专利名称：反应器制造芯片的方法
技术领域：
本发明有关一种反应器制造芯片的方法，且特别是有关一种以连续流体于低压状态下清洗反应器且利用此清洗后的反应器制造芯片的方法。
背景技术：
现今半导体产业发达，除了在半导体相关产品的品质要求标准高，对于如何降低生产成本以获得最高利润亦为半导体产业的目标。半导体相关产品，例如晶片，需经由一反应器装置，例如一反应炉管，以执行晶片表面沉积制作工序，例如低压化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)制作工序。因此，芯片的品质与反应炉管的控管息息相关。然而大部分的反应器在周期性的使用后皆会遭遇一相同问题，即反应器的异物问题。异物的产生通常是源自于反应源气体反应后的产物附着在非芯片表面，例如反应器内管、晶舟、柱脚或歧管上作用堆积而成，为不必要的微粒或薄膜。因此，解决反应器内部的异物问题为一重点。
传统上解决反应器内部的异物问题的主要方法为定期置换反应器内管。通常在使用反应器一定次数后，反应器内管的异物会达一厚度。此时会先将反应器停止运作，依序取出反应器内部的装置组件(晶舟、柱脚及歧管等)。再将内管取出，清洗内管上的异物(微粒或薄膜)，并置换另一内管于反应器后，才可重新使用反应器制造芯片。此清洗方式不仅步骤繁杂，必须耗费置换反应器内管的成本，同时无法增加反应器制造芯片的使用寿命，因此不为一有效率的清洗方式。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种反应器制造芯片的方法，先利用导引一连续流体于反应器内部，于一低压状态下清洗反应器，再应用反应器制造芯片，并增加反应器内管的使用寿命。
根据本发明的目的，提出一种芯片制造方法。首先，提供一反应器，反应器至少包括一反应室以及一内管。内管置放于反应室内，且内管具有一晶舟进出开口，而内管的管壁上具有一异物。然后，以一晶舟承载座封闭晶舟进出开口。接着，导引一连续流体进出反应室。然后，调整连续流体的压力为100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除异物且带走异物于反应室外。接着，于一清洗时间后停止导引连续流体进出反应室。然后，移除晶舟承载座。接着，置放一晶片于一晶舟上。然后，将晶舟置于晶舟承载座。接着，以晶舟承载座封闭晶舟进出开口，而置入晶舟于反应室内。然后，通入一反应源气体于反应室，以进行晶片的半导体制作工序。
根据本发明另一方面，提出一种反应器的清洗方法，反应器至少包括一反应室及一内管。内管置放于反应室内，内管的管壁上具有一异物。在清洗方法中，首先，导引一连续流体进出反应室。接着，调整连续流体的压力为100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除异物且带走异物于反应室外。
根据本发明的再一方面，提出一种反应器的清洗方法，反应器至少包括一反应室以及一内管。内管置放于反应室内且具有一晶舟进出开口，内管的管壁上具有一异物。在清洗方法中，首先以一晶舟承载座封闭晶舟进出开口。接着，导引一连续流体进出反应室。然后，调整连续流体的压力为100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除异物并带走异物至反应室外。接着，于一清洗时间后停止导引连续流体进出反应室。然后，移除晶舟承载座。
为让本发明的上述目的、特点和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下
图1是依照本发明一较佳实施例的芯片制造方法的流程图。
图2是依照本发明一较佳实施例的反应器的示意图。
图3是依照本发明一较佳实施例的有无利用连续流体在低压状态下进行异物清除后的异物残余检测数据的统计图。
具体实施例方式
请参照图1，其是依照本发明一较佳实施例的芯片制造方法的流程图。请同时参照图2，其是依照本发明一较佳实施例的反应器的示意图。
由于制造芯片的过程中，容易产生不必要的异物。因此，于利用反应器制造芯片的过程中，必须先使用一反应器的清洗方法，特别是用于一低压状态下反应器的清洗方法，以清除反应器内部的异物。之后，再进行晶片的半导体制作工序。
首先，如步骤10所示，提供一反应器200，反应器200具有反应室202及内管220。内管220具有晶舟进出开口222。晶片的半导体制作工序的反应源气体，例如硅烷(SiH4)及氨气(NH3)，可由装置入口204进入反应室202进行低压化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)，再由装置出口206导出。在一定次数的使用反应器200之后，由反应源气体作用产生的异物易以微粒或薄膜的形式附着于内管220的管璧上。在执行清洗反应器200的异物前，会先移除晶舟240，再执行清洗的工作。
