[发明专利]用于PECVD设备的原位清洗方法及对应的PECVD设备

说明书

本发明提供用于PECVD设备的原位清洗方法及相应的PECVD设备。所述方法包括：第一步骤，向PECVD设备的反应腔室通入含氟清洗气体并将其压强调节至第一压强，开启射频发生器并持续第一预设时间；第二步骤，持续通入含氟清洗气体并将反应腔室压强调节至第二压强，保持射频发生器持续开启第二预设时间；第三步骤，持续通入含氟清洗气体并将其压强调节至第三压强，保持射频发生器持续开启第三预设时间；第四步骤，持续通入含氟清洗气体并将其压强调节至第四压强，保持射频发生器持续开启第四预设时间；以及第五步骤，持续通入含氟清洗气体并将其压强调节至第五压强，保持射频发生器持续开启第五预设时间；其中第一至第五压强依次减小。本发明能有效提高清洗效率。

技术领域

本发明涉及PECVD设备领域，特别涉及用于PECVD设备的原位清洗方法及对应的PECVD设备。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备通常用于在诸如半导体基板、液晶面板和太阳能电池(高效异质结太阳能电池)上沉积薄膜。PECVD设备在运行一段时间后，其反应腔室内壁及腔室内的载板上会沉积预定厚度的硅膜(包括本征/掺杂硅膜多晶硅/非晶硅等)层，此时通常会对PECVD设备进行无需拆卸的原位清洗，以去除上述沉积的硅膜层。

现有技术中PECVD设备进行原位清洗主要包括如下步骤：首先，在反应腔室内通入NF₃等含氟清洗气体，开启射频发生器提供射频功率，以电离含氟清洗气体，电离出的F活性基与硅膜反应，生成被泵抽走排出的氟化硅气体。原位清洗的清洗速率与等离子体中F活性基浓度密切相关，当清洗气体流量和射频功率匹配固定时，NF₃电离成F活性基的电离效率与清洗气体的压强具有直接的线性关系。

电离效率与清洗气体的压强具有直接的线性关系可参照G.Bruno在1994年6月发表在期刊“Journal of Vacuum ScienceTechnology A Vacuum Surfaces and Films”上、题为“对非晶硅沉积反应器进行NF₃等离子体清洗的研究(Study of the NF₃ plasmacleaning of reactors for amorphous silicon deposition)”的文章，该文章在图9及其描述中指出，在0.6毫巴(mbar)左右时NF₃电离效率最高，随着清洗气体压强的减少，NF₃电离效率也将随之逐渐降低。

对于大面积PECVD反应腔室的原位清洗，由于“负载效应(loading effect)”的存在，其清洗速率不仅取决于等离子中的F活性基浓度，还受限于传送到大面积腔室内壁或载板上硅膜表面的等离子状态，研究发现等离子状态对提高大面积PECVD反应腔室内壁及硅片载板的清洗效率的影响更加显著。但上述现有技术在考虑原位清洗的清洗速率时，并未将等离子状态考虑为清洗速率的影响因素。

因此，如何提供一种用于PECVD设备的原位清洗方法以提高大面积PECVD腔壁及载板的硅膜层原位清洗的效率，已成为业内亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种用于PECVD设备的原位清洗方法，所述PECVD设备包括反应腔室和射频发生器，所述方法包括以下步骤：第一步骤，向所述反应腔室通入含氟清洗气体，将所述反应腔室的压强调节至第一压强，开启所述射频发生器并持续第一预设时间；第二步骤，持续向所述反应腔室通入含氟清洗气体，将所述反应腔室的压强调节至第二压强，保持所述射频发生器持续开启第二预设时间；第三步骤，持续向所述反应腔室通入含氟清洗气体，将所述反应腔室的压强调节至第三压强，保持所述射频发生器持续开启第三预设时间；第四步骤，持续向所述反应腔室通入含氟清洗气体，将所述反应腔室的压强调节至第四压强，保持所述射频发生器持续开启第四预设时间；以及第五步骤，持续向所述反应腔室通入含氟清洗气体，将所述反应腔室的压强调节至第五压强，保持所述射频发生器持续开启第五预设时间；其中所述第一压强、第二压强、第三压强、第四压强和第五压强从大到小依次减小。