專利名稱：反應室處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反應室處理的方法，特別涉及可以用來處理反應室中的碳殘留物與硅殘留物的反應室處理的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今半導體制程中，常使用微影蝕刻制程來形成開口或是溝渠。舉例來說，若欲于基底中形成深溝渠時，則是先于基底上依序形成墊氧化硅層、多晶硅罩幕材料層與圖案化光阻層。然后，以圖案化光阻層為蝕刻罩幕，進行電漿蝕刻制程，以形成圖案化的多晶硅罩幕層。接著，在移除圖案化的光阻層后，以此多晶硅罩幕層為蝕刻罩幕，進行另一次的電漿蝕刻制程，于基底中形成深溝渠。
然而，在電漿蝕刻的過程中，電漿氣體離子除了會轟擊(Bombard)所欲蝕刻的材料層之外，亦有可能轟擊到作為蝕刻層幕膜層(例如光阻層或多晶硅罩幕層)，如此會于反應室中生成一些碳殘留物與硅殘留物。倘若反應室內(nèi)的這些碳殘留物與硅殘留物未經(jīng)過適當?shù)靥幚矶岳^續(xù)進行其他晶圓的蝕刻制程，則可能會使得這些殘留物掉落到晶圓表面，進而造成晶圓污染等問題。所以，當進行一定晶圓數(shù)量的蝕刻制程之后，反應室中碳殘留物與硅殘留物會逐漸變多，此時就需要對反應室進行處理，以去除這些碳殘留物與硅殘留物。
圖1表示一種電漿反應室的剖面示意圖。請參照圖1，電漿反應室100包括有鋁材質(zhì)的側(cè)壁102、位于頂部的石英窗口(Quartz Window)104以及一些與電漿制程有關(guān)的相關(guān)組成構(gòu)件(未圖示)。
請繼續(xù)參照圖1，已知一種去除碳殘留物與硅殘留物以處理反應室100的方法包括下述三個步驟。首先，于反應室100中進行六氟化硫(SF6)/氯氣(Cl2)氧氣(O2)電漿處理制程，以使硅殘留物反應生成四氟硅烷氣體(SiF4)與氯氟硅烷氣體(SiCl4)，并且使碳殘留物反應生成二氧化碳氣體(CO2)，而使上述反就生成的氣體排出反應室100外。不過，在此步驟中，側(cè)壁102上的金屬鋁亦可能會同時與上述的電漿氣體反應而生成氟鋁化物。其中，此電漿處理制程所經(jīng)歷的時間為70秒。雖然上述的碳殘留物與硅殘留物可以通過反應生成氣體的方式排出反應室100，但是，由于來自六氟化硫的部分的氟原子會陷于(Trap)布滿微孔洞106的鋁材質(zhì)側(cè)壁102中，且這些氟原子的存在會影響晶圓的蝕刻制程，因此必須接續(xù)下述的步驟加以去除。
之后，反應室100中進行溴化氫(HBr)/氯氣(Cl2)/氧氣(O2)電漿處理制程，以利用氯原子與溴原子取代陷于微孔洞106中的氟原子。其中，此電漿處理制程所經(jīng)歷的時間為60秒。在此步驟中，大部分的氟原子可以通過取代的方式排出反應室100，不過仍有少量氟原子殘存其中。因此，在上述步驟之后，還會通入氦氣，以將反應室100中仍殘存的氟原子排出反應室100外，藉此降低氟原子的濃度，進而減少氟原子對于后續(xù)蝕刻制程的影響。
然而，上述的處理方法雖然可以處理反應室內(nèi)的碳殘留物與硅殘留物，但是卻無法將處理制程所產(chǎn)生的氟原子完全去除，亦即微量的氟原子仍會繼續(xù)殘存于反應室中，并對晶圓的蝕刻制程造成影響。此外，若使用上述的方法來處理反應室，當反應室進行2000～2500片晶圓的蝕刻制程之后，就必須再次對反應室進行處理，而上述的處理方法的步驟繁瑣復雜，且耗費時間長，如此將會影響晶圓的產(chǎn)出效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種反應室處理的方法，以有效處理反應室中的碳殘留物與硅殘留物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種反應室處理的方法，以延長反應室需要再次進行處理的間隔時間，進而提高晶圓的產(chǎn)出效率。
本發(fā)明提出一種反應室處理的方法，此方法是適用于處理反應室中的碳殘留物與硅殘留物。此方法包括于此反應室中通入氧氣，以于此反應室中進行氧氣電漿處理制程。其中，此氧氣電漿處理制程包括依序進行相對高壓的氧氣電漿處理制程以及相對低壓的氧氣電漿處理制程。而且，此相對高壓的氧氣電漿處理制程可以使碳殘留物與硅殘留物分別生成二氧化碳氣體與氧化硅，且所生成的氧化硅會附著于反應室的壁上。另外，后續(xù)所進行的相對低壓的氧氣電漿處理制程則可以使得二氧化碳氣體排出(Purge)反應室。
