CN115332125B - 半导体工艺炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种半导体工艺炉，涉及半导体制造技术领域。该半导体工艺炉包括包括炉体、炉门组件、第一进气组件和排气管，其中，炉体竖直设置，炉体具有工艺腔，炉体的底部具有开口，开口与工艺腔连通；炉门组件设置于炉体的底部，且炉门组件用于封盖开口，第一进气组件设置于炉体的底部侧，第一进气组件与工艺腔的连通，且第一进气组件用于向工艺腔内进气，排气管的一端与工艺腔的顶部连通，排气管的另一端与炉体外部连通，且排气管用于排出工艺腔内的气体。该方案能解决立式半导体工艺炉的炉门处容易被堆积的尾气腐蚀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏制造技术领域，尤其涉及一种半导体工艺炉。
背景技术
在光伏制造技术领域中，主要工艺装备多以卧式结构为主，例如扩散、退火、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)以及LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积法)等；但伴随市场发展，卧式设备的产能及工艺水平逐渐接近瓶颈，提升缓慢。
相关技术中，立式结构炉主要包括炉体、供气系统和排气系统。其中，炉体竖直设置。具体的，炉体具有工艺腔。为了避免炉体内热量散失，供气系统设置于炉体的顶部，并与工艺腔的顶部连通，以通过供气系统从工艺腔的顶部向工艺腔内进气。排气系统设置于炉体的底部并与工艺腔的底部连通，以使工艺腔内的气体可以从工艺腔的底部通过排气系统排出。但对于用于扩散工艺的立式结构炉，由于扩散工艺的尾气有较强的酸性，容易造成金属部件的腐蚀。并且扩散工艺产生的尾气在常温下为液态和固态结晶，进而容易堆积在立式炉的炉门位置，即炉体底部，进而不仅给操作人员清理和维护造成极大困难，还导致炉门处容易被尾气腐蚀。
发明内容
本发明公开一种半导体工艺炉，以解决相关技术中立式半导体工艺炉的炉门处容易被堆积的尾气腐蚀的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
本发明所述的半导体工艺炉，包括炉体、炉门组件、第一进气组件和排气管，其中，炉体竖直设置，
炉体具有工艺腔，炉体的底部具有开口，开口与工艺腔连通；
炉门组件设置于炉体的底部，且炉门组件用于封盖开口，
第一进气组件设置于炉体的底部侧，第一进气组件与工艺腔的连通，且第一进气组件用于向工艺腔内进气，排气管的一端与工艺腔的顶部连通，排气管的另一端与炉体外部连通，且排气管用于排出工艺腔内的气体。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明实施例公开的半导体工艺炉中，第一进气组件与工艺腔的底部连通，排气管与工艺腔的顶部连通，进而使得工艺腔内的气体的流动方向为由炉体的底部侧向炉体的顶部侧流动，进而可以避免炉体内产生的工艺尾气聚集在炉体底部的炉门组件处，进而有益于避免炉门组件被炉体内产生的尾气腐蚀炉门组件，达到保护炉门组件的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一些可选的实施例中半导体工艺炉的示意图；
图2为本发明一些可选的实施例中承载架的俯视图；
图3为本发明一些可选的实施例中两个相邻的承载架拆离的示意图；
图4为本发明一些可选的实施例中承载架的主视图；
图5为本发明一些可选的实施例中晶片放置于承载架上的示意图；
图6为本发明一些可选的实施例中半导体工艺炉的底部的示意图；
图7为本发明一些可选的实施例中承载架的示意图。
附图标记说明：100-炉体；101-补气腔；102-补压通道；103-工艺腔；200-炉门组件；300-第一进气组件；300-第一进气组件；310-进气子管；400-排气管；500-承载架；520-弥散管；521-进气孔；530-第一连接部；540-第二连接部；550-支撑柱；551-凹槽；560-第一安装板；570-第二安装板；580-安装槽；581-限位面；600-定位件；610-第一子部；620-第二子部；630-第三子部；631-配重块；700-安装座；710-第三连接部；800-支撑架；900-补气导流件；910-盖板；920-罩板；930-缓冲槽；1000-晶片；1100-第二进气组件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合图1至图7，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
