减少反应室颗粒的工艺方法技术

公开了一种减少反应室颗粒的工艺方法，包括步骤：将至少一片表面含有粘附阻挡材料的晶片传入所述反应室中；对所述反应室进行加热和抽真空处理；对所述晶片进行等离子体处理；取出所述晶片。本发明专利技术通过上述方法可在反应室内部形成一层粘附阻挡层，减少反应室内脱落的颗粒数量，改善了现有的反应室在生产运作过程中出现的颗粒污染问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种减少反应室颗粒的工艺 方法。技术背景随着器件关键尺寸的缩小，对晶片表面玷污的控制变得越来越关键。如 果在生产过程中引入了颗粒等污染源，就可能引起电路的开路或断路，因而 在半导体工艺制造中，如何避免在工艺制造中的污染是必须要关注的问题。随着生产中设备自动化程度的提高，人员与产品的交互变少，防止生产中带 来颗粒的重点已更多地放到了生产设备所产生的颗粒上面。如设备长期工作 后，其内部各组件上会积累一些附着物，该附着物，尤其是靠近反应气体入口的反应室(chamber)内表面及位于反应室顶部的气体分流器等处所积累的附 着物很可能会脱落、转移到晶片上，从而导致对晶片的颗粒玷污，使得生产 的成品率降低。在各种生产设备中，化学气相沉积(CVD, Chemical Vapor Deposition ) 设备的颗粒污染问题是关注的重点之一，这是由其工作原理所决定的。化学 气相沉积设备通常会用于形成氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅等薄膜， 沉积时，向反应室内通入气态的含有形成薄膜所需的原子或分子的化学物质， 该化学物质在反应室内混合并发生反应，最终在晶片表面聚集形成希望形成 的固态薄膜和气态产物。在这一薄膜形成过程中，除了在晶片表面形成薄膜 外，必然也会在反应室的内壁表面积累附着物。因此，在多次沉积后，当内 壁上的附着物较厚时，易因附着物发生脱落，对沉积室和晶片造成玷污，形 成晶片上的缺陷，降低产品的成品率。图l为说明现有技术中因颗粒玷污造成 刻蚀结果不正常的器件剖面图，如图1所示，对衬底101上的薄膜102进行刻蚀 时，若晶片表面平整没有缺陷，刻蚀开孔103的边缘整齐，图形完整；但若晶 片表面存在颗粒104，则会导致刻蚀开孔105的边缘变形严重，而这一刻蚀图 形的变形，会造成器件性能下降，成品率降低。为此，在生产中，通常都会在反应室运作一段预定时间或反应室内污染 到一定的预定程度后，对反应室进行在位清洗，通入可与附着物发生反应的气体去除部分附着物，以减轻污染程序。另外，因在位清洗方法不能彻底去 除反应室内的附着物，在运作较长一段时间后，仍需对反应室进行湿法清洗 以较为彻底地消除附着物。而在湿法清洗后， 一般需对反应室进行一暖机程序(seasonprocess),以使反应室内部环境恢复稳定，然后才能进入正常的生产 使用。两种清洗方法中，在位清洗的效果有限，但对生产的影响较小；湿法 清洗清洗效果较好，但所需时间较长，会导致设备利用率和生产效率降低， 希望有保证产品质量的情况下，能尽量减少湿法清洗的次数。而实践中发现， 机台在运作过程中，还未达到预计的湿法清洗时机，但因维修或生产安排暂 停生产一段时间后，即使仅有一个小时，再次投入生产时，在晶片的表面也 会落有大量的颗粒。并且在利用试片进行多次在位清洗和暖机后，该颗粒污 染现象仍不会消失，只有在对反应室进行彻底的清洗、暖机后，才能再次正 式投入生产，导致设备利用率和生产效率的降低。申请号为02143321.6的中国专利申请公开了一种减少反应室杂质含量的 方法，该方法在对反应室进行定期的清洗后，利用不同于制造程序的材料在 反应室的内表面形成一层保护层，该保护层在生产制造程序与反应室内表面 之间起到隔离作用，可以减少因生产制造程序与反应室内表面发生反应而产 生的颗粒杂质数；然后，执行一次制造程序，完成暖机操作，再进入正式的 生产运行。但是，该申请所公开的方法只是应用于反应室清洗后，阻止的是 制造程序与反应室内表面间的相互作用，其应用范围较窄。且该方法对于前 面所述的设备运作一段时间后，还不应进行湿法清洗时所出现的颗粒问题， 也没有提出对应的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种，通过在反应室内部形成 一层粘附阻挡层，减少了反应室内脱落的颗粒数量，改善了现有的反应室在 生产运作过程中出现的颗粒污染问题。本专利技术提供的 一 种，包括步骤将至少一片表面含有粘附阻挡材料的晶片传入所述反应室中；对所述反应室进行加热和抽真空处理；对所述晶片进行等离子体处理；取出所述晶片。其中，所述粘附阻挡材料为铜、铝、钛、银、金材料中的任一种。其中，所述反应室加热的温度在250至500°C之间；所述抽真空处理实 现反应室的压力维持在2至5Torr之间。其中，所述等离子体处理时通入的气体为氨气、氦气氩气中的任一种或 两种的组合。