專利名稱：避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備及工藝，特別是涉及一種能有效避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)，是一種利用化學(xué)反應(yīng)的方式，在反應(yīng)室內(nèi)使反應(yīng)物(通常為反應(yīng)氣體)生成固態(tài)的產(chǎn)物，并沉積于芯片表面的一種薄膜沉積技術(shù)。化學(xué)氣相沉積法的應(yīng)用范圍極為廣泛，舉凡半導(dǎo)體元件所需制備的薄膜，不論是導(dǎo)體、半導(dǎo)體、或是介電材料(Dielectrics)，都可藉由化學(xué)氣相沉積法來進(jìn)行制備。而且，由于化學(xué)氣相沉積法是藉由反應(yīng)氣體間的化學(xué)反應(yīng)來形成所需要的薄膜，因此，以化學(xué)氣相沉積法所制備的薄膜材料，其結(jié)晶性(Crystallinity)和理想配比(Stoichiometry)等一些與材料特性相關(guān)的性質(zhì)，將優(yōu)于傳統(tǒng)的濺射法。所以，在先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝中，化學(xué)氣相沉積法儼然已成為最主要的薄膜沉積工具。
當(dāng)欲對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝時(shí)，會(huì)將晶片放置于化學(xué)氣相沉積機(jī)器內(nèi)，并藉由一輸送管路將反應(yīng)氣體輸送至此化學(xué)氣相沉積機(jī)器內(nèi)，然后反應(yīng)氣體則在化學(xué)氣相沉積機(jī)器內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)生成固態(tài)的產(chǎn)物，而沉積于晶片的表面。
舉例來說，以高密度等離子體(HDP)化學(xué)氣相沉積工藝形成氧化硅薄膜時(shí)，使用硅烷(SiH4)及氧氣(O2)作為反應(yīng)氣體，然后再將反應(yīng)氣體硅烷(SiH4)及氧氣(O2)分別藉由輸送管路輸送至化學(xué)氣相沉積機(jī)器內(nèi)，使反應(yīng)氣體硅烷(SiH4)及氧氣(O2)產(chǎn)生反應(yīng)而生成氧化硅(SiO2)并沉積晶片的表面。然而，值得注意的是，由于輸送管路內(nèi)容易積存反應(yīng)氣體，這些反應(yīng)氣體在經(jīng)過一段時(shí)間后容易產(chǎn)生反應(yīng)而形成微粒，因此當(dāng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備待機(jī)(停機(jī))一段時(shí)間而再開啟時(shí)，輸送管路內(nèi)的殘存反應(yīng)氣體及微粒就會(huì)進(jìn)入化學(xué)氣相沉積機(jī)器內(nèi)，而附著于晶片上，并造成晶片污染。
圖1為現(xiàn)有晶片遭受污染的示意圖。請(qǐng)參閱圖1，現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積機(jī)器待機(jī)(停機(jī))再開啟時(shí)，由于輸送管路內(nèi)殘存有反應(yīng)氣體及微粒，其在晶片10的表面會(huì)產(chǎn)生如噴射狀的微粒(Jet Type Particle)進(jìn)而影響產(chǎn)品的成品率，甚至嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使得晶片報(bào)廢。而且，即使在開始進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝之前，先進(jìn)行一道清潔輸送管路的步驟，也無法避免上述微粒污染晶片的現(xiàn)象產(chǎn)生。因此如何避免輸送管路內(nèi)的殘存氣體回流至化學(xué)氣相沉積機(jī)器內(nèi)，而造成晶片污染，是目前有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是在提供一種避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備及方法，可避免在對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)氣相沉積時(shí)，因輸送管路內(nèi)的殘存氣體回流而對(duì)晶片造成污染。
基于上述的目的，本發(fā)明提出一種避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，此設(shè)備主要由化學(xué)氣相沉積機(jī)器、氣體儲(chǔ)存槽、輸送管路、清潔管路、轉(zhuǎn)向閥以及逆止閥(check valve)所構(gòu)成?；瘜W(xué)氣相沉積機(jī)器用以容置晶片。氣體儲(chǔ)存槽適于至少提供一反應(yīng)氣體。輸送管路連接于氣體儲(chǔ)存槽及化學(xué)氣相沉積機(jī)器之間。清潔管路其一端與輸送管路連接。轉(zhuǎn)向閥配置于輸送管路與清潔管路的連接處。逆止閥配置于清潔管路上，以防止殘留氣體回流至輸送管路，而對(duì)晶片造成污染。
