雙工位cvd爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙工位CVD爐，包括一個(gè)工藝腔室和兩個(gè)輔助工作腔室；其中在長度方向上工藝腔室位于兩個(gè)輔助工作腔室之間，三者通過真空閥門密封連接；工藝腔室上設(shè)置真空抽口和充氣口；輔助工作腔室內(nèi)安裝有平移機(jī)構(gòu)；平移機(jī)構(gòu)在近工藝腔室的一端與石英舟固定連接，另一端固定有密封門；該密封門與輔助工作腔室位于近工藝腔室一端的內(nèi)面相配合；輔助工作腔室上設(shè)置裝取料門；其優(yōu)點(diǎn)在于存在兩個(gè)輔助工作腔室，其中一個(gè)與工藝腔室一起進(jìn)行工藝過程時(shí)，另一個(gè)可以進(jìn)行裝取料，這樣兩個(gè)工作位的轉(zhuǎn)換可以使工藝腔室連續(xù)工作，將裝取料等輔助時(shí)間有序的安排在另一個(gè)輔助工作腔室內(nèi)并行，極大提高了單臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】雙工位CVD爐
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種基片表面外延膜生長的設(shè)備，尤其涉及半導(dǎo)體類晶片及金屬基片表面外延膜生長的設(shè)備。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]對(duì)于半導(dǎo)體類晶片金屬基片，其表面外延膜生長需要在一定真空度及溫度的工藝氣體環(huán)境下進(jìn)行。因此需要反復(fù)將晶片從外界大氣狀態(tài)送入該環(huán)境中，待工藝完成后，再從該環(huán)境送出外界。因此，晶片外延膜生長的空間便不可避免的需要在工藝狀態(tài)和大氣狀態(tài)之間不斷切換。產(chǎn)品的制造流程為將基片送入工藝室——工藝室抽真空——生長外延膜——充入氣體至大氣狀態(tài)——更換基片，這樣在取放料時(shí)是無法進(jìn)行外延膜生長工藝的，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品成本高。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高效、可降低生產(chǎn)成本、可用于半導(dǎo)體類晶片及金屬材料基片外延膜生長的雙工位CVD爐。
[0006]本發(fā)明所述雙工位CVD爐，包括一個(gè)工藝腔室和兩個(gè)輔助工作腔室；其中在長度方向上工藝腔室位于兩個(gè)輔助工作腔室之間，三者通過真空閥門密封連接；工藝腔室上設(shè)置真空抽口和充氣口 ；輔助工作腔室內(nèi)安裝有平移機(jī)構(gòu)；平移機(jī)構(gòu)在近工藝腔室的一端與石英舟固定連接，另一端固定有密封門；該密封門與輔助工作腔室位于近工藝腔室一端的內(nèi)面相配合；輔助工作腔室上設(shè)置裝取料門。
[0007]工作時(shí)，本發(fā)明所述雙工位CVD爐按照以下步驟循環(huán)工作，首先，關(guān)閉工藝腔室與一個(gè)輔助工作腔室之間的真空閥門，工藝腔室與另一個(gè)輔助工作腔室之間的真空閥門為打開狀態(tài)，平移機(jī)構(gòu)動(dòng)作，固定在其上的石英舟及密封門隨之一起向工藝腔室方向位移，直至密封門與輔助工作腔室端部重合，石英舟也送到了工藝腔室的工作區(qū)域中，此時(shí)密封門與輔助工作腔室端部完全配合并為密封狀態(tài)，平移機(jī)構(gòu)停止；通過真空抽口對(duì)工藝腔室抽真空制工藝要求，再通過充氣口對(duì)工藝腔室充入工藝氣體，經(jīng)過一段時(shí)間的工藝過程，完成樣件生長外延膜工藝，然后平移機(jī)構(gòu)反向動(dòng)作，石英舟隨之退回至輔助工作腔室內(nèi)，再次關(guān)閉該輔助工作腔室與工藝腔室之間的真空閥門，此時(shí)使用另一個(gè)輔助工作腔室重復(fù)上述過程，在上述過程進(jìn)行的同時(shí)對(duì)上一批已完成的樣件進(jìn)行取放料工作，即開啟裝取料門，對(duì)石英舟上的樣件取出，重新放入待處理的新樣件，關(guān)閉裝取料門，等待進(jìn)行下一輪工作。
[0008]本發(fā)明所述雙工位CVD爐，其有益效果在于存在兩個(gè)輔助工作腔室，其中一個(gè)與工藝腔室一起進(jìn)行工藝過程時(shí)，另一個(gè)可以進(jìn)行裝取料，這樣兩個(gè)工作位的轉(zhuǎn)換可以使工藝腔室連續(xù)工作，將裝取料等輔助時(shí)間有序的安排在另一個(gè)輔助工作腔室內(nèi)并行，極大地提高了單臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而降低了生產(chǎn)成本。[0009]為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，本發(fā)明所述雙工位CVD爐還可以采用以下措施:
