CN219656077U - 半导体热氧化工艺所需点火器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种半导体热氧化工艺所需点火器。所述半导体热氧化工艺所需点火器包括：一腔体；第一气体管路，所述第一气体管路设置于所述腔体内，用于向所述腔体内通入第一气体；第二气体管路，所述第二气体管路设置于所述第一气体管路内，用于向所述腔体内通入第二气体，所述第二气体与所述第一气体发生燃烧反应；所述第一气体管路的出气口为多个，且相对于所述第二气体管路的出气口环绕设置。本申请设置第一气体管路的出气口为多个，并相对于第二气体管路的出气口环绕设置。在使用该半导体热氧化工艺所需点火器时点火正常，并且没有出气口被高温烧结的现象，可以延长半导体热氧化工艺所需点火器的使用寿命，提升了工艺硅片的合格率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体加工生产技术领域，尤其涉及一种半导体热氧化工艺所需点火器。
背景技术
在硅片表面生长一层优质的氧化层对整个半导体集成电路制作过程具有极为重要的意义。硅氧化层可以作为离子注入或者热扩散的掩蔽层，也可以作为保证器件表面不受周围气氛影响的钝化层，还可以作为器件与器件之间电学隔离的绝缘层，并且也是金属氧化物半导体场效应管工艺中保证电隔离的主要组成部分。在硅片表面形成氧化层(即SiO2)的方法主要有热分解淀积、热氧化生长、外延生长等。其中热氧化生长在半导体工艺中用的最多，并且通过热氧化生长形成的氧化层具有更好的致密性和更高的均匀性。热氧化生长方式分为干氧氧化、水汽氧化和湿氧氧化三种。干氧氧化是以干燥纯净的氧气作为氧化气氛，在高温下氧直接与硅反应生成二氧化硅。水汽氧化是以高纯水蒸汽为氧化气氛，由硅片表面的硅原子和水分子反应生成二氧化硅。而湿氧氧化则是采用干燥氧气通过加热的水所形成的氧和水汽混合物形成氧化气氛。湿氧氧化实质上是干氧氧化和水汽氧化的混合，氧化速率介于二者之间。
现有的半导体热氧化工艺所需点火器设计为氧气出口包围中间凸出的氢气管出口。在湿氧氧化中发现该点火器经过较长时间燃烧后，氢气管出口被火焰燃烧形成高温烧结。产生此现象的原因是因为氢氧燃烧时火焰的高温被传导到点火器的氢气管出口，该氢气管出口的石英在高温作用下被烧结为白色粉末和白色烧结物。该烧结白色粉末和白色烧结物在湿氧氧化工艺中会影响工艺硅片的颗粒度参数，降低工艺硅片的合格率以及产生其他不可控的工艺缺陷。
因此需要对半导体热氧化工艺所需点火器进行改进，减少石英出口被高温烧结的现象，延长半导体热氧化工艺所需点火器的使用寿命，提升工艺硅片的合格率。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种半导体热氧化工艺所需点火器，可以减少石英出口被高温烧结的现象，延长半导体热氧化工艺所需点火器的使用寿命，提升工艺硅片的合格率。
为了解决上述问题，本申请提供了一种半导体热氧化工艺所需点火器，包括：一腔体；第一气体管路，所述第一气体管路设置于所述腔体内，用于向所述腔体内通入第一气体；第二气体管路，所述第二气体管路设置于所述第一气体管路内，用于向所述腔体内通入第二气体，所述第二气体与所述第一气体发生燃烧反应；所述第一气体管路的出气口为多个，且相对于所述第二气体管路的出气口环绕设置。
在一些实施例中，所述第一气体管路的出气口与所述第二气体管路的出气口设置在所述第一气体管路的同侧表面并与所述第一气体管路的侧壁相齐平。
在一些实施例中，所述第一气体管路的出气口呈环形排布于所述第二气体管路的出气口周围。
在一些实施例中，所述第二气体管路的出气口沿水平方向设置，所述第一气体管路的出气口与第二气体管路的出气口呈现锐角。
在一些实施例中，所述第一气体管路的出气口与第二气体管路的出气口所呈现的锐角角度为10°～30°。
在一些实施例中，所述第一气体管路的出气口数量大于或等于四个。
在一些实施例中，所述第一气体管路和第二气体管路的出气口均为圆形出气口。
在一些实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路内的第一支架，所述第一支架用于支撑固定所述第二气体管路。
在一些实施例中，所述第一气体为氧气，所述第二气体为氢气。
在一些实施例中，所述第一气体管路和第二气体管路的材料均为石英。
以上技术方案，本申请设置第一气体管路的出气口数量为多个，并相对于第二气体管路的出气口环绕设置。在使用该半导体热氧化工艺所需点火器时点火正常，并且没有出气口被高温烧结的现象，可以延长半导体热氧化工艺所需点火器的使用寿命，提升了工艺硅片的合格率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体所述方式的技术方案，下面将对本申请的实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1所示是本申请所述半导体热氧化工艺所需点火器实施例一的示意图；
