[發明專利]溫度緩沖裝置及爐管系統

在審

• 申請號: 201210230765.5
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102751217A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 王碩;許忠義
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種溫度緩沖裝置及爐管系統。

背景技術

在集成電路制造過程中，生成二氧化硅層是一項不可缺少的步驟。一個常用方法為借助消耗硅基底以反應形成二氧化硅層。

上述方法可以有如下反應：Si(s)+2H₂O(g)→SiO₂(s)+2H₂(g)，業內稱之為濕法氧化工藝。通常該工藝過程是在常壓爐管（AP?furnace）系統中進行。

現有的常壓爐管系統包括一打火器和一反應腔，作為反應氣體的水蒸氣在打火器處由氫氣（H₂）和氧氣（O₂）反應制得。然而，打火器所產生的水蒸氣溫度范圍是固定的，不同的廠商提供的設備其溫度在800℃~900℃之間浮動，且該范圍由于設備本身的限定不能夠修改。

這就會出現一個很嚴重的問題，對于不同的工藝過程，在濕法氧化時所需要的水蒸氣溫度將會與打火器提供的溫度相差較大，這種較大的溫度差別雖然也能夠使得反應進行，但其必然會影響反應過程，造成不必要的麻煩。比如在需要的水蒸氣溫度為650℃，但打火器生成的水蒸氣在900℃，那么當900℃的水蒸氣進入反應腔中，高溫水蒸氣將在硅基底表面發生非常激烈的反應，這將產生超出所需要的平均厚度的氧化層，并且由于反應激烈且生成的氧化層過厚，還將極大的破壞晶圓表面的平整度，甚至造成每片晶圓的平整度都相差較大，這在大規模生產中是極為不利的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種溫度緩沖裝置，以改進現有爐管系統中不能夠得到具有較為理想的溫度的水蒸氣的狀況，從而提高產品的質量。

為解決上述技術問題，本發明提供一種溫度緩沖裝置，包括：

一耐高溫的管道、一溫度調控裝置及一溫度監測器；

其中，所述溫度調控裝置緊靠并包圍所述管道，所述溫度監測器的探測部分位于所述管道內。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述管道的材料為石英、白云石等耐高溫材料。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述管道的形狀為蛇形。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述管道的形狀為螺旋形。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述管道的容積為8×10^-3m³~1m³。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述溫度調控裝置為冷卻裝置。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述冷卻裝置為水冷系統。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述冷卻裝置為風冷系統。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述溫度調控裝置為加熱裝置。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述加熱裝置為電熱系統。

進一步的，對于所述的溫度緩沖裝置，所述溫度監測器包括一熱電偶。

本發明提供一種常壓爐管系統，包括：

一如上所述的溫度緩沖裝置；

一打火器；及

一反應腔；

其中，所述打火器的出口與所述管道的一端相連，所述管道的另一端與所述反應腔的氣體入口相連。

本發明提供的溫度緩沖裝置及爐管系統中，通過一個能夠調控水蒸氣溫度的溫度調控裝置，將水蒸氣的溫度盡可能地靠近或達到所需要的溫度，使得反應腔內的反應狀況可以得到控制，避免了現有技術中溫度差異較大而無法有效控制反應，即避免了產生二氧化硅層時厚度過厚，平整度較差等問題，從而提高了形成的二氧化硅層厚度的準確性和平整度，也能夠保證晶圓之間的平整度差異較小，大大地提高了產品的質量。

附圖說明

圖1為本發明實施例的溫度緩沖裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的常壓爐管系統的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明溫度緩沖裝置和爐管系統作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

請參考圖1，一種溫度緩沖裝置1，包括：一耐高溫的管道2、一溫度調控裝置3及一溫度監測器4；其中，所述溫度調控裝置3緊靠并包圍所述管道2，所述溫度監測器4的探測部分位于所述管道2內，所述管道2、溫度調控裝置3及溫度監測器可置于一可封閉的結構5中，以方便搬運，并滿足生產工廠所需要的6S要求。