CN111360004B - 一种离子刻蚀机反应腔清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：(1)向反应腔通入氩气和氧气，保持离子刻蚀机反应腔真空度300‑400帕，进行第一次射频辉光，射频的频率为：阴极：60‑120KHZ、阳极：26‑28MHZ；(2)继续向反应腔通入氩气和氧气，调节并保持反应室内压强为200‑400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2‑3GHZ，然后终止作业，清洗完毕。本发明的方法清洗操作简单，利用离子刻蚀机自身的功能进行清洗，不需要拆卸离子刻蚀机，而且本发明的方法的清洗效果好，保证仪器正常运行的清洗维护周期长。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体硅片加工设备清洗的工艺，具体涉及一种离子刻蚀机反应腔清洗方法。
背景技术
在微电子领域，通常会在离子刻蚀机中对半导体元件和硅片进行离子刻蚀，而刻蚀反应腔里存留的化学物理状况会有很大差别，在设备停止使用时，会长期存在，从而影响到后续的离子刻蚀工艺。因而对于反应腔要定期进行清洁，通常清洁的方式是将机器关闭，将内部的挡板拆下，进行打砂处理。而这种方法的弊端是造成机器运行的不稳定，而打砂工艺通常会使机器内部造成二次污染，影响其清洁的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种离子刻蚀机反应腔清洗方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向反应腔通入氩气和氧气，保持离子刻蚀机反应腔真空度300-400帕，进行射频辉光，射频的频率为：阴极：60-120KHZ、阳极：26-28MHZ；
(2)继续向反应腔通入氩气和氧气，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2-3GHZ，然后终止作业，清洗完毕。
步骤(1)可以充分的使反应腔内的各种残渣脱落分解，步骤(2)将腔体内表面进一步得到刻蚀，从而使反应腔体更加光滑，使得离子刻蚀机工作起来更加稳定。本发明的方法利用离子刻蚀机自身的刻蚀功能，通过将氩气和氧气同时通入反应腔体进行射频辉光，氩气和氧气生成等离子体，在电极射频作用下，等离子体对反应腔体进行清洗，本发明的方法首先在较低的频率下进行反应，然后在较高的频率下进一步的反应使得反应腔体更加光滑，清洗效果更好。
优选地，所述第一次射频辉光的温度为50-75℃，所述第二次射频辉光的温度为50-75℃。
优选地，所述第一次射频辉光时射频的频率为：阴极：60-120KHZ、阳极：27.12MHZ；所述第二次射频辉光时射频的频率为：射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ。
优选地，所述第一次射频辉光时的氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm。
优选地，所述第二次射频辉光时的氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm。
优选地，所述第一次射频辉光的时间为280-320秒，所述第二次射频辉光的时间为580-620秒。
优选地，所述第一次射频辉光的时间为300秒。
优选地，所述第二次射频辉光的时间为600秒。
优选地，步骤(1)中通入氩气和氧气之前使真空度达到450帕，然后调节至所述第一次射频辉光的条件进行第一次射频辉光，步骤(2)开始前使真空度达到500帕，然后调节至所述第二次射频辉光的条件进行第二次射频辉光。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，本发明的方法清洗操作简单，利用离子刻蚀机自身的功能进行清洗，不需要拆卸离子刻蚀机，而且本发明的方法的清洗效果好，保证仪器正常运行的清洗维护周期长。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)开启真空泵，当真空度达到450帕时，通入氩气和氧气，调节真空度使其保持在300-400帕，氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm，反应腔中的温度为50℃；然后进行射频辉光，时间为300秒，射频的频率为：阴极：90KHZ、阳极：27.12MHZ；
(2)减少氧气浓度，使真空度保持在500帕，调节氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ，射频辉光时间为600s，然后终止作业，清洗完毕。
实施例2
作为本发明实施例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)开启真空泵，当真空度达到450帕时，通入氩气和氧气，调节真空度使其保持在300-400帕，氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm，反应腔中的温度为60℃；然后进行射频辉光，时间为300秒，射频的频率为：阴极：90KHZ、阳极：27.12MHZ；
(2)减少氧气浓度，使真空度保持在500帕，调节氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ，射频辉光时间为600s，然后终止作业，清洗完毕。
实施例3
作为本发明实施例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)开启真空泵，当真空度达到450帕时，通入氩气和氧气，调节真空度使其保持在300-400帕，氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm，反应腔中的温度为65℃；然后进行射频辉光，时间为300秒，射频的频率为：阴极：90KHZ、阳极：27.12MHZ；
(2)减少氧气浓度，使真空度保持在500帕，调节氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ，射频辉光时间为600s，然后终止作业，清洗完毕。
实施例4
作为本发明实施例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)开启真空泵，当真空度达到450帕时，通入氩气和氧气，调节真空度使其保持在300-400帕，氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm，反应腔中的温度为75℃；然后进行射频辉光，时间为300秒，射频的频率为：阴极：90KHZ、阳极：27.12MHZ；
