晶圓承載器、熱處理裝置及熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體熱處理設(shè)備，特別涉及一種晶圓承載器、熱處理裝置及熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造工藝中，為了對被處理晶圓，如半導(dǎo)體晶圓實施CVD、氧化、擴散等多道熱處理工藝以達到不同的工藝目的，需要可對多個晶圓一次同時進行批式熱處理的裝置。如圖1所示，大部分現(xiàn)有的批式熱處理裝置具有立式工藝管，用于保持多片晶圓的晶圓承載器(晶舟)設(shè)置在保溫桶上，保溫桶安裝在工藝門上，升降系統(tǒng)帶動工藝門實現(xiàn)升降動作可選擇性地打開和關(guān)閉工藝管底部的開口，以將晶圓承載器和保溫桶搬入工藝管或從工藝管中搬出。當(dāng)裝載完畢晶圓承載器和保溫桶完全進入到工藝管內(nèi)時，工藝門與工藝管底部密封，工藝管對晶圓進行所需的熱處理工藝。爐體(加熱器)包圍工藝管設(shè)置，用于給工藝管內(nèi)的晶圓的熱處理工藝提供所需的工藝溫度。
[0003]通常來說，晶圓承載器包括頂板和與頂板相距預(yù)定距離的底板，在頂板和底板間垂直設(shè)置的至少三根支柱，支柱被設(shè)置在大致半圓周的范圍，使得晶圓可以通過機械手搬入搬出。每個支柱上可形成多個以規(guī)定間距隔開的凹槽，各晶圓的周緣部插入這些支柱的凹槽內(nèi)而被水平保持。在一些晶圓承載器中，這些支柱上是形成徑向向內(nèi)突出設(shè)置的支承部，并通過各支承部來支承晶圓。
[0004]然而，對于不同尺寸的晶圓，所使用的工藝設(shè)備也不盡相同。對于工藝生產(chǎn)線這種固化的硬件設(shè)施，一但落成，其所生產(chǎn)的晶圓尺寸也就隨之固化下來，因此若要生產(chǎn)不同尺寸的晶圓，即使工藝過程基本相同，也必須要更換到相應(yīng)尺寸的工藝設(shè)備。以晶圓承載器為例，現(xiàn)有技術(shù)中晶圓承載器僅能在一次工藝過程中保持一種尺寸的晶圓，通用性和處理效率均不甚理想，因此需要提供一種晶圓承載器不僅能夠適用于不同尺寸的晶圓，更能夠?qū)⒉煌叽绲木A同時保持以在同樣的工藝條件下對各尺寸晶圓進行熱處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠同時保持多種尺寸晶圓的晶圓承載器、具有該晶圓承載器的熱處理裝置及對多種尺寸晶圓的熱處理方法。
[0006]為達成上述目的，本發(fā)明提供一種晶圓承載器，包括:以一定距離相互平行間隔設(shè)置的頂板和底板；連接所述頂板和底板的多根支柱；沿高度方向以規(guī)定間隔從每一所述支柱的內(nèi)側(cè)面徑向向內(nèi)突出的多個晶圓承載部。其中，每一所述晶圓承載部在徑向向內(nèi)方向上具有第一凹陷臺階和第二凹陷臺階，所述第一凹陷臺階從該晶圓承載部的上表面向下凹陷形成且具有第一水平臺階面，所述第二凹陷臺階從所述第一水平臺階面向下凹陷形成且具有第二水平臺階面。其中，每一所述晶圓承載部的上表面和所述第二水平臺階面用于同時承載不同尺寸的晶圓，且所述不同尺寸的晶圓通過所述第一凹陷臺階和第二凹陷臺階隔開。
[0007]優(yōu)選地，所述晶圓承載部的下表面為水平面。
[0008]優(yōu)選地，所述晶圓承載部的下表面呈與所述上表面及第一凹陷臺階相適應(yīng)的一級臺階狀。
[0009]優(yōu)選地，所述上表面用于承載直徑為300mm的晶圓，所述第二凹陷臺階的臺階面用于承載直徑為200mm的晶圓。
[0010]優(yōu)選地，所述第一凹陷臺階和第二凹陷臺階的深度之和為5.5?6.5mm。
