TW200410337A - Dry cleaning method for plasma reaction chamber - Google Patents

Description

200410337 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領Μ : 本發明係有關於一種半導體裝置之清潔方法，特別是 有關於一種電漿反應室之乾式清潔方法，藉以延長預防保 養（preventive maintenance，ΡΜ)之週期。 A前技術： 由於以電漿乾蝕刻的方式來蝕刻金屬以製作積體電路 元件’其效能優於濕蝕刻，因此已普遍地應用於現今的半 導體工業或是薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD )工業。 於電衆乾餘刻製程期間，製程反應氣體係注入於電漿反應 室（Plasma chamber)，並藉由射頻（radiation frequency，RF )電磁波形成電漿以作為蝕刻劑。 (etch 積於反 嚴重的 製作閘 於進行 )等氣 之光阻 )等化 之餘刻 ’其有 缺陷， 得格外 反應室中進行金屬乾蝕刻時，一些蝕刻副產品 by-product )會沉積於反應室之内壁。當這些聚 應室内壁的姓刻副產品達到一定程度時，便會造成 影響。舉例而言，在TFT_LCD之前段陣列製程中， 極線所使用的金屬材料為鉬鋁铷合金（M〇A1Nd)。 電漿乾蝕刻期間係使用氣氣（C12)、氯化硼（BC13 體作為反應氣體，其非常容易於反應室中與圖案化 ^生含碳、鋁、鉬等光阻殘留物及氣化鋁（Alcl3 二：”反應室内壁。這些沉積於反應室内壁 ;处：拓：工衫響製程條件而降低製程穩定性之外 掉落於坡璃基底上造成無法挽救的 =極線短路。因此，去除聚積的敍刻副產品顯

200410337 五、發明說明（2) 傳統上，清潔反應室的方法係打 拆解其中的部件，並藉由物理或化學方2反應室，接著 如，使用水及異丙醇（i p A )之溶 i 去除沉積物。例 壁。然而，這種渴式清潔液日清洗或擦拭反應室内 而大幅地降低產能 式耗時且預防保養週期短，因 發明内袞： 有鑑於此，本發明之目的在於提供一 乾式清潔方法’適用於金屬餘刻製 === 之周期並增加產^ U延長預防保養 根據上述之㈣，本發明提供一種電聚反應室之乾式 >月沛方法，適用於金屬蝕刻製程。首先，將一具 層之基底置入-電漿反應室。接著，#刻基底上之金屬層 。最後，自電漿反應室移出基底並實施一乾式清洗程序: 其首先在電聚反應室中形成一第一電漿，以清 室内壁。接著，在電聚反應室中形成一第二“電= 電敷反應室之上電極及下電極。接著，在電漿反應室中形 成一第三電漿，以清潔電漿反應室内壁。最後，於電聚反 應室中通入及抽取一迫除氣體。 再者’第一電漿係以乳氣作為其反應氣體且其流量在 600到800 seem的範圍，而反應氣體之壓力依序在3到1〇 mTorr的範圍及在15到40 mTorr的範圍。 再者’第二電漿係以氣氣及氯化棚氣體之混合氣體作

200410337 五、發明說明（3) 為其反應氣體且氯氣流量在100到500 seem的範圍及氯化 硼氣體流量在50到150 seem的範圍，而反應氣體之壓力在 3到6 mTorr的範圍。 再者，第三電漿係以氟化硫氣體及氧氣之混合氣體作 為其反應氣體且氣化硫氣體及氧氣之流量分別在6 〇 〇到8 〇 〇 seem的範圍，而反應氣體之壓力在5〇到70 mTorr的範圍。 再者，氧氣及氦氣之混合氣體作為迫除氣體且氧氣及 乱氣之流量分別在8 0 0到1 〇 〇 〇 s c c in的範圍。 為讓本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下 參 實施方式： 以下配合第1圖說明本發明實施例之電漿反應室之乾 式清潔方法。請參照第1圖，其繪示出根據本發明實施例 之金屬鍅刻製程後之乾式清潔方法流程圖，適用於 TFT-LCD 月·』段陣列製程（array fabricati〇n process) ° 首 先’進行步驟S10，提供一產品基底，例如一玻璃基底， 其上开> 成有用以製作閘極線之金屬層，例如I目銘錄J合金。 接著’藉由習知之微影製程，在金屬層上方形成一光阻圖 案層，用以定義閘極線之圖案。之後，將產品基底置入一 電漿反應室，例如一感應耦合電漿式（induct ively coupled plasma, ICP )反應室。 接下來’進行步驟S12，藉由光阻圖案層作為罩幕並 以感應搞合電漿餘刻基底上之金屬層，以完成閘極線之製

