半导体集成电路器件的制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种通过自动地探测室中的清洗终点能够提高生产量、降低清洗气体的成本以及延长工艺套件的寿命的半导体集成电路器件的制造方法。将在等离子气体发生器中转变为等离子体的清洗气体引入室，以除去室的内壁或电极上方淀积的不必要薄膜。通过调整ＲＦ电源为薄膜形成时的低输出，将高频电压施加到底电极和上电极。通过ＲＦ传感器探测该电压并通过电子模块放大。将通过电子模块因此放大的电压输入到终止控制器。当因此输入的电压变得基本上恒定在预定电压或更大的电压时，终止控制器自动地判断清洗的终止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路器件的制造技术，具体涉及当应用于在半导体晶片(下面简单地称作“晶片”)上方形成薄膜的半导体制造设备的清洗步骤时有效的技术。
技术介绍
在日本未审查的专利公开No.Hei 9(1997)-082645(专利文献1)中，公开了一种根据参与清洗的等离子体种类与不参与清洗的等离子体种类的发射强度比探测CVD设备的清洗终点的技术，在清洗过程中压力改变或等离子体电位改变。在日本未审查的专利公开No.Hei 10(1998)-022280(专利文献2)中，公开了一种在阴极和阳极电极之间布置用于探测其间的阻抗变化的阻抗探测装置且当通过阻抗探测装置探测的阻抗的增速比或减速比降到预定值以下时终止清洗的技术。在美国专利No.6534007(国际专利公开No.2001-527151)(专利文献3)中，公开了一种监视室中的清洗气体的发射线强度以及至少一种背景气的发射线强度以决定清洗气体发射线的强度与背景气发射线的强度的比率，将确定的强度比率与预设的阈值比较，并根据比较结果探测清洗的终点的技术。在日本未审查的专利公开No.Hei 11(1999)-162957(专利文献4)中，公开了以下的技术。具体地描述，在电极对之间布置可动的中间网状电极。为了清洗电极侧边上的室内壁，通过在一个电极和中间网状电极之间产生刻蚀气体的等离子体刻蚀该内壁。为了清洗另一个电极侧边上的室内壁，将中间网状电极传送到中间网状电极和另一个电极之间的位置，在该位置可以产生辉光放电，然后通过在中间网状电极和另一电极之间产生的刻蚀气体的等离子体执行刻蚀。日本未审查的专利公开No.Hei 9(1997)-082645(第3页，图4)日本未审查的专利公开No.Hei 10(1998)-022280(第2至3页，图2至3)美国专利No.US 6534007日本未审查的专利公开No.Hei 11(1999)-162957(第4至7页，图1，3)
技术实现思路
通过CVD(化学气相淀积)方法在晶片上方形成薄膜。在CVD方法中，以气体形式馈送取决于待形成的薄膜种类的必需原材料；通过施加能量到气体引起化学反应；以及当利用底下薄膜的表面上的催化反应的同时，在晶片上方淀积薄膜。该CVD方法有许多种。当通过待施加的能量给它们分类时，可以给出热CVD和等离子体CVD方法作为例子。等离子体CVD方法是在压力降低的室中引入原材料气体、通过高频电场将引入的气体转变为等离子体且通过化学反应淀积薄膜的技术。用于实现该等离子体CVD方法的设备是等离子体CVD设备。在等离子体CVD设备中，在室中的晶片上方形成薄膜。但是，在晶片上方形成薄膜时，在除晶片之外的位置上方也形成薄膜。在室中形成的这些薄膜可能是产生外来物质的原因。因此半导体集成电路器件的制造过程包括清洗等离子体CVD设备中的室。用于清洗室内部的第一方法是直接施加RF(射频)的方法。在该方法中，在室中的电极对之间引入清洗气体，然后通过射频振荡器施加电压到该电极对，将清洗气体转变为等离子体。通过以等离子体形式的清洗气体和室中淀积的薄膜之间的化学反应除去室中淀积的薄膜。氟原子团的量随着化学反应的进展阶段而不同，同时室中产生的氟原子团的迁移(transition)引起光发射。因此，在该方法中，通过光发射监控器探测由氟原子团发射的光强度的变化可以自动地探测清洗的终止时间。此外，室的阻抗和电源的阻抗是匹配的，以便保持室中的放电恒定。当清洗完成时，室的阻抗变化，放电同样发生改变。通过探测室的阻抗的变化，可以自动地探测清洗的终点。但是上述的直接施加RF的方法伴有产生等离子体形式的清洗气体需要高输出的问题，该高输出易于损坏部件(处理套件)如电极。用于清洗室内部的第二方法是使用远程等离子体的清洗法，该方法近来盛行。在该方法中，使用NF3气体(与氩气混合，氩气是惰性气体)作为清洗气体，以及通过将清洗气体引入布置在室外部的等离子体气体发生器中使该清洗气体变为等离子体。通过将等离子体清洗气引入室中进行干法刻蚀并除去室中形成的不必要的薄膜。与上述直接施加RF的方法不同，使用远程等离子体的第二清洗法不需要射频振荡器在用于清洗的室中工作。因此通过上述方法不能探测清洗的终点。下面描述的方法是能够自动探测清洗的终止时间的可能的解决办法。例如，在室的排气线路中布置气体分析器且通过流过排气线路的氟量的变化探测清洗的终止时间。