专利名称：反应室处理的方法
技术领域：
本发明涉及一种反应室处理的方法，特别涉及可以用来处理反应室中的碳残留物与硅残留物的反应室处理的方法。
背景技术：
在现今半导体制程中，常使用微影蚀刻制程来形成开口或是沟渠。举例来说，若欲于基底中形成深沟渠时，则是先于基底上依序形成垫氧化硅层、多晶硅罩幕材料层与图案化光阻层。然后，以图案化光阻层为蚀刻罩幕，进行电浆蚀刻制程，以形成图案化的多晶硅罩幕层。接着，在移除图案化的光阻层后，以此多晶硅罩幕层为蚀刻罩幕，进行另一次的电浆蚀刻制程，于基底中形成深沟渠。
然而，在电浆蚀刻的过程中，电浆气体离子除了会轰击(Bombard)所欲蚀刻的材料层之外，亦有可能轰击到作为蚀刻层幕膜层(例如光阻层或多晶硅罩幕层)，如此会于反应室中生成一些碳残留物与硅残留物。倘若反应室内的这些碳残留物与硅残留物未经过适当地处理而仍继续进行其他晶圆的蚀刻制程，则可能会使得这些残留物掉落到晶圆表面，进而造成晶圆污染等问题。所以，当进行一定晶圆数量的蚀刻制程之后，反应室中碳残留物与硅残留物会逐渐变多，此时就需要对反应室进行处理，以去除这些碳残留物与硅残留物。
图1表示一种电浆反应室的剖面示意图。请参照图1，电浆反应室100包括有铝材质的侧壁102、位于顶部的石英窗口(Quartz Window)104以及一些与电浆制程有关的相关组成构件(未图示)。
请继续参照图1，已知一种去除碳残留物与硅残留物以处理反应室100的方法包括下述三个步骤。首先，于反应室100中进行六氟化硫(SF6)/氯气(Cl2)氧气(O2)电浆处理制程，以使硅残留物反应生成四氟硅烷气体(SiF4)与氯氟硅烷气体(SiCl4)，并且使碳残留物反应生成二氧化碳气体(CO2)，而使上述反就生成的气体排出反应室100外。不过，在此步骤中，侧壁102上的金属铝亦可能会同时与上述的电浆气体反应而生成氟铝化物。其中，此电浆处理制程所经历的时间为70秒。虽然上述的碳残留物与硅残留物可以通过反应生成气体的方式排出反应室100，但是，由于来自六氟化硫的部分的氟原子会陷于(Trap)布满微孔洞106的铝材质侧壁102中，且这些氟原子的存在会影响晶圆的蚀刻制程，因此必须接续下述的步骤加以去除。
之后，反应室100中进行溴化氢(HBr)/氯气(Cl2)/氧气(O2)电浆处理制程，以利用氯原子与溴原子取代陷于微孔洞106中的氟原子。其中，此电浆处理制程所经历的时间为60秒。在此步骤中，大部分的氟原子可以通过取代的方式排出反应室100，不过仍有少量氟原子残存其中。因此，在上述步骤之后，还会通入氦气，以将反应室100中仍残存的氟原子排出反应室100外，藉此降低氟原子的浓度，进而减少氟原子对于后续蚀刻制程的影响。
然而，上述的处理方法虽然可以处理反应室内的碳残留物与硅残留物，但是却无法将处理制程所产生的氟原子完全去除，亦即微量的氟原子仍会继续残存于反应室中，并对晶圆的蚀刻制程造成影响。此外，若使用上述的方法来处理反应室，当反应室进行2000～2500片晶圆的蚀刻制程之后，就必须再次对反应室进行处理，而上述的处理方法的步骤繁琐复杂，且耗费时间长，如此将会影响晶圆的产出效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种反应室处理的方法，以有效处理反应室中的碳残留物与硅残留物。
本发明的另一目的是提供一种反应室处理的方法，以延长反应室需要再次进行处理的间隔时间，进而提高晶圆的产出效率。
本发明提出一种反应室处理的方法，此方法是适用于处理反应室中的碳残留物与硅残留物。此方法包括于此反应室中通入氧气，以于此反应室中进行氧气电浆处理制程。其中，此氧气电浆处理制程包括依序进行相对高压的氧气电浆处理制程以及相对低压的氧气电浆处理制程。而且，此相对高压的氧气电浆处理制程可以使碳残留物与硅残留物分别生成二氧化碳气体与氧化硅，且所生成的氧化硅会附着于反应室的壁上。另外，后续所进行的相对低压的氧气电浆处理制程则可以使得二氧化碳气体排出(Purge)反应室。