本發(fā)明再提出一種避免殘留氣體污染晶片的方法，此方法適用于避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備中，此設(shè)備至少包括化學(xué)氣相沉積機(jī)器、輸送管路以及清潔管路，其中輸送管路與化學(xué)氣相沉積機(jī)器連接，且清潔管路與輸送管路連接，此方法首先進(jìn)行一清潔步驟，提供一清潔氣體至輸送管路，并改變氣流方向使清潔氣體由清潔管路排出，以清除輸送管路內(nèi)的一殘留氣體。接著利用安裝于清潔管路的一逆止閥，防止殘留氣體回流至輸送管路。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，上述避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備還包括配置質(zhì)流控制器(Mass Flow Controller)于輸送管路上，且此質(zhì)流控制器位于氣體儲(chǔ)存槽及轉(zhuǎn)向閥之間，用以控制氣體流量。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，上述避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，還包括配置第一開關(guān)閥于輸送管路上，且此第一開關(guān)閥位于轉(zhuǎn)向閥及化學(xué)氣相沉積機(jī)器之間，用以控制氣體的流通與否。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，上述避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，還包括在清潔管路的另一端連接抽氣裝置。此外，化學(xué)氣相沉積機(jī)器及抽氣裝置之間還連接排氣管路，并可配合抽氣裝置以將化學(xué)氣相沉積機(jī)器內(nèi)的廢氣抽離。另外，排氣管路上還可配置第二開關(guān)閥，用以控制氣體的流通與否。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，氣體儲(chǔ)存槽還包括提供至少一惰性氣體，以作為清潔輸送管路或承載反應(yīng)氣體的用途。
本發(fā)明在對(duì)化學(xué)氣相沉積設(shè)備進(jìn)行凈化輸送管路的步驟時(shí)，由于在清潔管路上增加配置一逆止閥，原本在輸送管路內(nèi)的殘存氣體，在由清潔管路排出后即不會(huì)再回流至輸送管路內(nèi)，因此在對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)氣相沉積時(shí)，可避免晶片因輸送管路內(nèi)的殘存氣體而受到污染。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下配合附圖以及優(yōu)選實(shí)施例，以更詳細(xì)地說明本發(fā)明。


圖1為現(xiàn)有晶片遭受污染的示意圖。
圖2是繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的一種避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備的示意圖。
圖3是繪示使用本發(fā)明的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備改善晶片污染情形的示意圖。
簡(jiǎn)單符號(hào)說明10晶片110化學(xué)氣相沉積機(jī)器120氧氣供給裝置130氣體儲(chǔ)存槽132反應(yīng)氣體134惰性氣體136質(zhì)流控制器140輸送管路142開關(guān)閥150抽氣裝置160排氣管路
162開關(guān)閥170清潔管路180轉(zhuǎn)向閥190逆止閥具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D2，其繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的一種避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備的示意圖。本發(fā)明的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備主要由化學(xué)氣相沉積機(jī)器110、氧氣供給裝置120、氣體儲(chǔ)存槽130、輸送管路140、抽氣裝置150、排氣管路160、清潔管路170、轉(zhuǎn)向閥180、逆止閥190所構(gòu)成，其中化學(xué)氣相沉積機(jī)器110例如是常壓化學(xué)氣相沉積機(jī)器、低壓化學(xué)氣相沉積機(jī)器、等離子體化學(xué)氣相沉積機(jī)器、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積機(jī)器等。
