TWI390090B - 製造石英薄膜的設備 - Google Patents

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TWI390090B
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Takato Nakamura
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Yoshinori Kubo
Yoichi Shinriki
Katsumi Tamanuki
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Humo Lab Ltd
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Description

製造石英薄膜的設備
本發明有關一製造石英薄膜之設備，且特別有關一在大氣壓力之下製造石英薄膜的設備。
石英薄膜可用作振盪器、振動器、用於高頻過濾器之表面聲波裝置、光波導、半導體基板、或其零件。一用於製造石英薄膜之習知實用方法包含一拋光藉由熱水合成物所獲得的石英單晶之程序，以給與一石英薄膜。在此已知其他用於直接製備一石英薄膜之方法，包含一溶膠－凝膠法製程、電漿化學蒸氣沈積(CVD)製程、濺鍍製程、及雷射磨蝕製程。然而，於實際可接受石英薄膜之製造及用於一大設備及嚴格控制製造條件之需求中，這些製造方法具有諸如產量不佳之問題。如此，當作用於製造石英薄膜之工業製程，這些方法不必然有利的。
日本專利臨時公告第2002－80296號敘述一大氣壓力蒸氣相磊晶(AP－VPE)，當作一用於製備薄石英薄膜之方法，而可有利地用於工業中。根據該大氣壓力蒸氣相磊晶，矽烷氧化物及氧氣被帶入互相接觸，以在大氣壓力下反應，而不需使用一真空裝置，較佳地是於存在有諸如氯化氫之觸媒時，以外延地生長及在一基板上沈積一薄石英薄膜。該臨時公告進一步敘述在一基板上藉著該大氣壓力蒸氣相磊晶形成一石英薄膜時，一緩衝層(例如石英薄膜或氮化鎵薄膜)係預先形成在該基板上，以改善在其上面之沈積石英薄膜的結晶性。
於〝在大氣壓力下藉著觸媒增強之蒸氣相磊晶的厚石英薄膜之快速生長〞[電化學及固態文字，6(5)C77－C78(2003)]中，Naoyuki Takahashi等人揭示一製程，用於藉著蒸氣相磊晶在大氣壓力下製備一以優先導向式AT－切割平面生長之石英薄膜。具有優先導向式AT－切割平面之石英薄膜生長可有利地用作一振動器，其視溫度變化而定給與一更少之震動頻率。更詳細地是，該製程包含在一基板上預先形成二石英薄膜層(亦即，緩衝層)，且接著在以優先導向式AT－切割平面生長之緩衝層上形成一石英薄膜。
由工業製造之觀點，其較佳的是該石英薄膜能夠在一大尺寸中製成，且接著該大石英薄膜被分成複數片小尺寸之石英薄膜元件。其亦較佳的是該大石英薄膜在該整個表面上具有一均勻之厚度，以致所分開之石英片顯示該本質上相同之物理性質。
本發明之一目的係提供一用於製造石英薄膜之設備，該石英薄膜在該整個表面上具有一均勻之厚度。
特別地是，本發明之一目的係提供一有利地用於製造大尺寸薄石英薄膜之設備，該石英薄膜在該整個表面上具有一均勻之厚度。
本發明之另一目的係提供一用於製造薄石英薄膜之設備，該石英薄膜在該整個表面上具有一均勻之厚度，且其係以一優先導向式AT－切割平面生長。
