专利名称：一种气相沉积设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种气相沉积设备。
背景技术：
金属有机化合物气相沉积(MetalOrganic Chemical Vapor Deposition,以下简称MOCVD)技术是20世纪60年代发展起来的利用金属有机化合物进行金属输运的一种化合物半导体气相外延新技术，该技术可以在纳米尺度上精确控制外延层的厚度和组分，且适用于批量生产，现已成为光电器件的主要生产手段。请参阅图1，为一种典型的MOCVD设备的原理框图。该设备主要包括工艺腔室、 供气系统及尾气处理系统等组成部分。其中，作为MOCVD设备的核心组件，工艺腔室及其组件的结构设计对于工艺质量和设备产率将产生决定性的影响；尤其是，能否在工艺腔室中得到均勻、稳定地温度场分布将直接决定工艺质量的优劣。目前，MOCVD设备多采用一种感应加热线圈作为工艺腔室的加热装置。请参阅图 2，即为一种常用的MOCVD设备感应加热的原理示意图。在该设备的工艺腔室1外部设置有螺旋形结构的感应加热线圈2，该感应加热线圈2采用一体成型的方式加工而成，因而其形状固定且不可调。在工艺过程中，感应加热线圈2内通有高频感应电流，因而在工艺腔室1 内部产生感应磁场3，并以感应磁场3为中介，在工艺腔室1中的被加热物体内感生出涡电流，从而起到加热该物体的作用。虽然上述设备借助感应加热线圈2能够实现一定的加热作用，但是，其同时不可避免地存在下述缺点。由于在加工上述感应加热线圈2的时候无法考虑实际应用时所产生的感应加热效果，因而容易导致该感应加热线圈2在工艺腔室1内所产生的感应磁场分布范围与理想状态的磁场分布之间存在较大偏差的问题。例如图2所示的情况，感应加热线圈2在工艺腔室1内所产生的感应磁场3呈现出中间密度高、上/下两端密度低的现象；通常，磁场密度较高的区域所产生的涡电流也较强，从而导致工艺腔室1两端附近的温度低于中间区域的温度，进而影响薄膜沉积工艺的均勻性。而这一问题的产生主要是由于感应加热线圈2 的线圈间距不均勻所造成的，然而由于上述感应加热线圈的间距均不可调，因此无法对上述工艺腔室内的温度分布情况进行有效调节。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种气相沉积设备，其能够在工艺腔室内产生均勻分布的磁场，从而对工艺腔室内的各组件进行均勻地感应加热。为此，本发明提供一种气相沉积设备，包括工艺腔室和设置于工艺腔室外部的感应加热线圈。其中，感应加热线圈包括至少2个串联在一起的且螺旋方向一致的子螺旋线圈，相邻的子螺旋线圈的间距可调，通过调节相邻的子螺旋线圈的间距而对工艺腔室内的温度分布进行调节。
其中，在相邻的子螺旋线圈之间设置有可调卡具，借助可调卡具而将子螺旋线圈串联在一起并对子螺旋线圈的间距进行调节。其中，可调卡具包括滑动导轨和线圈连接部，线圈连接部用于将子螺旋线圈可滑动地固定于滑动导轨上。优选地，同一个可调卡具中包括两个线圈连接部，用于分别连接相邻的子螺旋线圈的端部，通过调节两个线圈连接部在滑动导轨上的距离而调节子螺旋线圈的间距。优选地，滑动导轨的可滑动方向与子螺旋线圈的螺距方向一致。其中，滑动导轨包括滑动槽，线圈连接部包括贯穿滑动槽的紧固螺栓，子螺旋线圈的端部具有与紧固螺栓相适配的连接孔。其中，可调卡具与工艺腔室之间的相对位置固定。其中，可调卡具采用导电材料制成。优选地，可调卡具采用的材料包括铜、银。其中，上述气相沉积设备包括金属有机化合物化学气相沉积设备。本发明具有下述有益效果本发明所提供的气相沉积设备包括工艺腔室及设置于工艺腔室外部的感应加热线圈，该感应加热线圈包括至少2个串联在一起的且螺旋方向一致的子螺旋线圈，并且各个相邻的子螺旋线圈的间距可调。借助该感应加热线圈对工艺腔室进行感应加热时，可根据工艺腔室内的温度分布情况对感应加热线圈中的各个子螺旋线圈的间距进行调节，从而使工艺腔室内的感应磁场的分布趋于均勻，进而使工艺腔室内的温度分布趋于均勻，最终获得较为均勻的工艺结果。
