从电极组件上清洁表面金属污染物的方法技术

清洁电容耦合等离子体反应器电极并减少表面粗糙度，以便清洁过的电极满足表面污染物规范并提高产量的系统而有效的方法。预清洁该清洁过程中使用的工具有助于防止待清洁电极的污染。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在电容耦合等离子体(CCP)反应器或反应室中，集成电路是由晶片或基片形成的，在该晶片或基片上形成图案化的微电 子层。在基片处理过程中，等离子体在上下电极之间产生而且常被用于在该基片上沉积薄膜或刻蚀该薄力莫的预定部分。在〗吏用该电^L 运行大量射频(RF)小时之后，该反应器呈现出刻蚀速率的下降和 刻蚀一致性的偏差。刻蚀性能的下降是由于该电极的硅表面的形态 的改变以及该电极硅表面的污染物。因此，需要一种系统而有效的 方法，以清洁该电纟及并减少表面朝4造度以侵j亥电才及满足表面污染物 规格并提高产量。
技术实现思路
在一个实施方式中，才是供清洁用于在等离子体室中产生 等离子体并包含暴露于等离子体的硅表面的电极组件的方法，该电 极组件包含具有多个出气口的喷淋头电极，该方法包括用硝酸溶液 预清洁液槽的内4十层和该液槽内用于悬挂该电4及组件的元件，其中 该硝酸溶液包含小于10%的硝酸；4吏用该预清洁过的元件在该液槽 的该预清洁过的内衬层中悬挂该电才及组件；将该电极组件浸入该液 槽的该预清洁过的内衬层所容纳的超纯净水中或用该超纯净水清 洁该电极组件；从该液槽的该预清洁过的内衬层移除该电极组件； 以及通过用包含氪氟酸、硝'酸、乙酸和水的酸;容液4姿触该石圭表面， 乂人该石圭表面除去污染物。该电极组件包含具有多个出气口的喷淋头 电极。6在另一个实施方式中，才是供一种清洁用于在等离子体室 中产生等离子体并包含暴露于等离子体的硅表面的电极组件的方 法，该方法包括用硝酸溶液预清洁用于定位该电极组件以便该硅表 面朝下的夹具，其中该硝酸溶液包含小于10%的硝酸；在该夹具上 放置该电极组件以便该硅表面朝下；以及通过用包含氢氟酸、硝酸、 乙酸和水的酸溶液接触该硅表面，^人该朝下的；圭表面除去污染物。附图说明图1显示了描绘依照 一 个实施方式清洁电极的示例性步骤的流程图。图2显示了依照另一个实施方式，用于擦拭电极组件的夹 具的^黄截面示意图。图3A显示了图2中的夹具的透视图。图3B显示了图3 A中的区域B的放大的横截面 一见图。图4显示了依照另一个实施方式，用于强力冲洗(power flushing)电极组件的器具的横截面示意图。具体实施方式适于完成此处所述的清洁方法的实施方式的示例性CCP 室可包4舌室壁；具有下表面的上电才及组件；基片支架；由该支架 支撑并可以操作以在处理该基片的过程中固定该基片或晶片的静 电卡盘。优选地，该壁包括晶片传送孔或传送门，以将该基片传送 进该室和/人该室中^专送出去。可选;也，该壁可用合适的耐磨损才才谇牛 涂覆。为了才是供到地的电流通^各，该壁可以是由金属(比如铝)制 成的，并电性接地。优选地，该静电卡盘充当下电极并耦合于RF电源(通常通过匹配网络)。该上电极组件可以耦合于RF电源(通常通过匹配网络)和一个或多个用于处理气体的气体管线。可以用 其它类型的电3各结构来纟会该上电才及组件和卡盘供电。例如，该上电 极组件可以接地以提供供应到该卡盘的电力的返回通路。或者，该卡盘可以耦合于两个或多个具有不同频率的RF电源。该上电才及组件与该卡盘间隔开，在其间形成产生等离子体的空间。在梯:作过程中， 该上电^f及组件和/或卡盘将该处理气体电性激励为等离子体。该上电^L组件可以是单片电才及或多片电才及。例如，该上 电极组件可以包括单片结构，该单片结构包括喷淋头电极，或者它 可以包4舌喷'淋头电才及和一个或多个外部电才及环。在后一种实施方式 中，可选;也，该喷'淋头电才及和该夕卜部边纟彖环两者老卩可以由通过粘合 材料(比如弹性体粘合材料)粘着于其上的铝支撑板支撑。优选地，该上电极组件包括电极和通过弹性体接头粘着 于该电极的支撑构件，例如，铝支撑板。该弹性体接头允许该电极热膨胀。该弹性体接头可以包括导电和/或导热的填充剂(filler )且 该弹性体可以是高温下稳定的催化剂固化(catalyst-cured)聚合物。 