一种热氧化反应装置制造方法及图纸

本申请公开了一种热氧化反应装置，涉及半导体制备技术领域，本申请的热氧化反应装置，包括设置有反应气体进入口和生成气体排放口的反应仓，以及与生成气体排放口连接的沉积仓，反应仓的外壁上设置有照射器，用于照射反应仓内的固体反应物，沉积仓内设置有石英舟，石英舟用于放置晶圆基片，生成气体在沉积仓内沉积以在晶圆基片上形成氧化物薄膜，热氧化反应装置还包括与沉积仓的出气口连接的气体检测仪，气体检测仪用于检测沉积仓的出气口流出的残余气体内的金属离子含量

【技术实现步骤摘要】
一种热氧化反应装置


[0001]本申请涉及半导体制备
，具体而言，涉及一种热氧化反应装置
。

技术介绍

[0002]在半导体制程中
,
晶圆的金属污染会对器件特性造成不良的影响
。
例如
,
在制备绝缘膜或者栅极介电质膜时，采用热氧化反应在晶圆上形成化合物薄膜，在此过程中，会有铁
(Fe)、
镍
(Ni)、
铜
(Cu)
或者
Ti(
钛
)
等重金属随着扩散而进入至晶圆中
,
并且使带隙中形成深的能阶而作为载流子捕获中心或再结合中心
,
深的能阶是元件中的
PN
节连接面泄漏或寿命减少的原因
。
因此需要实时监控制程中金属污染的程度
。
[0003]制程引起的金属污染大致可分为两类
:
一类为热氧化前的制程
,
另一类则是热氧化制程本身
。
由热氧化制程本身引起的金属污染的原因可能为从热氧化环境混入的金属杂质而引起；或由热氧化制程中因与污染源
(
例如包含金属成分的微粒
、
或热处理载具
、
基座
、
支点
、
各种金属制夹具等
)
的接触
,
而使得污染源的金属杂质附着于半导体晶圆
,
并且在热氧化制程中扩散至接触部分附近而引起金属污染
。
[0004]现有技术中对金属污染程度的测量通常采用非原位的方式，即在化合物制备完成后，将沉积有化合物薄膜的晶圆转移至实验室进行测量，在转移过程中难以避免会存在污染的情况，而且影响检测的实时性
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种热氧化反应装置，能够实时原位的检测晶圆中金属离子污染情况，避免大量产品被污染
。
[0006]本申请提供了一种热氧化反应装置，包括设置有反应气体进入口和生成气体排放口的反应仓，以及与生成气体排放口连接的沉积仓，反应仓的外壁上设置有照射器，用于照射反应仓内的固体反应物，沉积仓内设置有石英舟，石英舟用于放置晶圆基片，生成气体在沉积仓内沉积以在晶圆基片上形成氧化物薄膜，热氧化反应装置还包括与沉积仓的出气口连接的气体检测仪，气体检测仪用于检测沉积仓的出气口流出的残余气体内的金属离子含量
。
[0007]作为一种可实施的方式，热氧化反应装置还包括与气体检测仪连接的控制器，控制器包括控制模块以及与控制模块连接的报警模块，控制模块获取气体分析仪测得的金属离子含量并在金属离子含量超过预设值时控制报警模块报警
。
[0008]作为一种可实施的方式，气体检测仪包括气体分析仪以及与气体分析仪连接的读数器，读数器与控制模块连接，控制模块获取读数器的数值并与预设值对比
。
[0009]作为一种可实施的方式，气体分析仪包括依次连接的离子发生器
、
四级滤质器以及离子收集器，离子发生器与沉积仓出气口连接，离子收集器与读数器连接，离子发生器用于将残余气体离子化
。
[0010]作为一种可实施的方式，离子发生器与四级滤质器之间还设置有离子聚焦器，离
子聚焦器用于使得离子化后的残余气体聚拢
。
[0011]作为一种可实施的方式，反应仓还设置有第二进气口，第二进气口用于通入辅助气体，辅助气体包括用于吹扫的惰性气体
。
[0012]作为一种可实施的方式，沉积仓的外周设置有加热器
。
[0013]作为一种可实施的方式，加热器内设置测温计，测温计与控制器连接，控制器根据测温计测得的温度控制气体检测仪工作
