CN114864442A - 半导体工艺设备及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备及其处理方法。该半导体工艺设备的处理方法，用于在对晶圆执行工艺之前对工艺腔室内进行处理，包括：对工艺腔室内的残留物进行清理；在清理后的工艺腔室内壁上沉积第一致密氧化物层；对第一致密氧化物层进行致密化处理，以在第一致密氧化物层表面上形成第二致密氧化物层，其中，第二致密氧化物层的含氧量大于第一致密氧化物层的含氧量。本申请实施例通过在工艺腔室内壁上形成第一致密氧化物层及第二致密氧化物层，并且第二致密氧化物层的致密性较佳，使其在刻蚀工艺过程中不会因为疏松而剥落为颗粒，避免其对晶圆造成污染，从而大幅提高刻蚀工艺良率。

Description

半导体工艺设备及其处理方法

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其处理方法。

背景技术

目前，随着信息时代的高速发展，半导体制造业也发展迅猛，随着技术领域的步步深入研究，整个制造行业对成本的节约也越来越重视。对于半导体工艺设备的刻蚀设备，工艺腔室内部暴露于等离子体刻蚀表面的零件损耗尤为严重，并且随着工艺腔室内部零件的损耗，工艺腔室内的刻蚀环境就会出现漂移，就会进一步导致刻蚀工艺的一些关键尺寸出现不稳定，为了使工艺腔室刻蚀环境达成一致，就必须在一定的时间内更换工艺腔室的内部零件。为了延长更换零件的周期，现如今最有效的方法是不管同批次晶圆的片间，还是不同批次晶圆的片间，均在刻蚀工艺开始前在工艺腔室的内表面沉积一层氧化物薄膜，以降低刻蚀过程中对各零件的损耗，从而延长零件的寿命以达到降低成本及稳定刻蚀环境的需求。

现有技术中，在刻蚀工艺前在工艺腔室内表面沉积一层氧化物薄膜，等刻蚀工艺完成之后，将晶圆传出工艺腔室后再通过相应的等离子体把这层氧化物薄膜清理掉，最后再沉积一层氧化物薄膜以执行下一次刻蚀工艺，整个过程被称为无晶圆自动清洗工艺(Wafer-lessAuto-cleaning，WAC)。但是随着无晶圆自动清洗工艺的应用，在刻蚀工艺进行时容易掉落氧化物颗粒，容易对晶圆造成污染，从而严重影响半导体工艺设备的工艺良率。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备及其处理方法，用以解决现有技术存在由于氧化物薄膜脱落对晶圆造成污染，从而影响半导体工艺设备工艺良率的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的处理方法，用于在对晶圆执行工艺之前对工艺腔室内进行处理，包括：对所述工艺腔室内的残留物进行清理；在清理后的工艺腔室内壁上沉积第一致密氧化物层；对所述第一致密氧化物层进行致密化处理，以在所述第一致密氧化物层表面上形成第二致密氧化物层，其中，所述第二致密氧化物层的含氧量大于所述第一致密氧化物层的含氧量。

于本申请的一实施例中，所述在清理后的工艺腔室内壁上沉积第一致密氧化物层，包括：采用第一真空压强及含硅氧的等离子体在所述工艺腔室内壁沉积所述第一致密氧化物层。

于本申请的一实施例中，所述对所述第一致密氧化物层进行致密化处理，以在所述第一致密氧化物层表面上形成第二致密氧化物层，包括：采用第二真空压强及向所述工艺腔室内通入氧气，对所述第一致密氧化物层进行氧化，以使所述第一致密氧化物层表面形成第二致密氧化物层。

于本申请的一实施例中，所述第一真空压强的数值范围为45mTorr～55mTorr，所述第二真空压强的数值范围为12mTorr～18mTorr。

于本申请的一实施例中，向所述工艺腔室内通入四氯化硅和氧气，经电离形成所述含硅氧的等离子体，其中，所述四氯化硅的气体流量范围为80sccm～100sccm，所述氧气的气体流量范围为160sccm～200sccm。

于本申请的一实施例中，所述残留物包括位于所述工艺腔室内的上半部分、喷嘴部位以及下半部分的硅氧化物，并且依次对所述工艺腔室内的上半部分、喷嘴部位以及下半部分进行清洗。

