[发明专利]腔室用清洗装置及清洗方法、半导体处理设备

说明书

本发明公开了一种腔室用清洗装置、清洗方法及半导体处理设备。包括清洗等离子体源以及与清洗等离子体源连接的匀流件，匀流件上设置有加热带；加热带在匀流件的表面排列成若干个同心环状结构，并且，各同心环状结构的加热功率可调，以选择性地使得匀流件具有若干个不同的温度区。可以确保在执行完清洗工艺时，匀流件各处的温度可以快速恢复到设定的温度，温度均匀性也可以快速达到要求，进而可以缩减执行完清洗工艺的冷却时间，提高后续沉积工艺时的沉积速率和薄膜均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种腔室用清洗装置、一种腔室清洗方法以及一种半导体处理设备。

背景技术

在半导体行业中，随着电子器件的几何尺寸不断减小以及器件的密集度不断提高，特征尺寸和高宽比变得越来越有挑战性。原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)就是为了应对这种挑战而提出的一种新的薄膜沉积方法。原子层沉积以其独特的自限制性生长模式，使其具有薄膜生长厚度精确可控、优异的保形性、成分可控等优点，越来越受到全世界科技工作者的关注。

热诱导ALD过程是最普通的ALD技术，使用热量使两种反应物之间产生化学反应。尽管热ALD过程有效地用于沉积一些材料，但是该过程具有低沉积率。因此，加工产量可能缩到不能接受的水平。沉积率在更高的沉积温度下可能增加，但是许多化学先驱物，特别是金属有机化合物，在高温下会分解。等离子体增强原子层沉积 (PE-ALD)可以用于形成低温材料。在一些PE-ALD过程的示例中，材料可以由与热ALD过程相同的化学先驱物形成，但是以更高的沉积率和更低的温度获得人们的青睐。

在PEALD生产工艺中，需要定期清洗反应腔室的内表面、气体分配板、等离子体约束环，基座表面等，避免因此产生的污染影响薄膜的性能。现有的清洗工艺主要有喷砂、化学清洗、原位等离子体(In Situ Plasma)清洗、远程等离子体(Remote Plasma Source，RPS) 清洗等。

根据沉积材料的不同，一般都是执行十几次PEALD工艺，就使用等离子体源执行一次清洗工艺流程。等离子体源的使用次数比较频繁，因此在执行清洗工艺前后，如何保证PEALD工艺结果稳定性和一致性，如沉积速率、薄膜均匀性等，成为本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种腔室用清洗装置、一种腔室清洗方法以及一种半导体处理设备。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种腔室用清洗装置，包括清洗等离子体源以及与所述清洗等离子体源连接的匀流件，所述匀流件上设置有加热带，所述加热带在所述匀流件的表面排列成若干个同心环状结构，并且，各所述同心环状结构的加热功率可调，以选择性地使得所述匀流件具有若干个不同的温度区。

可选地，所述加热带包括若干个呈环状结构的加热件，各所述加热件沿所述匀流件的径向均匀排列形成所述若干个同心环状结构。

可选地，所述加热带包括若干个加热件，每个所述同心环状结构均包括多个间隔设置的所述加热件。

可选地，所述同心环状结构的数量为三个，分别为第一同心环状结构、第二同心环状结构和第三同心环状结构，所述第一同心环状结构对应于所述匀流件的中央区域，所述第三同心环状结构对应于所述匀流件的边缘区域，所述第二同心环状结构对应于所述匀流件的连接所述中央区域和所述边缘区域的过渡区域。

可选地，所述清洗装置还包括清洗等离子体源输送管路和冷却件，所述清洗等离子体源输送管路分别连接所述清洗等离子体源和所述匀流件，所述冷却件用于选择性地冷却所述清洗等离子体源输送管路。

可选地，所述冷却件套设在所述清洗等离子体源输送管路上。

本发明的第二方面，提供了一种腔室清洗方法，采用前文记载的所述的清洗装置，所述清洗方法包括：