一种晶舟和具有该晶舟的炉管装置制造方法及图纸

技术编号:14581514 阅读:111 留言:0更新日期:2017-02-08 11:58
本实用新型专利技术提供一种晶舟和具有该晶舟的炉管装置,晶舟适于放置晶圆,包括顶盖、底盖和晶棒,顶盖和底盖相对设置,且顶盖和底盖的直径小于晶圆的直径;晶棒位于顶盖和底盖之间,一端与顶盖连接,另一端与底盖连接;晶棒的长度方向与顶盖和底盖的表面垂直,且晶棒的端面在顶盖所在平面和底盖所在平面上的投影与顶盖和底盖部分重合或不相重合。本实用新型专利技术取消了传统的晶舟旋转设计,并通过改变原始晶舟和内管的形状设计,缩短了晶舟、晶圆和内管壁的空间位置,使在真空状态下气流速度在更窄的空间内流速变快,改善了HTO制程的厚度尤其是顶部的厚度均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高温氧化制程(HTO)领域,特别是涉及一种晶舟和具有该晶舟的炉管装置。
技术介绍
在低压化学气相淀积(LPCVD)高温氧化制程(HTO)领域中,通常使用DCS和N2O气体来生成SiO2。具体的化学反应式为:SiH2Cl2+2N2O=SiO2+2N2+2HCl。如图1所示,是现有技术中常见HTO制程的炉管装置结构示意图,包括提供热量的加热装置4’,外管5’、内管1’和晶舟2’,其中内管1’及晶舟2’的详细示意图如图2和图3所示,晶棒23’焊接于顶盖21’的底面和底盖22’的顶面之间,且垂直于所述顶盖21’与所述底盖22’,也即晶棒23’位于顶盖21’和底盖22’的垂直投影区域内,所述内管1’罩于所述晶舟2’外侧,如图3所示,一般来说,所述晶舟2’所述晶棒23’离内管1’壁的距离为20-30mm,高温氧化制程中,整个过程是在真空环境下完成,从炉管底部的一侧通入N2和SiH2Cl2,另一侧进行抽气,由于气体从底部向上流动,气流扩散到顶部的速度慢、时间长,而晶圆3’的厚度均匀性与真空状态下气流的速度有关系,所以晶舟2’顶部的晶圆3’的厚度均匀性很难被控制。为了达到更好的厚度均匀性,都是采用旋转机构6’(rotatefunction)来实现,即在晶舟2’底部安装旋转机构6’,以加大气流的扩散速度和均匀性,但即使如此,效果仍不明显。目前业界HTO制程厚度均匀性问题一般根据49点厚度地图法来调整晶圆在晶舟上面的位置,49点厚度地图法是指:在晶圆上均匀选取49点,计算该49点的平整度(也即均匀度),均匀度可以是晶圆上最厚的点与最薄的点之差再与49个点的平均厚度之比,也可以是晶圆上最厚的点与最薄的点两者之差再与该两点之和的比值。也或者通过调整制程的压力、温度和流量等参数来提高HTO制程的厚度均匀性。但是实际效果显示未能从根本上面解决HTO制程的厚度均匀性问题。尤其是顶部的厚度均匀性问题一直困扰整个业界。因此怎么解决HTO厚度均匀性问题成为一个亟待解决的课题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术的目的在于提供一种能改善高温氧化制程厚度均匀性的炉管装置,通过硬件结构的改变彻底的改善HTO制程厚度均匀性的问题。为实现上述目的,本技术提供一种晶舟,适于放置晶圆,包括顶盖、底盖和晶棒,所述顶盖和所述底盖相对设置,且所述顶盖和底盖的直径小于晶圆的直径;所述晶棒位于所述顶盖和所述底盖之间,一端与所述顶盖相连接,另一端与所述底盖相连接;所述晶棒的长度方向与所述顶盖和所述底盖的表面相垂直,且所述晶棒的端面在所述顶盖所在平面和所述底盖所在平面上的投影与所述顶盖和所述底盖部分重合或不相重合。于本技术一实施方式中,所述晶棒设置有3-4根。于本技术一实施方式中,所述晶棒平行间隔分布,且所述晶棒端面的中心位于同一圆周上。于本技术一实施方式中,所述晶棒一端的内侧固定于所述顶盖的边缘,另一端的内侧固定于所述底盖的边缘。于本技术一实施方式中,所述晶棒的内侧设有适于安装晶圆的安装槽。于本技术一实施方式中,所述晶棒为圆柱形或方柱形结构。本技术还提供一种炉管装置,包括内管和上述任一项所述的晶舟;所述内管内壁的形状与所述晶舟的形状相匹配;所述晶舟位于所述内管内,且与所述内管的内壁相隔一定的间距。于本技术一实施方式中,所述晶棒与所述内管的内壁之间的间距为3-10mm。于本技术一实施方式中,所述内管为石英管。于本技术一实施方式中,所述炉管装置还包括加热装置和外管,所述外管套置于所述内管的外围,所述加热装置位于所述外管的外围。如上所述,本技术的晶舟和具有该晶舟的炉管装置,具有以下有益效果:1、取消了传统的旋转机构,使得炉管装置结构更简单,节能、易维护、降低成本。2、顶盖和底盖的尺寸缩短,几根晶棒连接于顶盖及底盖的外侧或者晶棒的两个端面与顶盖和底盖部分连接,且内管的内侧壁与晶舟相匹配,晶舟晶棒离的内侧壁控制在3-10mm以内,远小于改善之前的20-30mm,使在真空状态下气流速度在更窄的空间内流速变快,以此达到晶舟的HTO制程时顶部的厚度均匀性控制在1.5%以内,远远好于之前的3%以上。