1、所述輔助工作腔室上設(shè)置有真空抽口。當(dāng)一個(gè)輔助工作腔室與工作腔室共同進(jìn)行工藝過程時(shí)，另一個(gè)輔助工作腔室進(jìn)行樣件更換，當(dāng)更換完畢并關(guān)閉裝取料門后，可對(duì)該輔助工作腔室進(jìn)行抽真空的輔助工作，從而減少下一個(gè)工藝過程中對(duì)工作腔室抽真空的時(shí)間，可進(jìn)一步提聞生廣效率。
[0010]2、所述平移機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲杠、絲母、滑塊、導(dǎo)軌、支架，其中電機(jī)與絲杠連接，絲杠與絲母配合，絲母及滑塊均固定在支架上，導(dǎo)軌固定在輔助工藝腔室內(nèi)，方向與絲杠平行，滑塊與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合。石墨舟及密封門的位移由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，絲杠通過絲母、經(jīng)導(dǎo)軌導(dǎo)向?qū)㈦姍C(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線位移，正向驅(qū)動(dòng)電機(jī)則石墨舟進(jìn)入工作腔室，密封門與輔助工作腔室端部達(dá)到密封狀態(tài)，反向驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)石墨舟退出工作腔室，密封門與輔助工作腔室端部為分離狀態(tài)。
[0011]3、所述工藝腔室與真空閥門之間的密封連接方式為密封組件，所述密封組件為不銹鋼材質(zhì)的中空結(jié)構(gòu)，中空處設(shè)置冷卻水水道，密封組件兩端均設(shè)置有密封圈，分別與工藝腔室及真空閥門密封連接。冷卻水水道的設(shè)置可以起到保護(hù)密封圈不受熱損壞的作用。
[0012]4、本發(fā)明所述雙工位CVD爐還包括加熱器，套在工藝腔室外部，可單端或多段控溫，可完整筒狀爐體或開合式半開爐體。在樣件進(jìn)行外延膜生長時(shí)，需要加熱器對(duì)工藝腔室進(jìn)行加熱，以熱輻射的方式對(duì)工作區(qū)域中石英舟內(nèi)的樣件進(jìn)行加熱。
[0013]5、本發(fā)明所述雙工位CVD爐還包括磁流體，安裝在輔助工作腔室遠(yuǎn)離工作腔室的端面上，其兩端分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲杠同軸連接。平移機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于輔助工作腔室外部，當(dāng)輔助工作腔室內(nèi)部為真空狀態(tài)時(shí)，通過磁流體進(jìn)行腔內(nèi)真空與腔外大氣的密封及旋轉(zhuǎn)的傳遞。
[0014]6、本發(fā)明所述雙`工位CVD爐還包括真空泵、真空閥、真空管路、真空計(jì)，其中真空計(jì)分別固定在工藝腔室和輔助工作腔室上并通入腔內(nèi)，真空管路兩端分別與抽真空口及真空泵連接，真空閥安裝在真空管路上。真空計(jì)是測量及控制工藝腔室或輔助工作腔室內(nèi)真空度的，當(dāng)腔內(nèi)達(dá)到工藝要求時(shí)，真空計(jì)控制真空閥關(guān)閉，真空泵便停止工作。
[0015]7、本發(fā)明所述雙工位CVD爐還包括位置傳感器，安裝在導(dǎo)軌一端。利用位置傳感器可以控制石英舟的位移。
[0016]8、所述工藝腔室材質(zhì)為石英或不銹鋼。
[0017]9、所述裝取料門上設(shè)置觀察窗，觀察窗與與裝取料門之間密封連接。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明所述雙工位CVD爐實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為圖1中位置傳感器部位的放大視圖。
[0021]圖中編號(hào)說明:
1-工藝腔室；2_密封組件；3_真空插板閥A ；4-右輔助腔室；5_裝取料門；6_密封門；7-石英舟；8-支架；9_磁流體；10-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；11_導(dǎo)軌；12_絲杠；13-真空管路；14_真空泵；15-真空閥；16-加熱器；17-位置傳感器；18-真空計(jì)；19-真空插板閥B ;20_左輔助腔室；21-工藝氣柜；22_工藝氣體管路。[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例一。
