一種爐管裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種爐管裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造工藝中，為了設(shè)置分立器件和集成電路，需要在晶圓的襯底上沉積不同種類的薄膜。而在各種沉積薄膜的方法中，低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD，Low PressureChemical Vapor Deposit1n)是一種常用的方法，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各種薄膜的沉積工藝中。
[0003]在LPCVD工藝中，當(dāng)前采用的主流設(shè)備是立式爐管。利用立式爐管對晶圓沉積薄膜的工藝一般為:反應(yīng)氣體通過管路供給到爐管，晶舟在裝載區(qū)載入若干晶圓后，將裝載了晶圓的晶舟升入爐管內(nèi)，反應(yīng)氣體管路供應(yīng)反應(yīng)氣體，開始對晶圓進(jìn)行沉積工序。沉積工序結(jié)束后，反應(yīng)氣體管路停止供應(yīng)，氮?dú)夤苈烽_始供應(yīng)氮?dú)?，對晶圓和晶舟進(jìn)行清洗，去除晶圓表面和晶舟上殘留的反應(yīng)氣體。
[0004]在低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)爐管領(lǐng)域中，多晶硅(Undoping-Poly)薄膜淀積非常普遍。目前，爐管的多晶硅淀積(UPY)制程存在晶舟的晶柱區(qū)域(boat slot)電阻(RS)偏低的問題，導(dǎo)致良率損失。
[0005]現(xiàn)有的爐管裝置通常包括基座及設(shè)于所述基座上的外管及內(nèi)管；用于承載晶圓的晶舟設(shè)于所述內(nèi)管中，在所述內(nèi)管中進(jìn)行薄膜淀積;所述基座側(cè)壁上設(shè)有至少一條進(jìn)氣管道;所述進(jìn)氣管道與所述內(nèi)管連通，并通過設(shè)于所述基座上的噴嘴向所述內(nèi)管輸送氣體;所述晶舟包括上底及下底，所述上底與下底之間連接有至少三根晶柱。
[0006]通過研究發(fā)現(xiàn)，這樣的結(jié)構(gòu)正是導(dǎo)致晶圓靠近晶柱位置淀積薄膜偏薄的原因:進(jìn)氣與出氣的一定的夾角導(dǎo)致氣體在進(jìn)入晶圓中間時(shí)會(huì)被晶棒遮擋，從而導(dǎo)致靠近晶棒位置處薄膜厚度偏薄，最終影響產(chǎn)品。我們通過實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了該理論:通過將SiH4的噴嘴位置向抽氣方向移動(dòng)從而使得進(jìn)氣與抽氣的夾角變小，結(jié)果顯示晶柱位置晶圓薄膜淀積明顯改口 ο
[0007]雖然現(xiàn)有爐管裝置在LPCVD工藝時(shí)帶有旋轉(zhuǎn)功能，但是由于反應(yīng)氣體(例如SiH4)通過噴嘴噴出的一瞬間(反應(yīng)氣體達(dá)到峰值通常只需幾秒鐘)就已經(jīng)決定了薄膜電阻的分布，一分鐘一轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)功仍不能解決RS均勻分布的問題。
[0008]由于機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)所限制，業(yè)界對于這種晶柱區(qū)域RS偏低的問題并沒有好的解決辦法。研究爐管的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，目前業(yè)界全部采用鐵片旋轉(zhuǎn)到固定位置傳感器觸發(fā)初始位置(Home位置)的設(shè)計(jì)方法，如圖1所示，現(xiàn)有裝置中采用固定的位置傳感器(101)，其中，所述位置傳感器的支撐裝置為示出，當(dāng)鐵片(102)隨旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)輸出軸(103)轉(zhuǎn)到所述位置傳感器(101)處，即觸發(fā)晶舟的初始位置。通常，只有當(dāng)晶舟旋轉(zhuǎn)到初始位置時(shí)，薄膜淀積制程才能開始。這種設(shè)計(jì)中，由于所述位置傳感器的位置固定，因此晶舟的初始位置也固定，無法避免在薄膜淀積開始的關(guān)鍵時(shí)段反應(yīng)氣體被晶柱阻擋的問題，從而導(dǎo)致薄膜電阻分布不均勻的問題。
[0009]因此，如何解決LPCVD多晶硅淀積工藝及其它薄膜材料淀積工藝中晶舟的晶柱區(qū)域薄膜電阻偏低的問題，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)重要技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種爐管裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的爐管裝置無法獲得電阻分布均勻的淀積薄膜的問題。
[0011 ]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種爐管裝置，包括:
[0012]基座；
[0013]設(shè)于所述基座上的外管及內(nèi)管，且所述內(nèi)管位于所述外管內(nèi)；
[0014]設(shè)于所述內(nèi)管中的用于承載晶圓的晶舟，所述晶舟通過一晶舟承載裝置裝設(shè)于所述基座上;所述晶舟包括上底及下底，所述上底與下底之間連接有至少三根晶柱；
[0015]設(shè)于所述基座側(cè)壁上的至少一條進(jìn)氣管道;所述進(jìn)氣管道與所述內(nèi)管連通，并通過設(shè)于所述基座上的噴嘴向所述內(nèi)管輸送氣體;其中:
[0016]所述晶舟承載裝置與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置相連，在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)作用下軸旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)所述晶舟軸旋轉(zhuǎn)；
[0017]所述爐管裝置還包括一與所述晶舟同步旋轉(zhuǎn)的觸發(fā)部，所述觸發(fā)部周圍設(shè)有一可做水平圓周運(yùn)動(dòng)的位置傳感器，且所述位置傳感器與所述觸發(fā)部的運(yùn)動(dòng)軌跡同心。
[0018]可選地，所述位置傳感器通過一連桿與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸相連，在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)下作水平圓周運(yùn)動(dòng)。
[0019]可選地，所述位置傳感器下方裝設(shè)有一用以輔助所述位置傳感器運(yùn)動(dòng)的滾輪裝置。
[0020]可選地，所述連桿下方裝設(shè)有一用以輔助所述位置傳感器運(yùn)動(dòng)的滾輪裝置。
