TWI399455B - 化學氣相沈積製程之機台 - Google Patents

Description

化學氣相沈積製程之機台

本發明係關於一種用於化學氣相沈積製程之機台，尤指一種可置換反應腔內陶瓷檔板的化學氣相沈積製程機台。

在半導體或是液晶面板產業中常使用化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)製程技術來成長純度高的薄膜。傳統的CVD製程是將晶圓或玻璃(基底)暴露在一種或多種不同的前驅物下，在基底表面發生化學反應或/及化學分解來產生欲沉積的薄膜。

請參閱第1圖以及第2圖，第1圖係習知化學氣相沉積機台10之示意圖，第2圖係繪示第1圖之陶瓷檔板15、固定溝槽16和固定導塊18。化學氣相沉積機台10在反應腔12之擴散器(Diffuser)14的周邊設有陶瓷檔板15，陶瓷檔板15之一側設有固定溝槽16，固定溝槽16係嵌合在機台10週邊的固定導塊18上。陶瓷檔板15的材質為陶瓷(Ceramic)料材，其功用為阻隔電漿(Plasma)及絕緣導電。但當擴散器14熱膨脹或是安裝不佳時，容易導致陶瓷檔板15之固定溝槽16被擠壓而崩裂。崩裂的碎屑不僅影響產品良率，當較大的碎塊掉落反應腔12內，甚至會造成玻璃因刮傷砸傷而報廢、反應腔12因電漿不正常集中放電而擊穿玻璃或破壞陽極膜等問題，耗費大量成本。

因此，開發出一種使用不易崩裂且可替換固定溝槽的陶瓷檔板於化學氣相沈積製程機台上，以解決先前技術的問題。

本發明提出一種用於化學氣相沈積製程之機台，其包含邊框、導塊、第一固定件和第二固定件。該導塊突出於該邊框之一邊上，且向該邊框之中心方向延伸。該第一固定件朝向該邊框之一側開設一凹口，該第一固定件係由一第一材質構成。該第二固定件朝向該第一固定件之一側係以可拆卸的方式嵌合於該凹口，朝向該導塊之一側包含一溝槽，該導塊係以可拆卸的方式嵌合於該溝槽，該第二固定件係由一第二材質構成。該第二固定件朝向該第一固定件之一側的外形係順應該凹口之輪廓。

本發明之另一目的係提供一種用於化學氣相沈積製程之機台，其包含邊框、導塊、第一固定件和第二固定件。該導塊突出於該邊框之一邊上，且向該邊框之中心方向延伸。該第一固定件朝向該邊框之一側開設一凹口，該凹口包含至少一緩衝區。該第二固定件朝向該第一固定件之一側係以可拆卸的方式嵌合於該凹口，朝向該導塊之一側包含一溝槽，該導塊係以可拆卸的方式嵌合於該溝槽。

根據本發明之一實施例，該第一固定件之材質係陶瓷，該第二固定件係為鋁合金材質，並鍍上一陶瓷陽極膜。

根據本發明，該第二固定件另包含複數個第二鎖固孔，該等鎖固孔係開設在對應於該溝槽之區域上且貫穿該第二固定件。該第一固定件另包含複數個第一鎖固孔，該等第一鎖固孔係開設在對應於該凹口之區域上。該機台利用鎖固件穿過第二鎖固孔，並鎖固於對應的第一鎖固孔上，使得第二固定件可固定在第一固定件上。

