CN201194220Y

CN201194220Y - 半导体器件制作设备

Info

Publication number: CN201194220Y
Application number: CNU2008200803058U
Authority: CN
Inventors: 丁敬秀; 陆肇勇; 范建国; 陆文怡
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2018-04-30

Abstract

一种半导体器件制作设备，包括反应室，用于检测反应室压力的压力计，通过管路与反应室相连的调压装置，所述调压装置与大气环境连通。所述设备可保持反应室内压力的稳定，在制作栅介质层的工艺中，通过控制反应室的压力，提高了形成的栅介质层的厚度均匀性。

Description

半导体器件制作设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体器件制作设备。

背景技术

半导体制作的主要工艺就是在晶圆内制作若干MOSFET晶体管，而栅介质层是MOSFET晶体管制作工艺中最重要的工艺之一，直接决定了晶体管的性能。因此在集成电路制造业中对栅介质层的质量要求很高，例如要求具有比较薄的栅介质层，而且要求栅介质层的厚度均匀分布。目前栅介质层的制作方法很多，比如申请号为200610001049.4的中国专利申请给出的栅介质层的制作方法，目的即在于控制栅介质层的厚度均匀性。

随着整个半导体器件的尺寸越来越小，栅介质层的厚度也越做越薄，对厚度均匀性的要求也越来越高。现有技术中，通常采用炉管(furnace)设备制作栅介质层，制作过程需要炉管中保持700摄氏度至950摄氏度的高温，以及700torr至900torr(1torr＝13Pa)的高压状态，形成的栅介质层的厚度通常在

至通常情况下，要求栅介质层的厚度变化能够控制在

以下，最多，不能超过

在采用炉管制作栅介质层的工艺中，栅介质层的增长速度与反应室的压力成正比例，因此，形成的栅介质层的厚度也随着反应室的压力变化而变化根据经验，反应室的压力变化10torr，栅介质层的厚度会产生

的波动。这种波动会对半导体器件例如晶体管的性能产生很大的影响。

现有技术的半导体器件制作设备结构如附图1所示，图中所示设备为炉管，包括反应室10，控制阀12通过连接管11与反应室10连接，所述的控制阀12通过调节阀门开合的大小控制反应室10内的压力，并排出反应室10内的有害气体，控制阀12通过管道13与大气连通。

通常情况下，所述的控制阀12通过调节反应室10内的压力与大气之间的压力差恒定为常数3.7torr左右(50Pa左右)，在认为大气压力是恒定的情况下，从而控制反应室内的压力保持恒定。

遗憾的是，大气压力会随着季节，环境温度等发生变化，变化的幅度能够达到大约30torr(400Pa左右)，如附图2所示，为不同时间大气压力的变化曲线图。因此，采用现有的炉管设备制作栅介质层时，随着大气压力的变化，形成的栅介质层的厚度也随之发生变化，变化幅度可达到

至

如附图3所示，为采用现有技术的炉管设备，在不同的大气压力下，形成的栅介质层的厚度变化曲线图，从中可以看出，栅介质层的厚度变化幅度较大。

因此，必须对炉管设备进行改进，稳定反应室内的压力，提高形成的栅介质层的厚度均匀性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型解决的技术问题是提供一种半导体器件制作设备，以保持所述半导体器件制作设备反应室内的压力稳定性，提高制作栅介质层时形成的栅介质层的厚度稳定性。

一种半导体器件制作设备，包括反应室，用于检测反应室压力的压力计，通过管路与反应室相连的调压装置，所述调压装置与大气环境连通。

优选的，所述压力计与反应室连通。

优选的，所述压力计与连接反应室和调压装置的管路连通。

优选的，所述的压力计包括：压力信号传感器，感应反应室的压力；与压力信号传感器连接的压力信号发射装置，用于接收压力信号传感器感受到的压力信号并发出所述压力信号。

优选的，所述的调压装置包括：压力信号接收装置，接收从压力计传送来的压力数值，控制装置，判断压力信号接收装置接收到的压力数值，向调节阀下达调整的指令；调节阀，根据指令，自动调整开合状态。

与现有技术相比，上述方案具有以下优点：

本实用新型所述的半导体器件制作设备，在反应室内或者与反应室连接的管道上设置压力计，可以方便直观的检测反应室内的压力，在反应室内压力发生变化时，通过调压装置对反应室的压力进行调整，可以避免现有技术中的半导体器件制作设备无法及时观测到反应室内的压力变化的缺陷，并且，避免了现有技术采用普通的控制阀无法准确控制反应室压力的缺陷，保持了反应室内压力的稳定。

本实用新型所述的半导体器件制作设备，在制作栅介质层的工艺中，通过控制反应室的压力，提高了形成的栅介质层的厚度均匀性。

附图说明

图1为现有技术所述的半导体器件制作设备结构示意图；

图2为不同时间大气压力的变化曲线图；

图3为现有技术的炉管设备，在不同的大气压力下，形成的栅介质层的厚度曲线图；

图4为本实用新型实施例所述的半导体器件制作设备结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的压力计与调压装置结构以及连接关系示意图；

图6为本实用新型实施例反应室内压力的变化曲线图；

图7为本实用新型实施例所述的半导体器件制作设备，形成的栅介质层的厚度曲线图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

