晶舟以及扩散设备的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶舟以及扩散设备。


背景技术：

2.在立式工艺炉的加工过程中，需要将待加工晶圆依次安装到晶舟上，晶舟承载着晶圆进行氧化沉积。
3.目前市面上晶舟造型种类繁多，可以供芯片代工厂选择。但是多数却有如下缺点，多数用于承载晶舟的承载部对晶圆进行承载时，都是采用面与面接触的方式，这使得待加工晶圆与承载部之间的接触面积较大，这样反应气体不能到达晶圆边缘表面，导致气体与晶圆之间反应不充分，尤其是在晶舟进行加热的过程中，晶圆与承载部的表面极容易发生粘黏，容易在晶圆上留下卡托痕迹，浪费资源，增加成本。
4.因此，如何改善由于晶舟上的承载部与晶圆接触面过大导致的在氧化沉积过程中晶圆与承载部发生粘黏，成为本领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的是提供一种晶舟及扩散设备，可以改善由于晶舟上的承载部与晶圆接触面过大导致的，在氧化沉积过程中晶圆与承载部发生粘黏的问题。
6.本技术公开了一种晶舟，用于承载晶圆，所述晶舟包括多个支撑柱、第一支撑板和第二支撑板，多个所述支撑柱设置在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，且与所述第一支撑板和所述第二支撑板连接；每一所述支撑柱上自所述第一支撑板向所述第二支撑板的方向上间隔设置有多个承载部，各所述支撑柱上处于同一水平面的所述承载部承载所述晶圆；其中，所述承载部上设置有凸起，所述凸起的横截面积沿靠近所述承载部到背离所述承载部的方向逐渐减少；所述凸起的表面间隔设置有多条凸纹。
7.可选的，所述承载部为卡托，所述卡托朝所述支撑柱的内侧延伸，且所述卡托的上表面与所述支撑柱垂直，所述凸起设置在所述卡托的上表面；所述凸起在垂直于所述支撑柱方向上的长度小于或等于所述卡托在垂直于所述支撑柱方向上的长度。
8.可选的，所述凸起有多个，多个所述凸起铺设在所述卡托的上表面。
9.可选的，各所述凸起的高度由所述卡托的边缘向所述卡托的中部逐渐增大。
10.可选的，所述凸起沿所述第一支撑板朝向所述第二支撑板方向上的截面为弧形或梯形。
11.可选的，多条所述凸纹的凸出高度，由靠近所述卡托的方向朝靠近所述凸起顶部的方向逐渐变大。
12.可选的，所述凸起设置有两组，每组至少包括一个所述凸起，两组所述凸起分别设置在所述卡托的两端。
13.可选的，所述凸起的中部设置有第一通孔，所述卡托上设置有第二通孔，所述第一通孔对应所述第二通孔位置设置，且所述第一通孔的孔径大于或等于所述第二通孔的孔
径。
14.可选的，所述承载部为卡槽，所述卡槽由所述支撑柱内凹形成，所述卡槽垂直于所述第二支撑板方向的底面上设置有所述凸起。
15.本技术还公开了一种扩散设备，包括炉体，所述扩散设备还包括：上述的所述晶舟，所述晶舟设置在所述炉体内。
16.本技术通过在承载部上设置凸起，将原本晶圆与承载部的表面之间发生的接触，改为晶圆与凸起之间的接触，晶圆与凸起之间的接触面积要小于晶圆与承载部直接接触的面积，并且凸起的横截面积沿靠近承载部到背离承载部的方向逐渐减少，使得凸起越靠近晶圆的方向面积越来越小，当晶圆搭在凸起上时，由于凸起与晶圆的接触面较小，因此晶圆在加热时不容易与凸起之间发生粘黏，通过在凸起的表面间隔设置多条凸纹，利用多条凸纹改变凸起的表面结构，进一步减小凸起与晶圆的接触面积的同时，使得凸起的表面变得较为粗糙，增大凸起表面的摩擦力，当晶圆搭在凸起上时，可以有效的防止晶圆从凸起上脱落，造成晶圆碎片损坏的情况发生，此外，凸起在承载部与晶圆之间，不仅起到了支撑晶圆的作用，而且还逐步增大了承载部与晶圆之间的空隙，使得反应气体更容易在晶圆与承载部之间进行流通，并与晶圆的上下表面进行反应，使得晶圆能够得到充分反应，不造成浪费。
附图说明
17.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
18.图1为本技术晶舟的第一实施例的局部示意图；
19.图2为本技术晶舟的第一实施例的俯视图；
20.图3为本技术晶舟第一实施例中凸起的另一种截面示意图；