[0024]結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明所述雙工位CVD爐進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]本實(shí)施例所述雙工位CVD爐包括:
工藝腔室總成，包括工藝腔室1、密封組件2、工業(yè)氣體管路24，工藝氣柜25，真空管路13，真空閥15，真空泵14，真空計(jì)18、加熱器16。
[0026]工藝腔室I兩端有密封組件2，此密封組件2材料為不銹鋼，為中空結(jié)構(gòu)，中空部分設(shè)置冷卻水水道，用于保護(hù)密封圈不受熱損壞；密封組件2直徑方向設(shè)置有充氣口和真空抽口，分別連接著內(nèi)外貫通的工業(yè)氣體管路22和真空管路13，與外部的工藝氣柜21和真空泵14連接。
[0027]加熱器16為完整筒狀爐體，套在工藝腔室外部。
[0028]輔助工作腔室總成，分為左輔助工作腔室總成和右輔助工作腔室總成，左輔助工作腔室總成和右輔助工作腔室總成以工藝腔室中心橫截面所在平面為基準(zhǔn)完全鏡像。以右輔助工作腔室總成為例，它包括右輔助腔室4、裝取料門5、密封門6、石英舟7、支架8、磁流體9、驅(qū)動(dòng)電機(jī)10、導(dǎo)軌11、絲杠12、位置傳感器17、真空計(jì)18，真空管路13、真空閥15、真空泵14。
[0029]右輔助腔室4中設(shè)置有帶動(dòng)石英舟7及密封門6移動(dòng)的支架8，支架8固定在驅(qū)動(dòng)絲杠12和導(dǎo)軌11機(jī)構(gòu)上，由`驅(qū)動(dòng)電機(jī)10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。右輔助腔體4的左端法蘭內(nèi)平面上設(shè)置有密封圈，密封門6與該密封圈匹配，當(dāng)二者結(jié)合時(shí)為密封狀態(tài)。導(dǎo)軌11近工藝腔室I的一端還安裝有位移傳感器17，以控制石英舟7及密封門6的位移。
[0030]右輔助腔室4內(nèi)部有時(shí)是真空狀態(tài)，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)10與絲杠12之間的過渡機(jī)構(gòu)采用通用的磁流體9方式，將磁流體9安裝在當(dāng)右輔助腔室4的端面上，一端與絲杠同軸連接，另一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)10同軸連接，通過磁流體9進(jìn)行腔體內(nèi)真空和腔體外大氣的密封及旋轉(zhuǎn)的傳遞。
[0031]右輔助腔室4上設(shè)置裝取料門5。
[0032]工藝腔室I和右輔助工作腔室4 (左輔助腔室20)上均固定有通入腔內(nèi)的真空計(jì)18，真空管路13兩端分別與抽真空口及真空泵14連接，真空閥15安裝在真空管路13上。
[0033]工藝腔室I與右輔助腔室4之間通過真空插板閥A3密封連接；工藝腔室I和左輔助腔室20之間通過真空插板閥B19密封連接。
[0034]工藝腔室I端部的密封組件2兩端均有密封圈，分別與工藝腔室I和真空插板閥A3(真空插板閥B19)進(jìn)行密封連接；真空插板閥A3與右輔助腔室4端面密封連接，真空插板閥B19與左輔助腔室20端面密封連接，構(gòu)成了工藝腔室總成和輔助工作腔室總成的合理布局和密封連接。
[0035]進(jìn)行工作時(shí)，通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
1、打開真空插板閥A3，(此時(shí)另一側(cè)的真空插板閥B19關(guān)閉)；
2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，通過絲杠12和導(dǎo)軌11帶動(dòng)支架8移動(dòng)，同時(shí)密封門6及石英舟7與支架8剛性連接，隨支架8向左一起移動(dòng)，直至密封門6和右輔助腔體4的左端法蘭內(nèi)平面緊密壓緊，實(shí)現(xiàn)密封；同時(shí)將石英舟送到了工藝腔室I中的工作區(qū)域中；同時(shí)由位置傳感器27控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)10停止；
3、工藝腔室I中通過設(shè)置在密封組件2中的真空抽口，通過真空泵14、打開真空閥15、通過真空管路13對(duì)工藝腔室I內(nèi)部進(jìn)行抽真空，真空度達(dá)到工藝要求為止，由真空計(jì)18測量和控制；
