[发明专利]一种清洁刻蚀硅基片等离子体处理装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种等离子处理装置内部清洁的技术领域。

背景技术

等离子体反应装置广泛应用于集成电路的制造工艺中，如沉积、刻蚀等。其中，常用的等离子体刻蚀反应装置包括电容耦合型等离子体反应装置CCP和电感耦合型等离子体装置ICP，等离子体反应装置的原理主要是使用射频功率将输入反应装置中的反应气体解离成等离子体，利用该等离子体对放置于其内部的基片进行等离子体刻蚀处理，不同基片的刻蚀工艺需要不同的反应气体，同时也会产生不同的反应副产物，某些反应副产物彼此之间发生反应，沉积在反应腔内部侧壁或者其他部件上，对后续反应工艺造成影响。

为了保证每片基片的工艺环境稳定，当一片基片刻蚀工艺完成并移出反应腔后，需要对反应腔内部进行清洁，以除去上一片基片刻蚀工艺中反应副产物的沉积，由于不同的基片刻蚀需要不同的反应气体，沉积的反应副产物也不相同，因此，需要采用不同的清洁气体。在一种刻蚀硅基片的等离子体处理装置中，通常，反应后的副产物包括碳氟化合物，硅残渣，硅的氧化物及硅的不完全氟化物，现有技术通常采用氧气对其进行清洁，然而，氧气对硅及其氧化物和氟化物的清洁效果不佳，造成整个清洁工艺效率过低，降低了设备的使用效率，且难以保证每片基片的工艺环境一致。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种清洁刻蚀硅基片等离子体处理装置的方法，所述方法在一等离子体反应腔内移出刻蚀完成的硅基片后进行，包括下列步骤：

第一步骤，输送O2和SF6至所述反应腔，向所述等离子体反应腔施加至少第一射频功率，将所述O2和SF6激发为等离子体并维持等离子体在第一时间段内对反应腔进行清洁；

第二步骤，输送O2至所述反应腔，向所述等离子体反应腔施加至少一第二射频功率，将所述O2激发为等离子体并维持所述等离子体在第二时间段内对反应腔进行清洁；所述第二时间段大于所述第一时间段。

优选的，所述第一射频功率和第二射频功率大小相等。

优选的，所述第一射频功率和第二射频功率范围为100瓦-3000瓦。

优选的，执行所述第一步骤时反应腔内压力大于等于执行第二步骤时所述反应腔内压力。

优选的，所述第一步骤和所述第二步骤在所述反应腔内重复执行。

优选的，所述第一步骤和第二步骤重复执行两次，第一次执行时，第一步骤中所述O2和SF6的比例范围为1:1~1:20；第二次执行时第一步骤中所述O2和SF6的比例范围为20:1~1:1。

优选的，重复执行所述第一步骤和第二步骤时，最后一次执行的第二步骤内SF6气体流量为0，非最后一次执行的第二步骤内SF6气体不为0。

优选的，所述清洁等离子体处理装置内设置可上下移动的可移动部件，移动所述可移动部件位于所述反应腔的下方，执行所述第一步骤和所述第二步骤，此时，设置所述第一步骤内SF6气体流量为第一流量；移动所述可移动部件位于所述反应腔的上方，重复执行所述第一步骤和第二步骤，此时，设置所述第一步骤内SF6气体流量为第二流量；所述第一流量大于等于所述第二流量。

进一步的，当移动所述可移动部件位于所述反应腔下方时，所述反应腔内压力为第一压力，当移动所述可移动部件位于所述反应腔上方时，所述反应腔内压力为第二压力，设置所述第一压力大于等于所述第二压力。

优选的，所述第一压力大于等于100mT，所述第二压力小于等于60mT。

本发明的优点在于：本发明通过将清洁步骤分为两步，在所述第一步骤中，输送O₂和SF₆至所述反应腔，向所述等离子体反应腔施加射频功率，将所述O₂和SF₆激发为等离子体，所述SF₆解离出的等离子体可以对刻蚀完硅基片后残留在反应腔内的硅的残余物进行反应，生成气态的产物排出反应腔，在所述第二步骤中，输送O₂至所述反应腔，向所述等离子体反应腔施加射频功率，将所述O₂激发为等离子体对沉积物中的C_xF_y及第一步骤中生成的固态硫及其化合物进行清洁。通过控制清洁气体的输入种类及反应腔内其他可调节参数，可以高效的清除刻蚀完硅基片后的等离子体处理装置内部侧壁及部件。保证了每片硅基片的刻蚀环境具有良好的一致性。

附图说明

图1示出一种等离子体处理装置结构示意图；