[發明專利]半導體生產設備及其清洗方法

有效

• 申請號: 201710795658.X
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107574422B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;H01J37/32
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種半導體生產設備及其清洗方法，半導體生產設備的清洗方法包括如下步驟：將反應腔室內的溫度自第一預設溫度以預設的降溫速率快速降溫至第二預設溫度，以使得沉積于反應腔室側壁的薄膜在熱應力的作用下裂解剝落；將反應腔室內的壓強調整至于預設壓強以下周期性震蕩變化，并于上述壓強條件下使用清洗氣體對反應腔室進行清洗，以將剝落的薄膜顆粒自反應腔室內排出。本發明通過快速降溫和腔室內的壓強周期性震蕩可以使得沉積于反應腔室側壁的薄膜在熱應力的作用下裂解剝落，在后續的清洗過程中將剝落的薄膜排出反應腔室，可以有效地降低微塵粉粒的產生，從而提高產品的良率，同時可以降低機臺維護周期，降低生產成本。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，特別是涉及一種半導體生產設備及其清洗方法。

背景技術

在現有的半導體的生產制造工藝中，微塵粉粒(particle)已成為影響產品良率的重要因素。在現有的生產制造工藝中(譬如氮化硅工藝)，隨著處理批次的增加，使得反應腔室側壁上沉積的薄膜厚度會隨之增加；又在生產制造工藝中，由于涉及到若干次的升溫及降溫過程，在熱應力的作用下，沉積在所述反應腔室側壁上的薄膜會裂解剝離而導致微塵粉粒的產生，這些微塵粉粒若掉落在芯片的表面，會在芯片的表面形成缺陷，從而影響產品的良率；以LPCVD(低壓化學氣相沉積)氮化硅反應腔室為例，沉積在反應腔室側壁的薄膜裂解剝離產生的微塵粉粒若掉落在芯片的表面，會使得后續刻蝕制程發生失效而導致元件短路。譬如，在DRAM(動態隨機存取存儲器)的氮化硅工藝設備上，若位于襯底11表面的氮化硅層12的上表面掉落有所述微塵粉粒，所述微塵粉粒會在所述氮化硅層12的表面形成顆粒缺陷13(如圖1所示)，而此時，若在所述氮化硅層12的上表面形成圖形化光刻膠層14以進行布線時，位于所述顆粒缺陷13的的光刻膠會發生傾斜或倒塌(如圖2所示)，這必然使得后續的形成溝槽15的刻蝕工藝存在問題，光刻膠出現傾斜或倒塌的區域刻蝕將被阻擋，無法在對應的區域刻蝕形成所述溝槽15(如圖3所示)，從而使得后續布線存在問題，進而導致器件失效。

現有的做法為通過周期性維護定期去除反應腔室側壁沉積的薄膜，但常態的維護清理會導致成本增加及生產率下降。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種半導體生產設備及其清洗方法，用于解決現有技術中存在的隨著處理批次的增加，反應腔室側壁沉積的薄膜會隨之增加，沉積在所述反應腔室側壁上的薄膜會裂解剝離而導致微塵粉粒的產生，從而影響產品的良率的問題，以及現有技術中為了避免反應腔室內產生微塵粉粒對反應腔室進行定期維護而導致的成本增加及生產率下降等問題。

為實現上述目的及其它相關目的，本發明提供一種半導體生產設備的清洗方法，所述半導體生產設備包括反應腔室，所述半導體生產設備的清洗方法包括如下步驟：

將所述反應腔室內的溫度自第一預設溫度以預設的降溫速率快速降溫至第二預設溫度，以使得沉積于所述反應腔室側壁的薄膜在熱應力的作用下裂解剝落；以及，

快速降溫的同時，將所述反應腔室內的壓強調整至于預設壓強以下周期性震蕩變化，并于上述壓強條件下使用清洗氣體對所述反應腔室進行清洗，以將剝落的薄膜顆粒自所述反應腔室內排出。

作為本發明的一種優選方案，所述預設的降溫速率為大于10℃/分鐘。

作為本發明的一種優選方案，所述第二預設溫度為320℃～480℃，所述第一預設溫度為720℃～880℃。

作為本發明的一種優選方案，所述預設壓強小于等于10毫托，所述反應腔室于預設壓強以下周期性震蕩變化的過程中，所述反應腔室內的壓強震蕩變化的周期數為2～32個周期；每個變化周期所需的時間為40秒～110秒。

作為本發明的一種優選方案，所述清洗氣體為氮氣。

本發明還提供一種半導體工藝方法，所述半導體工藝方法包括如下步驟：