TW202413870A - 清潔高溫爐以及半導體元件的清潔方法 - Google Patents
清潔高溫爐以及半導體元件的清潔方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202413870A TW202413870A TW112128339A TW112128339A TW202413870A TW 202413870 A TW202413870 A TW 202413870A TW 112128339 A TW112128339 A TW 112128339A TW 112128339 A TW112128339 A TW 112128339A TW 202413870 A TW202413870 A TW 202413870A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- atmosphere
- cleaning method
- temperature furnace
- high temperature
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 21
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001121408 Homo sapiens L-amino-acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- 102100026388 L-amino-acid oxidase Human genes 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
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 Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
本發明係有關於一種清潔高溫爐的清潔方法，該高溫爐特別適於對PV基板或半導體基板進行熱處理。該清潔方法包括以下步驟：在該高溫爐中設置氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣；將該高溫爐及該氣氛加熱到至少為1300℃的溫度，以產生原子氫；以及將該溫度保持預定時間，以清除雜質，特別是金屬雜質。
Description
本發明係有關於清潔高溫爐，特別是用於對光伏（PV）基板或半導體基板進行熱處理的爐子的清潔方法。本發明還有關於清潔PV元件或半導體元件如晶錠或SiC（碳化矽）晶圓的清潔方法。
舉例而言，能夠在例如1500℃以上溫度下工作的高溫爐可用於PV或半導體工業的活化或氧化程序（也可在1500℃以下實施氧化程序）。在此過程中，雜質，特別是金屬雜質會沈積在爐內。此等雜質可能會影響處理程序。因此，此類高溫爐須定期清潔，以避免在處理基板時因爐內雜質而受到影響。尤其會產生金屬雜質或不需要的碳粒子，但該等雜質也可能是不同性質的。例如，雜質也可能以氧化物的形式存在於表面或材料本身中。
以往的清潔方法例如包括使用氯化碳氫化合物進行就地清潔、濕式化學清潔方法、以乾式蝕刻工藝進行清潔或溫度例如高達2000℃的純熱清潔。
用氯化碳氫化合物清潔時會產生腐蝕性氣體混合物，該等氣體混合物一方面處置難度大，而且例如不適合石墨部件。由於石墨部件經常用於半導體晶圓熱處理爐中，因而此類腐蝕性氣體混合物是非期望的。
濕式化學清潔方法可能會造成表面粗糙及/或鐵與銅的沈積。此外，清潔時須拆下受污染的部件，這將導致不希望的設備停運。此外還須使用大型濕式清潔槽，而多孔結構中殘留的水分可能會在加熱過程中破壞結構。重新安裝部件時，也有可能再次污染。
以乾式蝕刻工藝進行清潔需要較高的工藝溫度。金屬污染物只能以基板磨蝕（Substratabtrag）方式去除。這會導致表面嚴重粗糙化。該方法也須拆下受污染的部件才能進行清潔，從而導致設備停運。此外，重新安裝可能會導致再次污染。
溫度例如高達2000℃的純熱清潔通常在正常操作溫度以上進行。一方面，該方法非常耗能，會在設備部件中產生熱應力，而且需要較長時間。
本發明之目的在於減少或克服上述一個或多個缺點。該目的藉由一種根據申請專利範圍所述的方法而達成。
一種清潔高溫爐的清潔方法，該高溫爐特別適於對PV基板或半導體基板進行熱處理，該清潔方法包括以下步驟：在高溫爐中設置氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣；將高溫爐及氣氛加熱到至少為1300℃的溫度，以產生原子氫；以及將該溫度保持預定時間，以清除雜質，至少是金屬雜質；其中氫作為唯一的反應性組分存在於氣氛中。
