外延设备的制作方法

文档序号:8206177阅读:543来源:国知局
专利名称:外延设备的制作方法
技术领域
外延设备技术领域
本实用新型涉及半导体设备,尤其涉及外延设备。背景技术
单晶硅外延,是在抛光硅片表面通过化学气相沉积的方法再生长一层几微 米到几十微米单晶硅层,硅外延材料是集成电路和分立器件中重要的基础材 料。硅外延片能够提供抛光片所没有的电参数,去除许多在晶体生长和加工成衬底材料过程中形成的表面和近表面缺陷。单晶硅外延片主要用于CMOS逻 辑电路、DRAM和分立器件制造。外延技术是解决大直径单晶硅片表面缺陷的 一种重要手段。外延设备是外延的关键设备,外延设备的性能直接影响硅外延片的质量。 如附图1所示为现有技术中外延设备的局部结构示意图。现在国际上通用的外 延设备,例如CSD EPITAXY公司生产的EPIPRO5000等型号的外延设备中通 常包括反应室系统、设备排风系统以及真空控制系统。所述反应室系统包括反应室钟罩110、反应室底盘111、反应室托架112、 多个双层密封圈113、进气管道121以及排气管道122。所述反应室系统的结 构是反应室钟罩110置于反应室底盘111之上,反应室托架112置于反应室 钟罩110的底部和周围,用于固定反应室钟罩110,反应室钟罩110、反应室 底盘111以及反应室托架112之间釆用多个双层密封圈113扣合。所述进气管 道121和排气管道122连接至反应室钟罩110的内部空间,用于为反应室系统 输送反应气体和排出废气。所述设备排风系统设置有设备排风系统进风口 141与设备排风出风口142。所述真空控制系统包括隔离阀131、释放阀132、真空发生器133、真空发 生器氮气进口 134、真空发生器启动阀135、气压计136、真空发生器排气口 137以及释放口 138。所述真空控制系统实质上是一种双密闭系统。所述外延3设备还包括排风系统,用于将设备腔体111屮通过释放阀释放的气体排出外延 设备,并保持设备内部部件处于有空气流通的状态,所述排风系统包括排风系统进风口 141、排风系统出风口 142。所述外延设备还包括热排风系统,用于排放外延设备(尤其是反应室系统)在工作中所产生的热量,防止设备的温度过高。所述热排风系统包括热排风系统进风口 151以及热排风系统出风口 152。 外延衬底放置于反应室110中,进气管道121与排气管道122同反应室110 连接,用于为反应室提供外延用气体和排出反应后的废气。所述真空控制系统 接口 130—端连接至双层密封圈113的内外层之间的空隙,另一端通过隔离阀 131与真空发生器133连接。气压计136设置于真空控制系统接口 130位于隔 离阀131与双层密封圈113的内外层之间空隙之间的一段。释放阀132位于隔 离阀131与气压计136之间的一段相同。由于外延工艺经常会用到对人体有毒 或有害的气体,因此设备中的气体不能直接排放到生产车间。所述释放阀B2 用于在外延设备在不需要密封的情况下,释放掉真空控制系统中双密闭空间的 真空压力,使该密闭空间处于常压。释放出的气体至排气系统,进而排出设备。 所述真空发生器氮气进口 134通过真空发生器启动阀135与真空发生器 133相连接,用于为真空发生器133提供高速氮气。真空发生器排气口137亦 与真空发生器133相连接,用于排出高速氮气。真空发生器的原理是文丘里原 理,即高速的气流可以在降低周围环境的气压。在开启隔离阀131并关闭释放 阀132的情况下,高速的氮气通过真空发生器氮气进口 134进入真空发生器133 并由真空发生器排气口 137流出,从而降低设备真空控制系统中密闭空间的气 压至目标值。图中的虚线路径和箭头所示方向为设备在工作状态下气流的流经方向。 在外延生长的过程中,由于外延过程中可能会使用一些腐蚀性气体,源物 质在衬底表面发生反应,也有可能会生成一些具有腐蚀性的气体,如HC1等。 在反应室系统工作的过程中,由于密封圈不可能绝对的密闭,因此这些气体会 进入双层密封圈113的内外层之间的空隙。