接着，如步骤11所示，以晶舟承载座260封闭晶舟进出开口222。其中，以一连续流体F的来源连通装置入口204而提供连续流体F，以真空抽气泵(drypump)连通装置出口206而导引连续流体F的流动，以及调整连续流体F的压力。
然后，进入步骤12，藉由真空抽气泵的运作导引连续流体F进出反应器200，预备清除内管220的管壁上的异物。此时，连续流体F将连续地由装置入口204进入反应室202，而流经内管220，且由装置出口206离开反应室202。其中，连续流体F将会填满反应室202且接触内管220。
接着，进入步骤13，通过真空抽气泵调整连续流体F的压力大小，使压力范围较佳为100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除内管220的管壁上的异物并带走异物至反应室202外。其中，连续流体F的压力可以为150托耳(torr)至250托耳(torr)。本方法利用连续流体F在低压状态冲击异物的作用，使内管220的管壁上的异物脱落，并由连续流体F’带走异物于反应室200外。其中，连续流体F为不含任何异物的纯连续流体，而连续流体F’包含内管220的管壁上所脱落的异物。为避免不必要的额外反应，所导引的连续流体F必须较佳为一不与异物反应的流体，例如惰性气体或氮气。
然后，进入步骤14，于连续流体F清洗反应器200一清洗时间过后，可关闭真空抽气泵及连续流体F的来源，以停止导引连续流体F进出反应室202。其中，本方法控制清洗时间为10分钟至30分钟，较佳地为20分钟。异物的清除率(particle remove rate)与连续流体F的压力及清洗时间成正比。当连续流体F的压力愈大，或是导引连续流体F的时间(清洗时间)愈长，致使连续流体F接触异物的分子愈多，带走的异物数量愈多。当连续流体的压力为压力为200托耳(torr)，而清洗时间为20分钟，且温度为400±10℃的条件下，此清洗方法具有最佳的清除异物效果。
接着，进入步骤15，移除晶舟承载座260。至此，已完成清洗反应器200的工作。以上，由步骤11至步骤15为清洗反应器的流程。
同时，为加强清洗的效果，可利用内管220及异物的热膨胀系数不同的原理使异物脱落。当内管220及异物的热膨胀系数差距越大，异物脱落的效果愈佳。异物的材质若为氮化物(Nitride)，其热膨胀系数为5，则内管220的材质可较佳为碳化硅(SiC)，其热膨胀系数为4.5，或更佳为石英(Si02)，其热膨胀系数为0.54。
执行反应器的清洗方法后，已除去反应器200中的大量异物。因此，可使用反应器200进行晶片的半导体制作工序以制作芯片。
然后，进入步骤16，于晶舟240上置放至少一晶片，准备进行晶片的半导体制作工序。
接着，进入步骤17，将晶舟240置于晶舟承载座260上。
然后，进入步骤18，再以晶舟承载座260封闭晶舟进出开口222，而置入晶舟240于反应室202内。布满晶片的晶舟240借助晶舟进出开口222进入反应室202后，晶舟承载座260亦封闭住晶舟进出开口222。
接着，进入步骤19，通入反应源气体于反应室202中以进行晶片的半导体制作工序，例如一晶片沉积制作工序。以反应源气体的来源连通装置入口204后，开始通入反应源气体，例如硅烷(SiH4)及氨气(NH3)以开始进行低压化学气相沉积(LPCVD)。于反应时间之后，晶片表面产生一层薄膜，例如氮化硅(SiN3)，芯片的制作即告完成。
根据上述本发明较佳实施例的芯片制造方法中，于执行反应器的清洗方法后，会进行反应器内部异物的检测。检测步骤为(1)置放一控制晶片(control wafer)于晶舟240上；(2)于晶舟240上补满虚拟晶片或假晶片(dummy wafer)；(3)进行晶片沉积制作工序；(4)取出晶片，以显微镜观察及估算晶片上的异物(微粒)数量，并纪录每次检测的数据。
请参照图3，其是依照本发明一较佳实施例的有无利用连续流体在低压状态下进行异物清除后的异物残余检测数据的统计图。如图3所示，在区段I为执行一般传统清洗方法后的异物检测数据结果，可观察到反应器的异物数量偏高，表示反应器内部含有大量异物。因此，不适合晶片沉积制作工序。在区段II为执行本发明的清洗方法后的异物检测数据结果，可明显地观察到异物数量的减少，表示表示反应器内部含有少量异物。因此，清洁的程度相当适合晶片沉积制作工序。即，本发明的清洗方法的功效佳，约增加3％至50％的去除能力，确实有效地去除反应器的异物。
