本发明涉及半导体设备，尤其涉及一种带吹扫的遮挡装置及气相沉积设备。
背景技术：
1、在半导体晶片上进行气相沉积以生长半导体薄膜是半导体制造工艺中一个非常重要的模块。典型的气相沉积设备主要包括化学气相沉积设备、物理气相沉积设备、等离子体增强气相沉积设备、金属有机物化学气相沉积(mocvd)设备等。在商业上，这些设备用于制造固态(半导体)微电子装置、光学装置和光电装置以及其它电子/光电子材料和装置。
2、通常，在气相沉积过程中，反应腔内设置有承载盘，晶圆放置于该承载盘上。通过进气装置(例如喷淋头)将工艺气体引入反应腔内，并输送到放置在承载盘上的一或多个晶圆的表面进行处理，从而生长出特定晶体结构的薄膜。同时为了实现均匀沉积，承载盘在旋转轴的带动下高速旋转。由于承载盘拖拽气体旋转，在反应区侧壁附近(也即承载盘边缘附近气体来流方向)容易产生气流涡旋，尤其是在承载盘高转速(转速≥200rpm)的情况下尤为明显。
3、当存在一定的气流涡旋的情况下，反应腔的内侧壁会有比较严重的反应副产物沉积(coating)，并且就算在没有气体涡旋的情况下，由于反应物的扩散，反应腔的内侧壁也有可能有少量的反应副产物沉积。这些反应副产物会带来以下几个问题：
4、1、反应副产物的存在会成为材料生长过程中颗粒缺陷的来源，从而降低生长材料的良率。
5、2、反应副产物一般是多晶或无定形态的固体，随着生长的进行，反应区侧壁的反射率会逐步变化，影响反应区的温场稳定性。
6、3、反应副产物的生成和积累也迫使提高反应腔的清理维护频次，降低了反应腔的有效生长产能，从而增加了使用成本。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种带吹扫的遮挡装置及气相沉积设备，可以提高设备生长材料的产出效率和质量，延长反应腔的维护周期。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种带吹扫的遮挡装置，设置于类圆柱形的反应腔内，包括：
3、遮挡件，环绕所述反应腔的内侧壁设置，并具有靠近所述反应腔的反应区一侧的隔离壁，所述隔离壁包括靠近所述反应腔的内侧壁的第一侧面和远离所述反应腔的内侧壁的第二侧面，所述隔离壁包括位于上端的直筒部和位于下端的喇叭部，所述直筒部的径向尺寸一致，所述喇叭部的径向尺寸由上至下逐渐增大，所述喇叭部围设成一个空间区域，所述空间区域覆盖所述反应区，所述遮挡件的最下端的外径与所述反应腔的内径适配；
4、若干导气通道，分布于所述喇叭部，用于向所述空间区域内注入吹扫气体，所述导气通道从所述第一侧面以一定方向贯穿所述隔离壁至所述第二侧面，使得所述吹扫气体注入所述空间区域内的气流速度在所述反应腔的中心轴线方向上的分量不为0。
5、在一些实施例中，所述导气通道从所述第一侧面贯穿至所述第二侧面且不超出所述第二侧面，且所述导气通道在所述第二侧面上形成的出气口的内径不小于所述导气通道在所述第一侧面上形成的入气口的内径。
6、在一些实施例中，所述导气通道在所述第二侧面上形成的出气口的面积之和不小于所述第二侧面面积的30％。
7、在一些实施例中，所述导气通道包括第一通道和与所述第一通道连通的第二通道，所述第二通道的内径逐渐增大，且大于所述第一通道的内径。
8、在一些实施例中，在沿所述导气通道的中心线方向上，所述第一通道的长度大于所述第二通道的长度。
9、在一些实施例中，所述第一通道的长度大于等于所述第二通道的长度的2倍。
10、在一些实施例中，所述隔离壁的厚度大于5mm。
11、在一些实施例中，所述导气通道的内径为0.2～2mm。
12、在一些实施例中，所述导气通道的中心线与所述反应腔的中心轴线平行。
13、在一些实施例中，所述喇叭部的轴截面线为直线、弧线、曲线中的任意一种，或直线与弧线的结合，或直线与曲线的结合。
14、在一些实施例中，所述喇叭部的轴截面线的上下两个端点之间的连线与所述反应腔的中心轴线之间成一角度α，所述α满足：0°＜a≤45°。
15、在一些实施例中，所述遮挡件包括环形腔，所述环形腔包括靠近所述反应腔内侧壁的外壁及靠近所述反应区的内壁，所述环形腔的内壁形成为所述隔离壁，所述环形腔的外壁与所述反应腔的内侧壁适配，所述环形腔上设有吹扫气体进气口。
16、第二方面，本发明提供一种气相沉积设备，包括：
17、反应腔；
18、所述的带吹扫的遮挡装置；
19、第一气体注入机构位于所述反应腔顶部的中间区域，用于向所述反应腔内注入反应气体；
20、第二气体注入机构位于所述反应腔顶部的外围区域并环绕所述第一气体注入机构设置，所述第二气体注入机构的出气面与所述第一气体注入机构的出气面之间存在一个向上凹陷的台阶，当在所述反应腔内进行气相沉积时，所述直筒部适配地插入在所述向上凹陷的台阶中，使得所述喇叭部与所述第一气体注入机构围成所述空间区域，所述第二气体注入机构与所述第一侧面侧相通以向所述导气通道输送吹扫气体；
