CN110473783B - 颗粒控制方法 - Google Patents

颗粒控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110473783B
CN110473783B CN201910768771.8A CN201910768771A CN110473783B CN 110473783 B CN110473783 B CN 110473783B CN 201910768771 A CN201910768771 A CN 201910768771A CN 110473783 B CN110473783 B CN 110473783B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
control method
temperature value
particle control
preset temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910768771.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110473783A (zh
Inventor
吴艳华
孙妍
王玉霞
周文飞
刘科学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority to CN201910768771.8A priority Critical patent/CN110473783B/zh
Publication of CN110473783A publication Critical patent/CN110473783A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110473783B publication Critical patent/CN110473783B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种颗粒控制方法,该颗粒控制方法包括以下步骤:S1,将完成工艺的晶片传入封闭区域中;S2,向封闭区域中通入不与晶片反应的第一冷却气体,直至晶片的温度降低至第一预设温度值;S3,向封闭区域中通入空气,以去除封闭区域中已存在的颗粒。本发明提供的颗粒控制方法,不仅可以减少因润滑剂扩散而产生颗粒,提高封闭区域的清洁度,而且无需拆卸并清洗装载台上的导轨及相关部件,也无需更改机械部件,从而可以简化操作过程、减少维护时间和成本,提高机台产能。

Description

颗粒控制方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体地,涉及一种颗粒控制方法。
背景技术
随着集成电路制造业的快速发展,器件特征尺寸不断缩小,芯片的集成度越来越高,对工艺指标的要求越来越严格,新工艺的发展逐渐受制于工艺设备的更新升级。以立式氧化炉为例,为了保证新工艺、新材料的实现,工艺指标如颗粒度控制、成膜均匀性、金属含量控制等都随着工艺制程的更新,标准要求不断提升。
颗粒度控制是氧化成膜工艺中衡量薄膜质量的一项重要指标。颗粒来源主要包括工艺形成和外界引入。其中,工艺形成是指工艺反应期间引入,由于工艺导致的颗粒;外界引入主要是指在晶片装载过程中机械动作所涉及的机械结构引入的颗粒沾污。
立式氧化炉主要应用于前段热氧化工艺,其颗粒产生的主要因素是外界引入,外界引入颗粒主要包括:机械运动引起的机械摩擦产生的颗粒;装载台(LoadPortC/D)上导轨的润滑剂扩散产生的颗粒;石英部件产生的颗粒。
现有的控制上述外界引入颗粒的方法包括:定期对运动部件的导轨擦涂润滑油;校准机械手;清洗或者更换石英部件;清洗或更换装载台(LoadPortC/D)上的导轨及相关部件。但是,这些颗粒控制方法在实际应用中不可避免地存在以下问题:即,对于对运动部件的导轨擦涂润滑油,在晶片在装载台(LoadPortC/D)上的晶盒与封闭区域(Loading Area,LA)之间的传输过程中,容易因润滑剂扩散而产生颗粒。为此,需要拆卸并清洗装载台(LoadPortC/D)上的导轨及相关部件,操作复杂,并且需要重新进行各个工艺参数指标的测试,时间较长且成本高,影响机台产能。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种颗粒控制方法,用于不仅可以减少因润滑剂扩散而产生颗粒,提高封闭区域的清洁度,而且在有效控制颗粒的基础上,无需拆卸并清洗装载台上的导轨及相关部件,也无需更改机械部件,从而可以简化操作过程、减少维护时间和成本,提高机台产能。
为实现上述目的,本发明提供了一种颗粒控制方法,包括以下步骤:
S1,将完成工艺的晶片传入封闭区域中;
S2,向所述封闭区域中通入不与所述晶片反应的第一冷却气体,直至所述晶片的温度降低至第一预设温度值;
S3,向所述封闭区域中通入空气,以去除所述封闭区域中已存在的颗粒。
可选的,所述步骤S3的进气流量和排气流量均大于所述步骤S2的进气流量和排气流量,以将所述晶片的温度从所述第一预设温度值进一步降低至第二预设温度值。
可选的,在所述步骤S2中,所述第一预设温度值的设定满足使氧气与晶片不发生氧化反应。
可选的,所述第一预设温度值小于或者等于80℃。
可选的,所述步骤S3的工艺时间的取值范围在20-80min。
