專利名稱：反應(yīng)器制造芯片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種反應(yīng)器制造芯片的方法，且特別是有關(guān)一種以連續(xù)流體于低壓狀態(tài)下清洗反應(yīng)器且利用此清洗后的反應(yīng)器制造芯片的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，除了在半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)高，對于如何降低生產(chǎn)成本以獲得最高利潤亦為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)。半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)品，例如晶片，需經(jīng)由一反應(yīng)器裝置，例如一反應(yīng)爐管，以執(zhí)行晶片表面沉積制作工序，例如低壓化學(xué)氣相沉積(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)制作工序。因此，芯片的品質(zhì)與反應(yīng)爐管的控管息息相關(guān)。然而大部分的反應(yīng)器在周期性的使用后皆會遭遇一相同問題，即反應(yīng)器的異物問題。異物的產(chǎn)生通常是源自于反應(yīng)源氣體反應(yīng)后的產(chǎn)物附著在非芯片表面，例如反應(yīng)器內(nèi)管、晶舟、柱腳或歧管上作用堆積而成，為不必要的微?；虮∧ぁＲ虼?，解決反應(yīng)器內(nèi)部的異物問題為一重點。
傳統(tǒng)上解決反應(yīng)器內(nèi)部的異物問題的主要方法為定期置換反應(yīng)器內(nèi)管。通常在使用反應(yīng)器一定次數(shù)后，反應(yīng)器內(nèi)管的異物會達(dá)一厚度。此時會先將反應(yīng)器停止運作，依序取出反應(yīng)器內(nèi)部的裝置組件(晶舟、柱腳及歧管等)。再將內(nèi)管取出，清洗內(nèi)管上的異物(微?；虮∧?，并置換另一內(nèi)管于反應(yīng)器后，才可重新使用反應(yīng)器制造芯片。此清洗方式不僅步驟繁雜，必須耗費置換反應(yīng)器內(nèi)管的成本，同時無法增加反應(yīng)器制造芯片的使用壽命，因此不為一有效率的清洗方式。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)器制造芯片的方法，先利用導(dǎo)引一連續(xù)流體于反應(yīng)器內(nèi)部，于一低壓狀態(tài)下清洗反應(yīng)器，再應(yīng)用反應(yīng)器制造芯片，并增加反應(yīng)器內(nèi)管的使用壽命。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種芯片制造方法。首先，提供一反應(yīng)器，反應(yīng)器至少包括一反應(yīng)室以及一內(nèi)管。內(nèi)管置放于反應(yīng)室內(nèi)，且內(nèi)管具有一晶舟進(jìn)出開口，而內(nèi)管的管壁上具有一異物。然后，以一晶舟承載座封閉晶舟進(jìn)出開口。接著，導(dǎo)引一連續(xù)流體進(jìn)出反應(yīng)室。然后，調(diào)整連續(xù)流體的壓力為100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除異物且?guī)ё弋愇镉诜磻?yīng)室外。接著，于一清洗時間后停止導(dǎo)引連續(xù)流體進(jìn)出反應(yīng)室。然后，移除晶舟承載座。接著，置放一晶片于一晶舟上。然后，將晶舟置于晶舟承載座。接著，以晶舟承載座封閉晶舟進(jìn)出開口，而置入晶舟于反應(yīng)室內(nèi)。然后，通入一反應(yīng)源氣體于反應(yīng)室，以進(jìn)行晶片的半導(dǎo)體制作工序。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提出一種反應(yīng)器的清洗方法，反應(yīng)器至少包括一反應(yīng)室及一內(nèi)管。內(nèi)管置放于反應(yīng)室內(nèi)，內(nèi)管的管壁上具有一異物。在清洗方法中，首先，導(dǎo)引一連續(xù)流體進(jìn)出反應(yīng)室。接著，調(diào)整連續(xù)流體的壓力為100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除異物且?guī)ё弋愇镉诜磻?yīng)室外。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提出一種反應(yīng)器的清洗方法，反應(yīng)器至少包括一反應(yīng)室以及一內(nèi)管。內(nèi)管置放于反應(yīng)室內(nèi)且具有一晶舟進(jìn)出開口，內(nèi)管的管壁上具有一異物。在清洗方法中，首先以一晶舟承載座封閉晶舟進(jìn)出開口。接著，導(dǎo)引一連續(xù)流體進(jìn)出反應(yīng)室。然后，調(diào)整連續(xù)流體的壓力為100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除異物并帶走異物至反應(yīng)室外。接著，于一清洗時間后停止導(dǎo)引連續(xù)流體進(jìn)出反應(yīng)室。然后，移除晶舟承載座。