在至少為1300℃的溫度下，氣氛中所產生的原子氫比例大到足以進行經濟的清潔。藉由提高溫度可增大該比例，必要時可加快清潔速度。現有的金屬雜質例如藉由反應性原子氫轉化（還原）為元素狀態，並可根據金屬的飽和蒸氣壓力曲線蒸發掉。碳粒子可以以氣態碳氫化合物的形式被帶走。
可以在不拆卸爐子的情況下就地進行清潔。如此既節省時間，又能消除在重新組裝、運輸及/或打包過程中再次污染的風險。此外還能對往往已存在的氫氣管線加以利用。這能簡化實施。所需清潔溫度也低於其他清潔方法，從而節省了能源等。特別是，清潔溫度可設置得與處理PV基板或半導體基板時的常規工藝溫度相同或更低，從而避免部件產生過大的熱應力。另外，清潔程序結束後，部件中不會產生水分。也不會產生腐蝕性副產品。此外，由於石墨部件也可以清潔，因此應用範圍更廣。儘管如此，粒子清除效果卻極佳。特別是在清潔石墨部件時，可以在不使用氯化碳氫化合物（Chlorkohlenwasserstoff）的情況下進行清潔，但一般情況下也是如此。
調節氣氛的方式有多種。可以只引入氫氣，而不引入其他氣體。此時，分壓基本上等於高溫爐中的總壓。也可以既引入氫氣又引入其他氣體。這種其他氣體較佳為惰性氣體，進一步較佳為氬氣（尤其在有石墨部件的情況下）。也可以使用其他惰性氣體，其中氬氣及氮氣在PV及半導體工業中最常用。然而，氮氣在高溫條件下偶爾會引發不希望的反應。如果除氫氣外還引入其他氣體，則可同時或相繼引入該等氣體。
在該清潔方法中，可以在設置氣氛之前，將之前存在於高溫爐中的氣體或氣體混合物抽出，及/或用惰性氣體或惰性氣體混合物對高溫爐進行一次或多次吹掃。如此將首先去除高溫爐中的氧氣。去除氧氣有利於避免（與氫氣一起）形成氫氧混合氣，其中氫氣分壓在清潔程序中較佳保持在爆炸極限以下。去除之前存在於高溫爐中的其他氣體也能防止其他非期望反應的發生。
可以產生真空或例如1 mbar的強負壓（殘留在爐內），並藉此/在此過程中去除之前存在於高溫爐中的氣體或氣體混合物。也可以用惰性氣體或惰性氣體混合物吹掃高溫爐，從而去除之前存在於高溫爐中的氣體或氣體混合物。此外，也可以先在高溫爐中產生真空，再用惰性氣體或惰性氣體混合物吹掃高溫爐，以去除之前存在於高溫爐中的氣體或氣體混合物。也可以反過來，即先吹掃再抽出。也可以多次重複此二步驟，以便更好地去除之前存在於高溫爐中的氣體或氣體混合物。
該清潔方法可在設置氣氛之前進一步包括以下步驟：將高溫爐泵抽至預定負壓，而後在設置氣氛、加熱高溫爐及/或保溫期間保持該負壓。
藉由保持負壓，將雜質（或雜質與原子氫的產物）去除。舉例而言，這可以藉由用真空泵進行抽吸來實現（抽吸也能在引入新氣體的同時使壓力保持恆定）。
該清潔方法可進一步包括以下步驟：抽出氣氛；在高溫爐中設置新的氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣；以及加熱新氣氛及/或在預定時間內將其溫度保持在1300℃以上。
這可以在保溫後進行。此等步驟也可以在（第一次）加熱後進行，必要時可以在保溫期間進行。藉由交換氣氛，可以去除已經產生的雜質分解產物，並引入新鮮氫氣。此種氣體交換可以間歇及/或連續進行。以間歇交換為例，可以先抽出氣氛，然後再引入新的氫氣。這會導致壓力波動，從而促進雜質或其分解產物的清除。而在連續交換的情況下，例如可對爐子連續地進行泵抽，同時連續供應新的氣氛，且較佳與抽出的氣體量保持一致。在此情況下，可在爐內形成恆定的壓力，較佳為負壓。也可以採用混合形式：例如在預定的時段內同時進行泵抽與供氣，而在該等時段之間則不進行泵抽與供氣。
新氣氛中的氫氣分壓可與該（第一）氣氛中的分壓相同或不同。也可以將泵抽及氣氛設置重複多次。此等重複可以（部分地）具有相同或不同的（氫氣）分壓。
氣氛的抽出及新氣氛的設置可以同時進行。這可以持續較長時間（例如5分鐘、10分鐘、15分鐘或更長），從而形成一個連續的程序。其中，雜質（或其分解產物）被連續抽出，新鮮的氫氣（可能還有其他氣體/氣體混合物）被連續引入。
也可以在抽出氣氛這一操作結束後才設置新的氣氛。由此可創造出一種成批處理方法（在重複多次的情況下）。交替進行的新氣氛設置及氣氛抽出也可以重複多次（例如3/4/5/10次或更多）。
該預定時間應至少為3分鐘，較佳應至少為10分鐘，更佳應至少為30分鐘，其中在預定的保溫時間內可進行一次或多次的氣氛更換。
預定保溫時間的長度可以使反應性原子氫有時間來還原或分解雜質。更長的保溫時間則可能需要連續或偶爾重新加熱。也可以藉由將溫度保持在一定範圍內（例如目標溫度±50℃或±10%；其中目標溫度是高溫爐加熱後應達到的溫度）來保持該溫度。在此情況下，當實際溫度低於下閾值時，可以重新加熱。舉例而言，該下閾值可以是目標溫度減去50℃或減去10%。
也可以在反覆設置新氣氛並加熱此等新氣氛時將溫度保持第二預定時間。第二預定時間可以等於該預定時間。也可以是每次重複都有不同的預定時間，或者在預定時間內交換一次或多次氣氛。
