CN114360997A - 多腔室清洗方法和半导体工艺设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种多腔室清洗方法和半导体工艺设备，其中多腔室清洗方法应用于包括多个腔室的半导体工艺设备，各个腔室共用一个气体检测装置，该多腔室清洗方法包括：S410，对各腔室同时进行清洗工艺；S420，采用气体检测装置循环检测处于清洗状态的各腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，并在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的腔室清洗完成。本申请能够提高半导体工艺设备各个腔室的清洗效率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体工艺控制技术领域，具体涉及一种多腔室清洗方法和半导体工艺设备。
背景技术
晶圆在完成沉积或者填充工艺后，远程等离子体源会激发等离子体对相应腔室内衬进行清洗，将附着在内衬上的多余元素清洗下来。以CVD(化学气相沉积)工艺在沟槽中填充金属钨以及相应的钨清洗过程为例进行说明，该填充金属钨的主要功能是通过在晶圆表面利用热源先以四氢化硅(SiH4)、乙硼烷(B2H6)和氢气(H2)等还原气体和六氟化钨(WF6)反应，并在晶圆上生成金属钨薄膜，其中薄膜的生长过程一般分为浸润(Soak)、成核(Nucleation)和体沉积(Bulk)等步骤，最终的目标是实现在晶圆表面或器件的微小结构内实现体电阻率、低应力、低杂质含量金属钨的完全无缝隙、无空洞的填充；填充之后，远程等离子体源激发等离子体对腔室内衬进行清洗，将附着在内衬上的钨清洗下来，腔室下端连接干泵，用于抽走腔室内废气，清洗下来的钨随着气流被干泵抽走，腔室与干泵的连接管路中装有气体检测装置(EPD)，其根据清洗气体中钨的含量检测腔室内是否清洗完成。采用CVD工艺在沟槽中填充金属钨后之后的腔室清洗等各类腔室清洗过程往往需要较长时间(如2个多小时等等)。
随着市场对芯片的需求增高，对生产效率有了更高的要求，为满足市场需求则进行了双腔机台等多腔机台的设计。现有多腔机台中为了提高清洗效率在各个腔室均安装对应的气体检测装置，这样会产生较高的成本；而为了降低成本有些多腔机台中，采用一个终点检测来检测双腔或多腔的清洗是否充分，这样容易增加清洗的时间，降低清洗效率。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种多腔室清洗方法和半导体工艺设备，以解决传统的多腔室清洗方案清洗效率低的问题。
本申请提供的一种多腔室清洗方法，应用于包括多个腔室的半导体工艺设备，各个腔室共用一个气体检测装置，包括：
S410，对各所述腔室同时进行清洗工艺；
S420，采用所述气体检测装置循环检测处于清洗状态的各所述腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，并在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的所述腔室清洗完成。
可选地，所述气体检测装置设有与各所述腔室对应的检测阀，各所述腔室分别具有用于控制等离子体流入的流入阀和用于排放气体生成物的排放阀；所述气体检测装置以一连续时长t，检测所述腔室的气体生成物中检测对象的浓度；步骤S420包括：
S421，开启第i腔室的检测阀，关闭第i腔室的排放阀，并对清洗时间T进行计时，以采用所述气体检测装置检测所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度，i的初始值为1，最大值为腔室总数，T的初始值设为0；
S422，判断T≥n*t是否成立，若是，执行步骤S423，若否，执行步骤S424，n表示检测次数，n的初始值为1；
S423，将i更新为i+1，并将n更新为n+1，执行步骤S426；
S424，判断检测对象的浓度是否小于设定浓度，若是，执行步骤S425，若否返回执行步骤S421；
S425，判定所述第i腔室清洗完，关闭所述第i腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀，将当前的i设为停测值，在下一次i取到所述停测值时，直接将i更新为i+1，并将当前的i更新为i+1，n更新为n+1，执行步骤S426；
S426，若i大于所述腔室总数，将i置为1，返回执行步骤S421，若i小于或者等于所述腔室总数，直接返回执行步骤S421，直至所述各个腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀均关闭。
可选地，在步骤S410之前，所述多腔室清洗方法还包括：
判定当前清洗工艺是否为并行清洗，若是则执行步骤上S410；否则当前清洗工艺为串行清洗，依次清洗各所述腔室。
可选地，所述依次清洗各所述腔室包括：
S431，开启第i腔室的流入阀和检测阀，关闭第i腔室的排放阀和其他各个腔室的流入阀和检测阀，以清洗第i腔室，采用所述气体检测装置检测所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度；