于本申请的一实施例中，采用第三真空压强及含氟等离子体集中对所述工艺腔室的上半部分内壁进行刻蚀；采用第四真空压强及含氟等离子体集中对所述工艺腔室的喷嘴部位进行刻蚀；采用第五真空压强及含氟等离子体集中对所述工艺腔室的下半部分内壁进行刻蚀；其中，所述第三真空压强高于所述第四真空压强，并且所述第四真空压强高于所述第五真空压强。

于本申请的一实施例中，所述残留物还包括位于工艺腔室内壁的含碳聚合物；所述依次对所述工艺腔室的上半部分、喷嘴部位和下半部分进行清洗之后,还包括：采用第五真空压强及含氧等离子体对所述工艺腔室内壁上的含碳聚合物进行刻蚀。

于本申请的一实施例中，所述第三真空压强的数值范围为250mTorr～400mTorr；所述第四真空压强的数值范围为40mTorr～60mTorr；所述第五真空压强及所述第四真空压强的数值范围为12mTorr～18mTorr。

于本申请的一实施例中，向所述工艺腔室内通入三氟化氮或者六氟化硫，经电离形成所述含氟等离子体，其中，所述三氟化氮或者六氟化硫的气体流量范围为350sccm～500sccm；向所述工艺腔室内通入氧气，经电离形成所述含氧等离子体，其中，所述氧气的气体流量范围为180sccm～220sccm。

第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室采用如第一个方面提供的处理方法进行处理。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例通过在每次对晶圆执行刻蚀工艺之前，对工艺腔室内的残留物进行清理，在对工艺腔室清理完成后，再对工艺腔室内壁上形成第一致密氧化物层及第二致密氧化物层，以用于保护工艺腔室内的零件。由于第二致密氧化物层的含氧量较高，有效的增加了第二致密氧化物层的致密性，使其在刻蚀工艺过程中不会疏松而剥落为颗粒，避免其对晶圆造成污染，从而大幅提高刻蚀工艺良率。另外由于采用上述设计，还能有效延长工艺腔室内的零件寿命，从而大幅降低工艺腔室的维护周期，进而降低应用及维护成本以提高经济效益。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的处理方法的流程示意图；

图2A为本申请实施例提供的一种工艺腔室的结构示意图；

图2B为本申请实施例提供的一种工艺腔室处理过程的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的处理方法中的另一流程示意图；

图4为本申请实施例现有技术对比状态的颗粒数量变化趋势示意图；

图5为本申请实施例现有技术对比状态的颗粒分布状态示意图；

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的处理方法，用于在对晶圆执行工艺之前对工艺腔室内进行处理，该处理方法的流程示意图如图1所示，包括：

S1：对工艺腔室内的残留物进行清理；

S2：在清理后的工艺腔室内壁上沉积第一致密氧化物层；

S3：对第一致密氧化物层进行致密化处理，以在第一致密氧化物层表面上形成第二致密氧化物层，其中，第二致密氧化物层的含氧量大于第一致密氧化物层的含氧量。

结合参照图2A及图2B所示，本申请实施例主要应用于半导体工艺设备的工艺腔室100，可以实现对工艺腔室100的内部环境进行处理，以使得工艺腔室100的刻蚀环境保持一致，并且能够延长工艺腔室100内部零件的维护周期，从而提高工艺良率及降低应用维护成本。具体来说，在每次对晶圆执行刻蚀工艺之前，对工艺腔室100内的残留物进行清理，例如主要对工艺腔室100内壁及喷嘴部位102进行清理，但是本申请实施例并不以此为限。当工艺腔室100内清理完成后，可以在工艺腔室100内壁上沉积第一致密氧化物层，使得工艺腔室100内的零件避免被刻蚀，从而提高工艺腔室100的维护周期；然后可以开始执行对晶圆刻蚀工艺，并且在刻蚀工艺之后再对工艺腔室100内的残留物处进行清理，具体循环处理过程可以参照如图2B所示。进一步的，在完成对工艺腔室100内壁上沉积第一致密氧化物层之后，可对第一致密氧化物层进行致密化处理，以在第一致密氧化物层的表面形成第二致密氧化物层，然后再执行对晶圆的刻蚀工艺。由于第一致密氧化物层的经过致密化处理，以在第一致密氧化物层的表面形成第二致密氧化物层，并且使第二致密氧化物层的含氧量大于第一致密氧化物层，能够有效增加第二致密氧化物层的致密性，使得在刻蚀工艺过程中不会因为第二致密氧化物层表面疏松而剥落为颗粒，避免其对晶圆造成污染，从而大幅提高工艺良率。

