Apcvd爐管復機保養(yǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，包括如下步驟：步驟一，TLC凈化，利用O2結合DCE清除爐管內及位于爐管內的晶舟上的金屬離子；步驟二，濕氧凈化，用于去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的DCE殘留；步驟三，O2烘烤，用于去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的水汽和有機物。通過在TLC凈化步驟后面增設濕氧凈化步驟，可以有效去除TLC步驟中DCE殘留，尤其是DCE中的氯離子殘留；通過O2烘烤步驟，可以去除爐管內的水汽和有機物，從而既可以去除金屬離子和有機物，又可以有效防止DCE殘留和水汽對后續(xù)薄膜厚度的影響提高了產品的良率，并且本發(fā)明提供的方法比現(xiàn)有的保養(yǎng)方法效率高、成本低。
【專利說明】APCVD爐管復機保養(yǎng)方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種APCVD爐管復機保養(yǎng)方法。

【背景技術】
[0002] 在半導體的生產工藝中，對于APCVD (常壓化學氣相淀積）爐管而言，每年會做年 度保養(yǎng)，稱之為APM(annual PM)。在APM中，會更換石英，1、熱電偶、晶舟2、點火裝置3及 一些石英排氣管，如圖1所示，圖1所示是APCVD爐管的結構示意圖。
[0003] 由于在石英的擺放，安裝過程中會不可避免的遇到金屬離子和有機物玷污的問 題。從而會導致APM以后爐管內反應腔體的金屬離子超標和有機物超標。
[0004] 目前業(yè)界對于APCVD Furnace機臺APM的復機（recover)常規(guī)做法是，利用TLC purge,具體是指向爐管的反應腔室內通入N 2、02、DCE (反式二氯乙烯)，以去除金屬離子，并 且附加進行測試晶圓的試運轉步驟，該測試晶圓并非產品的一種，其僅用于測試之用，由此 來改善金屬離子和有機物玷污問題。
[0005] 然后，從實際的APM保養(yǎng)回來后，爐管除了上述的金屬離子和有機物玷污問題外， 還會受到厚度均勻性困擾如圖2所示：在晶舟的托板（slot)位置厚度偏厚，在晶舟的中 央厚度偏薄。其原因在于，晶舟的托板（slot)位置由于水汽和氯離子等的存在，后續(xù)淀 積工藝中，晶舟的托板（slot)位置的淀積的薄膜厚度大于其他位置的薄膜厚度，圖2中的 983. 21-1095. 9的單位是埃，其比納米（nm)小10個數(shù)量級的單位，用符號A表示。氯離子 是在TLC凈化步驟遺留的，因為DCE含有氯離子，在TLC凈化步驟完成后，爐管內會殘留氯 離子。目前是利用調整晶圓在晶舟上的位置來改善淀積薄膜厚度的均勻性。但是此種做法 的非常耗時，每個TLC和測試晶圓的試運轉之后需要量測金屬離子及有機物的結果，并且 對于厚度均勻性問題需不斷結合厚度結果調整晶圓在晶舟上的位置。由此造成生效率低下 和成本過高問題。
[0006] 因此，如何提供一種能夠改善爐管內金屬離子及有機物玷污問題且能夠提高厚度 均勻性的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，通過在TLC凈化步驟后面 增設濕氧凈化步驟，可以有效去除TLC步驟中DCE殘留，尤其是氯離子殘留，通過0 2烘烤 步驟，以去除爐管內的水汽和有機物，從而既可以去除金屬離子和有機物，又可以有效防止 DCE殘留和水汽對后續(xù)薄膜厚度的影響，并且比現(xiàn)有的保養(yǎng)方法效率高、成本低。
[0008] 為了達到上述的目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0009] -種APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，包括如下步驟：
[0010] 步驟一，TLC凈化，其利用N2、02結合DCE清除爐管內及位于爐管內的晶舟上的金 屬離子；
[0011] 步驟二，濕氧凈化，用于去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的DCE殘留；
[0012] 步驟三，02烘烤即氧氣烘烤，用于去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的水汽和有 機物。
[0013] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，所述濕氧凈化是指向爐管內通入H2 和〇2，利用H2和02的生成物來去除DCE殘留。
[0014] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，所述步驟二中，濕氧凈化時，反應 溫度控制在1000攝氏度-1150攝氏度。
[0015] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，所述步驟三中，02烘烤時，02的氣 體流速是10L?20L/min。
[0016] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，所述步驟三中，02烘烤的反應溫度 控制在1000攝氏度-1150攝氏度。
[0017] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，在進行步驟一之前，需要將晶舟升 入爐管內，在步驟三之后，需要將晶舟降離爐管，在升降晶舟過程中，爐管內的溫度控制在 750-850攝氏度。
[0018] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，在步驟一之前，先進行氧氣預烘 烤，以去除爐管內的有機物殘留。
[0019] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，02預烘烤時，02的氣體流速是 10L?20L/min，反應溫度控制在1000攝氏度-1150攝氏度。
[0020] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，在進行02預烘烤之前，需要將晶舟 升入爐管內，在步驟三之后，需要將晶舟降離爐管，在升降晶舟過程中，爐管內的溫度控制 在750-850攝氏度。
