用于半导体晶片反应器中的辐射热罩体的系统及方法与流程

本公开大体上涉及用于晶片处理的设备及方法，且更特定来说，本公开涉及用于半导体晶片蚀刻或半导体晶片化学气相沉积工艺的设备及方法。

背景技术：

1、外延化学气相沉积(cvd)是用于在半导体晶片上生长材料薄层使得晶格结构与所述晶片的晶格结构相同的工艺。外延cvd广泛地用于半导体晶片生产中以构建外延层，使得装置可直接制造于外延层上。外延沉积工艺通过将清洗气体(例如氢气或氢气与氯化氢混合物)引入到晶片的前表面(即，背对基座的表面)而开始以预热及清洗晶片的前表面。清洗气体从前表面移除原生氧化物，允许外延硅层在沉积工艺的后续步骤期间连续且均匀地生长于表面上。外延沉积工艺通过将气态硅源气体(例如硅烷或氯化硅烷)引入到晶片的前表面以在前表面上沉积且生长外延硅层而继续。与前表面对置的基座的后表面可同时经受氢气。在外延沉积期间在沉积腔室中支撑半导体晶片的基座在工艺期间经旋转以允许外延层均匀地生长。

2、然而，由于半导体晶片的不均匀温度分布，外延cvd生长速率跨每一晶片的表面一般不均匀。缺乏均匀性引起晶片的平坦度下降，且可导致由高强度灯对半导体晶片的不均匀加热引起的半导体晶片内的可变性或局部温度偏差。因此，需要一种实用、具有成本效益的设备来改进局部温度偏差以提高外延cvd生长速率的均匀性。

3、此背景技术部分旨在向读者介绍可能与本公开的各种方面相关的本技术的各种方面，所述方面在下文中描述及/或主张。相信此讨论有助于为读者提供背景信息以促进对本公开的各种方面的更好理解。因此，应理解，这些陈述在此意义上阅读且非作为现有技术的认可。

技术实现思路

1、一方面，提供一种用于在切片工艺期间接触半导体晶片上的处理气体的反应设备。所述半导体晶片界定中心区域。所述反应设备包含上圆顶、下圆顶、轴件及罩体。所述下圆顶附接到所述上圆顶，且所述上圆顶及所述下圆顶界定反应室。所述轴件在所述反应室内支撑所述半导体晶片。所述罩体定位于所述反应室内的所述轴件上以减少由所述半导体晶片的所述中心区域吸收的热。所述罩体附接到所述轴件的第一端。所述罩体包含管件及圆盘。所述管件界定大于所述轴件的轴件直径的管件直径。所述管件外接所述轴件的所述第一端。所述圆盘附接到所述管件且经定位以阻止辐射热加热所述半导体晶片的所述中心区域。

2、另一方面，提供一种罩体，其定位于反应设备的轴件上以在切片工艺期间减少由半导体晶片的中心区域吸收的热。所述罩体包含管件及圆盘。所述管件界定大于所述轴件的轴件直径的管件直径。所述管件外接所述轴件的第一端。所述圆盘附接到所述管件且阻止辐射热加热所述半导体晶片的所述中心区域。

3、又一方面，提供一种在反应设备中制造半导体晶片的方法。所述反应设备包含界定反应室的上圆顶及下圆顶以及用于支撑所述半导体晶片的轴件。所述反应设备进一步包含定位于所述反应室内的所述轴件上以减少由所述半导体晶片的中心区域吸收的热的罩体。所述罩体包含管件及附接到所述管件的圆盘。所述方法包含将处理气体引导到所述反应室。所述方法还包含用于定位于所述反应室内的高强度灯加热所述半导体晶片。所述方法进一步包含用于所述圆盘阻止来自所述高强度灯的辐射热加热所述半导体晶片的所述中心区域。所述圆盘在所述半导体晶片上产生均匀温度分布。所述方法还包含用所述处理气体在所述半导体晶片上沉积层。所述均匀温度分布在所述半导体晶片上形成所述层的均匀厚度。

