CN209418473U - 一种沟齿带凸台的硅舟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沟齿带凸台的硅舟，包括天板、法兰以及若干个沟棒，沟棒设置在天板与法兰之间，沟棒的一端与天板固定，沟棒的另一端与法兰固定，所述沟棒内侧设有若干个用来承接硅片的沟齿，所述沟齿相互平行且平行于水平面，所述沟齿上端朝内的一侧设有接触凸台。本实用新型提供了一种沟齿带凸台的硅舟，具有结构简单，制造成本低等优点；且减少了硅片与沟齿的接触面积，降低了硅片接触位错和背面划伤等问题；同时提升硅舟批次硅片处理量，提升芯片制造效率，降低生产成本。

Description

一种沟齿带凸台的硅舟

技术领域

本实用新型涉及半导体元件制作工具技术领域，尤其是涉及一种沟齿带凸台的硅舟。

背景技术

硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料，一般通过拉晶、切片、倒角、磨片、腐蚀、背封、抛光、清洗等工艺过程做成的集成电路级半导体硅片。硅片热处理是半导体器件或电路加工过程中一个重要的工序，热处理包含CVD、氧化、扩散、退火等众多工艺，占据了集成电路制程工艺的大部分。而这时候就需要一种装载半导体硅片的载体，将半导体硅片放在载体上， 再放入热处理炉进行处理，这种载体在业内被称作硅片舟。现在市面上普遍用于承载硅片的舟是采用高纯度的石英或碳化硅制作。但石英舟作为硅片的载体时，在超过1000℃的处理温度下，长时间使用可能就会变形软化，导致搁置其中的硅片工艺异常，而且石英舟与硅片的材质不同，热胀冷缩系数明显不一致，在升温和降温时会出现冷点，导致晶格的塌失，形成晶粒错位，从而影响硅片质量。而对于碳化硅舟来说，随着硅片尺寸的增大，集成电路的精细度越来越高，生产工艺的要求也越来越苛刻，在高温处理过程中，可能会发生氧化反应，可能会影响到硅片的质量。因此，随着半导体科技的发展，石英舟或碳化硅舟已经逐渐无法适应高标准硅片的生产需要。取而代之的是高纯度硅质舟，其在高温下具有良好的稳定性，拥有与硅片相同的材质可以降低升降温时应力差带来的晶格缺陷。虽然有了与硅片相同的材质，但是普通硅舟依然不能避免类似石英舟和碳化硅舟相同的问题，那就是硅片与沟齿较大的接触面积，这会带来潜在的接触位错、硅片背部划伤等问题。为了减小二者接触面积，提高芯片良率，现在主流的硅舟普遍采用沟齿倾斜一定角度的技术来减小接触面积。

随着半导体制程技术的发展，芯片集成度也在不断增大，相应的芯片尺寸也在不断增大。当芯片尺寸增大后，为了提高生产效率并降低成本，晶圆尺寸也不断增大。但由于单晶硅生长拉制技术的限制，衬底硅片尺寸不能够无限增大，这对提高芯片制造的效率，降低成本造成了很大的困扰。对于立式硅片舟，由于受到机台设备内部空间的限制，其硅片搭载量往往有一定上限，这是提升芯片制造效率，降低成本的一个很大技术瓶颈。在芯片制造业普遍产能满载，利润偏低的情况下，提升制造效率，降低成本显得至关重要，因此我们必将要设计更好的硅舟来解决这个问题。

中国专利申请公开号CN203150529U，公开日为2013年08月21日，名称为“一种硅舟”，公开了一种硅舟，所述硅舟包括舟体，所述舟体的上沿设有容纳热偶的凹槽。但是该装置仍存在上述的问题。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术中的不足，提供一种沟齿带凸台的硅舟，具有结构简单，制造成本低等优点；且减少了硅片与沟齿的接触面积，降低了硅片接触位错和背面划伤等问题；同时提升硅舟批次硅片处理量，提升芯片制造效率，降低生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种沟齿带凸台的硅舟，包括天板、法兰以及若干个沟棒，沟棒设置在天板与法兰之间，沟棒的一端与天板固定，沟棒的另一端与法兰固定，所述沟棒内侧设有若干个用来承接硅片的沟齿，所述沟齿相互平行且平行于水平面，所述沟齿上端朝内的一侧设有接触凸台。

