TWI427723B - 石英製品之烤焙方法及石英製品 - Google Patents

Description

石英製品之烤焙方法及石英製品

本發明係關於石英製品之烤焙方法，石英製品係載入用於熱處理半導體基板之熱處理裝置，以便使石英製品之至少一部分接觸熱處理裝置之熱處理空氣。

用於半導體製造程序中之熱處理裝置之一係垂直熱處理裝置，其係批次型熱處理裝置。垂直熱處理裝置中，加熱爐由較低端係開放之垂直反應管及圍繞反應管外部之加熱器組成。從反應管之較低側載入稱為"晶舟"之晶圓固定器，其以層狀方式固定複數個半導體晶圓(以下稱為"晶圓")，並密封加熱爐。接著，使晶圓經受熱程序。作為熱程序，可執行氧化程序、擴散程序、藉由CVD之薄膜沉積程序等等。

熱處理裝置之組件，例如反應管、晶舟及熱絕緣單元(熱保留單元)一般由石英製成。該等石英製品係藉由將石英錠經受各種加工程序而獲得。該等加工程序期間，由於石英製品與加工工具之間的接觸或工作空氣之影響，可能出現金屬污染，例如銅污染。由於石英製品製造公司(製造商)採用氫氟酸清洗石英製品，石英製品之表面上的銅理論上將被移除。然而，實務中，由於銅難以電離，溶解於氫氟酸內的銅可能再次黏附於製品之表面。因此，可能有微量的銅保留在石英製品之表面上。

將遞送至半導體器件之製造公司(製造商)的石英製品裝配成垂直熱處理裝置，接著將其遞送給使用者。當石英製品之表面被銅污染時，儘管很輕微，會發生以下問題。即是說，當使用者開始裝置之操作以熱處理晶圓時，加熱石英製品之表面上的銅以啟動銅之分子運動。因此，某些分子係散射至熱處理空氣內，並黏附於晶圓，從而污染晶圓。近年來，由於半導體器件之更薄膜及進一步微型化，被銅污染之晶圓，儘管很輕微，可能影響半導體器件之電特性，從而降級其產量。

另一方面，JP2002－313787A(特別是請求項1，第0017及0027節)說明，在將石英製品裝配成熱處理裝置後以及氧化程序開始前，藉由氯化氫氣體及氧氣烤焙石英製品。然而，此方法較不利，因為使用者在開始操作裝置前需要一段時間。

JP2002－313787A亦說明在將石英製品裝配成熱處理裝置前烤焙石英製品(經受烤焙程序)。此程序，即預先烤焙石英製品，在減少使用者開始操作裝置所需時間時特別有利。此情形中，較佳的係藉由使用者友好之烤焙方法有效、均勻地烤焙垂直熱處理裝置之石英製品，例如反應管、晶舟、晶舟下方之絕緣單元、及溫度感測器單元。然而，JP2002－313787A內未說明烤焙程序之具體方式。

本發明係針對有效地解決上述缺點。本發明之目的係提供一種容易地、共同烤焙複數個石英製品之烤焙方法，其對烤焙欲載入用於熱處理半導體基板之熱處理裝置的石英製品之需求作出回應，以便使各石英製品之至少一部分接觸熱處理裝置之熱處理空氣。

本發明係一種石英製品之烤焙方法，其用於烤焙一第一石英製品及一第二石英製品，以移除包含於其中的一金屬，該等第一及第二石英製品係載入用於熱處理一半導體基板的一熱處理裝置內，從而使每一石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置的一熱處理空氣，該石英製品之烤焙方法包含以下步驟：採用一夾具，其包括以一層狀方式可脫離地堆疊的一第一夾具元件及一第二夾具元件，將該第一石英製品放置於該第一夾具元件上，將該第二夾具元件堆疊於該第一夾具元件上，以及將該第二石英製品放置於該第二夾具元件上；將該夾具放置於一蓋子部件上，其中該石英製品係以一層狀方式放置，提升該蓋子部件以透過一較低開口將該夾具載入一烤焙垂直容器內，以及採用該蓋子部件密封該烤焙垂直容器之該較低開口；加熱該烤焙垂直容器內之一空氣；以及向該烤焙垂直容器內供應包含一氯化氫氣體之一烤焙氣體及用於增強該氯化氫氣體之反應性的一氣體。

欲載入用於熱處理半導體基板之熱處理裝置以便使各石英製品之至少一部分接觸熱處理裝置之熱處理空氣的石英製品之具體範例係反應容器、基板固定器、熱絕緣單元、及用於開放和閉合喉部(爐開口)之蓋子部件的較高側上之封蓋部件。

