一种炉管的氮气冷却系统及晶圆和晶舟的冷却方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106409731A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201610983199.3(22)申请日2016.11.09(71)申请人上海华力微电子有限公司地址201210上海市浦东新区张江高科技园区高斯路568号(72)发明人祁鹏王智苏俊铭(74)专利代理机构上海天辰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31275代理人吴世华张磊(51)Int.Cl.H01L21/67(2006.01)H01L21/673(2006.01)F27D9/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种炉管的氮气冷却系统及晶圆和晶舟的冷却方法(57)摘要本发明公开了一种炉管的氮气冷却系统及晶圆和晶舟的冷却方法，通过在氮气冷却系统中设置两路冷却管路，每路冷却管路分别采用质量流量控制器控制氮气流量，并通过在两路冷却管路中设置不同的氮气流量，使从冷却晶舟的第一冷却管每个出气孔中喷射出的氮气流量小于从冷却晶圆的第二冷却管每个出气孔中喷射出的氮气流量，以在晶舟舟脚部位产生的颗粒被第一冷却管喷射出的较小流量氮气吹落时，通过第二冷却管喷射出的较大流量氮气吹走，从而既能够很好地冷却晶舟及晶舟上的晶圆，又可防止将晶舟舟脚上的颗粒吹到晶圆上。CN106409731ACN106409731A权利要求书1/2页1.一种炉管的氮气冷却系统，设置在炉管下方的预装载区，并位于下降到预装载区时的晶舟侧部，所述晶舟通过舟脚水平装载有若干层晶圆，其特征在于，所述氮气冷却系统包括：第一、第二冷却管路，其分别设有质量流量控制器；第一、第二冷却管，分别垂直设于第一、第二冷却管路末端，沿第一、第二冷却管的管壁分别设有多个出气孔，用于喷射氮气分别从侧部对晶舟及晶舟中的晶圆进行冷却；其中，由供气系统导入的氮气，经第一、第二冷却管路各自质量流量控制器的调节，以不同的设定流量流向第一、第二冷却管，使从第一冷却管每个出气孔喷射出的氮气流量小于从第二冷却管每个出气孔喷射出的氮气流量，以在晶舟舟脚部位产生的颗粒被第一冷却管喷射出的较小流量氮气吹落时，通过第二冷却管喷射出的较大流量氮气吹走，从而防止颗粒落到晶圆上。2.根据权利要求1所述的炉管的氮气冷却系统，其特征在于，所述第一、第二冷却管设于晶舟同侧的不同横向位置。3.根据权利要求1所述的炉管的氮气冷却系统，其特征在于，所述第一、第二冷却管路分别设置一至若干个，并分别设有质量流量控制器，每个第一冷却管路设有一至若干个第一冷却管，每个第二冷却管路设有一至若干个第二冷却管，所述第一、第二冷却管在晶舟侧部成对设置。4.根据权利要求1-3任意一项所述的炉管的氮气冷却系统，其特征在于，所述第二冷却管的长度大于第一冷却管，所述第二冷却管上的出气孔与晶舟中晶圆的位置一一对应。5.根据权利要求1所述的炉管的氮气冷却系统，其特征在于，还包括一控制单元，其连接第一、第二冷却管路上的质量流量控制器，用于通过质量流量控制器设定及调节流经第一、第二冷却管路中的氮气流量。6.根据权利要求5所述的炉管的氮气冷却系统，其特征在于，还包括第一、第二温度感测单元，用于分别感测晶舟和晶圆的温度，所述第一、第二温度感测单元分别连接控制单元。7.一种晶圆和晶舟的冷却方法，使用权利要求1-6任意一项所述的炉管的氮气冷却系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：设定流经第一、第二冷却管路中的不同氮气流量；步骤S02：在晶舟下降到预装载区时，打开氮气冷却系统，通过第一、第二冷却管的出气孔分别从侧部向晶舟和晶圆喷射氮气进行冷却，并使从第一冷却管每个出气孔喷射出的氮气流量小于从第二冷却管每个出气孔喷射出的氮气流量，防止晶舟舟脚上的颗粒吹到晶圆上；步骤S03：将晶舟和晶圆冷却至设定温度后，关闭氮气冷却系统，完成对晶舟和晶圆的冷却。8.根据权利要求7所述的晶圆和晶舟的冷却方法，其特征在于，步骤S02中，使晶舟处于旋转状态进行冷却。9.根据权利要求7所述的晶圆和晶舟的冷却方法，其特征在于，步骤S02中，对晶舟和晶圆的温度进行检测，以控制冷却时间。10.根据权利要求9所述的晶圆和晶舟的冷却方法，其特征在于，根据检测的晶舟和晶2CN106409731A权利要求书2/2页圆温度，调整使不同冷却阶段中流经第一、第二冷却管路中的氮气具有不同大小的流量，以增强冷却效果。3CN106409731A说明书1/5页一种炉管的氮气冷却系统及晶圆和晶舟的冷却方法技术领域[0001]本发明涉及半导体集成电路加工技术领域，更具体地，涉及一种炉管的氮气冷却系统及使用该系统对晶圆和晶舟进行冷却的方法。背景技术[0002]集成电路持续往高密度方向发展，在一块越来越小的芯片上，整合了越来越多的组件，使得芯片对缺陷的容忍度越来越低