本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域，特別是涉及一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的飛躍發(fā)展，半導(dǎo)體芯片被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備(例如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板電腦等)中。在制造半導(dǎo)體芯片的過(guò)程中，需要在晶圓(即硅晶片)上進(jìn)行薄膜生長(zhǎng)，而常用的薄膜生長(zhǎng)設(shè)備為擴(kuò)散爐。

目前，一些主流的薄膜生長(zhǎng)設(shè)備為基于立式設(shè)計(jì)的立式擴(kuò)散爐。如圖1所示，沿著豎直方向在該立式擴(kuò)散爐中，堆疊式放置數(shù)十片甚至是數(shù)百片的晶圓，并由進(jìn)氣管從立式擴(kuò)散爐的底部輸送反應(yīng)氣體。其中，進(jìn)氣管包括爐內(nèi)管和爐外管，爐內(nèi)管為在立式擴(kuò)散爐內(nèi)的豎直管道，爐外管為立式擴(kuò)散爐外部的管道。在爐內(nèi)管上設(shè)有均勻分布、大小相同的出氣孔，反應(yīng)氣體依次通過(guò)爐外管和爐內(nèi)管，從出氣孔進(jìn)入立式擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散到立式擴(kuò)散爐內(nèi)放置的晶圓表面，從而所有晶圓表面同時(shí)進(jìn)行薄膜生長(zhǎng)。基于這種立式設(shè)計(jì)，可以很大程度上節(jié)約擴(kuò)散爐的占地面積，并且在一個(gè)立式擴(kuò)散爐內(nèi)可以進(jìn)行大量晶圓表面的薄膜生長(zhǎng)，非常適用于大規(guī)模半導(dǎo)體芯片。

但是，在半導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝中，要求同一擴(kuò)散爐中所有晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量盡可能保持一致，即要求立式擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散至各個(gè)晶圓表面的反應(yīng)氣體均勻分布。若放置立式擴(kuò)散爐中的晶圓較多時(shí)，相應(yīng)的，進(jìn)氣管在立式擴(kuò)散爐內(nèi)的長(zhǎng)度也會(huì)增加。當(dāng)進(jìn)氣管存在于立式擴(kuò)散爐內(nèi)的豎直管道較長(zhǎng)時(shí)，進(jìn)氣管內(nèi)的反應(yīng)氣體從所有出氣孔進(jìn)入立式擴(kuò)散爐中的流量很難保持一致，因此造成立式擴(kuò)散爐內(nèi)不同位置的晶圓表面的反應(yīng)氣體分布不均勻，從而不同晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量不一樣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置及方法，從而能夠使得反應(yīng)氣體在立式擴(kuò)散爐內(nèi)部氣壓都相等，均勻的擴(kuò)散至該立式擴(kuò)散爐內(nèi)不同晶圓表面，進(jìn)而使得所有晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量保持一致。

為此，第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置，所述裝置包括：

進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管包括爐內(nèi)管和爐外管，所述爐內(nèi)管的底端與所述爐外管相連通；

第一平衡管，所述第一平衡管的第一端與所述爐內(nèi)管頂端相連通，所述第一平衡管的第二端與氣體輸送管相連通，所述氣體輸送管位于所述立式擴(kuò)散爐外部，用于輸送反應(yīng)氣體；

第一流量閥，設(shè)置在所述第一平衡管的第一位置處，所述第一位置位于所述立式擴(kuò)散爐外部，第二流量閥，設(shè)置在所述爐外管上，所述第一流量閥控制所述第一平衡管中所述反應(yīng)氣體流速，所述第二流量閥控制從所述爐外管輸送至所述爐內(nèi)管的所述反應(yīng)氣體流速，以使得所述爐內(nèi)管的管道內(nèi)部氣壓都相等。

可選的，所述氣體輸送管與所述爐外管是同一個(gè)管。

可選的，所述裝置還包括：

第二平衡管，所述第二平衡管的第一端與所述爐內(nèi)管相連通，所述第二平衡管的第二端與所述氣體輸送管相連通；

第三流量閥，設(shè)置在所述第二平衡管的第二位置處，所述第二位置位于所述立式擴(kuò)散爐外部，用于控制從所述第二平衡管輸送至所述立式擴(kuò)散爐內(nèi)的所述反應(yīng)氣體流速。

