用于半导体制造的氧化炉保温桶及氧化方法技术

本发明专利技术公开了一种用于半导体制造的氧化炉保温桶及氧化方法，该保温桶包括底座、固定于底座上的限位柱、至少一片鳍片，该鳍片被限位柱阻挡以防止掉落并平行层叠于底座上，该鳍片之间具有一间隙。本发明专利技术的保温桶具有可拆卸式的一片或多片鳍片，通过支柱安装在保温桶的底座上，根据不同湿氧工艺温度需求来调整鳍片的数量，能有效防止低工艺温度时水蒸汽形成的水珠对工艺和器件产生的不良影响，同时避免高工艺温度对工艺门密封部件造成的损伤。

Oxidation furnace heat preservation barrel for semiconductor manufacturing and oxidation method

The invention discloses a method for insulation barrel and oxidation oxidation furnace in semiconductor manufacturing, the heat insulation barrel comprises a base, fixed on the base of the limit column and at least one fin, the fin is limit column barrier to prevent falling off and stacked parallel to the base, there is a gap between the fins. The insulation bucket of the invention has one or more pieces of removable fins, the pillar is installed on the base on the heat insulation barrels, according to the number of different wet process temperature oxygen demand to adjust fins, can effectively prevent the adverse effects of low temperature process of water vapor to form water droplets on the process and device, and high technology the temperature of the damage caused by craft door sealing parts to avoid.