参照图1，在一些可选的实施例中，半导体工艺炉包括炉体100、炉门组件200、第一进气组件300和排气管400。示例性地，炉体100为基础性结构件，可以为炉门组件200、第一进气组件300和排气管400提供安装基础。示例性地，炉体100竖直设置。炉体100具有工艺腔103。可选地，工艺腔103用于容纳被加工产品，以为被加工产品提供工艺所需的工艺环境。可选地，被加工产品可以为光伏产品或半导体材料，具体的，被加工产品可以为晶片。炉体100的底部具有开口，且开口与工艺腔103连通。可选地，开口可以用于向工艺腔103内加入被加工产品或从工艺腔103内取出被加工产品。
参照图1，炉门组件200设置于炉体100的底部，且炉门组件200用于封盖开口。可选地，炉门组件200可以为升降式炉门，以使炉门组件200可相对炉体100升高或降低，进而实现半导体工艺炉开启或关闭。
进一步地，在炉门组件200封盖于炉体100的底部的情况下，炉体100与炉门组件200围合形成工艺腔103，以用于半导体工艺提供适宜的工艺环境。可选地，炉体100的材质为石英。示例性地，炉体100可以为顶部封口的石英管。
参照图1，第一进气组件300设置于炉体100的底部侧，第一进气组件300与工艺腔103的连通，且第一进气组件300用于向工艺腔103内进气，示例性地，第一进气组件300可以用于向炉体100内提供工艺气体。在半导体工艺炉用于半导体工艺的情况下，工艺气体可以为N2(氮气)、氯化硼和/或氧气。
需要说明的是，本实施例所述的工艺气体可以是工艺过程中所需的气体，例如工艺过程中的反应气体、保护气体、吹少气体和/或气体催化剂等。具体的，不同的工艺所需的工艺气体不同，为此，本实施例不限定工艺气体的具体种类。
进一步地，排气管400的一端与工艺腔103的顶部连通，排气管400的另一端与炉体100外部连通，且排气管400用于排出工艺腔103内的气体。示例性地，在工艺过程中，炉体100内产生的副产物和/或部分工艺气体形成的尾气可以沿排气管400排出。
排气管400的一端与工艺腔103连通，以使产生的尾气可以通过排气管400排出。具体的，排气管400与工艺腔103的顶部连通，以使半导体工艺炉从炉体100的顶部排出炉体100。
一些可选的实施例中，本申请所述的半导体工艺炉可以为但不限于扩散炉。示例性地，本申请所述的半导体工艺炉还可以为用作退火、PECVD以及LPCVD等工艺的工艺炉。
相关技术中，用于扩散工艺的扩散炉中，炉体100顶部设置进气管道，以使用于扩散工艺的工艺气体从炉体的顶部进入炉体。炉体的排气口设置于炉体底部的炉门上，以使炉体内产生的尾气可以从炉门处的排气口排出。因此，相关技术中的扩散炉内的气流方向为由炉体的顶部向炉门处流动，进而容易造成扩散工艺产生的尾气在炉门处积聚。由于扩散工艺参的尾气具有较强的酸性，进而容易导致炉门容易被腐蚀损坏。
上述实施例中，半导体工艺炉的气体从半导体工艺炉的底部进入炉体100内，炉体100内的气流由炉体100的底部侧向炉体100的顶部侧流动，可以避免炉体100内产生的尾气流向炉体100的底部，防止炉体100内的尾气积聚于炉体100底部侧的炉门组件200处。因此，上述实施例中所述的半导体工艺炉有益于防止炉体100底部侧的炉门组件200被炉体100产生的尾气腐蚀，达到保护炉门组件200的目的。
在一些可选的实施例中，排气管400一端与工艺腔103的顶部连通，排气管400的另一端与负压系统相连，以使炉体100内的气体可以在气压的作用下，进入排气管400，并由沿排气管400排出。示例性地，负压系统可以为真空系统。
在一些可选的实施例中，第一进气组件300与进气系统相连，以使进气系统可以通过第一进气组件300向炉体100内供气。示例性地，本申请实施例所述的半导体工艺炉可以用于半导体制造过程中的扩散工艺。进一步地，进气系统可以将用于扩散工艺的工艺气体通过第一进气组件300加入炉体100内，以实现对半导体工艺产品实施扩散工艺。
在一些可选的实施例中，如图1和图2所示，半导体工艺炉还包括承载架500。承载架500具有多组承载部，承载部用于放置晶片1000，示例性的，如图2中晶片1000为方形片。当然，在一些实施例中，晶片1000的形状还可以为圆形，示例性地，晶片1000可以为晶圆。具体的，本申请实施例不限定晶片1000的具体形状。
示例性地，承载部可以为设置于承载架500上的定位槽。在扩散工艺的过程中，晶片1000的至少部分位于定位槽内，以实现对被加工晶片1000实施定位。当然，在一些实施例中，承载部还可以为设置于承载架500上的多个凸块，以通过多个凸块支撑与晶片1000的边缘实现晶片1000的放置。
参照图1、图3至图5，在一些可选的实施例中，每组承载部均具有多个沿竖直方向分布的承载部，以使承载架500可以用于放置多个晶片1000。
参照图1至图5，承载架500设置有弥散管520。示例性地，弥散管520设置于相邻的两组承载部之间，且弥散管520与第一进气组件300相连，以使第一进气组件300可以向弥散管520内进气。弥散管520的侧壁具有多个进气孔521，弥散管520通过进气孔521向工艺腔103内进气。可选地，进气孔521贯穿弥散管520的管壁与工艺腔103连通，以使弥散管520内的工艺气体可以从进气孔521进入工艺腔103。