4、对本公开的上述提及的方面进行注释的特征存在各种改善。进一步特征也可并入本公开的上述提及的方面中。这些改善及额外特征可个别或以任何组合存在。例如，下文关于本公开的任何说明实施例所讨论的各种特征可单独地或以任何组合并入本公开的任何上述方面中。

技术特征：

1.一种用于在切片工艺期间接触半导体晶片上的处理气体的反应设备，所述半导体晶片界定中心区域，所述反应设备包括：

2.根据权利要求1所述的反应设备，其进一步包括定位于所述反应室内的所述罩体下方以加热所述半导体晶片的下部高强度灯，其中所述圆盘阻止来自所述下部高强度灯的辐射热加热所述半导体晶片的所述中心区域。

3.根据权利要求1所述的反应设备，其中所述圆盘界定大于所述管件直径的外径。

4.根据权利要求1所述的反应设备，其中所述圆盘大致不透明以吸收由高强度灯产生的辐射加热光。

5.根据权利要求1所述的反应设备，其中所述切片工艺是外延化学气相沉积。

6.根据权利要求1所述的反应设备，其中所述圆盘包含界定圆盘孔的环形圆盘，所述圆盘孔具有内径且所述环形圆盘界定大于所述内径的外径。

7.根据权利要求6所述的反应设备，其中所述管件包含界定所述管件直径的圆柱形壁，其中所述管件直径大体上等于所述内径，使得所述圆柱形壁大体上与所述圆盘孔齐平。

8.根据权利要求1所述的反应设备，其中所述圆盘定位于所述半导体晶片的所述中心区域下方的一距离，其中所述距离小于约5毫米。

9.一种定位于反应设备的轴件上以在切片工艺期间减少由半导体晶片的中心区域吸收的热的罩体，所述罩体包括：

10.根据权利要求9所述的罩体，其中所述圆盘阻止来自下部高强度灯的辐射热加热所述半导体晶片的所述中心区域。

11.根据权利要求9所述的罩体，其中所述圆盘界定大于所述管件直径的外径。

12.根据权利要求9所述的罩体，其中所述圆盘大致不透明以吸收由高强度灯产生的辐射加热光。

13.根据权利要求9所述的罩体，其中所述切片工艺是外延化学气相沉积。

14.根据权利要求9所述的罩体，其中所述圆盘包含界定圆盘孔的环形圆盘，所述圆盘孔具有内径且所述环形圆盘界定大于所述内径的外径。

15.根据权利要求14所述的罩体，其中所述管件包含界定所述管件直径的圆柱形壁，其中所述管件直径大体上等于所述内径，使得所述圆柱形壁大体上与所述圆盘孔齐平。

16.根据权利要求9所述的罩体，其中所述圆盘定位于所述半导体晶片的所述中心区域下方的一距离，其中所述距离小于约5毫米。

17.一种在反应设备中制造半导体晶片的方法，所述反应设备包含界定反应室的上圆顶及下圆顶以及用于支撑所述半导体晶片的轴件，所述反应设备进一步包含定位于所述反应室内的所述轴件上以减少由所述半导体晶片的中心区域吸收的热的罩体，所述罩体包含管件及附接到所述管件的圆盘，所述方法包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述沉积步骤是通过外延化学气相沉积执行。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述圆盘大致不透明以吸收由高强度灯产生的辐射加热光。

20.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括使所述半导体晶片相对于所述反应设备旋转的步骤。

技术总结
本发明公开一种反应设备，其在切片工艺期间接触半导体晶片上的处理气体。所述半导体晶片界定中心区域。所述反应设备包含上圆顶、下圆顶、轴件及罩体。所述下圆顶附接到所述上圆顶，且所述上圆顶及所述下圆顶界定反应室。所述罩体定位于所述反应室内的所述轴件上以减少由所述半导体晶片的所述中心区域吸收的热。所述罩体附接到所述轴件的第一端。所述罩体包含管件及圆盘。所述管件界定大于所述轴件的轴件直径的管件直径。所述管件外接所述轴件的所述第一端。所述圆盘附接到所述管件且经定位以阻止辐射热加热所述半导体晶片的所述中心区域。

技术研发人员：胡杰,涂俊钦,许隆兴
受保护的技术使用者：环球晶圆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15