立式熱處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種立式熱處理裝置,包括晶舟、保溫桶以及工藝門,其中,保溫桶包括底座、立柱、石英外罩以及若干組插片,本實(shí)用新型可有效固定晶舟和保溫桶的各部件,使晶舟和保溫桶的各部件在反應(yīng)腔室中具有較好的同心性和穩(wěn)定性,同時(shí)可保證保溫桶插片準(zhǔn)確定位,可根據(jù)不同工藝需要更換保溫桶插片,降低設(shè)備成本,提高保溫桶的兼容性,具備結(jié)構(gòu)合理、便于安裝的優(yōu)點(diǎn),同時(shí),本實(shí)用新型可通過調(diào)整保溫桶插片的數(shù)量、直徑以及間距以適應(yīng)不同工藝的溫度要求,改善局部晶圓受溫度變化的影響,保證反應(yīng)腔室溫度場的均勻性,提高晶圓反應(yīng)的膜厚均勻性。
【專利說明】
立式熱處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體熱處理技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種立式熱處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造工藝中,為了對被處理晶圓,如半導(dǎo)體晶圓實(shí)施CVD、氧化、擴(kuò)散等多道熱處理工藝以達(dá)到不同的工藝目的,需要可對多個(gè)晶圓一次同時(shí)進(jìn)行批式熱處理的裝置。請參閱圖1,大部分現(xiàn)有的批式熱處理裝置具有爐體5、反應(yīng)腔室3、晶舟4、保溫桶2以及工藝門I,用于承載多枚晶圓(通常100枚晶圓以上)的晶舟4設(shè)置在保溫桶2上,保溫桶2安裝在工藝門I上,升降系統(tǒng)(圖中未示出)帶動(dòng)工藝門I實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作可選擇性地打開和關(guān)閉反應(yīng)腔室3底部的開口,以將晶舟4和保溫桶2搬入反應(yīng)腔室3或從反應(yīng)腔室3中搬出。當(dāng)裝載完畢,晶舟4和保溫桶2完全進(jìn)入到反應(yīng)腔室3內(nèi)時(shí),工藝門I與反應(yīng)腔室3底部密封,反應(yīng)腔室3對晶圓進(jìn)行所需的熱處理工藝。此外,工藝門I上還具有旋轉(zhuǎn)裝置控制晶舟4和保溫桶2的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0003]現(xiàn)有工藝中,晶舟采用石英材料,價(jià)格昂貴,隨著工藝的發(fā)展,硅片制造成本越來越高,相應(yīng)的,對于晶圓工藝過程中的穩(wěn)定性提出了較高的要求。在現(xiàn)有立式爐設(shè)備中,對晶舟和保溫桶之間的固定還沒有特別有效的措施,抵抗設(shè)備振動(dòng)或地震的能力不高,很容易在振動(dòng)時(shí)造成晶舟和保溫桶搖晃甚至傾倒,從而造成批量晶圓損壞等重大經(jīng)濟(jì)損失。為了防止晶舟和保溫桶產(chǎn)生搖晃現(xiàn)象,往往會(huì)對晶舟與保溫桶這兩個(gè)部件之間進(jìn)行固定,但固定效果往往不夠理想,而且現(xiàn)有的固定方式往往針對整體式的保溫筒,對于組裝式的保溫筒的各部件無法固定,在出現(xiàn)振動(dòng)時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)組裝式保溫桶的各部件相互磕碰而損壞保溫桶,最終造成晶舟傾倒而損壞晶圓。
[0004]本領(lǐng)域所公知的,同一立式爐設(shè)備,進(jìn)行不同溫度的工藝時(shí),反應(yīng)腔室爐口處的溫度也不相同,使用相同的保溫桶將會(huì)使反應(yīng)腔室底部溫度變化較大,影響硅片膜厚均勻性,因此,現(xiàn)有技術(shù)中,針對不同工藝需要制備不同設(shè)備或者不同保溫桶,但該方式大大增加了設(shè)備成本。