上述实施例中，弥散管520设置于相邻的两组承载部之间，进而可以通过弥散管520从相邻的两组承载部之间进气，有益于工艺气体进入到相邻的两组承载部之间，使得工艺气体可以从相邻两组承载部之间向外部扩散，进而有益于提高晶片1000各方向上工艺效果的一致性。
参照图3，在一些可选的实施例中，多组承载部呈矩形阵列分布，进而有益于减小相邻的两组承载部之间的间距，有益于减小半导体工艺炉的体积和/或提高半导体工艺炉内部空间的利用率。
相关技术中，扩散炉中的晶片呈圆形阵列排布，进而导致扩散炉中心部分存在较大的闲置空间，不利于提高扩散炉内部空间的利用率。另外，相关技术中的扩散炉主要采用圆形阵列的顶部进气，并且用于承载晶片的晶舟的顶部和底部均设置有端板，以避免晶舟顶部侧的晶片受到工艺气体的直接冲击。但是，由于晶舟顶部侧的端板的阻挡，导致靠近晶舟顶部端板的晶片接触工艺气体的量少于位于晶舟中间部位的晶片，进而导致不同位置的晶片之间的工艺效果差异较大。
与相关技术中心呈圆形阵列排布的方式相比，上述实施例中所述的半导体工艺炉，可以避免承载部阵列中心部位出现闲置空间，有益于提高半导体工艺炉内的空间利用率，进而有益于减小炉体100的直径，提高炉体100内的温度控制的准确度，提高工艺效果。另外，上述实施例中，通过弥散管520向承载部的中心处提供工艺气体，不仅有益于每层晶片1000接触工艺气体的量的均匀性，还有益于提高各层晶片1000接触工艺气体的量的均匀性，进而有益于提高产品的一致性。
进一步地，相邻的两组承载部之间具有两个弥散管520，且两个弥散管520侧壁上的进气孔521的朝向相对设置。该实施例有益于两个弥散管520进入的工艺气体形成对流，进而有益于工艺气体进入位于承载部上的晶片1000的中心，并由晶片1000的中心向四周扩散。由于炉体100的顶部具有排气管400，进而在工艺气体扩散至承载架500外部的气体，可以沿炉体100由炉体100的底部侧向炉体100的顶部侧流动。
上述实施例可以进一步减小晶片1000各处接触工艺气体量的差异，并且有益于提高各晶片1000接触工艺气体的量的均匀性，进而提高不同晶片1000工艺效果的一致性。
参照图1，在一种可选的实施例中，半导体工艺炉包括多个承载架500，多个承载架500沿竖直方向叠置设置，且相邻的两个承载架500之间可拆卸相连。该实施例中，多个承载架500之间可拆卸相连，不仅可以通过重叠不同数量的承载架500，适应不同高度的半导体工艺炉，还可以根据需要设置半导体工艺炉内承载架500的数量，以调节半导体工艺炉内同步实施扩散工艺的晶片1000的数量，以适应不同的产能。当然，多个承载架500之间可拆卸相连，还有益于承载架500的装载或卸载。
另外，上述实施例中，将弥散管520分别集成于各个承载架500，进而使得弥散管520的长度与承载架500的在竖直方向上的高度相对应，进而有益于炉体100内进入工艺气体的量与炉体100内被加工晶片1000的数量相对应，以便于在调节半导体工艺炉单次工艺产量的情况下，控制工艺气体的供气量。
在一些可选的实施例中，承载架500的两端分别设置有第一连接部530和第二连接部540。示例性地，第一连接部530与弥散管520的顶部端连通。第二连接部540与弥散管520的底部端连通。第一连接部530和第二连接部540中，一者凸出于承载架500的端部，另一者凹陷于承载架500的端部。相邻的两个承载架500叠置相连的情况下，两个承载架500中的弥散管520通过第一连接部530和第二连接部540连通。可选地，第一连接部530和第二连接部540均具有通孔，且第一连接部530的通孔与弥散管520的顶部端连通；第二连接部540的通孔与弥散管520的底部端连通。
上述实施例中，第一连接部530和第二连接部540不仅可以提高相邻两个弥散管520之间连接的稳固性，还可以起到限制相邻两个承载架500在水平方向上相对滑动。
在一种可选的实施例中，第一连接部530为凸出于承载架500的端部的凸起部。第二连接部540为内陷于承载架500的端面的凹槽。进一步地，凸起部的外侧壁为圆锥面，凹槽的内侧壁为圆锥面。该实施例不仅可以通过第一连接部530和第二连接部540实现两个相邻的承载架500中的弥散管520相连通，还可以利用第一连接部530和第二连接部540的锥面实施导向，以便于相邻的两个承载架500中的弥散管520之间相对对接。
在另一中可选的实施例中，第二连接部540为凸出于承载架500的端部的凸起部。第一连接部530为内陷于承载架500的端面的凹槽。在两个相邻的承载架500叠置的情况下，第二连接部540的至少部分插入第一连接部530内，以实现第一连接部530与第二连接部540可拆卸相连，进而实现两个承载架500中的弥散管520之间相对对接。
在一种可选的实施例中，多个承载架500中靠近炉体100顶部的承载架500中，弥散管520的顶部端通过堵头密封，以确保工艺气体仅通过弥散管520上的进气孔521进入炉体100内，以避免工艺气体流失。
在一些可选的实施例中，如图4和图5所示，承载架500包括第一安装板560、第二安装板570和多组竖直设置的支撑柱550。每组支撑柱550沿晶片的外周方向分布，每组支撑柱550朝向晶片的一侧均开设有多个沿竖直方向分布的凹槽551，且支撑柱550中的凹槽551一一对应形成承载部。
