石英外管組件及爐管裝置的制作方法

本實用新型涉及半導體工藝設備技術領域，特別是涉及一種石英外管組件及爐管裝置。

背景技術：

微機電系統(Micro-Electro-Mechanic System，簡稱MEMS)工藝時一個全新的技術領域和產業，MEMS是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統；MEMS具有體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩定等優點，被廣泛應用于諸多領域中。

在MEMS工藝中，多晶硅薄膜沉積是非常重要的工序之一，低壓化學氣相沉積(Low-pressure Chemical vapor deposition，簡稱CVD)是用于沉積多晶硅的最常用方法。在低壓化學氣相沉積工藝中，SiH4是重要的反應氣體之一。

現有技術中，低壓化學氣相沉積工藝中所使用的爐管裝置的簡要示意圖如圖1所示，所述爐管裝置包括：底座13、石英外管11、內管12以及晶舟14，其中，所述石英外管11套置于所述內管12外，所述內管12與所述底座13構成容置空間，所述晶舟14置于所述容置空間內，且所述晶舟14置于所述基座10上。

然而，在LPCVD多晶硅薄膜淀積的過程中，由于爐管底部冷卻水循環的存在，石英外管底部的淀積薄膜所受的應力相對較大。在實際生產過程中發現，這種應力的存在會使多晶硅薄膜滲透石英管壁并淀積其中，從而會對石英外管的底部區域造成永久損傷。這種淀積進入石英管內壁的薄膜在之后的酸洗或者干式清洗過程中都無法去除，所以減少了石英外管的使用次數也增加了機臺微粒偏高的風險。同時，石英外管和晶舟中間還有一層內管，由于內管的頂部是空的，氣流經過石英外管頂部然后往外排，此時，如果石英外管頂部有粉塵凝結，就會掉落在晶舟和晶圓上，造成損傷。

因此，如何保護石英外管在多晶硅薄膜的淀積過程中底部不受損傷，并防止石英外管頂部有粉塵凝結以致于落在晶圓與晶舟上成為一個重要的課題。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種石英外管組件及爐管裝置，用于解決現有技術中在進行多晶硅沉積時，造成的石英外管底部損傷以及石英外管頂部有凝結脫落損傷晶圓以及晶舟的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種石英外管組件，所述石英外管組件包括：

石英外管，至少所述石英外管底部開口；

保護部，所述保護部的一側與所述石英外管內壁貼合，所述保護部的底部與所述石英外管的底部位于同一平面上，其高度小于所述石英外管管壁的高度。

作為本實用新型的一種優選方案，所述保護部包括若干個保護分部，所述保護分部沿所述石英外管的周向排布。

作為本實用新型的一種優選方案，所述石英外管組件還包括若干第一石英支架，所述保護分部通過若干所述第一石英支架與所述石英外管的內壁貼合。

作為本實用新型的一種優選方案，所述第一石英支架包括第一支架部和第二支架部，其中，所述第一支架部呈“L”型，所述第一支架部的豎直部分固定于所述石英外管內壁，所述第二支架部呈倒“L”型，所述第二支架的豎直部分固定于所述保護分部與所述石英外管內壁相貼合的一側上，所述第一支架部的水平部分與所述第二支架部的水平部分相配合。

作為本實用新型的一種優選方案，若干所述第一石英支架具有刻號，若干所述保護分部具有與若干所述第一石英支架對應的刻號。

作為本實用新型的一種優選方案，所述保護部為碳化硅保護部。

作為本實用新型的一種優選方案，所述石英外管組件還包括保護蓋及第二石英支架，其中，所述保護蓋的外徑等于所述石英外管內壁的直徑，所述保護蓋通過所述第二石英支架設置于所述石英外管內側頂部。

作為本實用新型的一種優選方案，所述石英外管還具有外管蓋體，所述外管蓋體固定于所述石英外管頂部，或者與所述石英外管一體成型，其中，所述保護蓋位于所述外管蓋體內側。

作為本實用新型的一種優選方案，所述保護蓋形狀與所述外管蓋體形狀相同，且所述保護蓋貼合于所述外管蓋體內側。

作為本實用新型的一種優選方案，所述第二石英支架包括若干凹槽和與若干所述凹槽對應的若干嵌槽，其中，若干所述凹槽固定于所述石英外管內側頂部，若干所述嵌槽固定于所述保護蓋內側邊緣。

