一种炉管装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种炉管装置，包括：双层反应管，所述双层反应管设有内层反应管和罩于所述内层反应管外周上的外层反应管，所述内层反应管中用于放置垂直装载有多层产品的晶舟，所述外层反应管与所述内层反应管之间形成空腔，所述内层反应管的第一侧壁上纵向设有多个进气孔，所述内层反应管相对所述第一侧壁的第二侧壁上纵向设有多个出气孔，所述空腔包括相互隔离的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔连通所述进气孔，所述第二空腔连通所述出气孔，所述第一空腔的底部上设有反应气体入口，所述外层反应管的顶部上设有连通所述第二空腔的排气口。本实用新型专利技术能有效解决因负载效应造成的产品上薄膜厚度不稳定的问题，并增加产率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种炉管装置


[0001]本技术涉及半导体集成电路
，尤其涉及一种炉管装置。

技术介绍

[0002]随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸的不断缩小，薄膜制备技术在半导体工艺制造中受到越来越多的重视。半导体集成电路工艺生产中，利用炉管生长薄膜，需要较长的作业时间，因此一般会在一个批次中放置多个晶圆同时作业，以提高产率。这些批次都是使用相同的工艺条件。但是，由于炉管本身存在气体流量耗尽效应，这会导致同一批次中反应气体先经过的晶圆和反应气体后经过的晶圆上生长的薄膜厚度不同的问题发生。
[0003]请参阅图1，其显示现有的一种炉管HCD工艺使用的反应管结构。当前，用于沉积氮化硅薄膜的炉管HCD(六氯乙硅烷)工艺，采用的一般都是如图1所示的单层反应管10。该反应管10采用的是底部喷嘴13进气，顶部排气口11排气的工艺方式。晶舟装载有多层晶圆12，由反应管10下方进入反应管10中进行HCD工艺。图1中以箭头方式参考性示出了气流的方向。
[0004]上述炉管结构中，由于反应气体是由下方集中进入反应管，因而晶舟上位于下层的晶圆相对于上层晶圆将优先接触到反应气体，所以下层晶圆在获得的反应气体量和工艺时间上都多于上层晶圆。这必然造成下层晶圆上薄膜的厚度大于上层晶圆上薄膜的厚度的问题，且在同一晶圆上也会产生薄膜厚度不均匀的现象。
[0005]随着产品线宽的升级，晶圆上图形变得越来越复杂，相对应的工艺窗口也越来越小。使用上述的炉管设备，会由于同批次晶圆片数的多少以及产品图形的不同之间的差异，导致薄膜厚度不稳定的结果。
[0006]目前，业界解决上述问题的手段，大都是通过人工预判，提前调试相关参数，来维持工艺的稳定性。但这对人员经验的要求较高，且对产能的影响也很大。
[0007]因此，有必要提供一种新型的炉管装置，以解决现有技术中存在的上述由于反应气体自下向上传输以及产品图形复杂导致的负载效应，致使晶圆产品上薄膜厚度不稳定的问题。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种炉管装置。
[0009]为实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0010]一种炉管装置，包括：
[0011]双层反应管，所述双层反应管设有内层反应管和罩于所述内层反应管外周上的外层反应管，所述内层反应管中用于放置垂直装载有多层产品的晶舟，所述外层反应管与所述内层反应管之间形成空腔，所述内层反应管的第一侧壁上纵向设有多个进气孔，所述内层反应管相对所述第一侧壁的第二侧壁上纵向设有多个出气孔，所述空腔包括相互隔离的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔连通所述进气孔，所述第二空腔连通所述出气孔，所述
第一空腔的底部上设有反应气体入口，所述外层反应管的顶部上设有连通所述第二空腔的排气口。
[0012]进一步地，所述第一空腔中设有封闭的混气室，所述混气室连通所述进气孔和所述反应气体入口。
[0013]进一步地，所述混气室为一个，并罩设于所述进气孔以外的所述内层反应管的第一侧壁上。
[0014]进一步地，高度对应的所述出气孔的数量与所述进气孔的数量相同或不同。
