用于膜层沉积装置的气体注入管及膜层沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于膜层沉积装置的气体注入管及膜层沉积装置。所述用于膜层沉积装置的气体注入管，包括位于所述气体注入管侧壁上并沿轴向方向间隔排列的多个进气孔，所述多个进气孔的孔径沿所述轴向方向渐变，以提高所述膜层沉积装置内气体分布的均匀性。本发明专利技术减小了膜层沉积装置内位于不同位置的晶圆表面生长的膜层厚度差异性，改善了3D NAND存储器的性能。

Gas injection tube and film depositing device for film deposition device

The invention relates to the technical field of semiconductor manufacturing, in particular to a gas injection tube and a film deposition device for a film deposition device. The gas injection pipe for the film deposition device comprises a plurality of air inlets arranged in the side wall of the gas injection pipe and spaced along the axial direction, and the apertures of the air inlets gradually change along the axial direction to improve the uniformity of gas distribution in the film deposition device. The invention reduces the film thickness difference on the wafer surface at different positions in the film deposition device, and improves the performance of the 3D NAND memory.

【技术实现步骤摘要】
用于膜层沉积装置的气体注入管及膜层沉积装置
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种用于膜层沉积装置的气体注入管及膜层沉积装置。
技术介绍
随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3DNOR(3D或非)闪存和3DNAND(3D与非)闪存。其中，3DNAND存储器以其小体积、大容量为出发点，将储存单元采用三维模式层层堆叠的高度集成为设计理念，生产出高单位面积存储密度，高效存储单元性能的存储器，已经成为新兴存储器设计和生产的主流工艺。膜层沉积工艺是3DNAND存储器制造过程中的一步重要工艺。但是，现有的膜层沉积工艺由于其机台结构的限制，使得位于膜层沉积装置内不同位置的晶圆表面沉积的膜层厚度不一致，从而影响存储器中存储单元的写入、读取和擦除，导致3DNAND存储器性能的降低。因此，如何提高膜层沉积过程中位于膜层沉积装置内不同位置的晶圆表面沉积的膜层厚度的均匀性，改善3DNAND存储器的性能，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于膜层沉积装置的气体注入管及膜层沉积装置，用以解决现有的膜层沉积装置内部位于不同位置的晶圆表面沉积的膜层厚度差异较大的问题，以改善3DNAND存储器的性能。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于膜层沉积装置的气体注入管，包括位于所述气体注入管侧壁上并沿轴向方向间隔排列的多个进气孔，多个所述进气孔的孔径沿所述轴向方向渐变，以提高所述膜层沉积装置内气体分布的均匀性。优选的，在位于中间的进气孔指向位于端部的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径逐渐增大；所述端部为顶端和/或底端。优选的，在位于中间的进气孔指向位于端部的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径逐渐减小；所述端部为顶端和/或底端。优选的，在位于顶端的进气孔指向位于底端的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径逐渐减小。优选的，在位于顶端的进气孔指向位于底端的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径逐渐增大。优选的，多个所述进气孔沿所述轴向方向等间隔分布。优选的，所述进气孔的孔径为0.1mm-3mm。优选的，所述气体注入管为石英管。为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种膜层沉积装置，包括：反应腔室，适于放置用于承载晶圆的晶舟；上述任一项所述的气体注入管，至少设置有多个所述进气孔的一段位于所述反应腔室内，以向所述晶舟喷射气体，所述轴向方向与反应腔室的高度方向平行；多个所述进气孔的孔径沿所述轴向方向渐变以提高所述反应腔室内气体在所述高度方向上的分布均匀性。优选的，还包括开设在所述反应腔室上的排气口；所述排气口与所述注入管分布于所述晶舟的相对两侧，用于排出所述反应腔室内的多余气体。优选的，所述膜层沉积装置为原子层沉积装置。