反應(yīng)腔室的清洗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種反應(yīng)腔室的清洗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]S12 (二氧化硅)因其具有高絕緣性和成本低的優(yōu)勢常作為微加工襯底材料而被廣泛應(yīng)用在光波導(dǎo)、微機(jī)電系統(tǒng)以及3D封裝等領(lǐng)域。在S12干法刻蝕技術(shù)中，通常采用諸如C4F8XF4等的碳氟基氣體作為刻蝕氣體，并且還需要向該刻蝕氣體中加入H2,以提高S12與掩膜的刻蝕選擇比。然而，加入H2的碳氟基氣體在反應(yīng)過程中容易形成大量碳?xì)漕惖姆磻?yīng)副產(chǎn)物，這些反應(yīng)副產(chǎn)物中的一部分會(huì)沉積在反應(yīng)腔室的腔室壁上，并且其厚度會(huì)隨著工藝時(shí)間的延長而逐漸增加，這不僅會(huì)在基片刻蝕工藝的過程中產(chǎn)生污染顆粒，從而導(dǎo)致基片被污染，而且還會(huì)使得反應(yīng)腔室內(nèi)的碳氟含量增加，導(dǎo)致反應(yīng)腔室的刻蝕環(huán)境改變，從而造成刻蝕結(jié)果改變。為此，通常需要在經(jīng)過預(yù)定的工藝時(shí)間之后對反應(yīng)腔室中的腔室內(nèi)壁和零部件表面進(jìn)行清洗。
[0003]目前，干法清洗(Dry clean)工藝是人們普遍應(yīng)用的一種清洗工藝,其是通過向反應(yīng)腔室內(nèi)通入含氟、氧氣體等的化學(xué)活性較強(qiáng)的清洗氣體，并激發(fā)其形成等離子體而刻蝕沉積在腔室壁上的反應(yīng)副產(chǎn)物。然而，含氟、氧的清洗氣體通常針對硅氟類、碳氟類的反應(yīng)副產(chǎn)物具有較好的清洗效果，而針對碳?xì)漕惖姆磻?yīng)副產(chǎn)物，由于其轟擊力度較弱，導(dǎo)致清洗效果較差，從而造成濕法清洗的周期較短(一般在60RF小時(shí))，雖然通過延長清洗時(shí)間也能清除反應(yīng)副產(chǎn)物，提高清洗效果，但這不僅會(huì)導(dǎo)致清洗效率降低，而且難以長期保持腔室環(huán)境的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種反應(yīng)腔室的清洗方法，其不僅可以延長濕法清洗的周期，而且還可以提高清洗效率，從而可以保持腔室環(huán)境的一致性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種反應(yīng)腔室的清洗方法，包括以下步驟:
[0006]主清洗步驟，向反應(yīng)腔室內(nèi)通入不含氟氣體，并開啟激勵(lì)電源，而偏壓電源保持關(guān)閉狀態(tài)，以快速清除沉積在反應(yīng)腔室內(nèi)的絕大部分反應(yīng)副產(chǎn)物；
[0007]輔助清洗步驟，繼續(xù)向反應(yīng)腔室內(nèi)通入不含氟氣體，并保持所述激勵(lì)電源開啟，同時(shí)開啟偏壓電源，以清除殘留在所述反應(yīng)腔室各個(gè)位置處的反應(yīng)副產(chǎn)物；
[0008]其中，所述不含氟氣體為氧氣和惰性氣體的混合氣體。
[0009]優(yōu)選的，在所述主清洗步驟中，所述氧氣在所述不含氟氣體的總含量中的占比至少為90%。
[0010]優(yōu)選的，在所述輔助清洗步驟中，所述氧氣在所述不含氟氣體的總含量中的占比至少為75%。
[0011]優(yōu)選的,所述惰性氣體包括氦氣或氬氣。
[0012]優(yōu)選的，在所述輔助清洗步驟中，所述偏壓電源輸出的偏壓功率的取值范圍在20 ?200W。
[0013]優(yōu)選的，在所述輔助清洗步驟中，所述偏壓電源輸出的偏壓功率的取值范圍在50 ?125W。
[0014]優(yōu)選的，在所述主清洗步驟中，所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在60?100mT。
[0015]優(yōu)選的，在所述主清洗步驟中，所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在80?85mT。
[0016]優(yōu)選的，在所述輔助清洗步驟中，所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在2?10mT。
[0017]優(yōu)選的，在所述輔助清洗步驟中，所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在4?7mT。
[0018]優(yōu)選的，在所述主清洗步驟和輔助清洗步驟中，所述氧氣的流量的取值范圍在100?400sccm ;所述惰性氣體的流量的取值范圍在5?50sccm。
[0019]優(yōu)選的，在所述主清洗步驟和輔助清洗步驟中，所述氧氣的流量的取值范圍在200?300sccm ;所述惰性氣體的流量的取值范圍在10?30sccm。
