半导体设备清洗方法及其半导体工艺方法技术

本发明专利技术提供一种半导体设备清洗方法及其半导体工艺方法，清洗方法包括以下步骤：1）将反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度；2）将反应腔室内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度；在两个快速降温过程中，反应腔室内壁上沉积的薄膜在热应力的作用下裂解剥落；快速降温的同时，向反应腔室内部通入清洗气体进行清洗，以将剥落的薄膜排出反应腔室。本发明专利技术不仅能有效去除残留于半导体设备反应腔室内部的残留气体和颗粒，还能有效去除反应腔室内壁上的不稳定薄膜，从而提高产品良率。本方法操作简单，成本低廉，并且不额外占用生产时间而不会对设备的产出率造成任何不良影响。

【技术实现步骤摘要】
半导体设备清洗方法及其半导体工艺方法
本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种半导体设备清洗方法及其半导体工艺方法。
技术介绍
随着电子技术的飞速发展，半导体
中晶圆尺寸越来越大，而线宽越来越小，制造机器也越来越精细，从而对制造工艺提出越来越高的要求。晶圆制造中任何微小的杂质颗粒都可能引起晶圆的污染，甚至导致晶圆的报废以至于造成巨大的损失，因此对杂质颗粒的管控越来越严格。半导体制造工艺中，在设备反应腔室内利用沉积工艺在晶圆表面形成所需的薄膜是非常重要的工序。但在实际工艺生产过程当中，虽然在晶圆表面形成了生产者所希望的薄膜，但同时在设备反应腔室的内壁上，也容易形成生产者所不希望的薄膜。这些形成在反应腔室内壁上的薄膜经由反复的工艺生产不断累积，最终在反应腔室内壁上形成了一层或多层由稳定薄膜和不稳定薄膜所组成的杂质薄膜层。如果这些杂质薄膜均为稳定薄膜，那对晶圆的工艺生产通常不会造成太大的危害，只需在设备的定期保养作业中利用腐蚀气体或腐蚀液体通过腐蚀的方式进行定期清除即可。但杂质薄膜中的不稳定薄膜很可能在工艺生产过程中与工艺生产过程中使用的反应气体反应生成新的杂质薄膜，或者在工艺生产过程中裂解而成为晶圆上的杂质颗粒污染来源，导致产品良率下降，因此有必要经常对反应腔室内壁上的不稳定薄膜进行去除操作。如果利用腐蚀气体或腐蚀液体通过腐蚀的方式去除的话，不仅所需成本较大，而且操作复杂，耗时较长，严重影响设备的产出率，更潜在的危险是，腐蚀气体或腐蚀液体对人体和环境危害极大，一旦泄露将造成极大的生产事故和人员损伤。因此，为尽量减少风险，半导体制造厂都尽量减少对杂质薄膜的腐蚀清除作业。通常在一个批次的晶圆工艺生产结束后，只是通入氮气或惰性气体对反应腔室进行简单清洗。但这种清洗方式只能去除反应腔室内的残留气体和颗粒，对不稳定的杂质薄膜没有清洗效果。
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设备清洗方法，用于解决现有技术中在进行产品批次间常规清洁时无法有效去除残留于半导体设备反应腔室内壁上的不稳定薄膜的问题。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设备清洗方法，所述半导体设备包括反应腔室，所述反应腔室内壁上沉积有薄膜，所述半导体设备清洗方法至少包括以下步骤：1)将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度；及，2)将所述反应腔室内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度；在上述两个快速降温过程中，所述反应腔室内壁上沉积的所述薄膜在热应力的作用下裂解剥落；其中，在快速降温的同时，向所述反应腔室内部通入清洗气体进行清洗，以将剥落的薄膜排出所述反应腔室；将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度的过程中通入的所述清洗气体的流量小于将所述反应腔室内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度的过程中通入的所述清洗气体的流量。作为本专利技术的一种优选方案，所述第一降温速率与所述第二降温速率相同。作为本专利技术的一种优选方案，所述第一降温速率与所述第二降温速率不同。作为本专利技术的一种优选方案，所述第一降温速率大于10℃/分钟；所述第二降温速率大于10℃/分钟。作为本专利技术的一种优选方案，所述反应腔室内的第一预设温度为500℃～1000℃；所述第二预设温度与所述第一预设温度相差100℃～150℃；所述第三预设温度与所述第一预设温度相差200℃～250℃。作为本专利技术的一种优选方案，步骤3)中，快速降温的同时，将所述反应腔室内的压强调整至预设压强以下周期性震荡变化，并于上述压强条件下向所述反应腔室内部通入清洗气体进行清洗。作为本专利技术的一种优选方案，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。作为本专利技术的一种优选方案，所述反应腔室内壁上沉积的薄膜为多晶硅薄膜或氮化物薄膜；所述清洗气体为氮气。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后将所述批次产品移出反应腔室；2)使用如上述任一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。作为本专利技术的一种优选方案，上述步骤4)之后还包括重复步骤1)～步骤4)至少一次的步骤。作为本专利技术的一种优选方案，在所述步骤2)中对所述反应腔室内部进行清洗的过程中，同时对于移出所述反应腔室的所述批次产品进行晶圆冷却与晶圆放电。如上所述，本专利技术的半导体设备清洗方法，具有以下有益效果：本专利技术的半导体设备清洗方法通过快速降温使得反应腔室内壁上的不稳定薄膜在热应力的作用下产生裂解；在快速降温过程中通入清洗气体将裂解后的薄膜杂质以及原来残存于反应腔室内部的气体和杂质颗粒排出反应腔室，从而提高反应腔室的洁净度，达到有效提升产品良率的目的。本清洗方法操作简单，成本低廉，并且在产品批次间的常规清洗期间进行，因此不额外占用生产时间而不会对设备的产出率造成任何不良影响。附图说明图1显示为本专利技术实施例一的半导体设备清洗方法流程图。图2显示为进行晶圆工艺生产后半导体设备反应腔室内壁的SEM扫描电镜图。图3显示为实施本专利技术实施例一的半导体设备清洗方法的两步快速降温步骤后的反应腔室内壁的SEM扫描电镜图。图4显示为实施本专利技术实施例一的半导体设备清洗方法后的反应腔室内壁的SEM扫描电镜图。图5显示为本专利技术实施例一的实施过程中的温度变化示意图。图6显示为实施本专利技术的半导体设备的结构示意图。图7显示为本专利技术实施例二的实施过程中的温度变化示意图。元件标号说明11反应腔室12快速降温装置13加热器14反应腔室快门15加载互锁室S11～S12步骤1)～步骤2)具体实施方式以下通过特定的具体实施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7。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，虽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形态、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。实施例一如图1至图6所示。本专利技术提供一种半导体设备清洗方法，所述半导体设备清洗方法至少包含以下步骤：步骤S11，将反应腔室11内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度；步骤S12，将所述反应腔室11内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度；在上述两个快速降温过程中，所述反应腔室11内壁上沉积的薄膜在热应力的作用下裂解剥落；其中，在快速降温的同时，向所述反应腔室11内部通入清洗气体进行清洗，以将剥落的薄膜排出所述反应腔室11；将所述反应腔室1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体设备清洗方法，半导体设备包括反应腔室，所述反应腔室内壁上沉积有薄膜，其特征在于，所述清洗方法至少包括以下步骤：1)将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度；及，2)将所述反应腔室内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度；在上述两个快速降温过程中，所述反应腔室内壁上沉积的所述薄膜在热应力的作用下裂解剥落；其中，在快速降温的同时，向所述反应腔室内部通入清洗气体进行清洗，以将剥落的薄膜排出所述反应腔室；将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度的过程中通入的所述清洗气体的流量小于将所述反应腔室内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度的过程中通入的所述清洗气体的流量。

