[发明专利]用于外延工艺的半导体制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造设备，尤其涉及一种用于在基板上形成外延层的外延工艺的半导体制造设备。

背景技术

常用的选择性外延工艺(selective epitaxy process)伴随沉积反应及蚀刻反应。沉积及蚀刻反应对多晶层及外延层以相对不同的反应速度同时发生。沉积工艺中，在至少一个第二层上，在现有的多晶层及/或非晶层沉积的期间，外延层在单晶表面上形成。但是沉积的多晶层一般比外延层以更快的速度蚀刻。因此，通过改变腐蚀气体的浓度，网状选择性工艺(net selective process)可以实现外延材料的沉积、和受限或不受限的多晶材料的沉积。例如，选择性外延工艺可以实现，沉积物不残留在垫片上并在单晶硅表面上形成含硅材料的外延层(epilayer)。

选择性外延工艺一般具有几个缺点。在这种外延工艺中，前驱体的化学浓度及反应温度在沉积工艺上进行调节及调整，以保持选择性。若供应不充足的硅前驱体，则使蚀刻反应活化而导致整体工艺迟缓。另外，会对基板表面的蚀刻产生不利影响。若供应不充足的腐蚀液前驱体，则会使沉积反应在整个基板表面上形成单晶及多晶材料的选择性(selectivity)减少。另外，常用的选择性外延工艺一般需要高反应温度如约800℃、约1000℃、或更高的温度。这种高温会使得在基板表面产生不被控制的氮化反应及热移动(thermal budge)，因此在制造工艺中并不优选。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种能够在基板上形成外延层的半导体制造设备。

本发明的另一目的在于，提供一种能够去除在基板上形成的自然氧化膜并能够防止在基板上形成自然氧化膜的半导体制造设备。

本发明的又一目的可以通过下述详细的说明和附图进一步明确。

解决课题的方法

根据本发明一实施例，一种半导体制造设备，其特征在于，所述半导体制造设备包括：清洗腔室，其实现对基板的清洗工艺；外延腔室，其实现在所述基板上形成外延层的外延工艺；以及搬运腔室，其侧面与所述清洗腔室及所述外延腔室连接，并且具备将已完成所述清洗工艺的所述基板搬运至所述外延腔室的基板处理器，所述清洗腔室具备：反应腔室，其与所述搬运腔室的侧面连接，并实现对所述基板的反应工艺；及加热腔室，其与所述搬运腔室的侧面连接，并实现对所述基板的加热工艺，所述反应腔室和所述加热腔室以上下形式载置。

所述搬运腔室可以具有使基板向所述清洗腔室进出的第一及第二搬运通道，所述反应腔室可以具有使所述基板进出的反应通道，所述加热腔室可以具有使所述基板进出的加热通道，所述半导体制造设备可以进一步包括用于分隔所述反应腔室和所述搬运腔室的反应侧闸阀、和用于分隔所述加热腔室和所述搬运腔室的加热侧闸阀。

所述反应腔室可以具备：等离子体供应线，其与所述反应腔室连接并供应等离子体；气体源，其用于储存激活为所述等离子体的反应性气体；及等离子体源，其将通过所述等离子体供应线供应的所述反应性气体激活而产生所述等离子体。

所述反应腔室可以进一步具备衬托器，所述衬托器用于放置所述基板，并且在所述反应工艺期间使所述基板旋转。

所述反应性气体可以是选自NF₃、NH₃、H₂、N₂中的一种以上。

所述加热腔室可以具备：衬托器，其用于放置所述基板；及加热器，其用于加热放置在所述衬托器的所述基板。

所述半导体制造设备可以进一步包括缓冲腔室，该缓冲腔室与所述搬运腔室的侧面连接，并具备用于载置所述基板的载置空间，所述基板处理器能够将已完成所述清洗工艺的所述基板依次载置在所述载置空间后，将所载置的所述基板搬运至所述外延腔室，并且将形成有所述外延层的所述基板依次载置在所述载置空间。

所述载置空间可以具备：第一载置空间，其用于载置已完成所述清洗工艺的所述基板；和第二载置空间，其用于载置形成有所述外延层的所述基板。

发明的效果

根据本发明的一实施例，能够去除在基板上形成的自然氧化膜，并且能够防止在基板上形成自然氧化膜。因此，能够在基板上有效地形成外延层。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明一实施例的半导体制造设备的图。

图2是示出本发明第一实施例进行处理的基板的图。

图3是示出根据本发明一实施例形成外延层的方法的流程图。

图4是示出图1所示的缓冲腔室的图。