直立式沉积炉管制造技术

一种直立式沉积炉管，包括：外管、多分支腔体、气体输入管、尾气排出管和保温层；所述外管的一端具有开口，另一端封闭；所述多分支腔体与所述外管具有开口的一端连接，所述多分支腔体的侧壁上设置有安装通孔，用于安装所述气体输入管和尾气排出管；所述保温层位于所述多分支腔体的内壁上，所述保温层上设置有与所述安装通孔相对应的孔洞，适于所述气体输入管和尾气排出管通过所述安装通孔和孔洞延伸至所述气体反应腔。本发明专利技术通过在多分支腔体内壁上设置保温层来提高直立式沉积炉管的保温性，进而提高通过直立式沉积炉管所形成薄膜的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体エ艺制程领域，尤其涉及ー种直立式沉积炉管。
技术介绍
在半导体的制造エ艺流程中，经常需要在晶圆上沉积薄膜，例如ニ氧化硅薄膜等。沉积薄膜的方法有多种，其中较为常见的ー种方法是化学气相沉积法，化学气相沉积是将反应气体输送到高温沉积炉管，使其与炉管内的晶圆在一定条件下产生化学反应，以在晶圆表面沉积ー层薄膜。化学气相沉积方法常用的沉积炉管为直立式沉积炉管，如图I所示，直立式沉积炉管包括外管101、内管102、气体反应腔103、多分支腔体105、气体输入管107、尾气排出 管109、晶舟111和基座113。其中，外管101的一端具有开ロ，另一端封闭；内管102的两端具有开ロ ；多分支腔体105与所述外管101具有开ロ的一端连接；基座113用于支撑晶舟111，且与外管101和多分支腔体103构成气体反应腔103 ;晶舟111被置于气体反应腔103内，用于加载晶圆；所述气体输入管107和尾气排出管109与所述多分支腔体105相配,所述气体输入管107将沉积反应所需的反应气体输送到气体反应腔103内以进行化学反应，并在晶圆上沉积所需要的薄膜，尾气排出管109用以将沉积反应产生的副产物或未反应的气体排出气体反应腔103。通过图I中直立式沉积炉管沉积ニ氧化硅薄膜吋，先通过炉管基座113带动载有晶圆的晶舟111上升，晶舟111升入气体反应腔103当中，通过与多分支腔体105相配的气体输入管107向气体加热腔103内输送反应气体ニ氯硅烷(DCS)和氧化亚氮(N2O), ニ氯硅烷和氧化亚氮在气体反应腔103内发生化学反应，在晶圆上形成ニ氧化硅薄膜，沉积反应产生的副产物以及未反应的ニ氯硅烷和氧化亚氮通过尾气排出管109排出气体反应腔103。然而，在对晶舟111上同一批次中晶圆进行分析中发现在靠近直立式沉积炉管底部的晶圆上形成的ニ氧化硅薄膜与其它位置(中部或顶部)的晶圆上形成的ニ氧化硅薄膜厚度相比，均匀性较差。现有エ艺中，主要通过减少梯形晶舟(ladder boat)保温桶所加载晶圆的数量或者采用环形晶舟(ring boat)保温桶来增大晶舟111上晶圆间的间距，进而改善于晶圆上ニ氧化硅薄膜的均匀性。然而，由于上述方法在同一批次中所处理的晶圆个数较少，进而导致在晶圆上形成ニ氧化硅薄膜的成本升高，不利于成本控制。更多直立式沉积炉管的结构请參考公开号为CN201530863U的中国专利。因此，提供ー种直立式沉积炉管，以改善形成于晶圆上薄膜的均匀性，就成了亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供ー种直立式沉积炉管，提高通过直立式沉积炉管在晶圆上形成薄膜的均匀性。为解决上述问题，本专利技术提供了ー种直立式沉积炉管，包括外管、多分支腔体、气体输入管、尾气排出管以及保温层；所述外管的一端具有开ロ，另一端封闭；所述多分支腔体与所述外管具有开ロ的一端连接，所述多分支腔体的侧壁上设置有安装通孔，用于安装所述气体输入管和尾气排出管；所述保温层位于所述多分支腔体的内壁上，所述保温层上设置有与所述安装通孔相对应的孔洞，适于所述气体输入管和尾气排出管通过所述安装通孔和孔洞延伸至所述气体反应腔。可选的，所述保温层的材质为ニ氧化硅。可选的，所述保温层的厚度为3 4mm。可选的，所述多分支腔体的材质为不锈钢。可选的，所述安装通孔的延伸方向垂直于所述多分支腔体的侧壁。 可选的，所述孔洞的延伸方向垂直于所述保温层的侧壁。可选的，所述安装通孔呈圆形或半圆形。可选的，所述孔洞的形状与其相对应的安装孔洞的形状相同。可选的，所述直立式沉积炉管还包括气体反应腔、内管、晶舟以及基座；所述内管位于所述外管内，所述内管的两端具有开ロ ；所述晶舟用于承载晶圆；所述基座用干支撑晶舟，并与所述外管和多分支腔体构成气体反应腔。可选的，所述内管的材质为ニ氧化硅。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下优点(I)通过在现有直立式沉积炉管的多分支腔体内壁上设置保温层，保障加载于晶舟上的同一批次晶圆所处的反应环境温度相同，进而使同一批次晶圆上所形成薄膜的厚度一致，提高形成于晶圆上薄膜的均匀性。