化學(xué)氣相沉積機(jī)器110用以容置一至多個(gè)晶片10。氧氣供給裝置120與反應(yīng)腔室110連接，且氧氣供給裝置120適于提供氧氣至化學(xué)氣相沉積機(jī)器110內(nèi)，而此氧氣的用途包括進(jìn)行燃燒反應(yīng)使化學(xué)氣相沉積機(jī)器110處于一高溫的環(huán)境，以及用以與后續(xù)送入化學(xué)氣相沉積機(jī)器110中的反應(yīng)氣體反應(yīng)生成固態(tài)的產(chǎn)物。當(dāng)然，本發(fā)明無須局限配置氧氣供給裝置120，以提供氧氣至反應(yīng)腔室110內(nèi)，而將氧氣儲(chǔ)存于氣體儲(chǔ)存槽130中，并藉由另一輸送管路將氧氣至反應(yīng)腔室110內(nèi)亦可。
氣體儲(chǔ)存槽130適于提供反應(yīng)氣體132(如硅烷(SiH4))及惰性氣體134(如N2、Ar、He)。其中惰性氣體134(本實(shí)施例以氮?dú)?N2)為例作說明)用以清潔管路以及作為載氣(本實(shí)施例以氬(Ar)、氦(He)為例作說明)之用。
輸送管路140連接于氣體儲(chǔ)存槽130及化學(xué)氣相沉積機(jī)器110之間，藉由輸送管路140可將氣體儲(chǔ)存槽130中所提供的反應(yīng)氣體132及惰性氣體134輸送至化學(xué)氣相沉積機(jī)器110內(nèi)。
排氣管路160連接于抽氣裝置150以及化學(xué)氣相沉積機(jī)器110之間，藉由抽氣裝置150與排氣管路160的配合使用，以將化學(xué)氣相沉積機(jī)器110內(nèi)的廢氣抽離。
清潔管路170其一端與輸送管路140連接，另一端與抽氣裝置150連接。轉(zhuǎn)向閥180配置于輸送管路140與清潔管路170的連接處，而逆止閥190配置于清潔管路270上。此外，可配置質(zhì)流控制器136于輸送管路140上，且質(zhì)流控制器136位于氣體儲(chǔ)存槽130及轉(zhuǎn)向閥180之間，用以控制氣體流量。另外，可藉由在位于轉(zhuǎn)向閥180及化學(xué)氣相沉積機(jī)器110之間的輸送管路140上配置開關(guān)閥142，用以控制使上述氣體是否可流通至化學(xué)氣相沉積機(jī)器110內(nèi)。再者，可藉由在位于化學(xué)氣相沉積機(jī)器110及抽氣裝置150之間的排氣管路160上配置開關(guān)閥162，用以控制使上述廢氣是否可由化學(xué)氣相沉積機(jī)器110內(nèi)排出。
值得注意的是，本發(fā)明的避免殘留氣體污染晶片的裝置，由于在清潔管路270上增加配置一逆止閥190，使得原本在輸送管路內(nèi)的殘存氣體，在由清潔管路排出后即不會(huì)再回流至輸送管路內(nèi)，因此在對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)氣相沉積時(shí)，可避免晶片因輸送管路內(nèi)的殘存氣體而受到污染。
承上所述，本發(fā)明又提出一避免殘留氣體污染晶片的方法，此方法適用于上述避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備中，此方法先進(jìn)行清潔步驟，提供清潔氣體(如氮?dú)?至輸送管路140，并改變氣流方向使清潔氣體由清潔管路170排出，以清除輸送管路140內(nèi)的殘留氣體(如硅烷)。接著利用安裝于清潔管路170的逆止閥190，防止殘留氣體回流至輸送管路140，而造成后續(xù)進(jìn)行晶片表面沉積時(shí)，晶片受到污染。
較詳細(xì)的說明之，在進(jìn)行晶片的表面沉積之前，可先進(jìn)行預(yù)熱步驟，即藉由氧氣供給裝置120提供氧氣至化學(xué)氣相沉積機(jī)器110內(nèi)，用以進(jìn)行燃燒反應(yīng)使化學(xué)氣相沉積機(jī)器110處于高溫的環(huán)境。接著進(jìn)行清潔輸送管路140的步驟，首先提供惰性氣體134作為清潔氣體(本實(shí)施例以氮?dú)?N2)舉例說明)并輸送至輸送管路140，且利用轉(zhuǎn)向閥180改變氣流方向，使惰性氣體134將原本殘存于輸送管路140內(nèi)的反應(yīng)氣體132(本實(shí)施例以硅烷(SiH4)舉例說明)由清潔管路170排出，以完成輸送管路140的清潔動(dòng)作。
承上所述，本發(fā)明的避免殘留氣體污染晶片的方法，藉由在清潔管路170上增加配置一逆止閥190的步驟，使得原本在輸送管路140內(nèi)的殘存氣體，在輸送至清潔管路170后即不會(huì)再回流至輸送管路140內(nèi)，因此在化學(xué)氣相沉積機(jī)器110停機(jī)再開啟時(shí)，輸送管路140內(nèi)已無殘存的氣體而不會(huì)對(duì)晶片10造成污染。
