[发明专利]LPCVD工艺设备

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种LPCVD工艺设备。

背景技术

在半导体制造工艺中，热氧化（thermal oxidation）工艺被普遍使用。热氧化工艺所形成的氧化硅具有质量高、平整性好等优点。然而，相对于化学气相沉积工艺而言，热氧化工艺需要更高的温度（通常大于1000℃）和更长的工艺时间。

针对上述问题，一种可选的替代方案就是使用LPCVD HTO（Low Pressure Chemical Vapor Deposition High Temperature Oxidation，低压化学气相沉积高温氧化）工艺。典型的，LPCVD HTO工艺将在相对较低的温度（通常小于1000℃）和较低的压力下实现，由此LPCVD HTO工艺将产生较小的热开支。同时，LPCVD HTO工艺具有非常好的台阶性能，其可以形成质量较高、平整性较好的氧化硅。

LPCVD HTO工艺将用到反应物DCS（即SiH₂Cl₂），此外，LPCVD HTO工艺通常还包括N₂O，具体反应式如下：

SiH₂Cl₂（gas）+2N₂O（gas）→SiO₂（solid）+2N₂（gas）+2HCl（gas）

反应物DCS将引入氯气，由此将导致一些缺陷。具体包括，由反应物DCS参加的LPCVD HTO工艺所形成的薄膜（以下简称DCS-HTO薄膜）中具有不希望的高电荷捕获性。此外，氯气集中的区域将增加氧化层的生长速率，从而使得所生成的DCS-HTO薄膜（氧化硅层）不均匀。同时，由于所生成的DCS-HTO薄膜（氧化硅层）的不均匀，进一步将导致氧化层的堆垛层错以及其他应力相关的缺陷。更进一步的，由于所生成的DCS-HTO薄膜（氧化硅层）的多孔性将导致氧化层中严重的鸟喙或者穿孔现象。

因此，如何降低LPCVD HTO工艺中氯气污染，成了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LPCVD工艺设备，以解决现有的LPCVD HTO工艺中存在氯气污染的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种LPCVD工艺设备，所述LPCVD工艺设备包括：反应腔室及位于所述反应腔室底部的歧管，所述歧管外设置有冷却装置。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述冷却装置覆盖所述歧管。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述冷却装置为内部装有冷却剂的管道。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述管道围绕所述歧管。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述冷却剂为液体。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述冷却剂为水。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述冷却剂为气体。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述冷却剂为氮气或者二氧化碳。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述歧管上设置有多个进气管路。

可选的，在所述的LPCVD工艺设备中，所述反应腔室内设置有保温基座。

发明人研究发现，在LPCVD HTO工艺中，反应腔室底部的温度对于氯气浓度的影响最大，具体的，当反应腔室底部的温度高时，氯气浓度较大；当反应腔室底部的温度低时，氯气浓度较低。

因此，在本申请提供的LPCVD工艺设备中，通过在歧管外设置冷却装置以降低反应腔室底部的温度，从而减少LPCVD HTO工艺中的氯气浓度，进而能够得到质量高、平整性好的DCS-HTO薄膜（氧化硅层）。

附图说明

图1是反应腔室中的温度对于氯气浓度的影响的图表；

图2是本发明实施例的LPCVD工艺设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的LPCVD工艺设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在现有的LPCVD HTO工艺中，将用到反应物DCS（即SiH₂Cl₂），并进而引入氯气，由此将导致一些缺陷。因此，发明人首先想到需要降低氯气的浓度。在此基础上，发明人做了进一步的研究。