CN107574422A - 半导体生产设备及其清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体生产设备及其清洗方法,半导体生产设备的清洗方法包括如下步骤:将反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的降温速率快速降温至第二预设温度,以使得沉积于反应腔室侧壁的薄膜在热应力的作用下裂解剥落;将反应腔室内的压强调整至于预设压强以下周期性震荡变化,并于上述压强条件下使用清洗气体对反应腔室进行清洗,以将剥落的薄膜颗粒自反应腔室内排出。本发明通过快速降温和腔室内的压强周期性震荡可以使得沉积于反应腔室侧壁的薄膜在热应力的作用下裂解剥落,在后续的清洗过程中将剥落的薄膜排出反应腔室,可以有效地降低微尘粉粒的产生,从而提高产品的良率,同时可以降低机台维护周期,降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域,特别是涉及一种半导体生产设备及其清洗方法。
背景技术
在现有的半导体的生产制造工艺中,微尘粉粒(particle)已成为影响产品良率的重要因素。在现有的生产制造工艺中(譬如氮化硅工艺),随着处理批次的增加,使得反应腔室侧壁上沉积的薄膜厚度会随之增加;又在生产制造工艺中,由于涉及到若干次的升温及降温过程,在热应力的作用下,沉积在所述反应腔室侧壁上的薄膜会裂解剥离而导致微尘粉粒的产生,这些微尘粉粒若掉落在芯片的表面,会在芯片的表面形成缺陷,从而影响产品的良率;以LPCVD(低压化学气相沉积)氮化硅反应腔室为例,沉积在反应腔室侧壁的薄膜裂解剥离产生的微尘粉粒若掉落在芯片的表面,会使得后续刻蚀制程发生失效而导致元件短路。譬如,在DRAM(动态随机存取存储器)的氮化硅工艺设备上,若位于衬底11表面的氮化硅层12的上表面掉落有所述微尘粉粒,所述微尘粉粒会在所述氮化硅层12的表面形成颗粒缺陷13(如图1所示),而此时,若在所述氮化硅层12的上表面形成图形化光刻胶层14以进行布线时,位于所述颗粒缺陷13的的光刻胶会发生倾斜或倒塌(如图2所示),这必然使得后续的形成沟槽15的刻蚀工艺存在问题,光刻胶出现倾斜或倒塌的区域刻蚀将被阻挡,无法在对应的区域刻蚀形成所述沟槽15(如图3所示),从而使得后续布线存在问题,进而导致器件失效。
现有的做法为通过周期性维护定期去除反应腔室侧壁沉积的薄膜,但常态的维护清理会导致成本增加及生产率下降。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种半导体生产设备及其清洗方法,用于解决现有技术中存在的随着处理批次的增加,反应腔室侧壁沉积的薄膜会随之增加,沉积在所述反应腔室侧壁上的薄膜会裂解剥离而导致微尘粉粒的产生,从而影响产品的良率的问题,以及现有技术中为了避免反应腔室内产生微尘粉粒对反应腔室进行定期维护而导致的成本增加及生产率下降等问题。
为实现上述目的及其它相关目的,本发明提供一种半导体生产设备的清洗方法,所述半导体生产设备包括反应腔室,所述半导体生产设备的清洗方法包括如下步骤:
将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的降温速率快速降温至第二预设温度,以使得沉积于所述反应腔室侧壁的薄膜在热应力的作用下裂解剥落;以及,
快速降温的同时,将所述反应腔室内的压强调整至于预设压强以下周期性震荡变化,并于上述压强条件下使用清洗气体对所述反应腔室进行清洗,以将剥落的薄膜颗粒自所述反应腔室内排出。
作为本发明的一种优选方案,所述预设的降温速率为大于10℃/分钟。
作为本发明的一种优选方案,所述第二预设温度为320℃~480℃,所述第一预设温度为720℃~880℃。
作为本发明的一种优选方案,所述预设压强小于等于10毫托,所述反应腔室于预设压强以下周期性震荡变化的过程中,所述反应腔室内的压强震荡变化的周期数为2~32个周期;每个变化周期所需的时间为40秒~110秒。
