本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種反應(yīng)腔室的清洗方法。

背景技術(shù)：

目前，在半導(dǎo)體制造工藝中，半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來(lái)越小，所以，相應(yīng)的對(duì)半導(dǎo)體的加工工藝要求也越來(lái)越高，其中，對(duì)工藝過(guò)程中的顆粒(particle)的控制是控制器件良率的一個(gè)關(guān)鍵因素。

例如，在晶圓的刻蝕過(guò)程中，刻蝕反應(yīng)的副產(chǎn)物會(huì)在反應(yīng)腔室頂部和側(cè)壁持續(xù)沉積形成顆粒。在后續(xù)晶圓的刻蝕過(guò)程中，顆粒會(huì)掉落在晶圓上，掉落在晶圓上的顆粒起到了“掩膜”的作用，阻礙了對(duì)晶圓的進(jìn)一步刻蝕，使得光阻的圖形沒(méi)有完全轉(zhuǎn)移到晶圓上，進(jìn)而使得刻蝕線(xiàn)條互相搭連，造成器件間相互導(dǎo)通，導(dǎo)致器件失效，影響器件良率。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常在下一片晶圓進(jìn)入反應(yīng)腔室之前，使用等離子體對(duì)反應(yīng)腔室進(jìn)行清洗，但是本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，等離子體僅處在腔室中的某一確定區(qū)域，無(wú)等離子體存在的區(qū)域則無(wú)法被清洗，導(dǎo)致等離子體對(duì)整個(gè)反應(yīng)腔室的清洗能力不夠，而無(wú)法有效清除反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)腔室的清洗方法，能夠有效清除反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種反應(yīng)腔室的清洗方法，采用如下技術(shù)方案：

該反應(yīng)腔室的清洗方法采用清洗氣體在射頻電源作用下起輝以實(shí)現(xiàn)清除沉 積在反應(yīng)腔室內(nèi)壁上的副產(chǎn)物，該反應(yīng)腔室的清洗方法包括對(duì)所述反應(yīng)腔室內(nèi)壁的不同區(qū)域進(jìn)行清洗的至少兩個(gè)主清洗步驟。

具體地，所述反應(yīng)腔室的清洗方法包括第一主清洗步驟和第二主清洗步驟，其中，第一主清洗步驟對(duì)所述反應(yīng)腔室內(nèi)壁上部進(jìn)行清洗，第二主清洗步驟對(duì)所述反應(yīng)腔室內(nèi)壁下部進(jìn)行清洗。

可選地，所述第一主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓大于所述第二主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓。

可選地，所述第一主清洗步驟中所述射頻電源的射頻功率大于所述第二主清洗步驟中所述射頻電源的射頻功率。

可選地，所述第一主清洗步驟中所述射頻電源的射頻頻率大于所述第二主清洗步驟中所述射頻電源的射頻頻率。

示例性地，所述反應(yīng)腔室的清洗方法還包括第三主清洗步驟，所述第三主清洗步驟對(duì)所述反應(yīng)腔室內(nèi)壁中部進(jìn)行清洗。

進(jìn)一步可選地，所述第一主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓大于所述第三主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓，且所述第三主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓大于所述第二主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓。

可選地，所述第一主清洗步驟中所述射頻電源的射頻功率大于所述第三主清洗步驟中所述射頻電源的射頻功率，且所述第三主清洗步驟中所述射頻電源的射頻功率大于所述第二主清洗步驟中所述射頻電源的射頻功率。

可選地，所述第一主清洗步驟中所述射頻電源的射頻頻率大于所述第三主清洗步驟中所述射頻電源的射頻頻率，且所述第三主清洗步驟中所述射頻電源的射頻頻率大于所述第二主清洗步驟中所述射頻電源的射頻頻率。

示例性地，所述第一主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓為80mt～120mt；所 述第三主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓為40mt～80mt；所述第二主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓為20mt～40mt。

進(jìn)一步地，所述第一主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓為100mt；所述第三主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓為60mt；所述第二主清洗步驟中所述清洗氣體的氣壓為30mt。

