半导体生产设备的清洗方法及半导体工艺方法技术

本发明专利技术提供一种半导体生产设备的清洗方法及半导体工艺方法，半导体生产设备包括反应腔室，反应腔室的内壁沉积有污染物，清洗方法包括：于反应腔室的底部设置挡片晶圆；于反应腔室中通入等离子体，等离子体与污染物进行化学反应生成气体及固体颗粒，固体颗粒沉积于挡片晶圆表面，气体随等离子体的排出口排出。通过本发明专利技术的清洗方法可以有效降低反应腔室内壁上黏附的微尘粉粒(污染物)剥落至晶圆表面所导致的缺陷，由此提高产品的良率，降低机台维护周期及降低生产成本。

Cleaning methods of semiconductor production equipment and semiconductor process

【技术实现步骤摘要】
半导体生产设备的清洗方法及半导体工艺方法
本专利技术属于半导体集成电路制造
，特别是涉及一种半导体生产设备的清洗方法及半导体工艺方法。
技术介绍
随着集成电路集成度的增加，半导体元器件以及线宽等越来越小，半导体生产环境的要求也越来越严格，因此微尘粉粒(particle)已成为影响产品良率的重要因素。在集成电路制造过程中，晶圆在半导体生产设备中经过若干工艺制成所需器件，晶圆的加工程序繁复且精密，大致上包括有：微影、刻蚀、扩散、离子布植、外延薄膜生长等等过程，其中很多工艺过程中都会有微颗粒形成，微颗粒会黏附于半导体生产设备反应腔室的内壁，随着内壁上黏附的微颗粒厚度的增加，其应力逐渐增加，黏附在反应腔室内壁上的微颗粒会随着应力的增加而剥落，这些剥落的微颗粒(污染物)若掉落在晶圆的表面，会在晶圆表面形成缺陷，进而影响后续元件导致器件失效，从而影响产品的良率。因此，如何提供一种半导体生产设备清洗方法及半导体工艺方法，以解决现有技术中所存在的上述问题实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种半导体生产设备清洗方法及半导体工艺方法，用于解决现有技术中半导体生产设备的反应腔室内壁上黏附的微尘粉粒剥落至晶圆表面所导致的缺陷等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术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，所述反应腔室的内壁沉积有污染物，所述清洗方法至少包括步骤：1)于所述反应腔室的底部设置挡片晶圆；2)于所述反应腔室中通入等离子源气体产生等离子体，所述等离子体与所述污染物进行反应生成气体及固体颗粒，所述固体颗粒沉积于所述挡片晶圆表面，所述气体随所述等离子体的排出口排出。可选地，步骤2)中，于所述反应腔室中通入所述等离子源气体包括由氢气、三氟化氮和氯气组成的群组中的一种或多种的混合气体，所述反应时间介于20s～750s。进一步地，步骤2)中，形成所述等离子体的氢气流量介于80sccm～200sccm，形成所述等离子体的功率介于700W～2000W，所述反应腔室的温度介于100℃～200℃。可选地，所述挡片晶圆包括裸硅晶圆或表面形成有氧化硅的晶圆。可选地，所述清洗方法还包括从所述反应腔室中取出沉积有所述固体颗粒的所述挡片晶圆的步骤。进一步地，所述清洗方法还包括执行上述所述步骤，并以所述步骤作为清洗周期反复进行，直至对所述反应腔室的内壁的清洗洁净度达到目标要求。进一步地，重复所述清洗周期的次数介于1次～25次，每次所述清洗周期中通入所述等离子体的时间介于10s～30s。本专利技术还提供一种半导体工艺方法，所述半导体工艺方法至少包括步骤：1)于半导体生产设备的反应腔室中进行预设时间的产品制程工艺；2)完成所述预设时间的产品制程工艺后，采用上述任一方案所述的半导体生产设备的清洗方法对所述反应腔室进行清洗；3)清洗完毕后，进行下一次所述预设时间的所述产品制程工艺。可选地，步骤3)之后还包括步骤：重复步骤2)及步骤3)至少一次。可选地，步骤1)中，所述预设时间介于6h～24h。如上所述，本专利技术的半导体生产设备的清洗方法及半导体工艺方法，利用等离子体的化学作用，对污染物进行还原反应生成气体和固体颗粒，并通过挡片晶圆承载固体颗粒以及通过等离子体的排出口排出气体实现对污染物的清洗；另外，利用等离子体的夯实功能，可使反应腔室内壁上的污染物更加致密，从而不易剥落。通过本专利技术的清洗方法可以有效降低反应腔室内壁上黏附的微尘粉粒(本专利技术中的污染物)剥落至晶圆表面所导致的缺陷，由此提高产品的良率，降低机台维护周期及降低生产成本。附图说明图1～图8显示为现有技术中晶圆形成互连导线工艺中氧化物颗粒如何污染晶圆的过程的结构示意图。图9显示为本专利技术的半导体生产设备的清洗方法的流程图。图10显示为本专利技术的半导体生产设备的清洗方法中污染物与等离子体反应的示意图。图11显示为本专利技术的半导体生产设备的清洗方法中反应腔室清洗后的示意图。图12显示为本专利技术的半导体生产设备的清洗方法中等离子体夯实污染物的原理图。图13显示为晶圆在形成互连导线工艺中，不清洗反应腔室的情况下，晶圆上掉落的污染物颗粒随时间的变化图。