本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种半导体设备恢复方法。
背景技术：
刻蚀工艺是微纳制造技术中的重要工艺步骤，其工艺结果对后序器件性能有至关重要的作用。例如，在铝镓铟磷(algainp)基红黄光led芯片制造过程的切割道刻蚀工艺中，通常是将algainp基材料完全刻蚀，将掩膜材料(如光胶材料、氧化硅材料等)部分刻蚀料。而随着工艺时间的累积，algainp基材料刻蚀过程中产生的副产物会不断附着在反应腔室的内壁，尤其是介质窗上，若无法附着牢固(由于介质窗表面通常比较光滑，更容易附着不牢)则会产生颗粒污染，影响器件电学性能甚至导致晶片报废，产生巨大的经济损失。同时颗粒掉落也会缩短刻蚀机台的维护周期(以下均指因颗粒掉落导致机台开腔维护的周期)，影响机台产能。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体设备恢复方法。
为实现本发明的目的而提供一种半导体设备恢复方法，包括：
清洁步骤，向反应腔室内通入第一工艺气体，将所述第一工艺气体激发成等离子体，以清除所述反应腔室的内壁及介质窗上的残留副产物；
恢复步骤，向所述反应腔室内通入第二工艺气体，将所述第二工艺气体激发成等离子体；所述第二工艺气体用于对所述反应腔室内的涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀，以在所述反应腔室的内壁及所述介质窗上形成附着层。
可选地，所述方法还包括再恢复步骤，所述再恢复步骤包括：
向所述反应腔室内通入第二工艺气体，将所述第二工艺气体激发成等离子体，所述第二工艺气体用于对腔室内的涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀；
所述再恢复步骤于完成一次所述清洁步骤和所述恢复步骤之后的一预设工艺时间段之后，连续执行n次，n为1到5的自然数。
可选地，所述预设工艺时间段为所述反应腔室连续对8-10批次的晶片进行工艺所需要消耗的时长；或者，所述预设工艺时间段为所述反应腔室连续空闲的时长，所述连续空闲的时长大于或等于半小时。
可选地，所述第二工艺气体包括氯气或三氯化硼中的至少一种。
可选地，在所述清洁步骤中，所述反应腔室内的压强的取值范围为10mt～20mt；
所述第一工艺气体包括氧气，所述氧气的流量的取值范围为200sccm-300sccm，用于将所述氧气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围为800w-1200w。
可选地，在所述清洁步骤中，所述反应腔室的温度的取值范围为0℃～20℃，所述反应腔室内的下电极电源功率取值范围为0-100w。
可选地，在所述恢复步骤中，所述反应腔室内的压强的取值范围为10mt～20mt；
所述第二工艺气体包括氯气，所述氯气的流量的取值范围为100sccm-300sccm，用于将所述氯气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围为400w-600w，所述反应腔室内的下电极电源功率取值范围为100w-200w。
可选地，在所述恢复步骤中，所述反应腔室的温度的取值范围为-20℃～20℃；
所述第二工艺气体还包括三氯化硼，所述三氯化硼的流量的取值范围为15sccm-30sccm。
可选地，在所述再恢复步骤中，所述反应腔室内的压强的取值范围为10mt～20mt；
所述第二工艺气体包括氯气，所述氯气的流量的取值范围为100sccm-300sccm，用于将所述氯气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围为400w-600w，所述反应腔室内的下电极电源功率取值范围为100w-200w。
可选地，在所述再恢复步骤中，所述反应腔室的温度的取值范围为-20℃～20℃；
