[发明专利]一种减少炉管中颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种减少炉管中颗粒的方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，为了设置分立器件和集成电路，需要在晶圆的衬底上淀积不同种类的薄膜。而在各种淀积薄膜的方法中，低压化学气相淀积（LPCVD，Low Pressure Chemical Vapor Deposition）是一种常用的方法，已经被广泛应用到各种薄膜的淀积工艺中。

以利用炉管淀积工艺形成MEMS（Micro-electromechanical Systems，微电子机械系统）的薄膜为例，请参阅图1和图2，炉管淀积工艺中使用的炉管包括外管1、内管2、晶舟3、保温基座4、外管基座5、加热器6，所述外管1外面设有用于加热的加热器6。图2中的炉管内与炉管内腔连通的部件7包括外管1、内管2、晶舟3、保温基座4和外管基座5，所述炉管内与炉管内腔连通的部件7表面是指能够与通入炉管内的气体相接触的部件的表面。在该炉管淀积工艺中常会遇到颗粒物质超标（particle high）的情况，尤其当炉管内的薄膜8厚度累计超过50μm的情况时尤为严重。所述炉管内的薄膜8厚度是指炉管中与炉管内腔连通的部件7即炉管内所有和炉管本身淀积工艺的气体相接触的部件的表面上的累积形成的薄膜8的膜厚。经实验发现，颗粒物质（particle）常会超过1000颗（每颗的最大外径0.20μm以上），particle的缺陷类型（defect type）以薄膜脱落物10（peeling defect）占主要部分，薄膜脱落物10如图2所示。

造成上述情况的发生是由于MEMS工艺的特性所决定。普通淀积0.18μm膜厚以上薄膜的淀积工艺中，炉管每个淀积工艺步骤（recipe）淀积的薄膜的膜厚不会超过0.5μm，而MEMS的炉管淀积工艺中在一个淀积工艺步骤淀积的薄膜的膜厚通常超过2μm，其膜厚是普通工艺的4倍以上。如此很容易造成薄膜的脱落，尤其当炉管膜厚累计到50μm时情况更为恶劣。

因此，如何减少炉管中的particle，提高炉管淀积工艺的质量成为一个重要的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少炉管中颗粒的方法，通过N2带走炉管内残留的颗粒物质，并且可以通过向炉管内通入Si2H6气体使得炉管内与炉管内腔连通的部件表面淀积一层止封膜，使得炉管内尚未脱落完全的薄膜及未被N2带走的颗粒物质固定在炉管内与炉管内腔连通的部件表面，以显著降低炉管内颗粒物质的含量，提高产品质量。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种减少炉管中颗粒的方法，包括：

步骤一：向炉管中通入N2，利用N2带走炉管内部分或全部的颗粒物质；

步骤二：向炉管中通入Si2H6气体，在所述炉管中与炉管内腔连通的部件表面淀积一层止封膜。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述步骤一和所述步骤二中炉管的温度与炉管淀积工艺时的温度差小于100摄氏度。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述步骤一和所述步骤二中，炉管的温度控制在350～450摄氏度之间。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述步骤一包括：

步骤1-1：将炉管内的气压抽真空至2mTorr～10mTorr范围；

步骤1-2：向炉管中通入N2，所述N2的流速是1slm/min～5slm/min。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，在步骤一中，反复进行步骤1-1和步骤1-2，重复的次数为5-20次，每次的时间为15-25分钟。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述步骤二包括：

步骤2-1：将炉管内的气压抽真空至100mTorr～1torr范围内，并进行控压，使得炉管内的气压保持在至100mTorr～1torr范围之内；

步骤2-2：向炉管中通入Si2H6气体，以在所述炉管中与炉管内腔连通的部件表面淀积一层止封膜。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述步骤2-2中，向炉管中通入Si2H6气体的时间根据预淀积的止封膜的厚度来确定。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述止封膜的厚度范围是0.2μm至0.5μm。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述止封膜的厚度范围是0.3μm至0.4μm。

优选的，在上述的减少炉管中颗粒的方法中，所述止封膜的厚度是0.35μm。