扩散炉制造技术

本发明专利技术提供一种扩散炉，包括：反应腔室，沿第一方向延伸，反应腔室具有排气端，多个晶圆能够沿第一方向依次设置，晶圆表面沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直或呈一锐角；多个气体管道，贯通反应腔室的侧壁，以将外部反应气体引入反应腔室，气体通道自排气端沿第一方向分布，气体通道的轴心与第二方向具有一锐角夹角。本发明专利技术通过气体通道的倾斜设计使得自所述气体通道喷出的反应气体能够直达晶圆的中心，从而解决了沉积过程中两边厚中间薄的问题，而由于排气端排气的作用，反应气体到达晶圆中间会向两边扩散，同时晶舟旋转加速气体的扩散，使得单片晶圆表面中心与边缘沉积的膜层的厚度更加均匀，提高产品良率。提高产品良率。提高产品良率。

【技术实现步骤摘要】
扩散炉


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种扩散炉。

技术介绍

[0002]扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。
[0003]图1是现有的扩散炉的示意图，请参阅图1，所述扩散炉具有一反应腔10，晶圆11放置在晶舟12上，置于所述反应腔10内。在进行工艺沉积时，反应气体自所述反应腔10顶部喷淋，并扩散到晶圆11表面(反应气体的扩散路线请参阅图1中箭头所示)，进行沉积。现有的扩散炉的缺点在于，反应气体自所述反应腔10顶部喷淋，则在进行工艺沉积过程中，由于反应气体相对于晶圆是垂直喷射的，则顶部晶圆接触的反应气体较多，底部晶圆由于被阻挡，其接触的反应气体较少，使得同一批次晶圆膜厚不同，产品均匀性下降；而对底部被遮挡晶圆而言，反应气体自晶圆11的边缘向晶圆的中心扩散，使得晶圆11表面边缘的膜厚大于中心的膜厚，造成晶圆11表面膜厚不均匀，产品良率下降。
[0004]因此，如何提高晶圆表面沉积膜层的均匀性，成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种扩散炉，其能够提高晶圆表面沉积膜层的均匀性及稳定性。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种扩散炉，其包括：反应腔室，沿第一方向延伸，所述反应腔室具有排气端，多个晶圆能够沿第一方向依次设置，所述晶圆表面沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直或呈一锐角；多个气体管道，贯通所述反应腔室的侧壁，以将外部反应气体引入所述反应腔室，所述气体通道自所述排气端沿所述第一方向分布，所述气体通道的轴心与所述第二方向具有一锐角夹角。
[0007]进一步，所述锐角夹角的范围为3～20度。
[0008]进一步，沿所述第一方向，自所述排气端起，所述气体通道的孔径逐渐减小。
[0009]进一步，每一所述气体管道由至少一子通道组成，所述子通道贯通所述反应腔室的侧壁，所述子通道在所述反应腔室的侧壁上沿所述第二方向依次排列。
[0010]进一步，同一所述气体管道中的子通道的孔径相同。
[0011]进一步，同一所述气体管道中的子通道的孔径按照与所述排气端的距离由远至近逐渐增大。
[0012]进一步，在所述第一方向上，所述气体通道被划分为多个通道组，同一所述通道组的气体通道的孔径相同。
[0013]进一步，所述气体通道的孔径以预设数值逐渐减小。
[0014]进一步，所述气体通道的出气口在第二方向上的投影位于相邻的两个晶圆之间。
[0015]进一步，所述气体通道突出于所述反应腔室的侧壁。
[0016]进一步，所述气体通道突出于所述反应腔室的侧壁部分的长度为1～5mm。
[0017]进一步，所述扩散炉还包括晶舟，用于在反应腔室内承载晶圆，所述晶舟能够旋转，以带动所述晶圆旋转。
[0018]进一步，所述扩散炉还包括进气管，所述进气管与所述气体通道连通，用于向所述气体通道输送反应气体。
[0019]进一步，所述进气管的进气端与所述反应腔室的所述排气端位于同一侧。
[0020]本专利技术的优点在于，在所述反应腔室的侧壁设置气体通道，相对于现有的在顶部设置气体通道而言，能够避免晶圆之间的相互遮挡而造成的晶圆之间反应气体浓度的差异，从而避免同一批次晶圆沉积膜层的厚度不均匀的情况发生，且能够改善单一晶圆表面沉积膜层厚度不均匀的问题；并通过气体通道的倾斜设计使得自所述气体通道喷出的反应气体能够直达晶圆的中心，从而解决了沉积过程中两边厚中间薄的问题，而由于排气端排气的作用，反应气体到达晶圆中间会向两边扩散，同时晶舟旋转加速气体的扩散，使得单片晶圆表面中心与边缘沉积的膜层的厚度更加均匀，提高产品良率。
附图说明
[0021]图1是现有的扩散炉的示意图；