由于本发明的利用相对高压的氧气电浆处理制程，以使碳残留物与硅残留物分别生成二氧化碳气体与氧化硅，且所生成的氧化硅会附着于反应室的壁上，而所生成的二氧化碳气体会通过相对低压的氧气电浆处理制程排出反应室。因此，可以有效避免因反应室中残存有碳残留物与硅残留物，而造成晶圆在后续的蚀刻制程中遭受到污染的问题。
此外，本发明的反应室处理的方法无须再进行其他取代或是稀释步骤，因此相较于已知的处理方法，所需进行步骤较少，因此本发明的处理方法可说是相当地简便。
另外，利用本发明的处理方法来处理反应室中的碳残留物与硅残留物，可以延长反应室需要再次进行处理的间隔时间，进而提高晶圆的产出效率。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1是一种电浆反应室的剖面示意图。
图2是依照本发明的较佳实施例的一种反应室处理的流程图。
附图标记说明100电浆反应室102侧壁104石英窗口106微孔洞200、202、204步骤标号具体实施方式
由于在电浆蚀刻的过程中，电浆气体离子除了会轰击所欲蚀刻的材料层之外，亦有可能轰击到作为蚀刻罩幕膜层(例如光阻层或多晶硅罩幕层)，如此会于反应室中生成一些碳残留物与硅残留物。所以，为了避免这些残留物对其他晶圆的蚀刻制程造成晶圆污染的问题，当进行一定数量晶圆的蚀刻制程之后，必须进行反应室处理制程，以除去这些碳残留物与硅残留物。以下是提出一种除去反应室中的碳残留物与硅残留物的方法，唯本发明并不限定于下述所揭露的内容。
图2所示，该图示依照本发明较佳实施例的一种反应室处理的流程图。
请同时参照图1与2，本发明的反应室处理的方法是适用于处理反应室100中的碳残留物与硅残留物。此方法是先于反应室100中通入氧气(步骤200)。其中此氧气是以全流量的条件通入反应室100中，以使反应室100中充满氧气。而对于不同蚀刻机台而言，其全流量的大小不尽相同，因此其是视实际机台设计的全流量条件而定。
接着，于反应室100中进行相对高压的氧气电浆处理制程，以使反应室100中的碳残留物与硅残留物分别与氧气反应，而生成二氧化碳气体与氧化硅，其中所生成的氧化硅会附着于反应室100的壁上(步骤202)。在较佳实施例中，此相对高压的氧气电浆处理制程的制程功率例如是介于700至800W之间，其较佳是800W。而制程所经历的时间例如是介于10至30秒之间，其较佳是20秒。另外，此时反应室100的压力例如是介于40至60mT之间，其较佳是50mT。
而且，此相对高压的氧气电浆处理制程可说是化学反应，以使反应室100中的碳残留物与硅残留物分别氧化成二氧化碳气体与氧化硅，且反应室的铝材质侧壁102亦可能会同时与氧气反应生成氧化铝，但因氧化铝与反应室侧壁102的铝材质相似，因此所生成的氧化铝并不会造成负面的影响。另外，所生成的氧化硅除了可能会附着于反应室100的侧壁102上之外，亦有可能附着于反应室100的顶部的石英窗口104上。不过，由于石英窗口104的材料亦为氧化硅，因此不会影响石英窗口104原本的材质特性。值得一提的是，所形成的氧化硅会紧紧地附着于反应室100的壁上，因此当继续进行下一晶圆的蚀刻制程时，此氧化硅不会掉落至晶圆上，故不会造成晶圆污染等问题。
之后，进行相对低压的氧气电浆处理制程，以使二氧化碳排出此反应室100外(步骤204)。在较佳实施例中，此相对低压的氧气电浆处理制程的制程功率例如是介于700至800W之间，其较佳是800W。而制程所经历的时间例如是介于10至30秒之间，其较佳是20秒。另外，此时反应室100的压力例如是介于10至25mT之间，其较佳是15mT。
值得一提的是，于步骤204中，除了可以使得二氧化碳等气体排出反应室100外，亦可同时调整反应室100的内部压力，使其处于相对低压的状态，亦即调整反应室100使其处于预备进行晶圆的蚀刻制程。而且，依照上述的处理方法可以有效解决反应室100中残存有碳残留物与硅残留物的问题。此外，利用上述的处理方法更可以延长反应室需要再次进行处理的间隔时间，进而提高晶圆的产出效率。在较佳实施例中，使用本发明的处理方法可以进行4000～10000片的晶圆蚀刻制程之后，才需再次对此反应室进行处理。