作为本发明的一种优选方案,所述清洗气体为氮气。
本发明还提供一种半导体工艺方法,所述半导体工艺方法包括如下步骤:
1)进行一批次产品制程工艺,并于完成所述批次产品制程工艺之后,将所述反应腔室内的温度由反应温度降至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压;
2)使用如上述方案中所述的清洗方法对所述反应腔室内部进行清洗;
3)清洗完毕后,将所述反应腔室内的温度升至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压;以及,
4)将所述反应腔室内的温度升至反应温度,并将所述反应腔室内抽至真空后,进行再一批次产品制程工艺。
作为本发明的一种优选方案,步骤4)之后还包括重复步骤1)~步骤4)至少一次的步骤。
本发明还提供一种半导体生产设备,所述半导体生产设备包括:
反应腔室;
加热器,位于所述反应腔室的侧壁***,用于对所述反应腔室内部进行加热;
清洗***,与所述反应腔室内部相连通,用于对所述反应腔室内部进行清洗;
冷却***,用于在对所述反应腔室进行清洗的过程中对所述反应腔室内部冷却,使得所述反应腔室以预设的降温速率进行降温;
排气***,与所述反应腔室内部相连通,用于将所述反应腔室内的气体排出;以及,
控制***,与所述清洗***及所述排气***相连通,用于在清洗过程中控制所述反应腔室内的压强维持在预设压强以下的周期性震荡变化。
作为本发明的一种优选方案,所述清洗***包括:
清洗气体源;以及
清洗气体管路,一端与所述清洗气体源相连通,另一端与所述反应腔室的内部相连通;并且,所述排气***包括:
第一排气管路,所述第一排气管路的一端与所述反应腔室内部相连通;以及
第一真空泵,与所述第一排气管路远离所述反应腔室的一端相连通。
作为本发明的一种优选方案,所述半导体生产设备还包括炉体,所述炉***于所述加热器及所述反应腔室的***,且与所述加热器及所述反应腔室具有间距;所述炉体的侧壁设有与其内部相连通的进气口,所述炉体的顶部设有与其内部相连通的排气口;
所述冷却***包括冷却气体源;冷却气体管路,所述冷却气体管路一端与所述冷却气体源相连通个,另一端经由所述进气口与所述炉体内部相连通;第二排气管路,所述第二排气管路一端经由所述排气孔口与所述炉体内部相连通;第二真空泵,与所述第二排气管路远离所述炉体的一端相连通;
所述半导体生产设备还包括风门,所述风门包括:
门扇,位于所述炉体的顶部,且位于所述排气口的***;以及,
驱动装置,与所述门扇相连接,用于在所述加热器工作时驱动所述门扇将所述排气口封盖住,并在所述加热器停止工作且所述冷却***工作时驱动所述门扇移动至所述排气口***的所述炉体顶部,以确保所述排气口处于打开状态。
如上所述,本发明提供的半导体生产设备及其清洗方法,具有以下有益效果:本发明的半导体生产设备的清洗方法通过快速降温可以使得沉积于所述反应腔室侧壁的薄膜在热应力的作用下裂解剥落,反应腔室内的压强调整至于预设压强以下周期性震荡,在后续的清洗过程中将剥落的薄膜排出所述反应腔室,可以有效地降低微尘粉粒的产生,从而提高产品的良率,同时可以降低机台维护周期,降低生产成本;快速降温的同时于预设压强以下对所述反应腔室进行清洗,可以加大清洗过程中的抽吸力,有效提高清洗效率。
附图说明
图1至图3显示为在现有DRAM的氮化硅工艺设备上有微尘粉粒掉落在氮化硅层表面形成颗粒缺陷,使得位于所述颗粒缺陷的的光刻胶会发生倾斜或倒塌,从而导致器件失效的结构示意图。
图4显示为本发明实施例一中提供的半导体生产设备的清洗方法中的反应腔室内的温度随时间变化的曲线图。
图5显示为本发明实施例一中提供的半导体生产设备的清洗方法中的反应腔室内的压强随时间变化的曲线图。
图6至图7显示为本发明实施例一中提供的半导体生产设备的清洗方法中的反应腔室侧壁沉积的薄膜在清洗过程中裂解被去除的示意图。
图8显示为本发明的实施例一中提供的半导体生产设备的清洗方法应用于DRAM的氮化硅工艺设备后得到的半导体结构示意图。