而在打开释放阀132进一步释放设 备双层密封圈113的内外层之间的空隙中泄漏的气体的过程中,这些腐蚀性气 体会通过释放阀132以及释放口 138排入设备的排风系统中,并随排风系统的气流,从排风系统出风口排出设备。并且,在设备工作的状态下,需要打开隔离法131和真空发生器启动阀135,在真空发生器133中通入高速氮气进行气 压调节,在这种状态下,有一部分腐蚀性气体会通过隔离阀131进入真空发生 器133并混入到高速氮气中, 一并通过真空发生器排气口 137从热排风系统出 风口152附近排出设备,进入厂房的热排风系统。上述腐蚀性气体进入设备排风系统和热排风系统的情况一旦发生,容易带 来如下问题1、 外延设备的释放口 138设置在靠近排风系统进风口 141处,在顺着气 流向的后面还有很多部件,如进气管道121等,从释放口出来的该腐蚀性气体 要继续流经下游的其他部件的表面之后,才能排出系统,因此下游的这些部件 的表面容易受到腐蚀,从而导致设备的性能和寿命都受到了影响。2、 真空发生器排气口 137设置于设备热排风系统中,由于设备热排风系 统需要耐受20(TC以上的高温,因此内壁通常是釆用金属材料制成,耐腐蚀性 极差,因此这样的设计容易导致设备热排风系统内壁遭到严重的腐蚀损伤。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种外延设备,可以避免排出的 腐蚀性气体对外延设备的其他部件造成影响。为了解决上述问题,本实用新型提供了一种外延设备,包括反应室系统、 设备排风系统以及真空控制系统;所述真空控制系统包括真空控制系统接口 )、 隔离阀、释放阀、真空发生装置、气压计、真空发生装置排气口和释放口;所 述真空控制系统接口连接有隔离阀、气压计和释放阀;所述隔离阀的另一端连 接至真空发生装置;所述释放阀的另一端连接释放口;所述真空发生装置连接 有真空发生装置排气口;所述真空发生装置排气口直接连接至废气回收塔;所 述释放口设置于设备排风系统中,且与设备排风系统出风口之间不设置任何部件。作为可选的技术方案,所述真空发生装置包括真空发生器、氮气进口和隔 离闳,所述真空发生器通过隔离阀连接至氮气进口。作为可选的技术方案,所述外延设备为单晶硅外延设备。本实用新型的优点在于,通过对真空发生装置排气口和释放口的改造,避 免了其对外延设备内部各种部件的腐蚀。

附图1所示为现有技术中外延设备的局部结构示意图; 附图2所示为本实用新型的具体实施方式
中所提供的一种外延设备的局部
结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的外延设备的具体实施方式
做详细说明。 附图2所示为本具体实施方式
所提供的一种外延设备的局部结构示意图, 包括反应室系统、设备排风系统以及真空控制系统。
所述反应室系统包括反应室钟罩210、反应室底盘211、反应室托架212、 多个双层密封圈213、进气管道221以及排气管道222。所述反应室系统的结 构是反应室钟罩210置于反应室底盘211之上,反应室托架212置于反应室 钟罩210周围,用于固定反应室钟罩210,反应室钟罩210、反应室底盘211 以及反应室托架212之间采用多个双层密封圈213扣合。所述进气管道221和 排气管道222连接至反应室钟罩210的内部空间,用于为反应室输送反应气体 和排出废气。
所述设备排风系统设置有设备排风系统进风口 241与设备排风出风口
242。
所述真空控制系统包括真空控制系统接口 230、隔离阀231、释放阀232、 真空发生装置239、气压计236、真空发生装置排气口 237和释放口 238。所述 真空控制系统接口 230—端连接至双层密封圈213的内外层之间的空隙,另一 端连接有隔离阔231、气压计236和释放阀232;所述隔离阀231的另一端连 接至真空发生装置239。所述释放阀232的另一端连接释放口 238。所述真空 发生装置239连接有真空发生装置排气口 237。
具体实施方式
中,所述真空发生装置排气口 237直接连接至废气回收塔 260;所述释放口 238设置于设备排风系统中,且与设备排风系统出风口 242
6之间不设置任何部件。
所述外延设备为单晶硅外延设备。
