專利名稱：一種減少快速熱退火處理裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于快速熱退火處理(Rapid Thermal Processing,RTP)技術(shù)領(lǐng)域,涉及ー種減少快速熱退火處理裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法，尤其涉及一種減少接觸式旋轉(zhuǎn)加熱的快速熱退火處 理裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法，
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的制造エ藝過程中，經(jīng)常需要使用快速熱退火處理(Rapid ThermalProcessing, RTP)エ藝步驟，例如，離子注入之后。由于RTP過程均在高溫條件(例如5000C -IlOO0C )下進(jìn)行，易于在其內(nèi)腔中產(chǎn)生顆粒，同吋，隨著芯片的特征尺寸的不斷縮小，半導(dǎo)體エ藝越來越先迸，其對RTP裝置(或機(jī)臺)的要求也越來越高。其主要表現(xiàn)在兩方面，首先是，要求RTP裝置的內(nèi)腔中的影響娃片電路性能的顆粒越來越少，從而能保證良率、并減少PM (Prevent Maintenance,預(yù)防維護(hù))頻次來保證產(chǎn)能；其次，對硅片表面加熱的均勻性要求越來越高。其中，在RTP裝置的內(nèi)腔中，是通過輻射源對硅片表面加熱。為解決加熱的均勻性問題，現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過采用旋轉(zhuǎn)式(硅片在內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn))加熱的方法彌補(bǔ)加熱不均勻的問題；另外也有采用雙面加熱的方法來加熱，但是相對成本高。其中，采用旋轉(zhuǎn)式的RTP裝置中，硅片旋轉(zhuǎn)方式主要有兩種第一種是接觸式旋轉(zhuǎn)，也即承載硅片的硅片臺被軸承支撐著旋轉(zhuǎn)，這種方式相對易于實(shí)現(xiàn)，RTP裝置相對價格便宜，例如AMAT (Applied Material，應(yīng)用材料)RTP機(jī)臺就是采用這種方法旋轉(zhuǎn)加熱，但是，由于機(jī)械接觸式旋轉(zhuǎn)并在高溫的條件內(nèi)腔時，會由于軸承的部件之間的摩擦而容易產(chǎn)生一定量的顆粒，這會明顯會影響良率并增加PM的頻次；第二種是懸浮式旋轉(zhuǎn)，其能使硅片懸浮于內(nèi)腔中并以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)(例如氣流方式旋轉(zhuǎn))，這種方式能避免以上所提及的因機(jī)械摩擦而產(chǎn)生顆粒的問題，但是使用這種方法的RTP裝置通常相對昂貴。針對第一種旋轉(zhuǎn)方式中的問題，現(xiàn)有技術(shù)中也有通過改善軸承中的滾珠的材料性能的方法、來減少因機(jī)械摩擦產(chǎn)生的顆粒，例如采用硬化的陶瓷滾珠。但是這種陶瓷滾珠也容易由于機(jī)械摩擦而導(dǎo)致表面磨損變形，一定時間以后(例如半年)需要更換一次陶瓷滾珠來維護(hù)RTP裝置，這樣也不利于降低維護(hù)成本。有鑒于此，本發(fā)明針對第一種旋轉(zhuǎn)方式低成本低減少RTP裝置內(nèi)腔中的顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，減少接觸式旋轉(zhuǎn)加熱的快速熱退火處理裝置內(nèi)腔的
顆粒產(chǎn)生。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種減少快速熱退火處理裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法，所述RTP裝置為接觸旋轉(zhuǎn)式加熱的裝置，其包括硅片承載臺、對所述硅片承載實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)支撐的軸承，所述軸承包括上圈、下圈以及嵌置于所述上圈和下圈之間的滾珠；其中，在所述軸承的滾珠之間置入潤滑劑。按照本發(fā)明提供的減少RTP裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法的較佳實(shí)施例，其中，所述潤滑劑在800°C溫度環(huán)境下4500小時內(nèi)不失效。 具體地，所述潤滑劑可以為氟素潤滑脂。按照本發(fā)明提供的減少RTP裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法的又一較佳實(shí)施例，所述滾珠包括碳化硅材質(zhì)的滾珠和特氟龍材質(zhì)的滾珠。其中，優(yōu)選地，所述碳化硅材質(zhì)的滾珠與所述特氟龍材質(zhì)的滾珠的數(shù)量比基本為I : I。在又ー實(shí)例中，所述碳化硅材質(zhì)的滾珠與所述特氟龍材質(zhì)的滾珠的數(shù)量比基本為I : 2。本發(fā)明的技術(shù)效果是，該減少顆粒產(chǎn)生的方法相對簡單、成本低，并有利于降低RTP裝置的維護(hù)成本并提高產(chǎn)能。


