CN102175124B

CN102175124B - 一种石英舟检测装置及检测方法

Info

Publication number: CN102175124B
Application number: CN201110030127.4A
Authority: CN
Inventors: 王硕; 许忠义
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: CN102175124A

Abstract

一种石英舟检测装置及检测方法，其中所述装置包括：检测部，与石英舟外周匹配；支撑部，与检测部连接，且支撑所述检测部；所述方法，包括如下步骤：握持支撑部；将检测部夹于石英舟外周，如检测部与石英舟完全匹配，则石英舟未变形；如检测部与石英舟不匹配，则石英舟变形。本发明提供的石英舟检测装置及检测方法，通过比较检测装置的检测部与石英舟外周的匹配程度，不会损伤或污染石英舟凹槽，并可以快速判断出石英舟是否变形，提高了工作效率。

Description

一种石英舟检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种半导体辅助设备，特别是一种石英舟检测装置及检测方法。

背景技术

在半导体器件制造过程中，有许多工艺流程是在高温下进行的，比如用来掺杂离子的热扩散(thermaldiffusion)工艺、生长氧化层的热氧化(thermaloxidation)工艺，以及用来消除缺陷的退火(annealing)工艺。这些工艺一般都是通过炉管来完成的，具体方法是：用机械手将放置在晶盒中的晶圆逐片取出，放入炉管中的承载装置，然后将放有晶圆的承载装置送入反应室进行高温反应，待反应完成冷却后取出。

目前使用的承载装置大多为石英舟，因其性价比较高。但由于炉管内反应室的反应温度一般都很高，立式石英舟在使用一段时间后会发生变形，如果没有及时发现，而继续使用变形的石英舟则容易导致放置的晶圆滑出或刮伤，造成晶圆的报废，影响了良率。

图1a为未发生变形的石英舟示意图，图1b为图1a的俯视图。如图1a和图1b所示，所述石英舟包括：三根石英棒200和上底盘201、下底盘202，所述石英棒200的两端固定于上底盘201、下底盘202；所述石英棒200内侧设有凹槽，用于放置晶圆。

图2a为在中部区域203发生变形的石英舟示意图。现有在炉管中进行工艺加工过程中，立式石英舟受到晶圆的压力及底部支撑力的作用，在石英舟中部区域容易发生应力集中，同时伴随炉管内的高温作用，使用一段时间后，立式石英舟中部区域会发生变形。图2b为石英舟发生变形部位的截面示意图，所述三根石英棒200的相对位置发生变化，相对的两根石英棒200相互远离，导致石英舟开口变大；石英舟底部的石英棒200则向中心位置靠近；三根石英棒200位置变化使石英舟的成半椭圆形。如果使用该变形了的石英舟作为承载装置，则放置在中部区域203的晶圆将会发生滑落或刮伤。

目前对石英舟变形的检测一种是目测方法，主要靠工程师自身的经验进行判断，误差很大；另外，对于微小的变形，工程师通过目测无法判断；另一种检测是利用测量工具，如中国专利200810204776.X所述，伸到石英舟内部的凹槽里测量石英舟是否发生变形；该工具容易将用于放置晶圆的凹槽损伤或污染。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种石英舟检测装置及检测方法，以解决现有的目测法判断石英舟是否发生变形时，只能根据工程师自身经验进行判断，判断时间较长，判断结果具有不确定性的问题以及现有测量工具容易损伤或污染石英舟凹槽的问题。

为解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：

一种石英舟检测装置，包括：检测部，与石英舟外周匹配；支撑部，与检测部连接，且支撑所述检测部。

优选的，所述检测部与支撑部的材料为特氟龙、氮化硅或石英。

优选的，所述支撑部位于检测部外围。

优选的，所述检测部与支撑部一体成形。

优选的，所述检测部与支撑部通过连接件连接固定。

优选的，所述连接件为螺纹孔和螺栓。

优选的，所述连接件为弹性片和卡孔。

优选的，所述连接件为卡槽与凸块。

优选的，所述检测部与石英舟外周形状一致。

本发明还提供一种使用所述检测装置检测石英舟的方法，包括：握持支撑部；将检测部夹于石英舟外周；如检测部与石英舟完全匹配，则石英舟未变形；如检测部与石英舟不匹配，则石英舟变形。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的石英舟检测装置，包括检测部和与检测部相连接的支撑部，利用检测部对石英舟各部位进行检测，通过对比检测部与石英舟的匹配程度，就可以很方便地判断出石英舟是否发生变形；而且检测过程只在石英舟外周，不会损伤或污染凹槽；检测方法简单、快捷，不需要专门由有经验的工程师进行，一般的工程师也可以进行，提高了工作效率。

