本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱處理設(shè)備及其處理晶圓的方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，作為基礎(chǔ)工藝的晶圓制造受到越來越多的關(guān)注。半導(dǎo)體晶圓制造過程中，為了在金屬和硅之間形成歐姆接觸，晶圓須在惰性氣體或還原性氣體環(huán)境中進(jìn)行一次熱處理過程，即合金工藝。

合金工藝是半導(dǎo)體晶圓制造過程中的重要工序，其工藝過程在擴(kuò)散爐管中實現(xiàn)，其中工藝溫度400～500℃。目前生產(chǎn)線上普遍使用純氮氣作為工藝氣體，工作時先將待處理晶圓片慢速推入爐管中，然后從工藝開始至結(jié)束爐管內(nèi)氣體均為氮氣使晶圓片在氮氣環(huán)境中進(jìn)行熱處理過程，最后在工藝結(jié)束后慢速將晶圓拉出。

氮氣屬于惰性氣體，在熱處理的高溫下不易與晶圓表面發(fā)生反應(yīng)，因此對晶圓性能影響相對較小。然而氮氣不能做到百分之百的純凈且存在環(huán)境和空氣的影響，因此在氮氣環(huán)境中熱處理后的晶圓表面會由于接觸污染物或氧化等情況發(fā)生改變，使晶圓的漏電流增加，影響器件的電學(xué)性能。同時不同產(chǎn)品的電學(xué)特性要求也有相應(yīng)區(qū)別，對電參數(shù)特性要求較高的產(chǎn)品在純氮合金工藝或氮氫混合合金工藝情況下也存在表面漏電偏大的問題，影響了產(chǎn)品可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種熱處理設(shè)備及其處理晶圓的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中晶圓表面態(tài)差、晶圓表面漏電流偏大的問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種熱處理設(shè)備，包括：

爐體；

橫置在所述爐體內(nèi)部的爐管，所述爐管的管口具有可拆卸密封蓋且用于作為裝入晶圓的入口，所述爐管的管尾作為輸氣口用于接收外部充氣設(shè)備輸入的氫氣，所述爐管的管側(cè)設(shè)置有排氣管；

與所述爐管的排氣管連接的氣體處理部件，用于對傳輸至所述排氣管的爐管內(nèi)過量氣體進(jìn)行處理并排出至所述爐體外。

進(jìn)一步地，所述可拆卸密封蓋為橡膠帽塞。

進(jìn)一步地，所述爐管的管尾作為輸氣口接收的氣體還包括氮氣。

進(jìn)一步地，所述氣體處理部件包括：

氣體處理室，用于接收所述排氣管傳輸?shù)臓t管內(nèi)過量氣體，并在處理后排出至所述爐體外；

設(shè)置在所述氣體處理室中的發(fā)熱體，用于對輸入至所述氣體處理室中的過量氣體中的氫氣進(jìn)行燃燒處理。

進(jìn)一步地，所述氣體處理室的形狀為圓柱體、長方體或正方體。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種采用如第一方面所述的熱處理設(shè)備處理晶圓的方法，該方法包括：

裝有待處理晶圓的爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣，開啟的氣體處理部件將所述爐管內(nèi)的過量氣體排出；

所述爐管接收所述外部充氣設(shè)備輸入的氫氣，所述氣體處理部件處理并排出所述爐管內(nèi)的過量氣體；

控制所述爐管所在爐體處于預(yù)設(shè)晶圓處理溫度，以使所述待處理晶圓與所述爐管內(nèi)的氫氣發(fā)生反應(yīng)；

當(dāng)所述待處理晶圓的反應(yīng)時間達(dá)到預(yù)設(shè)晶圓處理時間時，所述爐管接收所述外部充氣設(shè)備輸入的氮氣，所述氣體處理部件處理并排出所述爐管內(nèi)的過量氣體以使所述爐管內(nèi)處于純氮環(huán)境，并結(jié)束晶圓處理程序。

