[发明专利]用于薄膜沉积的炉管、薄膜沉积方法及加工设备

说明书

本发明揭示了一种用于薄膜沉积的炉管，包括：工艺管；晶舟，设置于工艺管内部，晶舟沿工艺管的长度方向上设置有多层支撑件；供气管，设置于工艺管内部，供气管沿工艺管的长度方向上设置有多层供气孔；工艺管的侧壁沿其长度方向上设置有多层排气孔；其中，供气孔的分布面积沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小，排气孔的分布面积沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小。本发明通过设置多层供气孔和多层排气孔，使得供气孔的分布面积沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小，排气孔的分布面积沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小，从而实现了每层供气孔的供气量相同，每层排气孔的排气量相同，使得每层基板上沉积薄膜的均匀性保持一致。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种用于薄膜沉积的炉管、薄膜沉积方法及加工设备。

背景技术

随着半导体器件尺寸的减小，对在较大衬底区域上进行薄膜沉积的技术的要求逐渐增高，沉积出成分更均匀、厚度更均匀的半导体薄膜对制造高品质的半导体器件非常重要。目前，采用炉管式化学气相沉积(CVD)和炉管式原子层沉积(ALD)的方式来制备半导体薄膜占有极大的市场份额。

传统炉管式低压化学气相沉积(LPCVD)工艺中，两个或多个挥发性的气体前驱体在衬底表面上反应和/或分解为需要沉积的薄膜。然而，传统炉管沉积工艺与气体的气流分布、衬底的温度、衬底的压力、以及气体的流速等各种因素均有关。一旦这些因素在工艺过程中出现偏差，沉积出来的薄膜会存在一些质量偏差，从而导致器件的失效。

目前，立式炉管式原子层沉积(ALD)也存在着供气管喷气不均匀的缺陷，以及炉管内部的工艺管设计易导致气体前驱体在衬底表面无法均匀分布的缺陷。为了实现气体前驱体在衬底表面均匀分布，对立式炉管的供气管和工艺管的设计进行改进显得尤为重要。

综上所述，有必要提出一种新的炉管设计，来解决上述问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种用于薄膜沉积的炉管，用于解决现有技术中立式炉管中工艺气体在基板表面分布不均的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提出一种用于薄膜沉积的炉管，包括：

工艺管；

晶舟，设置于工艺管内部，晶舟沿工艺管的长度方向上设置有多层支撑件以用于支撑多层基板；

供气管，设置于工艺管内部，供气管沿工艺管的长度方向上设置有多层供气孔，每层供气孔与每层基板一一对应以向每层基板上供应工艺气体；

工艺管的侧壁沿工艺管侧壁的长度方向上设置有多层排气孔，每层排气孔与每层基板一一对应；

供气管上的供气孔的分布面积沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小，工艺管侧壁上的排气孔的分布面积沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小，使得每层供气孔的供气量相同，每层排气孔的排气量相同。

上述的用于薄膜沉积的炉管，其中，每层排气孔为一个狭长孔，每层排气孔与每层供气孔相对设置，每层狭长孔的高度相同，每层狭长孔的长度沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小。

上述的用于薄膜沉积的炉管，其中，每层排气孔为多个小孔，每层排气孔与每层供气孔相对设置。

上述的用于薄膜沉积的炉管，其中，每层排气孔为多个狭长孔，每层的多个狭长孔位于工艺管侧壁的一圈上。

上述的用于薄膜沉积的炉管，其中，每层排气孔的尺寸相同，每层排气孔的数量沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减少。

上述的用于薄膜沉积的炉管，其中，每层排气孔的数量相同，每层排气孔的尺寸沿工艺管侧壁的长度方向由上至下逐渐减小。