[发明专利]半导体器件的等离子体处理方法及制造方法

说明书

本发明涉及半导体制造装置内部干清洗的方法，这些装置用于半导体器件制造过程中衬底上的微制造或薄膜的形成。而且，本发明涉及利用清洗内部的半导体制造装置进行半导体器件制造的方法。

半导体器件的制造过程中，衬底上微尘(杂质)的吸附或粘结在所加工的器件中产生图形缺陷，结果导致制造过程中产量的降低。

现有的制造过程中，有些技术尤为重要，其中包括等离子体干刻技术，化学汽相淀积(CVD)，等等。特别地，这些方法是通过引入加工装置的各种气体的等离子体反应来实现薄膜形成，刻蚀等等微加工的。在这些过程中，淀积的薄膜常吸附在加工装置的内壁，而不是微加工所用的衬底上。比如，在干刻过程中，由于等离子体内刻蚀气体的分解或结合及其刻蚀中次级刻蚀物的形成，淀积的薄膜就粘附在装置的内壁。随着加工晶片数量上的增加，薄膜的厚度相应增加，这些淀积的薄膜从吸附表面部分脱落，成为微尘或杂质，从而在加工器件中产生图形缺陷。因此，这些粘附的淀积物必须定期进行清除。

传统上，常用的清除这些粘附淀积物的方法就是所谓的湿清洗技术，即：让装置暴露在空气中，用酒精，纯水等催化物质把淀积物清洗掉。另一个现有技术就是干清洗法，用氯基气体和氟基气体的混合气体清洗，如公开在未审查的日本专利申请(PUJPA)No.3-62520中的方法。再一个现有干清洗技术，用氧气和氯气混合物的等离子体来清洗，如公开在PUJPANo.7-508313中的方法。

但是，这些现有技术都存在以下严重问题：

首先，湿洗技术要求每次都拆开装置，装置定期暴露于空气中。每次湿洗后要求真空蒸发。显然，每次清洗都会增加了装置运转停止时间，从而减少了产量，最终导致这个装置的工作效率严重下降。

其次，PUJPA No.3-62520中的干洗法所用的刻蚀材料是包含铝和钨的合金，因此，这个方法的特点在于多种被刻蚀物的清洗步骤同时进行，以清除铝和钨的刻蚀反应物。第三个现有干洗方法(PUJPA No.7-508313)的特点在于清除所谓的反应物质，这些反应物质最初产生于被刻蚀材料和用来刻蚀的气体，或者是用作掩模层材料的光致抗蚀剂(碳)和刻蚀气体之间的化学反应，以及刻蚀气体的聚合物。这些方法都未考虑清洗离子溅射物质，装置内部组件材料的残留物以及装置内部组件材料和刻蚀气体的化学化合物，尽管这些方法包括如何清洗刻蚀气体和剩留在衬底晶片上材料之间化学反应所产生的某些物质，所述材料包括被刻蚀材料，掩模材料等等。

在刻蚀装置中，刻蚀气体产生的等离子体刻蚀物质表面，同时溅射装置内部组件的材料，这些可能导致某些物质吸附在装置内壁。这些物质除了刻蚀反应物，还包括装置内部组件材料的离子溅射物，及其装置内部组件材料和刻蚀气体的化学反应物。

换句话说，现有干洗方法面临一个无法解决的问题，既不可能完全清除装置内部组件材料的离子溅射物，以及这些装置材料和刻蚀气体的化学化合物。这些物质留在装置内壁而不能清除，随着它们的积累，最后导致污染。

本发明的目的就是更避开现有技术所存在的问题，提供一种能有效清除吸附在加工装置内壁的任何淀积薄膜的方法，而且，它能成功清除任何可能的微尘源。

上述目标是通过提供一种特殊的干刻过程来实现的。这些过程包括清除刻蚀反应物，清除加工装置内部组件材料的离子溅射物质及其这些装置材料和刻蚀气体的化学化合物。

上述目标还通过提供一种干清洗过程来达到。这种过程就是利用某种经选择的气体，其中包含这样的材料，它和构成刻蚀和清洗时所用气体元素的原子间键合能，在数值上大于构成被刻蚀材料元素和构成刻蚀和清洗时所用气体元素的原子间键合能。

上述目标也还通过采用一种干清洗过程来实现。这种过程就是利用某种特定气体，其中包含这样的材料，它和构成刻蚀和清洗时所用气体元素的原子间键合能，在数值上大于构成装置内部组件材料元素和构成刻蚀和清洗时所用气体元素的原子间键合能。

这些和本发明的其他目标，特征和优点，在下面发明优选方式更为详细的描述中明显地体现出来，如附图所示。

图1是结合说明本发明原理的半导体加工装置示意图。

图2A和2B是根据本发明第一实施方式阐明半导体晶片加工中两个主要步骤的横截面图。

图3A和3B是根据本发明第二实施方式阐明半导体晶片加工中两个主要步骤的横截面图。

图4A和4B是根据本发明第三实施方式的半导体晶片加工中两个主要步骤的横截面图。

下面参照附图，详细解释本发明的干清洗方法的优选实施方式。