一种半导体快速退火炉晶圆支架的制作方法

本技术涉及半导体制造，尤其是一种半导体快速退火炉晶圆支架。

背景技术：

1、集成电路(ic)半导体器件的制造通常需要在有反应气体的情况下，热处理硅晶圆片。晶圆是制造半导体芯片的基本材料，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆在进行处理时，置于半导体设备内的晶圆支架上。快速退火炉是半导体晶圆制造经常用到的一种工艺设备，用于加热晶圆并快速退火，其主要用途包括高温退火，离子注入后修复晶格，活化杂质，氧化、氮化、硅化物生成、金属合金化等，晶圆也是形态各异。

2、随着半导体的不断发展，晶圆尺寸越来越大，晶圆厚度越来越薄，例如最薄的6寸晶圆厚度能到100um，工艺设备中伴有气流，容易导致薄片晶圆被吹飞，如果晶圆支架可靠性不好，有可能造成碎片。而且，现有晶圆支架对晶圆的支撑结构通常只能适用一种规格的晶圆，不利于设备的广泛使用。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有半导体快速退火炉晶圆支架存在的薄片晶圆的稳定性和安全性差、有可能造成碎片、对晶圆的支撑只能适用一种规格的晶圆等缺点，提供了一种结构合理的半导体快速退火炉晶圆支架，可兼容处理厚片晶圆、薄片晶圆，降低薄晶圆的破片率，对晶圆的保护更加完善。

2、本实用新型所采用的技术方案如下：

3、一种半导体快速退火炉晶圆支架，包括推拉门、第一支撑杆、第二支撑杆、支撑垫块及晶圆托盘，推拉门与退火炉的炉腔配合，在推拉门朝向炉腔的内侧面上设有第一支撑杆和第二支撑杆，在第一支撑杆和第二支撑杆上设有支撑臂，支撑臂上对应设有支撑垫块，第一支撑杆和第二支撑杆上的支撑垫块形成支承上方晶圆的圆周支撑结构，每个支撑垫块为具有上下两个台阶的块形结构，薄片晶圆通过晶圆托盘放置于上层台阶处，厚片晶圆放置于下层台阶处。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、第一支撑杆和第二支撑杆并列平行设置，第一支撑杆和第二支撑杆朝向炉腔的内部。

6、第一支撑杆和第二支撑杆上的支撑垫块共计为3个，第一支撑杆上设有1个支撑臂和对应的支撑垫块，第二支撑杆上设有2个支撑臂和对应的支撑垫块；3个支撑垫块形成位于同一圆周上的三个支撑点，共同形成支承上方晶圆的圆周支撑结构。

7、第一支撑杆和第二支撑杆上的支撑垫块共计为3个以上，均位于支承上方晶圆的同一圆周上。

8、支撑垫块的上下两个台阶位于阶梯状的坡上，上层台阶的上方为斜坡面，上层台阶与下层台阶之间为斜坡面。

9、晶圆托盘从上层台阶的上方斜坡面放置于上层台阶处。

10、厚片晶圆从上下层台阶之间的斜坡面放置于下层台阶处。

11、晶圆托盘为环状结构，在晶圆托盘的内圆周设有支承和限位放入的薄片晶圆的内台阶。

12、在推拉门的内侧面设有热电偶，热电偶从推拉门的内侧面伸向炉腔的内部，到达薄片晶圆或者厚片晶圆的位置下方。

13、热电偶的数量为两根以上。

14、本实用新型的有益效果如下：

15、本实用新型的两个支撑杆上的支撑垫块具有两级台阶，下层台阶用于放置较厚的晶圆，上层台阶用于放置较薄晶圆的托盘，可兼容支撑薄片晶圆托盘的功能，厚片晶圆、薄片晶圆都能处理，还能降低薄晶圆的破片率。本实用新型的两个支撑杆的两层台阶可以容纳各种厚度的晶圆，薄片晶圆托盘保证了薄片晶圆在推拉门传输过程中的稳定性和安全性，降低碎片率，热电偶可以实时检测工艺温度。本实用新型结构简单，可靠性高，对晶圆的保护更加完善。

技术特征：

1.一种半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：包括推拉门(1)、第一支撑杆(2)、第二支撑杆(3)、支撑垫块(4)及晶圆托盘(5)，推拉门(1)与退火炉的炉腔配合，在推拉门(1)朝向炉腔的内侧面上设有第一支撑杆(2)和第二支撑杆(3)，在第一支撑杆(2)和第二支撑杆(3)上设有支撑臂，支撑臂上对应设有支撑垫块(4)，第一支撑杆(2)和第二支撑杆(3)上的支撑垫块(4)形成支承上方晶圆的圆周支撑结构，每个支撑垫块(4)为具有上下两个台阶的块形结构，薄片晶圆(6)通过晶圆托盘(5)放置于上层台阶处，厚片晶圆(7)放置于下层台阶处。

2.根据权利要求1所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：第一支撑杆(2)和第二支撑杆(3)并列平行设置，第一支撑杆(2)和第二支撑杆(3)朝向炉腔的内部。

3.根据权利要求1所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：第一支撑杆(2)和第二支撑杆(3)上的支撑垫块(4)共计为3个，第一支撑杆(2)上设有1个支撑臂和对应的支撑垫块(4)，第二支撑杆(3)上设有2个支撑臂和对应的支撑垫块(4)；3个支撑垫块(4)形成位于同一圆周上的三个支撑点，共同形成支承上方晶圆的圆周支撑结构。

4.根据权利要求1所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：第一支撑杆(2)和第二支撑杆(3)上的支撑垫块(4)共计为3个以上，均位于支承上方晶圆的同一圆周上。

5.根据权利要求1所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：支撑垫块(4)的上下两个台阶位于阶梯状的坡上，上层台阶的上方为斜坡面，上层台阶与下层台阶之间为斜坡面。

6.根据权利要求5所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：晶圆托盘(5)从上层台阶的上方斜坡面放置于上层台阶处。

7.根据权利要求5所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：厚片晶圆(7)从上下层台阶之间的斜坡面放置于下层台阶处。

8.根据权利要求1所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：晶圆托盘(5)为环状结构，在晶圆托盘(5)的内圆周设有支承和限位放入的薄片晶圆(6)的内台阶。

9.根据权利要求1所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：在推拉门(1)的内侧面设有热电偶(8)，热电偶(8)从推拉门(1)的内侧面伸向炉腔的内部，到达薄片晶圆(6)或者厚片晶圆(7)的位置下方。

10.根据权利要求9所述的半导体快速退火炉晶圆支架，其特征在于：热电偶(8)的数量为两根以上。

技术总结
本技术公开了一种半导体快速退火炉晶圆支架，包括推拉门、第一支撑杆、第二支撑杆、支撑垫块及晶圆托盘，推拉门与退火炉的炉腔配合，在推拉门朝向炉腔的内侧面上设有第一支撑杆和第二支撑杆，在第一支撑杆和第二支撑杆上设有支撑臂，支撑臂上对应设有支撑垫块，第一支撑杆和第二支撑杆上的支撑垫块形成支承上方晶圆的圆周支撑结构，每个支撑垫块为具有上下两个台阶的块形结构，薄片晶圆通过晶圆托盘放置于上层台阶处，厚片晶圆放置于下层台阶处。本技术可兼容处理厚片晶圆、薄片晶圆，降低薄晶圆的破片率，对晶圆的保护更加完善。

技术研发人员：陈庆敏,陈加朋,李丙科,张桉民,闫文彬
受保护的技术使用者：无锡松煜科技有限公司
技术研发日：20230421
技术公布日：2024/3/21