CN106328571B - 一种用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟及生长方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟及生长方法，其中，该笼舟包括：第一半圆筒，所述第一半圆筒上开有第一进气口；第二半圆筒，所述第二半圆筒上开有第二进气口，所述第二半圆筒和所述第一半圆筒可拆卸式拼接形成筒状结构；至少两个固定棒，所述第一半圆筒的轴向方向为第一方向，所述固定棒沿所述第一方向固定于所述第一半圆筒的内侧，所述第一方向为所述第一半圆筒的轴向方向，每个所述固定棒上在所述第一方向上位于同一位置的固定槽形成固定槽组，所述固定槽组用于固定至少一个粘贴有晶圆的硅片。本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟及生长方法制备的二氧化硅的膜质质量较好，且作业效率较高、设备投资成本较低。

Description

一种用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟及生长方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟及生长方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片以及制作发光二极管(LED，LightEmitting Diode)所用的氮化镓(GaN)外延片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在晶圆上可以加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。
二氧化硅(SiO2)淀积是晶圆加工过程中一道重要的工序，在晶圆上生长的SiO2作为钝化层和掩蔽膜来使用。现有技术中一般采用腔体式等离子体增强化学气相沉积法(PECVD，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)工艺生长SiO2。但是上述工艺，因淀积温度较低，形成的SiO2膜质疏松、针孔密集，进而作业过程中容易形成颗粒沾污，导致后序腐蚀工艺得到的晶圆的形貌较差，且作业效率低(单次作业量小于100片)、设备投资成本高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟及生长方法，能够解决现有技术中制备的二氧化硅的膜质疏松、针孔密集，且作业效率低、设备投资成本高的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明公开了一种用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟，包括：
第一半圆筒，所述第一半圆筒上开有第一进气口；
第二半圆筒，所述第二半圆筒上开有第二进气口，所述第二半圆筒和所述第一半圆筒可拆卸式拼接形成筒状结构；
至少两个固定棒，所述第一半圆筒的轴向方向为第一方向，所述固定棒沿所述第一方向固定于所述第一半圆筒的内侧，每个所述固定棒上开有至少两个固定槽，每个所述固定棒上的固定槽的数量相等，每个所述固定棒上在所述第一方向上位于同一位置的固定槽形成固定槽组，所述固定槽组用于固定至少一个粘贴有晶圆的硅片。
进一步地，所述固定槽与所述第一进气口间隔设置，并避开所述第二进气口在所述第一半圆筒上的投影区域。
进一步地，所述第一进气口的尺寸和排布方式分别与所述第二进气口的尺寸和排布方式相同。
进一步地，所述第一进气口的直径为4.5毫米，当所述第一半圆筒展开为平面结构时，与所述第一半圆筒的直径方向成3度夹角的方向为第二方向，所述第一进气口沿第一方向和第二方向呈矩阵排列。
进一步地，所述固定槽组沿所述第一方向排列，所述每个固定槽组的每个固定槽沿所述第二方向排列。
第二方面，本发明公开了一种在晶圆上生长二氧化硅的方法，包括：
将至少两个晶圆粘贴于硅片上；
将粘贴有晶圆的硅片安装在第一方面任一所述的笼舟上；
将安装有所述硅片的笼舟放入低压力化学气相沉积炉内进行二氧化硅淀积。
进一步地，所述淀积的压力为100-300毫托，所述淀积的温度为350℃至400℃。
进一步地，将安装有所述硅片的笼舟放入低压力化学气相沉积炉内进行二氧化硅淀积之后，还包括：
将安装有所述硅片的笼舟从低压力化学气相沉积炉内取出；
将硅片从笼舟内取出；
将晶圆从硅片上卸下。
