(19)中华人民共和国国家知识产权局
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201821903886.0
(22)申请日 2018.11.19
(73)专利权人 长鑫存储技术有限公司
地址 230601 安徽省合肥市合肥市经济技
术开发区翠微路6号海恒大厦630室
(72)发明人 不公告发明人
(74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通
合伙) 31219
代理人 余明伟
(51)Int.Cl.
H01L 21/67(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型提供一种半导体设备。半导体设
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。本实用新型的半导体设备可以在进行热
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。权利要求书1页 说明书7页 附图2页CN 209104123 U 2019.07.12
C N 209104123
U
1.一种半导体设备，其特征在于，包括：
腔室，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；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；
支撑座，位于所述腔室内，用于支撑晶圆；
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。
2.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于：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。
4.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于：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。
5.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于：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。
6.根据权利要求1至5任一项所述的半导体设备，其特征在于：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座上的晶圆的间距介于0.5～
1.5mm之间。
7.根据权利要求1至5任一项所述的半导体设备，其特征在于：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下方。
8.根据权利要求6所述的半导体设备，其特征在于：所述若干个灯管呈蜂窝式分布。
9.根据权利要求7所述的半导体设备，其特征在于：所述若干个灯管呈蜂窝式分布。
权 利 要 求 书1/1页CN 209104123 U
半导体设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种半导体设备。
背景技术
[0002]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。
[0003]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。
实用新型内容
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种半导体设备，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。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]在另一可选方案中，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下方。
[0012]可选地，多个所述灯管呈蜂窝式分布。
[0013]如上所述，本实用新型的半导体设备，具有以下有益效果：本实用新型的半导体设备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清除，从而有效避免氧气等外来气体及颗粒杂质对晶圆造成氧化等污染，有助于提高设备运转率、改善器件性能和提升生产良率。
附图说明
[0014]图1显示为现有技术中外来气体及颗粒杂质进入腔室内的示意图。
[0015]图2显示为本实用新型实施例一的半导体设备的结构示意图。
[0016]图3显示为本实用新型实施例一的半导体设备的加热装置的一示例结构示意图。[0017]图4显示为本实用新型实施例二的半导体工艺方法的流程示意图。
[0018]元件标号说明
[0019]1’，1 腔室
[0020]11 晶圆进出口
[0021]12 进气口
[0022]13 第一排气口
[0023]14 第二排气口
[0024]15 支撑座
[0025]16 加热装置
[0026]161 灯管
[0027]17 氧气传感器
[0028]18 温控装置
[0029]19 反射板
[0030]20 阀门
[0031]21 闸阀门
[0032]30’，30 晶圆
[0033]31 颗粒杂质
具体实施方式
[0034]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0035]请参阅图2至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型
所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改
变或调整，在无实质技术内容的变更下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。且出于使图面简洁的目的，本说明书所述图示中对同样的结构一般不做重复标记。[0036]实施例一
[0037]图2显示为本实用新型实施例一的半导体设备的结构示意图。如图2所示，本实用新型提供一种半导体设备，包括腔室1、支撑座15及加热装置16，所述腔室1上设置有晶圆进出口11、进气口12、第一排气口13及第二排气口14；所述进气口12位于所述腔室1的底部且连接至惰性气体源，以向所述腔室1内供应惰性气体；所述第一排气口13位于与所述晶圆进出口11相对的一侧，所述第二排气口14位于所述晶圆进出口11的上方；所述支撑座15位于所述腔室1内，用于支撑晶圆30；所述加热装置16位于所述腔室1内，用于对位于所述支撑座15上的晶圆30进行加热。在惰性气体的助力下，通过所述第一排气口13和所述第二排气口14的排气，本实用新型的半导体设备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快速清除，从而有效避免氧气等外来气体及颗粒杂质对晶圆造成氧化等污染，有助于提高设备运转率、改善器件性能和提升生产良率。
[0038]所述腔室1的具体结构和大小可以根据需要设置，比如为圆柱形腔体，所述腔室1上表面具有活动腔盖以将所述腔室1闭合，且所述活动腔盖通常保持在闭合状态，仅在进行设备维修保养时才完全开启。作为示例，本实施例中，所述加热装置16包括若干个灯管161，且若干个灯管161之间可各自被独立控制，即各个灯管161之间的开启或关闭是各自独立互不干扰的，因而通过控制开启或关闭的灯管161的数量可以调整加热速率以实现更精准的温度控制，比如在升温的初始阶段可以将所有灯管161都开启以
加快升温速率，而在温度快接近工艺温度时可以关闭部分灯管161以使升温速率变平缓，以将加热温度控制在制程工艺温度内；或者灯管161之间可以分区控制，即所述加热装置16分成若干个加热区域，位于同一个加热区域的灯管161可以统一控制，而位于不同加热区域的灯管161的开启或关闭各自独立互不干扰，分区控制同样可以实现更精准的温度控制且所述加热装置16的结构和具体的加热控制过程更加简化，比如，可以根据晶圆30表面区域的器件分布密度不同而对晶圆30表面各区域的加热控制进行分别管理，可以改善工艺分布均匀性，提高工艺生产良率。所述加热装置16的完全独立控制或分区控制还使得工作人员可以切换不同位置的加热以延长所述加热装置16的使用寿命，比如，对不同位置的灯管161进行加热工作的切换以避免同一灯管161始终处于加热状态，可以有效延长灯管161的使用寿命，减少因更换灯管161导致的设备停机时间，降低维修成本，提高生产效率。具体地，所述加热装置16可以是多个卤化钨灯之类的灯管161，提供的热源易控制、方便、有效、加热速度快。多个所述灯管161设置于所述腔盖上，以对位于所述支撑座15上的晶圆30进行正面(制作有器件的一面)加热，且所述灯管161可在所述腔盖上呈蜂窝式分布，比如如图3所示，以使加热更加均匀。当然，在其他示例中，所述加热装置16也可以设置于所述腔室1的底部，以从晶圆30的背面(未制作有器件的一面)对晶圆30进行加热；或者可以于所述腔盖上(即所述腔室1的顶部)和所述腔室1的底部都设置所述加热装置16，以对晶圆30进行双面加热，本实施例中不做严格限制。[0039]作为示例，所述晶圆进出口11处设置有闸阀门21(slit door)，所述闸阀门21可在上下方向或左右方向上滑动，以通过所述闸阀门21的滑动实现所述晶圆进出口11的打开或
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