一种紫外固化腔体的清洁方法与流程

本发明涉及流体化学气相沉积设备(flowable cvd)，尤其涉及紫外固化腔体的清洁方法。

背景技术：

1、在流体化学气相沉积设备(flowable cvd)中，对硅氮化合物(例如，三甲硅烷基胺(scp))与氢氮化物(例如，氨气)形成的硅氮聚合物薄膜进行固化十分重要，目前常用的固化方法是使用水蒸汽进行固化。而相比较传统固化方法，使用紫外固化展现出了更好的优势。在紫外照射下，臭氧被分解成氧自由基，随后再与硅氮聚合物进行反应，氧替换氮形成硅氧键。在流体化学气相沉积设备(flowable cvd)中，常见的清洁气体是三氟化氮，其通过远程等离子源(rps)解离的氟离子与硅化合物反应起到清理作用。其主要的反应机理如下：

2、2nf3→n2+6f-

3、si+4f-→sif4↑

4、在臭氧-紫外固化设备中，设计了石英窗，石英窗具有良好的透光性，紫外光可以透过石英窗到达晶圆进行固化。但石英窗的主要成分为二氧化硅，当机台进行清洁工艺时，三氟化氮会被远程等离子源(rps)解离成氟离子，氟离子会与二氧化硅发生反应，腐蚀石英窗，石英窗表面呈现不均匀的粗糙性，造成石英窗透光率显著下降，影响紫外光进入腔体，最终导致固化效果不佳。

技术实现思路

1、为了防止石英窗被腐蚀，增强紫外固化效果，本发明提供了一种紫外固化腔体的清洁方法。

2、该紫外固化腔体的清洁方法包括但不限于以下步骤：

3、将反应气体三氟化氮和氢氮化物通入远程等离子源中，解离成氟化铵气体；

4、所述氟化铵气体与位于腔室上部的石英窗中的二氧化硅反应得到第一氟硅酸胺固体；

5、所述氟化铵气体进入所述腔体后，与所述腔体内的二氧化硅反应得到第二氟硅酸胺固体；以及

6、加热所述腔体并保持所述腔体在一预定温度范围以及一预定压力范围内，使所述第二氟硅酸胺固体受热分解后得到气体氟化硅。

7、在一个实施例中，所述氟化铵气体与所述石英窗的二氧化硅反应得到的所述第一氟硅酸胺固体覆盖在所述石英窗下表面，形成保护层。

8、在一个实施例中，所述方法还包括：

9、将所述第二氟硅酸胺固体受热分解后得到的气体从所述腔体内抽出。

10、所述气体包括氟化硅、氨气、氟化氢中的一者或多者。

11、在一个实施例中，所述预定温度范围为5℃-200℃，所述预定压力范围为0.1-650torr。。

12、在一个实施例中，所述氟化铵气体包括nh4f和nh4f.hf中的一者或多者。

13、在一个实施例中，氢氮化物为氨气。所述将反应气体三氟化氮和氢氮化物通入远程等离子源中，解离成氟化铵气体的步骤涉及以下化学反应：

14、nf3+nh3→nh4f+nh4f.hf。

15、在一个实施例中，所述氟化铵气体与石英窗的二氧化硅反应得到第一氟硅酸胺固体的步骤涉及以下化学反应：

16、nh4f or nh4f.hf+sio2→(nh4)2sif6+h2o

17、其中，(nh4)2sif6为固体。

18、在一个实施例中，所述第二氟硅酸胺固体受热分解后得到气体氟化硅涉及以下化学反应：

19、(nh4)2sif6→sif4+nh3+hf

20、其中，(nh4)2sif6为固体，sif4、nh3、hf为气体。

21、在一个实施例中，所述石英窗位于所述腔室的喷淋头上方，所述紫外线透过所述石英窗射入所述腔室内以进行薄膜固化。

22、在一个实施例中，所述远程等离子源与所述腔室耦接。

23、本发明的紫外固化腔体的清洁方法保证清洁气体与石英窗接触反应时比较均匀，产物为固体，可以在石英窗表面形成一层保护膜，进一步阻碍石英窗的刻蚀，且形成的固体受热分解气化，减少石英窗折损寿命。

技术特征：

1.一种紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述氟化铵气体与所述石英窗的二氧化硅反应得到的所述第一氟硅酸胺固体覆盖在所述石英窗下表面，形成保护层。

3.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述预定温度范围为5℃-200℃，所述预定压力范围为0.1-650torr。

5.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述氟化铵气体包括nh4f和nh4f.hf中的一者或多者。

6.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述氢氮化物为氨气。

7.如权利要求6所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述将反应气体三氟化氮和氢氮化物通入远程等离子源中，解离成氟化铵气体的步骤涉及以下化学反应：

8.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述氟化铵气体与位于腔体上部的石英窗的二氧化硅反应得到第一氟硅酸胺固体的步骤涉及以下化学反应：

9.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述第二氟硅酸胺固体受热分解后得到气体氟化硅涉及以下化学反应：

10.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述石英窗位于所述腔体的喷淋头上方，所述紫外线透过所述石英窗射入所述腔体内以进行薄膜固化。

11.如权利要求1所述的紫外固化腔体的清洁方法，其特征在于，所述远程等离子源与所述腔体耦接。

技术总结
本发明提供了一种紫外固化腔体的清洁方法，所述方法包括：将反应气体三氟化氮和氢氮化物通入远程等离子源中，解离成氟化铵气体；所述氟化铵气体与位于腔体上部的石英窗中的二氧化硅反应得到第一氟硅酸胺固体；所述氟化铵气体进入腔体后，与所述腔体内的二氧化硅反应得到第二氟硅酸胺固体；加热所述腔体并保持所述腔体内的温度保持在一预定温度范围，使所述第二氟硅酸胺固体受热分解后得到气体氟化硅。

技术研发人员：吕秋雨,赵茹,薛国标
受保护的技术使用者：拓荆科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12