CN110246784B - 一种支撑结构和具有其的热处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支撑结构和具有其的热处理装置，所述支撑结构的上表面形成有能够与硅片的下表面形成面接触的环形支撑面，用以在对硅片进行加热时支撑硅片。根据本发明的支撑结构，能够解决硅片被加热期间硅片所受压强大，硅片滑移严重的问题，利用本发明的支撑结构能够增大硅片与支撑结构的接触面积，使得硅片受力均匀稳定，减小硅片被加热期间硅片所受压强，控制位错位置，减轻滑移，提高硅片性能和产品良率，支撑结构易于更换，易于发现损坏或变形。

Description

一种支撑结构和具有其的热处理装置

技术领域

本发明涉及硅片制造技术领域，尤其涉及一种支撑结构和具有其的热处理装置。

背景技术

晶体缺陷通常分为四类：点缺陷、线缺陷、面缺陷及体缺陷，线缺陷可以分为刃位错及螺旋位错两种缺陷。晶体的缺陷可看成是局部晶格沿一定的原子面发生晶格的滑移的产物，滑移不贯穿整个晶格，晶体缺陷到晶格内部即终止，在已滑移部分和未滑移部分晶格的分界处造成质点的错乱排列，也就是所说的位错。晶片在被加热期间，可能会产生热梯度，此热梯度会产生足以使晶片内不同平面相对于彼此滑移的热应力，滑移可能将污染物引入半导体晶片并可能导致晶片损坏，导致晶片性能及产品良率降低，为了提高晶片性能及产品良率，滑移需要进行控制，尤其随着大硅片成为现如今的发展趋势，越来越大的硅片将进入生产线中，硅片的质量随着尺寸的增加也在逐渐增大，在热处理期间，质量越大所受热应力也因此增加。

现有的支承件是三点或者四点支撑架，支撑接触面积较小。如今大尺寸硅片已经是未来趋势，当受热时，由于受到自身重力及热应力时，大尺寸硅片将会相较小尺寸硅片有更多的滑移等缺陷。另一方面，受到热应力的时候硅片所受压强也会增加，从而加重滑移，使用现有支撑架不仅会导致更多的滑移量，位置也不可控，尤其是滑移位置偏向硅片内部，导致晶片性能及产品良率降低，对随后的器件制造带来影响。此外，现有的支撑架通常是一体的，使用过程中出现损伤或形变时需要整体更换，出现形变时不易发现，易导致滑移加重。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种支撑结构，用于解决硅片被加热期间硅片所受压强大，硅片滑移严重，现有支撑架出现损伤或形变时需要整体更换，出现形变时不易发现，易导致滑移加重的问题。

本发明还提供一种热处理装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的支撑结构，包括：

上支撑座，所述上支撑座的上表面形成有能够与硅片的下表面形成面接触的环形支撑面，用以在对硅片进行加热时支撑所述硅片；

下支撑座，所述下支撑座的上表面设有与所述上支撑座相匹配的凹槽，所述上支撑座可拆卸地置于所述凹槽中且所述上支撑座的侧壁止抵所述凹槽的内侧壁。

进一步地，所述上支撑座形成为圆环，所述支撑面沿所述圆环的周向延伸，所述凹槽为与所述上支撑座相匹配的环状凹槽。

进一步地，所述圆环形成为非闭合圆环。

进一步地，所述支撑面形成为与所述硅片的下表面匹配的楔形面或弧形曲面。

进一步地，所述上支撑座包括多个弧形结构，每个所述弧形结构的两端分别和与其相邻的所述弧形结构的一端可拆卸相连以形成所述圆环。

进一步地，所述下支撑座为非闭合的圆环状，所述凹槽沿所述下支撑座的周向延伸。

进一步地，所述上支撑座包括多个弧形结构，每个所述弧形结构的上表面形成有弧形面，所述凹槽为圆环状，多个所述弧形结构沿所述凹槽的周向间隔开分布。

根据本发明第二方面实施例的热处理装置，包括：

上述实施例中所述的支撑结构；

支架，所述支撑结构设在所述支架上。

进一步地，所述支架包括架杆，所述架杆上设有多个沿其高度方向间隔开分布的第一卡接部，所述下支撑座的边缘设置有第二卡接部，所述第二卡接部与所述第一卡接部相连。

进一步地，所述热处理装置还包括：加热机构，用于加热所述支撑结构上的硅片。

进一步地，所述加热机构包括加热灯。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明的支撑结构，能够解决硅片被加热期间硅片所受压强大，硅片滑移严重的问题，利用本发明的支撑结构能够增大硅片与支撑结构的接触面积，使得硅片受力均匀稳定，减小硅片被加热期间硅片所受压强，控制位错位置，减轻滑移，提高硅片性能和产品良率，上支撑座便于更换，上支撑座出现损伤或形变时易发现。

