具有热防护件的化学气相沉积装置的制作方法

本发明主要涉及化学气相沉积装置。更具体地说，本发明涉及一种具有热防护件的化学气相沉积装置，该热防护件被包括在内以保护化学气相沉积装置的基座下方的元件。

背景技术：
在半导体制造过程中，将所需的材料沉积在基片上的薄膜沉积过程通常分为物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。这里，CVD是这样一种方法，其中，将工艺气体供给至反应室，并且工艺气体随后在有热或等离子体参与的情况下经受化学反应，由此使膜沉积在基片上。同时，金属有机化学气相沉积（MOCVD）是这样一种方法，其中，将有机金属化合物用作前体（precursor）并利用运载气体将有机金属化合物供给至反应室，以在受热的基片表面上形成有机金属化合物薄膜。同时，在于反应室中实施的处理期间，通过感应线圈或反应室的内部温度来加热基座。根据过程条件，以不同的方式控制该基座的温度。同时，可在基座的下方安装多种零件以驱动基座。当对基座进行加热时，由基座产生的热量中的一些被传递至基座下方的一部分。该热量损坏内部元件并且降低热效率。

技术实现要素：
因此，考虑到现有技术中存在的上述问题已经做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种具有热防护件的化学气相沉积装置，该热防护件意在防止热量从化学气相沉积装置的反应室中的基座向基座下方的一部分传递。为了实现上述目的，本发明提供了一种化学气相沉积装置，该化学气相沉积装置具有反应室和由基座支承轴支承在反应室中的基座，该化学气相沉积装置包括热防护件，该热防护件用于阻隔从基座的下方的一部分或从基座支承轴辐射的辐射热。在本发明的一方面中，该热防护件可包括：圆筒形的第一防护板；以及第二防护板，该第二防护板联接至第一防护板，第二防护板设置在基座的下方并且在第二防护板的中央部分处是开放的。此外，该基座支承轴可以穿过第一防护板的方式设置在第一防护板的内部。该化学气相沉积装置还可包括辅助防护件，该辅助防护件以与第一防护板间隔开的方式设置在第一防护板的下方，该辅助防护件阻隔从基座的中央部分朝向反应室的底部辐射的热量。在本发明的另一方面中，热防护件可呈圆筒形状设置在基座支承轴的外侧。热防护件可包括：圆筒形的下部防护件；以及上部防护件，该上部防护件联接至下部防护件的顶部，下部防护件及上部防护件由不同的材料制成，下部防护件的传热系数低于上部防护件的传热系数。该化学气相沉积装置还可包括上部辐射热防护件，该上部辐射热防护件呈环形地设置在基座的下方。附图说明通过结合附图进行的下列详细描述，将更为清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征和优点，在附图中：图1为示出了根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置的构型的视图；图2为示出了包括在根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置中的热防护件的截面图；图3为示出了包括在根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置中的辅助热防护件的截面图；图4为示出了根据本发明的另一优选实施方式的化学气相沉积装置的构型的视图；以及图5为示出了包括在根据本发明的另一优选实施方式的化学气相沉积装置中的热防护件的立体图。具体实施方式在下文中，将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细地描述。应当指出的是，遍及不同的附图，相同或相似的部件具有相同的附图标记。另外，虽然将在下面对本发明的优选实施方式进行描述，但是所属领域技术人员将了解到，本发明的技术思想并不限制或局限于此并且可被改变成多种其它的形式。图1为示出了根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置的构型的视图，图2为示出了包括在根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置中的热防护件的截面图，以及图3为示出了包括在根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置中的辅助热防护件的截面图。化学气相沉积装置1包括：反应室3；设置于反应室3中的上部位置处的喷头5；及基座14，基片装载在该基座14上。在喷头5与基座14之间限定反应空间28。至少一个工艺气体供给部连接至喷头5以供给沉积过程所需的工艺气体。在图1中，第一工艺气体供给部7和第二工艺气体供给部9连接至喷头5。如果将根据本实施方式的化学气相沉积装置1应用于MOCVD过程，则可从第一工艺气体供给部7供给第III组气体，即三甲基镓（TMGa）气、三甲基铟（TMI）气、及三甲基铝（TMA）气中的任一种。另外，第二工艺气体供给部9可包括诸如NH3之类的第V组气体。可将分别通过第一工艺气体供给部7及第二工艺气体供给部9供给的工艺气体通过设置在喷头5中的单独的路径供给至反应空间28。在反应室3的外壁的内部设置有衬套10。衬套10在形式上可以是圆筒形的。吹扫气体供给部12设置在反应室3上，并且经由吹扫气体供给部12将吹扫气体供给至位于反应室3的外壁与衬套10之间的空间。