可选的,所述步骤S3的工艺时间为40min。
可选的,在所述步骤S3中,所述第二预设温度值小于或者等于60℃。
可选的,所述第一冷却气体的进气流量小于或者等于900L/min。
可选的,所述空气的进气流量大于或者等于1000L/min。
可选的,所述第一冷却气体包括氮气或者惰性气体。
可选的,所述颗粒控制方法应用于热氧化工艺。
本发明的有益效果:
本发明所提供的颗粒控制方法,其步骤S2通过向封闭区域中通入不与晶片反应的第一冷却气体来使晶片的温度降低至第一预设温度值,步骤S3通过向封闭区域中通入空气,来去除封闭区域中已存在的颗粒。借助步骤S2,可以通过降低晶片的温度来避免晶片在后续步骤S3时与通入的空气发生氧化反应,同时晶片温度越低,在利用装载台上的导轨及相关部件传输晶片时,这些部件上涂覆的润滑剂扩散速度越慢,由此可以减少在传输晶片的过程中因润滑剂扩散而产生的颗粒,从而可以减少颗粒来源。借助步骤S3,可以对已经扩散至封闭区域中的颗粒进行去除,从而可以提高封闭区域的清洁度。同时,本发明所提供的上述颗粒控制方法在有效控制颗粒的基础上,无需拆卸并清洗装载台上的导轨及相关部件,也无需更改机械部件,从而可以简化操作过程、减少维护时间和成本,提高机台产能。
附图说明
图1为本发明提供的颗粒控制方法的流程框图;
图2为构成封闭区域的系统结构图;
图3为颗粒数量与步骤S3的工艺时间的曲线图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的颗粒控制方进行详细描述。
请参阅图1,本发明实施例提供的颗粒控制方法,其包括以下步骤:
S1,将完成工艺的晶片传入封闭区域中;
S2,向该封闭区域中通入不与晶片反应的第一冷却气体,直至晶片的温度降低至第一预设温度值;
S3,向封闭区域中通入空气,以去除封闭区域中已存在的颗粒。
以热氧化工艺为例,对于该工艺所采用的立式氧化炉,其配备有微环境系统,该系统构成上述封闭区域(LoadingArea,简称LA)。具体地,如图2所示,微环境系统设置在石英管(图中未示出)下方,且包括腔体1,该腔体1围成的区域即为上述封闭区域,晶舟能够自石英管下降至该封闭区域中。并且,微环境系统还包括设置在该封闭区域中的过滤器2、热交换器3和风机4,用于向封闭区域中通入气体,同时排出经过晶片的气体,以实现气体的循环流动。
此外,上述微环境系统还配备有机械手,用于在腔体1与装载台(LoadPortC/D)上的晶盒之间传递晶片,具体地,通过机械手,可以从装载台上的晶盒中取出晶片,并将其传输至腔体1中的晶舟上;或者,从晶舟取出晶片,并将其传输至装载台上的晶盒中。
在晶片进行热氧化工艺时,从装载台(LoadPortC/D)的晶盒中取出晶片,并将其传输至封闭区域中的晶舟上,具体的,首先打开装载台(LoadPortC/D)的晶盒,并进行扫描(Mapping),然后机械手将晶盒中的晶片传输至微环境系统的封闭区域(LoadingArea,简称LA)中的晶舟上。使晶舟升入石英管中,直至到达指定工艺位置,然后对晶片进行热氧化工艺。在进行该氧化工艺的过程中,首先对石英管中的晶片进行加热,使之温度以一定速率升高至目标温度,并达到稳定,在此过程中,可以通入小流量的氧气和减少晶片被氧化的反应保护气体。在该目标温度下,对晶片进行主热氧化工艺,直至达到设定反应时间。然后,对晶片进行退火稳定步骤,即,向石英管通入反应保护气体或惰性气体,且气体流量基本不变;同时,保持目标温度不变,石英管中的压力保持不变。
之后,对晶片进行降温,直至晶片的温度降低至预设的降舟温度值,从而完成了热氧化工艺。可选的,降舟温度值可以为650℃。此外,在对晶片降温的过程中,可以通入反应保护气体。
在晶片完成热氧化工艺之后,通过步骤S1使之传入封闭区域中,此时晶片的温度在650℃左右。然后,通过采用步骤S2对封闭区域中完成热氧化工艺的晶片进行冷却,具体地,通过向封闭区域中通入不与晶片反应的第一冷却气体来使晶片的温度降低至第一预设温度值。
之所以冷却晶片,是因为刚完成工艺的晶片的温度在650℃左右,温度较高,需要采用不与晶片反应的第一冷却气体冷却晶片,以避免在后续通入空气时晶片被氧化。同时,晶片温度越低,在利用装载台上的导轨及相关部件传输晶片时,这些部件上涂覆的润滑剂扩散速度越慢,由此,可以减少在传输晶片的过程中因润滑剂扩散而产生的颗粒,从而可以减少颗粒来源。
在步骤S3中,通过向封闭区域中通入空气,空气中的氧气会在一定的温度条件下与封闭区域中存在的润滑油等颗粒发生氧化反应,反应后的颗粒产物会溶解在空气含有的水汽中,被气流携带排出封闭区域,从而去除了已经扩散至封闭区域中的颗粒,提高了封闭区域的洁净度。步骤S3适用于去除能够与氧气反应的物质颗粒。
本发明实施例提供的上述颗粒控制方法在有效控制颗粒的基础上,无需拆卸并清洗装载台上的导轨及相关部件,也无需更改机械部件,从而可以简化操作过程、减少维护时间和成本,提高机台产能。
可选的,上述第一预设温度值小于或者等于80℃。在该温度范围内,可以有效避免氧气与晶片发生氧化反应。
可选的,上述步骤S3的进气流量和排气流量均大于步骤S2的进气流量和排气流量,以将晶片的温度从上述第一预设温度值进一步降低至第二预设温度值。这样,可以进一步减少因润滑剂扩散而产生的颗粒。
可选的,该第二预设温度值可以小于或者等于60℃。在该温度范围内,既有利于封闭区域中的润滑剂等颗粒与氧气的反应,从而有效去除封闭区域中已存在的颗粒,又可以进一步减少因润滑剂扩散而产生的颗粒。