進(jìn)一步地，裝有待處理晶圓的爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣之前，還包括：

設(shè)置所述爐體的處理參數(shù)并控制所述爐體達(dá)到所述處理參數(shù)，其中，所述處理參數(shù)包括預(yù)設(shè)晶圓處理溫度和預(yù)設(shè)晶圓處理時間。

進(jìn)一步地，所述氣體處理部件的開啟過程為：控制所述氣體處理部件的發(fā)熱體發(fā)熱并超出氫氣燃點。

進(jìn)一步地，所述氣體處理部件處理并排出所述爐管內(nèi)的過量氣體的過程為：所述發(fā)熱體燃燒處理所述過量氣體中的氫氣，所述氣體處理部件將處理后的氣體排出。

進(jìn)一步地，結(jié)束晶圓處理程序的過程包括：

關(guān)閉所述氣體處理部件的發(fā)熱體并停止接收所述外部充氣設(shè)備輸入的氮氣，取出已處理晶圓。

本實施例提供的技術(shù)方案，將爐管的管口作為裝入晶圓的入口其用可拆卸密封蓋，將爐管的管尾作為輸氣口接收外部充氣設(shè)備輸入的氫氣，在爐管的管側(cè)設(shè)置排氣管以及與爐管的排氣管連接的氣體處理部件，該氣體處理部件用于 將爐管內(nèi)的過量氣體進(jìn)行處理并排出至爐體外。該熱處理設(shè)備的爐管結(jié)構(gòu)及氣體處理部件的配套使用，確保了氫氣處理過程的安全性，該熱處理設(shè)備采用純氫工藝替代現(xiàn)有的氮氣工藝，改善了晶圓表面態(tài)、降低了晶圓表面漏電流、提高了晶圓的電學(xué)特性和穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一中的熱處理設(shè)備的示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例二中的熱處理設(shè)備的示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例三中的采用熱處理設(shè)備處理晶圓的方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下將參照本發(fā)明實施例中的附圖，通過實施方式清楚、完整地描述本發(fā)明的技術(shù)方案，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的熱處理設(shè)備的示意圖，本實施例可適用于對 半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行熱處理的情況，該熱處理設(shè)備可以執(zhí)行熱處理晶圓的方法。

本實施例提供的一種熱處理設(shè)備，具體包括如下結(jié)構(gòu)：爐體(未示出)；橫置在爐體內(nèi)部的爐管110，爐管110的管口111具有可拆卸密封蓋112且用于作為裝入晶圓的入口，爐管110的管尾113作為輸氣口用于接收外部充氣設(shè)備(未示出)輸入的氫氣，爐管110的管側(cè)設(shè)置有排氣管114；與爐管110的排氣管114連接的氣體處理部件120，用于對傳輸至排氣管114的爐管110內(nèi)過量氣體進(jìn)行處理并排出至爐體外。

如圖所述，熱處理設(shè)備通過爐管110的管尾113與外部充氣設(shè)備之間連接，在此外部充氣設(shè)備與爐管110的管尾113之間的連接可以為固定連接也可以為可拆卸連接且連接過程中連接處密閉。外部充氣設(shè)備內(nèi)儲存有可用于熱處理的氫氣或可產(chǎn)生用于熱處理的氫氣，爐管110的管尾113從外部充氣設(shè)備接收氫氣并傳輸至爐管110內(nèi)部。爐管110的管口111尺寸較大，且通過可拆卸密封蓋112密封，以用于作為裝入晶圓的入口。

需要說明的是，為了保持爐管110內(nèi)氣體的充足，爐管110的排氣管114的尺寸相對較小，因此也可稱為排氣孔。需要說明的是，氣體處理部件120的與爐管110的排氣管114連接處為敞口，用于接收過量氣體，氣體處理部件120的側(cè)部或背離爐管的側(cè)部也設(shè)置為敞口，用于排氣。

