[发明专利]一种清洁等离子体反应腔侧壁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体刻蚀设备反应腔清洗技术领域，尤其涉及一种利用射频功率激发等离子体来清洁等离子体反应腔侧壁的技术领域。 

背景技术

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，容易形成沉淀物，污染晶片，影响刻蚀，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，在晶片移出反应腔后，在反应腔内输入具有清洁能力的气体，根据待刻蚀晶片材料的不同，清洁气体不尽相同，清洁气体在等离子体反应腔内，在射频功率源的作用下被电离为等离子体（正离子和负离子）和自由基等粒子，生成的等离子体和自由基与沉积在反应腔内壁上的聚合物发生化学反应，从而清除掉沉积的聚合物并使反应产物随气体排出反应腔。 

当待刻蚀晶片为介电材料时，反应腔侧壁上形成的大分子聚合物通常为碳氟聚合物，此时需要的清洁气体通常为含氧的氧化性气体，含氧的清洁气体在射频功率源的作用下电离为氧离子和氧自由基等，氧离子和氧自由基均会与碳氟聚合物反应生成反应产物随气体排出反应腔。然而，在清洁气体清洁的同时，氧正离子会对移除晶片后的静电吸盘表面进行轰击，造成静电吸盘表面的物理性损伤，同时，氧正离子经等离子体壳层加速具有一定的动能，当高速运动的正离子轰击腔体侧壁含氟聚合物时，会发生活性离子刻蚀，加剧静电吸盘表面的陶瓷层的腐蚀。，减少部件的使用寿命。所以需要对现有工艺进行改善。 

发明内容

本发明提供了一种清洁等离子体反应腔侧壁的方法，能够在满足清洁反 应腔侧壁聚合物的前提下减少对静电吸盘的损伤，延长静电吸盘的寿命。 

本发明采用以下技术方案来实现： 

一种清洁等离子体反应腔侧壁的方法，所述方法包括： 

第一步骤：在反应腔内通入具有含氧的清洁气体，调节等离子体反应室的射频功率至第一射频功率，含氧的清洁气体在第一射频功率的作用下电离形成氧正离子和氧自由基等粒子；所述氧正离子和所述氧自由基与反应腔侧壁的聚合物进行反应，对反应腔侧壁进行清洁； 

第二步骤：调节等离子体反应室的射频功率至第二射频功率，所述第二射频功率低于所述第一射频功率，在所述第二射频功率下，所述含氧的清洁气体不再电离或者电离较少的氧离子和氧自由基，所述氧离子消失或以较小浓度存在，第一步骤中残留的所述氧自由基与反应腔侧壁的聚合物进行反应，对反应腔侧壁进行清洁。 

本发明所述的含氧的清洁气体包括O₂、N₂O、O₃、CO₂中的一种或几种混合。 

在清洁过程中，所述第一步骤的持续时间占第一步骤持续时间和第二步骤持续时间总和的10%~90%，所述第二步骤的持续时间≤10ms。 

进一步的，所述第一射频功率大于300w小于1500w，所述第二射频功率≤300w。 

具体的，所述第一射频功率为500w，所述第二射频功率为0w。 

进一步的，所述第一步骤开始前，移出所述反应腔内加工完成的基片；所述反应腔内压力范围为100~600Mt，所述气体流速范围为500sccm~2000sccm。 

具体的，所述反应腔内的参数为：所述第一步骤的持续时间占第一步骤持续时间和第二步骤持续时间总和的50%，第一射频功率为500w，第二射频功率为0w，压力为500Mt，气体流速为2000sccm。 

具体的，所述反应腔内的参数为：所述第一步骤的持续时间占第一步骤持续时间和第二步骤持续时间总和的10%，第一射频功率为1500w，第二射频功率为300w，压力300Mt，清洁气体流速1000sccm。 

具体的，所述反应腔内的参数为：所述第一步骤的持续时间占第一步骤持续时间和第二步骤持续时间总和的90%，第一射频功率为1000w，第二射 频功率为100w，压力500Mt，清洁气体流速2000sccm。 

具体的，所述等离子体反应腔侧壁的聚合物主要为碳氟聚合物，所述氧正离子和所述氧自由基与所述碳氟聚合物发生化学反应生成碳氧气体和小分子碳氟气体等，排出反应腔内。