示例性地，所述清洗氣體包括氧氣和含氟氣體。

本發(fā)明提供了一種如上所述的反應(yīng)腔室的清洗方法，由于在該反應(yīng)腔室的清洗方法的不同的主清洗步驟中，能夠?qū)Ψ磻?yīng)腔室內(nèi)壁的不同區(qū)域進(jìn)行清洗，從而能夠有效清除反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物，有利于提高器件的良率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的反應(yīng)腔室的清洗方法的示意圖一；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的反應(yīng)腔室的清洗方法的示意圖二。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種反應(yīng)腔室的清洗方法(以下簡(jiǎn)稱(chēng)清洗方法)，該清洗方法采用清洗氣體在射頻電源作用下起輝以實(shí)現(xiàn)清除沉積在反應(yīng)腔室內(nèi)壁上 的副產(chǎn)物。具體地，該清洗方法包括對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁的不同區(qū)域進(jìn)行清洗的至少兩個(gè)主清洗步驟。上述反應(yīng)腔室內(nèi)壁包括反應(yīng)腔室頂部和側(cè)壁。

不同的主清洗步驟可以按照其清洗的區(qū)域的位置依次進(jìn)行，也可以按照其他順序依次進(jìn)行，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不進(jìn)行限定。另外，對(duì)于各主清洗步驟的持續(xù)時(shí)間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇，例如使不同的主清洗步驟的持續(xù)時(shí)間相同，以使得整個(gè)清洗方法的操作較為簡(jiǎn)單，或者，根據(jù)反應(yīng)腔室中不同區(qū)域中的副產(chǎn)物的量的多少，對(duì)不同的主清洗步驟的持續(xù)時(shí)間分別進(jìn)行設(shè)定。

示例性地，當(dāng)在刻蝕工藝中沉積在反應(yīng)腔室的頂部和側(cè)壁的副產(chǎn)物的成分為包含c-h(碳-氫極性共價(jià)鍵)或者c-c(碳-碳極性共價(jià)鍵)的有機(jī)物或者sibro(溴氧硅的化合物)等無(wú)機(jī)物時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中選擇清洗氣體包括氧氣和含氟氣體，清洗氣體等離子體化形成的等離子體中的o(氧)和f(氟)的自由基或者離子非常容易與上述副產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成物以氣態(tài)形式被泵抽走，從而達(dá)到清洗反應(yīng)腔室的目的。

可選地，在每個(gè)主清洗步驟中，清洗氣體包括sf6(六氟化硫)和o2(氧氣)，反應(yīng)腔室的上功率為600w～1200w，清洗氣體等離子化形成的等離子體和副產(chǎn)物反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為10s～60s，氧氣的流量為5sccm～100sccm。其中，sf6等離子體化形成f的自由基或者離子，o2等離子體化形成o的自由基或者離子。進(jìn)一步地，在主清洗步驟中，清洗氣體還可以包括其他含氟氣體以提高副產(chǎn)物的清除速度，并改善副產(chǎn)物的清除效果。其中，其他含氟氣體的作用和sf6的作用相同。清洗氣體中其他含氟氣體的流量為50sccm～500sccm。例如。其他含氟氣體可以為nf3(三氟化氮)。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種如上所述的反應(yīng)腔室的清洗方法，由于在該反應(yīng) 腔室的清洗方法的不同的主清洗步驟中，能夠?qū)Ψ磻?yīng)腔室內(nèi)壁的不同區(qū)域進(jìn)行清洗，從而能夠有效清除反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物，有利于提高器件的良率。

