[發(fā)明專利]反應(yīng)腔室清洗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210422958.0
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103785646A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俊良;蘇興才;王兆祥;劉志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: B08B6/00
• 分類號: B08B6/00
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張龍哺;馮志云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種反應(yīng)腔室清洗方法。

背景技術(shù)

在等離子體處理工藝過程中，隨著對晶圓的刻蝕，會在等離子刻蝕設(shè)備反應(yīng)腔室壁上、氣體噴淋頭表面沉積形成一些聚合物。在后續(xù)工藝過程中，這些聚合物會與等離子體處理工藝所需的反應(yīng)氣體反應(yīng)釋放出其他氣體，以及通過反應(yīng)消耗掉反應(yīng)氣體，對等離子體處理工藝帶來了干擾。

此外，當(dāng)這種沉積的聚合物達(dá)到一定厚度時(shí)，可能會從等離子處理設(shè)備的反應(yīng)腔室壁及氣體噴淋頭表面剝落，掉在晶圓或者下電極上，造成產(chǎn)品因缺陷超標(biāo)而報(bào)廢或者等離子處理設(shè)備報(bào)警。由此給工藝帶來了不可控的不利因素，還增加了晶圓的制成成本及等離子處理設(shè)備維修保養(yǎng)的費(fèi)用。

如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中采用了一些反應(yīng)腔室清洗方法，一般以氣體噴淋頭102向反應(yīng)腔室100中通入清洗氣體，并向反應(yīng)腔室100施加射頻電源而產(chǎn)生射頻電場，射頻電場作用于清洗氣體而產(chǎn)生等離子體，等離子體與沉積在反應(yīng)腔室壁101以及氣體噴淋頭102表面的聚合物發(fā)生反應(yīng)生成包括帶電離子在內(nèi)的物質(zhì)，最后以真空泵104將反應(yīng)后的剩余物質(zhì)抽出反應(yīng)腔室，從而完成清洗過程。

但在這一清洗過程中，帶電離子也可能會在反應(yīng)腔室下方的靜電卡盤103或下電極上再次沉積成為聚合物，即使采用真空泵104抽氣也無法有效清除，往往需要重復(fù)多次清洗才可能消除這些再次沉積的聚合物對等離子體處理工藝帶來的不利影響。

因此，在清洗反應(yīng)腔室、氣體噴淋頭的過程中，有效避免聚合物在靜電卡盤或下電極上的再次沉積，是本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)腔室清洗方法，其能有效避免聚合物的再次沉積。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種反應(yīng)腔室清洗方法，用于清洗等離子體處理工藝使用的反應(yīng)腔室以及氣體噴淋頭表面堆積的聚合物，反應(yīng)腔室下方設(shè)有靜電卡盤，該方法包括如下步驟：a)、向反應(yīng)腔室中通入清洗氣體；b)、向反應(yīng)腔室施加射頻電源，并向靜電卡盤施加一直流電源；其中，射頻電源作用于清洗氣體而產(chǎn)生等離子體，等離子體與聚合物反應(yīng)而生成帶電離子，直流電源的電壓極性與帶電離子的電極性相同；c)、抽出反應(yīng)腔室中的剩余物質(zhì)。

優(yōu)選地，直流電源施加于靜電卡盤的時(shí)間與射頻電源施加于反應(yīng)腔室的時(shí)間同步。

優(yōu)選地，清洗氣體包括氧氣。

優(yōu)選地，清洗氣體還包括含氟氣體。

本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室清洗方法，在清洗反應(yīng)腔室、氣體噴淋頭的過程中，有效避免聚合物在靜電卡盤或下電極上的再次沉積，從而清洗效率明顯提高，并能節(jié)省成本，進(jìn)一步能提高等離子體處理工藝中的加工晶圓的產(chǎn)品良率。

附圖說明

圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中等離子體反應(yīng)腔室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的反應(yīng)腔室清洗方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

需要說明的是，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，等離子體處理工藝在一反應(yīng)腔室中進(jìn)行，氣體噴淋頭設(shè)于反應(yīng)腔室上部，在反應(yīng)腔室下部正對于氣體噴淋頭的位置設(shè)有靜電卡盤，用于承載晶圓，靜電卡盤的內(nèi)部或其上表面鋪設(shè)有一下電極，用于吸附晶圓；反應(yīng)腔室下方還連接有一真空泵，用于抽出反應(yīng)后反應(yīng)腔室中剩余的氣體及微粒。

在正常的等離子體處理工藝中，通過氣體噴淋頭向反應(yīng)腔室導(dǎo)入反應(yīng)氣體，再向反應(yīng)腔室施加射頻電源產(chǎn)生射頻電場，射頻電場作用于反應(yīng)氣體生成等離子體，等離子體與晶圓進(jìn)行刻蝕反應(yīng)，從而完成對晶圓的加工。完成對晶圓的加工后就將晶圓移出反應(yīng)腔，在進(jìn)行多次晶圓加工的周期后反應(yīng)腔內(nèi)積累的聚合物量會大大增加，需要進(jìn)行清洗。

如圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的反應(yīng)腔室清洗方法，用于清洗等離子體處理工藝使用的反應(yīng)腔室以及氣體噴淋頭表面堆積的聚合物，該方法包括如下步驟。

步驟S1：向反應(yīng)腔室中通入清洗氣體。

具體地，以氣體噴淋頭向反應(yīng)腔室中通入反應(yīng)氣體。

根據(jù)該實(shí)施例，清洗氣體包括氧氣。

進(jìn)一步地，清洗氣體包括至少一種含氟氣體，例如為C₂F₆、C₂F₄等。

該實(shí)施例采用的清洗氣體的壓強(qiáng)為0.2Torr-1Torr。

步驟S2：向靜電卡盤施加一直流電源，并向反應(yīng)腔室施加射頻電源；其中，射頻電源作用于清洗氣體而產(chǎn)生等離子體，直流電源的電壓極性與等離子體的電極性相同。