专利名称：二合一反应与熔融设备的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种应用在半导体工艺的设备，特别是一种兼具原料反应与产 物分离的二合一反应与熔融设备。
背景技术：
已知半导体工艺技术中，所需的最终反应生成物，往往需要经过两站的设备得以 产出，分别是反应设备及分离设备。因此需将各别反应原料先送至第一站的反应设备中混 合并进行化学反应后，将产生一初始反应生成物，且尚需待上述的初始反应生成物冷却。之 后，再将冷却后的初始反应生成物送至第二站的分离设备中进行高温工艺，才可得到所需 的最终反应生成物。然而，上述已知的半导体工艺技术，在得到所需的最终反应生成物方面，有以下缺占.
^ \\\ ·第一、需要分别购置反应设备及分离设备，将使得购买设备成本增加。第二、需要经过反应设备及分离设备，将使得工艺的时间增加。第三、在反应设备产生初始生成物之后，仍需使其冷却，之后又再送至分离设备中 加热，以产生最终反应生成物，亦浪费使其冷却的能源。因此，若能发明一种设备可解决上述的问题，实为业界所需。
实用新型内容为了解决上述现有技术不尽理想之处，本实用新型提供一种二合一反应与熔融设 备，主要包含有容器、第一进料阀口、第二进料阀口、坩埚、加热装置、第一出料阀口及第一 排气阀口。其中，容器的内部形成有第一腔体。第一进料阀口设置于容器的第一位置，用以 供应第一反应原料进入容器的第一腔体内。第二进料阀口设置于容器的第二位置，用以供 应第二反应原料进入第一腔体内。坩埚设置于容器的内部，坩埚的内部形成有第二腔体，上 述的第一反应原料与第二反应原料于第二腔体内发生化学反应以形成第一反应生成物，且 第一反应生成物于第二腔体内发生物理反应以形成第二反应生成物。加热装置设置于坩埚 的外部。第一出料阀口设置于容器的第三位置，用以导出第一腔体内的第二反应生成物。第 一排气阀口设置于容器的第四位置。较佳地，所述的加热装置为电磁线圈，所述的坩埚为可被电磁感应的材质。较佳地，所述的加热装置为加热线圈、石英加热管或加热陶瓷。较佳地，所述的第一排气阀口进一步设置有一第一出口与一第二出口，该第一出 口连接至一清洗塔，所述的第二出口连接至一真空排气装置。较佳地，所述的第一出料阀口进一步连接至一承载装置，所述的承载装置用以容 置该第二反应生成物。较佳地，本实用新型的二合一反应与熔融设备进一步设有一第三进料阀口，设置 于所述的承载装置的第五位置，其中所述的第三进料阀口可用以供应惰性气体进入所述的承载装置内。较佳地，本实用新型的二合一反应与熔融设备进一步设有一第二排气阀口，设置 于所述的承载装置的第六位置，其中所述的第二排气阀口进一步设置有一第三出口与一第 四出口，所述的第三出口连接至一清洗塔，所述的第四出口连接至一真空排气装置。较佳地，所述的第一反应原料为含7A族的化合物或4A族的化合物。较佳地，所述的第二反应原料为IA族元素或为含IA族的化合物。较佳地，所述的第一进料阀口可进一步供应一惰性气体进入所述的容器的第一腔 体及第二腔体内。因此，本实用新型的主要目的是提供一种二合一反应与熔融设备，其中将反应设 备与熔融设备互相结合，故可达到设备整合的功效，使购买设备成本降低。提升设备使用效率。本实用新型的次要目的是提供一种二合一反应与熔融设备，其中将反应设备与熔 融设备互相结合，并进一步利用进行反应设备内化学反应后所产生的热能辅以加热装置将 热能提供给熔融设备。因此可达到节省能源、工艺时间缩短的功效。
图1为一示意图，是根据本实用新型提出的较佳实施例，为一种二合一反应与熔 融设备。主要元件符号说明二合一反应与熔融设备 9坩埚1第二腔体12容器2第一位置21第二位置22第三位置23第四位置24第一腔体29加热装置3透孔5承载装置6第五位置61第六位置62第一进料阀口71第二进料阀口72第一出料阀口73第一排气阀口74第三进料阀口75第二排气阀口76[0042]第一出口第二出口第三出口第四出口
81 82
83
84 Al A2第一反应原料第二反应原料
具体实施方式
由于本实用新型揭露一种二合一反应与熔融设备，其中所利用到的化学反应原理 与熔融反应原理，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，不再作 完整描述。同时，以下文中所对照的附图，是表达与本实用新型特征有关的结构示意，并未 亦不需要依据实际尺寸完整绘制，盍先叙明。首先请参考图1，是本实用新型提出的较佳实施例，为一种二合一反应与熔融设备 9，主要包含有容器2、第一进料阀口 71、第二进料阀口 72、坩埚1、加热装置3、第一出料阀口 73及第一排气阀口 74。上述的容器2的内部形成有第一腔体29，第一腔体29的主要功能为调节容器2内 气体的分布。第一进料阀口 71设置于容器2的第一位置21，用以供应第一反应原料Al进 入容器2的第一腔体29内，其中第一反应原料Al主要为含7A族的化合物或4A族的化合 物；此外，第一进料阀口 71可进一步供应一惰性气体进入容器2的第一腔体29以及第二腔 体12内。