万喜新，邓斌，姬常晓，李苹

（中国电子科技集团公司第四十八研究所，湖南 长沙 410111）

0 引言

立式氧化炉主要用于晶圆直径150mm以上的集成电路芯片制程中的栅极氧化层、牺牲氧化层、推阱、退火等高温热氧化工序，是深亚微米IC生产线的关键设备之一[1]。目前，晶圆直径不断增大，特征尺寸不断缩小，对IC电性能的要求不断提高。同时，直径越大，同一片晶圆上可制备的IC越多，为保证量产后的IC性能一致性，对材料和生产技术提出了极高的要求[2]。

与传统卧式氧化炉相比，在工艺性能上，立式氧化炉的优点主要包括：①反应室内氧气浓度低、自然氧化层薄；②片间温度均匀性好、硅片翘曲小；③颗粒污染低，片内氧化膜质量一致性好；④工艺管内气流场自上而下，晶圆表面片内接触气体分子的几率基本一致性，利于提高片内膜厚均匀性；⑤同等进气流量条件下，对片内、片间气流均匀性的影响相对较小（可适用于较小气流量条件下）。

鉴于立式氧化炉的上述诸多优点，其在新的IC线上得到了更广泛的应用。立式氧化设备需求量大，机械、电气和软件等方面技术较复杂，国际上自80年代末到90年代初许多设备制造商就已经研制成功了立式氧化炉，到现在已经非常成熟，在8英寸硅片生产线上已经基本取代卧式氧化炉[3-4]。鉴于技术、财力等多方面的限制，国内8英寸及12英寸集成电路生产线上使用的立式氧化炉均以国外TEL、KE等品牌为主。国产立式氧化炉虽有一些技术突破，但仅应用于非关键制程工序，在高端芯片的制程工序，氧化工艺效果仍然难以达到技术要求。……