隨著外部充氣設(shè)備持續(xù)不斷的向爐管110內(nèi)輸入氫氣，爐管110內(nèi)的過量氣體會通過排氣管114傳輸至氣體處理部件120。需要說明的是，在輸氣初期，該過量氣體中可能包含爐管110中的原有氣體，氣體處理部件120會將爐管110內(nèi)過量氣體進(jìn)行處理并排出爐體外；隨著外部充氣設(shè)備的氫氣輸入，該過量氣體中逐漸包含越來越多的氫氣，該氣體處理部件120會將爐管110內(nèi)過量氣體 進(jìn)行處理并排出爐體外；直至過量氣體中完全為氫氣，則氣體處理部件120會將爐管110內(nèi)過量氫氣進(jìn)行處理并排出爐體外，此時爐管110內(nèi)為純氫環(huán)境。隨著外部充氣設(shè)備輸入氫氣的過程、氣體處理部件120排出過量氫氣的過程，爐管110內(nèi)持續(xù)保持純氫環(huán)境。在此氣體處理部件120排出爐管110內(nèi)過量氣體的功能保證了晶圓處理過程的安全性。

熱處理設(shè)備的爐管110放置在爐體內(nèi)，爐管110內(nèi)用于放置待處理晶圓，爐體通過加熱可達(dá)到晶圓所需處理溫度，則爐體內(nèi)的爐管110以及爐管110內(nèi)腔的溫度也在爐體的溫度控制下達(dá)到晶圓所需處理溫度，則放置在爐管110內(nèi)的待處理晶圓在晶圓所需處理溫度下可進(jìn)行熱處理。

氫氣為還原性氣體，當(dāng)爐體以及爐管110內(nèi)的溫度達(dá)到晶圓所需處理溫度以及爐管110內(nèi)氫氣濃度較高或者爐管110內(nèi)保持純氫環(huán)境時，待處理晶圓在晶圓所需處理溫度的控制下會與爐管110內(nèi)的氫氣發(fā)生氫化還原反應(yīng)。晶圓與氫氣的氫化還原反應(yīng)具體為，晶圓表面在氧化或其他環(huán)境中生成的雜質(zhì)離子或氧化離子與氫氣發(fā)生氫化還原反應(yīng)，則晶圓表面的雜質(zhì)離子或自然氧化離子被去除，氣體處理部件120再將爐管110內(nèi)的過量廢氣排出。需要說明的是，晶圓表面在氧化或其他環(huán)境中生成的雜質(zhì)離子或氧化離子會導(dǎo)致晶圓表面漏電流增大，因此氫氣還原反應(yīng)可去除晶圓表面的雜質(zhì)離子，從而降低了晶圓表面的漏電流，使晶圓的電性能得到改善、可靠性提高。

需要說明的是，還可選通過其他的還原性氣體或惰性氣體替代本實施例中的氫氣，使還原性氣體或惰性氣體與晶圓表面進(jìn)行還原反應(yīng)以去除晶圓表面的雜質(zhì)離子，改善晶圓表面態(tài)，降低晶圓表面的漏電流。

本實施例提供的熱處理設(shè)備，爐管110的管口111具有可拆卸密封蓋112 且用于作為裝入晶圓的入口，將爐管110的管尾113作為輸氣口接收外部充氣設(shè)備輸入的氫氣，在爐管110的管側(cè)設(shè)置排氣管114以及與爐管110的排氣管114連接的氣體處理部件120，該氣體處理部件120用于將爐管110內(nèi)的過量氣體進(jìn)行處理并排出至爐體外。該熱處理設(shè)備的爐管110結(jié)構(gòu)及氣體處理部件120的配套使用，確保了氫氣處理過程的安全性，該熱處理設(shè)備采用純氫工藝替代現(xiàn)有的氮氣工藝，改善了晶圓表面態(tài)、降低了晶圓表面漏電流、提高了晶圓的電學(xué)特性和穩(wěn)定性。

圖2為本發(fā)明實施例二提供的熱處理設(shè)備的示意圖，本實施例可適用于對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行熱處理的情況，該熱處理設(shè)備可以執(zhí)行熱處理晶圓的方法。

