机台的调试方法和机台与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种机台的调试方法和机台。

背景技术：

随着集成电路制造技术的不断发展，人们对集成电路的集成度和性能的要求变得越来越高。为了提高集成度，降低成本，元器件的关键尺寸不断变小，集成电路内部的电路密度越来越大。

集成电路制造过程中，通常采用光刻技术实现半导体器件的制造。具体的，通过投影、显影等工艺，使掩膜上的图形转移至半导体材料上的光刻胶层内，形成图形化的光刻胶层；之后通过刻蚀、沉积等工艺使光刻胶层的图形转移至半导体材料上，从而形成二极管、三极管、电阻、电容等元件及其相互之间的连线。

在半导体材料实现图形化之后，光刻胶层需要被去除，以避免光刻胶层干扰之后的半导体工艺。现有技术中，通常是通过灰化机台，采用灰化的方式实现光刻胶层的去除。

半导体机台在使用一段时间之后需要进行定期维护(Periodical Maintain，PM)，以提高机台半导体工艺的稳定性，改善工艺质量。现有技术中，对机台进行定期维护会引起机台利用率低下的问题。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种机台的调试方法和机台，以提高机台利用率、缩短机台调试时间。

为解决上述问题，本发明提供一种机台的调试方法，包括：

提供机台，所述机台工艺腔腔壁上具有金属网格；采用含N的氧化气体对所述金属网格进行钝化处理，在所述金属网格表面形成钝化层。

可选的，进行钝化处理的步骤中，所述含N氧化气体包括：O2和N2H2。

可选的，进行钝化处理的步骤中，O2的流量在3500sccm到4500sccm范围内。

可选的，进行钝化处理的步骤中，N2H2的流量在600sccm到1000sccm范围内。

可选的，进行钝化处理的步骤中，钝化处理的时间在6小时到10小时范围内。

可选的，进行钝化处理的步骤中，工艺温度在240℃到260℃范围内。

可选的，进行钝化处理的步骤中，功率范围在850W到950W范围内。

可选的，进行钝化处理的步骤中，所述钝化层的厚度在到范围内。

可选的，提供机台的步骤中，所述金属网格的材料为Al。

可选的，提供机台的步骤中，所述机台为用于去除光刻胶的机台。

可选的，提供机台的步骤中，所述机台工艺腔腔壁上具有开口；所述机台还包括用于传输工艺气体的管道，所述管道的管腔与所述开口连通；所述金属网格位于所述管道与所述工艺腔腔壁的连接处。

相应的，本发明还提供一种机台，包括：

工艺腔，所述工艺腔腔壁上具有金属网格；位于所述金属网格表面的钝化层，所述钝化层为含N钝化层。

可选的，所述钝化层的厚度在到范围内。

可选的，所述钝化层的材料包括氮氧化物。

可选的，所述金属网格的材料为Al。

可选的，所述机台为用于去除光刻胶的机台。

可选的，所述机台工艺腔腔壁上具有开口；所述机台还包括用于传输工艺气体的管道，所述管道的管腔与所述开口连通；所述金属网格位于所述管道与所述工艺腔腔壁的连接处。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案，采用含N的氧化气体对所述金属网格进行钝化处理，在所述金属网格表面形成钝化层。由于所述氧化气体为含N的氧化气体，所述氧化气体的氧化速率较高，能够有效的提高形成所述钝化层的效率，缩短调试时间，从而有利于提高所述机台的利用率；此外由于所述氧化气体包含有N，所以所形成钝化层为含N钝化层，因此所述钝化层的致密度较高，阻挡能力较强，能够有效提高所形成钝化层的阻挡能力，避免金属网格内部自由电子被激发，有利于降低自由电子损伤产品的几率；而且还能够有效的扩大所述机台的适用范围，有利于提高所述机台的利用率。

本发明可选方案中，进行钝化处理过程中，所述含N氧化气体包括：O2和N2H2。在N2H2的催化作用下，O2解离更充分，因此所述含N氧化气体具有较强的氧化性，能够有效的提高所述含N氧化气体的氧化能力和氧化速率，能够有效的缩短调试时间，有利于提高所述机台的利用率。

本发明可选方案中，进行钝化处理的过程中，O2的流量在3500sccm到4500sccm范围内。与O2流量在3500sccm以下的技术方案相比，O2的流量的增大能够有效提高进行钝化处理过程中所述含N氧化气体的氧化能力和氧化效率，从而有利于提高所述机台的利用率。

