炉管晶圆调节装置及炉管的制作方法

本实用新型涉及半导体设备领域，尤其涉及一种炉管晶圆调节装置及一种包括所述炉管晶圆调节装置的炉管。

背景技术：

炉管是半导体制程中的基本设备，主要用于晶圆的氧化、掺杂及热处理等程序。使用过程中，晶圆放置在炉管内部的晶舟上，对炉管进行加热、并向炉管中通入工艺气体，以实现对晶圆的氧化、掺杂和热处理。

但是，如图1所示，在对晶圆进行氧化、掺杂和热处理等工艺时，晶圆在炉管晶舟上受气流震动及旋转运动等因素的影响，可能出现个别晶圆位置偏移的不佳情况，在完成反应后下货取片前进行的晶圆扫描动作时会发生报警。对于晶圆偏移类报警，现有技术中通常采用打开炉管机台的后门手动对突出晶圆的位置进行细微调整的方法，以使偏移的晶圆位置回归正常，从而继续后面的取片动作。但现有技术中打开后门会导致机台内部传送环境变差，使得产品遭受颗粒影响，同时针对一些对氧气浓度要求高的产品，可能会导致产品报废。因此本实用新型提供了一种新的炉管晶圆调节装置及炉管，能够避免打开后门，从而解决产品遭受颗粒或报废的影响。

技术实现要素：

本实用新型提供一种炉管晶圆调节装置，目的在于调节晶圆的位置，从而保证晶圆的位置准确，避免手动调整导致晶圆遭受颗粒或报废的影响。本实用新型另外提供了一种包括所述炉管晶圆调节装置的炉管。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种炉管晶圆调节装置，设置于一炉管机台内，用于调节晶舟上晶圆的位置，包括：

第一位移组件，包括气动单元和与所述气动单元活动连接的第二位移组件，所述第二位移组件在所述气动单元的作用下到达预定位置；以及

所述第二位移组件包括传动单元以及与所述传动单元连接的微调连杆，在所述传动单元的作用下微调连杆靠近晶舟并调节晶圆的位置。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，所述第二位移组件还包括设置于所述炉管内壁的第三旋转轴和与所述第三旋转轴连接的收缩框，所述第三旋转轴用于使所述收缩框在垂直于所述炉管管壁的平面内旋转；所述传动单元设置于所述收缩框内。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，所述传动单元包括丝杆螺母和丝杆，所述丝杆螺母的一端固设于所述微调连杆中部，另一端套接于所述丝杆上，其中，所述丝杆螺母和所述丝杆垂直于所述微调连杆。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，所述传动单元还包括伺服驱动器、伺服电机以及联轴器，所述伺服驱动器控制所述伺服电机，所述丝杆与所述伺服电机连接，所述伺服电机通过所述联轴器控制所述丝杠运动。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，所述传动单元还包括与所述微调连杆连接的一条或多条滑轨以及与所述滑轨滑动连接且固设于所述收缩框内的滑块。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，所述多条滑轨互相平行，且均垂直于所述微调连杆。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，所述气动单元包括一气缸和与所述气缸配合的活塞，所述气缸包括第一端和与所述第一端相对的第二端，所述活塞包括与所述第二端活动连接的第三端和与所述第三端相对的第四端。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，所述第一位移组件还包括设置于所述炉管内壁的第一旋转轴，所述气缸的第一端与所述第一旋转轴连接，所述第一旋转轴用于使所述气缸在垂直于所述炉管管壁的平面内旋转；所述活塞的第四端与第二旋转轴连接，所述第二旋转轴位于所述收缩框内，所述第二旋转轴用于使所述活塞在垂直于所述收缩框侧壁的平面内旋转。

可选的，在所述炉管晶圆调节装置中，第一位移组件设置于与晶舟底部平行的内壁。

本实用新型还提供了一种炉管，包括上述的炉管晶圆调节装置。

在本实用新型提供的炉管晶圆调节装置中，炉管晶圆调节装置设置于所述炉管内壁，所述炉管晶圆调节装置包括第一位移组件和第二位移组件，所述第一位移组件中的气动单元用于使所述第二位移组件靠近晶圆；所述第二位移组件中的传动单元用于使微调连杆接触晶圆并调节晶圆的位置，从而移回偏移的晶圆，保证晶圆的位置准确，且避免了手动调整导致晶圆遭受颗粒或报废的影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的炉管俯视图。

