CN109326541A - 半导体工艺装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种半导体工艺装置及其工作方法，其中，半导体工艺装置包括：腔室，所述腔室具有进气口，所述进气口用于向腔室内输入反应气体；感温元件，位于腔室外，用于检测腔室内热辐射信息；控制单元，用于获取所述腔室内热辐射信息，并在腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，停止向腔室内输入反应气体。利用所述半导体工艺装置能够完全去除腔室内侧壁的副产物，还能够减少对腔室内侧壁的损伤。

Description

半导体工艺装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体工艺装置及其工作方法。
背景技术
在半导体工艺制造过程中，所述半导体工艺通常在相应的腔室内进行，在进行半导体工艺的过程中，易在腔室的内侧壁产生副产物。为了防止副产物对后续工艺造成影响，通常定期对腔室的内侧壁进行清洁保养。目前，清洁保养的方法包括：物理擦拭法和化学去除法。
然而，现有方法对腔室内侧壁的清洁保养的效果较差。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种半导体工艺装置及其工作方法，能够保证腔室内侧壁清洗度，且减少对腔室内侧壁造成损伤。
为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体工艺装置，包括：腔室，所述腔室具有进气口，所述进气口用于向腔室内输入反应气体；感温元件，位于腔室外，用于检测腔室内热辐射信息；控制单元，用于获取所述腔室内热辐射信息，并在腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，停止向腔室内输入反应气体。
可选的，所述腔室用于进行化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺或者干法刻蚀工艺。
可选的，所述感温元件包括：全辐射温度传感器。
可选的，还包括：输气管，所述输气管与进气口连通，所述输气管用于向腔室内输入反应气体；开关，用于控制输气管内的反应气体流动或者停止。
可选的，还包括：验证单元，用于验证腔室内侧壁是否洁净；所述验证单元包括：判断单元，所述判断单元用于判断腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息是否一致；反馈单元，当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元用于停止向腔室内通入反应气体，当所述腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元用于向腔室内通入反应气体。
相应的，本发明还提供一种半导体工艺装置的工作方法，包括：提供上述半导体工艺装置；提供反应气体，所述反应气体通过进气口进入腔室内，所述反应气体对腔室内侧壁进行清洁；采用感温元件检测腔室内热辐射信息；利用控制单元获取所述腔室内热辐射信息，当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述控制单元停止向腔室内输入反应气体。
可选的，所述控制单元停止向腔室内输入反应气体之后，还包括：通过验证单元进行验证试验；所述验证单元包括：判断单元，所述判断单元用于判断腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致；反馈单元，当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元用于停止向腔室内通入反应气体，当所述腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元用于向腔室内通入反应气体；所述验证试验的方法包括：对腔室进行升温处理；开启感温元件；当所述升温处理达到目标温度及开启感温元件之后，对腔室的温度进行降温处理；在降温处理的过程中，通过所述感温元件检测腔室内热辐射信息；通过判断单元判断腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息是否一致；当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元停止向腔室内通入反应气体；当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元向腔室内通入反应气体。
可选的，当腔室材料的热辐射信息为腔室材料温度相对于时间的变化关系信息时，所述感温元件检测腔室内热辐射信息为腔室内温度相对于时间的变化关系信息。
可选的，当腔室材料的热辐射信息为腔室材料的波长相对于温度的变化关系信息时，所述感温元件检测的热辐射信息为腔室内波长相对于温度变化关系信息。
可选的，所述升温处理的升温范围为80摄氏度～120摄氏度；所述降温处理的降温范围为：80摄氏度～120摄氏度。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的半导体工艺装置中，利用所述半导体工艺装置进行半导体工艺时，易在腔室内侧壁形成副产物，所述反应气体用于去除所述副产物。由于任何材料当温度高于绝对零点时，均能够不停地向周围发射热辐射，因此，所述腔室材料和副产物能够向外发生热辐射。所述感温元件用于检测腔室内热辐射信息，所述控制单元用于获取腔室内热辐射信息，当腔室内热辐射信息等于腔室材料的热辐射信息室，停止向腔室内通入反应气体，使得腔室内侧壁的副产物能够保证完全被去除，且能够减少对腔室内侧壁的损伤。
