一种可用于批式热处理炉（ｂａｔｃｈ ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｖｅｎ）中的气体注射器套管（４０），其包含两个硅壳层（５４、５６），所述壳层利用由微致的硅粉与可固化的氧化硅形成剂（ｃｕｒａｂｌｅ ｓｉｌｉｃａ－ｆｏｒｍｉｎｇ ａｇｅｎｔ）所形成的黏着剂而接合在一起，该黏着剂例如为经过超音波均质化的旋涂玻璃。该套管在其末端上可具有一气体出口（５２），或可由硅盖件（８６）所密封，且该套管在其侧边上具有侧面出口孔洞（８４）。该硅注射器套管可与一硅塔（ｓｉｌｉｃｏｎ ｔｏｗｅｒ）以及一硅衬垫结合使用，使得位于炉热区中的所有主体部分（ｂｕｌｋ ｐａｒｔｓ）是由硅所形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及半导体晶圆的热处理。更明确而言，本专利技术涉及在热处理 炉中的气体注射器。
技术介绍
批式热处理持续使用于硅集成电路制作的数个阶段中。一种低温热处理通 常使用氯化硅烷(chlorosilane)与氨为前驱物气体并在温度大约700°C的范围 内利用化学气相沉积以沉积氮化硅层。其它低温工艺包含多晶硅或二氧化硅的 沉积工艺或其它使用较低温的工艺。高温工艺包含氧化、退火、硅化反应 (silicidation)、以及其它通常使用较高温的工艺，例如高于100(TC或甚至1200 。C。大规模商业生产通常使用垂直炉与支撑大量晶圆于炉中的垂直排列的晶 圆塔，该多个组件的装配绘示于图1的概要剖面图中。炉io包含热绝缘加热 器容器(thermally insulating heater canister) 12，其支撑电阻加热线圈14，而 电阻加热线圈14则由图中未显示的电源来供予能源。通常由石英所组成的钟 型罩(bell jar) 16包含一个顶部且安装于加热线圈14内。可使用一个安装于 钟型罩16内的开放式衬垫(open-ended liner) 18。支持塔20位于基座22上， 且在工艺中基座22与支持塔22通常被衬垫18所包围。塔20包含垂直设置的 沟槽，用以容纳多个水平设置的晶圆，以进行批式热处理。主要设置在塔20 与衬垫19之间的气体注射器24在其上端具有一出口 ，以将工艺气体注射到衬 垫18以内。未绘示出的真空泵将工艺气体经由钟型罩16的底部移除。加热器 容器12、钟型罩16与衬垫18可垂直升高，以传送晶圆进出塔20，不过在一 些组态中，当升降机升高与降低基座22及载入塔20进出炉10的底部时，上 述组件维持固定不动。上端密封的钟型罩18容易使炉10在炉的中间与上层部分有大致均匀的高温。此即为热区(hotzone)，在此热区的温度受到控制，以供最佳化热处理。 然而，钟型罩18的开放底端与基座22的机械支持会使得炉下端具有较低温度， 此低温经常会使诸如化学气相沉积之类的工艺无法完全地有效进行。因此，热 区可能不包含塔20中的一些较低沟槽。公知的低温应用中，塔、衬垫与注射器由石英或融熔硅(fUsed silica)所 构成。然而，石英塔与注射器可被硅塔与注射器所取代。图2中所显示的便是 一种硅塔构型的正交投射视图，其可从美国加州森尼维耳市(Sunnyvale)的 Integrated Material公司所购得。上述硅塔的制造阐述于由Boyle等人所申请的 美国专利号6455395中，在此引入其全部内容作为参考。硅衬垫的说明则阐述 于2001年5月18日由Boyle等人申请的美国专利申请案09/860392中，该案 的美国公开号为US 2002/170486。硅注射器已可于Integrated Materials公司所购得。然而，上述装置中的形 成长管(long straw)的两个壳层(shell)之间是使用含铅的黏着剂。虽然铅的 使用量相当低，但是最好能完全避免在工艺炉中使用铅，因为铅在炉中会严重 降低已形成的半导体硅结构。要在两个壳层的长度上形成缝密封(seam leak tight)黏结也是一大挑战。
技术实现思路
