CN101956183A - 化学气相沉积炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化学气相沉积炉，包括用于进行化学气象沉积的反应腔以及与所述反应腔连通的气体输出管道，所述化学气相沉积炉还包括气压自动控制装置，所述气压自动控制装置的一部分设置于所述气体输出管道中，所述气压自动控制装置不受外界大气压影响自动调节所述反应腔和所述气体输出管道中的气压来实现反应腔和所述气体输出管道内气压稳定。本发明的化学气相沉积炉能够提高化学气相沉积炉内不同位置的晶圆表面薄膜的厚度和薄膜均匀性，以及各批次之间的晶圆表面薄膜的厚度的均匀性。

Description

化学气相沉积炉
技术领域
本发明涉及一种化学气相沉积炉。
背景技术
在半导体的制程中，经常需要在晶圆上沉积薄膜，而沉积的薄膜有多种可采取的方式，其中较为常见的一种方式就是化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)法。化学气相沉积是将反应气体输送至高温沉积炉(furnace)内，并使其与置于沉积炉的晶圆在一定条件下发生化学反应，以在晶圆表面沉积一层薄膜。根据化学气象沉积过程中对真空度的不同要求，化学气相沉积的方法又可分为低压化学气相沉积(LoW Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)法和常压化学气相沉积(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition，APCVD)法。
请参阅图1，图1是一种现有技术的常压化学气相沉积炉的结构示意图。图1所示的化学气相沉积炉主要包括反应腔11。所述反应腔11包括进气口13、进气管道15以及排气口17。所述进气管道15的一端与所述进气口13连通，另一端设置于所述反应腔11的邻近顶部的一侧。所述排气口17与所述反应腔11的气体输出管道(gas exhaust pipe)连通。半导体制程所需的反应气体依次经所述进气口13和进气管道15输送至沉积炉的反应腔11的顶部。所述反应气体从所述反应腔11的顶部移动到所述反应腔11的底部，并经所述排气口17排出。在所述反应气体从顶部到底部的移动过程中，反应气体在晶圆上沉积而形成薄膜。所述薄膜的厚度和薄膜均匀性与所述反应气体的气流速率、气压有关。
然而，与所述排气口17连通的气体输出管道中的气压通常会受到外界大气压(atmosphere pressure)的影响和工厂总排气管道中的气压变化的影响。例如，当外界由冬天变为夏天或者由夏天变为冬天时，外界气压改变，所述气体输出管道中的气压也随着改变。由于所述反应腔11与所述气体输出管道连通，所述反应腔11内的气压也随着外界气压的改变而改变，从而造成反应腔11内不同位置的各晶圆表面的薄膜(within batch uniformity)不均匀，利用所述化学气相沉积炉制造的各批次的晶圆表面的薄膜厚度(thickness batch to batch)也不同。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高晶圆表面的薄膜的均匀性和厚度一致性的化学气相沉积炉。
一种化学气相沉积炉，包括用于进行化学气象沉积的反应腔以及与所述反应腔连通的气体输出管道，所述化学气相沉积炉还包括气压自动控制装置，所述气压自动控制装置的一部分设置于所述气体输出管道中，所述气压自动控制装置不受外界大气压影响自动调节所述反应腔和所述气体输出管道中的气压保持稳定。
本发明优选的一种技术方案，所述反应腔包括排气口，所述排气口设置在所述反应腔的邻近底部的侧壁上，所述气体输出管道通过所述排气口与所述反应腔连通。
本发明优选的一种技术方案，所述反应腔还包括进气口和设置于所述反应腔的内侧壁的进气管道，所述进气管道的一端与所述进气口连通，另一端设置于所述反应腔的邻近顶部的一侧。
本发明优选的一种技术方案，所述化学气相沉积炉为常压化学气相沉积炉。
本发明优选的一种技术方案，所述化学气相沉积炉为氧化炉。
与现有技术相比，本发明的化学气相沉积炉包括气压自动控制装置，所述气压自动控制装置的一部分设置于所述气体输出管道中，所述气压自动控制装置不受外界大气压影响自动调节所述反应腔和所述气体输出管道中的气压保持稳定，从而使所述反应腔内的气压不随外界气压的改变而改变，提高了反应腔内不同位置的各晶圆表面的薄膜均匀性。利用所述化学气相沉积炉制造的各批次的晶圆表面的薄膜厚度也保持一致。
