CN101126154B - 具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统 - Google Patents

具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统 Download PDF

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Abstract

一种具有石英喷嘴防护部件的气体反应内管及反应系统。现有的气体反应系统存在石英喷嘴容易被凸出的晶片割破，导致气体反应管中的晶片全部报废的问题。本发明的具有石英喷嘴防护部件的气体反应内管，包括一环形侧壁，其中，所述气体反应内管的内侧壁上设有数个石英喷嘴防护部件，所述防护部件用于容设一石英喷嘴，该防护部件的一侧固定于气体反应内管的内侧壁上，另一侧形成一阻挡部以防止晶片接触到石英喷嘴。于本发明一实施例中，所述气体反应内管的外侧壁上还设有一对准标记。本发明的具有石英喷嘴防护部件的气体反应内管及反应系统，具有结构简单、安装方便等优点，既能有效保护石英喷嘴不被晶片刮破，又能兼容于不同型号的气体反应系统。

Description

具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统
技术领域
本发明涉及半导体工艺的化学气相沉积制程，涉及一种保护石英喷嘴不被晶片割破的治具，具体地说，是一种具有石英喷嘴防护部件的气体反应内管及反应系统。
背景技术
化学气相沉积(CVD)是一种将气态化合物沉积在晶片基底上以形成镀膜的制程，常用于介电膜、金属膜、复晶硅膜等的沉积，在半导体工艺中是非常重要的一个环节。
如图1所示，常用的CVD设备，例如东京电子有限公司提供的TEL CVD系统，主要由基座(manifold)、圆形支撑架(support ring)、晶舟(boat)、三根石英喷嘴(injector)、气体反应内管(inner tube)和气体反应外管(outer tube)构成。基座1用于承载圆形支撑架2和晶舟3，三根长短不同的“L”型石英喷嘴4一端固定在基座1内，另一端竖立在圆形支撑架3中，并与支撑架3的侧壁保留一定间距。气体反应内管5从上往下套入圆形支撑架3内，气体反应外管(图未示)通过垫圈与基座1密封连接，使整个系统形成一真空环境。于化学气相沉积过程中，石英喷嘴4缓缓向外喷射气体，承载着170片晶片6的晶舟3在电机的驱动下沿顺时针方向匀速转动，以确保气体均匀沉积在每一片晶片6上。
由于三根石英喷嘴的竖直高度较大，其中最高的一根约为1.2米，因此在没有任何扶持的情况下，这些石英喷嘴容易产生倾斜。有时候，由于晶片在晶舟内放置不当而偏离晶舟的轴心，随着晶舟的转动，凸出的晶片会割破倾斜的石英喷嘴，其结果导致喷嘴内的气体大量涌出，使气体反应管内的气体浓度急剧上升，超出正常的气相沉积制程所能容许的最大浓度，并直接导致气体反应管内的170片晶片不可修复地完全报废。如此巨大的损失是任何一个晶圆制造厂都不愿意承受的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，它结构简单、安装方便，既能有效地保护石英喷嘴不被晶片割破，而且不受石英喷嘴数量的限制，可兼容于不同型号的气体反应系统。
本发明的目的是这样实现的：一种具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，它包括一基座、一圆形支撑架、一晶舟、数根石英喷嘴和一气体反应内管，所述气体反应内管套设在所述圆形支撑架内，其实质性特点在于：所述气体反应内管的内侧壁上设有数个石英喷嘴防护部件，所述防护部件用于容设所述石英喷嘴，该防护部件的一侧固定于气体反应内管的内侧壁上，另一侧形成一阻挡部以防止晶片接触到石英喷嘴；所述石英喷嘴防护部件的个数大于等于所述石英喷嘴的根数。
在上述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统中，所述的石英喷嘴防护部件由两块挡片组成，且该两挡片形成的容置槽的槽深大于石英喷嘴的直径。
在上述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统中，所述的石英喷嘴防护部件是一个“U”形固定槽，且槽深大于石英喷嘴的直径。
在上述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统中，所述的石英喷嘴防护部件是一个环形固定槽，用于容设石英喷嘴。
在上述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统中，所述气体反应内管的外侧壁和所述圆形支撑架的内侧壁上还设有一组相应的对准标记。
在上述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统中，所述的对准标记是一组可相互嵌合的立体对准标记。
本发明的具有石英喷嘴防护部件的气体反应内管及反应系统通过在气体反应内管的内侧壁上设置石英喷嘴防护部件可有效保护气体反应系统内的石英喷嘴不被晶片割破，从而保证系统内的晶片不会因喷嘴破裂后大量释放气体而报废。同时，通过在气体反应内管和圆形支撑架上设置对准标记，可快速、准确地将气体反应内管安装到圆形支撑架中。此外，由于石英喷嘴防护部件的个数可按需要设置，故能兼容于具有不同数量石英喷嘴的气体反应系统。
附图说明
本发明的具体结构及工作方式由以下的实施例及附图给出。
图1为现有的气体反应系统的内部结构示意图；
图2为本发明的气体反应系统的内部结构示意图；
图3为本发明第一实施例的气体反应内管及圆形支撑架的分解结构俯视图；
图4为本发明第二实施例的气体反应内管及圆形支撑架的分解结构俯视图；
图5为本发明第三实施例的气体反应系统的结构俯视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具有石英喷嘴防护部件的气体反应内管及反应系统作进一步的详细描述。
图2为本发明的气体反应系统的内部结构示意图，为了图式清晰，其中只画出了一根石英喷嘴。图2所示的气体反应系统与图1相比，主要增加了一石英喷嘴防护部件7，该防护部件7用于容设石英喷嘴4，其一侧固定于气体反应内管5的内侧壁上，另一侧向气体反应内管5的中心延伸，从而形成一阻挡部。当气体反应内管5套入圆形支撑架3后，石英喷嘴4被容设在防护部件7中，可以避免石英喷嘴4的任意倾斜。若有晶片6从晶舟3中凸出，并转动到石英喷嘴4处时，晶片6仅仅擦到阻挡部而不会伤及防护部件7内的石英喷嘴4，避免了石英喷嘴4被晶片6割破的事故。
参见图3，其显示了本发明第一实施例的气体反应内管及圆形支撑架的分解结构俯视图。图中，气体反应内管5的内侧壁上设有三个石英喷嘴防护部件7a，于本实施例中，这些防护部件7a分别由两块挡片构成，且该两挡片形成的容置槽的槽深大于石英喷嘴4的直径。由于挡片与石英喷嘴4有较大面积的接触，因此两者之间具有静摩擦力，使得石英喷嘴4不容易从防护部件7a中滑脱而发生倾斜。当晶片6从晶舟3内凸出并旋转到石英喷嘴4处时，由于挡片的作用，使得晶片6只擦到挡片而不会碰到石英喷嘴4。
由于石英喷嘴4的一端是固定在基座上的，因此，当气体反应内管5套入圆形支撑架3时必须确保石英喷嘴防护部件7a与石英喷嘴4对准，否则将无法装入.为了方便安装，在气体反应内管5的外侧壁和圆形支撑架3的内侧壁上设置一组可相互嵌合的立体对准标记8a、9a，在安装时，只需将两个标记8a、9a对准卡和，即能将石英喷嘴4装入防护部件7a中.
图4为本发明第二实施例的气体反应内管及圆形支撑架的分解结构俯视图，图中的石英喷嘴防护部件7b做成环形，其一侧固定于气体反应内管5的内侧壁上，另一例自然形成一阻挡部以防护石英喷嘴4不被晶片6割破。
图5是本发明第三实施例的气体反应系统的结构俯视图，采用了“U”形的石英喷嘴防护部件7c，防护部件7c的数量不必严格与石英喷嘴4的数量一致，只需大于或等于石英喷嘴4的数量即可。于本实施例中，制作了五个石英喷嘴防护部件7c，当用于具有三根石英喷嘴4的系统时，只需将石英喷嘴4穿设在其中的三个防护部件7c中，而使另两个防护部件7c处于空闲状态；当用于具有五根石英喷嘴4的系统时，只需利用起所有的石英喷嘴防护部件7c即可。
图5所示的气体反应内管5及圆形支撑架3上的对准标记8c、9c与图3所示的结构略有不同，即在气体反应内管5上设置一个对准块8c，而在圆形支撑架3上开设多个嵌入槽9c。当用于具有三根石英喷嘴4的系统时，如图5(a)所示，可将对准块8c嵌设于中间一个嵌入槽9c中，使石英喷嘴4容设于最右边的三个石英喷嘴防护部件7c中。由于晶舟3是沿顺时针方向转动的，因此最右侧的一个石英喷嘴防护部件7c最容易受损，如果该防护部件受损了，只需将气体反应内管5逆时针旋转一个角度，如图5(b)所示，将对准快8c嵌设于左侧的嵌入槽9c中即可使三根石英喷嘴4均容设于完好的防护部件7c中，从而不必因为一个防护部件损坏而必须更换一个新的气体反应内管。
本发明的具有石英喷嘴防护部件的气体反应内管及反应系统通过在气体反应内管中设置挡片、“U”形槽或环形槽等结构简单的防护部件，将石英喷嘴容设在其中，保护了石英喷嘴不被晶片割破，从而防止系统内的晶片因喷嘴破裂大量释放气体而报废。由于石英喷嘴防护部件的个数可按需要设置，故能兼容于具有不同数量石英喷嘴的气体反应系统。同时，通过在气体反应内管和圆形支撑架上设置对准标记，可快速、准确地将气体反应内管安装到圆形支撑架中，并且当出现防护部件损坏的情况时，也能方便地加以调整。

