CN107316797A - 一种干法清洗工艺腔的方法 - Google Patents

一种干法清洗工艺腔的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107316797A
CN107316797A CN201710380061.9A CN201710380061A CN107316797A CN 107316797 A CN107316797 A CN 107316797A CN 201710380061 A CN201710380061 A CN 201710380061A CN 107316797 A CN107316797 A CN 107316797A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dry method
processing chamber
cleaning processing
lower electrode
film deposition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710380061.9A
Other languages
English (en)
Inventor
康斯坦丁·莫吉利尼科夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leuven Instrument Co Ltd (belgium)
Original Assignee
Leuven Instrument Co Ltd (belgium)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leuven Instrument Co Ltd (belgium) filed Critical Leuven Instrument Co Ltd (belgium)
Priority to CN201710380061.9A priority Critical patent/CN107316797A/zh
Publication of CN107316797A publication Critical patent/CN107316797A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明公开一种干法清洗工艺腔的方法，包括以下步骤：薄膜沉积步骤，对下电极表面进行薄膜沉积，作为保护下电极表面的牺牲层；以及干法清洗步骤，对工艺腔内壁进行等离子清洗。本发明有效避免了在等离子清洗环节中因下电极直接暴露于等离子环境而造成下电极损伤的问题，延长了下电极的使用寿命，同时节约了晶圆消耗，提高了设备工作效率。

Description

一种干法清洗工艺腔的方法
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种干法清洗工艺腔的方法。
背景技术
在半导体工艺中，常常需要在批量晶片间(或单片间)进行等离子清洗工艺，以维持腔室环境稳定，提高工艺的重复性、稳定性和良品率。比如等离子刻蚀工艺中，由于等离子体对硅片表面的轰击以及工艺气体与晶圆表面材料的反应往往会产生一些工艺副产物，如聚合物，附着在腔室内壁表面，而下电极被刻蚀硅片阻挡，所以其表面并无刻蚀副产物附着。为了清除由刻蚀工艺产生的工艺副产物，目前应用的方法是在晶圆刻蚀前后、每片晶圆的刻蚀间隔，以及在一批晶圆开始刻蚀之前，进行干法清洗(dryclean)，如用SF6、O2等工艺气体的等离子体与含Si产物及有机聚合物发生化学反应，生成气态产物被抽出腔室，从而达到清洁腔室的目的。
目前现有清洗腔体工艺的方法主要分无挡片和有挡片两大类：
一种是无挡片干法清洗工艺，如图1所示，在干法清洗腔室时，基座(下电极)暴露在等离子环境中。该工艺的优点是不需要额外的陪片来作挡片，因此能够节约晶圆消耗，同时也省去了挡片的传输动作，节约了设备的传输资源，提高了工作效率。缺点是等离子会对基座(下电极)造成损伤从而影响其寿命。
另一种是有挡片干法清洗工艺，如图2所示，在干法清洗腔室时在基座(下电极)上放置硅片，以保护基座(下电极)不受等离子损伤，提高了配件的使用寿命。但是，由于需要额外的陪片，因此增加了晶圆消耗，同时生产过程中需要穿插传输挡片，占用了设备传输资源，降低了生产效率。
综上所述，目前的等离子清洗工艺方法无法兼顾解决基座(下电极)寿命和晶圆消耗及设备传输效率这两个方面的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开一种干法清洗工艺腔的方法，包括以下步骤：薄膜沉积步骤，对下电极表面进行薄膜沉积，作为保护下电极表面的牺牲层；以及干法清洗步骤，对工艺腔进行等离子清洗。
优选为，所述牺牲层的厚度根据在所述干法清洗步骤中所需消耗的厚度设定。
优选为，所述牺牲层的厚度为3nm～100nm
优选为，所述牺牲层为SiO2。
优选为，在所述薄膜沉积步骤中，开启下电极功率。
优选为，所述下电极功率为50W～500W。
优选为，在所述薄膜沉积步骤中，通入SiH4和N2O气体，其中，SiH4的流量为20sccm～200sccm，N2O流量为20sccm～200sccm，通入时间为3s～20s。
优选为，在所述干法清洗步骤中，开启上电极功率，并保持低下电极功率。
优选为，所述上电极功率为100W～800W，所述下电极功率为0W～50W。
优选为，还包括吹扫步骤，在所述干法清洗步骤后立即向工艺腔内通入氮气或惰性气体。