附图2所示是附图1中A区域的局部放大示意图；
附图3所示是附图1中A区域的侧视图；
附图4所示是本申请所述半导体热氧化工艺所需点火器实施例二的示意图；
附图5所示是附图4中A区域的局部放大示意图；
附图6所示是附图4中A区域的侧视图；
附图7所示是本申请所述半导体热氧化工艺所需点火器实施例三的示意图；
附图8所示是附图7中A区域的局部放大示意图；
附图9所示是附图7中A区域的侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
图1是本申请所述半导体热氧化工艺所需点火器实施例一的示意图。所述半导体热氧化工艺所需点火器包括：腔体10、第一气体管路11、第二气体管路12、第一气体管路11的出气口112、以及第二气体管路12的出气口122。
所述腔体10为密闭腔体，用于实施热氧化等常规半导体工艺。所述第一气体管路11设置于所述腔体10内，用于向所述腔体10内通入第一气体。所述第二气体管路12设置于所述第一气体管路11内，用于向所述腔体10内通入第二气体，所述第二气体与所述第一气体发生燃烧反应。设置第一气体管路11的出气口112数量为多个，并相对于第二气体管路12的出气口122环绕设置。在使用上述半导体热氧化工艺所需点火器进行点火操作时，点火正常且符合生产工艺需要、并且没有出气口被高温烧结的现象，可以延长半导体热氧化工艺所需点火器的使用寿命，提升了产品的合格率。
在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括第一气体管路11的进气口111，所述第一气体管路11的进气口111用于连接第一气体源以通入第一气体。在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括第二气体管路12的进气口121，所述第二气体管路12的进气口121用于连接第二气体源以通入第二气体。在本实施例中，所述第一气体为氧气，所述第二气体为氢气，所述第一气体管路11以及第二气体管路12的材料均为石英。氢气和氧气在腔体10内发生燃烧产生水，为腔体10内的半导体衬底热氧化工艺提供湿氧环境。在其他的实施例中，其他的需要通入两种或多种气体，在腔体10内发生燃烧反应为腔体10内所实施的工艺提供辅助的技术方案，都应当视为本实施例的合理替换。
在本实施例中，所述第一气体管路11的出气口112设置于所述第一气体管路11的侧壁并与所述第一气体管路11的侧壁相齐平。所述第二气体管路12的出气口122设置于所述第一气体管路11的侧壁并与所述第一气体管路11的侧壁相齐平，并且相对于所述第一气体管路11的出气口112环绕设置多个。所述第一气体管路11的出气口112以及第二气体管路12的出气口122均为圆形出气口。所述第一气体管路11的出气口112以及第二气体管路12的出气口122采用圆形出气口可以使第一气体以及第二气体出气更为平滑顺畅。
在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路11内的第一支架16，所述第一支架16用于支撑固定所述第二气体管路12。所述第一支架16的材料为石英。所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路11中的热电偶17，所述热电偶17用于测量第一气体管路11的内部温度，当第一气体管路11的内部温度达到700°时所述第二气体管路12才可以通入第二气体(即氢气)进行燃烧反应。在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路11内的第二支架18，所述第二支架18用于支撑固定所述热电偶17。在本实施例中，所述第二支架18的材料为石英。
图2是附图1中A区域的局部放大示意图，图3是附图1中A区域的侧视图。下面请参阅图2以及图3，在本实施例中，所述第一气体管路11的出气口112呈环形排布于所述第二气体管路12的出气口122周围。在本实施例中，所述第一气体管路11的出气口112数量为6个。在其他实施例中，所述第一气体管路11的出气口112数量也可以为大于或等于四个。所述第一气体管路11的出气口112与所述第二气体管路12的出气口122设置在所述第一气体管路11的同侧表面并与所述第一气体管路11的侧壁相齐平。