根據本發明，該第二固定件另包含複數個保護孔，設置於該溝槽之兩旁，用來於該機台在加熱環境下，該第二固定件具有熱膨脹空間。

相較於先前技術，本發明的化學氣相沈積製程機台係將傳統一體成形之陶瓷檔板分成第一固定件和第二固定件組成，其中第一固定件仍採陶瓷材質，而第二固定件則利用鍛造鋁合金材料塗佈陶瓷陽極膜製成，之後再將第一固定件及第二固定件相互嵌合，再以螺絲固定。因為陶瓷與陶瓷陽極膜之「結晶相α-Al2O3」完全相同且硬度相當，不會因為彼此材料物性及機械性質差異過大，造成陽極膜被擠壓剝離(Peeling)，而使第二固定件的金屬基材裸露在電漿反應(Plasma)作用過程中，產生電弧集中放電現象(Arcing)，此外，由於第二固定件係以鍛造鋁合金為基材，因金屬材料具有塑性變形之容許能力，於製程使用過程中，可避免崩裂情況的發生。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「水平」、「垂直」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參閱第3圖以及第4圖，第3圖係繪示本發明之化學氣相沈積製程機台30，第4圖係繪示第3圖之固定組件46和導塊44。本發明之化學氣相沈積製程機台30包含擴散器(diffuser)32、邊框42、複數個導塊44與複數個固定組件46組成，其中擴散器32用於控制流向基材電鍍表面之電解質的流動模式。而每一固定組件46係由第一固定件50和第二固定件60嵌合組成。第一固定件50係陶瓷材質。複數個導塊44係分別突出於邊框42之每一邊上，且包含一扣合部442和一抵持部444。扣合部442係向邊框42之中心方向延伸，抵持部444設於扣合部442之上，且外型大致呈一L字型。當導塊44嵌合於固定組件46時，導塊44之扣合部442係插入第二固定件60，而呈L字型之抵持部444則抵持第二固定件60之外緣。

請參閱第5圖和第6A圖，第5圖係繪示組裝前的固定組件46之第一固定件50和第二固定件60，第6A圖係繪示第5圖組裝後的固定組件46之第一固定件50和第二固定件60。第一固定件50朝向邊框42之一側開設一凹口52，第一固定件50係由陶瓷的材質構成。第一固定件50包含複數個第一鎖固孔54，第一鎖固孔54係開設在對應於凹口52之區域上，凹口52包含至少一大致呈弧形之緩衝區56。

請一併參閱第4、5、6A和6B圖。第二固定件60朝向第一固定件50之一側的外形係順應凹口52之輪廓，係以可拆卸的方式嵌合於凹口52，換言之，第二固定件60對應於第一固定件50之緩衝區56處係設置嵌合區65，嵌合區65係順應緩衝區56之輪廓，以適當地將第二固定件60和第一固定件50組裝在一起。請注意，在另一實施例中，如第6B圖所示，第二固定件60之嵌合區65’亦可呈多邊型，較佳地多邊型之頂角需大於90度，當多邊型的嵌合區65’的邊數越多，則其輪廓和效果越近似於弧形之嵌合區65。同時，嵌合區65’與緩衝區56之輪廓必需相互順應，所以緩衝區56亦可呈與嵌合區65’相同輪廓之多邊型。由於凹口52上並無任何的銳角設計，所以在組裝時，可以避免因施力不當造成第一固定件50和第二固定件60因觸碰摩擦而有碎屑掉落而影響機台30生產的產品良率，在製程中亦不會產生應力集中，而造成破裂的問題。此外，第二固定件60朝向導塊44之一側包含一溝槽62。當導塊44嵌合於固定組件46時，導塊44之扣合部442係插入第二固定件60之溝槽62，呈L字型之抵持部444則抵持第二固定件60之外緣，使得導塊44係以可拆卸的方式嵌合於溝槽62(如第4圖所示)。第二固定件60係以可拆卸的方式嵌合於凹口52，再以複數個鎖固件70鎖固第一固定件50和第二固定件60。在本實施例中，第二固定件60係由金屬構成，並鍍上一層約50μm厚的陶瓷陽極膜。較佳地，第二固定件60係由鋁合金構成，並於整個構件上鍍上陶瓷陽極膜。由於第一固定件50的陶瓷和第二固定件60的陶瓷陽極膜之「結晶相α-Al2O3」完全相同且硬度相當，不會因為彼此材料物性及機械性質差異過大，造成陽極膜被擠壓剝離(Peeling)，而使第二固定件60的基材金屬裸露在電漿反應(Plasma)作用過程中，產生電弧集中放電現象(Arcing)，且由於鍛造鋁合金屬的材料具有塑性變形之容許能力，於製程使用過程中，絕對不會造成崩裂的發生。