所述第二工艺气体还包括三氯化硼，所述三氯化硼的流量的取值范围为15sccm-30sccm。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的半导体设备恢复方法，通过对涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀，来使产生的光胶聚合物在反应腔室的内壁及石英窗上形成光胶附着层，由于光胶聚合物的黏附性较强，光胶附着层可以吸附后续晶片刻蚀所产生的副产物，可有效减少副产物颗粒的掉落，预防后续晶片刻蚀过程中，由于副产物掉落导致的晶片表面产生颗粒污染等问题，提高晶片的表面质量，同时可保持刻蚀腔室的长期稳定，有效延长反应腔室及机台的平均维护周期。
附图说明
图1为本发明实施例提供的半导体设备恢复方法的流程图。
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”和“该”也可包括复数形式。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。
下面结合附图以具体的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。
本发明实施例提供的一种半导体设备恢复方法，主要应用于对进行工艺处理的反应腔室(可以但不限于等离子体刻蚀机台的刻蚀腔室)进行恢复，反应腔室在使用一段时间后，其内壁及介质窗上会沉积大量的副产物颗粒，颗粒掉落则会影响在反应腔室内进行工艺处理的晶片的表面质量，本实施例提供的半导体设备恢复方法可以有效减少副产物颗粒的掉落，提高晶片的表面质量。
请参阅图1，本发明实施例提供的半导体设备恢复方法，其包括以下步骤：
清洁步骤s1，向反应腔室内通入第一工艺气体，将第一工艺气体激发成等离子体，以清除反应腔室的内壁及介质窗上的残留副产物。
在清洁步骤s1中，这里的清洁可以理解为现有技术中的干法清洁，其通常在湿法清洁(采用液体进行清洗)后进行，以清除反应腔室的内壁及介质窗上的残留副产物。其中，介质窗可以由石英、陶瓷、碳化硅等介质材料制成，本实施例对此不作具体限定。可以理解的是，可以应用现有技术中任意一种可以清除反应腔室的内壁及介质窗上的残留副产物的具体清洁方式，本实施例对此不作具体限定。相应的，该第一工艺气体也可以是现有技术中的一种或多种清洁用气体，如o2、sf6等，本实施例对此也不作具体限定。
优选的，在清洁步骤s1中，反应腔室内可以采用10mt～20mt(毫托)的高压强，以提高第一工艺气体的反应速率，进而提升清洁效率。其中，第一工艺气体可以包括氧气。氧气可以与反应腔室内壁及介质窗上残留的含c、h的聚合物等进行反应，产生易挥发的产物(如水和二氧化碳等)可以被泵抽走。相较于采用sf6气体，可避免引入硫元素导致生产酸性物质，腐蚀器件使器件电性良率降低等。其中，氧气的流量的取值范围可以为200sccm-300sccm(标况毫升每分)，用于将氧气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围可以为800w-1200w(瓦)。氧气作为反应气体，在达到一定量时能够起到较好的清洁效果，但是氧气过多也会造成气体浪费，增加成本，综合两方面影响，选择氧气流量的取值范围为200sccm-300sccm，可以在保证清洁效果的前提下，适当节省氧气用量，降低成本。而为上电极施加800w-1200w的高功率，可以提高氧气分子的运动速率，从而提高氧气的反应速率，进一步增强对反应腔室的内壁及介质窗上的残留副产物的清洁效果。
需要说明的是，上述清洁步骤s1中的各项工艺参数，仅是本实施例的一种较优的实施方式，本实施例并不以此为限，只要能清除反应腔室的内壁及介质窗上的残留副产物即可。
进一步地，反应腔室的温度的取值范围可以为0℃～20℃，反应腔室内的下电极电源功率取值范围可以为0w-100w。可以理解的是，反应腔室的温度也是一个影响清洁效率和清洁效果的因素，温度过低，氧气的运动速度较慢，反应速度也较慢，故清洁效率也较慢。温度过高，则氧气和挥发性物质的自由运动较大，不易被泵抽走，综合考虑两方面因素，可以选取反应腔室的温度的取值范围为0℃～20℃，并可以通过对反应腔室内的下电极施加一定的功率来提高反应腔室内的温度。具体地，下电极的电源功率取值范围可以但不限于为0w-100w。更具体地，为保证清洁效果，清洁时间可以大于等于30分钟。
