[实用新型]一种炉管装置

说明书

本实用新型公开了一种炉管装置，包括：双层反应管，所述双层反应管设有内层反应管和罩于所述内层反应管外周上的外层反应管，所述内层反应管中用于放置垂直装载有多层产品的晶舟，所述外层反应管与所述内层反应管之间形成空腔，所述内层反应管的第一侧壁上纵向设有多个进气孔，所述内层反应管相对所述第一侧壁的第二侧壁上纵向设有多个出气孔，所述空腔包括相互隔离的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔连通所述进气孔，所述第二空腔连通所述出气孔，所述第一空腔的底部上设有反应气体入口，所述外层反应管的顶部上设有连通所述第二空腔的排气口。本实用新型能有效解决因负载效应造成的产品上薄膜厚度不稳定的问题，并增加产率。

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种炉管装置。

背景技术

随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸的不断缩小，薄膜制备技术在半导体工艺制造中受到越来越多的重视。半导体集成电路工艺生产中，利用炉管生长薄膜，需要较长的作业时间，因此一般会在一个批次中放置多个晶圆同时作业，以提高产率。这些批次都是使用相同的工艺条件。但是，由于炉管本身存在气体流量耗尽效应，这会导致同一批次中反应气体先经过的晶圆和反应气体后经过的晶圆上生长的薄膜厚度不同的问题发生。

请参阅图1，其显示现有的一种炉管HCD工艺使用的反应管结构。当前，用于沉积氮化硅薄膜的炉管HCD(六氯乙硅烷)工艺，采用的一般都是如图1所示的单层反应管10。该反应管10采用的是底部喷嘴13进气，顶部排气口11排气的工艺方式。晶舟装载有多层晶圆12，由反应管10下方进入反应管10中进行HCD工艺。图1中以箭头方式参考性示出了气流的方向。

上述炉管结构中，由于反应气体是由下方集中进入反应管，因而晶舟上位于下层的晶圆相对于上层晶圆将优先接触到反应气体，所以下层晶圆在获得的反应气体量和工艺时间上都多于上层晶圆。这必然造成下层晶圆上薄膜的厚度大于上层晶圆上薄膜的厚度的问题，且在同一晶圆上也会产生薄膜厚度不均匀的现象。

随着产品线宽的升级，晶圆上图形变得越来越复杂，相对应的工艺窗口也越来越小。使用上述的炉管设备，会由于同批次晶圆片数的多少以及产品图形的不同之间的差异，导致薄膜厚度不稳定的结果。

目前，业界解决上述问题的手段，大都是通过人工预判，提前调试相关参数，来维持工艺的稳定性。但这对人员经验的要求较高，且对产能的影响也很大。

因此，有必要提供一种新型的炉管装置，以解决现有技术中存在的上述由于反应气体自下向上传输以及产品图形复杂导致的负载效应，致使晶圆产品上薄膜厚度不稳定的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种炉管装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种炉管装置，包括：

双层反应管，所述双层反应管设有内层反应管和罩于所述内层反应管外周上的外层反应管，所述内层反应管中用于放置垂直装载有多层产品的晶舟，所述外层反应管与所述内层反应管之间形成空腔，所述内层反应管的第一侧壁上纵向设有多个进气孔，所述内层反应管相对所述第一侧壁的第二侧壁上纵向设有多个出气孔，所述空腔包括相互隔离的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔连通所述进气孔，所述第二空腔连通所述出气孔，所述第一空腔的底部上设有反应气体入口，所述外层反应管的顶部上设有连通所述第二空腔的排气口。

进一步地，所述第一空腔中设有封闭的混气室，所述混气室连通所述进气孔和所述反应气体入口。

进一步地，所述混气室为一个，并罩设于所述进气孔以外的所述内层反应管的第一侧壁上。

进一步地，高度对应的所述出气孔的数量与所述进气孔的数量相同或不同。

进一步地，所述出气孔与所述进气孔在所述内层反应管上的设置高度一一对应。