本公开涉及镀膜设备清洗,尤其涉及一种反应腔室的清洗方法以及反应腔室的使用方法。
背景技术:
1、基于硅的半导体器件在目前的社会中得到了相当广泛的应用。在半导体器件的制造工艺中,通常需要涉及沉积氮化硅薄膜的工序。目前,沉积氮化硅薄膜的工序通常采用例如化学气相沉积法(chemical vapor deposition)的方式进行,镀膜需要在反应腔室内进行。然而,氮化硅薄膜不仅仅会沉积在衬底上,还会沉积在反应腔室的腔壁上或者载具上沉积,形成额外的氮化硅薄膜。氮化硅薄膜可能会在反应过程中逐渐剥离产生颗粒,对需要镀膜的器件造成污染,因此需要在一定的生产时长之后清洗去除这些氮化硅薄膜。在实际的生产过程中发现,有时候即使刚清洗去除氮化硅薄膜,需要镀膜的器件表面也会产生颗粒污染的问题。
技术实现思路
1、基于此,针对上述背景技术中的问题,为了减少反应腔室内部的颗粒污染的问题,改善产品的品质,本公开提供了一种反应腔室的清洗方法。
2、根据本公开的一些实施例,提供了一种反应腔室的清洗方法,其包括如下步骤:
3、提供反应腔室,所述反应腔室包括石英腔壁和附着于所述石英腔壁上的硅氮化物膜层,所述石英腔壁表面具有裂纹;
4、向所述反应腔室中通入包含氟气的第一刻蚀气体进行刻蚀,去除所述硅氮化物膜层;
5、向所述反应腔室中通入修复原料,使所述修复原料在所述反应腔室中反应生成硅氧化物修复层,所述硅氧化物修复层附着于所述石英腔壁的表面并修复所述裂纹,所述修复原料包括能够经过反应生成硅氧化物的硅酸酯类有机化合物。
6、在本公开的一些实施例中,向所述反应腔室中通入修复原料的步骤包括多次,在相邻的两次通入修复原料的步骤之间,还包括向所述反应腔室中通入清扫气体的步骤。
7、在本公开的一些实施例中,在相邻的两次通入修复原料的步骤中,在先次通入的修复原料中所述硅酸酯类有机化合物的流量小于在后次通入的修复原料中所述硅酸酯类有机化合物的流量。
8、在本公开的一些实施例中,在先次通入修复原料时所述反应腔室的温度高于在后次通入修复原料时反应腔室的温度。
9、在本公开的一些实施例中,在先次通入修复原料时的反应时间比在后次通入修复原料时的反应时间长。
10、在本公开的一些实施例中,在每次通入修复原料的步骤中,控制所述硅酸酯类有机化合物的流量为150sccm~300sccm。
11、在本公开的一些实施例中,在每次通入修复原料的步骤中,控制通入修复原料的持续时间为60s~600s。
12、在本公开的一些实施例中,在相邻的两次通入修复原料的步骤之间,控制通入清扫气体的流量为800sccm~1200sccm。
13、在本公开的一些实施例中,在相邻的两次通入修复原料的步骤之间,控制通入清扫气体的持续时间为30s~60s。
14、在本公开的一些实施例中,所述硅酸酯类有机化合物包括硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯和硅酸丁酯中的一种或多种。
15、在本公开的一些实施例中,控制通过所述修复原料反应生成的硅氧化物修复层的总厚度为20nm~50nm。
16、在本公开的一些实施例中,在向反应腔室中通入第一刻蚀气体进行刻蚀之后、以及向所述反应腔室中通入修复原料之前,还包括:向所述反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀,以去除部分所述石英腔壁的材料。
17、在本公开的一些实施例中,所述第一刻蚀气体包括氟气和还原性气体,所述第二刻蚀气体包括氟气且不含还原性气体。
18、在本公开的一些实施例中,在向反应腔室中通入第一刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制所述腔室内的温度为250℃~350℃,控制所述腔室内的气压为250torr~600torr。
19、在本公开的一些实施例中,在向反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制所述腔室内的温度为380℃~500℃,控制所述腔室内的气压为50torr~200torr。
20、在本公开的一些实施例中,在向反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制所述第二刻蚀气体对于所述石英腔壁的刻蚀速率为300a/min~3000a/min。
21、在本公开的一些实施例中,在向反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制被去除的所述石英腔壁的厚度≤2μm。
22、在本公开的一些实施例中,还包括:
23、监测所述反应腔室的所述石英腔壁表面附着的硅氮化物膜层的厚度,在所述石英腔壁上附着的硅的氮化物膜层的厚度达到0.6μm之后,再向所述反应腔室中通入所述第一刻蚀气体进行刻蚀。
