[发明专利]等离子体处理装置及其清洗方法

说明书

本发明涉及一种等离子体处理装置，包含：反应腔室；所述反应腔室内的顶部设有喷淋头，向反应腔室内引入清洁气体；所述喷淋头处设置有第一电极；所述的反应腔室内的底部设有基座；所述基座处设置有第二电极；移动环，其沿反应腔室的侧壁内侧设置；所述移动环内设置有第三电极，该第三电极上施加有高压电源，在该第三电极的附近区域形成局部DBD等离子体，以对位于第三电极附近的部件，包括移动环的表面进行局部增强的等离子体清洗。本发明还涉及等离子体处理装置的清洗方法。本发明针对移动环进行局部增强的DBD等离子体清洗，完全清除其上沉积的聚合物，有效提高反应腔室的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种等离子体处理装置及其清洗方法，具体是指一种能有效清洗移动环的等离子体处理装置及其清洗方法，属于等离子体处理领域。

背景技术

等离子体处理设备，通过向真空反应腔室引入含有适当刻蚀剂或淀积源气体的反应气体，然后再对该反应腔室施加射频能量，以解离反应气体生成等离子体，用来对放置于反应腔室内的基片表面进行加工。

在等离子体的处理过程中所产生的一些聚合物（polymers），会附着在反应腔室内的各个装置上。因此，通常在从反应腔室内取出完成处理的基片后，需要对反应腔室内部进行清洗以去除沉积下来的聚合物。

如图1所示，为现有技术中的等离子体处理装置的结构示意图，包含反应腔室1，其由位于顶端的顶盖，位于底端的底壁，以及连接在顶盖和底壁之间的侧壁构成，形成气密性的内部反应空间，并在进行清洗的过程中处于真空状态。其中，所述的顶盖、底壁以及侧壁均由金属材料制成并接地。

在反应腔室1顶部用于引入清洁气体的喷淋头4处设置第一电极，在反应腔室1底部用于承载及吸持基片的基座6处设置第二电极。在所述第二电极上施加射频功率电源9，其通过一个匹配器连接到第二电极，从而在反应腔室1内得到激发等离子体15所需的射频能量。

所述基座6位于反应腔室1的底部，在该基座6边缘的外侧设有绝缘环8。在该绝缘环8的上方设置有聚焦环7，用于控制等离子体均一性。进一步，在该绝缘环8的外侧设有约束环3，用于控制反应气体的排出。该约束环3的上方还可以设置覆盖环，用于阻挡等离子体对约束环3的侵蚀。在所述顶盖的下方设有移动环2，且该移动环2沿反应腔室1的侧壁内侧设置，并由喷淋头4的边缘外侧延伸至约束环3的边缘外侧。该移动环2采用耐等离子体腐蚀的绝缘材料（例如石英）制成，用来约束等离子体的分布，隔离等离子体的传输，以将反应腔室1的金属侧壁与等离子体隔开，从而保护反应腔室1的腔壁不受等离子体的侵蚀，并减少等离子体的边缘损失。

当对反应腔室1内部进行清洗时，需要通过喷淋头4向反应腔室1引入清洁气体（例如氧气O₂、三氟化氮气体NF₃等），维持一定的流量和电压，并通过射频功率电源9将其解离生成清洗用的等离子体15，用来对反应腔室1的腔体及内部的各个装置进行等离子体清洗，以去除附着的聚合物，从而保持反应腔室1的稳定。

然而，由于第一电极、第二电极边缘处的场强会受边缘条件的影响，导致一部分电场线弯曲，造成电场边缘部分场强不均匀，使得等离子体15受电场控制在反应腔室1边缘的密度较低，难以形成足够的等离子体将腔室的边缘部件（诸如上述的移动环、约束环等）清洗干净，残余的聚合物会带来放电击穿（arcing）影响，或形成颗粒（particle）对后续的基片处理造成潜在污染的风险。

并且，由于移动环2所具有的高阻抗特性，使得在进行等离子体清洗的过程中，其表面附近所形成的等离子体的密度较低，导致清洗效果不佳，造成其表面聚合物的逐渐累积。而随着移动环2表面附着的残余沉积聚合物的逐渐增多，会引起反应腔室1内的物理和化学特性的改变，例如会带来放电击穿（arcing）影响，或形成颗粒（particle）对后续的基片处理造成潜在污染的风险，从而导致等离子体刻蚀结果出现偏离。

发明内容