本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟通过在固定棒上开有能够固定粘贴有晶圆的硅片的固定槽，进而能够将粘贴有晶圆的硅片固定在笼舟上，将笼舟放入低压力化学气相沉积炉内对晶圆进行二氧化硅淀积；本发明实施例提供的在晶圆上生长二氧化硅的方法，通过将固定有硅片的笼舟放入低压力化学气相沉积炉内对晶圆进行二氧化硅淀积，由于低压力化学气相沉积炉的温度较高，因此，制备的二氧化硅的膜层较致密，进而作业过程中不容易形成颗粒沾污，后序腐蚀工艺得到的晶圆的形貌较好，且设备投资成本较低，由于该笼舟固定的晶圆的数量较多，因此作业效率较高。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1是本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟的结构分解示意图。
图2是本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟的第一半圆筒的内侧的俯视结构图。
图3本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟的一个固定槽组固定一个硅片的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟的第一半圆筒展开为平面结构后的内侧的俯视结构图。
图5是本发明实施例提供的在晶圆上生长二氧化硅的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。
图1是本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟的结构分解示意图。如图1所示，该笼舟包括第一半圆筒11和第二半圆筒12，第一半圆筒11和第二半圆筒12可拆卸式拼接形成筒状结构；第一半圆筒11上开有第一进气口13；第二半圆筒12上开有第二进气口14。图2是本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟的第一半圆筒的内侧的俯视结构图。如图2所示，第一半圆筒11的内侧固定有至少两个固定棒14，固定棒14沿第一半圆筒的轴向方向(即垂直于第一半圆筒的直径方向)设置，每个固定棒14上开有至少两个固定槽15，每个固定棒14上的固定槽15的数量相同。每个固定棒14上位于同一位置的固定槽15形成固定槽组16，每个固定槽组16用于固定至少一个硅片，硅片上粘贴有晶圆，图3示出了一个固定槽组固定一个硅片的结构示意图，其中，31为硅片。需要说明的是，位于同一位置指的是固定槽在固定棒上沿第一方向排列的序号是相同的。
该笼舟能够固定多个硅片，一个硅片上可以固定有多个晶圆，使得该笼舟上固定的晶圆的数量较大，进而在利用该笼舟对晶圆进行二氧化硅生长时，单次作业量较高，进而能够提高作业效率。在保证每个晶圆上生长的二氧化硅的质量的前提下，提高作业效率，可以将两个硅片放置在一个固定槽组中，且两个硅片未粘贴晶圆的一面相互接触。这种设置方式使得晶圆完全暴露在笼舟中，进而能够与后期进入笼舟中的混合气体充分接触，不影响每个晶圆上生长的二氧化硅的质量，且通过一个固定槽中设置两个硅片，提高了单次作业量，进而能够提高作业效率。因此，固定槽的宽度优选为两个硅片的厚度。
为了保证利用笼舟对晶圆进行二氧化硅生长时通入混合气体的均匀性及每个晶圆与混合气体接触的均匀性，固定槽优选的设置方式为与第一进气口间隔设置，且避开第二进气口在第一半圆筒上的投影区域。第一进气口和第二进气口的设置关系优选为第一进气口的尺寸和排布方式分别与第二进气口的尺寸和排布方式相同。
图4是本发明实施例提供的用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟的第一半圆筒展开为平面结构后的内侧的俯视结构图。如图4所示，第一进气口13沿第一方向A和第二方向B呈矩阵排列。为了保证利用该笼舟对晶圆进行二氧化硅淀积时，进入笼舟内的混合气体的均匀性，第一进气口13的直径优选为4.5毫米，第一方向A优选为垂直于第一半圆筒的直径方向，第二方向B优选为第一半圆筒的直径方向成3度夹角，夹角如图4中的C所示。第一进气口13沿第一方向A排布的间隔D可以为7.32毫米，第一进气口13沿第二方向B排布的间隔E可以为12毫米，且第一方向A上奇数位置的第一进气口13与偶数位置的第一进气口13沿第二方向B错开的间距F可以为6毫米进行排列。固定槽组16沿第一方向A排列，每个固定槽组16的每个固定槽15沿第二方向B排列。这种方式的设置使得固定槽15的排列方式与第一进气口13的排列方式相同，能够进一步保证利用该笼舟对晶圆进行二氧化硅淀积时，每个晶圆与混合气体接触的均匀性。固定槽组之间的间隔G优选为11.9毫米。