恢复步骤s2，向反应腔室内通入第二工艺气体，将第二工艺气体激发成等离子体；第二工艺气体用于对反应腔室内的涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀，来使反应腔室的内壁及介质窗上形成光胶附着层。
在恢复步骤s2中，第二工艺气体可以是现有技术中用于刻蚀的任意(可以是一种也可以是多种)工艺气体，基片可以理解为用于腔室环境恢复的实验片，其可以是在用的或者报废的晶片，也可以是专门用于实验的假片。实际应用过程中，开启上电极电源和下电极电源后，在上电极电场作用下，第二工艺气体辉光放电产生活性等离子体，在下电极电场作用下，活性等离子体向下运动，轰击基片表面，与基片表面的光胶掩膜反应，对光胶掩膜进行刻蚀，产生的光胶聚合物在反应腔室的内壁及介质窗上形成光胶附着层，由于光胶聚合物的黏附性较强，光胶附着层可以吸附后续晶片刻蚀所产生的副产物，从而预防后续晶片刻蚀所产生的副产物掉落，导致晶片表面产生颗粒污染等问题。
优选的，第二工艺气体可以包括含氯气体。含氯气体中起作用的主要是氯元素，不会引入新的、对后续制程具有影响的元素(如硫元素)，且能够与光胶材料充分反应，提高光胶材料的选择比，如此，对涂光胶的基片进行刻蚀可以有效避免腔室维护后首盘刻蚀速率低及选择比低等效应，
在实际应用中，因不同晶片的外延结构及光胶差异，会采用不同的刻蚀配方以满足形貌、电性等要求，而不同刻蚀配方对光胶的选择比不同。如采用不同选择比的光胶，对algainp基红黄光led切割道进行刻蚀实验，实验所用刻蚀配方的选择比、实验结果所得的反应腔室平均维护周期及维护周期内的总刻蚀深度如表1所示，由表1所示的实验结果表明，实验1的选择比最低，在维护周期内总刻蚀深度最深；实验2的选择比次之，在维护周期内总刻蚀深度也次之，但维护周期长；实验3的选择比最高，在维护周期内总刻蚀深度最浅。由此可见，选择比越低，光胶的刻蚀量越多，维护周期内刻蚀总深度越深。所以，增加光胶刻蚀量可以使更多黏附性较好的光胶聚合物在介质窗附着，有效减少颗粒掉落导致的晶片表面产生的颗粒污染问题。
表1刻蚀工艺选择比与维护周期总刻蚀深度对比表
具体地，第二工艺气体可以包括氯气和三氯化硼中的至少一种，二者都是较好的刻蚀气体，能够与光胶材料充分反应，且反应副产物较易排出。
进一步地，第二工艺气体可以包括氯气，氯气的流量的取值范围可以为100sccm-300sccm，用于将氯气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围可以为400w-600w，反应腔室内的下电极电源功率取值范围可以为100w-200w，反应腔室内的压强的取值范围可以为10mt～20mt。
在恢复步骤s2中，与清洁步骤s1中氧气的设定原理类似，设定100sccm-300sccm大流量的氯气，增加与光胶材料进行反应的氯气的总量，可以加快光胶掩膜的刻蚀速率，可以生成更多具有黏附性的光胶聚合物。选择大功率的上电极电源功率，可以提高将氯气激发成氯离子的速率，增加参与刻蚀的等离子体的量，从而可以使得光胶掩膜与刻蚀氯气的反应更加充分，从而提高刻蚀速度及刻蚀深度，进一步使介质窗上有更多具有黏附性的光胶聚合物附着。设置一定的下电极电源功率，下电极产生的电场可以提高氯气或氯离子运动至基片的速度，从而提高刻蚀速率；但是过高的电场，可能会使更多的氯气向下电极运动，从而在一定程度上减少氯离子的生成量，则可能会降低刻蚀速率，综合考虑上述两方面因素，下电极电源功率取值范围可以为100w-200w。另外，与清洁步骤s1压强的设定原理类似，恢复步骤s2中反应腔室内也可以采用10mt～20mt的高压强，以提高第二工艺气体的反应速率，进而提升恢复效率。
更进一步地，在恢复步骤s2中，反应腔室的温度的取值范围可以为-20℃～20℃；第二工艺气体还可以包括三氯化硼，三氯化硼的流量的取值范围为15sccm-30sccm。
在本实施例中，可以理解的是，反应腔室的温度也是一个影响刻蚀效率的因素，温度过低，氯气的运动速度较慢，反应速度也较慢，故刻蚀效率也较慢。温度过高，则氯气和挥发性物质的自由运动较大，氯气运动至下电极的时间较长，综合考虑两方面因素，可以选取反应腔室的温度的取值范围为-20℃～20℃。另外，还可以通过增加三氯化硼来提高刻蚀速率，且为了避免引入杂质元素(硼)，三氯化硼的量不宜过高，优选15sccm-30sccm。更具体地，为保证恢复效果，执行恢复步骤s2的总时间可以大于等于30分钟。需要说明的是，本实施例并不以此为限，第二工艺气体还可以包括其它含氯气体，只要能参与刻蚀反应，且避免引入杂质即可。
