[发明专利]从用于等离子体室内的上部电极清除金属污染物的方法

说明书

本申请根据U.S.C.§119主张2009年12月18日提交的名称为METHODOLOGY FOR CLEANING OF SURFACE METAL CONTAMINATION FROM AN UPPER ELECTRODE USED IN APLASMA CHAMBER,美国临时申请号为61/288,087的优先权，通过引用将该临时申请的整体内容并入本申请中。

背景技术

在电容耦合等离子体（CCP）室内，集成电路由形成有图案化的微电子层的晶片或者基板制成。在基板的处理过程中，等离子体在上部和下部电极间产生，并且常被用来在基板上沉淀薄膜或者蚀刻薄膜的预定部分。射频（RF）利用电极运行一段时间后，室显示出蚀刻速率下降和蚀刻均质性偏离。蚀刻性能的下降由电极硅表面的形态改变和电极的等离子体裸露表面的污染引起。因此，需要一个系统的和有效的方法清洁电极和减小表面粗糙度以便电极符合表面污染物规格，提高生产产量。

发明内容

一种从用于等离子体室内的上部电极清除金属污染物的方法，该方法包括在氢氧化铵，过氧化氢和水组成的清洁溶液内浸泡所述整个上部电极，优选体积比从1-2:1-2:2到1-2:1-2:20的基于NH₃的28-30wt%的浓缩的氢氧化铵水溶液、29-31wt％的过氧化氢水溶液和水。

附图说明

图1为根据一个实施例说明清洁上部电极的典型步骤的流程图。

图2为根据另外一个实施例清洁上部电极的设备（fixture）的剖视示意图。

图3A为图2中设备的透视视图。

图3B为图3A中B部分放大的剖视示意图。

具体实施方式

典型的电容耦合等离子体（CCP）室可以包括：室壁；有下部等离子体暴露表面的上部电极；基板支承件；嵌入在基板支承件和在基板处理过程中有效控制基板的静电夹头。室壁优选包括基板传送槽或者门，用来传送基板进出室。室壁可以可选地涂覆合适的耐磨损材料。为了提供接地电路，室壁要由金属组成，例如铝，并且电接地。基板支承件可以包括铝板，该铝板充当下部电极，并且被耦合到RF电源（通常经由匹配网络）。上部电极可以被耦合到RF电源（通常经由匹配网络）和一个或者更多的用于供应处理气体的气体管线。其他类型的电路装置可以被用来给上部电极和下部电极供应电源。例如，上部电极可以接地为供应到下部电极的电源提供回路。可替代地，下部电极可以耦合到两个或者更多的有不同的频率的RF电源。上部电极和下部电极被隔开，在它们之间形成用于生产等离子体的空间。在操作过程中，上部电极和/或下部电极通过通电将处理气体激发成等离子体状态。

上部电极可以是单片电极或者多片电极。例如，上部电极可以包括单片电路网状电极，或者可以包括内部网状电极板和形成环形外部电极环的一个或多个片段。上部电极优选包括衬垫构件，例如，铝或者石墨的垫板。单片电路网状电极或者内部网状电极板和外部电极环可以可选地用粘接材料，例如弹性体粘接材料（弹性接头），粘接到衬垫构件上。在上部电极运用弹性体粘接材料的详情公开在共同转让的美国专利号6,376,385,6,194,322,6,148,765,6,073,577中，所有这些专利的全部内容通过引用并入本申请中。弹性接头使得在电极和衬垫构件间能运动，以补偿上部电极温度循环引起的热膨胀。弹性接头可以包括电的和/或热的导电填料和在高温下稳定的催化剂固化的聚合物。例如，弹性接头可以由硅酮聚合物形成，填料可以由铝合金或者硅粉形成。为了提供低电阻和减少电极污染，上部电极优选由单晶硅形成。衬垫构件、弹性接头和网状电极可以包括多个孔或者气体出口，使得处理气体能通过上部电极。优选地，上部电极的孔的直径从600μm到1000μm。

在等离子体处理过程中，上部电极可以被诸如Ca,Cr,Co,Cu,Fe,Li,Mg,Mo,Ni,K,Na,Ti,Zn之类金属污染（例如，从上部电极下的基板处理）。在等离子体处理过程中，这些金属可以从上部电极释放出来，同时污染正在进行例如等离子体蚀刻之类处理的基板，。

为了阻止经处理的基板的金属污染，上部电极优选在一定数量的RF时间之后定期地从室内拿出并且进行清洁。可替代地，此处描述的清洁可以作为新的上部电极的最后生产阶段被实施。图1显示了说明根据一个实施例清洁上部电极的典型步骤的流程图100。在步骤101中，上部电极被浸泡在异丙醇（IPA）内一段合适的时间，例如10分钟至1小时，优选大约30分钟，以从上部电极移除有机的污染物。此处所使用的“大约”指±10%。