(2)减少氧气浓度，使真空度保持在500帕，调节氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ，射频辉光时间为600s，然后终止作业，清洗完毕。
实施例5
作为本发明实施例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)开启真空泵，当真空度达到450帕时，通入氩气和氧气，调节真空度使其保持在300-400帕，氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm，反应腔中的温度为50℃；然后进行射频辉光，时间为300秒，射频的频率为：阴极：60KHZ、阳极：27.12MHZ；
(2)减少氧气浓度，使真空度保持在500帕，调节氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ，射频辉光时间为600s，然后终止作业，清洗完毕。
实施例6
作为本发明实施例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)开启真空泵，当真空度达到450帕时，通入氩气和氧气，调节真空度使其保持在300-400帕，氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm，反应腔中的温度为50℃；然后进行射频辉光，时间为300秒，射频的频率为：阴极：75KHZ、阳极：27.12MHZ；
(2)减少氧气浓度，使真空度保持在500帕，调节氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ，射频辉光时间为600s，然后终止作业，清洗完毕。
实施例7
作为本发明实施例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
(1)开启真空泵，当真空度达到450帕时，通入氩气和氧气，调节真空度使其保持在300-400帕，氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm，反应腔中的温度为50℃；然后进行射频辉光，时间为300秒，射频的频率为：阴极：105KHZ、阳极：27.12MHZ；
(2)减少氧气浓度，使真空度保持在500帕，调节氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ，射频辉光时间为600s，然后终止作业，清洗完毕。
实施例8
对本发明对比例的一种离子刻蚀机反应腔清洗方法的清洗效果进行检测。
检测的方法：
(1)将同一规格的离子刻蚀机分为7组，在相同的刻蚀工艺下运行10天后；
(2)用本发明实施例1-7的方法进行清洗，以清洗后通过在同一工艺下运行的时间长短为指标，考察清洗的效果，运行的时间的长短以刻蚀样品出现异常的第一个批次为终点；
其中，步骤(1)中的离子刻蚀机在刻蚀工艺下运行10天之前，使用同一种离子刻蚀机反应腔清洗方法清洗3次，以保证在刻蚀工艺下运行10天之前离子刻蚀机反应腔的清洁度一致，且保证了在同一工艺运行10天后，污浊程度一致。
清洗后通过在同一工艺下运行的时间长短如表1所示
表1实施例1-7的方法对离子刻蚀机反应腔清洗效果
| 方法 | 效果/天 | 方法 | 效果/天 |
| 实施例1 | 10 | 实施例5 | 13 |
| 实施例2 | 8 | 实施例6 | 12 |
| 实施例3 | 9 | 实施例7 | 5 |
| 实施例4 | 7 |
由实施例1-4的结果表明，射频辉光的温度在50-65℃时，本发明清洗的效果较好；由实施例1、实施例5-7的结果表明，第一次射频辉光的频率为阴极：60-90KHZ、阳极：27.12MHZ时，本发明清洗的效果较好。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种离子刻蚀机反应腔清洗方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)向反应腔通入氩气和氧气，保持离子刻蚀机反应腔真空度300-400帕，进行第一次射频辉光，射频的频率为：阴极：60-120KHZ、阳极：26-28MHZ；
(2)继续向反应腔通入氩气和氧气，调节并保持反应室内压强为200-400帕，进行第二次射频辉光，射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2-3GHZ，然后终止作业，清洗完毕，
其中，所述第一次射频辉光时反应腔内温度为50-75℃，所述第二次射频辉光时反应腔内温度为50-75℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次射频辉光时射频的频率为：阴极：60-120KHZ、阳极：27.12MHZ；所述第二次射频辉光时射频的频率为：射频的频率为阴极：13.56MHZ、阳极：2.45GHZ。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一次射频辉光时的氧气的流量为50-70sccm，氩气的流量为400-500sccm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二次射频辉光时的氧气的流量为40-60sccm，氩气的流量为300-350sccm。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次射频辉光的时间为280-320秒，所述第二次射频辉光的时间为580-620秒。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一次射频辉光的时间为300秒。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二次射频辉光的时间为600秒。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中先调整反应腔内的真空度为450帕时，然后再向反应腔通入氩气和氧气；所述步骤(2)先调节反应腔的真空度为500帕，然后再继续向反应腔通入氩气和氧气。
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