S432，在所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度小于所述设定浓度之后，将i更新为i+1，返回执行步骤S431，直至所述各个腔室的气体生成物中检测对象的浓度均小于所述设定浓度。
可选地，步骤S410包括：
开启各所述腔室的流入阀和排放阀，以对各所述腔室同时进行清洗工艺。
本申请还提供一种半导体工艺设备，包括气体检测装置、控制装置和多个腔室；
所述气体检测装置连接各个所述腔室，用于循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，并将检测结果发送至所述控制装置；
所述控制装置用于根据检测结果确定所述检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的所述腔室清洗完成。
可选地，所述气体检测装置设有与各所述腔室对应的检测阀，各所述腔室分别具有用于控制等离子体流入的流入阀和用于排放气体生成物的排放阀；
所述控制装置还用于开启第i腔室的检测阀，关闭第i腔室的排放阀，以采用所述气体检测装置检测所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度，i的初始值为1，最大值为腔室总数。
可选地，所述气体检测装置以一连续时长t，检测所述腔室的气体生成物中检测对象的浓度；所述控制装置还用于执行如下过程：
S421，对第i腔室的清洗时间T进行计时，T的初始值设为0；
S422，判断T≥n*t是否成立，若是，执行步骤S423，若否，执行步骤S424，n表示检测次数，n的初始值为1；
S423，将i更新为i+1，并将n更新为n+1，执行步骤S426；
S424，判断检测对象的浓度是否小于设定浓度，若是，执行步骤S425，若否返回执行步骤S421；
S425，判定所述第i腔室清洗完，关闭所述第i腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀，将当前的i设为停测值，在下一次i取到所述停测值时，直接将i更新为i+1，并将当前的i更新为i+1，n更新为n+1，执行步骤S426；
S426，若i大于所述腔室总数，将i置为1，返回执行步骤S421，若i小于或者等于所述腔室总数，直接返回执行步骤S421，直至所述各个腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀均关闭。
可选地，所述控制装置还用于判定当前清洗工艺是否为并行清洗，若是则对各所述腔室同时进行清洗工艺；否则当前清洗工艺为串行清洗，依次清洗各所述腔室。
可选地，所述控制装置还用于开启各所述腔室的流入阀和排放阀，以对各所述腔室同时进行清洗工艺。
上述多腔室清洗方法和半导体工艺设备，可以对各腔室同时进行清洗工艺，提升各个腔室的清洗效率；采用一个气体检测装置循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，以提高气体检测装置的利用率，降低成本。进一步地，本申请在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的腔室清洗完成，这样气体检测装置在循环检测过程中可以根据检测结果及时停止对达到清洗标准的腔室的检测，尽快进行下一个腔室的检测，这样能够进一步提高对于处于清洗状态的各个腔室的检测效率。可见，本申请可以从多方面提高检测半导体工艺设备中各个腔室气体生成物的效率，进而提高半导体工艺设备的清洗效率，提升相应半导体工艺设备的产能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例中多腔室清洗方法流程示意图；
图2是本申请一实施例中多腔室清洗方法的部分流程示意图；
图3a和图3b是本申请一实施例的半导体工艺设备结构示意图；
图4是本申请另一实施例的半导体工艺设备结构示意图；
图5是本申请一实施例的并行清洗过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
本申请第一方面提供一种多腔室清洗方法，应用于包括多个腔室的半导体工艺设备，各个腔室共用一个气体检测装置，参考图1所示，上述多腔室清洗方法包括步骤S410和步骤S420。
S410，对各所述腔室同时进行清洗工艺。
上述腔室为半导体工艺设备的沉积和/或填充等工艺腔室。上述工艺腔室在执行完对应的工艺之后，可能在工艺对象(如某些互连结构)的表面和/或内壁遗留相应工艺过程采用的物质，例如在互连结构的沟槽中填充金属钨之后，会在表面遗留钨元素。因而在上述工艺之后，需要对工艺对象进行清洗，以去除遗留在工艺对象处的钨等物质；其中需要去除的物质可以称为清洗对象，通过相应清洗气体对应的等离子体与其反应，实现去除该清洗对象的目的。上述清洗气体可以为能与清洗对象发生反应，且不会影响工艺对象其他结构的气体，其可以依据清洗对象选取，例如针对钨元素这一清洗对象，可以选择三氟化氮(NF3)作为清洗气体。
步骤S410可以采用等离子体源激发清洗气体，产生等离子体，使等离子体流入各个腔室，与腔室内工艺对象表面和/或内壁的清洗对象发生反应，以去除清洗对象，清洗各个腔室。等离子体与清洗对象发生反应产生气体生成物，此时以清洗对象对应的物质作为检测对象，对气体生成物中检测对象的浓度进行检测，便可以判断对应的腔室是否清洗完成。
