[发明专利]用于大规模制造半导体材料的原位反应室清洁处理方法

权利要求书

1.一种在半导体材料生产用反应室内控制半导体材料不良沉积物的方法，所述方法包括：

在基片上生产半导体材料；和

通过原位清洁工序以如下任一种方式去除所述反应室内的不良沉积物：

(a)重复进行生产和去除工序，从而在所述基片上提供选定量的半导体材料，同时将所述反应室内的不良沉积物的量维持在可接受的范围内；或

(b)使所述反应室内部与一种或多于一种的清洁气体接触，所述清洁气体与所述不良沉积物反应而形成气态反应产物；自动检测所述气态反应产物的水平；并在所述反应室中持续进行气体接触，直至经自动检测的所述气态反应产物水平表明所述不良沉积物的量处于可接受的范围内。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述原位清洁工序包括：

通过化学气相沉积(CVD)工序在所述反应室中的基片上生长选定量的半导体材料；和

通过反复进行生长和去除步骤来去除所述反应室内的不良沉积物，直到在所述基片上生长了选定量的材料并且所述反应室内的所述不良沉积物的量维持在可接受的范围内。

3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括将所述基片维持在受控条件中而不与环境气氛接触，直到在所述基片上已生长选定量的半导体材料。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述CVD工序包括氢化物气相外延法；生长于所述基片上的所述半导体材料包含一种或多于一种III族元素的一种或多于一种化合物，且所述原位清洁工序包括将不良沉积物转化为从所述反应室排出的气态产物。

5.如权利要求2所述的方法，其中，所述不良沉积物积聚的可接受范围是使生长于所述基片上的所述材料的品质足以用于预定用途的范围。

6.如权利要求2所述的方法，其中，所述积聚不良沉积物的可接受范围是使生长于所述基片上的所述材料基本上不受由所述不良沉积物引起的污染的范围。

7.如权利要求2所述的方法，所述还包括：

自动检测不良沉积物的量；和

根据自动检测到的不良沉积物的量进行原位清洁工序，以将不良沉积物的量维持在可接受的范围内。

8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述原位清洁过程中将所述基片转移出所述反应室，在基片转移过程中将所述反应室的温度设置在重置/移出温度范围内以使所述基片不易受热损伤。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述原位清洁工序包括：

使反应室内部与一种或多于一种清洁气体接触，所述清洁气体与所述不良沉积物反应而形成气态反应产物；

自动检测所述气态反应产物的水平；和

持续进行气体接触直到自动检测的所述反应产物水平表明不良沉积物的量处于可接受的范围内。

10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括将一种或多于一种清洁气体流经所述反应室，和通过进行光谱测量来检测反应室废气中气态反应产物的水平，其中，所述不良沉积物包括一种或多于一种III族-V族化合物、卤族化合物，并且其中所述清洁气体包含卤素化合物。

11.一种用于在基片上生长选定量半导体材料的加工设备，所述设备包含：

包含反应室的反应器子系统，通过控制信号引导所述子系统以进行各种半导体工序；

气体传感器，所述气体传感器用于产生响应于从所述反应室排出的气体的组成的信号；和

自动控制器，所述自动控制器用于产生引导所述反应器子系统的控制信号，所述控制信号至少部分地依赖于所述气体传感器信号而产生。

12.如权利要求11所述的设备，其中，所述控制信号还包含清洁控制信号，所述清洁控制信号执行将不良沉积物清洁出反应室内的原位工序；且其中持续进行所述原位清洁工序直到所述气体传感器信号指示所述反应室内不良沉积物的剩余量处于可接受范围内。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述原位清洁工序还包括：

使反应室与一种或多于一种清洁气体接触，所述清洁气体与所述反应室内部的所述不良沉积物反应而形成气态反应产物；和

将所述反应产物从所述反应室排出。