等离子体清洗方法技术

本发明专利技术提供一种等离子体清洗方法，用于去除半导体工艺设备的工艺腔室中的副产物，包括第一清洗步骤，去除所述工艺腔室的上部区域中的所述金属副产物；第二清洗步骤，去除所述工艺腔室的上部区域中的所述有机副产物；第三清洗步骤，去除所述工艺腔室的下部区域中的所述有机副产物；第四清洗步骤，去除所述工艺腔室的下部区域中的所述金属副产物。本发明专利技术提供的等离子体清洗方法，其可以对工艺腔室的整个区域进行全面清洗，有效改善清洗效果，而且还可以延长MTBC，提高设备利用率。提高设备利用率。提高设备利用率。

【技术实现步骤摘要】
等离子体清洗方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种等离子体清洗方法。

技术介绍

[0002]等离子刻蚀过程中产生的副产物(包括光刻胶、刻蚀前驱体和刻蚀生成物等)会沉积在工艺腔室的腔体和其他表面上，这些副产物不仅会导致工艺漂移，而且会带来晶圆缺陷，影响最终良率。因此每间隔一定时间，便需要用化学溶液对工艺腔室进行湿法清洗。但湿法清洗非常耗时，对此，通常会使用等离子体无晶圆自清洗(waferless auto clean，WAC)技术来清洗工艺腔室，从而延长平均湿式清洗间隔时间(Mean Time Between Clean,MTBC)。
[0003]但是，现有的等离子体清洗方法无法保证对工艺腔室的整个区域(包含上部区域和下部区域)进行全面清洗，且清洗副产物的种类单一，清洗效果较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种等离子体清洗方法，其可以对工艺腔室的整个区域进行全面清洗，而且还可以去除多种不同的副产物，从而有效改善清洗效果。
[0005]为实现本专利技术的目的而提供一种等离子体清洗方法，用于去除工艺腔室中的金属副产物和有机副产物，包括，
[0006]第一清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不低于第一预设腔压，通入与所述金属副产物反应的第一工艺气体，电离所述第一工艺气体去除所述工艺腔室的上部区域中的所述金属副产物；
[0007]第二清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不低于第二预设腔压，通入与所述有机副产物反应的第二工艺气体，电离所述第二工艺气体去除所述工艺腔室的上部区域中的所述有机副产物；
[0008]第三清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不高于第三预设腔压，通入与所述有机副产物反应的第三工艺气体，电离所述第三工艺气体去除所述工艺腔室的下部区域中的所述有机副产物；
[0009]第四清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不高于第四预设腔压，通入与所述金属副产物反应的第四工艺气体，电离所述第四工艺气体去除所述工艺腔室的下部区域中的所述金属副产物；
[0010]其中，所述第一预设腔压和所述第二预设腔压均大于或者等于第一阈值，所述第三预设腔压和所述第四预设腔压均小于或者等于第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。
[0011]可选的，所述第一清洗步骤、所述第二清洗步骤、所述第三清洗步骤和所述第四清洗步骤中，所述工艺腔室加载的上电极功率均大于等于1800W，且小于等于2300W，和/或，所
述工艺腔室的腔体温度均大于等于65℃，且小于等于70℃。
[0012]可选的，所述第一阈值为20mT，所述第二阈值为10mT。
[0013]可选的，所述金属副产物为含铝副产物，所述第一工艺气体和所述第四工艺气体均包括含氯气体。
[0014]可选的，所述第一工艺气体和所述第四工艺气体中的至少一者还包括含氢的还原性气体，所述含氯气体中的氯与所述还原性气体中的氢的比值大于等于9:1，且小于等于25:1。
[0015]可选的，所述含氯气体为氯气，所述还原性气体为CH4，所述氯气的流量为200sccm
‑
500sccm，所述CH4的流量为10
‑
30sccm。
[0016]可选的，所述第二工艺气体和所述第三工艺气体均包括氧化气体。
[0017]可选的，所述第二工艺气体和/或所述第三工艺气体还包括含氯气体，所述氧化气体中的氧与所述含氯气体中的氯的比值大于等于8:1，且小于等于12:1。
[0018]可选的，所述氧化气体为氧气，所述含氯气体为氯气，所述第二工艺气体和所述第三工艺气体均包括所述氧气和所述氯气。
[0019]可选的，所述第二工艺气体中氧气的流量为600sccm
‑
1400sccm，所述氯气的流量为70sccm
‑
120sccm；所述第三工艺气体中氧气的流量为300sccm
‑
600sccm，所述氯气的流量为40sccm
‑