當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知上述方法中用于清潔輸送管路140的氣體，并不局限使用本實(shí)施例的惰性氣體，亦可直接使用反應(yīng)氣體。
圖3是繪示使用本發(fā)明的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備而改善晶片污染情形的示意圖。由圖3可知，本發(fā)明在清潔管路上配置逆止閥之后，原本在輸送管路內(nèi)的殘存氣體，在輸送至清潔管路后即不會(huì)再回流至輸送管路內(nèi)，因此在化學(xué)氣相沉積機(jī)器停機(jī)再開啟時(shí)，輸送管路內(nèi)已無殘存的氣體，而不會(huì)對(duì)晶片10造成污染。
綜上所述，本發(fā)明在對(duì)化學(xué)氣相沉積機(jī)器進(jìn)行清潔輸送管路的步驟時(shí)，由于在清潔管路上配置一逆止閥，原本在輸送管路內(nèi)的殘存氣體，在輸送至清潔管路后即不會(huì)再回流至輸送管路內(nèi)，因此可避免對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)氣相沉積時(shí)，輸送管路內(nèi)含有殘存氣體而對(duì)晶片造成污染。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，該設(shè)備包括一化學(xué)氣相沉積機(jī)器，用以容置一晶片；一氣體儲(chǔ)存槽，適于至少提供一反應(yīng)氣體；一輸送管路，連接于該氣體儲(chǔ)存槽及該化學(xué)氣相沉積機(jī)器之間；一清潔管路，其一端與該輸送管路連接；一轉(zhuǎn)向閥，配置于該輸送管路與該清潔管路的連接處；以及一逆止閥，配置于該清潔管路上，以防止殘留氣體回流至該輸送管路，而對(duì)該晶片造成污染。
2.如權(quán)利要求1所述的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，還包括一質(zhì)流控制器，配置于該輸送管路上，且該質(zhì)流控制器位于該氣體儲(chǔ)存槽及該轉(zhuǎn)向閥之間。
3.如權(quán)利要求1所述的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，還包括一第一開關(guān)閥，配置于該輸送管路上，且該第一開關(guān)閥位于該轉(zhuǎn)向閥及該化學(xué)氣相沉積機(jī)器之間。
4.如權(quán)利要求1所述的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，還包括一抽氣裝置，該抽氣裝置與該清潔管路的另一端連接。
5.如權(quán)利要求4所述的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，還包括一排氣管路，連接于該化學(xué)氣相沉積機(jī)器及該抽氣裝置之間。
6.如權(quán)利要求5所述的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，還包括一第二開關(guān)閥，配置于該排氣管路上。
7.如權(quán)利要求1所述的避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，其中該氣體儲(chǔ)存槽還包括提供至少一惰性氣體。
8.一種避免殘留氣體污染晶片的方法，適用于一設(shè)備中，該設(shè)備至少包括一化學(xué)氣相沉積機(jī)器、一輸送管路以及一清潔管路，其中該輸送管路與該化學(xué)氣相沉積機(jī)器連接，且該清潔管路與該輸送管路連接，該方法包括進(jìn)行一清潔步驟，提供一清潔氣體至該輸送管路，并改變氣流方向使該清潔氣體由該清潔管路排出，以清除該輸送管路內(nèi)的一殘留氣體；以及利用安裝于該清潔管路的一逆止閥，防止該殘留氣體回流至該輸送管路。
9.如權(quán)利要求8所述的避免殘留氣體污染晶片的方法，其中該清潔氣體包括氮?dú)狻?br> 10.如權(quán)利要求8所述的避免殘留氣體污染晶片的方法，其中該殘留氣體包括硅烷。
全文摘要
一種避免殘留氣體污染晶片的設(shè)備，此設(shè)備主要由一化學(xué)氣相沉積機(jī)器、一輸送管路、一清潔管路以及一逆止閥所構(gòu)成。其中，輸送管路與化學(xué)氣相沉積機(jī)器連接，而清潔管路與輸送管路連接。由于在清潔管路上配置有逆止閥，可避免殘留氣體由清潔管路回流至輸送管路，進(jìn)而對(duì)晶片造成污染。
文檔編號(hào)H01L21/31GK1763907SQ20041008823
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者黃國(guó)華, 戴政賢 申請(qǐng)人:力晶半導(dǎo)體股份有限公司