一种用于非晶碳沉积工艺中的清洗方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于非晶碳沉积工艺中的清洗方法，包括在等离子条件下对等离子腔体进行预清洗工艺步骤S1和对等离子腔体沉积环境保护薄膜工艺步骤S2；步骤S2具体包括将含有C2H2、Ar和He的气体通入等离子腔体中，在等离子腔体壁上沉积一层具有第一厚度的无掺氮非晶碳薄膜，以及将含有C2H2和N2的气体通入等离子腔体中，在无掺氮非晶碳薄膜上再生长一层具有第二厚度的掺氮非晶碳薄膜；其中，第二厚度小于第一厚度。因此，本发明避免了晶圆背面铝玷污，以及引起晶圆位置容易偏移的问题。
【专利说明】一种用于非晶碳沉积工艺中的清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造【技术领域】，更具体地说，涉及一种采用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,简称 PECVD)在非晶碳薄膜沉积工艺中的清洗方法。
【背景技术】
[0002]通常情况下，采用化学气相沉积设备在硅片上沉积薄膜前，需要对腔体进行预清洗，以去除腔体中积累的沉积膜及悬浮在腔体中的微粒。在清洗过程中，首先，需要在腔体中通入清洗气体，例如NF3。气体NF3在等离子体环境中，电离出氟离子并与腔体壁和加热器(Heater)上的沉积膜反应生成含氟气体后，被泵抽走，达到清洁腔体的目的。
[0003]对于包括非晶碳薄膜(amorphous carbon film,简称APF)的沉积机台，在等离子体清洗的过程中，还会通入02，与腔壁上残余的碳膜反应生成CO2，起到清洗腔体的作用。并且，在清洗之后，为了使腔体的氛围接近真实沉积薄膜时的环境，通常需要在腔体中沉积一层环境(Season)保护薄膜,减少微粒(particle)掉落在晶圆(wafer)上的概率。预清洗工艺和环境保护薄膜沉积工艺属于清洗(clean recipe)程式中两个主要的步骤。
[0004]目前，非晶碳薄膜沉积制程中的环境保护薄膜工艺方法有两种:一种可以采用在环境保护薄膜工艺过程中包括氮气，即掺氮环境保护薄膜工艺(N-doped season)。例如，应用材料(AMAT)公司提供的一个清洁手段(BKM clean recipe)中，环境保护薄膜工艺(Season process)中所采用的反应气体包括C2H2、N2和Ar。气体N2的存在能够增加环境保护薄膜的黏附性。
[0005]清洗气体NF3在等离子场中产生的氟离子与加热器所用材料AlN发生反应，在加热器表面生成了一层很薄的AlxFyOz薄膜。在腔体清洗后，通入N2和C2H2气体进行环境保护薄膜工艺，在AlxFyOz之上沉积一层非晶硅。但是，气体N2会与AlxFyOz反应，析出A1N，从而导致环境保护薄膜的表面含有铝。当硅片进入机台进行非晶碳薄膜沉积时，硅片背面与环境保护薄膜接触，导致晶圆背面产生超过5el0atOm/Cm2的铝玷污。
[0006]在使用应用材料非晶碳膜(APF)机台沉积APF薄膜时，全X射线反射荧光测试(TXRF)发现了硅片背面金属铝含量严重超出了业界的标准，如下表1所示(业界的标准:铝〈ΙΕΙΙΑ/cm2，其他金属 <5E10A/cm2)。
[0007]
【权利要求】
1.一种用于非晶碳沉积工艺中的清洗方法，其特征在于，包括在等离子条件下对等离子腔体进行预清洗工艺步骤SI和对等离子腔体沉积环境保护薄膜工艺步骤S2 ;所述环境保护薄膜工艺步骤S2具体包括如下步骤: 步骤S21:将含有C2H2、Ar和He的气体通入所述的等离子腔体中，在所述的等离子腔体壁上沉积一层具有第一厚度的无掺氮非晶碳薄膜； 步骤S22:将含有C2H2和N2的气体通入所述的等离子腔体中，在所述的无掺氮非晶碳薄膜上再生长一层具有第二厚度的掺氮非晶碳薄膜；其中，所述的第二厚度小于第一厚度。
2.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述第一厚度的范围为2000A~4000A ;所述第二厚度的的范围为IOOA~200A。
3.如权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述第一厚度为3000A;所述第二厚度的为150A。
4.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在所述步骤S21中，采用的工艺条件如下:射频功率为1300~1700W，压力4.0~5.0torr，气体C2H2的流量为1400~1600sccm,Ar的流量为11000~9000sccm, He的流量为350~450sccm。
5.如权利要求4所述的清洗方法，其特征在于，在所述步骤S21中，采用的工艺条件如下:射频功率为1500W，压力4.50torr，气体C2H2的流量为1500sccm，气体Ar的流量为lOOOOsccm,气体 He 的流量为 400sccm。
6.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在所述步骤S22中，采用的工艺条件如下:射频功率为1300~1700W，压力为4.0~5.0torr,气体C2H2的流量为1400~1600sccm，N2的流量为7000~9000sccm。
7.如权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，在所述步骤S22中，采用的工艺条件如下:射频功率为1500W，压力为4.50torr，气体C2H2的流量为1500sCCm，气体N2的流量为8000sccmo
8.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤SI具体包括如下步骤: 步骤Sll:将含有NH3的气体通入所述的等离子腔体中，气体NF3在等离子体环境中，电离出氟离子并与腔体壁和加热器上的沉积膜反应生成被泵抽走的含氟气体； 步骤S12:将含有O2的气体通入所述的等离子腔体中，O2与腔壁上残余的碳膜反应生成被泵抽走的CO2。
【文档编号】B08B9/08GK103526177SQ201310461217
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】雷通, 桑宁波, 贺忻 申请人:上海华力微电子有限公司