图9显示为本发明实施例二中提供的半导体工艺方法的流程图。
图10显示为本发明实施例二中提供的半导体工艺方法中的反应腔室内的温度随时间变化的曲线图。
图11显示为本发明实施例二中提供的半导体工艺方法中的反应腔室内的压强随时间变化的曲线图。
图12显示为本发明实施例三中提供的半导体设备的结构示意图。
组件标号说明
11 衬底
12 氮化硅层
13 颗粒缺陷
14 图形化光刻胶层
15 沟槽
21 薄膜
211 薄膜裂解处
212 剥落的薄膜颗粒
22 衬底
23 氮化硅层
24 图形化光刻胶层
25 沟槽
26 反应腔室
261 反应腔室侧壁
262 第一石英管
263 第二石英管
27 加热器
28 清洗气体管路
29 冷却***
291 冷却气体管路
292 第二排气管路
293 第二真空泵
30 排气***
301 第一排气管路
302 阀门
31 炉体
311 进气口
312 排气口
32 门扇
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图4至图12。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图4至图7,本发明提供一种半导体生产设备的清洗方法,所述半导体生产设备包括反应腔室,所述半导体生产设备的清洗方法包括如下步骤:
将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的降温速率快速降温至第二预设温度,以使得沉积于所述反应腔室侧壁261的薄膜21在热应力的作用下裂解剥落,如图6所示,所述薄膜21自薄膜裂解处211裂解剥落;以及,
快速降温的同时,将所述反应腔室内的压强调整至于预设压强以下周期性震荡变化,并于上述压强条件下使用清洗气体对所述反应腔室进行清洗,以将剥落的薄膜颗粒自所述反应腔室内排出,如图7所示;其中,图7中的实线箭头为清洗气体的方向,图7中的虚线箭头为剥落的薄膜颗粒212的运动方向。
作为示例,所述半导体生产设备的清洗方法可以在完成一批次产品制程工艺之后进行,此时,所述反应腔室的初始温度为所述半导体生产设备的待机温度。在将所述反应腔室内的温度自所述第一预设温度以预设的降温速率快速降温至第二预设温度之前,可以先通过升温步骤将所述反应腔室内的温度自待机温度升高至所述第一预设温度。先将所述反应腔室内的温度自所述待机温度升温至所述第一预设温度再进行降温,可以增大降温幅度区间,在同样的降温速率下,可以增加快速降温的时间,从而使得沉积于所述反应腔室内部的薄膜有更长的时间裂解剥离,使得沉积于所述反应腔室内的薄膜裂解剥离的更加彻底。
作为示例,所述第一预设温度可以根据实际需要进行设定,优选地,所述第一预设温度可以为但不仅限于所述半导体生产设备执行制程工艺时的反应温度,更为优选地,本实施例中,所述第一预设温度为720℃~880℃。
作为示例,所述预设的降温速率可以根据实际需要进行设定,但需要说明的是,所述预设的降温速率不能太小,也不能太大;若所述预设的降温速率太小,在降温过程中产生的热应力会不够大,不足以使得沉积在所述反应腔室侧壁的薄膜裂解剥落,从而会影响清洗的效果;若所述预设的降温速率太大,会对降温***的要求过于苛刻,从而导致成本的增加,同时,若降温速率太大,也容易对所述半导体生产设备造成损失。优选地,所述预设的降温速率为大于5℃/分钟,譬如,6℃/分钟、7℃/分钟、8℃/分钟、9℃/分钟、10℃/分钟等等,更为优选地,所述预设的降温速率为大于10℃/分钟,更优选地,本实施例中,所述预设的降温速率为10℃/分钟~13℃/分钟,具体可以为10℃/分钟、11℃/分钟、12℃/分钟或13℃/分钟。将所述预设的降温速率设置为大于5℃/分钟,该降温速率明显大于现有的半导体生产设备的降温速率(一般为2℃/分钟~5℃/分钟),这将使得所述反应腔室内部受到的热应力较大,在较大的热应力作用下,沉积在所述反应腔室侧壁的薄膜会裂解剥落,而从所述反应腔室侧壁上掉落下来,从而利于后续清洗过程中被带走清除。本实施例中,将所述预设的降温速率设置为10℃/分钟~13℃/分钟,在该降温速率下,沉积在所述反应腔室内部的薄膜在热应力的作用下可以裂解剥落的更加彻底。