所述硅舟可以横向插设在沟齿内，多个硅片平行并排排列。现有的硅舟为了避免与硅片的大面积接触，沟齿采用2°左右向上的倾角，这样的设计在沟棒总长一定的情况下，会浪费沟棒较大的纵向空间，限制了沟齿的总数量，进而限制了硅片承载量。而带接触凸台的水平沟齿却可以避免这一空间浪费，既可以避免传统水平沟齿硅舟接触面积过大的问题，也可以降低倾斜沟齿硅舟空间浪费的问题。

作为优选，所述沟齿水平面上的投影形状为类等腰梯形，且沟齿类等腰梯形的较大底边一侧与沟棒连接。所述结构可以保证沟齿对硅片支撑的稳定性。

作为优选，所述接触凸台厚度为（1~3）mm。接触凸台可以在不改变沟齿原厚度的情况下，接触凸台的厚度越小，对沟棒总长度空间浪费越小；但是应该避免接触凸台的厚度过小，使硅片与沟齿接触。接触凸台厚度为（1~3）mm时，既可以起到避免沟齿直接与硅片接触，又可以减少空间的浪费量。

作为优选，所述接触凸台水平面上的投影面积为（80~100）mm2。所述结构可以有效地避免硅片与沟齿的大面积接触，同时适度的接触面积不会造成接触凸台应力过大。

作为优选，所述天板上设有与沟棒上端适配的上卡槽，法兰上设有与沟棒下端适配的下卡槽，沟棒上端与上卡槽卡接，沟棒下端与下卡槽卡接。所述结构可以使沟棒与天板和法兰固定，且固定结构相对稳定。

作为优选，所述沟棒数量为三根，包括两根前沟棒和一根后沟棒，前沟棒和后沟棒均垂直均布在法兰上，三根沟棒上的相应沟齿形成一侧开口大而另两侧开口小的硅片容置槽。所述结构可以使硅片容易插入容置槽，从而可以利用机械手从开口大的一侧插入，硅片插设方便快捷，容置安全性好，气相沉积均匀。

作为优选，所述硅舟材料为高纯度的多晶硅。所述高纯度的多晶硅制作的硅舟具有高熔点、高纯度特性和与硅片一致的热膨胀系数的等特点，能有效避免硅片翘曲、改善硅片表面错层，从而提高了硅片的合格率。

作为优选，所述法兰上设有若干个固定孔，所述法兰和天板上分别设有若干个一一对应的电偶安装孔。所述固定孔可以连接固定结构，固定住整个硅舟，为了防止其在震动的环境下发生倾倒，导致大量损失。所述电偶安装孔可以安装热电偶，从而可以测定硅舟内腔的温度，监控硅片的温度是其生产工艺中确保硅片的质量的重要环节。

本实用新型的有益效果是：（1）减少了硅片与沟齿的接触面积，降低了硅片接触位错和背面划伤等问题；（2）在沟棒的有限长度内可以增加更多的沟齿，从而提升硅舟批次硅片处理量，提升芯片制造效率，降低生产成本；（3）解决了石英舟高温软化变形以及碳化硅舟在高温下氧化污染硅片且成本高昂的不足；（4）硅舟结构简单，制造成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中沟棒的结构示意图；

图3是图2中A—A剖面的剖视图；

图4是图2中B处局部放大图；

图5是本实用新型中法兰的结构示意图；

图6是本实用新型中天板的结构示意图。

图中：天板1、上卡槽1.1、法兰2、下卡槽2.1、固定孔2.2、沟棒3、前沟棒3.1、后沟棒3.2、沟齿3.3、接触凸台3.4、电偶安装孔4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：

如图所示，一种沟齿带凸台的硅舟，包括天板1、法兰2以及若干个沟棒3，所述沟棒3设置在天板1与法兰2之间，所述天板1上设有与沟棒3上端适配的上卡槽1.1，法兰2上设有与沟棒3下端适配的下卡槽2.1，沟棒3上端与上卡槽1.1卡接，沟棒3下端与下卡槽2.1卡接；沟棒3的一端与天板1固定，沟棒3的另一端与法兰2固定，所述沟棒3内侧设有若干个用来承接硅片的沟齿3.3，所述沟齿3.3相互平行且平行于水平面，所述沟齿3.3水平面上的投影形状为类等腰梯形，且沟齿3.3类等腰梯形的较大底边一侧与沟棒3连接；所述沟齿3.3上端朝内的一侧设有接触凸台3.4；所述接触凸台3.4厚度为（1~3）mm；接触凸台3.4水平面上的投影面积为（80~100）mm2。