第一安装板560设置于支撑柱550的顶部端，且第一连接部530设置于第一安装板560，第二安装板570设置于支撑柱550的底部端，且第二连接部540设置于第二安装板570。
参照图2和图4，在一些可选的实施例中，相邻的两组承载部可共用部分支撑柱550，该实施例不仅有益于以减小支撑柱550的数量，还有益于提高承载架500的轻便性。
上述实施例中，多个支撑柱550沿晶片1000的外周方向分布，以使多个支撑柱550中的凹槽551可以分别支撑于晶片1000的多个位置，有益于提高晶片1000放置的平稳性。可选地，每组支撑柱550的数量为至少三个。
在一些可选的实施例中，承载架500包括三排支撑柱550。可选地，三排支撑柱550沿第一方向平行分布，且位于中间的一排支撑柱550在第一方向的两侧均设置有凹槽551，以使位于中间的一排支撑柱550可以分别与位于两侧的支撑柱550形成一组或多组支撑柱550。
参照图1和图6，在一些可选的实施例中，半导体工艺炉还包括安装座700和支撑架800，支撑架800设置于炉门组件200，安装座700设置于支撑架800远离炉门组件200的一侧；承载架500与安装座700可拆卸相连，以便于装载或卸载安装座700上的承载架500，进而有益于被加工产品的装载和卸载。
示例性地，安装座700可与承载架500限位配合，以使承载架500可定位于安装于安装座700。可选地，安装座700与承载架500之间，一者具有定位凸起，另一者具有定位槽，在承载架500安装于安装座700的情况下，定位凸起至少部分位于定位槽内，以使承载架500可与安装座700限位配合，进而有益于提高承载架500安装于安装座700的安装精度和装配的稳固性。
一些可选的实施例中，安装座700的结构与第一安装板560的结构可以相同。具体的，安装座700具有多个第三连接部710，第三连接部710凸出于安装座700远离支撑架800的一侧，第二连接部540内陷于承载架500的端部，第三连接部710可至少部分嵌入安装于安装座700的承载架500中的第二连接部540内。
另一些可选的实施例中，第三连接部710内陷于安装座700远离支撑架800的一侧，第二连接部540凸出于承载架500的端部，安装于安装座700的承载架500中的第二连接部540可至少部分嵌入第三连接部710内。
上述实施可以通过第三连接部710与第二连接部540实现安装座700与承载架500限位配合，进而有益于简化承载架500的结构。
一些可选的实施例，第三连接部710的结构可以与第一连接部530的结构相同，以使各承载架500均可以通过第二连接部540与安装座700中的第三连接部710限位配合。
参照图6，在一些可选的实施例中，支撑架800可以为安装座700提供安装基础，以使炉门组件200升降的过程中，可以带动安装座700、支撑架800和承载架500相对炉体100移动，进而使得承载有晶片1000的承载架500可以进入或移出炉体100的工艺腔103。
参照图1、图3和图6，在一些可选的实施例中，半导体工艺炉还包括定位件600，定位件600设置于承载架500和/或安装座700的顶部，且定位件600可与与之相邻的承载架500的底部定位配合。
一些可选的实施例中，如图1和图3所示，相邻的两个承载架500可以通过定位件600实施定位。示例性地，半导体工艺炉中多个承载架500中具有第一承载架和第二承载架。第二承载架叠置于第一承载架的顶部，且第二承载架与第一承载架顶部的定位件600限位配合，以避免第二承载架沿第一承载架的顶部滑动。
一些可选的实施例中，安装座700上设置有定位件600，以使承载架500与安装座700可以通过定位件600实施定位配合。
示例性地，定位件600可以为设置于承载架500顶部的凸块，以通过凸块止低于位于与之相邻的承载架500的侧壁上实现相邻的两个承载架500限位配合。
参照图3，在一些可选的实施例中，定位件600包括第一子部610和第二子部620，第一子部610的一端与第二子部620的一端相连，且第一子部610与第二子部620之间形成限位角，第一子部610与第二子部620的连接处与承载架500转动相连。在两个相邻的承载架500相互叠置的情况下，第一子部610止抵于与之相邻的承载架500的底部端，第二子部620止抵于与之相邻的承载架500的侧壁。上述实施例，可以利用定位件600相对承载架500转动对叠置于定位件600上的承载架500实施限位。
在一些可选的实施例中，在承载架500安装于安装座700的情况下，第一子部610止抵于承载架500的底部端，第二子部620止抵于承载架500的侧壁。
示例性地，定位件600可以通过相对承载架500转动在第一状态和第二状态之间切换。在定位件600相对承载架500处于第一状态的情况下，第一子部610至少部分凸出于承载架500的顶端。在第一子部610上叠置承载架500的情况下，位于上方的承载架500作用第一子部610，使得定位件600相对下方的承载架500转动，直至定位件600相对下方的承载架500切换至第二状态。在定位件600相对承载架500处于第二状态的情况下，第一子部610止抵于与之相邻的承载架500的底部端，第二子部620止抵于与之相邻的承载架500的侧壁，进而对上方的承载架500实施限位。