[0015]进一步地，所述出气孔与所述进气孔在所述内层反应管上的设置高度一一对应。
[0016]进一步地，所述出气孔与所述进气孔之间连线位于产品表面以上。
[0017]进一步地，各所述进气孔的面积相等。
[0018]进一步地，各所述出气孔的面积自上而下逐渐增大。
[0019]进一步地，所述进气孔沿纵向设置一至多列。
[0020]进一步地，所述进气孔沿纵向均匀排列成直列或曲折形列。
[0021]由上述技术方案可以看出，本技术通过将传统的单层反应管改进为双层反应管，利用在内层反应管的侧壁上沿纵向设置相对的多个进气孔和出气孔，可在内层反应管中形成反应气体的多层平流层，使位于不同层上的各个产品都能够基本同步并均匀地接触到反应气体，从而能有效解决现有技术中存在的由于反应气体自下向上传输以及产品图形复杂导致的负载效应，致使产品上薄膜厚度不稳定的问题，还由此增加了产率。并且，通过在外层反应管与内层反应管之间设置相互独立的第一空腔和第二空腔，并使进气孔和反应气体入口与第一空腔独立连通，以及使出气孔和排气口与第二空腔独立连通，从而可对气体进出进行分离控制，并实现反应气体的充分使用，同时可利用外层反应管保证装置的气密性。
附图说明
[0022]图1为现有的一种炉管HCD工艺使用的反应管结构示意图；
[0023]图2为本技术一较佳实施例的一种炉管装置的结构示意图；
[0024]图3
‑
图4为本技术一较佳实施例的一种内层反应管的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0026]下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0027]请参阅图2，图2为本技术一较佳实施例的一种炉管装置的结构示意图。如图2所示，本技术一种炉管装置，为包括双层反应管20的立式炉管装置，可用于进行例如炉
管HCD工艺等薄膜沉积工艺。
[0028]请参阅图2。双层反应管20采用上下套设的结构形式。其中，双层反应管20包括内层反应管22和罩设于内层反应管22外周上的外层反应管21。外层反应管21自上方套设在内层反应管22上，形成双层反应管20结构。
[0029]内层反应管22中用于放置晶舟；晶舟上可在垂直方向上装载多层产品24，例如多层的晶圆产品24。工艺时，晶舟装载产品24通过内层反应管22底部的工艺门口升入内层反应管22中，并在关闭工艺门后处于内层反应管22的密闭腔体中进行工艺。
[0030]外层反应管21与内层反应管22之间形成有空腔30。外层反应管21的底部上设有反应气体入口27；即反应气体入口27设置位于外层反应管21与内层反应管22之间的空腔30腔壁上。通过反应气体入口27可向空腔30中通入工艺用的反应气体(及其他工艺气体)，例如HCD工艺中用到的六氯乙硅烷和氨气等气体。因而，反应气体入口27可以根据气体种类多少设置多个，并通过独立管路连接至对应的反应气体源。
[0031]在一可选实施例中，反应气体入口27可设于外层反应管21底部的侧面上，并连通空腔30，如图2所示。
[0032]在其他可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炉管装置，其特征在于，包括：双层反应管，所述双层反应管设有内层反应管和罩于所述内层反应管外周上的外层反应管，所述内层反应管中用于放置垂直装载有多层产品的晶舟，所述外层反应管与所述内层反应管之间形成空腔，所述内层反应管的第一侧壁上纵向设有多个进气孔，所述内层反应管相对所述第一侧壁的第二侧壁上纵向设有多个出气孔，所述空腔包括相互隔离的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔连通所述进气孔，所述第二空腔连通所述出气孔，所述第一空腔的底部上设有反应气体入口，所述外层反应管的顶部上设有连通所述第二空腔的排气口。2.根据权利要求1所述的炉管装置，其特征在于，所述第一空腔中设有封闭的混气室，所述混气室连通所述进气孔和所述反应气体入口。3.根据权利要求2所述的炉管装置，其特征在于，所述混气室为一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜记龙，张强，肖建建，薄文，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：新型
国别省市：