【技术特征摘要】
1.一种半导体设备清洗方法，半导体设备包括反应腔室，所述反应腔室内壁上沉积有薄膜，其特征在于，所述清洗方法至少包括以下步骤：1)将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度；及，2)将所述反应腔室内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度；在上述两个快速降温过程中，所述反应腔室内壁上沉积的所述薄膜在热应力的作用下裂解剥落；其中，在快速降温的同时，向所述反应腔室内部通入清洗气体进行清洗，以将剥落的薄膜排出所述反应腔室；将所述反应腔室内的温度自第一预设温度以预设的第一降温速率快速降温至第二预设温度的过程中通入的所述清洗气体的流量小于将所述反应腔室内的温度自第二预设温度以预设的第二降温速率快速降温至第三预设温度的过程中通入的所述清洗气体的流量。2.根据权利要求1所述的半导体设备清洗方法，其特征在于：所述第一降温速率与所述第二降温速率相同。3.根据权利要求1所述的半导体设备清洗方法，其特征在于：所述第一降温速率与所述第二降温速率不同。4.根据权利要求1所述的半导体设备清洗方法，其特征在于：所述第一降温速率大于10℃/分钟；所述第二降温速率大于10℃/分钟。5.根据权利要求1所述的半导体设备清洗方法，其特征在于：所述反应腔室内的第一预设温度为500℃～1000℃；所述第二预设温度与所述第一预设温度相差100℃～150℃；所述第三预...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
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