进气单元31内壁至少部分的反应副产物可随着大流量气体带走。较佳的，进气单元的内壁可被反复冲洗，如至少被冲洗5次。即“通入大流量第一工艺气体并全开调节阀阀门一一停止通入第一工艺气体并关闭调节阀阀门”这一过程可重复进行多次。其中，第一工艺气体可以是满足实际工艺需求的任何气体，本发明并不对其加以限制。由以上可知，本步骤能使沉淀于进气单元内壁的大部分第一副产物321和第二副产物322在大流量气体快速冲刷下掉落，减少了造成晶圆缺陷的污染源。
[0033]接着，进行步骤2:通入第二工艺气体并形成所述第二工艺气体的等离子体，使所述第二工艺气体的等离子体与剥落的第一副产物及反应腔体内壁的第一副产物发生反应，以清洗所述反应腔体的内壁。
[0034]请参考图3c、3d，被第一工艺气体冲刷的第一副产物321和第二副产物322从进气单元31的内壁剥落而掉落在反应腔体内，此时以较小流量通入第二工艺气体如即3和O2的混合气体并将其电离为F-和O-等离子体，F-和O-等离子体与S1xCly中的Si反应生成SiF4等气体产物，可被抽气单元抽走，如此达到清洗反应腔体的内壁的目的。为避免NF3和02的混合气体被快速抽走无法充分与反应副产物发生反应，在该步骤中，控制调节阀开度为半开，减小反应腔体30中即3和O 2的混合气体的抽气率，使反应腔体内NF3气量和压力增加。如此，F-等离子体在腔体内的停留时间较长。较佳的，反应腔体30内即3和02的混合气体的压力保持为小于等于10mT。
[0035]然后，进行步骤3:通入第三工艺气体并形成所述第三工艺气体的等离子体，增加所述第三工艺气体的压力，使所述第三工艺气体的等离子体与所述进气单元内已剥落和未剥落的第二副产物发生反应，以清洗所述进气单元的内壁。
[0036]如图3e所示，虽然步骤S2中通入的即3和O 2的混合气体去除了腔体内壁的第一副产物和从进气单元剥落的第一副产物，但却无法彻底去除进气单元内未被第一工艺气体冲走的第二副产物。因此，在本步骤中，进一步加大反应腔体30内的气压，在腔体内产生更多的O2气体的等离子体。具体的，控制调节阀的阀门开度为接近全闭来调节反应腔体内的压力。较佳的，O2气体的压力保持为大于等于60mT。
[0037]最后，进行步骤4:增加所述第二工艺气体的压力，使所述第二工艺气体的等离子体与所述进气单元内未剥落的第一副产物发生反应，以清洗所述进气单元的内壁。
[0038]请参考图3f、3g，虽然步骤S3中通入的02气体去除了进气单元内壁的第二副产物，但却无法彻底去除进气单元内未被第一工艺气体冲走的第一副产物。因此，在本步骤中，进一步加大反应腔体30内的气压，在腔体内产生更多的即3和02的混合气体的等离子体。具体的，控制调节阀的阀门开度为接近全闭来调节反应腔体内的压力。较佳的，NF3和02的混合气体的压力保持为大于等于60mT。
[0039]由以上可知，本实施例通过增加低压力高流量的气体冲刷步骤使进气单元内的刻蚀沉淀物快速剥离，去除缺陷源头；再通过增加腔体内即3和O 2的混合气体和O 2气体的压力进一步对腔体内壁和进气单元内壁进行清洗，特别是利用高压力小流量的进气方式对进气单元内壁清洗，有效提升了反应副产物S1xCly和CxOy的混合物以及CxOy的清除效率，从而降低晶圆中心团聚缺陷的发生，提升晶圆的良率。
[0040]综上所述，本发明的清洗方法的有益效果在于通过先使用低压力、高流量气体对腔体进行反复冲洗，剥离进气单元内壁的大部分刻蚀副产物，再使用小流量含氟气体的等离子体对剥离和沉积于腔体内壁的第一副产物同时进行清洗，接着使用较高压力下刻蚀气体氧气对剥离和沉积于进气单元的第二副产物同时进行清洗，最后利用较高压力下小流量含氟气体的等离子体的反流特性延长等离子体在进气单元中的停留时间、增加对进气单元内壁中第一副产物的刻蚀反应，去除其死角的刻蚀副产物，最终达到减少晶圆刻蚀时副产物掉落风险，优化晶圆中心团聚缺陷的目的，并且本发明的清洗方法实现简单成本低廉，减少刻蚀工艺缺陷，提高产品良率。