依據上述特徵，可容易地、共同烤焙複數個石英製品。夾具元件之數目，即欲共同烤焙之石英製品的數目，不限於兩個。例如，當烤焙較小石英製品時，較佳的係增加夾具元件之數目，以便增加欲共同烤焙之石英製品的數目。另一方面，當烤焙較大組件時，例如反應容器及基板固定器，可藉由降低夾具元件之數目調整總體烤焙物件之高度。

例如，第一夾具元件及第二夾具元件之每一個包括：夾具元件主體，其可彼此堆疊，以及板，其係置放於夾具元件主體之每一個上，以便在其上放置石英製品。

例如，板能夠與夾具元件主體接合及脫離。

此外，較佳的係板具有用於使氣體可通過的孔。

此外，夾具元件主體係(例如)圓柱形主體。此情形中，較佳的係以一圓周散佈方式在夾具元件主體之一周邊壁內形成用於使一氣體可通過的複數個氣體傳遞孔。採用此結構，可防止氣體停滯，以便氣體可平滑地流動。因此，可均勻地烤焙放置於夾具元件上之石英製品。此情形中，另外較佳的係夾具元件主體之內徑幾乎與烤焙垂直容器之內徑相同。

例如，可將石英製品放置於最高夾具元件上，以便石英製品自最高夾具元件向上突出。具體而言，與石英製品相同，可將熱處理裝置之反應容器或基板固定器放置於最高夾具元件上。

此外，本發明係一種石英製品，其係載入用於熱處理一半導體基板之一熱處理裝置中，以便使該石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置之一熱處理空氣，該石英製品已藉由具有任何上述特徵之烤焙方法加以烤焙。

另外，本發明係一組石英製品，其係載入用於熱處理一半導體基板之一熱處理裝置中，以便使各石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置之一熱處理空氣，該組石英製品已藉由具有任何上述特徵之烤焙方法同時加以烤焙。

另外，本發明係一種石英製品之烤焙裝置，其用於烤焙一第一石英製品及一第二石英製品，以移除包含於其中的一金屬，該等第一及第二石英製品係載入用於熱處理一半導體基板的一熱處理裝置內，從而使各石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置的一熱處理空氣，該石英製品之烤焙裝置包含：一夾具，其包括以層狀方式可脫離地堆疊之第一夾具元件及第二夾具元件；一蓋子部件，其用於在上面放置夾具及石英製品，將第一石英製品放置於第一夾具元件上，將第二夾具元件堆疊於第一夾具元件上；以及該第二石英製品係放置於第二夾具元件上；一烤焙垂直容器，其具有藉由蓋子部件閉合之較低開口；一加熱器件，其用於加熱該烤焙垂直容器內之空氣；以及一氣體供應器件，其用於向該烤焙垂直容器內供應包含氯化氫氣體之一烤焙氣體及用於增強氯化氫氣體之反應性的氣體。

<第一具體實施例>

以下將說明本發明之第一具體實施例內用於執行烤焙方法之烤焙裝置。

圖1係本發明之一項具體實施例內的烤焙裝置之示意性縱向斷面圖。烤焙裝置係用於烤焙放置於以下所述之烤焙夾具上的石英製品之裝置。

如圖1內所示，此具體實施例中之烤焙裝置包括由非金屬(例如石英)製成之圓柱形垂直容器2。垂直容器2之較低端開放，以形成載入/卸載埠(喉部)。將凸緣22與垂直容器2整合地形成於開口21之周邊。將由(例如)石英製成之蓋子部件23置放於垂直容器2下方。當蓋子部件23接觸凸緣22之較低表面時，可藉由蓋子部件23密封開口21。可藉由能夠藉由升降機構24升降的升降機25垂直地移動蓋子部件23。將以下所述之烤焙夾具放置於蓋子部件23上。

例如，將已加以冷卻的圓柱形罐部件20置放於垂直容器2周圍。例如，將作為加熱構件之加熱器26，例如碳線路加熱器，配置於罐部件20內部。加熱器並不限於碳線路加熱器，可為金屬主體，例如鐵鉭碳合金。此外，垂直容器2並不限於石英，例如，可由陶瓷製成。

