可消除火焰水解缺陷的沉积装置的制作方法

本实用新型涉及一种火焰水解沉积装置，尤其涉及一种具备多个腔室，喷炬在持续火焰的状态下在各个腔室的转台之间相互交替作业给位于转台上部的晶圆片连续涂覆的可消除火焰水解缺陷的沉积装置。

背景技术：

现有技术中火焰水解沉积装置（apparatus for flame hydrolysis deposition）（以下简称“FHD”）是由光纤制备方法即VAD(vacuum application deposition：真空中沉积)装置衍生而来，是在常压下给喷炬内供应原料使其燃烧产生反应，进而使氧化物微粒子沉积于基板的装置。

火焰水解沉积（FHD;Flame Hydrolysis Deposition）是用喷炬产生火焰，利用氧化和水解反应产生二氧化硅粒子，使二氧化硅粒子沉积在硅晶圆片上面形成硅膜的方法。通过所述FHD制造的成品基板在基板表面形成的主要成分为石英的下部熔覆层和核心层，其下部熔覆层上的核心层是以反应性离子蚀刻方法形成核心，为了埋没所述核心而形成主成分为石英的上部熔覆层。

为使所述喷炬的氧化物微粒子稳定化而形成氛围的同时将喷炬放置在比转台的基板末端半径更大的位置，即转台边缘位置，使转台以恒定旋转数旋转，同时使所述喷炬向转台的中心方向移动，进而在转台上的基板表面形成以热处理沉积致密化的玻璃薄膜。

专利号为10-0446517，发明名称为硅晶圆片制造用火焰水解沉积装置，公开了具有多个喷炬，转台的构成数量为所述喷炬的两倍，可以在多个晶圆片上沉积二氧化硅粒子的技术方案，但由于配备多个喷炬和转台以及驱动所述喷炬的驱动装置其结构比较复杂，使用配件也多，因此容易造成生产性能低下、生产成本增加等问题。

专利号为10-1176127，发明名称为火焰水解沉积装置，公开了喷炬通过多个分割的分支管供应反应气体和生成火焰所需的燃气的技术方案，但由于延长了作业工艺时间，使效率降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具备多个腔室，喷炬在持续火焰的状态下在各个腔室的转台之间相互交替作业给位于转台上部的晶圆片连续涂覆的可消除火焰水解缺陷的沉积装置，从而实现生产工艺的稳定化并提升产品的产量。

本实用新型的可消除火焰水解缺陷的沉积装置是作为在腔室内将化学反应气体水解产生二氧化硅粒子在晶圆片上沉积形成硅膜的可消除火焰水解缺陷的沉积装置，包括：所述晶圆片和装配晶圆片使其旋转的转台，以隔板为准形成于隔板两旁的两个以上腔室；位于所述两个以上腔室内部的中心上部并包括使含氧气和氢气的燃气反应产生火焰的喷炬、所述喷炬被装配在反应部的喷炬臂上以及驱动喷炬臂旋转的电机；将通过所述燃气反应产生并未沉积在晶圆片上的硅粒子吸入排出的吸入排出装置；配备于所述腔室的一侧，利用激光组(Laser Set)测定晶圆片沉积厚度的激光测定装置部。

作为本实用新型的进一步改进，所述反应部的喷炬臂包括装配在电机上部面与所述电机上部面的旋转同一方向旋转的安放部；在所述安放部的中心延长形成的延长部；以及与所述延长部一侧形成一体，且末端部上形成与所述喷炬对应的中空部的接合部；所述喷炬在中空部以可拆卸的形态被插入接合。

作为本实用新型的又进一步改进，所述喷炬插入接合的反应部的喷炬臂可位于多个转台中心上部。

作为本实用新型的又进一步改进，所述喷炬的横向剖面以同心圆形成，最外侧外周面上具备两个凸块，在喷炬的下端部分装配凸块可以防止喷炬滑落，且用于设置离地面的标准高度。

作为本实用新型的又进一步改进，在所述喷炬外侧外周面上依次设置多个注入口并装配软管以限制由于振动而发生的移动，所述注入口和软管是使用注入气体的“L”状特富龙弯管接头连接，所述注入口为了使特富龙弯管接头顺利插入而为“L”字形。

作为本实用新型的又进一步改进，包括：为测定所述晶圆片的沉积厚度而与所述腔室联动的反应室，其位于腔室一侧，所述转台横跨反应室和腔室两个空间旋转，并利用激光组测定晶圆片沉积厚度的实际测定值而使晶圆片按所设定的厚度设定值进行沉积的激光测定装置部。