附图说明图1显示为现有技术中HTO制程的炉管装置结构示意图。图2显示为现有技术中晶舟与内管的位置关系示意图。图3显示为图2的俯视结构示意图。图4显示为本技术实施例一中晶舟的结构示意图。图5显示为图4的俯视结构示意图。图6显示为本技术实施例二中晶舟的结构示意图。图7显示为图6的俯视结构示意图。图8显示为本技术实施例三中晶舟与内管的位置关系俯视图。图9显示为本技术实施例三中内管的俯视结构示意图。图10显示为本技术实施例四中晶舟与内管的位置关系俯视图。元件标号说明1’内管2’晶舟21’顶盖22’底盖23’晶棒3’晶圆4’加热装置5’外管6’旋转机构1内管2晶舟21顶盖22底盖23晶棒3晶圆具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。请参阅图4至图10。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本技术可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本技术可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更
技术实现思路
下,当亦视为本技术可实施的范畴。实施例一请参阅图4至图5,本技术提供一种晶舟2,适于放置晶圆3,包括顶盖21、底盖22和晶棒23,所述顶盖21和所述底盖22相对设置,且所述顶盖21和底盖22的直径小于晶圆3的直径;所述晶棒23位于所述顶盖21和所述底盖22之间,一端与所述顶盖21相连接,另一端与所述底盖22相连接;所述晶棒23的长度方向与所述顶盖21和所述底盖22的表面相垂直,且所述晶棒23的端面在所述顶盖21所在平面和所述底盖22所在平面上的投影与所述顶盖21和所述底盖22不相重合。作为示例,所述晶棒23设置有3-4根。作为示例,所述晶棒23平行间隔分布,且所述晶棒23端面的中心位于同一圆周上。根据需要,晶棒23可以设置成对称或不对称分布的。作为示例,所述晶棒23一端的内侧固定于所述顶盖21的边缘,另一端的内侧固定于所述底盖22的边缘。作为示例,所述晶棒23的内侧设有适于安装晶圆3的安装槽(未示出)。一般情况下,每根晶棒23上的安装槽设有若干个,且位于同一面上的所述安装槽固定一个所述晶圆3,各所述晶圆3平行设置,且各个所述晶圆3可以根据需要调整位置。作为示例,所述晶棒23为圆柱形或方柱形结构。当然也可以根据需要设置成其他合适的形状。实施例二请参阅图6至图7,为另一种晶舟的结构示意图,该实施例中晶舟2与实施例一的区别在于,所述晶棒23的端面在所述顶盖21所在平面和所述底盖22所在平面上的投影与所述顶盖21和所述底盖22部分重合,即本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种晶舟,适于放置晶圆,包括顶盖、底盖和晶棒,其特征在于,所述顶盖和所述底盖相对设置,且所述顶盖和底盖的直径小于晶圆的直径;所述晶棒位于所述顶盖和所述底盖之间,一端与所述顶盖相连接,另一端与所述底盖相连接;所述晶棒的长度方向与所述顶盖和所述底盖的表面相垂直,且所述晶棒的端面在所述顶盖所在平面和所述底盖所在平面上的投影与所述顶盖和所述底盖部分重合或不相重合。

【技术特征摘要】
1.一种晶舟,适于放置晶圆,包括顶盖、底盖和晶棒,其特征在于,所述顶盖和所述底盖相对设置,且所述顶盖和底盖的直径小于晶圆的直径;所述晶棒位于所述顶盖和所述底盖之间,一端与所述顶盖相连接,另一端与所述底盖相连接;所述晶棒的长度方向与所述顶盖和所述底盖的表面相垂直,且所述晶棒的端面在所述顶盖所在平面和所述底盖所在平面上的投影与所述顶盖和所述底盖部分重合或不相重合。2.根据权利要求1所述晶舟,其特征在于,所述晶棒设置有3-4根。3.根据权利要求2所述晶舟,其特征在于,所述晶棒平行间隔分布,且所述晶棒端面的中心位于同一圆周上。4.根据权利要求1所述的晶舟,其特征在于,所述晶棒一端的内侧固定于所述顶盖的边缘,另一端的内侧固定于所述底...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈建飞王杨
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造北京有限公司中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:新型
国别省市:北京;11

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