专利名称：一种cvd反应腔体的清洁方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作工艺，更具体的说是涉及一种CVD反应腔体的清洁方法和系统。
背景技术：
化学气相淀积(CVD, Chemical Vapor desposition)是通过气体混合的化学反应在硅片表面沉积一层固体膜的工艺。在进行CVD工艺时，在反应腔体的内壁上也会淀积生成薄膜，为了避免反应腔体内壁上生成的薄膜对后续的工艺过程带来影响，需要清洁反应腔体内，以去除附着在反应腔体内壁上的杂质颗粒。在清洁CVD反应腔体内的杂质颗粒时，一般需要向反应腔体内通入清洁气体，并经过气体离子化，使气体离子与反应腔体内壁上附着的杂质颗粒进行反应，以便去除反应腔体内壁上附着的杂质颗粒。例如在对高密度等离子体化学气相淀积HDPCVD的反应腔体进行清洁时，可以通入含氟元素的气体，进行气体离子化，利用氟离子的弱酸性来清除反应腔体内壁上附着的杂质颗粒。但是现有的清洁反应腔体内的杂质颗粒方法，在清洁反应腔体的过程中，会明显降低硅片承载台的使用寿命，因此如何在保证清洁质量的同时，提高硅片承载台的使用寿命是本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种HDPCVD反应腔体的清洁方法和系统，在不降低硅片承载台使用寿命的前提下，能完成对反应腔体内杂质颗粒的清洁。为实现上述目的，本发明提供了一种CVD反应腔体的清洁方法，包括将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上，所述隔离片可抗强酸腐蚀；向所述反应腔体内通入清洁气体，以对所述CVD反应腔体进行清洁；清洁完成后，将所述隔离片转移至所述隔离片腔体内。优选的，所述硅片承载台为静电卡盘。优选的，所述清洁气体为CF4或NF3。优选的，所述隔离片的面积与所述硅片承载台的面积相同。优选的，将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，包括当检测到反应腔体内完成预设数量的硅片的CVD工艺后，将置于隔离片腔体内的隔离片至转移至反应腔体内。优选的，所述将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，具体包括将隔离片腔体内的隔离片转移至硅片中转槽内，并将硅片中转槽内的隔离片转移至反应腔体内。本发明还提供了一种CVD反应腔体的清洁系统，包括反应腔体、以及置于所述反应腔体内的硅片承载台，还包括设置于所述反应腔体的硅片入口通道的前方的隔离片腔体，所述隔离片腔体，用于在反应腔体处于正常工作状态时，放置可抗强酸腐蚀的隔离片；转移单元，用于控制机械手将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并控制机械手将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上；清洁控制单元,用于控制启动所述反应腔体的气体入口，向所述反应腔体内通入清洁气体，以对所述CVD反应腔体进行清洁。优选的，所述清洁系统还包括与所述反应腔体的硅片入口相连的硅片中转槽；所述转移单元，具体用于控制机械手将隔离片腔体内的隔离片转移至硅片中转槽内，并将硅片中转槽内的隔离片转移至反应腔体内，并控制机械手将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上。优选的，该系统还包括检测单元，用于检测反应腔体内是否完成预设数量的硅片的CVD工艺，如果是，则执行所述转移单元的操作。优选的，所述转移单元，还包括隔离片移出单元，用于当清洁完成后，控制机械手将覆盖于所述硅片承载台上的隔离片移出反应腔体，并将所述隔离片转移至所述隔离片腔体内。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种CVD反应腔体的清洁方法和系统，该方法在通入清洁气体前，将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并将具有抗强酸腐蚀的隔离片覆盖于硅片承载台上，当向反应腔体内通入清洁气体后，由于隔离片的阻隔，清洁气体不会腐蚀硅片承载台，从而延长了硅片承载台的使用寿命。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图I为本发明一种CVD反应腔体的清洁方法的一个实施例的流程示意图；图2为本发明一种CVD反应腔体的清洁系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。现有技术中向反应腔体通入清洁气体对反应腔体进行清洁时，反应腔体内的硅片承载台的使用寿命也会明显缩短。发明人经研究发现，导致硅片承载台寿命缩短的原因是反应腔体内用于承载硅片的娃片承载台的表面有一层电介质，该电介质大多为有机材料或阳极氧化物，而向反应腔体内通入的清洁气体经气体离子化后，气体离子会呈酸性，因此在清洁气体与反应腔体内壁上附着的杂质颗粒进行反应的同时，清洁气体也会与承载硅片的硅片承载台发生反应，从而腐蚀硅片承载台，减少了硅片承载台的使用寿命。为了能减少对硅片承载台的腐蚀，一般会降低反应腔体内通入的清洁气体的浓度，进而在气体离子化之后，降低反应腔体内呈酸性的气体离子的浓度，这样虽然能在一定程度上减轻对硅片承载台的腐蚀，但是却不能从根本上避免对硅片承载台的腐蚀。同时，降低了清洁气体的浓度后，对反应腔体内的杂质颗粒的清洁力度，也会降低，进而可能会影响CVD工艺。若要解决以上问题，必须在不降低对反应腔体内杂质颗粒的清洁力度的前提下，从根本上避免对硅片承载台的腐蚀。
基于以上研究的基础上，本发明实施例公开了，一种CVD反应腔体的清洁方法，参见图1，本实施例的清洁方法包括以下步骤步骤101 :将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上，所述隔离片可抗强酸腐蚀。为了在清洁过程中，防止反应腔体内的清洁气体对硅片承载台造成腐蚀，可以在向反应腔体内通入清洁气体前，将具有抗强酸腐蚀的隔离片覆盖在硅片承载台上。该隔离片具有抗强酸的特点，也不会与清洁气体发生反应生成其他的杂质。例如，进行HDPCVD工艺时，反应腔体内壁上可能会淀积一层含硅元素的杂质薄膜，为了去除反应腔体内的薄膜(或者说是附着的杂质颗粒)，可以向反应腔体内通入含氟的气体，并进行气体离子化，由于气体离子化后，反应腔体内具有酸性的氟离子气体浓度较大，就会对硅片承载台造成腐蚀，因此在通入清洁气体前，就可以在硅片承载台上覆盖隔离片。需要说明的是，该隔离片的面积可以根据需要进行设定，但考虑到实际工艺过程，该隔离片的面积应小于或等于硅片承载台的面积。优选的，该隔离片的面积与硅片承载台的面积相同。例如，对于8寸机台来说，可以将隔离片的面积与8寸机台中所用硅片的面积相同，即与8寸机台中的硅片承载台的面积相同。当反应腔体进行正常的CVD工艺时，该隔离片不能覆盖在硅片承载台上因此，在反应腔体不进行硅片隔离时，需要将隔离片置于隔离片腔体内，并在需要进行反应腔体清洁时，将隔离片从隔离片腔体中移出，并将隔离片转移至反应腔体内的硅片承载台上。该隔离片腔体位于反应腔体外部，与娃片中转槽相连，该娃片中转槽与反应腔体的娃片入口相连。硅片中转槽也成公共腔，是在进行CVD工艺时，用于将硅片转移至该硅片中转槽，以便将中转槽中的硅片转移至CVD的反应腔体内，在硅片上进行淀积薄膜的工艺。其中硅片承载台，是指在进行CVD工艺的过程中，在反应腔体内用于承载硅片的卡盘。该硅片承载台可以为静电卡盘ESC(也称静电吸盘)，当然也可以为其他承载硅片的卡盘。步骤102 向所述反应腔体内通入清洁气体，以对所述CVD反应腔体进行清洁。反应腔体内通入的清洁气体经气体离子化后，离子化后的气体可以与反应腔体内附着的杂质颗粒进行反应，从而清除反应腔体内的杂质颗粒。通入的清洁气体根据CVD工艺的不同分类可能会有所不同，但是通入的清洁气体在进行气体离子化之后都会产生呈酸性的气体离子。通入的清洁气体可以为含氟元素的气体，如CF4或NF3。仍以对进行HDPCVD工艺的反应腔体进行清洁为例，在对反应腔体进行清洁时，向反应腔体内通入的含氟元素的气体可以包括三氟化硅或者四氟化碳，当然也可以为其他含氟气体。步骤103 :清洁完成后，将所述隔离片转移至所述隔离片腔体内。完成本次清洁后，需要将隔离片从反应腔体的硅片承载台中移走，以便进行后续的CVD工艺。将隔离片从反应腔体移出后可以放置于隔离片腔体内，下次对反应腔体进行清洁时，可以再从隔离片腔体内取出隔离片覆盖于硅片承载台上。在通入清洁气体前，将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并将具有抗强酸腐蚀的隔离片覆盖于硅片承载台上，当向反应腔体内通入清洁气体后，由于隔离片的阻隔，清洁气体不会腐蚀硅片承载台，从而延长了硅片承载台的使用寿命。