0632-8794TWF(nl);AU91205;spin.ptd 200410337 五、發明說明（4) 作。 接下來，進行步驟si 4，自電漿反應室移出基底。之 後’進行步驟S16 ’由操作者決定是否需要清潔電漿反應 室。若否，則進行步驟S1 〇，亦即繼續產品之製造。 若需要清洗電漿反應室，則實施一臨場（i n — s i t U ) 乾式清洗程序。首先，進行步驟S20，在電漿反應室中形 成一第一電漿，以清潔電漿反應室内壁。在本實施例中， 所形成的第一電漿可藉由注入氧氣（〇2)至電漿反應室以 作為其反應氣體，且其流量在600到800 seem的範圍，而 較佳的流量為800 seem。使用氧電漿的主要目的在於清除 含碳的蝕刻沉積物。另外，使用低壓的氧電漿可有效清除 反應室下半部的含碳的蝕刻沉積物，而使用高壓的氧電漿 可有效清除反應至上半部的含碳的餘刻沉積物。因此，首 先，反應氣體之壓力維持在3到10 mTorr的範圍，而較佳 的壓力為5 mTorr。之後，調整反應氣體之壓力至15到4〇 mTorr的範圍，而較佳的壓力為2〇 mT〇rr。 接下來，進行步驟S2 2，在電漿反應室中形成一第二 電漿’以清潔該電毁反應室内壁。在本實施例中，所形成 的第二電漿可藉由注入氣氣（ci2)及氣化硼（BCi3)氣體 之混合氣體至電漿反應室以作為其反應氣體。其中，氯氣 流量在100到500 seem的範圍，而較佳的流量為4〇〇sccm。 再者，氯化硼氣體流量在50到150 seem的範圍，而較佳的 流量為100 seem。使用氯氣及氣化硼氣體的主要目的在於 清除上電極及下電極上含鋁的蝕刻沉積物。另外，反應氣

圓 Μ 第8頁 0632-8794TWF(nl);AU91205;spin.ptd 200410337 五、發明說明（5) 體之壓力維持在3到6 mTorr的範圍，而較佳的壓力為4 mTorr ° 接下來，進行步驟S2 4，在電漿反應室中形成一第三 電漿，以再次清潔電漿反應室内壁。在本實施例中，所形 成的第三電漿可藉由注入氟化硫（SF6 )氣體及氧氣之混 合氣體至電漿反應室以作為其反應氣體。其中，氟化硫氣 體流量在600到800 sccm的範圍，而較佳的流量為8〇〇sccm 。再者’氧氣流量在6 0 0到8 0 0 s c c m的範圍，而較佳的流 量為80 0 SCCm。使用氟化硫氣體及氧氣的主要目的在於清 除電漿反應室内壁含鉬的蝕刻沉積物及再次清除含碳的蝕 ^沉積物。另外，反應氣體之壓力維持在5〇到7〇瓜“厂的 範圍，而較佳的壓力為6〇 mTorr。 最後，進行步驟S26，於電菠及庵…山2 h ，例如氧氣及氦氣之混合氣體且反通應入至中主通入迫除氣體 的範圍，而較佳的時間為30秒。再時間在⑼到40秒 均可分別在800到1〇00 ^㈣的範虱軋及虱軋之流量 1 00 0 sccm 〇力、g人、“人〆 m 而較佳的流量均在 1 000 sccm。在通入追除氣體期間， 』牡 浦抽取出含有蝕刻沉積物之迫除 π時错由反應室之幫 室清潔程序。接著，可進行步驟S1- ’以完成本發明之乾 製作。 ’以繼續其他產品之 本發明之臨場電漿乾式清潔方法 入清潔氣體（姓刻反應氣體），使复糸在電漿清潔期間注 用而產生易揮發物並再藉由迫除《其與蝕刻沉積物相互作 帶走。相較於習知之濕i清$ ^ $體及電漿反應室之幫浦 工’本發明之方法無需打

200410337 五 發明說明（6) --- 開反應室進行清潔，因π 間並防止其他污染源d:機等待清潔而浪費生產時 沉積物可減少，所以預防保反應室…姓刻 。亦即，根據本發明之方法，ί期（PM cycle)得以延長 雖然本發明已以較佳电二效，增加產能。 限定本發明，任何熟習此項技二=路如上，然其並非用以 :和範圍A，當可作更動與潤；者因=離本發明之精 “見後附之申請專利範圍所界定者為準本發明之保護範圍