21.图4为本技术晶舟的第二实施例的局部示意图；
22.图5为本技术晶舟的第三实施例的局部示意图；
23.图6为本技术晶舟的第四实施例的局部示意图；
24.图7为本技术晶舟的第五实施例中凸起的截面示意图；
25.图8为本技术晶舟的第六实施例的局部示意图；
26.图9为本技术晶舟的第七实施例的局部示意图；
27.图10为本技术扩散设备的一实施例的示意图。
28.其中，10、扩散设备；100、晶舟；110、支撑柱；120、第一支撑板；130、第二支撑板；140、承载部；141、凸起；142、第一通孔； 143、第二通孔；150、凸纹；160、卡槽；170、卡托；200、炉体； 300、晶圆。
具体实施方式
29.需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本技术可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅
受限于这里所阐述的实施例。
30.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/ 或其组合。
31.另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本技术的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.下面参考附图和可选的实施例对本技术作详细说明。
34.图1为本技术晶舟的第一实施例的局部示意图，如图1所示，本技术公开了一种晶舟100，用于承载晶圆300，晶舟100包括多个支撑柱110、第一支撑板120和第二支撑板130，多个支撑柱110设置在第一支撑板120和第二支撑板130之间，且与第一支撑板120和第二支撑板130连接；每一支撑柱110上自第一支撑板120向第二支撑板130的方向上间隔设置有多个承载部140，各支撑柱110上处于同一水平面的承载部140承载晶圆300；其中，承载部140上设置有凸起141，凸起141的横截面积沿靠近承载部140到背离承载部140的方向逐渐减少；凸起141的表面间隔设置有多条凸纹150。
35.本技术通过在承载部140上设置凸起141，将原本晶圆300与承载部140的表面之间发生的接触，改为晶圆300与凸起141之间的接触，晶圆300与凸起141之间的接触面积要小于晶圆300与承载部 140直接接触的面积，并且凸起141的横截面积沿靠近承载部140到背离承载部140的方向逐渐减少，使得凸起141越靠近晶圆300的方向面积越来越小，当晶圆300搭在凸起141上时，由于凸起141与晶圆300的接触面较小，因此晶圆300在加热时不容易与凸起141之间发生粘黏，通过在凸起141的表面间隔设置多条凸纹150，利用多条凸纹150改变凸起141的表面结构，进一步减小凸起141与晶圆300 的接触面积的同时，使得凸起141的表面变得较为粗糙，增大凸起 141表面的摩擦力，当晶圆300搭在凸起141上时，可以有效的防止晶圆300从凸起141上脱落，造成晶圆300碎片损坏的情况发生，此外，凸起141在承载部140与晶圆300之间，不仅起到了支撑晶圆 300的作用，而且还逐步增大了承载部140与晶圆300之间的空隙，使得反应气体更容易在晶圆300与承载部140之间进行流通，并与晶圆300的上下表面进行反应，使得晶圆300能够得到充分反应，不造成浪费。
36.图2为本技术晶舟的第一实施例的俯视图，如图1和图2所示，承载部140为卡托170，卡托170朝支撑柱110的内侧延伸，且卡托 170的上表面与支撑柱110垂直，凸起141设置在卡托170的上表面；凸起141在垂直于支撑柱110方向上的长度小于或等于卡托170在垂直于支撑柱110方向上的长度。
37.需要说明的是，图2中,a所示的区域为支撑柱110的内侧，b所示的区域为支撑柱
110的外侧。