可選的，所述第二平衡管的第一端位于所述爐內(nèi)管正中間。

可選的，所述第一平衡管的管徑小于或者等于進(jìn)氣管管徑。

可選的，所述裝置還包括：

氣體壓力傳感器，用于測(cè)量所述爐內(nèi)管頂端管道內(nèi)部的氣體壓力，以及所述爐內(nèi)管底端管道內(nèi)部的氣體壓力。

可選的，所述裝置還包括：

氣體流速傳感器，用于測(cè)量所述爐內(nèi)管頂端的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速以及所述爐內(nèi)管底端的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速。

第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣方法，所述方法包括：

第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體流速；

第二流量閥控制爐外管輸送至爐內(nèi)管的所述反應(yīng)氣體流速；

所述第一流量閥和所述第二流量閥通過(guò)上述控制，使得所述爐內(nèi)管的管道內(nèi)部氣壓都相等。

可選的，第一流量閥根據(jù)所述爐內(nèi)管的管道內(nèi)部壓力，控制第一平衡管中反應(yīng)氣體流速；

第二流量閥根據(jù)所述爐內(nèi)管的管道內(nèi)部壓力，控制爐外管輸送至爐內(nèi)管的所述反應(yīng)氣體流速。

可選的，第一流量閥根據(jù)所述爐內(nèi)管的出氣孔的反應(yīng)氣體流速，控制第一平衡管中反應(yīng)氣體流速；

第二流量閥根據(jù)所述爐內(nèi)管的出氣孔的反應(yīng)氣體流速，控制從爐外管輸送至爐內(nèi)管的所述反應(yīng)氣體流速。

通過(guò)上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明有如下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例中，立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置包括：進(jìn)氣管、第一平衡管、第一流量閥以及第二流量閥。其中，進(jìn)氣管包括位于立式擴(kuò)散爐外部的爐外管以及位于立式擴(kuò)散爐內(nèi)部的爐內(nèi)管，該爐內(nèi)管的底端與爐外管相連通；第一平衡管的第一端與爐內(nèi)管頂端相連通，第一平衡管的第二端與氣體輸送管相連通，該氣體輸送管位于立式擴(kuò)散爐外部，用于輸送反應(yīng)氣體；第一流量閥設(shè)置在第一平衡管的第一位置處，該第一位置位于立式擴(kuò)散爐的外部，第二流量閥設(shè)置在爐外管上，第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體的流速，第二流量閥控制爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速，以使得爐內(nèi)管的管道內(nèi)部氣壓都相等?？梢?jiàn)，通過(guò)第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體的流速，第一平衡管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體，在爐內(nèi)管中自上而下擴(kuò)散；第二流量閥控制爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速，由爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體，在爐內(nèi)管中自下而上擴(kuò)散。由于第一平衡管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體在爐內(nèi)管中擴(kuò)散的方向，與由爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體在爐內(nèi)管中擴(kuò)散的方向相反，由第一平衡管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體，可以均衡爐內(nèi)管中不同位置處的氣壓，從而使得爐內(nèi)管的管道內(nèi)不同位置處的氣壓均相等，進(jìn)而使得爐內(nèi)管上的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速一致，反應(yīng)氣體均勻擴(kuò)散至不同位置的晶圓表面，實(shí)現(xiàn)不同晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量保持一致。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中立式擴(kuò)散爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中立式擴(kuò)散爐內(nèi)出氣孔輸出的反應(yīng)氣體流速不均勻的原理示意圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了給出使反應(yīng)氣體均勻的到達(dá)立式擴(kuò)散爐內(nèi)不同晶圓表面的實(shí)現(xiàn)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置和方法，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