由第一態樣，本發明屬於一製造石英薄膜之設備，該設備包含一反應容器，其由石英所製成及配備有一氣體出口；一基板夾具，其配置在該反應容器中；一第一氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至一含有矽烷氧化物來源容器，且具有一面朝待固定至該基板夾具上之基板或一平面的內側端部(亦即前端)，該平面以一空間環繞著該基板；及一第二氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至包含一含氧氣體來源之容器，且其具有一面朝該基板或以一空間環繞著該基板的平面之內側端部(亦即前端)，該空間小於該基板及該第一氣體入口管子的內側端部間之空間。
由第二態樣，本發明屬於一製造石英薄膜之設備，該設備包含一反應容器，其石英由所製成及配備有一氣體出口；一屏蔽圓柱體，其沿著其一內部表面配置在該反應容器中，該屏蔽圓柱體具有一由對於氣體氧化矽非活性的材料所製成之內部表面；一基板夾具，其配置在該屏蔽圓柱體中；一第一氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至一含有矽烷氧化物來源容器，且具有一面朝待固定至該基板夾具或一平面上之基板的內側端部，該平面以一空間環繞著該基板；及一第二氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至包含一含氧氣體來源之容器，且其具有一面朝該基板或環繞著該基板的平面之內側端部。
本發明之設備的較佳具體實施例係敘述在下面。
(1)該設備另具有第三氣體入口，該第三氣體入口係經過其外側端部連接至一包含反應加速劑來源之容器，且其具有一面朝該反應容器之內側空間的內側端部。
(2)該屏蔽圓柱體之內部表面的材料係氧化鋁、碳化矽或四亞硝酸三矽。
(3)該反應加速劑係氯化氫或氨。
(4)該反應容器係由可機械式地彼此分離之圓柱形主要單元及蓋子單元所構成，其中該圓柱形主要單元在一端部具有一開口，且在另一端部係配備有所有氣體入口，及其中該蓋子單元在一端部具有該氣體出口，且在另一端部具有一開口，以裝至該圓柱形主要單元之開口。
(5)該第二氣體入口管子係由一朝內延伸之主要管子單元及一頂部開口單元所構成，在使得該頂部開口單元係可由該主要管子單元機械式地分離之條件下，該頂部開口單元裝至該主要管子單元之前端。
(6)該頂部開口單元係彎曲的。
(7)該第一氣體入口管子係由一朝內延伸之主要管子單元及一頂部開口單元所構成，在使得該頂部開口單元係可由該主要管子單元機械式地分離之條件下，該頂部開口單元裝至該主要管子單元之前端。
(8)該圓柱形主要單元係水平地放置，且該基板夾具係傾斜地配置。
(9)該反應容器具有一透明之壁面。
(10)該設備具有一環繞著該反應容器之加熱機構。
(11)該加熱機構係於由該第一氣體入口管子至該基板夾具之方向中分成複數單元，且於該等加熱狀態中，每一加熱單元係可與其他加熱單元獨立地控制。
(12)該反應容器另具有至少二屏蔽板，該屏蔽板具有一開口，以便在使得該第一與第二入口管子之內側端部及該基板夾具係置於一空間中之條件下，允許氣體通過，該空間係以這些二屏蔽板所圍繞。
本發明之設備係參考所附圖面更詳細地敘述。
圖1顯示本發明之一設備的構造，並包含一氣體供給系統。
圖2說明圖1設備10之一具體實施例的剖面。
於圖1及2中，該設備10包含：一反應容器12，其由石英所製成及配備有一氣體出口11；一基板夾具13，其配置在該反應容器12中；一第一氣體入口管子(第一氣體供給管子)21，其係經過其外側端部連接至一含有矽烷氧化物來源容器19，且具有一面朝待固定至該基板夾具13或一平面上之基板14的內側端部(亦即前端)，該平面以一空間L1 環繞著該基板14；及一第二氣體入口管子(第二氣體供給管子)22，其係經過其外側端部連接至包含一含氧氣體來源之容器51b，且其具有一面朝該基板14或以一空間L2 環繞著該基板14的平面之內側端部(亦即前端)，該空間L2 小於該基板14及該第一氣體入口管子21的內側端部間之空間L1 。
