一种熔接式喷射管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种熔接式喷射管，旨在解决现在的作为喷射管的硅晶体钻长孔时，容易出现偏差，钻孔无法保证其垂直度和平行度的不足。该实用新型专利技术包括公组件和母组件，公组件和母组件设有沿长度方向的槽孔，公组件和母组件贴合，所述槽孔相合形成通气孔，公组件面向母组件的一面设有凸出的凸台，母组件上设有内凹的凹槽，凸台与凹槽相适配，公组件上的槽孔设置在凸台上。喷射管为部件熔接构成，管内孔由部件开槽后组合而成，因此可以避免整块材料在加工孔径较小时，无法长距离打孔的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种熔接式喷射管
本技术涉及半导体硅材料制造
，更具体地说，它涉及一种熔接式喷射管。
技术介绍
薄膜沉积工艺是晶圆加工过程中一个重要且普遍的工序，主要是通过气相化学反应在硅片表面完成固体薄膜沉积。喷射管，又叫injector，为薄膜沉积设备中，用来在炉体终端内部输送沉积气体源的半导体材质管道，通过该管道使沉积气体源可以均匀的输送到炉体腔体中各个部分。针对不同的沉积工艺，喷射管输送的硅源气体不同，主要为SiH4、SiCl2H2、TEOS，以及NH3、PH3、N2等功能气体，从而通过气相化学反应，生成多晶硅(poly-si)、二氧化硅(SiO2)等薄膜。现代高端芯片制程工艺对喷射管提出了非常高的要求，这些要求主要体现在较低的使用维护成本和较高的颗粒洁净度。由于喷射管使用过程中会随着晶圆表面的薄膜沉积而产生自身的薄膜沉积，当自身薄膜沉积到达一定厚度时，由于薄膜内应力原因，会产生细微开裂，从而产生薄膜脱附。脱附的微小薄膜颗粒则会混入反应气体，进入沉积炉管内，对晶圆制造产生颗粒无染。目前喷射管的主流材质为石英，由于和沉积薄膜(poly-si)的热膨胀系数相差较大，因此其薄膜沉积厚度上限较小，需要频繁的清洗和维护，才能避免颗粒污染问题，同时在炉体升降温时石英管容易发生开裂，因此需要较长的机台冷却时间，从而间接提高了石英喷射管的使用成本和芯片的制造成本。而气相沉积型多晶硅锭的有效长度已经可以达到1.5米以上，而该类多晶硅材料的沉积工艺与集成电路制造工艺中的薄膜沉积具有较高的相似性，这些相似性表现在材料热膨胀系数相近、材料构成晶态相近，因此可以有效改善现有石英材料的不足，从而成为喷射管制造的良好替代材料。喷射管大都为细长结构的长管，石英在熔融态具有良好的加工性能，非晶石英材料在经过氢氧焰火加工，即可完成管材的长度和直径特征。但是该方法却不适合多晶硅的外形加工，长度大于1米的硅质长管的加工，目前受到较大的技术瓶颈，该瓶颈主要体现在长距打孔偏差，钻孔无法保证其垂直度和平行度，特别是直径小于4mm的微孔，钻孔刀具无法承受长距离的钻孔加工。因此多晶硅的长管加工技术成为了急需解决的问题。中国专利公告号CN102191484A，名称为反应气体源喷射管、炉管以及半导体制造装置，该申请案公开了一种反应气体源喷射管、炉管以及半导体制造装置。在根据本专利技术的反应气体源喷射管中，在反应气体源喷射管的至少一部分管壁上布置了多个侧壁孔，其中所述至少一部分管壁在喷射反应气体源时被伸入炉管内。通过布置侧壁孔，使得除了喷射管开口之外，气体还可以从这些侧壁孔流出，这样可以分流气体压力，利用气体边界层，把刚开始的瞬发压力降低；气流的分布更加均匀，从而气体通入的更平稳，从而沉积的膜也更均匀；所以，由于有效地缓解了气体瞬发产生的冲力，由此避免了多晶硅喷射管内之前的累积薄膜脱落，从而防止产生薄膜内微粒。它采用石英材质，容易由于薄膜内应力原因，会产生细微开裂，从而产生薄膜脱附。脱附的微小薄膜颗粒则会混入反应气体，进入沉积炉管内，对晶圆制造产生颗粒无染。
技术实现思路
本技术克服了现在的作为喷射管的硅晶体钻长孔时，容易出现偏差，钻孔无法保证其垂直度和平行度的不足，提供了一种熔接式喷射管，它通过改变喷射管结构，减小喷射管的加工难度，生产出符合生产要求的喷射管。为了解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：一种熔接式喷射管，管体包括公组件和母组件，公组件和母组件设有沿长度方向的槽孔，公组件和母组件贴合，所述槽孔相合形成通气孔，公组件面向母组件的一面设有凸出的凸台，母组件上设有内凹的凹槽，凸台与凹槽相适配，公组件上的槽孔设置在凸台上。管体主要由两片开有凹槽结构的硅质部件组成，两片部件为公母组合结构，两片部件通过特殊胶水粘合。