本申请实施例通过在每次对晶圆执行刻蚀工艺之前，对工艺腔室内的残留物进行清理，在对工艺腔室清理完成后，再对工艺腔室内壁上形成第一致密氧化物层及第二致密氧化物层，以用于保护工艺腔室内的零件。由于第二致密氧化物层的含氧量较高，有效的增加了第二致密氧化物层的致密性，使其在刻蚀工艺过程中不会疏松而剥落为颗粒，避免其对晶圆造成污染，从而大幅提高刻蚀工艺良率。另外由于采用上述设计，还能有效延长工艺腔室内的零件寿命，从而大幅降低工艺腔室的维护周期，进而降低应用及维护成本以提高经济效益。

于本申请的一实施例中，上述实施例中步骤S2具体包括：采用第一真空压强及含硅氧的等离子体在工艺腔室内壁沉积第一致密氧化物层。

可选地，向工艺腔室内通入四氯化硅和氧气，经电离形成含硅氧的等离子体，其中，四氯化硅的气体流量范围为80sccm～100sccm，氧气的气体流量范围为160sccm～200sccm。

结合图2A及图2B所示，通过将工艺腔室100内的压力控制在第一真空压强，向工艺腔室100内通入四氯化硅及氧气，并且四氯化硅与氧气在经过电离后形成含硅氧的等离子体，在进行反应后生成致密硅氧化物沉积在工艺腔室100的内壁上形成第一致密氧化物层。该实施例的具体工艺参数可以为，第一真空压强的具体数值为45mTorr～55mTorr；电源的具体数值为1200W～1300W；气体的流量及类型为：80sccm～100sccm的四氯化硅、160sccm～200sccm的氧气及240sccm～300sccm的氩气；静电卡盘的温度设置为50℃～60℃；静电卡盘的电流比例为0.7～0.75(该电流比例为基座的边缘部分与基座整体的电流比例)；进气方式为工艺腔室100的中心进气且边缘不进气；工艺时间具体为10s～12s。采用上述设计，使得工艺腔室100内壁表面吸附硅氧化物的达到饱和状态，以避免由于设备定期维护保养过程中更换新零件而带来的工艺腔室100环境漂移，起到保护晶圆的作用，使其不会被金属污染，从而大幅提高晶圆的良率及降低工艺腔室100的维护周期。

需要说明的是，本申请实施例并不限定第一致密氧化物层的具体类型及具体工艺参数，只要其能够起到防止工艺腔室100的金属污染晶圆的作用即可。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，上述实施例中步骤S3中对第一致密氧化物层进行致密化处理，以在第一致密氧化物层表面上形成第二致密氧化物层具体包括：采用第二真空压强及向工艺腔室100内通入氧气，对第一致密氧化物层进行氧化，以使第一致密氧化物层表面形成第二致密氧化物层。

结合图2A及图2B所示，通过将工艺腔室100内的压力控制在第二真空压强，向工艺腔室100内通入氧气，并且氧气在经过电离后形成含氧的等离子体，在进行反应后以对第一致密氧化物层进行再一次氧化，即形成第一致密氧化物层时为对四氯化硅的第一次氧化，而通过再次向工艺腔室100内通入氧气，以实现对第一致密氧化物层进行再次氧化，使得第一致密氧化物层的表面形成一层氧含量更多的第二致密氧化物层，即对第一致密氧化物层进行致密化处理，从而防止第一致密氧化物层及第二致密氧化物层在刻蚀工艺过程不容易剥落。该实施例的具体工艺参数可以为，第一真空压强的具体数值为12mTorr～18mTorr；电源的具体数值为1200W～1300W；气体的流量及类型为：250sccm～300sccm的氧气；进气方式为工艺腔室100的边缘进气且中心不进气；工艺时间具体为10s～12s。采用上述设计，由于静电卡盘的温度及电流比例均不进行设置，从而避免对静电卡盘造成氧化，以及由于采用工艺腔室100的边缘进气，使得氧气能较好的与工艺腔室100内壁上的第一致密氧化物层接触，进一步提高第一致密氧化物层的氧化效果，从而形成致密性较佳的第二致密氧化物层，以进一步提高晶圆刻蚀工艺的良率。