作为示例,所述第二预设温度可以根据实际需要进行设定,但需要说明的是,所述第二预设温度不能太高,也不能太低;若所述第二预设温度太高,会使得整个快速降温过程很快结束,即快速降温的过程会很短,沉积在所述反应腔室侧壁的薄膜还未来得及裂解剥落,从而达不到预期的效果;由于清洗一般在相邻两批次产品制程工艺之间进行,若所述第二预设温度太低,从所述第二预设温度再次升至反应温度所需的时间会较长,会导致生产成本的增加及生产效率的低下。优选地,本实施例中,所述第二预设温度可以为但不仅限于320℃~480℃。
作为示例,所述预设压强可以根据实际需要进行设定,优选地,本实施例中,所述预设压强可以为小于等于10毫托。于低于10毫托的条件下向所述反应腔室内通入清洗气体对所述反应腔室进行清洗时,由于所述反应腔室内的压强很低,可以加大清洗过程中的抽吸力,有效提高清洗效率。当然,在其他示例中,所述预设压强还可以为其他数值,譬如20毫托、50毫托、100毫托等等,此处不做具体限定。
在一示例中,快速降温的同时,将所述反应腔室内的压强调整至于预设压强以下周期性震荡变化的具体方法可以为于低于所述预设压强的条件下对所述反应腔室执行至少一个清洗周期,一个所述清洗周期包括如下步骤:
向所述反应腔室内通入清洗气体,此时,对应于图5中位于所述预设压强以下的压强由低至高的增加的曲线;将所述反应腔室内抽至真空,此时,对应于图5中位于所述预设压强以下的压强由高至低的曲线。即图5中位于所述预设压强以下的压强变化曲线由低至高,再由高至低的一个变化周期即为一个所述清洗周期。需要说明的是,向所述反应腔室内通入清洗气体的过程中,所述反应腔室内的压强要保证低于所述预设压强,在排气的过程中,所述反应腔室也可以不抽至真空。
作为示例,所述反应腔室于预设压强以下周期性震荡变化的过程中,所述反应腔室内的压强震荡变化的周期数为2~32个周期;每个变化周期所需的时间为40秒~110秒;即在本示例中,于低于所述预设压强的条件下对所述反应腔室执行2~32个清洗周期,即在整个快速降温的过程中,所述清洗周期的次数为2~32次。对应的,本实施中,每个所述清洗周期所需的时间可以为但不仅限于40秒~110秒。在快速降温过程中,执行多次上述清洗周期,一方面可以防止通入清洗气体清洗的过程中导致所述反应腔室内的压强变大,将所述反应腔室内的压强维持在预设压强以下;另一方面,清洗周期次数越多,意味着清洗的次数越多,可以有效增加清洗效果;再一方面,所述反应腔室内的压强呈周期性震荡变化会使得所述反应腔室内的气流不稳定,在所述反应腔室内产生湍流,使得所述反应腔室内的微尘粉粒被扬起,从而更容易在真空泵的抽吸力的作用下被清洗气体带出所述反应腔室,从而使得清洗更加彻底。
作为示例,每个所述清洗周期中,向所述反应腔室内通入清洗气体的时间可以与将所述反应腔室内抽至真空所需的时间相同。当然,在其他示例中,向所述反应腔室内通入清洗气体的时间也可以与将所述反应腔室内抽至真空所需的时间不同。
在另一示例中,也可以持续向所述反应腔室内通入清洗气体,但在向所述反应腔室内通入所述清洗气体的同时,通过维持通入的所述清洗气体的流量不变,调节真空泵的抽吸力,使得所述真空泵的抽吸力呈周期性变化,以使得所述反应腔室内的压强于预设压强以下周期性震荡变化。
在又一示例中,也可以持续向所述反应腔室内通入清洗气体,在向所述反应腔室内通入所述清洗气体的同时,通过维持所述真空泵的抽吸力不变,调节所述清洗气体的流量,使得所述清洗气体的流量呈周期性变化,以使得所述反应腔室内的压强于预设压强以下周期性震荡变化。
在又一示例中,也可以持续向所述反应腔室内通入清洗气体,在向所述反应腔室内通入所述清洗气体的同时,通过调节所述清洗气体的流量及所述真空泵的抽吸力,使得所述清洗气体的流量及所述真空泵的抽吸力均呈周期性变化,以使得所述反应腔室内的压强于预设压强以下周期性震荡变化。
