化学气相沉积设备及炉管制造技术

本发明专利技术公开了一种化学气相沉积设备，包括沉积室，所述沉积室开有至少一个排气口和至少一个进气口，其中，所述排气口的表面与沉积室的内壁表面圆滑相连。本发明专利技术还公开了一种炉管，该炉管的排气口的表面与炉管的内壁表面圆滑相连。本发明专利技术的化学气相沉积设备及炉管，可以降低排气口处沉积物脱落的可能性，改善化学气相沉积室内的颗粒污染问题，提高了产品质量，减少了对沉积室进行湿法清洁的次数，提高了设备的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种化学气相沉积设备 及炉管。
技术介绍
随着器件关键尺寸的缩小，对晶片表面玷污的控制变得越来越关键。 如果在生产过程中引入了颗粒等污染源，就可能引起电路的开路或断路， 因而在半导体工艺制造中，如何避免在工艺制造中的污染是必须要关注 的问题。随着生产中设备自动化程度的提高，人员与产品的交互变少， 防止生产中带来颗粒的重点已更多地放到了生产设备所产生的颗粒上 面。如设备腔室内壁上积累的沉积物的脱落就是一个很常见的污染源， 为此，在生产过程中，常需要对设备的腔室内壁及其他部件进行清洁， 去除积累的沉积物，以防止因其脱落而导致的晶片玷污。在各种生产设备中，化学气相沉积(CVD， Chemical Vapor Deposition) 设备的颗粒污染问题是关注的重点之一，这是由其的工作原理决定的。 化学气相沉积设备通常会用于形成常用的氧化硅、氮化硅、碳化硅和氮 氧化硅等薄膜。图l为化学气相沉积设备的结构示意图，如图l所示，进 行化学气相沉积工艺时，将晶片装入沉积室101内，利用能量系统102对 沉积室引入反应所需的能量，如利用加热系统对沉积室进行加热，再由 供气系统103通入气态的含有形成薄膜所需的原子或分子的化学物质，该 化学物质在反应室内混合并发生反应，最终在晶片表面聚集形成希望形 成的固态薄膜和气态产物，并通过系统的排气系统104将该气态产物排 出，最后取出晶片，完成薄膜的制作。在这一薄膜形成过程中，除了在晶片表面形成薄膜外，必然也会在 沉积室的内壁表面积累沉积物。因此，在多次沉积后，当内壁上的沉积 物较厚时，易因其发生脱落，对沉积室和晶片造成玷污，形成晶片上的缺陷，降低产品的成品率。目前，如何减少化学气相沉积设备中的颗粒 污染已经成为半导体制造领域中关注的重点问题之一。在化学气相沉积设备的沉积室内，在排气口附近的附着的沉积物为产生颗粒污染的主要来源之一，原因有两个 一是排气口处的抽力较大， 具有较浓的反应气体，化学反应速度更快，更易产生并附着沉积物；二 是排气口表面与沉积室内壁表面通常为棱角型相连，沉积的产物附着在 其上具有较大的应力，易发生脱落。由于这两个原因的存在，排气口处 的沉积物成为了沉积室内颗粒污染的主要来源之一。图2为现有的化学气 相沉积设备的沉积室排气口示意图，如图2所示，在沉积室壁上开有排气 口202，其与沉积室的内壁表面201a与外壁表面201b间均为棱角型相连， 附着在该棱角处的沉积物会具有较大的应力，易发生脱落，形成颗粒污 染源。为减少化学气相沉积设备中的颗粒污染问题，现在通常采用的方法 是对化学沉积设备的沉积室进4亍定期的清洁，然而该方法存在着效率较 低、影响设备使用寿命等其他缺点，希望能尽量少地使用。于2005年6月29日公开的公开号为CN1632164A的中国专利申请中， 公开了 一种减少炉管内颗粒污染的方法，该方法对沉积工艺进行改进， 在进行薄膜沉积的前后加入了颗粒清除步骤，以减少对炉管进行湿法清 洁的次数。但是，采用该方法后沉积工艺所需的时间更多，导致生产周 期有所延长，另外，该方法不能预先防止炉管内产生颗粒，也不能对炉 管内产生颗粒的主要区域(如排气口处)进行重点防护，清除颗粒的效 率较低。
技术实现思路
本专利技术提供一种化学气相沉积设备及炉管，以改善现有的化学气相 沉积中颗粒污染较为严重的现象。本专利技术提供一种化学气相沉积设备，包括沉积室，所述沉积室开有至少一个排气口和至少一个进气口，其中，所述排气口的表面与所述沉 积室的内壁表面圆滑相连。优选地，所述进气口的表面也与沉积室的内壁表面圆滑相连。优选地，所述排气口的表面与沉积室的外壁表面也圓滑相连。其中，所述圆滑相连是指形成20°至70°之间的弧度。 其中，所述排气口表面可以为对称或非对称的椭圓弧状。 其中的所述沉积室包含炉管。本专利技术具有相同或相应技术特征的另 一种炉管，所述炉管的侧壁上 开有至少一个排气口和至少一个进气口，其中，所述排气口的表面与所 述炉管的内壁表面圓滑相连。优选地，所述进气口的表面也与所述炉管的内壁表面圆滑相连。 优选地，所述排气口的表面与所述炉管的外壁表面也圆滑相连。 其中，所述圓滑相连是指形成20°至70°之间的弧度。 其中，所述排气口表面可以为对称或非对称的椭圓弧状。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术的化学气相沉积设备及炉管，将排气口表面与沉积室(炉管) 的内壁表面设计为圓滑相交，减少了沉积物在排气口处的应力，降低了 排气口处沉积物脱落的可能性，从而改善了化学气相沉积室(炉管)内 的颗粒污染问题。本专利技术可以在保持沉积工艺不变的情况下有效减少炉 管内产生的颗粒数，减少了对沉积室(炉管)进行湿法清洁的次数，提 高了设备的利用率。附图说明图1为化学气相沉积设备的结构示意图2为现有的化学气相沉积i殳备的沉积室排气口示意图3为本专利技术第一实施例中的炉管结构示意图；图4为本专利技术第一实施例中的炉管排气口示意图5为本专利技术第二实施例中的炉管排气口示意图6为本专利技术第三实施例中的炉管排气口示意图7为本专利技术第四实施例中的炉管示意图。 具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合 附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本专利技术可以-故广泛地应用于各个领域中，并且可利用许多适当的材 料制作，下面是通过较佳的实施例来加以说明，当然本专利技术并不局限于 该具体实施例，本领域内的普通技术人员所熟知的一般的替换无疑地涵盖在本专利技术的保护范围内。其次，本专利技术利用示意图进行了详细描述，在详述本专利技术实施例时， 为了便于说明，表示结构的示意图会不依一般比例作局部放大，不应以 此作为对本专利技术的限定，此外，在实际的制作中，应包含长度、宽度及 深度的三维空间尺寸。本专利技术中，将沉积室壁上开有的排气口与沉积室壁间的交界面定义为排气口的表面；将沉积室壁上开有的进气口与沉积室壁间的交界面定 义为进气口的表面。现有的减少颗粒污染的方法是对化学沉积设备的沉积室进行定期的 清洁。通常所用的清洁方法是湿法清洁方法，每间隔一段时间就要将内 壁上已累积了厚的沉积物的沉积室内壳(或炉管)由设备中拆下，对其 进行湿法腐蚀清洁，以防止其内壁上的沉积物脱落形成颗粒污染。对于 生长氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的沉积室内壳(或炉管)，通常是利用49。/。的HF酸腐蚀液对其进行浸泡，腐蚀去除内壁上的积累物；去除后， 再用大量去离子水对沉积室内壳(或炉管)进行冲洗，并烘千待用。但 实际生产中，希望能够尽量减少对沉积室进行湿法清洗的次数，这是因为湿法清洁所需时间较长，且整个清洁过程中该沉积设备无法使用，大 大增加了设备的闲置时间，降低了生产的效率。另外，对于采用炉管为沉积室的化学气相沉积设备(如低压化学气相沉积设备LPCVD),对炉 管进行过多的湿法清洁具有以下不利之处1、 炉管一般是由石英制成的，易受损伤，每次炉管清洁对炉管进行 的拆卸运送，都可能会导致炉管因人为因素而受损。2、 湿法清洁过程中需将炉管浸泡在HF腐蚀液中，而该HF酸腐蚀液 不仅可以腐蚀炉壁上的氧化硅、氧化硅或氮氧化硅沉积物，也会对由石 英制成的炉管本身有损害，缩短了炉管的4吏用寿命。为此希望还能运用其它方法同时减少化学气相沉积设备内的颗粒 污染本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学气相沉积设备，包括沉积室，所述沉积室开有至少一个排气口和至少一个进气口，其特征在于：所述排气口的表面与所述沉积室的内壁表面圆滑相连。

【技术特征摘要】
1、 一种化学气相沉积设备，包括沉积室，所述沉积室开有至少一个排气口和至少一个进气口，其特征在于所述排气口的表面与所述沉 积室的内壁表面圆滑相连。2、 如权利要求1所述的沉积设备，其特征在于所述进气口的表 面与沉积室的内壁表面圆滑相连。3、 如权利要求1所述的沉积设备，其特征在于所述排气口的表 面与沉积室的外壁表面圆滑相连。4、 如权利要求1或2或3所述的沉积设备，其特征在于所述圆 滑相连是指形成20°至70°之间的弧度。5、 如权利要求1或2或3所述的沉积设备，其特征在于所述排 气口表面为对称或非对称的椭圆弧状。6、 如权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春龙，赵星，赵金柱，李修远，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]