附图说明

图1是本发明机台的结构示意图；

图2是图1所示实施例中金属网格的俯视结构示意图；

图3是图1所示实施例中机台沿进气方向的剖面结构示意图；

图4是不同机台采用不同调试方法所形成钝化层厚度的关系图；

图5是本发明机台一实施例的结构示意图；

图6是图5所示实施例中金属网格沿所述管道延伸方向的俯视结构示意图；

图7是图6所示实施例中沿AA线的剖视结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，对机台进行定期维护会引起机台利用率低下的问题。现结合一种灰化机台调试方法分析其机台利用率低下问题的原因：

灰化机台中，用于通入工艺气体的管道与工艺腔体连接处，设置有金属网格。所述金属网格用于使通入的工艺气体均匀化，还用于过滤工艺气体中的电荷。灰化机台定期维护时，金属网格会被更换，以提高灰化机台的灰化质量。

由于金属网格内部存在大量能够移动的自由电子，而定期维护更换之后，新的金属网格表面的钝化层致密度较低，无法实现有效的隔离。因此在工艺过程中，金属网格内部的自由电子会被工艺过程中的等离子体激发至晶圆上，在晶圆表面出现电荷积累的现象。

晶圆表面的电荷积累，会增加晶圆上所形成半导体结构中用于实现电隔离介质层受损的可能，会提高介质层被击穿的几率。例如，用于实现栅极与沟道之间电隔离的栅氧层会由于电荷积累而出现损伤，从而导致晶圆接收测试(Wafer Acceptance Test，WAT)中，栅极和衬底之间电压(Bulk Gate Voltage，VBG)测试的失败。

所以在定期维护更换金属网格之后，所述灰化机台需要进行调试。所述调试方法包括：提供金属网格；采用O2等离子体对所述金属网格进行钝化处理，在所述金属网格表面形成钝化层。

由于调试过程采用O2对金属网格进行钝化，所形成钝化层的致密度较小，难以有效的防止金属网格内部的自由电子被激发，因此所述灰化机台难以用于加工一些对电荷积累敏感的产品，从而降低了所述灰化机台的利用率。

而且调试过程采用O2对金属网格进行钝化，O2的氧化效率偏低，所以为了能够形成足够厚度的钝化层，避免自由电子的影响，需要延长调试时间(一般情况下需要调试时间为三天)。调试时间的延长也会导致机台利用率低下的问题。

为解决所述技术问题，本发明提供一种机台的调试方法，包括：

提供机台，所述机台工艺腔腔壁上具有金属网格；采用含N的氧化气体对所述金属网格进行钝化处理，在所述金属网格表面形成钝化层。

本发明技术方案，采用含N的氧化气体对所述金属网格进行钝化处理，在所述金属网格表面形成钝化层。由于所述氧化气体为含N的氧化气体，所述氧化气体的氧化速率较高，能够有效的提高形成所述钝化层的效率，缩短调试时间，从而有利于提高所述机台的利用率；此外由于所述氧化气体包含有N，所以所形成钝化层为含N钝化层，因此所述钝化层的致密度较高，阻挡能力较强，能够有效提高所形成钝化层的阻挡能力，避免金属网格内部自由电子被激发，有利于降低自由电子损伤产品的几率；而且还能够有效的扩大所述机台的适用范围，有利于提高所述机台的利用率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1至图3，示出了本发明机台调试方法一实施例各个步骤对应的结构示意图。

