[发明专利]高温氧化设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子制造领域，确切的说，本发明具体涉及一种高温氧化设备。 

背景技术

随着微电子领域的技术不断进步，对晶圆的工艺水平要求也越来越高。在某些生产工艺中，需要进行HTO(High Temp Oxidation，高温氧化)工艺在晶圆表面生长一层氧化膜并进行后续的工艺。高温氧化工艺由于氧化速度快、工艺简单被广泛应用为薄膜夹层电解质（thin film interlayer dielectric），栅极晶体管之间间隔（spacer between gate transistors），围绕多晶硅导线（surrounding poly-si inter connect line）等生产技术中。在传统技术中在晶圆表面生成氧化膜的方法一般是将晶圆放置于晶舟内支撑架上方，然后通入反应气体，反应气体与在晶圆上表面硅产生反应进而在晶圆的表面生成一层氧化膜。但是传统技术中的高温氧化反应腔室内的晶舟一般呈梯形分布，晶舟上放置的晶圆上下相邻的晶圆的各片位置处的距离相等，气体不容易流通至晶圆表面的中心位置处，导致在通入反应气体后晶圆上表面中心位置处的反应气体浓度小于边缘位置处的气体浓度，进而造成晶圆上表面边缘位置处生长的氧化膜厚度比晶圆上表面中心位置处生长的氧化膜厚度要厚，进而影响器件的性能。 

图1为传统技术中高温氧化反应腔室的侧视图，如图1所示，传统的晶舟呈梯形分布，包括侧壁1和多个在竖直方向上等距离平行排列的支撑架2且每个支撑架垂直固定在晶舟侧壁1的内壁11上。同一高度处的支撑架2上放置有晶圆3，且每上下相邻两个晶圆中心的距离D1等于相邻2个晶圆边缘的距离D2。 

图2为传统技术中高温氧化反应腔室的俯视图，如图所示，晶舟内壁11内相同高度处垂直固定有多个支撑架2，相同高度处的支撑 架2上放置有晶圆3。 

图3为传统技术中的高温氧化反应腔室通入反应气体后的气体流动方向示意图，如图可见，气体在流动过程中不容易流通至晶圆3的中心位置处，进而造成晶圆3上表面边缘位置处的反应气体浓度大于晶圆上表面中心位置处的气体浓度，从而容易导致晶圆3上表面边缘位置处生长的氧化膜的厚度要大于晶圆中心处的氧化膜厚度。 

图4为传统技术中立式高温氧化反应腔室在进行高温氧化工艺时晶圆表面生成氧化膜的示意图，如图所示，在进行高温氧化工艺后，晶圆的表面生成有一氧化膜4，晶圆表面边缘位置处的氧化膜4的厚度要大于晶圆3中心处氧化膜的厚度，这是由于在进行高温氧化工艺时，反应气体在流通过程中不容易流通至晶圆3上表面中心位置处，导致反应气体与晶圆上表面边缘位置和中心处的产生一定的浓度差，从而增大了晶圆上表面边缘位置处与中心处生成的氧化膜厚度均匀度差异。 

中国专利（申请号：03148087.X）公开了一种提高热氧化均匀度的方法及氧化腔室系统，从氧化腔室腔室管进气口输入氢焰和氧气；将上述气流导向腔室管壁,使其充分散热;氧化腔室边段电偶感应过热气流，通过改变边缘加热功率平衡气流带入的热量；阻挡并吸收氢焰发出的红外辐射；提高腔室管内的压力，降低氢气喷入腔室管的速度;在腔室管的恒温区完成热氧化。 

但是该发明提供的反应腔室制造成本较高，且生产工艺比较繁琐，同时该发明在进行高温氧化工艺时，也难以保证反应气体更好的进入晶圆中心位置处，从而造成晶圆表面中心位置处与边缘位置处生长的氧化膜厚度差异性较大，影响了产品的良率。 

发明内容

本发明根据传统技术的不足提供了一种提高温氧化设备，通过在晶舟内设置多个圆台状的环形支撑环，且该支撑环斜壁与晶舟内壁保持一定角度，在通入反应气体进行高温氧化工艺时，气体容易流通至晶圆表面的中心位置处，进而减小了晶圆表面反应气体的浓度差，使 得晶圆表面不同位置处生长的氧化膜厚度更加均匀，进而提高器件性能及生产工艺。 

为了实现以上目的本发明采用的技术方案为： 

一种高温氧化设备，其中，所述高温氧化设备用于提高硅片上方所沉积的薄膜的厚度的均匀性； 

其中，所述高温氧化设备包括一立式筒状晶舟，所述晶舟内设置有多个在竖直方向上等距离平行排列的支撑环，所述支撑环上下均匀排列分布于所述晶舟内； 

每个所述支撑环均为圆台状的环形支撑环，且每个支撑环的半径自顶部向底部逐步递增，支撑环底部的半径与晶舟的内径相同，从而将支撑环的底部的周边连接在晶舟的内壁上。 

如上所述的高温氧化设备，其中，每个所述支撑环的斜壁与所述晶舟的内壁之间的夹角皆为70°～80°。