CN104022059B - 一种半导体炉管的晶舟 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体炉管的晶舟，所述晶舟内设置有若干水平设置的支撑脚，所述支撑脚至少有三个处于同一水平面上，每个所述支撑脚固定于晶舟内壁上；每个所述支撑脚的未连接所述晶舟内壁的端头上均设置有一个支撑盘。其中，每个所述支撑盘的表面积均大于其所在的槽销的表面积。通过本发明能够将加大晶圆与晶舟的接触受力面积，从而减小了高温状况下晶圆的变形，避免了晶圆上出现色差缺陷。

Description

一种半导体炉管的晶舟
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体炉管的晶舟。
背景技术
随着科技的进步，半导体电子产品已经应用到社会生活的各个领域，而这些半导体电子产品都具有半导体芯片。由此可见，半导体芯片在当今生活中具有非常显著的重要性。
在半导体芯片的制造过程中，炉管是一个不可缺少的设备，例如其中利用炉管的扩散制程就是一个基本制程，扩散制程中，是先将许多片晶圆片放置在一个晶舟上，再将晶舟放置在炉管内进行批次制造，对于半导体晶圆而言，同一期间内在一台设备制造出的晶片的质量和数量，很大程度影响到半导体晶片的出产的良品率和制造成本。
同时，随着半导体器件工艺的发展以及按比例尺寸缩小，在满足工艺要求精度的同时，产品工艺过程的耗费也是重要的营运指标。
目前，传统的炉管机台，由于批处理大小(batch size)比较大，通常一般炉管一次可以作业125片产品，具备产能大，制程耗费低等优点，对半导体营运成本的降低尤为重要，结构如图1所示，晶舟中装载晶圆位置为11。
如图2所示，目前，炉管由于其晶舟(boat)构造通常采用的晶舟支撑脚(boat slotpin)21作为支撑，其优点为结构简单，但是同时由于其支撑位的局限性，决定了晶圆在晶舟上主要受力点集中在三个支撑脚的地方，高温条件下由于晶圆应力作用，受力点会集中在三个pin脚的顶端导致产品产生色差缺陷。
中国专利(CN101556931A)公开了一种晶舟，包括：多个晶圆槽，分别包括多个支撑部，用于支撑晶圆；所述支撑部，包括：第一支撑块；以及第二支撑块；其中所述第二支撑块设置于所述第一支撑块上，且小于所述第一支撑块。该晶舟可在不影响晶圆制程均匀度，不减少晶舟放置晶圆的数量的前提下，避免晶圆与晶舟摩擦产生的微小颗粒污染晶圆，保证晶圆的洁净度。
中国专利(CN10749346A)公开了一种晶舟，该晶舟包含顶板；底板；固定与上述顶板和底板之间的三个晶棒，且上述三个晶棒分布呈圆形；上述多个晶棒上形成有多个槽，且不同晶棒上的各槽的高度分别对应相等，形成用以水平支撑晶片的支撑部；以及插入口，通过上述插口将晶片送入上述晶舟内，上述插口与上述各支撑部位于同一高度。
上述两项专利为本发明最接近现有技术，均以通过改变晶舟的结构以减少晶舟颗粒来提高提高晶圆的良率，但均未提及改善晶圆热应力变形和色差缺陷的方法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种半导体炉管的晶舟。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：
一种半导体炉管的晶舟，其中，所述晶舟内设置有若干水平设置的支撑脚，且至少有三个所述支撑脚处于同一水平面上，每个所述支撑脚的一端均固定于晶舟内壁上；每个所述支撑脚的未连接所述晶舟内壁的端头上均设置有一个支撑盘。
其中，每个所述支撑盘的表面积均大于其所在的支撑脚的表面积。
所述的半导体炉管的晶舟，其中，所述支撑盘为圆形。
所述的半导体炉管的晶舟，其中，位于同一水平面上的相邻两个所述支撑脚之间的距离相等。
所述的半导体炉管的晶舟，其中，位于同一水平面上的所述支撑脚的数量为3个。
所述的半导体炉管的晶舟，其中，每个所述支撑脚的长度均小于所述晶舟内部空间的圆形剖面的半径。
所述的半导体炉管的晶舟，其中，位于同一水平面上所述支撑盘大小相同。
所述的半导体炉管的晶舟，其中，同一水平面上所述支撑盘不在同一直线位置上。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
通过本发明能够将加大晶圆与晶舟的接触受力面积，从而减小了高温状况下晶圆的变形，避免了晶圆上出现色差缺陷，从而提高了晶圆最终产品的良率。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1是现有技术中晶舟的侧视结构示意图；