S420，采用所述气体检测装置循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，并在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的腔室清洗完成，并停止清洗对应的腔室。
上述气体检测装置可以包括各个腔室对应的检测阀，以控制气体检测装置与对应腔室之间的通断。具体地，开启某腔室对应的检测阀时，可以关闭该腔室的排放阀，以使气体检测装置检测该腔室中气体生成物中检测对象的浓度。
上述设定浓度可以依据清洗气体和/或清洗对象的特征等工艺因素设置；例如，对于采用三氟化氮清洗钨元素的工艺，设定浓度可以设为1％。气体生成物中检测对象的浓度小于设定浓度，表征对应的腔室清洗完成，此时可以停止清洗对应的腔室，并停止对该腔室进行气体检测，以使气体检测装置循环检测其他处于清洗状态的各个腔室，提升检测效率。
上述多腔室清洗方法，对各腔室同时进行清洗工艺，可以提升各个腔室的清洗效率；采用气体检测装置循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，使气体检测装置具有较高的检测效率；并在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的腔室清洗完成，并停止清洗对应的腔室，这样气体检测装置在循环检测过程中也可以及时停止对该腔室的检测，能够进一步提高对于处于清洗状态的各个腔室的检测效率。
在一个实施例中，气体检测装置设有各个腔室对应的检测阀，以控制气体检测装置与对应腔室之间的通断；各个腔室分别具有用于控制等离子体流入的流入阀，用于排放气体生成物的排放阀。气体检测装置以一连续时长t检测腔室的气体生成物中检测对象的浓度，即气体检测装置检测一个腔室的气体生成物中检测对象的浓度的连续时长为t。其中t可以根据整个清洗过程的时长等因素设定，比如可以设为60s、45s或者30s等时长。参考图2所示，步骤S420包括：
S421，开启第i腔室的检测阀，关闭第i腔室的排放阀，并对清洗时间T进行计时，以采用气体检测装置检测第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度，i的初始值为1，最大值为腔室总数，T的初始值设为0；
S422，判断T≥n*t是否成立，若是，执行步骤S423，若否，执行步骤S424，n表示检测次数，n的初始值为1；
S423，将i更新为i+1，并将n更新为n+1，执行步骤S426；
S424，判断检测对象的浓度是否小于设定浓度，若是，执行步骤S425，若否返回执行步骤S421；
S425，判定第i腔室清洗完，关闭第i腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀，将当前的i设为停测值，在下一次i取到停测值时，直接将i更新为i+1，并将当前的i更新为i+1，n更新为n+1，执行步骤S426；
S426，若i大于腔室总数，将i置为1，返回执行步骤S421，若i小于或者等于腔室总数，直接返回执行步骤S421，直至各个腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀均关闭。
半导体工艺设备需要清洗的腔室序号可以为i，i＝1,2,……,I，半导体工艺设备包括第一腔室、第二腔室、……、第I腔室。本实施例可以循环对清洗中的第一腔室至第I腔室进行检测，在检测过程中，判定对应的腔室是否清洗完成，若清洗完成，则停止清洗和检测该腔室，继续循环检测其他清洗中的各个腔室，以保证检测过程的有序性和高效性。
具体地，图3a示出了气体检测装置313分别与第一腔室302和第I腔室392之间的连接关系。如图3a所示，清洗之前第一控制阀304和第I控制阀394等控制阀均开启，以控制各个腔室的压力。清洗过程中，等离子体产生的等离子体通过第一流入阀301进入第一腔室302进行清洗，产生气体生成物，该气体生成物可以由第一排放阀303排出第一腔室302；等离子体还通过第I流入阀391进入第I腔室392进行清洗，产生气体生成物，该气体生成物可以由第I排放阀393排出第I腔室392。气体检测装置313设有与各个腔室对应的检测阀(如第一腔室302对应的第一检测阀311和第I腔室392对应的第I检测阀319)，在检测第一腔室302的气体生成物时，开启第一检测阀311和其他各个清洗中的腔室的排放阀，关闭第一排放阀303，使第一腔室302的气体生成物经过气体检测装置313，这样气体检测装置313便能检测第一腔室302的气体生成物中检测对象的浓度；在检测完第一腔室302之后，依次检测其他各个腔室，以此类推，循环对处于清洗状态的各个腔室的气体生成物进行检测。
进一步地，如图3b所示，上述半导体工艺设备还可以连接等离子体源321(如远程等离子体源)，以在清洗时，清洗气体通过等离子体源321进行流气启辉生成对应的等离子体。半导体工艺设备还可以包括干泵322和各个腔室分别对应的进气块，以使等离子体通过进气块顺利进入对应的腔室，并通过干泵作用，对应的气体生成物流向排放阀或者检测阀；图3b示出来第一腔室302对应的第一进气块306和第I腔室392对应的第I进气块396。
可选地，上述步骤S410包括：
开启各个腔室的流入阀和排放阀，以使各个腔室同时进行清洗工艺。