24、本公开经过研究发现,随着反应腔室内的腔壁上氮化硅膜层的增厚,会导致其附着的腔壁表面的应力增大。去除氮化硅膜层之后,腔壁表面随之出现微裂纹。较深的微裂纹导致腔壁材料发生轻微剥落,在镀膜的器件表面产生颗粒污染的问题。为了避免该问题,传统技术中通常在氮化硅膜层生长至约0.5μm厚之前,就清洗去除其中的氮化硅膜层。但是这样需要镀膜设备更为频繁地停机清洗,也间接导致了生产效率的下降。
25、为了解决上述问题,本公开提供了一种反应腔室的清洗方法,该清洗方法包括:先采用第一刻蚀气体去除反应腔室的腔壁上附着的膜层,然后,向反应腔室中通入包括硅酸酯类有机化合物的修复原料,使修复原料反应并生成附着于腔壁上的氧化硅层。该清洗方法在传统的去除氮化硅膜层的基础上额外引入了修复步骤,即采用硅酸酯类有机化合物生成氧化硅层的方式,以填充反应腔室的腔壁表面产生的微裂纹,使得腔壁表面更为平坦,防止腔壁材料的剥离脱落,进而改善产品的质量。
26、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
1.一种反应腔室的清洗方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,向所述反应腔室中通入修复原料的步骤包括多次,在相邻的两次通入修复原料的步骤之间,还包括向所述反应腔室中通入清扫气体的步骤。
3.根据权利要求2所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在相邻的两次通入修复原料的步骤中,在先次通入的修复原料中所述硅酸酯类有机化合物的流量小于在后次通入的修复原料中所述硅酸酯类有机化合物的流量;和/或,
4.根据权利要求2所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在每次通入修复原料的步骤中,控制所述硅酸酯类有机化合物的流量为150sccm~300sccm;和/或,在每次通入修复原料的步骤中,控制通入修复原料的持续时间为60s~600s。
5.根据权利要求2所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在相邻的两次通入修复原料的步骤之间,控制通入清扫气体的流量为800sccm~1200sccm;和/或,
6.根据权利要求1所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,所述硅酸酯类有机化合物包括硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯和硅酸丁酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1~6任一项所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,控制通过所述修复原料反应生成的硅氧化物修复层的总厚度为20nm~50nm。
8.根据权利要求1~6任一项所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在向反应腔室中通入第一刻蚀气体进行刻蚀之后、以及向所述反应腔室中通入修复原料之前,还包括:向所述反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀,以去除部分所述石英腔壁的材料。
9.根据权利要求8所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,所述第一刻蚀气体包括氟气和还原性气体,所述第二刻蚀气体包括氟气且不含还原性气体。
10.根据权利要求9所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在向反应腔室中通入第一刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制所述腔室内的温度为250℃~350℃,控制所述腔室内的气压为250torr~600torr。
11.根据权利要求9所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在向反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制所述腔室内的温度为380℃~500℃,控制所述腔室内的气压为50torr~200torr。
12.根据权利要求11所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在向反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制所述第二刻蚀气体对于所述石英腔壁的刻蚀速率为300a/min~3000a/min。
13.根据权利要求8所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,在向反应腔室中通入第二刻蚀气体进行刻蚀的步骤中,控制被去除的所述石英腔壁的厚度≤2μm。
14.根据权利要求1所述的反应腔室的清洗方法,其特征在于,还包括: