[发明专利]炉管的进气装置及其炉管结构

说明书

公开了一种炉管的进气装置，包括进气口；进气管，一端连接进气口，所述进气管为具有弧度的非直管；喷嘴，位于所述进气管的另一端，沿所述进气管长度方向并面向晶舟均匀设置，所述喷嘴设置为倾斜状态；其中，所述反应气体由所述进气口进入进气管，并由所述喷嘴向所述晶舟中的硅片喷射，使晶舟中的硅片均匀接触到反应气体，所述硅片接触到的反应气体的温度与所述硅片的温度之间的温度差小。本申请的炉管的进气装置，通过将进气管的直管道改成具有弧度的非直管，加长了反应气体到达晶舟的时间，从而使得反应气体与硅片之间的温度差减小，进而减小了因温度差而导致的硅片翘曲值急剧增加的问题。

技术领域

本发明涉及半导体加工设备技术领域，特别涉及一种特殊设计的炉管的进气装置及其炉管结构。

背景技术

随着集成电路持续往高密度方向的发展，在一块越来越小的芯片上，整合了越来越多的组件，使得芯片对缺陷的容忍度越来越低，更多更小尺寸的缺陷也逐渐成为了良率杀手。同时，对整片硅片的均匀性要求也变得越来越高。

对于3D NAND结构的存储器件来说，键合工艺对晶圆的翘曲值(bow)的要求很高，随着存储器件中存储单元的堆叠层数的增加，晶圆翘曲值就越发重要。在炉管工艺中，压力，温度和气体流量都会影响晶片的翘曲值。

目前，无论是炉管沉积薄膜工艺还是退火还原工艺，都无法灵活控制晶圆翘曲值的变化，而在高温低压的退火工艺和沉积薄膜工艺过程中，300mm的晶片的翘曲值会急剧增加。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种炉管的进气装置，通过将进气管的直管道改成弧形管，加长了反应气体到达晶舟的时间，从而使得反应气体与硅片之间的温度差减小，进而减小了因温度差而导致的硅片翘曲值急剧增加的问题。

根据本发明的一方面，提供一种炉管的进气装置，包括：进气口，设置于炉管工艺腔的一侧壁下端，与外部反应气体管路连通；进气管，设置于所述炉管工艺腔内的一侧，所述进气管的一端连接进气口，所述进气管为具有弧度的非直管；多个喷嘴，位于所述进气管的另一端，沿所述进气管长度方向并面向晶舟均匀设置，所述多个喷嘴沿垂直方向排列；其中，所述反应气体由所述进气口进入进气管，并由所述喷嘴向所述晶舟中的硅片喷射，使晶舟中的硅片均匀接触到反应气体，所述硅片接触到的反应气体的温度与所述硅片的温度之间的温度差小。

优选地，所述反应气体的温度与所述硅片的温度之间的温度差为±5℃。

优选地，所述进气管的形状包括：U形管，环形管或S形管中的任意一种。

优选地，所述进气口为一个或多个，所述进气管为一个，所述进气管与所述一个或多个进气口连接。

优选地，所述进气口为一个或多个，所述进气管为多个，所述进气管分别与所述一个或多个进气口连接。

优选地，所述喷嘴包括多个，分别与多个所述进气管连接，所述多个喷嘴沿垂直方向排列。

根据本发明的另一方面，提供一种一种炉管结构，工艺腔，包括底座和位于所述底座上的晶舟，所述晶舟用于承载硅片；如前述所述的进气装置，位于所述工艺腔的一侧壁；抽气装置，位于所述工艺腔的另一侧，用于排出反应后的气体，控制单元，与所述进气装置连接，用于控制所述进气装置中反应气体的流量。

本发明提供的炉管的进气装置，通过改变进气管与喷嘴的位置、数量，加长了反应气体从进气口到达晶舟的时间，从而使得反应气体有足够的时间升温，降低了与硅片的温度差减小，进而减小了因温度差而导致的硅片翘曲值急剧增加的问题。

本发明提供的炉管的进气装置，通过将进气管的直管道改成具有弧度的非直管，使得进气管的长度增加，加长了反应气体从进气口到达晶舟的时间，从而使得反应气体有足够的时间升温，降低了与硅片的温度差减小，进而减小了因温度差而导致的硅片翘曲值急剧增加的问题。