晶舟组件及用于薄膜沉积的炉管装置制造方法及图纸

技术编号:41148345 阅读:6 留言:0更新日期:2024-04-30 18:15
本技术提供一种晶舟组件及用于薄膜沉积的炉管装置,包括多个支撑柱,各支撑柱包括设置于其内侧且沿长度方向间隔排布的多个支撑臂,多个支撑柱同一高度位置附近的支撑臂共同承载晶圆,以将多个晶圆保持于相互平行的状态;其中,所述支撑臂在所述支撑柱两端的排布间距小于所述支撑臂在所述支撑柱中心区段的排布间距。本技术通过将上述的晶舟组件配置用于薄膜沉积的炉管装置,使用晶舟组件执行薄膜沉积时,优化了各晶圆附近反应气体的分压配置,降低炉管内负载效应的影响,提升薄膜沉积工艺的片间均匀性,提高了晶圆产品的质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体制造,涉及一种晶舟组件及炉管装置。


技术介绍

1、随着半导体器件集成度的提高,芯片特征尺寸不断降低,人们需要在具有高深宽比的结构中生成厚度可控和均一保形的薄膜。传统工艺中通过使用化学气相沉积技术,薄膜沉积的台阶覆盖率表现不是很理想,而原子层沉积(atomic layer deposition,ald)技术,作为一种可单原子层水平对厚度进行精确控制的逐层沉积技术,得到了广泛关注。典型的原子层沉积技术通过将气相前驱物以交替脉冲的方式通入反应腔室,以单一原子膜形式化学吸附在基底表面,并于基底表面上逐层沉积薄膜,其具有表面反应自限性(self-limiting chemisorption)、薄膜保形性、膜层均匀无气孔等优势,使ald技术被广泛应用于半导体制程中。

2、然而,由于ald反应的机理,每个循环只能生长出一个原子层厚度的薄膜,生长速度较慢成为制约这一工艺发展的瓶颈,因为ald的每个反应循环需要经历几个通气和排气的过程,因此,针对需要大规模ald沉积的场合,基于空间隔离的原子层沉积技术被提出,采用基底在不同气体区域之间移动来取代通气和排气的过程,从而提高整个工艺的效率。

3、在分立器件和集成电路的制造工艺中,采用薄膜沉积装置在晶圆上形成薄膜。薄膜沉积装置包括反应室内的晶舟(wafer boat),在晶舟上装载多个晶圆,从而可以在多个晶片上同时沉积薄膜,提升沉积效率。在实际生产中,为了监控设备的运行状态,或是为了保证晶圆所受环境条件一样,晶舟上装载晶圆的同时,会引入测试假片。测试假片可以填充晶舟的空余位置,但其与产品晶圆的表面积之间仍存在较大差异,造成批量生产的晶圆之间膜层厚度的一致性较差,由此使生产晶圆的良率下降。

4、现阶段,仅针对基于空间隔离的原子层沉积设备提出了一些用以改善沉积腔室内的负载效应的技术手段,例如在包括卷绕装置的原子层沉积设备中,可以根据批次型薄膜沉积所加工的晶圆规模来调整循环次数,由此使同一批次的不同晶圆上沉积的膜层厚度趋于一致。然而,单炉管装置的应用场景中,同一批次的不同晶圆暴露于工艺气体的持续时间大体相等,目前常用带有图形的挡控片替代现有的测试假片,但是带有图形的挡控片属于消耗品,这样无疑会增加生产成本。

5、应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术的目的在于提供一种晶舟组件以及用于薄膜沉积的炉管装置,用于解决现有的炉管装置内负载效应所导致的晶圆间成膜厚度不一致的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本技术提供一种晶舟组件,包括:

3、顶板和底板;

4、多个支撑柱,连接于所述顶板和所述底板之间,各支撑柱包括设置于其内侧且沿长度方向间隔排布的多个支撑臂,多个所述支撑柱同一高度位置附近的支撑臂共同承载晶圆,以将多个晶圆保持于相互相互平行的状态;

