[发明专利]使用组合化学品原位清洗半导体制造装置的方法和系统

说明书

                        发明领域

本发明一般涉及清洗半导体装置；并且更具体地，涉及使用两步骤、化学品的组合原位清洗半导体制造装置的方法和系统，该半导体制造装置诸如氧化硅淀积室。

                        发明背景

半导体制造装置广泛应用于制造衬底或基片上的电子装置和集成电路。在制造过程中使用许多不同类型的半导体装置，例如，用于退火、氧化、氮化等的热处理室，和用于淀积薄膜的化学气相淀积(CVD)室。更具体地，掺杂和未掺杂氧化硅(SiO_x)薄膜的淀积被广泛应用于电子装置中，该氧化硅也被称为硅玻璃(SG)，用于淀积这些膜的室经常采用热致的化学反应。室和诸如注射器等的相关装置元件经常被淀积过程的固体硅酸酯副产品污染，该CVD室用于淀积未掺杂的SiO_x膜(USG)和用硼(B)和磷(P)掺杂的SiO_x膜，该掺杂SiO_x膜诸如B_ySiO_x(BSG)、P_zSiO_x(PSG)和B_yP_zSiO_x(BPSG)。如果有太多的固体副产品在室的内表面上堆积，这些副产品会从室表面上剥落或者碎裂，并且会通过有害的固体微粒污染衬底或基片。这些剥落的副产品淀积物经常落在正在进行处理的基片上，导致集成电路的微粒污染。为避免这种微粒污染，室内部和相关的装置元件必须被定期清洗。

现有技术中已应用了多种清洗技术。对室和相关的装置采用过手工清洗。但是由于较高的劳动成本及较长的停工时间，这种技术不受欢迎。

现有技术中应用的另一种技术是诸如在美国专利No.5788778中所述的单步骤原位方法。如778号专利所述，前体气体在远处的室中通过强电源被激活以形成反应性物质，该反应物质然后流入淀积室以清洗淀积室内部。虽然这种技术相对手工方法具有优势，但它也具有局限性。例如，清洗速度还相对较低，这会导致太长的停工时间，使得产品的产量相应降低。并且，化学品的成本较高。例如，在778号专利中，在强电源产生装置中要使用成本非常昂贵的NF₃。所以就需要提供一种清洗室的改善的方法和系统。

                        发明概述

由此，本发明的目的是为了提供清洗半导体制造装置的改进的方法和系统。

更具体地，本发明的目的是为了提供采用两步骤组合原位清洗半导体制造装置的方法和系统，该两步骤的方法采用化学品，以选择性针对在室和装置上堆积的不同类型的固体淀积物。

例如，在一个实施方案中，通过在两步骤中使用无水氟化氢(aHF)和原子氟(原子F)的组合，本发明提供了原位、化学蚀刻清洗室和相关装置元件的方法和系统。发明人已经发现这两种不同的氟化学品的有效性由于固体淀积物类型性质的不同而有不同，该固体淀积物为粉末状或致密膜状物，或者两者的组合。发明人已经发现aHF可以迅速且廉价地去除掉粉末状淀积物，而原子F可以迅速且廉价地去除掉致密膜状淀积物。其它含氟化学品会在下述说明中使用。本发明使化学品选择性地针对淀积物的清洗，单一化学品对该淀积物是最有效的，从而得到总体较有效的组合清洗方法。这种改善的清洗方法和系统降低了化学品成本以及装置的停工时间。使用两步骤组合的清洗化学品的发明方法，该清洗化学品被选择性地针对去除不同类型的淀积物，该方法相对于现有技术中通过单步骤使用单一化学品的清洗室的方法，具有重要的成本及总体优势。

                        附图简介

通过阅读本发明的详细说明及后面所附的权利要求书，并且参照附图，本发明的其它目的和优点会变得更加明显，附图如下：

图1为CVD系统的三维投影图，该系统包含根据本发明的一个实施方案的原位清洗系统。应注意，为清楚起见，气体流动控制系统和室的压力控制系统的主要部分未被示出。

图2为图1中所示系统的功能方框图。

图3为CVD室的一个实施方案的剖开透视图，该CVD室使用本发明的方法和系统。

图4为根据本发明的一个实施方案图2中气体输送系统的示意图。

图5为根据一个实施方案说明本发明的方法的流程图。

图6和图7为根据本发明，实施例1和实施例2中所述多个循环次数的原位清洗时间的示意图。