本发明技术方案提供的半导体工艺装置的工作方法中，当所述控制单元获取的腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，说明腔室内侧壁的副产物未被去除干净，则进一步向腔室内通入反应气体以去除腔室内侧壁的副产物，因此，有利于确保腔室内侧壁的副产物被完全去除；当所述控制单元获取腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，说明副产物去除干净，则停止向腔室内通入反应气体，有利于防止过多的反应气体对腔室内侧壁造成损伤。
附图说明
图1是一种半导体工艺装置的结构示意图；
图2是本发明半导体工艺装置的结构示意图；
图3是本发明半导体工艺装置的工作流程图；
图4是本发明半导体工艺装置中腔室内侧壁是否洁净的一验证试验；
图5是本发明半导体工艺装置中腔室内侧壁是否洁净的另一验证试验。
具体实施方式
正如背景技术所述，去除腔室内侧壁的副产物难以精确控制。
图1是一种半导体工艺装置的结构示意图。
请参考图1，腔室100，所述腔室100具有进气口101，所述进气口101用于向腔室100内输入反应气体1。
上述腔室100用于进行半导体工艺，所述半导体工艺包括：化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺或者干法刻蚀工艺。在半导体工艺过程中，易在腔室100的内侧壁形成副产物(图中未标出)，所述反应气体1用于去除所述副产物。
然而，所述副产物的厚度难以预知，若反应气体1通入时间过短，使得副产物难以被去除干净；若反应气体1通入时间过长，虽然反应气体1能够完全去除副产物，但是，过多的反应气体1易与腔室100的内侧壁反应，使得腔室100的内侧壁受到损伤。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种半导体工艺装置，包括：腔室，所述腔室具有进气口，所述进气口用于向腔室内输入反应气体；感温元件，位于腔室外，用于检测腔室内热辐射信息；控制单元，用于获取腔室内热辐射信息，并在腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，停止向腔室内输入反应气体。利用所述半导体工艺装置能够保证腔室内侧壁副产物被去除干净，且能够减少对腔室内侧壁的损伤。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
请参考图2，半导体工艺装置包括：腔室200，所述腔室200具有进气口201，所述进气口201用于向腔室200内输入反应气体；感温元件202，位于腔室200外，用于检测腔室200内热辐射信息；控制单元203，用于获取所述腔室200内热辐射信息，并在腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，停止反应气体向腔室200内输入。
所述腔室200内用于对晶圆进行半导体工艺，所述进气口201用于作为放入晶圆或者取出晶圆的通道。
所述半导体工艺包括：化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺或者干法刻蚀工艺。在所述半导体工艺过程中，易在腔室200的内侧壁形成副产物，因此，需定期对腔室200内侧壁的副产物进行清洗处理，以防止附着于腔室200内侧壁的副产物对后续工艺造成影响。
在本实施例中，所述腔室200的材料为石英。在其他实施例中，所述腔室的材料包括：金属。任何材料的温度大于绝对零度时，均会不断地向周围发射热辐射。由于所述半导体工艺的温度较高，因此，所述腔室200的材料和副产物均会向腔室200内发射热辐射。
所述感温元件202用于检测腔室200内热辐射信息，控制单元203，用于获取所述腔室200内热辐射信息，并在腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，停止反应气体向腔室200内输入，使得腔室200内侧壁的副产物能够被完全去除，并且，不至于过多的向腔体200内通入所述反应气体，因此，有利于防止过多的反应气体对腔室200内侧壁造成损伤。
在本实施例中，所述感温元件202包括：全辐射温度传感器。
在本实施例中，所述半导体工艺装置还包括：还包括：输气管(图中未示出)，所述输气管与进气口201连通，所述输气管用于向腔室200内输入反应气体；开关(图中未示出)，用于控制输气管内的反应气体流动或者停止。。
还包括：验证单元(图中未示出)，用于验证腔室200内侧壁是否洁净；所述验证单元包括：判断单元(图中未示出)，所述判断单元用于判断腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息是否一致；反馈单元(图中未示出)，当腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元用于停止向腔室200内通入反应气体；当所述腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元用于向腔室200内通入反应气体。
相应的，本发明还提供一种半导体工艺装置的工作方法，请参考图3，包括：
步骤S1：提供半导体工艺装置；
步骤S2：提供反应气体，所述反应气体通过进气口进入腔室内，对腔室内侧壁进行清洁；
步骤S3：采用感温元件检测腔室内辐射热信息；
步骤S4：利用控制单元获取腔室内热辐射信息，当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述控制单元停止向腔室内输入反应气体。
以下结合图2进行详细说明：
请参考图2，所述反应气体通过进气口201进入腔室200内，对腔室200内侧壁进行清洁；采用感温元件202检测腔室200内热辐射信息；利用控制单元203获取腔室200内热辐射信息，当腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，所述控制单元停止向腔室200内输入反应气体。