需要说明的是，笼舟的第一半圆筒的直径、长度以及第一进气口和第二进气口的尺寸及间隔均可以根据需要进行设计；为了保证第一半圆筒和第二半圆筒可拆卸式拼接的便利性，第一半圆筒和第二半圆筒上可以设置用于拼接的卡扣；为了拿取笼舟方便，笼舟的两侧可以设置用于取拿的把手。
图5是本发明实施例提供的在晶圆上生长二氧化硅的方法的流程图。如图5所示，该方法包括以下步骤：
S51、将至少两个晶圆粘贴于硅片上。
通过将至少两个晶圆粘贴于硅片上，使得后期将硅片固定在笼舟上，利用该笼舟对晶圆进行二氧化硅生长时，笼舟中固定的晶圆的数量较大，能够提高单次作业量，进而能够提高作业效率。
S52、将粘贴有晶圆的硅片安装在上面所述的笼舟上。
在利用该笼舟对晶圆进行二氧化硅生长时，在保证每个晶圆上生长的二氧化硅的质量的前提下，提高作业效率，可以将两个硅片放置在一个固定槽组中，且两个硅片未粘贴晶圆的一面相互接触。这种设置方式使得晶圆完全暴露在笼舟中，进而能够与后期进入笼舟中的混合气体充分接触，不影响每个晶圆上生长的二氧化硅的质量，且通过一个固定槽中设置两个硅片，提高了单次作业量，进而能够提高作业效率。
S53、将安装有硅片的笼舟放入低压力化学气相沉积炉内进行二氧化硅淀积。
淀积的压力优选为100-300毫托，淀积的温度优选为350℃至400℃，由于淀积的温度较高，使得在晶圆上形成的二氧化硅的膜质较致密，进而作业过程中不容易形成颗粒沾污，进而后序腐蚀工艺得到的晶圆的形貌较好，另外，该温度不会对晶圆的衬底造成影响。淀积时用到的气体可以是硅烷和氧化氮的混合气体，硅烷和氧化氮的比例可以根据需要淀积的二氧化硅的厚度及均匀性的情况进行调整。混合气体通过笼舟的第一半圆筒上的第一进气口和第二半圆筒上的第二进气口进入笼舟内，笼舟起到匀流的作用，使得混合气体与每个晶圆均匀性接触，保证了淀积的二氧化硅的均匀性。
S54、将安装有硅片的笼舟从低压力化学气相沉积炉内取出。
将完成二氧化硅淀积后的低压力化学气相沉积炉内的笼舟取出。
S55、将硅片从笼舟内取出。
将硅片从固定槽中取出。
S56、将晶圆从硅片上卸下。
将晶圆从硅片上卸下，能够得到多个完成二氧化硅淀积的晶圆。
上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由权利要求的范围决定。

Claims (7)

1.一种用于在晶圆上生长二氧化硅的笼舟，其特征在于，包括：
第一半圆筒，所述第一半圆筒上开有第一进气口；
第二半圆筒，所述第二半圆筒上开有第二进气口，所述第二半圆筒和所述第一半圆筒可拆卸式拼接形成筒状结构；
至少两个固定棒，所述第一半圆筒的轴向方向为第一方向，所述固定棒沿所述第一方向固定于所述第一半圆筒的内侧，每个所述固定棒上开有至少两个固定槽，每个所述固定棒上的固定槽的数量相等，每个所述固定棒上在所述第一方向上位于同一位置的固定槽形成固定槽组，所述固定槽组用于固定至少一个粘贴有晶圆的硅片；
所述固定槽与所述第一进气口间隔设置，并避开所述第二进气口在所述第一半圆筒上的投影区域。
2.根据权利要求1所述的笼舟，其特征在于，所述第一进气口的尺寸和排布方式分别与所述第二进气口的尺寸和排布方式相同。
3.根据权利要求2所述的笼舟，其特征在于，所述第一进气口的直径为4.5毫米，当所述第一半圆筒展开为平面结构时，与所述第一半圆筒的直径方向成3度夹角的方向为第二方向，所述第一进气口沿第一方向和第二方向呈矩阵排列。
4.根据权利要求3所述的笼舟，其特征在于，所述固定槽组沿所述第一方向排列，所述每个固定槽组的每个固定槽沿所述第二方向排列。
5.一种在晶圆上生长二氧化硅的方法，其特征在于，包括：
将至少两个晶圆粘贴于硅片上；
将粘贴有晶圆的硅片安装在权利要求1-4任一所述的笼舟上；
将安装有所述硅片的笼舟放入低压力化学气相沉积炉内进行二氧化硅淀积。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述淀积的压力为100-300毫托，所述淀积的温度为350℃至400℃。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将安装有所述硅片的笼舟放入低压力化学气相沉积炉内进行二氧化硅淀积之后，还包括：
将安装有所述硅片的笼舟从低压力化学气相沉积炉内取出；
将硅片从笼舟内取出；
将晶圆从硅片上卸下。
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