一种气体处理炉和提高晶圆表面气体处理均匀性的方法技术

本发明专利技术提供一种气体处理炉和提高晶圆表面气体处理均匀性的方法，其通过处理气体喷吹口、过流孔、晶圆三者的位置关系，增大了晶圆表面与处理气体的接触面积，能够在短时间内提高处理气体的处理效果，提高了生产效率。气体处理炉包括炉体，炉体内设置有容置晶舟的气体处理室。气体处理室内晶舟位置的一侧设置有多个喷吹口，多个喷吹口沿晶舟上承载的晶圆堆叠方向排布且分别朝向多个晶圆；另一侧设置有沿晶圆堆叠方向延伸的气体收集室，气体收集室朝向多个晶圆一侧的壁体上开设有将气体收集室与气体处理室相连通的多个过流孔，多个过流孔沿多个晶圆的堆叠方向排列；气体收集室的壁体上设置有能够与抽吸装置相连通的至少一个抽气接口。

A gas treatment furnace and a method to improve the uniformity of gas treatment on wafer surface

【技术实现步骤摘要】
一种气体处理炉和提高晶圆表面气体处理均匀性的方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种气体处理炉和提高晶圆表面气体处理均匀性的方法。
技术介绍
在晶圆掺入杂质以使其具有导电性之后，需要对其进行退火，也称为复原(heal)或回火(temper)。因在晶体结构中注入杂质而产生的损坏只能在这种退火过程中部分得到“复原”。这种过程通常发生在多个晶圆的气体处理炉的处理室中在一定温度下使用处理气体对晶圆进行退火。晶圆在光刻工艺中其表面会残留有聚合物残基及损坏的硅残留，为了消除晶圆上残留的聚合物残基及损坏的硅残留，要对晶圆进行H2退火处理，以获得无渗漏的高品质外延层(SEG)。现有H2退火处理，多在气体处理炉内进行。现有气体处理炉多包括炉体和设置在炉体内处理室中的晶圆船，将在晶圆船上堆叠放置多个晶圆以进行H2退火处理，然而现有H2处理炉在处理过程中晶圆表面的处理均匀性无法得到有效保证，尤其是使用高温低压H2处理工艺处理300mm晶圆时，存在晶圆中心部位外延层性能比边缘差的问题，这时需要将高温退火的时间加长很多才能将晶圆中间的外延层(SEG)性能提高到可接受的水平，这不仅导致成本提高很多，而且也正常了处理时间，降低了生产效率。基于上述问题，需要提供一种气体处理炉和提高晶圆表面气体处理均匀性的方法，来获得表面均匀性较高的晶圆。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种气体处理炉和提高晶圆表面气体处理均匀性的方法，用于解决现有技术中晶圆在气体处理过程中表面均匀度较差的问题。为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术的第一个方面是提供一种气体处理炉，包括炉体，所述炉体内设置有能够容置晶舟的气体处理室，所述晶舟一侧的所述气体处理室内设置有多个喷吹口，所述多个喷吹口沿所述晶舟上承载的晶圆堆叠方向排布且分别朝向所述多个晶圆；所述晶舟另一侧的所述炉体内设置有沿所述晶圆堆叠方向延伸的气体收集室，所述气体收集室朝向所述多个晶圆一侧的壁体上开设有将所述气体收集室与所述气体处理室相连通的多个过流孔，所述多个过流孔沿晶圆堆叠方向排列；所述气体收集室的壁体上设置有能够与抽吸装置相连通的至少一个抽气接口。作为本专利技术的一个可选方案，所述气体处理室内设置有至少一喷吹管道，所述多个喷吹口开设在所述至少一喷吹管道上。作为本专利技术的一个可选方案，所述处理室内设置有多个喷吹管道，每一所述喷吹管道分别对应喷吹不同的晶圆堆叠段，所述多个喷吹口分别设置在所述多个喷吹管道上。作为本专利技术的一个可选方案，所述晶圆数量为100层，所述喷吹管道为5个，每一喷吹管上设置有20个所述喷吹口。作为本专利技术的一个可选方案，所述多个喷吹口、所述多个过流孔分别与所述晶圆一一对应。作为本专利技术的一个可选方案，所述气体收集室由所述炉体的内壁、隔板和底板围成，所述隔板与所述多个喷吹口相对，所述过流孔开设在所述隔板上；所述底板将所述炉体的内壁和隔板下部封堵。作为本专利技术的一个可选方案，所述隔板为平板，所述多个喷吹口的喷吹方向垂直与所述平板的板面。作为本专利技术的一个可选方案，所述气体收集室设置在一罐体内，所述罐体安装在所述处理室内，所述过流孔开设在所述罐体的侧壁上。作为本专利技术的一个可选方案，所述罐体朝向所述多个晶圆的一侧的外部壁体为平面，所述多个喷吹口的喷吹方向垂直与所述平面。作为本专利技术的一个可选方案，所述过流孔为扁长孔，且长度方向沿前后方向延伸。