[0041]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种刻蚀反应腔体的清洁方法，包括反应腔体和进气单元，其特征在于，所述反应腔体的清洁方法包括: 步骤1:通入第一工艺气体冲洗所述进气单元，使所述进气单元内壁至少部分的反应副产物剥落；其中，所述反应副产物包括第一副产物和第二副产物； 步骤2:通入第二工艺气体并形成所述第二工艺气体的等离子体，使所述第二工艺气体的等离子体与所述剥落的第一副产物及所述反应腔体内壁的第一副产物发生反应，以清洗所述反应腔体的内壁； 步骤3:通入第三工艺气体并形成所述第三工艺气体的等离子体，增加所述第三工艺气体的压力，使所述第三工艺气体的等离子体与所述进气单元内已剥落和未剥落的第二副产物发生反应，以清洗所述进气单元的内壁； 步骤4:增加所述第二工艺气体的压力，使所述第二工艺气体的等离子体与所述进气单元内未剥落的第一副产物发生反应，以清洗所述进气单元的内壁。
2.根据权利要求1所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，所述第一副产物为S1xCly和CxOy的混合物，第二副产物为CxOy。
3.根据权利要求2所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，所述第二工艺气体为即3和O 2的混合气体，所述第三工艺气体为O 2。
4.根据权利要求1所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，所述第一工艺气体的气体流量大于所述第二工艺气体的气体流量。
5.根据权利要求1所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，步骤I中通入所述第一工艺气体冲洗所述进气单元的次数大于等于5次。
6.根据权利要求1所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，步骤I中所述第一工艺气体的压力小于步骤2中所述第二工艺气体的压力，气体流量为大于等于500sccm ;步骤2中所述第二工艺气体的压力为小于等于10mT，气体流量为小于等于50sccm。
7.根据权利要求6所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，步骤3中所述第三工艺气体和步骤4中第二工艺气体的压力均大于步骤2中所述第二工艺气体的压力，步骤3中所述第三工艺气体和步骤4中第二工艺气体的压力均大于60mT。
8.根据权利要求1所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，还包括通过化学气相沉积在所述腔体内壁上生长一层S1xCly的步骤。
9.根据权利要求1所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，所述进气单元设置于所述反应腔体顶部且位于待刻蚀晶圆的正上方。
10.根据权利要求1?9任一所述的刻蚀反应腔体的清洁方法，其特征在于，所述反应腔体还包括抽气单元，所述抽气单元通过调节阀与所述反应腔体相连，所述清洗方法的各步骤中通过控制所述调节阀的开度以调节所述反应腔体内的气压。
【专利摘要】本发明公开了一种刻蚀反应腔体的清洁方法，包括反应腔体和进气单元；清洁方法包括：通入第一工艺气体冲洗进气单元，使进气单元内壁至少部分的反应副产物剥落；接着通入第二工艺气体，使所述第二工艺气体的等离子体与剥落的第一副产物及所述反应腔体内壁的第一副产物发生反应，以清洗反应腔体的内壁；然后通入第三工艺气体并增加所述第三工艺气体的压力，使所述第三工艺气体的等离子体与进气单元内已剥落和未剥落的第二副产物反应，以清洗进气单元的内壁；最后增加第二工艺气体的压力，与进气单元内未剥落的第一副产物发生反应，以清洗所述进气单元的内壁。本发明能够有效减小进气单元残留物沉积掉落造成晶圆中心团聚缺陷的风险。
【IPC分类】B08B7-00, H01L21-02
【公开号】CN104867815
【申请号】CN201510213483
【发明人】许进, 胡伟玲, 任昱, 吕煜坤, 张旭升
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月29日