為讓本發(fā)明的上述目的、特點和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明如下


圖1是依照本發(fā)明一較佳實施例的芯片制造方法的流程圖。
圖2是依照本發(fā)明一較佳實施例的反應(yīng)器的示意圖。
圖3是依照本發(fā)明一較佳實施例的有無利用連續(xù)流體在低壓狀態(tài)下進(jìn)行異物清除后的異物殘余檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計圖。
具體實施例方式
請參照圖1，其是依照本發(fā)明一較佳實施例的芯片制造方法的流程圖。請同時參照圖2，其是依照本發(fā)明一較佳實施例的反應(yīng)器的示意圖。
由于制造芯片的過程中，容易產(chǎn)生不必要的異物。因此，于利用反應(yīng)器制造芯片的過程中，必須先使用一反應(yīng)器的清洗方法，特別是用于一低壓狀態(tài)下反應(yīng)器的清洗方法，以清除反應(yīng)器內(nèi)部的異物。之后，再進(jìn)行晶片的半導(dǎo)體制作工序。
首先，如步驟10所示，提供一反應(yīng)器200，反應(yīng)器200具有反應(yīng)室202及內(nèi)管220。內(nèi)管220具有晶舟進(jìn)出開口222。晶片的半導(dǎo)體制作工序的反應(yīng)源氣體，例如硅烷(SiH4)及氨氣(NH3)，可由裝置入口204進(jìn)入反應(yīng)室202進(jìn)行低壓化學(xué)氣相沉積(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)，再由裝置出口206導(dǎo)出。在一定次數(shù)的使用反應(yīng)器200之后，由反應(yīng)源氣體作用產(chǎn)生的異物易以微粒或薄膜的形式附著于內(nèi)管220的管璧上。在執(zhí)行清洗反應(yīng)器200的異物前，會先移除晶舟240，再執(zhí)行清洗的工作。
接著，如步驟11所示，以晶舟承載座260封閉晶舟進(jìn)出開口222。其中，以一連續(xù)流體F的來源連通裝置入口204而提供連續(xù)流體F，以真空抽氣泵(drypump)連通裝置出口206而導(dǎo)引連續(xù)流體F的流動，以及調(diào)整連續(xù)流體F的壓力。
然后，進(jìn)入步驟12，藉由真空抽氣泵的運作導(dǎo)引連續(xù)流體F進(jìn)出反應(yīng)器200，預(yù)備清除內(nèi)管220的管壁上的異物。此時，連續(xù)流體F將連續(xù)地由裝置入口204進(jìn)入反應(yīng)室202，而流經(jīng)內(nèi)管220，且由裝置出口206離開反應(yīng)室202。其中，連續(xù)流體F將會填滿反應(yīng)室202且接觸內(nèi)管220。
接著，進(jìn)入步驟13，通過真空抽氣泵調(diào)整連續(xù)流體F的壓力大小，使壓力范圍較佳為100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除內(nèi)管220的管壁上的異物并帶走異物至反應(yīng)室202外。其中，連續(xù)流體F的壓力可以為150托耳(torr)至250托耳(torr)。本方法利用連續(xù)流體F在低壓狀態(tài)沖擊異物的作用，使內(nèi)管220的管壁上的異物脫落，并由連續(xù)流體F’帶走異物于反應(yīng)室200外。其中，連續(xù)流體F為不含任何異物的純連續(xù)流體，而連續(xù)流體F’包含內(nèi)管220的管壁上所脫落的異物。為避免不必要的額外反應(yīng)，所導(dǎo)引的連續(xù)流體F必須較佳為一不與異物反應(yīng)的流體，例如惰性氣體或氮氣。
然后，進(jìn)入步驟14，于連續(xù)流體F清洗反應(yīng)器200一清洗時間過后，可關(guān)閉真空抽氣泵及連續(xù)流體F的來源，以停止導(dǎo)引連續(xù)流體F進(jìn)出反應(yīng)室202。其中，本方法控制清洗時間為10分鐘至30分鐘，較佳地為20分鐘。異物的清除率(particle remove rate)與連續(xù)流體F的壓力及清洗時間成正比。當(dāng)連續(xù)流體F的壓力愈大，或是導(dǎo)引連續(xù)流體F的時間(清洗時間)愈長，致使連續(xù)流體F接觸異物的分子愈多，帶走的異物數(shù)量愈多。當(dāng)連續(xù)流體的壓力為壓力為200托耳(torr)，而清洗時間為20分鐘，且溫度為400±10℃的條件下，此清洗方法具有最佳的清除異物效果。
