[发明专利]一种减少低压炉管内杂质颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种减少低压炉管内杂质颗粒的方法。

背景技术

当今半导体制造工艺对精准度要求越来越高，因此要求芯片的集成度增加，器件尺寸缩小。在炉管扩散工艺中（如AA-SIN deposition、Spacer deposition、Poly deposition），颗粒残留在气体管路和炉管内壁上，长时间多批次作业时，会增加杂质颗粒在工艺过程中掉落到晶圆上的可能性，在晶圆的生产过程中引入了颗粒等污染源，就可能引起电路的开路或断路，造成产品缺陷，从而影响后续工序中器件的制造。因此去除杂质颗粒的影响成为半导体制造技术中较为重要的问题。

随着生产中设备自动化程度的提高，人员与产品的交互变少，防止生产中带来颗粒的重点已更多地放到了生产设备所产生的颗粒上面。如设备腔壁上积累的附着物的脱落就是一个很常见的污染源，为此，在生产过程中，常需要对设备的腔壁进行清洁，去除积累物，以防止因其脱落而导致对晶片的玷污。

LPCVD的反应是属于热壁式的，会有较多的颗粒沉积在炉管的内壁上，需要清洁的频率较其他反应类型更高。传统的管道清洁方法为湿法清洁方法，具体为每间隔一段时间就将脏的石英炉管由设备中取出，对其进行湿法腐蚀以去除炉管壁上的累积附着物。对于生长氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的LPCVD炉管，通常是利用49％的HF酸腐蚀液对其进行浸泡，腐蚀去除内壁上的积累物；去除后，再用大量去离子水对该炉管进行冲洗，并烘干待用。这种清洗的方法容易对LPCVD的炉管造成损伤，且清洗时间烘干时间较长，降低了正常生产的效率。

现有技术低压炉管进行沉积工序装置如图1所示，首先将多片晶圆载入晶舟，放置在所要进行的沉积工序炉管内，严格控制炉管内压力与温度，然后对晶圆进行化学气相沉积，待工艺结束后，将晶舟移出炉管，将晶圆从晶舟上卸下。如此往复多批次作业后，会有很多副产物颗粒附着在气体管路和炉管内壁上，这对后续沉积工序的晶圆造成产品缺陷的安全隐患。

针对上述的问题，专利CN1632164A公开了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。该专利所述的方法只能将炉管内悬浮的杂质附着物清除，对炉管的清洁作用有限，无法有效去除附着在气体管路和炉管内壁上副产物杂质颗粒。

另外，专利CN100537836C也公开了一种化学气相沉积室的清洁方法，该方法包括以下的步骤：对所述沉积反应腔进行抽真空处理；加热所述沉积室；通入清洁气体去除所述沉积室内的附着物；停止通入清洁气体，完成清洁。该发明所述的方法主要是去除沉积室内的杂质颗粒，无法有效去除气体管道以及炉管内的杂质颗粒，且步骤较复杂对工艺要求也较高，无法有效的解决低压炉管内的杂质颗粒残留问题。

专利CN102921680A公开了一种CVD反应腔体清洁方法，包括：A、按照正常清洁过程中所需的温度和压力范围，设置CVD反应腔体的温度参数和压力参数；B、向所述反应腔体内通入清洁气体，清洁气体的流量由正常清洁时所需流量逐渐增大至预设流量；C、通入预设时间的所述清洁气体后，抽去反应腔体内的清洁气体，以清除反应腔体内杂质颗粒；D、重复步骤B和C，直至将反应腔体中的杂质清洁干净。该专利主要是利用在一定压力下清洁气体对杂质颗粒的清洁力度较强而实现清洁的功能的，但是在该专利中，需要较多的清洁气体并施加较大的压力，才能达到有效的清洁效果，对设备和工艺的要求更高，不利于清洁方法的广泛使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少低压炉管内杂质颗粒的方法，其具体是采用对低压炉管进行升降温的处理，控制低压炉管的温度、升降温速率、气体类型，并根据一定间隔时间和清洗时间通入恒定压力的清洗气体的方法来达到改善低压炉管颗粒状况的目的，从而减少低压炉管工艺过程中产生的杂质颗粒，尤其是减少了炉管内壁的上的杂质颗粒，从而提高相关扩散工艺的稳定性，减少对产品造成的缺陷影响。

为了实现上述目的，本发明提供了一种减少低压炉管内杂质颗粒的方法，其具体为，提供一低压炉管，于该低压炉管中进行晶圆的沉积工艺；

在取出所述晶圆后，对所述低压炉管进行升温操作；

于该低压炉管中间隔地通入清洁气体，对低压炉管进行降温操作；