[0005]因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種立式熱處理裝置,不僅能夠提高晶舟和保溫桶各部件的穩(wěn)固性,防止其產(chǎn)生晃動(dòng)或傾倒現(xiàn)象,同時(shí)在不同溫度的工藝狀態(tài)下,保證反應(yīng)腔室溫度場的均勻性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種立式熱處理裝置,不僅能夠提高晶舟和保溫桶各部件的穩(wěn)固性,防止其產(chǎn)生晃動(dòng)或傾倒現(xiàn)象,同時(shí)在不同溫度的工藝狀態(tài)下,保證反應(yīng)腔室溫度場的均勻性。
[0007]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種立式熱處理裝置,包括晶舟、保溫桶以及工藝門,所述晶舟用于承載多枚晶圓,并設(shè)置在所述保溫桶上,所述保溫桶安裝在所述工藝門上,所述保溫桶包括底座、立柱、石英外罩以及若干組插片,其中,
[0008]所述底座安裝在工藝門上,所述底座上具有至少兩個(gè)定位凹槽與工藝門上位置相應(yīng)的定位銷相配合,以對所述底座進(jìn)行定位,所述工藝門上還具有至少兩個(gè)壓板用于按壓所述底座的邊緣以固定所述底座;
[0009]所述立柱為多個(gè),均固定在所述底座上,用于支撐所述晶舟,各立柱的頂部均具有定位凸臺(tái)以及第一定位孔,所述定位凸臺(tái)用于限定所述晶舟環(huán)狀部的內(nèi)邊緣,所述第一定位孔與所述晶舟上的石英螺釘相配合以固定所述晶舟;
[0010]所述石英外罩穿過所述立柱套設(shè)在所述底座上,所述石英外罩上設(shè)有第二定位孔以及第三定位孔,所述第二定位孔通過石英螺釘將所述石英外罩固定在所述底座上;
[0011]各組所述插片至少為一片,具有預(yù)設(shè)長度的直徑以及預(yù)設(shè)寬度的間距,所述插片穿過各立柱裝配于所述石英外罩上,所述插片上具有與第三定位孔位置及數(shù)量相應(yīng)的第四定位孔,石英螺釘穿過第四定位孔以及第三定位孔,以使所述插片固定在所述石英外罩上。
[0012]優(yōu)選的,所述定位凹槽為兩個(gè),分別設(shè)于所述底座的邊緣,所述壓板呈“? ”形,以按壓所述底座的邊緣,所述底座邊緣具有與所述壓板厚度以及位置相適應(yīng)的凹陷部。
[0013]優(yōu)選的,所述定位銷與所述壓板在所述工藝門上相互垂直設(shè)置。
[0014]優(yōu)選的,所述第二定位孔包括兩個(gè)定位孔,一個(gè)定位孔設(shè)于所述石英外罩的中心處,以使所述石英外罩與所述底座保持同心,另一個(gè)定位孔設(shè)于所述石英外罩的偏心處,以限制所述石英外罩產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]優(yōu)選的,所述第三定位孔包括四個(gè)定位孔,均勻分布在所述石英外罩的圓周方向上。
[0016]優(yōu)選的,各組所述插片具有相同預(yù)設(shè)長度的直徑以及相同預(yù)設(shè)寬度的間距。
[0017]優(yōu)選的,各組所述插片具有不同預(yù)設(shè)長度的直徑以及不同預(yù)設(shè)寬度的間距。
[0018]優(yōu)選的,各組所述插片具有不同預(yù)設(shè)長度的直徑以及相同預(yù)設(shè)寬度的間距。
[0019]優(yōu)選的,各組所述插片具有相同預(yù)設(shè)長度的直徑以及不同預(yù)設(shè)寬度的間距。
[0020]優(yōu)選的,所述立柱的數(shù)量為四個(gè),均勻分布在所述底座的圓周方向上。
[0021]本實(shí)用新型提供的一種立式熱處理裝置,可有效固定晶舟和保溫桶的各部件,使晶舟和保溫桶的各部件在反應(yīng)腔室中具有較好的同心性和穩(wěn)定性,同時(shí)可保證保溫桶插片準(zhǔn)確定位,可根據(jù)不同工藝需要更換保溫桶插片,降低設(shè)備成本,提高保溫桶的兼容性,具備結(jié)構(gòu)合理、便于安裝的優(yōu)點(diǎn),同時(shí),本實(shí)用新型可通過調(diào)整保溫桶插片的數(shù)量、直徑以及間距以適應(yīng)不同工藝的溫度要求,改善局部晶圓受溫度變化的影響,保證反應(yīng)腔室溫度場的均勻性,提高晶圓反應(yīng)的膜厚均勻性。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為立式熱處理裝置總裝結(jié)構(gòu)示意圖;