可将诸如氮气（N2）或氩气（Ar）之类的惰性气体用作吹扫气体。基座14由基座支承轴16支承在反应室3中。基座支承轴16经由联轴器18联接至驱动轴20。驱动轴20的旋转引起基座14的旋转。在基座14的下方设置有感应线圈22。尽管在附图中未示出，但感应线圈22连接至用于将电力应用于感应线圈22的电源。另外，可将阻抗匹配电路添加至该电源以最大限度地传递能量。为感应线圈22供给来自电源的高频功率以加热基座14。在一实施方式中，感应线圈22可以是中空的。在这种情况下，可将流体供给到感应线圈22中以冷却感应线圈22。为了将基座支承轴16、联轴器18、及感应线圈22与反应空间28隔离开或者为了使得工艺气体的流入量最小化，在衬套10的内部设置有保护壳24。保护壳24可设置在基座14的下方呈圆筒形。如图1中所示，基座支承轴16、联轴器18、及感应线圈22位于保护壳24的内部。另外，可在保护壳24的顶部上设置顶板26。该顶板26可设置呈环形。工艺气体在反应空间28中进行反应以处理装载在基座14中的基片。可通过例如沉积或蚀刻对基片进行处理。随后，通过设置在反应室3的下部上的排气口30排出工艺气体。根据一实施方式，排气口30可设置在位于衬套10与保护壳24之间的下部区域上。排气口30经由排气管32连接至排气泵34。从喷头5供给的工艺气体在反应空间28中进行反应，并且通过位于衬套10与保护壳24之间的空间排出至排气口30。当通过感应线圈22来加热基座14时，热量从基座14传递至反应空间28并且传递至反应空间28下方的一部分。从基座14产生的热量通过基座支承轴16进行传递，并且另外以辐射热的形式传递至基座14下方的一部分。为了阻隔通过辐射热进行的热传递，根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置1在基座14的下方设置有热防护件40。在一实施方式中，热防护件40可构造成阻隔从基座14下方的一部分、基座14下方的中央部分、及基座支承轴16的外周辐射的热量。参照图2，根据本发明的优选实施方式的化学气相沉积装置1的热防护件40包括第一防护板42和第二防护板46，该第二防护板42设置在第一防护板42的顶部上。第一防护板42可以呈圆筒形，在该第一防护板42的中央部分中形成有插孔44。这种第一防护板42阻隔从基座14下方的中央部分及基座支承轴16的外周辐射的热量。第二防护板46可以呈在其中央部分处是开放的环形。第二防护板46阻隔从基座14下方的部分传递的辐射热。根据一实施方式，第二防护板46可紧固于设置在保护壳24的顶部上的顶板26或保持在该顶板26上。热防护件40优选地由具有卓越的耐热性的材料或热反射材料制成。热防护件40的材料可利用金属、陶瓷、石墨等。除了热防护件40以外，还可以设置辅助防护件50。该辅助防护件50用于阻隔辐射至热防护件40的插孔44下方的一部分的热量。参照图3，在一实施方式中，辅助防护件50可联接至联轴器18的顶部。图4为示出了根据本发明的另一优选实施方式的化学气相沉积装置的构型的视图，以及图5为示出了包括在根据本发明的另一优选实施方式的化学气相沉积装置中的热防护件的立体图。图4中所示的化学气相沉积装置1的基本构型保持成与图1的基本构型相同。下面主要描述了图4的化学气相沉积装置1与图1的化学气相沉积装置1之间的不同之处。根据本发明的另一优选实施方式的化学气相沉积装置1的热防护件60设置在基座支承轴16和联轴器18的外侧，热防护件60的下部从下方支承在反应室3的内部。这种热防护件60的形状可类似于圆筒形。在一实施方式中，热防护件60可包括圆筒形的下部防护件62和上部防护件64，该上部防护件64设置在下部防护件62的上端上。下部防护件62和上部防护件64可由金属、陶瓷或石墨制成。下部防护件62和上部防护件64可由相同的材料制成。然而，上部防护件64可由金属或石墨制成，而下部防护件62可由陶瓷制成。这使得从上部防护件64至反应室3的底部的热传递最小化。作为选择，下部防护件62和上部防护件64可由相同的材料制成，并且可以在热防护件60与反应室3的底部之间设置隔热材料。另一方面，根据本发明的另一实施方式，还可以设置上部辐射热防护件70以阻止辐射热从基座14下方的一部分被传递开。上部辐射热防护件70可呈于中央部分处是开放的环形。另外，上部辐射热防护件70可保持在保护壳24的顶板26上或紧固至该顶板26。如上所述，本发明提供了一种化学气相沉积装置，该化学气相沉积装置包括基座下方的热防护件以防止从处于高温的基座辐射的热量传递至基座下方的空间，从而防止基座下方的内部元件被热量损坏。另外，本发明提供了一种化学气相沉积装置，其意在防止基座的不必要的热损失，从而提高热效率。另外，本发明提供了一种化学气相沉积装置，其意在使得至反应室的底部进行的热传递最小化，从而防止反应室的底部的温度升高。尽管已经出于说明性的目的公开了本发明的优选实施方式，但所属领域技术人员将会认识到，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，多种修改、添加及替换都是可能的。因此，本发明中公开的实施方式和附图并不是限制性的而是说明性的，并且本发明的技术思想的范围并不局限于这些实施方式及附图。本发明的范围应该由所附权利要求进行解释，并且将会了解到的是，权利要求内的所有的技术思想都落入到本发明的范围内。