半导体器件制作方法及氧化系统 【技术领域】
本发明涉及半导体制造领域,尤其涉及半导体器件制作方法及氧化系统。
背景技术
氧化层的制作是半导体器件制作过程中的关键流程,氧化层厚度是影响半导体器件性能的重要因素。随着技术发展,氧化层厚度越来越小,通常处于20~200埃以内。
氧化层的制作原理通常为:在700~900摄氏度(℃)的工作温度及700~800托尔(torr)的压强下,由晶圆(硅)与氧气发生反应,形成氧化层。其反应式通常为:
Si+O2→SiO2
伴随着半导体器件关键尺寸逐渐缩小,氧化层质量的要求也随之提高,其厚度误差通常需要控制在0.5埃以内,因此氧化层厚度制作精确成为制作高质量氧化层的关键。
出于净化的需要,在制作氧化层过程中,包括用以传送氧气的gas Line及用以放置晶圆的tube的氧化系统,每周都需要使用二氯乙烷(DCE)进行清洗,在清洗完成后,gas Line及tube中将有DCE残留。
在氧化层制作过程中,残留的DCE将与晶圆发生如下反应,从而导致氧化层的厚度误差超过1埃,进而影响产能,甚至使得晶圆报废(scrap)。
C2H2CL2+O2→CO2+HCL+H2O+其它
H2+O2+Si→SiO2+其它
为避免氧化层制作过程中,晶圆与残留DCE发生反应,导致上述问题,现有方案是在DCE清洗完成后,等待一段时间直至残留DCE自行减少,再制作氧化层。
该方案由于在该等待的时间段内,并未制作氧化层,使得氧化设备利用率降低,故而降低了产能。
【发明内容】
本发明提供了半导体器件制作方法及氧化系统,以提高半导体器件产能。
本发明提出了半导体器件制作方法,所述半导体器件包含氧化层,所述氧化层制作于设置有排气口的氧化装置内;该方法包括:在采用DCE对该氧化装置完成清洗后,关闭所述排气口;向该氧化装置通入净化气体,所述净化气体包含氧化气体;在所述氧化气体与残留于氧化装置中的DCE反应预定时间后,打开所述排气口;采用抽气装置从所述排气口抽取氧化装置内的残余物;以及在所述氧化装置内制作氧化层。
本发明还提出了氧化系统,包括设置有排气口的氧化装置,该氧化装置用以制作包含氧化层的半导体器件;还包括:进气装置,连接至氧化装置,用以在采用DCE对该氧化装置完成清洗,且排气口关闭后,向该氧化装置内通入氧化气体;以及抽气装置,连接至氧化装置的排气口,用以在所述氧化气体与残留于氧化装置中的DCE反应预定时间,且排气口打开后,从所述排气口抽取氧化装置内的残余物。
本发明通过在采用DCE对该氧化装置完成清洗后,关闭所述氧化装置的排气口,向该氧化装置通入包含氧化气体的净化气体,并在所述氧化气体与残留于氧化装置中的DCE反应预定时间后,打开所述排气口,然后采用抽气装置从所述排气口抽取氧化装置内的残余物,以及在所述氧化装置内制作氧化层,使得氧化装置内的残余DCE基本得到清除,大幅度降低了制作出氧化层的厚度误差,进而避免了现有方案中需要等待一段时间才能制作氧化层,降低产能的问题,最终提高了半导体器件的产能。
本发明提出的氧化系统除了氧化装置外,还包括上述进气装置及抽气装置,从而能够基于该氧化系统去除残余的DCE,避免了现有仅包含氧化装置的氧化系统无法去除残余DCE,需要等待一段时间才能制作氧化层,降低产能的问题,最终提高了半导体器件的产能。
【附图说明】
图1为本发明实施例提出的氧化系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提出的半导体器件制作方法的流程图。
【具体实施方式】
尽管下面将参照附图对本发明进行更详细的描述,其中表示了本发明的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本发明的限制。
为了清楚,不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中,不详细描述公知的功能和结构,因为它们会是本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中,必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标,例如按照有关系统或有关商业的限制,由一个实施例改变为另一个实施例。另外,应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的,但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。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率,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
根据背景技术的描述,在制作包含氧化层的半导体器件时,由于采用DCE清洗氧化装置后,氧化装置中有残留DCE,需要等待一段时间才能够制作氧化层,导致产能下降,因此如果能够在DCE清洗后,在制作氧化层前,将残余DCE去除,则无需等待所述一段时间即可制作氧化层,完成产能的提高。
基于该想法,本发明实施例提出氧化系统及半导体器件制作方法,以提高产能。
图1为本发明实施例提出的氧化系统的结构示意图,图2为本发明实施例提出的半导体器件制作方法的流程图,结合图1及图2,本发明实施例地半导体器件制作方法包括步骤:
步骤1,在采用DCE对氧化装置11完成清洗后,关闭该氧化装置11的排气口12;关闭排气口12是为了防止后续通入的净化气体从排气口12逸出,无法与残留DCE充分反应。
步骤2,向该氧化装置11通入净化气体,所述净化气体包含氧化气体;通常该净化气体由氮气和氧气构成,氧气作为氧化气体;当然也可以选择与该净化气体性质类似的气体作为净化气体。
步骤3,在所述氧化气体与残留于氧化装置11中的DCE反应预定时间后,打开所述排气口12;所述预定时间和具体实施情况例如氧化装置11的尺寸及反应温度等因素有关,可以通过试验数据获得,也可以通过理论分析获得。
所述反应为:C2H2CL2+O2→CO2+HCL+H2O+其它,为保持该反应正常进行,氧化装置11的温度较佳的控制在900~1000摄氏度范围内,反应时间至少为10分钟,较佳的反应时间至少20分钟。
步骤4,采用抽气装置13从所述排气口12抽取氧化装置11内的残余物;该残余物通常包括上述反应的产物及未反应的净化气体等,该抽气装置13通常采用抽气泵。
步骤5,在所述氧化装置11内制作氧化层。由于已通过抽气装置13将上述的残余物抽取出氧化装置11,该氧化装置11内残余的DCE基本清除干净,因此在制作氧化层时,就不会由于氧化装置11内有残余DCE导致制作的氧化层厚度误差过大,根据实际测算,实施上述方案后,氧化层误差能够控制在0.05埃内,远远满足实际需要。
本发明实施例还提出了氧化系统,具体参见图1,与现有仅包含氧化装置11的氧化系统相比,本实施例中的系统还包括:
进气装置14,连接至氧化装置11,用以在采用DCE对该氧化装置11完成清洗,且排气口12关闭后,向该氧化装置11内通入氧化气体;以及
抽气装置13,连接至氧化装置11的排气口12,用以在所述氧化气体与残留于氧化装置11中的DCE反应预定时间,且排气口12打开后,从所述排气口12抽取氧化装置11内的残余物。
该氧化系统中涉及的预定时间、氧化气体及抽气装置的具体实施方式参照上述方法实施例可以显而易见得到,此处不再赘述。
需强调的是,未加说明的结构及组成均可采用传统的工艺,且设计的具体的工艺参数根据产品要求及工艺条件确定。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。