將排氣管27連接至垂直容器2之較低側表面。將作為排氣構件之真空幫浦28連接至排氣管27之近端。可藉由真空幫浦28釋放供應至垂直容器2內的烤焙氣體及沖洗氣體。

將作為氣體供應構件之氣體供應管(氣體供應部分)3，其用於向垂直容器2內供應包含氯化氫氣體之烤焙氣體及用於增強氯化氫氣體之反應性的氣體，置放於垂直容器2之較高橫向表面上，以從表面橫向地突出。氣體供應管3之數目並不限於一，可將複數個氣體供應管3以圓周方式串聯配置於垂直容器2上。作為用於增強氯化氫氣體之反應性的氣體，較佳的係從氧氣、水蒸汽、氮氣、氫氣及臭氧選擇至少一個或多個氣體。

此具體實施例中，將氣體供應管3之另一端(連接部分外部)發散至三個分支管內。將氯化氫(HCl)氣體供應來源31、氧(O₂ )氣供應來源32、及氮(N₂ )氣供應來源33分別連接至分支管。該等分支管分別具有氣體供應設備群組31a、32a、及33a。因此，可在調整該等氣體之流速後獨立地供應氯化氫氣體、氧氣、及氮氣。作為惰性氣體之氮氣係用作沖洗氣體，其用於沖洗垂直容器2。並非限於氮氣，可使用另一惰性氣體作為沖洗氣體。當使用除氮氣外的惰性氣體作為沖洗氣體時，需要額外地置放用於供應惰性氣體之供應構件。明確地說，氣體供應設備群組31a、32a、及33a由(例如)閥、質量流控制器等等組成。

此具體實施例中，選擇氧氣與氮氣之組合作為用於增強氯化氫氣體之氣體。但可採用其他組合，例如氧氣與氮氣之組合、氫氣與氮氣之組合、水蒸汽與氮氣之組合、及水蒸汽與氧氣之組合，作為用於增強氯化氫氣體之氣體的組合之範例。

接下來，參考圖2說明配備已藉由上述烤焙裝置烤焙的石英製品之熱處理裝置的範例。圖2內所示之熱處理裝置包括由作為己烤焙石英製品之石英製成的垂直反應管4。可將晶圓W配置於反應管4內部。即，反應管4界定晶圓W之熱處理空氣。反應管4之較低端開放。可藉由能夠垂直移動之石英蓋子部件41開放及閉合較低開口。石英蓋子部件41亦係已烤焙石英製品。

反應管4之較高端提供具有較窄直徑之排氣部分40。將排氣部分40彎曲，其遠端形成排氣埠40a。

經由熱絕緣單元42以層狀方式將由石英製成之晶舟(基板固定器)43，其能夠固定複數個基板，例如25至50個晶圓W，置放於蓋子部件41上。從反應管4靠近較低端之側表面插入由石英製成之L形注射器44，其係在反應管4內向上延伸。將圓柱形罐部件4a置放於反應管4周圍。罐部件4a具有用於加熱反應管4內之空氣的加熱器(未顯示)。

接下來，參考圖3及圖4，下面說明用於將石英製品載入烤焙垂直容器2的烤焙夾具。

藉由堆疊三個圓柱形部件(圓柱形主體)51、52、及53形成圖3及圖4內所示之烤焙夾具6。該等圓柱形部件51、52、及53係以層狀方式可脫離地堆疊，作為夾具元件。例如，圓柱形部件51、52、及53之外徑的每一個比垂直容器2之內徑小20 mm至60 mm。

如圖3及圖4所示，第一圓柱形部件51及第二圓柱形部件52之圓周壁在其較低邊緣分別具有半圓形或U形之孔51a及52a，以使烤焙氣體可通過。此具體實施例中，孔51a及52a之數目分別為八個。以圓周方式將環形支撐部分52b形成於第二圓柱形部件52之較高端表面上。以圓周方式為最高圓柱形部件53提供複數個(例如三個)固定片53b。最高圓柱形部件53中，相鄰固定片53b間之各間隙提供用於使烤焙氣體可通過的孔53a。

如圖4所示，將分級部分7形成於第二圓柱形部件52之較低端表面上。分級部分7係調適成與形成於第一圓柱形部件51之較高端表面上的分級部分71接合，以便可將第一圓柱形部件51及第二圓柱形部件52配合在一起。亦可藉由相同結構將最高圓柱形部件53及第二圓柱形部件52配合在一起。

圖5係將放置石英製品的圖3內所示之烤焙夾具載入烤焙裝置的說明圖。此具體實施例中，如圖5所示，將第一圓柱形部件51放置於烤焙裝置之蓋子部件23上。接下來，將第二圓柱形部件52放置於圓柱形部件51上。接著，在形成於第二圓柱形部件52之較高端表面上的環形支撐部分52b上，放置作為預烤焙之石英製品的蓋子部件41。具體而言，藉由環形支撐部分52b支撐蓋子部件41之周邊部分。在放置蓋子部件41之圓柱形部件52上，放置最高圓柱形部件53。在以圓周方式形成之固定片53b上，放置作為欲烤焙之石英製品的反應管4。明確地說，反應管4之較低凸緣部分係由三個固定片53b支撐。