圖I是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的減少顆粒產(chǎn)生的方法的RTP裝置內(nèi)腔部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示滾珠的第一實(shí)施例的組合排列示意圖；圖3是圖I所示滾珠的第二實(shí)施例的組合排列示意圖。
具體實(shí)施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實(shí)施例中的ー些，g在提供對本發(fā)明的基本了解。并不g在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。圖I所示為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的減少顆粒產(chǎn)生的方法的RTP裝置內(nèi)腔部分結(jié)構(gòu)示意圖。該RTP裝置100采用接觸式旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)被加熱的硅片的旋轉(zhuǎn)，接觸式旋轉(zhuǎn)也即為實(shí)現(xiàn)硅片的旋轉(zhuǎn)需要部件之間相互接觸并相對運(yùn)動而產(chǎn)生摩擦。如圖I所示，在該實(shí)施例中，RTP裝置100的內(nèi)腔中包括硅片承載臺150、軸承上圈130、軸承下圈110以及滾珠120，需要RTPエ藝處理的硅片通過石英腳151支撐于硅片承載臺150上，通過軸承對硅片承載臺150實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)支撐。具體地，軸承的軸承下圈110可固定于RTP裝置內(nèi)腔的底部(圖中未示出)，多個滾珠120置于軸承下圈110和軸承上圈130之間，硅片承載臺150置于軸承上圈130之上，軸承上圈130或硅片承載臺150可以通過動カ裝置帶動(圖中未示出)旋轉(zhuǎn)，從而硅片臺承載裝置150可以在控制器(圖中未示出)作用下以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)。滾珠120與軸承上圈130之間、滾珠120與軸承下圈110之間、或滾珠相互之間會產(chǎn)生機(jī)械摩擦。為避免軸承的滾珠因機(jī)械摩擦產(chǎn)生的顆粒，該發(fā)明中，在軸承的滾珠120之間置入潤滑劑125，通過潤滑劑125的潤滑作用，可以在軸承旋轉(zhuǎn)時大大減少滾珠120與軸承上圈130之間、滾珠120與軸承下圈110之間、或滾珠相互之間的機(jī)械摩擦，因此能大大減少在接觸式旋轉(zhuǎn)中因機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的顆粒，RTP裝置100的內(nèi)腔中的顆粒從而減少，在保證制備良率的同時，可以大大減少為清除顆粒而進(jìn)行的PM次數(shù)，減少工人的勞動負(fù)荷并有利ラ1擊是1 廣ム倉泛。同吋，由于對滾珠的機(jī)械摩擦減小，滾珠的使用周期大大提高，從而大大降低RTP裝置的維護(hù)成本。進(jìn)一歩，由于RTP裝置100中的旋轉(zhuǎn)一般是在高溫退火時進(jìn)行，例如一般在800°C左右的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行退火，因此優(yōu)選地，潤滑劑125選擇熱穩(wěn)定性良好的潤滑劑，也即其能在退火的高溫條件下不蒸發(fā)并保持其潤滑特性的潤滑剤。例如選擇用氟素潤滑脂、或者美國杜邦公司的Krytox LVP高真空潤滑脂。熱穩(wěn)定性良好的潤滑劑可以800°C溫度環(huán)境下4500小時內(nèi)不失效，從而減少潤滑劑的更換頻次。圖2所示為圖I所示滾珠的第一實(shí)施例的組合排列示意圖。為進(jìn)一歩減少顆粒的產(chǎn)生，可以從提升滾珠120的材質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。通常采用碳化硅材質(zhì)的滾珠代替特氟龍材質(zhì)的滾珠來減少因旋轉(zhuǎn)摩擦而產(chǎn)生的顆粒。但是，碳化硅材質(zhì)的滾珠相對價格昂貴。因此，在該實(shí)施例中，在使用潤滑劑125的情況下，可以采用如圖2的滾珠組合排列。其中，滾珠120包括碳化硅材質(zhì)的滾珠120a和特氟龍材質(zhì)的滾珠120b，其中碳化硅材質(zhì)的滾珠120a和特氟龍材質(zhì)的滾珠120b交替排列，碳化硅材質(zhì)的滾珠120a的數(shù)量與特氟龍材質(zhì)的滾珠120b的數(shù)量基本相等(也即數(shù)量比基本為I : I)，從而可以減少滾珠的費(fèi)用，降低RTP裝置的使用成本。