一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法技术

本发明专利技术提供了一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法，使用离子束刻蚀的工艺菜单进行清洗，设置施加在第一层栅网的正电压、正电流和施加在第二层栅网上的负电压，使等离子体通过第一层栅网，且不形成具有方向性离子束，利用等离子体之间的排斥碰撞作用，对栅网的沾污进行清洗。本发明专利技术中的清洗方法不用通过开腔等其他物理操作，直接以离子束刻蚀腔的工艺菜单的方式在不开腔的情况下达到清洗IBE grid的目的，且清洗效果好，清洗前后工艺参数稳定。清洗前后工艺参数稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法


[0001]本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法。

技术介绍

[0002]离子束刻蚀(IBE)是干法刻蚀的一种，是一种利用一定能量的离子束轰击材料表面，使材料表面发生溅射，从而实现刻蚀效果的设备。
[0003]刻蚀工艺流程如下：
[0004]气体Ar、O2等进入石英腔放电室
→
RF线圈发起的高频波电离Ar、O2产生等离子体
→
在第一层栅网施加正电压(BMV)和正电流(BMI)对离子的强度进行筛选
→
在第二层栅网施加负电压(ACV)吸引带正电的等离子体并使等离子体形成具有方向性的带正电的离子束并通过第二层栅网
→
到达第三层栅网筛后离子束电势为0并穿过第三层栅网
→
带正电荷的离子束被中和器发射出的电子中和，形成电中性离子束
→
电中性离子束对载台上的晶圆进行轰击，副产物被真空系统抽走。
[0005]在IBE刻蚀的过程中，由于挡板的开启，此时腔室与栅网(grid)之间没有任何遮挡物，刻蚀产生的副产物会有一部分溅射到grid处，并附着在grid表面，造成grid沾污。
[0006]沾污的程度会直接影响工艺的准确性，造成工艺过程中某些参数飘掉或者工艺的可重复性变差，同时也会造成grid使用寿命的缩短。例如第二层grid的沾污较多，会使施加在grid表面的负电荷分布不均匀，对于氩离子的牵引作用在不同区域产生较大差异，造成部分氩离子无法通过grid的孔洞，撞击在grid表面，减少其使用寿命。
[0007]目前业界常见的解决grid沾污方法是定期生产维护(PM)，即定义一个grid的使用周期，当grid达到使用周期后，将grid拆卸下来，进行擦拭等恢复动作。工艺角度解决grid沾污造成工艺参数飘掉的方法是在grid已经被沾污的情况下，通过多跑几次控片(dummy片)，来恢复机台参数的稳定，但是该方法无法清除grid上的沾污，只能暂时恢复机台参数的稳定。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法，本专利技术中的清洗方法不用通过开腔等其他物理操作，直接以工艺菜单的方式在不开腔的情况下达到清洗IBE grid的目的。
[0009]本专利技术提供一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法，使用离子束刻蚀的工艺菜单进行清洗，设置施加在第一层栅网的正电压、正电流和施加在第二层栅网上的负电压，使等离子体通过第一层栅网，且不形成具有方向性离子束，利用等离子体之间的排斥碰撞作用，对栅网的沾污进行清洗。
[0010]优选的，所述施加在第一层栅网的正电压为50～1000V。
[0011]优选的，所述施加在第二层栅网的负电压为10～1000V。
[0012]优选的，所述施加在第一层栅网的正电流为5mA～10A。
[0013]优选的，所述清洗过程中的工艺气体为氩气、氧气、氮气、氟基气体和醇类气体中的一种或几种。
[0014]优选的，每种所述工艺气体的流量为5～1000sccm。
[0015]优选的，所述清洗的时间为3～20min。
[0016]优选的，所述栅网的沾污为Pt、SiO2、Ru、MgO、SiN、TiN、C、Ag和Ta中的一种或几种。
[0017]优选的，所述离子刻蚀腔内的腔体压力为0.05～10mT。