如圖5所示，反應管4之較高端處的排氣埠40a係定位成排氣埠40a與從垂直容器2之較高側表面突出的氣體供應管3相反。因此，已透過氣體供應管3供應至垂直容器2內的烤焙氣體經由較高端排氣埠40a進入反應管4，以向下流入反應管4。

如圖5內所示，以層狀方式將複數個熱屏蔽板50垂直地置放於由第一圓柱形部件51及第二圓柱形部件52圍繞的區域內。個別熱屏蔽板50係藉由蓋子部件23經由支撐部件50a支撐，明確地說係形成於支撐部件50a內的複數個溝槽(未顯示)。圖6係沿著圖5之直線A1－A1截取的斷面圖；接下來，詳細說明採用圖1內所示之烤焙裝置，在大氣壓力下烤焙構成圖2內所示之熱處理裝置的石英製品之程序。此具體實施例中，圖2內所示之反應管4及蓋子部件41經受烤焙程序。

首先，將烤焙裝置之蓋子部件23設定於降低之位置。此狀態下，在蓋子部件23上方，將作為夾具元件之圓柱形部件51、52、及53堆疊，並將石英製品放置於夾具6上，如上所述。明確地說，將反應管4及蓋子部件41放置於夾具6上。藉由升高蓋子部件23，將夾具6及石英製品4及41載入垂直容器2。接著，藉由蓋子部件23閉合較低開口21，以便密封垂直容器2。將夾具6裝配(定位)成形成於垂直容器2之較低側表面的排氣埠與形成於個別圓柱形部件51、52、及53之圓周壁內的孔51a、52a、及53a相反。

接著，開放氣體供應設備群組33a內之閥，(例如)以在20 L/min之流速下向垂直容器2內供應氮(N₂ )氣，以便沖洗垂直容器2。之後，開始加熱器26之加熱操作，以在(例如)800℃至1000℃之預定溫度下加熱垂直容器2內之空氣。

隨後，開放氣體供應設備群組31a內之閥，以在2 L/min之流速下向垂直容器2內供應氯化氫(HCl)氣體。同時，開放氣體供應設備群組32a內之閥，(例如)以在8 L/min之流速下向垂直容器2內供應氧(O₂ )氣。

已供應至垂直容器2內的包含氯化氫氣體及用於增強氯化氫氣體之反應性的氧氣之烤焙氣體經由較高端排氣埠40a進入反應管4，並向下流入反應管4。已通過反應管4之烤焙氣體經過形成於垂直容器2之外圓周壁51、52、及53與內圓周壁間的間隙S(參見圖5及6)。接著，烤焙氣體經由分別形成於第二圓柱形部件52及第一圓柱形部件51之圓周壁內的孔52a及51a流入夾具6，或者經由孔52a及51a再次經過夾具6流入間隙S。

圖7係從孔52a及51a流向間隙S之氣體的說明圖。已到達垂直容器2之較低端的烤焙氣體通過間隙S，以便透過連接至垂直容器2之較低側表面的排氣管27釋放至外部。

依此方式，在將烤焙氣體供應至垂直容器2內時，例如，執行烤焙程序3至20小時。因此，包含於反應管4之內圓周表面及蓋子部件41之表面內的金屬，例如銅(Cu)，與氯化氫發生反應，變為氯鹽。氯鹽從石英表面脫落，並透過排氣管27隨烤焙氣體一起釋放至外部。

過了預定時間週期後，閉合氣體供應設備群組31a內之閥，以停止供應氯化氫氣體。同時，將氧氣供應速率設定於5 L/min，以執行氧氣沖洗。

氧氣沖洗可依據需要執行。當在供應烤焙氣體後執行氧氣沖洗時，將氯化氫氧化以產生氯酸。因此，可防止石英表面及氯酸內之非鏈結鏈彼此組合，從而變成雜質。

結束氧氣沖洗後，閉合氣體供應設備群組32a內之閥，以停止供應氧氣。接著，採用氮氣沖洗垂直容器2。之後，閉合氣體供應設備群組33a內之閥，以停止供應氮氣。其後，藉由停止加熱器26之加熱操作，將垂直容器2自然冷卻至正常溫度。然後，降低蓋子部件23並從垂直容器2移除夾具6，以及從密封條件釋放垂直容器2。當蓋子部件23到達降低之位置時，分離蓋子部件23上之夾具6，並取出反應管4及蓋子部件41。依此方式，完成烤焙程序。接著將該等反應管4及蓋子部件41併入用於熱處理晶圓W之垂直熱處理裝置。