【技术实现步骤摘要】
用于半导体制造的氧化炉保温桶及氧化方法
本专利技术涉及集成电路制造
，特别涉及一种用于半导体加热氧化工艺的氧化炉保温桶及氧化方法。
技术介绍
硅片作为一种重要的半导体材料，其加工处理，尤其氧化处理是一种非常精密的工艺。目前，国内外普遍采用立式氧化炉取代卧式结构，来实现硅片的氧化工艺。立式氧化炉采用的是上部进气下部排气的气体供给/排出方式，排气管路在炉管下部，接近工艺门，工艺中为了保证良好的热场，工艺门上部装有保温桶。现有的保温桶是一体式结构，鳍片不可拆卸。保温桶的主要作用包括：1.防止炉体内部热量散失；2.防止高温辐射对工艺门及附近元器件造成损坏。如图1所示，现有立式氧化炉内的保温桶4安装于氧化炉下部工艺门的水冷盘3上，保温桶4上方装有石英舟6，用来承载工艺片5。为了提高工艺门的密封性，工艺门上装有O形圈(高分子材料，未图示)以及磁流体1(其内部有磁性悬浮液)，然而，这两个部件都有一定的耐温极限，温度过高对部件都会造成损坏，因此，一般会在工艺门和工艺管底部设有冷却水管路2，工艺时会通入一定流量的循环冷却水。硅片在氧化炉内进行湿氧工艺时，主要的反应过程包括H2+O2→H2O和Si+H2O→SiO2+H2。反应过程中多余的或未参与反应的水蒸汽会随气流从排气管路排出，如果工艺温度较低，产生水珠过多，工艺结束后降舟过程中水珠就会从工艺门流下，给工艺门下部电缆以及各元器件造成损坏；另一方面，如果工艺温度较高，保温桶热容较小，工艺门处温度过高，就可能导致工艺门上密封各部件受热辐射而损坏。因此，如何根据不同湿氧工艺需求(工艺温度)来调整保温桶的鳍片数量，从而防止低工艺温度形成的水珠对工艺和器件产生的不良影响，同时避免高工艺温度对工艺门器件的损伤，是本领域技术人员需要解决的技术问题之一。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，而提供一种用于半导体制造的氧化炉保温桶及氧化方法，通过增减保温桶鳍片(FIN)数量来保证工艺门处温度，可以避免低温水蒸汽凝聚产生水珠，也可以避免高温热辐射对工艺门密封元器件造成损坏。本专利技术的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其包括底座、固定于底座上的限位柱、数片鳍片，该限位柱包括至少三根设于底座边缘并限位该鳍片边缘的支柱和/或至少一根设于底座上并穿过该鳍片上预设的孔的支柱，该鳍片被限位柱阻挡以防止掉落并平行层叠于底座上，该鳍片的上表面和/或下表面具有数个等高的凸出部，以与上下相邻的鳍片形成固定间隙；其中，保温桶结构为组装式，其具有可拆卸式的一片或多片鳍片，通过根据不同湿氧工艺温度需求来调整鳍片的数量，使保温桶热容发生变化，以改变工艺门处温度。进一步地，该限位柱为至少三根支柱且任意两根与底座中心点连线的夹角均小于180°。进一步地，该限位柱为均匀分布于底座边缘的四根支柱。进一步地，该鳍片边缘平均分布有四个凹槽，该四根支柱的设置位置与四个凹槽相对应，以限位鳍片。进一步地，该限位柱包括一根设于底座中心位置的支柱和/或至少两根设于底座边缘位置以内的支柱。进一步地，该鳍片的上表面或下表面中的一个面具有至少三个凸出部，且任意两个凸出部与鳍片中心点连线的夹角均小于180°，以使鳍片平稳层叠放置。进一步地，该鳍片边缘与氧化炉内壁相抵贴。进一步地，该支柱上具有固定件，并向下抵贴最上方的鳍片以在纵向方向上限位鳍片。进一步地，该鳍片为2-20片，且为石英片，该鳍片之间的间隙为10-20mm。进一步地，该鳍片中具有至少由两片鳍片焊接而成的鳍片组，该鳍片组中鳍片之间的间隙为10-20mm。本专利技术还提供一种利用上述氧化炉保温桶氧化硅片的方法，其包括以下步骤：a.预设第一温度和第二温度，并根据该第一温度或/和第二温度确定保温桶内鳍片的数量，在该第一温度下，通入氢气和氧气，对硅片进行湿氧工艺30-60分钟；b.继续通入氢气和氧气，进行湿氧工艺20-30分钟，并从该第一温度升温至第二温度；c.在该第二温度下，通入氢气和氧气，进行湿氧工艺60-120分钟；d.在该第二温度下，通入氮气吹扫硅片。进一步地，若该第一温度和第二温度均在400-600℃之间，则保温桶内鳍片数量调整为10-15片；若该第一温度和第二温度均在600-1000℃之间，则保温桶内鳍片数量调整为15-20片。进一步地，步骤a、b和c中通入氢气和氧气的流量分别为5500-6500SLM和4000-5000SLM，步骤d中通入氮气的流量为9000-11000SLM，该第一温度与第二温度的温差为50-150℃，本方法中氧化炉工艺门和炉体底部冷却水流量为2-3L/min。本专利技术提供的用于半导体制造的氧化炉保温桶及氧化方法，采用组装式保温桶结构，其具有可拆卸式的一片或多片鳍片，通过支柱安装在保温桶的底座上，根据不同湿氧工艺温度需求来调整鳍片的数量，致使保温桶的热容发生变化，工艺门处温度随之改变，以提高工艺门的性能；并有效防止低工艺温度时水蒸汽形成的水珠对工艺和器件产生的不良影响，同时避免高工艺温度对工艺门密封部件造成的损伤。附图说明为能更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点，以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细描述，其中：图1是现有氧化炉内部分部件的结构示意图；图2是本专利技术第一实施例保温桶的立体图；图3是本专利技术第二实施例保温桶的俯视图；图4是本专利技术第三实施例保温桶的俯视图；图5是本专利技术第四实施例保温桶的俯视图；图6是本专利技术第五实施例保温桶的俯视图。具体实施方式本专利技术的保温桶用于半导体制造的氧化炉底部，其包括底座、固定于底座上的限位柱、数片鳍片，该限位柱包括至少三根设于底座边缘并限位该鳍片边缘的支柱和/或至少一根设于底座上并穿过该鳍片上预设的孔的支柱，该鳍片被限位柱阻挡以防止掉落并平行层叠于底座上，每片鳍片的上表面具有数个等高的凸出部且/或下表面具有数个等高的凸出部，以与上下相邻的鳍片形成固定间隙。以下通过实施例具体说明。第一实施例请首先参阅图2，本实施例的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其包括第一底座11、固定于第一底座11边缘位置的四根A支柱12、二十片石英材质的第一鳍片13。其中，第一鳍片13的边缘具有等距的四个供A支柱12穿过的凹槽131，四根A支柱12固设在与这四个凹槽131对应位置的第一底座11上并构成本专利技术所述“第一支柱”，第一鳍片13被A支柱12阻挡以防止掉落并可拆卸地平行层叠于第一底座11上。通过这样的设置，有利于鳍片的取放，从而增减鳍片数量，也可以避免第一鳍片13在保温桶内的晃动和转动。本实施例中，鳍片是通过均匀分布在底座边缘的四根支柱来限位的，实验证明四根均匀分布的支柱的限位效果和防止鳍片位移效果最佳。但实际应用中，支柱的数量不限于四根，两根(互呈180°)或两根以上的支柱也可以起到限位作用，但任意两根支柱与底座中心点连线的夹角均应小于等于180°，以将鳍片限位其中，否则鳍片的一个半边由于没有支柱阻挡而容易掉落。本实施例中，每个第一鳍片13的上表面都具有4个凸块132，凸块132具有相同厚度，这样就能与上下相邻的鳍片之间形成固定间隙，提高保温效果。其中，本实施例的4个凸块132均匀分布于每两根A支柱12之间的鳍片边缘，以防止鳍片在平行层叠之后重心偏移，因此，在其他实施例中，只要鳍片的上表面或下表面中一个面具有至少三个凸出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：其包括底座、固定于底座上的限位柱、数片鳍片，该限位柱包括至少三根设于底座边缘并限位该鳍片边缘的支柱和/或至少一根设于底座上并穿过该鳍片上预设的孔的支柱，该鳍片被限位柱阻挡以防止掉落并平行层叠于底座上，该鳍片的上表面和/或下表面具有数个等高的凸出部，以与上下相邻的鳍片形成固定间隙；其中，保温桶结构为组装式，其具有可拆卸式的一片或多片鳍片，通过根据不同湿氧工艺温度需求来调整鳍片的数量，使保温桶热容发生变化，以改变工艺门处温度。

