[發(fā)明專利]排氣系統(tǒng)及晶片熱處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710094538.3
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101459042A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 李春龍;趙星;宋海
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/324;C23C16/44;C30B25/14;F27D7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 董立閩;李 麗

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種排氣系統(tǒng)及晶片熱處理裝置。

背景技術

半導體制造領域中，排氣系統(tǒng)常用于從一個處理室(如腔室或爐管)內排出氣體。該系統(tǒng)通常具有排氣通路及用于控制排氣壓力的裝置(如壓力控制裝置)，以控制處理室內的壓力平衡。一旦排氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會導致處理室內的壓力失去平衡，相應地工藝也會出現(xiàn)問題。

以在半導體晶片表面生長膜層或對半導體晶片進行熱退火處理的晶片熱處理裝置為例。目前，較為常用的為立式晶片熱處理裝置。專利號為US?5562383的美國專利公開了一種晶片熱處理裝置，其結構如圖1所示。

圖1為現(xiàn)有的一種晶片熱處理裝置的剖面示意圖。如圖1所示，該晶片熱處理裝置包括熱處理工藝腔106、位于該熱處理工藝腔106下方的裝載腔108以及所述熱處理工藝腔106和裝載腔108之間的隔離裝置107。

在所述熱處理工藝腔106中具有爐管(Process?Vessel)141，在所述爐管141外圍具有加熱器142，該加熱器142用于對所述爐管141中的半導體晶片進行熱處理。

所述熱處理工藝腔106還具有供氣通路146和排氣通路145，供氣通路146用于向爐管141中供給氣體，例如，供給在半導體晶片表面生長薄膜的工作氣體、對半導體晶片進行退火處理的保護氣體等，排氣通路145用于將爐管141中的氣體排出。

在裝載腔108中具有塔形的晶舟(Wafer?Boat)161和升降裝置162。所述晶舟161材質為石英，可沿所述晶舟161的豎直方向按設定的間距水平放置多個半導體晶片，所述升降裝置162支撐所述晶舟161，用于在豎直方向升降所述晶舟161。

所述裝載腔108還具有供氣通路171和排氣通路172，所述供氣通路171的供氣口和排氣通路172的排氣口位于所述裝載腔108的側壁下方位置；該供氣通路171和排氣通路172用于替換裝載腔108中的氣體，例如，通過供氣通路171供給氮氣，將裝載腔108中的空氣通過排氣通路172趕出。

所述的晶片熱處理裝置工作時，首先，將半導體晶片裝載于晶舟161中；然后，通過排氣通路172將所述裝載腔108之中的空氣排出，同時通過供氣通路171向所述裝載腔108中供給惰性氣體或氮氣，將所述裝載腔108中的空氣趕出，并充入惰性氣體或氮氣；接著，通過升降裝置162將晶舟161升入爐管141中，通過排氣通路145將所述爐管141之中的空氣排出，同時通過供氣通路146向所述爐管141中供給反應氣體或保護氣體，將所述爐管141中的空氣趕出，對所述晶舟161中的半導體晶片進行熱處理。

在這一過程中，供氣通路146及排氣通路145上均需利用壓力控制器(圖1中未示出)對其內的氣體壓力進行控制，以維持爐管141內氣壓的穩(wěn)定。如，于2007年8月1日公開的中國專利申請CN101008494A就公開了一種利用自動壓力控制器對氣體流進行控制的排氣系統(tǒng)。

圖2為現(xiàn)有的一種排氣系統(tǒng)，如圖2所示，圖中201為晶片熱處理裝置的腔室或爐管，202為與其排氣口相連的排氣通路，204為用于控制排氣系統(tǒng)壓力的自動壓力控制裝置(APC，Auto?Pressure?Control)。為了冷卻由腔室或爐管201內延伸出的排氣通路202內的高溫氣體，在排氣通路202處連接了氣體冷卻裝置203。將冷卻裝置203及自動壓力控制裝置204的下端與排水裝置205相連，將二者內產生的冷凝水直接排至該排水裝置205內。

然而，實踐中經常會發(fā)現(xiàn)排氣系統(tǒng)內的壓力控制裝置因其內部出現(xiàn)堵塞而失效，進而導致整個排氣系統(tǒng)內壓力失常，喪失對排氣系統(tǒng)的壓力控制力。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種排氣系統(tǒng)及晶片熱處理裝置，以改善現(xiàn)有的排氣系統(tǒng)中壓力控制裝置易失效的現(xiàn)象。

本發(fā)明提供的一種排氣系統(tǒng)，包括排氣通路，在所述排氣通路上依次連接有第一氣體冷卻裝置和壓力控制裝置，其中，在所述第一氣體冷卻裝置與所述壓力控制裝置之間的所述排氣通路上還連接有第二氣體冷卻裝置，且所述第一氣體冷卻裝置與所述第二氣體冷卻裝置之間的排氣通路、及壓力控制裝置還通過排水管與排水裝置相連。

可選地，所述壓力控制裝置利用排水分管單獨連接至所述排水裝置。

可選地，所述第一氣體冷卻裝置與所述第二氣體冷卻裝置利用排水管共同連接至所述排水裝置。

可選地，所述排氣系統(tǒng)與低壓化學氣相沉積設備的爐管相連。

可選地，所述排氣系統(tǒng)排出的氣體包括1，2-二氯乙烷及水蒸汽。

可選地，所述壓力控制器利用活塞實現(xiàn)自動壓力控制。