专利名称：一种清洗等离子体反应腔体的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件生产领域，尤其涉及一种清洗等离子体反应腔体的方法及系统。
背景技术：
等离子体反应腔体用于进行半导体晶片加工，在加工过程中会产生大量的生成物，这些生成物会在等离子体反应腔体内壁和备件表面形成一层主要包含氮化硅化合物的膜层，长时间的工艺会引起膜层的剥落，产生大量颗粒，导致下一片晶片在工艺过程中会被剥落的颗粒污染，进而影响产品的可靠性以及晶片膜层的致密性。因此，在等离子体反应腔体内工艺完一片晶片后，手臂需要将已经工艺好的晶片传出等离子体反应腔体，然后进行等离子体反应腔体的清洗。由于传统的清洗方式，是在工艺完一片晶片后将等离子体反应腔体打开，并采用人工方式清洗，例如使用浸润有水的无尘布对所述等离子体反应腔体进行擦拭。该方法清洗过程复杂用时久，而且很难将等离子体反应腔体内壁上的薄膜清洗干净。因此，目前大部分晶圆厂使用干法清洗的方式对等离子体反应腔体内壁进行清洗，例如，使用四氟化碳 (CF4)和氧化二氮(N2O)对等离子体反应腔体进行清洗，但本发明人发现该方法有如下缺占.第一、清洗时间较长；第二、所使用的清洗气体量较大；第三、备件损耗较快，成本过高。
发明内容
本发明实施例提供一种清洗等离子体反应腔体的方法及系统，用于降低清洗等离子体反应腔体内壁的时间，提高清洗效率。一种清洗等离子体反应腔体的方法，所述方法包括将三氟化氮NF3气体输入到所述等离子体反应腔体内；触发所述三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应；将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走。一种清洗等离子体反应腔体的系统，所述系统包括气体存储设备，与所述等离子体反应腔体相连，用于将存储的三氟化氮NF3气体输入到所述等离子体反应腔体内；射频功率产生器，与所述等离子体反应腔体相连，所述射频功率产生器用于触发所述三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应；机械泵，与等离子体反应腔体相连，用于将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走。
本发明提供的方法中，通过使用反应速度较快的气体作为原料，能够大大缩减清洗等离子体反应腔体内壁所需的时间、提高清洗效率。
图1为本发明提供的一种清洗等离子体反应腔体的方法步骤示意图；图2为本发明实施例提供的一种清洗等离子体反应腔体的方法步骤示意图；图3为本发明提供的一种清洗等离子体反应腔体的系统结构示意图。
具体实施例方式本发明提供一种清洗等离子体反应腔体的方法及系统。由于长时间的工艺过程会在等离子体反应腔体内形成一层主要包含氮化硅化合物的膜层，当膜层脱落时会产生大量的颗粒，这些颗粒将会影响下一片晶片的可靠性以及晶片膜层的致密性。因此，在开始工艺下一片晶片前，需要对等离子体反应腔体内壁的膜层进行清洗。而现有技术中干法清洗所需的气体原料是CF4和N2O,该方法用时时间长，并且需要消耗大量的气体原料，本发明提出的方法能够有效减少清洗工艺时间，节省原料、延长备件使用寿命以及提高等离子体反应腔体工作效率。如图1所示，本发明包括如下步骤步骤S11，将三氟化氮(NF3)气体输入到所述等离子体反应腔体内；步骤S12，触发所述三氟化氮(NF3)气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应；步骤S13，将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走。在步骤Sll之前，需要进行等离子体反应腔体的清洗准备工作，所述清洗准备工作包括向等离子体反应腔体输入一定量的氮气( )；由工作人员将预先设定的气压值和流速值分别存入气压计与流量计中；在步骤Sll中，控制器向存储NF3的气体存储设备发出开始工作的工作信号，所述气体存储设备接收到工作信号后，向所述等离子体反应腔体输入NF3 ；设置在所述等离子体反应腔体的进气口的流量计，按照预先设置的第一流速值控制所述NF3进入所述等离子体反应腔体的流速；所述气体存储设备在NF3按照预先设置的第一流速值输入到所述等离子体反应腔体内的同时，将氮气(N2)按照预先设置的第二流速值输入到所述等离子体反应腔体内，将氧化二氮(N2O)按照预先设置的第三流速值输入到所述等离子体反应腔体内。在步骤Sll后，步骤S12之前，控制器向射频功率产生器发出开始工作的工作信号；在步骤S12中，所述射频功率产生器接收到工作信号后，向所述等离子体反应腔体发出射频信号，所述射频信号进行辉光放电，所述NF3从所述辉光放电中获取能量；使所述NF3与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应；在步骤S12之后，且在步骤S13之前，控制器向机械泵发出开始工作的工作信号；在步骤S13中，所述机械泵接收到开始工作的工作信号后，抽取所述等离子体反应腔体内的残留气体。较佳的在步骤Sll中，在向所述等离子体反应腔体输入NF3、N2和N2O的同时，调节所述等离子体反应腔体内的气压值，使得所述等离子体反应腔体内的气压值稳定在预先设
