晶舟及炉管设备制造技术

技术编号:40440268 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-22 23:03
本技术提供一种晶舟及炉管设备。其中,所述晶舟包括:晶舟本体和至少两个承载装置;至少两个承载装置位于晶舟本体内,且沿晶舟本体的轴向间隔设置;其中,承载装置包括外部阻挡部;外部阻挡部具有开口部,且在至少两个承载装置中至少部分个开口部的开口面积不同。因反应腔内不同位置处的反应气体的流量和反应温度不同,故所述晶舟利用承载装置来调节晶圆接触的反应气体的流量,以提高沉积薄膜的均匀性。且通过改变不同位置处的承载装置中的开口部的开口面积,进一步调节不同位置处的晶圆的中心区域和边缘区域反应气体的流量,进而改善因中心区域和边缘区域的温度和气体分布差异而形成的凹形或凸形膜层,提高了晶圆表面沉积薄膜的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体制造,特别涉及一种晶舟及炉管设备


技术介绍

1、半导体炉管工艺是半导体器件制备过程中的重要环节,用于将半导体材料加热至高温,使其发生化学反应,从而形成所需的晶体结构和电学性能。目前,半导体炉管工艺按工艺效果来划分,一般可以分为:热氧化、离子扩散和薄膜沉积。其中,薄膜沉积是将气体或液体中的半导体材料沉积在硅片表面,形成所需的膜层。现有的薄膜沉积工艺可以分为化学气相沉积(chemical vapor deposition,cvd)和物理气相沉积(physical vapordeposition,pvd)。cvd是将气体中的半导体分子分解成原子或分子,以在硅片表面沉积膜层;pvd是将半导体材料加热至高温,使其变化成气态原子或分子,或部分电离成离子,然后在硅片表面沉积膜层。其中,低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition,lpcvd)是在低于一个大气压的条件下进行的化学气相沉积,具有成膜质量好、膜层均匀度高以及制备成本低等优势。

2、请参阅图1和图2,现有的立式lpcvd炉管10具有一反应腔,用于实现半导体薄膜沉积。在沉积过程中,硅片w1、监控片w2和/或测试片w3间隔地叠置于承载件101上,且反应气体从反应腔的底部进入再从顶部出去。基于此,位于底部的硅片w1所接触的反应气体的流量要大于位于顶部的硅片w1所接触的反应气体的流量,则位于底部的硅片w1表面所沉积的膜层厚度要大于位于顶部的硅片w1表面所沉积的膜层厚度。对此,为避免硅片w1之间的沉积膜层的厚度差距较大,现有工艺会将立式lpcvd炉管10的反应腔的底部温度调低,顶部温度调高。然而,当反应腔的底部温度调低时,位于反应腔底部的硅片w1表面的气体流量容易分布为中间区域流量大边缘区域流量小的状态,则导致底部硅片w1的表面所沉积的膜层边缘薄中心厚,呈现出图2所示的凸起形状c1。当反应腔的顶部温度调高时,位于反应腔顶部的硅片w1表面的气体流量容易分布为中间区域流量小边缘区域流量大的状态,则导致顶部硅片w1的表面所沉积的膜层边缘厚中心薄,呈现出图2所示的凹陷形状c2。这两种形状降低了沉积薄膜的均匀性,对后续的化学机械研磨和刻蚀等半导体工艺均会造成不良影响。

3、因此,亟需一种新的炉管装置,以解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种晶舟及炉管设备,以解决如何提高沉积薄膜的均匀性的问题。

2、为解决上述技术问题,本技术提供一种晶舟,用于承载晶圆于反应腔内,所述晶舟包括:晶舟本体和至少两个承载装置;所述至少两个承载装置位于所述晶舟本体内,且沿所述晶舟本体的轴向间隔设置;

3、其中,所述承载装置包括外部阻挡部;所述外部阻挡部具有开口部,且在所述至少两个承载装置中至少部分个所述开口部的开口面积不同。

4、可选的,在所述的晶舟中,所述反应腔内流通有反应气体,且沿所述反应气体的流向,所述反应腔内的反应温度递增,所述至少两个承载装置中的所述开口部的开口面积递减。

5、可选的,在所述的晶舟中,所述反应腔内流通有反应气体,且所述反应腔内包括第一位置和第二位置;所述第一位置处的反应气体的流量大于所述第二位置处的反应气体的流量,所述第一位置处的反应温度小于所述第二位置处的反应温度,以及,所述第一位置处的所述承载装置的所述开口部的开口面积大于所述第二位置处的所述承载装置的所述开口部的开口面积。

6、可选的,在所述的晶舟中,所述外部阻挡部呈环形,且所述开口部为所述外部阻挡部的环内区域。

7、可选的,在所述的晶舟中,所述承载装置还包括支撑部;所述支撑部的下端与所述外部阻挡部的环面相接,所述支撑部的上端承载所述晶圆。

8、可选的,在所述的晶舟中,所述承载装置还包括内部阻挡部和支撑部;所述内部阻挡部呈环形或圆形,且所述内部阻挡部与所述外部阻挡部相互平行设置,所述支撑部的相对两端分别连接所述外部阻挡部和所述内部阻挡部;

9、其中,所述晶圆可被承载于所述内部阻挡部远离所述外部阻挡部的环形面或圆形面上。

10、可选的,在所述的晶舟中,所述反应腔内流通有反应气体,且所述外部阻挡部靠近所述反应气体的流入侧,所述晶圆靠近所述反应气体的流出侧。

11、可选的,在所述的晶舟中,所述晶舟本体包括至少两个支撑柱;所述至少两个支撑柱相互平行设置,并围成柱形结构;