上述实施例中，在多个承载架500叠置放置的过程中，定位件600不仅可起到导向作用，还可以在相邻两个承载架500叠置放置后对上方的承载架500实施限位，以提高相邻两个承载架500之间装配的精确度。
在一种可选的实施例中，第一子部610和第二子部620可以相互垂直。当然，第一子部610和第二子部620之间的夹角还可以为锐角，例如大于等于60°小于90°。另外，第一子部610和第二子部620之间的夹角还可以为钝角，例如大于90°小于等于120°。为此，本实施例不限定第一子部610与第二子部620之间的夹角大小。
在一些可选的实施例中，定位件600还包括第三子部630，第三子部630与第二子部620相连，第三子部630与第一子部610分别凸向第二子部620相背的两侧，且第三子部630可带动第一子部610相对承载架500向背离承载架500的顶部的方向转动。示例性地，第三子部630可带动第一子部610相对承载架500转动，直至第一子部610的至少部分凸出于承载架500的顶端。在定位件600相对承载架500转动的过程中，第二子部620可以向远离位于上方的承载架500的侧壁的方向移动。
上述实施例中，第三子部630与第一子部610分别凸向第二子部620相背的两侧，则第三子部630和第一子部610的力矩方向相反，进而可以通过设置第三子部630的重量，以使第三子部630产生的力矩大于第一子部610产生的力矩，进而使得定位件600可以在重力的作用下，相对承载架500转动至第一状态。可选地，第三子部630远离第二子部620的一端可以设置有配重块631。具体的，配重块631可以设置成球形。该实施例中，配重块631有益于减小第三子部630的长度，进而有益于减小定位件600的体积。
在另一种可选的实施例中，半导体工艺炉还包括弹性件，弹性件分别与定位件600与承载架500相连，以使弹性件可驱动定位件600相对承载架500切换至第一状态。在定位件600上放置承载架500的情况下，定位件600可在上方承载架500的作用下克服弹性件产生的弹力，以切换至第二状态，进而实现对上方承载架500实施限位。示例性地，弹性件可以为扭簧。
参照图3，在一些可选的实施例中，第一安装板560位于支撑柱550靠近炉体100的顶部的一侧，第二安装板570位于支撑柱550靠近炉体100的底部的一侧。可选地，定位件600设置可转动地第一安装板560。示例性地，每个承载架500上设置有多个定位件600，多个定位件600沿承载架500的外周方向设置，以通定位件600可以对位于定位件600上的承载架500的各个方向实施相位，进而有益于相邻的两个承载架500中的第一连接部530与第二连接部540对准。
在另一些可选的实施例中，定位件600设置可转动地安装座700远离支撑架800的一侧。示例性地，安装座700上设置有多个定位件600，多个定位件600沿安装座700的外周方向设置，以通定位件600可以对位于定位件600上的承载架500的各个方向实施相位，进而有益于相邻的承载架500第二连接部540与安装座700中的第三连接部710对准。
参照图3，在一些可选的实施例中，第一安装板560和/或安装座700上设置有安装槽580，定位件600的至少部分位于安装槽580内。示例性地，定位件600与第一安装板560转动相连的部分设置于安装槽580内，且第一子部610可相对第一安装板560转动至安装槽580内。进一步地，在第一子部610相对第一安装板560转动至安装槽580内的情况下，第一子部610靠近炉体100的顶部的一侧与第一安装板560靠近炉体100顶部的一侧齐平，以使第一子部610可以止低于位于其上方的承载架500的第二安装板570上。
在进一步可选地实施例中，安装槽580具有限位面581。限位面581倾斜设置。在承载架500与定位件600分离的情况下，定位件600可止抵于限位面581。参照图3，限位面581可以为安装槽580的侧壁。具体的，限位面581可以为倾斜面，以通过限位面581止于定位件600，以阻碍定位件600相对承载架500和/或安装座700转动。示例性地，限位面581可止抵于第二子部620。可选地，在定位件600止抵于限位面581的情况下，第一子部610和第二子部620之间形成的限位角的开口侧竖直向上，以便于承载架500的底部端落入第一子部610和第二子部620之间形成的限位角内。因此，该实施例有益于降低相邻的两个承载架500之间以及承载架500与安装座700之间的装配难度。
在一种可选的实施例中，参照图5和图7，承载部具有装载侧，装载侧为承载部中晶片1000装入或卸出承载部的一侧，形成承载部的凹槽551中靠近装载侧的凹槽551的高度为第一高度h1，形成承载部的凹槽551中远离装载侧的凹槽551的高度为第二高度h2，第一高度h1大于第二高度h2。
