[發(fā)明專(zhuān)利]晶圓腔體環(huán)境的改善方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710045486.0
• 申請(qǐng)日: 2007-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101378000A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋興華;李曉波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/00
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/00;H01L21/02;H01L21/3205;H01L21/67
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 屈蘅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種晶圓腔體環(huán)境的改善方法。

背景技術(shù)

為了連接半導(dǎo)體器件如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的金屬層，需要向DRAM的金屬層間介質(zhì)的通孔內(nèi)填充金屬如鋁或者銅。填充金屬的制程在真空反應(yīng)室即制程腔體內(nèi)(process?chamber)進(jìn)行的，該制程對(duì)真空環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)反應(yīng)靈敏，如果某一參數(shù)不在規(guī)格范圍內(nèi)，就會(huì)造成晶圓良率的降低。每個(gè)晶圓由傳輸腔體(transfer?chamber)分配到各個(gè)不同的制程腔體，因此傳輸腔體的環(huán)境條件也會(huì)對(duì)晶圓產(chǎn)生影響。

傳輸腔體在進(jìn)行維護(hù)過(guò)程中是暴露在空氣中的，傳輸腔體體積較大，無(wú)法將腔體內(nèi)殘余氣體如水蒸汽(H₂O)和氧氣(O₂)完全去掉。在進(jìn)入制程腔體進(jìn)行沉積金屬步驟前，晶圓一般都會(huì)在傳輸腔體內(nèi)停留幾分鐘，這樣H₂O和O₂就會(huì)被吸附從而聚積在晶圓金屬層間介質(zhì)通孔底部。當(dāng)晶圓進(jìn)入制程腔體進(jìn)行沉積金屬步驟時(shí)，由于H₂O和O₂的存在，腔體內(nèi)的壓強(qiáng)較大，金屬無(wú)法到達(dá)通孔或者沉積金屬的密度達(dá)不到規(guī)格值，從而形成不合格產(chǎn)品。每次傳輸腔體進(jìn)行維護(hù)后，進(jìn)行沉積金屬步驟的，一般都會(huì)有10-60％的晶圓是不合格產(chǎn)品。

但是，殘余氣體H₂O和O₂的存在導(dǎo)致腔體壓強(qiáng)超出最大允許值的狀況無(wú)法用傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)出。采用傳統(tǒng)方法測(cè)試時(shí)，腔體的真空漏率和氣體壓強(qiáng)均在規(guī)格值范圍內(nèi)，但是實(shí)際上已經(jīng)超出規(guī)格值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可檢測(cè)殘余氣體壓強(qiáng)且可對(duì)晶圓腔體環(huán)境的進(jìn)行改進(jìn)的改善方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種晶圓腔體環(huán)境的改善方法，用于晶圓的金屬沉積制程，該改善方法包括：提供與腔體相連的殘余氣體分析(RGA)裝置；設(shè)定腔體殘余氣體壓強(qiáng)的規(guī)格值，輸入RGA裝置；啟動(dòng)RGA裝置，對(duì)腔體殘余氣體的壓強(qiáng)條件進(jìn)行檢測(cè)，若超出規(guī)格值，RGA裝置發(fā)出警報(bào)；提供與腔體連接的冷凝泵，吸附腔體內(nèi)殘余氣體分子，將腔體壓強(qiáng)降低至規(guī)格值。

相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用RGA裝置可有效檢測(cè)出腔體內(nèi)殘余氣體的正確壓強(qiáng)；每次進(jìn)行腔體維護(hù)后，采用本發(fā)明的改善方法對(duì)腔體進(jìn)行改善，可有效提高晶圓的成品率。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明晶圓腔體環(huán)境的改善方法的一實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明的改善方法可以針對(duì)傳輸腔體也可以針對(duì)制程腔體，本實(shí)施例以傳輸腔體為改善對(duì)象，以對(duì)晶圓金屬層間通孔內(nèi)沉積鋁金屬制程為例。

傳輸腔體連接有殘余氣體分析(residual?gas?analysis，簡(jiǎn)稱(chēng)“RGA”)裝置，其可以對(duì)腔體內(nèi)的殘余氣體如水蒸汽(H₂O)和氧氣(O₂)產(chǎn)生的壓強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)。

本發(fā)明的改善方法包括如下步驟：

在RGA裝置上設(shè)定傳輸腔體內(nèi)允許的殘余氣體壓強(qiáng)的規(guī)格值，H₂O的壓強(qiáng)規(guī)格值是7.0E-8托(Torr)，O₂的壓強(qiáng)規(guī)格值是2.0E-9Torr；

每次對(duì)傳輸腔體進(jìn)行維護(hù)后，在進(jìn)行率金屬沉積步驟前，首先采用RGA裝置對(duì)傳輸腔體內(nèi)的H₂O和O₂產(chǎn)生的壓強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)，若超出設(shè)定的壓強(qiáng)規(guī)格值，RGA裝置就會(huì)發(fā)出警報(bào)；

為了將傳輸腔體內(nèi)的H₂O和O₂產(chǎn)生的壓強(qiáng)降低到規(guī)格值，該傳輸腔體還連接有冷凝泵；打開(kāi)冷凝泵，將傳輸腔體內(nèi)的H₂O和O₂的分子吸附到冷凝泵內(nèi)，直至將壓強(qiáng)降低至規(guī)格值；

然后對(duì)傳輸腔體進(jìn)行凈化步驟，方法是向傳輸腔體內(nèi)輸送氮?dú)?，然后再將氮?dú)獬樽?，且循環(huán)執(zhí)行凈化步驟，直至傳輸腔體的環(huán)境達(dá)到要求的程度。

采用RGA裝置可有效檢測(cè)出殘余氣體的壓強(qiáng)。每次進(jìn)行腔體維護(hù)后，采用本發(fā)明的改善方法對(duì)腔體進(jìn)行改善，可有效提高晶圓的成品率。