图2为本实用新型实施例提供的炉管侧视图。

图3为本实用新型实施例提供的第一位移组件展开俯视图。

图4为本实用新型实施例提供的第一位移组件收缩俯视图。

图5为本实用新型实施例提供的第二位移组件侧视图。

图6为本实用新型实施例提供的炉管晶圆调节装置的系统组成图。

其中，100-炉管；101-炉管管壁；102-晶舟柱；103-原位晶圆；104-异位晶圆；105-晶舟；110-炉管晶圆调节装置；120-第一位移组件；121-气缸；122-活塞；123-收缩框；124-第一旋转轴；125-第二旋转轴；126-第三旋转轴；127-制动柱；130-第二位移组件；131-微调连杆；132-滑块；133-滑轨；134-丝杆螺母；135-丝杆；136-联轴器；137-伺服电机；138-伺服驱动器。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的炉管晶圆调节装置及炉管的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型中炉管晶圆调节装置及炉管的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

在对晶圆进行氧化、掺杂和热处理等工艺时，晶圆在炉管晶舟上受气流震动及旋转运动等因素的影响，可能出现个别晶圆位置偏移的不佳情况，在完成反应后下货取片前进行的晶圆扫描动作时会发生报警。对于晶圆偏移类报警，现有技术中通常采用打开炉管机台的后门手动对突出晶圆的位置进行细微调整的方法，以使偏移的晶圆位置回归正常，从而继续后面的取片动作。但现有技术中打开后门会导致机台内部传送环境变差，使得产品遭受颗粒影响，同时针对一些对氧气浓度要求高的产品，可能会导致产品报废。

如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的炉管俯视图。本实施例提供了炉管100中晶圆的位置图，含原位晶圆103和异位晶圆104，本实用新型的目的在于将所述异位晶圆104移回原位，以完成晶圆的氧化、掺杂和热处理等工艺。

本实用新型提供了一种炉管晶圆调节装置110，设置于一炉管机台内，用于调节晶舟105上晶圆的位置，如图2所示，图2为本实用新型实施例提供的炉管侧视图。所述炉管晶圆调节装置110包括：

第一位移组件120，包括气动单元和与所述气动单元活动连接的第二位移组件130，所述第二位移组件130在所述气动单元的作用下到达预定位置；

以及所述第二位移组件130包括传动单元以及与所述传动单元连接的微调连杆131，在所述传动单元的作用下微调连杆131靠近晶舟105并调节晶圆的位置。

本实用新型中所述第一位移组件120中的气动单元用于使所述第二位移组件130靠近晶圆；所述第二位移组件130中的传动单元用于使微调连杆131接触晶圆并调节晶圆的位置，从而移回偏移的晶圆，保证晶圆的位置准确，且避免了手动调整导致晶圆遭受颗粒或报废的影响。

进一步的，如图6所示，图6为本实用新型实施例提供的炉管晶圆调节装置的系统组成图。本实施例中通过掌上型终端机控制所述炉管晶圆调节装置110的主控制器，再由所述主控制器分别控制气阀和伺服驱动器138，所述气阀控制所述第一位移组件120的所述气动单元，所述伺服驱动器138控制所述第二位移组件130的所述传动单元，从而实现远程控制调节晶圆的位置。

具体的，如图5所示，图5为本实用新型实施例提供的第二位移组件侧视图。所述第二位移组件130还包括设置于所述炉管100内壁的第三旋转轴126和与所述第三旋转轴126连接的收缩框123，所述第三旋转轴126用于使所述收缩框123在垂直于所述炉管管壁101的平面内旋转；所述传动单元设置于所述收缩框123内。所述收缩框123用于收缩所述传动单元和所述气动部件。优选所述收缩框123的底面可以为长宽比例较大的长方形，所述收缩框123通过第三旋转轴126设置于所述炉管100内壁。进一步的，所述微调连杆131与所述收缩框123通过所述传动单元活动连接，所述传动单元包括：丝杆螺母134和丝杆135，所述丝杆螺母134一端固设于所述微调连杆131中部，另一端套接于所述丝杆135，所述丝杆135与一伺服电机137连接，所述伺服电机137固设于所述收缩框123内。其中，所述丝杆螺母134和所述丝杆135垂直于所述微调连杆131。其具体运动方式如下：所述丝杆螺母134和所述丝杆135是可以通过螺纹旋转并发生位移的，收缩时，所述丝杆螺母134和/或所述丝杆135进行拧紧旋转，使所述丝杆螺母134向所述收缩框123内收缩，从而带动所述微调连杆131收缩；伸展时，所述丝杆螺母134和/或所述丝杆135进行与拧紧旋转方向相反的方向旋转，使所述丝杆螺母134向所述收缩框123外缓慢平移，带动所述微调连杆131伸展，从而移回移回偏移的晶圆，优选的，所述收缩框123侧壁与所述炉管管壁101平行，所述微调连杆131与所述收缩框123侧壁平行。

如图2所示，所述传动单元还包括：伺服驱动器138、伺服电机137以及联轴器136，所述伺服电机137可以设置于所述收缩框123内，所述伺服驱动器138与所述伺服电机137直接或间接连接，通过所述伺服驱动器138控制所述伺服电机137；所述伺服电机137通过所述联轴器136将动能传递所述丝杠，并控制所述丝杠运动。通常的，本实用新型中还可以通过其他的方式为所述丝杠提供动能。