作为示例,所述清洗气体可以为氮气;当然,在其他示例中,所述清洗其他也可以为干燥的空气或惰性气体等等。
请参阅图8,将本实施例中的清洗方法应用在DRAM(动态随机存取存储器)的氮化硅工艺设备上时,由于从所述反应腔室侧壁261上掉落的微尘粉粒可以被完全去除,在位于衬底22表面的氮化硅层23的上表面不会形成颗粒缺陷,此时,若在所述氮化硅层23的上表面形成图形化光刻胶层24以进行布线时,可以于所述氮化物层23内形成所需的沟槽25,从而确保后续形成的器件的性能。
实施例二
请参阅图9,本发明还提供一种半导体工艺方法,所述半导体工艺方法包括如下步骤:
1)进行一批次产品制程工艺,并于完成所述批次产品制程工艺之后,将所述反应腔室内的温度由反应温度降至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压;
2)使用如实施例一中所述的清洗方法对所述反应腔室内部进行清洗;
3)清洗完毕后,将所述反应腔室内的温度升至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压;以及,
4)将所述反应腔室内的温度升至反应温度,并将所述反应腔室内抽至真空后,进行再一批次产品制程工艺。
请参阅图9中的S1步骤及图10至图11,进行一批次产品制程工艺,并于完成所述批次产品制程工艺之后,将所述反应腔室内的温度由反应温度降至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压。
作为示例,所述制程工艺可以为任意一种薄膜沉积工艺,譬如,采用LPCVD工艺制备氮化硅层的工艺等等。
作为示例,该步骤中所述反应腔室内的温度随时间的变化曲线如图10所示,在进行一批次产品制程工艺之前,所述反应腔室内的温度处于待机温度;在执行所述批次产品制程工艺过程中,所述反应腔室内的温度升至反应温度;完成所述批次产品制程工艺之后,所述反应腔室内的温度由反应温度降至待机温度。
作为示例,该步骤中所述反应腔室内的压强随时间的变化曲线如图11所示,在进行一批次产品制程工艺之前,所述反应腔室内的压强处于标准大气压;执行所述批次产品制程工艺过程中,所反应腔室内的压强为0,即所述批次产品制程工艺于真空条件下进行;完成所述批次产品制程工艺之后,所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压。
在步骤2)中,请参阅图9中的S2步骤,使用如实施例一中所述的清洗方法对所述反应腔室内部进行清洗。
对所述反应腔室内部进行清洗的方法具体请参阅实施例一,此处不再累述。
在步骤3)中,请参阅图9中的S3步骤及图10至图11,清洗完毕后,将所述反应腔室内的温度升至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压。
作为示例,将所述反应腔室内的温度升至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压为本领域人员所熟知,此处不再累述。
在步骤4)中,请参阅图9中的S4步骤及图10至图11,将所述反应腔室内的温度升至反应温度,并将所述反应腔室内抽至真空后,进行再一批次产品制程工艺。
作为示例,该步骤与步骤1)的步骤大致相同,具体请参阅步骤1)的描述,此处不再累述。
作为示例,步骤4)之后还包括重复步骤1)~步骤4)至少一次的步骤。重复步骤1)~步骤4)的次数可以根据需要进行设定,可以为一次、两次或多次。
实施例三
请参阅图12,本发明还提供一种半导体生产设备,所述半导体生产设备用于执行实施例二中所述的半导体工艺方法,所述半导体生产设备包括:反应腔室26;加热器27,所述加热器27位于所述反应腔室26的侧壁***,用于对所述反应腔室26内部进行加热;清洗***,所述清洗***与所述反应腔室26内部相连通,用于对所述反应腔室26内部进行清洗;冷却***29,所述冷却***29结合于所述反应腔室26,用于在对所述反应腔室26进行清洗的过程中对所述反应腔室26内部冷却,使得所述反应腔室26以预设的降温速率进行降温;排气***30,所述排气***30与所述反应腔室26内部相连通,用于将所述反应腔室26内的气体排出;以及,控制***(未示出),所述控制***与所述清洗***及所述排气***30相连通,用于在清洗过程中控制所述反应腔室26内的压强维持在预设压强以下的周期性震荡变化。
