[實(shí)用新型]LPCVD垂直爐管的石英外管

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920074634.6
• 申請(qǐng)日: 2009-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN201560235U
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周利明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/44
• 分類號(hào): C23C16/44
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 張?bào)K

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種集成電路制造設(shè)備，具體涉及一種LPCVD垂直爐管的石英外管。

背景技術(shù)

集成電路(IC)的標(biāo)準(zhǔn)工藝加工廠(foundry)中，低壓化學(xué)氣相淀積設(shè)備(LPCVD)，是整個(gè)工藝流程的重要步序，當(dāng)前主流設(shè)備為垂直爐管。

以TEL制a-8SE八寸晶圓垂直設(shè)備為例，各foundry廠的LPCVD爐管工藝，有Si₃N₄、多晶硅、SiO₂等薄膜的低壓化學(xué)氣相沉積生長(zhǎng)，成膜厚度從幾十到幾萬不等(米)，反應(yīng)溫度范圍530℃到800℃不等，反應(yīng)壓力一般為0.2torr到1.0torr。其反應(yīng)過程在垂直爐管的腔體內(nèi)完成。

垂直爐管作為一個(gè)容器，由高純度的石英制作而成。如圖1所示，垂直爐管包括石英內(nèi)管、石英外管，石英內(nèi)管為直管，石英外管的頂端帶有穹頂，石英外管呈鐘形倒扣在石英內(nèi)管的外部，八寸的產(chǎn)品晶圓則水平擺放在石英內(nèi)管的內(nèi)部。

在產(chǎn)品晶圓上生長(zhǎng)特定的薄膜時(shí)，石英外管的內(nèi)壁，也會(huì)同時(shí)生長(zhǎng)相應(yīng)厚度的薄膜。一般的產(chǎn)品晶圓在一臺(tái)設(shè)備中一次只生長(zhǎng)一次薄膜即只做一次工藝，然后該設(shè)備再處理下一個(gè)批次的產(chǎn)品。當(dāng)累計(jì)工藝次數(shù)增加，即累計(jì)生長(zhǎng)的薄膜厚度增加時(shí)，石英外管管壁的冗余薄膜也會(huì)增加。

當(dāng)累積薄膜到達(dá)幾個(gè)微米時(shí)，就會(huì)因應(yīng)力過大而掉落。如果那時(shí)正好有產(chǎn)品晶圓在工藝過程中，這些顆粒就可能掉在半導(dǎo)體有效器件上，從而使最終產(chǎn)品失效。出現(xiàn)這類情況時(shí)，在產(chǎn)品晶圓上的顆粒分布，呈現(xiàn)外圍密集，中間稀疏的環(huán)狀格局。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種LPCVD垂直爐管的石英外管，它可以減少顆粒掉落，降低產(chǎn)品晶圓的失效率。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型LPCVD垂直爐管的石英外管的技術(shù)解決方案為：

頂端為穹頂封閉，所述穹頂邊緣切線與直管外表面的夾角不小于150°。

所述穹頂與直管的過渡弧面半徑為45mm。

所述穹頂?shù)那蛎姘霃綖?20mm。

本實(shí)用新型可以達(dá)到的技術(shù)效果是：

本實(shí)用新型對(duì)石英外管的穹頂形狀進(jìn)行了改進(jìn)，增大了石英外管穹頂與直管過渡弧面的曲率半徑，減小了石英外管頂部曲線的變換幅度，使石英外管的頂部曲線更加圓滑，因而能夠減少石英外管管壁工藝薄膜的應(yīng)力，以減少顆粒掉落的機(jī)會(huì)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是LPCVD垂直爐管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)石英外管的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型LPCVD垂直爐管的石英外管的示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖。

圖中附圖標(biāo)記說明：

1為石英內(nèi)管，2為石英外管，3為產(chǎn)品晶圓。

具體實(shí)施方式

如圖3所示，本實(shí)用新型LPCVD垂直爐管的石英外管，頂端為穹頂封閉，穹頂邊緣切線與直管外表面的夾角不小于150°。

以外管石英件1105-302118-91為例，該部件為TEL制a-8SE用LPCVD垂直爐管石英外管，一般可用于Si₃N₄、多晶硅、SiO₂等工藝。

如圖4所示，現(xiàn)有石英外管的頂部穹頂?shù)那蛎姘霃綖?54.5mm，外管主體為直徑316mm的空心圓柱體，穹頂與直管之間通過半徑為24.5mm的過渡弧面連接。該石英外管的穹頂邊緣切線與直管外表面的夾角為120°，如圖2所示。

通過對(duì)薄膜生成機(jī)理的分析，相較于平直面的薄膜，彎曲表面上附著的薄膜，所受應(yīng)力更大。這些應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理，一般為不同材料間的不同分子尺寸造成的。應(yīng)力會(huì)在小曲率表面處釋放，即石英外管頂部曲線變換幅度越大，薄膜應(yīng)力越大。

本實(shí)用新型將石英外管頂部穹頂?shù)那蛎姘霃綔p小為220mm，則穹頂與直管的過渡弧面半徑增加到45mm，使穹頂邊緣切線與直管外表面的夾角達(dá)150°，極大地改善了過渡弧面的圓滑度。

由于石英內(nèi)管在該處與石英外管垂直距離相距130mm，這些改造不會(huì)影響到內(nèi)管的安裝，足夠大的空間，也不會(huì)影響到pumping?speed及反應(yīng)時(shí)氣體濃度分布，所以改造對(duì)原有工藝的其它參數(shù)影響可忽略。

本實(shí)用新型適用于任何LPCVD垂直爐管。