[0024]圖2為本實(shí)用新型中保溫桶底座和立柱優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025]圖3為本實(shí)用新型中石英外罩優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026]圖4為本實(shí)用新型中保溫桶插片優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0027]圖5為本實(shí)用新型中立柱和晶舟優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中標(biāo)號說明如下:
[0029]1、工藝門,11、定位銷,12、壓板,2、保溫桶,21、底座,22、立柱,23、石英外罩,24、插片,241、第四定位孔,25、定位凹槽,26、凹陷部,27、石英螺釘,28、第二定位孔,29、第三定位孔,3、反應(yīng)腔室,4、晶舟,5、爐體。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用,本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用,在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0031]上述及其它技術(shù)特征和有益效果,將結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型提出的具有金屬柵電極的半導(dǎo)體器件及其制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2為本實(shí)用新型中保溫桶底座和立柱優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本實(shí)用新型中石英外罩優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本實(shí)用新型中保溫桶插片優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本實(shí)用新型中立柱和晶舟優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]請?jiān)俅螀⒖紙D1,本實(shí)用新型提供的一種立式熱處理裝置,包括晶舟4、保溫桶2以及工藝門1,晶舟4用于承載多枚晶圓,并設(shè)置在保溫桶2上,保溫桶2安裝在工藝門I上,工藝門I上具有升降機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)保溫桶2以及晶舟4做升降運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。以下結(jié)合附圖2-5對本實(shí)施例的保溫桶2的各個(gè)部件進(jìn)行闡述,其中,保溫桶2包括底座21、立柱22、石英外罩23以及若干組插片24。
[0033]請參考圖2,底座21安裝在工藝門I上,立柱22固定在底座21上,用于支撐晶舟4,立柱22的數(shù)量優(yōu)選為四個(gè),均勻分布在底座21的圓周方向上。底座21上具有至少兩個(gè)定位凹槽25與工藝門I上位置相應(yīng)的定位銷11相配合,以對底座21進(jìn)行定位,本實(shí)施例中的定位凹槽25為兩個(gè),分別設(shè)于底座21的邊緣,定位銷11與壓板12在工藝門I上優(yōu)選相互垂直設(shè)置。工藝門I上還具有至少兩個(gè)壓板12用于按壓底座21的邊緣以固定底座,壓板12優(yōu)選呈“ ?”形,以按壓底座21的邊緣,底座21邊緣具有與壓板12厚度以及位置相適應(yīng)的凹陷部26。
[0034]請參考圖2和圖5,各立柱22的頂部均具有定位凸臺(tái)以及第一定位孔,定位凸臺(tái)用于限定晶舟4環(huán)狀部的內(nèi)邊緣,第一定位孔與晶舟4上的石英螺釘27相配合以固定晶舟4。
