半导体处理制造技术

揭示了一种用来提供能减少颗粒生成的碳化硅的方法。所述碳化硅制品可以用作处理半导体晶片的设备中的部件。通过减少半导体处理过程中生成的颗粒，减少了半导体晶片上的污染，从而提高了半导体晶片的生产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体晶片处理，以提供减少颗粒污染的半导体晶片。更具体来说，本专利技术涉及使用减少颗粒生成的碳化硅进行半导体晶片处理，以提供减少颗粒污染的半导体晶片，以及所述碳化硅的制备方法。
技术介绍
在半导体晶片生产中包括许多制造步骤。一种处理步骤是在等离子蚀刻室内使用NF3之类的氟基化合物对硅晶片进行处理。这些化合物具有极高的活性和腐蚀性。在等离子蚀刻室中使用碳化硅部件之类的陶瓷材料，这是由于碳化硅理论上是致密、高纯度的高温材料，能够与硅晶片热相容，而且对于蚀刻用化学物质具有高耐腐蚀性。但是，在蚀刻室中使用气体扩散板之类的碳化硅部件会产生大量不希望有的颗粒，这些颗粒会污染半导体晶片。用金刚石工具对碳化硅进行机械加工，以制造具有特定形状和尺寸的部件。这种机械加工在部件上造成裂缝和空穴之类的亚表面(sub surface)破坏。松散的碳化硅颗粒被包藏在这些裂缝和空穴之内。在蚀刻过程中，这些颗粒从部件中释放出来，对晶片造成污染。随着处理的晶片数增加，颗粒的密度减小。处理了200-250个晶片之后，由部件产生的颗粒显著减少，该碳化硅部件可用于工业晶片处理。每当对新的碳化硅部件进行调试的时候，都要浪费掉200-250片晶片，这对于强调速度、成本和性能的工业来说不但昂贵，而且低效。Numata等人在美国专利第5,179,049号中揭示了一种用于半导体热处理设备的碳化硅部件。所述碳化硅主要是α-型碳化硅，晶体不大于44微米，而且铁杂质含量低。据称在热处理过程中，所述α-型碳化硅部件能够减少污染，提高半导体晶片的生产率。尽管已经有了一种能够减少晶片污染的α-型碳化硅，但是人们仍然需要可减少晶片污染，而且可用于各种半导体处理室的碳化硅，以及制造这种碳化硅的方法。
技术实现思路
在一个方面中，一种方法包括a)提供碳化硅制品；b)对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行改性，使得该制品在处理半导体晶片的过程中，在一个或多个半导体晶片上产生的颗粒等于或少于160个/分米2。在另一方面中，一种方法包括a)提供碳化硅制品；b)对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行氧化，使得该碳化硅制品在处理半导体晶片的过程中，在一个或多个半导体晶片上产生的碳化硅颗粒等于或少于160个/分米2。在另一方面中，一种方法包括a)提供碳化硅制品；b)对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行氧化；c)剥离掉所述碳化硅制品的一个或多个表面上的涂层，使得所述碳化硅制品在处理半导体晶片的过程中，在一个或多个半导体晶片上产生的颗粒等于或少于160个/分米2。通过该方法制备的碳化硅制品可用作半导体处理室的部件。相对于许多常规的碳化硅部件，所述碳化硅制品减少了处理过程中对半导体晶片的污染，提供了更有效的半导体晶片制造方法。具体实施例方式在本说明书中，除非另外说明，以下缩写的含义如下℃＝摄氏度；μm＝微米；m＝米；cm＝厘米；mm＝毫米；nm＝纳米；dm2＝平方分米；A＝安培；mA＝毫安；CVD＝化学气相沉积；PVD＝物理气相沉积；ml＝毫升；min＝分钟；sec＝秒；msec＝毫秒；hr＝小时；Hz＝赫兹；kHz＝千赫；W＝瓦特＝1焦耳/秒；尔格＝1达因厘米＝10-7焦耳；mV＝毫伏；1大气压＝760托；1大气压＝1.01325×106达因/厘米2；psi＝磅/平方英寸；1大气压＝14.7psi；slpm＝在大气压和20℃下测得的每分钟的标准升数；rpm＝转/分钟；＝埃＝1×10-4微米；RMS＝均方根；SEM＝扫描电子显微镜。除非另外说明，所有的百分数均以重量为基准计。所有的数值范围均包括端值且可以以任意顺序组合，除非从逻辑上讲这些数值范围之和应为100％。方法包括对碳化硅的一个或多个表面进行改性，使得在半导体晶片处理过程中，碳化硅制品在半导体晶片上产生的颗粒等于或小于160个/分米2。通常，在半导体晶片处理过程中，碳化硅制品在半导体晶片上产生的颗粒等于或少于65个/分米2，或例如，在半导体处理过程中，在半导体晶片上产生的颗粒等于或少于30个/分米2。碳化硅可以由许多不同的方法制备，制得具有显著不同的性质的碳化硅，这些性质包括例如热导性、电阻率、密度和晶体结构。碳化硅可以是单晶或多晶。