参考图1，提供机台，所述机台工艺腔100腔壁101上具有金属网格110。

所述机台用于提供工艺操作平台。

所述机台为用于去除光刻胶的机台。具体的，所述机台采用等离子体，通过灰化的方式去除晶圆上的光刻胶层。本实施例中，所述机台采用O2等离子体去除光刻胶。

所述机台的工艺腔100用于提供制程过程中的工艺操作空间。

所述机台工艺腔100腔壁101上具有开口(图中未示出)。所述机台在进行制程时，工艺气体经所述开口进入所述工艺腔100内，并充满所述工艺腔100。

所述机台还包括用于传输工艺气体的管道102(tube)。

所述管道102的管腔与所述开口相连通。进行制程时，工艺气体经所述管道102传输，从所述开口进入所述工艺腔100内。

需要说明的是，由于所述机台采用O2等离子体去除光刻胶，所以本实施例中，在进行制程时，所述管道传输的工艺气体包括O2。

所述金属网格110用于提高工艺气体的均匀性，还用于减小工艺气体中的杂质电荷。

所述金属网格110位于管道102与所述工艺腔100腔壁101的连接处。也就是说，所述金属网格110位于所述工艺腔100的开口处。

参考图2，示出了图1所示实施例中金属网格110沿所述管道102延伸方向的俯视结构示意图。

所述金属网格110上具有多个筛孔111。工艺气体在进入所述工艺腔100时，穿过所述多个筛孔111，从而实现工艺气体的均匀化。

此外，所述金属网格110的材料为金属。具体的，本实施例中，所述金属网格110的材料为Al。工艺气体在经过所述金属网格110的筛孔111时，混杂在工艺气体内的杂质电荷会经所述金属网格110传导去除，从而实现对杂质电荷的过滤。

由于所述工艺气体包括O2，所以随着机台的使用，所述金属网格110表面被O2氧化，从而形成氧化层；而随着机台使用时间的延长，所述金属网格110表面氧化层厚度随之增大，所述金属网格110中转变为氧化物的金属材料越来越多，金属网格110受到腐蚀。所以在所述机台的定期维护中，所述金属网格110会被更换。

参考图3，采用含N的氧化气体对所述金属网格110进行钝化处理120，在所述金属网格110表面形成钝化层。

所述钝化处理120用于在所述金属网格110表面形成钝化层，从而防止所述金属网格110内的自由电子被激发，防止自由电子转移至制程中的晶圆上，降低晶圆上产品受损的可能，提高产品的良率。

进行钝化处理120的过程中，所采用的氧化气体为含N氧化气体。所述含N氧化气体的氧化速率较高，能够有效的提高形成所述钝化层的效率，缩短调试时间，缩短定期维护后所述机台的复机时间，从而有利于提高所述机台的利用率。

而且由于所述氧化气体包含有N，所以所形成钝化层为含N钝化层。含N的钝化层具有较高的致密度，阻挡能力较强，能够有效提高所形成钝化层的阻挡能力，避免金属网格内部自由电子被激发，有利于降低自由电子损伤产品的几率，有利于提高产品的良率。

此外由于所述钝化层的阻挡能力较强，所以所述金属网格110中自由电子受到激发的几率较低，所述机台进行制程中晶圆表面积累电荷的几率较小，对于电荷积累较敏感的产品可以采用所述机台进行制程，也就是说，所述机台可以适用于加工对于电荷积累较敏感的产品。所以采用含N氧化气体进行钝化处理120的做法还能够扩大所述机台的适用范围，也有利于提高所述机台的利用率。

所述钝化层的厚度不宜太大也不宜太小。

如果所述钝化层的厚度太小，则难以起到防止所述金属网格110内部的自由电子被激发的功能，不利于降低自由电子损伤产品的几率，不利于提高产品的良率；如果所述钝化层的厚度太大，则容易引起增加工艺成本、增大工艺难度的问题，而且钝化层的厚度越大，则形成所述钝化层的时间越长，所述钝化层厚度过大也会延迟所述机台的复机时间，造成所述机台利用率降低的问题。具体的，本实施例中，所述钝化层的厚度在到范围内。

具体的，进行钝化处理120的过程中，所采用的含N氧化气体包括：O2和N2H2。在N2H2的催化作用下，O2解离更充分，因此所述含N氧化气体具有较强的氧化性，能够有效的提高所述含氮氧化气体的氧化能力和氧化速率，能够有效的缩短调试时间，有利于提高所述机台的利用率。

进行钝化处理120的步骤中，O2的流量不宜太大也不宜太小。

O2的流量如果太大，则所述钝化处理120氧化所述金属网格110的速度过高，所形成钝化层中氧化物的含量过高，不利于提高所形成钝化层的致密度；O2的流量如果太小，则所述钝化处理120氧化所述金属网格110的速度过低，不利于提高所述钝化处理120的效率，不利于缩短机台调试的时间。所以本实施例中，进行钝化处理120的步骤中，O2的流量在3500sccm到4500sccm范围内。

进行钝化处理120的步骤中，N2H2的流量不宜太大也不宜太小。

N2H2的流量如果太小，则不利于提高所形成钝化层中N的含量，不利于提高所述钝化层的致密度；N2H2的流量如果太大，则不利于提高钝化处理120的效率，不利于缩短调试时间。所以本实施例中，进行钝化处理120的步骤中，N2H2的流量在600sccm到1000sccm范围内。