申請(qǐng)人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中在立式擴(kuò)散爐內(nèi)，在垂直方向上堆疊式的放置多個(gè)晶圓，并通過(guò)進(jìn)氣管向立式擴(kuò)散爐中輸送反應(yīng)氣體，但是當(dāng)立式擴(kuò)散爐中的晶圓較多時(shí)，進(jìn)氣管在立式擴(kuò)散爐內(nèi)的爐內(nèi)管長(zhǎng)度也會(huì)增加。當(dāng)進(jìn)氣管存在于立式擴(kuò)散爐內(nèi)的爐內(nèi)管較長(zhǎng)時(shí)，由于重力原因，該爐內(nèi)管內(nèi)頂端和底端的反應(yīng)氣體容易存在較大的壓力梯度，即爐內(nèi)管內(nèi)頂端和底端的壓力變化較大，如圖2所示。并且，對(duì)于爐內(nèi)管不同位置的出氣孔而言，由于管道內(nèi)部的氣壓和管道外部的氣壓的壓差不一致，使得爐內(nèi)管不同位置的出氣孔輸出的反應(yīng)氣體流速不一致，爐內(nèi)管頂端管道內(nèi)部的氣體壓力相對(duì)較小，爐內(nèi)管頂端管道處的出氣孔輸出的反應(yīng)氣體的流速較?。粻t內(nèi)管底端管道內(nèi)部的氣體壓力相對(duì)較大，爐內(nèi)管底端管道處的出氣孔輸出的反應(yīng)氣體的流速較大；從而導(dǎo)致立式擴(kuò)散爐內(nèi)不同位置的晶圓表面的反應(yīng)氣體分布不均勻，進(jìn)而不同晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量不一樣。

為了使立式擴(kuò)散爐內(nèi)的爐內(nèi)管輸送的反應(yīng)氣體，均勻擴(kuò)散至不同晶圓的表面，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案中，立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置包括：進(jìn)氣管、第一平衡管、第一流量閥以及第二流量閥。其中，進(jìn)氣管包括位于立式擴(kuò)散爐外部的爐外管以及位于立式擴(kuò)散爐內(nèi)部的爐內(nèi)管，該爐內(nèi)管的底端與爐外管相連通；第一平衡管的第一端與爐內(nèi)管頂端相連通，第一平衡管的第二端與氣體輸送管相連通，該氣體輸送管位于立式擴(kuò)散爐外部，用于輸送反應(yīng)氣體；第一流量閥設(shè)置在第一平衡管的第一位置處，該第一位置位于立式擴(kuò)散爐的外部，第二流量閥設(shè)置在爐外管上，第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體的流速，第二流量閥控制從爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速，以使得爐內(nèi)管的管道內(nèi)部氣壓都相等。基于上述裝置，通過(guò)第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體的流速，第一平衡管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體，在爐內(nèi)管中自上而下擴(kuò)散，第二流量閥控制爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速，由爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體，在爐內(nèi)管中自下而上擴(kuò)散。由于第一平衡管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體在爐內(nèi)管中擴(kuò)散的方向，與由爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體在爐內(nèi)管中擴(kuò)散的方向相反，由第一平衡管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體，可以均衡爐內(nèi)管中不同位置處的氣壓，從而使得爐內(nèi)管的管道內(nèi)不同位置處的氣壓均相等，進(jìn)而使得爐內(nèi)管上的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速一致，反應(yīng)氣體均勻擴(kuò)散至不同位置的晶圓表面，實(shí)現(xiàn)不同晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量保持一致。

為了更好的理解本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，下面將結(jié)合附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

請(qǐng)一并參考圖3，圖3示出了本申請(qǐng)實(shí)施例中一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置，具體包括：

進(jìn)氣管301，包括位于立式擴(kuò)散爐內(nèi)的爐內(nèi)管3011和位于立式擴(kuò)散爐外的爐外管3012，爐內(nèi)管3011的底端與爐外管3012相連通。其中，在爐內(nèi)管3011上設(shè)置有均勻分布并且大小相同的出氣孔。爐內(nèi)管3011內(nèi)的反應(yīng)氣體，只能從出氣孔進(jìn)入到立式擴(kuò)散爐內(nèi)。

第一平衡管302，其第一端與爐內(nèi)管3011頂端相連通，第一平衡管302內(nèi)的反應(yīng)氣體從第一平衡管302的第一端處進(jìn)入爐內(nèi)管3011內(nèi)；其第二端與位于立式擴(kuò)散爐外部的氣體輸送管相連通，氣體輸送管內(nèi)的反應(yīng)氣體從第一平衡管302的第二端進(jìn)入第一平衡管302內(nèi)。其中，氣體輸送管用于輸送反應(yīng)氣體。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了節(jié)省第一平衡管302的成本以及減小第一平衡管302在立式擴(kuò)散爐內(nèi)的占用空間體積，第一平衡管302的管徑可以小于或者等于進(jìn)氣管的管徑301。當(dāng)然，第一平衡管302的管徑也可以大于進(jìn)氣管301的管徑。