該清潔方法可以在保溫後進一步包括以下步驟：抽出高溫爐中的氣體或氣體混合物；在高溫爐中引入惰性氣體，特別是氮氣及/或氬氣；將高溫爐及惰性氣體加熱到至少為1500℃，較佳至少為1800℃的溫度。
藉此可將已還原的金屬蒸發掉。有可能高於之前為產生原子氫而保持之溫度的高溫能夠蒸發掉更多金屬——與飽和蒸氣壓力曲線相對應。
當高溫爐被加熱到1500℃、1800℃或更高溫度時，高溫爐中也可能存在真空或（強）負壓，而非惰性氣體。溫度也可以低於或高於1500℃（如果高溫爐內存在惰性氣體及/或真空）。
高溫爐可具有石墨部件。用氫氣進行清潔對石墨部件也特別有利，因為不會形成腐蝕性氣體混合物而對石墨造成侵蝕。
在實施設置、加熱及/或保持等步驟期間，可將氫氣組分設定為小於40 mbar的分壓，較佳設定為20 mbar或30 mbar的分壓。
氫氣的爆炸下限為4 vol-%。因此，將氫氣組分的分壓保持在40 mbar以下是有利的。在此情況下，當高溫爐的殼體出現裂縫時，所產生的氣體混合物不會爆炸。
高溫爐內除氫氣外可以基本上沒有其他氣體（未被抽出的可忽略殘留物除外）。此時，氫氣的分壓基本上等於總壓。除氫氣外，其他的氣體或氣體混合物也可以是氣氛的一部分。該其他氣體較佳為惰性氣體，進一步較佳地為氬氣。其他氣體或氣體混合物可具有能使總壓與外部壓力相一致的分壓。其優點在於，當高溫爐的殼體出現裂縫時，將僅從外部吸入少量氣體。
可以在爐子達到至少為1200℃溫度時才設置含氫氣氛。藉此可降低起火/爆炸的危險，也有可能減少氫氣消耗。
如果該氣氛除氫氣外還包括其他氣體或氣體混合物，則可在爐子達到至少為1200℃的溫度時將其他氣體或氣體混合物與氫氣一起引入。作為替代方案，可以在高溫爐尚未達到至少為1200℃的溫度時（例如在開始加熱高溫爐時）引入其他氣體或氣體混合物，然後在高溫爐達到至少為1200℃的溫度時引入氫氣。
可以將高溫爐加熱到至少為1500℃，至少為1600℃或至少為1700℃的溫度。在較高溫度下，反應性原子氫的比例會增加。如此能更快地還原（或以其他方式處理）雜質。因此，必要時可縮短預定保溫時間，以達到相當的清潔效果。在較高溫度下，已還原的金屬也能更快地蒸發。其中，清潔時所用的溫度較佳不超過或不實質性超過高溫爐的正常操作溫度，以免部件產生不必要的熱應力。
本案還描述一種清潔半導體元件，特別是晶錠或一個或多個SiC晶圓的清潔方法，包括以下步驟：將半導體元件送入氣氛中，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣；將氣氛加熱到至少為1300℃的溫度，以產生原子氫；以及將該溫度保持預定時間，以清除雜質，特別是金屬雜質。
也可在前述高溫爐中清潔半導體元件。針對清潔高溫爐的清潔方法所描述的特徵及替代方案也可應用於清潔半導體元件的清潔方法。
圖1是清潔高溫爐，特別是用於光伏（PV）或半導體工業的高溫爐的清潔方法流程圖。此類高溫爐正常運行時可被加熱到1500℃以上。根據應用領域的不同，正常運行時的溫度超過1700℃或1800℃。相關例子有所謂的活化器或氧化器，活化器在高溫下激活半導體中的摻雜劑，氧化器則在高溫下將氧化物施加於半導體材料。
在根據區塊2的第一步驟中，在高溫爐中設置氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣。隨後，在根據區塊4的另一步驟中，將高溫爐及氣氛加熱到至少為1300℃的溫度，以產生原子氫。如區塊6所示，將該溫度保持預定時間以清除雜質，特別是金屬雜質。
根據區塊2及4的步驟之順序並不侷限於圖中所示。例如，區塊2及4的步驟可以互換或至少部分地同時進行。特別是，舉例而言，可以將爐內溫度提昇至例如為1200℃的第一溫度，然後設置氣氛，同時將爐子進一步加熱至1300℃以上。
圖2是清潔高溫爐的清潔方法流程圖，包括在圖1所示步驟之前實施的附加步驟。在根據區塊8的步驟中，將之前存在於高溫爐中的氣體或氣體混合物（例如環境空氣）抽出。該步驟的目的主要在於去除爐內的氧氣。在根據區塊10的另一步驟中，用惰性氣體或惰性氣體混合物吹掃高溫爐。兩個虛線箭頭表示，根據區塊及區塊10的步驟可交替重複多次。然而，也可進行連續的抽出及吹掃。該方法可以從區塊8或區塊10開始。直箭頭表示可以從8及10兩個步驟之一進入圖1中（根據區塊2至6）的步驟。對根據區塊8及10的步驟的相應實施，可落入爐子的加熱階段。
圖3是清潔高溫爐的清潔方法流程圖，包括附加步驟。在根據區塊12的步驟中，將高溫爐泵抽至預定負壓。圖1中的區塊2至6的步驟是已知的。如圖中平行於區塊2至6的區塊14所示，在設置氣氛、加熱高溫爐及保持溫度期間維持該負壓。可以將泵抽至預定壓力這一操作整合於根據圖2的抽出及吹掃循環中。
