CN101170050A - 反应腔室的清洁方法及保护膜的形成方法及保护用晶片 - Google Patents

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Abstract

一种反应腔室的清洁方法，于反应腔室中具有晶片承载座，清洁方法为先利用清洁气体对反应腔室进行清洁。接着，于反应腔室的内表面形成保护膜。其中，在形成保护膜时，于晶片承载座上方提供保护用晶片，且保护用晶片与晶片承载座之间具有一距离，同时于保护用晶片与晶片承载座之间通入冷却气体。

Description

反应腔室的清洁方法及保护膜的形成方法及保护用晶片
技术领域
本发明涉及一种半导体机器的清洁方法，且特别是涉及一种反应腔室的清洁方法。
背景技术
在半导体工艺中，不论是进行沉积工艺或是进行蚀刻工艺，在经过一段时间的重复操作之后，在半导体机器的反应腔室的内表面会产生污染性微粒。如果不对反应腔室进行清洁，则在反应腔室中后续处理的晶片将会受到污染，而将低产品的成品率。因此，会定期对反应腔室进行清洁。
目前，现有对于反应腔室的清洁方法主要分为两步骤，第一步骤是以NF3作为清洁气体，在反应腔室中产生等离子体以除去反应腔室的内表面上的污染性微粒。第二步骤是在反应腔室内表面形成材料为氧化物的保护膜(season film)。
然而，保护膜也会同时形成在反应腔室中用以承载晶片的静电吸座(E-chuck)上。因此，静电吸座上的保护膜会黏附在后续所要处理的晶片背面，而黏附在晶片背面的保护膜会在后续工艺中脱落而造成污染。如此一来，将会降低产品的成品率及产出。
现有技术中有一种避免保护膜沉积在静电吸座上的方法，是在静电吸座上覆盖陶瓷晶片。但是在沉积保护膜时，陶瓷晶片会因为高热而破裂。于是，现有技术为解决此问题，会在静电吸座中通入氦气，氦气经由静电吸座的出气孔排出，以降低陶瓷晶片的温度。然而，出气孔所排出的氦气常会使得陶瓷晶片受力不均，而造成陶瓷晶片一端被氦气吹高，一端与静电吸座接触。静电吸座与陶瓷晶片接触的部分，会因高温而在静电吸座上产生黑色异常粉末，造成静电吸座的损耗。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种反应腔室的清洁方法，可避免保护膜黏附于后续所要处理的晶片背面。
本发明的另一目的是提供一种保护用晶片，能防止保护膜沉积在晶片承载座上。
本发明的再一目的是提供一种保护膜的形成方法，更能有效地防止在晶片承载座上形成保护膜。
本发明提出一种反应腔室的清洁方法，于反应腔室中具有晶片承载座，清洁方法为先利用清洁气体对反应腔室进行清洁。接着，于反应腔室的内表面形成保护膜。其中，在形成保护膜时，于晶片承载座上方提供保护用晶片，且保护用晶片与晶片承载座之间具有一距离，同时于保护用晶片与晶片承载座之间通入冷却气体。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，使保护用晶片与晶片承载座之间具有一距离的方法例如是于晶片承载座上提供多个支撑针(pin)，以支撑保护用晶片。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，例如是由晶片承载座提供冷却气体。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，冷却气体例如是氦气。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，晶片承载座例如是静电吸座。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，晶片承载座的材料例如是陶瓷材料。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，保护用晶片的材料例如是陶瓷材料。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，保护用晶片包括第一遮蔽体，用以遮蔽晶片承载座的晶片承载面。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，第一遮蔽体例如是一圆板。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，保护用晶片更包括连接于第一遮蔽体周围的第二遮蔽体，用以遮蔽连接于晶片承载面周围的侧面。