依據上述第一具體實施例，將蓋子部件41放置於第二圓柱形部件52上，在其上堆疊最高圓柱形部件53，以及將反應管4放置於圓柱形部件53上。因此，採用此一簡單結構之夾具，可共同烤焙作為石英製品之反應管4及蓋子部件41。此外，石英製品對夾具之載入操作及石英製品從夾具之卸載操作非常容易。圓柱形部件51、52、及53係由圓柱形主體形成，其直徑與作為烤焙爐之垂直容器2的內徑幾乎相同，並且將氣體傳遞孔51a、52a、及53a分別形成於圓柱形部件51、52、及53之圓周壁內。因此，可防止氣體停滯，以便實現氣體之平滑流動。結果，可均勻地烤焙放置於圓柱形部件52及53上之反應管4及蓋子部件41。

<第二具體實施例>

接下來，將參考圖8及圖9說明用於將石英製品載入垂直容器2的烤焙夾具之另一具體實施例。相同參考數字指示圖3及圖4內所示的相同組件，其說明被省略。

藉由堆疊五個圓柱形主體151、152、154、155、及156形成圖8及9內所示之烤焙夾具106。該等圓柱形主體151、152、154、155、及156係以層狀方式可脫離地堆疊，作為夾具元件。第一至第三圓柱形主體151、152、及154與第一具體實施例內之圓柱形部件51、52、及53具有相同結構及尺寸，並分別具有孔151a、152a、及154a。以圓周方式將環形支撐部分154b形成於第三圓柱形主體154之較高端表面上。將板154c放置於環形支撐部分154b上。

第四圓柱形主體155具有一形狀，其較高開口具有稍小於較低開口之直徑。以圓周方式將環形支撐部分155b形成於減小之直徑的較高開口之較高表面上。將板155c放置於環形支撐部分155b上。如圖8及9所示，將圓柱形主體155之圓周壁提供於較低邊緣處，其具有使烤焙氣體可通過之半圓形或U形孔155a。此具體實施例中，孔155a之數目為四個。

如圖8及圖9所示，將欲放置於第四圓柱形主體155上的最高圓柱形主體156之圓周壁提供於較高邊緣處，其具有使烤焙氣體可通過之半圓形或U形的一孔156a。如圖8及9所示，在位置與孔156a相反之圓柱形主體156的圓周壁內，從圓周壁之較低邊緣形成使烤焙氣體可通過之半圓形或U形的一孔156c。另外，以圓周方式將複數個(例如三個)凹陷156d形成於最高圓柱形主體156之較高端表面內。

如圖9所示，以圓周方式將分級部分172形成於第四圓柱形主體155之較高端表面上。分級部分172接收最高圓柱形主體156之較低端表面。與圖4相似，可將第一圓柱形主體151及第二圓柱形主體152配合在一起，可將第二圓柱形主體152及第三圓柱形主體154配合在一起，以及可將第三圓柱形主體154及第四圓柱形主體155配合在一起。

圖10係將放置石英製品的圖8內所示之烤焙夾具106載入烤焙裝置的說明圖。圖11至圖15顯示圖10之個別斷面圖。具體而言，圖11係沿圖10內之直線A2－A2截取的斷面圖，圖12係沿圖10內直線B2－B2截取的斷面圖，圖13係沿圖10內直線C2－C2截取的斷面圖，圖14係沿圖10內直線D2－D2截取的斷面圖，以及圖15係沿圖10內直線E2－E2截取的斷面圖。

此具體實施例中，如圖10內所示，將第一圓柱形主體(圓柱形部件)151放置於烤焙裝置之蓋子部件123上。接下來，將第二圓柱形主體(圓柱形部件)152放置於圓柱形主體151上。接下來，在形成於第二圓柱形主體152之較高端表面上的環形支撐部分152b上放置一板152c，在其上放置作為預烤焙之石英製品的較小物品48。

接下來，將第三圓柱形主體(圓柱形部件)154放置於第二圓柱形主體152上。在形成於第三圓柱形主體154之較高端表面上的環形支撐部分154b上，放置板154c。在板154c上放置作為欲烤焙之石英製品的注射器44及管狀部件46及47。

