用于蚀刻硬件的基于氢等离子体的清洗工艺制造技术

本公开提供了用于在基板蚀刻之后清洗腔室部件的方法。在一个例子中，一种用于清洗的方法包括以下步骤：使用等离子体活化蚀刻气体混合物，以产生活化的蚀刻气体混合物，蚀刻气体混合物包含含氢前体和含氟前体；及将活化的蚀刻气体混合物输送到工艺腔室的处理区域，工艺腔室具有位于其中的边缘环，边缘环包含催化剂和抗催化材料，其中活化的气体从边缘环移除抗催化材料。

Hydrogen plasma based cleaning process for etching hardware

The present disclosure provides a method for cleaning the chamber components after etching the substrate. In one example, a method of cleaning includes the following steps: using a plasma activation etching of a gas mixture to produce a living etching gas mixture, etched gas mixture containing a hydrogen containing precursor and a fluorine precursor, and the process of transporting the activated etching gas mixture to the processing chamber of the process chamber. The chamber has an edge ring located therein, and the rim ring comprises a catalyst and an anti catalytic material, wherein the activated gas removes an anti catalytic material from the rim ring.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蚀刻硬件的基于氢等离子体的清洗工艺
本专利技术的实施方式大体而言是关于用于清洗在半导体制造应用中所使用的蚀刻硬件的方法。
技术介绍
可靠地生产亚半微米和更小的特征是半导体器件的下一代大规模集成电路(VLSI)和超大规模集成电路(ULSI)的关键技术挑战之一。然而，随着电路技术的极限被推进，VLSI和ULSI技术的缩小尺寸对处理能力提出了额外的要求。在基板上可靠地形成栅极结构对于VLSI和ULSI的成功及对于用以提高单独的基板和晶粒的电路密度和质量的持续努力是重要的。当形成这些特征时，使用光刻胶层作为蚀刻掩模的蚀刻工艺是经常使用的。边缘环可用于控制基板的可用于蚀刻剂的区域。通常，蚀刻剂在边缘环附近的暴露的基板表面处积聚，这可能导致那个区域的过度蚀刻(也称为边缘卷起)。使用围绕晶片而放置的镍边缘环(Ni-ER)控制晶片边缘蚀刻量(EA)。金属Ni通过作为淬灭过量蚀刻剂的化学催化剂而移除晶片边缘附近的过量蚀刻剂。然而，一些生产的晶片含有金属化合物(诸如TiN)的可改变的数量。即使在对这些化合物具有良好选择性(如，大于500:1)的蚀刻工艺中，在Si蚀刻工艺期间可能蚀刻少量。空中传播的Ti物种沉积在腔室零件上，诸如工艺套组的铝部件和Ni-ER。Ti可接着影响Ni-ER的催化活性，从而防止Ni-ER的保护活性。ER催化活性的损失可导致在晶片边缘附近的强的Si蚀刻和在Si膜上的不良的蚀刻均匀性，这可能包括12％或更高的非均匀性百分比。一些人已试图通过高温烘烤受污染的部件(如，在160℃的温度下烘烤)和部件擦拭(如，使用湿的和干的擦拭物)来恢复蚀刻轮廓，而未成功。其他选项包括以新部件更换所有的部件零件和边缘环。然而，部件的更换是既耗时又不具成本效益的。因此，在本领域中存在有对用于清洗或恢复蚀刻腔室部件的活性的方法的需求。
技术实现思路
本公开提供用于在半导体应用中的蚀刻工艺之后从Ti污染中恢复腔室部件的方法。在一个例子中，清洗方法可包括以下步骤：使用等离子体活化蚀刻气体混合物，以产生活化的蚀刻气体混合物，蚀刻气体混合物包含含氢前体和含氟前体；及将活化的蚀刻气体混合物输送到工艺腔室的处理区域，工艺腔室具有位于其中的边缘环，边缘环包含催化剂和抗催化材料，其中活化的气体从边缘环移除抗催化材料。在另一个例子中，一种用于处理基板的方法可包括以下步骤：蚀刻位于工艺腔室的处理区域中的基板，基板与包含催化剂的边缘环结合定位，其中蚀刻基板的步骤包含以下步骤：将抗催化材料沉积在边缘环上；从处理区域移除基板；使用蚀刻气体混合物形成远程等离子体，蚀刻气体混合物包含含氢前体和含氟前体；及将远程等离子体输送到处理区域中的边缘环，其中远程等离子体从边缘环移除抗催化材料。在另一个例子中，一种装置清洗方法可包括以下步骤：将蚀刻气体混合物输送到工艺腔室的等离子体腔，工艺腔室具有边缘环，边缘环包含镍和小于5％原子量的钛；使用蚀刻气体混合物形成远程等离子体，蚀刻气体混合物包含H2和NF3，H2和NF3的浓度的比率为至少3:1的比率，其中比率的前项决定最小值；及将远程等离子体从等离子体腔输送到工艺腔室的处理区域，其中远程等离子体从边缘环移除抗催化材料。附图说明为使可详细理解本专利技术的以上所载的特征的方式，可通过参考实施方式来获得对上面所简要概述的本专利技术的更具体的描述，实施方式的一些图示在附随的附图中。然而，应当注意附随的附图仅图示本专利技术的典型实施方式，且因此不应被认为是对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术可允许其他等效的实施方式。