的设计，包括：水平反应室，该反应器中，晶片被安装成与流入分反应室气体成一定角度；垂直式反应器，该反应器中，当反应气体向下注入基片时，基片被放置在反应腔内的基片承载装置上并以相对较高的速度旋转；行星式旋转的水平反应器，该反应器中，反应气体从基盘中心位置注入反应器，沿径向向行星盘扩散，水平流过待加工晶片上表面，反应室气体高温下在晶片表面进行反应形成沉积层。

目前，行星式旋转的水平反应器是商业化的主流CVD反应器之一。为了控制晶片的片内厚度、片与片之间的外延层厚度，载流子的均匀性是一项关键的技术。现有的CVD行星旋转的水平反应器中，行星盘的旋转驱动多数采用气悬浮时设计，如申请号为201110133831.2的中国发明专利，名称为行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置，该发明专利公开了托盘装置的具体结构，包括主托盘1、张力盘2、基片盒组件等，反应气体通过石英套管442的内孔进入气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体81，首先接触到旋转着的主托盘中部的张力盘2，反应气体沿主托盘1的底面径向向腔体连续均匀扩散，反应气体的浓度场和温度场沿托盘的径向由中心向外逐渐降低，基片靠近托盘中心的部分，反应气体的浓度和温度就高，基片远离托盘中心的部分，反应气体的浓度和温度就低，而基片盒组件带动基片绕其轴心发生的连续匀速自转，则使基片获得了相同的反应气源浓度场和温度场，从而保障基片获得厚度或掺杂浓度均匀的外延生长层，但在实际的使用过程中，该项技术存在诸多缺陷，由于驱动气流在底盘(即主托盘1)的流动的行程存在差异或气道容易产生的颗粒物等，行星盘(即基片盒组件)的自转的持续稳定性较差，行星盘的转速很难保证一致，致使各个行星盘的温度、气流在其上方的流场不一致，直接导致了工艺结果一致性较差，产品良率下降。

因此，发明人致力于设计一种化学气相沉积行星托盘装置及进气方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种化学气相沉积行星托盘装置，通过驱动机构带动基盘和传动盘转动，进而带动多个行星盘转动，保证各个行星盘的转速一致，同时，辅助气体使多个行星盘悬浮，辅助行星盘转动，消除机械振动，提高行星盘转动的稳定性。

本发明的又一目的在于：提供一种化学气相沉积行星托盘装置的进气方法，通过支撑进气组件和传动连接组件将辅助气体注入基盘型腔中，并从传动盘和多个行星盘的齿槽处进入反应室内，辅助行星盘转动，消除机械振动，提高行星盘转动稳定性。

为了达到上述目的，本发明所采用的一种技术方案为：