5、其中,所述支撑臂在所述支撑柱两端的排布间距小于所述支撑臂在所述支撑柱中心区段的排布间距。

6、可选地,沿所述支撑柱的中心区段到两端方向,多个所述支撑臂以阶梯式减小的间距间隔排布。

7、可选地,沿所述支撑柱的中心区段到两端方向的至少一区段,多个所述支撑臂以逐渐减小的间距间隔排布。

8、可选地,沿所述支撑柱的中心区段到两端方向多个所述支撑臂以逐渐减小的间距间隔排布。

9、可选地,所述支撑柱的数量为三个以上,所述顶板和所述底板为径向尺寸相等的环形。

10、可选地,所述支撑臂通过在所述支撑柱上减材加工形成。

11、可选地,所述支撑臂在远离所述支撑柱的一端设置有用于托持晶圆的凹部。

12、可选地,所述晶舟组件由所述支撑柱、所述顶板以及所述底板一体成型或组合成型。

13、本技术还提供一种用于薄膜沉积的炉管装置,包括:

14、进气端口,用于提供工艺气体;

15、排气端口;

16、如前述的晶舟组件;

17、旋转机构,用于支撑所述晶舟组件,并且驱动所述晶舟组件以及承载于其上的晶圆转动;

18、气体喷嘴,所述气体喷嘴的一端连接至所述进气端口,其另一端设置用于朝向所述晶舟组件供给工艺气体。

19、可选地,所述晶舟组件上装载有测试假片和产品晶圆,其中所述晶舟组件两端的支撑臂承载有所述测试假片。

20、如上所述,本技术提供的晶舟组件及用于薄膜沉积的炉管装置,通过调整晶圆组件的支撑臂的间距以及分布,使同一批次处理的晶圆之间的间距设置为非恒定的间距。此外,通过将上述的晶舟组件配置用于薄膜沉积的炉管装置,使用晶舟组件执行薄膜沉积时,优化了各晶圆附近反应气体的分压配置,降低炉管内负载效应的影响,提升薄膜沉积工艺的片间均匀性,提高了晶圆产品的质量。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种晶舟组件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的晶舟组件,其特征在于:沿所述支撑柱的中心区段到两端方向,多个所述支撑臂以阶梯式减小的间距间隔排布。

3.根据权利要求1所述的晶舟组件,其特征在于:沿所述支撑柱的中心区段到两端方向的至少一区段,多个所述支撑臂以逐渐减小的间距间隔排布。

4.根据权利要求3所述的晶舟组件,其特征在于:沿所述支撑柱的中心区段到两端方向,多个所述支撑臂以逐渐减小的间距间隔排布。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的晶舟组件,其特征在于:所述支撑柱的数量为三个以上,所述顶板和所述底板为径向尺寸相等的环形。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的晶舟组件,其特征在于:所述支撑臂通过在所述支撑柱上减材加工形成。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的晶舟组件,其特征在于:所述支撑臂在远离所述支撑柱的一端设置有用于托持晶圆的凹部。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的晶舟组件,其特征在于:所述晶舟组件由所述支撑柱、所述顶板以及所述底板一体成型或组合成型。

9.一种用于薄膜沉积的炉管装置,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的炉管装置,其特征在于:所述晶舟组件上装载有测试假片和产品晶圆,其中所述晶舟组件两端的支撑臂承载有所述测试假片。

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【技术特征摘要】

1.一种晶舟组件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的晶舟组件,其特征在于:沿所述支撑柱的中心区段到两端方向,多个所述支撑臂以阶梯式减小的间距间隔排布。

3.根据权利要求1所述的晶舟组件,其特征在于:沿所述支撑柱的中心区段到两端方向的至少一区段,多个所述支撑臂以逐渐减小的间距间隔排布。

4.根据权利要求3所述的晶舟组件,其特征在于:沿所述支撑柱的中心区段到两端方向,多个所述支撑臂以逐渐减小的间距间隔排布。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的晶舟组件,其特征在于:所述支撑柱的数量为三个以上,所述顶板和所述底板为径向尺寸相等的环形。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:请求不公布姓名蒋新和
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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