可选地，各腔室还分别具有用于控制对应气路通断的控制阀，上述步骤S410还可以包括：
开启各个腔室对应的控制阀，以便于控制各个腔室的压力；
在一个实施例中，在步骤S410之前，多腔室清洗方法还包括：
判定当前清洗工艺是否为并行清洗，若是则执行步骤上S410，同时清洗各个腔室，提高清洗效率；若当前清洗工艺为串行清洗，依次清洗各个腔室，以分别清洗和检测各个腔室，保证清洗效果。
在一个示例中，依次清洗各腔室包括：
S431，开启第i腔室的流入阀和检测阀，关闭第i腔室的排放阀和其他各个腔室的流入阀和检测阀，以清洗第i腔室，采用气体检测装置检测第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度；可选地，步骤S431还可以开启其他各个腔室的排放阀，以便于控制对应腔室内压力；
S432，在第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度小于设定浓度之后，将i更新为i+1，返回执行步骤S431，直至各个腔室的气体生成物中检测对象的浓度均小于设定浓度，即依次完成各个腔室清洗。
在一个示例中，半导体工艺设备的腔室总数I＝2，流入阀包括插板阀，排放阀包括角阀，控制阀包括蝶阀，检测阀包括分别位于气体检测装置上下游的两个角阀。此时半导体工艺设备可以参考图4所示，气体检测装置313设有与第一腔室302对应的第二角阀311a和第三角阀311b，以及第二腔室352对应的第五角阀315a和第六角阀315b；第一腔室302上游设有第一插板阀301和第一进气块302，下游设有第一角阀303和第一蝶阀304；第二腔室352上游设有第二插板阀351和第二进气块352，下游设有第四角阀353和第二蝶阀354。
若采用该半导体执行设备进行化学气相沉积工艺之后，对遗留的钨元素进行清洗，对应的清洗气体为三氟化氮，设定浓度为1％；参考图5所示，该半导体工艺设备在清洗各腔室之前可以执行如下过程：
S501，开启各个插板阀(如第一插板阀301和第二插板阀351)和蝶阀(如第一蝶阀304和第二蝶阀354)，以便于各腔室内的压力控制；
S502，三氟化氮从等离子体源321上端流入，并进行启辉，激发等离子体，此时清洗时间T＝0，循环次数n＝1；
S503，判断当前工艺需要串行清洗还是并行清洗，若需并行清洗，则执行并行清洗的过程，即执行步骤S511；若需串行清洗，则执行串行清洗的过程，即执行步骤S521。
上述并行清洗的过程包括：同时清洗各个腔室，采用气体检测装置313循环检测各个腔室的气体生成物。其中，采用气体检测装置313循环检测各个腔室的气体生成物的过程可以参考图5所示，包括：
S511，开启第二角阀311a、第三角阀311b和第四角阀353，关闭第五角阀315a、第六角阀315b和第一角阀303，以同时清洗第一腔室301和第二腔室352，并使气体检测装置313在线检测第一腔室302的气体生成物；
S512，判定T≥nt是否成立，若是执行步骤S513，若否执行步骤S515；
S513，关闭第四角阀353，开启第五角阀315a和第六角阀315b，关闭角阀第二角阀311a和第三角阀311b，开启第一角阀303，循环次数n加1，此时气体检测装置313检测第二腔室352的气体生成物；
S514，判定T≥nt是否成立，若是，循环次数n加1，执行步骤S511，若否执行步骤S517；
S515，判断第一腔室302气体生成物中钨元素的浓度是否小于1％，若是，则执行步骤S516，若否，返回执行步骤S511，以使气体检测装置313继续检测第一腔室302的气体生成物；
S516，关闭第一插板阀301，停止清洗和检测第一腔室302，在第二腔室352未完成清洗时，使气体检测装置313一直检测第二腔室352的气体生成物，直至第二腔室352完成清洗；
S517，判断第二腔室352气体生成物中钨元素的浓度是否小于1％，若是，则执行步骤S518，若否，返回执行步骤S513，以使气体检测装置313继续检测第二腔室352的气体生成物；
S518，关闭第二插板阀351，停止清洗和检测第二腔室352，在第一腔室302未完成清洗时，使气体检测装置313一直检测第一腔室302的气体生成物，直至第一腔室302完成清洗。
上述串行清洗的过程可以包括：
S521，关闭第一角阀303，开启第二角阀311a和第三角阀311b，以对第一腔室302进行清洗；
S522，在线检测第一腔室302的气体生成物；
S523，判断第一腔室302气体生成物中钨元素的浓度是否小于1％，若是，执行步骤S524，若否返回执行步骤S522；
S524，关闭第一插板阀301、第二角阀311a和第三角阀311b；关闭第四角阀353，开启第五角阀315a和第六角阀315b，以对第二腔室352进行清洗；
S525，在线检测第二腔室352的气体生成物；
S526，判断第二腔室352气体生成物中钨元素的浓度是否小于1％，若是，执行步骤S527，若否返回执行步骤S525；
S527，清洗结束。
