[发明专利]半导体设备及半导体工艺方法

说明书

本发明提供一种半导体设备及半导体工艺方法。半导体设备包括腔室、支撑座及加热装置，腔室上设置有晶圆进出口、进气口、第一排气口及第二排气口；进气口位于腔室的底部且连接至惰性气体源，以向腔室内供应惰性气体；第一排气口位于与晶圆进出口相对的一侧，第二排气口位于晶圆进出口的上方；支撑座位于腔室内，用于支撑晶圆；加热装置位于腔室内，用于对位于支撑座上的晶圆进行加热。本发明的半导体设备和半导体工艺方法可以在进行热处理等制程工艺前将制程腔室内的氧气等外来气体及颗粒杂质快速彻底清除，有助于提高设备运转率、改善器件性能和提升生产良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种半导体设备及半导体工艺方法。

背景技术

在半导体芯片生产制造中，快速热处理(rapid thermal processing，简称RTP)装置经常被用来进行离子注入(implant)后的退火(Anneal)，以修复掺杂离子(包括B,P,As等)对硅晶圆晶体结构造成的损伤，同时激活掺杂离子。此外，快速热处理装置也可以用于对金属Co/Ti/Ni和硅进行热处理以形成金属硅化物(Silicide)以及用于快速热化学沉积等工艺。

在利用快速热处理装置进行退火和形成金属硅化物等热处理工艺中，对制程气体的纯度要求非常高，特别是在制备CoSi₂的工艺中，极少量的氧气的引入就会在晶圆表面生成CoOx氧化物，造成晶圆污染，使得栅极和接触孔区域的阻值增加，导致器件性能下降。比如如图1中所示，在腔门开启后，晶圆30’进入腔室1’的过程中，颗粒杂质31以及外来气体等将伴随晶圆30’进入腔室1’内，这些颗粒杂质31以及外来气体，尤其是外来气体中的氧气将对晶圆30’造成氧化等污染。因而提出一种新的半导体设备，以避免外来气体及颗粒杂质对晶圆造成污染实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体设备及半导体工艺方法，用于解决现有技术中在进行热处理工艺时，外来气体及颗粒杂质容易混入制程腔室内，造成晶圆表面氧化，导致晶圆污染和器件性能下降等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体设备，包括腔室、支撑座及加热装置，所述腔室上设置有晶圆进出口、进气口、第一排气口及第二排气口；所述进气口位于所述腔室的底部且连接至惰性气体源，以向所述腔室内供应惰性气体；所述第一排气口位于与所述晶圆进出口相对的一侧；所述第二排气口位于所述晶圆进出口的上方；所述支撑座位于所述腔室内，用于支撑晶圆；所述加热装置位于所述腔室内，用于对位于所述支撑座上的晶圆进行加热。

可选地，所述晶圆进出口位于所述腔室的侧壁上，所述第二排气口位于所述腔室的顶部，且与所述晶圆进出口所在的侧壁相邻。

可选地，所述腔室还包括氧气传感器，所述氧气传感器设置于所述第一排气口的排气通道上。

可选地，所述腔室还包括温控装置，位于所述腔室内，所述温控装置与所述加热装置相连接，用于根据所述腔室内的温度控制所述加热装置的打开或关闭。

可选地，所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气和氖气中的一种或多种，且所述惰性气体流量介于50～200slm之间。

可选地，所述加热装置包括若干个灯管，所述加热装置位于所述支撑座的上方；所述半导体设备还包括反射板，位于所述腔室内且位于所述支撑座的下方，所述反射板与位于所述支撑板上的晶圆的间距介于0.5～1.5mm之间。

本发明还提供一种半导体工艺方法，所述半导体工艺方法采用如上述任一方案中所述的半导体设备进行，其包括步骤：将晶圆自所述晶圆进出口传入至所述腔室内的所述支撑座上；关闭所述晶圆进出口，向所述腔室内供应惰性气体，开启所述第一排气口和所述第二排气口进行排气以对所述腔室进行清洁；关闭所述第一排气口和所述第二排气口，对所述晶圆进行预设制程工艺处理；经预设的工艺时间后，开启所述晶圆进出口以将所述晶圆自所述晶圆进出口移出所述腔室。