上述实施例中，可以利用晶片1000在自身重力的作用下，具有沿承载部向下滑动的运动趋势。由于第一高度h1大于第二高度h2，进而有益于避免晶片1000从承载部具有装载侧滑出，以实现对晶片1000的限位，提高承载架500装载晶片1000的稳固性。
在一些可选的实施例中，如图1和图6所示，第一进气组件300设置于安装座700，且第一进气组件300包括多个进气子管310，进气子管310与弥散管520一一对应相连。上述实施例中，第一进气组件300通过第一进气组件300对多个弥散管520供气，以使工艺气体可沿第一进气组件300进入弥散管520内，以实现承载架500内提供工艺气体，提高产品的接触工艺气体的量的均匀性。可选地，进气子管310可以与承载架500中的第二连接部540插接配合，以实现进气子管310与弥散管520连通。
在一些可选的实施中，如图1和图6所示，进气子管310与第三连接部710一一对应，且进气子管310与第三连接部710的连通。可选地，第三连接部710开设有通孔，进气子管310与第三连接部710的通孔连通。
可选地，安装座700的结构可以与第一安装板560的结构相同。示例性地，安装座700设置有与第一连接部530结构相同的第三连接部710，以使安装座700可以与承载架500的底部侧配合相连。该实施例有益于简化半导体工艺炉的结构，降低半导体工艺炉的制造难度。
参照图1和图6，在一些可选的实施例中，半导体工艺炉还包括补气导流件900，补气导流件900位于炉体100内靠近底部的一端，且补气导流件900与炉门组件200之间形成补气腔101。补气导流件900与炉体100的内侧壁之间形成环形的补压通道102，补压通道102连通补气腔101与炉体100内位于补气导流件900远离炉门组件200一侧的空间。第一进气组件300具有第二进气组件1100，第二进气组件1100与补气腔101连通，且第二进气组件1100用于向补气腔101内进气。
可选地，补气导流件900可与支撑架800固定相连。示例性地，补气导流件900可与支撑架800通过焊接固定。当然，补气导流件900还可与支撑架800通过螺钉和/或卡扣固定相连。为此，本实施例不限定补气导流件900与支撑架800的连接方式。
上述实施例中，沿第二进气组件1100进入炉体100内的气体，向进入补气腔101内，然后沿补压通道102进入炉体100中位于补气导流件900远离炉门组件200一侧的空间内。该实施例可以利用第二进气组件1100进入的气体向炉体100内提供不压气体，并且，还可以利用补压气体防止炉体100内的气体向炉体100的底部侧逃逸，起到气封补压通道102的目的。
上述实施例可以进一步防止炉体100产生的尾气向炉门组件200移动，进而有益于保护炉门组件200，防止炉门组件200被产生的尾气腐蚀。
在一些可选的实施例中，补气导流件900的形状为圆形，炉体100的侧壁的形状可以为圆筒状，且补气导流件900与炉体100的侧壁同心设置，以使补压通道102各处的宽度一致，进而有益于气体沿炉体100的内周方向均匀地进入炉体100中位于补气导流件900远离炉门组件200一侧的空间内。
参照图1和图6，在一种可选的实施例中，补气导流件900靠近炉门组件200的一侧具有缓冲槽930，第二进气组件1100的进气端至少部分朝向缓冲槽930的槽底。该实施例中，缓冲槽930可以起到整流的作用，以使气体可以均匀地进入形成补压通道102，进而有益于保持炉体100内各处气压均衡，提高晶片1000各处工艺效果的一致性。
参照图1和图6，在一种可选的实施例中，补气导流件900包括盖板910和罩板920，罩板920的形状为筒状，罩板920竖直设置，盖板910设置于罩板920的顶部端，且盖板910与罩板920密封相连。可选地，第二进气组件1100的进气端至少部分位于罩板920内。示例性地，盖板910与罩板920可以为一体结构。或者，盖板910可以与罩板920焊接。
该实施例中，罩板920可以起到整流的作用，以使气体可以均匀地进入形成补压通道102，进而有益于保持炉体100内各处气压均衡，提高晶片1000各处工艺效果的一致性。另外，罩板920可以延长补压通道102的长度，进而有益于对进入补压通道102的气体进一步整流，经过补压通道102进入工艺腔103的气体的流动方向为竖直向上。
在一种可选的实施例中，如图1所示，排气管400沿炉体100的内侧壁设置。排气管400的第一端与炉体100内连通，且排气管400的第一端位于炉体100顶部侧的中心。排气管400的第二端靠近炉体100的底部侧，且排气管400的第二端贯穿炉体100侧壁与外部排气管400路相连。
需要说明的是，炉体100内的热量向上流动，固对于立式半导体工艺炉来讲，炉体100内的热量向上集中。由于本申请一些实施例中，排气管400与炉体100的顶部连通，进而容易导致炉体100内热量散失。