12、其中,所述支撑柱朝向所述晶舟本体的中心轴线的表面具有多个晶圆槽;所述多个晶圆槽沿所述支撑柱自身轴向间隔排布,且所述外部阻挡部能够同时插入位于同一平面的各个所述支撑柱的所述晶圆槽内,以与每个所述支撑柱相接。

13、可选的,在所述的晶舟中,所述晶圆槽的槽深小于或等于所述外部阻挡部的宽度,且所述晶圆槽的槽宽大于或等于所述外部阻挡部的厚度。

14、基于同一构思,本技术还提供一种炉管设备,包括所述的晶舟。

15、综上所述,本技术提供一种晶舟及炉管设备。其中,所述晶舟用于承载晶圆于反应腔内,且包括:晶舟本体和至少两个承载装置;所述至少两个承载装置位于所述晶舟本体内,且沿所述晶舟本体的轴向间隔设置;其中,所述承载装置包括外部阻挡部;所述外部阻挡部具有开口部,且在所述至少两个承载装置中至少部分个所述开口部的开口面积不同。可以理解的是,由于所述反应腔内不同位置处的反应气体的流量不同以及反应温度不同,故相较于现有技术,本技术提供的所述晶舟利用所述承载装置来调节所述晶圆接触的反应气体的流量,以提高沉积薄膜的均匀性。以及,通过改变不同位置处的所述承载装置中的所述开口部的开口面积,进一步调节不同位置处的所述晶圆的中心区域和边缘区域所接触的反应气体的流量,进而改善因中心区域和边缘区域的温度和气体分布差异而形成的凹形或凸形膜层,进一步提高了晶圆表面沉积薄膜的均匀性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种晶舟,用于承载晶圆于反应腔内,其特征在于,所述晶舟包括:晶舟本体和至少两个承载装置;所述至少两个承载装置位于所述晶舟本体内,且沿所述晶舟本体的轴向间隔设置;

2.根据权利要求1所述的晶舟,其特征在于,所述反应腔内流通有反应气体,且沿所述反应气体的流向,所述反应腔内的反应温度递增,所述至少两个承载装置中的所述开口部的开口面积递减。

3.根据权利要求1所述的晶舟,其特征在于,所述反应腔内流通有反应气体,且所述反应腔内包括第一位置和第二位置;所述第一位置处的反应气体的流量大于所述第二位置处的反应气体的流量,所述第一位置处的反应温度小于所述第二位置处的反应温度,以及,所述第一位置处的所述承载装置的所述开口部的开口面积大于所述第二位置处的所述承载装置的所述开口部的开口面积。

4.根据权利要求1所述的晶舟,其特征在于,所述外部阻挡部呈环形,且所述开口部为所述外部阻挡部的环内区域。

5.根据权利要求4所述的晶舟,其特征在于,所述承载装置还包括支撑部;所述支撑部的下端与所述外部阻挡部的环面相接,所述支撑部的上端承载所述晶圆。

6.根据权利要求4所述的晶舟,其特征在于,所述承载装置还包括内部阻挡部和支撑部;所述内部阻挡部呈环形或圆形,且所述内部阻挡部与所述外部阻挡部相互平行设置,所述支撑部的相对两端分别连接所述外部阻挡部和所述内部阻挡部;

7.根据权利要求5或6所述的晶舟,其特征在于,所述反应腔内流通有反应气体,且所述外部阻挡部靠近所述反应气体的流入侧,所述晶圆靠近所述反应气体的流出侧。

8.根据权利要求1~3或5~6任一项所述的晶舟,其特征在于,所述晶舟本体包括至少两个支撑柱;所述至少两个支撑柱相互平行设置,并围成柱形结构;

9.根据权利要求8所述的晶舟,其特征在于,所述晶圆槽的槽深小于或等于所述外部阻挡部的宽度,且所述晶圆槽的槽宽大于或等于所述外部阻挡部的厚度。

10.一种炉管设备,其特征在于,包括如权利要求1~9中任意一项所述的晶舟。

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【技术特征摘要】

1.一种晶舟,用于承载晶圆于反应腔内,其特征在于,所述晶舟包括:晶舟本体和至少两个承载装置;所述至少两个承载装置位于所述晶舟本体内,且沿所述晶舟本体的轴向间隔设置;

2.根据权利要求1所述的晶舟,其特征在于,所述反应腔内流通有反应气体,且沿所述反应气体的流向,所述反应腔内的反应温度递增,所述至少两个承载装置中的所述开口部的开口面积递减。

3.根据权利要求1所述的晶舟,其特征在于,所述反应腔内流通有反应气体,且所述反应腔内包括第一位置和第二位置;所述第一位置处的反应气体的流量大于所述第二位置处的反应气体的流量,所述第一位置处的反应温度小于所述第二位置处的反应温度,以及,所述第一位置处的所述承载装置的所述开口部的开口面积大于所述第二位置处的所述承载装置的所述开口部的开口面积。

4.根据权利要求1所述的晶舟,其特征在于,所述外部阻挡部呈环形,且所述开口部为所述外部阻挡部的环内区域。

5.根据权利要求4所述的晶舟,其特征在于,所述承...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨涛田志辉耿晨晨焦圣杰
申请(专利权)人:芯恩青岛集成电路有限公司
类型:新型
国别省市:

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