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，第二遮蔽体例如是环状侧壁。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，保护膜的材料例如是氧化物。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，保护膜的形成方法例如是化学气相沉积法。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，清洁气体例如是NF3。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，反应腔室例如是化学气相沉积腔室。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的反应腔室的清洁方法中，反应腔室例如是干蚀刻腔室。
本发明提出一种保护用晶片，适用于反应腔室的清洁工艺中，反应腔室中具有晶片承载座，晶片承载座具有晶片承载面及连接于晶片承载面周围的侧面。保护用晶片包括第一遮蔽体及第二遮蔽体。第一遮蔽体用以遮蔽晶片承载座的晶片承载面。第二遮蔽体连接于第一遮蔽体周围，用以遮蔽连接于晶片承载面周围的侧面。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的保护用晶片中，第一遮蔽体例如是圆板。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的保护用晶片中，第二遮蔽体例如是环状侧壁。
依照本发明的一优选实施例所述，在上述的保护用晶片中，保护用晶片的材料例如是陶瓷材料。
本发明提出一种保护膜的形成方法，适用于反应腔室的内表面形成保护膜，反应腔室中具有晶片承载座，沉积方法包括在形成保护膜时，于晶片承载座上方提供保护用晶片，且保护用晶片与晶片承载座之间具有一距离，同时于保护用晶片与晶片承载座之间通入冷却气体。
由于本发明所提出的反应腔室的清洁方法在形成保护膜时，会使用保护用晶片遮蔽于晶片承载座上方，且保护用晶片与晶片承载座之间具有一距离，同时会于保护用晶片与晶片承载座之间通入冷却气体而形成气幕，因此可防止保护膜形成于晶片承载座上，也就不会发生保护膜黏附于后续所要处理的晶片背面的情况。如此一来，可避免黏附在晶片背面的保护膜在后续工艺中脱落而造成污染，能有助于提升产品的成品率及产出。
此外，由于保护用晶片与晶片承载座之间具有一距离，藉此保护用晶片不会与晶片承载座接触，因此能避免在晶片承载座上产生黑色异常粉末，而延长晶片承载座的使用寿命。另外，因为于保护用晶片与晶片承载座之间通入冷却气体，所以能防止保护用晶片因过热而破裂。
另一方面，因为本发明的保护用晶片的结构能有效遮蔽晶片承载座的晶片承载面及侧面，所以阻止保护膜形成于晶片承载座上的能力更佳。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1A-图1B所绘示为本发明一实施例在对反应腔室进行清洁时的流程剖面图。
图2所绘示为本发明一实施例的清洁方法的流程图。
图3所绘示为本发明另一实施的反应腔室的剖面图。
简单符号说明
100：反应腔室
102：内表面
104、106：进气口
108：晶片承载座
108a：晶片承载面
108b：侧面
110：出气孔
112：保护膜
114、118：保护用晶片
116：支撑针
118a：第一遮蔽体
118b：第二遮蔽体
S202、S204：步骤标号
具体实施方式
图1A-图1B所绘示为本发明一实施例在对反应腔室进行清洁时的流程剖面图。图2所绘示为本发明一实施例的清洁方法的流程图。
请先参照图1A，本发明的反应腔室100具有内表面102，在反应腔室100的侧面设置用以通入清洁气体的进气口104，在反应腔室100的顶面设置用以通入反应气体的进气口106。反应腔室100例如是化学气相沉积腔室或干蚀刻腔室。反应腔室100中设置有晶片承载座108，晶片承载座108具有晶片承载面108a及连接于晶片承载面108a周围的侧面108b，且于晶片承载座108上设置有用以排出冷却气体的出气孔110。晶片承载座108例如是静电吸座。晶片承载座108的材料例如是陶瓷材料。值得注意的是，图1仅为本发明一实施例的反应腔室100的结构示意图，并不用以限制本发明。
