改善炉管机台晶圆划伤的方法及炉管机台与流程

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种改善炉管机台晶圆划伤的方法及炉管机台。

背景技术：

1、立式炉管机台在半导体生产线的前道工序中扮演着重要的角色。通常，通过控制半导体材料的氧化、扩散、退火（anneal）及合金等处理过程，能够改变半导体材料的电学性质、薄膜结构、缺陷和应力，从而提高半导体器件的性能和可靠性，使其更加适用于各种应用场景。

2、在现有的炉管高温退火工艺中，工艺配方的温度一般高达1000℃~1150℃。在如此高温的环境下，晶圆（wafer）不同部位受热不均会产生热应力。一般来说，晶圆边缘和中心的温度差异较大，使得晶圆呈现出上翘或下弯的形状。当热应力超过晶圆的承受极限时，晶圆会发生翘曲变形。

3、在工艺结束后进行晶舟卸载（boat unload）时，炉管机台内部通常仍保持在700℃左右的高温。在晶圆出炉后，由于炉内外的巨大温差，现有的标准作业程序通常会采用大流量的氮气吹扫（n2 purge）来进行快速降温。然而，这种大流量气体的直接吹扫会导致处于高温状态下的晶圆发生剧烈的形变（即发生“跳片”现象）。在降温过程中，晶圆受热发生变化产生形变，加之大流量气流扰动以及晶舟自上而下的运动，极易导致晶圆表面与晶舟齿端发生剐蹭，从而在支撑杆位置形成点状划伤缺陷。

4、这种因温度差异及快速降温引起的晶圆划伤，不仅会造成产品良率的降低，还会增加额外停机更换晶舟的时间成本，严重制约了产品的流通效率和生产成本的控制。

5、因此，如何改善卸载时晶圆的接触温度，减缓晶圆降温速率以减小晶圆形变，进而降低划伤风险，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：在炉管高温退火工艺的晶舟卸载过程中，由于炉内外温差巨大以及大流量冷却气体的快速降温，导致晶圆产生剧烈形变并发生跳片划伤，进而影响产品良率和生产效率。

2、一种改善炉管机台晶圆划伤的方法，应用于炉管机台，所述炉管机台包括吹扫组件，所述吹扫组件包括第一吹扫部和第二吹扫部，所述方法包括：步骤一、在晶舟卸载阶段，开启所述第一吹扫部并关闭所述第二吹扫部，向晶舟通入冷却气体以对晶圆进行降温；步骤二、在晶舟卸载结束阶段，同时开启所述第一吹扫部和所述第二吹扫部，向所述晶舟通入所述冷却气体以对所述晶圆进行降温。

3、优选地，所述冷却气体包括氮气。

4、优选地，在步骤一中，所述晶舟卸载阶段之前，所述晶圆经历退火工艺，所述退火工艺的温度为1000℃~1150℃。

5、优选地，在步骤一中，所述晶舟卸载阶段的初始温度为650℃~750℃。

6、优选地，在步骤一中，开启所述第一吹扫部通入所述冷却气体的流量为第一预设流量。

7、优选地，在步骤一中，关闭所述第二吹扫部，以避免所述冷却气体直吹所述晶圆表面。

8、优选地，在步骤二中，所述晶舟处于静止状态。

9、优选地，在步骤二中，同时开启所述第一吹扫部和所述第二吹扫部后，保持通入第二预设流量的所述冷却气体。

10、优选地，在步骤二中，所述第二预设流量大于步骤一中所述第一吹扫部通入所述冷却气体的流量。

11、优选地，一种炉管机台，包括：吹扫组件，所述吹扫组件包括第一吹扫部和第二吹扫部；以及控制器，所述控制器与所述第一吹扫部和所述第二吹扫部通信连接，所述控制器被配置为执行上述方法。

12、如上所述，本发明的改善炉管机台晶圆划伤的方法及炉管机台，具有以下有益效果：

13、本发明通过将吹扫过程优化为两个阶段，在晶舟卸载的动态过程中通过局部吹扫减缓降温速率，减小了晶圆因温差引起的形变，防止了晶圆表面与晶舟齿端的剐蹭划伤。在晶舟静止后再开启全流量吹扫，既保证了冷却效率，又降低了跳片风险。本方案能够提高产品的良率，减少因划伤缺陷造成的停机维护时间，加快了产品在生产线上的流通速度，降低了制造成本。

1.一种改善炉管机台晶圆划伤的方法，应用于炉管机台，所述炉管机台包括吹扫组件，所述吹扫组件包括第一吹扫部和第二吹扫部，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：所述冷却气体包括氮气。

3.根据权利要求1所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：在步骤一中，所述晶舟卸载阶段之前，所述晶圆经历退火工艺，所述退火工艺的温度为1000℃~1150℃。

4.根据权利要求1所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：在步骤一中，所述晶舟卸载阶段的初始温度为650℃~750℃。

5.根据权利要求1所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：在步骤一中，所述晶舟卸载阶段的初始温度为650℃~750℃。

6.根据权利要求1所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：在步骤一中，关闭所述第二吹扫部，以避免所述冷却气体直吹所述晶圆表面。

7.根据权利要求1所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：在步骤二中，所述晶舟处于静止状态。

8.根据权利要求1所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：在步骤二中，同时开启所述第一吹扫部和所述第二吹扫部后，保持通入第二预设流量的所述冷却气体。

9.根据权利要求8所述的改善炉管机台晶圆划伤的方法，其特征在于：在步骤二中，所述第二预设流量大于步骤一中所述第一吹扫部通入所述冷却气体的流量。

10.一种炉管机台，其特征在于，包括：