[发明专利]多腔室清洗方法和半导体工艺设备

说明书

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。

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；