薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法

摘要

本发明公开了一种薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法，包括：步骤一、进行薄膜沉积工艺，薄膜沉积过程中，工艺气体通过喷淋头均匀分配后进入到薄膜生长区域中，薄膜会同时沉积在工艺腔内侧表面以及喷淋头的下表面；步骤二、进行清洁工艺，包括：提供F‑离子到薄膜生长区域中对工艺腔的内侧表面和所述喷淋头的下表面上沉积的所述薄膜进行清洗去除；清洁工艺过程中，F‑离子会吸附在喷淋头的所述下表面上并形成氟化铝；步骤三、对氟化铝进行氧化形成粘附性比氟化铝更强的氟氧化铝。本发明能降低F‑离子对喷淋头产生的损伤从而能提高喷淋头的寿命并能提高成膜均匀性和降低颗粒污染。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法。

背景技术

等离子体增强型(Plasma Enhance，PE)化学气相沉积(CVD广泛应用于集成电路制造生产工艺中，其成膜原理为材料源以气体形式进入工艺腔体内，在射频(RF)加功率的情况下，反应气体从辉光放电对应的等离子体(Plasma)场中获得激活能，激活并增强化学反应，从而实现化学气相淀积。等离子体中，高能电子撞击反应物气体分子，使之激活并电离，产生化学性质很活泼的自由基团，并使衬底即晶圆(wafer)如硅衬底晶圆产生更为活泼的表面结点，从而启动并加快了低温下的化学反应，各种反应气体最终流过喷淋头(showerhead)后进入腔体，在这个过程中showerhead主要起到均匀分配气体的作用。

PECVD设备在实际生产过程中，不仅仅是wafer表面沉积了薄膜(film)，设备腔体和showerhead表面同时也会沉积薄膜，为了保证wafer的质量，通常按照膜厚累计或者膜质切换等条件，使用远端等离子源(remote plasma source)将腔体和showerhead表面沉积的film清洗(clean)干净，在腔体外部用远端等离子(Remote Plasma)解离NF

因为被解离的F

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法，能降低F-离子对喷淋头产生的损伤从而能提高喷淋头的寿命并能提高成膜均匀性和降低颗粒污染。

为解决上述技术问题，本发明提供的薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法包括如下步骤：

步骤一、进行薄膜沉积工艺，所述薄膜沉积过程中，工艺气体通过喷淋头均匀分配后进入到薄膜生长区域中，薄膜会同时沉积在工艺腔内侧表面以及所述喷淋头的下表面，所述喷淋头的下表面为暴露于所述薄膜生长区域中的表面，所述喷淋头的下表面的材料包括Al。

步骤二、所述薄膜沉积完成后进行清洁工艺，包括：提供F

步骤三、对所述氟化铝进行氧化形成粘附性比氟化铝更强的氟氧化铝；在后续所述薄膜沉积工艺中，所述氟氧化铝能防止产生由所述氟化铝的剥离所产生的颗粒污染；在后续的所述清洁工艺中，所述氟氧化铝能防止F

进一步的改进是，所述薄膜为介质层，所述薄膜沉积工艺腔为CVD工艺腔。

进一步的改进是，所述介质层包括二氧化硅或氮化硅。

进一步的改进是，所述CVD工艺腔包括PECVD工艺腔。

进一步的改进是，所述PECVD工艺腔外部设置有远端等离子体源装置。

进一步的改进是，步骤二中，F

进一步的改进是，F

进一步的改进是，所述含氟前体包括三氟化氮。

进一步的改进是，所述远端等离子源装置和远端射频信号相连，在所述远端射频信号的作用下形成所述远端等离子体。

进一步的改进是，所述喷淋头包括多个均匀分布的气孔，所述工艺气体从所述喷淋头的上表面穿过各所述气孔到达所述喷淋头的下表面下的所述薄膜生长区域中。

进一步的改进是，步骤二中，所述工艺腔的内侧表面和所述喷淋头的下表面上沉积的所述薄膜和F

进一步的改进是，步骤三中，采用N

进一步的改进是，所述PECVD工艺腔外部设置有本地等离子体源装置。

进一步的改进是，所述本地等离子源装置位于所述喷淋头的上表面上方，所述工艺腔体经过所述本地等离子源装置形成的本地等离子源激活后在通过所述喷淋头均匀分配后进入到所述薄膜生长区域中。