如此，該第一氣體入口管子21及該第二氣體入口管子22之每一個能直接面朝固定至該基板夾具13之基板14，或能面朝環繞著該基板14之平面。該〝環繞著該基板之平面〞一詞意指一由該基板之上表面在所有方向中延伸的平面(本質上不包含該基板之表面)。該延伸部分較佳地是限制至一在1/2xd內之距離(d：基板之直徑；如果該基板係一長方形之基板，該〝d〞意指該長方形基板之外接圓的直徑)。
該第一氣體入口管子21允許一矽烷氧化物之蒸氣(矽烷氧化物蒸氣)由該含有矽烷氧化物來源容器19供給進入該反應容器12內側。矽烷氧化物之蒸氣係隨同由一氮氣來源51c所傳送之氮氣而供給。該第二氣體入口管子22允許一含氧氣體由包含一含氧氣體來源的容器51b供給進入該反應容器12內側。該矽烷氧化物蒸氣在大氣壓力下被帶入與該反應容器12中之含氧氣體造成接觸，以產生氧化矽(二氧化矽)，該氧化矽係以石英薄膜之形式沈積在該基板14上。該矽烷氧化物可為四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧矽烷、四丁氧矽烷、或其任何組合之混合物。該氧可為任何氧來源之一，諸如臭氧、一氧化二氮、及水。該大氣壓力不只意指該周圍之大氣壓力，同時也意指接近該周圍大氣壓力之一壓力(在該周圍大氣壓力之2倍或1/2)。
該矽烷氧化物蒸氣蒸氣(典型四乙氧基矽烷(TEOS)蒸氣)及該含氧氣體可用以下之方式供給進入該反應容器12。
四乙氧基矽烷(TEOS)在室溫下係液體。因此，TEOS大致上係置於一配備有汽化機構之容器19中。該容器19中之TEOS係以一加熱器36加熱，且經過該第一氣體入口管子21送入該反應容器12。該加熱器36可為一高頻電磁感應加熱器或一電阻加熱器。該加熱器36係配備有一控制器46，用於將該容器中之TEOS溫度維持在一預定溫度(例如，約攝氏70度)。
較佳地是，TEOS係隨同一載流氣體供給進入該反應容器12，以致TEOS能在一精確控制之流速下有效率地導入該反應容器12。該載流氣體可為氮、氬、或氦。於圖1及2之設備中，TEOS之蒸氣係經過該第一氣體入口管子21隨同一載流氣體(N2 氣體)供給進入該反應容器12。該氮氣(亦即，載流氣體)係由一氮氣容器(高壓罐)51c經過手動閥52c、氣壓閥54c、及質量流控制器55c供給進入該TEOS容器19。該氮氣係供給進入該容器19中之TEOS，且包含TEOS及氮之結果氣體混合物係經過該第一氣體入口管子21接著送入該反應容器12待導入該TEOS容器19的該氮氣之流速係藉著該質量流控制器55c所控制。氮氣之流動能藉著該氣壓閥54c開始或停止。該氮氣供給系統可具有一壓力感測器53c，其檢查該高壓罐51c中之剩餘氮量。
氧(O2 )係儲存於一氣體高壓罐51b中，且經過手動閥52b、氣壓閥54b、質量流控制器55b、及該第二氣體入口管子22送入該反應容器12。該氧之流速係藉著該質量流控制器55b所控制。該氧氣體之流動可藉著該氣壓閥54b開始或停止。該氧氣體供給系統可具有一壓力感測器53b，其檢查該高壓罐51b中之剩餘氧量。
該氧氣體係大致上以一與諸如氮氣之載流氣體的混合物供給進入該反應容器12。該氮氣係由該氮氣容器(高壓罐)51c所供給，且係在其通過該手動閥52c、氣壓閥54d、及質量流控制器55e之後與該氧氣混合。將與該氧氣混合之氮氣數量係藉著該質量流控制器55e所控制。該氮氣之流動可藉著一氣壓閥54d開始或停止。
