专利名称：低压化学气相沉积设备中减少微粒的方法
技术领域：
本发明涉及一种低压化学气相沉积设备中减少微粒的方法，特别涉及一种炉管式低压化学气相沉积设备中减少微粒的方法。
背景技术：
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)经过数十年的发展，已成为半导体制程中最重要且主要的薄膜沉积工具，所有半导体组件所需的薄膜，不论是导体、半导体、或是介电材料，都可通过CVD法来进行配置。CVD的种类相当繁杂，通常以常压CVD、低压CVD、即电浆CVD等三种CVD设计，来作为主要的划分依据。
以低压CVD的设计为例，随着六时及八时晶片的使用，以往常见的整批式(batchtype)LPCVD设计，已渐渐地被每次只处理一片晶片的单一芯片式(single wafer)的设计所取代。唯一保留的整批式设计，则是外观与扩散炉(diffusion furnace)及氧化炉(oxidation furnace)极相似的炉管式(tubular type)LPCVD。炉管式LPCVD是一种热壁式(hot wall)的反应器。反应器本身是以经回火后的石英所构成的。气体通常从炉管的前端送入炉管内。被沉积的芯片，则置于同样以石英所制成的晶舟上(boat)，并随着晶舟放入炉管内的适当位置，以便进行沉积。目前以炉管式LPCVD进行沉积的材料，主要有多晶硅、二氧化硅、及氮化硅等。制程所控制的温度，大约在400℃到850℃左右，压力则在数个Torr到100m Torr之间。因为这种CVD的整个反应室都在反应温度下，因此管壁也会有对等的沉积，所以炉管必须定期地加以清洗。另一方面，即使是单一芯片式LPCVD的设计，虽然反应室室壁所承受的沉积膜厚大大地少于炉管式LPCVD，但还是得定期地加以清洗。
一般而言，LPCVD反应室的洁净步骤，会介于连续的两晶片执行沉积之间，其通常涉及将线上晶片移出反应室后，再进行洁净步骤，但如此的步骤安排，必须花费相当多的时间来维持反应室的洁净，增加整个执行沉积的时间。有些做法，会在不移出线上晶片的情形下，利用真空吸尘的方式处理反应室，然而，反应室的少量碎片，仍有可能造成额外的污染，且导入真空吸尘的成本仍相对很高。因此，如何以最有效率的方式进行LPCVD反应室的洁净步骤是很重要的课题之一。
发明内容
对于上述问题，欲降低炉管中的微粒，本发明提供一种减少微粒(particle)的方法，应用于一低压化学气相沉积设备中，于装料/排料阶段执行清除程序，可减少炉管中的微粒。
本发明的另一目的之一，在于提供一种增加炉管使用率(up time)及延长预防维护(preventing maintain)的方法，应用于一炉管式低压化学气相沉积设备中，在晶片进行沉积的处理阶段中不执行清除程序，但炉管设备维持一已执行清除、待命的状态，可增加设备的使用率，并延长预防维护。
根据上述，本发明提供一种减少微粒(particle)的方法，应用于一低压化学气相沉积设备中。首先执行一装料(loading)程序，用以设定低压化学气相沉积设备的状态，其中装料程序中包含一第一次清洗(purge)程序。其次，即执行一处理(processing)程序，用以进行化学气相沉积。之后，执行一排料(unloading)程序，用以回复低压化学气相沉积设备之状态，其中排料程序包含一第二次清洗程序。
图1为本发明之实施于低压化学气相沉积的程序示意图。
图标说明10装料阶段12处理阶段14排料阶段16常压回填的程序18装料阶段程序20开关测漏检查的程序22真空清除的程序具体实施方式
本发明提供一种减少微粒的方法，应用于一低压化学气相沉积设备的一炉管中。首先，执行一第一次清洗程序于一常压状态中的炉管。之后，执行一处理程序，用以于炉管中进行化学气相沉积。然后，执行一第二次清洗程序于一真空状态中的炉管。如此可省略处理程序中之清洗程序，提高设备的使用率。
图1为本发明之实施于低压化学气相沉积的程序示意图。在本发明之一实施例中，低压化学气相沉积的程序主要分为装料(loading)阶段10、处理(processing)阶段12、及排料(unloading)阶段14。对于炉管式低压化学气相沉积设备而言，装料阶段执行处理(processing)阶段的前置准备作业，例如环境参数设定的程序(recipe)的读取、机台的自我校正与确认等等。处理阶段包含置入晶舟(boat-up)于炉管中、于炉管中移动晶舟、预沉积(pre-deposition)、化学气相沉积、清除(purge)、回填(back-fill)、移出晶舟(boat-down)等等。排料阶段包含环境状态的回复，例如排气、降温等等。
