一種硅片用的硅質(zhì)舟的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種硅片承載舟，尤其涉及到一種高純硅質(zhì)材料制造、能防止高溫下變形且減少不純材料在高溫下造成污染的硅片用的硅質(zhì)舟。
【背景技術(shù)】
[0002]硅片批量熱處理是一個(gè)重要的生產(chǎn)工藝，熱處理工藝包括將反應(yīng)氣體通入熱處理爐子，如通過CVD的方式將所用氣體通過氣相沉積的方式沉積在硅片上，而硅片是置于硅片舟上送入爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，一般硅片舟采用高純石英或碳化硅制作，如授權(quán)公告號為CN202513132U、名稱為一種石英舟的中國實(shí)用新型專利，就公開了一種石英舟，由于石英舟長期來被用于反應(yīng)爐內(nèi)，隨著反應(yīng)的溫度持續(xù)上升，爐內(nèi)溫度常常超過1000°C，甚至達(dá)到1250°C，石英在如此高的溫度下，長時(shí)間使用可能就會變形軟化，導(dǎo)致擱置其中的硅片產(chǎn)生微小變形，而且石英舟與硅片的材質(zhì)不同，熱脹冷縮系數(shù)明顯不一致，在升溫和降溫時(shí)會出現(xiàn)冷點(diǎn)，導(dǎo)致晶格的塌失，形成晶粒錯(cuò)位，以上因素都會影響硅片質(zhì)量，同時(shí)，對碳化硅來說，隨著硅片尺寸增大，對質(zhì)量要求更苛刻的先進(jìn)集成電路來說，高溫處理過程中的碳化硅也會被看作是一種不夠純凈的材料，并且CVD用的碳化硅作為原材料非常昂貴，在處理工程后的碳化硅表面涂層也不是充分地有效，因此，普通的高純石英舟或碳化硅舟，已無法滿足大尺寸高純硅片的生產(chǎn)需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決硅片熱處理過程中的石英舟熔點(diǎn)低、高溫下容易受熱變形而碳化硅舟不夠純凈且材料昂貴的技術(shù)問題；提供了一種高純硅質(zhì)材料制造、能防止高溫下變形且減少不純材料在高溫下造成污染的硅片用的硅質(zhì)舟。
[0004]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型主要是采用下述技術(shù)方案:
[0005]本實(shí)用新型的一種硅片用的硅質(zhì)舟，用于硅片批量熱處理過程中的支承和隔熱，所述硅質(zhì)舟包括平行設(shè)置的法蘭和天板，所述法蘭和天板之間設(shè)有若干用于承托所述硅片的硅齒棒，所述硅齒棒內(nèi)側(cè)設(shè)有多個(gè)等距且相互平行的溝齒，采用高純硅制作硅片舟，解決了石英舟熔點(diǎn)低、長期高溫下容易變形而碳化硅舟在高溫下容易游離出雜質(zhì)離子而污染硅片且成本高昂的不足，尤其針對450mm大尺寸的硅片熱處理，硅質(zhì)舟的高熔點(diǎn)、高純度特性和與硅片一致的熱膨脹系數(shù)，能有效避免硅片翹曲、改善硅片表面錯(cuò)層，從而提高了硅片的合格率。
[0006]作為優(yōu)選，所述硅質(zhì)舟材料為高純多晶硅，采用直拉法生長的多晶硅，非常純凈，可達(dá)到具有13個(gè)9的高純度，并具有較高的熔點(diǎn)和與硅片相同的熱膨脹系數(shù)，制成的硅質(zhì)舟在高溫處理過程中完全不會產(chǎn)生變形，也不會逸出雜質(zhì)離子而污染硅片。
[0007]作為優(yōu)選，所述硅齒棒截面呈三角形，其三角形頂端朝向內(nèi)側(cè)，三角形底邊朝向外側(cè)。
[0008]作為優(yōu)選，所述硅齒棒數(shù)量為四根，包括兩根上溝棒和兩根下溝棒，上溝棒和下溝棒均設(shè)于硅片的四角并承托硅片，四根硅齒棒上的相應(yīng)溝齒形成一側(cè)開口大而另一側(cè)開口小的娃片容置槽，娃片可以從開口大的一側(cè)插入，娃片插設(shè)方便快捷，容置安全性好，氣相沉積均勻。
[0009]作為優(yōu)選，所述法蘭呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，法蘭上設(shè)有與所述硅齒棒下端部相吻合且可容置硅齒棒下端部的下卡孔，所述天板呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，天板上設(shè)有與硅齒棒上端部相吻合且可容置娃齒棒上端部的上卡孔，所述上卡孔和下卡孔--對應(yīng)，娃齒棒嵌入上下卡孔并垂直于法蘭的內(nèi)表面，硅齒棒可垂直嵌入卡孔內(nèi)，使硅質(zhì)舟的安裝更方便，連接更牢固。