由于本發(fā)明的利用相對高壓的氧氣電漿處理制程，以使碳殘留物與硅殘留物分別生成二氧化碳氣體與氧化硅，且所生成的氧化硅會附著于反應室的壁上，而所生成的二氧化碳氣體會通過相對低壓的氧氣電漿處理制程排出反應室。因此，可以有效避免因反應室中殘存有碳殘留物與硅殘留物，而造成晶圓在后續(xù)的蝕刻制程中遭受到污染的問題。
此外，本發(fā)明的反應室處理的方法無須再進行其他取代或是稀釋步驟，因此相較于已知的處理方法，所需進行步驟較少，因此本發(fā)明的處理方法可說是相當?shù)睾啽恪?br> 另外，利用本發(fā)明的處理方法來處理反應室中的碳殘留物與硅殘留物，可以延長反應室需要再次進行處理的間隔時間，進而提高晶圓的產(chǎn)出效率。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下


圖1是一種電漿反應室的剖面示意圖。
圖2是依照本發(fā)明的較佳實施例的一種反應室處理的流程圖。
附圖標記說明100電漿反應室102側(cè)壁104石英窗口106微孔洞200、202、204步驟標號具體實施方式
由于在電漿蝕刻的過程中，電漿氣體離子除了會轟擊所欲蝕刻的材料層之外，亦有可能轟擊到作為蝕刻罩幕膜層(例如光阻層或多晶硅罩幕層)，如此會于反應室中生成一些碳殘留物與硅殘留物。所以，為了避免這些殘留物對其他晶圓的蝕刻制程造成晶圓污染的問題，當進行一定數(shù)量晶圓的蝕刻制程之后，必須進行反應室處理制程，以除去這些碳殘留物與硅殘留物。以下是提出一種除去反應室中的碳殘留物與硅殘留物的方法，唯本發(fā)明并不限定于下述所揭露的內(nèi)容。
圖2所示，該圖示依照本發(fā)明較佳實施例的一種反應室處理的流程圖。
請同時參照圖1與2，本發(fā)明的反應室處理的方法是適用于處理反應室100中的碳殘留物與硅殘留物。此方法是先于反應室100中通入氧氣(步驟200)。其中此氧氣是以全流量的條件通入反應室100中，以使反應室100中充滿氧氣。而對于不同蝕刻機臺而言，其全流量的大小不盡相同，因此其是視實際機臺設計的全流量條件而定。
接著，于反應室100中進行相對高壓的氧氣電漿處理制程，以使反應室100中的碳殘留物與硅殘留物分別與氧氣反應，而生成二氧化碳氣體與氧化硅，其中所生成的氧化硅會附著于反應室100的壁上(步驟202)。在較佳實施例中，此相對高壓的氧氣電漿處理制程的制程功率例如是介于700至800W之間，其較佳是800W。而制程所經(jīng)歷的時間例如是介于10至30秒之間，其較佳是20秒。另外，此時反應室100的壓力例如是介于40至60mT之間，其較佳是50mT。
而且，此相對高壓的氧氣電漿處理制程可說是化學反應，以使反應室100中的碳殘留物與硅殘留物分別氧化成二氧化碳氣體與氧化硅，且反應室的鋁材質(zhì)側(cè)壁102亦可能會同時與氧氣反應生成氧化鋁，但因氧化鋁與反應室側(cè)壁102的鋁材質(zhì)相似，因此所生成的氧化鋁并不會造成負面的影響。另外，所生成的氧化硅除了可能會附著于反應室100的側(cè)壁102上之外，亦有可能附著于反應室100的頂部的石英窗口104上。不過，由于石英窗口104的材料亦為氧化硅，因此不會影響石英窗口104原本的材質(zhì)特性。值得一提的是，所形成的氧化硅會緊緊地附著于反應室100的壁上，因此當繼續(xù)進行下一晶圓的蝕刻制程時，此氧化硅不會掉落至晶圓上，故不會造成晶圓污染等問題。
之后，進行相對低壓的氧氣電漿處理制程，以使二氧化碳排出此反應室100外(步驟204)。在較佳實施例中，此相對低壓的氧氣電漿處理制程的制程功率例如是介于700至800W之間，其較佳是800W。而制程所經(jīng)歷的時間例如是介于10至30秒之間，其較佳是20秒。另外，此時反應室100的壓力例如是介于10至25mT之間，其較佳是15mT。
值得一提的是，于步驟204中，除了可以使得二氧化碳等氣體排出反應室100外，亦可同時調(diào)整反應室100的內(nèi)部壓力，使其處于相對低壓的狀態(tài)，亦即調(diào)整反應室100使其處于預備進行晶圓的蝕刻制程。而且，依照上述的處理方法可以有效解決反應室100中殘存有碳殘留物與硅殘留物的問題。此外，利用上述的處理方法更可以延長反應室需要再次進行處理的間隔時間，進而提高晶圓的產(chǎn)出效率。在較佳實施例中，使用本發(fā)明的處理方法可以進行4000～10000片的晶圓蝕刻制程之后，才需再次對此反應室進行處理。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下述的優(yōu)點1.由于本發(fā)明的利用相對高壓的氧氣電漿處理制程，以使碳殘留物與硅殘留物分別生成二氧化碳氣體與氧化硅，且所生成的氧化硅會附著于反應室的壁上，而所生成的二氧化碳氣體會通過相對低壓的氧氣電漿處理制程排出反應室。因此，可以有效避免因反應室中殘存有碳殘留物與硅殘留物，而造成晶圓在后續(xù)的蝕刻制程中遭受到污染的問題。