第二进料阀口 72，设置于容器2的第二位置22，用以供应第二反应原料A2进入 容器2的第一腔体29内，其中第二反应原料A2主要为IA族元素或为含IA族的化合物。上述的坩埚1，设置于容器2的内部，其中坩埚1的内部形成有第二腔体12。上述 的第一反应原料Al与第二反应原料于第二腔体12内发生化学反应以形成第一反应生成 物；并且第一反应生成物亦于第二腔体12内发生物理反应以形成第二反应生成物。上述的 坩埚1具有至少一个透孔5，此透孔5用以导出第二腔体12内的第二反应生成物。上述的加热装置3，设置于坩埚1的外部，供应热源给第二腔体12作为物理反应所 使用。其中加热装置3可为电磁线圈、加热线圈、石英加热管或加热陶瓷等任一种。当加热 装置3为电磁线圈时，则坩埚1的材质为被电磁感应的材质。上述的第一出料阀口 73，设置于容器2的第三位置23，用以导出第二腔体12内的 第二反应生成物，且第一出料阀口 73进一步连接至承载装置6，此承载装置6主要用以容置 第二反应生成物；而第一排气阀口 74，设置于容器2的第四位置24。进一步，第一排气阀口 74设置有第一出口 81与第二出口 82，其中第一出口 81连 接至清洗塔(未图示)、第二出口 82连接至真空排气装置(未图标)。上述的二合一反应与熔融设备9进一步设有第三进料阀口 75，此第三进料阀口 75 设置于承载装置6的第五位置61，并且第三进料阀口 75亦可用以供应惰性气体进入承载装 置6内。上述的二合一反应与熔融设备9进一步设有第二排气阀口 76，此第二排气阀口 76 设置于承载装置6的第六位置62，此外，此第二排气阀口 76进一步设置有第三出口 83与第 四出口 84，其中第三出口 83连接至清洗塔、第四出口 84连接至真空排气装置。[0057]实际操作时，举例来说，请继续参考图1，第一反应原料Al将从第一进料阀口 71进 入容器2的第一腔体29内，第二反应原料A2将从第二进料阀口 72进入容器2的第一腔体 29内，之后第一反应原料Al与第二反应原料A2在第二腔体12内会发生化学反应，因此形 成第一反应生成物。接着，由加热装置3供应热源，第一反应生成物即在第二腔体12内发 生物理反应，因此形成第二反应生成物。之后，第二反应生成物将从透孔5被导出，再透过 第一出料阀口 73被导出入至承载装置6中。在此要特别说明的是如何得到第二反应生成物。由于第一反应生成物为由不同化 合物反应形成的混合物，因此可以因其在高温下不同熔点的物理特性，借着加热至不同的 温度，而将不同化合物分离而得到第二反应生成物。又，上述的化学反应的程序为一种放热 模式，因此进行化学反应时，将产生热能，并且再搭配加热装置的使用，则可成为一种高温 放热工艺。因此，本实用新型的第一反应原料Al与第二反应原料A2在第二腔体12内进行化 学反应后，成为第一反应生成物，接着，利用前述化学反应所产生的热能，使第一反应生成 物吸收此热能，并且再搭配加热装置的使用，同样在第二腔体12内进行物理反应，当第二 腔体12内的温度达到第一反应生成物所含的不同物质的熔点时，得以将第一反应生成物 分离出第二反应生成物。由于第一反应生成物各为不同熔点的混合物，故当温度上升至能使第一反应生成 物完全熔融时，第一反应生成物中高熔点的物质会产生烧结现象，烧结现象可避免此高熔 点物质被低熔点物质在熔为液态分离时带走，因此高熔点的物质即为第二反应生成物，由 此达到将第一反应生成物分离出第二反应生成物的目的。而上述低熔点的物质则成为液态 后，亦透过透孔5导出，再透过第一出料阀口 73被导入至承载装置6中。要特别说明的是，第二反应生成物取出的方式有两种。其一，第二反应生成物可以 在低熔点的物质从承载装置6中取出后，再从第二腔体12中熔融第二反应生成物，使第二 反应生成物熔化后，透过透孔5导出，再透过第一出料阀口 73被导入至承载装置6中，之 后，待第二反应生成物在承载装置6中，放置降温固化后再打开承载装置6，将第二反应生 成物取出。其二，第一反应生成物各为不同熔点的混合物，故当温度上升至能使在第二腔体 12中的第一反应生成物完全熔融，此时，低熔点的物质则成为液态，将透过透孔5导出，再 透过第一出料阀口 73被导入至承载装置6中，而待低熔点的物质完全从第二腔体12流光， 皆导入至承载装置6后。此时，再将高熔点的第二反应生成物再从第二腔体12中加热使第 二反应生成物熔融，使第二反应生成物熔化后，第二反应生成物亦透过透孔5导出，再透过 第一出料阀口 73被导入至承载装置6中。要特别留意的是，在第二反应生成物再从第二腔 体12中加热熔融期间，之前放置在承载装置6中的低熔点物质将因温度下降，而成为固态， 因此，当第二反应生成物熔化后，透过透孔5导出被导入至承载装置6中时，会堆积在已固 化的低熔点物质上面，于是成为两层结构的物质，之后，待上述的两层结构的物质在承载装 置6中完全降温固化后，再打开承载装置6，将上述的两层结构的物质取出，之后再切割分 离上述的两层结构的物质，进而取得第二反应生成物。