槽孔可以设置为非贯通式的，也可以为贯通式的，若为贯通式的则需要在两端设置一个封盖，使管体内部封闭。设置由两半组件形成相比采用一个硅柱直接钻孔，首先是可以加工出需要的长度，其次是可以生产出足够内径足够小的通气孔。两个组件通过胶水在高温下熔接。最终粘合后的各组件通过高温作用提高熔接强度，形成具有良好性能的喷射管。胶水为耐高温胶水，高温工艺为1100℃，10个小时，通过该高温作用可以完成胶水的熔融焊接过程，提高整体喷射管的熔接强度。作为优选，通气孔为圆形。该形状在等边长下具有最大的面积，同时，在生产后相对其他形状的应力分布均匀。产品的结构强度好。作为优选，两槽孔等分通气孔，槽孔为半圆形。圆形的通气孔在沿非直径切开后，较大的一边的在切面的法相方向上不能直接被接触到，需要更加复杂的加工工艺来加工，为了简化工艺设置两个槽孔为半圆形。作为优选，公组件的贴合面经凸台分隔形成有两管体胶水粘合面，所述管体胶水粘合面上涂有胶水。凸台设置在贴合面的中部，等分两胶水对两组件可以提高相近的粘合力，提高组件结合的强度。作为优选，管体两端还连接有封盖，槽孔贯穿公组件和母组件，封盖上设有凸出的阻挡环，公组件和母组件分别设有围绕槽孔设置的沟槽，公组件和母组件上的沟槽首尾相接且与阻挡环适配。当槽孔贯穿时，则需要在两端设置封盖。封盖与管体为耐高温胶水粘合，利用阻挡环阻挡胶水进入到通气孔中，影响管内的颗粒洁净度。作为优选，阻挡环呈圆形，沟槽呈半圆弧形，所述阻挡环与通气孔为同心圆。上述结构尽可能的增大了封盖与管体的粘合面积，增大其强度。作为优选，所述管体和封盖为CVD多晶硅材质。该材质与薄膜沉积工艺气体具有更好的兼容性，可以提高单次工艺沉积厚度，减少设备PM频率和周期。作为优选，封盖在阻挡环以外为封盖胶水粘合平面。上述结构避免外部的胶水进入到通气管中，影响通气管的洁净度。作为优选，母组件的两端分别设有进气孔和出气孔。进出气孔分别与通气管连通。进气管设置在母组件远离贴合面的一端。出气孔设置在母组件的另一端，出气孔的数量不等，分布在管体轴向方向上的不同位置，可以充分保证沉积炉腔体中不同高度位置，气源分布均匀。作为优选，出气孔的数量为2。经实验证得，数量为2时，效果最好。与现有技术相比，本技术的有益效果是：（1）喷射管为多晶硅材质，可以有效减小管体表面薄膜应力，增大有效沉积厚度，降低设备PM频率；（2）喷射管为部件熔接构成，管内孔由部件开槽后组合而成，因此可以避免整块材料在加工孔径较小时，无法长距离打孔的问题；（3）喷射管的管体结构设计可以有效地避免熔接材料进入管体内孔，减小颗粒无染的几率；（4）喷射管采用特殊的胶水，通过高温熔接完成各部件的组合，使喷射管具有较高的机械强度；（5）喷射管的侧面出气孔设计，可以有效地保证炉体内气源的均匀分布，提高晶圆沉积的均匀性。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的管体端部的示意图；图3是本技术的封盖示意图；图4是本技术的公组件示意图；图5是本技术的母组件示意图；图中：管体1、封盖2、公组件3、凸台3.1、母组件4、凹槽4.1、通气孔5、阻挡环6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔接式喷射管，其特征是，管体包括公组件和母组件，公组件和母组件设有沿长度方向的槽孔，公组件和母组件贴合，所述槽孔相合形成通气孔，公组件面向母组件的一面设有凸出的凸台，母组件上设有内凹的凹槽，凸台与凹槽相适配，公组件上的槽孔设置在凸台上。/n

【技术特征摘要】
1.一种熔接式喷射管，其特征是，管体包括公组件和母组件，公组件和母组件设有沿长度方向的槽孔，公组件和母组件贴合，所述槽孔相合形成通气孔，公组件面向母组件的一面设有凸出的凸台，母组件上设有内凹的凹槽，凸台与凹槽相适配，公组件上的槽孔设置在凸台上。


2.根据权利要求1所述的一种熔接式喷射管，其特征是，通气孔为圆形。


3.根据权利要求2所述的一种熔接式喷射管，其特征是，两槽孔等分通气孔，槽孔为半圆形。


4.根据权利要求1所述的一种熔接式喷射管，其特征是，公组件的贴合面经凸台分隔形成有两管体胶水粘合面，所述管体胶水粘合面上涂有胶水。


5.根据权利要求2所述的一种熔接式喷射管，其特征是，管体两端还连接有封盖，槽孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩颖超，马志杰，李长苏，
申请(专利权)人：杭州盾源聚芯半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33