TW301052B - Method of synchronously removing particle on semiconductor wafer - Google Patents

Description

經濟部中央橾车局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（/ ) ㈠技術領域 本發明所揭露的是關於一種在半導體設備之負載鎖住系 統內（Loadlock System)，利用靜電原理同步去除半導體晶 圓表面粒子的方法（On-Line Particle Removal Method)。 (二)發明背景 當電子元件不斷縮小，積體電路之集積密度不斷增加’ 粒子污染半導體晶圓（Semiconductor Wafer)的問題變得 越來越重要。在積體電路的製造過程裡，半導體晶圓經常受 到粒子污染，造成良率下降。例如，操作員將半導體晶圓運 送至半導體設備過程中，或機器手臂將半導體晶圓運送至反 應室時，都可能產生粒子而污染了半導體晶圓。另一方面， 在反應室內進行化學氣相薄膜沉積、薄膜濺鍍與薄膜電紫蝕 刻時，累積在反應室內璧的薄膜雜物和有機高分子也可能掉 落到半導體晶圓表面，污染了半導體晶圓。 積體電路工業常用之去除粒子的方法有刷洗法（Brush Scrubber)與超音波淸洗（Ultrasonic Sound)。但這些方 法都是屬於『離線』的粒子去除方法（Off-Line Particle Removal Method)，亦即，破眞空將半導體晶圓移出反應室 後，再將半導體晶圓置入另一個機器設備以去除粒子，而 『離線』的粒子去除方法之缺點是延長生產週期，使製造成 本居高不下。例如，在電漿增強式化學氣相沉積設備 (PECVD)之反應室形成二氧化矽，然後，再將含有二氧化矽 之半導體晶圓置入化學槽作超音波淸洗。 除了刷j洗法與超音波淸洗法，靜電也被用來去除粒子， I--^------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

>ST 本紙張尺度適用中國國家操本（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央橾準局負工消费合作社印製 五、發明説明（1) 例如’美國專利第5350423號與第5410122號便揭露了利 用靜電去除粒子的原理’但其關念依然是爵於r離線』的粒 子去除方法。 (三)發明的簡要說明 本發明的主要目的是提供一種積體電路之半導體晶圓表 面粒子的去除方法（Particle Removal Method)。 本發明的另一個目的是提供一種利用靜電原理同步去除 半導體晶圓表面粒子的方法（On-Line Particle Removal Method) 〇 本發明之主要方法如下。 (1) 將半導體晶圓從反應室（Chamber)傳送到『負載鎖住 系統』（Loadlock) ·> (2) 在所述『負載鎖住系統』內提供氣流（Gas Flow)。 (3) 持續一段時間在所述半導體晶圓產生負電荷，所述負電 荷會將所述半導體晶丨園表面之『帶負電的粒子』推離開 所述半導體晶圓表面。 (4) 持續一段時間在所述半導體晶圓產生正電荷，所述正電 荷會將所述半導體晶圓表面之『帶正電的粒子』推離開 所述半導體晶圓表面。 (5) 快速交替來回在所述半導體晶圓產生負電荷與正電荷’ 所述半導體晶圓表面之『不帶電的中性粒子』會被推離 開所述半導體晶圓表面。 (6) 停止氣流和電荷的供應。 (7) 將所述『負載鎖住系統』抽氣至眞空狀態。 (8) 將所述『負載鎖住系統』排氣至大氣壓狀態。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐} (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,4- 訂 ^〇ΪΟ〇2 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 五 '發明説明（2>) (9)將所述半導體晶圓從『負載鎖住系統』傳送到晶舟盒 (Cassette)。 (四) 圖示的簡要說明 圖一是存在半導體晶圓表面之粒子的示意圖。 圖二到圖五是本發明之實施方法的示意圖。 (五) 發明的詳細說明 在積體電路的製造過程所產生之矽半導體晶圓12表面 的粒子依其電性來分類，可以分爲『不帶電的中性粒子 14』、『帶正電荷的粒子16』與『帶負電荷的粒子18』等 三種，如圖一所示，例如，在反應室內進行化學氣相薄膜沉 積、薄膜濺鍍與薄膜電漿蝕刻時，累積在反應室內璧的薄膜 雜物和有機高分子也可能掉落到所述矽半導體晶圓12表 面，形成『不帶電的中性粒子14』、『帶正電荷的粒子 16』與『帶負電荷的粒子】8』等三種粒子，污染了所述矽半 導體晶圓12，其中，以利用磷同步攙雜（In-situ Phosphorous Doped)之低壓化學氣相沉積法形成複晶砂薄膜 時尤其嚴重。另一方面，操作員將所述砂半導體晶圓12運 送至半導體設備過程中，或機器手臂將半導體晶圓運送至反 應室時，都可能產生粒子而污染了所述矽半導體晶圓12，故 即使是完全自動化的積體電路製造廠也無法完全消除粒子對 矽半導體晶圓12的污染。 茲以在反應室內進行化學氣相薄膜沉積爲實施例來說明 本發明之方法，並配合圖二到圖五說明。 現在參考圖二。首先，在反應室（Chamber)進行化學氣 相薄膜沉積之前或之後，將『半導體晶圓28』從反應室傳送 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁)