於該反應容器12中，TEOS被帶入與氧造成接觸，且於石英薄膜之形成中在該基板上產生二氧化矽。如由圖2所視，配置用於供給該含有TEOS氣體之第一氣體入口管子21，以將其前端放在由該基板14隔開一空間(L1 )之位置，且配置用於供給該含氧氣體之第二氣體入口管子22，以將其前端放在由該基板14隔開一空間(L2 )之位置，並在使得L1 係大於L2 之條件下。在此條件下，該含有TEOS氣體在與由該第二氣體入口管子22導入的氧反應之前適當地擴散於該反應容器12中。因此，該石英薄膜係以均勻之厚度沈積在該基板14上。
如果該L1 係比L2 較小，該含有TEOS氣體在其擴散於該反應容器12中之前與氧反應，且因此該石英薄膜係以一不均勻之厚度沈積在該基板14上。
如由圖2所視，用於供給氧之第二氣體入口管子22較佳地是由一主要管子單元22a及一頂部開口單元22b所構成，該頂部開口單元裝至該主要管子單元22a之前端，並在使得該頂部開口單元22b係可由該主要管子單元22a機械式分離之條件下。在此條件下，能調整該頂部開口單元22b之位置，或能以另一頂部開口單元替換該頂部開口單元22b，以便調整該第二氣體入口管子22之前端的位置。如此，能調整該第二氣體入口管子之前端的位置。這意指可調整TEOS及氧之間發生反應的區域之位置。較佳地是在檢查該反應容器12中之溫度分佈或以不同尺寸之基板替換該基板之後作該調整，以便在該基板上形成一具有足夠結晶性之石英薄膜，而具有該想要之均勻厚度。
其亦較佳的是用於供給該含有TEOS氣體之第一氣體入口管子21係由一主要管子單元21a及一頂部開口單元21b所構成，該頂部開口單元裝至該主要管子單元21a之一前端，並在可由該主要管子單元21a機械式地分離該頂部開口單元21b之條件下。
此外，該第二氣體入口管子22之頂部開口單元22b較佳地是彎曲朝向該基板14，以致可於該基板表面之附近發生TEOS及氧間之反應。
該反應容器12較佳地係另配備有第三氣體入口23，用於供給一包含反應加速劑之氣體進入該反應容器12。如果該反應加速劑係經過該第三氣體入口23供給進入該反應容器12，石英在該基板14上之沈積速率係加速。
諸如氯化氫之反應加速劑劈開該矽烷氧化物之Si－O鍵，以致該矽烷氧化物及由該第二氣體入口管子22所供給的氣態氧間之反應(亦即，該矽烷氧化物之氧化)係加速，並增加石英沈積速率。該反應加速劑係一氧化氣體、諸如氯化氫，或一鹽鹼性氣體、諸如氨。
諸如氯化氫(HCl)之反應加速劑較佳地是在一氣體混合物中供給，該混合物包含一載流氣體(例如氮氣)及5體積百分比之HCl。該氣體混合物係由一氣體高壓罐51a經過手動閥52a、氣壓閥54a、質量流控制器55a、及該第三氣體入口23供給進入該反應容器12。該氯化氫及氮之氣體混合物的流速係藉著該質量流控制器55a所控制。該氣體混合物之流動能藉著該氣壓閥54a開始或停止。該氣體混合物供給系統可具有一檢查該高壓罐51a中之氣體混合物的剩餘量之壓力感測器53a。
該反應容器12較佳地係另配備有第四氣體入口24，用於將一稀釋氣體(例如氮氣)供給進入該反應容器12，而用於調整該等氣體於該容器12中之濃度。諸如氮氣之稀釋氣體係由一氣體高壓罐51c經過手動閥52c、氣壓閥54d、質量流控制器55d、及該第四氣體入口24供給進入該反應容器12。該稀釋氣體之流速係藉著該質量流控制器55d所控制。該稀釋氣體之流動能藉著該氣壓閥54d開始或停止。
較佳地是，該反應容器12係由可機械式地彼此分離之一圓柱形主要單元12a及一蓋子單元12b所構成，其中該圓柱形主要單元12a在一端部具有一開口，且係配備有所有氣體入口管子21、22及在另一端部配備有所有氣體入口23、24，及其中該蓋子單元12b在一端部具有該氣體出口11及在另一端部具有一將裝至該圓柱形主要單元12a之開口的開口，如在圖2所說明。該圓柱形主要單元12a較佳地係水平地放置，且該基板夾具13較佳地係如此配置在該主要單元12a中，以致一基板14可相對該主要單元12a之下壁面傾斜地配置。用於造成該氣體於該反應容器中平順的流動，此結構係有利的，藉此該沈積石英薄膜之品質(例如該薄膜厚度之結晶性及均勻性)係改善及變穩定。該蓋子單元12b係經過一密封輔助、諸如一O型環18與該主要單元12a之開口成為一體，以便將該氣體混合物保持於該等容器12中免於漏出。
