半导体处理设备中的颗粒消除方法与流程

本发明涉及半导体处理领域。更具体地，本发明涉及减少半导体处理设备中的颗粒的方法和晶片处理炉。

背景技术：

1、半绝缘掺氧多晶硅膜，也称为sipos膜，由于其良好的钝化行为，已经在半导体工业中用于不同的应用。它已被用作金属氧化物半导体集成电路(mos-ic)中厚二氧化硅层的替代物，用于发射器以及高压半导体器件的制造。sipos膜通常通过化学气相沉积(cvd)来生产。与其他过程步骤一样，sipos膜的生产也可能导致微粒污染。

2、控制微粒污染已经成为半导体制造中的挑战之一。器件尺寸的减小可能会给克服这一挑战带来额外的压力。这可能是由于在半导体制造中执行许多用于亚微米处理的过程步骤，半导体制造是高度集成的，涉及许多类型的过程设备。此外，器件尺寸的减小可能需要降低颗粒水平，以便跟上规模生产前的产量。因此，可能需要减少每个过程步骤对污染的影响。

3、微粒污染不仅降低了过程的产量，还会对产量产生不利影响，从而导致制造成本和制造时间的增加。

4、因此，此项技术中需要提供改进的方法来减少半导体处理设备中的微粒形成，同时最小化对产量的影响。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供用于半导体处理设备中颗粒消除的改进方法，同时最小化对产量的影响。本公开的另一个目的是提供一种晶片处理炉，其由于能够消除颗粒而提供了延长的预防性维护循环。为了至少部分地实现这个目标，本公开可以提供如在独立权利要求中定义的方法和晶片处理设备。从属权利要求中提供了该方法和晶片处理设备的进一步实施例。

2、在第一方面，本发明涉及一种半导体处理设备中的颗粒消除方法。该方法可以包括在半导体处理设备的处理室中处理衬底。该处理可以包括将衬底装载在处理室中，该处理室具有一个或多个内表面。它可以包括向处理室提供反应气体混合物，从而在衬底上形成衬底膜，并在一个或多个内表面上形成室壁膜。它还可以包括将衬底装载在处理室外，从而清空处理室。该方法还可以包括重复处理步骤一次或多次，直到室壁膜已达到预定室壁膜厚度。该方法还可以包括当室壁膜已达到预定室壁膜厚度时，将内表面暴露于环境，从而改性室壁膜的至少上部，因此降低处理室中颗粒形成的可能性。

3、本发明的方法可以允许降低处理室中颗粒形成的可能性，从而延长预防性维护循环。这又可能导致减少要执行的预防性维护数量的优点。

4、由于要执行的预防性维护数量减少，本公开的实施例对于提高该半导体处理设备中的处理产量可能是有利的。

5、本公开的实施例的另一个优点是，由于颗粒形成的可能性的降低，可以提高半导体器件的可靠性。

6、本公开的实施例的另一个优点是，由于颗粒形成的可能性的降低，提高了该半导体处理设备中的处理产量。

7、本公开的实施例的优点可能是其导致制造成本的降低。

8、本公开的实施例的另一个优点是，它提高了半导体处理设备的可靠性，从而导致循环时间减少。

9、本公开的实施例的另一个优点是，它提供了建立良好的预防性维护计划，从而增加了设备的可用性。

10、在第二方面，本公开涉及一种晶片处理炉。

11、晶片处理炉可以包括沿纵向方向延伸并具有一个或多个内表面的处理室。它还可以包括用于保持多个衬底的晶片舟，多个衬底纵向间隔开。它还可以包括用于将处理气体提供到处理室中的入口，其中一个或多个内表面可以包括表面层。该表面层可以包括双层，该双层具有包含半导体材料的第一层并被包含氧化物的第二层覆盖，从而延长预防性维护循环。

12、第二方面的实施例的优点可能是延长预防性维护循环。由于要执行的预防性维护中断的减少，延长预防性维护循环可以提供提高该晶片处理炉的处理产量的优点。

13、第二方面的实施例的优点可能是，在该晶片处理炉中颗粒形成的可能性降低。这可以进一步提供为该晶片处理炉建立更好的预防性维护计划的优点。这可能有助于增加该炉的可用性，从而保持处理基本连续。

14、尽管在这一领域已经有了持续的改进，但目前的概念被认为代表了实质性的新改进。它们还包括对现有技术实践的偏离，这导致了这种性质的更多改进的方法和可靠的设备。

15、从下面的详细描述中，本公开的上述和其他特征、特点和优点将变得显而易见，其中也考虑了这里的附图。附图以举例的方式说明了本公开的原理。该描述仅出于示例的目的给出，并不限制本公开的范围。以下引用的参考数字指的是所包含的附图。

16、在本文提供的独立和从属权利要求中阐述了本公开的特定和优选方面。从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征相结合。它们也可以适当地与其他从属权利要求的特征相结合，而不仅仅是在权利要求中列出。

技术特征：

1.一种在半导体处理设备中颗粒消除的方法，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理步骤的重复包括获得所述室壁膜的厚度，直到其达到所述预定室壁膜厚度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述膜具有第一化学性质，并且其中，所述膜的改性上部具有不同于第一化学性质的第二化学性质。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，改性所述上部还包括，在将所述内表面暴露于环境之前，将所述处理室中的压力调节至大气压。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环境包括氧化气体。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述氧化气体基本包括元素氧。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述内表面暴露于所述环境是在500℃至800℃的温度范围内进行的。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述膜包括半导体材料，并且其中，所述反应气体混合物的提供包括提供第一反应物气体和不同于第一反应物气体的第二反应物气体。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一反应物气体包括含硅化合物，所述第二反应物气体包括含氮化合物。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一反应物气体的提供至少部分地与所述第二反应物气体的提供同时进行。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述反应气体混合物还包括向所述处理室提供掺杂剂前体气体。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述掺杂剂前体气体的提供与所述反应气体混合物的提供同时进行。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述掺杂剂前体气体包括氧原子。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，氧浓度在2原子％至50原子％的范围内。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理室包含在晶片处理设备中，用于处理布置在晶片舟中的多个衬底。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述晶片处理设备是立式炉。

17.一种晶片处理炉，包括：

18.根据权利要求17所述的晶片处理炉，其中，所述第一层具有第一厚度，所述第二层具有第二厚度，并且其中，第一厚度和第二厚度配置成使得在所述处理室中颗粒形成的可能性降低。

19.根据权利要求17所述的晶片处理炉，是立式炉，并且其中，所述处理室在竖直方向上延伸。

技术总结
提供了一种用于半导体设备中颗粒消除的方法。在优选实施例中，该方法包括在半导体处理设备的处理室中处理衬底。该处理包括将衬底装载在具有一个或多个内表面的处理室中，向处理室提供反应气体混合物，从而形成衬底膜和室壁膜，以及将衬底装载在处理室外。该方法还包括重复处理步骤一次或多次，直到室壁膜已达到预定室壁膜厚度，此时将内表面暴露于环境，从而改性室壁膜的至少上部，因此降低在处理室中颗粒形成的可能性。

技术研发人员：C.T.赫布施莱布,K.侯本
受保护的技术使用者：ASM IP私人控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11