專利名稱：化學(xué)氣相沉積爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)氣相沉積爐。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的制程中，經(jīng)常需要在晶圓上沉積薄膜，而沉積的薄膜有多種可采取 的方式，其中較為常見的一種方式就是化學(xué)氣相沉積(Chemical VaporDeposition, CVD) 法?；瘜W(xué)氣相沉積是將反應(yīng)氣體輸送至高溫沉積爐(furnace)內(nèi)，并使其與置于沉積爐的 晶圓在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以在晶圓表面沉積一層薄膜。根據(jù)化學(xué)氣象沉積過程 中對(duì)真空度的不同要求，化學(xué)氣相沉積的方法又可分為低壓化學(xué)氣相沉積(LoW Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD)法和常壓化學(xué)氣相沉積(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition, APCVD)法。請(qǐng)參閱圖1，圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的常壓化學(xué)氣相沉積爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1所示 的化學(xué)氣相沉積爐主要包括反應(yīng)腔11。所述反應(yīng)腔11包括進(jìn)氣口 13、進(jìn)氣管道15以及排 氣口 17。所述進(jìn)氣管道15的一端與所述進(jìn)氣口 13連通，另一端設(shè)置于所述反應(yīng)腔11的鄰 近頂部的一側(cè)。所述排氣口 17與所述反應(yīng)腔11的氣體輸出管道(gas exhaust pipe)連 通。半導(dǎo)體制程所需的反應(yīng)氣體依次經(jīng)所述進(jìn)氣口 13和進(jìn)氣管道15輸送至沉積爐的反應(yīng) 腔11的頂部。所述反應(yīng)氣體從所述反應(yīng)腔11的頂部移動(dòng)到所述反應(yīng)腔11的底部，并經(jīng)所 述排氣口 17排出。在所述反應(yīng)氣體從頂部到底部的移動(dòng)過程中，反應(yīng)氣體在晶圓上沉積而 形成薄膜。所述薄膜的厚度和薄膜均勻性與所述反應(yīng)氣體的氣流速率、氣壓有關(guān)。然而，與所述排氣口 17連通的氣體輸出管道中的氣壓通常會(huì)受到外界大氣壓 (atmosphere pressure)的影響和工廠總排氣管道中的氣壓變化的影響。例如，當(dāng)外界 由冬天變?yōu)橄奶旎蛘哂上奶熳優(yōu)槎鞎r(shí)，外界氣壓改變，所述氣體輸出管道中的氣壓也 隨著改變。由于所述反應(yīng)腔11與所述氣體輸出管道連通，所述反應(yīng)腔11內(nèi)的氣壓也隨 著外界氣壓的改變而改變，從而造成反應(yīng)腔11內(nèi)不同位置的各晶圓表面的薄膜(within batch uniformity)不均勻，利用所述化學(xué)氣相沉積爐制造的各批次的晶圓表面的薄膜厚 度(thickness batch to batch)也不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高晶圓表面的薄膜的均勻性和厚度一致性的 化學(xué)氣相沉積爐。一種化學(xué)氣相沉積爐，包括用于進(jìn)行化學(xué)氣象沉積的反應(yīng)腔以及與所述反應(yīng)腔連 通的氣體輸出管道，所述化學(xué)氣相沉積爐還包括氣壓自動(dòng)控制裝置，所述氣壓自動(dòng)控制裝 置的一部分設(shè)置于所述氣體輸出管道中，所述氣壓自動(dòng)控制裝置不受外界大氣壓影響自動(dòng) 調(diào)節(jié)所述反應(yīng)腔和所述氣體輸出管道中的氣壓保持穩(wěn)定。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述反應(yīng)腔包括排氣口，所述排氣口設(shè)置在所述反 應(yīng)腔的鄰近底部的側(cè)壁上，所述氣體輸出管道通過所述排氣口與所述反應(yīng)腔連通。