該反應容器12較佳地是由諸如石英玻璃之透明材料所製成，以便目視地檢查該基板14之相對該基板夾具13位置、及該第一氣體入口管子21之前端與該第二氣體入口管子22的前端間之相對位置。該基板夾具13較佳地是安裝至一由石英玻璃所製成之夾具支座17。
該反應容器12較佳地是具有一屏蔽圓柱體15，其係沿著該容器之內部表面定位，且以該屏蔽圓柱體圍繞著該基板夾具13。該屏蔽圓柱體15較佳地是在其內部表面上塗以對於氣態氧化矽(或二氧化矽)非活性之材料，在其內部表面上塗以諸如氧化鋁、碳化矽、四亞硝酸三矽、或類似材料。
該反應容器12中所產生之氣態氧化矽(或二氧化矽)不只沈積在該基板14上，同時也沈積該反應容器12之內部壁面中。特別地是，如果該反應容器係由石英玻璃(亦即，二氧化矽)所製成，由該反應所產生之氣態二氧化矽係不只易於沈積在該基板上，同時也易於沈積在該反應容器之內部壁面上。該沈積之二氧化矽反應產物易於與該內部壁面之氧化矽起反應，以使該內部壁面變得更不透明。再者，當該反應持續進行時，該內部壁面之物理強度降低。
在其內部表面上塗以一異於氧化矽的化學穩定材料之前述屏蔽圓柱體15，係與該新鮮產生之氣態氧化矽稍微無活性的，且係較少受該沈積氧化矽之化學影響。再者，提供該屏蔽圓柱體15對增加該二氧化矽(亦即，石英)在該基板上之沈積產量係有效的。
該反應容器12較佳地是在該圓柱形主要單元12a與該蓋子單元12b成為一體之位置上包含一屏蔽環16，以致新鮮產生之二氧化矽不能沈積在該等主要單元12及蓋子單元12b之開口邊緣上。該屏蔽環16較佳地是由氟樹脂所製成。
該反應容器12較佳地是在其外部表面上方覆蓋以一加熱機構，以致控制所產生石英薄膜之結晶性。其較佳的是該加熱機構於由該第一氣體入口管子至該基板夾具之方向中被分成複數單元，且每一加熱單元係可與該加熱狀態中之其他加熱單元獨立地控制。
於圖1中，該設備10具有一分成五個加熱單元31、32、33、34、35之加熱機構，且每一單元係分別配備有一加熱狀態控制機構41、42、43、44、45。該加熱單元可為一呈圓環形式之高頻電磁感應加熱器或電阻加熱器。
每一分開之加熱單元在其加熱狀態中係獨立地控制。因此，經過該第一氣體入口管子21所供給之含有TEOS氣體的溫度、經過該第二氣體入口管子22所供給之含氧氣體的溫度、及該基板14之溫度可彼此獨立地控制。對於控制該基板上所形成之石英薄膜的結晶性，此溫度控制係很有效的。
圖3顯示本發明之設備的另一具體實施例之剖面。於圖3中，該設備60包含：一反應容器62，其由石英所製成及配備有一氣體出口11；一基板夾具63，其配置在該反應容器62中；一第一氣體入口管子(第一氣體供給管子)21，其係經過其外側端部連接至一含有矽烷氧化物來源容器(未示出)，且具有一面朝待固定至該基板夾具63或一平面上之基板14的內側端部，該平面以一空間環繞著該基板14；及一第二氣體入口管子(第二氣體供給管子)22，其係經過其外側端部連接至包含一含氧氣體來源之容器(未示出)，且其具有一面朝待固定至該基板夾具63之基板14或以一空間環繞著該基板的平面之內側端部，該空間係小於該基板14及該第一氣體入口管子21的內側端部間之空間。