本专利技术包含一种可在炉中使用的硅注射器系统，其中注射器套管(tube) 或长管(straw)由以旋涂玻璃(SOG)基的黏着剂接合在一起的两个硅壳层 所组成，此黏着剂较佳地包含硅粉体。本专利技术也包含硅弯管(elbow)以及供 给套管(supply tube)，此二者以含SOG的黏着剂而黏接在一起。本专利技术更包含制作上述硅注射器系统的方法。本专利技术的另一个态样包含利用超音波搅拌氧化硅形成剂与硅粉体的混合 物，以在施加该混合物至待接合与退火的硅组件之前，先使其均匀混入含SOG 的黏着剂中。本专利技术更包含一种具有全硅(all-silicon)热区的退火炉，该热区包含塔、 注射器与缓冲板晶圆(baffle wafer)，以及利用该退火炉来制作硅集成电路的 用途。附图说明图1为包含塔、注射器套管(injectortube)与衬垫的退火炉的剖面图2为具有端出口的本专利技术的注射器套管实施例的正交投射视图3为图2的注射器套管的连接器零件的正交投射视图4为图2的注射器套管的出口端的正交投射视图5为用于形成本专利技术注射器套管实施例的壳层的正交投射视图5为两个准备黏结在一起的壳层的剖面图6为图5壳层实施例中已黏合的壳层剖面图7至图10为壳层的其它实施例中，不同形式的接合壳层界面的剖面图； 图11为本专利技术的注射器套管另一个实施例的正交投射视图，该注射器套 管具有多个侧排气孔(outlets);图12为用以熔接注射器套管零件的夹具(jig)的正交投射视图。具体实施例方式图1的正交视图中示出的本专利技术的注射器40的一个实施例包含一注射器 长管42 (也称为套管(tube))与一关节(knuckle) 44 (也称为连接器)。 在图3的正交视图中详细示出的关节44包含一供给套管46与一弯管48，该 弯管具有凹槽50，以接收注射器长管42。供给套管46可具有约4至8毫米(mm) 的外径，并有相应大小的圆形内孔(bore) 51。供给套管46的一端可透过真空组件(vacuum fitting)与O型环而连接至 气体供给线路上，该供给线路可供应所需的气体或气体混合物进入炉中，例如， 氨与硅烷以供氮化硅的CVD沉积使用。根据由Boyle等人所申请的美国专利 号6450346中的工艺，可将已退火的未经处理多晶硅(anealed virgin silicon) 加工形成此一体成型的关节44。机械加工包含连接该供给孔51至凹槽50上。 或者，可将独立的套管48套入并连接至独立加工而成的弯管48来组合成关节 44。注射器长管42形成有一圆形注射器孔52，例如，该孔的直径类似套管46 沿着整个长度延伸的圆形孔52的直径。如图所示，注射器长管42可具有一个 面向腔体衬垫的斜面端(beveled end);或是其可具有一与长管42的轴垂直的平面端。注射器长管42的剖面形状可如图所示般地实质为方形，或可为八边形或圆形或可根据炉制造者与工厂线路的需求而为其它形状。注射器长管42由两壳层54、 56结合在一起所组成。该等壳层54、 56可具有倾斜的两末 端，使得在图4的正交视图中详细示出的孔径52的出口可部分朝向侧边，例 如，以其操作方向朝向衬垫18。或者，长管42可具有垂直状出口，其由两壳层60、 62 (或54、 56)所组 成，其中一壳层在图5的正交投射视图中示出。每个壳层60、 62分别以未经 处理的多晶硅(virgin polysilicon)经过Boyle专利中所述的退火工艺处理后所 加工而成，以包含一半圆形或其它形状的凹槽64与两个纵向延伸的面66、 68。 可以形成如图6的剖面图所示的壳层60、 62，此两个壳层60、 62分别具有相 对面66、 68与66'、 68'，当这些相对面如同图7的剖面图所示般地黏合在一 起时，会围出一个轴向孔70。然而，与接合面成直角相交的特征可改进黏合 的耐久性。上述的特征如图8剖面图中所示具有榫槽结构(tongue-and-groove)， 其具有两轴向延伸的舌状突出物(tongue) 72形成在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅气体注射器，包含：一注射器套管，其由包含实质纯硅的两个壳层所形成，所述壳层由一种由硅粉体与一种氧化硅形成剂所形成的黏着剂而接合在一起，并在所述壳层之间形成一第一中央孔。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉南扎哈维，里斯雷诺兹，
申请(专利权)人：统合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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