炉管设备制造技术

一种炉管设备，包括：炉体，所述炉体内具有炉腔，炉体包括排气口和吹入气口；位于所述炉腔内的晶圆基座，所述晶圆基座用于放置晶圆；与所述炉体的排气口可拆卸连接的排气管，所述排气管与所述炉腔连通；以及装配于所述排气管内壁的至少一级石英内管，所述石英内管与所述炉腔连通。由于所述石英内管具有很好的抗腐蚀性，在清洗炉管的腐蚀性气体排出时，有效减少在所述石英内管产生腐蚀副产物，而且所述石英内管的表面较为光滑，即使产生的俯视副产物也不容易附着累积，进而有效减少腐蚀性气体的吸附累积。另外，由于所述石英内管与所述炉腔连通，所述炉体的材料也为石英材料，因此能够有效增加石英内壁气体流动路径，以此提升沉积的薄膜质量。薄膜质量。薄膜质量。

【技术实现步骤摘要】
炉管设备


[0001]本技术涉及半导体
，尤其涉及一种炉管设备。

技术介绍

[0002]半导体制造工艺主要是进行多次光刻工艺、刻蚀工艺和成膜工艺等，在半导体晶片表面堆叠出有特殊结构的半导体元件。其中，成膜工艺普遍采用热氧化法、化学气相淀积(CVD)工艺，用于形成各种薄膜。其中，热氧化法主要是炉管热氧化法，将反应气体通入高温炉管内后，使反应气体和炉内的半导体晶片发生化学反应，在晶片表面沉积一层薄膜。该工艺用于生长SiO2、Si3N4、SiCON或多晶硅等，近年来也出现了利用该工艺生长金属层、铁电材料、阻挡层、高介电常数材料和低介电常数材料等。
[0003]炉管热氧化工艺所使用的炉管(furnace)设备，一般有水平式、垂直式和桶式等多种形式。以垂直式的沉积炉管为例，通常在炉管中放置多片晶片，通入反应气体例如氧气、氮气等，于高温环境下在晶片表面生长介质膜。在这个过程中，炉管内壁会产生一些金属离子(ion)和高分子的聚合物(polymer)残留。随着半导体工艺进入深亚微米时代，半导体器件的集成度越来越高，半导体晶片的直径由原来的6英寸、8英寸到现在的12英寸。晶片直径的增加使得炉管设备趋向于大型化，炉管的直径也相应增加，在进行多次的成膜反应之后，炉管内壁积聚的金属离子和高分子聚合物会越积越多，形成大量的残留物。这些残留物若不加以去除，则于后续工艺中很可能由于受热而成为微粒(particle)的来源，进而影响后续工艺的良率和产品的稳定性。
[0004]然而，现有技术在对炉管设备进行清洗的过程中仍存在诸多问题。