图1描绘可用以在基板上执行蚀刻工艺的蚀刻工艺腔室；图2描绘根据一个实施方式的用于从边缘环清洗抗催化材料的方法的流程图；且为促进理解，在可能的情况下已使用相同的组件符号来指定共享于附图中的相同组件。应理解一个实施方式的要素和特征可有利地并入其他实施方式中，而无需进一步详述。然而，应注意附随的附图仅图示示例性实施方式且因此不被视为限制实施方式的范围，因为于此所述的方法可允许其它等效的实施方式。具体实施方式于此所述的实施方式大体而言是关于用于在半导体应用中的蚀刻工艺之后从Ti污染中恢复腔室部件的方法。在一个例子中，方法包括将远程等离子体输送到催化边缘环，诸如镍边缘环。远程等离子体包括含氢物种和含氟物种。在蚀刻工艺期间，一些钛被蚀刻并再沉积到边缘环上，这降低了边缘环的催化活性并且在边缘环-基板界面处产生增加的蚀刻。通过将包含含氢前体和含氟前体的等离子体输送到边缘环，可清洗边缘环并可恢复催化活性。这种清洗工艺减少了更换部件的停机时间和成本。于此所公开的实施方式参照以下的附图更清楚地描述。图1是适于执行如以下所进一步描述的边缘环污染物移除工艺的说明性工艺腔室100的剖面图。工艺腔室100可经配置以从设置在基板表面上的材料层移除材料。工艺腔室100对于执行等离子体辅助的干式蚀刻工艺是特别有用的。工艺腔室100可以是可从位于加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司取得的FrontierTM、PCxTReactivePrecleanTM(RPC)、AKTIVPre-CleanTM、SiconiTM或CapaTM腔室。应注意可从其它制造商取得的其它真空工艺腔室也可适于实施于此所述的实施方式。工艺腔室100包括腔室主体112、盖组件140和支撑组件180。盖组件140设置在腔室主体112的上端处，且支撑组件180至少部分地设置在腔室主体112内。腔室主体112包括形成在腔室主体112的侧壁中的狭缝阀开口114，以提供对工艺腔室100的内部的接入。狭缝阀开口114选择性地打开和关闭，以允许通过晶片搬运机器人(未显示)而进入腔室主体112的内部。在一或多个实施方式中，腔室主体112包括在其中形成的通道115，用于使传热流体流过其中。腔室主体112可进一步包括围绕支撑组件180的衬垫120。衬垫120为可移除的，以用于维修和清洗。在一或多个实施方式中，衬垫120包括一或多个孔125和形成在其中的与真空系统流体连通的泵送通道129。孔125为气体进入泵送通道129中提供流动路径，泵送通道129为工艺腔室100内的气体提供出口。真空系统可包括真空泵130和节流阀132，以调节通过工艺腔室100的气体的流量。真空泵130耦接到设置在腔室主体112中的真空端口131，且因此与在衬垫120内所形成的泵送通道129流体连通。盖组件140包括至少两个堆叠的部件，该至少两个堆叠的部件经配置以在其之间形成等离子体容积或腔，从而形成远程等离子体源。在一或多个实施方式中，盖组件140包括垂直设置在第二电极145(“下电极”)上方的第一电极143(“上电极”)，在第一电极143和第二电极145之间限定等离子体容积或腔150。第一电极143连接到诸如RF功率源之类的功率源152，且第二电极145连接到地面，从而在两个电极143、145之间形成电容，以提供远程等离子体给处理区域141。在一或多个实施方式中，盖组件140包括至少部分地形成在第一电极143的上区域156内的一或多个气体入口154(仅显示一个)。一或多种工艺气体经由一或多个气体入口154而进入盖组件140。一或多个气体入口154在其第一端处与等离子体腔150流体连通，且在其第二端处耦接到一或多个上游气体源和/或其它气体输送部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洗方法，包含以下步骤：使用等离子体活化蚀刻气体混合物，以产生活化的蚀刻气体混合物，该蚀刻气体混合物包含含氢前体和含氟前体；及将该活化的蚀刻气体混合物输送到工艺腔室的处理区域，该工艺腔室具有位于其中的边缘环，该边缘环包含催化剂和抗催化材料，其中该活化的气体从该边缘环移除该抗催化材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.13 US 62/278,2551.一种清洗方法，包含以下步骤：使用等离子体活化蚀刻气体混合物，以产生活化的蚀刻气体混合物，该蚀刻气体混合物包含含氢前体和含氟前体；及将该活化的蚀刻气体混合物输送到工艺腔室的处理区域，该工艺腔室具有位于其中的边缘环，该边缘环包含催化剂和抗催化材料，其中该活化的气体从该边缘环移除该抗催化材料。2.如权利要求1所述的方法，其中该含氢前体为H2，H2O，H2O2或其组合。3.如权利要求1所述的方法，其中该含氟前体为F2，HF，NF3，XeF2，CF4，CHF3，CH2F2，CH3F或其组合。4.如权利要求1所述的方法，其中该含氢前体与该含氟前体的浓度的比率为至少3:1的比率。5.如权利要求1所述的方法，其中活化蚀刻气体混合物的步骤进一步包含以下步骤：从限定在工艺腔室的盖中的等离子体腔形成远程等离子体。6.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：将该边缘环维持在约摄氏25度和约摄氏1000度之间的温度。7.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：在该远程等离子体工艺期间在没有RF源功率的情况下供应RF偏压功率。8.如权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·偌德瑞格，张景春，纪丽丽，王安川，N·K·英格尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US