专利名称：热工艺装置、清洁其透光元件的方法及利用此装置的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体装置以及使用此装置的半导体工艺，且特别涉及 一种清洁热工艺装置内的透光元件的方法、热工艺及热工艺装置。
背景技术：
随着，半导体工业的发展趋势往低成本与高元件密度的制造技术为导
向。快速热工艺(Rapid Thermal Processing, RTP)处理已逐渐取代传统用高温 炉做的加热处理步骤，且其在未来集成电路工艺的重要性已是无庸置疑的。 而且，这项技术不论在研究或商用的领域中，已应用于许多半导体的工艺上。
一般而言，快速热工艺(RTP)的设备主要包括有晶片保持座(wafer holder),用以承载晶片； 一组加热灯具(lamp),配置在晶片上方；以及石英 视窗(quartz window),配置在加热灯具与晶片之间，而加热灯具所发出的光 会透过石英视窗传递至晶片上。石英视窗为透明的材料，其功用为将灯具 的光均匀地照射至晶片上，使晶片上的工艺层具有高可靠度以及均一性。
利用快速热工艺(RTP)的设备进行相关的半导体工艺时，常会使得靠近 晶片的石英视窗表面产生一些附着物。这些附着物会造成光穿透石英视窗时 的均匀性不佳，进而影响工艺的成品率。而且，当附着物厚度变厚时，易受 石英的应力影响而导致附着物剥落(peeling)至晶片上，使工艺成品率降低， 严重时甚致会使产品报废。
目前，对石英视窗表面的附着物的处理方式，只能是消极地监测每次工 艺的附着物增量，当附着物厚度偏高时再替换一个新的石英视窗。这样的作 法是不仅影响机台利用时间(up-time),亦会大幅地增加维修成本，且还会有 产品报废之虞。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种清洁热工艺装置的透光元件的 方法、热工艺及热工艺装置，能够已知的种种问题，提高灯源通过透光元件的均匀性，以及降低工艺成本、提高工艺成品率。
本发明提出 一种清洁热工艺装置的透光元件的方法。前述透光元件是位 于此装置的反应腔室内，而反应腔室内至少包括晶片保持座，用以承载晶片，
且配置于透光元件下方；以及能量源输出元件，配置于透光元件上方。本发 明的方法例如是，进行表面处理步骤，清洁透光元件的表面。
依照本发明的实施例所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，上述的 表面处理步骤用以清除透光元件的表面的附着物或者是使附着物澄清化。
依照本发明的实施例所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，上述的 表面处理步骤可同时清洁晶片保持座。
依照本发明的实施例所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，上述的 表面处理步骤为通入处理气体的步骤。其中，处理气体的步骤的温度为大于 等于50(TC,通气时间为大于等于5秒。若附着物为有机材料，则处理气体 例如是含有氧原子的气体或混合气体，其例如是氧气、臭氧、氮气、氙气或 其组合。若附着物为金属材料或无机材料，则处理气体例如是卣素气体或其 组合，其例如是氟、氯、溴或其组合。
依照本发明的实施例所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，上述的 表面处理步骤还包括利用紫外线光源、电子束、卣素灯源、红外线光源、激 光、孩i波、电波或电不兹场。
依照本发明的实施例所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，上述的 能量源输出元件例如是提供紫外线光源、卤素灯源、红外线光源、激光、电 子束、微波、电波或电磁场的元件。
依照本发明的实施例所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，上述的 热工艺装置为快速热工艺装置。
本发明另提出一种利用热工艺装置的工艺。前述装置的反应腔室内至少 包括透光元件；晶片保持座，用以承载晶片，且配置于透光元件下方；以及 能量源输出元件，配置于透光元件上方。本发明的热工艺例如是，先对晶片 进行工艺步骤，然后再进行表面处理步骤，清洁透光元件的表面，并同时移 除透光元件的表面的附着物。
