[發明專利]室清潔和半導體蝕刻氣體

在審

• 申請號: 202110175233.5
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN112981369A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 彭晟;G.羅;大﨑善政
• 申請（專利權）人: 科慕埃弗西有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/50;C23G5/00;C09K13/00;H01L21/311
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;楊戩

本發明涉及一種半導體制造處理室的操作方法，以及可用作氣體的氟烯烴組合物，所述氣體用于CVD半導體制造，具體地講用于蝕刻應用，包括通過使用活化的氣體混合物從化學氣相沉積室的內部清除表面沉積物的方法，以及蝕刻半導體的表面的方法。

本申請是以下申請的分案申請：申請日2014年12月22日，申請號201480076636.2，發明名稱為“室清潔和半導體蝕刻氣體”。

技術領域

本發明涉及可用于半導體制造應用(諸如蝕刻半導體)中并且用作用于清除CVD室和PECVD室中的表面沉積物的清潔氣體的全氟炔烴組合物。本發明進一步涉及通過使用活化的氣體混合物從化學氣相沉積室的內部清除表面沉積物的方法，該活化的氣體混合物通過活化該室中或遠距室中的氣體混合物來產生，其中氣體混合物包括氟烯烴，諸如全氟炔烴和氧氣。

背景技術

蝕刻氣體和清潔氣體用于制造半導體。例如，化學氣相沉積(CVD)室和等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)室需要定期清潔，以清除室壁和臺板的沉積物。由于在清潔循環中室停止活性服務，所以這一清潔過程降低了室的生產能力。清潔過程可包括，例如反應物氣體的排空及使用清潔氣體替換反應物氣體、該氣體的活化以及接下來使用惰性載氣去除室中清潔氣體的沖洗步驟。清潔氣體通常通過蝕刻內表面積聚的污染物來工作，因此在氣體的實用性和商業用途中清潔氣體的蝕刻速率是一項重要參數，并且一些清潔氣體還可用作蝕刻氣體。另外，現有清潔氣體含有大量具有較高全球變暖潛能值的組分。例如，美國專利6,449,521公開了54％氧氣、40％全氟乙烷和6％NF₃的混合物作為CVD室的清潔氣體。然而，全氟乙烷具有相對較高的GWP，估計其量值在20年的時間范圍內為大約6200，在500年的時間范圍內為大約14000。其他清潔氣體包括C3F8，其也具有顯著的全球變暖潛能值。其他氣體包括例如美國專利6,242,359中描述的那些，該專利公開了含有不飽和氟的氧化物，例如六氟環氧丙烷(CF3CFOCF2)、全氟丙烷-二醇(CFOCF2CFO)、三氟甲醇(CF3OH)、二氟甲醇(CHF2OH)、二氟氧基氟甲烷(CHF2OF)、全氟二乙基醚(C2F5OC2F5)、1,1,3,3-四氟二甲基醚(CHF2OCHF2)等。此外，即使對工藝進行優化，清潔氣體也具有釋放的可能。最后，鑒于這些氣體的化學穩定性，其活化可為高耗能的。各種反應器可用于使用蝕刻和清潔氣體產生半導體。

蝕刻氣體用于將結構蝕刻到半導體中。氣體被引入到室中，轉換成等離子體，然后等離子體與掩蔽半導體的暴露表面反應以從沉積在襯底上的膜清除暴露的材料。對于特定襯底上的給定膜而言，氣體可為可選擇的。例如，CF₄/O₂、SF₆和CHF₃可用于蝕刻多晶硅、CF₄、CF₄/O₂和CH2F2可用于蝕刻Si₃N₄膜。

然而，應當理解，這些氣體可生成相對較高含量的有毒廢氣，除清潔或蝕刻氣體本身的GWP之外，這可帶來另外的GWP或環境、健康和安全(EHS)問題。因此，在本領域中有必要使用比現有氣體具有更高蝕刻速率及更低GWP和ESH影響的有效且價廉的清潔/蝕刻氣體，以減少清潔和操作CVD反應器造成的全球變暖的危害。

發明內容