作为本专利技术的一个可选方案，所述喷吹口至晶圆前后两侧边缘的切线通过所述过流孔。本专利技术的第二方面是提供一种提高晶圆表面气体处理均匀性的方法，包括以下步骤：提供一气体处理炉，在所述气体处理炉的处理室中堆叠放置多个晶圆，并在所述多个晶圆之间设置允许气流通过的间隙；在所述处理室内晶圆一侧设置多个喷吹口，并使所述多个喷吹口沿所述多个晶圆的堆叠方向排布；在所述处理室内晶圆另一侧设置一沿所述晶圆堆叠方向延伸的气体收集室，并在所述气体收集室朝向所述多个晶圆一侧的壁体上开设将所述气体收集室与所述处理室相连通的多个过流孔，并使所述多个过流孔沿所述多个晶圆的堆叠方向排列，在所述气体收集室的壁体上设置有能够与抽吸装置相连通的至少一个抽气接口；将处理气体通过所述多个喷吹口注入所述处理室内，并通过多个所述过流孔流入所述气体收集室后从所述抽气接口排出。作为本专利技术的一个可选方案，所述多个喷吹口、所述多个过流孔分别与所述晶圆一一对应。作为本专利技术的一个可选方案，所述气体处理室内设置有至少一喷吹管道，所述多个喷吹口开设在所述至少一喷吹管道上。作为本专利技术的一个可选方案，将所述喷吹管道设置为多个，且使每一所述喷吹管道分别对应喷吹不同的晶圆堆叠段。作为本专利技术的一个可选方案，将所述多个晶圆设置为100层，将所述喷吹管道设置为5个，在每一喷吹管上设置有20个所述喷吹口。作为本专利技术的一个可选方案，所述气体收集室由所述炉体的内壁、隔板和底板围成，所述隔板与所述多个喷吹口相对，所述过流孔开设在所述隔板上；所述底板将所述炉体的内壁和隔板下部封堵。作为本专利技术的一个可选方案，所述隔板为平板，所述多个喷吹口的喷吹方向垂直与所述平板的板面。作为本专利技术的一个可选方案，所述气体收集室设置在一罐体内，所述罐体安装在所述处理室内，所述过流孔开设在所述罐体的侧壁上。作为本专利技术的一个可选方案，所述罐体朝向所述多个晶圆的一侧的外部壁体为平面，所述多个喷吹口的喷吹方向垂直与所述平面。作为本专利技术的一个可选方案，所述过流孔为扁长孔，且长度方向沿前后方向延伸。作为本专利技术的一个可选方案，所述喷吹口至晶圆前后两侧边缘的切线通过所述过流孔。如上所述，本专利技术提供了一种气体处理炉和提高晶圆表面气体处理均匀性的方法，处理气体经喷吹口喷吹后沿对应晶圆面流动通过对侧设置的过流孔进入气体收集室内，最后经抽气接口被外配抽吸装置抽出，本专利技术通过处理气体喷吹口、过流孔、晶圆三者间的位置关系，以及气体收集室的均压性能，使处理气体沿晶圆表面流动，增大了晶圆表面与处理气体的接触面积，能够在短时间内提高处理气体的处理效果，提高了生产效率，降低了成本，并且减少了处理气体的紊流风阻，降低了外配抽吸装置的功率。附图说明图1显示为本专利技术气体处理炉实施例一的结构示意图；图2显示为本专利技术气体处理炉实施例一中晶圆、过流孔与各喷吹口的俯视位置示意图；图3显示为本专利技术气体处理炉过流孔的一结构示意图；图4显示为本专利技术气体处理炉实施例一、实例二、实施例三中过流孔的结构示意图；图5显示为本专利技术气体处理炉实施例二的结构示意图；图6显示为本专利技术气体处理炉实施例三的结构示意图；图7显示为图6中壁体151的局部结构图；图8显示为本专利技术方法的流程图。元件标号说明10炉体110处理室120晶舟130喷吹管道131/1511喷吹口140气体收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体处理炉，包括炉体，所述炉体内设置有能够容置晶舟的气体处理室，其特征在于，/n所述气体处理室内晶舟位置的一侧设置有多个喷吹口，所述多个喷吹口沿所述晶舟上承载的晶圆堆叠方向排布且分别朝向所述多个晶圆；/n所述晶舟位置的另一侧设置有沿所述晶圆堆叠方向延伸的气体收集室，所述气体收集室朝向所述多个晶圆一侧的壁体上开设有将所述气体收集室与所述气体处理室相连通的多个过流孔，所述多个过流孔沿所述多个晶圆的堆叠方向排列；所述气体收集室的壁体上设置有能够与抽吸装置相连通的至少一个抽气接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体处理炉，包括炉体，所述炉体内设置有能够容置晶舟的气体处理室，其特征在于，
所述气体处理室内晶舟位置的一侧设置有多个喷吹口，所述多个喷吹口沿所述晶舟上承载的晶圆堆叠方向排布且分别朝向所述多个晶圆；
所述晶舟位置的另一侧设置有沿所述晶圆堆叠方向延伸的气体收集室，所述气体收集室朝向所述多个晶圆一侧的壁体上开设有将所述气体收集室与所述气体处理室相连通的多个过流孔，所述多个过流孔沿所述多个晶圆的堆叠方向排列；所述气体收集室的壁体上设置有能够与抽吸装置相连通的至少一个抽气接口。