本實施例提供的一種熱處理設(shè)備，具體包括如下結(jié)構(gòu)：爐體(未示出)；橫置在爐體內(nèi)部的爐管210，爐管210的管口211具有可拆卸密封蓋212且用于作為裝入晶圓的入口，爐管210的管尾213作為輸氣口用于接收外部充氣設(shè)備(未示出)輸入的氫氣，爐管210的管側(cè)設(shè)置有排氣管214；與爐管210的排氣管214連接的氣體處理部件220，用于對傳輸至排氣管214的爐管210內(nèi)過量氣體進(jìn)行處理并排出至爐體外。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可選可拆卸密封蓋212為橡膠帽塞。具體地，待處理晶圓可以通過爐管210的管口211裝入爐管210中，在晶圓裝入后再通過橡膠帽塞將爐管210的管口211密封。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在熱處理其他器件或產(chǎn)品時，可根據(jù)不同器件或產(chǎn)品的需求，通過橡膠帽塞密封爐管210的管口211或拔掉橡膠帽塞使?fàn)t管210處于常壓狀態(tài)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可選爐管210的管尾213作為輸氣口接收的氣 體還包括氮氣。在熱處理設(shè)備開啟后，外部充氣設(shè)備可持續(xù)向爐管210內(nèi)充入氮氣，則在氣體處理部件220的作用下，爐管210內(nèi)的空氣及其他氣體被排出設(shè)備外，則爐管210內(nèi)處于相對純凈的氮氣環(huán)境。當(dāng)爐管210內(nèi)處于氮氣環(huán)境中時，外部充氣設(shè)備切換為向熱處理設(shè)備輸入氫氣，則通過外部充氣設(shè)備的氫氣輸入、氣體處理部件220的過量氣體排出，可使?fàn)t管210內(nèi)處于氫氣環(huán)境。當(dāng)爐管210內(nèi)處于氫氣環(huán)境時，在熱處理設(shè)備的溫度控制下，置于爐管210內(nèi)的晶圓與爐管210內(nèi)的氫氣發(fā)生氫化還原反應(yīng)，此時熱處理設(shè)備實現(xiàn)對晶圓的熱處理工藝。晶圓熱處理完成后，外部充氣設(shè)備切換為向熱處理設(shè)備輸入氮氣，以使氣體處理部件220將爐管210內(nèi)的氫氣排出以及爐管210內(nèi)處于氮氣環(huán)境，隨后取出晶圓，熱處理過程結(jié)束。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，氣體處理部件220用于處理爐管210內(nèi)的過量氣體，該過量氣體的成分隨著熱處理過程的階段不同而不同，但至少包括爐管210內(nèi)空氣、氮氣、氫氣等?？諝?、氮氣可直接通過氣體處理部件220排出爐體外，但氫氣極易燃燒，因此為了保證工藝安全性，氣體處理部件220可對氫氣進(jìn)行燃燒處理，實現(xiàn)了氫氣排放的安全性?？蛇x地，氣體處理部件220包括：氣體處理室221，用于接收排氣管214傳輸?shù)臓t管210內(nèi)過量氣體，并在處理后排出至爐體外；設(shè)置在氣體處理室221中的發(fā)熱體222，用于對輸入至氣體處理室221中的過量氣體中的氫氣進(jìn)行燃燒處理。需要說明的是，氣體處理室221的與爐管110的排氣管114連接處為敞口，用于接收過量氣體，氣體處理室221的側(cè)面或背離爐管的側(cè)面也設(shè)置為敞口，用于排氣。

在此發(fā)熱體222可以是點火電阻絲，在氣體處理部件220中設(shè)置有發(fā)熱體222的加熱開關(guān)，發(fā)熱體222用于燃燒氫氣，因此發(fā)熱體222開啟后的溫度應(yīng) 達(dá)到氫氣燃點。當(dāng)外部充氣設(shè)備向爐管210內(nèi)開始充氣時，開啟發(fā)熱體222加熱開關(guān)以使氣體處理部件220對過量氣體進(jìn)行處理排放，當(dāng)過量氣體中包含氫氣時，發(fā)熱體222燃燒氫氣并發(fā)出火焰，當(dāng)發(fā)熱體222不再發(fā)出火焰時，說明當(dāng)前氣體中無氫氣。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為了及時處理過量氣體，可選氣體處理室221的形狀為圓柱體、長方體或正方體，則過量氣體通過排氣管214傳輸至氣體處理室221時，發(fā)熱體222有足夠的時間對該氣體處理室221內(nèi)的氫氣進(jìn)行處理。