可选的,步骤S3的工艺时间的取值范围在20-80min。在实际应用中,该工艺时间不能太短,否则会导致颗粒的去除不完全,也可能造成晶片的温度没有下降至足够低,无法达到减少因润滑剂扩散而产生颗粒的目的;工艺时间也不能太长,否则工艺时间增加过多会影响机台产能。
如图3所示,横坐标为步骤S3的工艺时间;纵坐标为因润滑剂扩散而产生的颗粒数量。由图3可知,工艺时间在20-80min的范围内,颗粒数量得到了明显地控制,而在40-80min的范围内,颗粒数量基本控制在颗粒控制线(颗粒数量为10)以下,由此,步骤S3的工艺时间采用40min,工艺时间较短,且能够将颗粒数量控制在颗粒控制线以下,是颗粒控制的最优条件。
可选的,步骤S2的进气流量小于或者等于900L/min。在该流量范围内,可以使晶片的温度降低至第一预设温度值的前提下,保证成本不会过高。
可选的,步骤S3的进气流量大于或者等于1000L/min。在该流量范围内,可以实现晶片的快速降温。
可选的,第一冷却气体包括氮气或者诸如氦气等的惰性气体。
综上所述,本发明实施例提供的颗粒控制方法,其步骤S2通过向封闭区域中通入不与晶片反应的第一冷却气体来使晶片的温度降低至第一预设温度值,步骤S3通过向封闭区域中通入空气,来去除封闭区域中已存在的颗粒。借助步骤S2,可以通过降低晶片的温度来避免晶片在后续步骤S3时与通入的空气发生氧化反应,同时晶片温度越低,在利用装载台上的导轨及相关部件传输晶片时,这些部件上涂覆的润滑剂扩散速度越慢,由此可以减少在传输晶片的过程中因润滑剂扩散而产生的颗粒,从而可以减少颗粒来源。借助步骤S3,可以对已经扩散至封闭区域中的颗粒进行去除,从而可以提高封闭区域的清洁度。同时,本发明所提供的上述颗粒控制方法在有效控制颗粒的基础上,无需拆卸并清洗装载台上的导轨及相关部件,也无需更改机械部件,从而可以简化操作过程、减少维护时间和成本,提高机台产能。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种颗粒控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将完成工艺的晶片传入封闭区域中;
S2,向所述封闭区域中通入不与所述晶片反应的第一冷却气体,直至所述晶片的温度降低至第一预设温度值;所述第一预设温度值的设定满足使氧气与晶片不发生氧化反应;
S3,向所述封闭区域中通入空气,且将所述晶片的温度从所述第一预设温度值降低至第二预设温度值,所述第二预设温度值的设定满足使所述空气中的氧气与所述封闭区域中存在的颗粒发生氧化反应,反应后的颗粒产物会溶解在空气含有的水汽中,被气流携带排出封闭区域,以去除所述封闭区域中已存在的颗粒。
2.根据权利要求1所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述步骤S3的进气流量和排气流量均大于所述步骤S2的进气流量和排气流量。
3.根据权利要求1所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述第一预设温度值小于或者等于80℃。
4.根据权利要求1所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述步骤S3的工艺时间的取值范围在20-80min。
5.根据权利要求4所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述步骤S3的工艺时间为40min。
6.根据权利要求2所述的颗粒控制方法,其特征在于,在所述步骤S3中,所述第二预设温度值小于或者等于60℃。
7.根据权利要求1所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述第一冷却气体的进气流量小于或者等于900L/min。
8.根据权利要求2或7所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述空气的进气流量大于或者等于1000L/min。
9.根据权利要求1所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述第一冷却气体包括氮气或者惰性气体。
10.根据权利要求1所述的颗粒控制方法,其特征在于,所述颗粒控制方法应用于热氧化工艺。
CN201910768771.8A 2019-08-20 2019-08-20 颗粒控制方法 Active CN110473783B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910768771.8A CN110473783B (zh) 2019-08-20 2019-08-20 颗粒控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910768771.8A CN110473783B (zh) 2019-08-20 2019-08-20 颗粒控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110473783A CN110473783A (zh) 2019-11-19
CN110473783B true CN110473783B (zh) 2022-05-27

Family