进一步的改进是，步骤三设置在预涂层工艺之前。

进一步的改进是，步骤一中，在所述喷淋头的下表面底部设置有载片台，在所述薄膜沉积过程中，所述晶圆放置在所述载片台上。

本发明通过在薄膜沉积后的清洁工艺完成后，增加了对形成于喷淋头的下表面上的氟化铝进行氧化的步骤，氟化铝氧化后形成的氟氧化铝具有更高的粘附性且能防止F

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法的流程图；

图2A是本发明实施例方法的步骤二中形成氟化铝的示意图；

图2B是本发明实施例方法的步骤三中对氟化铝进行氧化后的示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明实施例薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法的流程图；如图2A所示，是本发明实施例方法的步骤二中形成氟化铝2的示意图；如图2B所示，是本发明实施例方法的步骤三中对氟化铝2进行氧化后的示意图；本发明实施例薄膜沉积工艺腔的腔内沉积薄膜清洁方法包括如下步骤：

步骤一、进行薄膜沉积工艺，所述薄膜沉积过程中，工艺气体通过喷淋头1均匀分配后进入到薄膜生长区域中，薄膜会同时沉积在工艺腔内侧表面以及所述喷淋头1的下表面，所述喷淋头1的下表面为暴露于所述薄膜生长区域中的表面，所述喷淋头1的下表面的材料包括Al。

本发明实施例中，所述薄膜为介质层，所述薄膜沉积工艺腔为CVD工艺腔。

所述介质层包括二氧化硅或氮化硅。在其他实施例中，所述介质层也能为其他材料。

所述CVD工艺腔包括PECVD工艺腔。

所述PECVD工艺腔外部设置有远端等离子体源装置。

所述喷淋头1包括多个均匀分布的气孔，所述工艺气体从所述喷淋头1的上表面穿过各所述气孔到达所述喷淋头1的下表面下的所述薄膜生长区域中。

所述PECVD工艺腔外部设置有本地等离子体源装置。

所述本地等离子源装置位于所述喷淋头1的上表面上方，所述工艺腔体经过所述本地等离子源装置形成的本地等离子源激活后在通过所述喷淋头1均匀分配后进入到所述薄膜生长区域中。

在所述喷淋头1的下表面底部设置有载片台，在所述薄膜沉积过程中，所述晶圆放置在所述载片台上。

步骤二、如图2A所示，所述薄膜沉积完成后进行清洁工艺，包括：提供F

本发明实施例中，F

F

所述含氟前体包括三氟化氮。所述远端等离子源装置和远端射频信号相连，在所述远端射频信号的作用下形成所述远端等离子体。

所述工艺腔的内侧表面和所述喷淋头1的下表面上沉积的所述薄膜和F

步骤三、如图2B所示，对所述氟化铝2进行氧化形成粘附性比氟化铝2更强的氟氧化铝4；在后续所述薄膜沉积工艺中，所述氟氧化铝4能防止产生由所述氟化铝2的剥离所产生的颗粒污染；在后续的所述清洁工艺中，所述氟氧化铝4能防止F-离子3对铝的侵蚀。图2B中，氟氧化铝4也采用分子式AlO

本发明实施例中，采用N

较佳为，步骤三设置在预涂层(pre coat)工艺之前。

本发明实施例通过在薄膜沉积后的清洁工艺完成后，增加了对形成于喷淋头1的下表面上的氟化铝2进行氧化的步骤，氟化铝2氧化后形成的氟氧化铝4具有更高的粘附性且能防止F

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。