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