作为示例,所述反应腔室26内设置有第一石英管2312及位于所述第一石英管2312顶部及***的第二石英管263。
作为示例,所述清洗***包括:清洗气体源(未示出),所述清洗气体源可以为但不仅限于氮气源;以及,清洗气体管路28,所述清洗气体管路28一端与所述清洗气体源相连通,另一端与所述反应腔室26的内部相连通。
作为示例,所述排气***30包括:第一排气管路301,所述第一排气管路301的一端与所述反应腔室26内部相连通;第一真空泵(未示出),所述第一真空泵与所述第一排气管路301远离所述反应腔室26的一端相连通,用于在制程工艺过程中将所述反应腔室26的内部抽为真空,并在清洗过程中将所述反应腔室26内的清洗气体抽出。
作为示例,所述排气***30还包括一阀门302,所述阀门302设置于所述第一排气管路301上,用于控制所述第一排气管路301的开关。
作为示例,所述半导体生产设备还包括炉体31,所述炉体31位于所述加热器27及所述反应腔室26的***,且与所述加热器27及所述反应腔室26具有间距;所述炉体31的侧壁设有与其内部相连通的进气口311,所述炉体31的顶部设有与其内部相连通的排气口312;所述冷却***29包括冷却气体源(未示出);冷却气体管路291,所述冷却气体管路291一端与所述冷却气体源相连通个,另一端经由所述进气口311与所述炉体31内部相连通;第二排气管路292,所述第二排气管路292一端经由所述排气孔口312与所述炉体31内部相连通;第二真空泵293,所述第二真空泵293与所述第二排气管路292远离所述炉体31的一端相连通。
作为示例,所述半导体生产设备还包括风门,所述风门包括:门扇32,所述门扇32位于所述炉体31的顶部,且位于所述排气口312的***;所述门扇32可以为板状结构,所述门扇32可以有两部分对称结构组成,譬如,两片半圆形板、两片矩形板等等;驱动装置(未示出),所述驱动装置与所述门扇32相连接,用于在所述加热器27工作时驱动所述门扇32将所述排气口312封盖住,并在所述加热器27停止工作且所述冷却***29工作时驱动所述门扇32移动至所述排气口312***的所述炉体顶部,以确保所述排气口312处于打开状态,使得冷却气体可以经由所述排气口312排出。
综上所述,本发明提供一种半导体生产设备及其清洗方法,所述半导体生产设备包括反应腔室,所述半导体生产设备的清洗方法包括如下步骤:将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的降温速率快速降温至第二预设温度,以使得沉积于所述反应腔室侧壁的薄膜在热应力的作用下裂解剥落;快速降温的同时,将所述反应腔室内的压强调整至于预设压强以下周期性震荡变化,并于上述压强条件下使用清洗气体对所述反应腔室进行清洗,以将剥落的薄膜颗粒自所述反应腔室内排出。本发明的半导体生产设备的清洗方法通过快速降温可以使得沉积于所述反应腔室侧壁的薄膜在热应力的作用下裂解剥落,将苏搜反应腔室你的压强调整至于预设压强以下周期性震荡,在后续的清洗过程中将剥落的薄膜排出所述反应腔室,可以有效地降低微尘粉粒的产生,从而提高产品的良率,同时可以降低机台维护周期,降低生产成本;快速降温的同时于预设压强以下对所述反应腔室进行清洗,可以加大清洗过程中的抽吸力,有效提高清洗效率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种半导体生产设备的清洗方法,所述半导体生产设备包括反应腔室,其特征在于,
所述半导体生产设备的清洗方法包括如下步骤:
