專利名稱：用于垂直氧化爐管的三柱石英舟的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路制造設(shè)備，具體涉及一種用于垂直氧化爐管的三柱石英舟。
背景技術(shù)：
在集成電路制造廠(IC foundry)中，采用常壓高溫氧化爐管工藝，以熱氧化生長 的方式在硅片上生成二氧化硅，用于feite Oxide (柵氧化)，Pad Oxide (墊層氧化)，Sac Oxide (犧牲氧化)或Field Oxide (場氧化)，也可以用作Anneal (退火)和狗11 Drive (阱 驅(qū)動)等工藝。以上工藝的反應(yīng)溫度范圍從800°C到1100°C不等，而反應(yīng)壓力一般接近大 氣壓。常壓高溫氧化爐管工藝在垂直爐管中進(jìn)行，垂直爐管內(nèi)部的反應(yīng)腔體為常壓高溫 條件，硅舟垂直設(shè)置于垂直爐管的反應(yīng)腔體內(nèi)，硅片則水平放置于硅舟上。根據(jù)制作材料的不同，硅舟分為石英舟和碳化硅舟，一般工藝采用耐高溫的石英 舟，其熔點1750°C;在Armeal和狗11 Drive的工藝，則采用耐高溫性能更好的碳化硅(SiC) 材料制成的硅舟，其熔點2700°C左右，但是其價格大約是石英舟的6 7倍。在有些特殊的功率器件的制作工藝中，會用到DCE Gate Oxide (二氯乙烯柵氧化) 工藝，其反應(yīng)溫度為1050°C。由于碳化硅舟的制作工藝，其本身帶有相對于石英較多的金屬 雜質(zhì)(K、Ca較多)，會使器件失效，故不適宜應(yīng)用到此工藝，目前還是沿用石英舟。由于支撐硅片的垂直立柱(rod)的個數(shù)不同，硅舟的外形結(jié)構(gòu)也不相同，根據(jù)垂 直立柱的個數(shù)，硅舟分為三柱舟(3-rod)和四柱舟G-rod)。在DCE Gate Oxide工藝中，采用3_rod石英舟有利于改善制品顆粒狀況。如圖1、 圖2所示，該3-rod石英舟包括上蓋1、底板2、三根垂直立柱3，上蓋1和底板2為尺寸相同 的環(huán)形，垂直立柱3的頂端連接環(huán)形上蓋1，底端連接環(huán)形底板2。立柱內(nèi)側(cè)設(shè)有多個硅片 槽(slot)，硅片槽沿立柱的軸向排列，用于支撐硅片。上蓋與底板之間還設(shè)有兩根加強柱。立柱的截面為圓形，兩根立柱相對于中心立柱對稱設(shè)置，且該兩根立柱的連線偏 離上蓋和底板的直徑；兩根加強柱設(shè)置于立柱的一側(cè)，兩根加強柱的連線為上蓋和底板的 直徑。這種3-rod石英舟在高溫爐中的使用壽命很短，造成非常高的生產(chǎn)成本(3-rod石 英舟報廢頻度大約為65爐)。因此目前DCE Gate Oxide工藝采用使用壽命較長的4_rod石英舟，其報廢頻度大 約為240爐。但是，在作業(yè)過程中，4-rod石英舟承載著硅片由室溫進(jìn)入800°C的反應(yīng)腔體， 以及從800°C的反應(yīng)腔體到室溫的過程中，由于溫度的變化，會造成硅片和舟發(fā)生形變，多 余的一個石英舟支撐點(三點支撐一個平面)很容易與硅片摩擦產(chǎn)生的顆粒掉到下面一片 硅片的表面，這些顆粒會影響器件造成其功能失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，它可以 在延長使用壽命的前提下改善制品的顆粒狀況，提高制品的良率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明用于垂直氧化爐管的三柱石英舟的技術(shù)解決方案 為包括上蓋、底板、三根垂直立柱，垂直立柱的頂端連接環(huán)形上蓋，底端連接環(huán)形底 板，立柱內(nèi)側(cè)設(shè)有硅片槽，第一立柱、第二立柱相對于中心立柱對稱設(shè)置；所述中心立柱與 兩根立柱之間分別設(shè)有加強柱，加強柱的截面為半圓形。所述加強柱與相鄰的立柱之間設(shè)有多根弧形的加強肋。所述加強肋沿立柱的軸向分布。所述加強柱和/或三根垂直立柱的一側(cè)設(shè)有加強桿。所述中心立柱的直徑大于立柱的直徑。所述加強柱與石英舟中心的連線與中心立柱與石英舟中心的連線之間的夾角為 45°。本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是本發(fā)明應(yīng)用于常壓高溫條件下的垂直氧化爐管，能夠在高溫條件下有效延長形變 周期，明顯改善制品的顆粒狀況，延長使用壽命，降低生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)三柱石英舟的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明用于垂直氧化爐管的三柱石英舟的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中的A-A剖視圖。圖中附圖標(biāo)記說明1為上蓋， 2為底板， 30為垂直立柱，3為加強柱，31為加強桿，4為加強肋，A為第一立柱，B為第二立柱，C為中心立柱。