。
[0014]作为一种可实施的方式，沉积仓包括内壳以及套设在内壳外的外壳，内壳与外壳之间形成通道，内壳顶部开设有开口，生成气体通过通道并由开口进入沉积仓
。
[0015]作为一种可实施的方式，预设值为
e9atoms/cm2。
[0016]本申请实施例的有益效果包括：
[0017]本申请提供的热氧化反应装置，包括设置有反应气体进入口和生成气体排放口的反应仓，以及与生成气体排放口连接的沉积仓，反应仓的外壁上设置有照射器，用于照射反应仓内的固体反应物，固体反应物在照射器的照射下热蒸发形成离子，离子与反应气体的离子结合形成生成气体，并由生成气体排放口排出至沉积仓，沉积仓内设置有石英舟，石英舟用于放置晶圆基片，生成气体在沉积仓内沉积以在晶圆基片上形成氧化物薄膜，热氧化反应装置还包括与沉积仓的出气口连接的气体检测仪，气体检测仪用于检测沉积仓的出气口流出的残余气体内的金属离子含量
。
残余气体为未沉积的生成气体以及未发生反应的反应气体，通过检测残余气体中的金属离子，可获知沉积仓内金属离子的情况，从而可以获知氧化物薄膜中的金属离子的情况，气体检测仪是在沉积的过程中对残余气体进行检测，可以实时原位的检测氧化物薄膜中的金属离子的含量
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0019]图1为本申请实施例提供的一种热氧化反应装置的结构示意图之一；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种热氧化反应装置的结构示意图之二；
[0021]图3为本申请实施例提供的一种气体检测仪的结构示意图
。
[0022]图标：
100
‑
热氧化反应装置；
110
‑
反应仓；
111
‑
反应气体进入口；
112
‑
生成气体排放口；
113
‑
照射器；
114
‑
固体反应物；
115
‑
第二进气口；
120
‑
沉积仓；
121
‑
石英舟；
123
‑
加热器；
124
‑
测温计；
125
‑
外壳；
126
‑
内壳；
130
‑
气体检测仪；
131
‑
气体分析仪；
132
‑
读数器；
133
‑
离子发生器；
134
‑
四级滤质器；
135
‑
离子收集器；
136
‑
离子聚焦器；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种热氧化反应装置，其特征在于，包括设置有反应气体进入口和生成气体排放口的反应仓，以及与所述生成气体排放口连接的沉积仓，所述反应仓的外壁上设置有照射器，用于照射反应仓内的固体反应物，所述沉积仓内设置有石英舟，所述石英舟用于放置晶圆基片，生成气体在所述沉积仓内沉积以在所述晶圆基片上形成氧化物薄膜，热氧化反应装置还包括与所述沉积仓的出气口连接的气体检测仪，所述气体检测仪用于检测所述沉积仓的出气口流出的残余气体内的金属离子含量
。2.
根据权利要求1所述的热氧化反应装置，其特征在于，还包括与所述气体检测仪连接的控制器，所述控制器包括控制模块以及与所述控制模块连接的报警模块，所述控制模块获取所述气体检测仪测得的金属离子含量并在金属离子含量超过预设值时控制所述报警模块报警
。3.
根据权利要求2所述的热氧化反应装置，其特征在于，所述气体检测仪包括气体分析仪以及与所述气体分析仪连接的读数器，所述读数器与所述控制模块连接，所述控制模块获取所述读数器的数值并与预设值对比
。4.
根据权利要求3所述的热氧化反应装置，其特征在于，所述气体分析仪包括依次连接的离子发生器
、
四级滤质器以及离子收集器，所述离子发生器与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相遇，安重镒，金成基，
申请(专利权)人：成都高真科技有限公司，
类型：发明
国别省市：