所述反应气体用于去除腔室200内侧壁的副产物，当控制单元203获取腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，说明所述腔室200内侧壁的副产物被反应气体去除干净，停止向腔室200内通入反应气体，有利于防止过多的反应气体对腔室200的内侧壁造成损伤；当控制单元203获取腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息不一致时，说明腔室200内侧壁还残留有副产物，需进一步向腔室200内通入反应气体以去除副产物，因此，有利于确保腔室200内侧壁的副产物被完全去除干净。
所述控制单元203停止向腔室200内输入反应气体之后，还包括：通过验证单元进行验证试验，所述验证试验用于验证腔室200内侧壁的副产物是否去除干净。
所述验证单元包括：判断单元(图中未示出)，所述判断单元用于判断腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息是否一致；反馈单元(图中未示出)，当腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元用于停止向腔室200内通入反应气体；当所述腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元用于向腔室200内通入反应气体。
图4是本发明半导体工艺装置中腔室内侧壁是否洁净的一验证试验。
所述验证试验的方法包括：
步骤S01：对腔室进行升温处理；
步骤S02：开启感温元件；
步骤S03：当所述升温处理达到目标温度及开启感温元件之后，对腔室进行降温处理；
步骤S04：在降温处理的过程中，通过所述感温元件检测腔室内热辐射信息；
步骤S05：通过判断单元判断腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息是否一致；
步骤S06：当所述腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元停止向腔室内通入反应气体；当所述腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元向腔室内通入反应气体。
以下结合图2进行详细说明：
请参考图2，对腔室200内的温度进行升温处理；开启感温元件202；当所述升温处理达到目标温度及开启感温元件202之后，对腔室200进行降温处理；在降温处理的过程中，通过所述感温元件202检测腔室200内的热辐射信息；通过判断单元判断腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息是否一致；当所述腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元停止向腔室200内通入反应气体；当所述腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元向腔室200内通入反应气体。
在本实施例中，所述腔室200材料的热辐射信息为腔室200材料温度相对于时间的变化关系信息时，所述感温元件检测腔室200内热辐射信息为腔室200内温度相对于时间的变化关系信息。
当腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，则说明腔室200内的实际降温速率与腔室200材料的降温速率一致，即：腔室200内侧壁的确无副产物的残留，则不向腔室200内通入反应气体，有利于防止腔室200内侧壁被过多的反应气体刻蚀，因此，有利于防止腔室200的内侧壁被损伤；当腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息不一致时，即：所述腔室200内的实际降温速率与腔室200材料的降温速率不一致，说明腔室200内侧壁还残留有副产物，需向腔室200内继续通入反应气体，所述反应气体用于进一步去除腔室200内侧壁的副产物，有利于完全去除腔室200内侧壁的副产物，防止腔室200内侧壁残留副产物对后续工艺造成影响。
在本实施例中，所述升温处理的升温范围为80摄氏度～120摄氏度；所述降温处理的降温范围为：80摄氏度～120摄氏度。
图5是本发明半导体工艺装置中腔室内侧壁是否洁净的另一验证试验。
所述验证试验的方法包括：
步骤S11：对腔室进行升温处理；
步骤S12：开启感温元件；
步骤S13：当所述升温处理达到目标温度及开启感温元件之后，对腔室进行降温处理；
步骤S14：在降温处理过程中，所述感温元件检测腔室内热辐射信息，所述控制单元获取所述腔室内热辐射信息；
步骤S15：通过判断单元判断腔室内的热辐射信息与腔室材料的热辐射信息是否一致；
步骤S16：当腔室内的热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元停止向腔室内通入反应气体；当所述腔室内的热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元向腔室内通入反应气体。
以下结合图2进行详细说明：
请参考图2，对腔室200进行升温处理；开启感温元件202；当所述升温处理达到目标温度及开启感温元件202之后，对腔室200进行降温处理；在降温处理的过程中，通过所述感温元件202检测腔室200内热辐射信息；通过判断单元判断腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息是否一致；当所述腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元停止向腔室200内通入反应气体；当所述腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元向腔室200内通入反应气体。