[0021] 本發(fā)明提供的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，通過在TLC凈化步驟后面增設濕氧凈化 步驟，可以有效去除TLC步驟中DCE殘留，尤其是DCE中的氯離子殘留；通過0 2烘烤步驟， 可以去除爐管內的水汽和有機物，從而既可以去除金屬離子和有機物，又可以有效防止DCE 殘留和水汽對后續(xù)薄膜厚度的影響，并且比現(xiàn)有的保養(yǎng)方法效率高、成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 本發(fā)明的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法由以下的實施例及附圖給出。
[0023] 圖1是APCVD爐管的結構示意圖；
[0024] 圖2是采用現(xiàn)有的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法復機后晶圓上淀積的薄膜的厚度分布 示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明實施例一的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法的流程示意圖；
[0026] 圖4是采用本發(fā)明的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法復機后晶圓上淀積的薄膜的厚度分 布示意圖；
[0027] 圖5是本發(fā)明實施例二的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法的流程示意圖；
[0028] 圖中，1-石英管，2-晶舟、3-點火裝置。

【具體實施方式】
[0029] 以下將對本發(fā)明的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法作進一步的詳細描述。
[0030] 下面將參照附圖對本發(fā)明進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例， 應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發(fā)明而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有益效果。因 此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。
[0031] 為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能 和結構，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混亂。應當認為在任何實際實施例的開 發(fā)中，必須作出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關系統(tǒng)或有關商業(yè)的 限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和耗費 時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0032] 為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作 進一步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方 便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0033] 實施例一
[0034] 請參閱圖3,本實施例提供了一種APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，包括如下步驟：
[0035] 步驟一，請參閱步驟S1，TLC凈化（TLC purge)，利用N2、02結合DCE (即反式二氯 乙烯）清除爐管內及位于爐管內的晶舟上的金屬離子。反應的溫度通常在1000-1150攝氏 度，生長的厚度在1000埃（A)左右。DCE在常溫下是液態(tài)的，使用時（即跑程式時)是通過N2 進入DCE存儲瓶然后帶出DCE時將DCE變成氣態(tài)的，來自DCE液體的氯離子，以噴霧形式進 入爐管內，然后發(fā)生反應。氯離子主要起到清潔作用，它可以減少在晶圓上的離子電荷，從 而減少硅表面上的結構缺陷。由于此步驟是本領域的常規(guī)技術手段，故在此不再贅述。在 此步驟之前，預先將晶舟升入爐管內，即爐管的反應腔室內。
[0036] 步驟二，請參閱步驟S2,濕氧凈化，用于去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的DCE 殘留，實際上是主要去除DCE中的氯離子；
[0037] 較佳的，所述濕氧凈化步驟是指向爐管內通入H2和02，利用H 2和02的生成物即H20 來去除DCE殘留，主要是DCE殘留中的氯離子。反應原理是，利用氫離子和氯離子結合成氯 化氫，從而帶走氯離子。在實際實驗中發(fā)現(xiàn)H 20比02更容易去除干凈DCE殘留，從而可以更 加有效避免DCE殘留主要是氯離子對后續(xù)晶圓淀積的薄膜厚度的影響。
[0038] 較佳的，所述步驟二中，濕氧凈化時，爐管內的反應腔室內反應溫度控制在1000 攝氏度-1150攝氏度。太低的溫度會影響反應效果，太高的溫度會影響用于加熱爐管反應 腔室的溫度的加熱器的使用壽命。此溫度范圍較好地平衡了上述兩個方面的因素。
[0039] 步驟三，請參閱步驟S3, 02烘烤，用于去除爐管內的水汽和有機物。
[0040] 較佳的，所述步驟三中，02烘烤時，02的氣體流速是10L?20L/min。太高的流速 會影響反應效果，太高的流速會影響排氣。而10L?20L/min的流速綜合上述兩點，達到了 一個較好的平衡點。
[0041] 較佳的，在本實施例的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，所述步驟三中，02烘烤的反應 溫度控制在1000攝氏度-1150攝氏度。太低的溫度會影響反應效果，太高的溫度會影響用 于加熱爐管反應腔室的溫度的加熱器的使用壽命。此溫度范圍較好地平衡了上述兩個方面 的因素。
[0042] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，在進行步驟一之前，需要將晶舟升 入爐管內，在步驟三之后，需要將晶舟降離爐管，在升降晶舟過程中，爐管內的溫度控制在 750-850攝氏度。太低的溫度影響升降溫的時間，太高的溫度容易造成晶舟變形。
[0043] 本實施例提供的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，通過在TLC凈化步驟(步驟一）后面增 設濕氧凈化步驟(步驟二)，可以有效去除TLC步驟中DCE殘留，尤其是DCE中的氯離子殘 留；通過〇 2烘烤步驟(步驟三)，可以去除爐管內的水汽和有機物，從而既可以去除金屬離子 和有機物，又可以有效防止DCE殘留(尤其是氯離子)和水汽對后續(xù)薄膜厚度的影響，如圖4 所示，并請對比圖2,可見，采用本發(fā)明的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法相比現(xiàn)有方法，晶圓上淀 積的薄膜的厚度的均勻性得到了明顯的改善，消除了薄膜上對應晶舟的托板（slot)位置的 厚度過厚現(xiàn)象，提高了薄膜的厚度均勻性，由此提高了產品的良率，并且本發(fā)明提供的方法 比現(xiàn)有的保養(yǎng)方法效率高、成本低。
[0044] 實施例二
[0045] 請參閱圖5,本實施例的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法與實施例一的區(qū)別在于：在步驟 一之前，請參見步驟S0,先進行0 2預烘烤，以去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的有機物殘 留。
[0046] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，02預烘烤時，02的氣體流速是 10L?20L/min，太高的流速會影響反應效果，太高的流速會影響排氣。而10L?20L/min 的流速綜合上述兩點，達到了一個較好的平衡點。反應溫度控制在1000攝氏度-1150攝氏 度。太低的溫度會影響反應效果，太高的溫度會影響用于加熱爐管反應腔室的溫度的加熱 器的使用壽命。此溫度范圍較好地平衡了上述兩個方面的因素。
[0047] 優(yōu)選的，在上述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法中，在進行02預烘烤之前，需要將晶舟 升入爐管內，在步驟三之后，需要將晶舟降離爐管，在升降晶舟過程中，爐管內的溫度控制 在750-850攝氏度。太低的溫度影響升降溫的時間，太高的溫度容易造成晶舟變形。
[0048] 本實施例相比實施例一由于在TLC凈化步驟之前增設了 02預烘烤步驟，因此，可 以對爐管及晶舟內的有機物和水汽進行徹底清除，以確保爐管淀積工藝的穩(wěn)定性，提高產 品良率。
[0049] 顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1. 一種APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一，TLC凈化，利用N2、02結合DCE清除爐管內及位于爐管內的晶舟上的金屬離子； 步驟二，濕氧凈化，用于去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的DCE殘留； 步驟三，02烘烤，用于去除爐管內及位于爐管內的晶舟上的水汽和有機物。
2. 根據(jù)權利要求1所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，所述步驟二中，所述 濕氧凈化是指向爐管內通入H2和0 2，利用H2和02的生成物來去除DCE殘留。
3. 根據(jù)權利要求1所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，所述步驟二中，濕氧 凈化時，反應溫度控制在1000攝氏度-1150攝氏度。
4. 根據(jù)權利要求1所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，所述步驟三中，02烘 烤時，〇2的氣體流速是10L?20L/min。
5. 根據(jù)權利要求1所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，所述步驟三中，02烘 烤的反應溫度控制在1000攝氏度-1150攝氏度。
6. 根據(jù)權利要求1所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，在進行步驟一之前， 需要將晶舟升入爐管內，在步驟三之后，需要將晶舟降離爐管，在升降晶舟過程中，爐管內 的溫度控制在750-850攝氏度。
7. 根據(jù)權利要求1?6中任意一項所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，在步 驟一之前，先進行〇2預烘烤，以去除爐管內的有機物殘留。
8. 根據(jù)權利要求7所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，02預烘烤時，02的氣 體流速是10L?20L/min，反應溫度控制在1000攝氏度-1150攝氏度。
9. 根據(jù)權利要求7所述的APCVD爐管復機保養(yǎng)方法，其特征在于，在進行02預烘烤之 前，需要將晶舟升入爐管內，在步驟三之后，需要將晶舟降離爐管，在升降晶舟過程中，爐管 內的溫度控制在750-850攝氏度。
【文檔編號】C23C16/44GK104152867SQ201310177643
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月14日 優(yōu)先權日:2013年5月14日
【發(fā)明者】沈建飛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司