圖4是清潔高溫爐的清潔方法流程圖，包括可在圖1至圖3所示步驟之後實施的附加步驟。在根據區塊16的步驟中，將氣氛抽出，並在高溫爐中設置新的氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣。根據區塊18，將此氣氛加熱到1300℃以上的溫度。根據區塊16的泵抽及設置新氣氛可以連續進行，例如在根據區塊6的保溫階段（圖1）進行。特別是在負壓下進行清潔時，與爐子的其他部件相比，氣體/氣體混合物的熱質量將足夠低，從而能輕易地保持溫度而不會出現實質性波動。
圖5是清潔高溫爐的清潔方法流程圖，與圖4相似。但此處進行的是間歇式氣體交換，而非連續式氣體交換。因此，在根據區塊16a的步驟中，先抽出（舊的）氣氛，而後在根據區塊16b的另一步驟中，在高溫爐中設置新的氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣。根據區塊18，將此氣氛加熱到1300℃以上的溫度。根據區塊16a、16b及18的步驟可以在根據區塊2至6的步驟（圖1）之後進行，或者也可以例如在根據區塊6的保溫階段（圖1）進行。也可以採用混合形式，例如，氣體交換雖是間歇式的，但卻以連續的方式進行，即同時進行泵抽及引入。
圖6是清潔高溫爐的清潔方法流程圖，包括可在圖1至圖5所示步驟之後實施的附加步驟。在根據區塊18的步驟中，將高溫爐中的氣體或氣體混合物抽出，並且根據區塊20，在高溫爐中引入惰性氣體，特別是氮氣及/或氬氣。然後，根據區塊22，將高溫爐及惰性氣體加熱到至少為1500℃，較佳至少為1800℃的溫度，其中此溫度較佳高於含氫氣氛的先前保溫溫度。
圖7是清潔半導體元件的清潔方法流程圖。根據區塊26，首先將待清潔的半導體元件送入高溫爐。如區塊28及30所示，在高溫爐中設置氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣，並將此氣氛加熱到至少為1300℃的溫度。在該溫度下產生原子氫，原子氫與半導體元件上的雜質發生反應，以將其清除。將該溫度保持預定時間，以去除半導體元件上的雜質，特別是金屬雜質。也可以同時清潔多個半導體元件，而非清潔單個半導體元件。圖7所示方法的變體可以包含根據圖2至圖6的相關附加步驟，此時須用圖7代替圖1。
必要時也可以同時清潔高溫爐及半導體元件，並直接在高溫爐中處理半導體元件。以上係基於特定例子對本發明所做的詳細解釋，但本發明並不侷限於具體的實施方式。
2、4、6、8、10、12、14、16、16a、16b、18、20、22、26、28、30、32:區塊
下面將參照圖式對本發明作進一步說明。其中：
圖1至圖6分別是清潔高溫爐的清潔方法流程圖。
圖7是清潔半導體元件的清潔方法流程圖。
2、4、6:區塊
Claims (13)
- 一種清潔高溫爐(24)的清潔方法，該高溫爐特別適於對PV基板或半導體基板進行熱處理，其中該清潔方法包括以下步驟： 在該高溫爐(24)中設置(2)氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣； 將該高溫爐(24)及該氣氛加熱(4)到至少為1300℃的溫度，以產生原子氫；以及 將該溫度保持(6)預定時間，以清除雜質，至少是金屬雜質， 其中氫作為唯一的反應性組分存在於該氣氛中。
- 如請求項1所述的清潔方法，其中該清潔方法在設置該氣氛之前進一步包括以下步驟： 將之前存在於該高溫爐中的氣體或氣體混合物抽出(8)，及/或用惰性氣體或惰性氣體混合物吹掃(10)該高溫爐。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中該清潔方法在設置該氣氛之前進一步包括以下步驟： 將該高溫爐泵抽(12)至預定負壓，以及 在設置該氣氛、加熱該高溫爐以及保持該溫度期間保持(14)該負壓。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中該清潔方法進一步包括以下步驟： 抽出(16；16a)該氣氛； 在該高溫爐中設置(16；16b)新的氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣；以及 將該新氣氛加熱(18)到至少為1300℃的溫度並將該溫度保持預定時間。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中在將該溫度保持預定時間的同時，連續及/或間歇地交換該氣氛。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中該預定時間至少為3分鐘，較佳地至少為10分鐘，且特別是至少為30分鐘。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中該清潔方法在保持(6)該溫度之後包括以下步驟： 抽出(18)該高溫爐中的氣體或氣體混合物； 在該高溫爐中引入(20)惰性氣體，特別是氮氣及/或氬氣； 將該高溫爐及該惰性氣體加熱(22)到至少為1500℃，較佳至少為1800℃的溫度。