接著，進(jìn)入步驟15，移除晶舟承載座260。至此，已完成清洗反應(yīng)器200的工作。以上，由步驟11至步驟15為清洗反應(yīng)器的流程。
同時，為加強清洗的效果，可利用內(nèi)管220及異物的熱膨脹系數(shù)不同的原理使異物脫落。當(dāng)內(nèi)管220及異物的熱膨脹系數(shù)差距越大，異物脫落的效果愈佳。異物的材質(zhì)若為氮化物(Nitride)，其熱膨脹系數(shù)為5，則內(nèi)管220的材質(zhì)可較佳為碳化硅(SiC)，其熱膨脹系數(shù)為4.5，或更佳為石英(Si02)，其熱膨脹系數(shù)為0.54。
執(zhí)行反應(yīng)器的清洗方法后，已除去反應(yīng)器200中的大量異物。因此，可使用反應(yīng)器200進(jìn)行晶片的半導(dǎo)體制作工序以制作芯片。
然后，進(jìn)入步驟16，于晶舟240上置放至少一晶片，準(zhǔn)備進(jìn)行晶片的半導(dǎo)體制作工序。
接著，進(jìn)入步驟17，將晶舟240置于晶舟承載座260上。
然后，進(jìn)入步驟18，再以晶舟承載座260封閉晶舟進(jìn)出開口222，而置入晶舟240于反應(yīng)室202內(nèi)。布滿晶片的晶舟240借助晶舟進(jìn)出開口222進(jìn)入反應(yīng)室202后，晶舟承載座260亦封閉住晶舟進(jìn)出開口222。
接著，進(jìn)入步驟19，通入反應(yīng)源氣體于反應(yīng)室202中以進(jìn)行晶片的半導(dǎo)體制作工序，例如一晶片沉積制作工序。以反應(yīng)源氣體的來源連通裝置入口204后，開始通入反應(yīng)源氣體，例如硅烷(SiH4)及氨氣(NH3)以開始進(jìn)行低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)。于反應(yīng)時間之后，晶片表面產(chǎn)生一層薄膜，例如氮化硅(SiN3)，芯片的制作即告完成。
根據(jù)上述本發(fā)明較佳實施例的芯片制造方法中，于執(zhí)行反應(yīng)器的清洗方法后，會進(jìn)行反應(yīng)器內(nèi)部異物的檢測。檢測步驟為(1)置放一控制晶片(control wafer)于晶舟240上；(2)于晶舟240上補滿虛擬晶片或假晶片(dummy wafer)；(3)進(jìn)行晶片沉積制作工序；(4)取出晶片，以顯微鏡觀察及估算晶片上的異物(微粒)數(shù)量，并紀(jì)錄每次檢測的數(shù)據(jù)。
請參照圖3，其是依照本發(fā)明一較佳實施例的有無利用連續(xù)流體在低壓狀態(tài)下進(jìn)行異物清除后的異物殘余檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計圖。如圖3所示，在區(qū)段I為執(zhí)行一般傳統(tǒng)清洗方法后的異物檢測數(shù)據(jù)結(jié)果，可觀察到反應(yīng)器的異物數(shù)量偏高，表示反應(yīng)器內(nèi)部含有大量異物。因此，不適合晶片沉積制作工序。在區(qū)段II為執(zhí)行本發(fā)明的清洗方法后的異物檢測數(shù)據(jù)結(jié)果，可明顯地觀察到異物數(shù)量的減少，表示表示反應(yīng)器內(nèi)部含有少量異物。因此，清潔的程度相當(dāng)適合晶片沉積制作工序。即，本發(fā)明的清洗方法的功效佳，約增加3％至50％的去除能力，確實有效地去除反應(yīng)器的異物。
本發(fā)明上述實施例所揭示的反應(yīng)器制造芯片的方法，在不用取出反應(yīng)器內(nèi)管的條件下，導(dǎo)引連續(xù)流體并控制其壓力及清洗時間。借助連續(xù)流體對異物的作用，并以內(nèi)管及異物的膨脹系數(shù)不同的作用原理，不僅可有效地清除反應(yīng)室中的異物，亦可增加反應(yīng)器的使用壽命以節(jié)省裝置成本。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明。