以上多腔室清洗方法，可以对各腔室同时进行清洗工艺，提升各个腔室的清洗效率；采用气体检测装置循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，提高气体检测装置的利用率，降低检测各腔室的气体生成物的成本，还可以提升各个腔室气体生成物对应的检测效率；并在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的腔室清洗完成，这样气体检测装置在循环检测过程中及时停止对该腔室的检测，能够进一步提高对于处于清洗状态的各个腔室的检测效率；以此实现相应半导体工艺设备产能的提升。此外，上述半导体工艺设备还可以串行清洗各个腔室，以进一步完善其清洗功能。
本申请在第二方面提供一种半导体工艺设备，如图3a所示，该半导体工艺设备包括气体检测装置313、控制装置(图中未示出)和多个腔室(如图3a中第一腔室302和第I腔室309)；
气体检测装置连接各个腔室，用于循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，将各个腔室对应的检测对象的浓度发送至控制装置；
所述控制装置用于在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的腔室清洗完成，以停止清洗和检测该清洗完成的腔室。
在一个实施例中，所述气体检测装置设有与各个腔室对应的检测阀，各个腔室分别具有用于控制等离子体流入的流入阀和用于排放气体生成物的排放阀和用于控制对应腔室各气路通断的控制阀；
控制装置还用于开启第i腔室的检测阀和其他各个未清洗完的腔室的排放阀，关闭第i腔室的排放阀，以采用气体检测装置检测第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度，i的初始值为1，最大值为腔室总数。
在一个示例中，气体检测装置以一连续时长t，检测腔室的气体生成物中检测对象的浓度；控制装置还用于执行如下过程：
S421，开启第i腔室的检测阀和其他各个未清洗完的腔室的排放阀，关闭第i腔室的排放阀，并对清洗时间T进行计时，T的初始值设为0；
S422，判断T≥n*t是否成立，若是，执行步骤S423，若否，执行步骤S424，n表示检测次数，n的初始值为1；
S423，将i更新为i+1，并将n更新为n+1，执行步骤S426；
S424，判断检测对象的浓度是否小于设定浓度，若是，执行步骤S425，若否返回执行步骤S421；
S425，判定第i腔室清洗完，关闭第i腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀，将当前的i设为停测值，在下一次i取到停测值时，直接将i更新为i+1，并将当前的i更新为i+1，n更新为n+1，执行步骤S426；
S426，若i大于腔室总数，将i置为1，返回执行步骤S421，若i小于或者等于腔室总数，直接返回执行步骤S421，直至各个腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀均关闭。
进一步地，如图3b所示，上述半导体工艺设备还可以连接等离子体源321(如远程等离子体源)，以在清洗时，清洗气体通过等离子体源321进行流气启辉生成对应的等离子体。半导体工艺设备还可以包括干泵322和各个腔室分别对应的进气块，以使等离子体通过进气块顺利进入对应的腔室，并通过干泵作用，对应的气体生成物流向排放阀或者检测阀；图3b示出来第一腔室302对应的第一进气块306和第I腔室392对应的第I进气块396。
可选地，半导体工艺设备的腔室总数I＝2，流入阀包括插板阀，排放阀包括角阀，控制阀包括蝶阀，检测阀包括分别位于气体检测装置上下游的两个角阀。此时半导体工艺设备可以参考图4所示，气体检测装置包括气体检测装置313、第一腔室302对应的第二角阀311a和第三角阀311b、第二腔室352对应的第五角阀315a和第六角阀315b；第一腔室302上游设有第一插板阀301和第一进气块302，下游设有第一角阀303和第一蝶阀304；第二腔室352上游设有第二插板阀351和第二进气块352，下游设有第四角阀353和第二蝶阀354。
在一个实施例中，控制装置还用于判定当前清洗工艺是否为并行清洗，若是则对各腔室同时进行清洗工艺；否则当前清洗工艺为串行清洗，依次清洗各腔室。
在一个示例中，控制装置还用于开启各腔室的流入阀、控制阀和排放阀，以使各个腔室同时进行清洗工艺。
相应地，气体检测装置在各腔室同时进行清洗工艺时，循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度。
上述半导体工艺设备可以采用上述任一实施例提供的多腔室清洗方法清洗各个腔室，具有上述多腔室清洗方法的所有有益效果，在此不再赘述。
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
Claims (10)
1.一种多腔室清洗方法，其特征在于，应用于包括多个腔室的半导体工艺设备，各个腔室共用一个气体检测装置，所述多腔室清洗方法包括：
S410，对各所述腔室同时进行清洗工艺；
S420，采用所述气体检测装置循环检测处于清洗状态的各所述腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，并在检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的所述腔室清洗完成。