在实际应用中，CVD机台的硅片入口处都会设置有中转槽，用于将硅片转移至中转槽(公共腔体内)，再将中转槽内的硅片在转移至反应腔体内，因此在步骤101中，将隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，具体包括将隔离片腔体内的隔离片转移至硅片中转槽内，并将硅片中转槽内的隔离片转移至反应腔体内。也就是说，将隔离片腔体内的隔离片取出后直接放置于中转槽，然后按照从中转槽向反应腔体内转移硅片的方式，将该隔离片转移到反应腔体内的硅片承载台上。需要说明的是，现有技术中为了避免对反应腔体内附着的杂质颗粒的污染，一般会采用一片一清洁的方式，也就是每完成一片硅片的CVD工艺就需要对反应腔体进行清洁。现有技术中采用一片一清洁的方式，是考虑到清洁气体的浓度太大，会对硅片承载台造成比较严重的腐蚀，在清洁气体浓度较小的情况下，如果采用多片一清洁，杂质颗粒清洁不彻底的现象就会更加严重。但是一片一清洁的方式，清洁周期太短占用了较长的工艺时间。而本发明在对反应腔体进行清洁时，在硅片承载台的表面需要覆盖有隔离片，可以避免清洁气体会硅片承载台的腐蚀，因此可以采用在进行多片硅片的CVD工艺后，进行一次清洁，即，当检测到反应腔体内完成预设数量的硅片的CVD工艺后，将置于隔离片腔体内的隔离片至转移至反应腔体内，以便进行后续的通入清洁气体会反应腔体进行清洁的操作，其中预设数量可以为大于或等于一片。进一步的,在向反应腔体内通入清洁气体时,清洁气体的浓度也可以比现有技术中通入到反应腔体内的清洁气体的浓度大。该过程可以为向所述反应腔体内通入清洁气体，使反应腔体内清洁气体的浓度达到预设值，该预设值大于正常清洁时反应腔体内的清洁气体的浓度。如，当对HDPCVD工艺的反应腔体进行清洁时，可以向反应腔体内通入含氟元素的气体，并在所述反应腔体内进行气体离子化反应使所述反应腔内的氟离子浓度达到预设值，其中该预设值大于正常清洁时反应腔体内的氟离子浓度。本发明还提供了一种CVD反应腔体的清洁系统，参见图2，为本发明一种CVD反应腔体的清洁系统的一个实施例的结构示意图。本实施例的清洁系统包括反应腔体、以及置于所述反应腔体内的硅片承载台，还包括设置于所述反应腔体的硅片入口的前方的隔离片腔体201、转移单元202和清洁控制单元203。隔离片腔体201，用于在反应腔体不进行清洁时，放置可抗强酸腐蚀的隔离片。其中，隔离片具有抗强酸的特点，也不会与清洁气体发生反应生成其他的杂质。该隔离片的面积可以根据需要进行设定，但考虑到实际工艺过程，该隔离片的面积应小于或等于硅片承载台的面积。优选的，该隔离片的面积与硅片承载台的面积相同转移单元202，用于控制机械手将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并控制机械手将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上。清洁控制单元203，用于控制启动所述反应腔体的气体入口，向所述反应腔体内通入清洁气体，以对所述CVD反应腔体进行清洁。当机械手将隔离片覆盖在硅片承载台上后，就可以打开气体入口的阀门，以向反应腔体内通入清洁气体，对反应腔体进行清洁。该清洁系统还可以包括与反应腔体的硅片入口相连的硅片中转槽。在进行CVD工艺时，将其他槽内的硅片转移到该中转槽内，再将中转槽中的硅片转移到反应腔体内；在对反应腔体清洁过程中，可以将隔离片腔体内的隔离片先转移至该中转槽内，再将隔离片由中转槽转移至反应腔体。对应的，转移单元，具体用于控制机械手将隔离片腔体内的隔离 片转移至硅片中转槽内，并将硅片中转槽内的隔离片转移至反应腔体内，并控制机械手将隔离片覆盖于硅片承载台上。需要说明的是，硅片承载台是在进行CVD工艺时，在反应腔体内用于承载硅片的装置或卡盘。