上述实施例中，排气管400沿炉体100的内侧壁设置，且排气管400的第二端贯穿炉体100侧壁与外部排气管路相连。因此，在炉体100内产生的尾气排出的过程中，炉体100内的尾气先沿排气管400流动，并与炉体100内发生热交换，进而有益于减少炉体100内的热量散失。并且，可以降低沿排气管400排出气体的温度，以避免排出尾气温度过高损坏外部排气管路。
示例性地，排气管400通过外部排气管路与负压系统相连。示例性地，负压系统可以为真空系统。因此，上述实施例中所述的半导体工艺炉不仅有益于减少炉体100内热量散失，还有益于保护负压系统。
在一些可选的实施例中，半导体工艺炉具有加热组件、多个温度传感器和控制器。多个温度传感器有炉体100的底部向炉体100的顶部均匀排布，以通过多个温度传感器监测炉体100在高度方向上各段的温度。进一步地，加热组件与温度传感器一一对应，且加热组件、多个温度传感器均与控制器通信相连，且控制器基于多个温度传感器的感测值控制与之对应的加热组件，以调节炉体100各段的温度。提高炉体100各处温度的一致性。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种半导体工艺炉，其特征在于，包括炉体(100)、炉门组件(200)、第一进气组件(300)和排气管(400)，其中，所述炉体(100)竖直设置，
所述炉体(100)具有工艺腔(103)，所述炉体(100)的底部具有开口，所述开口与所述工艺腔(103)连通；
所述炉门组件(200)设置于所述炉体(100)的底部，且所述炉门组件(200)用于封盖所述开口，
所述第一进气组件(300)设置于所述炉体(100)的底部侧，所述第一进气组件(300)与所述工艺腔(103)的连通，且所述第一进气组件(300)用于向所述工艺腔(103)内进气，所述排气管(400)的一端与所述工艺腔(103)的顶部连通，所述排气管(400)的另一端与所述炉体(100)外部连通，且所述排气管(400)用于排出所述工艺腔(103)内的气体；
所述半导体工艺炉还包括补气导流件(900)和第二进气组件(1100)，所述补气导流件(900)位于所述炉体(100)内靠近底部的一端，且所述补气导流件(900)与所述炉门组件(200)之间形成补气腔(101)；所述补气导流件(900)与所述炉体(100)的内侧壁之间形成环形的补压通道(102)，所述补压通道(102)连通所述补气腔(101)与所述炉体(100)内位于所述补气导流件(900)远离所述炉门组件(200)一侧的空间；
所述第二进气组件(1100)与所述补气腔(101)连通，且所述第二进气组件(1100)用于向所述补气腔(101)内进气。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述半导体工艺炉还包括承载架(500)，所述承载架(500)具有多组承载部，所述承载部用于放置晶片；每组承载部均具有多个沿竖直方向分布的承载部；
所述承载架(500)设置有弥散管(520)，所述弥散管(520)设置于相邻的两组所述承载部之间，且所述弥散管(520)与所述第一进气组件(300)相连；所述弥散管(520)具有多个进气孔(521)，所述进气孔(521)贯穿所述弥散管(520)的管壁与所述工艺腔(103)连通，所述弥散管(520)通过所述进气孔(521)向所述工艺腔(103)内进气。
3.根据权利要求2所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述多组承载部呈矩形阵列分布；
相邻的两组所述承载部之间具有两个所述弥散管(520)，且两个所述弥散管(520)侧壁上的进气孔(521)的朝向相对设置。
4.根据权利要求2所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述半导体工艺炉包括多个所述承载架(500)，所述多个所述承载架(500)沿竖直方向叠置设置，且相邻的两个所述承载架(500)之间可拆卸相连。
5.根据权利要求4所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述承载架(500)的两端分别设置有第一连接部(530)和第二连接部(540)，所述第一连接部(530)与所述弥散管(520)的顶部端连通，所述第二连接部(540)与所述弥散管(520)的底部端连通，
所述第一连接部(530)和所述第二连接部(540)中，一者凸出于所述承载架(500)的端部，另一者凹陷于所述承载架(500)的端部；
相邻的两个所述承载架(500)叠置相连的情况下，两个所述承载架(500)中的所述弥散管(520)通过所述第一连接部(530)和所述第二连接部(540)连通。
6.根据权利要求5所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述承载架(500)包括第一安装板(560)、第二安装板(570)和多组竖直设置的支撑柱(550)，
每组所述支撑柱(550)沿所述晶片的外周方向分布，每组所述支撑柱(550)朝向晶片的一侧均开设有多个沿竖直方向分布的凹槽(551)，且所述支撑柱(550)中的所述凹槽(551)一一对应，并形成所述承载部；