ID=68512022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910768771.8A Active CN110473783B (zh) 2019-08-20 2019-08-20 颗粒控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110473783B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573178B1 (en) * 1999-04-21 2003-06-03 Kokusai Electric Co., Ltd. Manufacturing method for semiconductor device and semiconductor manufacturing apparatus
CN103745920A (zh) * 2014-01-29 2014-04-23 北京七星华创电子股份有限公司 一种半导体工艺中控制晶圆冷却的方法
CN108885993A (zh) * 2016-03-24 2018-11-23 株式会社国际电气 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109560010B (zh) * 2017-09-26 2022-12-16 株式会社国际电气 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573178B1 (en) * 1999-04-21 2003-06-03 Kokusai Electric Co., Ltd. Manufacturing method for semiconductor device and semiconductor manufacturing apparatus
CN103745920A (zh) * 2014-01-29 2014-04-23 北京七星华创电子股份有限公司 一种半导体工艺中控制晶圆冷却的方法
CN108885993A (zh) * 2016-03-24 2018-11-23 株式会社国际电气 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN110473783A (zh) 2019-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6270952B1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体。
US5217501A (en) Vertical wafer heat treatment apparatus having dual load lock chambers
US6753506B2 (en) System and method of fast ambient switching for rapid thermal processing
US9214371B2 (en) Thermal treatment apparatus and thermal treatment method
KR100627919B1 (ko) 실리콘웨이퍼의 열처리방법 및 실리콘웨이퍼
KR20120120052A (ko) 로딩 유닛 및 처리 시스템
US20170092518A1 (en) Substrate processing apparatus
EP1116261A1 (en) Method and apparatus for cooling substrates
US20190393056A1 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
CN111052336B (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法及记录介质
CN102468158B (zh) 衬底处理设备和制造半导体器件的方法
CN111095517A (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法和程序
KR101211551B1 (ko) 진공처리장치 및 진공처리방법
CN110473783B (zh) 颗粒控制方法
TWI726507B (zh) 半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式
CN110943003B (zh) 一种工艺气体的吹扫方法
JP2909481B2 (ja) 縦型処理装置における被処理体の処理方法
TW201734267A (zh) 附著物去除方法及乾蝕刻方法
JP2001118839A (ja) 半導体用熱処理装置および半導体基板の熱処理方法
JP4283973B2 (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP4456727B2 (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JPS6381920A (ja) 処理装置
CN115799055A (zh) 半导体结构制作方法及半导体结构处理设备
CN111809165A (zh) 沉积设备的清洁方法
JPS6381933A (ja) 枚葉式薄膜形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant