[发明专利]一种刻蚀反应腔体的清洁方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造设备领域，涉及一种刻蚀反应腔体的清洁方法。

背景技术

近年来，随着半导体制造工艺的发展，对元件的集成度和性能要求越来越高，等离子体刻蚀(Plasma Etching Technology)通过使刻蚀气体激发形成的等离子体，在半导体制造领域中正起着举足轻重的作用。通常来说，在等离子体刻蚀装置中，等离子体一般是由位于反应腔室顶部的进气单元所排出的刻蚀气体经过射频激发形成，等离子体轰击位于卡盘上的晶圆，从而实现对晶圆的刻蚀。

图1示出一种刻蚀反应腔体的结构示意图。刻蚀反应腔体包括反应腔体1，进气单元2与反应腔体之外的反应气体源(图中未示)连接，用于将反应气体源提供的反应气体输入反应腔体中。反应气体在射频源作用下电离为等离子体，以实现对晶片的刻蚀。一般来说，为提高反应腔体的对称性，等离子体刻蚀装置采用中心进气，进气单元2设置于反应腔体上部绝缘盖板的中心位置处。反应腔体还与外置的真空抽气装置(图中未示)相连接，用以将用过的反应气体抽出反应腔体1。

然而，当反应腔体使用时间较长时，刻蚀副产物会附着在腔体内壁上，如此在接下来的刻蚀过程中，这些附着的副产物也会受到等离子体轰击产生颗粒掉落在晶圆上污染晶圆。因此，为提高刻蚀的稳定性，在执行刻蚀工艺之前，通常会对反应腔体进行清洗。传统对反应腔体进行清洗时，多是在低真空压力环境下进行，然而真空抽气装置通常具有较强的抽气能力，清洗用反应气体的等离子体还未与副产物充分反应就可能会很快被真空抽气装置抽离反应腔体，从而降低了清洗效果；而位于反应腔体远端的进气单元由于进气口路径较长更难以被完全清洗，导致进气单元内壁副产物残留的叠加，增加掉落在晶圆中心发生团聚缺陷和造成产品良率降低的风险。

因此，有必要对现有的刻蚀反应腔体的清洗方法做进一步改进，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种刻蚀反应腔体的清洁方法，能够防止因进气单元残留物沉积造成晶圆中心的团聚缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种刻蚀反应腔体的清洁方法，包括反应腔体和进气单元，所述反应腔体的清洁方法包括：

步骤1：通入第一工艺气体冲洗所述进气单元，使所述进气单元内壁至少部分的反应副产物剥落；其中，所述反应副产物包括第一副产物和第二副产物；

步骤2：通入第二工艺气体并形成所述第二工艺气体的等离子体，使所述第二工艺气体的等离子体与所述剥落的第一副产物及所述反应腔体内壁的第一副产物发生反应，以清洗所述反应腔体的内壁；

步骤3：通入第三工艺气体并形成所述第三工艺气体的等离子体，增加所述第三工艺气体的压力，使所述第三工艺气体的等离子体与所述进气单元内已剥落和未剥落的第二副产物发生反应，以清洗所述进气单元的内壁；

步骤4：增加所述第二工艺气体的压力，使所述第二工艺气体的等离子体与所述进气单元内未剥落的第一副产物发生反应，以清洗所述进气单元的内壁。

优选的，所述第一副产物为SiOxCly和CxOy的混合物，第二副产物为CxOy。

优选的，所述第二工艺气体为NF₃和O₂的混合气体，所述第三工艺气体为O₂。

优选的，所述第一工艺气体的气体流量大于所述第二工艺气体的气体流量。

优选的，步骤1中通入所述第一工艺气体冲洗所述进气单元的次数大于等于5次。

优选的，步骤1中所述第一工艺气体的压力小于步骤2中所述第二工艺气体的压力，气体流量为大于等于500sccm；步骤2中所述第二工艺气体的压力为小于等于10mT，气体流量为小于等于50sccm。

优选的，步骤3中所述第三工艺气体和步骤4中第二工艺气体的压力均大于步骤2中所述第二工艺气体的压力，步骤3中所述第三工艺气体和步骤4中第二工艺气体的压力均大于60mT。

优选的，还包括通过化学气相沉积在所述腔体内壁上生长一层SiOxCly的步骤。

优选的，所述进气单元设置于所述反应腔体顶部且位于待刻蚀晶圆的正上方。

优选的，所述反应腔体还包括抽气单元，所述抽气单元通过调节阀与所述反应腔体相连，所述清洗方法的各步骤中通过控制所述调节阀的开度以调节所述反应腔体内的气压。