将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的降温速率快速降温至第二预设温度,以使得沉积于所述反应腔室侧壁的薄膜在热应力的作用下裂解剥落;以及,
快速降温的同时,将所述反应腔室内的压强调整至于预设压强以下周期性震荡变化,并于上述压强条件下使用清洗气体对所述反应腔室进行清洗,以将剥落的薄膜颗粒自所述反应腔室内排出。
2.根据权利要求1所述的半导体生产设备的清洗方法,其特征在于,所述预设的降温速率大于10℃/分钟。
3.根据权利要求1所述的半导体生产设备的清洗方法,其特征在于,所述第二预设温度为320℃~480℃,所述第一预设温度为720℃~880℃。
4.根据权利要求1所述的半导体生产设备的清洗方法,其特征在于,所述预设压强为小于等于10毫托,所述反应腔室于预设压强以下周期性震荡变化的过程中,所述反应腔室内的压强震荡变化的周期数为2~32个周期;每个变化周期所需的时间为40秒~110秒。
5.根据权利要求1至4任一项所述的半导体生产设备的清洗方法,其特征在于,所述清洗气体为氮气。
6.一种半导体工艺方法,特征在于,所述半导体工艺方法包括如下步骤:
1)进行一批次产品制程工艺,并于完成所述批次产品制程工艺之后,将所述反应腔室内的温度由反应温度降至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压;
2)使用如权利要求1所述的清洗方法对所述反应腔室内部进行清洗;
3)清洗完毕后,将所述反应腔室内的温度升至待机温度,并将所述反应腔室内的压强恢复至标准大气压;以及,
4)将所述反应腔室内的温度升至反应温度,并将所述反应腔室内抽至真空后,进行再一批次产品制程工艺。
7.根据权利要求6所述的半导体工艺方法,其特征在于,步骤4)之后还包括重复步骤1)~步骤4)至少一次的步骤。
8.一种半导体生产设备,其特征在于,所述半导体生产设备包括:
反应腔室;
加热器,位于所述反应腔室的侧壁***,用于对所述反应腔室内部进行加热;
清洗***,与所述反应腔室内部相连通,用于对所述反应腔室内部进行清洗;
冷却***,结合于所述反应腔室,用于在对所述反应腔室进行清洗的过程中对所述反应腔室内部冷却,使得所述反应腔室以预设的降温速率进行降温;
排气***,与所述反应腔室内部相连通,用于将所述反应腔室内的气体排出;以及,
控制***,与所述清洗***及所述排气***相连通,用于在清洗过程中控制所述反应腔室内的压强维持在预设压强以下的周期性震荡变化。
9.根据权利要求8所述的半导体生产设备,其特征在于,所述清洗***包括:
清洗气体源;以及,
清洗气体管路,一端与所述清洗气体源相连通,另一端与所述反应腔室的内部相连通;并且,所述排气***包括:
第一排气管路,所述第一排气管路的一端与所述反应腔室内部相连通;以及,
第一真空泵,与所述第一排气管路远离所述反应腔室的一端相连通。
10.根据权利要求8或9所述的半导体生产设备,其特征在于,
所述半导体生产设备还包括炉体,所述炉***于所述加热器及所述反应腔室的***,且与所述加热器及所述反应腔室具有间距;所述炉体的侧壁设有与其内部相连通的进气口,所述炉体的顶部设有与其内部相连通的排气口;
所述冷却***包括冷却气体源;冷却气体管路,所述冷却气体管路一端与所述冷却气体源相连通个,另一端经由所述进气口与所述炉体内部相连通;第二排气管路,所述第二排气管路一端经由所述排气孔口与所述炉体内部相连通;第二真空泵,与所述第二排气管路远离所述炉体的一端相连通;
所述半导体生产设备还包括风门,所述风门包括:
门扇,位于所述炉体的顶部,且位于所述排气口的***;以及,
驱动装置,与所述门扇相连接,用于在所述加热器工作时驱动所述门扇将所述排气口封盖住,并在所述加热器停止工作且所述冷却***工作时驱动所述门扇移动至所述排气口***的所述炉体顶部,以确保所述排气口处于打开状态。
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