本實施例提供的熱處理設(shè)備，將爐管210的管口211用橡膠帽塞密封，可便于裝入晶圓或取出晶圓；在爐管210的管尾213接收外部充氣設(shè)備在不同階段輸入的氫氣或氮氣，可使?fàn)t管210內(nèi)處于相對純凈的氣氛環(huán)境，便于進(jìn)行晶圓熱處理；氣體處理部件220中包括氣體處理室221和發(fā)熱體222，發(fā)熱體222燃燒氫氣確保了氫氣排出處理的安全性。本實施例提供的熱處理設(shè)備，與現(xiàn)有技術(shù)的氮氣合金工藝相比，可通過氫氣合金工藝有效改善晶圓表面態(tài)、降低晶圓的反向漏電流、改善晶圓的電學(xué)特性和可靠性。

圖3為本發(fā)明實施例三提供的采用熱處理設(shè)備處理晶圓的方法的流程圖，本實施例可適用于對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行熱處理的情況，該熱處理設(shè)備為上述任意實施例所述的熱處理設(shè)備，該熱處理設(shè)備可對任意晶圓或半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行熱處理，在此采用純氫合金工藝對晶圓進(jìn)行熱處理。

本實施例提供的一種采用如上任意實施例所述的熱處理設(shè)備處理晶圓的方法，具體包括如下步驟：

s310、裝有待處理晶圓的爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣，開啟的氣體 處理部件將爐管內(nèi)的過量氣體排出。

如上所述，在熱處理開始之前，需要將待處理晶圓裝入爐管中，以及將外部充氣設(shè)備與熱處理設(shè)備的爐管的管尾密閉連接，準(zhǔn)備工作完成后，開啟熱處理設(shè)備并設(shè)置熱處理設(shè)備的各項參數(shù)以用于處理晶圓。外部充氣設(shè)備向爐管中充入氮氣，當(dāng)?shù)獨怏w積增加時，由于爐管的管口密封、管尾進(jìn)氣，因此爐管內(nèi)的過量氣體通過爐管排氣管進(jìn)入氣體處理部件。開啟的氣體處理部件對過量氣體直接排出，保證了爐管內(nèi)壓力的平穩(wěn)。

當(dāng)外部充氣設(shè)備向熱處理設(shè)備持續(xù)輸入氮氣時，爐管內(nèi)產(chǎn)生過量氣體并通過排氣管被氣體處理部件排出，此時過量氣體中包含大量空氣和少量的氮氣；隨著外部充氣設(shè)備持續(xù)輸入氮氣、氣體處理部件持續(xù)輸出過量氣體，爐管內(nèi)的空氣被完全排出、爐管內(nèi)處于純氮環(huán)境，此時過量氣體中包含越來越少的空氣和越來越多的氮氣；隨著外部充氣設(shè)備的氮氣的持續(xù)輸入，爐管內(nèi)過量氣體被氣體處理部件持續(xù)排出，那么爐管持續(xù)處于純凈的氮氣環(huán)境，當(dāng)空氣完全排出后，此時過量氣體中僅包含爐管內(nèi)過量的氮氣。

s320、爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氫氣，氣體處理部件處理并排出爐管內(nèi)的過量氣體。