依照本发明的实施例所述的利用热工艺装置的工艺，上述的表面处理步 骤为通入处理气体的步骤。其中，处理气体的步骤的温度为大于等于500°C, 通气时间为大于等于5秒。若附着物为有机材料，则处理气体例如是含有氧原子的气体或混合气体，其例如是氧气、臭氧、氮气、氙气或其组合。若附 着物为金属材料或无机材料，则处理气体例如是卣素气体或其组合，其例如 是氟、氯、溴或其组合。
依照本发明的实施例所述的利用热工艺装置的工艺，上述的表面处理步 骤还包括利用紫外线光源、电子束、囟素灯源、红外线光源、激光、微波、 电;皮或电石兹场。
依照本发明的实施例所述的利用热工艺装置的工艺，上述的能量源输出 元件例如是提供紫外线光源、卣素灯源、红外线光源、激光、电子束、微波、 电波或电^兹场的元件。
依照本发明的实施例所述的利用热工艺装置的工艺，上述的工艺步骤例 如是金属硅化物工艺、退火工艺、沉积工艺、低介电材料处理或紫外光固化 工艺。当上述的工艺步骤为金属硅化物工艺，则在工艺步骤之后、表面处理 步骤之前，可将晶片移出反应腔室外。
依照本发明的实施例所述的利用热工艺装置的工艺，上述的热工艺装置 为快速热工艺装置。
本发明又提出一种热工艺装置，其适用于半导体工艺。本发明的装置包 括透光元件、晶片保持座、能量源输出元件以及表面清洁元件。其中，透光 元件配置于此装置的反应腔室内。晶片保持座是用以承载晶片，且其配置于 透光元件下方。能量源输出元件具是配置于透光元件上方。另外，表面清洁 元件是配置于反应腔室内。表面清洁元件是用以清洁透光元件的表面。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，上述的表面清洁元件配置于透 光元件与晶片保持座之间，或晶片保持座下方。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，上述的表面清洁元件用以清除 透光元件的表面的附着物或者是使附着物澄清化。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，上述的表面清洁元件同时用以 清洁晶片保持座。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，上述的表面清洁元件还包括提 供紫外线光源、电子束、卣素灯源、红外线光源、激光、微波、电波或电》兹 场的元件。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，上述的能量源输出元件例如是 提供紫外线光源、卣素灯源、红外线光源、激光、电子束、微波、电波或电》兹场的元件。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，上述的半导体工艺例如是金属 硅化物工艺、退火工艺、沉积工艺、低介电材料处理或紫外光固化工艺。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，上述的热工艺装置为快速热工 艺装置。
依照本发明的实施例所述的热工艺装置，还包括即时监控装置，其是配 置于反应腔室内，以持续侦测透光元件的透光度。另外，还包括先进工艺控
制(APC)装置，用以自动回馈侦测结果至表面清洁元件。
本发明的装置配置有表面清洁元件，其可用以清除热工艺装置内透光元 件表面的附着物或使透光元件表面的附着物澄清化。因此，可避免已知因装 置内部的透光元件表面产生的附着物所造成的影响，而可提高工艺成品率。 另外，本发明的方法与工艺可有效清洁透光元件表面以及清除透光元件表面 的附着物，因此可提高工艺成品率，以及降低透光元件的更换频率，以有效 降低工艺成本。
为让本发明的上述和其他目的、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。
图l绘示为本发明实施例的热工艺装置。
图2为本发明实施例的热工艺的流程图，此工艺内含本发明的清洁热工 艺装置的透光元件的方法。 附图标记说明
100:热工艺装置101:附着物
102:透光元件103:晶片
104:晶片j呆持座106:能量源元件
108:表面；青洁元^牛110:反应腔室
210、220:步骤
