在立式炉中,管式控制器(例如 CX3000)充当工艺腔室的“大脑”或主要自动化接口。其职责包括:
温度管理: 精确控制环绕石英反应管的电阻加热线圈的温度,确保晶圆堆叠的整个“热区”的热稳定性。
气体流量控制: 与质量流量控制器 (MFC) 连接,以调节沉积或氧化所需的反应气体(例如硅烷、氧气、氮气或二氯硅烷)的精确混合物和流量。
压力调节: 使用真空泵和压力表监测和控制真空度(对于 LP-CVD 至关重要,通常为 0.1 至 10 Torr)。
工艺顺序: 自动化装载(船体操作)、吹扫、加热、沉积/扩散和冷却循环,以确保可重复性。
这些系统是“热壁”反应器,其中晶片垂直(垂直于气流)放置在石英管中。
氧化: 二氧化硅 (SiO₂) 生长的过程。 2 在晶圆表面使用高温氧气或蒸汽形成一层薄膜。 这层薄膜可用作栅极介质或隔离层。
扩散: 一种将掺杂剂引入硅衬底以改变其电性能(例如,形成 pn 结)的热过程。
(LP-CVD):低压化学气相沉积 一种在低压下进行的化学气相沉积方法。
优异的阶梯覆盖性: 即使在复杂的地形特征上也能保持均匀的薄膜厚度。
均匀性高: 批次间一致性更好。
纯度: 减少气相反应可防止气体中形成颗粒,从而获得更高质量的薄膜,如多晶硅、氮化硅或高温氧化物 (HTO)。
装载: 控制器管理机器人将一盒晶圆装入垂直船中。
真空/吹扫: 管子密封,压力降低至工艺设定点。
加热: 炉子将管子加热到目标温度(通常为 500°C–1000°C)。
处理过程: 控制器执行气体“配方”,在化学物质与晶圆表面发生反应的同时,保持稳定的流量和压力。
冷却/卸载: 薄膜生长或扩散完成后,系统在惰性气氛下冷却,然后卸载晶圆。