6定的气压值，具体方法包括当所述等离子体反应腔体内的气压值小于所述预先设定的气压值时，控制器控制设置在所述等离子体反应腔体的出气口的叠阀减小开度；当所述等离子体反应腔体内的气压值大于所述预先设定的气压值时，控制器控制设置在所述等离子体反应腔体的出气口的叠阀增大开度。
以下以具体实施例进行介绍，如图2所示步骤S21，将干法清洗所需的气体原料分别存入对应的气体存储设备；所述气体原料包括三氟化氮(NF3)、氧化二氮(N2O)以及氮气( )；步骤S22，工作人员将预先设定的每种气体原料所需的流速值预先分别存入各自的流量计中；同时将预先设定的气压值存入压力计中；本实施例提供的方法中所需流速值为=NF3所需的第一流速值在120毫升/秒至 140毫升/秒之间取值；N2所需的第二流速值在700毫升/秒至900毫升/秒之间取值A2O 所需的第三流速值在140毫升/秒至160毫升/秒之间取值；如表1所示，较佳的三种气体原料所需流速值的取值具体为=N2的流速值为800毫升/秒；NF3的流速值为130毫升/秒； N2O的流速值为150毫升/秒；上述流速值通过仿真来确定；
权利要求
1.一种清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述方法包括将三氟化氮NF3气体输入到所述等离子体反应腔体内；触发所述三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应；将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走。
2.如权利要求1所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述将三氟化氮 NF3气体输入到所述等离子体反应腔体内的方法包括将三氟化氮NF3气体按照预先设置的第一流速值输入到所述等离子体反应腔体内。
3.如权利要求2所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，在将三氟化氮NF3 气体按照预先设置的流速值输入到所述等离子体反应腔体内的方法之前，该方法进一步包括控制器向存储三氟化氮NF3气体的气体存储设备发出开始工作的工作信号；所述将三氟化氮NF3气体按照预先设置的流速值输入到所述等离子体反应腔体内的方法包括所述气体存储设备接收到工作信号后，向所述等离子体反应腔体的进气口输入三氟化氮NF3气体；设置在所述等离子体反应腔体的进气口的流量计，按照预先设置的流速值控制所述三氟化氮NF3气体进入所述等离子体反应腔体的流速。
4.如权利要求2或3所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，在将三氟化氮NF3气体按照预先设置的第一流速值输入到所述等离子体反应腔体内的同时，该方法进一步包括将氮气队按照预先设置的第二流速值输入到所述等离子体反应腔体内，将氧化二氮 N2O按照预先设置的第三流速值输入到所述等离子体反应腔体内。
5.如权利要求2或3中所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述第一流速值在120毫升/秒至140毫升/秒之间取值。
6.如权利要求4中所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述第二流速值在700毫升/秒至900毫升/秒之间取值。
7.如权利要求4中所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述第三流速值在140毫升/秒至160毫升/秒之间取值。
8.如权利要求2所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述将三氟化氮 NF3气体输入到所述等离子体反应腔体内的方法进一步包括在预先设定的第二指定时间内，调节所述等离子体反应腔体内的气压值，使得所述等离子体反应腔体内的气压值稳定在预先设定的气压值。
9.如权利要求8所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述第二指定时间在2秒至8秒之间取值。
10.如权利要求8所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述调节所述等离子体反应腔体内的气压值包括当所述等离子体反应腔体内的气压值小于所述预先设定的气压值时，控制器控制设置在所述等离子体反应腔体的出气口的叠阀减小开度；当所述等离子体反应腔体内的气压值大于所述预先设定的气压值时，控制器控制设置在所述等离子体反应腔体的出气口的叠阀增大开度。