本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述反應(yīng)腔還包括進(jìn)氣口和設(shè)置于所述反應(yīng)腔的內(nèi) 側(cè)壁的進(jìn)氣管道，所述進(jìn)氣管道的一端與所述進(jìn)氣口連通，另一端設(shè)置于所述反應(yīng)腔的鄰 近頂部的一側(cè)。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述化學(xué)氣相沉積爐為常壓化學(xué)氣相沉積爐。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述化學(xué)氣相沉積爐為氧化爐。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的化學(xué)氣相沉積爐包括氣壓自動(dòng)控制裝置，所述氣壓自 動(dòng)控制裝置的一部分設(shè)置于所述氣體輸出管道中，所述氣壓自動(dòng)控制裝置不受外界大氣壓 影響自動(dòng)調(diào)節(jié)所述反應(yīng)腔和所述氣體輸出管道中的氣壓保持穩(wěn)定，從而使所述反應(yīng)腔內(nèi)的 氣壓不隨外界氣壓的改變而改變，提高了反應(yīng)腔內(nèi)不同位置的各晶圓表面的薄膜均勻性。 利用所述化學(xué)氣相沉積爐制造的各批次的晶圓表面的薄膜厚度也保持一致。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的常壓化學(xué)氣相沉積爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的化學(xué)氣相沉積爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步 的詳細(xì)描述。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明的化學(xué)氣相沉積爐的結(jié)構(gòu)示意圖。所述化學(xué)氣相沉積爐 主要包括用于進(jìn)行化學(xué)氣象沉積的反應(yīng)腔21、與所述反應(yīng)腔21連通的氣體輸出管道27以 及氣壓自動(dòng)控制(Auto Pressure Control,APC)裝置29。所述氣壓自動(dòng)控制裝置29的一 部分設(shè)置于所述氣體輸出管道27中，所述氣壓自動(dòng)控制裝置29不受外界大氣壓影響自動(dòng) 調(diào)節(jié)所述反應(yīng)腔21和所述氣體輸出管道27中的氣壓保持穩(wěn)定。優(yōu)選的，所述化學(xué)氣相沉 積爐為常壓化學(xué)氣相沉積爐。更進(jìn)一步的，所述化學(xué)氣相沉積爐為氧化爐。所述反應(yīng)腔21包括進(jìn)氣口 23和排氣口 25。半導(dǎo)體制程所需的反應(yīng)氣體經(jīng)由所述 進(jìn)氣口 23輸入到所述反應(yīng)腔21內(nèi)。所述排氣口 25設(shè)置在所述反應(yīng)腔21的鄰近底部的側(cè) 壁上，所述氣體輸出管道27通過所述排氣口 25與所述反應(yīng)腔21連通。優(yōu)選的，所述反應(yīng) 腔21的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有進(jìn)氣管道，所述進(jìn)氣管道的一端與所述進(jìn)氣口 23連通，另一端設(shè)置于 所述反應(yīng)腔21的鄰近頂部的一側(cè)，半導(dǎo)體制程所需的反應(yīng)氣體依次經(jīng)所述進(jìn)氣口 23和進(jìn) 氣管道輸送至所述反應(yīng)腔21的頂部。所述反應(yīng)氣體從所述反應(yīng)腔21的頂部移動(dòng)到所述反 應(yīng)腔21的底部，并經(jīng)所述排氣口 25輸出到所述氣體輸出管道27中。當(dāng)所述氣體輸出管道27所處的外界氣壓發(fā)生改變時(shí)，例如當(dāng)外界由冬天變?yōu)橄?天或者由夏天變?yōu)槎鞎r(shí)，外界大氣壓隨著溫度的改變而發(fā)生改變。所述氣壓自動(dòng)控制裝 置29感測(cè)外界氣壓的變化，進(jìn)而根據(jù)外界氣壓的變化調(diào)整所述氣體輸出管道27中氣壓，從 而保持所述氣體輸出管道27中氣壓的穩(wěn)定，進(jìn)而保持所述反應(yīng)腔21中氣壓的穩(wěn)定。優(yōu)選 的，所述氣壓自動(dòng)控制裝置29感測(cè)外界氣壓的變化，調(diào)整所述氣體輸出管道27中氣體的流 速，進(jìn)而保持所述氣體輸出管道27中氣壓的穩(wěn)定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的化學(xué)氣相沉積爐包括氣壓自動(dòng)控制裝置29，所述氣壓 自動(dòng)控制裝置29的一部分設(shè)置于所述氣體輸出管道27中，所述氣壓自動(dòng)控制裝置29根據(jù)