以下，将介绍本发明所提出的反应腔室的清洁方法。首先，请同时参照图1A及图2，本发明的清洁方法包括步骤S202及步骤S204。步骤S202为利用清洁气体对反应腔室100进行清洁。清洁气体例如是NF3，由进气口104进入反应腔室100中，以清除附着于反应腔室100的内表面102上的污染物。
接下来，同时参照图1B及图2，步骤S204为于反应腔室100的内表面102形成保护膜112。保护膜112的材料例如是氧化物，而保护膜112的形成方法例如是化学气相沉积法。
在形成保护膜112时，于晶片承载座108上方提供保护用晶片114，且保护用晶片114与晶片承载座108之间具有距离D，同时于保护用晶片114与晶片承载座108之间通入冷却气体。其中，使保护用晶片114与晶片承载座108之间具有距离D的方法例如是于晶片承载座108上提供支撑针116，以支撑保护用晶片114。在图1中支撑针116的数量虽绘示为三根，但并不用以限制本发明，本领域技术人员能视情况对支撑针116的数量进行调整。
此外，保护用晶片114与晶片承载座108之间的距离D为越小越好，只要能使保护用晶片114与晶片承载座108不互相接触即可。于保护用晶片114与晶片承载座108之间所通入的冷却气体例如是氦气，由晶片承载座108上的出气孔110所提供。保护用晶片114位于晶片承载座108上方，以遮蔽晶片承载座108的晶片承载面108a。保护用晶片114例如是一个圆板。保护用晶片114的材料例如是陶瓷材料。
在上述反应腔室100的清洁方法中，于反应腔室100的内表面102形成保护膜112时(步骤S204)，由于保护用晶片114与晶片承载座108之间具有一距离D，而且通入保护用晶片114与晶片承载座108之间的冷却气体会形成气幕，能防止形成保护膜112时所使用的反应气体进入保护用晶片114与晶片承载座108之间。因此，可防止保护膜112形成于晶片承载座108的晶片承载面108a上，能避免保护膜112黏附于后续所要处理的晶片背面的情况发生。如此一来，就不会出现黏附在晶片背面的保护膜在后续工艺中脱落而造成污染的问题，有助于提升产品的成品率及产出。
此外，由于保护用晶片114与晶片承载座108之间具有距离D，则保护用晶片114不会与晶片承载座108直接接触。因此，可以避免黑色异常粉末形成在晶片承载座108上，而能延长晶片承载座108的使用寿命。
另外，因为于保护用晶片114与晶片承载座108之间通入冷却气体，所以可以防止保护用晶片114在形成保护膜112的过程中因过热而破裂。
接下来，于下文中将本发明所提出的保护用晶片，其结构有别于上述实施例中的保护用晶片114，能更有效地防止在晶片承载座108的晶片承载面108a上形成保护膜112。
图3所绘示为本发明另一实施的反应腔室的剖面图。在图3中所绘示的反应腔室100的结构，除了保护用晶片118以外，其余构件与图1A及图1B相同，于此不在赘述。
请参照图3，本发明的保护用晶片118包括第一遮蔽体118a及第二遮蔽体118b。保护用晶片118的材料例如是陶瓷材料。
第一遮蔽体118a用以遮蔽晶片承载座108的晶片承载面108a。第一遮蔽体118a例如是圆板。
第二遮蔽体118b连接于第一遮蔽体118a周围，用以遮蔽连接于晶片承载面108a周围的侧面108b，第二遮蔽体118b例如是环状侧壁。
在本实施例中，由于保护用晶片118的结构能有效遮蔽晶片承载座108的晶片承载面108a及侧面108b，所以能使得用以形成保护膜112的反应气体进入到保护用晶片114与晶片承载座108之间的路径加长，因此防止保护膜112形成于晶片承载座108上的能力更佳。
综上所述，本发明至少具有下列优点：
1.本发明所提出的保护膜的形成方法清洁方法能避免保护膜黏附于后续所要处理的晶片背面。
2.本发明所提出的反应腔室的清洁方法不会发生黏附在晶片背面的保护膜在后续工艺中脱落而产生污染的问题，有助于提升产品的成品率及产出。
3.在本发明所提出的反应腔室的清洁方法中，由于保护用晶片与晶片承载座不互相接触，因此可以防止在晶片承载座上产生黑色异常粉末，而延长晶片承载座的使用寿命。
4.因为本发明所提出的反应腔室的清洁方法会于保护用晶片与晶片承载座之间通入冷却气体，在形成保护膜时，能降低保护用晶片的温度，以防止保护膜因过热而破裂。
5.在本发明所提出的保护用晶片中，由于保护用晶片的结构能有效遮蔽晶片承载座的晶片承载面及侧面，因此防止保护膜形成于晶片承载座的能力更佳。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims (26)