需要說(shuō)明的是，氣體輸送管與輸送反應(yīng)氣體的爐外管3012可以是同一個(gè)管，則第一平衡管302的第二端與爐外管3012相連通，爐外管3012內(nèi)的部分反應(yīng)氣體，從第一平衡管302的第二端進(jìn)入第一平衡管302。并且，如圖3所示，第一平衡管302的第二端與爐外管相連通的位置，比第二流量閥304更靠近反應(yīng)氣體進(jìn)氣口的位置。

在一些實(shí)施方式中，氣體輸送管與輸送反應(yīng)氣體的爐外管3012可以不是同一個(gè)管。如圖4所示，反應(yīng)氣體分別從氣體輸送管401進(jìn)入第一平衡管302內(nèi)，從爐外管3012進(jìn)入爐內(nèi)管3011內(nèi)。

第一流量閥303，設(shè)置在第一平衡管302的第一位置處，該第一位置位于第一平衡管302在立式擴(kuò)散爐外部的管道上，通過(guò)調(diào)節(jié)第一流量閥303的閥口大小控制第一平衡管302中反應(yīng)氣體流速。

第二流量閥304，設(shè)置在爐外管上，通過(guò)調(diào)節(jié)第二流量閥304的閥口大小控制從爐外管3012輸送至爐內(nèi)管3011的反應(yīng)氣體流速。

需要說(shuō)明的是，如圖3所示的立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置中，第二流量閥304設(shè)置的位置，比第一平衡管302的第二端與爐外管3012的連通處的位置，距離反應(yīng)氣體進(jìn)氣口的位置更遠(yuǎn)。在一些實(shí)施方式中，第二流量閥304設(shè)置的位置，也可以比第一平衡管302的第二端與爐外管3012的連通處的位置，距離反應(yīng)氣體進(jìn)氣口的位置更近。

在如圖3所示的立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置中，通過(guò)調(diào)節(jié)第一流量閥303閥口的大小，控制第一平衡管302中反應(yīng)氣體的流速；調(diào)節(jié)第二流量閥304的閥口大小，控制從爐外管3012輸送至爐內(nèi)管3011的反應(yīng)氣體流速。由爐外管3012輸送至爐內(nèi)管3011的反應(yīng)氣體，在爐內(nèi)管3011中自下而上擴(kuò)散，而由第一平衡管302輸送至爐內(nèi)管3011的反應(yīng)氣體，在爐內(nèi)管3011中自上而下擴(kuò)散。由于第一平衡管302輸送至爐內(nèi)管3011的反應(yīng)氣體在爐內(nèi)管3011中擴(kuò)散的方向，與由爐外管3012輸送至爐內(nèi)管3011的反應(yīng)氣體在爐內(nèi)管3011中擴(kuò)散的方向相反，由第一平衡管302輸送至爐內(nèi)管3011的反應(yīng)氣體，可以均衡爐內(nèi)管3011中不同位置處的氣壓，從而使得爐內(nèi)管3011的管道內(nèi)不同位置處的氣壓均相等，進(jìn)而使得爐內(nèi)管3011上的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速一致，反應(yīng)氣體均勻擴(kuò)散至不同位置的晶圓表面，實(shí)現(xiàn)不同晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量保持一致。

在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)爐內(nèi)管中不同位置處的氣壓大小，調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小。在調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小過(guò)程中，為了監(jiān)測(cè)爐內(nèi)管3011內(nèi)部不同位置處的反應(yīng)氣體氣壓大小以及氣壓變化情況，可以在爐內(nèi)管3011內(nèi)部放置氣體壓力傳感器，該氣體壓力傳感器用于測(cè)量爐內(nèi)管3011內(nèi)部的氣壓，根據(jù)測(cè)量得到的爐內(nèi)管3011內(nèi)部的氣壓，逐步調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小，使得爐內(nèi)管3011內(nèi)部不同位置處的氣壓相等。