需要说明的是，在进行钝化处理120的步骤中，通过调整O2和N2H2的流量，使工艺气体压强在1.0Torr到1.2Torr范围内，从而实现对所述钝化处理120工艺效率和工艺质量的控制。

此外，所述钝化处理120的步骤中，功率不宜太高也不宜太低。

功率如果太低，则不利于形成等离子体，不利于O2和N2H2的解离，不利于钝化效率的提高，而且功率如果太低，N2H2的解离程度过低，所形成钝化层中N原子含量较低，不利于提高所述钝化层的致密度；功率如果太高，则容易增加工艺风险，容易引起能源浪费、增加工艺难度的问题。具体的，本实施例中，进行钝化处理120的步骤中，功率范围在850W到950W范围内。

需要说明的，所述钝化处理120的时间不宜太长也不宜太短。

所述钝化处理120的时间如果太短，则所形成钝化层的厚度太小，所述钝化层难以实现对自由电子的阻挡作用，不利于减少制程过程中晶圆表面电子积累的现象，不利于提高产品良率；所述钝化处理120的时间如果太长，所形成钝化层厚度过大，无法进一步提高良率，而且还会造成调试时间过长，不利于提高机台的利用率。所以本实施例中，进行钝化处理120的步骤中，钝化处理120的时间在6小时到10小时范围内。

所述钝化处理120的温度不宜太高也不宜太低。

所述钝化处理120的温度如果太低，则不利于钝化处理120的进行，不利于提高钝化处理120的效率，可能会造成调试时间的延长，不利于机台利用率的提高；所述钝化处理120的温度如果太高，则可能会引起工艺风险增加、能源浪费的问题。所以本实施例中，进行钝化处理120的步骤中，工艺温度在240℃到260℃范围内。

参考图4，示出了不同机台采用不同调试方法所形成钝化层的厚度。

图中横坐标为不同机台的编号；纵坐标相同时间的钝化处理之后，所形成钝化层的厚度。图线310上的数据点表示的是采用本发明技术方案进行钝化处理之后所形成钝化层的厚度；图线320上的数据点表示的是仅采用O2作为工艺气体进行钝化处理之后所形成钝化层的厚度。

如图4所示，在相同的钝化时间下，图线310表示的本发明技术方案进行钝化处理之后，所形成钝化层的厚度均维持在到范围内。与图线320表示的采用O2进行钝化处理之后所形成钝化层的厚度相比，本发明技术方案所形成钝化层的厚度较大，也就是说，本发明技术方案的钝化效率较高，有利于缩短调试时间，提高机台的利用率。

此外，图线320表示的采用O2进行钝化处理之后所形成钝化层的厚度分布在到的范围内。具体的，采用O2进行钝化处理所形成钝化层最大厚度与最小厚度之间相差达到30％左右。与本发明技术方案相比，采用O2作为工艺气体进行钝化处理所形成钝化层的厚度分布更广。所以，本发明技术方案所形成钝化层的厚度一致性较高，也就是说，本发明技术方案的稳定性较高，有利于提高产品良率，有利于提高机台利用率。

相应的，本发明还提供一种机台。

参考图5至图7，其中图5示出了本发明机台一实施例的结构示意图，图6是图5所示实施例中金属网格210沿所述管道202延伸方向的俯视结构示意图；图7是图6所示实施例中沿AA线的剖视结构示意图。

所述机台包括：工艺腔200，所述工艺腔200腔壁201上具有金属网格210；位于所述金属网格210表面的钝化层220，所述钝化层220为含N钝化层。

所述工艺腔200用于提供制程过程中的工艺操作空间。

本实施例中，所述机台为用于去除光刻胶的机台。具体的，所述机台采用等离子体，通过灰化的方式去除晶圆上的光刻胶层。本实施例中，所述机台采用O2等离子体去除光刻胶。所以O2等离子通入所述工艺腔200内，在一定工艺条件下，在所述工艺腔200内进行灰化工艺。