并且，作为更优选的一种设置方式，所述第二气体管路12的出气口122与水平方向相平行，所述第一气体管路11的出气口112与第二气体管路12的出气口122呈现锐角。在本实施例中，所述第一气体管路11的出气口112与第二气体管路12的出气口122所呈现的锐角角度为20°。在其他实施例中，所述第一气体管路11的出气口112与第二气体管路12的出气口122所呈现的锐角角度为10°～30°中的任意角度。本申请将所述第一气体管路11的出气口112的方向与所述第二气体管路12的出气口122的方向设计为锐角角度，可以使第一气体管路11的出气口112的气流与第二气体管路12的出气口122的气流更加有针对性的集中于中心，使得气体燃烧的火焰距离第二气体管路12的出气口122更远，通过增加气体燃烧的火焰距离减少以及阻止气体燃烧产生的热量传回第二气体管路12的出气口122的问题，从而减少第二气体管路12的出气口122被高温烧结现象的产生。
实施例二
图4是本申请所述半导体热氧化工艺所需点火器实施例二的示意图。所述半导体热氧化工艺所需点火器包括：腔体40、第一气体管路41、第二气体管路42、第一气体管路41的出气口412、以及第二气体管路42的出气口422。
所述腔体40为密闭腔体，用于实施热氧化等常规半导体工艺。所述第一气体管路41设置于所述腔体40内，用于向所述腔体40内通入第一气体。所述第二气体管路42设置于所述第一气体管路41内，用于向所述腔体40内通入第二气体，所述第二气体与所述第一气体发生燃烧反应。设置第一气体管路41的出气口412数量为多个，并相对于第二气体管路42的出气口422环绕设置。在使用上述半导体热氧化工艺所需点火器进行点火操作时，点火正常且符合生产工艺需要、并且没有出气口被高温烧结的现象，可以延长半导体热氧化工艺所需点火器的使用寿命，提升了产品的合格率。
在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括第一气体管路41的进气口411，所述第一气体管路41的进气口411用于连接第一气体源以通入第一气体。在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括第二气体管路42的进气口421，所述第二气体管路42的进气口421用于连接第二气体源以通入第二气体。在本实施例中，所述第一气体为氧气，所述第二气体为氢气，所述第一气体管路41以及第二气体管路42的材料均为石英。氢气和氧气在腔体40内发生燃烧产生水，为腔体40内的半导体衬底热氧化工艺提供湿氧环境。在其他的实施例中，其他的需要通入两种或多种气体，在腔体40内发生燃烧反应为腔体40内所实施的工艺提供辅助的技术方案，都应当视为本实施例的合理替换。
在本实施例中，所述第一气体管路41的出气口412设置于所述第一气体管路41的侧壁并与所述第一气体管路41的侧壁相齐平。所述第二气体管路42的出气口422设置于所述第一气体管路41的侧壁并与所述第一气体管路41的侧壁相齐平，并且相对于所述第一气体管路41的出气口412环绕设置多个。所述第一气体管路41的出气口412以及第二气体管路12的出气口422均为圆形出气口。所述第一气体管路41的出气口412以及第二气体管路42的出气口422采用圆形出气口可以使第一气体以及第二气体出气更为平滑顺畅。
在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路41内的第一支架46，所述第一支架46用于支撑固定所述第二气体管路42。所述第一支架46的材料为石英。所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路41中的热电偶47，所述热电偶47用于测量第一气体管路41的内部温度，当第一气体管路41内部温度达到700°时所述第二气体管路42才可以通入第二气体(即氢气)进行燃烧反应。在本实施例中，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路41内的第二支架48，所述第二支架48用于支撑固定所述热电偶47。在本实施例中，所述第二支架48的材料为石英。
图5是附图4中A区域的局部放大示意图，图6是附图4中A区域的侧视图。下面请参阅图5以及图6，在本实施例中，所述第一气体管路41的出气口412呈环形排布于所述第二气体管路42的出气口422周围。在本实施例中，所述第一气体管路41的出气口412数量为4个。在其他实施例中，所述第一气体管路41的出气口412数量也可以为大于或等于四个。所述第一气体管路41的出气口412与所述第二气体管路42的出气口422设置在所述第一气体管路41的同侧表面并与所述第一气体管路41的侧壁相齐平。