进一步说明，实际操作时，本实用新型的容器2或承载装置6在取出反应物而开锅 或因例行的设备检查而需开锅之前，第一进料阀口 71以及第三进料阀口 75可供应一惰性 气体进入容器2及承载装置6中，将容器2或承载装置6中的残流气体透过上述的第一出口 81或第四出口 84排放出去，因为在本较佳实施例中容器2或承载装置6内的残留气体 为有毒的气体。一般而言，要取得第二反应生成物的工艺需要分别在两个设备进行，并且在从第 一个设备至第二个设备之前，还需要一冷却步骤。但，通过上述的二合一反应与熔融设备 9，便可在同一设备中，先进行化学反应的放热模式，之后，再进行物理反应的吸热模式，则 可避免如现有技术般，需再进行冷却的步骤；且又可在同一设备中进行。缘此，故可以达到 节省能源、工艺时间缩短的目的，并且亦可达到购买设备成本降低，提升设备使用效率的效 用。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的申请专利权 利；同时以上的描述，对于熟知本技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本 实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求中。
权利要求一种二合一反应与熔融设备，其特征在于，主要包含有一容器，该容器的内部形成有一第一腔体；一第一进料阀口，设置于该容器的第一位置，用以供应一第一反应原料进入该容器的该第一腔体内；一第二进料阀口，设置于该容器的第二位置，用以供应一第二反应原料进入该第一腔体内；一坩埚，设置于该容器的内部，该坩埚的内部形成有一第二腔体，该第一反应原料与该第二反应原料于该第二腔体内发生化学反应以形成该第一反应生成物，且该第一反应生成物于该第二腔体内发生物理反应以形成一第二反应生成物；该坩埚具有至少一个透孔，该透孔用以导出该第二腔体内的该第二反应生成物；一加热装置，设置于该坩埚的外部；一第一出料阀口，设置于该容器的第三位置，用以导出该第二腔体内的第二反应生成物；以及一第一排气阀口，设置于该容器的第四位置。
2.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，其中该加热装置为电磁线 圈，该坩埚为可被电磁感应的材质。
3.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，其中该加热装置为加热线 圈、石英加热管或加热陶瓷。
4.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，其中该第一排气阀口进一 步设置有一第一出口与一第二出口，该第一出口连接至一清洗塔，该第二出口连接至一真 空排气装置。
5.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，该第一出料阀口进一步连 接至一承载装置，该承载装置用以容置该第二反应生成物。
6.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，进一步设有一第三进料阀 口，设置于该承载装置的第五位置，其中该第三进料阀口可用以供应惰性气体进入该承载 装置内。
7.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，进一步设有一第二排气阀 口，设置于该承载装置的第六位置，其中该第二排气阀口进一步设置有一第三出口与一第 四出口，该第三出口连接至一清洗塔，该第四出口连接至一真空排气装置。
8.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，其中该第一反应原料为含 7A族的化合物或4A族的化合物。
9.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，其中该第二反应原料为IA 族元素或为含IA族的化合物。
10.依据权利要求1的二合一反应与熔融设备，其特征在于，其中该第一进料阀口可进 一步供应一惰性气体进入该容器的该第一腔体及该第二腔体内。
专利摘要本实用新型提供一种二合一反应与熔融设备，主要包含有容器、第一进料阀口、第二进料阀口、坩埚、加热装置、第一出料阀口及第一排气阀口等装置。通过上述装置的组合，在坩锅内将第一反应原料与第二反应原料进行化学反应后，产生的第一反应生成物及热能，继续再利用上述的热能辅以加热装置，使得上述的第一反应生成物，在坩锅内再进行物理反应，使得第一反应生成物经高温熔融后可产生第二反应生成物。
文档编号H01L21/00GK201773823SQ201020270660
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者子路·麦可·吴 申请人:麦特瑞奇股份有限公司