60sccm。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术提供的等离子体清洗方法，其包括四个清洗步骤，且第一、第二清洗步骤各自采用的腔压均大于等于第一阈值，第三、第四清洗步骤各自采用的腔压均小于等于第二阈值，该第一阈值大于第二阈值，这样，第一、第二清洗步骤通过采用较高的腔压，可以使等离子体主要集中在工艺腔室的上部区域，以去除上部区域中的金属副产物和有机副产物，而第三、第四清洗步骤通过采用较低的腔压，可以使等离子体的扩散能力增强，其会在排气作用下快速扩散至工艺腔室的下部区域，以去除下部区域中的金属副产物和有机副产物，从而可以实现对工艺腔室的整个区域进行全面清洗，有效改善清洗效果。
[0022]同时，通过先利用第一清洗步骤去除上部区域的金属副产物，后利用第二清洗步骤后去除上部区域的有机副产物，可以避免金属副产物与用于去除有机副产物的氧活性基团反应生成不容易去除的物质，另外，通过先利用第三清洗步骤去除下部区域的有机副产物，后利用第四清洗步骤后去除下部区域的金属副产物，可以避免因最后去除下部区域的有机副产物而产生不容易去除的物质，从而进一步提高清洗效果和清洗效率。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例提供的等离子体清洗方法应用的半导体工艺设备的结构图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的等离子体清洗方法的流程框图；
[0025]图3为采用较低的上电极功率和腔体温度时下电极反射功率与不同的射频使用时间的曲线对比图；
[0026]图4为采用较高的上电极功率和腔体温度时下电极反射功率与射频使用时间为300hrs的曲线图。
具体实施方式
[0027]为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的等离子体清洗方法进行详细描述。
[0028]本专利技术实施例提供一种等离子体清洗方法，用于去除工艺腔室中的金属副产物和有机副产物。该等离子体清洗方法用于使用等离子体无晶圆自清洗(waferless auto clean，WAC)方法来清洗工艺腔室，具体地，图1为本专利技术实施例提供的等离子体清洗方法应用的半导体工艺设备的结构图。请参阅图1，半导体工艺设备包括工艺腔室1，该工艺腔室1的腔体顶部设置有介质窗2，该介质窗2上设置有中心进气装置3，用于在进行腔室清洗工艺时向工艺腔室1中通入清洗气体，在进行刻蚀工艺时向工艺腔室1中通入刻蚀气体；介质窗2的上方设置有线圈5，其作为上电极与射频电源(图中未示出)电连接，用于通过介质窗2向工艺腔室1内馈入射频能量，以激发工艺腔室1中的清洗气体或者刻蚀气体形成等离子体。并且，在工艺腔室1的顶部，且位于介质窗2下方的边缘位置环绕设置有气体分配件4，其用于在进行腔室清洗工艺时从四周向工艺腔室1中通入清洗气体，或者在进行刻蚀工艺时从四周向工艺腔室1中通入刻蚀气体。工艺腔室1内设置有下电极装置6，用于承载晶圆。工艺腔室1的底部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体清洗方法，用于去除工艺腔室中的金属副产物和有机副产物，其特征在于，包括，第一清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不低于第一预设腔压，通入与所述金属副产物反应的第一工艺气体，电离所述第一工艺气体去除所述工艺腔室的上部区域中的所述金属副产物；第二清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不低于第二预设腔压，通入与所述有机副产物反应的第二工艺气体，电离所述第二工艺气体去除所述工艺腔室的上部区域中的所述有机副产物；第三清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不高于第三预设腔压，通入与所述有机副产物反应的第三工艺气体，电离所述第三工艺气体去除所述工艺腔室的下部区域中的所述有机副产物；第四清洗步骤，控制所述工艺腔室的压力不高于第四预设腔压，通入与所述金属副产物反应的第四工艺气体，电离所述第四工艺气体去除所述工艺腔室的下部区域中的所述金属副产物；其中，所述第一预设腔压和所述第二预设腔压均大于或者等于第一阈值，所述第三预设腔压和所述第四预设腔压均小于或者等于第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一清洗步骤、所述第二清洗步骤、所述第三清洗步骤和所述第四清洗步骤中，所述工艺腔室加载的上电极功率均大于等于1800W，且小于等于2300W，和/或，所述工艺腔室的腔体温度均大于等于65℃，且小于等于70℃。3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一阈值为20mT，所述第二阈值为10mT。4.根据权利要求3所述的清洗方法，其特征在于，所述金属副产物为...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚利，张建坤，赵尊华，桑强强，胡李松，谢梦雨，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：