图2是现有技术中晶舟的俯视结构示意图；
图3是本发明实施例中的晶舟的俯视结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种半导体炉管的晶舟，可应用于技术节点为90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、大于等于130nm以及小于等于22nm的工艺中；可应用于以下技术平台中：Logic、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS、CIS、Flash以及eFlash。
本发明的核心思想是通过使晶舟中的用于承托晶圆的支撑脚中与晶圆接触的部分面积增大，从而减小了高温状况下晶圆的变形，具体实施方式为：
于上述晶舟内设置有若干水平设置的支撑脚，晶舟中每个晶圆安放水平位置至少有三个支撑脚处于该水平位置的同一水平面上，每个支撑脚的一端均固定于晶舟内壁上；每个所述支撑脚的未连接晶舟内壁的端头上均设置有一个支撑盘。且每个所述支撑盘的表面积均大于其所在的支撑脚的表面积。
下面结合附图对本发明方法进行详细说明。
首先提供一晶舟，晶舟的结构如图1所示，晶圆安装位置为11。
晶舟的俯视结构如图3所示，在晶舟内设置有若干个支撑脚21，每个晶舟中的支撑脚21的一端固定在晶舟内壁上。
优选的，晶舟中的支撑脚21长度小于晶舟俯视截面圆形的半径，由于晶舟为一圆柱体，故从上向下俯视，其任意剖面形状都为相同的圆形，所以每个晶舟中的支撑脚21的长度都一致。
优选的，在本实施例中，将晶舟位于同一水平层内的支撑脚21的设置数量为三个，如图3所示，且支撑脚21固定于晶舟侧壁之上。
优选的，晶舟同一水平层内的支撑脚21在晶舟内壁的固定端点，沿固定端点所在圆平面的周长等距分布。
然后，在每个支撑脚21的顶端，均设置有支撑盘31，且支撑盘31的面积大于支撑脚21的面积。
优选的，所述支撑盘31的形状可以为任意形状，如多边形、椭圆形或圆形等，考虑到圆形的表面在与晶圆接触时，其周边的热量分布跟为均匀，所以，在本实施例中，支撑盘31的形状优选为圆形；另外，为了能够使晶圆比较稳定地放置于支撑盘31的表面，所以晶舟内位于同一水平层内的所有支撑盘31的排列不应处于同一条直线上，且晶舟内所有支撑盘31的面积大小相同，具体结构如图3所示。
优选的，所述支撑盘31所设置的水平位置都应高于支撑脚21的水平位置，使晶圆在安装时只与支撑盘31接触。
当晶圆被装载入晶舟内送入炉管中加热后，晶圆被水平安置在同一水平层内的所有支撑盘构成的水平面上，由于圆形的支撑盘31对晶圆的接触面积比晶舟支撑脚21更大，所以圆形的支撑盘31的设置有效增大了晶舟中的支撑脚21与晶圆之间的接触受力面积，晶圆上因加热过程而产生的热量与应力不再集中于一点，而是被圆形的支撑盘31分散在更大的面积上，从而有效地防止了因为应力集中而在晶圆上产生的色差缺陷。
综上所述，本发明的半导体炉管的晶舟通过在传统的晶舟支撑脚上加装支撑盘，来达到增大晶圆的接触受力面积，减小了加热过程中应力集中效应，有效地防止了硅片在热处理工程中发生的变形与色差缺陷问题，提高了晶圆加工最终产品的良率与可靠性。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (6)

1.一种半导体炉管的晶舟，其特征在于，所述晶舟内设置有若干水平设置的支撑脚，且至少有三个所述支撑脚处于同一水平面上，每个所述支撑脚的一端均固定于晶舟内壁上；每个所述支撑脚的未连接所述晶舟内壁的端头上均设置有一个支撑盘；
其中，每个所述支撑盘的表面积均大于其所在的支撑脚的表面积；
所述支撑盘为圆形。
2.如权利要求1所述的半导体炉管的晶舟，其特征在于，位于同一水平面上的相邻两个所述支撑脚之间的距离相等。
3.如权利要求1所述的半导体炉管的晶舟，其特征在于，位于同一水平面上的所述支撑脚的数量为3个。
4.如权利要求1所述的半导体炉管的晶舟，其特征在于，每个所述支撑脚的长度均小于所述晶舟内部空间的圆形剖面的半径。
5.如权利要求1所述的半导体炉管的晶舟，其特征在于，位于同一水平面上所述支撑盘大小相同。
6.如权利要求1所述的半导体炉管的晶舟，其特征在于，同一水平面上所述支撑盘不在同一直线位置上。
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