4、通過加熱器16對(duì)工藝腔室I加熱，熱輻射方式對(duì)工作區(qū)域中的石英舟7上的樣件進(jìn)行加熱；
5、工藝腔室I中通過設(shè)置在密封組件2中的充氣口，通過工藝氣柜21、工藝氣體管路22對(duì)工藝腔室I內(nèi)部進(jìn)行充工藝氣體；
6、經(jīng)過一段時(shí)間的工藝過程，完成樣件生長外延膜的工藝，驅(qū)動(dòng)電機(jī)10反方向旋轉(zhuǎn)，將石英舟7退出到右輔助腔室4中，由位置傳感器17控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)10停止；
7、關(guān)閉真空插板閥A3；
8、時(shí)用上述流程進(jìn)行左輔助腔室20的同樣工作流程；
9、在左輔助腔室20實(shí)施工藝過程的時(shí)間段中，對(duì)之前完成工作的右輔助腔室4進(jìn)行取、放料的工作；
10、開啟裝取料門5，對(duì)石英舟7上的完成生長外延膜的樣件取出，然后再重新放入待處理的新樣件，關(guān)閉裝取料門5 ；
11、通過真空泵14、打開真空閥15，對(duì)右輔助腔室4進(jìn)行預(yù)抽真空，由真空計(jì)18測量和控制；
12、等待下一步的工藝過程。
【權(quán)利要求】
1.一種雙工位CVD爐，其特征在于它包括一個(gè)工藝腔室和兩個(gè)輔助工作腔室；其中在長度方向上工藝腔室位于兩個(gè)輔助工作腔室之間，三者通過真空閥門密封連接；工藝腔室上設(shè)置真空抽口和充氣口 ；輔助工作腔室內(nèi)安裝有平移機(jī)構(gòu)；平移機(jī)構(gòu)在近工藝腔室的一端與石英舟固定連接，另一端固定有密封門；該密封門與輔助工作腔室位于近工藝腔室一端的內(nèi)面相配合；輔助工作腔室上設(shè)置裝取料門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙工位CVD爐，其特征在于所述輔助工作腔室上設(shè)置有真空抽□。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述雙工位CVD爐，其特征在于所述平移機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲杠、絲母、滑塊、導(dǎo)軌、支架，其中電機(jī)與絲杠連接，絲杠與絲母配合，絲母及滑塊均固定在支架上，導(dǎo)軌固定在輔助工藝腔室內(nèi)，方向與絲杠平行，滑塊與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述雙工位CVD爐，其特征在于所述工藝腔室與真空閥門之間的密封連接方式為密封組件，所述密封組件為不銹鋼材質(zhì)的中空結(jié)構(gòu)，中空處設(shè)置冷卻水水道，密封組件兩端均設(shè)置有密封圈，分別與工藝腔室及真空閥門密封連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述雙工位CVD爐，其特征在于所述雙工位CVD爐還包括加熱器，套在工藝腔室外部，可單端或多段控溫，可完整筒狀爐體或開合式半開爐體。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述雙工位CVD爐，其特征在于所述雙工位CVD爐還包括磁流體，安裝在輔助工作腔室遠(yuǎn)離工作腔室的端面上，其兩端分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲杠同軸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙工位CVD爐，其特征在于所述雙工位CVD爐還包括真空泵、真空閥、真空管路、真空計(jì)，其中真空計(jì)分別固定在工藝腔室和輔助工作腔室上并通入腔內(nèi)，真空管路兩端分別與抽真空口及真空泵連接，真空閥安裝在真空管路上。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述雙工位CVD爐，其特征在于它還包括位置傳感器，安裝在導(dǎo)軌一端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述雙工位CVD爐，其特征在于所述工藝腔室材質(zhì)為石英或不銹鋼。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述雙工位CVD爐，其特征在于所述裝取料門上設(shè)置觀察窗，觀察窗與與裝取料門之間密封連接。
【文檔編號(hào)】C30B25/08GK103498192SQ201310453271
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】張海林, 崔慧敏 申請(qǐng)人:青島賽瑞達(dá)電子科技有限公司