附图说明

图1为本发明一个实施例的支撑结构中上支撑座支撑硅片的示意图；

图2为图1中支撑结构支撑硅片时硅片受热弯曲示意图；

图3为本发明另一个实施例的支撑结构中上支撑座支撑硅片的示意图；

图4为图3中支撑结构支撑硅片时硅片受热弯曲示意图；

图5为图1中上支撑座支撑硅片时的一个示意图；

图6为图1中上支撑座支撑硅片时的一个局部示意图；

图7为本发明实施例的支撑结构中上支撑座的一个俯视图；

图8为本发明实施例的支撑结构中上支撑座可能出现的滑移位置示意图；

图9为本发明实施例的支撑结构中上支撑座的另一结构示意图；

图10为本发明实施例的支撑结构的一个结构示意图；

图11为本发明实施例的支撑结构的一个截面图；

图12为本发明实施例的支撑结构与硅片配合的一个示意图；

图13为本发明实施例的热处理装置的一个结构示意图。

附图标记

上支撑座10；第二卡接部11；下支撑座12；凹槽13；

架杆20；第一卡接部21；

加热灯30；

硅片40。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的支撑结构。

如图1至图13所示，本发明实施例的支撑结构包括上支撑座10和下支撑座12。

具体而言，上支撑座10的上表面形成有能够与硅片40的下表面形成面接触的环形支撑面，用以在对硅片进行加热时支撑硅片；下支撑座12的上表面设有与上支撑座10相匹配的凹槽13，上支撑座10可拆卸地置于凹槽13中且上支撑座10的侧壁止抵凹槽13的内侧壁。

也就是说，上支撑座10的上表面形成有能够与硅片40的下表面形成面接触的环形支撑面，用以在对硅片40进行加热时支撑硅片，增大硅片的下表面与支撑面之间的接触面积，减小硅片所受的压强，减轻硅片被加热期间的滑移，控制位错位置，减少硅片缺陷，提高硅片的性能和良率，使得滑移不易出现在硅片内部，减轻对器件制造的影响。下支撑座12的上表面可以设有凹槽13，凹槽13与上支撑座10相匹配，上支撑座10上与凹槽13接触的位置可以为圆弧过渡面，凹槽13也可以为与上支撑座10匹配的弧形面，以便于上支撑座10能够置于凹槽13中，上支撑座10可拆卸地置于凹槽13中，当支撑面出现损坏或形变时，可以更换上支撑座10，且上支撑座10的侧壁止抵凹槽13的内侧壁，上支撑座10的侧壁可以贴合止抵凹槽13的内侧壁，当上支撑座10出现形变时上支撑座10就不能与凹槽13完好地配合，会出现缝隙或难以置于凹槽13中，这样也便于工作人员发现上支撑座10形变。

在本发明的一些实施例中，上支撑座10可以形成为圆环，支撑面可以沿圆环的周向延伸，便于与圆形硅片配合，圆环节省制造材料，便于加工，凹槽13为与上支撑座10相匹配的环状凹槽，便于上支撑座10置于凹槽中。

可选地，如图7所示，圆环可以形成为非闭合圆环，通过圆环的缺口位置便于放置硅片和取下硅片。

可选地，如图1、图2、图5、图6所示，支撑面可以形成为与硅片40的下表面匹配的楔形面，对于硅片40的下表面设计有斜面或倒角的情况，能够使得硅片40的下表面与楔形面贴合，增大硅片的下表面与支撑结构的接触面积，使得硅片受力均匀稳定，减小硅片所受的压强，减轻硅片被加热期间的滑移。

在一些实施例中，如图3和图4所示，支撑面可以形成为弧形曲面，硅片40的下表面设计有弧形过渡面时，便于支撑面与硅片40的下表面的接触，使得硅片受力均匀稳定，增大接触面积，减小硅片40所受的压强，减轻硅片被加热期间的滑移。

在本发明的一些实施例中，如图9所示，上支撑座10可以包括多个弧形结构14，比如四个或三个，每个弧形结构14的两端分别和与其相邻的弧形结构14的一端可拆卸相连以形成圆环，也可以形成非封闭的圆环，比如，三个弧形结构14之间相连形成带有缺口的非封闭的圆环，便于机械手臂的夹取。每个弧形结构14的一端可以设有第一连接部，另一端设有第二连接部，第一连接部可以为卡槽，第二连接部可以为卡扣，通过卡扣和卡槽能够将相邻两个弧形结构14连接在一起，当一个弧形结构出现损坏或形变时可以直接更换，简单方便，降低成本。可选地，上支撑座可以包括多个弧形结构14，每个弧形结构14的上表面可以形成有弧形面，凹槽13为圆环状，多个弧形结构14沿凹槽13的周向间隔开分布，当某一个弧形结构14出现损坏或变形时便于更换，不需要完全更换。

根据本发明的一些实施例，如图12所示，在使用过程中，多个弧形结构14可以沿凹槽的周向间隔开设置，弧形结构14可以有三个，相邻两个弧形结构14之间可以不连接，既能增大与硅片的接触面积，减小压力，又能够便于更换，当某一部分结构出现损坏或异常时，方便更换，不需要全部更换，降低成本；如果不更换直接将损坏的部分结构拆卸下，通过剩余的弧形结构进行支撑也能够与硅片较好地配合支撑，使用方便。