附图说明
图1是一种现有技术的常压化学气相沉积炉的结构示意图。
图2是本发明的化学气相沉积炉的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
请参阅图2，图2是本发明的化学气相沉积炉的结构示意图。所述化学气相沉积炉主要包括用于进行化学气象沉积的反应腔21、与所述反应腔21连通的气体输出管道27以及气压自动控制(Auto Pressure Control，APC)装置29。所述气压自动控制装置29的一部分设置于所述气体输出管道27中，所述气压自动控制装置29不受外界大气压影响自动调节所述反应腔21和所述气体输出管道27中的气压保持稳定。优选的，所述化学气相沉积炉为常压化学气相沉积炉。更进一步的，所述化学气相沉积炉为氧化炉。
所述反应腔21包括进气口23和排气口25。半导体制程所需的反应气体经由所述进气口23输入到所述反应腔21内。所述排气口25设置在所述反应腔21的邻近底部的侧壁上，所述气体输出管道27通过所述排气口25与所述反应腔21连通。优选的，所述反应腔21的内侧壁设置有进气管道，所述进气管道的一端与所述进气口23连通，另一端设置于所述反应腔21的邻近顶部的一侧，半导体制程所需的反应气体依次经所述进气口23和进气管道输送至所述反应腔21的顶部。所述反应气体从所述反应腔21的顶部移动到所述反应腔21的底部，并经所述排气口25输出到所述气体输出管道27中。
当所述气体输出管道27所处的外界气压发生改变时，例如：当外界由冬天变为夏天或者由夏天变为冬天时，外界大气压随着温度的改变而发生改变。所述气压自动控制装置29感测外界气压的变化，进而根据外界气压的变化调整所述气体输出管道27中气压，从而保持所述气体输出管道27中气压的稳定，进而保持所述反应腔21中气压的稳定。优选的，所述气压自动控制装置29感测外界气压的变化，调整所述气体输出管道27中气体的流速，进而保持所述气体输出管道27中气压的稳定。
与现有技术相比，本发明的化学气相沉积炉包括气压自动控制装置29，所述气压自动控制装置29的一部分设置于所述气体输出管道27中，所述气压自动控制装置29根据外界大气压调节所述反应腔21和所述气体输出管道27中的气压保持稳定，从而使所述反应腔21内的气压不随外界气压的改变而改变，提高了反应腔21内各晶圆表面的薄膜均匀性。利用所述化学气相沉积炉制造的各批次的晶圆表面的薄膜厚度也保持一致。
本发明的气压自动控制装置29可以包括气压监测装置和排气调节阀，所述气压监测装置用于监测外界大气压的变化，所述排气调节阀根据监测到的外界气压，调整所述气体输出管道27中气体的流速，进而保持所述反应腔21和所述气体输出管道27中的气压保持稳定。本发明的气压自动控制装置29也可采用其他具有气压调节功能的装置，并不限于上述实施方式所述。
在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。

Claims (5)

1.一种化学气相沉积炉，包括用于进行化学气象沉积的反应腔以及与所述反应腔连通的气体输出管道，其特征在于，所述化学气相沉积炉还包括气压自动控制装置，所述气压自动控制装置的一部分设置于所述气体输出管道中，所述气压自动控制装置自动调节所述反应腔和所述气体输出管道中的气压，以保持所述反应腔和所述气体输出管道内气压的稳定。
2.如权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述反应腔包括排气口，所述排气口设置在所述反应腔的邻近底部的侧壁上，所述气体输出管道通过所述排气口与所述反应腔连通。
3.如权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述反应腔还包括进气口和设置于所述反应腔的内侧壁的进气管道，所述进气管道的一端与所述进气口连通，另一端设置于所述反应腔的邻近顶部的一侧。
4.如权利要求1或2或3所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述化学气相沉积炉为常压化学气相沉积炉。
5.如权利要求1或2或3所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述化学气相沉积炉为氧化炉。
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