作为本实用新型的更进一步改进，所述激光测定装置部的一侧还具备显示晶圆片实时沉积厚度的装置。

有益效果本实用新型的有益效果在于，将腔室具备多个，在所述腔室上具备的转台之间喷炬的火焰在持续状态下相互交替而给位于转台上部的晶圆片可以连续涂覆，从而实现工艺稳定化和提升产品产量；还具备与所述腔室联动的反应室而转台跨过两空间旋转，在所述反应室利用激光厚度测定装置测定晶圆片的厚度按所设定厚度沉积，因此可以预先确认目标厚度值；喷炬以同心圆形成，最外侧外周面上具备两个凸块而在喷炬上装配时可以防滑，并可设置离地面的标准高度。

附图说明

图1为现有技术中火焰水解沉积装置的透视图；

图2为本实用新型的可消除火焰水解缺陷的沉积装置的透视图；

图3为本实用新型的反应部的透视图；

图4为本实用新型的反应部的运行状态平面图；

图5为本实用新型的喷炬的透视图；

图6为本实用新型的激光测定装置部的透视图；

图7为本实用新型的腔室的正视图。

图中符号说明：

10 腔室、11 转台、12 晶圆片、13 隔板、20 反应部、21 喷炬臂、22 安放部、23 延长部、24 接合部、25 电机、30 激光测定装置部、31 激光组、32 设定厚度显示窗、40 喷炬、41 凸块、42 注入口、43 软管、44 特富龙弯管接头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行描述，然而，所述实施例仅是本实用新型的一部分实施例，并非用于限制本实用新型技术方案的保护范围，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，均属于本实用新型保护的范围。

在说明本实用新型时，对于认为使发明宗旨变得模糊的公知功能和结构将不予详述。

如图2所示，本实用新型的可消除火焰水解缺陷的沉积装置大体上分为腔室10、反应部20、吸入排出装置（未标注图示）和激光测定装置部30。

所述腔室10是提供在晶圆片12上沉积二氧化硅粒子所需的空间，将沉积空间和外部隔离，防止二氧化硅粒子沉积期间杂质的渗透，本实用新型的实施例是在一个腔室10的基础上再配备一个腔室10，使所述腔室10位于隔板13两侧。为了提升工艺效率，也可以配备更多数量的腔室10。

根据图7所示，所述腔室10配备的转台11上装配晶圆片12，在火焰水解沉积期间所述转台11旋转使晶圆片12旋转，硅膜以均匀厚度在晶圆片12上形成。

所述转台11在晶圆片12形成硅厚膜时，所述转台11为使二氧化硅粒子顺利沉积，以300～600℃的温度预热，最高瞬间温度大约可以上升到1200℃～1300℃，此时由于热变形或热膨胀转台11容易发生扭曲，使晶圆片12发生不良影响，因此转台11用耐热性强的石墨材料制造，且为了防止所述石墨材料的转台11高温氧化，优选对转台11做SIC涂层处理。

所述SIC涂层是silicon carbide（碳化硅）的简称，是生产发光二极管（LED）所需的“晶圆片”支架即“基座”的涂层技术。通常进入有机金属化学沉积（MO-CVD）的晶圆片须耐受1,250 ℃的高温，不管是晶圆片还是位于晶圆片下部的用石墨制成的基座均须耐受1,250 ℃的高温和高旋转数，因此需要应用SIC涂层技术。

如图3所示，所述反应部20位于所述两个以上腔室10的中心上部，包括：使含氧气和氢气的燃气进行反应产生火焰的喷炬40；所述喷炬40被装配在喷炬臂21上；驱动喷炬臂21旋转的电机25。所述喷炬40以由氢气和氧气等组成的火焰原料气体和化学反应气体产生氧化和水解反应，进而形成粒子并沉积于所述晶圆片12上。

所述喷炬臂21的组成包括：装配在电机25的上部面上，与所述电机25上部面的旋转同一方向旋转的安放部22；由所述安放部22的中心延长形成的延长部23；以及与所述延长部23一侧形成一体且末端部形成与所述喷炬40直径对应的中空部的接合部24。所述电机25是以既定的角度值执行喷炬臂21的旋转，优选使用D.D(Direct Drive)电机，所述喷炬臂21除了通过电机25进行旋转移动外还可进行沿延长部23的轴向前后移动以顺利接近所述转台11上的晶圆片12。

所述吸入排气装置（未标注图示）是将腔室10内未被沉积于所述硅基板上而剩下的氧化物排出，即将火焰产生的热气和剩余氧化物通过与所述喷炬40末端相隔适当距离设置的吸入排出装置（未标注图示）吸入排出。

所述激光测定装置部30是测定晶圆片12的沉积厚度并确保按照设定值而进行自动沉积，利用激光组(Laser Set)31测定厚度，使实际测定的厚度值按所设定的设定值进行厚度沉积。