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中在實施該清潔方法期間，至多將該溫度加熱到該高溫爐的正常工藝溫度。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中該高溫爐具有石墨部件。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中在進行該設置(2)、該加熱(4)及/或該保溫(6)期間，將氫氣組分設定為小於等於40 mbar的分壓，較佳設定為小於等於30 mbar的分壓。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中在該高溫爐達到至少為1200℃溫度時才設置(2)該氣氛。
- 如前述請求項中任一項所述的清潔方法，其中對該高溫爐的該加熱(4)包括加熱到至少為1500℃，較佳至少為1600℃，特別是至少為1700℃的溫度。
- 一種清潔半導體元件，特別是晶錠或一個或多個SiC晶圓或晶塊(Boule)的清潔方法，其中該清潔方法包括以下步驟： 將該半導體元件送入(28)高溫爐中； 在該高溫爐中設置氣氛，該氣氛包含具有預定分壓的氫氣； 將該氣氛加熱(30)到至少為1300℃的溫度，以產生原子氫；以及 將該溫度保持(32)預定時間，以清除該半導體元件上的雜質，特別是金屬雜質。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022002762.3A DE102022002762A1 (de) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | Reinigungsverfahren zum Reinigen eines Hochtemperaturofens |
| DE102022002762.3 | 2022-07-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202413870A true TW202413870A (zh) | 2024-04-01 |
Family
ID=87556391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112128339A TW202413870A (zh) | 2022-07-29 | 2023-07-28 | 清潔高溫爐以及半導體元件的清潔方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102022002762A1 (zh) |
| TW (1) | TW202413870A (zh) |
| WO (1) | WO2024023327A1 (zh) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0637063B1 (en) | 1993-07-30 | 1999-11-03 | Applied Materials, Inc. | Method for depositing silicon nitride on silicium surfaces |
| DE10008829B4 (de) | 2000-02-25 | 2005-06-23 | Steag Rtp Systems Gmbh | Verfahren zum Entfernen von adsorbierten Molekülen aus einer Kammer |
| JP5125095B2 (ja) | 2006-12-22 | 2013-01-23 | パナソニック株式会社 | ＳｉＣエピタキシャル膜付き基板の製造方法及びＳｉＣエピタキシャル膜付き基板の製造装置 |
| TWI570777B (zh) | 2011-12-23 | 2017-02-11 | 索泰克公司 | 減少半導體沉積系統反應腔內非所需沉積物之製程及系統 |
| DE102013104105A1 (de) | 2013-04-23 | 2014-10-23 | Aixtron Se | MOCVD-Schichtwachstumsverfahren mit nachfolgendem mehrstufigen Reinigungsschritt |
| JP6530377B2 (ja) * | 2014-03-24 | 2019-06-12 | キヤノンアネルバ株式会社 | 半導体基板の凹部の角部を丸める方法及び装置 |