如上所述，外部充氣設(shè)備關(guān)閉氮氣輸出通道，切換為向熱處理設(shè)備的爐管輸入氫氣，那么隨著外部充氣設(shè)備的氫氣的持續(xù)輸入，爐管內(nèi)的過量氣體逐步被氣體處理部件排出、氫氣逐步被輸入，在此過量氣體中包含大量的氮氣和少量的氫氣。由于氫氣易燃，所述氣體處理部件對過量氣體進(jìn)行處理，在此具體是對過量氣體中的氫氣進(jìn)行處理，那么經(jīng)過處理后的過量氣體不含氫氣，此時氣體處理部件可將不含氫氣的過量氣體安全排出爐管。經(jīng)過外部充氣設(shè)備的氫 氣持續(xù)輸入，爐管內(nèi)的氣體逐漸由大量氮氣轉(zhuǎn)換為氮氫混合氣體直至轉(zhuǎn)換為純氫氣體。當(dāng)爐管內(nèi)處于純氫環(huán)境后，外部充氣設(shè)備的氫氣持續(xù)輸入、氣體處理部件處理過量氫氣，爐管內(nèi)則保持純氫環(huán)境。

優(yōu)選的，氣體處理部件燃燒處理并排出爐管內(nèi)的過量氣體，當(dāng)氣體處理部件燃燒處理過量氣體時，過量氣體中的氫氣被完全燃燒，此時氣體處理部件排出爐管的過量氣體中不再包含氫氣。

s330、控制爐管所在爐體處于預(yù)設(shè)晶圓處理溫度，以使待處理晶圓與爐管內(nèi)的氫氣發(fā)生反應(yīng)。

如上所述，工作人員可預(yù)設(shè)晶圓處理溫度，那么當(dāng)爐管所在爐體處于預(yù)設(shè)晶圓處理溫度后，爐管、爐管內(nèi)環(huán)境也達(dá)到預(yù)設(shè)晶圓處理溫度。處于純氫氣氛、以及晶圓處理溫度環(huán)境中的爐管內(nèi)晶圓與氫氣發(fā)生氫化還原反應(yīng)，氫氣將晶圓表面的雜質(zhì)離子還原，氣體處理部件將過量氣體處理并安全排出，則爐管內(nèi)的晶圓在純氫環(huán)境下表面去除雜質(zhì)離子，改善了晶圓表面態(tài)，相應(yīng)的解決了雜質(zhì)離子造成晶圓表面漏電流過大的問題。

需要說明的是，在爐管內(nèi)溫度處于預(yù)設(shè)晶圓處理溫度時，若爐管內(nèi)存在未被完全排出的氮氣和輸入的氫氣，則晶圓仍會與爐管內(nèi)的氫氣發(fā)生氫化還原反應(yīng)，實現(xiàn)改善晶圓表面態(tài)、降低晶圓反向漏電流。但是混合氣體中的氫氣雖然會與晶圓發(fā)生氫化還原反應(yīng)并實現(xiàn)對晶圓的表面態(tài)改善，但改善效果要差于純氫環(huán)境，以及晶圓的漏電流也要稍大于純氫環(huán)境。若提高爐管內(nèi)氫氣比例，則晶圓的表面態(tài)的改善效果也會提高。

s340、當(dāng)待處理晶圓的反應(yīng)時間達(dá)到預(yù)設(shè)晶圓處理時間時，爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣，氣體處理部件處理并排出爐管內(nèi)的過量氣體以使?fàn)t管內(nèi) 處于純氮環(huán)境，并結(jié)束晶圓處理程序。

如上所述，工作人員預(yù)設(shè)晶圓處理時間，當(dāng)待處理晶圓的反應(yīng)時間達(dá)到預(yù)設(shè)晶圓處理時間時，外部充氣設(shè)備停止輸入氫氣并切換為向爐管輸入氮氣，則在氣體處理部件的氣體處理和排放作用下，氣體處理部件處理爐管內(nèi)過量氣體中的氫氣并排出不含氫氣的過量氣體，直至爐管內(nèi)處于純氮環(huán)境。此時工作人員可直接結(jié)束晶圓處理程序或熱處理設(shè)備自動結(jié)束晶圓處理程序并取出熱處理后的晶圓。該熱處理設(shè)備實現(xiàn)了對晶圓表面態(tài)的改善，去除了晶圓表面的雜質(zhì)離子，從而降低了晶圓的漏電流，提高了晶圓的電參數(shù)特性和可靠性。