所述机台工艺腔200腔壁201上具有开口(图中未示出)。所述机台在进行制程时，工艺气体经所述开口进入所述工艺腔200内，并充满所述工艺腔200。

所述机台还包括用于传输工艺气体的管道202(tube)。

所述管道202的管腔与所述开口相连通。进行制程时，工艺气体经所述管道202传输，从所述开口进入所述工艺腔200内。

需要说明的是，由于所述机台采用O2等离子体去除光刻胶，所以本实施例中，在进行制程时，所述管道传输的工艺气体包括O2。

所述金属网格210用于提高工艺气体的均匀性，还用于减小工艺气体中的杂质电荷。

所述金属网格210位于管道202与所述工艺腔200腔壁201的连接处。也就是说，所述金属网格200位于所述工艺腔200的开口处。

所述金属网格210上具有多个筛孔211。工艺气体在进入所述工艺腔200时，穿过所述多个筛孔211，从而实现工艺气体的均匀化。

此外，所述金属网格210的材料为金属。具体的，本实施例中，所述金属网格210的材料为Al。工艺气体在经过所述金属网格210的筛孔211时，混杂在工艺气体内的杂质电荷会经所述金属网格210传导去除，从而实现对杂质电荷的过滤。

所述钝化层220位于所述金属网格110表面，用于防止所述金属网格210内部的自由电子被激发，防止自由电子转移至制程中的晶圆上，降低晶圆上产品受损的可能，提高产品的良率。

所述钝化层220为含N钝化层。因此所述钝化层220的致密度较高，阻挡能力较强，能够有效提高所形成钝化层的阻挡能力，避免金属网格内部自由电子被激发，有利于降低自由电子损伤产品的几率，有利于提高产品的良率。

此外，所述钝化层220的阻挡能力较强，所以所述金属网格210中自由电子受到激发的几率较低，所述机台进行制程中晶圆表面积累电荷的几率较小，对于电荷积累较敏感的产品可以采用所述机台进行制程，也就是说，所述机台可以适用于加工对于电荷积累较敏感的产品。所以采用表面具有含N钝化层的金属网格210的做法，能够扩大所述机台的适用范围，有利于提高所述机台的利用率。

所述钝化层220的材料为氮氧化物。氮氧化物的致密度较高，而且可以通过含N、含O的等离子体即可在所述金属网格210表面形成，有利于降低形成所述钝化层220的工艺难度和工艺成本，有利于提高形成所述钝化层220的效率，缩短所述机台调试时间，提高所述机台的利用率。具体的，本实施例中，所述钝化层220通过对所述金属网格210表面进行钝化处理而形成，也就是说，所述钝化层220是将所述金属网格210表面的部分材料通过钝化处理转变为氮氧化物而形成的，所以所述钝化层220的材料包括AlNO。

所述钝化层220的厚度不宜太大也不宜太小。

如果所述钝化层220的厚度太小，则难以起到防止所述金属网格110内部的自由电子被激发的功能，不利于降低自由电子损伤产品的几率，不利于提高产品的良率；如果所述钝化层220的厚度太大，则容易引起增加工艺成本、增大工艺难度的问题，而且钝化层220的厚度越大，则形成所述钝化层220的时间越长，所述钝化层220厚度过大也会延迟所述机台的复机时间，造成所述机台利用率降低的问题。具体的，本实施例中，所述钝化层220的厚度在到范围内。

综上，本发明技术方案，采用含N的氧化气体对所述金属网格进行钝化处理，在所述金属网格表面形成钝化层。由于所述氧化气体为含N的氧化气体，所述氧化气体的氧化速率较高，能够有效的提高形成所述钝化层的效率，缩短调试时间，从而有利于提高所述机台的利用率；此外由于所述氧化气体包含有N，所以所形成钝化层为含N钝化层，因此所述钝化层的致密度较高，阻挡能力较强，能够有效提高所形成钝化层的阻挡能力，避免金属网格内部自由电子被激发，有利于降低自由电子损伤产品的几率；而且还能够有效的扩大所述机台的适用范围，有利于提高所述机台的利用率。而且，本发明可选方案中，进行钝化处理过程中，所述含N氧化气体包括：O2和N2H2。在N2H2的催化作用下，O2解离更充分，因此所述含N氧化气体具有较强的氧化性，能够有效的提高所述含N氧化气体的氧化能力和氧化速率，能够有效的缩短调试时间，有利于提高所述机台的利用率。此外，本发明可选方案中，进行钝化处理的过程中，O2的流量在3500sccm到4500sccm范围内。与O2流量在3500sccm以下的技术方案相比，O2的流量的增大能够有效提高进行钝化处理过程中所述含N氧化气体的氧化能力和氧化效率，从而有利于提高所述机台的利用率。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。