2.本發(fā)明的反應室處理的方法無須再進行其他取代或是稀釋步驟，因此相較于已知的處理方法，所需進行步驟較少，而且各個步驟所需進行的時間亦相對較短(皆小于60秒)，因此本發(fā)明的處理方法可說是相當?shù)睾啽闩c省時。
3.利用本發(fā)明的處理方法，可以延長反應室需要再次進行處理的間隔時間，進而提高晶圓的產(chǎn)出效率。換言之，利用本發(fā)明的方法，可于反應室中進行更多片的晶圓的蝕刻制程后(例如4000～10000片晶圓)，再對反應室進行另一次的處理制程。因此，處理反應室的次數(shù)可以減少，進而晶圓的產(chǎn)出效率亦可獲得提高。
4.利用本發(fā)明的處理方法所生成的氧化硅，由于其是與反應室頂部的石英窗口的材質(zhì)一致，因此不會影響石英窗口的原本的材質(zhì)特性。此外，雖然經(jīng)過上述的相對高壓的氧氣電漿處理制程后，反應室的側(cè)壁上會生成氧化鋁，但是，此氧化鋁的生成并不會對后續(xù)的蝕刻制程造成影響。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍視所附的權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求
1.一種反應室處理的方法，該方法是適用于處理該反應室中的碳殘留物與硅殘留物，該方法包括于該反應室中通入氧氣，以于該反應室中進行氧氣電漿處理制程，而使該碳殘留物與該硅殘留物分別生成二氧化碳氣體與氧化硅，其中該二氧化碳氣體排出該反應室，而該氧化硅會附著于該反應室的壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的反應室處理的方法，其中該氧氣電漿處理制程包括依序進行相對高壓的氧氣電漿處理制程以及相對低壓的氧氣電漿處理制程。
3.如權(quán)利要求2所述的反應室處理的方法，其中該相對高壓的氧氣電漿處理制程的制程功率是介于700至800W之間，該制程所經(jīng)歷的時間是介于10至30秒之間，且該反應室的壓力是介于40至60mT之間。
4.如權(quán)利要求3所述的反應室處理的方法，其中該相對高壓的氧氣電漿處理制程的制程功率為800W，該制程所經(jīng)歷的時間為20秒，且該反應室的壓力為50mT。
5.如權(quán)利要求2所述的反應室處理的方法，其中該相對低壓的氧氣電漿處理制程的制程功率是介于700至800W之間，該制程所經(jīng)歷的時間是介于10至30秒之間，且該反應室的壓力是介于10至25mT之間。
6.如權(quán)利要求5所述的反應室處理的方法，其中該相對低壓的氧氣電漿處理制程的制程功率為800W，該制程所經(jīng)歷的時間為20秒，且該反應室的壓力為15mT。
7.如權(quán)利要求2所述的反應室處理的方法，其中該二氧化碳氧氣是通過該相對低壓的氧氣電漿處理制程排出該反應室。
8.如權(quán)利要求1所述的反應室處理的方法，其中該氧氣是以全流量的方式通入該反應室中。
9.如權(quán)利要求1所述的反應室處理的方法，其中該反應室處理的方法是于該反應室經(jīng)過多數(shù)片晶圓制程之后進行。
10.如權(quán)利要求9所述的反應室處理的方法，其中該晶圓的數(shù)目是介于4000片至10000片之間。
全文摘要
一種反應室處理的方法，此方法是適用于處理反應室中的碳殘留物與硅殘留物。此方法包括于反應室中通入氧氣，以于此反應室中進行氧氣電漿處理制程，而使碳殘留物與硅殘留物分別生成二氧化碳氣體與氧化硅。由于所生成的二氧化碳氣體會排出反應室，且氧化硅會粘著于反應室的壁上，因此可以避免后續(xù)蝕刻制程遭受到碳殘留物與硅殘留物的污染。
文檔編號H01L21/00GK1617294SQ20031011652
公開日2005年5月18日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者劉俊良, 張宏隆 申請人:茂德科技股份有限公司