但是该方法带来气体分析器的传感器被氟腐蚀的这样一种问题，这妨碍了清洗的终止时间的稳定探测。此外，该气体分析器成本高。在使用远程等离子体的清洗方法中，不能稳定地自动探测清洗的终止时间。目前，例如只要进行薄膜形成所花费的清洗时间是从起始时间开始至期望的结束时间的1.2倍。考虑到室的状态的变化清洗时间设置较长。例如，使用上述气体分析器时，可以预期清洗的终止时间。换句话说，根据实验的基础使用气体分析器测量室中的清洗时间。在实际的生产线中，不使用气体分析器且清洗进行由测量决定的清洗时间的约1.2倍的时间。但是上述方法伴有由于清洗时间约为实际清洗时间的1.2倍，因此生产量降低以及由于过蚀刻使部件退化的这种缺点。此外，通过部件的过蚀刻可能产生外来物质。而且，过蚀刻增加清洗气体的消耗量，导致成本上升。通过本申请公开的本专利技术的目的是提供一种能够自动地探测室内部的清洗的正确终止时间的半导体集成电路器件的制造技术。通过本申请公开的本专利技术的另一目的是提供一种能够降低每批的处理时间的。通过本申请公开的本专利技术的再一目的是提供一种能够降低每批的处理时间的CVD技术。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种在CVD中的有效清洗技术。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种适于CVD中清洗的处理控制技术。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种适于小批量处理的。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种有效地用于探测清洗的终点的技术，该技术适于等离子体CVD。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种有效地用于探测清洗的终点的技术，该技术适于CVD。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种有效地用于探测清洗的终点的技术，该技术适于利用远程等离子体清洗机制的等离子体CVD。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种需要更少的处理时间的CVD技术。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种具有较小的清洗气体消耗量的CVD中的清洗技术。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种具有较小的设备损坏的CVD中的清洗技术。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种具有较小的污染的CVD中的清洗技术，。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种适于晶片接晶片处理的CVD技术。通过本申请公开的本专利技术的又一目的是提供一种适于300Φ晶片或更大的晶片处理的CVD技术。从说明书和附图的描述将使本专利技术的上述及其他目的以及新颖性特点变得明显。下面简要地描述通过本申请公开的专利技术的代表性专利技术。1、一种半导体制造设备，该设备包括(a)将由等离子体形式的清洗气体清洗的室；(b)布置在室中的一对电极；(c)用于在清洗室时提供电力到电极对的振荡器；(d)用于探测通过由振荡器提供的电力施加到电极对的电压的传感器；以及(e)用于根据通过传感器探测的电压，终止用等离子体清洗气清洗室内部的终止控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体集成电路器件的制造方法，包括以下步骤：（ａ）蚀刻在其中不包含待处理晶片的等离子体ＣＶＤ设备的第一薄膜形成室的内部淀积的不希望的薄膜部件，同时在所述第一薄膜形成室中引入在所述薄膜形成室的外面产生的包含第一原子团的第一气体；　 　（ｂ）在步骤（ａ）期间，以第一强度的第一射频功率使所述第一薄膜形成室中的所述第一气体经历等离子体激发且通过观察所激发的等离子体的物理或化学性能探测所述蚀刻的终点；（ｃ）根据步骤（ｂ）的结果终止所述蚀刻；（ｄ）从所述第一 薄膜形成室排出所述第一气体；（ｅ）在步骤（ｃ）和（ｄ）之后，在所述第一薄膜形成室中存储待处理的第一晶片，（ｆ）通过大于所述第一强度的第二强度的第二射频功率使第二气体经历等离子体激发，同时将所述第二气体引入包含所述第一晶片的所 述第一薄膜形成室，由此在所述第一晶片的第一主表面上或其上方形成第一薄膜部件；以及（ｇ）在步骤（ｆ）之后，从所述第一薄膜形成室取出所述第一晶片。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小泽毅，佐藤康幸，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，株式会社瑞萨东日本半导体，
类型：发明
国别省市：JP[日本]