附图说明

图1a是未发生变形的石英舟示意图；

图1b是未发生变形的石英舟俯视图；

图2a是发生变形的石英舟示意图；

图2b是石英舟变形部位的截面示意图；

图3a至图3c为本发明的石英舟检测装置的结构示意图；

图3d和图3e是本发明的石英舟检测装置的连接方式示意图；

图4是本发明的检测方法具体实施例流程图；

图5是本发明的检测方法第一实施例示意图；

图6a是本发明的检测方法第二实施例示意图；

图6b是本发明的检测方法第三实施例示意图。

具体实施方式

发明人在长期的工作中发现，由于晶圆的压力及底部支撑力的作用，石英舟的中部区域容易发生应力集中，在炉管的高温作用下，使用一段时间后，石英舟中部区域会发生变形，变形区域石英棒构成的截面形状为椭圆形，不再是原本的圆形形状；现有的目测法，由于肉眼的视觉误差，以及对变形程度的判断全靠工程师的主观经验，因此，需要花很长的时间去判断石英舟是否发生变形，并且判断具有不确定性；若利用现有测量工具检测，则容易发生石英舟凹槽的损毁或污染。

针对上述问题，发明人经过仔细的分析研究，提出了本发明的方案，具体方案为：

一种石英舟检测装置，所述检测装置包括：检测部，与石英舟外周匹配；支撑部，与检测部连接，且支撑所述检测部。

采用上述检测装置进行检测的方法，包括：握持支撑部；将检测部夹于石英舟外周；如检测部与石英舟完全匹配，则石英舟未变形；如检测部与石英舟不匹配，则石英舟变形。本发明的检测装置及检测方法，通过设计与标准石英舟相匹配的检测部，用手握持支撑部，将检测部夹于石英舟外周，察看石英舟外周与检测部的匹配程度，检测出石英舟是否发生变形。本发明的检测装置简单，检测过程不与石英舟的凹槽接触，不会对其产生损坏或污染，且只需察看石英舟外周与检测部是否匹配，直观明了，易于掌握，克服了目测方法要求高、判断不准确的问题。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图3a至图3e为本发明的石英舟检测装置的结构示意图。如图3a至图3c所示，检测装置300包括支撑部302和检测部301；所述检测部301具有开口，所述支撑部302的连接端与所述检测部301的外围固定连接。

本实施例中，所述检测部301与石英舟外周匹配，检测部301的形状由石英舟决定；而通常石英舟的外周为半圆形，因此检测部301也为半圆形。

作为第一实例，如图3a所示，所述支撑部302的形状以便于握持为准，可以为直形，且所述支撑部302与检测部301处于同一平面。所述支撑部302可以设置于所述检测部301外围的中部，以便于握持；也可设置于检测部301外围的其它位置。

作为第二实例，如图3b所示，所述支撑部302的形状可以是弧形，且所述支撑部302与检测部301可以在同一平面内；也可与检测部301所在平面具有特定角度。所述支撑部302可以设置在所述检测部301外围的中部，以便于握持；也可设置于检测部301外围的其它位置。

作为第三实例，如图3c所示，所述支撑部302的形状可以是U形或V形，且所述支撑部302的两端3021、3022与检测部301外围固定连接，使支撑部302与检测部301连接更牢固；所述支撑部302与检测部301可以在同一平面内，也可与检测部301所在平面成特定角度。

本实施例中，所述检测部301与支撑部302可以是一体成形；也可通过连接件连接固定。

图3d与图3e为通过连接件连接固定检测部与支撑部的示意图。

作为连接的第一实例，如图3d所示，于检测部301外围设置有螺栓304d；在所述支撑部302的连接端设有螺孔303d；所述螺栓304d与螺孔303d可配合连接，因此，所述支撑部302通过螺孔303d与检测部301的螺栓304d固定连接。

除本实例外，还可以将螺孔303d设置在检测部301的外围上，螺栓304d设置在支撑部302的连接端。

作为连接的第二实例，如图3e所示，于检测部301的外围设置卡孔304e；于所述支撑部302连接端设置弹性片303e；所述卡孔304e与弹性片303e配合连接，因此，所述支撑部302通过弹性片303e插入卡孔304e固定连接于检测部301上。

除本实例外，还可存在另一种情况，即将弹性片303e设置在检测部301的外围侧，而将卡孔304e设置在支撑部302的连接端。

除上述两个连接实例外，还可以在检测部设置卡槽，在支撑部上设置与卡槽匹配的凸块，使检测部与支撑部固定连接；也可以在支撑部设置卡槽，在检测部上设置与卡槽匹配的凸块，使检测部与支撑部固定连接。