例如，可以在爐內(nèi)管3011頂端管道內(nèi)部和底端管道內(nèi)部分別各放置一個(gè)氣體壓力傳感器，頂端管道內(nèi)部的壓力傳感器用于監(jiān)測(cè)爐內(nèi)管3011頂端管道內(nèi)部的氣壓，底端管道內(nèi)部的壓力傳感器用于監(jiān)測(cè)底端管道內(nèi)部的氣壓。根據(jù)氣體壓力傳感器監(jiān)測(cè)得到的爐內(nèi)管3011頂端管道內(nèi)部的氣壓和底端管道內(nèi)部的氣壓，逐步調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小。具體地，當(dāng)爐內(nèi)管3011頂端管道內(nèi)部的氣壓小于爐內(nèi)管3011底端管道內(nèi)部的氣壓時(shí)，可以增大第一流量閥303的閥口大小和/或減小第二流量閥304的閥口大小，使得3011頂端管道內(nèi)部的氣壓逐步與3011底端管道內(nèi)部的氣壓相等；當(dāng)爐內(nèi)管3011頂端管道內(nèi)部的氣壓大于爐內(nèi)管3011底端管道內(nèi)部的氣壓時(shí)，可以減小第一流量閥303的閥口大小和/或增大第二流量閥304的閥口大小，使得3011頂端管道內(nèi)部的氣壓逐步與3011底端管道內(nèi)部的氣壓相等。

實(shí)際應(yīng)用中，為了能到精確的調(diào)節(jié)效果，可以增加放置在爐內(nèi)管3011管道內(nèi)部的氣體壓力傳感器的數(shù)量，使其均勻的分布的在爐內(nèi)管3011的管道內(nèi)部，并根據(jù)氣體壓力傳感器測(cè)量得到的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)第一流量閥303和第二流量閥304的閥口大小，從而得到更好的調(diào)節(jié)效果。

在另一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)爐內(nèi)管中不同位置處氣孔的反應(yīng)氣體氣體的流速，調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小。在調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小過(guò)程中，出氣孔處的反應(yīng)氣體流速與該出氣孔處的氣壓成正相關(guān)：出氣孔處的氣壓越大，則該出氣孔處的反應(yīng)氣體流速越大；出氣孔處的氣壓越小，則該出氣孔處的反應(yīng)氣體流速越小。因此，當(dāng)爐內(nèi)管3011內(nèi)部不同位置的氣孔處的反應(yīng)氣體流速相同時(shí)，爐內(nèi)管3011上所有出氣孔處的氣壓也會(huì)相等。鑒于此，還可以在爐內(nèi)管3011的出氣孔附近放置氣體流速傳感器，用于測(cè)量爐內(nèi)管3011上不同位置的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速，根據(jù)氣體流速傳感器測(cè)量得到的不同位置的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速，逐步調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小，使得爐內(nèi)管3011上不同位置出氣孔處的反應(yīng)氣體流速相等，從而保證爐內(nèi)管各個(gè)位置處的氣壓相同。

例如，可以在爐內(nèi)管3011頂端出氣孔處附近和底端出氣孔處附近分別放置一個(gè)氣體流速傳感器，頂端出氣孔處附近的氣體流速傳感器用于監(jiān)測(cè)爐內(nèi)管3011頂端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速，底端出氣孔處附近的氣體流速傳感器用于監(jiān)測(cè)底端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速。根據(jù)氣體流速傳感器監(jiān)測(cè)得到的爐內(nèi)管3011頂端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速和底端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速，逐步調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小。具體地，當(dāng)爐內(nèi)管3011頂端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速小于爐內(nèi)管3011底端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速時(shí)，可以增大第一流量閥303的閥口大小和/或減小第二流量閥304的閥口大小，使得3011頂端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速與爐內(nèi)管3011底端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速相等；當(dāng)爐內(nèi)管3011頂端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速大于爐內(nèi)管3011底端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速時(shí)，可以減小第一流量閥303的閥口大小和/或增大第二流量閥304的閥口大小，使得3011頂端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速與爐內(nèi)管3011底端出氣孔處的反應(yīng)氣體流速相等。

實(shí)際應(yīng)用中，為了能到精確的調(diào)節(jié)效果，可以增加放置在爐內(nèi)管3011上出氣孔附近的氣體流速傳感器的數(shù)量，并根據(jù)氣體壓力傳感器測(cè)量得到的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)第一流量閥303和第二流量閥304的閥口大小，從而得到更好的調(diào)節(jié)效果。