所述第一安装板(560)设置于所述支撑柱(550)的顶部端，且所述第一连接部(530)设置于所述第一安装板(560)，所述第二安装板(570)设置于所述支撑柱(550)的底部端，且所述第二连接部(540)设置于所述第二安装板(570)。
7.根据权利要求5所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述半导体工艺炉还包括安装座(700)和支撑架(800)，所述支撑架(800)设置于所述炉门组件(200)，所述安装座(700)设置于所述支撑架(800)远离所述炉门组件(200)的一侧；所述承载架(500)与所述安装座(700)可拆卸相连。
8.根据权利要求7所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述半导体工艺炉还包括定位件(600)，所述定位件(600)设置于所述承载架(500)和/或所述安装座(700)的顶部，且所述定位件(600)可与与之相邻的所述承载架(500)的底部定位配合。
9.根据权利要求8所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述定位件(600)包括第一子部(610)和第二子部(620)，所述第一子部(610)的一端与所述第二子部(620)的一端相连，且所述第一子部(610)与所述第二子部(620)之间形成限位角，所述第一子部(610)与所述第二子部(620)的连接处与所述承载架(500)转动相连；
在两个相邻的所述承载架(500)相互叠置的情况下，所述第一子部(610)止抵于与之相邻的所述承载架(500)的底部端，所述第二子部(620)止抵于与之相邻的所述承载架(500)的侧壁。
10.根据权利要求9所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述定位件(600)还包括第三子部(630)，所述第三子部(630)与所述第二子部(620)相连，所述第三子部(630)与所述第一子部(610)分别凸向所述第二子部(620)相背的两侧，所述第三子部(630)远离所述第二子部(620)的一端设置有配重块(631)，且所述第三子部(630)可带动所述第一子部(610)相对承载架(500)向背离所述承载架(500)的顶部的方向转动。
11.根据权利要求7所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述第一进气组件(300)设置于所述安装座(700)，且所述第一进气组件(300)包括多个进气子管(310)，所述进气子管(310)与所述弥散管(520)一一对应相连。
12.根据权利要求11所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述安装座(700)具有多个第三连接部(710)，所述第三连接部(710)与所述进气子管(310)一一对应，且所述第三连接部(710)与所述进气子管(310)连通；
所述第三连接部(710)凸出于所述安装座(700)远离所述支撑架(800)的一侧，所述第二连接部(540)内陷于所述承载架(500)的端部，所述第三连接部(710)可至少部分嵌入安装于所述安装座(700)的所述承载架(500)中的所述第二连接部(540)内，且所述第三连接部(710)与所述第二连接部(540)连通，或者，所述第三连接部(710)内陷于所述安装座(700)远离所述支撑架(800)的一侧，所述第二连接部(540)凸出于所述承载架(500)的端部，安装于所述安装座(700)的所述承载架(500)中的所述第二连接部(540)可至少部分嵌入所述第三连接部(710)内，且所述第三连接部(710)与所述第二连接部(540)连通。
13.根据权利要求6所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述承载部具有装载侧，所述装载侧为所述承载部中所述晶片装入或卸出所述承载部的一侧；形成所述承载部的所述凹槽(551)中，靠近所述装载侧的所述凹槽(551)的高度为第一高度，所述承载部中远离所述装载侧的所述凹槽(551)的高度为第二高度，所述第一高度大于所述第二高度。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的半导体工艺炉，其特征在于，所述排气管(400)沿所述炉体(100)的内侧壁设置；
所述排气管(400)的第一端与所述炉体(100)内连通，且所述排气管(400)的第一端位于所述炉体(100)顶部侧的中心；所述排气管(400)的第二端靠近所述炉体(100)的底部侧，且所述排气管(400)的第二端贯穿所述炉体(100)侧壁与外部排气管路相连。
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