2.根据权利要求1所述的多腔室清洗方法，其特征在于，所述气体检测装置设有与各所述腔室对应的检测阀，各所述腔室分别具有用于控制等离子体流入的流入阀和用于排放气体生成物的排放阀；所述气体检测装置以一连续时长t检测所述腔室的气体生成物中检测对象的浓度；步骤S420包括：
S421，开启第i腔室的检测阀，关闭第i腔室的排放阀，并对清洗时间T进行计时，以采用所述气体检测装置检测所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度，i的初始值为1，最大值为腔室总数，T的初始值设为0；
S422，判断T≥n*t是否成立，若是，执行步骤S423，若否，执行步骤S424，n表示检测次数，n的初始值为1；
S423，将i更新为i+1，并将n更新为n+1，执行步骤S426；
S424，判断检测对象的浓度是否小于设定浓度，若是，执行步骤S425，若否返回执行步骤S421；
S425，判定所述第i腔室清洗完，关闭所述第i腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀，将当前的i设为停测值，在下一次i取到所述停测值时，直接将i更新为i+1，并将当前的i更新为i+1，n更新为n+1，执行步骤S426；
S426，若i大于所述腔室总数，将i置为1，返回执行步骤S421，若i小于或者等于所述腔室总数，直接返回执行步骤S421，直至所述各个腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀均关闭。
3.根据权利要求1所述的多腔室清洗方法，其特征在于，在步骤S410之前，所述多腔室清洗方法还包括：
判定当前清洗工艺是否为并行清洗，若是则执行步骤上S410；否则当前清洗工艺为串行清洗，依次清洗各所述腔室。
4.根据权利要求3所述的多腔室清洗方法，其特征在于，所述依次清洗各所述腔室包括：
S431，开启第i腔室的流入阀和检测阀，关闭第i腔室的排放阀和其他各个腔室的流入阀和检测阀，以清洗第i腔室，采用所述气体检测装置检测所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度；
S432，在所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度小于所述设定浓度之后，将i更新为i+1，返回执行步骤S431，直至所述各个腔室的气体生成物中检测对象的浓度均小于所述设定浓度。
5.根据权利要求2所述的多腔室清洗方法，其特征在于，步骤S410包括：
开启各所述腔室的流入阀和排放阀，以对各所述腔室同时进行清洗工艺。
6.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括气体检测装置、控制装置和多个腔室；
所述气体检测装置连接各个所述腔室，用于循环检测处于清洗状态的各个腔室中，检测对象在气体生成物中的浓度，并将检测结果发送至所述控制装置；
所述控制装置用于根据检测结果确定所述检测对象的浓度小于设定浓度时，判定对应的所述腔室清洗完成。
7.根据权利要求6所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述气体检测装置设有与各所述腔室对应的检测阀，各所述腔室分别具有用于控制等离子体流入的流入阀和用于排放气体生成物的排放阀；
所述控制装置还用于开启第i腔室的检测阀，关闭第i腔室的排放阀，以采用所述气体检测装置检测所述第i腔室的气体生成物中检测对象的浓度，i的初始值为1，最大值为腔室总数。
8.根据权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述气体检测装置以一连续时长t检测所述腔室的气体生成物中检测对象的浓度；所述控制装置还用于执行如下过程：
S421，对第i腔室的清洗时间T进行计时，T的初始值设为0；
S422，判断T≥n*t是否成立，若是，执行步骤S423，若否，执行步骤S424，n表示检测次数，n的初始值为1；
S423，将i更新为i+1，并将n更新为n+1，执行步骤S426；
S424，判断检测对象的浓度是否小于设定浓度，若是，执行步骤S425，若否返回执行步骤S421；
S425，判定所述第i腔室清洗完，关闭所述第i腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀，将当前的i设为停测值，在下一次i取到所述停测值时，直接将i更新为i+1，并将当前的i更新为i+1，n更新为n+1，执行步骤S426；
S426，若i大于所述腔室总数，将i置为1，返回执行步骤S421，若i小于或者等于所述腔室总数，直接返回执行步骤S421，直至所述各个腔室对应的流入阀、检测阀和排放阀均关闭。
9.根据权利要求6所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述控制装置还用于判定当前清洗工艺是否为并行清洗，若是则对各所述腔室同时进行清洗工艺；否则当前清洗工艺为串行清洗，依次清洗各所述腔室。
10.根据权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述控制装置还用于开启各所述腔室的流入阀和排放阀，以对各所述腔室同时进行清洗工艺。