在本实施例中，所述腔室200材料的热辐射信息为腔室200材料波长相对于温度的变化关系信息时，所述感温元件202检测腔室200内的热辐射信息为波长相对于温度的变化关系信息。
当腔室200内的热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息一致时，则说明腔室200内侧壁的确无副产物的残留，所述反馈单元停止向腔室200内通入反应气体；当腔室200内热辐射信息与腔室200材料的热辐射信息不一致时，说明腔室200内侧壁还残留有副产物，所述反馈单元向腔室200内继续通入反应气体，所述反应气体用于进一步去除腔室200内侧壁的副产物。
在本实施例中，所述升温处理的升温范围为80摄氏度～120摄氏度；所述降温处理的降温范围为：80摄氏度～120摄氏度。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种半导体工艺装置，其特征在于，包括：
腔室，所述腔室具有进气口，所述进气口用于向腔室内输入反应气体；
感温元件，位于腔室外，用于检测腔室内热辐射信息；
控制单元，用于获取所述腔室内热辐射信息，并在腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，停止向腔室内输入反应气体。
2.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，所述腔室用于进行化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺或者干法刻蚀工艺。
3.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，所述感温元件包括：全辐射温度传感器。
4.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，还包括：输气管，所述输气管与进气口连通，所述输气管用于向腔室内输入反应气体；开关，用于控制输气管内的反应气体流动或停止。
5.如权利要求1所述的半导体工艺装置，其特征在于，还包括：验证单元，用于验证腔室内侧壁是否洁净；所述验证单元包括：判断单元，所述判断单元用于判断腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致；反馈单元，当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元用于停止向腔室内通入反应气体，当所述腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元用于向腔室内通入反应气体。
6.一种半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，包括：
提供权利要求1至权利要求5任一项所述的半导体工艺装置；
提供反应气体，所述反应气体通过进气口进入腔室内，对腔室内壁进行清洁；
采用感温元件检测腔室内热辐射信息；
利用控制单元获取所述腔室内热辐射信息，当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述控制单元停止向腔室内输入反应气体。
7.如权利要求6所述的半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，所述控制单元停止向腔室内输入反应气体之后，还包括：通过验证单元进行验证试验；所述验证单元包括：判断单元，所述判断单元用于判断腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致；反馈单元，当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元用于停止向腔室内通入反应气体，当所述腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元用于向腔室内通入反应气体；所述验证试验的方法包括：对腔室进行升温处理；开启感温元件；当所述升温处理达到目标温度及开启感温元件后，对腔室进行降温处理；在降温处理的过程中，通过所述感温元件检测腔室内的热辐射信息；通过判断单元判断腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息是否一致；当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息一致时，所述反馈单元停止向腔室内通入反应气体；当腔室内热辐射信息与腔室材料的热辐射信息不一致时，所述反馈单元向腔室内通入反应气体。
8.如权利要求7所述的半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，当腔室材料的热辐射信息为腔室材料温度相对于时间的变化关系信息时，所述感温元件检测腔室内热辐射信息为腔室内温度相对于时间的变化关系信息。
9.如权利要求7所述的半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，当腔室材料的热辐射信息为腔室材料的波长相对于温度的变化关系信息时，所述感温元件检测腔室内的热辐射信息为腔室内波长相对于温度的变化关系信息。
10.如权利要求7所述的半导体工艺装置的工作方法，其特征在于，所述升温处理的升温范围为80摄氏度～120摄氏度；所述降温处理的降温范围为：80摄氏度～120摄氏度。
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