移动桶形反应器排气管的装置制造方法及图纸

一种桶形外延反应器，用于使用一种反应剂气体，通过化学气相沉积过程，在半导体晶片上沉积一层材料。桶形反应器包括一容器，该容器限定一反应室，反应室的尺寸设计成至少可容纳一半导体晶片。容器具有：一进气口，用于向所述反应室引入反应剂气体；一出气口，用于从所述反应室排出反应剂气体。反应器还具有一排气管，该排气管与容器的排气口密封连接，用于输送反应剂气体至易配管，以便在化学气相沉积完成后从反应室排出所述气体。此外反应器包括一致动器，与容器相距一段距离，用于使排气管在其工作位置和维护保养位置间运动，在工作位置，排气管与容器的排气口密封连接，在维护保养位置，排气管离开排气口一段距离以提供进入容器的入口。此外反应器包括一机构，可操纵地连接在排气管与致动器之间，用于从致动器向排气管传递运动，使排气管在其工作位置和维护保养位置间运动。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术总体涉及桶形反应器，更具体涉及使桶形反应器的排气管在其工作位置与其维护保养位置间移动的装置。桶形反应器，例如在附图说明图1中总体用数字10表示，用于通过众所周知的化学气相沉积过程在半导体晶片上沉积外延层。外延层具有与晶片一致的晶格结构，不过可能生长成具有与晶片不同的导电率，以获得所必须的电特性。如图2所示，桶形反应器10包括反应室12，该反应室由一倒置钟形罩14构成，用于容纳晶片W。气环30设置在钟形罩14上开口16的顶上。接管咀32设置在气环30内，用于将反应剂气体(例如硅)引入反应室12。沉积完成后，反应剂气体经过排气管从反应室排出，该排气管在图1中总体标注为50’，设置在钟形罩14的底部。(带撇号的符号在此用作标识数字，以表明所标识的部分与本专利技术部分不同)。排气管50’包括排气杯52’；柔性管54，其与排气杯连接；和刚性易配管(facility piping)56。一旦排出了反应剂气体，安装在气环30上的密封板36可被升起以开启反应室12，以便从桶形反应器10中取出晶片W。在化学气相沉积过程中，材料不止沉积在容纳于反应室中的晶片上，也沉积在桶形反应器10的各种元件上。这些沉积物可在后续沉积工序中从这些元件移出而污染晶片。因此，桶形反应器的元件必须周期性地更换以避免污染晶片。由于在更换元件时反应器10必须从使用状态移开，减少反应器停止使用的时间以减少与停机相关的生产成本是有益的。过去，如在图1中总体标注为150’的装置已用于移动排气管50’，更具体说，是在工作位置和维护保养位置之间移动排气杯52’，在工作位置时，排气杯紧密地与钟形罩14的排气口18(图3)密封，在维护保养位置时，排气管与钟形罩排气口相距一距离。将排气杯52’与钟形罩14分离，允许钟形罩和／或排气管的各部分更换或维护。现有技术中的装置150’包括汽缸，其总体标号为90’，直接设置在钟形罩14下面；排气管50’。汽缸90’与排气管50’连接，于是，当汽缸伸出时排气管贴靠在钟形罩的排气口18，当汽缸缩回时，排气管与排气口分离。如图1所示，柔性管54连接在排气管和易配排气管56之间，以允许排气管在工作位置和维护保养位置间容易地移动。如上所述现有技术中的装置150’，由于其所使用环境的高温而易于失效。特别是汽缸90’的密封(未示出)，在化学气相沉积时暴露在钟形罩14发散的热中易于失效。此外，现有技术中的排气杯52’在环绕其上凸缘68’的区域易于失效。此区域由于凸缘68’焊接在管上而降低了材料强度。此外，用于密封凸缘68’和钟形罩14间界面的O形密封圈(未示出)，当暴露在高温中时会失效。简言之，本专利技术之装置是一种桶形外延反应器，用于使用一种反应剂气体，通过化学气相沉积过程，将一种材料沉积在半导体晶片上。桶形反应器包括限定一反应室的容器，其尺寸设置成至少容纳一半导体晶片。此容器具有进气口，用于将反应剂气体引入反应室；排气口，用于将反应剂气体从反应室中排出。反应器还包括一排气管，与容器的排气口密封连接，用于在化学气相沉积过程完成后，将反应剂气体输送至易配管以从反应室排出气体。此外，反应器包括一致动器，设置在距容器一段距离处，用于在工作位置和维护保养位置间移动排气管，在工作位置，排气管与容器的排气口密封连接，在维护保养位置，排气管与排气口离开一段距离，以提供一进入容器的入口。此外，反应器包括一机构，可操作地连接在排气管和致动器之间，用于从致动器向排气管传递运动，使排气管在工作位置和维护保养位置间运动。另一方面，本专利技术的装置是用于一种桶形外延反应器，使其排气管在工作位置和维护保养位置间运动。