2.根据权利要求1所述的气体处理炉，其特征在于：所述气体处理室内设置有至少一喷吹管道，所述多个喷吹口开设在所述至少一喷吹管道上。


3.根据权利要求1所述的气体处理炉，其特征在于：所述处理室内设置有多个喷吹管道，每一所述喷吹管道分别对应喷吹不同的晶圆堆叠段，所述多个喷吹口分别设置在所述多个喷吹管道上。


4.根据权利要求3所述的气体处理炉，其特征在于：所述晶舟上的晶圆数量为100层，所述喷吹管道为5个，每一喷吹管上设置有20个所述喷吹口。


5.根据权利要求1所述的气体处理炉，其特征在于：所述多个喷吹口、所述多个过流孔分别与所述晶圆一一对应。


6.根据权利要求1所述的气体处理炉，其特征在于：所述气体收集室由所述炉体的内壁、隔板和底板围成，所述隔板与所述多个喷吹口相对，所述过流孔开设在所述隔板上；所述底板将所述炉体的内壁和隔板下部封堵。


7.根据权利要求6所述的气体处理炉，其特征在于：所述隔板为平板，所述多个喷吹口的喷吹方向垂直与所述平板的板面。


8.根据权利要求1所述的气体处理炉，其特征在于：所述气体收集室设置在一罐体内，所述罐体安装在所述气体处理室内，所述过流孔开设在所述罐体的侧壁上。


9.根据权利要求8所述的气体处理炉，其特征在于：所述罐体朝向所述多个晶圆的一侧的外部壁体为平面，所述多个喷吹口的喷吹方向垂直与所述平面。


10.根据权利要求6至9任一项所述的气体处理炉，其特征在于：所述过流孔为扁长孔，且长度方向沿前后方向延伸。


11.根据权利要求10所述的气体处理炉，其特征在于：所述喷吹口至晶圆前后两侧边缘的切线通过所述过流孔。


12.一种提高晶圆表面气体处理均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一气体处理炉，在所述气体处理炉的处理室中堆叠放置多个晶圆，并在所述多个晶圆之间设置允许气流通过的间隙；
在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秉国，侯潇，谢定方，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42