本实用新型的目的在于提供一种半导体器件制作设备，以保持所述半导体器件制作设备反应室内的压力稳定性，提高制作栅介质层时形成的栅介质层的厚度稳定性。

参考附图4所示，为本实施例所提供的半导体器件制作设备的结构示意图，包括反应室100，用于检测反应室压力的压力计150，通过管路110与反应室100相连的调压装置120，连通调压装置120和大气环境的管路130。

所述的反应室100为放置晶圆并进行半导体制作工艺的工艺腔，以制作栅介质层的炉管设备为例，晶圆放置在反应室100内，在晶圆表面形成栅介质层时，反应气体通过反应室100的进气管道(图中未示出)通入反应室100内，在反应室100内发生化学反应，生成栅介质层。

本实施例所述的管道110是与反应室100连接的排气管道，一方面，用来控制反应室100内的压力，另一方面，可以及时排出反应室100内产生的废气。

为了有效控制反应室内的压力恒定，本实施例所述的炉管设备，在排气管道110上连接调压装置120，调压装置120的一端与反应室相连，另一端，通过管道130连通大气。

为了随时观测反应室内的压力，在反应室内或者反应室和调压装置连接的管道上设置有压力计150。进行栅介质层的制作工艺时，如果调压装置120处于全开状态，则反应室内的压力应该与环境的压力相同，即为大气压力，因为大气压力随着季节、温度等发生变化，反应室内的压力也会随着环境压力的改变而改变。因此，在环境压力发生变化时，需要调节调压装置的状态，使反应室内的压力保持恒定。

在本实用新型的一个实施例中，所述的调压装置120为常规的手动调节阀，进行栅介质层的制作工艺时，压力计150显示出反应室内的压力后，根据显示的压力，手动调节所述的调压装置，使反应室压力保持恒定。

在本实用新型的另一个实施例中，参考附图5所示，所述的压力计150具有压力信号传感器210，感应反应室的压力；与压力信号传感器连接的压力信号发射装置220，用于接收压力信号传感器感受到的压力信号并发出所述压力信号。在反应室内压力发生变化时，压力计的压力信号传感器210感应到反应室的压力，并将压力信号传送至压力信号发射装置220，将所述的压力信号传送至调压装置，通过调压装置调整反应室内的压力。本实用新型中，所述的压力计还可以是本领域技术人员熟知的任何与炉管设备型号匹配的市售产品。

参考附图5所示，所述的调压装置120具有压力信号接收装置230，可以接收从压力计传送来的压力数值，控制装置240，所述的控制装置将压力信号接收装置230接收到的压力数值与设定的压力值进行对比，判断反应室内压力的变化状态，根据判断结构，向调节阀250下达调整的指令，调节阀250根据指令，自动调整开合状态，从而达到调整反应室压力的目的。

本实用新型中，所述的压力计和调压装置都可以选择常规的与半导体器件制作设备匹配的市售产品，例如，所述的调压装置例如是日本CKD株式会社生产的CKD阀，或者其它常规的蝴蝶阀(butter fly valve)，可以在较大的幅度内调整反应室内的压力。采用所述产品，本实用新型的具体工作流程为：在反应室内或者与反应室相连的管道上设置压力计，所述的压力计能及时检测到反应室的压力，并将压力的数值反馈至调压装置，调压装置接受压力计检测到的反应室压力后，对其数值进行判断，如果反应室压力大于设定压力，则调压装置的调节阀加大“开”的角度，使反应室压力变小，如果反应室压力小于设定压力，则调压装置的调节阀减小“开”的角度，使反应室压力变大，以此保持反应室内的压力维持在设定值附近。

采用本实施例所述的半导体器件制作设备，在反应室内或者与反应室连接的管道上设置压力计，可以方便直观的检测反应室内的压力，在反应室内压力发生变化时，通过调压装置对反应室的压力进行调整，可以避免现有技术中的半导体器件制作设备无法及时观测到反应室内的压力变化的缺陷，并且，避免了现有技术采用普通的控制阀无法准确控制反应室压力的缺陷。

采用本实施例所述的半导体器件制作设备，可以使反应室内的压力波动在0.2torr(2.6Pa)左右，制作栅介质层时，避免了反应室压力波动较大导致的栅介质层厚度均匀度降低的缺陷。

参考附图6所示，为采用本实施例所述的半导体器件制作设备，在不同的时间内，反应室内压力的变化图，从图中可以看出，反应室内的压力变化幅度小于0.4torr。

参考附图7所示，为采用本实施例所述的半导体器件制作设备，在不同的时间内，制作的栅介质层的厚度变化图，从图中可以看出，栅介质层的厚度变化在左右。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种半导体器件制作设备，其特征在于，包括反应室，用于检测反应室压力的压力计，通过管路与反应室相连的调压装置，所述调压装置与大气环境连通。

2.根据权利要求1所述的半导体器件制作设备，其特征在于，所述压力计与反应室连通。

3.根据权利要求1所述的半导体器件制作设备，其特征在于，所述压力计与连接反应室和调压装置的管路连通。

4.根据权利要求1所述的半导体器件制作设备，其特征在于，所述的压力计包括：压力信号传感器，感应反应室的压力；与压力信号传感器连接的压力信号发射装置，用于接收压力信号传感器感受到的压力信号并发出所述压力信号。

5.根据权利要求1所述的半导体器件制作设备，其特征在于，所述的调压装置包括：压力信号接收装置，接收从压力计传送来的压力数值，控制装置，判断压力信号接收装置接收到的压力数值，向调节阀下达调整的指令；调节阀，根据指令，自动调整开合状态。