上述實(shí)施例中采用了第一平衡管302、第一流量閥303以及第二流量閥304，來(lái)均衡爐內(nèi)管3011頂端管道和底端管道內(nèi)部的反應(yīng)氣體的氣壓。在實(shí)際應(yīng)用中，還可以采用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的平衡管以及相應(yīng)的流量閥來(lái)均衡爐內(nèi)管頂端管道和底端管道內(nèi)部的反應(yīng)氣體氣壓。下面，以兩個(gè)與爐內(nèi)管相連通的平衡管以及設(shè)置相應(yīng)的流量閥為例，對(duì)本申請(qǐng)立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

請(qǐng)一并參閱圖5，圖5示出了本申請(qǐng)實(shí)施例中另一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置，具體包括：

進(jìn)氣管501，包括位于立式擴(kuò)散爐內(nèi)的爐內(nèi)管5011和位于立式擴(kuò)散爐外的爐外管5012，爐內(nèi)管5011的底端與爐外管5012相連通。其中，在爐內(nèi)管5011上設(shè)置有均勻分布并且大小相同的出氣孔。爐內(nèi)管5011內(nèi)的反應(yīng)氣體，只能從出氣孔進(jìn)入到立式擴(kuò)散爐內(nèi)。

第一平衡管502，其第一端與爐內(nèi)管5011頂端相連通，第一平衡管502內(nèi)的反應(yīng)氣體，從第一平衡管502的第一端處進(jìn)入爐內(nèi)管5011內(nèi)；其第二端與位于立式擴(kuò)散爐外部的氣體輸送管相連通，氣體輸送管內(nèi)的反應(yīng)氣體，從第一平衡管502的第二端進(jìn)入第一平衡管502內(nèi)。其中，氣體輸送管用于輸送反應(yīng)氣體。

第二平衡管503，其第一端與爐內(nèi)管5011相連通，第二平衡管503內(nèi)的反應(yīng)氣體，從第二平衡管503的第一端處進(jìn)入爐內(nèi)管5011內(nèi)；其第二端與位于立式擴(kuò)散爐外部的氣體輸送管相連通，氣體輸送管內(nèi)的反應(yīng)氣體，從第二平衡管503的第二端處進(jìn)入第二平衡管503內(nèi)。其中，氣體輸送管用于輸送反應(yīng)氣體。

可以理解的是，第二平衡管503的第一端與爐內(nèi)管5011相連通的位置，可以是在爐內(nèi)管5011管道的其它任意位置。在實(shí)際應(yīng)用中，可以是在爐內(nèi)管5011管道正中間處與第二平衡管503的第一端相連通。

需要說(shuō)明的是，氣體輸送管與輸送反應(yīng)氣體的爐外管5012可以是同一個(gè)管，則第一平衡管502的第二端與爐外管5012相連通，爐外管5012內(nèi)的部分反應(yīng)氣體，從第一平衡管502的第二端處進(jìn)入第一平衡管502；則第二平衡管503的第二端與爐外管5012相連通，爐外管5012內(nèi)的部分反應(yīng)氣體，從第二平衡管503的第二端處進(jìn)入第二平衡管503。

在一些實(shí)施方式中，氣體輸送管與輸送反應(yīng)氣體的爐外管5012可以不是同一個(gè)管。本實(shí)施例中第一平衡管502與第二平衡管503與氣體輸送管的連通方式，與上一實(shí)施例中第一平衡管302與氣體輸送管的連接方式類似，可參照理解，這里不再贅述。

進(jìn)一步的，與第一平衡管502和第二平衡管503相連通的氣體輸送管可以是同一個(gè)氣體輸送管，也可以是不同的氣體輸送管。

第一流量閥504，設(shè)置在第一平衡管502的第一位置處，該第一位置位于第一平衡管502在立式擴(kuò)散爐外部的管道上，通過(guò)調(diào)節(jié)第一流量閥504的閥口大小控制第一平衡管502中反應(yīng)氣體流速。

第二流量閥505，設(shè)置在第二平衡管503的第二位置處，該第二位置位于第二平衡管503在立式擴(kuò)散爐外部的管道上，通過(guò)調(diào)節(jié)第二流量閥505的閥口大小控制第二平衡管503中反應(yīng)氣體流速。

第三流量閥506，設(shè)置在爐外管上，通過(guò)調(diào)節(jié)第三流量閥506的閥口大小控制從爐外管5012輸送至爐內(nèi)管5011的反應(yīng)氣體流速。