請一併參閱第7圖至第9圖，第7圖係第5圖之第二固定件60朝箭頭A所示方向的側視圖，第8圖係第5圖之第二固定件60朝箭頭B所示方向的側視圖。第9圖係第5圖之第二固定件60的頂視圖。第二固定件60包含複數個第二鎖固孔64、複數個保護孔66和二凸緣68。凸緣68係分別設置於第二固定件64之兩側，當欲將第二固定件60鎖固在第一固定件50時，二凸緣68用來使第二固定件60暫時卡持於第一固定件50上以防止第二固定件60脫離第一固定件50，換言之，當第二固定件60靠組於第一固定件50上時，二凸緣68分別抵靠於第一固定件50之底部，使第二固定件60可暫時定位於第一固定件50上。鎖固孔64係開設在對應於溝槽62之區域上且貫穿第二固定件60。第二鎖固孔64係包含一第一螺孔641以及一第二螺孔642，第一螺孔641之內徑小於第二螺孔642之內徑，而第一螺孔641之內徑大致上與第一固定件50之第一鎖固孔54之內徑相同。每一鎖固件70穿過其中之一第二鎖固孔64，鎖固於其中之一第一鎖固孔54上，使得第二固定件60固定在第一固定件50上。鎖固件70可為螺絲或是其它類似的固定元件，而且螺絲之螺帽半徑大於第一螺孔641之內徑，但小於第二螺孔642之內徑。除此之外，當機台30在加熱環境下，金屬材質的第二固定件60會因受熱而膨脹，所以設置於溝槽62之兩旁的複數個保護孔66，可提供第二固定件60熱膨脹空間。

相較於傳統化學氣相沈積製程機台的擴散器四邊之陶瓷檔板中所設置的固定溝槽容易崩裂的缺點，本發明機台30的固定組件46使用可拆換的第一個固定件50以及第二固定件60，其中第一固定件50仍採陶瓷材質，而與導塊44相嵌合的第二固定件60的本體係採用鍛造鋁合金材料，並整個構件鍍上陶瓷陽極膜。如此一來，藉由金屬具有塑性變形之容許能力，可以避免傳統擴散器四週的陶瓷檔板之固定溝槽易崩裂的問題。而且一但發現與導塊44相嵌合的第二固定件60有磨損現象時，可直接拆卸更換新的第二固定件60即可，而毋需大費周章的購買另一陶瓷檔板，這不僅減少成本而且可重複再生利用的第二固定件60不易產生廢料之特性，更符合綠色環保的要求。而且本發明更可確保反應腔內構件安全性，更不需擔心傳統固定溝槽被擠壓而崩裂產生的碎屑掉落反應腔內，影響產品良率等困擾。

雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、30．．．化學氣相沉積機台

12．．．反應腔

14、32．．．擴散器

16．．．固定溝槽

18．．．固定導塊

32．．．擴散器

42．．．邊框

44．．．導塊

46．．．固定組件

50．．．第一固定件

52．．．凹口

54．．．第一鎖固孔

56．．．緩衝區

60．．．第二固定件

62．．．溝槽

64．．．第二鎖固孔

66．．．保護孔

68．．．凸緣

70．．．鎖固件

15．．．陶瓷擋板

65、65’．．．嵌合區

442．．．扣合部

444．．．抵持部

641．．．第一螺孔

642．．．第二螺孔

第1圖係習知化學氣相沉積機台之示意圖。

第2圖係繪示第1圖之固定溝槽和固定導塊。

第3圖係繪示本發明之化學氣相沈積製程機台。

第4圖係繪示第3圖之固定組件和導塊。

第5圖係繪示組裝前的固定組件之第一固定件和第二固定件。

第6A圖係繪示第5圖組裝後的固定組件之第一固定件和第二固定件。

第6B圖係繪示組裝後的固定組件之第一固定件和第二固定件。

第7圖係第5圖之第二固定件朝箭頭A所示方向的側視圖。

第8圖係第5圖之第二固定件朝箭頭B所示方向的側視圖。

第9圖係第5圖之第二固定件的頂視圖。

46．．．固定組件

50．．．第一固定件

52．．．凹口

54．．．第一鎖固孔

56．．．緩衝區

60．．．第二固定件

62．．．溝槽

64．．．第二鎖固孔

66．．．保護孔

68．．．凸緣

70．．．鎖固件

65．．．嵌合區

Claims (21)