熟悉本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的等效的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種制造芯片的方法，包括提供一反應(yīng)器，該反應(yīng)器至少包括一反應(yīng)室以及一內(nèi)管，該內(nèi)管置放于該反應(yīng)室內(nèi)，該內(nèi)管具有一晶舟進(jìn)出開口，該內(nèi)管的管壁上具有一異物；以一晶舟承載座封閉該晶舟進(jìn)出開口；導(dǎo)引一連續(xù)流體進(jìn)出該反應(yīng)室；調(diào)整該連續(xù)流體的壓力為100托耳至300托耳，以清除該異物且?guī)ё咴摦愇镉谠摲磻?yīng)室外；于一清洗時間后停止導(dǎo)引該連續(xù)流體進(jìn)出該反應(yīng)室；移除該晶舟承載座；置放一晶片于一晶舟上；置放該晶舟于該晶舟承載座；以該晶舟承載座封閉該晶舟進(jìn)出開口，而置入該晶舟于該反應(yīng)室內(nèi)；以及通入一反應(yīng)源氣體于該反應(yīng)室內(nèi)，以進(jìn)行該晶片的半導(dǎo)體制作工序。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該清洗時間是10分鐘至30分鐘。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該內(nèi)管及該異物的熱膨脹系數(shù)不同。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該異物是氮化物，該內(nèi)管的材質(zhì)是石英或碳化硅。
5.一種反應(yīng)器的清洗方法，該反應(yīng)器至少包括一反應(yīng)室及一內(nèi)管，該內(nèi)管置放于該反應(yīng)室內(nèi)，該內(nèi)管的管壁上具有一異物，該方法包括導(dǎo)引一連續(xù)流體進(jìn)出該反應(yīng)室；以及調(diào)整該連續(xù)流體的壓力為100托耳至300托耳，以清除該異物且?guī)ё咴摦愇镉谠摲磻?yīng)室外。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括于一清洗時間后停止導(dǎo)引該連續(xù)流體進(jìn)出該反應(yīng)室。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于該清洗時間是10分鐘至30分鐘。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于該內(nèi)管及該異物的熱膨脹系數(shù)不同。
9.一種反應(yīng)器的清洗方法，該反應(yīng)器至少包括一反應(yīng)室以及一內(nèi)管，該內(nèi)管置放于該反應(yīng)室內(nèi)，該內(nèi)管具有一晶舟進(jìn)出開口，該內(nèi)管的管壁上具有一異物，該方法包括以一晶舟承載座封閉該晶舟進(jìn)出開口；導(dǎo)引一連續(xù)流體進(jìn)出該反應(yīng)室；調(diào)整該連續(xù)流體的壓力為100托耳至300托耳，以清除該異物且?guī)ё咴摦愇镉谠摲磻?yīng)室外；于一清洗時間后停止導(dǎo)引該連續(xù)流體進(jìn)出該反應(yīng)室；以及移除該晶舟承載座。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該清洗時間是10分鐘至30分鐘。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該內(nèi)管及該異物的熱膨脹系數(shù)不同。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該異物是氮化物，該內(nèi)管的材質(zhì)是石英或碳化硅。
全文摘要
一種反應(yīng)器制造芯片的方法，首先，提供一反應(yīng)器，反應(yīng)器至少包括一反應(yīng)室以及一內(nèi)管。內(nèi)管置放于反應(yīng)室內(nèi)，且內(nèi)管具有一晶舟進(jìn)出開口，而內(nèi)管的管壁上具有一異物。然后，以一晶舟承載座封閉晶舟進(jìn)出開口。接著，導(dǎo)引一連續(xù)流體進(jìn)出反應(yīng)室。然后，調(diào)整連續(xù)流體的壓力為100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除異物且?guī)ё弋愇镉诜磻?yīng)室外。接著，于一清洗時間后停止導(dǎo)引連續(xù)流體進(jìn)出反應(yīng)室。然后，移除晶舟承載座。接著，置放一晶片于一晶舟上。然后，將晶舟置于晶舟承載座。接著，以晶舟承載座封閉晶舟進(jìn)出開口，而置入晶舟于反應(yīng)室內(nèi)。然后，通入一反應(yīng)源氣體于反應(yīng)室，以進(jìn)行晶片的半導(dǎo)體制作工序。
文檔編號B08B5/00GK101026083SQ20061000928
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者周志能, 郝鴻虎, 曾國邦 申請人:旺宏電子股份有限公司