[0010]作為優(yōu)選，所述溝齒的平面呈傾斜狀，溝齒頂端向上微翹，其傾斜角度為0.5°?2°，略為上傾的溝齒設(shè)計(jì)使得硅片和溝齒的接觸呈點(diǎn)接觸，接觸面積小，有效解決了硅片熱處理過程中存在的背部劃傷，也降低了硅片的熱傳遞。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:采用高純硅制作硅片舟，解決了石英舟熔點(diǎn)低、高溫下容易變形而碳化硅舟在高溫下容易游離出雜質(zhì)離子而污染硅片且成本高昂的不足，尤其針對大尺寸的硅片熱處理，硅質(zhì)舟的高熔點(diǎn)、高純度特性和與硅片一致的熱膨脹系數(shù)，能有效避免硅片翹曲、改善硅片表面錯(cuò)層，從而提高了硅片的合格率。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是圖1結(jié)構(gòu)的爆炸示意圖。
[0014]圖3是圖1結(jié)構(gòu)中的硅齒棒示意圖。
[0015]圖中1.法蘭，11.下卡孔，2.天板，21.上卡孔，3.硅齒棒，31.上溝棒，32.下溝棒，
4.溝齒。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0017]實(shí)施例1:本實(shí)施例1的一種娃片用的娃質(zhì)舟，用于450mm娃片批量熱處理過程中的支承和隔熱，硅質(zhì)舟由高純多晶硅制造，多晶硅純度達(dá)到13個(gè)9，硅質(zhì)舟包括平行設(shè)置的法蘭I和天板2，法蘭和天板之間安裝有四根用于承托硅片的硅齒棒3，硅齒棒截面呈三角形，其三角形頂端朝向內(nèi)側(cè)，三角形底邊朝向外側(cè)，硅齒棒內(nèi)側(cè)加工有多個(gè)等距且相互平行的溝齒4，法蘭和天板均呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，法蘭上設(shè)計(jì)有與硅齒棒下端部相吻合且可容置硅齒棒下端部的下卡孔11，天板上設(shè)計(jì)有與硅齒棒上端部相吻合且可容置硅齒棒上端部的上卡孔
21，上卡孔和下卡孔--對應(yīng)，娃齒棒包括兩根上溝棒31和兩根下溝棒32，上溝棒和下溝棒均布于硅片的四角且垂直嵌入相應(yīng)的上下卡孔，四根硅齒棒上的相應(yīng)溝齒構(gòu)成一側(cè)開口大而另一側(cè)開口小的硅片容置槽，450mm硅片可方便快捷地插入容置槽內(nèi)。
[0018]硅質(zhì)舟裝配時(shí)，先將上下溝棒嵌入法蘭中的下卡孔內(nèi)，調(diào)整垂直度使上下溝棒垂直于法蘭內(nèi)表面，然后再將天板嵌入相應(yīng)的上下溝棒中并固定，形成內(nèi)部溝齒平面水平的娃質(zhì)舟。
[0019]當(dāng)450mm娃片批量熱處理時(shí)，先將娃片從較大開口處插入相應(yīng)的溝齒中，多片娃片平行排列，然后將容置多個(gè)硅片的硅質(zhì)舟送入熱處理爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度可達(dá)到1250°C，此時(shí)，將反應(yīng)氣體導(dǎo)入熱處理爐內(nèi)，氣體就通過氣相沉積的方式沉積在硅片表面，完成硅片的熱處理工藝，此時(shí)，由于硅質(zhì)舟的熔點(diǎn)高，與硅片的熱膨脹系數(shù)相同，在長時(shí)間高溫下也不會發(fā)生任何變形，不會導(dǎo)致硅片翹曲和錯(cuò)層，在降溫和升溫過程中也不會出現(xiàn)冷點(diǎn)，導(dǎo)致晶格的塌失，形成晶粒錯(cuò)位，硅片的氣相沉積均勻，產(chǎn)品合格率高。
[0020]實(shí)施例2:本實(shí)施例2的一種娃片用的娃質(zhì)舟，用于450mm娃片批量熱處理過程中的支承和隔熱，硅質(zhì)舟由高純多晶硅制造，包括法蘭和天板，法蘭和天板之間安裝有四根硅齒棒，硅齒棒截面呈三角形，其三角形頂端朝向內(nèi)側(cè)，三角形底邊朝向外側(cè)，硅齒棒內(nèi)側(cè)加工有多個(gè)等距且相互平行的溝齒，溝齒平面呈傾斜狀，溝齒頂端向上微翹，其傾斜角度為1°，溝齒頂端以點(diǎn)接觸方式支承插入的450mm硅片，有效避免了硅片在熱處理過程中存在的背部劃傷，也降低了硅片的熱傳遞，本實(shí)施例2的其它部分均與實(shí)施例1的相應(yīng)部分類同，本文不再贅述。
