[发明专利]可控制温度的负载室

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的制造，且特别涉及一种可控制温度的负载室。

背景技术

当集成电路特征尺寸(feature size)变小，场效应晶体管(Field EffectTransistors，FET)的栅介电层(gate dielectric)的厚度也随之减少。特征尺寸的变小部分来自于整体装置尺寸比例的需求。以栅极导体宽度变窄为例，其它装置的尺寸也需随之减少以维持适当的装置比例及作用。而另一个促使栅介电层厚度减少的原因是，通过减少栅介电层厚度可增加晶体管漏极(drain)电流。晶体管漏极电流和位于晶体管通道区的电荷数成正比，此电荷数是由施加于栅极的电压所诱发。由栅介电层两侧的电压差所诱发的电荷数为影响栅介电层电容(capacitance)的因素之一。

现有氧化物所制造的栅介电层(如SiOx)厚度只有10以增加电容。然而超薄栅氧化层会增加栅极至通道的漏电流(leakage current)。鉴于此问题，因此采用介电常数比氧化硅(其k值约为3.9)高的材料。较高的k值(k≥20)可从各种不同的过渡金属氧化物所获得，如氮氧化物薄膜(oxynitride film)。k值高的介电层材料的电容大，因此可允许较厚的厚度。因此可避免超薄介电层所导致的问题，并同时提高晶体管的功能。

然而要形成具有高k值材料的栅介电层，在工艺上有其困难度。半导体工艺通常会使用至少一个集束型设备(cluster tools)，其包含各种工艺室以用于晶片操作系统或装置，来执行各种半导体工艺。例如包含氧化、氮化、退火(Annealing)及沉积之类的工艺。

以形成包含氮氧化物薄膜的栅介电层为例，需要一集束型设备以执行氧化工艺、氮化工艺及退火工艺。而其中每一个工艺基本上是在不同的工艺室内所执行。晶片(wafer)通过负载室在不同工艺室间运输，典型的负载室具有一个无法调控且固定在特定温度的冷却板来冷却晶片。然而，氧化室无法使晶片维持在均衡温度。而晶片温度的变化会导致等效氧化层厚度(Equivalent OxideThickness，EOT)产生差异，进一步造成场效应晶体管之间饱和驱动电流(Idsat)的差异。此差异不仅在不同晶片上的不同晶体管之间可观察到，也会在单一晶片不同裸片(dies)上的不同晶体管以及在单一裸片上的不同晶体管之间发生。饱和驱动电流的差异会对电路系统造成不利的影响，并降低产量因而提高成本。

因此，需要一方法以及一装置使晶片在工艺中维持整片晶片的较均衡的温度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可控制温度的负载室，使晶片在工艺中能维持较均衡的温度，依照本发明的较佳实施例通常能解决或防止问题的发生，并达到技术上的优势。

为了实现上述目的，依照本发明一实施例，提出一种用于半导体工艺的负载室，包含具有一控温板(temperature-controlled plate)的一室及一冷却器。控温板具有由管路系统相连接的一第一入口(intake port)及一第一出口(outputport)，且该控温板包含多个销。冷却器中具有和第一入口相连接的一第二出口以及和第一出口相连接的一第二入口。冷却器可以经由第二出口及第一入口供应冷却液至控温板以调节温度。

为了实现上述目的，依照本发明另一实施例，提出一种用于半导体工艺的负载室，包含一室，室内具有一控温板、一调节式冷却器以及一质量流量控制器。调节式冷却器和控温板相连接。质量流量控制器和室内的一入气口相连接，使气流能进入室。

为了实现上述目的，依照本发明又一实施例，提出一种用于半导体工艺的负载室，包含一室、一质量流量控制器、一冷却板、一调节式冷却器、至少一个温度传感器与一控制器。冷却板位于室内部并和冷却器相连接，使冷却器能将适当温度的液体流经冷却板。控制器和至少一个温度传感器、调节式冷却器以及质量流量控制器相连接。控制器接收至少一个温度传感器的读值，以调控质量流量控制器的气流或是调节式冷却器的流体温度。

以下将描述本发明实施例其它特征及优点，即本发明的申请保护范围。任何本领域的技术人员可易于应用所揭露的特定实施例，并以之为基础来改变或设计其它结构或工艺，以实现本发明的目的。任何本领域的技术人员应能了解，与所述实施例相同的概念及改变并未脱离本发明的精神和范围，如所提出的后附权利要求书。

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，以下结合附图详细说明。

附图说明

图1是示出依照本发明一实施例的负载室图；