碳化硅包括但不限于，化学气相沉积碳化硅、物理气相沉积碳化硅、反应结合的碳化硅、烧结碳化硅、热压碳化硅和发泡碳化硅。通常碳化硅选自CVD碳化硅、PVD碳化硅、烧结碳化硅和热压碳化硅。更佳的是，碳化硅选自CVD碳化硅和PVD碳化硅。最佳的是，碳化硅是CVD碳化硅。所述CVD碳化硅通常是β-立方碳化硅。通常首先对碳化硅制品进行宏观的机械加工。通常在通过例如CVD或PVD形成碳化硅制品之后，通过宏观机械加工除去碳化硅制品中不希望有的表面结构，并根据所需功能对制品进行成形。可采用常规的机械加工方法。这些方法包括但不限于，研磨、精研、珩磨、超声波加工、喷水或磨料加工、激光加工、放电加工、离子束加工、电子束加工、化学加工和电化学加工。通常用金刚石工具对表面进行加工。在对碳化硅制品进行宏观机械加工之后，对它们的一个或多个表面进行进一步的改性，以提供在半导体处理过程中，在半导体晶片上产生的颗粒等于或少于160个/分米2的碳化硅制品。该方法减少了宏观机械加工之后，碳化硅制品表面上剩余的裂缝和空穴。通过减少裂缝和空穴，减少了通常被包藏的松散颗粒的数量。该方法除去了宏观机械加工之后制品上剩余的许多松散颗粒。宏观机械加工之后的加工方法包括但不限于蚀刻、激光烧蚀、涂敷，以及在例如喷丸处理、精研、抛光和超声波加工之类的操作中使用研磨料或磨砂料。也可使用这些方法的组合制得所需的碳化硅。通常这些方法改进了碳化硅制品的一个或多个表面，使得一个或多个表面的Ra小于或等于0.5微米、Rz(din)小于或等于5微米。表面糙度由表面结构细小的不规则性构成，包括Ra和Rz(din)。“Ra”表示在一定评价长度内，偏离中线的轮廓(峰值)高度的绝对值的算术平均值(平均糙度)。Ra等于或小于0.5微米，或例如为0.1-0.001微米，或例如0.01-0.005微米。Rz(din)值是测量长度内任意五个连续取样长度的平均最大峰-谷高度。所述峰-谷距离是表面特征结构的顶点与表面中凹槽或谷底之间的距离。“峰”是位于中心线以上的轮廓特定部分的最高点。“谷”是位于中心线以下的轮廓特定部分的最低点。Rz(din)为等于或小于5微米，或例如1-0.005微米，或例如0.5-0.05微米。可采用各种方法测量表面的糙度。一种合适的方法是自协方差函数。二维自协方差函数是方向和距离的函数，表示某一方向上被一定长度分隔的所有两点对的高度乘积的预期值。换而言之，自协方差函数描述了特征结构长度，即具有特定高度的两个峰之间的长度。关于应用自协方差函数确定表面外形的应用可参见Kiely等人的Quantification of Topographic Structure by Scanning ProbeMicroscopy，Journal of Vacuum Sceince Technology B，第15卷，第4期，July/August 1997，第1483-1493页。在Standard ASME B46.1-2002，Surfacetexture(Surf本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，该方法包括：　　　　ａ）提供碳化硅制品；　　　　ｂ）对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行改性，使得在晶片处理过程中，该制品在半导体晶片上产生的颗粒数等于或少于１６０个／分米↑［２］。

【技术特征摘要】
US 2005-12-2 60/742,2211.一种方法，该方法包括a)提供碳化硅制品；b)对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行改性，使得在晶片处理过程中，该制品在半导体晶片上产生的颗粒数等于或少于160个/分米2。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过蚀刻、激光烧蚀、表面喷砂、涂敷、氧化、抛光、机械加工或它们的组合来改性所述碳化硅制品。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，蚀刻是使用熔融碱进行的。4.如权利要求1所述的方法，该方法还包括用超临界二氧化碳处理所述碳化硅制品的步骤。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化硅选自CVD碳化硅、PVD碳化硅、反应结合的碳化硅、烧结...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS戈尔拉，NE布雷斯，MA皮克林，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]