于一具体实施方式中，该半导体设备恢复方法还可以包括再恢复步骤，再恢复步骤可以包括：向反应腔室内通入第二工艺气体，将第二工艺气体激发成等离子体，第二工艺气体用于对腔室内的涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀；再恢复步骤于完成一次清洁步骤和恢复步骤之后的一预设工艺时间段之后，连续执行n次，n为1到5的自然数。
在实际应用过程中，反应腔室通常会进行定期或不定期的开腔维护，该半导体设备恢复方法可以按照上述反应腔室的维护周期重复进行。且在量产过程中，随着时间的累积，在介质窗上副产物的附着量及附着状态可能会发生变化，为了维持更加稳定的腔室状态，在此维护周期内，还可以根据实际需要，在完成一次清洁步骤和恢复步骤之后的一预设工艺时间段之后，连续进行n次再恢复步骤，以保证反应腔室的内壁及介质窗上的光胶附着层的粘附性，进一步防止副产物颗粒的掉落等，可以进一步减少因颗粒掉落导致的晶片电性问题，延长机台平均维护周期。其中，n可以根据介质窗或内壁上副产物的附着量及附着状态进行设定，其可以但不限于是1至5的自然数，例如，在量产过程中，尤其是量产的前半个时段内，反应腔室内的环境(包括温度、压力等)变化不大，在预设工艺时间段后可执行一次再恢复步骤。量产的后半个时段或反应腔室连续空闲半小时左右，反应腔室内的环境变化较大，附着物的附着状态也较差，可以在预设工艺时间段后可执行三次左右的再恢复步骤。在反应腔室持续工作了更久或者连续空闲更久时，如几小时甚至几十小时，可以在预设工艺时间段后执行五次(或五次以上)的再恢复步骤。
需要说明的是，本实施例对预设工艺时间段不作具体限定，例如，其可以但不限于是反应腔室的自然维护周期，也可以根据反应腔室的实际环境进行设定，可以在介质窗的粘附性下降时即对反应腔室进行恢复，以保证光胶附着层的高粘附性。
具体地，由于反应腔室在进行一段时间后，光胶附着层上可能已经附着了一层副产物颗粒，当再有副产物颗粒时，可能会附着在在先粘附在光胶附着层上的副产物颗粒上，则后粘附性的副产物颗粒往往容易掉落，所以可以在进行一段时间工艺之后就进行一次恢复步骤，例如，预设工艺时间段可以为反应腔室连续对8-10批次的晶片进行工艺所需要消耗的时长。此外，若反应腔室空闲一段时间，则反应腔室内的温度会降低，也会使光胶附着层的粘附性降低，所以预设工艺时间段也可以为反应腔室连续空闲的时长，该时长可以大于或等于半小时。需要说明的是，本实施例并不限定第二工艺时间为连续8～10批次的晶片进行工艺的时长或者工艺腔室空闲时的半小时以上，也可以设定更多或更少批次的工艺时间或者更长或更短的空间时长。
更具体地，再恢复步骤的执行过程及原理可以参照恢复步骤，即再恢复步骤中，第二工艺气体也可以包括氯气，氯气的流量的取值范围也可以为100sccm-300sccm，用于将氯气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围也可以为400w-600w，反应腔室内的下电极电源功率取值范围也可以为100w-200w，反应腔室内的压强的取值范围也可以为10mt～20mt。
进一步地，再恢复步骤中，反应腔室的温度的取值范围也可以为-20℃～20℃；第二工艺气体还可以包括三氯化硼，三氯化硼的流量的取值范围为15sccm-30sccm。
本实施例提供的半导体设备恢复方法，通过对涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀，来使产生的光胶聚合物在反应腔室的内壁及介质窗上形成光胶附着层，由于光胶聚合物的黏附性较强，光胶附着层可以吸附后续晶片刻蚀所产生的副产物，可有效减少副产物颗粒的掉落，预防后续晶片刻蚀过程中，由于副产物掉落导致的晶片表面产生颗粒污染等问题，提高晶片的表面质量，同时可保持刻蚀腔室的长期稳定，有效延长反应腔室及机台的平均维护周期。
