The Furnace[高温炉管]
出处:yfyuanfei 发布于:2007-04-29 10:07:50
作者:Alexander Braun, Semiconductor International编辑
氧化膜的生长主要是一种批量处理工艺。150片晶片可以同时加载入高温炉内进行氧化生长。由于该工艺与温度有密切关系,因此要严格控制沿氧化石英管长度方向上的温度。这就使高温炉在IC制造中成为非常关键的因素。高温炉有三种:传统的水平方向式高温炉、垂直式高温炉和快速热处理器(RTP,rapid thermal processors)。
直到上世纪80年代中期,半导体工业主要采用热墙水平式扩散高温炉。之后,垂直式高温炉开始取代水平式高温炉。现在,RTP在某些应用中正逐步取代垂直式高温炉。而在热预算容量和产率要求很重要的一些工艺中,现在又出现了一种快速升温、小批量生产用的垂直式高温炉,并和RTP系统开始相互竞争。
湿法氧化通常用于较厚氧化膜的生长,因为其生长速度比干法氧化快。反应所需的H2O由起泡室或H2和O2的直接高温反应来提供。在直接高温反应法中,氢气和氧气分别被导入已加热的高温炉中。氢气在有氧存在的情况下大约在
尽管垂直式高温炉的成本比水平高温炉高,在许多应用中人们还是会优先选择垂直高温炉,因为垂直高温炉的工艺控制更出色、污染更小、与自动化兼容的程度更高,垂直式高温炉中的温度分布更加均匀。而且,晶片被平放在石英舟的中央,优化了气流的动力学行为。此外,石英舟还可以转动,使温度和气流的波动可以平均掉,从而使它更均匀。
垂直式高温炉中,它具有双层熔融石英管,惰性气体或氯化物气体可以在内外管之间流动,防止污染物扩散到内管工艺处理区域内。石英晶舟每批可容纳150片晶片。晶片从晶片盒(Cassette)通过机械手加载到石英舟后,石英舟被送入到高温炉的加热区。在工艺处理步骤之间,加热区保持在相对较低的温度下(700
高温炉可用于氧化膜的生长。通过改变其基本结构特征,高温炉技术和半导体工业在同步前进。其永远的目标是:生成出的薄膜。(资料Stanley Wolf, Microchip Manufacturing)。
近出现了一种新的垂直式高温炉:一种可快速升温的小批量高温炉。它能将50片/批的晶片温度快速提高到工艺处理所需温度,然后快速冷却。升温速度从传统高温炉的 升温速度l0
RTP是一种对一单晶片处理方法,它能以75
然而,对于有些应用来说,高温炉的性能已经足够满足要求而且价格更便宜。对于
热氧化的目的是生长零缺陷、分布均匀、具有一定厚度的SiO2层。与厚氧化膜不同,薄氧化膜通常采用干法氧化进行生长。在氧化炉中生长厚度为50~
当晶片进入反应室后,以10
然后在工艺设定温度下通氮气大约30min,对晶片进行氧化后退火处理。接着,将温度慢慢降低到室温,取出石英舟和片子。
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