其中，在不同的主清洗步驟中對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁的不同區(qū)域進(jìn)行清洗的實(shí)現(xiàn)方式可以有多種，例如，在不同的主清洗步驟中，清洗氣體等離子化形成的等離子體中的粒子的自由程不同，以使等離子體在反應(yīng)腔室中的位置不同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在不同的主清洗步驟中對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁的不同區(qū)域進(jìn)行清洗。具體地，等離子體中的粒子的自由程越小，越難擴(kuò)散，等離子體主要位于反應(yīng)腔室中靠近介質(zhì)窗的上部區(qū)域；等離子體中的粒子的自由程越大，越易擴(kuò)散，等離子體主要位于反應(yīng)腔室中遠(yuǎn)離介質(zhì)窗的下部區(qū)域。需要說(shuō)明的是，上述“粒子”包括與反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的離子、自由基，還可以包括原子、原子團(tuán)等。

示例性地，如圖1所示，該清洗方法包括兩個(gè)主清洗步驟，即第一主清洗步驟s1和第二主清洗步驟s2，其中，第一主清洗步驟s1對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁上部進(jìn)行清洗，第二主清洗步驟s2對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁下部進(jìn)行清洗。

當(dāng)采用射頻電源將清洗氣體等離子化時(shí)，對(duì)清洗氣體等離子化形成的等離子體中的粒子的自由程影響的因素包括清洗氣體的氣壓、射頻功率(上功率)以及射頻頻率。因此，在不同的主清洗步驟中，可以通過(guò)使清洗氣體的氣壓不同，和/或，射頻功率(上功率)不同，和/或，射頻頻率不同的方式，以使得第一主清洗步驟s1對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁上部進(jìn)行清洗，第二主清洗步驟s2對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁下部進(jìn)行清洗。具體地，清洗氣體的氣壓越高，等離子體中的粒子相互之間的碰撞越激烈，等離子體中的粒子的自由程越小，射頻功率或者射頻頻率越大，清洗氣體等離子體化形成的等離子體中的粒子的密度越大，等離子體中的粒子相互之間的碰撞越激烈，等離子體中的粒子的自由程越小。

示例性地，本發(fā)明實(shí)施例中可以選擇以下三種方式，使第一主清洗步驟s1 對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁上部進(jìn)行清洗，第二主清洗步驟s2對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁下部進(jìn)行清洗：方式一，第一主清洗步驟s1中清洗氣體的氣壓大于第二主清洗步驟s2中清洗氣體的氣壓；方式二，第一主清洗步驟s1中射頻電源的射頻功率大于第二主清洗步驟s2中射頻電源的射頻功率，示例性地，在第一主清洗步驟s1和第二主清洗步驟s2中，射頻功率可以在200w～1500w范圍內(nèi)進(jìn)行選擇；方式三，第一主清洗步驟s1中射頻電源的射頻頻率大于第二主清洗步驟s2中射頻電源的射頻頻率，在第一主清洗步驟s1和第二主清洗步驟s2中，射頻頻率可以在13.56mhz～100mhz范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。

可選地，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中的清洗方法還包括第三主清洗步驟s3，第三主清洗步驟s3對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁中部進(jìn)行清洗。結(jié)合以上所述可知，在第三主清洗步驟s3中，清洗氣體等離子化形成的等離子體中的粒子的自由程應(yīng)該介于第一主清洗步驟s1和第二主清洗步驟s2之間。

類(lèi)似地，當(dāng)采用射頻電源將清洗氣體等離子化時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中可以選擇以下三種方式，使第一主清洗步驟s1對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁上部進(jìn)行清洗，第二主清洗步驟s2對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁下部進(jìn)行清洗，第三主清洗步驟s3對(duì)反應(yīng)腔室內(nèi)壁的中部進(jìn)行清洗：方式一，第一主清洗步驟s1中清洗氣體的氣壓大于第三主清洗步驟s3中清洗氣體的氣壓，且第三主清洗步驟s3中清洗氣體的氣壓大于第二主清洗步驟s2中清洗氣體的氣壓；方式二，第一主清洗步驟s1中射頻電源的射頻功率大于第三主清洗步驟s3中射頻電源的射頻功率，且第三主清洗步驟s3中射頻電源的射頻功率大于第二主清洗步驟s2中射頻電源的射頻功率；方式三，第一主清洗步驟s1中射頻電源的射頻頻率大于第三主清洗步驟s3中射頻電源的射頻頻率，且第三主清洗步驟s3中射頻電源的射頻頻率大于第二主清洗步驟s2中射頻電源的射頻頻率。