例如，该弹性体"l妄头可以是由石圭聚合物形成的，而该填充剂可以是 由铝合金或硅粉形成的。优选地，该电极是由单晶硅形成的，以最 小化电极污染。该支撑构件、弹性体接头和电极可包括多个孔或出 气口，其允许处理气体穿过该电极组件。优选地，该孔的直径分别是100(M效米和60(M效米。在该室中运^f亍大量RF小时之后，该上电4及组件的性能变 坏，这部分是由于黑硅和金属污染物的形成。在等离子体处理才乘作 中，"黑^圭"可能在该上电才及组件的下表面上(也就是面对该等离 子体的电才及上)形成，这是因为该表面^皮沉积在该表面上的污染物 孩"奄蔽(micro-masked )。受黑石圭形成影响的特定的等离子体处理条件包括适中的RF功率下的高氮、低氧以及CxFy浓度，如在低k通孔 刻蚀过程中使用的。该微掩蔽表面区域的尺寸可以在约10纳米到约 IO微米的尺度上。尽管不希望被任何特定理论束缚，我们相信，在 该暴露于等离子体的硅表面形成黑硅是在等离子体处理操作中非 连续聚合物沉积的结果。在用于刻蚀半导体基片上的电介质材料(比如氧化硅或 低k电介质材料层)的主要刻蚀步骤中，在暴露于等离子体的表面 上可能形成非连续聚合物沉积物。该聚合物沉积物通常是三维的、 岛形的形成物，其选择性地保护下面的表面免于被刻蚀。 一旦形成 针形的形成物之后，聚合物沉积物优先在针的末端形成，由此加快 在后续基片的主要刻蚀步骤中该微掩蔽机制和黑硅的蔓延。该微掩 蔽表面区域(一个或多个)中不一致的、各向异性的刻蚀导致在该 表面上形成间隔^艮近的、针形的或杆形的特征。这些特征可能阻止 光从该硅表面的被更改区域中反射，其导致那些区域有黑色的外 观。该针形特征通常有从约10nm到约50,000nm的长度，有些情况下 甚至更长，以及从约10nm到约50，000nm的宽度。不希望黑硅在暴露于等离子体的表面上形成，因为黑硅 增加了该被更改表面暴露到该等离子体的表面的面积。当黑硅的范 围变得太大时(也就是说，该一皮更改的表面区域的面积和/或该特征 的尺寸达到了不应有的水平)，黑硅可能导致刻蚀等离子体特性的 变化，导致处理偏移(process shift )。因而，等离子体刻蚀速率可 能在不同晶片之间出现偏移和/或在该处理室中处理一组晶片中的 单个晶片的过程中在跨越(across)晶片表面出现偏移。例如，已 经发现，半导体基片的刻蚀速率在更靠近黑硅所在的电极区域的半 导体基片表面区域中明显更低，黑硅的过多形成使该处的刻蚀明显 恶化。除黑硅之外，由等离子体放电产生的高能离子、光子和 各种中性原子和分子的通量(flux),以及在半导体基片处理过程中 发生的各种反应，使得暴露于等离子体的表面的形态被改变。暴露 于等离子体的表面的"形态变化"的特征在于表面形貌(topography) 的改变，这是由跨越(across)该表面宽度的材料的不一致除去导 致的。例如，暴露于等离子体的表面可能有凹陷，其深度为60-100 微英寸。而且，平均的表面粗糙度通常是16微英寸。在黑珪这种情 况下，形态一皮改变的表面导致处理偏移。在等离子体处理过程中，该上电4及组件一皮金属成《分污染。 通常不能符合污染物规^各的最常见的金属离子包4舌A1、 Ca、 Mg、 Na和K。而且，还有其它的金属元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁用于在等离子体室中产生等离子体并包含暴露于等离子体的硅表面的电极组件的方法，该方法包括：　用硝酸溶液预清洁液槽的内衬层和该液槽内用于悬挂该电极组件的元件，其中该硝酸溶液包含小于１０％的硝酸；　使用该预清洁过的元件在该液槽 的该预清洁过的内衬层中悬挂该电极组件；　将该电极组件浸入该液槽的该预清洁过的内衬层所容纳的超纯净水中或用该超纯净水清洁该电极组件；　从该液槽的该预清洁过的内衬层移除该电极组件；以及　通过用包含氢氟酸、硝酸、乙酸和水的酸溶液 接触该硅表面，从该硅表面除去污染物，　其中该电极组件包含具有多个出气口的喷淋头电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪希赫，尹遥波，顺杰克逊吴，阿芒阿沃扬，约翰E多尔蒂，琳达蒋，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[]