需要说明的是，本申请实施例并不限定对第一致密氧化物层进行致密性处理的具体方式，只要其能在第一致密氧化物层的表面形成致密性较佳的第二致密氧化物层即可，例如通过调整步骤S2中第一真空压强的具体数值以及气体流量来增加第一致密氧化物层表面的致密性。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，第一真空压强的数值范围为45mTorr～55mTorr，第二真空压强的数值范围为12mTorr～18mTorr。具体来说，结合参照如图2A及图2B所示，在对工艺腔室100内壁上沉积第一致密氧化物层的过程中，采用相对较大的第一真空压强，能使得工艺腔室100内的含硅等离子体能够充分扩散，从而在工艺腔室100的内壁上形成均匀且致密的第一致密氧化物层。而在对已经沉积的第一致密氧化物层进行致密化处理过程中，则采用相对较小的第二真空压强，能够防止对第一致密氧化物层过度氧化从而损坏第一致密氧化物层，从而使得第一致密氧化物层的表面能够形成氧含量更多的第二致密氧化物层。但是需要说明的是，本申请实施例并不限定第一真空压强及第二真空压强的具体数值范围，例如可以根据工艺腔室100的材质及刻蚀工艺的具体参数进行设置。因此本申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，如图2A及图2B所示，残留物包括位于工艺腔室100内的上半部分101、喷嘴部位102以及下半部分103的硅氧化物。具体来说，由于每次执行刻蚀工艺之前都需要对工艺腔室100的内壁上形成第一致密氧化物层及第二致密氧化物层，并且两者的具体材质为硅氧化物，因此在每次执行新的刻蚀工艺之前需要对工艺腔室100内壁上的第一致密氧化物层及第二致密氧化物层进行清理，即对工艺腔室100内壁上的残留物进行清理，该残留物即为位于工艺腔室100内的上半部分101、喷嘴部位102及下半部分103的硅氧化物。由于本申请实施例对喷嘴部位102进行清理，还能避免喷嘴部位102残留的硅氧化物剥落为颗粒而污染晶圆。采用上述设计，可以使工艺腔室100内较为清洁，以确保再次形成第一致密氧化物层及第二致密氧化物层的厚度较为均匀，从而提高工艺良率以及避免颗粒对晶圆造成污染。另外采用上述设计，还能使得每次刻蚀工艺的环境较为统一，从而避免不同晶圆之间的工艺良率出现偏差。

于本申请的一实施例中，如图2A及图2B所示，依次对工艺腔室100内的上半部分101、喷嘴部位102以及下半部分103进行清洗。具体来说，工艺腔室100的上半部分101可为图2A中的示出的高度方向居中位置以上的部分，而下半部分103为图2A中示出的高度方向居中位置以下的部分，喷嘴部位102则为工艺腔室100的顶部居中位置。但是本申请实施例并不以此为限，例如工艺腔室100的上半部分101及下半部分103可以位于高度方向的其它位置，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。在实际应用时，通过先对工艺腔室100的上半部分101及喷嘴部位102清理，再对工艺腔室100的下半部分103进行清理，可以使残留物能先落到下半部分103，然后再对下半部分103进行清理，可以避免残留物粘附在工艺腔室100的下半部分103，从而大幅提高清理的效果及效率，进而提高工艺良率。

于本申请的一实施例中，如图2A至图3所示，上述实施中步骤S1具体可以包括以下步骤：

S11：采用第三真空压强及含氟等离子体集中对工艺腔室100的上半部分101内壁进行刻蚀；

S12：采用第四真空压强及含氟等离子体集中对工艺腔室100的喷嘴部位102进行刻蚀：

S13：采用第五真空压强及含氟等离子体集中对工艺腔室100的下半部分103内壁进行刻蚀；其中，所述第三真空压强高于所述第四真空压强，并且所述第四真空压强高于所述第五真空压强。