4外界大氣壓調(diào)節(jié)所述反應(yīng)腔21和所述氣體輸出管道27中的氣壓保持穩(wěn)定，從而使所述反 應(yīng)腔21內(nèi)的氣壓不隨外界氣壓的改變而改變，提高了反應(yīng)腔21內(nèi)各晶圓表面的薄膜均勻 性。利用所述化學(xué)氣相沉積爐制造的各批次的晶圓表面的薄膜厚度也保持一致。本發(fā)明的氣壓自動(dòng)控制裝置29可以包括氣壓監(jiān)測(cè)裝置和排氣調(diào)節(jié)閥，所述氣壓 監(jiān)測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)外界大氣壓的變化，所述排氣調(diào)節(jié)閥根據(jù)監(jiān)測(cè)到的外界氣壓，調(diào)整所述 氣體輸出管道27中氣體的流速，進(jìn)而保持所述反應(yīng)腔21和所述氣體輸出管道27中的氣壓 保持穩(wěn)定。本發(fā)明的氣壓自動(dòng)控制裝置29也可采用其他具有氣壓調(diào)節(jié)功能的裝置，并不限 于上述實(shí)施方式所述。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實(shí)施例。應(yīng) 當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于在說明書中所述的具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種化學(xué)氣相沉積爐，包括用于進(jìn)行化學(xué)氣象沉積的反應(yīng)腔以及與所述反應(yīng)腔連通的氣體輸出管道，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積爐還包括氣壓自動(dòng)控制裝置，所述氣壓自動(dòng)控制裝置的一部分設(shè)置于所述氣體輸出管道中，所述氣壓自動(dòng)控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)所述反應(yīng)腔和所述氣體輸出管道中的氣壓，以保持所述反應(yīng)腔和所述氣體輸出管道內(nèi)氣壓的穩(wěn)定。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于，所述反應(yīng)腔包括排氣口，所述排 氣口設(shè)置在所述反應(yīng)腔的鄰近底部的側(cè)壁上，所述氣體輸出管道通過所述排氣口與所述反 應(yīng)腔連通。
3.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于，所述反應(yīng)腔還包括進(jìn)氣口和設(shè) 置于所述反應(yīng)腔的內(nèi)側(cè)壁的進(jìn)氣管道，所述進(jìn)氣管道的一端與所述進(jìn)氣口連通，另一端設(shè) 置于所述反應(yīng)腔的鄰近頂部的一側(cè)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積爐為 常壓化學(xué)氣相沉積爐。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積爐為 氧化爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學(xué)氣相沉積爐，包括用于進(jìn)行化學(xué)氣象沉積的反應(yīng)腔以及與所述反應(yīng)腔連通的氣體輸出管道，所述化學(xué)氣相沉積爐還包括氣壓自動(dòng)控制裝置，所述氣壓自動(dòng)控制裝置的一部分設(shè)置于所述氣體輸出管道中，所述氣壓自動(dòng)控制裝置不受外界大氣壓影響自動(dòng)調(diào)節(jié)所述反應(yīng)腔和所述氣體輸出管道中的氣壓來實(shí)現(xiàn)反應(yīng)腔和所述氣體輸出管道內(nèi)氣壓穩(wěn)定。本發(fā)明的化學(xué)氣相沉積爐能夠提高化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)不同位置的晶圓表面薄膜的厚度和薄膜均勻性，以及各批次之間的晶圓表面薄膜的厚度的均勻性。
文檔編號(hào)C23C16/40GK101956183SQ20101050460
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者張博 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司