较佳的，为使所述微调连杆131在移动过程中更加稳固，所述传动单元还包括与所述微调连杆131连接的一条或多条滑轨133以及与所述滑轨133滑动连接且固设于所述收缩框123内的滑块132。所述多个滑块132可以固设于所述收缩框123顶部和\或底部，所述顶部的多个滑块132在顶部的滑轨133上滑动，所述底部的多个滑块132在底部的滑轨133上滑动。通过顶部和底部的滑块132以进一步固定所述微调连杆131，当所述第二位移组件130收缩时，所述滑轨133配合所述丝杆螺母134向所述收缩框123内移动，当所述第二位移组件130伸展时，所述滑轨133配合所述丝杆螺母134向所述收缩框123外移动。优选的，多条所述滑轨133相互平行，且沿同一方向垂直于所述微调连杆131，并可以设置于所述微调连杆131端部。

参考图3和图4，图3为本实用新型实施例提供的第一位移组件展开俯视图。图4为本实用新型实施例提供的第一位移组件收缩俯视图。所述气动单元包括一气缸121和与所述气缸121配合的活塞122，所述气缸121包括第一端和与所述第一端相对的第二端，所述活塞122包括与所述第二端活动连接的第三端和与所述第三端相对的第四端。所述第一位移组件120还包括设置于所述炉管100内壁的第一旋转轴124，所述气缸121的第一端与所述第一旋转轴124连接，所述第一旋转轴124用于使所述气缸121在垂直于所述炉管管壁101的平面内旋转；所述活塞122的第四端与第二旋转轴125连接，所述第二旋转轴125位于所述收缩框123内，所述第二旋转轴125用于使所述活塞122在垂直于所述收缩框123侧壁的平面内旋转。

伸展时，所述活塞122从所述气缸121移出部分，给所述收缩框123提供一支撑力，优选使所述收缩框123绕所述第三旋转轴126旋转90度左右，促使所述收缩框123远离所述第三旋转轴126的一端靠近于所述晶舟105；较佳的，此时所述收缩框123与所述炉管管壁101垂直。进一步的，为避免所述活塞122移出后给所述收缩框123提供支撑力太大，导致所述收缩框123绕所述第三旋转轴126旋转时难以在预定位置停止，使所述微调连杆131无法接触到所述晶圆，因此本实施例在所述第三旋转轴126远离所述气缸121的一侧设置有一制动柱127，用于对所述收缩框123的旋转进行制动，本实用新型也可以采用其他的制动方法。

折叠时，所述活塞122完全移入所述气缸121，给所述收缩框123提供一拉力，所述气缸121及活塞122均收缩于所述收缩框123内，所述气缸121带动所述收缩框123远离所述第三旋转轴126的一端靠近于所述炉管管壁101，较佳的，此时所述收缩框123与所述炉管管壁101接近与平行，且非常靠近所述炉管管壁101，从而将整个所述炉管晶圆调节装置110折叠靠近于所述炉管管壁101的位置。

例如，三根所述晶舟柱102并非均匀分布于所述晶圆周围，其中两根所述晶舟柱102的连线经过晶圆圆心，剩余一根所述晶舟柱102到另外两根晶舟柱102距离相等，从而所述晶舟105形成一开口，用于放置和取出晶圆。优选的，所述炉管晶圆调节装置110设置于所述炉管100内壁靠近所述开口的一面，当所述炉管晶圆调节装置110伸展时所述收缩框123可以与所述晶圆中心对齐。较佳的，所述第一位移组件120可以设置于与晶舟105底部平行的内壁，还可以设置于所述炉管100的顶面或底面，所述炉管100的顶面和底面可以给予所述第一位移组件120一定的支撑力，使其更加稳固。

进一步的，所述微调连杆131的长度可以大于等于所述晶舟105的高度。从而使所述微调连杆131可以移回放置在晶舟105上每一片偏移的晶圆。

本实用新型还提供了一种炉管100，包括上述炉管晶圆调节装置110，能够移回炉管100内偏移的晶圆，保证晶圆的位置准确，且避免了手动调整导致晶圆遭受颗粒或报废的影响。

综上，在本实用新型提供的炉管晶圆调节装置中，炉管晶圆调节装置设置于所述炉管内壁，所述炉管晶圆调节装置包括第一位移组件和第二位移组件，所述第一位移组件中的气动单元用于使所述第二位移组件靠近晶圆；所述第二位移组件中的传动单元用于使微调连杆接触晶圆并调节晶圆的位置，从而移回偏移的晶圆，保证晶圆的位置准确，且避免了手动调整导致晶圆遭受颗粒或报废的影响。

上述实施例仅用于示例性地说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何所属技术领域的技术人员，在不违背本实用新型的精神及范畴下，均可对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，而仍属于本实用新型的保护范围之内。