[0022]图2是本专利技术第一实施例的扩散炉的结构示意图；
[0023]图3是本专利技术第一实施例的扩散炉的气体通道贯穿反应腔室侧壁的示意图；
[0024]图4是本专利技术第一实施例的扩散炉的气体通道在反应腔室侧壁的分布示意图；
[0025]图5是本专利技术第二实施例的扩散炉的气体通道在反应腔室侧壁的分布示意图；
[0026]图6是本专利技术第三实施例的扩散炉的气体通道在反应腔室侧壁的分布示意图；
[0027]图7是本专利技术第四实施例的扩散炉的气体通道在反应腔室侧壁的分布示意图；
[0028]图8是本专利技术第五实施例的扩散炉的气体通道贯穿反应腔室侧壁的示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术提供的扩散炉的具体实施方式做详细说明。
[0030]图2是本专利技术第一实施例的扩散炉的结构示意图。请参阅图2，所述扩散炉包括反应腔室20及多个气体管道21。
[0031]所述反应腔室20作为进行反应的腔室，晶圆可置于所述反应腔室20内进行沉积膜层等工艺。进一步，所述扩散炉还包括晶舟22，所述晶舟22能够深入所述反应腔室20内，并承载晶圆23，以将所述晶圆23置于所述反应腔室20内。其中，所述晶舟22能够旋转，以带动所述晶圆23在反应腔室20内旋转，实现反应气体的均匀沉积。
[0032]所述反应腔室20沿第一方向延伸。如图2所示，所述反应腔室20沿Y方向延伸。当进行工艺制程时，在所述反应腔室20内，多个所述晶圆23沿第一方向依次设置，所述晶圆23表面沿第二方向延伸。所述第二方向与所述第一方向垂直或呈一锐角。其中，在第一实施例中，所述第一方向为Y方向，所述第二方向为X方向，所述第一方向与所述第二方向垂直，而在本专利技术其他实施例中，所述第二方向与所述第一方向呈一锐角。
[0033]所述反应腔室20具有排气端20A，所述排气端20A用于排出所述反应腔室20内的废气。在本实施例中，所述排气端20A设置所述反应腔室20的底部，而在本专利技术其他实施例中，
所述排气端20A也可设置在所述反应腔室20的顶部或者中部。
[0034]所述气体管道21贯通所述反应腔室20的侧壁，以将外部反应气体引入所述反应腔室20。所述气体管道21自所述反应腔室20外部贯穿所述反应腔室20的侧壁，以在所述反应腔室20与外部连通，进而使反应气体能够通入所述反应腔室20。
[0035]进一步，所述扩散炉还包括进气管24，所述进气管24与所述气体通道21连通，反应气源通过所述进气管24向所述气体通道21输送反应气体。在本实施例中，所述进气管24为一根总管，所有的所述气体通道21均与该进气管24连通。在本专利技术其他实施例中，所述进气管包括多根管路，每一管路可与一个或多个气体通道21连通，以分别向所述气体通道21输送反应气体，实现气体通道21的分批控制。
[0036]进一步，在本实施例中，所述进气管24的进气端与所述反应腔室20的所述排气端20A位于同一侧，例如，两者均位于所述反应腔室20的底部，而在本专利技术其他实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩散炉，其特征在于，包括：反应腔室，沿第一方向延伸，所述反应腔室具有排气端，多个晶圆能够沿第一方向依次设置，所述晶圆表面沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直或呈一锐角；多个气体管道，贯通所述反应腔室的侧壁，以将外部反应气体引入所述反应腔室，所述气体通道自所述排气端沿所述第一方向分布，且所述气体通道的轴心与所述第二方向具有一锐角夹角。2.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，所述锐角夹角的范围为3～20度。3.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于，沿所述第一方向，自所述排气端起，所述气体通道的孔径逐渐减小。4.根据权利要求3所述的扩散炉，其特征在于，每一所述气体管道由至少一子通道组成，所述子通道贯通所述反应腔室的侧壁，所述子通道在所述反应腔室的侧壁上沿所述第二方向依次排列。5.根据权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，同一所述气体管道中的子通道的孔径相同。6.根据权利要求4所述的扩散炉，其特征在于，同一所述气体管道中的子通道的孔径按照与所述排气端的距离由远至近逐渐增大。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔征，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：