需要說(shuō)明的是，如圖5所示的立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置中，第三流量閥506設(shè)置的位置，比第二平衡管503的第二端與爐外管5012的連通處的位置，距離反應(yīng)氣體的進(jìn)氣口更遠(yuǎn)。在一些實(shí)施方式中，第三流量閥506設(shè)置的位置，也可以比第一平衡管502的第二端與爐外管5012的連通處的位置，距離反應(yīng)氣體的進(jìn)氣口更近，還可以設(shè)置在爐外管5012與第一平衡管502的第二端和第二平衡管503的第二端之間的管道上。

在如圖5所示的立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置中，通過(guò)調(diào)節(jié)第一流量閥504閥口的大小，控制第一平衡管502中反應(yīng)氣體的流速；調(diào)節(jié)第二流量閥505閥口的大小，控制第二平衡管503中反應(yīng)氣體的流速；以及調(diào)節(jié)第三流量閥506的閥口大小，控制從爐外管5012輸送至爐內(nèi)管5011的反應(yīng)氣體流速，以使得爐內(nèi)管5011的管道內(nèi)不同位置處的氣壓均相等，從而解決了爐內(nèi)管5011頂端和底端管道內(nèi)部存在較大壓力梯度的問(wèn)題，使得爐內(nèi)管5011上不同位置的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速一致，反應(yīng)氣體能夠均勻分布在不同位置的晶圓表面，進(jìn)而不同晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量保持一致。

需要說(shuō)明的是，調(diào)節(jié)第一流量閥504，第二流量閥505，以及第三流量閥506的閥口大小，與上述實(shí)例中所述的，調(diào)節(jié)第一流量閥303和/或第二流量閥304的閥口大小所采用的方法類似，參考上述實(shí)例中的描述，這里不再贅述。

此外，本申請(qǐng)還提供了一種立式擴(kuò)散爐的進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣方法，請(qǐng)一并參閱圖6，該方法包括：

s601：第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體的流速。

s602：第二流量閥控制從爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速。

第一流量閥和第二流量閥通過(guò)上述控制，使得爐內(nèi)管的管道內(nèi)部氣壓都相等。

在一些實(shí)施方式中，第一流量閥可以根據(jù)爐內(nèi)管的管道內(nèi)部壓力，控制第一平衡管中反應(yīng)氣體流速；第二流量閥可以根據(jù)爐內(nèi)管的管道內(nèi)部壓力，控制爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速。

在另一些實(shí)施方式中，第一流量閥可以根據(jù)爐內(nèi)管的出氣孔的氣體流速，控制第一平衡管中反應(yīng)氣體流速；第二流量閥可以根據(jù)爐內(nèi)管的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速，控制從爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，控制器根據(jù)爐內(nèi)管的管道內(nèi)部壓力，或者出氣孔的氣體流速，控制第一流量閥的閥口大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體的流速；再控制第二流量閥的閥口大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第二流量閥控制從爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速。

此外，該方法還可以包括第三流量閥控制第三平衡管中反應(yīng)氣體的流速，實(shí)現(xiàn)方法類似，這里不再贅述。

圖6所示的方法，是與上述實(shí)例中所述的裝置所對(duì)應(yīng)的方法，具體實(shí)現(xiàn)方式類似，參考上述實(shí)例中具體實(shí)現(xiàn)方式的描述，這里不再贅述。

本實(shí)施例中，通過(guò)第一流量閥控制第一平衡管中反應(yīng)氣體的流速，以及第二流量閥控制從爐外管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體流速，由于第一平衡管和第二平衡管反應(yīng)氣體在爐內(nèi)管中擴(kuò)散的方向相反，第一平衡管輸送至爐內(nèi)管的反應(yīng)氣體，可以均衡爐內(nèi)管中不同位置處的氣壓，從而使得爐內(nèi)管的管道內(nèi)不同位置處的氣壓均相等，進(jìn)而使得爐內(nèi)管上的出氣孔處的反應(yīng)氣體流速一致，反應(yīng)氣體均勻擴(kuò)散至不同位置的晶圓表面，實(shí)現(xiàn)不同晶圓表面薄膜生長(zhǎng)的厚度和質(zhì)量保持一致。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。