一种沉积炉管及沉积薄膜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103451624A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103451624103451624A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201210173738.9(22)申请日2012.05.30(71)申请人北大方正集团有限公司地址100871北京市海淀区成府路298号方正大厦9层申请人深圳方正微电子有限公司(72)发明人陈建国李天贺(74)专利代理机构北京同达信恒知识产权代理有限公司11291代理人黄志华(51)Int.Cl.C23C16/455(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称一种沉积炉管及沉积薄膜的方法(57)摘要本发明公开了一种沉积炉管及沉积薄膜的方法，其中沉积炉管包括：炉体、气体反应腔、通气管道、抽气泵、温度控制器和晶舟，所述通气管道贯穿于气体反应腔，且所述通气管道上有至少两个通气孔。通过本发明的方案，由于通气管道贯穿于气体反应腔，且通气管道上开有至少两个通气孔，因此，在保持炉体内温度相同的情况下，利用所述通气管道向沉积炉管输送反应气体时，保证了气体反应腔内各个区域气流的相对平衡、气体浓度的相对均衡，进而使得晶圆表面沉积的薄膜厚度相同的同时，薄膜性质是一致的，提高了产品的良率。CN103451624ACN1034562ACN103451624A权利要求书1/1页1.一种沉积炉管，包括：炉体、气体反应腔、通气管道、抽气泵、温度控制器和晶舟，其特征在于，所述通气管道贯穿于气体反应腔，且所述通气管道上有至少两个通气孔。2.如权利要求1所述的沉积炉管，其特征在于，所述通气管道上的通气孔是等间隔分布在通气管道上的。3.如权利要求1所述的沉积炉管，其特征在于，所述通气孔位于所述通气管道与晶舟对应的位置。4.如权利要求1所述的沉积炉管，其特征在于，所述通气管道位于晶舟的下方，且所述通气孔开在通气管道的上表面；或者，所述通气管道位于晶舟的上方，且所述通气孔开在通气管道的下表面。5.如权利要求1所述的沉积炉管，其特征在于，所述通气管道的尾部是闭口结构。6.如权利要求1所述的沉积炉管，其特征在于，所述通气管道的长度为70英寸，通气管道的截面直径为0.546英寸，所述通气孔的直经为0.052英寸。7.一种利用权利要求1-6任一所述的沉积炉管沉积薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括：通过通气管道上的通气孔向气体反应腔通入反应气体；在放置于晶舟上的晶圆表面沉积薄膜。2CN103451624A说明书1/3页一种沉积炉管及沉积薄膜的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种沉积炉管及沉积薄膜的方法。背景技术[0002]在半导体的制作过程中经常需要在晶圆上沉积薄膜，通常可以采用多种方法沉积薄膜，其中较常见的一种方法是化学气相沉积法，化学气相沉积是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体（如晶圆）表面，进而制得固体材料的工艺技术。[0003]化学气相沉积制程所常用的沉积炉管的结构如图1所示，包括炉体11、气体反应腔12、位于炉口的通气管道13、位于炉尾的抽气泵14、温度控制器15和晶舟16，其中，通气管道13用于输送化学沉积反应所需的反应气体，抽气泵14用于抽取化学沉积反应产生的废气，温度控制器15用于保持气体反应腔的温度为化学反应所需的温度，晶舟16用于放置晶圆。[0004]利用上述沉积炉管进行化学气相沉积时，反应气体通过通气管道输送至气体反应腔内，反应气体在炉口即进行反应，大部分反应气体在炉口即被消耗掉，炉中及炉尾的反应气体很少，因此，在相同的反应时间内，处于炉口的晶圆的表面上沉积的薄膜较厚，处于炉中和炉尾的晶圆的表面上沉积的薄膜较薄。[0005]为了解决晶圆上沉积的薄膜厚度不同的问题，业界基于化学反应速率随温度升高而增大的原理，利用温度控制器15对炉体内的温度进行梯度控制，使炉口温度低、炉中温度次高及炉尾温度高，这样一来，炉口中的晶圆尽管供给的反应气体量大，但其反应速率由于温度低而变慢；炉尾的晶圆尽管供给的反应气体量小，但其反应速率由于温度高而变快，进而使得炉管中的晶圆的表面上沉积的薄膜厚度相同。[0006]上述利用温度控制器15对炉体内的温度进行梯度控制的方法解决了沉积的薄膜厚度不同的问题，但由于沉积的薄膜是在不同的温度条件下进行的，而不同温度条件下沉积的薄膜的性质是不同的，如图2和图3所示，图2为炉口处（温度较低）的晶圆沉积的薄膜，图3为炉尾处（温度较高）的晶圆表面沉积的薄膜，图2中构成薄膜的晶粒颗粒较小，图3中构成薄膜的晶粒颗粒较大，这就意味着薄膜性质大不相同，因此，尽管晶圆的薄膜厚度一致，但不同晶圆的薄膜性质不同，将其应用在比较敏感的产品上，薄