作為本實用新型的一種優選方案，所述第二支架還包括支撐環，其中，所述支撐環固定于所述石英外管內側頂部，所述凹槽設置于所述支撐環上。

作為本實用新型的一種優選方案，所述保護蓋為碳化硅保護蓋。

作為本實用新型的一種優選方案，所述保護蓋內側設有掛鉤。

本實用新型還提供一種爐管裝置，包括上述任一方案所提供的石英外管組件。

作為本實用新型的一種優選方案，所述爐管裝置還包括：基座；設于所述基座上的外管及內管，且所述內管位于所述外管內；設于所述內管中的用于承載晶圓的晶舟，所述晶舟通過一晶舟承載裝置裝設于所述基座上；設于所述基座側壁上的至少一條進氣管道，所述進氣管道與所述內管連通。

如上所述，本實用新型的晶圓托盤及晶圓支架，在具體操作過程中，具有如下有益效果：

1)本實用新型提供的石英外管組件可以保護石英外管在多晶硅薄膜的淀積過程中底部不受損傷；

2)本實用新型提供的石英外管組件可以防止石英外管頂部有粉塵凝結，以免掉落在晶舟和晶圓上，造成損傷。

附圖說明

圖1顯示為現有技術中爐管裝置的結構示意圖。

圖2顯示為本實用新型實施例一中提供的石英外管組件的結構示意圖。

圖3顯示為本實用新型實施例一中提供的保護部的結構示意圖。

圖4顯示為本實用新型實施例一中提供的保護部的連接結構結構示意圖。

圖5顯示為本實用新型實施例二中提供的石英外管組件的結構示意圖。

圖6顯示為本實用新型實施例二中提供的保護蓋的連接結構示意圖。

元件標號說明

11 石英外管

110 外管蓋體

111 保護部

1111 保護分部

112 第一石英支架

1121 第一支架部

1122 第二支架部

113 保護蓋

114 第二石英支架

1141 凹槽

1142 嵌槽

1143 支撐環

12 內管

13 底座

14 晶舟

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖2至圖6。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，雖圖示中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的形態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局形態也可能更為復雜。

實施例一

本實用性型提供一種石英外管組件，請參閱圖2至圖4，所述石英外管組件包括：石英外管11，至少所述石英外管11底部開口；保護部111，所述保護部111的一側與所述石英外管11內壁貼合，所述保護部111的底部與所述石英外管11的底部位于同一平面上，其高度小于所述石英外管11管壁的高度。

具體的，所述保護部111用于保護所述石英外管11底部在沉積過程中不受損害。其中，所述保護部111的高度小于所述石英外管11的管壁的高度，在本實施例中，優選為位于所述石英外管11的底部。另外，所述石英外管11的底部開口，便于晶舟加載的晶圓出入所述石英外管11及內管，所述石英外管11的底部裝載完成時，底部密封，以便于所述石英外管11形成一個腔體。所述保護部111的底部與所述石英外管11的底部位于同一平面上，有利于對所述石英外管11的底部進行保護。

作為示例，所述保護部111包括若干個保護分部1111，所述保護分部1111沿所述石英外管11的周向排布。

具體的，將所述保護部11分割成若干的保護分部11，更加有利于操作過程種對所述石英外管11底部保護裝置的安裝，簡化工藝，適于實際應用。

作為示例，所述石英外管組件還包括若干第一石英支架112，所述保護分部111通過若干所述第一石英支架112與所述石英外管11的內壁貼合。

具體的，本實施例中，通過所述第一石英支架112將所述保護分部1111與所述石英外管11固定，在其他實施例中，也可以為其他固定方式，在此不做具體限制。

作為示例，所述第一石英支架112包括第一支架1121部和第二支架部1122，其中，所述第一支架部呈“L”型，所述第一支架部1121的豎直部分固定于所述石英外管11內壁，所述第二支架部1122呈倒“L”型，所述第二支架部1122的豎直部分固定于所述保護分部1111與所述石英外管11內壁相貼合的一側上，所述第一支架部1121的水平部分與所述第二支架部1122的水平部分相配合。

具體的，本實施例通過“L”型與倒“L”型的兩個支架分部，即所述第一支架部1121以及所述第二支架部1122，二者配合方式簡便，既可以實現固定，又可以簡化操作，當然，在其他實施例中，也可以為其他配合方式的支架。

