[发明专利]立式热处理设备

说明书

本申请实施例提供了一种立式热处理设备。该立式热处理设备包括：内炉管、外炉管及炉体结构；内炉管包括炉管本体及盖板，炉管本体的底端为传输口，用于传输晶圆及工艺气体；盖板设置于炉管本体的顶端，盖板开设有与内炉管同轴设置的排气口，用于排出工艺气体；外炉管的顶端为封闭结构，外炉管套设于内炉管的外周，外炉管的内壁与内炉管的外壁间隔设置以形成与排气口连通的排气通路；外炉管的底部一侧还设置有与排气通路连通的排气歧管；炉体结构包覆于外炉管的外周，用于对内炉管及外炉管进行加热及保温。本申请实施例实现了内炉管的气流一致性，有利于提高晶圆镀膜等工艺的结果一致性，从而大幅提高了晶圆的工艺良率。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种立式热处理设备。

背景技术

目前，常规膜层沉积工艺的立式热处理设备，一般采用内、外管形式的腔体结构。为保证腔体结构上下温度的稳定且易控制，腔体结构的内管一般为上下等径的柱形腔管，且工艺气体由内管下端通入内管腔体内；而腔体结构外管为顶端封闭、下端开口的管状结构，排气管路一般设置与外管接通，并且在泵的抽力作用下，工艺尾气持续不断的排出。晶舟装载多片待加工的晶圆，在直线模组的推动下上升进入内管且将炉门关闭。在一定的温度、压力、气体流量等条件下进行工艺，而工艺尾气则沿内管上升并通过内外管顶端的交界处，经由内管外壁与外管内壁形成的通路下行，再经由外管上的排气歧管及排气管路排出。

但是在工艺过程中，由于内外管的管径相当，在泵抽气过程中，由于与泵连接的排气歧管距离内管顶端各处的距离、路径存在差异，使内管上部的工艺气体为各处相异的气流，靠近排气歧管的工艺气体流速快，而远离排气歧管的工艺气体流速慢，导致内管顶端的整体气流场向排气歧管倾斜，从而造成晶舟顶部的晶圆工艺一致性较难控制。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种立式热处理设备，用以解决现有技术存在晶舟顶部的晶圆工艺一致性较差的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种立式热处理设备，用于对晶圆进行热处理工艺，包括：内炉管、外炉管及炉体结构；所述内炉管包括炉管本体及盖板，所述炉管本体的底端为传输口，用于传输所述晶圆及工艺气体；所述盖板设置于所述炉管本体的顶端，所述盖板开设有与所述内炉管同轴设置的排气口，用于排出所述工艺气体；所述外炉管的顶端为封闭结构，所述外炉管套设于所述内炉管的外周，所述外炉管的内壁与所述内炉管的外壁间隔设置以形成与所述排气口连通的排气通路；所述外炉管的底部一侧还设置有与所述排气通路连通的排气歧管；所述炉体结构包覆于所述外炉管的外周，用于对所述内炉管及所述外炉管进行加热及保温。

于本申请的一实施例中，所述内炉管还包括有稳流管，所述稳流管同轴设置于所述排气口处，并且所述稳流管的内径与所述排气口的内径相同。

于本申请的一实施例中，所述稳流管的高度尺寸等于或小于所述排气口的直径尺寸。

于本申请的一实施例中，所述稳流管为弯管结构，并且所述稳流管的弯曲方向与所述排气歧管同侧设置。

于本申请的一实施例中，所述排气口的内径大于或等于所述排气歧管的内径。

于本申请的一实施例中，所述盖板的内壁与内炉管的内壁之间具有一预设夹角，所述预设夹角为大于等于90度，且小于等于145度。

于本申请的一实施例中，所述预设夹角为90度状态下，所述盖板为平面结构；所述预设夹角大于90度且小于等于145度状态下，所述盖板为圆台结构。

于本申请的一实施例中，所述盖板与所述炉管本体为一体成形结构。

于本申请的一实施例中，所述盖板与所述炉管本体为分体式结构，所述盖板底面上设置环形的密封槽，用于嵌套所述炉管本体的顶端，以使所述盖板与所述炉管本体的顶端密封。