图1为一种典型的MOCVD设备的原理框图；图2为一种常用的MOCVD设备感应加热的原理示意图。；图3为本发明提供的气相沉积设备的一个具体实施例的工作原理图；图4A为图3中的可调卡具的结构示意图；以及图4B为图4A所示可调卡具的俯视图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的感应加热线圈及应用该感应加热线圈的气相沉积设备进行详细描述。本发明所提供的气相沉积设备包括工艺腔室和设置于工艺腔室外部的感应加热线圈，该感应加热线圈为螺旋形，其包括至少2个串联在一起的且螺旋方向一致的子螺旋线圈，相邻的子螺旋线圈的间距可调。在一个具体实施例中，可以在各个子螺旋线圈之间设置可调卡具，借助该可调卡具而将各个子螺旋线圈串联在一起，并对相邻的子螺旋线圈的间距进行调节。请参阅图3，为本发明提供的气相沉积设备一个具体实施例的工作原理图。该气相沉积设备包括工艺腔室1、设置在工艺腔室1周围的感应加热线圈2。感应加热线圈2由多个(图3中所示为4个)子螺旋线圈构成，且整体呈螺旋结构；各个子螺旋线圈为较短的螺旋结构且螺旋方向一致。此外，本实施例中，各子螺旋线圈的匝数相同并均为一匝，从而在将各子螺旋线圈串接在一起之后，使各个用于连接子螺旋线圈的可调卡具4大致处于同一高度方向上。并且，由于感应加热线圈2的每一匝均为一个独立的子螺旋线圈，因此， 对于感应加热线圈2中的每一个线圈间距均可进行精确地调节，从而有效提高工艺腔室1 内的感应磁场的均勻性，进而提高对工艺腔室1进行感应加热的均勻性。在实际应用时， 通过设置于工艺腔室1内的温度传感器可以获知工艺腔室1内是否存在垂直方向上的温度差异；如果是，可具体根据温度偏差所在位置而找到相应的子调节线圈的位置，之后对该子螺旋线圈两端或任意一端处的可调卡具4进行调节，从而改变该子螺旋线圈与其相邻的两侧或其中一侧的子螺旋线圈之间的间距，以达到增强或减弱工艺腔室1内相应位置的磁场强度的目的，进而调节该处的温度。更具体地，当发现工艺腔室1中某一位置处的温度较高时，则可以将该位置所对应的子螺旋线圈的间距调大，以降低该处的磁场密度，从而降低该处的温度；反之亦然。依此类推，最终将实现对工艺腔室1内各处磁场的调节，从而使工艺腔室1内各个位置处的温度趋于均勻。本实施例中，上述可调卡具4包括滑动导轨和可滑动地固定于上述滑动导轨上的线圈连接部，借助该线圈连接部而将相邻的两个子螺旋线圈可滑动地连接在滑动导轨上， 通过调节线圈连接部在滑动导轨上的位置对各个子螺旋线圈的间距进行调节。此外，上述滑动导轨及线圈连接部同时还具有使相邻的子螺旋线圈之间实现电连接的作用，因而上述构成可调卡具4的滑动导轨及线圈连接部均应采用易于导电的材料制成，例如可选择铜、 银等的金属导体材料。在一个优选实施例中，可以将上述滑动导轨的可滑动方向设置为与各个子螺旋线圈的螺距方向基本一致的方向，S卩使线圈连接部的滑动方向与线圈间距的可调方向一致， 从而有利于对线圈间距进行快速且准确的调节。在另一个实施例中，还可以将各个可调卡具与工艺腔室的相对位置进行固定。这样设置的优点在于，当调节某一个子螺旋线圈的间距时，可以避免对与之相邻的子螺旋线圈造成干扰。至于固定各个可调卡具所采用的具体措施，例如可以借助绝缘支架等常规手段而实现；并且，可以采取分别为各个可调卡具设置绝缘支架的方式，也可以采取将所有可调卡具固定于同一个绝缘支架上的方式，从而将该绝缘支架与所有的可调卡具设置为一体结构。在另一个优选实施例中，还可以为各个可调卡具设置自动调节装置，从而实现对感应加热线圈中的各个间距的在线调节。需要指出的是，虽然在上述图3所示的实施例中，将构成感应加热线圈2的各个子螺旋线圈的长度设置为相等且均为一匝的结构，但本发明并不局限于此；在实际应用中，技术人员完全可以根据需要而将各个子螺旋线圈设置为多匝，并且还可以将各个子螺旋线圈的长度设置为不相等。此外，对于构成同一个感应加热线圈2的子螺旋线圈的数量也并不局限于上述实施例中的数量，只要构成同一个感应加热线圈的子螺旋线圈的数量等于或多于2个则均应视为本发明的保护范围。请参阅图4，为本发明提供的气相沉积设备中所采用的可调卡具的结构示意图。如图4所示，该可调卡具的滑动导轨41具体采用一种滑动槽结构；相应地，线圈连接部42采用一种贯穿所述滑动槽的紧固螺栓结构，该紧固螺栓穿过所述滑动槽之后与一个紧固螺母相连接。相应地，可以在子螺旋线圈的端部设置与上述紧固螺栓相适配的连接孔，从而将子螺旋线圈与该紧固螺栓相连接。