本實施例提供的熱處理設(shè)備處理晶圓的方法，首先爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣，并通過開啟的氣體處理部件排出爐管內(nèi)的過量氣體以使?fàn)t管處于純氮環(huán)境；然后爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氫氣，通過氣體處理部件處理過量氣體中的氫氣并排出不含氫氣的過量氣體；當(dāng)爐管處于預(yù)設(shè)晶圓處理溫度，待處理晶圓與爐管內(nèi)的氫氣發(fā)生氫化還原反應(yīng)；反應(yīng)時間到達(dá)預(yù)設(shè)時間后，爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣以使?fàn)t管內(nèi)處于純氮環(huán)境并結(jié)束晶圓處理程序。本實施例中熱處理設(shè)備的爐管結(jié)構(gòu)及氣體處理部件的配套使用，確保了氫氣處理過程的安全性，以及該熱處理設(shè)備采用純氫工藝替代現(xiàn)有的氮氣工藝，改善了晶圓表面態(tài)、降低了晶圓表面漏電流、提高了晶圓的電學(xué)特性和穩(wěn)定性。

示例性的，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可選在裝有待處理晶圓的爐管接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣之前，還包括：設(shè)置爐體的處理參數(shù)并控制爐體達(dá)到處理參數(shù)，其中，處理參數(shù)包括預(yù)設(shè)晶圓處理溫度和預(yù)設(shè)晶圓處理時間。如上所述，工作人員可根據(jù)不同晶圓處理所需的處理環(huán)境自行設(shè)置爐體的處理參數(shù)， 以使?fàn)t體環(huán)境為晶圓熱處理所需的處理環(huán)境。例如，處理一種半導(dǎo)體晶圓時，可選預(yù)設(shè)晶圓處理溫度范圍為400℃至500℃，預(yù)設(shè)晶圓處理時間為30min。需要說明的是，工作人員還可根據(jù)晶圓所需處理環(huán)境自行設(shè)置外部充氣設(shè)備的氣體流量，如設(shè)置為6l/min等。

示例性的，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可選氣體處理部件的開啟過程為：控制氣體處理部件的發(fā)熱體發(fā)熱并超出氫氣燃點?？蛇x氣體處理部件處理并排出爐管內(nèi)的過量氣體的過程為：發(fā)熱體燃燒處理過量氣體中的氫氣，氣體處理部件將處理后的氣體排出。氣體處理部件通過燃燒處理過量氣體中的氫氣，以使過量氣體安全排出爐管外，因此氣體處理部件內(nèi)設(shè)置發(fā)熱體，開啟發(fā)熱體后該發(fā)熱體的發(fā)熱溫度應(yīng)達(dá)到或超出氫氣燃點以能夠燃燒過量氣體中的氫氣。

需要說明的是，若過量氣體中不含氫氣則發(fā)熱體不會發(fā)出火焰，若過量氣體中含有氫氣則發(fā)熱體燃燒氫氣時會發(fā)出火焰，若過量氣體為氫氣即爐管內(nèi)處于純氫環(huán)境時，發(fā)熱體發(fā)出的火焰明亮且穩(wěn)定。若過量氣體中的氫氣含量由無到逐漸增多時，發(fā)熱體由無火焰到發(fā)出逐漸明亮的火焰，此時判定過量氣體中氫氣含量增多；若過量氣體中的氫氣含量由多到少直至無時，發(fā)熱體由發(fā)出明亮穩(wěn)定的火焰到發(fā)出逐漸暗淡的火焰直至無火焰發(fā)出，此時判定過量氣體中無氫氣。

示例性的，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可選結(jié)束晶圓處理程序的過程包括：當(dāng)爐管處于純氮環(huán)境后，傳輸至氣體處理部件的過量氣體不包含氫氣，因此可直接關(guān)閉氣體處理部件的發(fā)熱體并停止接收外部充氣設(shè)備輸入的氮氣，然后取出已處理晶圓。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。