此装置包括一致动器，设置在距反应器一段距离处，用于使排气管在其工作位置和维护保养位置间运动。此外，包括一机构，可操作地连接在排气管和致动器之间，用于从致动器向排气管传递运动，使排气管在工作位置和维护保养位置间运动。另一方面，本专利技术包括一排气管，用于从外延桶形反应器输送反应剂气体。排气管包括一筒形壳，具有进水口和出水口；凸缘，设置在邻近进水口处，其形状和尺寸设计成适于使排气管与桶形反应器的排气口连接。排气管还包括一不透水的套，环绕在排气管的周围。套与管限定了一环行冷却通道，该通道至少沿排气管的一部分延伸，用于使冷却水绕排气管循环，以便在化学气相沉积过程中冷却排气管。本专利技术的其它目的与特点有的将一目了然，有的将在下面指出。在附图的各视图中相同的字符表示相同的部分。对推荐实施例的详细说明现在参看附图，特别参看图1，传统的外延桶形反应器总体用标号10表示。此桶形反应器10是用于通过众所周知的化学气相沉积过程，在半导体晶片上沉积外延层。如图2所示，桶形反应器10包括一反应室12，该反应室由一容器例如一倒置钟形罩14构成，用于容纳晶片W。钟形罩14包括上部开口16，用于放入和取出晶片W；排气口18(见图3)，设置在钟形罩底部，用于在沉积完成后从反应室排出反应剂气体。凸缘20环绕钟形罩14的上端设置，当钟形罩安装在工作站平台P上时，用以支承钟形罩，如图1所示。如图2所进一步所示，一气环30安装在钟形罩14的顶上，位于其上部开口16之上。两接管咀32(图中只示出其一)设置在气环30内。用于将一种反应剂气体(例如硅)引入反应室12。这种气体在容纳于反应室12内的半导体晶片W上形成一外延层。气环30借助于设置在平台P上的螺纹紧固件34(图中只示出一紧固件)夹持就位。因此，气环30起夹紧装置的作用，将钟形罩14的凸缘20夹持在工作站平台P上。密封板36安装在气环30上以密封反应室12的顶部。密封板36可升起，打开反应室12，以便从桶形反应器10中取出晶片W。悬挂在密封板36上的五边形的衬托器38包括圆形凹下部40，用于将晶片W大体沿垂直方向放置，于是，每一晶片的一个表面暴露在反应室内的气体中。沉积一旦完成后，衬托器38可升起于反应室之外，以允许将晶片W从凹下部40中取出。控制器42(见图1)和电机(未示出)设置在密封板36之上，驱动衬托器38绕其垂直轴线旋转，如在现有技术中众所周知的那样，使外延层在晶片W上均匀分布。冷却套44环绕钟形罩14设置，用于冷却钟形罩及相关装置。沉积完成后，反应剂气体通过排气管从反应室12中排出，该排气管在图3中总体标注为10，从钟形罩14底部的排气口18延伸。排气管50包括排气杯52；柔性管54，与排气杯连接；和传统的易配管56(见图1)，与柔性管连接，用于将反应剂气体从易配管排入大气。如图3所示，排气杯52包括筒形内壳58，用于输送反应剂气体；不透水的冷却套60，环绕在内壳上。冷却套60和内壳58限定了一环行通道62，该环行通道沿排气杯52延伸，用于使冷却水绕排气杯循环。内壳58在其上游端设有进水口64，在其下游端设有排水口66。第一凸缘68设置在进水口64处，用于将排气杯52与钟形罩14的排气口18密封连接。第二凸缘70设置在内壳58的排气口66处，将排气杯52与柔性管54连接。一类似的凸缘72设置在柔性管54上，用于将排气杯52与柔性管用螺纹连接器74连接。尽管在推荐实施例中使用螺纹连接器74将排气杯52与柔性管54连接，其它连接装置，例如带夹(未示出)，也属于本专利技术范围之内。如图3所示，冷却套60贴靠第一凸缘68，该凸缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
桶形外延反应器使用的装置，用于在其工作位置和维护保养位置间移动排气管，在桶形反应器的工作位置，排气管与反应器的排气口连接，用于在化学气相沉积完成后从反应器输送反应剂气体，在维护保养位置，排气管离开反应器一段距离，以提供进入反应器的入口，所述装置包括：致动器，离开反应器一段距离，用于在所述工作位置和所述维护保养位置间移动排气管；和一种可操纵地连接在排气管和致动器之间的机构，用于从致动器向排气管传递运动，使排气管在所述工作位置和所述维护保养位置间运动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乌姆伯托戈尼罗，弗兰克马贡，恩佐伯南诺，
申请(专利权)人：MEMC电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]