可选地，第三真空压强的数值范围为250mTorr～400mTorr；第四真空压强的数值范围为40mTorr～60mTorr；第五真空压强及第四真空压强的数值范围为12mTorr～18mTorr。

可选地，向工艺腔室内通入三氟化氮或者六氟化硫，经电离形成含氟等离子体，其中，三氟化氮或者六氟化硫的气体流量范围为350sccm～500sccm；向工艺腔室内通入氧气，经电离形成含氧等离子体，其中，氧气的气体流量范围为180sccm～220sccm。

如图2A至图3所示，在步骤S11中，通过将工艺腔室100内的压力控制在第三真空压强，向工艺腔室100内通入三氟化氮，并且三氟化氮经过电离后形成含氟等离子体，以对工艺腔室100的上半部分101进行刻蚀，从而达到集中对工艺腔室100的上半部分101进行清理的目的。该实施例的具体工艺参数可以为，第三真空压强的具体数值为300mTorr～400mTorr；电源的具体数值为1600W～2000W；气体的流量及类型为：350sccm～500sccm的三氟化氮及100sccm～300sccm的氩气；静电卡盘的温度设置为50℃～60℃；静电卡盘的电流比例为0.35～0.4(该电流比例为基座的边缘部分与基座整体的电流比例)；进气方式为工艺腔室100的边缘进气且中心不进气；工艺时间具体为15s～20s。采用上述设计，由于第三真空压强相对较大，使得含氟等离子体能主要集中在工艺腔室100上半部分101，以通过干法刻蚀清理工艺腔室100的上半部分101的残留物，从而不仅能够降低应用成本，而且还能大幅提高清理的效率。需要说明的是，该步骤中氩气的作用在于稀释气体及辅助起辉，因此该步骤中并非必须通入氩气，在一些其它实施例中也可以不通入氩气。

在步骤S12中，通过将工艺腔室100内的压力控制在第四真空压强，向工艺腔室100内通入三氟化氮，并且三氟化氮经过电离后形成含氟等离子体，以对工艺腔室100的喷嘴部位102进行刻蚀，从而达到集中对工艺腔室100的喷嘴部位102进行清理的目的。该实施例的具体工艺参数可以为，第四真空压强的具体数值为40mTorr～60mTorr；电源的具体数值为1600W～2000W；气体的流量及类型为：50sccm～60sccm的三氟化氮；静电卡盘的温度设置为50℃～60℃；静电卡盘的电流比例为0.35～0.4(该电流比例为基座的边缘部分与基座整体的电流比例)；进气方式为工艺腔室100的边缘进气且中心不进气；工艺时间具体为15s～20s。在实际应用时，由于常用的大流量气体在形成等离子体的过程中，大流量气体会把喷嘴部位102的等离子体吹走，导致喷嘴部位102得不到有效的清理，从而容易造成喷嘴部位102的残留物污染晶圆。因此将第四真空压强设定的相对较小，例如第四真空压强可以设置为50mTorr，并且通过小流量的三氟化氮气体，从而能够有效的清理喷嘴部位102的残留物，进而提高本申请实施例的清理效果。可选地，该步骤相对于步骤S11及S13来说无需通入氩气，采用该设计还能进一步降低喷嘴部位102的气体流量，避免气体将喷嘴部位102的等离子体吹起走，从而进一步提高本申请实施例的清理效果。

在步骤S13中，通过将工艺腔室100内的压力控制在第五真空压强，向工艺腔室100内通入三氟化氮，并且三氟化氮经过电离后形成含氟等离子体，以对工艺腔室100的下半部分103进行刻蚀，从而达到集中对工艺腔室100的下半部分103进行清理的目的。该实施例的具体工艺参数可以为，第五真空压强的具体数值为12mTorr～18mTorr；电源的具体数值为1600W～2000W；气体的流量及类型为：180sccm～200sccm的三氟化氮及150sccm～250sccm的氩气；静电卡盘的温度设置为50℃～60℃；静电卡盘的电流比例为0.35～0.4(该电流比例为基座的边缘部分与基座整体的电流比例)；进气方式为工艺腔室100的边缘进气且中心不进气；工艺时间具体为12s～15s。采用上述设计，由于第五真空压强相对较小，使得含氟等离子体能主要集中在工艺腔室100下半部分103，以通过干法刻蚀清理工艺腔室100的下半部分103的残留物，从而不仅能够降低应用成本，而且还能大幅提高清理的效率。需要说明的是，该步骤中氩气的作用在于稀释气体及辅助起辉，因此该步骤中并非必须通入氩气，在一些其它实施例中也可以不通入氩气。

