[发明专利]适于远程等离子体清洗的反应腔室、沉积设备及清洗方法

说明书

本发明公开了一种适于远程等离子体清洗的反应腔室、沉积设备及清洗方法，其中反应腔室包括：腔室主体；加热基座，加热基座设于腔室主体内；环形支撑部件，环形支撑部件环绕于加热基座的外周，环形支撑部件面向加热基座的表面为内表面，背向加热基座的表面为外表面，外表面的粗糙度大于内表面的粗糙度，环形支撑部件的材质为陶瓷；气体匀流栅，气体匀流栅设置于环形支撑部件上，且位于加热基座的上方。沉积设备包括：上述的反应腔室；等离子体清洗源腔室；清洗管路，清洗管路连通于等离子体清洗源腔室和反应腔室之间；气源管路，气源管路连通于清洗管路。本发明的有益效果在于，能够解决清洗腔室时造成反应腔室内部的结构组件损伤的问题。

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，更具体地，涉及一种适于远程等离子体清洗的反应腔室、沉积设备及清洗方法。

背景技术

等离子体增强型原子层沉积(PEALD)是一种使传统的原子层沉积工艺得以增强的工艺，通过产生电浆，有更多的高能量化学态的原子和分子。用于沉积诸如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)等。

在等离子体增强原子层沉积(PEALD)的生产工艺中，需要定期清洗反应腔室的内部，避免因此产生的污染影响薄膜的性能。现有的清洗工艺主要有化学清洗、原位等离子体清洗、远程等离子体(remote plasma source，RPS)清洗等。

远程等离子体清洗是利用氟化氮(NF3)气体在等离子体作用下离化为F-、F*等活性离子或电浆，具有高能量的这些基团和二氧化硅、氮化硅等反应，形成挥发相氟化硅，从而清除工艺过程中在腔室除衬底表面其余部位的二氧化硅、氮化硅薄膜残余积累，达到腔室清洗的效果。然而，现有等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺腔室中，除了气体匀流栅和加热基板为陶瓷材质外，其余均为金属铝材质。远程等离子体(RPS)清洗时NF3形成的高能量的F*等的活性基团也吸附在腔室内部件表面，并和这些以铝材质为主的部件发生反应，形成铝的氟化物，如氟化铝，从而造成部件的损伤，不仅影响腔室内硬件的使用寿命，而且会对清洗后的工艺，尤其是工艺的组件性能造成非常大的影响。

因此，改善远程等离子体清洗工艺，加强等离子体增强原子层沉积(PEALD)腔室内部的防护，对于NF3类的远程等离子体清洗的广泛应用具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种适于远程等离子体清洗的反应腔室、沉积设备及清洗方法，解决清洗腔室时造成反应腔室内部的结构组件损伤的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种适于远程等离子体清洗的反应腔室，包括：

腔室主体；

加热基座，所述加热基座设于所述腔室主体内；

环形支撑部件，所述环形支撑部件环绕于所述加热基座的外周，所述环形支撑部件面向所述加热基座的表面为内表面，背向所述加热基座的表面为外表面，所述外表面的粗糙度大于所述内表面的粗糙度，所述环形支撑部件的材质为陶瓷；

气体匀流栅，所述气体匀流栅设置于所述环形支撑部件上，且位于所述加热基座的上方。

作为优选方案，所述内表面的粗糙度范围为0.1μm～0.8μm，所述外表面的粗糙度范围为3.2μm～12.5μm。

作为优选方案，反应腔室还包括位于所述腔室主体内的腔室内壁隔离结构，所述腔室内壁隔离结构为环形，与所述腔室主体的侧壁同轴设置，所述腔室内壁隔离结构与所述腔室主体的内侧壁之间设有密封的空腔。

作为优选方案，所述腔室内壁隔离结构的材质为铝，所述加热基座和所述匀流栅的材质为陶瓷。

本发明还提出了一种沉积设备，包括上述的反应腔室，还包括：

等离子体清洗源腔室；

清洗管路，所述清洗管路连通于所述等离子体清洗源腔室和所述反应腔室之间；