1.一种反应腔室的清洁方法，于该反应腔室中具有晶片承载座，该清洁方法包括：
利用清洁气体对该反应腔室进行清洁；以及
于该反应腔室的内表面形成保护膜，其中
在形成该保护膜时，于该晶片承载座上方提供保护用晶片，且该保护用晶片与该晶片承载座之间具有距离，同时于该保护用晶片与该晶片承载座之间通入冷却气体。
2.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中使该保护用晶片与该晶片承载座之间具有该距离的方法包括于该晶片承载座上提供多个支撑针，以支撑该保护用晶片。
3.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，包括由该晶片承载座提供该冷却气体。
4.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该冷却气体包括氦气。
5.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该晶片承载座包括静电吸座。
6.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该晶片承载座的材料包括陶瓷材料。
7.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该保护用晶片的材料包括陶瓷材料。
8.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该保护用晶片包括第一遮蔽体，用以遮蔽该晶片承载座的晶片承载面。
9.如权利要求8所述的反应腔室的清洁方法，其中该第一遮蔽体包括圆板。
10.如权利要求8所述的反应腔室的清洁方法，其中该保护用晶片更包括连接于该第一遮蔽体周围的第二遮蔽体，用以遮蔽连接于该连接于该晶片承载面周围的侧面。
11.如权利要求10所述的反应腔室的清洁方法，其中该第二遮蔽体包括环状侧壁。
12.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该保护膜的材料包括氧化物。
13.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该保护膜的形成方法包括化学气相沉积法。
14.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该清洁气体包括NF3。
15.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该反应腔室包括化学气相沉积腔室。
16.如权利要求1所述的反应腔室的清洁方法，其中该反应腔室包括干蚀刻腔室。
17.一种保护用晶片，适用于反应腔室的清洁工艺中，该反应腔室中具有晶片承载座，该晶片承载座具有晶片承载面及连接于该晶片承载面周围的侧面，该保护用晶片包括：
第一遮蔽体，用以遮蔽该晶片承载座的该晶片承载面；以及
第二遮蔽体，连接于该第一遮蔽体周围，用以遮蔽连接于该晶片承载面周围的该侧面。
18.如权利要求15所述的保护用晶片，其中该第一遮蔽体包括圆板。
19.如权利要求16所述的保护用晶片，其中该第二遮蔽体包括环状侧壁。
20.如权利要求16所述的保护用晶片，其中该保护用晶片的材料包括陶瓷材料。
21.一种保护膜的形成方法，适用于反应腔室的内表面形成保护膜，该反应腔室中具有晶片承载座，该沉积方法包括在形成该保护膜时，于该晶片承载座上方提供保护用晶片，且该保护用晶片与该晶片承载座之间具有距离，同时于该保护用晶片与该晶片承载座之间通入冷却气体。
22.如权利要求21所述的保护膜的形成方法，其中该保护膜的形成方法包括化学气相沉积法。
23.如权利要求21所述的保护膜的形成方法，其中使该保护用晶片与该晶片承载座之间具有该距离的方法包括于该晶片承载座上提供多个支撑针，以支撑该保护用晶片。
24.如权利要求21所述的保护膜的形成方法，包括由该晶片承载座提供该冷却气体。
25.如权利要求21所述的保护膜的形成方法，其中该冷却气体包括氦气。
26.如权利要求21所述的保护膜的形成方法，其中该保护用晶片的材料包括陶瓷材料。
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