于本申请的一实施例中，如图2A至图3所示，残留物还包括位于工艺腔室内壁的含碳聚合物；

依次对工艺腔室100的上半部分101、喷嘴部位102和下半部分103进行清洗之后,还包括：

S14：采用第五真空压强及含氧等离子体对工艺腔室100内壁上的含碳聚合物进行刻蚀。

如图2A至图3所示，在上述步骤S1中可以包括S14，在步骤S14中，通过将工艺腔室100内的压力控制在第五真空压强，向工艺腔室100内通入氧气，并且氧气经过电离后形成含氧等离子体，以对工艺腔室100内的所有部分进行刻蚀，从而达到对工艺腔室100的含碳化合物进行清理的目的。该实施例的具体工艺参数可以为，第五真空压强的具体数值为12mTorr～18mTorr；电源的具体数值为1200W～1300W；气体的流量及类型为：180sccm～220sccm的氧气；静电卡盘的温度设置为50℃～60℃；静电卡盘的电流比例为0.35～0.4(该电流比例为基座的边缘部分与基座整体的电流比例)；进气方式为工艺腔室100的边缘进气且中心不进气；工艺时间具体为12s～15s。采用上述设计，采用含氧等离子体对工艺腔室100内的残留物进行清理，以对工艺腔室100内的含碳聚合物进行清理，从而避免含碳聚合物对晶圆造成污染，进而不仅能提高清理效果，而且还能进一步提高晶圆的工艺良率。

为了进一步说明本申请实施例的有益效果，以下结合附图1至图5对本申请实施例的具体实施方式说明如下。通过对四个工艺腔室100进行实验，分别在有步骤S3和没有步骤S3的情况下连续进行了多次颗粒测试，其中测试颗粒工艺条件如下：真空压强的具体数值为30mTorr；电源的具体数值为600W；气体的流量及类型为：11sccm的氧气、100sccm的氯气、40sccm的氢溴酸及70sccm的氦气；静电卡盘的温度设置均为60℃；静电卡盘的电流比例为0.5(该电流比例为基座的边缘部分与基座整体的电流比例)；进气方式为工艺腔室100的中心进气且边缘进气；工艺时间具体为20s。以及，具体清洗的工艺条件如下：真空压强的具体数值为10mTorr；电源的具体数值为1000W；气体的流量及类型为：250sccm的氧气；静电卡盘的温度设置均为60℃；静电卡盘的电流比例为0.5(该电流比例为基座的边缘部分与基座整体的电流比例)；进气方式为工艺腔室100的中心进气且边缘进气；工艺时间具体为30s。