本发明的干法清洗工艺腔的方法通过引入薄膜沉积步骤，既避免了因下电极直接暴露于等离子环境而造成下电极损伤，从而延长了下电极的使用寿命，同时节约了晶圆消耗，提高了设备工作效率，有效地兼顾了下电极寿命和晶圆消耗及设备传输效率这两个方面的问题。
附图说明
图1是现有技术的无挡片干法清洗工艺腔的示意图。
图2是现有技术的有挡片干法清洗工艺腔的示意图。
图3是本发明的干法清洗工艺腔的方法的第一实施方式的流程图。
图4是执行薄膜沉积步骤后的下电极的示意图。
图5是执行干法清洗步骤后的下电极的示意图。
图6是本发明的干法清洗工艺腔的方法的第二实施方式的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图3是本发明的干法清洗工艺腔的方法的第一实施方式的流程图。如图3所示，在薄膜沉积步骤S1中，对下电极表面进行薄膜沉积，作为保护下电极表面的牺牲层。在干法清洗步骤S2中，对工艺腔进行等离子清洗。其中，薄膜沉积厚度也即牺牲层的厚度根据在后续清洗步骤S2中所需消耗的厚度进行设定，以达到在清洗步骤S2结束时牺牲层被消耗干净的效果。也就是说，在整个清洗工艺完成后，既能够极大减少清洗等离子对下电极表面的损伤，又不会在下电极表面增加额外的膜层而影响后续工艺加工。图4示出了执行薄膜沉积步骤后的下电极的示意图。图5示出了执行干法清洗步骤后的下电极的示意图。
本发明第一实施方式的干法清洗工艺腔的方法中，通过薄膜沉积步骤，既避免了因下电极直接暴露于等离子环境而造成下电极损伤，从而延长了下电极的使用寿命，同时节约了晶圆消耗，提高了设备工作效率，有效兼顾解决了下电极寿命和晶圆消耗及设备传输效率这两个方面的问题。
图6是本发明的干法清洗工艺腔的方法的第二实施方式的流程图。如图6所示，本发明第二实施方式与第一实施方式基本相同，区别在于还包括吹扫步骤S3，向工艺腔内通入氮气或惰性气体。也即在等离子清洗步骤结束后立即通入氮气、氦气或氩气等，能够进一步有效去除工艺腔内的残留颗粒。
本发明的干法清洗工艺腔的方法适用于对多种设备的工艺腔清洗工艺，例如感应耦合等离子体刻蚀机(ICP)、电容耦合等离子体刻蚀机(CCP)以及薄膜沉积设备等。以下针对感应耦合等离子体刻蚀机在等离子刻蚀浅沟槽隔离(STI)工艺后进行干法清洗工艺腔为例，针对采用本发明的干法清洗工艺腔的方法的具体实施例进行详细说明。刻蚀硅槽的工艺气体为公知的Cl2/HBr/O2，刻蚀过程中将在ICP刻蚀腔室壁上沉积因物理轰击Si和光刻胶所产生的Si、CxHy以及等离子下反应不易挥发的SiBr4、SiBrxOy、SiClxOy等。
在薄膜沉积步骤S1中，关闭上电极，下电极功率在50W～500W之间，优选为300W，腔室压力在5mT～100mT之间，优选为60mT，通入SiH4气体，气体流量为20sccm～200sccm，优选为80sccm，通入N2O，流量为20sccm～200sccm，优选为160sccm，通入时间为3s～20s，优选为10s。在下电极表面沉积3nm～100nm SiO2，优选为50nm。通过启动下电极功率，使SiO2集中沉积在了下电极表面。
在干法清洗步骤S2中，开启上电极，上电极功率为100W～800W，优选为600W，控制很低的下电极功率0W～50W，优选为20W。腔室压力在5mT～100mT之间，优选为80mT，通入O2和SF6气体，去除腔室壁上的CxHy和气体硅基副产物，将所生成的气态的SiF4，CO2和H2O气体抽走。其中，O2通入流量为20sccm～200sccm，优选为100sccm，SF6通入流量为20sccm～200sccm，优选为100sccm，通入时间为10s～120s，优选为80s。通过启动较高上电极功率，能够提高等离子密度，从而提高去除腔室壁上的副产物的效率。同时，控制很低的下电极功率，使在薄膜沉积步骤S1中所沉积的SiO2薄膜，基本在本步骤中反应干净，从而使基座(下电极)表面恢复到清洗前的状态，同时尽可能减少其表面的损伤。
通过以上实施例的技术方案，在浅沟槽隔离(STI)刻蚀工艺中：与现有的有挡片的等离子清洗技术相对比，提高了生产效率(throughput)25％，并节约了50％的挡片消耗；与现有的无挡片的无下电极保护的等离子清洗技术相对比，显著延长了下电极使用寿命，初步统计，将下电极使用寿命(射频累计启辉时数)从约10000小时延长到了30000小时。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
薄膜沉积步骤，对下电极表面进行薄膜沉积，作为保护下电极表面的牺牲层；以及
干法清洗步骤，对工艺腔进行等离子清洗。
2.根据权利要求1所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
所述牺牲层的厚度根据在所述干清洗步骤中所需消耗的厚度设定。
3.根据权利要求2所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
所述牺牲层的厚度为3nm～100nm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
所述牺牲层为SiO2。
5.根据权利要求1所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
在所述薄膜沉积步骤中，开启下电极功率。
6.根据权利要求5所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
所述下电极功率为50W～500W。
7.根据权利要求1所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