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：其包括底座、固定于底座上的限位柱、数片鳍片，该限位柱包括至少三根设于底座边缘并限位该鳍片边缘的支柱和/或至少一根设于底座上并穿过该鳍片上预设的孔的支柱，该鳍片被限位柱阻挡以防止掉落并平行层叠于底座上，该鳍片的上表面和/或下表面具有数个等高的凸出部，以与上下相邻的鳍片形成固定间隙；其中，保温桶结构为组装式，其具有可拆卸式的一片或多片鳍片，通过根据不同湿氧工艺温度需求来调整鳍片的数量，使保温桶热容发生变化，以改变工艺门处温度。2.根据权利要求1所述的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：该限位柱为至少三根支柱且任意两根与底座中心点连线的夹角均小于180°。3.根据权利要求2所述的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：该限位柱为均匀分布于底座边缘的四根支柱。4.根据权利要求3所述的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：该鳍片边缘平均分布有四个凹槽，该四根支柱的设置位置与四个凹槽相对应，以限位鳍片。5.根据权利要求1所述的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：该限位柱包括一根设于底座中心位置的支柱和/或至少两根设于底座边缘位置以内的支柱。6.根据权利要求1至5任一项所述的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：该鳍片的上表面或下表面中的一个面具有至少三个凸出部，且任意两个凸出部与鳍片中心点连线的夹角均小于180°，以使鳍片平稳层叠放置。7.根据权利要求6所述的用于半导体制造的氧化炉保温桶，其特征在于：该鳍片边缘与氧化炉内壁相抵贴。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟华，兰天，宋辰龙，王兵，
申请(专利权)人：北京七星华创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11