[0035]請參考圖3以及圖4,石英外罩23穿過立柱22套設(shè)在底座21上,阻隔工藝門I的金屬部件暴露在反應(yīng)腔室3中,石英外罩23上設(shè)有第二定位孔28以及第三定位孔29,第二定位28孔通過石英螺釘27將石英外罩23固定在底座21上;具體的,本實(shí)施例中,第二定位孔28避免石英外罩23與立柱22發(fā)生摩擦或磕碰,第二定位孔28包括兩個(gè)定位孔,一個(gè)定位孔設(shè)于石英外罩23的中心處,以使石英外罩23與底座2保持同心,另一個(gè)定位孔設(shè)于石英外罩23的偏心處,以限制石英外罩23產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。此外,第三定位孔29用于保溫桶插片24的定位,其包括四個(gè)定位孔,均勻分布在石英外罩23的圓周方向上。
[0036]請參考圖4,各組插片24包括一片插片、兩片插片或多片插片,其材質(zhì)優(yōu)選為石英,插片24穿過各立柱22裝配于石英外罩23上,插片24上具有與第三定位孔位29置及數(shù)量相應(yīng)的第四定位孔241,石英螺釘27穿過第四定位孔241以及第三定位孔29,以使插片24固定在石英外罩23上。保溫桶插片24穿過立柱22裝配在石英外罩23上,同時(shí)插片24裝配到石英外罩23的定位孔中,避免保溫桶插片24與立柱22發(fā)生摩擦或磕碰。
[0037]插片24用于控制反應(yīng)腔室3爐口處溫度,保溫桶插片數(shù)量以及結(jié)構(gòu)可以根據(jù)工藝需要進(jìn)行組合,插片24的數(shù)量可以為一片或多片,插片24具有預(yù)設(shè)長度的直徑以及預(yù)設(shè)寬度的間距,各組插片24的直徑可以相等也可以不相等,各組插片24的間距可以相等也可以不相等,具體設(shè)置根據(jù)實(shí)際工藝需求而定。
[0038]本領(lǐng)域技術(shù)人員所知,對于同一臺(tái)立式爐設(shè)備,進(jìn)行不同溫度的工藝時(shí),反應(yīng)腔室3爐口處的溫度也不一樣。因此,本實(shí)用新型根據(jù)工藝需求調(diào)整插片24的數(shù)量、直徑以及間距,以滿足工藝需要,保證反應(yīng)腔室3溫度場的均勻性。
[0039]本實(shí)用新型通過增大保溫桶插片的間距,減小插片直徑將提高保溫桶的散熱能力;相反,減小保溫桶插片的間距,增大插片直徑將降低保溫桶的散熱能力,影響反應(yīng)腔室底部的溫度場,以及工藝門處的溫度。例如,立式爐設(shè)備進(jìn)行濕氧工藝時(shí),如果反應(yīng)腔室底部溫度過低,就會(huì)遭成工藝門冷凝水的凝結(jié),后續(xù)如果進(jìn)行摻氯氧化工藝會(huì)造成HCL氣體溶于水成為鹽酸腐蝕工藝門。因此,需要根據(jù)工藝需求調(diào)整保溫桶插片24的組合,以保證反應(yīng)腔室底部合適的溫度,通過使用不同間距或者不同直徑的保溫桶插,24組合實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)腔室3不同位置的溫度控制。此外,反應(yīng)腔室3排氣口位于工藝管底部,增大底部保溫桶插片24的間距也有利于反應(yīng)腔室3排氣口氣流的均勻性。對于不同熱處理設(shè)備,也可以通過只改變保溫桶插片24組合提高保溫桶的兼容性。
[0040]綜上所述,本實(shí)用新型提供的一種立式熱處理裝置,可有效固定晶舟和保溫桶的各部件,使晶舟和保溫桶的各部件在反應(yīng)腔室中具有較好的同心性和穩(wěn)定性,同時(shí)可保證保溫桶插片準(zhǔn)確定位,可根據(jù)不同工藝需要更換保溫桶插片,降低設(shè)備成本,提高保溫桶的兼容性,具備結(jié)構(gòu)合理、便于安裝的優(yōu)點(diǎn),同時(shí),本實(shí)用新型可通過調(diào)整保溫桶插片的數(shù)量、直徑以及間距以適應(yīng)不同工藝的溫度要求,改善局部晶圓受溫度變化的影響,保證反應(yīng)腔室溫度場的均勻性,提高晶圓反應(yīng)的膜厚均勻性。