在所述薄膜沉积步骤中，通入SiH4和N2O气体，其中，SiH4的流量为20sccm～200sccm，N2O流量为20sccm～200sccm，通入时间为3s～20s。
8.根据权利要求1所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
在所述干法清洗步骤中，开启上电极功率，并保持低下电极功率。
9.根据权利要求8所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
所述上电极功率为100W～800W，所述下电极功率为0W～50W。
10.根据权利要求1所述的干法清洗工艺腔的方法，其特征在于，
还包括吹扫步骤，在所述干法清洗步骤后立即向工艺腔内通入氮气或惰性气体。
CN201710380061.9A 2017-05-25 2017-05-25 一种干法清洗工艺腔的方法 Pending CN107316797A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710380061.9A CN107316797A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种干法清洗工艺腔的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710380061.9A CN107316797A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种干法清洗工艺腔的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107316797A true CN107316797A (zh) 2017-11-03

Family

ID=60183913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710380061.9A Pending CN107316797A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种干法清洗工艺腔的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107316797A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110310901A (zh) * 2018-03-20 2019-10-08 台湾积体电路制造股份有限公司 清洁工艺腔室的方法
CN111211065A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 长鑫存储技术有限公司 半导体生产设备的清洗方法及半导体工艺方法
CN111900120A (zh) * 2020-08-28 2020-11-06 上海华力微电子有限公司 提升静电吸盘使用寿命的方法
WO2023040757A1 (zh) * 2021-09-17 2023-03-23 江苏鲁汶仪器有限公司 一种等离子刻蚀腔的清洗方法及应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060222771A1 (en) * 2004-07-13 2006-10-05 Seamons Martin J Methods for the reduction and elimination of particulate contamination with cvd of amorphous carbon
CN102080217A (zh) * 2009-11-26 2011-06-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 非等离子体辅助的化学气相沉积方法
CN102420100A (zh) * 2011-05-23 2012-04-18 上海华力微电子有限公司 一种刻蚀腔体清除记忆效应的方法
CN102553867A (zh) * 2012-02-17 2012-07-11 上海先进半导体制造股份有限公司 等离子刻蚀设备反应腔室的干法清洗方法
CN104282519A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置的清洁方法
CN104752142A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 调控等离子体反应腔室环境的方法
CN105097485A (zh) * 2014-05-05 2015-11-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室环境调控方法
CN105448634A (zh) * 2014-08-28 2016-03-30 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种腔室环境的控制方法
CN106548914A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 中微半导体设备(上海)有限公司 一种等离子体处理设备及其清洗系统和方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060222771A1 (en) * 2004-07-13 2006-10-05 Seamons Martin J Methods for the reduction and elimination of particulate contamination with cvd of amorphous carbon