具体实施例方式
以下，将列举实施例来进一步说明本发明，但这些实施例并非用以限定 本发明的范围。首先，请参照图1，其绘示为本发明实施例的热工艺装置。此热工艺装 置100可适用于一般半导体工艺中的热处理，尤其是最适用于快速热工艺
(Rapid Thermal Processing, RTP)。举例来i兌，可适用于金属硅化物(salicide) 工艺；形成氧化硅、氮化硅及氮氧化硅的沉积工艺；形成低介电材料的处理 工艺；以及紫外光固化工艺。当然，还可以适用于，在进行多项工艺如离子 注入及硅酸盐化(silicidation)之后，使晶格重排并消除应力集中，或是形成硼 磷硅酸盐玻璃(Borophospho-silicate Glass, BPSG)以及氮化(nitridation)等的退 火工艺。
本实施例的热工艺装置100包括透光元件102、晶片保持座104、能量 源输出元件106以及透光元件的表面清洁元件108。其中，透光元件102配 置于反应腔室110内。透光元件102的材料例如是石英或是其他合适的透明 材料。晶片保持座104配置于反应腔室内110的透光元件102下方，其用以 承载晶片(例如，晶片103)。能量源输出元件106配置于反应腔室内110的 透光元件102上方，能量源输出元件106所发出的能量源会通过透光元件102 而均匀地传递到晶片103上。通常，能量源输出元件106可例如是使用提供 紫外线光源、卤素灯源、红外线光源、激光、电子束、微波、电波或电磁场 的元件。
特别值得注意的是，本实施例的热工艺装置IOO与传统热工艺装置不同 之处在于本实施例的热工艺装置100的反应腔室110中还包括配置有表面 清洁元件108。表面清洁元件108是配置于透光元件102与晶片保持座104 之间，其功用为清洁透光元件102的表面，以清除透光元件102的表面的附 着物，或者是使附着物澄清化。在其他实施例中，表面清洁元件108还可配 置于晶片保持座104下方(未绘示)，以同步清洁此晶片保持座104。因此， 不仅可提高工艺成品率，还可降低透光元件的更换频率，进而可有效降低工 艺成本。
此处所谓的"附着物"是指，在进行热工艺的期间，因工艺因素而形成 在透光元件102表面的多余材料(如图2的标号101所示)。上述的附着物101 可例如是有机材料、金属材料或无机材料。当透光元件102表面产生附着物 101时，会^f吏得能量源输出元件106所发出的能量源无法均匀地传递到晶片 103上，而影响工艺成品率。另外，有关本实施例的表面清洁元件108的构 件与清洁透光元件的表面的方法，将于下述做详细说明。当然，在其他实施例中，本发明的热工艺装置100可包括有即时监控
装置(未绘示)，其例如是感测器。即时监控装置配置于反应腔室110内，用 以持续侦测透光元件102的透光度，以便能依据透光元件102表面的附着物 形成状况而适度调整表面清洁元件108的运作条件。另外，本发明的热工艺 装置100亦可包括配置有先进工艺控制(APC)装置，其用以自动回馈侦测结 果至表面清洁元件108。
接下来，进一步于下述详细说明本发明的方法与工艺。图2为本发明实 施例的热工艺的流程图，此工艺内含本发明的清洁热工艺装置的透光元件的 方法。
请同时参照图1与图2，先对晶片103进行半导体工艺(步骤210)。步骤 210例如是对晶片103进行金属硅化物工艺、沉积工艺、低介电材料处理、 退火工艺、紫外光固化工艺等快速热工艺处理。通常，在进行这样的半导体 工艺之后，靠近晶片103的透光元件102表面会产生一些附着物101。上述 的附着物101可例如是有机材料、金属材料或无机材料。这些附着物101会 造成能量源输出元件106所发出的能量源无法均匀地传递到晶片103上，而 影响工艺成品率。
在完成晶片的半导体工艺之后，接着可进行表面处理步骤(步骤220)。 此表面处理步骤可用以清洁透光元件102的表面，以清除透光元件102表面 的附着物101或者是使附着物101澄清化。在本实施例中，表面处理步骤例 如是通入处理气体的步骤，通过处理气体与附着物IOI反应，而进一步分解 掉这些附着物IOI，使透光元件102的透光度不会受到影响。随后，附着物 IOI经分解后，会通过反应腔室内的抽气装置被抽出，而不会影响后续晶片 的制作。上述，通入处理气体的步骤所使用的温度为大于等于500°C，其通 气的时间约为大于等于5秒。