38.当本技术的承载部140为卡托170时，多个卡托170沿第一支撑板120朝向第二支撑板130的方向间隔设置在支撑柱110上，并且多个支撑柱110上卡托170的位置一一对应，且高度相同，使得处于同一高度的卡托170能够共同水平承载晶圆300，凸起141设置在卡托 170的上表面，在装载过程中，将晶圆300一片一片，从水平的方向，自上而下平稳的放置在多个支撑柱110的卡托170上的凸起141上，晶圆300的下表面与凸起141接触，由于凸起141在与晶圆300接触的位置面积最小，在晶舟100转动加热后，温度降低到接近室温后，晶圆300与卡托170之间不容易发生粘黏，晶圆300的表面不容易残留卡托170的痕迹，不容易对晶圆300的品质造成影响；并且，多个托起在卡托170与晶圆300之间形成了较大的空隙，使得反应气体更容易在晶圆300与卡托170之间进行流通，并与晶圆300的上下表面进行反应，使得晶圆300能够得到充分反应形成多晶硅镀膜，不造成晶圆300的浪费。
39.进一步的，当凸起141在垂直于支撑柱110方向上的长度小于卡托170在垂直于支撑柱110方向上的长度，凸起141可以设置在卡托 170的上表面不同的位置上，如可以设置在卡托170的中部，也可以设置在卡托170的两端，通过多个支撑柱110上对应卡托170上的凸起141共同支撑晶圆300，当凸起141在垂直于支撑柱110方向上的长度等于卡托170在垂直于支撑柱110方向上的长度，凸起141可以是在卡托170的上表面整面向上延伸形成的一整个凸出结构，并在越靠近晶圆300的位置横截面积越小，同样可以实现上述效果，在此不再一一赘述。
40.此外，凸起141沿第一支撑板120朝向第二支撑板130方向上的截面为弧形或梯形。
41.如图1所示，当本技术中的凸起141的截面为弧形，弧形的凸起 141在顶部与晶圆300进行接触的位置面积最小，这样，晶圆300可以搭在凸起141弧形的接触点上进行加热，当炉体200内的温度降到接近室温时，凸起141不容易与晶圆300的接触面发生粘黏在晶圆 300表面留下痕迹，不会影响晶圆300的品质，可以进行下一次使用。
42.图3为本技术晶舟第一实施例中凸起的另一种截面示意图，如图 3所示，而当本技术中的凸起141的截面为梯形时，能够保证凸起141 与晶圆300之间接触面相对于晶圆300与卡托170直接接触的接触面面积较小，改善晶圆300与卡托170之间发生粘黏问题的情况下，利用凸起141顶端的平面与晶圆300的平面进行接触，使得凸起141能够对晶圆300支撑的更稳定，晶圆300在凸起141上不容易发生晃动，避免在立式工艺炉转动的过程中，晶圆300从卡托170上脱落或者发生碎片。
43.当然，本技术的凸起141的截面形状也可以是三角形等其他形状，如凸起141的横截面为三角形时，通过三角形的凸起141的顶部与晶圆300之间进行接触，使得晶圆300与卡托170之间的接触由原来的“面与面”接触变成了“点与面”的接触，进一步减小卡托170与与晶圆300之间的接触面积，降低晶圆300与卡托170之间发生粘黏的风险。
44.图4为本技术晶舟的第二实施例的局部示意图，图4所示实施例是基于图1的改进，如4图所示，凸起141有多个，多个凸起141铺设在卡托170的上表面。
45.本实施例与图1所示实施例的区别在于，本实施例利用多个凸起 141将晶圆300支撑起一定的高度，在通过多个凸起141对晶圆300 形成有效支撑的情况下，进一步改善了晶圆300放置在凸起141上的稳定性，同时多个凸起141在晶圆300与卡托170之间能够形成较大的空隙；当立式工艺炉工作时，气体进入到炉体200内，会通过多个凸起141在卡托170与
晶圆300之间形成的空隙中与晶圆300的下表面进行反应，气体在卡托170与晶圆300之间的流通性被有效的提高，气体可以与晶圆300的上、下表面都能进行反应，增大了气体与晶圆 300的反应面积，使得晶圆300能够得到充分反应，晶圆300与气体氧化沉积在表面形成多晶硅镀膜的面积更大，形成的效果更好，并且，多个凸起141承载晶圆300，分散了晶圆300的受力，使得晶圆300 在立式工艺炉转动过程中不容易发生碎片。
46.图5为本技术晶舟的第三实施例的局部示意图，图5所示实施例是基于图4的改进，如5图所示，各凸起141的高度由卡托170的边缘向卡托170的中部逐渐增大。