CN102080217A (zh) * 2009-11-26 2011-06-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 非等离子体辅助的化学气相沉积方法
CN102420100A (zh) * 2011-05-23 2012-04-18 上海华力微电子有限公司 一种刻蚀腔体清除记忆效应的方法
CN102553867A (zh) * 2012-02-17 2012-07-11 上海先进半导体制造股份有限公司 等离子刻蚀设备反应腔室的干法清洗方法
CN104282519A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置的清洁方法
CN104752142A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 调控等离子体反应腔室环境的方法
CN105097485A (zh) * 2014-05-05 2015-11-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室环境调控方法
CN105448634A (zh) * 2014-08-28 2016-03-30 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种腔室环境的控制方法
CN106548914A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 中微半导体设备(上海)有限公司 一种等离子体处理设备及其清洗系统和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姚仲鹏: "《空气净化原理、设计与应用》", 30 September 2014, 北京：中国科学技术出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110310901A (zh) * 2018-03-20 2019-10-08 台湾积体电路制造股份有限公司 清洁工艺腔室的方法
CN110310901B (zh) * 2018-03-20 2022-11-15 台湾积体电路制造股份有限公司 清洁工艺腔室的方法
CN111211065A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 长鑫存储技术有限公司 半导体生产设备的清洗方法及半导体工艺方法
CN111900120A (zh) * 2020-08-28 2020-11-06 上海华力微电子有限公司 提升静电吸盘使用寿命的方法
WO2023040757A1 (zh) * 2021-09-17 2023-03-23 江苏鲁汶仪器有限公司 一种等离子刻蚀腔的清洗方法及应用
TWI834289B (zh) * 2021-09-17 2024-03-01 大陸商江蘇魯汶儀器有限公司 一種等離子刻蝕腔的清洗方法及應用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI713116B (zh) 圖案化低介電常數介電膜之方法
CN107316797A (zh) 一种干法清洗工艺腔的方法
TWI547991B (zh) 蝕刻方法
KR20190049482A (ko) 스택 내에 피처들을 에칭하기 위한 방법
CN101894737B (zh) 腔室环境的控制方法
CN101214487B (zh) 一种半导体刻蚀设备腔室的清洗方法
KR101276258B1 (ko) 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법
TWI709171B (zh) 矽蝕刻與清洗
KR101981738B1 (ko) 기판 처리 방법 및 장치
CN105097487A (zh) 一种晶圆背面减薄工艺
KR20210024658A (ko) 나노와이어들을 위한 선택적인 에칭
KR100707983B1 (ko) 산화막의 원자층 에칭방법
CN102553867A (zh) 等离子刻蚀设备反应腔室的干法清洗方法
KR20190063941A (ko) 폴리 실리콘을 선택적으로 제거하는 건식 세정 장치 및 방법
CN101562122B (zh) 干法蚀刻方法以及硅片蚀刻方法
KR101194020B1 (ko) 반도체 장치 제조 방법
CN101217114B (zh) 一种解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法
CN109727857B (zh) 干法刻蚀方法
CN103861843A (zh) 反应腔室的清洗方法及基片刻蚀方法
US12100601B2 (en) Etching method with metal hard mask
CN107393801A (zh) 一种减少下电极损伤的腔体清洗方法
JP5642427B2 (ja) プラズマ処理方法
CN101894750A (zh) 干法刻蚀TaN电极的方法
CN101567313A (zh) 栅极制造方法
CN113410136A (zh) 一种碳化硅沟槽刻蚀方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171103