200410337 圖式簡單說明 第1圖係繪示出根據本發明實施例之金屬蝕刻製程後 之乾式清潔方法流程圖。 0632-8794TWF(nl);AU91205;spin.ptd 第11頁

Claims (1)

1. 200410337 六、申請專利範圍 1 · 一種電漿反應室之乾式清潔方法，包括下列步驟： 在一電漿反應室中形成一第一電漿，以清潔該電漿反 應室内壁； 在該電漿反應室中形成/第二電漿’以清潔該電漿反 應室之上電極及下電極；以及 在該電漿反應室中形成一第三電漿，以清潔該電漿反 應室内壁。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之電聚反應室之乾式清 潔方法，更包括於該電漿反應室通入及抽取一迫除氣體之 步驟。 3 ·如申請專利範圍第2項戶斤述之電漿反應至之乾式清 潔方法，其中通入該迫除氣體之時間在2 〇到4 0秒的範圍。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該迫除氣體係氧氣及氦氣之混合氣體且該氧 氣及該氦氣之流量分別在8 〇 〇到1 0 0 0 s ccm的範圍。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法’其中該第一電漿係以氧氣作為其反應氣體且其流 量在600到800 seem的範圍。 6·如申請專利範圍第5項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該反應氣體之壓力在3到1〇 mTorr的範圍。 7·如申請專利範圍第5項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該反應氣體之壓力在15到4〇 mT〇rr的範圍。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 減方法，其中該第二電漿係以氯氣及氯化硼氣體之混合氣

   200410337 六、申請專利範圍 體作為其反應氣體且該氣氣流量在100到500 seem的範圍 及該氣化硼氣體流量在50到150 seem的範圍。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該反應氣體之壓力在3到6 mTorr的範圍。 I 0 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該第三電漿係以氟化硫氣體及氧氣之混合氣 體作為其反應氣體且該氟化硫氣體及該氧氣之流量分別在 6 0 0 到 8 0 0 seem的範圍。 II ·如申請專利範圍第1 〇項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該反應氣體之壓力在5〇到70 mTorr的範圍 12· —種電漿反應室之乾式清潔方法，適用於金屬蝕 刻製程，包括下列步驟： 將一具有一金屬層之基底置入一電漿反應室； 蝕刻該基底上之該金屬層； 自該電漿反應室移出該基底；以及 實施一乾式清洗程序，其包栝下列步驟： 在該電漿反應室中形成一第/電漿，以清潔該電漿反 應室内壁；- 在該電漿反應室中形成一第二電漿，以清潔該電漿反 應室内壁；以及 在該電漿反應室中形成-第彡電漿’以清潔該電漿反 應室内壁。 13·如申請專利範圍第12項所述之電漿反應室之乾式

   0632-8794TW(nl); AU91205; spin. ptd 第13貢 200410337 六、申請專利範圍 清潔方法，其中該乾式清洗程序更包括於該電漿反應室通 入及抽取一迫除氣體之步驟。 14·如申請專利範圍第1 3項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中通入該迫除氣體之時間在2〇到40秒的範圍 〇 1 5 ·如申請專利範圍第丨3項所述之電漿反應室之乾式 清¥方法’其中該迫除氣體係氧氣及氦氣之混合氣體且該 氧氣及該氦氣之流量分別在8 〇 〇到1 〇 〇 〇 s c c m的範圍。 it如申請專利範圍第12項所述之電漿反應室之乾式 清 >糸方法，其中該金屬層係一 紹铷合金層。 17·如申請專利範圍第16項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該第一電漿係以氧氣作為其反應氣體且其 k里在6 0 〇到8 0 〇 s c c in的範圍。 1 8 ·如申請專利範圍第丨7項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該反應氣體之壓力在3到10 mTorr的範圍 〇 1 9 ·如申請專利範圍第丨7項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該反應氣體之壓力在15到40 mTorr的範園 〇 20·如申請專利範圍第16項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該第二電漿係以氯氣及氣化棚氣體之現合 氣體作為其反應氣體且該氣氣流量在100到500 seem的範 圍及該氣化硼氣體流量在5〇到150 seem的範圍。 2 1 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之電漿反應室之乾式

   200410337 六、申請專利範圍 清潔方法，其中該反應氣體之廢力在3到6 mTorr的範圍。 22·如申请專利範圍第Μ項戶斤述之電浆反應至之乾式 清潔方法，其中該第三電漿係以氟化硫氣體及氧氣之混合 氣體作為其反應氣體且該a化硫氟體及該氧氣之流量分別 在600到800 seem的範圍。 23·如申請專利範圍第22項所述之電聚反應室之乾式 清潔方法，其中該反應氣體之壓力在50到70 mTorr的範圍

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