[实用新型]一种用于晶圆多晶硅膜生长过程中的气体弥散装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于晶圆多晶硅膜生长过程中的气体弥散装置

背景技术

随着国内集成电路产业的迅速发展，硅衬底材料的需求量也越来越大，质量要求越来越严格，特别是对硅衬底材料正表面做IC器件需要形成一个洁净区，为了达到这个目的，引入了吸杂工艺，传统的工艺分为内吸杂和外吸杂两种，但是此两种方法都不好控制，随着人们对吸杂不断研究，最后发明了增强型吸杂，即在硅衬底材料的背面生长一层多晶硅，这样当两种热胀冷缩系数的不同物质联在一起，通常由于热胀冷缩系数的不同两种材料的表面都会受到一定应力的作用。按照晶体内部的缺陷的形成机理，晶体内部的缺陷将向应力富集的区域集中，以缓解.降低应力场，缺陷集中的结果是硅片表面的缺陷向硅片的背面集中，在晶体缺陷发生变化的同时硅衬底材料的氧原子和金属也会像晶体外的气相扩散，由于硅片的表面的氧原子和金属最容易扩散到硅片所在的环境的气相中去，硅片的表面层将出现洁净区，从而达到吸杂的目的。

综上多晶硅吸杂效果较好，引进多晶吸杂工艺的同时，多晶的生长也成为一个不断研究的课题，现在比较常用的就是LPCVD的方式进行生长，一般采用水平卧式炉，但是在生长过程中，传统的方式是采用炉口一端进气的方式，这样工艺气体硅烷进入炉内会逐渐减小，造成进气端和出气端生长的膜厚差异较大，不能满足工艺要求，为了达到相同的膜厚，人们们采取了很多办法，比如设定温度梯度，这样生长出来的多晶膜虽然厚度可以一致，但是膜的均匀性和吸杂能力有所不同，造成产品质量不一致，后来又采取了三段进气的方式，虽然可以解决温度梯度和膜质问题，但是设备改造和增加流量计成本以及安装维护较为复杂，而且三个流量工艺调整也相对复杂，加工成本极高。因此有必要提供一种气体弥散装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于晶圆多晶硅膜生长过程中的气体弥散装置，本装置简单，改造安装方便，工作效率高，加工成本低，多晶硅膜产品质量均匀一致。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

这种用于晶圆多晶硅膜生长过程中的气体弥散装置，它包括：主进气管，中心管，补偿进气管，上述三根管的两端部分别连通，连通后的一端接主进气口，另一端接次进气口，主进气管上等距分布着主进气孔，补偿进气管为变径管，一段为主补偿进气管，一端为次补偿进气管，主补偿进气管上有等距分布着主补偿进气孔，次补偿进气管上有等距分布着的次补偿进气孔。

采用本实用新型所提供的装置进行晶圆多晶硅膜生长过程包括以下步骤：用倒片机将硅片导入石英舟；再将承载硅片的石英舟放入装有本装置气体弥散装置的炉腔内；设定好生长温度好和压力；打开工艺气体生长；生长完成后净化取出硅片测试膜参数；测试洁净区厚度。

本实用新型的优点是：在水平炉内设置了一个简单的气体弥散装置，安装改造简单，只需放在炉内，两端进气，可以达到恒温生长，同时工艺调整简单，同时节省了一个硅烷MFC(成本很高而且需要定期维护)，经过测试，通过此装置生产出膜质吸杂性能非常好，在生长8000埃时正面可以形成80微米的洁净区；而且每炉100片片内和片间均匀性均小于2％(客户要求10％)，同时计算单片生长成本降低了20％以上，真正达到了工艺简化、质量提升和成本降低的目的。

附图说明

图1：本实用新型气体弥散装置的简单结构图

图2：本实用新型气体弥散装置的主视图

图3：图：2的左视图

图4：本气体弥散装置在LPCVD水平卧式炉内安装位置示意图

图1、图2、图3、图4中，1、主进气口，2次进气口，3主进气管，4主补偿进气管，一端为次补偿进气管5，6为加固棒(加固棒就是实心石英棒，为了增加其牢固性。A为本装置，T为腔体内温度，P为腔体内生长压力，F为硅片承载装置。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，这种用于晶圆多晶硅膜生长过程中的气体弥散装置，它包括：主进气管3，中心管，补偿进气管，上述三根管的两端部分别连通，连通后的一端接主进气口1，另一端接次进气口2，主进气管上等距分布着主进气孔，所述的补偿进气管为变径管，其中一段为主补偿进气管4，一端为次补偿进气管5，主补偿进气管上设有等距分布的主补偿进气孔，次补偿进气管上设有等距分布的次补偿进气孔。

本装置总长度1为2250-2255mm；本装置材质为电子级石英材料，所用材料壁厚为1.5mm