如上所述，本实用新型的可消除火焰水解缺陷的沉积装置具体运行描述如下。

如图2所示，腔室10内配备传动装置（未标注图示）形成被所述传动装置驱动转动的转台11，所述转台11的上端部上固定晶圆片12。

打开火焰水解沉积装置的电源时，传动装置（未标注图示）启动，转台11的加热器（未标注图示）通过电线被通电后，转台11上安置的晶圆片12被快速加热，在多个反应物的送出装置（未标注图示）中混合的多个反应物通过喷炬40在转台11上的晶圆片12上涂硅而形成厚膜，所述转台11按照中央控制装置的控制恒速旋转，多个反应物根据该速度通过喷炬40随着转台11的转动被喷射到晶圆片12上，并依次涂硅而形成厚膜。

在现有技术中，转台11是以圆形转动一定时间培养圆的方式沉积，但本实用新型还具备将晶圆片12装配使其旋转的转台11的腔室10，以所述腔室10之间中心部配备的隔板13为准将腔室10置于隔板13两旁，使燃气反应产生火焰的喷炬40、所述喷炬40被装配在喷炬臂21上以及包括驱动喷炬臂21旋转的电机25的反应部20是位于所述两个腔室10的中心上部。

为了便利，两个腔室10中将位于左侧的腔室10称为左侧腔室10，将位于右侧的腔室10称为右侧腔室10，由两个腔室10中心上部的反应部20向左侧腔室10侧移动作为首次作业的开始时间点。

以下根据图4所示对作业工序进行说明，包括：位于所述两个以上的腔室10内部的中心上部一侧的反应部20随着电机25的旋转由中心向左侧腔室10移动，使喷炬臂21上的喷炬40向所述左侧腔室10的转台11上安放的晶圆片12的上方一侧移动，并在隔板13关闭后所述喷炬40以化学反应燃气产生火焰，给所述晶圆片12沉积膜，上述操作为本实用新型实施例作业工艺的第一步骤；所述第一步骤的作业完成时隔板13开启，所述反应部20随着电机25的旋转，由左侧腔室10向右侧腔室10移动，在隔板13关闭后，所述反应部20的喷炬40在火焰持续状态下给晶圆片12沉积膜，此项操作为本实用新型实施例作业工艺的第二步骤；上述第二步骤作业完成时隔板13重新开启，所述反应部20随着电机25的旋转向左侧腔室10移动而反复执行所述第一步骤和第二步骤所涉及的作业工艺。

所述反应部20在未熄灭火焰的状态下在两个腔室10之间进行交替连续作业，在对位于一侧腔室10内的晶圆片12进行粒子沉积作业时，可将位于另一侧腔室10内的已完成作业的晶圆片12拿出后进行清洁，之后可以放置需要粒子沉积的新晶圆片12，因此，本实用新型的作业工艺时间比现有技术的作业工艺时间快两倍而较为有利于工艺生产。

本实用新型中，所述交替作业的各步骤之间可以测定所述晶圆片12的沉积量，即在所述作业工艺第一步骤完成后及作业工艺第二步骤启动之前这段时间，由位于腔室10一侧的激光测定装置部30测定晶圆片12的厚度，通过31测得晶圆片12沉积厚度达到设定高度时隔板13开启，然后所述反应部20随着电机25的旋转向另一侧腔室10移动。

如图6所示，在腔室10一侧配备激光测定装置部30，所述激光测定装置部30具有与腔室10可联动的形状并具备反应室而转台11横跨所述腔室10及所述反应室两个空间旋转；利用所述激光测定装置部30的激光组31测定晶圆片12沉积厚度时，在位于所述激光测定装置30一侧的显示实时沉积晶圆片12厚度的设定厚度显示窗32显示实际测定值和按设定厚度沉积的设定值。

执行所述作业工艺的过程中，反应部20在腔室10之间连续移动时可能发生振动，为了解决因所述振动而引起的喷炬40上的炬口以及管路等容易折断和脱离的问题，如图5所示，本实用新型在喷炬40下端部外周面上配备两个凸块41，以防止装配在喷炬臂21上的喷炬40向下部方向脱离，另外所述凸块41也可以作为测定离地面的高度标准使用。

根据晶圆片12的厚度和状况调整所述凸块41的位置是本领域的普通技术人员熟知的常识。

在所述喷炬40外周面上依次设置多个注入口42用以装配软管43以限制因振动引发生的移动，所述注入口42和软管43使用注入气体的“L”状特富龙弯管接头44连接，为使特富龙弯管接头44顺利插入所述注入口42，优选“一”字形。

另外，载入器、沉积炉和沉积炉的一侧配备的灯和加热器、中央控制装置等火焰水解沉积装置上普遍使用的技术在此不再详述。

以上实施例和附图仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型加以限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例所述技术方案的范围。本实用新型的保护范围应根据所述权利要求范围进行解释，而且在其同等范围内的所有技术方案都应属于本实用新型的权利要求范围。