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Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001107243A (ja) * | 1999-10-04 | 2001-04-17 | Tokyo Electron Ltd | 薄膜形成装置の洗浄方法 |
| WO2003005427A1 (fr) * | 2001-07-03 | 2003-01-16 | Tokyo Electron Limited | Systeme de traitement et procede de nettoyage |
| JP2003209058A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-07-25 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置 |
| CN1769518A (zh) * | 2004-10-12 | 2006-05-10 | 应用材料股份有限公司 | 终点检测器及颗粒监测器 |
| CN1777973A (zh) * | 2002-01-24 | 2006-05-24 | 应用材料公司 | 处理室中工艺终点的检测 |
| US20060207630A1 (en) * | 2003-03-14 | 2006-09-21 | Research Inst. Of Innovative Tech. For The Earth | Device for cleaning cvd device and method of cleaning cvd device |
| JP2006313934A (ja) * | 2006-07-24 | 2006-11-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置および半導体製造装置の成膜処理方法 |
| CN101359586A (zh) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | 株式会社瑞萨科技 | 半导体集成电路装置的制造方法 |
| CN101408753A (zh) * | 2007-10-11 | 2009-04-15 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种控制工艺终点的方法及装置 |
| JP2011243635A (ja) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Landmark Technology Co Ltd | 堆積チャンバのリモートクリーニング方法 |
| US20120173162A1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Getac Technology Corporation | Gas detecting system and method therof |
| JP2013187226A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Shimadzu Corp | チャンバーのクリーニング方法、チャンバーのクリーニングの終点検出方法及びチャンバークリーニング装置 |
| JP2014049684A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | クリーニング終点検知方法 |
| CN105714270A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-29 | 信利（惠州）智能显示有限公司 | 化学气相沉积清洗终点监测方法及其系统 |
| CN111394789A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 化学气相沉积设备的进气结构、进气方法及设备 |
| CN112458435A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 原子层沉积设备及清洗方法 |
| CN112756336A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-07 | 深圳群芯微电子有限责任公司 | 一种自动监控等离子清洗系统 |
| CN112795902A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-14 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备 |
| CN113013059A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-06-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备中清洗配置的更新方法和装置 |
-
2021