[0020]優(yōu)選的，在所述主清洗步驟和輔助清洗步驟中，所述激勵(lì)電源輸出的激勵(lì)功率的取值范圍在1500?2500W。
[0021]優(yōu)選的，在所述輔助清洗步驟和輔助清洗步驟中，所述激勵(lì)電源輸出的激勵(lì)功率的取值范圍在1800?2200W。
[0022]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的清洗方法，其采用由氧氣和惰性氣體混合的不含氟氣體作為清洗氣體，其中，氧氣可以與碳?xì)漕惖姆磻?yīng)副產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且惰性氣體可以增加物理刻蝕，從而可以有效清除碳?xì)漕惖姆磻?yīng)副產(chǎn)物。而且，本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的清洗方法將清洗過程分為主清洗步驟和輔助清洗步驟，其中，通過在主清洗步驟中使偏壓電源保持關(guān)閉狀態(tài)，可以使等離子體的刻蝕方向主要朝向反應(yīng)副產(chǎn)物的厚度方向，從而可以快速清除沉積在反應(yīng)腔室內(nèi)的絕大部分反應(yīng)副產(chǎn)物；而后，通過在輔助清洗步驟中開啟偏壓電源，可以調(diào)節(jié)等離子體的分布，從而可以調(diào)節(jié)等離子體的刻蝕方向，以清除殘留在反應(yīng)腔室各個(gè)位置處的反應(yīng)副產(chǎn)物。由此，借助主清洗步驟和輔助清洗步驟，不僅可以改善清洗效果，從而可以延長濕法清洗的周期；而且，還可以縮短清洗時(shí)間、提高清洗效率，從而可以保持腔室環(huán)境的一致性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的清洗方法的流程框圖；
[0025]圖2A為在理想的腔室環(huán)境下進(jìn)行刻蝕工藝獲得的基片形貌的掃描電鏡圖；
[0026]圖2B為在采用本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的清洗方法清洗腔室后進(jìn)行刻蝕工藝獲得的基片形貌的掃描電鏡圖；以及
[0027]圖2C為在采用現(xiàn)有的清洗方法清洗腔室后進(jìn)行刻蝕工藝獲得的基片形貌的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的清洗方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0029]圖1為本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的清洗方法的流程框圖。請參閱圖1，該清洗方法包括以下步驟:
[0030]主清洗步驟，向反應(yīng)腔室內(nèi)通入不含氟氣體，并開啟激勵(lì)電源，而偏壓電源保持關(guān)閉狀態(tài)，以快速清除沉積在反應(yīng)腔室內(nèi)的絕大部分反應(yīng)副產(chǎn)物；
[0031]輔助清洗步驟，繼續(xù)向反應(yīng)腔室內(nèi)通入不含氟氣體，并保持激勵(lì)電源開啟，同時(shí)開啟偏壓電源，以清除殘留在反應(yīng)腔室各個(gè)位置處的反應(yīng)副產(chǎn)物；
[0032]其中，不含氟氣體為氧氣和惰性氣體的混合氣體。惰性氣體包括氦氣或氬氣。在進(jìn)行清洗工藝的過程中，氧氣可以與碳?xì)漕惖姆磻?yīng)副產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且惰性氣體可以增加物理刻蝕，從而可以有效清除碳?xì)漕惖姆磻?yīng)副產(chǎn)物。在主清洗步驟和輔助清洗步驟中，氧氣的流量的取值范圍在100?400SCCm，優(yōu)選的，在200?300Sccm ;惰性氣體的流量的取值范圍在5?50sccm,優(yōu)選的，在10?30sccm。
[0033]在主清洗步驟中，通過使偏壓電源保持關(guān)閉狀態(tài)，可以使等離子體的刻蝕方向主要朝向反應(yīng)副產(chǎn)物的厚度方向，從而可以快速清除沉積在反應(yīng)腔室內(nèi)的絕大部分反應(yīng)副產(chǎn)物。
[0034]在輔助清洗步驟中，通過開啟偏壓電源，可以調(diào)節(jié)等離子體的分布，從而可以調(diào)節(jié)等離子體的刻蝕方向，以清除殘留在反應(yīng)腔室各個(gè)位置處的反應(yīng)副產(chǎn)物。上述偏壓電源輸出的偏壓功率的取值范圍在20?200W，優(yōu)選的，在50?125W。
[0035]由此，借助主清洗步驟和輔助清洗步驟，不僅可以改善清洗效果，從而可以延長濕法清洗的周期(可自30RF小時(shí)延長至150RF小時(shí));而且，還可以縮短清洗時(shí)間、提高清洗效率，從而可以保持腔室環(huán)境的一致性。
[0036]另外，氧氣在不含氟氣體的總含量中的占比對等離子體的分布具有影響，即:氧氣在不