當(dāng)該清洗方法包括以上三個(gè)主清洗步驟，且第一主清洗步驟s1中清洗氣體的氣壓大于第三主清洗步驟s3中清洗氣體的氣壓，且第三主清洗步驟s3中清洗氣體的氣壓大于第二主清洗步驟s2中清洗氣體的氣壓時(shí)，可選地，第一主清洗步驟s1中清洗氣體的氣壓為80mt～120mt；第三主清洗步驟s3中清洗氣體的氣壓為40mt～80mt；第二主清洗步驟s2中清洗氣體的氣壓為20mt～40mt。優(yōu)選地，第一主清洗步驟s1中清洗氣體的氣壓為100mt；第三主清洗步驟s3中清洗氣體的氣壓為60mt；第二主清洗步驟s2中清洗氣體的氣壓為30mt。

此時(shí)，在三個(gè)主清洗步驟中，清洗氣體可以均包括sf6和o2，反應(yīng)腔室的上功率可以均為800w，反應(yīng)腔室的下功率可以均為0w，sf6的流量可以均為200sccm，o2的流量可以均為20sccm，清洗氣體等離子化形成的等離子體和副產(chǎn)物反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間可以均為30s，反應(yīng)腔室的內(nèi)外圈襯底溫度可以均為60degc/60degc(攝氏溫度)，反應(yīng)腔室的電流比例可以均為50％。

此外，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)如上所述反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物為包含c-h或者c-c的有機(jī)物時(shí)，由于包含c-h或者c-c的有機(jī)物主要與o的自由基或者離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而在各個(gè)主清洗步驟中，清洗氣體中o2的流量均不大，因此，為了更有效的清除反應(yīng)腔室中的包含c-h或者c-c的有機(jī)物，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選，清洗方法還包括至少一個(gè)輔清洗步驟，在每個(gè)輔清洗步驟中，清洗氣體為o2。示例性地，在每個(gè)輔清洗步驟中，反應(yīng)腔室的上功率為600w～1200w，清洗氣體等離子化形成的等離子體和副產(chǎn)物反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為10s～60s，o2的流量為5sccm～500sccm。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物中的包含c-h或者c-c的有機(jī)物的量較少時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中的清洗方法可以?xún)H包括一個(gè)輔清洗步驟，以使得整個(gè)清洗方法的操作較為簡(jiǎn)單。示例性地，在該輔清洗步驟中，反應(yīng)腔室的上功 率為800w，反應(yīng)腔室的下功率為0w，o2的流量為200sccm，清洗氣體等離子化形成的等離子體和副產(chǎn)物反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為30s，反應(yīng)腔室的內(nèi)外圈襯底溫度為60degc/60degc，反應(yīng)腔室的電流比例為50％。

當(dāng)反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物中的包含c-h或者c-c的有機(jī)物的量較多時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例中的清洗方法可以包括多個(gè)輔清洗步驟。本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選，在不同的輔清洗步驟中，清洗氣體等離子化形成的等離子體中的粒子的自由程不同。從而使得在不同的輔清洗步驟中等離子體分別位于反應(yīng)腔室中不同的位置，反應(yīng)腔室的各個(gè)位置均能被清洗，從而能夠有效清除反應(yīng)腔室中的副產(chǎn)物，有利于提高器件的良率。

另外，當(dāng)清洗方法包括多個(gè)輔清洗步驟時(shí)，對(duì)于各輔清洗步驟的持續(xù)時(shí)間，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的輔清洗步驟的持續(xù)時(shí)間相同，以使得整個(gè)清洗方法的操作較為簡(jiǎn)單，或者，根據(jù)反應(yīng)腔室中不同區(qū)域中的副產(chǎn)物的量的多少，對(duì)不同的輔清洗步驟的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。