- 2021-12-09 CN CN202111498391.0A patent/CN114360997B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001107243A (ja) * | 1999-10-04 | 2001-04-17 | Tokyo Electron Ltd | 薄膜形成装置の洗浄方法 |
| WO2003005427A1 (fr) * | 2001-07-03 | 2003-01-16 | Tokyo Electron Limited | Systeme de traitement et procede de nettoyage |
| JP2003209058A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-07-25 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置 |
| CN1777973A (zh) * | 2002-01-24 | 2006-05-24 | 应用材料公司 | 处理室中工艺终点的检测 |
| US20060207630A1 (en) * | 2003-03-14 | 2006-09-21 | Research Inst. Of Innovative Tech. For The Earth | Device for cleaning cvd device and method of cleaning cvd device |
| CN1769518A (zh) * | 2004-10-12 | 2006-05-10 | 应用材料股份有限公司 | 终点检测器及颗粒监测器 |
| JP2006313934A (ja) * | 2006-07-24 | 2006-11-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置および半導体製造装置の成膜処理方法 |
| CN101359586A (zh) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | 株式会社瑞萨科技 | 半导体集成电路装置的制造方法 |
| CN101408753A (zh) * | 2007-10-11 | 2009-04-15 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种控制工艺终点的方法及装置 |
| JP2011243635A (ja) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Landmark Technology Co Ltd | 堆積チャンバのリモートクリーニング方法 |
| US20120173162A1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Getac Technology Corporation | Gas detecting system and method therof |
| JP2013187226A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Shimadzu Corp | チャンバーのクリーニング方法、チャンバーのクリーニングの終点検出方法及びチャンバークリーニング装置 |
| JP2014049684A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | クリーニング終点検知方法 |
| CN105714270A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-29 | 信利（惠州）智能显示有限公司 | 化学气相沉积清洗终点监测方法及其系统 |
| CN111394789A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 化学气相沉积设备的进气结构、进气方法及设备 |
| CN112458435A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 原子层沉积设备及清洗方法 |
| CN112795902A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-14 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备 |
| CN112756336A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-07 | 深圳群芯微电子有限责任公司 | 一种自动监控等离子清洗系统 |
| CN113013059A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-06-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备中清洗配置的更新方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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