| CN104925793B (zh) * | 2015-06-11 | 2017-03-01 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种去除石墨表面氮化镓基化合物的方法 |
| JP2020532114A (ja) * | 2017-08-30 | 2020-11-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 一体型エピタキシシステム高温汚染物質除去 |
-
2022
- 2022-07-29 DE DE102022002762.3A patent/DE102022002762A1/de active Pending
-
2023
- 2023-07-28 TW TW112128339A patent/TW202413870A/zh unknown
- 2023-07-28 WO PCT/EP2023/071058 patent/WO2024023327A1/de unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024023327A1 (de) | 2024-02-01 |
| DE102022002762A1 (de) | 2024-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109075030B (zh) | 用于在等离子体处理腔室中的原位腔室清洁效率提高的等离子体处理工艺 | |
| JP5011148B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、クリーニング方法及び基板処理装置 | |
| JP2004153265A (ja) | 酸化クリーニングガスを熱活性化する方法および装置 | |
| TWI431684B (zh) | Vacuum treatment method and vacuum processing device | |
| JP2003133284A (ja) | バッチ式真空処理装置 | |
| US20230131072A1 (en) | Dry etching method or dry cleaning method | |
| JP5554469B2 (ja) | 薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置 | |
| JP5428692B2 (ja) | 多結晶シリコン製造用カーボン部品の精製方法 | |
| TW202136567A (zh) | 反應管的洗淨方法，半導體裝置的製造方法及基板處理裝置 | |
| KR102017138B1 (ko) | 탄화규소 제품의 재생 방법 및 재생된 탄화규소 제품 | |
| US8765093B2 (en) | Expanded graphite sheet | |
| TW202413870A (zh) | 清潔高溫爐以及半導體元件的清潔方法 | |
| JP4451671B2 (ja) | ＳｉＯの製造方法及び製造装置 | |
| CN117043387A (zh) | 高温腔室及腔室部件清洁和维护方法及设备 | |
| JP2008028307A (ja) | 基板の製造方法及び熱処理装置 | |
| US20110030236A1 (en) | Procedure for increasing the long-term stability of transport aids | |
| JP5571233B2 (ja) | 薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置 | |
| JPH05326477A (ja) | 半導体基板表面のハロゲン除去方法 | |
| JP5571157B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、クリーニング方法および基板処理装置 | |
| JP2002037684A (ja) | 炭化ケイ素被覆黒鉛部材の再生方法及びそれによる炭化ケイ素被覆黒鉛部材 | |
| JP2009016426A (ja) | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 | |
| JPH09157830A (ja) | 金属材料のガス窒化方法及びその装置 | |
| JP2001250785A (ja) | 炭化ケイ素が被覆された半導体熱処理用部材の洗浄方法 | |
| JPH08259209A (ja) | 黒鉛部材の高純度化処理炉 | |
| JP2013038109A (ja) | 酸化膜の除去方法及びバッチ式半導体デバイス製造装置 |