47.与上一个实施例不同的是，本实施例中，多个位于卡托170中部的凸起141的高度比周围的凸起141的高度要高，多个凸起141由卡托170边缘向卡托170中部逐渐形成具有高度差类似“山丘”的形状，当晶圆300放置到卡托170上时，主要起到支撑作用的是位于卡托170中部高度较高的凸起141，这样首先可以对覆盖在卡托170上的凸起141进行筛选，仅将需要进行进行支撑晶圆300的部分凸起141 利用起来与晶圆300进行接触，实现对晶圆300的有效支撑的同时，减小了晶圆300与卡托170上凸起141接触的数量，进而减小了晶圆 300与卡托170上多个凸起141的接触面积，使得覆盖在卡托170表面的多个凸起141不容易与晶圆300的接触面发生粘黏在晶圆300表面留下痕迹，也不会影响晶圆300的下一次使用。
48.此外，当晶舟100在转动过程中，如果晶圆300产生了位置偏斜，位于卡托170中部附近相对高度较矮的凸起141会对晶圆300形成二次支撑，避免晶圆300从晶舟100上脱落下来，具有较好的稳定性，而在完成对晶圆300的加工后，需要将晶圆300从晶舟100上取下来时，由于位于卡托170中部的凸起141与位于卡托170边缘的凸起 141之间存在高度差，因此由卡托170的中部到卡托170的边缘的位置，在晶圆300与卡托170之间就形成了一个避让空间，更有利于对晶圆300进行拆卸并将晶圆300取出。
49.为了更合理的让凸起141能够即形成对晶圆300的稳定支撑，又不会影响晶圆300与气体的充分反应，本技术针对多个凸起141的排布进行了改进，具体如下：
50.图6为本技术晶舟的第四实施例的局部示意图，图6所示实施例是基于图1的改进，如图6所示，凸起141设置有两组，每组至少包括一个凸起141，两组凸起141分别设置在卡托170的两端。
51.本实施例中，凸起141包括两组，两组凸起141设置在卡托170 与晶圆300的接触面的两端；并且每组至少有一个凸起141，凸起141 可以仅在卡托170的两端进行设置，多个支撑柱110上的卡托170通过卡托170上两端的凸起141对晶圆300进行承载，这样，仅有卡托 170两端的位置与晶圆300接触，进一步减少了晶圆300与卡托170 之间的接触面积，使晶圆300与卡托170之间不容易发生粘黏；同时，可以较大程度上减少晶圆300与卡托170之间对气体的遮挡，使得通入的反应气体能够更好的在晶圆300与卡托170之间进行流通，与晶圆300的下表面进行充分反应，在晶圆300的上下表面较大范围的形成多晶硅膜层，有利于提高晶圆300的反应效率；当然，也可以设置每组多个凸起141来增强对晶圆300的支撑稳定性。
52.图7为本技术晶舟的第五实施例中凸起的截面示意图，图7所示实施例是基于图1的改进，如7图所示，多条凸纹150的凸出高度，由靠近卡托170的方向朝靠近凸起141顶部的方向逐渐变大。
53.本实施例中，凸起141的顶部是凸起141主要与晶圆300接触的位置，多条凸纹150
在靠近凸起141与晶圆300接触的位置的突出高度越高，则相邻两个凸纹150之间形成的凹陷深度就更深，能够进一步减小晶圆300与凸起141之间的接触面积，晶圆300与卡托170之间不容易发生粘黏，晶圆300的表面不容易残留卡托170的痕迹，不容易对晶圆300的品质造成影响。
54.图8为本技术晶舟的第六实施例的局部示意图，图8所示实施例是基于图1的改进，如8图所示，凸起141的中部设置有第一通孔 142，卡托170上设置有第二通孔143，第一通孔142对应第二通孔 143位置设置，且第一通孔142的孔径大于或等于第二通孔143的孔径。
55.本实施例中，在凸起141的中部设置有贯穿凸起141的第一通孔 142，卡托170对应第一通孔142的位置上，贯穿设置有第二通孔143，通过将第一通孔142与第二通孔143连通以后，当气体进入到炉体 200内时，会通过位于卡托170上的第二通孔143流入到凸起141的第一通孔142并直接接触到晶圆300的下表面被凸起141遮挡到的位置，与晶圆300进行反应，有效改善了凸起141在对晶圆300进行支撑时，形成对晶圆300下表面的局部遮挡，增大了气体与晶圆300的反应面积，使晶圆300表面更充分的形成多晶硅膜层。
56.此外，凸起141的第一通孔142的孔径等于卡托170的第二通孔 143的孔径时，气体流入到第一通孔142和第二通孔143的气体流速相对均匀，气体与晶圆300进行反应后形成的多晶硅膜层也相对均匀，而当凸起141的第一通孔142的孔径大于卡托170的第二通孔143的孔径时，由第一通孔142和第二通孔143层叠形成的层叠孔结构呈现出上大下小的“葫芦口”结构，这样设计，当气体从卡托170的下部流入到第二通孔143时，会在第二通孔143的位置流速开始增大，并且经过第一通孔142时气体开始形成扩散释放，与晶圆300的下表面进行反应，有效的在提升气体与晶圆300的反应面积的情况下，加快气体与晶圆300的反应时间，能够在晶圆300表面较快的形成多晶硅膜层。
57.图9为本技术晶舟的第七实施例的局部示意图，图9所示的实施例是基于图1的改进，如图9所示，承载部140为卡槽160，卡槽160 由支撑柱110内凹形成，卡槽160垂直于第二支撑板130方向的底面上设置有凸起141。
58.本实施例中，承载部140为卡槽160，卡槽160的底部设置有凸起141，卡槽160的底部为卡槽160承载晶圆300的一面，凸起141 为卡槽160的底部向承载晶圆300时，朝晶圆300方向延伸的凸出结构。凸起141将原本放置在卡槽160内的晶圆300支撑起一定的高度，并且在实际工作状态下，当气体进入到炉体200内时，从卡槽160进来的气体能够从晶圆300的上表面和下表面都能与晶圆300接触，增大气体与晶圆300的接触面积，气体与晶圆300反应的速度更快，在晶圆300表面形成多晶硅镀膜不仅能够更均匀，生成多晶硅镀膜的速度也有提升。
59.图10为本技术扩散设备的一实施例的示意图，如10图所示，本技术还公开了一种扩散设备10，包括炉体200，扩散设备10还包括：上述的晶舟100，晶舟100设置在炉体200内。
60.在实际应用场景中，扩散设备10都是通过单根进气管插入炉体 200底部的进气口，从炉体200的底部进气，气体流动方向大致是从炉体200的下部到炉体200的上部，从炉体200的左部到炉体200的右部，从炉体200的右上再到炉体200的右下，最后通过炉体200下部的出气口排走。
61.当扩散设备10为立式工艺炉时，多个支撑柱110上的承载部140 用于水平承载多个晶圆300，多个晶圆300自上而下设置在多个支撑柱110上的承载部140之间；利用多个支
撑柱110上的承载部140从不同的方向对晶圆300进行承载，当多个晶圆300自上而下放置到支撑柱110上的承载部140上时，在晶舟100进行转动的过程中，晶圆 300不容易从晶舟100上掉落下来，增强了晶圆300在晶舟100上的稳定性。
62.晶舟100承载晶圆300在炉体200内进行反应加热时，通过转动转轴，带动晶舟100转动，进行均匀加热，在这种情况下，晶圆300 和晶舟100出炉后从反应温度短时间内降到室温，会出现晶圆300与承载其的晶舟100承载部140发生粘黏的情况，极易造成晶圆300因为应力变化不能得到自恢复而碎片。为了解决这类问题，本技术针对晶舟100的承载部140进行了改进，通过在承载部140上设置凸起 141，将原本晶圆300与承载部140的表面之间发生的接触，改为晶圆300与凸起141之间的接触，由于晶圆300与凸起141之间的接触面积要小于晶圆300与承载部140之间的接触面积，因此晶圆300在加热时不容易与凸起141之间发生粘黏，并且凸起141的横截面积沿靠近承载部140到背离承载部140的方向逐渐减少，使得凸起141与晶圆300的接触面从靠近承载部140到远离承载部140的方向越来越小，凸起141在承载部140与晶圆300之间，不仅起到了支撑晶圆 300的作用，而且还逐步增大了承载部140与晶圆300之间的空隙，使得反应气体更容易在晶圆300与承载部140之间进行流通，并与晶圆300的上下表面进行反应，使得晶圆300能够得到充分反应，不造成浪费。
63.需要说明的是,本技术的发明构思可以形成非常多的实施例，但是申请文件的篇幅有限，无法一一列出，因而，在不相冲突的前提下, 以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，各实施例或技术特征组合之后，将会增强原有的技术效果。
64.以上内容是结合具体的可选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。