技术实现思路

[0005]本技术解决的问题是提供一种炉管设备，以减少排气管内的腐蚀副产物堆积、以及腐蚀性气体的吸附累积。
[0006]为解决上述问题，本技术提供一种炉管设备，包括：炉体，所述炉体内具有炉腔，所述炉体包括排气口和吹入气口；位于所述炉腔内的晶圆基座，所述晶圆基座用于放置晶圆；与所述炉体的排气口可拆卸连接的排气管，所述排气管与所述炉腔连通；以及装配于所述排气管内壁的至少一级石英内管，所述石英内管与所述炉腔连通。
[0007]可选的，所述石英内管包括若干节依次卡接的子级石英内管，且相邻卡接的所述子级石英内部之间具有卡接凸起。
[0008]可选的，所述子级石英内管的长度为150毫米～250毫米；所述子级石英内管的厚度为3毫米～6毫米。
[0009]可选的，若干节所述子级石英内管包括：第一级石英内管、第二级石英内管以及第三级石英内管。
[0010]可选的，所述第一级石英内管包括：第一主体部、以及与所述第一主体部连接的第一台阶部。
[0011]可选的，所述排气管的端部具有内管定位台阶，所述第一主体部与所述内管定位台阶抵触接触，所述第一台阶部覆盖所述内管定位台阶。
[0012]可选的，所述第二级石英内管包括：第二主体部、以及与所述第二主体部连接的第二台阶部；所述第一主体部和所述第二主体部抵触接触，所述第二台阶部覆盖部分所述第一主体部。
[0013]可选的，所述第三级石英内管包括：第三主体部、以及与所述第三主体部连接的第三台阶部；所述第二主体部和所述第三主体部抵触接触，所述第三台阶部覆盖部分所述第二主体部。
[0014]可选的，所述排气管与所述炉体之间具有间隙，所述间隙之间具有密封圈。
[0015]可选的，所述密封圈包括：密封部、以及与所述密封部连接的缓冲部，所述缓冲部内具有卡接槽；所述第三级石英内管还包括：与所述第三主体部连接的支架部，所述支架部装配于所述卡接槽内。
[0016]可选的，所述炉体与所述排气管固定连接的结构包括：连接螺杆；与所述连接螺杆固定连接的第一夹持板；套于所述连接螺杆上的第二夹持板，所述第一夹持板和所述第二夹持板之间具有夹持口；与所述连接螺杆螺纹连接的固定螺母。
[0017]可选的，所述排气管具有第一夹持凸起；所述炉体具有第二夹持凸起；所述第一夹持凸起和所述第二夹持凸起夹持于所述夹持口内，通过所述固定螺母调节所述夹持口的大小，以将所述排气管和所述炉体夹持固定。
[0018]与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下优点：
[0019]本技术技术方案的炉管设备中，包括：装配于所述排气管内壁的石英内管，所述石英内管与所述炉腔连通。由于所述石英内管具有很好的抗腐蚀性，在清洗炉管的腐蚀性气体排出时，有效减少在所述石英内管产生腐蚀副产物，而且所述石英内管的表面较为光滑，即使产生的俯视副产物也不容易附着累积，进而有效减少腐蚀性气体的吸附累积。另外，由于所述石英内管与所述炉腔连通，所述炉体的材料也为石英材料，因此能够有效增加石英内壁气体流动路径，以此提升沉积的薄膜质量。
[0020]进一步，所述石英内管包括若干节依次卡接的子级石英内管，且相邻卡接的所述子级石英内部之间具有卡接凸起。采用多节所述子级石英内管，能够有效降低每节所述子级石英内管的内应力，有效防止所述石英内管的碎裂。而且各节所述子级石英内管相互卡接，能够有效防止各节所述子级石英内管的位移，进而保证所述石英内管的稳固性。另外，相邻卡接的所述子级石英内部之间具有卡接凸起，利用所述凸起能够对逆流的腐蚀性气体产生一定的阻挡，减少腐蚀性气体流入炉腔对晶圆造成损伤。
[0021]进一步，所述排气管与所述炉体之间具有间隙，所述间隙之间具有密封圈。由于所述排气管的材料为金属，所述炉体的材料为石英材料，二者不能够直接进行焊接，因此通过所述密封圈能够有效减少气体的泄漏。
[0022]进一步，所述密封圈包括：密封部、以及与所述密封部连接的缓冲部，所述缓冲部内具有卡接槽；所述第三级石英内管还包括：与所述第三主体部连接的支架部，所述支架部装配于所述卡接槽内。通过所述缓冲部能够实现所述第三级石英内管和所述排气管之间的缓冲连接，避免所述第三级石英内管与所述排气管的硬性接触而导致所述第三级石英内管的碎裂。
附图说明
[0023]图1是本技术一实施例中炉管设备的结构示意图；
[0024]图2是本技术一实施例中炉管设备的密封圈的截面示意图；
[0025]图3是本技术一实施例中炉管设备中排气管和炉体固定连接的结构示意图。
具体实施方式
[0026]正如
技术介绍
所述，现有技术在对炉管设备进行清洗的过程中仍存在诸多问题。以下将进行具体说明。
[0027]炉管设备广泛运用于半导体制程之中，在先进制程中，由于石英炉管价格昂贵，为减少人员维护保养拆装过程对石英的损坏，先进制程的炉管大多采用腐蚀性气体作为清洁气体。通过程序设定，在一定条件下将清洁气体通进炉管腔体，对腔体内壁进行干式清洗，以达到将腔体内壁的膜及杂质清除的目的。其中干式清洗气体包含但不仅限于以下几种气体：20％F2/N2、HF、HCL、DCE以及NF3等。
[0028]随着制程的发展，越来越多的炉管采用腐蚀性气体对石英炉管内壁进行清洁，主要应用于Si3N4、SiO2、多晶硅以及非晶硅等制程。采用腐蚀性气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炉管设备，其特征在于，包括：炉体，所述炉体内具有炉腔，所述炉体包括排气口和吹入气口；位于所述炉腔内的晶圆基座，所述晶圆基座用于放置晶圆；与所述炉体的排气口可拆卸连接的排气管，所述排气管与所述炉腔连通；以及装配于所述排气管内壁的至少一级石英内管，所述石英内管与所述炉腔连通。2.如权利要求1所述炉管设备，其特征在于，所述石英内管包括若干节依次卡接的子级石英内管，且相邻卡接的所述子级石英内部之间具有卡接凸起。3.如权利要求2所述炉管设备，其特征在于，所述子级石英内管的长度为150毫米～250毫米；所述子级石英内管的厚度为3毫米～6毫米。4.如权利要求2所述炉管设备，其特征在于，若干节所述子级石英内管包括：第一级石英内管、第二级石英内管以及第三级石英内管。5.如权利要求4所述炉管设备，其特征在于，所述第一级石英内管包括：第一主体部、以及与所述第一主体部连接的第一台阶部。6.如权利要求5所述炉管设备，其特征在于，所述排气管的端部具有内管定位台阶，所述第一主体部与所述内管定位台阶抵触接触，所述第一台阶部覆盖所述内管定位台阶。7.如权利要求5所述炉管设备，其特征在于，所述第二级石英内管包括：第二主体部、以及与所述第二主体部连接的第二台阶部；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚平，
申请(专利权)人：中芯南方集成电路制造有限公司，
类型：新型
国别省市：