[發(fā)明專利]一種減少下電極損傷的腔體清洗方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710379434.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN107393801A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康斯坦丁·莫吉利尼科夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 魯汶儀器有限公司（比利時(shí)）
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32
• 代理公司: 北京得信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11511
• 代理人: 袁偉東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減少下電極損傷的腔體清洗方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體工藝中，常常需要在批量晶片間(或單片間)進(jìn)行等離子清洗工藝，以維持腔室環(huán)境穩(wěn)定，提高工藝的重復(fù)性、穩(wěn)定性和良品率。比如等離子刻蝕工藝中，由于等離子體對(duì)硅片表面的轟擊以及工藝氣體與晶圓表面材料的反應(yīng)往往會(huì)產(chǎn)生一些工藝副產(chǎn)物，如聚合物，附著在腔室內(nèi)壁表面，而下電極被刻蝕硅片阻擋，所以其表面并無刻蝕副產(chǎn)物附著。為了清除由刻蝕工藝產(chǎn)生的工藝副產(chǎn)物，目前應(yīng)用的方法是在晶圓刻蝕前后、每片晶圓的刻蝕間隔，以及在一批晶圓開始刻蝕之前，進(jìn)行干法清洗(dryclean)，如用SF₆、O₂等工藝氣體的等離子體與含Si產(chǎn)物及有機(jī)聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氣態(tài)產(chǎn)物被抽出腔室，從而達(dá)到清潔腔室的目的。

目前現(xiàn)有清洗腔體工藝的方法主要分無擋片和有擋片兩大類：

一種方法是無擋片干法清洗工藝，如圖1所示，在干法清洗腔室時(shí)，基座(下電極)暴露在等離子環(huán)境中。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外的陪片來作擋片，因此能夠節(jié)約晶圓消耗，同時(shí)也省去了擋片的傳輸動(dòng)作，節(jié)約了設(shè)備的傳輸資源，提高了工作效率。缺點(diǎn)是等離子會(huì)對(duì)基座(下電極)造成損傷從而影響其壽命。

另一種方法是有擋片干法清洗工藝，如圖2所示，在干法清洗腔室時(shí)在基座(下電極)上放置硅片，以保護(hù)基座(下電極)不受等離子損傷，提高了配件的使用壽命。但是，由于需要額外的陪片，因此增加了晶圓消耗，同時(shí)生產(chǎn)過程中需要穿插傳輸擋片，占用了設(shè)備傳輸資源，降低了生產(chǎn)效率。

綜上所述，目前的等離子清洗工藝方法無法兼顧解決基座(下電極)壽命和晶圓消耗及設(shè)備傳輸效率這兩個(gè)方面的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明公開一種減少下電極損傷的腔體清洗方法，包括以下步驟：犧牲層形成步驟，通過位于下電極附近的下部噴口通入反應(yīng)氣體，對(duì)下電極表面進(jìn)行薄膜沉積，作為保護(hù)下電極的犧牲層；以及干法清洗步驟，通過腔體上部噴口通入反應(yīng)氣體對(duì)腔體進(jìn)行等離子清洗。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，所述下部噴口位于頂針上。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，所述犧牲層的厚度根據(jù)在所述干清洗步驟中所需消耗的厚度設(shè)定。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，所述犧牲層的厚度為10nm～100nm。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，所述犧牲層為SiO₂、C_xF_y或Si_xN_y，或是幾種成分的多組分復(fù)合膜。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，在所述犧牲層形成步驟中，開啟下電極功率。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，所述下電極功率為50W～500W。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，在所述干法清洗步驟中，開啟上電極功率，并保持低下電極功率。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，所述上電極功率為100W～800W，所述下電極功率為0W～50W。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法中，優(yōu)選為，還包括吹掃步驟，在所述干法清洗步驟后立即通過下部噴口向腔體內(nèi)通入氮?dú)饣蚨栊詺怏w。

本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法通過引入薄膜沉積步驟，并且在下電極附近設(shè)置噴氣口，既避免了因下電極直接暴露于等離子環(huán)境而造成下電極損傷，從而延長了下電極的使用壽命，同時(shí)節(jié)約了晶圓消耗，提高了設(shè)備工作效率，有效地兼顧了下電極壽命和晶圓消耗及設(shè)備傳輸效率這兩個(gè)方面的問題。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的無擋片干法清洗工藝腔的示意圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)的有擋片干法清洗工藝腔的示意圖。

圖3是本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法的第一實(shí)施方式的流程圖。

圖4是下部噴口設(shè)置在頂針上部時(shí)氣體流向示意圖。

圖5是四個(gè)工藝環(huán)節(jié)中進(jìn)氣方式的示意圖：(a)刻蝕工藝環(huán)節(jié)，(b)取片工藝環(huán)節(jié)，(c)形成犧牲層工藝環(huán)節(jié)，(d)干法清洗工藝環(huán)節(jié)。

圖6是本發(fā)明的減少下電極損傷的腔體清洗方法的第二實(shí)施方式的流程圖。

具體實(shí)施方式