[0011]優(yōu)選地，所述第一凹陷臺階由所述第一水平臺階面以及從所述第一水平臺階面延伸至所述第一表面的第一側(cè)壁限定，所述第二凹陷臺階由所述第二水平臺階面以及從所述第二水平臺階面延伸至所述第一凹陷臺階的臺階面的第二側(cè)壁限定。
[0012]本發(fā)明還提供了一種熱處理裝置，包括:上述的晶圓承載器；收納該晶圓承載器并對該晶圓承載器所保持的晶圓進行熱處理的工藝管；以及對該工藝管收納的所述晶圓加熱的加熱器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種熱處理方法，包括:提供上述晶圓承載器；通過該晶圓承載器保持不同尺寸的多個晶圓；通過將該晶圓承載器容納于工藝管內(nèi)對所述多個晶圓進行熱處理。
[0014]本發(fā)明晶圓承載器在晶圓承載部中形成連續(xù)的兩個凹陷臺階，能夠適應(yīng)不同尺寸的晶圓；此外，晶圓承載部的上表面和第二凹陷臺階的臺階面可同時承載不同尺寸的晶圓，且兩片不同尺寸的晶圓被保持時相互由兩個凹陷臺階隔開，彼此不產(chǎn)生干擾，擺脫了現(xiàn)有技術(shù)的晶圓承載器僅能同時保持一種尺寸的晶圓的限制，提高了晶圓承載器的通用性和使用效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一實施例的熱處理裝置的示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明一實施例的晶圓承載器的立體不意圖；
[0017]圖3為圖2所示實施例的晶圓承載器的局部剖視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明一實施例的晶圓承載器承載不同尺寸晶圓的不意圖；
[0019]圖5為圖4所不實施例的晶圓承載器承載不同尺寸晶圓的局部尚]視圖；
[0020]圖6為本發(fā)明另一實施例的晶圓承載器的立體不意圖；
[0021]圖7為圖6所示實施例的晶圓承載器的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0023]圖1所示為本發(fā)明的具有晶圓承載器的立式熱處理裝置的示意圖。如圖1所示，根據(jù)本實施例的立式熱處理裝置包括形成為圓柱體形狀的爐體5、形成為圓柱體形狀并且設(shè)置在爐體中的工藝管3，以及配置為將待加工的多個不同尺寸晶圓保持在工藝管3內(nèi)的晶圓承載器I。晶圓承載器I設(shè)置在作為隔熱單元的保溫桶2上，保溫桶2安裝在工藝門6上。工藝門6連結(jié)升降機7，使得可以通過升降機7的操作來豎直移動工藝門6，從而通過升降機7的操作，可以向工藝管3中加載(搬入)和從工藝管3卸載(搬出)保持多個晶圓的晶圓承載器。工藝管3下側(cè)設(shè)置用來將反應(yīng)氣體導(dǎo)入工藝管3內(nèi)的導(dǎo)入口和排除工藝管3內(nèi)氣體的排氣口。爐體(加熱器)5包圍工藝管設(shè)置，爐膛內(nèi)設(shè)置有暴露的加熱絲，用于給工藝管內(nèi)的晶圓的熱處理工藝提供所需的工藝溫度。在工藝管3內(nèi)壁與晶圓承載器I之間設(shè)置有熱偶4，用于溫度控制。
[0024]另一方面，本發(fā)明一實施例的上述晶圓承載器的結(jié)構(gòu)如圖2?圖5所不。晶圓承載器I例如由石英或碳化硅制成，包括頂板11、底板12、在頂板11和底板12之間垂直延伸連接兩者的多根支柱13。頂板11和底板12分別成圓環(huán)狀，支柱13為圓柱狀。底板12上設(shè)置與保溫桶對接的連接機構(gòu)(圖中未示)，用于使晶圓承載器能夠安裝在保溫桶上。為了穩(wěn)定支撐晶圓，支柱的數(shù)量至少為3個，本實施例中采用4個支柱。4個支柱13大致呈半圓狀地被排列固定在頂板11和底板12之間。在每一根支柱13的內(nèi)側(cè)面，分層的呈徑向向內(nèi)突出狀地設(shè)置多個晶圓承載部14，這些晶圓承載部14