接下來，將第四圓柱形主體155放置於第三圓柱形主體154上。在形成於第四圓柱形主體155之較高端表面上的環形支撐部分155b上，放置板155c，其中心具有較大開口。如圖12內所示，在板155c上放置作為欲烤焙之石英製品的熱絕緣部件81(形成熱絕緣單元42)。

接下來，將最高圓柱形主體156放置於第四圓柱形主體155上。如圖11所示，在最高圓柱形主體156之較高端表面上，放置一實質環形板156b，其具有位於中心部分之開口及形成於周邊內的較大切口。如圖11內所示，在實質環形板156b上放置晶舟43作為欲烤焙之石英製品。明確地說，如圖10內所示，晶舟43之旋轉軸通過欲插入板155c之中心開口附近的板156b之中心開口，使晶舟43之較低周邊邊緣接觸板156b並由其支撐。

如圖12至圖14內所示，板152c、154c、155c分別具有孔152d、154d、及155d。可根據氣流及/或欲放置於個別板上之石英製品適當地設計該等孔152d、154d、及155d之圖案(尺寸及/或位置)。

如圖10及圖15內所示，與第一具體實施例相似，經由支撐部件50a將熱屏蔽板50置放於蓋子部件123上。此處，如圖15內所示，熱屏蔽板50之外徑小於第一圓柱形主體151之外徑。

此具體實施例中，如圖9內所示，將用於固定構成熱處理裝置之石英製品的兩個連接埠157及158置放於蓋子部件123之較低端表面上，其上放置夾具106。如圖10內所示，將在垂直容器2內向上延伸並包括熱電耦之溫度感測器49插入連接埠157。另一方面，將包括饋送部件及固定於其較高端的加熱板8之支撐桿80插入連接埠158。將電纜49a連接至溫度感測器49之近端。當將溫度感測器49插入連接埠157時，電纜49a從連接埠157之較低側延伸。因此，可防止在烤焙程序期間加熱電纜49a。加熱板8位於由第二圓柱形主體152及熱屏蔽板50圍繞之區域內。

接下來，參考圖10說明供應至垂直容器2內的烤焙氣體之流程。首先，供應至垂直容器2內之烤焙氣體沿晶舟43向下流動。已通過藉由晶舟43固定晶圓W之區域的烤焙氣體經過形成於圓柱形主體151、152、154、155及156之外圓周壁與垂直容器2之內周邊壁間的間隙S(參見圖10、圖12、圖13、圖14、及圖15)。接著，烤焙氣體經由分別形成於第一圓柱形主體151、第二圓柱形主體152、第三圓柱形主體154、第四圓柱形主體155、及最高圓柱形主體156之圓周壁內的孔151a、152a、154a、155a、156a、及156c流入夾具106，或經由孔151a、152a、154a、155a、及156c(156a)經過夾具106再次流入間隙S。

圖16係從孔151a、152a、154a、155a、及156c(156a)流向間隙S之氣體的說明圖。已到達垂直容器2之較低端的烤焙氣體通過間隙S，以便透過連接至垂直容器2之較低側表面的排氣埠27釋放至外部。

依據上述第二具體實施例，依順序堆疊圓柱形主體151、152、154、155及156以及作為石英製品之較小物品，並將晶舟43放置於最高圓柱形主體156上。因此，採用此一簡單結構之夾具，可共同烤焙作為石英製品之若干較小物品及晶舟43。此外，石英製品對夾具106之載入操作及石英製品從夾具106之卸載操作非常容易。由於孔151a、152a、154a、155a、及156a(156c)係分別形成於圓柱形主體151、152、154、155、及156之圓周壁內，可防止氣體停滯，從而實現氣體之平滑流動。因此，可均勻地烤焙放置於圓柱形主體151、152、154、155、及156上的較小物品及晶舟43。可採用將第二具體實施例內之圓柱形主體併入第一具體實施例內之夾具6的方式執行烤焙程序。

接下來，說明烤焙夾具之另一用途。此範例中，如圖19所示，藉由使用如圖17及圖18內所示的圓柱形主體251及252(構造上與圓柱形主體51及52相同)，令複數個作為石英製品之溫度感測器82同時經受烤焙程序。

如圖19內所示，將溫度感測器82插入形成於蓋子部件223之側表面上的連接埠259內。如圖20內所示，將複數個連接埠259形成於蓋子部件223之側表面內。將個別溫度感測器82插入該等連接埠259。圖20係沿圖19內直線A3－A3截取的斷面圖。

依圖19內所示之方式，藉由使用圓柱形主體251及252以及板252b，可同時烤焙作為石英製品之複數個溫度感測器82以及作為石英製品之熱絕緣部件81。可靈活地決定使用烤焙夾具與圓柱形主體251及252之方式。