所述硅舟可以横向插设在沟齿3.3内，多个硅片平行并排排列。现有的硅舟为了避免与硅片的大面积接触，沟齿3.3采用2°左右向上的倾角，这样的设计在沟棒3总长一定的情况下，会浪费沟棒3较大的纵向空间，限制了沟齿3.3的总数量，进而限制了硅片承载量。而带接触凸台3.4的水平沟齿3.3却可以避免这一空间浪费，既可以避免传统水平沟齿3.3硅舟接触面积过大的问题，也可以降低倾斜沟齿3.3硅舟空间浪费的问题。

接触凸台3.4可以在不改变沟齿3.3原厚度的情况下，接触凸台3.4的厚度越小，对沟棒3总长度空间浪费越小；但是应该避免接触凸台3.4的厚度过小，使硅片与沟齿3.3接触。接触凸台3.4厚度为（1~3）mm时，既可以起到避免沟齿3.3直接与硅片接触，又可以减少空间的浪费量。所述接触凸台3.4水平面上的投影面积为（80~100）mm2时，可以有效地避免硅片与沟齿3.3的大面积接触，同时适度的接触面积不会造成接触凸台3.4应力过大。

所述硅舟材料为高纯度的多晶硅。所述高纯度的多晶硅制作的硅舟具有高熔点、高纯度特性和与硅片一致的热膨胀系数的等特点，能有效避免硅片翘曲、改善硅片表面错层，从而提高了硅片的合格率。

实施例2：

如图所示，在实施例1的基础上，所述沟棒3数量为三根，包括两根前沟棒3.1和一根后沟棒3.2，前沟棒3.1和后沟棒3.2均垂直均布在法兰2上，三根沟棒3上的相应沟齿3.3形成一侧开口大而另两侧开口小的硅片容置槽。所述结构可以使硅片容易插入容置槽，从而可以利用机械手从开口大的一侧插入，硅片插设方便快捷，容置安全性好，气相沉积均匀。

所述法兰2上设有若干个固定孔2.2，所述法兰2和天板1上分别设有若干个一一对应的电偶安装孔4。所述固定孔2.2可以连接固定结构，固定住整个硅舟，为了防止其在震动的环境下发生倾倒，导致大量损失。所述电偶安装孔4可以安装热电偶，从而可以测定硅舟内腔的温度，监控硅片的温度是其生产工艺中确保硅片的质量的重要环节。

本实用新型的有益效果是：减少了硅片与沟齿的接触面积，降低了硅片接触位错和背面划伤等问题；在沟棒的有限长度内可以增加更多的沟齿，从而提升硅舟批次硅片处理量，提升芯片制造效率，降低生产成本；解决了石英舟高温软化变形以及碳化硅舟在高温下氧化污染硅片且成本高昂的不足；硅舟结构简单，制造成本低。

Claims (8)

1.一种沟齿带凸台的硅舟，包括天板、法兰以及若干个沟棒，沟棒设置在天板与法兰之间，沟棒的一端与天板固定，沟棒的另一端与法兰固定，其特征是，所述沟棒内侧设有若干个用来承接硅片的沟齿，所述沟齿相互平行且平行于水平面，所述沟齿上端朝内的一侧设有接触凸台。

2.根据权利要求1所述的一种沟齿带凸台的硅舟，其特征是，所述沟齿水平面上的投影形状为类等腰梯形，且沟齿类等腰梯形的较大底边一侧与沟棒连接。

3.根据权利要求1所述的一种沟齿带凸台的硅舟，其特征是，所述接触凸台厚度为1~3mm。

4.根据权利要求1所述的一种沟齿带凸台的硅舟，其特征是，所述接触凸台水平面上的投影面积为80~100mm²。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种沟齿带凸台的硅舟，其特征是，所述天板上设有与沟棒上端适配的上卡槽，法兰上设有与沟棒下端适配的下卡槽，沟棒上端与上卡槽卡接，沟棒下端与下卡槽卡接。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种沟齿带凸台的硅舟，其特征是，所述沟棒数量为三根，包括两根前沟棒和一根后沟棒，前沟棒和后沟棒均垂直均布在法兰上，三根沟棒上的相应沟齿形成一侧开口大而另两侧开口小的硅片容置槽。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种沟齿带凸台的硅舟，其特征是，所述硅舟材料为高纯度的多晶硅。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种沟齿带凸台的硅舟，其特征是，所述法兰上设有若干个固定孔，所述法兰和天板上分别设有若干个一一对应的热电偶安装孔。