一种炉管装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于半导体制造领域，涉及一种炉管装置。
【背景技术】
[0002]在半导体制造工艺中，为了设置分立器件和集成电路，需要在晶圆的衬底上沉积不同种类的薄膜。而在各种沉积薄膜的方法中，低压化学气相沉积(LPCVD，Low PressureChemical Vapor Deposit1n)是一种常用的方法，已经被广泛应用到各种薄膜的沉积工艺中。
[0003]在LPCVD工艺中，当前采用的主流设备是立式炉管。利用立式炉管对晶圆沉积薄膜的工艺一般为:反应气体通过管路供给到炉管，晶舟在装载区载入若干晶圆后，将装载了晶圆的晶舟升入炉管内，反应气体管路供应反应气体，开始对晶圆进行沉积工序。沉积工序结束后，反应气体管路停止供应，氮气管路开始供应氮气，对晶圆和晶舟进行清洗，去除晶圆表面和晶舟上残留的反应气体。
[0004]在低压化学气相淀积(LPCVD)炉管领域中，多晶硅(Undoping-Poly)薄膜淀积非常普遍。目前，炉管的多晶硅淀积(UPY)制程存在晶舟的晶柱区域(boat slot)电阻(RS)偏低的问题，导致良率损失。
[0005]现有的炉管装置通常包括基座及设于所述基座上的外管及内管；用于承载晶圆的晶舟设于所述内管中，在所述内管中进行薄膜淀积;所述基座侧壁上设有至少一条进气管道;所述进气管道与所述内管连通，并通过设于所述基座上的喷嘴向所述内管输送气体;所述晶舟包括上底及下底，所述上底与下底之间连接有至少三根晶柱。
[0006]通过研究发现，这样的结构正是导致晶圆靠近晶柱位置淀积薄膜偏薄的原因:进气与出气的一定的夹角导致气体在进入晶圆中间时会被晶棒遮挡，从而导致靠近晶棒位置处薄膜厚度偏薄，最终影响产品。我们通过实验也验证了该理论:通过将SiH4的喷嘴位置向抽气方向移动从而使得进气与抽气的夹角变小，结果显示晶柱位置晶圆薄膜淀积明显改口 ο
[0007]虽然现有炉管装置在LPCVD工艺时带有旋转功能，但是由于反应气体(例如SiH4)通过喷嘴喷出的一瞬间(反应气体达到峰值通常只需几秒钟)就已经决定了薄膜电阻的分布，一分钟一转的旋转功仍不能解决RS均匀分布的问题。
[0008]由于机台的结构所限制，业界对于这种晶柱区域RS偏低的问题并没有好的解决办法。研究炉管的旋转结构发现，目前业界全部采用铁片旋转到固定位置传感器触发初始位置(Home位置)的设计方法，如图1所示，现有装置中采用固定的位置传感器(101)，其中，所述位置传感器的支撑装置为示出，当铁片(102)随旋转装置的旋转输出轴(103)转到所述位置传感器(101)处，即触发晶舟的初始位置。通常，只有当晶舟旋转到初始位置时，薄膜淀积制程才能开始。这种设计中，由于所述位置传感器的位置固定，因此晶舟的初始位置也固定，无法避免在薄膜淀积开始的关键时段反应气体被晶柱阻挡的问题，从而导致薄膜电阻分布不均匀的问题。
[0009]因此，如何解决LPCVD多晶硅淀积工艺及其它薄膜材料淀积工艺中晶舟的晶柱区域薄膜电阻偏低的问题，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
【实用新型内容】
[0010]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种炉管装置，用于解决现有技术中的炉管装置无法获得电阻分布均匀的淀积薄膜的问题。
[0011 ]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种炉管装置，包括:
[0012]基座；
[0013]设于所述基座上的外管及内管，且所述内管位于所述外管内；
[0014]设于所述内管中的用于承载晶圆的晶舟，所述晶舟通过一晶舟承载装置装设于所述基座上;所述晶舟包括上底及下底，所述上底与下底之间连接有至少三根晶柱；
[0015]设于所述基座侧壁上的至少一条进气管道;所述进气管道与所述内管连通，并通过设于所述基座上的喷嘴向所述内管输送气体;其中:
[0016]所述晶舟承载装置与一旋转驱动装置相连，在所述旋转驱动装置的驱动作用下轴旋转，并带动所述晶舟轴旋转；
[0017]所述炉管装置还包括一与所述晶舟同步旋转的触发部，所述触发部周围设有一可做水平圆周运动的位置传感器，且所述位置传感器与所述触发部的运动轨迹同心。