该硅片承载台可以为静电卡片(或称静电吸盘)ESC，当然也可以为其他承载硅片的卡盘等。本发明的系统可以采用一片一清洁的方式，即每进行一片硅片的CVD工艺就对反应腔体进行一次反应腔体的清洁，也可以是多片一清洁，可以设置当完成预设数量的硅片的CVD工艺后，对反应腔体进行一次清洁，为了检测出是否完成预设数量的硅片的CVD工艺，本发明的系统还包括检测单元204，用于检测反应腔体内是否完成预设数量的硅片的CVD工艺，如果是，则执行所述转移单元的操作。预设数量为大于或等于一片。当反应腔体内清洁结束后，需要将覆盖在硅片承载台上的隔离片移出反应腔体，为此，转移单元还包括隔离片移出单元，用于当清洁完成后，控制机械手将覆盖于所述硅片承载台上的隔离片移出反应腔体，并将隔离片转移至所述隔离片腔体内。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种CVD反应腔体的清洁方法，其特征在于，包括 将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上，所述隔离片可抗强酸腐蚀； 向所述反应腔体内通入清洁气体，以对所述CVD反应腔体进行清洁； 清洁完成后，将所述隔离片转移至所述隔离片腔体内。
2.根据权利要求I所述的清洁方法，其特征在于，所述硅片承载台为静电卡盘。
3.根据权利要求I所述的清洁方法，其特征在于，所述清洁气体为CF4或NF3。
4.根据权利要求I所述的清洁方法，其特征在于，所述隔离片的面积与所述硅片承载台的面积相同。
5.根据权利要求I所述的清洁方法，其特征在于，将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，包括 当检测到反应腔体内完成预设数量的硅片的CVD工艺后，将置于隔离片腔体内的隔离片至转移至反应腔体内。
6.根据权利要求I所述的清洁方法，其特征在于，所述将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，具体包括 将隔离片腔体内的隔离片转移至硅片中转槽内，并将硅片中转槽内的隔离片转移至反应腔体内。
7.—种CVD反应腔体的清洁系统，其特征在于，包括反应腔体、以及置于所述反应腔体内的娃片承载台，还包括 设置于所述反应腔体的硅片入口通道的前方的隔离片腔体，所述隔离片腔体，用于在反应腔体处于正常工作状态时，放置可抗强酸腐蚀的隔离片； 转移单元，用于控制机械手将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并控制机械手将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上； 清洁控制单元，用于控制启动所述反应腔体的气体入口，向所述反应腔体内通入清洁气体，以对所述CVD反应腔体进行清洁。
8.根据权利要求7所述的清洁系统，其特征在于，所述清洁系统还包括与所述反应腔体的娃片入口相连的娃片中转槽； 所述转移单元，具体用于控制机械手将隔离片腔体内的隔离片转移至硅片中转槽内，并将硅片中转槽内的隔离片转移至反应腔体内，并控制机械手将所述隔离片覆盖于所述硅片承载台上。
9.根据权利要求7所述的清洁系统，其特征在于，还包括 检测单元，用于检测反应腔体内是否完成预设数量的硅片的CVD工艺，如果是，则执行所述转移单元的操作。
10.根据权利要求7所述的清洁系统，其特征在于，所述转移单元，还包括隔离片移出单元，用于当清洁完成后，控制机械手将覆盖于所述硅片承载台上的隔离片移出反应腔体，并将所述隔离片转移至所述隔离片腔体内。
全文摘要
本发明公开了一种CVD反应腔体的清洁方法和系统，包括将置于隔离片腔体内的隔离片转移至反应腔体内，并将隔离片覆盖于所述硅片承载台上，隔离片可抗强酸腐蚀；向反应腔体内通入清洁气体，以对CVD反应腔体进行清洁；清洁完成后，将隔离片转移至隔离片腔体内。当向反应腔体内通入清洁气体后，由于隔离片的阻隔，清洁气体不会腐蚀硅片承载台，从而延长了硅片承载台的使用寿命。
文档编号C23C16/44GK102925874SQ20111022740
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者朱晓军 申请人:无锡华润上华科技有限公司