在本发明的另一些实施例中，下支撑座12可以为非闭合的圆环状，凹槽13可以沿下支撑座12的周向延伸，便于上支撑座10与下支撑座12之间的配合，便于硅片的取放。下支撑座12的底部或外侧可以形成为弧形过渡面，防止棱角带来的不便，便于操作，有利于减小滑移。

在另一些实施例中，上支撑座10可以形成为碳化硅、氮化硅、氧化硅或硅材料件，加热时表面不易发生形变或损坏，减小加热硅片时因上支撑座10的材质对硅片的影响。

将硅片置于本发明的上支撑座10上进行加热处理时，硅片上可能出现滑移的位置如图8所示，滑移位置可能位于硅片的周向分布，滑移位置可以在预测范围内，处于可控范围，通过本发明的上支撑座10对硅片进行加热处理，能够减小硅片被加热期间硅片所受压强，控制滑移位置，减轻滑移。

根据本发明的支撑结构，能够解决硅片被加热期间硅片所受压强大，硅片滑移严重的问题，利用本发明的支撑结构能够增大硅片与支撑结构的接触面积，使得硅片受力均匀稳定，减小硅片被加热期间硅片所受压强，控制位错位置，减轻滑移，提高硅片性能和产品良率；另外，现有的支撑架热处理后硅片的滑移位置不可知，不能进行有效控制，本发明中的支撑结构和硅片接触位置一定，对于滑移出现的位置是可以预测的，在利用硅片进行器件制造时可以规避这些位置，提高生产效率。

本发明实施例还提供一种热处理装置，包括上述实施例中的支撑结构和支架，支撑结构设在支架上，可以将硅片放置于支撑结构上，使得硅片的下表面与上支撑座10的支撑面充分接触，增大接触面积，使得硅片受力均匀稳定，然后对硅片进行加热，能够减小硅片的滑移，减少加热时硅片因所受的压强过大导致的缺陷。

在一些实施例中，如图13所示，支架可以包括架杆20，架杆20可以包括多个，比如可以包括两个或三个，架杆20上可以设有多个第一卡接部21，比如可以为三个，多个第一卡接部21可以沿架杆20的高度方向间隔开分布，下支撑座12的边缘可以设置有第二卡接部11，第二卡接部11可以与第一卡接部21相连，使得下支撑座12能够稳定地卡接在支架的架杆20上，可以根据实际需要将下支撑座12卡接在不同高度的第一卡接部21上，以便对硅片进行加热。还可以在不同高度的第一卡接部21上分别放置硅片，由于不同高度的第一卡接部21可能存在温度差，通过将硅片放置于不同的高度能够便于研究不同高度的温度下对硅片的影响，同时，提高加热处理硅片的效率。

在另一些实施例中，热处理装置还可以包括：加热机构，用于加热支撑结构上的硅片。可选地，加热机构可以包括加热灯30，可以包括多个加热灯30，多个加热灯30可以均匀分布在硅片的周围，以便对硅片进行均匀加热。

通过本发明的热处理装置，能够将硅片放置于上支撑座的支撑面上进行加热处理，能够减小硅片的滑移，减少加热时硅片因所受的压强过大导致的缺陷，通过架杆能够将硅片置于不同的高度，通过加热灯加热能够使得加热更加均匀。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种支撑结构，其特征在于，包括：

上支撑座，所述上支撑座的上表面形成有能够与硅片的下表面形成面接触的环形支撑面，用以在对硅片进行加热时支撑所述硅片；

下支撑座，所述下支撑座的上表面设有与所述上支撑座相匹配的凹槽，所述上支撑座可拆卸地置于所述凹槽中且所述上支撑座的侧壁止抵所述凹槽的内侧壁。

2.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述上支撑座形成为圆环，所述支撑面沿所述圆环的周向延伸，所述凹槽为与所述上支撑座相匹配的环状凹槽。

3.根据权利要求2所述的支撑结构，其特征在于，所述圆环形成为非闭合圆环。

4.根据权利要求2所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑面形成为与所述硅片的下表面匹配的楔形面或弧形曲面。

5.根据权利要求2所述的支撑结构，其特征在于，所述上支撑座包括多个弧形结构，每个所述弧形结构的两端分别和与其相邻的所述弧形结构的一端可拆卸相连以形成所述圆环。

6.根据权利要求2所述的支撑结构，其特征在于，所述下支撑座为非闭合的圆环状，所述凹槽沿所述下支撑座的周向延伸。

7.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述上支撑座包括多个弧形结构，每个所述弧形结构的上表面形成有弧形面，所述凹槽为圆环状，多个所述弧形结构沿所述凹槽的周向间隔开分布。

8.一种热处理装置，包括：

如权利要求1-7中任一项所述的支撑结构；

支架，所述支撑结构设在所述支架上。

9.根据权利要求8所述的热处理装置，其特征在于，所述支架包括架杆，所述架杆上设有多个沿其高度方向间隔开分布的第一卡接部，所述下支撑座的边缘设置有第二卡接部，所述第二卡接部与所述第一卡接部相连。

10.根据权利要求8所述的热处理装置，其特征在于，还包括：加热机构，用于加热所述支撑结构上的硅片。

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