综上所述，本发明至少具有下述的优点1.由于本发明的利用相对高压的氧气电浆处理制程，以使碳残留物与硅残留物分别生成二氧化碳气体与氧化硅，且所生成的氧化硅会附着于反应室的壁上，而所生成的二氧化碳气体会通过相对低压的氧气电浆处理制程排出反应室。因此，可以有效避免因反应室中残存有碳残留物与硅残留物，而造成晶圆在后续的蚀刻制程中遭受到污染的问题。
2.本发明的反应室处理的方法无须再进行其他取代或是稀释步骤，因此相较于已知的处理方法，所需进行步骤较少，而且各个步骤所需进行的时间亦相对较短(皆小于60秒)，因此本发明的处理方法可说是相当地简便与省时。
3.利用本发明的处理方法，可以延长反应室需要再次进行处理的间隔时间，进而提高晶圆的产出效率。换言之，利用本发明的方法，可于反应室中进行更多片的晶圆的蚀刻制程后(例如4000～10000片晶圆)，再对反应室进行另一次的处理制程。因此，处理反应室的次数可以减少，进而晶圆的产出效率亦可获得提高。
4.利用本发明的处理方法所生成的氧化硅，由于其是与反应室顶部的石英窗口的材质一致，因此不会影响石英窗口的原本的材质特性。此外，虽然经过上述的相对高压的氧气电浆处理制程后，反应室的侧壁上会生成氧化铝，但是，此氧化铝的生成并不会对后续的蚀刻制程造成影响。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围视所附的权利要求书为准。
权利要求
1.一种反应室处理的方法，该方法是适用于处理该反应室中的碳残留物与硅残留物，该方法包括于该反应室中通入氧气，以于该反应室中进行氧气电浆处理制程，而使该碳残留物与该硅残留物分别生成二氧化碳气体与氧化硅，其中该二氧化碳气体排出该反应室，而该氧化硅会附着于该反应室的壁上。
2.如权利要求1所述的反应室处理的方法，其中该氧气电浆处理制程包括依序进行相对高压的氧气电浆处理制程以及相对低压的氧气电浆处理制程。
3.如权利要求2所述的反应室处理的方法，其中该相对高压的氧气电浆处理制程的制程功率是介于700至800W之间，该制程所经历的时间是介于10至30秒之间，且该反应室的压力是介于40至60mT之间。
4.如权利要求3所述的反应室处理的方法，其中该相对高压的氧气电浆处理制程的制程功率为800W，该制程所经历的时间为20秒，且该反应室的压力为50mT。
5.如权利要求2所述的反应室处理的方法，其中该相对低压的氧气电浆处理制程的制程功率是介于700至800W之间，该制程所经历的时间是介于10至30秒之间，且该反应室的压力是介于10至25mT之间。
6.如权利要求5所述的反应室处理的方法，其中该相对低压的氧气电浆处理制程的制程功率为800W，该制程所经历的时间为20秒，且该反应室的压力为15mT。
7.如权利要求2所述的反应室处理的方法，其中该二氧化碳氧气是通过该相对低压的氧气电浆处理制程排出该反应室。
8.如权利要求1所述的反应室处理的方法，其中该氧气是以全流量的方式通入该反应室中。
9.如权利要求1所述的反应室处理的方法，其中该反应室处理的方法是于该反应室经过多数片晶圆制程之后进行。
10.如权利要求9所述的反应室处理的方法，其中该晶圆的数目是介于4000片至10000片之间。
全文摘要
一种反应室处理的方法，此方法是适用于处理反应室中的碳残留物与硅残留物。此方法包括于反应室中通入氧气，以于此反应室中进行氧气电浆处理制程，而使碳残留物与硅残留物分别生成二氧化碳气体与氧化硅。由于所生成的二氧化碳气体会排出反应室，且氧化硅会粘着于反应室的壁上，因此可以避免后续蚀刻制程遭受到碳残留物与硅残留物的污染。
文档编号H01L21/00GK1617294SQ20031011652
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者刘俊良, 张宏隆 申请人:茂德科技股份有限公司