Claims (6)

1.一种具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，包括一基座、一圆形支撑架、一晶舟、数根石英喷嘴和一气体反应内管，所述气体反应内管套设在所述圆形支撑架内，其特征在于：所述气体反应内管的内侧壁上设有数个石英喷嘴防护部件，所述防护部件用于容设所述石英喷嘴，该防护部件的一侧固定于气体反应内管的内侧壁上，另一侧形成一阻挡部以防止晶片接触到石英喷嘴；所述石英喷嘴防护部件的个数大于等于所述石英喷嘴的根数。
2.如权利要求1所述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，其特征在于：所述的石英喷嘴防护部件由两块挡片组成，且该两挡片形成的容置槽的槽深大于所述石英喷嘴的直径。
3.如权利要求1所述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，其特征在于：所述的石英喷嘴防护部件是一个“U”形固定槽，且槽深大于所述石英喷嘴的直径。
4.如权利要求1所述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，其特征在于：所述的石英喷嘴防护部件是一个环形固定槽，用于容设所述石英喷嘴。
5.如权利要求1所述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，其特征在于：所述气体反应内管的外侧壁和所述圆形支撑架的内侧壁上还设有一组相对应的对准标记。
6.如权利要求5所述的具有石英喷嘴防护部件的气体反应系统，其特征在于：所述的对准标记是一组可相互嵌合的立体对准标记。
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