[实用新型]一种炉管装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体制造领域，涉及一种炉管装置。

背景技术

在半导体制造工艺中，为了设置分立器件和集成电路，需要在晶圆的衬底上沉积不同种类的薄膜。而在各种沉积薄膜的方法中，低压化学气相沉积(LPCVD，LowPressureChemicalVaporDeposition)是一种常用的方法，已经被广泛应用到各种薄膜的沉积工艺中。

在LPCVD工艺中，当前采用的主流设备是立式炉管。利用立式炉管对晶圆沉积薄膜的工艺一般为：反应气体通过管路供给到炉管，晶舟在装载区载入若干晶圆后，将装载了晶圆的晶舟升入炉管内，反应气体管路供应反应气体，开始对晶圆进行沉积工序。沉积工序结束后，反应气体管路停止供应，氮气管路开始供应氮气，对晶圆和晶舟进行清洗，去除晶圆表面和晶舟上残留的反应气体。

在低压化学气相淀积(LPCVD)炉管领域中，多晶硅(Undoping-Poly)薄膜淀积非常普遍。目前，炉管的多晶硅淀积(UPY)制程存在晶舟的晶柱区域(boatslot)电阻(RS)偏低的问题，导致良率损失。

现有的炉管装置通常包括基座及设于所述基座上的外管及内管；用于承载晶圆的晶舟设于所述内管中，在所述内管中进行薄膜淀积；所述基座侧壁上设有至少一条进气管道；所述进气管道与所述内管连通，并通过设于所述基座上的喷嘴向所述内管输送气体；所述晶舟包括上底及下底，所述上底与下底之间连接有至少三根晶柱。

通过研究发现，这样的结构正是导致晶圆靠近晶柱位置淀积薄膜偏薄的原因:进气与出气的一定的夹角导致气体在进入晶圆中间时会被晶棒遮挡，从而导致靠近晶棒位置处薄膜厚度偏薄，最终影响产品。我们通过实验也验证了该理论：通过将SiH₄的喷嘴位置向抽气方向移动从而使得进气与抽气的夹角变小，结果显示晶柱位置晶圆薄膜淀积明显改善。

虽然现有炉管装置在LPCVD工艺时带有旋转功能，但是由于反应气体(例如SiH₄)通过喷嘴喷出的一瞬间(反应气体达到峰值通常只需几秒钟)就已经决定了薄膜电阻的分布，一分钟一转的旋转功仍不能解决RS均匀分布的问题。

由于机台的结构所限制，业界对于这种晶柱区域RS偏低的问题并没有好的解决办法。研究炉管的旋转结构发现，目前业界全部采用铁片旋转到固定位置传感器触发初始位置(Home位置)的设计方法，如图1所示，现有装置中采用固定的位置传感器(101)，其中，所述位置传感器的支撑装置为示出，当铁片(102)随旋转装置的旋转输出轴(103)转到所述位置传感器(101)处，即触发晶舟的初始位置。通常，只有当晶舟旋转到初始位置时，薄膜淀积制程才能开始。这种设计中，由于所述位置传感器的位置固定，因此晶舟的初始位置也固定，无法避免在薄膜淀积开始的关键时段反应气体被晶柱阻挡的问题，从而导致薄膜电阻分布不均匀的问题。

因此，如何解决LPCVD多晶硅淀积工艺及其它薄膜材料淀积工艺中晶舟的晶柱区域薄膜电阻偏低的问题，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种炉管装置，用于解决现有技术中的炉管装置无法获得电阻分布均匀的淀积薄膜的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种炉管装置，包括：

基座；

设于所述基座上的外管及内管，且所述内管位于所述外管内；

设于所述内管中的用于承载晶圆的晶舟，所述晶舟通过一晶舟承载装置装设于所述基座上；所述晶舟包括上底及下底，所述上底与下底之间连接有至少三根晶柱；

设于所述基座侧壁上的至少一条进气管道；所述进气管道与所述内管连通，并通过设于所述基座上的喷嘴向所述内管输送气体；其中：

所述晶舟承载装置与一旋转驱动装置相连，在所述旋转驱动装置的驱动作用下轴旋转，并带动所述晶舟轴旋转；

所述炉管装置还包括一与所述晶舟同步旋转的触发部，所述触发部周围设有一可做水平圆周运动的位置传感器，且所述位置传感器与所述触发部的运动轨迹同心。

可选地，所述位置传感器通过一连杆与一旋转驱动轴相连，在所述旋转驱动轴的驱动下作水平圆周运动。

可选地，所述位置传感器下方装设有一用以辅助所述位置传感器运动的滚轮装置。

可选地，所述连杆下方装设有一用以辅助所述位置传感器运动的滚轮装置。

可选地，所述位置传感器下方设于一圆环形轨道，所述轨道与滚轮装置的运动轨迹相对应，使得所述滚轮装置在所述轨道内运动。