[0018]可选地，所述位置传感器通过一连杆与一旋转驱动轴相连，在所述旋转驱动轴的驱动下作水平圆周运动。
[0019]可选地，所述位置传感器下方装设有一用以辅助所述位置传感器运动的滚轮装置。
[0020]可选地，所述连杆下方装设有一用以辅助所述位置传感器运动的滚轮装置。
[0021]可选地，所述位置传感器下方设于一圆环形轨道，所述轨道与滚轮装置的运动轨迹相对应，使得所述滚轮装置在所述轨道内运动。
[0022]可选地，所述旋转驱动装置包括一旋转输出轴，所述晶舟承载装置与所述旋转输出轴相连。
[0023]可选地，所述旋转驱动轴与所述旋转输出轴互相套接。
[0024]可选地，所述旋转驱动轴为主动轴。
[0025]可选地，所述旋转驱动轴为从动轴，所述旋转驱动轴旁设有一用于驱动所述旋转驱动轴旋转的动力输出装置。
[0026]可选地，所述位置传感器为机械磁感应传感器，所述触发部包括与所述磁感应接近传感器相匹配的磁体。
[0027]可选地，所述位置传感器与所述触发部位于同一水平面上。
[0028]可选地，所述位置传感器与所述触发部不在同一水平面上。
[0029]可选地，所述位置传感器与一信号输出装置相连。
[0030]可选地，所述旋转驱动装置设于所述基座内。
[0031]可选地，所述旋转驱动装置采用皮带传动。
[0032]可选地，所述晶柱内侧设有若干用于承载晶圆的凹槽或凸块。
[0033]可选地，所述外管顶部设有盖体;所述内管顶部开口。
[0034]可选地，所述基座侧壁上还设有至少一条出气管道;所述出气管道与所述内管与外管之间连通。
[0035]如上所述，本实用新型的炉管装置，具有以下有益效果:本实用新型的炉管装置中，晶舟位置传感器为非固定状态，且所述位置传感器与触发器的运动轨迹同心，可以实时根据不同制程的需求来调整晶舟在反应腔里面的位置。在制程开始前，可将所述位置传感器调整到预设初始位置，所述触发器进而转动到所述位置传感器处，使得晶舟位于该初始位置，从而在制程开始的关键时段，反应气体不会被晶柱挡住，使得淀积的薄膜电阻分布均匀。
【附图说明】
[0036]图1显示为现有技术中位置传感器与铁片的相对运动示意图。
[0037]图2显示为本实用新型的炉管装置的结构示意图。
[0038]图3显示为本实用新型的炉管装置中晶舟的结构示意图。
[0039]图4显示为本实用新型的炉管装置中旋转驱动装置通过皮带传动的示意图。
[0040]图5显示为本实用新型的炉管装置中位置传感器与触发器的设置示意图。
[0041]图6显示为本实用新型的炉管装置中位置传感器的旋转驱动轴通过一动力输出装置驱动的示意图。
[0042]图7显示为本实用新型的炉管装置中位置传感器下方设有轨道的示意图。
[0043]图8显示为本实用新型的炉管装置中位置传感器下方设有滚轮装置的示意图。
[0044]图9显示为本实用新型的炉管装置中连杆下方设有滚轮装置的示意图。
[0045]图10显示为本实用新型的炉管装置中位置传感器与触发器不在同一水平面上的示意图。
[0046]图11显示为本实用新型的炉管装置中位置传感器与触发器位于同一水平面上的示意图。
[0047]图12显示为本实用新型的炉管装置中位置传感器与触发器的运动轨迹同心的示意图。
[0048]元件标号说明
[0049]101,216位置传感器
[0050]102铁片
[0051]103,213旋转输出轴
[0052]201基座
[0053]202外管
[0054]203内管
[0055]204晶舟
[0056]205晶舟承载装置
[0057]206进气管道
[0058]207出气管道
[0059]208盖体
[0060]209上底[0061 ]210下底
[0062]211晶柱
[0063]212晶圆
[0064]214马达
[0065]215皮带
[0066]217触发部
[0067]218连杆
[0068]219旋转驱动轴
[0069]220动力输出装置
[0070]221轨道[0071 ]222滚轮装置
[0072]223触发部的运动轨迹
[0073]224位置传感器的运动轨迹
【具体实施方式】
[0074]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0075]请参阅图2至图12。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”