于本具体实施方式
中,所述真空发生装置239是利用文丘里原理,即高速 的气流可以在降低周围环境的气压的方法产生真空。所述真空发生装置239包 括真空发生器233、氮气进口 234和隔离阀235,所述真空发生器233通过隔 离阀235连接至氮气进口 234。所述真空发生装置239也可以是其他的真空发 生装置,例如真空机械泵或者真空机械泵和扩散泵联合装置等。
具体实施方式
的特点在于,对外延设备的双密闭系统进行了改进,即所: 述真空发生装置排气口 237直接连接至废气回收塔260,并且所述释放口 238 设置于设备排风系统中,且与设备排风系统出风口 242之间不设置任何部件。
由于真空发生装置的排气口排出的废气具有腐蚀性,如果进入设备的热通 风系统会腐蚀热通风系统的内壁。而采用即耐腐蚀又耐高温的材料更换热通风 系统的内壁,造价又非常昂贵,不利于节约成本。更有效的方法是将所述真空 发生装置排气口 237直接连接至废气回收塔260,而避免了直接进入外延设备 的热通风系统对金属内壁造成的损伤。
所述释放口 238设置于设备排风系统中,且与设备排风系统出风口 242之 间不设置任何部件。上述设置可以通过延长连接至释放阀的管路,将释放口设 置于设备排风系统出风口附近而实现。上述设计可以避免从释放口 238中排出 的腐蚀性气体直接通过设备排风系统出风口 242排出,不会对设备中的其他部 件造成损伤。
具体实施方式
通过对外延设备的双密闭系统进行改进,避免了其对外延 设备内部各种部件的腐蚀。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的 普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润 饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种外延设备,包括反应室系统、设备排风系统以及真空控制系统;所述真空控制系统包括真空控制系统接口(230)、隔离阀(231)、释放阀(232)、真空发生装置(239)、气压计(236)、真空发生装置排气口(237)和释放口(238);所述真空控制系统接口(230)连接有隔离阀(231)、气压计(236)和释放阀(232);所述隔离阀(231)的另一端连接至真空发生装置(239);所述释放阀(232)的另一端连接释放口(238);所述真空发生装置(239)连接有真空发生装置排气口(237);其特征在于,所述真空发生装置排气口(237)直接连接至废气回收塔(260);所述释放口(238)设置于设备排风系统中,且与设备排风系统出风口(242)之间不设置任何部件。
2. 根据权利要求1所述的外延设备,其特征在于,所述真空发生装置(239) 包括真空发生器(233)、氮气进口 (234)和隔离阀(235),所述真空发生器(233) 通过隔离阀(235)连接至氮气进口 (234)。
3. 根据权利要求1所述的外延设备,其特征在于,所述外延设备为单晶硅 外延设备。
专利摘要一种外延设备,包括反应室系统、设备排风系统以及真空控制系统;所述真空控制系统包括真空控制系统接口)、隔离阀、释放阀、真空发生装置、气压计、真空发生装置排气口和释放口;所述真空控制系统接口连接有隔离阀、气压计和释放阀;所述隔离阀的另一端连接至真空发生装置;所述释放阀的另一端连接释放口;所述真空发生装置连接有真空发生装置排气口;所述真空发生装置排气口直接连接至废气回收塔;所述释放口设置于设备排风系统中,且与设备排风系统出风口之间不设置任何部件。本实用新型的优点在于,通过对真空发生装置排气口和释放口的改造,避免了其对外延设备内部各种部件的腐蚀,提高了现有厂房热排风系统的寿命。
文档编号C30B25/02GK201343581SQ20092006779
公开日2009年11月11日 申请日期2009年2月17日 优先权日2009年2月17日
发明者吴庆东 申请人:上海新傲科技有限公司
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