該反應容器62係由可機械式地彼此分離之一圓柱形主要單元62a及一蓋子單元62b所構成。該圓柱形主要單元62a在一端部具有一開口，且係在另一端部配備有所有氣體入口(管子)21、22、23、24，及其中該蓋子單元在一端部具有該氣體出口11及在另一端部具有一將裝至該圓柱形主要單元62a之開口的開口。該基板夾具63具有一呈圓環形式之開口，以致未起反應的氣體及載流氣體能通過該開口朝向該氣體出口11，且藉著一夾具固定機構67置於該反應容器中。
於圖3中，該設備60包含直立配置之反應容器62，其係由一直立配置之圓柱形主要單元62a及一直立配置之蓋子單元62b所構成。該基板夾具63係水平地放置。其他結構元件之配置本質上係與圖2相同。當該反應容器應安裝在一小空間中時，可有利地採用該直立式反應容器62。
圖4顯示本發明用於製造石英薄膜的設備之另一具體實施例。圖4中之設備包含配置環繞著該反應容器12而分成三單元31、32、33之加熱機構。該反應容器12包含三屏蔽板91、92、93。
大致上，該反應容器之兩端區域的溫度變得低於該中心區域之溫度。該氣體之溫度差造成藉著對流之循環。該反應容器中之氣體混合物的循環造成該矽烷氧化物及氧間之比率以及該基板溫度的變化或波動。此波動或變化有時候造成所產生石英薄膜之品質低下。
配置該屏蔽板91、92，以便隨之圍繞著該第一氣體入口管子21之前端、該第二氣體入口管子22之前端、及該基板夾具13。每一屏蔽板91、92具有一開口，以允許該導入氣體之通過。該屏蔽板92譬如由該右側位置中之下方區域，具有於該中心位置中干擾移至該下方區域的氣體之流動的作用，以及干擾由該中心位置中之上方位置移至由該右側位置中之上方區域的氣體流動。如此，該等氣體之循環係有效地減少。因此，該安裝基板之溫度的波動或變化係減少，且該氣態混合物之成份比率係藉著該屏蔽板91、92保持穩定的。
除了該屏蔽板91、92以外，另一屏蔽板可剛好置於該屏蔽板92之前面，以使更有效地減少該氣體之循環。再者，可額外地放置一至四塊額外之屏蔽板。
圖5及6分別顯示圖4的屏蔽板91、92之平面圖(由該左側所視)。如由圖5所視，該屏蔽板91具有一開口(穿透孔)91a，該第一氣體入口管子21及該第二氣體入口管子22係突出經過該開口，且由該第三氣體入口23所供給之含有反應加速劑氣體及由該第四氣體入口24所供給之稀釋氣體係經過該開口流向該基板。圖6中之屏蔽板92具有一開口(亦即，穿透孔)92a，該等未起反應的氣體及該載流氣體(或稀釋氣體)流向具有該氣體出口之蓋子單元。相同地，圖4中之屏蔽板93具有一開口(穿透孔)93a。該屏蔽板可由石英所製成。
圖4之設備70能夠在以下之方式中組裝。製成每一圓柱形容器12a，其具有該氣體入口管子21、22及該氣體入口23、24與該蓋子單元12b。該屏蔽板91及一內部圓柱體102係由其開口插入該容器12a，藉此該屏蔽板91係於該內部圓柱體102及一預先配置於該容器12a中的固定輔助件101之間(呈圓環形式)固定在該容器12a中。隨後，固定該基板夾具13之屏蔽圓柱體15、該屏蔽板93、另一內部圓柱體103、該屏蔽板92、及另一內部圓柱體104係依照順序插入該容器12a。此後，該蓋子單元12b係經由一O型環18與該容器12a結合。
該固定輔助件101及該等內部圓柱體102、103、104可由石英所製成。其內側表面能被塗以對於氣態氧化矽非活性之材料。
當本發明之設備係用於在基板上製造一石英薄膜時，該氣態矽烷氧化物係在其用氧氣氧化之前適當地擴散於該反應容器中。因此，可輕易地製成一具有均勻厚度之薄石英薄膜。再者，如果具有一內部表面之屏蔽圓柱體係由對於氣態氧化矽(或氧化矽)非活性之材料所製成，且環繞著該基板夾具置於一反應容器中，該反應容器之可工作的壽命係延長，且該石英薄膜之產量增加。
因此，根據前述之習知方法，本發明之設備可於工業中有利地用於製造一薄石英薄膜，且特別是一以優先導向式AT－切割平面生長之薄石英薄膜。