(2)可选方案中，通过在多分支腔体内壁上设置化学性质稳定、保温性好的ニ氧化硅保温层来提高直立式沉积炉管的保温性，使加载于晶舟上的同一批次晶圆所处的反应环境温度相同，提高形成于晶圆上薄膜的均匀性。附图说明图I是现有的直立式沉积炉管的结构示意图；图2为本专利技术直立式沉积炉管的结构示意图；图3为图2中多分支腔体与多分支腔体内壁上保温层的侧视图；图4为本专利技术一个实施例中直立式沉积炉管中多分支腔体的侧视图；图5为本专利技术另ー个实施例中直立式沉积炉管中多分支腔体的侧视图。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。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如背景部分所述，现有直立式沉积炉管在靠近直立式沉积炉管底部的晶圆上形成的ニ氧化硅薄膜与其它位置(中部或顶部)的晶圆上形成的ニ氧化硅薄膜厚度相比，均匀性较差，而通过环形晶舟或減少加载于梯形晶舟上晶圆数量，以增大晶圆间的间距的方法，虽然能够提高晶圆上ニ氧化硅薄膜的均匀性，但由于每ー批次所处理的晶圆数量有限，导致形成晶圆上ニ氧化硅薄膜的成本较高，不利于成本控制。本专利技术的专利技术人发现，利用现有的直立式沉积炉管在晶圆上形成ニ氧化硅薄膜时，与外管连接的金属多分支腔体由于其热传导较快，致使直立式沉积炉管底部环境温度低于其他位置(中间或顶部)的环境温度，进而导致靠近直立式沉积炉管底部的晶圆上形成的ニ氧化硅薄膜与其它位置的晶圆上形成的ニ氧化硅薄膜厚度相比，均匀性较差。由上述分析可知，可以通过提高直立式沉积炉管中多分支腔体的保温性来提高形成于晶圆上薄膜的均匀性。基于上述分析，专利技术人提供了ー种直立式沉积炉管，包括外管、多分支腔体、气体输入管、尾气排出管和保温层；所述外管的一端具有开ロ，另一端封闭；所述多分支腔体与 所述外管具有开ロ的一端连接，所述多分支腔体的侧壁上设置有安装通孔，用于安装所述气体输入管和尾气排出管；所述保温层位于所述多分支腔体的内壁上，所述保温层上设置有与所述安装通孔相对应的孔洞，适于所述气体输入管和尾气排出管通过所述安装通孔和孔洞延伸至所述气体反应腔。本专利技术通过在多分支腔体上设置保温层来提高直立式沉积炉管的保温性，进而提高形成于晶圆上薄膜的均匀性。下面结合附图进行详细说明。如图2所示，本实施例中直立式沉积炉管除包括外管201、内管202、气体反应腔203、多分支腔体205、气体输入管207、尾气排出管209、晶舟211以及基座213タト，还包括位于所述多分支腔体205内壁上的保温层215。图2中多分支腔体205以及位于多分支腔体205内壁上保温层215的俯视图如图3所示。本实施例中，所述外管201为一端具有开ロ、另一端封闭的半封闭腔体；所述内管202的两端具有开ロ，所述内管202套于所述外管201内。所述多分支腔体205为ー两端具有开ロ的不锈钢管，所述多分支腔体205的侧壁上设置有安装通孔217，用于安装所述气体输入管207和尾气排出管209，所述多分支腔体205本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直立式沉积炉管，包括外管、多分支腔体、气体输入管以及尾气排出管；所述外管的一端具有开口，另一端封闭；所述多分支腔体与所述外管具有开口的一端连接，且所述多分支腔体的侧壁上设置有安装通孔，用于安装所述气体输入管和尾气排出管；其特征在于，还包括：位于所述多分支腔体的内壁上的保温层，所述保温层上设置有与所述安装通孔相对应的孔洞，适于所述气体输入管和尾气排出管通过所述安装通孔和孔洞延伸至所述气体反应腔。

【技术特征摘要】
1.一种直立式沉积炉管，包括外管、多分支腔体、气体输入管以及尾气排出管；所述外管的一端具有开口，另一端封闭；所述多分支腔体与所述外管具有开口的一端连接，且所述多分支腔体的侧壁上设置有安装通孔，用于安装所述气体输入管和尾气排出管； 其特征在于，还包括位于所述多分支腔体的内壁上的保温层，所述保温层上设置有与所述安装通孔相对应的孔洞，适于所述气体输入管和尾气排出管通过所述安装通孔和孔洞延伸至所述气体反应腔。2.如权利要求I所述的直立式沉积炉管，其特征在于，所述保温层的材质为二氧化硅。3.如权利要求I或2所述的直立式沉积炉管，其特征在于，所述保温层的厚度为3 4mm ο4.如权利要求I所述的直立式沉积炉管，其特征在于，所述多分支腔体的材质为不锈钢。5.如权利要求I所述的直立式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占斌，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：