为了检测过程中握持方便且检测部与支撑部之间更稳固，可以在检测部外侧设置多个支撑部，或者将支撑部的宽度制作得足够宽。

本发明的检测装置材料为特氟龙(Polytetrafluoroetylene)、碳化硅或者石英。特氟龙有PTFE、FEP、PFA、ETFE四种基本类型，优选特氟龙PTEE(聚四氟乙烯)类型。由于芯片制造对环境的洁净度要求非常高，如采用碳化硅或石英制备本发明的检测装置，则选用高纯度的碳化硅或石英材料。

本发明还提供一种使用所述检测装置检测石英舟的方法，具体方案如图4所示，步骤S11，握持支撑部；步骤S12，将检测部夹于石英舟外周；步骤S13，观察检测部与石英舟是否完全匹配；步骤S14，如果检测部与石英舟完全匹配，则判定石英舟未变形；步骤S15，如果检测部与石英舟不完全匹配，则判定石英舟已经变形。

现以图3a所示的石英舟检测装置为例，具体说明利用所述检测装置检测石英舟的方法。

第一实施例

如图5所示，用手握持检测装置的支撑部302，以检测装置检测部301的开口，沿石英舟横截面所在的平面，夹于石英舟的三根石英棒2001、2002和2003构成的半圆周上，观察到石英舟的三根石英棒2001、2002和2003到检测部401内表面的距离一致，即检测部301与石英舟外周相匹配，判定石英舟没有变形。

第二实施例

如图6a所示，用手握持检测装置的支撑部302，以检测部301的开口，沿石英舟横截面所在的平面，夹于石英舟的三根石英棒2001、2002和2003构成的半圆周上；观察到石英棒2001和2002无法容纳于检测部301的开口内，石英棒2001和2002之间的相对距离变大，即石英舟开口变大，石英舟与检测部301不匹配，判定石英舟已经变形。

第三实施例

如图6b所示，用手握持检测装置的支撑部302，以检测部301的开口，沿石英舟横截面所在的平面，夹于石英舟的三根石英棒2001、2002和2003构成的半圆周上；观察到石英棒2001和2002与检测部401开口内表面的距离比石英棒2003远，石英棒2001和2002之间的相对距离变小，即石英舟开口变小，石英舟与检测部301不匹配，判定石英舟已经变形。

在上述第一至第三实施例中，利用本发明的检测方法检测石英舟时，可以从上到下或者从下到上进行；可以仅对石英舟的上、中、下三个部位进行检测，也可以对各个部位进行更详细的检测；每个部位的检测判断如上所述，但只要有一个部位检测到不匹配的结果，则可以判断石英舟在这个部位已发生变形，可以认为该石英舟不适合继续使用。

与现有技术相比，本发明提供的石英舟检测装置，可以方便地对石英舟各个部位进行检测，根据检测装置的检测部与石英舟外围的匹配程度，可以很方便地判断出石英舟是否发生变形；检测过程不需要专门由有经验的工程师进行，容易掌握；对于传统的目测法，往往要花上1个小时才能判断石英舟是否变形，而采用本发明的石英舟检测装置，每次检测只需几分钟的时间即可完成，检测速度大幅提高；而且采用本发明的石英舟检测装置不会对石英舟的凹槽造成损坏或污染，满足芯片制造对环境洁净度的要求。本发明的石英舟检测装置及检测方法，很适合在炉管机台做定期保养(PM)时，对石英舟进行定期检测。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种石英舟检测装置，其特征在于，包括：

检测部，与石英舟外周匹配；

支撑部，与检测部连接，且支撑所述检测部；

所述检测部与石英舟外周形状一致。

2.根据权利要求1所述的石英舟检测装置，其特征在于，所述检测部与支撑部的材料为特氟龙、氮化硅或石英。

3.根据权利要求1或2所述的石英舟检测装置，其特征在于，所述支撑部位于检测部外围。

4.根据权利要求3所述的石英舟检测装置，其特征在于，所述检测部与支撑部一体成形。

5.根据权利要求3所述的石英舟检测装置，其特征在于，所述检测部与支撑部通过连接件连接固定。

6.根据权利要求5所述的石英舟检测装置，其特征在于，所述连接件为螺纹孔和螺栓。

7.根据权利要求5所述的石英舟检测装置，其特征在于，所述连接件为弹性片和卡孔。

8.根据权利要求5所述的石英舟检测装置，其特征在于，所述连接件为卡槽与凸块。

9.一种使用权利要求1所述检测装置检测石英舟的方法，其特征在于，包括：握持支撑部；

将检测部夹于石英舟外周；

如检测部与石英舟完全匹配，则石英舟未变形；如检测部与石英舟不匹配，则石英舟变形。