其中，所述等离子体处理时通入流量在500至1000sccm之间的氨气，及 流量在1000至2000sccm之间的氦气。此外，还可以在将所述晶片传入所述反应室之前，增加一步对反应室进 行在位清洁或湿法清洗的处理。其中，所述在位清洁处理的温度在250至500°C之间；反应室压力在2 至5Torr之间。并在所述在位清洁处理过程中通入了氟化氮和氩气，且所述氟 化氮的流量在2000至5000sccm之间；所述氩气的流量在3000至8000sccm 之间。其中，所述反应室可以为等离子体化学气相沉积反应室。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术的，利用离子化的气体对表面含有粘 附阻挡材料的晶片进行处理，使得该晶片上的该种材料飞扬至反应室内表面 上形成一层粘附阻挡层。 一方面利用该层较强的粘附性，可以将反应室内的 颗粒杂质粘附在反应室内壁上，另一方面，还可以利用该层将生产过程中产 生的颗粒杂质隔离阻挡在该层之下，从两个方面阻止反应室内颗粒的脱落， 有效降低了颗粒污染的数量。经本专利技术方法处理后的反应室，对生产运作过 程中，因设备暂停生产而出现的反应室颗粒污染较为严重的问题，有明显改 善。本专利技术的工艺方法易于实现，无需进行额外的湿法清洗工作，经本专利技术 工艺方法处理后的设备，可以直接投入生产使用，在确保生产成品率的前提 下，提高了设备的利用率和生产效率。 附图说明图2为等离子体化学气相沉积设备的结构示意图；图3为本专利技术的的流程图； 图4为利用本专利技术工艺方法处理前后的晶片上颗并立纟汰测试结果。具体实施方式为4吏本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图 对本专利技术的具体实施方式估文详细的i兌明。本专利技术的处理方法可被广泛地应用到许多应用中，而不应理解为仅仅适 用于对化学气相沉积反应室的处理，对其它设备减少颗粒污染方面的问题， 本专利技术的方法也同样可以适用。下面是通过较佳的实施例对本专利技术的处理方 法加以具体说明，当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的普通技 术人员所熟知的一般的替换无疑地涵盖在本专利技术的保护范围内。本专利技术的第一实施例，是对用于生长碳化硅(SiC)薄膜的等离子体化学 气相沉积反应室进行减少颗粒污染的处理。图2为等离子体化学气相沉积设 备的结构示意图，如图2所示，该设备主要包括反应室201,射频电源202, 气体供给装置207，真空系统208，与射频电源202相连的上、下电极203和 204，支撑台205,以及气体电离化腔室206和气体分流器210。在该设备生 长薄膜过程中，先将晶片放置在支撑台205上，利用加热系统(图中未示出) 和真空系统208对系统进行加热和抽真空的处理，然后，再通过气体供给装 置207将反应气体通入气体电离化腔室206进行离子化处理，再将离子化后 的气体经气体分流器210充入反应室201中，在与射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少反应室颗粒的工艺方法，其特征在于，包括步骤：将至少一片表面含有粘附阻挡材料的晶片传入所述反应室中；对所述反应室进行加热和抽真空处理；对所述晶片进行等离子体处理；取出所述晶片。

【技术特征摘要】
1、一种减少反应室颗粒的工艺方法，其特征在于，包括步骤将至少一片表面含有粘附阻挡材料的晶片传入所述反应室中；对所述反应室进行加热和抽真空处理；对所述晶片进行等离子体处理；取出所述晶片。2、 如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述粘附阻挡材料为铜、 铝、钛、银、金材料中的任一种。3、 如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述反应室加热的温度 在250至500°C之间。4、 如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述抽真空处理实现反 应室的压力维持在2至5Torr之间。5、 如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述等离子体处理时通 入的气体为氨气、氦气氩气中的任一种或两种的组合。6、 如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述等离子体处理时通 入流量在500至1000scc...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪钉崇，蓝受龙，林忠明，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]