当需要对子螺旋线圈的间距进行调节时，只需旋松上述紧固螺栓和紧固螺母，然后使紧固螺栓在上述滑动槽内进行移动，并在紧固螺栓到达所需的位置后旋紧上述紧固螺栓/螺母以进行固定即可。容易理解的是，在应用上述可调卡具对子螺旋线圈的间距进行调节时，可以采用多种不同的调节方式，例如可以通过同时调节两个线圈连接部在滑动导轨上的位置，从而改变二者之间的距离而调节子螺旋线圈的间距；也可以仅调节其中一个线圈连接部在滑动导轨上的位置而调节子螺旋线圈的间距；以及其它易于实现的方式。此外，虽然在本实施例中将可调卡具中的线圈连接部的数量设置为两个，但本发明并不局限于此；例如还可以在同一个可调卡具上设置多个线圈连接部，从而通过将子螺旋线圈连接在不同的线圈连接部上而实现对子螺旋线圈间距的调节。综上所述，本发明提供的气相沉积设备中，在工艺腔室外部设置有可调间距的感应加热线圈。该感应加热线圈包括至少2个子螺旋线圈和用于连接各个子螺旋线圈的可调卡具。各个可调卡具上用于连接子螺旋线圈端部的线圈连接部能够在所述子螺旋线圈的螺距方向上进行移动，从而可实现对各个子螺旋线圈的间距的调节功能。因此，在应用本发明提供的气相沉积设备进行基片处理工艺时，可根据工艺腔室内的温度分布情况，对处于工艺腔室不同位置处的子螺旋线圈的间距进行调节，从而调节工艺腔室内的磁场分布并使之趋于均勻，以调节工艺腔室内各个位置处的温度场分布并使之趋于均勻，最终可获得均勻的工艺结果。在实际应用中，该气相沉积设备例如可以是化学气相沉积设备(CVD)，具体地，可以是金属有机化合物化学气相沉积设备(MOCVD)等。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种气相沉积设备，包括工艺腔室和设置于所述工艺腔室外部的感应加热线圈，其特征在于，所述感应加热线圈包括至少2个串联在一起的且螺旋方向一致的子螺旋线圈， 相邻的子螺旋线圈的间距可调，通过调节相邻的子螺旋线圈的间距而对所述工艺腔室内的温度分布进行调节。
2.根据权利要求1所述的气相沉积设备，其特征在于，在相邻的子螺旋线圈之间设置有可调卡具，借助所述可调卡具而将所述子螺旋线圈串联在一起并对子螺旋线圈的间距进行调节。
3.根据权利要求2所述的气相沉积设备，其特征在于，所述可调卡具包括滑动导轨和线圈连接部，所述线圈连接部用于将所述子螺旋线圈可滑动地固定于所述滑动导轨上。
4.根据权利要求3所述的气相沉积设备，其特征在于，同一个所述可调卡具中包括两个所述线圈连接部，用于分别连接相邻的子螺旋线圈的端部，通过调节所述两个线圈连接部在所述滑动导轨上的距离而调节所述子螺旋线圈的间距。
5.根据权利要求3或4所述的气相沉积设备，其特征在于，所述滑动导轨的可滑动方向与所述子螺旋线圈的螺距方向一致。
6.根据权利要求3或4所述的气相沉积设备，其特征在于，所述滑动导轨包括滑动槽， 所述线圈连接部包括贯穿所述滑动槽的紧固螺栓，所述子螺旋线圈的端部具有与所述紧固螺栓相适配的连接孔。
7.根据权利要求2所述的气相沉积设备，其特征在于，所述可调卡具与所述工艺腔室之间的相对位置固定。
8.根据权利要求2所述的气相沉积设备，其特征在于，所述可调卡具采用导电材料制成。
9.根据权利要求8所述的气相沉积设备，其特征在于，所述可调卡具采用的材料包括铜、银。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的气相沉积设备，其特征在于，所述气相沉积设备包括金属有机化合物化学气相沉积设备。
全文摘要
本发明提供一种气相沉积设备，其包括工艺腔室和设置于工艺腔室外部的感应加热线圈。其中，上述感应加热线圈包括至少2个串联在一起的且螺旋方向一致的子螺旋线圈，相邻的子螺旋线圈的间距可调。通过调节相邻的子螺旋线圈的间距而对工艺腔室内的温度分布进行调节，从而使工艺腔室内的温度分布趋于均匀，进而有利于获得均匀的工艺结果。
文档编号C23C16/46GK102560436SQ20101059993
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者张秀川 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司