多晶硅制備之立式爐管及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造設備技術領域，尤其涉及一種多晶硅制備之立式爐管及其制備方法。
【背景技術】
[0002]多晶娃(Poly-Si)在集成電路中廣泛應用，被用作晶體管柵電極(TransistorGate Electrode)、電路互聯(Interconnect1n Circuits)、電阻器(Resistor)等。隨著集成電路向高集成度和低線寬發展，對多晶硅的要求越來嚴格。即要求多晶硅有高的表面平整度、好的填充吸附能力、硅片與硅片間均勻的晶粒大小。
[0003]多晶硅的制備受溫度和壓力的影響，不同的溫度和壓力會得到不同大小晶粒分布和表面的平整度。一般500?570°C為不定形娃(Amorphous)，570?600°C為不定形娃和微晶(Microcrystal)，600?650°C為多晶娃(Poly Crystal)。當反應溫度小于500°C時，生長速率過低而不能用于生產;而當溫度大于650°C時，則表面平整度過于粗糙。
[0004]通常地，多晶硅用爐管的低壓化學氣相沉積工藝(LPCVD)來制備。爐管制備多晶硅具有成本低、產量大，工藝安全等優點。爐管為批量的生產，通常一個批次100片硅片，并在晶舟上設置監控片、當控片、產品片三種，且需要保證100片硅片的多晶硅厚度和晶粒大小均勻度一致。
[0005]但是，傳統的爐管中同批次的硅片雖然壓力一致，但是晶舟不同位置上溫度具有差異，則硅片在不同的反應溫度下獲得的多晶硅之晶粒大小不一。另一方面，在本領域通常通過所述監控片的數據來監控和推測產品片的數據。在各點溫度相同時，由于特氣的消耗，導致特氣氣體在晶舟的上、中、下不同位置附件的濃度不一樣，進而導致位于晶舟上、中、下的3片監控片厚度存在差異。為了消除晶舟三個位置的厚度差異，現有的方式是通過改變所述三個位置附件的溫度設定。即，增加厚度低的位置處的溫度，降低厚度高的位置處的溫度。同時，溫度的差異勢必使得多晶硅晶粒均勻度受到影響。
[0006]尋求一種結構簡單、工藝方便，且能制備表面平整度高、填充吸附能力好、晶粒大小均一的立式爐管已成為本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。
[0007]故針對現有技術存在的問題，本案設計人憑借從事此行業多年的經驗，積極研究改良，于是有了本發明一種多晶硅制備之立式爐管及其制備方法。
【發明內容】
[0008]本發明是針對現有技術中，傳統的爐管中同批次的硅片雖然壓力一致，但是晶舟不同位置上溫度具有差異，進而導致多晶硅之晶粒大小不一;或是在各點溫度相同時，由于特氣的消耗，導致濃度不一樣，進而使得多晶硅晶粒均勻度受到影響等缺陷提供一種多晶硅制備之立式爐管。
[0009]本發明之又一目的是針對現有技術中，傳統的爐管中同批次的硅片雖然壓力一致，但是晶舟不同位置上溫度具有差異，進而導致多晶硅之晶粒大小不一;或是在各點溫度相同時，由于特氣的消耗，導致濃度不一樣，進而使得多晶硅晶粒均勻度受到影響等缺陷提供一種利用所述立式爐管制備多晶硅的方法。
[0010]為實現本發明之第一目的，本發明提供一種多晶硅制備之立式爐管，所述多晶硅制備之立式爐管，包括:殼體，內設多晶硅制備之立式爐管的各功能部件;外石英管和內石英管，所述外石英管和所述內石英管之間形成氣體通路;具有硅片的晶舟，所述晶舟上設置硅片，所述晶舟并承載在位于所述殼體內之底部的基座上；間隔獨立設置的第一進氣管路、第二進氣管路、第三進氣管路，所述第一進氣管路、所述第二進氣管路，以及所述第三進氣管路之出氣口分別位于所述晶舟的不同高度處;排氣管路，設置在所述殼體之異于所述第一進氣管路、第二進氣管路、第三進氣管路的一側之底部。
[0011]可選地，所述第一進氣管路、第二進氣管路、第三進氣管路均為多晶硅制備之反應特氣管路。
[0012 ]可選地，所述反應特氣管路內流通之反應特氣為硅烷氣體。
[0013]可選地，所述多晶硅制備之立式爐管內的溫度為550?630°C。
[0014]可選地，所述多晶硅制備之立式爐管內的工藝氣壓為0.2?ITorr。
[0015]可選地，所述第一進氣管路之出氣口位于所述晶舟之底部基座高度處，所述第二進氣管路之出氣口位于所述晶舟之三分一的高度處，所述第三進氣管路之出氣口位于所述晶舟之三分二的高度處。
[0016]為實現本發明之又一目的，本發明提供一種多晶硅制備之立式爐管制備多晶硅的方法，所述多晶硅制備之立式爐管制備多晶硅的方法，包括:
[0017]執行步驟S1:將硅片設置在位于所述立式爐管內的晶舟上；
[0018]執行步驟S2:在保持所述第一進氣管路之反應特氣流量不變時，通過調整所述第二進氣管路和所述第三進氣管路之反應特氣流量，進而改變所述晶舟之不同位置處的反應特氣濃度。
[0019]可選地，所述晶舟之不同位置處的反應特氣濃度均勻。
[0020]綜上所述，本發明多晶硅制備之立式爐管通過設置獨立且位于所述晶舟之不同高度處的第一進氣管路、第二進氣管路、第三進氣管路，并采用外石英管和內石英管的雙管特定結構，不僅結構簡單、工藝調整方便，而且極大的保證了工藝效率和提升了產品良率。
【附圖說明】
[0021]圖1所示為本發明多晶硅制備之立式爐管的結構示意圖；
[0022]圖2所示為通過本發明多晶硅制備之立式爐管制備多晶硅的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為詳細說明本發明創造的技術內容、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例并配合附圖予以詳細說明。
[0024]多晶娃(Poly-Si)在集成電路中廣泛應用，被用作晶體管柵電極(TransistorGate Electrode)、電路互聯(Interconnect1n Circuits)、電阻器(Resistor)等。隨著集成電路向高集成度和低線寬發展，對多晶硅的要求越來嚴格。即要求多晶硅有高的表面平整度、好的填充吸附能力、硅片與硅片間均勻的晶粒大小。
[0025]多晶硅的制備受溫度和壓力的影響，不同的溫度和壓力會得到不同大小晶粒分布和表面的平整度。一般500?570°C為不定形娃(Amorphous)，570?600°C為不定形娃和微晶(Microcrystal)，600?650°C為多晶娃(Poly Crystal)。當反應溫度小于500°C時，生長速率過低而不能用于生產;而當溫度大于650°C時，則表面平整度過于粗糙。
[0026]通常地，多晶硅用爐管的低壓化學氣相沉積工藝(LPCVD)來制備。爐管制備多晶硅具有成本低、產量大，工藝安全等優點。爐管為批量的生產，通常一個批次100片硅片，并在晶舟上設置監控片、當控片、產品片三種，且需要保證100片硅片的多晶硅厚度和晶粒大小均勻度一致。
[0027]但是，傳統的爐管中同批次的硅片雖然壓力一致，但是晶舟不同位置上溫度具有差異，則硅片在不同的反應溫度下獲得的多晶硅之晶粒大小不一。另一方面，在本領域通常通過所述監控片的數據來監控和推測產品片的數據。在各點溫度相同時，由于特氣的消耗，導致特氣氣體在晶舟的上