在测试颗粒之前对工艺腔室100进行处理，其中包括有步骤S3和没有步骤S3，即将本申请实施例的处理方法与现有技术中的处理方式进行对比。以工艺腔室A为例，在没有步骤S3的情况下对工艺腔室A进行多次颗粒测试，具体参照图4中左侧现有技术部分，每个圆点为一次测试，每个圆点对应的位置则为测得颗粒数量，从而形成颗粒数量变化曲线；然后在对工艺腔室A每次进行步骤3处理后，再对工艺腔室A进行颗粒测试，测试次数同样为多次，具体参照如图4中右侧本申请部分，每个圆点为一次测试，每个圆点对应的位置则为测得颗粒数量，从而形成颗粒数量变化曲线。在对多个工艺腔室进行对比测试后，得到的结果比对如图4所示，其中，纵坐标是多个工艺腔室100的颗粒数量，横坐标代表的是两种干法刻蚀清洗工艺后测试次数。由图4可以得出，在执行本申请实施例的步骤S3的情况下，颗粒数量明显要比没有步骤S3的情况下要少很多；并且结合如图5所示，在没有执行步骤S3的情况下，较多的颗粒分布于晶圆的表面上，而在执行步骤S3的情况下，能够明显减少颗粒的脱落，甚至能完全杜绝颗粒污染，说明本申请实施例相较于现有技术来说能大幅降低颗粒数量，从而大幅提高晶圆的工艺良率。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室采用如上述各实施例提供的处理方法进行处理。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例通过在每次对晶圆执行刻蚀工艺之前，对工艺腔室内的残留物进行清理，在对工艺腔室清理完成后，再对工艺腔室内壁上形成第一致密氧化物层及第二致密氧化物层，以用于保护工艺腔室内的零件。由于第二致密氧化物层的含氧量较高，有效的增加了第二致密氧化物层的致密性，使其在刻蚀工艺过程中不会疏松而剥落为颗粒，避免其对晶圆造成污染，从而大幅提高刻蚀工艺良率。另外由于采用上述设计，还能有效延长工艺腔室内的零件寿命，从而大幅降低工艺腔室的维护周期，进而降低应用及维护成本以提高经济效益。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

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该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种半导体工艺设备的处理方法，用于在对晶圆执行工艺之前对工艺腔室内进行处理，其特征在于，包括：

对所述工艺腔室内的残留物进行清理；

在清理后的工艺腔室内壁上沉积第一致密氧化物层；

对所述第一致密氧化物层进行致密化处理，以在所述第一致密氧化物层表面上形成第二致密氧化物层，其中，所述第二致密氧化物层的含氧量大于所述第一致密氧化物层的含氧量。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述在清理后的工艺腔室内壁上沉积第一致密氧化物层，包括：

采用第一真空压强及含硅氧的等离子体在所述工艺腔室内壁沉积所述第一致密氧化物层。

3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述对所述第一致密氧化物层进行致密化处理，以在所述第一致密氧化物层表面上形成第二致密氧化物层，包括：

采用第二真空压强及向所述工艺腔室内通入氧气，对所述第一致密氧化物层进行氧化，以使所述第一致密氧化物层表面形成第二致密氧化物层。

4.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述第一真空压强的数值范围为45mTorr～55mTorr，所述第二真空压强的数值范围为12mTorr～18mTorr。

5.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，向所述工艺腔室内通入四氯化硅和氧气，经电离形成所述含硅氧的等离子体，其中，所述四氯化硅的气体流量范围为80sccm～100sccm，所述氧气的气体流量范围为160sccm～200sccm。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述残留物包括位于所述工艺腔室内的上半部分、喷嘴部位以及下半部分的硅氧化物，并且依次对所述工艺腔室内的上半部分、喷嘴部位以及下半部分进行清洗。

7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，采用第三真空压强及含氟等离子体集中对所述工艺腔室的上半部分内壁进行刻蚀；

采用第四真空压强及含氟等离子体集中对所述工艺腔室的喷嘴部位进行刻蚀；

采用第五真空压强及含氟等离子体集中对所述工艺腔室的下半部分内壁进行刻蚀；

其中，所述第三真空压强高于所述第四真空压强，并且所述第四真空压强高于所述第五真空压强。

8.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述残留物还包括位于工艺腔室内壁的含碳聚合物；

所述依次对所述工艺腔室的上半部分、喷嘴部位和下半部分进行清洗之后,还包括：

采用第五真空压强及含氧等离子体对所述工艺腔室内壁上的含碳聚合物进行刻蚀。

9.如权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述第三真空压强的数值范围为250mTorr～400mTorr；所述第四真空压强的数值范围为40mTorr～60mTorr；所述第五真空压强及所述第四真空压强的数值范围为12mTorr～18mTorr。

10.如权利要求8所述的处理方法，其特征在于，向所述工艺腔室内通入三氟化氮或者六氟化硫，经电离形成所述含氟等离子体，其中，所述三氟化氮或者六氟化硫的气体流量范围为350sccm～500sccm；向所述工艺腔室内通入氧气，经电离形成所述含氧等离子体，其中，所述氧气的气体流量范围为180sccm～220sccm。

11.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室，所述工艺腔室采用如权利要求1至10的任一所述的处理方法进行处理。

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