21、承载盘位于所述反应腔中，与所述第一气体注入机构相对设置；
22、旋转轴，与所承载盘连接，带动所述承载盘在气相沉积期间旋转。
23、在一些实施例中，所述导气通道周向地分布于所述喇叭部，并沿所述旋转轴的轴线方向形成多层所述导气通道。
24、在一些实施例中，定义最上层的所述导气通道形成的吹扫气体出气面与所述第一气体注入机构出气面之间的距离为h，所述第一气体注入机构出气面与所述承载盘的承载面之间的距离为h，满足：h≤0.25h。
25、在一些实施例中，最下层的所述导气通道形成的吹扫气体出气面不高于所述承载盘的承载面。
26、在一些实施例中，各层所述导气通道的内径相同，或者，由上至下，所述导气通道的内径逐渐增大。
27、在一些实施例中，各层所述导气通道的数量相同，或者，最下层的所述导气通道的数量倍数于最上层的所述导气通道的数量。
28、在一些实施例中，所述遮挡件上设有至少一个阻隔件，所述阻隔件为与所述反应腔同轴的筒体，所述阻隔件在所述喇叭部的周向上按由上至下将所述喇叭部分隔成若干独立的子区域，所述导气通道位于若干独立的所述子区域中，至少两个所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体被独立调控。
29、在一些实施例中，各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的流量相等，或由上至下各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的流量逐渐增大。
30、在一些实施例中，各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的平均分子量相等，或由上至下各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的平均分子量逐渐增大。
31、在一些实施例中，所述反应腔的侧壁设有开口，所述开口用于放入或取出所述承载盘，升降机构位于所述反应腔的顶壁或底壁，所述升降机构和所述遮挡件连接，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向上下运动，以使得所述遮挡件遮挡所述开口或露出所述开口。
32、在一些实施例中，当需要放入或取出所述承载盘时，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向向下运动，使所述开口露出，此时所述直筒部离开所述向上凹陷的台阶；
33、当所述反应腔内进行气相沉积时，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向向上运动，使所述直筒部适配地插入在所述向上凹陷的台阶中，所述开口被所述遮挡件遮挡。
34、与现有技术相比，本发明所述的带吹扫的遮挡装置及气相沉积设备至少具备如下有益效果：
35、本发明通过在反应腔内侧增加一带吹扫的遮挡装置，该遮挡装置具有靠近反应腔的反应区一侧的隔离壁，隔离壁包括位于上端的直筒部和位于下端的喇叭部，该喇叭部上设置有导气通道，对喇叭部围设的空间区域内注入吹扫气体，相比未设置所述遮挡装置的气相沉积设备而言，该遮挡装置的隔离壁可以替代反应腔内侧壁暴露在反应区中，对反应腔内侧壁起到保护作用，而且其吹扫功能可以有效抑制或改善反应副产物在隔离壁上的沉积，因此能提高气相沉积设备生长材料的产出效率和质量，且能延长遮挡装置的使用周期，从而延长反应腔的维护周期。
36、本发明中的导气通道是以一定方向贯穿隔离壁地向所述空间区域内注入吹扫气体，使得所述吹扫气体注入所述空间区域内的气流速度在所述反应腔的中心轴线方向上的分量不为0，因此，可以减少对反应区中的气流的扰动，减少或抑制隔离壁附近涡流的产生，进一步提高设备生长材料的质量。
1.一种带吹扫的遮挡装置，设置于类圆柱形的反应腔内，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述导气通道从所述第一侧面贯穿至所述第二侧面且不超出所述第二侧面，且所述导气通道在所述第二侧面上形成的出气口的内径不小于所述导气通道在所述第一侧面上形成的入气口的内径。
3.根据权利要求2所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述导气通道在所述第二侧面上形成的出气口的面积之和不小于所述第二侧面面积的30％。
4.根据权利要求2所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述导气通道包括第一通道和与所述第一通道连通的第二通道，所述第二通道的内径逐渐增大，且大于所述第一通道的内径。