10．．．設備
11．．．氣體出口
12．．．反應容器
12a．．．主要單元
12b．．．蓋子單元
13．．．基板夾具
14．．．基板
15．．．屏蔽圓柱體
16．．．屏蔽環
17．．．夾具支座
18．．．O型環
19．．．含有矽烷氧化物來源容器
21．．．第一氣體入口管子
21a．．．主要管子單元
21b．．．頂部開口單元
22．．．第二氣體入口管子
22a．．．主要管子單元
22b．．．頂部開口單元
23．．．第三氣體入口
24．．．氣體入口
31．．．加熱單元
32．．．加熱單元
33．．．加熱單元
34．．．加熱單元
35．．．加熱單元
36．．．加熱器
41．．．加熱狀態控制機構
42．．．加熱狀態控制機構
43．．．加熱狀態控制機構
44．．．加熱狀態控制機構
45．．．加熱狀態控制機構
46．．．控制器
51a．．．高壓罐
51b．．．容器
51c．．．氮氣來源
52a．．．手動閥
52b．．．手動閥
52c．．．手動閥
53a．．．壓力感測器
53b．．．壓力感測器
53c．．．壓力感測器
54a．．．氣壓閥
54b．．．氣壓閥
54c．．．氣壓閥
54d．．．氣壓閥
55a．．．質量流控制器
55b．．．質量流控制器
55c．．．質量流控制器
55d．．．質量流控制器
55e．．．質量流控制器
60．．．設備
62．．．反應容器
62a．．．主要單元
62b．．．蓋子單元
63．．．基板夾具
67．．．夾具固定機構
70．．．設備
91．．．屏蔽板
91a．．．開口
92．．．屏蔽板
92a．．．開口
93．．．屏蔽板
93a．．．開口
101．．．固定輔助件
102．．．內部圓柱體
103．．．內部圓柱體
104．．．內部圓柱體
L1 ．．．空間
L2 ．．．空間
圖1顯示本發明之一設備的構造，並包含一氣體供給系統。
圖2說明本發明之設備的一具體實施例之剖面。
圖3說明本發明之設備的另一具體實施例之剖面。
圖4說明本發明之設備的另一具體實施例之剖面。
圖5係圖4設備的屏蔽板91之平面圖，並由該左側所視。
圖6係圖4設備的屏蔽板92之平面圖，並由該左側所視。
10．．．設備
11．．．氣體出口
12．．．反應容器
12a．．．主要單元
12b．．．蓋子單元
13．．．基板夾具
14．．．基板
15．．．屏蔽圓柱體
16．．．屏蔽環
17．．．夾具支座
18．．．O型環
21．．．第一氣體入口管子
21a．．．主要管子單元
21b．．．頂部開口單元
22．．．第二氣體入口管子
22a．．．主要管子單元
22b．．．頂部開口單元
23．．．第三氣體入口
24．．．氣體入口
L1 ．．．空間
L2 ．．．空間

Claims (14)

  1. 一種用於製造石英薄膜之設備，該設備包含一反應容器，其由石英所製成及配備有一氣體出口；一基板夾具，其配置在該反應容器中；一第一氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至一含有矽烷氧化物來源容器，且具有一面朝待固定至該基板夾具上之基板或一平面的內側端部，該平面以一空間環繞著該基板；及一第二氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至包含一含氧氣體來源之容器，且其具有一面朝待固定至該基板夾具上之該基板或以該空間環繞著該基板的平面之內側端部，該空間小於該基板及該第一氣體入口管子的內側端部間之該空間；該反應容器為呈水平方向放置之圓柱狀容器，各該氣體入口管子係由一朝內延伸之主要管子單元及一頂部開口單元所構成，在使得該頂部開口單元係可由該主要管子單元機械式地分離之條件下，該頂部開口單元裝至該主要管子單元之一前端。