作為示例，若干所述第一石英支架112具有刻號，若干所述保護分部1111具有與若干所述第一石英支架112對應的刻號。

具體的，制作若干保護分部1111，于所述保護分部1111上面刻有順序的刻號，所述第一石英支架112標注刻號，以對應保護蓋刻號，具體操作過程中，將若干所述保護分部1111按照順序依次插入對應的若干所述第一石英支架112中，此時，所述保護分部1111的背部與所述石英外管11貼合，其前部將所述第一石英支架112遮蔽。以刻號的方式實現所述保護分部1111與所述第一石英支架112的固定，提高生產效率。

作為示例，所述保護部111為碳化硅保護部。

具體的，碳化硅材質和多晶薄膜具有同一級別的熱膨脹系數，分別為2.9×10^-6K^-1和2.6×10^-6K^-1而石英為0.5×10^-6K^-1，因此，利用碳化硅和多晶硅薄膜相近的熱膨脹系數，是一種減少應力的方法，進而減少多晶硅薄膜滲透石英管壁并淀積其中，從而保護所述石英外管11。

實施例二

本實用新型還提供一種石英外管組件，所述石英外管組件與實施例一中所述石英外管組件的不同之處在于，本實施例所述石英外管組件還包括保護蓋113及第二石英支架114，其中，所述保護蓋113的外徑等于所述石英外管11內壁的直徑，所述保護蓋通過所述第二石英支架114設置于所述石英外管11內側頂部。

具體的，在具體沉積過程中，內管的頂部是空的，化學氣相沉積反應氣體通過進氣口進入，所述氣流經過頂部然后往外排，這種情況就涉及到頂部，如果有粉塵凝結，就會掉落在晶舟和晶圓上，因此，在頂部也加裝所述保護蓋113以解決上述問題。

作為示例，所述石英外管11還具有外管蓋體110，所述外管蓋體110固定于所述石英外管11頂部，或者與所述石英外管11一體成型，其中，所述保護蓋113位于所述外管蓋體110內側。

作為示例，所述保護蓋113形狀與所述外管蓋體110形狀相同，且所述保護蓋113貼合于所述外管蓋體110內側。

作為示例，所述第二石英支架114包括若干凹槽1141和與若干所述凹槽1141對應的若干嵌槽1142，其中，若干所述凹槽1141固定于所述石英外管11內側頂部，若干所述嵌槽1142固定于所述保護蓋113內側邊緣。

具體的，在本實施例中，所述凹槽1141的數量為3個，與其對應的所述嵌槽1142也為3個，且二者尺寸相等。在實際操作中，將所述保護蓋113依照其所述嵌槽1142的位置嵌入所述第二石英支架114的所述凹槽1141后旋轉，將所述保護蓋113固定于所述石英外管11的頂部。

作為示例，所述第二支架114還包括支撐環1143，其中，所述支撐環1143固定于所述石英外管11內側頂部，所述凹槽1141設置于所述支撐環1143上。

具體的，所述支撐環1143的設置方便所述嵌槽1142與所述凹槽1141的安裝。

作為示例，所述保護蓋113為碳化硅保護蓋。

具體的，如實施例一所述保護部111相同的原因，本實施例中所述保護蓋113采用碳化硅結構的保護蓋。

作為示例，所述保護蓋113內側設有掛鉤。

具體的，在實際操作中，石英管外管底部的結構往往很好安裝，但頂部的保護蓋113人力很難接觸到，因此，在所述保護蓋113內側設置有掛鉤，可以用相應的桿件安裝，方便操作。

本實施例中的所述石英外管組件的其他結構與實施例一中所述石英外管組件的其他結構完全相同，具體請參閱實施例一，此處不再累述。

實施例三

本實用新型還提供一種爐管裝置，其包括上述實施例一或實施例二中任一方案所提供的石英外管組件。

作為示例，所述爐管裝置還包括：基座；設于所述基座上的外管及內管，且所述內管位于所述外管內；設于所述內管中的用于承載晶圓的晶舟，所述晶舟通過一晶舟承載裝置裝設于所述基座上；設于所述基座側壁上的至少一條進氣管道，所述進氣管道與所述內管連通。

綜上所述，本實用新型提供一種石英外管組件，所述石英外管組件包括：石英外管，至少所述石英外管底部開口；保護部，所述保護部的一側與所述石英外管內壁貼合，所述保護部的底部與所述石英外管的底部位于同一平面上，其高度小于所述石英外管管壁的高度。通過上述方案，本實用新型提供的石英外管組件可以保護石英外管在多晶硅薄膜的淀積過程中底部不受損傷；可以防止石英外管頂部有粉塵凝結，以免其掉落在晶舟和晶圓上，從而造成損傷。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。