[发明专利]一种沉积炉管

说明书

本发明提供一种沉积炉管，包括反应腔、加热器、晶舟、底座及辅助加热部。反应腔的一端封闭，另一端具有开口。加热器围绕反应腔的外周设置。晶舟位于反应腔内，用于承载多个批次的晶圆。底座支撑晶舟，底座能够带动晶舟移入反应腔并将开口封闭，或带动晶舟移出反应腔。辅助加热部设置于反应腔的一端，位于晶舟的上方，辅助加热部配置为在加热器加热的同时对位于晶舟顶部的晶圆的中部加热。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种用于在晶圆上沉积薄膜的炉管。

背景技术

在半导体制造工艺中，需要在晶圆上沉积各种薄膜。在各种沉积薄膜的方法中，化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)是一种常用的方法，已经被广泛地应用于各种薄膜的沉积工艺中。化学气相沉积是将反应气体输送到沉积炉管，使其与炉管内的晶圆在一定条件下发生化学反应，以此在晶圆表面沉积一层薄膜。

例如，在动态随机存取存储器DRAM(Dynamic Random Access Memory)的结构中，必须在侧壁上形成一侧壁绝缘层，侧壁绝缘层在DRAM应用上,可以隔离栓导电层(参杂多晶硅)与位线(金属)，藉以避免短路造成器件(Device)失效。侧壁绝缘层的材料可包括氮化硅，其可通过低压化学气相沉积(LPCVD，Low Pressure Chemical Vapor Deposition)，使用沉积炉管在晶圆上沉积氮化硅形成氮化硅薄膜，接着通过例如蚀刻等工艺，获得侧壁绝缘层。

因此，随着DRAM的工艺持续微缩至10纳米等级，在元件大幅微缩的条件下，控制侧壁绝缘层厚度的精准度是一大挑战。如何对现有的沉积炉管的结构进行改进，以改善现有的沉积炉管的沉积膜厚的均匀度问题、准确控制侧壁绝缘层厚度，利于达到芯片产品的侧壁绝缘层的厚度的平坦化，成为薄膜沉积工艺亟待解决的技术难点。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种沉积炉管，以改善现有的沉积炉管的沉积膜厚的均匀度问题，利于达到芯片产品的侧壁绝缘层的厚度的平坦化。

为达成上述目的，本发明提供一种沉积炉管，包括反应腔、加热器、晶舟、底座及辅助加热部。反应腔的一端封闭，另一端具有开口。加热器围绕反应腔的外周设置。晶舟位于反应腔内，用于承载多个批次的晶圆。底座支撑晶舟，底座能够带动晶舟移入反应腔并将开口封闭，或带动晶舟移出反应腔。辅助加热部设置于反应腔的一端，位于晶舟的上方，辅助加热部配置为在加热器加热的同时对晶舟顶部的晶圆的中部加热。

本发明相较于现有技术的有益效果在于：本发明的沉积炉管在晶舟的上方额外设置了辅助加热部，其用于在加热器加热的同时对位于晶舟顶部的晶圆的中部加热，从而对中部给予较多的热能，提高了中部薄膜的沉积速率，使得中部与边缘的厚度基本一致，从而达到膜厚的平坦化，提升芯片产品的良率，进而达到整片晶圆产出的DRAM的性能一致性。

附图说明

图1为现有的立式沉积炉管的示意图。

图2为利用现有的立式沉积炉管形成的芯片产品的剖视示意图。

图3a和图3b分别为位于中部和边缘的晶圆的侧壁绝缘层的剖视示意图。

图4为利用现有的立式沉积炉管在晶圆表面形成的薄膜的膜厚度范围和晶舟位置关系图。

图5为根据本公开一实施例的沉积炉管的示意图。

图6为利用沉积炉管在晶圆表面形成的薄膜的膜厚度范围和晶舟位置关系图，其中，虚线对应于现有的沉积炉管，实线对应于本公开的沉积炉管。

图7a为利用本公开一实施例的沉积炉管形成的芯片产品的剖视示意图。

图7b为利用本公开一实施例的沉积炉管沉积有薄膜的晶圆的微观结构示意图。

图8a和图8b分别为位于中部和边缘的晶圆的侧壁绝缘层的剖视示意图。