11.如权利要求1所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，在将三氟化氮 NF3气体输入到所述等离子体反应腔体内的方法之后、且在触发所述三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应的方法之前，该方法进一步包括控制器向射频功率产生器发出开始工作的工作信号；所述触发所述三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应的方法包括所述射频功率产生器接收到工作信号后，向所述等离子体反应腔体发出射频信号，所述射频信号进行辉光放电，所述三氟化氮NF3气体从所述辉光放电中获取能量后与所述氮化硅化合物进行化学反应。
12.如权利要求1所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物，在第三指定时间内进行化学反应。
13.如权利要求12所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，所述第三指定时间在40秒至60秒之间取值。
14.如权利要求1所述的清洗等离子体反应腔体的方法，其特征在于，在触发所述三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应的方法之后、且在将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走的方法之前，该方法进一步包括控制器向机械泵发出开始工作的工作信号；将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走的方法包括所述机械泵接收到开始工作的工作信号后，抽取所述等离子体反应腔体内的残留气体。
15.一种清洗等离子体反应腔体的系统，其特征在于，所述系统包括气体存储设备，与所述等离子体反应腔体相连，用于将存储的三氟化氮NF3气体输入到所述等离子体反应腔体内；射频功率产生器，与所述等离子体反应腔体相连，所述射频功率产生器用于触发所述三氟化氮NF3气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应；机械泵，与等离子体反应腔体相连，用于将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走。
16.如权利要求15所述的清洗等离子体反应腔体的系统，其特征在于，所述系统还包括控制器，与所述气体存储设备相连，用于向气体存储设备发出开始工作的工作信号； 流量计，设置在所述等离子体反应腔体的进气口，所述流量计用于按照预先设置的第一流速值控制所述三氟化氮NF3气体进入所述等离子体反应腔体的流速； 所述气体存储设备用于接收到工作信号后，向所述等离子体反应腔体的进气口输入三氟化氮NF3气体。
17.如权利要求16所述的清洗等离子体反应腔体的系统，其特征在于，所述气体存储设备还用于接收到工作信号后，向所述等离子体反应腔体的进气口输入氮气队和氧化二氮N2O ； 所述流量计还用于CN 102453885 A权禾丨J 要求书3/3页按照预先设置的第二流速值控制所述N2气体进入所述等离子体反应腔体的流速，按照预先设置的第三流速值控制所述队0气体进入所述等离子体反应腔体的流速。
18.如权利要求16所述的清洗等离子体反应腔体的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于在预先设定的第二指定时间内，调节所述等离子体反应腔体内的气压值，使得所述等离子体反应腔体内的气压值稳定在预先设定的气压值。
19.如权利要求18所述的清洗等离子体反应腔体的系统，其特征在于，所述系统进一步包括叠阀，设置在所述等离子体反应腔体的出气口，所述叠阀用于根据所述控制器的控制将自身开度增大或者减小； 所述控制器进一步用于当所述等离子体反应腔体内的气压值小于所述预先设定的气压值时，控制所述叠阀减小开度；当所述等离子体反应腔体内的气压值大于所述预先设定的气压值时，控制所述叠阀增大开度。
20.如权利要求16所述的清洗等离子体反应腔体的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于向所述射频功率产生器发出开始工作的工作信号； 所述射频功率产生器进一步用于接收到工作信号后，向所述等离子体反应腔体发出射频信号，所述射频信号进行辉光放电，使得所述三氟化氮NF3气体从所述辉光放电中获取能量后与所述氮化硅化合物进行化学反应。
全文摘要
本发明涉及半导体器件生产领域，尤其涉及一种清洗等离子体反应腔体的方法及系统，用于降低清洗等离子体反应腔体内壁的时间、提高清洗效率；本发明主要方法包括将三氟化氮(NF3)气体输入到所述等离子体反应腔体内；触发所述三氟化氮(NF3)气体与所述等离子体反应腔体内的氮化硅化合物进行化学反应；将所述等离子体反应腔体内的残留气体抽走。采用本发明，能够大大缩减清洗等离子体反应腔体内壁所需的时间、提高清洗效率。
文档编号C23C16/44GK102453885SQ20101052608
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者周华强, 徐峰, 熊炳辉 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司