2．．．圓柱形垂直容器

3．．．氣體供應管

4．．．垂直反應管/石英製品

4a．．．圓柱形罐部件

6．．．烤焙夾具

7．．．分級部分

8．．．加熱板

20．．．圓柱形罐部件

21．．．開口

22．．．凸緣

23．．．蓋子部件

24．．．升降機構

25．．．升降機

26．．．加熱器

27．．．排氣管

28．．．真空幫浦

31．．．氯化氫(HCl)氣體供應來源

31a．．．氣體供應設備群組

32．．．氧(O₂ )氣供應來源

32a．．．氣體供應設備群組

33．．．氮(N₂ )氣供應來源

33a．．．氣體供應設備群組

40．．．排氣部分

40a．．．排氣埠

41．．．蓋子部件/石英製品

42．．．熱絕緣單元

43．．．晶舟

44．．．L形注射器

46．．．管狀部件

47．．．管狀部件

48．．．較小物品

49．．．溫度感測器

49a．．．電纜

50．．．熱屏蔽板

50a．．．支撐部件

51．．．第一圓柱形部件/圓周壁

51a．．．孔

52．．．第二圓柱形部件/圓周壁

52a．．．孔

52b．．．環形支撐部分

53．．．最高圓柱形部件/圓周壁

53a．．．孔

53b．．．固定片

71．．．分級部分

72．．．分級部分

80．．．支撐桿

81．．．熱絕緣部件

82．．．溫度感測器

106．．．烤焙夾具

123．．．蓋子部件

151．．．第一圓柱形主體

151a．．．孔

152．．．第二圓柱形主體

152a．．．孔

152b．．．環形支撐部分

152c．．．板

152d．．．孔

154．．．第三圓柱形主體

154a．．．孔

154b．．．環形支撐部分

154c．．．板

154d．．．孔

155．．．第四圓柱形主體

155a．．．孔

155b．．．環形支撐部分

155c．．．板

155d．．．孔

156．．．最高圓柱形主體

156a．．．孔

156b．．．實質環形板

156c．．．孔

156d．．．凹陷

157．．．連接埠

158．．．連接埠

223．．．蓋子部件

251．．．圓柱形主體

252．．．圓柱形主體

252b．．．板

259．．．連接埠

S．．．間隙

W．．．晶圓

圖1係本發明之一項具體實施例內的烤焙裝置之示意性縱向斷面圖；圖2係用於熱處理晶圓之垂直熱處理裝置之一範例的示意性斷面圖；圖3係本發明之一項具體實施例中的烤焙裝置內烤焙夾具之示意性透視圖；圖4係圖3內所示之烤焙夾具的示意性正視圖；圖5係將放置石英製品的圖3內所示之烤焙夾具載入烤焙裝置的說明圖；圖6係沿圖5內直線A1－A1截取的斷面圖；圖7係通過圖3內所示之烤焙夾具的氣流之說明圖；圖8係本發明之另一具體實施例內的烤焙夾具之示意性透視圖；圖9係圖8內所示之烤焙夾具的示意性正視圖；圖10係將放置石英製品的圖8內所示之烤焙夾具載入烤焙裝置的說明圖；圖11係沿圖10內直線A2－A2截取的斷面圖；圖12係沿圖10內直線B2－B2截取的斷面圖；圖13係沿圖10內直線C2－C2截取的斷面圖；圖14係沿圖10內直線D2－D2截取的斷面圖；圖15係沿圖10內直線E2－E2截取的斷面圖；圖16係通過圖8內所示之烤焙夾具的氣流之說明圖；圖17係本發明之另一具體實施例內的烤焙夾具之示意性透視圖；圖18係圖17內所示之夾具元件的示意性正視圖；圖19係將放置石英製品的圖17內所示之烤焙夾具載入烤焙裝置的說明圖；以及圖20係沿圖19內直線A3－A3截取的斷面圖。

2．．．圓柱形垂直容器

3．．．氣體供應管

20．．．圓柱形罐部件

21．．．開口

22．．．凸緣

23．．．蓋子部件

24．．．升降機構

25．．．升降機

26．．．加熱器

27．．．排氣管

28．．．真空幫浦

31．．．氯化氫(HCl)氣體供應來源

31a．．．氣體供應設備群組

32．．．氧(O₂ )氣供應來源

32a．．．氣體供應設備群組

33．．．氮(N₂ )氣供應來源

33a．．．氣體供應設備群組

Claims (14)