承上述，若附着物101为有机材料，则上述的处理气体可例如是使用含 有氧原子的气体或混合气体，其例如是氧气、臭氧、氮气、氙气或其组合。 若附着物101为金属材料或无机材料，则上述的处理气体可例如是使用卣素 气体或其组合，其例如是氟、氯、溴或其组合。
在一实施例中，在通过通入含有氧原子的气体或混合气体以进行表面处 理步骤之前，若晶片103上为金属或其他会与处理气体反应的工艺层，则可 先将晶片103移除反应腔室110外，以避免影响晶片103。例如，晶片103进行金属硅化物工艺之后，于进行表面处理步骤之前，先将晶片103移除反 应月空室110夕卜。
特别要说明的是，热工艺装置100的表面清洁元件108，亦即是上述的 表面处理步骤所需应用到的构件。另外，表面清洁元件108还可包括配置有 提供紫外线光源、囟素灯源、红外线光源、激光、电子束、微波、电波或电
帮助分解附着物IOI,且帮助提供处理气体达到所需的温度；而提供电子束 的元件可发出电子束，同样有助于分解附着物101。
在其他实施例中，本发明的方法亦不需于晶片进行热工艺之后进行。详 细而言，本发明的清洁热工艺装置的透光元件的方法可配合每日的测机步骤 时同时进行，如此有助于机台利用时间。或者是，在特定时间内即进行一次 透光元件的清洁处理，以利用预防维护(preventive maintenance, PM)来^是高 工艺成品率。
综上所述，本发明可有效清洁热工艺装置的透光元件表面或使透光元件 表面的附着物澄清化，因此可避免已知因装置内部的透光元件表面产生的附 着物所造成的影响，进而可提高工艺成品率。而且，本发明还有助于降低透 光元件的更换频率，以有效降低工艺成本。另一方面，本发明的方法可配合 每日测机时进行，因此可提高机台利用时间。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领 域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因 此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1. 一种清洁热工艺装置的透光元件的方法，该透光元件是位于该装置的反应腔室内，而该反应腔室内至少包括晶片保持座，用以承载晶片，且配置于该透光元件下方；以及能量源输出元件，配置于该透光元件上方，该方法包括进行表面处理步骤，清洁该透光元件的表面。
2. 如权利要求1所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该表面 处理步骤用以清除该透光元件的表面的附着物或者是使该附着物澄清化。
3. 如权利要求1所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该表面 处理步骤可同时清洁该晶片保持座。
4. 如权利要求1所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该表面 处理步骤为通入处理气体的步骤。
5. 如权利要求4所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该处理 气体的步骤的温度为大于等于500°C。
6. 如权利要求4所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该通入 处理气体的步骤的时间为大于等于5秒。
7. 如权利要求4所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中附着物 为有机材料，则该处理气体包括氧气、臭氧、氮气、氙气或其组合。
8. 如权利要求4所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中附着物 为金属材料或无机材料，则该处理气体包括卣素气体或其组合。
9. 如权利要求1所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该表面 处理步骤还包括利用紫外线光源、电子束、卣素灯源、红外线光源、激光、 孩t波、电波或电;兹场。