[0021]在本實(shí)用新型的描述中，技術(shù)術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”等表示方向或位置關(guān)系是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，僅是為了便于描述和理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以上說明并非對本實(shí)用新型作了限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述說明的舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的主要硅基材質(zhì)的成分和硅齒棒的尺寸大小、形狀等變化、改型、增添或替換，都應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硅片用的硅質(zhì)舟，用于硅片在熱處理過程中的支承和隔熱，其特征在于:所述硅質(zhì)舟包括平行設(shè)置的法蘭(I)和天板(2)，所述法蘭和天板之間設(shè)有若干用于承托所述硅片的硅齒棒(3)，所述硅齒棒內(nèi)側(cè)設(shè)有多個(gè)等距且相互平行的溝齒(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片用的硅質(zhì)舟，其特征在于:所述硅質(zhì)舟材料為高純多晶娃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片用的硅質(zhì)舟，其特征在于:所述硅齒棒(3)截面呈三角形，其三角形頂端朝向內(nèi)側(cè)，三角形底邊朝向外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種硅片用的硅質(zhì)舟，其特征在于:所述硅齒棒(3)數(shù)量為四根，包括兩根上溝棒(31)和兩根下溝棒(32)，上溝棒和下溝棒均設(shè)于硅片的四角并承托硅片，四根硅齒棒上的相應(yīng)溝齒(4)形成一側(cè)開口大而另一側(cè)開口小的硅片容置槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片用的硅質(zhì)舟，其特征在于:所述法蘭(I)呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，法蘭上設(shè)有與所述硅齒棒(3)下端部相吻合且可容置硅齒棒下端部的下卡孔(11)，所述天板(2)呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，天板上設(shè)有與硅齒棒上端部相吻合且可容置硅齒棒上端部的上卡孔(21)，所述上卡孔和下卡孔一一對應(yīng)，硅齒棒嵌入上下卡孔并垂直于法蘭的內(nèi)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片用的硅質(zhì)舟，其特征在于:所述溝齒(4)平面呈傾斜狀，溝齒頂端向上微翹，其傾斜角度為0.5°?2°。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種硅片用的硅質(zhì)舟，包括法蘭、天板和承托硅片的硅齒棒，硅齒棒內(nèi)側(cè)設(shè)有多個(gè)等距且相互平行的溝齒，本實(shí)用新型采用高純多晶硅制作硅片舟，解決了石英舟熔點(diǎn)低、高溫下容易變形及碳化硅舟在高溫下容易游離出雜質(zhì)離子而污染硅片且成本高昂的不足，尤其針對大尺寸的硅片熱處理，硅質(zhì)舟的高熔點(diǎn)、高純度特性和與硅片一致的熱膨脹系數(shù)，能有效避免硅片翹曲、改善硅片表面錯(cuò)層，從而提高了硅片的合格率。
【IPC分類】H01L21-673
【公開號】CN204361062
【申請?zhí)枴緾N201420771384
【發(fā)明人】楊軍, 顧永明
【申請人】杭州大和熱磁電子有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月9日