[0041]以上所述的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例,所述實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍,因此凡是運(yùn)用本實(shí)用新型的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化,同理均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種立式熱處理裝置,包括晶舟、保溫桶以及工藝門,所述晶舟用于承載多枚晶圓,并設(shè)置在所述保溫桶上,所述保溫桶安裝在所述工藝門上,其特征在于,所述保溫桶包括底座、立柱、石英外罩以及若干組插片,其中, 所述底座安裝在工藝門上,所述底座上具有至少兩個(gè)定位凹槽與工藝門上位置相應(yīng)的定位銷相配合,以對所述底座進(jìn)行定位,所述工藝門上還具有至少兩個(gè)壓板用于按壓所述底座的邊緣以固定所述底座; 所述立柱為多個(gè),均固定在所述底座上,用于支撐所述晶舟,各立柱的頂部均具有定位凸臺(tái)以及第一定位孔,所述定位凸臺(tái)用于限定所述晶舟環(huán)狀部的內(nèi)邊緣,所述第一定位孔與所述晶舟上的石英螺釘相配合以固定所述晶舟; 所述石英外罩穿過所述立柱套設(shè)在所述底座上,所述石英外罩上設(shè)有第二定位孔以及第三定位孔,所述第二定位孔通過石英螺釘將所述石英外罩固定在所述底座上; 各組所述插片至少為一片,具有預(yù)設(shè)長度的直徑以及預(yù)設(shè)寬度的間距,所述插片穿過各立柱裝配于所述石英外罩上,所述插片上具有與第三定位孔位置及數(shù)量相應(yīng)的第四定位孔,石英螺釘穿過第四定位孔以及第三定位孔,以使所述插片固定在所述石英外罩上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置,其特征在于,所述定位凹槽為兩個(gè),分別設(shè)于所述底座的邊緣,所述壓板呈“ ?”形,以按壓所述底座的邊緣,所述底座邊緣具有與所述壓板厚度以及位置相適應(yīng)的凹陷部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式熱處理裝置,其特征在于,所述定位銷與所述壓板在所述工藝門上相互垂直設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置,其特征在于,所述第二定位孔包括兩個(gè)定位孔,一個(gè)定位孔設(shè)于所述石英外罩的中心處,以使所述石英外罩與所述底座保持同心,另一個(gè)定位孔設(shè)于所述石英外罩的偏心處,以限制所述石英外罩產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置,其特征在于,所述第三定位孔包括四個(gè)定位孔,均勻分布在所述石英外罩的圓周方向上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置,其特征在于,各組所述插片具有相同預(yù)設(shè)長度的直徑以及相同預(yù)設(shè)寬度的間距。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置,其特征在于,各組所述插片具有不同預(yù)設(shè)長度的直徑以及不同預(yù)設(shè)寬度的間距。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置,其特征在于,各組所述插片具有不同預(yù)設(shè)長度的直徑以及相同預(yù)設(shè)寬度的間距。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置,其特征在于,各組所述插片具有相同預(yù)設(shè)長度的直徑以及不同預(yù)設(shè)寬度的間距。10.根據(jù)權(quán)利要求1?9任一所述的立式熱處理裝置,其特征在于,所述立柱的數(shù)量為四個(gè),均勻分布在所述底座的圓周方向上。
【文檔編號】H01L21/67GK205645765SQ201620086066
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】楊帥, 董金衛(wèi)
【申請人】北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司