1. 一種用於化學氣相沈積製程之機台，其包含：一邊框；一第一固定件，朝向該邊框之一側開設一凹口，該第一固定件係由一第一材質構成；一第二固定件，其係以朝向該第一固定件之一側嵌合於該凹口，而另一側則包含一溝槽，該第二固定件係由一第二材質構成；以及一導塊，突出於該邊框之一邊上，並向該邊框之中心方向延伸，且該導塊係嵌合於該溝槽內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第一材質係陶瓷。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二材質係金屬。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二材質係鋁合金，並鍍上一陶瓷陽極膜。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，更包括複數個鎖固件，且該第二固定件另包含複數個第二鎖固孔，該等第二鎖固孔係開設在對應於該溝槽之區域上且貫穿該第二固定件；而該第一固定件另包含複數個第一鎖固孔，該等第一鎖固孔係開設在對應於該凹口之區域上，使得每一鎖固件分別穿過其中之一第二鎖固孔，鎖固於其中之一第一鎖固孔上，使得該第二固定件固定在該第一固定件上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中每一第二鎖固孔係包含一第一螺孔以及一第二螺孔，該第一螺孔之內徑小於該第二螺孔之內徑。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二固定件另包含二凸緣，其係分別形成於該第二固定件之兩側，當該第二固定件組裝於該第一固定件時，該二凸緣分別抵靠於該第一固定件之底部，使該第二固定件定位於該第一固定件上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二固定件另包含複數個保護孔，設置於該溝槽之兩旁，用來於該機台在加熱環境下，該第二固定件具有熱膨脹空間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二固定件朝向該第一固定件之一側的外形係順應該凹口之輪廓。
10. 一種用於化學氣相沈積製程之機台，其包含：一邊框；一導塊，突出於該邊框之一邊上，且向該邊框之中心方向延伸；一第一固定件，朝向該邊框之一側開設一凹口，該凹口包含至少一緩衝區；以及一第二固定件，其朝向該第一固定件之一側係以可拆卸的方式嵌合於該凹口，朝向該導塊之一側包含一溝槽，該導塊係以可拆卸的方式嵌合於該溝槽，該第二固定件係以可拆卸的方式嵌合於該凹口。
11. 如申請專利範圍第10項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第一固定件係由一第一材質構成。
12. 如申請專利範圍第11項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第一材質係陶瓷。
13. 如申請專利範圍第10項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二固定件係由一第二材質構成。
14. 如申請專利範圍第13項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二材質係金屬。
15. 如申請專利範圍第13項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二材質係一鋁合金，並鍍上一陶瓷陽極膜。
16. 如申請專利範圍第10項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，更包括複數個鎖固件，且該第二固定件另包含複數個第二鎖固孔，該等第二鎖固孔係開設在對應於該溝槽之區域上且貫穿該第二固定件；而該第一固定件另包含複數個第一鎖固孔，該等第一鎖固孔係開設在對應於該凹口之區域上，使得每一鎖固件分別穿過其中之一第二鎖固孔，鎖固於其中之一第一鎖固孔上，使得該第二固定件固定在該第一固定件上。
17. 如申請專利範圍第16項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中每一第二鎖固孔係包含一第一螺孔以及一第二螺孔，該第一螺孔之內徑小於該第二螺孔之內徑。
18. 如申請專利範圍第10項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二固定件另包含二凸緣，其係分別形成於該第二固定件之兩側，當該第二固定件組裝於該第一固定件時，該二凸緣分別抵靠於該第一固定件之底部，使該第二固定件定位於該第一固定件上
19. 如申請專利範圍第10項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該第二固定件另包含複數個保護孔，設置於該溝槽之兩旁，用來於該機台在加熱環境下，該第二固定件具有熱膨脹空間。
20. 如申請專利範圍第10項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該緩衝區係呈弧形。
21. 如申請專利範圍第10項所述之用於化學氣相沈積製程之機台，其中該緩衝區係為頂角大於90度之多邊形。