為進(jìn)一歩降低滾珠的費(fèi)用，還可以采用如圖3所示的滾珠組合排列方式。圖3所示為圖I所示滾珠的第二實(shí)施例的組合排列示意圖。該實(shí)施例中，在使用潤滑劑125的情況下，可以采用如圖3的滾珠組合排列。其中，同樣地,滾珠120包括碳化硅材質(zhì)的滾珠120a和特氟龍材質(zhì)的滾珠120b，其中碳化硅材質(zhì)的滾珠120a和特氟龍材質(zhì)的滾珠120b交替排列，碳化硅材質(zhì)的滾珠120a與特氟龍材質(zhì)的滾珠120b的數(shù)量比基本為I : 2，從而可以減少碳化硅材質(zhì)的滾珠的使用比例，降低RTP裝置的使用成本。在以上實(shí)例中，“碳化硅材質(zhì)的滾珠”并不是僅限定滾珠的材料100%為碳化硅材料,其還應(yīng)該包括主要材料成分為碳化硅材料的滾珠的情況。同樣地,“特氟龍材質(zhì)的滾珠”并不是僅限定滾珠的材料100%為特氟龍材料，其還應(yīng)該包括主要材料成分為特氟龍材料的滾珠的情況。需要說明的是，軸承中的滾珠的120的具體材質(zhì)的選擇以及排列組合方式并不受本發(fā)明實(shí)施例限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)以上教導(dǎo)啟示選擇其它類型的滾珠或其排列組合。通過實(shí)驗證明上通過應(yīng)用本發(fā)明的方法，RTP裝置可以有效運(yùn)行6個月而不會出現(xiàn)顆粒數(shù)量超標(biāo)的情況，并且滾珠也未出現(xiàn)嚴(yán)重磨損情況，因此能明顯減少顆粒的產(chǎn)生，降低維護(hù)成本。以上例子主要說明了本發(fā)明的減少RTP裝置的內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法。盡管只對其中一些本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可 以在不偏離其主g與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求
1.一種減少快速熱退火處理裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法，所述快速熱退火處理裝置為接觸旋轉(zhuǎn)式加熱的裝置，其包括硅片承載臺、對所述硅片承載實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)支撐的軸承，所述軸承包括上圈、下圈以及嵌置于所述上圈和下圈之間的滾珠；其特征在于，在所述軸承的滾珠之間置入潤滑劑。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述潤滑劑在800°C溫度環(huán)境下4500小時內(nèi)不失效。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述潤滑劑為氟素潤滑脂。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述滾珠包括碳化硅材質(zhì)的滾珠和特氟龍材質(zhì)的滾珠。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳化硅材質(zhì)的滾珠與所述特氟龍材質(zhì)的滾珠的數(shù)量比基本為1:1。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳化硅材質(zhì)的滾珠與所述特氟龍材質(zhì)的滾珠的數(shù)量比基本為1:2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減少快速熱退火處理(Rapid Thermal Processing，RTP)裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法，屬于快速熱退火處理技術(shù)領(lǐng)域。該減少RTP裝置內(nèi)腔的顆粒產(chǎn)生的方法中，所述RTP裝置為接觸旋轉(zhuǎn)式加熱的裝置，其包括硅片承載臺、對所述硅片承載實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)支撐的軸承，所述軸承包括上圈、下圈以及嵌置于所述上圈和下圈之間的滾珠；其中，在所述軸承的滾珠之間置入潤滑劑。該方法相對簡單、成本低，并有利于降低RTP裝置的維護(hù)成本并提高產(chǎn)能。
文檔編號C30B33/02GK102618934SQ20111003710
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者過鈺良 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司