  2. 一種用於製造石英薄膜之設備，該設備包含一反應容器，其由石英所製成及配備有一氣體出口；一屏蔽圓柱體，其沿著該反應容器的一內部表面配置在該反應容器中，該屏蔽圓柱體具有一由氧化鋁、碳化矽或四亞硝酸三矽所製成之內部表面；一基板夾具，其配置在該屏蔽圓柱體中；一第一氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至 一含有矽烷氧化物來源容器，且具有一面朝待固定至該基板夾具上之基板或一平面的內側端部，該平面以一空間環繞著該基板；及一第二氣體入口管子，其係經過其外側端部連接至包含一含氧氣體來源之容器，且其具有一面朝待固定至該基板夾具上之基板或環繞著該基板的平面而配置於該屏蔽圓柱體內側之內側端部；該反應容器為呈水平方向放置之圓柱狀容器，且由可機械式地彼此分離之圓柱形主要單元及蓋子單元所構成，其中該圓柱形主要單元在一端部具有一開口，且在另一端部係配備有所有氣體入口，及其中該蓋子單元在一端部具有該氣體出口，且在另一端部具有一開口，以裝至該圓柱形主要單元之開口。
  3. 如申請專利範圍第2項用於製造石英薄膜之設備，其中該第二氣體入口管子具有面朝待固定至該基板夾具上之基板或以一空間環繞著該基板的平面之內側端部，該空間小於該基板及該第一氣體入口管子的內側端部間之該空間。
  4. 如申請專利範圍第1或2項用於製造石英薄膜之設備，其另具有第三氣體入口，該第三氣體入口係經過其外側端部連接至一包含反應加速劑來源之容器，且其具有一面朝該反應容器之內側空間的內側端部。
  5. 如申請專利範圍第4項用於製造石英薄膜之設備，其中該反應加速劑係氯化氫或氨。
  6. 如申請專利範圍第1項用於製造石英薄膜之設備 ，其中該反應容器係由可機械式地彼此分離之圓柱形主要單元及蓋子單元所構成，其中該圓柱形主要單元在一端部具有一開口，且在另一端部係配備有所有氣體入口，及其中該蓋子單元在一端部具有該氣體出口，且在另一端部具有一開口，以裝至該圓柱形主要單元之開口。
  7. 如申請專利範圍第2項用於製造石英薄膜之設備，其中該第二氣體入口管子係由一朝內延伸之主要管子單元及一頂部開口單元所構成，在使得該頂部開口單元係可由該主要管子單元機械式地分離之條件下，該頂部開口單元裝至該主要管子單元之一前端。
  8. 如申請專利範圍第7項用於製造石英薄膜之設備，其中該頂部開口單元係彎曲的。
  9. 如申請專利範圍第2項用於製造石英薄膜之設備，其中該第一氣體入口管子係由一朝內延伸之主要管子單元及一頂部開口單元所構成，在使得該頂部開口單元係可由該主要管子單元機械式地分離之條件下，該頂部開口單元裝至該主要管子單元之一前端。
  10. 如申請專利範圍第1或2項用於製造石英薄膜之設備，其中該基板夾具係傾斜地配置。
  11. 如申請專利範圍第1或2項用於製造石英薄膜之設備，其中該反應容器具有一透明之壁面。
  12. 如申請專利範圍第1或2項用於製造石英薄膜之設備，其具有一環繞著該反應容器之加熱機構。
  13. 如申請專利範圍第12項用於製造石英薄膜之設 備，其中該加熱機構係於由該第一氣體入口管子至該基板夾具之方向中分成複數單元，且於該等加熱條件中，每一加熱單元係可獨立於其他加熱單元地控制。
  14. 如申請專利範圍第1或2項用於製造石英薄膜之設備，其中該反應容器另具有至少二屏蔽板，該屏蔽板具有一開口，以便在使得該第一與第二入口管子之該內側端部及該基板夾具係置於一空間中之條件下，允許該等氣體通過，該空間係以這些二屏蔽板所圍繞。
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