10. 如权利要求1所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该能量 源输出元件包括提供紫外线光源、卣素灯源、红外线光源、激光、电子束、 ;微波、电波或电》兹场的元件。
11. 如权利要求1所述的清洁热工艺装置的透光元件的方法，其中该热工 艺装置为快速热工艺装置。
12. —种利用热工艺装置的工艺，该热工艺装置的反应腔室内至少包括透 光元件；晶片保持座，用以承载晶片，且配置于该透光元件下方；以及能量源输出元件，配置于该透光元件上方，该工艺包括 先对该晶片进行工艺步骤；以及再进行表面处理步骤，清洁该透光元件的表面，并同时移除该透光元件 的表面的附着物。
13. 如权利要求12所述的利用热工艺装置的工艺，其中该表面处理步骤 为通入处理气体的步骤。
14. 如权利要求13所述的利用热工艺装置的工艺，其中该处理气体的步 骤的温度为大于等于500°C 。
15. 如权利要求13所述的利用热工艺装置的工艺，其中该通入处理气体 的步骤的时间为大于等于5秒。
16. 如权利要求13所述的利用热工艺装置的工艺，其中附着物为有机材 料，则该处理气体包括氧气、臭氧、氮气、氙气或其组合。
17. 如权利要求13所述的利用热工艺装置的工艺，其中附着物为金属材 料或无机材料，则该处理气体包括卣素气体或其组合。
18. 如权利要求12所述的利用热工艺装置的工艺，其中该表面处理步骤 还包括利用紫外线光源、电子束、卣素灯源、红外线光源、激光、微波、电 波或电磁场。
19. 如权利要求12所述的利用热工艺装置的工艺，其中该能量源输出元 件包括提供紫外线光源、卣素灯源、红外线光源、激光、电子束、微波、电 波或电石兹场的元件。
20. 如权利要求12所述的利用热工艺装置的工艺，其中该工艺步骤包括 金属硅化物工艺、退火工艺、沉积工艺、低介电材料处理或紫外光固化工艺。
21 .如权利要求20所述的利用热工艺装置的工艺，其中当该工艺步骤为 金属硅化物工艺，则在该工艺步骤之后、该表面处理步骤之前，将该晶片移 出该反应腔室外。
22. 如权利要求12所述的利用热工艺装置的工艺，其中该热工艺装置为 快速热工艺装置。
23. —种热工艺装置，适用于半导体工艺，该装置包括 透光元件，配置于该装置的反应腔室内； 晶片保持座，用以承载晶片，且配置于该透光元件下方； 能量源输出元件，配置于该透光元件上方；以及表面清洁元件，配置于该反应腔室内，用以清洁该透光元件的表面。
24. 如权利要求23所述的热工艺装置，其中该表面清洁元件配置于该透 光元件与该晶片保持座之间，或该晶片保持座下方。
25. 如权利要求23所述的热工艺装置，其中该表面清洁元件用以清除该 透光元件的表面的附着物或者是使该附着物澄清化。
26. 如权利要求23所述的热工艺装置，其中该表面清洁元件同时用以清 洁该晶片保持座。
27. 如权利要求23所述的热工艺装置，其中该表面清洁元件还包括提供 紫外线光源、电子束、卣素灯源、红外线光源、激光、微波、电波或电磁场 的元件。
28. 如权利要求23所述的热工艺装置，其中该能量源输出元件包括提供 紫外线光源、卤素灯源、红外线光源、激光、电子束、微波、电波或电磁场 的元件。
29. 如权利要求23所述的热工艺装置，其中该半导体工艺包括金属硅化 物工艺、退火工艺、沉积工艺、低介电材料处理或紫外光固化工艺。
30. 如权利要求23所述的热工艺装置，其中该热工艺装置为快速热工艺 装置。
31. 如权利要求23所述的热工艺装置，还包括即时监控装置，配置于该 反应腔室内，以持续侦测该透光元件的透光度。
32. 如权利要求31所述的热工艺装置，还包括先进工艺控制装置，用以 自动回馈侦测结果至表面清洁元件。
全文摘要
本发明公开了一种热工艺装置、清洁其透光元件的方法及利用此装置的工艺。该透光元件是位于此装置的反应腔室内，而反应腔室内至少包括晶片保持座，用以承载晶片，且配置于透光元件下方；以及能量源输出元件，配置于透光元件上方。本发明的方法例如是，进行表面处理步骤，清洁透光元件的表面。
文档编号H01L21/324GK101436525SQ20071018606
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年11月13日
发明者吴兴隆, 施惠绅, 林圣尧, 梁昭湖, 王裕庸, 简佑芳 申请人:联华电子股份有限公司