本發明涉及半導體制造，尤其涉及一種高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法。

背景技術：

1、等離子體增強工藝，諸如等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)工藝、高密度等離子體化學氣相沉積(hdpcvd)工藝、等離子體浸沒離子注入工藝(p3i)和等離子體蝕刻工藝已在半導體處理中變得必不可少。

2、在高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔內，靜電卡盤(esc)作為與晶圓直接接觸并實現晶圓的吸附與解吸附的工件，在工藝過程中至關重要。在進行等離子體處理期間需要對反應腔、陶瓷圓盤以及靜電卡盤(esc)進行清洗處理，清洗后將晶圓送入反應腔內，為了減少顆粒污染需要在裸露的反應腔內壁表面、以及陶瓷圓盤表面沉積保護介電膜(season?film)，然而在現有的處理過程中由于腔內殘留薄膜受到高密度電漿轟擊，導致靜電卡盤以及卡盤固定件的邊緣位置容易發生損壞，一方面導致靜電卡盤的壽命較短，頻繁更換成本較高，另一方面導致后續氣流冷卻時不穩定從而進一步導致腔內氣壓以及溫度不穩。

3、因此，現有技術中存在對一種高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法改進的需求。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明實施例的目的在于提出一種高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，通過自動抬起陶瓷圓盤，以使清洗氣體可以更徹底的清洗圓盤底部以及靜電卡盤邊緣位置的氧化膜，并且在沉積保護介電膜時從靜電卡盤底部向表面通入冷卻氣流，防止保護介電膜沉積至靜電卡盤表面在后續制程中污染晶圓。

2、基于上述目的，本發明實施例的提供了高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，在反應腔內的晶圓承載裝置上具有用于加載射頻的陶瓷圓盤，晶圓承載裝置外圍設置有固定座，清理方法包括以下步驟：

3、將陶瓷圓盤沿軸線方向抬起與晶圓承載裝置產生第一間距；

4、向反應腔內通入第一氣體進行清洗處理；

5、清洗完成后，開啟晶圓承載裝置的氣孔通入第二氣體以在晶圓承載裝置與陶瓷圓盤之間形成冷卻氣流，同時向反應腔內沉積保護介電膜。

6、在一些實施方式中，晶圓承載裝置為靜電卡盤。

7、在一些實施方式中，第一間距為0.8～1.2cm。

8、在一些實施方式中，第一氣體為三氟化氮。

9、在一些實施方式中，三氟化氮的通入時間為20～30s。

10、在一些實施方式中，第二氣體為氦氣。

11、在一些實施方式中，靜電卡盤與陶瓷圓盤之間具有多個可伸縮的針腳，通過機臺的自動程序將多個可伸縮針腳沿陶瓷圓盤沿軸線方向展開以抬起陶瓷圓盤。

12、在一些實施方式中，保護介電膜沉積位置包括：反應腔內壁和陶瓷圓盤表面。

13、在一些實施方式中，保護介電膜為氧化硅薄膜。

14、在一些實施方式中，固定座頂部平面與晶圓承載裝置的頂部平面之間的間距為0.5～1mm。

15、本發明至少具有以下有益技術效果：

16、本發明的方法聚焦于現有技術中晶圓承載裝置邊緣易發生靜電損傷的問題，對機臺反應腔的清理方法進行改進，通過在清洗過程中自動抬起陶瓷圓盤以裸露晶圓承載裝置，使得氣體清洗時對于陶瓷圓盤的背面和晶圓承載裝置的多個邊緣位置得到徹底清洗，去除晶圓沉積過程中殘留的氧化層，防止由于高密度電漿轟擊帶來的靜電損傷，保障晶圓承載裝置的壽命，從而進一步保證了氣流冷卻時的氣流穩定性，以提升反應腔內溫度及壓力的穩定性，有效保障了機臺運行穩定性。

技術特征：

1.一種高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，在反應腔內的晶圓承載裝置上具有用于加載射頻的陶瓷圓盤，所述晶圓承載裝置外圍設置有固定座，清理方法包括：

2.根據權利要求1所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述晶圓承載裝置為靜電卡盤。

3.根據權利要求1所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述第一間距為0.8～1.2cm。

4.根據權利要求1所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述第一氣體為三氟化氮。

5.根據權利要求4所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，三氟化氮的通入時間為20～30s。

6.根據權利要求1所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述第二氣體為氦氣。

7.根據權利要求2所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述靜電卡盤與所述陶瓷圓盤之間具有多個可伸縮的針腳，通過機臺的自動程序將所述多個可伸縮針腳沿所述陶瓷圓盤沿軸線方向展開以抬起所述陶瓷圓盤。

8.根據權利要求1所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述保護介電膜沉積位置包括：反應腔內壁和陶瓷圓盤表面。

9.根據權利要求8所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述保護介電膜為氧化硅薄膜。

10.根據權利要求1所述的高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，其特征在于，所述固定座頂部平面與所述晶圓承載裝置的頂部平面之間的間距為0.5～1mm。

技術總結
本發明公開了一種高密度等離子體化學氣相沉積機臺反應腔的清理方法，在反應腔內的晶圓承載裝置上具有用于加載射頻的陶瓷圓盤，晶圓承載裝置外圍設置有固定座，將陶瓷圓盤沿軸線方向抬起與晶圓承載裝置產生第一間距；向反應腔內通入第一氣體進行清洗處理；清洗完成后，開啟晶圓承載裝置的氣孔通入第二氣體以在晶圓承載裝置與陶瓷圓盤之間形成冷卻氣流，同時向反應腔內沉積保護介電膜。本發明提供的清洗方法，可以防止由于高密度電漿轟擊帶來的靜電損傷，保障晶圓承載裝置的壽命，從而進一步保證了氣流冷卻時的氣流穩定性，以提升反應腔內溫度及壓力的穩定性，有效保障了機臺運行穩定性。

技術研發人員：蔡建軍
受保護的技術使用者：和艦芯片制造（蘇州）股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28