[0018]本专利技术提供了一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法，使用离子束刻蚀的工艺菜单进行清洗，设置施加在第一层栅网的正电压、正电流和施加在第二层栅网上的负电压，使等离子体通过第一层栅网，且不形成具有方向性离子束，利用等离子体之间的排斥碰撞作用，对栅网的沾污进行清洗。本专利技术通过设置BMV、BMI和ACV这三个工艺菜单中的参数，使得等离子体通过第一层栅网之后，无法被第二层栅网上的离子加速偏压ACV拉束，从而有大量的带正电的等离子体停留在第一层和第二层栅网之间，其带有相同的正电荷会产生排斥作用，使得单位体积内氩离子碰撞增加，自由程减小，部分氩离子撞击栅网表面的沾污，达到清洗效果。通过第二层栅网的少量等离子体在到达第三层栅网之前，同样也会互相排斥，其中部分氩离子对第二层、第三层grid造成轰击，清除其表面沾污。本专利技术中的清洗方法不用通过开腔等其他物理操作，直接以离子束刻蚀腔的工艺菜单的方式在不开腔的情况下达到清洗IBE grid的目的，且清洗效果好，清洗前后工艺参数稳定。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为离子源工作示意图；
[0021]图2为本专利技术清洗栅网沾污的原理示意图；
[0022]其中，1为RF线圈，2为石英桶，3为第一层栅网，4为第二层栅网，5为第三层栅网，6为中和器；
[0023]图3为本专利技术实施例1中测试菜单刻蚀12寸SiO2晶圆片前后变化；
[0024]图4为实施例1清洗前后grid表面沾污变化图；
[0025]图5为本专利技术对比例1中测试菜单刻蚀12寸SiO2晶圆片前后变化；
[0026]图6为对比例1清洗前后grid表面沾污变化图；
[0027]图7为本专利技术对比例2中测试菜单刻蚀12寸SiO2晶圆片前后变化；
[0028]图8为对比例2清洗前后grid表面沾污变化图。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法，使用离子束刻蚀的工艺菜单进行清洗，设置施加在第一层栅网的正电压、正电流和施加在第二层栅网上的负电压，使等离子体通过第一层栅网，且不形成具有方向性离子束，利用等离子体之间的排斥碰
撞作用，对栅网的沾污进行清洗。
[0030]离子束刻蚀的刻蚀原理如图1所示(以氩气为例)：
[0031]氩气等气体进入石英腔体中，灯丝或者RF线圈等方式产生高频波电离氩气等气体。被电离的氩离子到达第一层栅网(grid)处(靠近离子源的栅网定义为第一层grid，远离离子源的栅网定义为第二、三层grid)。
[0032]在第一层grid处施加一个正电压—离子能量(BMV)和正电流(BMI)，由于grid的正电压与氩离子的相斥作用，只有能量大于相斥力的离子才能够通过grid，即通过BMV对离子的强度进行一次筛选。BMI可以用来表示离子束通量，施加的BMI拥有一个理论上的最大值，即通过第一层grid的离子能够完全被第二层grid拉束的最大值。
[0033]通过第一层grid的氩离子到达第一层grid与第二层grid之间，此时的BMV对氩离子的相斥作用使其加速向第二层grid运动，在第二层grid处施加一个负电压即离子加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子束刻蚀腔内栅网的沾污的清洗方法，其特征在于，使用离子束刻蚀的工艺菜单进行清洗，设置施加在第一层栅网的正电压、正电流和施加在第二层栅网上的负电压，使等离子体通过第一层栅网，且不形成具有方向性离子束，利用等离子体之间的排斥碰撞作用，对栅网的沾污进行清洗。2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述施加在第一层栅网的正电压为50～1000V。3.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述施加在第二层栅网的负电压为10～1000V。4.根据权利要求3所述的清洗方法，其特征在于，所述施加在第一层栅网的正电流为5mA～10A...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑枝源，杨宇新，李佳鹤，彭泰彦，李雪冬，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：