5.根据权利要求4所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，在沿所述导气通道的中心线方向上，所述第一通道的长度大于所述第二通道的长度。
6.根据权利要求5所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述第一通道的长度大于等于所述第二通道的长度的2倍。
7.根据权利要求2所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述隔离壁的厚度大于5mm。
8.根据权利要求7所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述导气通道的内径为0.2～2mm。
9.根据权利要求1所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述导气通道的中心线与所述反应腔的中心轴线平行。
10.根据权利要求1所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述喇叭部的轴截面线为直线、弧线、曲线中的任意一种，或直线与弧线的结合，或直线与曲线的结合。
11.根据权利要求10所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述喇叭部的轴截面线的上下两个端点之间的连线与所述反应腔的中心轴线之间成一角度α，所述α满足：0°＜a≤45°。
12.根据权利要求1所述的带吹扫的遮挡装置，其特征在于，所述遮挡件包括环形腔，所述环形腔包括靠近所述反应腔内侧壁的外壁及靠近所述反应区的内壁，所述环形腔的内壁形成为所述隔离壁，所述环形腔的外壁与所述反应腔的内侧壁适配，所述环形腔上设有吹扫气体进气口。
13.一种气相沉积设备，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的气相沉积设备，其特征在于，所述导气通道周向地分布于所述喇叭部，并沿所述旋转轴的轴线方向形成多层所述导气通道。
15.根据权利要求14所述的气相沉积设备，其特征在于，定义最上层的所述导气通道形成的吹扫气体出气面与所述第一气体注入机构出气面之间的距离为h，所述第一气体注入机构出气面与所述承载盘的承载面之间的距离为h，满足：h≤0.25h。
16.根据权利要求15所述的气相沉积设备，其特征在于，最下层的所述导气通道形成的吹扫气体出气面不高于所述承载盘的承载面。
17.根据权利要求14所述的气相沉积设备，其特征在于，各层所述导气通道的内径相同，或者，由上至下，所述导气通道的内径逐渐增大。
18.根据权利要求14所述的气相沉积设备，其特征在于，各层所述导气通道的数量相同，或者，最下层的所述导气通道的数量倍数于最上层的所述导气通道的数量。
19.根据权利要求13所述的气相沉积设备，其特征在于，所述遮挡件上设有至少一个阻隔件，所述阻隔件为与所述反应腔同轴的筒体，所述阻隔件在所述喇叭部的周向上按由上至下将所述喇叭部分隔成若干独立的子区域，所述导气通道位于若干独立的所述子区域中，至少两个所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体被独立调控。
20.根据权利要求19所述的气相沉积设备，其特征在于，各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的流量相等，或由上至下各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的流量逐渐增大。
21.根据权利要求20所述的气相沉积设备，其特征在于，各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的平均分子量相等，或由上至下各所述子区域中所述导气通道输送的所述吹扫气体的平均分子量逐渐增大。
22.根据权利要求13所述的气相沉积设备，其特征在于，所述反应腔的侧壁设有开口，所述开口用于放入或取出所述承载盘，升降机构位于所述反应腔的顶壁或底壁，所述升降机构和所述遮挡件连接，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向上下运动，以使得所述遮挡件遮挡所述开口或露出所述开口。
23.根据权利要求22所述的气相沉积设备，其特征在于，当需要放入或取出所述承载盘时，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向向下运动，使所述开口露出，此时所述直筒部离开所述向上凹陷的台阶；