具體實施例方式本發(fā)明用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，包括上蓋1、底板2、三根垂直立柱，上蓋 1和底板2為尺寸相同的環(huán)形，垂直立柱的頂端連接環(huán)形上蓋1，底端連接環(huán)形底板2。立柱 內(nèi)側(cè)設(shè)有多個硅片槽(slot)，硅片槽沿立柱的軸向排列，用于支撐硅片。 立柱的截面為圓形，其中第一立柱A、第二立柱B相對于中心立柱C對稱設(shè)置，且該 兩根立柱A、B的連線偏離上蓋1和底板2的直徑。中心立柱C的直徑大于另兩根立柱A、B。本發(fā)明兩根立柱A、B之間的中心立柱C的直徑大于另兩根，能夠增加支撐硅片的 接觸面積，支撐硅片更穩(wěn)定，防止硅片掉落。本發(fā)明通過三根立柱A、B、C支撐硅片，能夠有效降低顆粒的數(shù)量，顆粒發(fā)生概率 從6% 10%降低到小于1%，提高了產(chǎn)品的良率。
中心立柱C與另兩根立柱A、B之間分別設(shè)有加強柱3，加強柱3的截面為半圓形， 加強柱3的圓弧面向外。加強柱3及三根立柱的一側(cè)分別設(shè)有加強桿31。加強柱3及加強桿31僅用于支撐舟的重量，增加舟的強度，使舟的耐溫性更好；而 半圓形的加強柱3及加強桿31均與硅片不接觸。加強柱3與石英舟中心的連線與中心立柱C與石英舟中心的連線之間的夾角為 45°。加強柱3與相鄰的立柱A或B之間設(shè)有多根弧形的加強肋4，加強肋4沿立柱的軸 向分布有四根。加強肋4能夠進(jìn)一步增加舟的強度，減小舟的高溫變形量。如圖3、圖4所示的用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，三根垂直立柱長933mm，第 一、第二立柱A、B的直徑為20mm，中心立柱C的直徑為22mm ；加強肋4的截面直徑為10mm， 加強柱3的半徑為10mm，加強桿31的直徑為10mm。第一、第二立柱A、B及中心立柱C的內(nèi)側(cè)設(shè)有多個硅片槽(slot)，硅片槽沿立柱 的軸向排列，槽寬206mm，兩個硅片槽的間距為5. 2mm。本發(fā)明在不改變硅片的支撐位置的基礎(chǔ)上，增加了舟的強度，使舟的耐高溫性更 好，使用壽命更長。本發(fā)明應(yīng)用于DCE Gate Oxide氧化爐管，反應(yīng)溫度1050°C，使用壽命可達(dá)300爐， 較為顯著地延長了石英舟的使用壽命，同時降低爐管正常的維護頻度，節(jié)約生產(chǎn)成本，本發(fā) 明的生產(chǎn)成本僅為現(xiàn)有技術(shù)的1/5，并且明顯改善了顆粒狀況。本發(fā)明也可用于800°C 950°C的 Gate Oxide, Pad Oxide, Sac Oxide 等工藝。本發(fā)明適用于任何垂直常壓氧化爐管。
權(quán)利要求
1.一種用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，包括上蓋、底板、三根垂直立柱，垂直立柱的 頂端連接環(huán)形上蓋，底端連接環(huán)形底板，立柱內(nèi)側(cè)設(shè)有硅片槽，第一立柱、第二立柱相對于 中心立柱對稱設(shè)置；其特征在于所述中心立柱與兩根立柱之間分別設(shè)有加強柱，加強柱 的截面為半圓形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，其特征在于所述加強柱 與相鄰的立柱之間設(shè)有多根弧形的加強肋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，其特征在于所述加強肋 沿立柱的軸向分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，其特征在于所述加強柱 和/或三根垂直立柱的一側(cè)設(shè)有加強桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，其特征在于 所述中心立柱的直徑大于立柱的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，其特征在于 所述加強柱與石英舟中心的連線與中心立柱與石英舟中心的連線之間的夾角為45°。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，其特征在于所述加強柱 與石英舟中心的連線與中心立柱C與石英舟中心的連線之間的夾角為45°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于垂直氧化爐管的三柱石英舟，包括上蓋、底板、三根垂直立柱，垂直立柱的頂端連接環(huán)形上蓋，底端連接環(huán)形底板，立柱內(nèi)側(cè)設(shè)有硅片槽，第一立柱、第二立柱相對于中心立柱對稱設(shè)置；所述中心立柱與兩根立柱之間分別設(shè)有加強柱，加強柱的截面為半圓形。所述加強柱與相鄰的立柱之間設(shè)有多根弧形的加強肋。本發(fā)明應(yīng)用于常壓高溫條件下的垂直氧化爐管，能夠在高溫條件下有效延長形變周期，明顯改善制品的顆粒狀況，延長使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/673GK102110627SQ20091020202
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者丁文斌, 莊忠爾, 譚俊 申請人:上海華虹Nec電子有限公司