本专利技术提供的用于膜层沉积装置的气体注入管及膜层沉积装置，将气体注入管上进气孔的孔径沿所述气体注入管的轴向方向进行渐变式排列，以调整喷射至所述膜层沉积装置内部不同位置的气体量，使得气体在所述膜层沉积装置内均匀分布，从而使得与所述膜层沉积装置内不同位置的晶圆接触的气体量均等，减小了所述膜层沉积装置内不同位置的晶圆表面生长的膜层厚度差异性，改善了3DNAND存储器的性能。附图说明附图1是本专利技术第一具体实施方式中用于膜层沉积装置的气体注入管的截面示意图；附图2是本专利技术第一具体实施方式中膜层沉积装置的结构示意图；附图3是本专利技术第二具体实施方式中用于膜层沉积装置的气体注入管的截面示意图；附图4是本专利技术第三具体实施方式中用于膜层沉积装置的气体注入管的截面示意图；附图5是本专利技术第四具体实施方式中用于膜层沉积装置的气体注入管的截面示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的原子层沉积装置的具体实施方式做详细说明。第一具体实施方式在进行膜层沉积工艺时，晶圆放置于膜层沉积装置内，且沿所述膜层沉积装置的轴向方向间隔排布。气体注入管上具有多个进气孔，反应气体自所述气体注入管上的进气孔朝向所述膜层沉积装置内部喷射。但是，现有的气体注入管上的进气孔孔径大小相同(均为0.5mm或者1mm)，当气体自所述进气孔喷出时，由于所述膜层沉积装置本身结构、以及反应气体自身特性等原因，导致传输至所述膜层沉积装置内的气体分布不均匀，最终导致位于所述膜层沉积装置内不同位置的晶圆表面生长的膜层厚度不一致。为了解决这一问题，现有技术中采用的方法是，减少单次膜层沉积工艺制程中膜层沉积装置所承载的晶圆数量，即将晶圆集中放置于膜层沉积装置的某一区域，例如膜层沉积装置的中部、顶部或者底部，其他区域则闲置。这种方式虽然能够在一定程度上提高位于不同位置的晶圆表面生长的膜层厚度的均匀性，但是却牺牲了大量的产能，导致生产成本的增加，生产周期的大幅度延长。为了解决上述问题，本具体实施方式提供了一种用于膜层沉积装置的气体注入管，附图1是本专利技术第一具体实施方式中用于膜层沉积装置的气体注入管的截面示意图。如图1所示，本具体实施方式提供的用于膜层沉积装置的气体注入管12，包括位于所述气体注入管12侧壁上并沿轴向方向间隔排列的多个进气孔121，所述多个进气孔121的孔径沿所述轴向方向渐变，以提高所述膜层沉积装置内气体分布的均匀性。其中，所述气体注入管12优选为石英管。其中，多个所述进气孔121的孔径沿所述轴向方向渐变是指，多个所述进气孔121具有多种不同的孔径，且多个所述进气孔121根据其孔径的大小沿所述气体注入管12的轴向方向进行分布式排列。其中，所述进气孔121的孔径优选为0.1mm-3mm。本具体实施方式中，将所述气体注入管12上的多个进气孔121按照孔径大小进行渐变式排布，以对喷射至所述膜层沉积装置内不同位置的气体流量进行控制，以使得所述膜层沉积装置内部气体分布均匀性提高，例如对于所述膜层沉积装置内部易出现气体密度稀疏的区域，增大相应所述进气孔121的孔径；对于所述膜层沉积装置内部易出现气体密度聚集的区域，减小相应所述进气孔121的孔径。通过多个所述进气孔121孔径的渐变式排布，调整喷射至所述膜层沉积装置相应区域的气体流量，使得所述气体在所述膜层沉积装置内部均匀分布，进而使得位于所述膜层沉积装置内不同位置的晶圆表面生长的膜层厚度的一致性得到提高。优选的，如图1所示，在位于中间的进气孔121指向位于端部的进气孔121的所述轴向方向上，所述气体注入管12上的多个所述进气孔121的孔径逐渐增大；所述端部为顶端和/或底端。具体来说，本具体实施方式中将所述气体注入管12中的多个所述进气孔121的孔径设置为，沿所述气体注入管12的中部指向端部的方向逐渐增大，以对所述膜层沉积装置的端部进行额外的气体补偿，增大与位于所述膜层沉积装置端部的晶圆接触的气体量，从而减少位于所述膜层沉积装置内不同位置处的晶圆表面生长的膜层厚度的差异性，确保了3DNAND存储器的性能。在本具体实施方式中，所述气体注入管12中多个进气孔121的孔径可以互不相同，只要确保多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于膜层沉积装置的气体注入管，其特征在于，包括位于所述气体注入管侧壁上并沿轴向方向间隔排列的多个进气孔，多个所述进气孔的孔径沿所述轴向方向渐变，以提高所述膜层沉积装置内气体分布的均匀性。

【技术特征摘要】
1.一种用于膜层沉积装置的气体注入管，其特征在于，包括位于所述气体注入管侧壁上并沿轴向方向间隔排列的多个进气孔，多个所述进气孔的孔径沿所述轴向方向渐变，以提高所述膜层沉积装置内气体分布的均匀性。2.如权利要求1所述的气体注入管，其特征在于，在位于中间的进气孔指向位于端部的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径逐渐增大；所述端部为顶端和/或底端。3.如权利要求1所述的气体注入管，其特征在于，在位于中间的进气孔指向位于端部的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径逐渐减小；所述端部为顶端和/或底端。4.如权利要求1所述的气体注入管，其特征在于，在位于顶端的进气孔指向位于底端的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径逐渐减小。5.如权利要求1所述的气体注入管，其特征在于，在位于顶端的进气孔指向位于底端的进气孔的所述轴向方向上，所述气体注入管上的多个所述进气孔的孔径...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，
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