本发明的特征之一，在于装料阶段中加入执行第一次清除。在装料阶段(亦称为P-charge)时，呼叫所需的第一次清除程序，执行此第一次清除程序，即让常压的反应室(chamber ATM)同时执行一常压回填的程序16与装料阶段程序18。第一次清除程序的详细步骤，包含三次回填与常压检查(ATM check)的步骤，其中常压检查包含打开开关(shutter open)、与清除(purge)步骤。本发明的优点之一，在于于装料阶段中，同时执行一回填的程序与装料阶段程序，使得反应室在未开始被执行一处理阶段之前，即经过第一次清除，且此第一次清除与执行装料阶段程序同时进行，因此并未增加许多额外的时间。
之后，开始执行处理阶段以进行晶片上的沉积工作。可以理解的是，在处理阶段中，为了确保反应室中的洁净，在化学气相沉积步骤与回填步骤之间，仍是可以循环清除。但于本发明之实施例中，由于于装料阶段执行第一次清除程序，因此可减少、甚至不需处理阶段中的清除步骤。
当处理阶段执行完毕、晶舟已从炉管中移出之后，低压化学气相沉积设备便执行排料阶。本发明的特征之一，在于排料阶段中加入执行第二次清除。于排料阶段(亦称为P-discharge)时，呼叫所需的第二次清除程序，执行此第二次清除程序，即让清除反应室(chamber purge)同时执行一开关测漏(shutter leak check)的程序20与真空清除(vacuum-purge)的程序22。第二次清除程序的详细步骤，包含真空1、清除1、真空2、清除2、真空3、与清除3。本发明的优点之一，在于于排料阶段中、同时进行第二次的清除程序，使得设备随时保持待命(stand-by)状态。与传统方法、也就是执行三次处理阶段需配合一次的循环清除相较之下，本发明方法可将炉管式低压化学气相沉积设备的使用率提高约25％，大大地延长预防维护(PM)与微粒缺陷的问题。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，因此不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
权利要求
1.一种减少微粒的方法，应用于一低压化学气相沉积设备中，包含执行一装料程序，用以设定低压化学气相沉积设备之状态，其中该装料程序中包含执行一第一次清洗程序；执行一处理程序，用以进行化学气相沉积；及执行一排料程序，用以回复低压化学气相沉积设备的状态，其中该排料程序包含一第二次清洗程序。
2.根据权利要求1所述的减少微粒的方法，其中该装料程序中包含呼叫环境参数设定的程序。
3.根据权利要求1所述的减少微粒的方法，其中执行该第一次清洗程序包含执行一回填程序；开启低压化学气相沉积设备中一开关；及执行低压化学气相沉积设备中之一常压清洗程序。
4.根据权利要求1所述的减少微粒的方法，其中执行该处理程序包含置入一晶舟于低压化学气相沉积设备之一炉管中；执行一气相沉积步骤；及从低压化学气相沉积设备之炉管中移出晶舟。
5.根据权利要求1所述的减少微粒的方法，执行该第二次清洗程序包含执行低压化学气相沉积设备中之一开关的测漏(leak check)程序；及执行低压化学气相沉积设备中之一真空清洗程序。
6.一种减少微粒的方法，应用于一低压化学气相沉积设备之一炉管中，包含执行一第一次清洗程序于一常压状态中的炉管；执行一处理程序，用以在炉管中进行化学气相沉积；及执行一第二次清洗程序于一真空状态中的炉管。
7.根据权利要求6所述的减少微粒的方法，其中执行所述第一次清洗程序的同时还包含在低压化学气相沉积设备执行一回填程序。
8.根据权利要求6所述的减少微粒的方法，其中执行所述第二次清洗程序的同时还包含在低压化学气相沉积设备执行一测漏程序。
9.根据权利要求6所述的减少微粒的方法，其中执行该处理程序包含置入一晶舟于炉管中；执行一气相沉积步骤；及从低压化学气相沉积设备的炉管中移出晶舟。
全文摘要
一种减少微粒的方法，应用于一低压化学气相沉积设备中。首先执行一装料程序，用以设定低压化学气相沉积设备之状态，其中装料程序中包含一第一次清洗程序。其次，即执行一处理程序，用以进行化学气相沉积。之后，执行一排料程序，用以回复低压化学气相沉积设备之状态，其中排料程序包含一第二次清洗程序。上述方法可减少微粒损害设备，同时增加设备使用率。
文档编号C23C16/06GK1632164SQ200310122688
公开日2005年6月29日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者杨长兴, 吴羲隆, 江瑞星 申请人:上海宏力半导体制造有限公司