本发明上述实施例所揭示的反应器制造芯片的方法，在不用取出反应器内管的条件下，导引连续流体并控制其压力及清洗时间。借助连续流体对异物的作用，并以内管及异物的膨胀系数不同的作用原理，不仅可有效地清除反应室中的异物，亦可增加反应器的使用寿命以节省装置成本。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。熟悉本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的等效的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种制造芯片的方法，包括提供一反应器，该反应器至少包括一反应室以及一内管，该内管置放于该反应室内，该内管具有一晶舟进出开口，该内管的管壁上具有一异物；以一晶舟承载座封闭该晶舟进出开口；导引一连续流体进出该反应室；调整该连续流体的压力为100托耳至300托耳，以清除该异物且带走该异物于该反应室外；于一清洗时间后停止导引该连续流体进出该反应室；移除该晶舟承载座；置放一晶片于一晶舟上；置放该晶舟于该晶舟承载座；以该晶舟承载座封闭该晶舟进出开口，而置入该晶舟于该反应室内；以及通入一反应源气体于该反应室内，以进行该晶片的半导体制作工序。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该清洗时间是10分钟至30分钟。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于该内管及该异物的热膨胀系数不同。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于该异物是氮化物，该内管的材质是石英或碳化硅。
5.一种反应器的清洗方法，该反应器至少包括一反应室及一内管，该内管置放于该反应室内，该内管的管壁上具有一异物，该方法包括导引一连续流体进出该反应室；以及调整该连续流体的压力为100托耳至300托耳，以清除该异物且带走该异物于该反应室外。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于还包括于一清洗时间后停止导引该连续流体进出该反应室。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于该清洗时间是10分钟至30分钟。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于该内管及该异物的热膨胀系数不同。
9.一种反应器的清洗方法，该反应器至少包括一反应室以及一内管，该内管置放于该反应室内，该内管具有一晶舟进出开口，该内管的管壁上具有一异物，该方法包括以一晶舟承载座封闭该晶舟进出开口；导引一连续流体进出该反应室；调整该连续流体的压力为100托耳至300托耳，以清除该异物且带走该异物于该反应室外；于一清洗时间后停止导引该连续流体进出该反应室；以及移除该晶舟承载座。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于该清洗时间是10分钟至30分钟。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于该内管及该异物的热膨胀系数不同。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于该异物是氮化物，该内管的材质是石英或碳化硅。
全文摘要
一种反应器制造芯片的方法，首先，提供一反应器，反应器至少包括一反应室以及一内管。内管置放于反应室内，且内管具有一晶舟进出开口，而内管的管壁上具有一异物。然后，以一晶舟承载座封闭晶舟进出开口。接着，导引一连续流体进出反应室。然后，调整连续流体的压力为100托耳(torr)至300托耳(torr)，以清除异物且带走异物于反应室外。接着，于一清洗时间后停止导引连续流体进出反应室。然后，移除晶舟承载座。接着，置放一晶片于一晶舟上。然后，将晶舟置于晶舟承载座。接着，以晶舟承载座封闭晶舟进出开口，而置入晶舟于反应室内。然后，通入一反应源气体于反应室，以进行晶片的半导体制作工序。
文档编号B08B5/00GK101026083SQ20061000928
公开日2007年8月29日 申请日期2006年2月21日 优先权日2006年2月21日
发明者周志能, 郝鸿虎, 曾国邦 申请人:旺宏电子股份有限公司