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。
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。
以上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。
1.一种半导体设备恢复方法，其特征在于，包括：
清洁步骤，向反应腔室内通入第一工艺气体，将所述第一工艺气体激发成等离子体，以清除所述反应腔室的内壁及介质窗上的残留副产物；
恢复步骤，向所述反应腔室内通入第二工艺气体，将所述第二工艺气体激发成等离子体；所述第二工艺气体用于对所述反应腔室内的涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀，以在所述反应腔室的内壁及所述介质窗上形成附着层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括再恢复步骤，所述再恢复步骤包括：
向所述反应腔室内通入第二工艺气体，将所述第二工艺气体激发成等离子体，所述第二工艺气体用于对腔室内的涂有光胶掩膜的基片进行刻蚀；
所述再恢复步骤于完成一次所述清洁步骤和所述恢复步骤之后的一预设工艺时间段之后，连续执行n次，n为1到5的自然数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设工艺时间段为所述反应腔室连续对8-10批次的晶片进行工艺所需要消耗的时长；或者，所述预设工艺时间段为所述反应腔室连续空闲的时长，所述连续空闲的时长大于或等于半小时。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第二工艺气体包括氯气或三氯化硼中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述清洁步骤中，所述反应腔室内的压强的取值范围为10mt～20mt；
所述第一工艺气体包括氧气，所述氧气的流量的取值范围为200sccm-300sccm，用于将所述氧气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围为800w-1200w。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述清洁步骤中，所述反应腔室的温度的取值范围为0℃～20℃，所述反应腔室内的下电极电源功率取值范围为0-100w。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述恢复步骤中，所述反应腔室内的压强的取值范围为10mt～20mt；
所述第二工艺气体包括氯气，所述氯气的流量的取值范围为100sccm-300sccm，用于将所述氯气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围为400w-600w，所述反应腔室内的下电极电源功率取值范围为100w-200w。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述恢复步骤中，所述反应腔室的温度的取值范围为-20℃～20℃；
所述第二工艺气体还包括三氯化硼，所述三氯化硼的流量的取值范围为15sccm-30sccm。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述再恢复步骤中，所述反应腔室内的压强的取值范围为10mt～20mt；
所述第二工艺气体包括氯气，所述氯气的流量的取值范围为100sccm-300sccm，用于将所述氯气激发成等离子体的上电极电源功率的取值范围为400w-600w，所述反应腔室内的下电极电源功率取值范围为100w-200w。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述再恢复步骤中，所述反应腔室的温度的取值范围为-20℃～20℃；
所述第二工艺气体还包括三氯化硼，所述三氯化硼的流量的取值范围为15sccm-30sccm。
技术总结