[发明专利]等离子体反应腔清洗装置及其等离子体反应腔清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体刻蚀设备，尤其涉及一种等离子体刻蚀设备反应腔清洗装置和方法。

背景技术

如附图1所示，现有技术的一种等离子体刻蚀设备，其反应腔9设置有包覆内部工作空间的腔壁2，腔壁2内设置有上电极组件3、下电极组件4，上电极组件3包含设置在反应腔9顶部内壁上的加热器31、气体喷头32，以及依次设置在气体喷头32周围的顶部接地环33和可动限制环34；下电极组件4设置在上电极组件3下方，包含静电夹盘41、依次设置在静电夹盘41周围的聚焦环42、覆盖环43；在覆盖环43下方静电夹盘41周围还套置有限制环5，反应腔9外设置有排气泵6。下电极组件4与等离子体刻蚀设备的射频电源相连接，由气体喷头32输入反应腔9内的气体在上电极3与下电极4之间被电离为等离子体71，反应之后等离子体71通过限制环5后中和为气体72被排气泵6排出反应腔9外。

等离子体刻蚀设备在进行刻蚀的过程中，等离子体与晶片发生反应，刻蚀反应生成的聚合物易沉积在等离子体刻蚀设备反应腔内壁上，影响刻蚀，污染晶片，因此需要对等离子体刻蚀设备反应腔进行清洗。现有技术的反应腔清洗方法通常使用干法清洗，从气体喷头32输入具有清洁能力的气体，气体被电离为等离子体7后与沉积在反应腔内壁上的聚合物8发生化学反应，从而清除掉沉积的聚合物8并使反应产物随气体排出反应腔9。现有的刻蚀设备和清洗方法存在以下问题：由于覆盖环43、可动限制环34为非导电结构且位于上电极、下电极的边缘角落部位，这些位置电场比较弱，刻蚀时沉积在这些位置的聚合物8比较多，并且清洗时这些部位的等离子体密度比较低，化学反应比较弱，沉积的聚合物8比较难以清洗掉。

发明内容

本发明提供了一种等离子体反应腔清洗装置及其等离子反应腔清洗方法，能够使等离子体刻蚀设备反应腔内的等离子体形成涡流，提高等离子体与难清洁部位沉积的聚合物的反应几率，从而提高对难清洁部位沉积的聚合物的清洗能力。

本发明采用以下技术方案来实现：一种等离子体反应腔清洗装置，该装置的部分结构从外向内贯通等离子体刻蚀设备的反应腔壁，所述等离子体刻蚀设备反应腔壁包覆等离子体设备反应腔内部工作空间，该腔壁内设置有上电极组件、下电极组件，上电极组件包含气体喷头和依次设置在气体喷头周围的顶部接地环、可动限制环，所述下电极组件与等离子体刻蚀设备的射频电源相连接；其特点是，所述的等离子体反应腔清洗装置包含多个输气管，多个所述的输气管间隔地从外向内贯通等离子体刻蚀设备反应腔的腔壁，多个所述的输气管的延伸部分与腔壁的侧壁形成夹角；通过多个所述的输气管将具有清洁能力的气体倾斜输入反应腔，所述气体被下电极组件电离为等离子体，通过多个所述的输气管持续输入的气体搅动等离子体形成涡流，清洗反应腔。

上述的等离子体反应腔清洗装置，其特点是，多个所述的输气管水平放置。

上述的等离子体反应腔清洗装置，其特点是，多个所述的输气管设置在顶部接地环上。

上述的等离子体反应腔清洗装置，其特点是，多个所述的输气管设置在可动限制环上。

上述的等离子体反应腔清洗装置，其特点是，多个所述的输气管设置在腔壁的侧壁上。

上述的等离子体反应腔清洗装置，其特点是，所述的等离子体反应腔清洗装置还包含多个调节阀，各所述的调节阀分别设置在各输气管上。

上述的等离子体反应腔清洗装置，其特点是，所述的等离子体反应腔清洗装置至少还包含一个快速调节阀和总输气管道，所述的快速调节阀设置在总输气管道上，各所述的输气管并接到总输气管道。

一种等离子体反应腔清洗方法，用于上述的等离子体反应腔清洗装置，其特点是，所述清洗方法包含以下步骤：

步骤1，通过气体喷头向等离子体反应腔内输入具有清洁能力的气体；

步骤2，通过所述等离子体反应腔清洗装置向反应腔内输入具有清洁能力的气体；

步骤3，通过步骤1和步骤2输入到反应腔内的气体被通过下电极组件的高频射频电源电离为等离子体；气体电离的同时继续不断通过所述等离子体反应腔清洗装置向反应腔内输入气体，由于所述的多个输气管的延伸部分与腔壁的侧壁形成夹角，通过多个输气管输入的气体使反应腔内的等离子体形成涡流；反应腔内混乱的等离子体涡流剧烈运动，等离子体接触到反应腔内的各个部位，与沉积的聚合物发生反应进行清洗，由于形成涡流的等离子体运动非常剧烈，反应腔内难清洗的部位也被清洗到；