1. 一種石英製品之烤焙方法，其用於烤焙一第一石英製品及一第二石英製品，以移除包含於其中的一金屬，該等第一及第二石英製品係載入用於熱處理一半導體基板的一熱處理裝置內，從而使各石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置的一熱處理空氣，該石英製品之烤焙方法包含以下步驟：採用一夾具，其包括以一層狀方式可脫離地堆疊的一第一夾具元件及一第二夾具元件，將該第一石英製品放置於該第一夾具元件上，將該第二夾具元件堆疊於該第一夾具元件上，以及將該第二石英製品放置於該第二夾具元件上；將該夾具放置於一蓋子部件上，其中該等石英製品係以一層狀方式放置，提升該蓋子部件以透過一較低開口將該夾具載入一烤焙垂直容器內，以及採用該蓋子部件密封該烤焙垂直容器之該較低開口；加熱該烤焙垂直容器內之一空氣；以及向該烤焙垂直容器內供應包含一氯化氫氣體之一烤焙氣體及用於增強該氯化氫氣體之反應性的一氣體；其中該第一夾具元件及該第二夾具元件之每一個包括：夾具元件主體，其等可彼此堆疊；以及板，其等係置放於該等夾具元件主體之每一個上，以便在其上放置該等石英製品； 且其中其中該板設有用於使一氣體可通過的一孔。
2. 如請求項1之石英製品之烤焙方法，其中該板能夠與該夾具元件主體接合及脫離。
3. 如請求項1之石英製品之烤焙方法，其中該夾具元件主體係一圓柱形主體。
4. 如請求項3之石英製品之烤焙方法，其中以一圓周散佈方式在該夾具元件主體之一周邊壁內形成用於使一氣體可通過的複數個氣體傳遞孔。
5. 如請求項3之石英製品之烤焙方法，其中該半導體係圓形，且該夾具元件主體之直徑與該半導體基板之直徑大致相同。
6. 如請求項1之石英製品之烤焙方法，其中將一石英製品放置於一最高夾具元件上，以便該石英製品自該最高夾具元件向上突出。
7. 如請求項6之石英製品之烤焙方法，其中作為一石英製品，將該熱處理裝置之一反應容器或一基板固定器放置於該最高夾具元件上。
8. 一種石英製品，其係載入用於熱處理一半導體基板之一熱處理裝置中，以便使該石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置之一熱處理空氣，該石英製品已藉由如請求項1之烤焙方法加以烤焙。
9. 一組石英製品，其係載入用於熱處理一半導體基板之一熱處理裝置中，以便使各石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置之一熱處理空氣，該組石英製品已同時藉由 如請求項1之烤焙方法加以烤焙。
10. 一種石英製品之烤焙裝置，其用於烤焙一第一石英製品及一第二石英製品，以移除包含於其中的一金屬，該等第一及第二石英製品係載入用於熱處理一半導體基板的一熱處理裝置內，從而使各石英製品之至少一部分接觸該熱處理裝置的一熱處理空氣，該石英製品之烤焙裝置包含：一夾具，其包括以一層狀方式可脫離地堆疊的一第一夾具元件及一第二夾具元件；一蓋子部件，其用於在上面放置該夾具及該等石英製品，該第一石英製品係放置於該第一夾具元件上，該第二夾具元件係堆疊於該第一夾具元件上；以及該第二石英製品係放置於該第二夾具元件上；一烤焙垂直容器，其具有藉由該蓋子部件閉合之一較低開口；一加熱器件，其用於加熱該烤焙垂直容器內之一空氣；以及一氣體供應器件，其用於向該烤焙垂直容器內供應包含一氯化氫氣體之一烤焙氣體及用於增強該氯化氫氣體之反應性的一氣體；其中該第一夾具元件及該第二夾具元件之每一個包括：夾具元件主體，其等可彼此堆疊；以及板，其等係置放於該等夾具元件主體之每一個上，以 便在其上放置該等石英製品；且其中該板設有用於使一氣體可通過的一孔。
11. 如請求項10之石英製品之烤焙裝置，其中該板能夠與該夾具元件主體接合及脫離。
12. 如請求項10之石英製品之烤焙裝置，其中該夾具元件主體係一圓柱形主體。
13. 如請求項12之石英製品之烤焙裝置，其中以一圓周散佈方式在該夾具元件主體之一周邊壁內形成用於使一氣體可通過的複數個氣體傳遞孔。
14. 如請求項12之石英製品之烤焙裝置，其中該半導體係圓形，且該夾具元件主體之直徑與該半導體基板之直徑大致相同。