并且，作为更优选的一种设置方式，所述第二气体管路42的出气口422与水平方向相平行，所述第一气体管路41的出气口412与第二气体管路42的出气口422呈现锐角。在本实施例中，所述第一气体管路41的出气口412与第二气体管路42的出气口422所呈现的锐角角度为10°。在其他实施例中，所述第一气体管路41的出气口412与第二气体管路42的出气口422所呈现的锐角角度为10°～30°中的任意角度。本申请将所述第一气体管路41的出气口412的方向与所述第二气体管路42的出气口422的方向设计为锐角角度，可以使第一气体管路41的出气口412的气流与第二气体管路42的出气口422的气流更加有针对性的集中于中心，使得气体燃烧的火焰距离第二气体管路42的出气口422更远，通过增加气体燃烧的火焰距离减少以及阻止气体燃烧产生的热量传回第二气体管路42的出气口422的问题，从而减少第二气体管路42的出气口422被高温烧结现象的产生。
实施例三
图7是本申请所述半导体热氧化工艺所需点火器实施例三的示意图。图8是附图7中A区域的局部放大示意图，图9是附图7中A区域的侧视图。与所述实施例一的不同之处在于，本实施例中，所述第一气体管路71的出气口712与第二气体管路72的出气口722所呈现的锐角角度为30°。在其他实施例中，所述第一气体管路71的出气口712与第二气体管路72的出气口722所呈现的锐角角度为10°～30°中的任意角度。本申请将所述第一气体管路71的出气口712的方向与所述第二气体管路72的出气口722的方向设计为锐角角度，可以使第一气体管路71的出气口712的气流与第二气体管路72的出气口722的气流更加有针对性的集中于中心，使得气体燃烧的火焰距离第二气体管路72的出气口722更远，通过增加气体燃烧的火焰距离减少以及阻止气体燃烧产生的热量传回第二气体管路72的出气口722的问题，从而减少第二气体管路72的出气口722被高温烧结现象的产生。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“还包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他具体实施方式的不同之处。
以上所述仅是本申请的优选实施例，并非用于限定本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，包括：
一腔体；
第一气体管路，所述第一气体管路设置于所述腔体内，用于向所述腔体内通入第一气体；
第二气体管路，所述第二气体管路设置于所述第一气体管路内，用于向所述腔体内通入第二气体，所述第二气体与所述第一气体发生燃烧反应；
所述第一气体管路的出气口为多个，且相对于所述第二气体管路的出气口环绕设置。
2.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第一气体管路的出气口与所述第二气体管路的出气口设置在所述第一气体管路的同侧表面并与所述第一气体管路的侧壁相齐平。
3.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第一气体管路的出气口呈环形排布于所述第二气体管路的出气口周围。
4.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第二气体管路的出气口沿水平方向设置，所述第一气体管路的出气口与第二气体管路的出气口呈现锐角。
5.根据权利要求4所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第一气体管路的出气口与第二气体管路的出气口所呈现的锐角角度为10°～30°。
6.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第一气体管路的出气口数量大于或等于四个。
7.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第一气体管路和第二气体管路的出气口均为圆形出气口。
8.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述半导体热氧化工艺所需点火器还包括设置于所述第一气体管路内的第一支架，所述第一支架用于支撑固定所述第二气体管路。
9.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第一气体为氧气，所述第二气体为氢气。
10.根据权利要求1所述的半导体热氧化工艺所需点火器，其特征在于，所述第一气体管路和第二气体管路的材料均为石英。
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