[0021]可選地，所述位置傳感器下方設(shè)于一圓環(huán)形軌道，所述軌道與滾輪裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡相對應(yīng)，使得所述滾輪裝置在所述軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
[0022]可選地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括一旋轉(zhuǎn)輸出軸，所述晶舟承載裝置與所述旋轉(zhuǎn)輸出軸相連。
[0023]可選地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸與所述旋轉(zhuǎn)輸出軸互相套接。
[0024]可選地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸為主動(dòng)軸。
[0025]可選地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸為從動(dòng)軸，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸旁設(shè)有一用于驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸出裝置。
[0026]可選地，所述位置傳感器為機(jī)械磁感應(yīng)傳感器，所述觸發(fā)部包括與所述磁感應(yīng)接近傳感器相匹配的磁體。
[0027]可選地，所述位置傳感器與所述觸發(fā)部位于同一水平面上。
[0028]可選地，所述位置傳感器與所述觸發(fā)部不在同一水平面上。
[0029]可選地，所述位置傳感器與一信號(hào)輸出裝置相連。
[0030]可選地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)于所述基座內(nèi)。
[0031]可選地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置采用皮帶傳動(dòng)。
[0032]可選地，所述晶柱內(nèi)側(cè)設(shè)有若干用于承載晶圓的凹槽或凸塊。
[0033]可選地，所述外管頂部設(shè)有蓋體;所述內(nèi)管頂部開口。
[0034]可選地，所述基座側(cè)壁上還設(shè)有至少一條出氣管道;所述出氣管道與所述內(nèi)管與外管之間連通。
[0035]如上所述，本實(shí)用新型的爐管裝置，具有以下有益效果:本實(shí)用新型的爐管裝置中，晶舟位置傳感器為非固定狀態(tài)，且所述位置傳感器與觸發(fā)器的運(yùn)動(dòng)軌跡同心，可以實(shí)時(shí)根據(jù)不同制程的需求來調(diào)整晶舟在反應(yīng)腔里面的位置。在制程開始前，可將所述位置傳感器調(diào)整到預(yù)設(shè)初始位置，所述觸發(fā)器進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)到所述位置傳感器處，使得晶舟位于該初始位置，從而在制程開始的關(guān)鍵時(shí)段，反應(yīng)氣體不會(huì)被晶柱擋住，使得淀積的薄膜電阻分布均勻。
【附圖說明】
[0036]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中位置傳感器與鐵片的相對運(yùn)動(dòng)示意圖。
[0037]圖2顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖3顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中晶舟的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖4顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通過皮帶傳動(dòng)的示意圖。
[0040]圖5顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中位置傳感器與觸發(fā)器的設(shè)置示意圖。
[0041]圖6顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中位置傳感器的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸通過一動(dòng)力輸出裝置驅(qū)動(dòng)的示意圖。
[0042]圖7顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中位置傳感器下方設(shè)有軌道的示意圖。
[0043]圖8顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中位置傳感器下方設(shè)有滾輪裝置的示意圖。
[0044]圖9顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中連桿下方設(shè)有滾輪裝置的示意圖。
[0045]圖10顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中位置傳感器與觸發(fā)器不在同一水平面上的示意圖。
[0046]圖11顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中位置傳感器與觸發(fā)器位于同一水平面上的示意圖。
[0047]圖12顯示為本實(shí)用新型的爐管裝置中位置傳感器與觸發(fā)器的運(yùn)動(dòng)軌跡同心的示意圖。
[0048]元件標(biāo)號(hào)說明
[0049]101,216位置傳感器
[0050]102鐵片
[0051]103,213旋轉(zhuǎn)輸出軸
[0052]201基座
[0053]202外管
[0054]203內(nèi)管
[0055]204晶舟
[0056]205晶舟承載裝置
[0057]206進(jìn)氣管道
[0058]207出氣管道
[0059]208蓋體
[0060]209上底[0061 ]210下底
[0062]211晶柱
[0063]212晶圓
[0064]214馬達(dá)
[0065]215皮帶
[0066]217觸發(fā)部
[0067]218連桿
[0068]219旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸
[0069]220動(dòng)力輸出裝置
[0070]221軌道[0071 ]222滾輪裝置
[0072]223觸發(fā)部的運(yùn)動(dòng)軌跡
[0073]224位置傳感器的運(yùn)動(dòng)軌跡
【具體實(shí)施方式】
[0074]以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0075]請參閱圖2至圖12。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”