>1T 铲 本紙張尺度逋用中國困家揉準（CNS ) Α4规格（2丨0Χ297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（φ) 到『負載鎖住系統20』（Lpadlock) ’所述『負載鎖住系統 20』內設計氣體管線24以提供氣流40 (Gas Flow)，所述· 氣流40通常是氮氣或氬氣等惰性氣體氣流。除了氣體管線 24，所述『負載鎖住系統20』內尙包含有電荷產生源22 與運送所述『半導體晶圓28』之機器手臂26，而所述半導 體晶圓28表面則有『不帶電的中性粒子30』、『帶正電荷 的粒子32』與『帶負電荷的粒子34』，如圖二所示。 現在參考圖三。接著，持續一段時間使所述電荷產生源 22產生負電荷，以在所述半導體晶圓28產生負電荷77， 而由於負電荷對負電荷的斥力作用，所述負電荷會將所述半 導體晶圓28表面之所述『帶負電的粒子34』推離開所述半 導體晶圓28表面，如圓三所示，這時，所述氣流40便將 離開所述半導體晶圓28表面之『帶負電的粒子34』吹離所 述『負載鎖住系統20』，達到消除所述『帶負電的粒子 34』的目地。 現在參考圖四。接著，持續一段時間使所述電荷產生源 22產生正電荷，以在所述半導體晶圓28產生正電荷88， 而由於正電荷對正電荷的斥力作用，所述正電荷會將所述半 導體晶圓28表面之所述『帶正電的粒子32』推離開所述半 導體晶圓28表面，如圖四所示，這時，所述氣流40便將 離開所述半導體晶圓28表面之『帶正電的粒子32』吹離所 述『負載鎖住系統20』，達到消除所述『帶正電的粒子 32』的目地。 現在參考圖五。接著，快速交替來回（Alternately)使 所述電荷產生源22產生負電荷77與正電荷88，使得在所 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^. 訂 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（多） 述半導體晶圓28快速交替產生負電荷與正電荷，造成所述 半導體晶圓表面之所述『不帶電的中性粒子別』會被推離開 所述半導體晶圓28表面，如圖五所示，這時，所述氣流40 便將離開所述半導體晶圓28表面之所述『不帶電的中性粒 子30』吹離所述『負載鎖住系統20』，達到消除所述『不 帶電的中性粒子30』的目地。 消除所述『不帶電的中性粒子30』、『帶正電荷的粒子 32』與『帶負電荷的粒子34』之後，停止氣流40的供應， 並關掉所述電荷產生源22以停止電荷的供應，然後將所述 『負載鎖住系統20』抽氣至眞空狀態，再將所述『負載鎖住 系統20』排氣至大氣壓狀態，再將所述半導體晶圓28從 『負載鎖住系統20』傳送到晶舟盒（Cassette)。 以上係利用最佳實施例來闡述本發明，而非限制本發 明，並且，熟知半導體技藝之人士皆能明瞭，適當而作些微 的改變及調整，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發 明之精神和範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 镍！ 經濟部中央橾準局員工消費合作社印袈 衣紙張尺度適用中國國家樑準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 30iΟ52 I ____ D8 六、申請專利範圍 ^-- 1. 一種積體電路之半導體晶圓$面之粒干的去除方法（particle Removal Method)，係包括： 在『負載鎖住系統』（Loadlock)內提供氣流（Gas Flow)； 持續一段時間在所述半導體晶圓產生負電荷，所述負電荷 會將所述半導體晶圓表面之『帶負電的粒子』推離開所述半導 體晶圓表面； 持續一段時間在所述半導體晶圓產生正電荷，所述正電荷 會將所述半導體晶圓表面之『帶正電的粒子』推離開所述半導 體晶圓表面； 快速交替來回在所述半導體晶圓產生負電荷與正電荷，所 述半導體晶圓表面之『不帶電的中性粒子』會被推離開所述半 導體晶圓表面； 停止氣流和電荷的供應； 將所述『負載鎖住系統』抽氣至眞空狀態； 將所述『負載鎖住系統』排氣至大氣壓狀態； 將所述半導體晶圓傳送出所述『負載鎖住系統』。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中所述半導體晶圓是指矽半 導體晶圓。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中所述『負載鎖住系統』是 跟指薄膜沉積反應室或薄膜蝕刻反應室或離子佈植反應室相連 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中所述氣流是指氮氣或氬氣 等惰性氣體。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 镍！