[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以及外延层以相对不同的反应速度同时发生。在沉积工艺中，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；及搬运腔室，其侧面与所述清洗腔室和所述外延腔室连接，并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，所述清洗腔室为实现对多个基板的间歇式工艺。

所述清洗腔室具备：上部腔室，其用于提供实现所述清洗工艺的工艺空间；下部腔室，其具备使所述基板进出的清洗通道；基板支架，其用于载置所述基板；旋转轴，其与所述基板支架连接，并而与所述基板支架一同升降，并用于将所述基板支架搬运至到所述上部腔室和所述下部腔室；及支撑板，其与所述基板支架一同升降，并用于在所述清洗工艺期间使所述工艺空间与外部隔离。

所述清洗腔室可以进一步具备：升降机，其用于使所述旋转轴升降；和驱动马达，其用于使所述旋转轴旋转。

所述清洗腔室可以进一步具备：注入器，其设置在所述上部腔室的一侧，并用于向所述工艺空间供应等离子体；等离子体供应线，其与所述注入器连接，并用于向所述注入器供应等离子体；及等离子体源，其与所述等离子体供应线连接，激活反应性气体而生成所述等离子体。

所述反应性气体可以是选自NF₃、NH₃、H₂、N₂的一种以上。

所述清洗腔室还可以具备加热器，所述加热器设置在所述上部腔室的一侧并用于加热所述工艺空间。

所述搬运腔室可以具有使所述基板向所述清洗腔室进出的搬运通路，所述半导体制造设备可以进一步包括用于分隔所述清洗腔室和所述搬运腔室的清洗侧闸阀。

发明的效果

根据本发明一实施例，能够去除在基板上形成的自然氧化膜，而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是示出根据本发明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。

图5是示出图4所示的基板支架的图。

图6是示出图1所示的清洗腔室的图。

图7是示出图1所示的清洗腔室的另一实施例的图。

图8是示出图1所示的外延腔室的图。

图9是示出图1所示的供应管的图。

本发明的最佳实施方式