图14显示为晶圆在形成互连导线工艺中，使用本专利技术的清洗方法清洗反应腔室的情况下，晶圆上掉落的污染物颗粒随时间的变化图。元件标号说明10介质层101第一介质层102第二介质层103第三介质层11导电栓塞12氧化物13凹槽14互连导线141钽金属层142铜金属层15反应腔室16氧化物颗粒17污染物20反应腔室21污染物22挡片晶圆23固体颗粒S1～S2步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，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专利技术的其他优点与功效。本专利技术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，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图14。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专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术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型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。在集成电路制造过程中，半导体生产设备的反应腔室内壁上会黏附多种物质，相对制程中的晶圆来说，这些物质为污染物，如果这些污染物剥落掉在相应制程的晶圆表面，会在晶圆表面形成缺陷，进而影响后续元件导致器件失效。形成这些污染物的方式有很多，下面就以现有技术中晶圆形成互连导线工艺中氧化物颗粒如何污染晶圆的过程为例进行说明。如图1所示，在晶圆形成互连导线的制程中，通过在介质层10与导电栓塞11形成的凹槽13中填充金属形成互连导线结构。形成所述凹槽13的步骤包括：形成所述介质层10，所述介质层10包括依次层叠的第一介质层101、第二介质层102及第三介质层103；光刻定义出需形成所述凹槽13的位置并刻蚀形成窗口；于所述窗口中形成所述导电栓塞，至此由所述介质层10及所述导电栓塞11形成所述凹槽13。一般所述导电栓塞11为金属材质，当所述导电栓塞11接触外界大气后，会与大气中的水汽和氧气反应生成一层薄薄的氧化物12；另外，通常在利用刻蚀定义出互连导线的形状窗口后会用一些化学品(例如：硫酸或盐酸)清洗以去除刻蚀所产生的副产物，同时，清洗也会造成化学品残留在窗口内，也会形成所述氧化物12。如图2所示，由于所述氧化物12的存在，所以在形成互连导线前需要先去除所述氧化物12，一般通过于反应腔室15内通入惰性气体(例如氩气)形成的等离子体去除所述氧化物12，晶圆上的所述氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，所述反应腔室的内壁沉积有污染物，其特征在于，所述清洗方法至少包括步骤：/n于所述反应腔室的底部设置挡片晶圆；/n于所述反应腔室中通入等离子源气体产生等离子体，所述等离子体与所述污染物进行反应生成气体及固体颗粒，所述固体颗粒沉积于所述挡片晶圆表面，所述气体随所述等离子体的排出口排出。/n

【技术特征摘要】
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，所述反应腔室的内壁沉积有污染物，其特征在于，所述清洗方法至少包括步骤：
于所述反应腔室的底部设置挡片晶圆；
于所述反应腔室中通入等离子源气体产生等离子体，所述等离子体与所述污染物进行反应生成气体及固体颗粒，所述固体颗粒沉积于所述挡片晶圆表面，所述气体随所述等离子体的排出口排出。


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：于所述反应腔室中通入所述等离子源气体包括由氢气、三氟化氮和氯气组成的群组中的一种或多种的混合气体，所述反应时间介于20s～750s。


3.根据权利要求2所述的半导体生产设备的清洗方法，其特征在于：形成所述等离子体的氢气流量介于80sccm～200sccm，形成所述等离子体的功率介于700W～2000W，所述反应腔室的温度介于100℃～200℃。


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：所述挡片晶圆包括裸硅晶圆或表面形成有氧化硅的晶圆。


5.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：所述清洗方法还包括从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婷，任兴润，何丹丹，刘洋，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34