TWI312175B - - Google Patents

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1312175 __案號91134944_年月 R 修正 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域： 本發明係有關於一種半導體裝置之清潔方法，特別是 有關於一種電漿反應至之乾式清潔方法，藉以延長預防保 養(preventive maintenance, PM)之週期。 先前技術： 由於以電漿乾蚀刻的方式來姓刻金屬以製作積體電路 元件，其效能優於濕蝕刻，因此已普遍地應用於現今的半 —等體工業或是薄膜電晶體液晶顯示器工業。 •?於電漿乾蝕刻製程期間，製程反應氣體係注入於電漿反應 室（plasma chamber)，並藉由射頻（radiati〇n frequency，RF )電磁波形成電漿以作為蝕刻劑。 於反應室中進行金屬乾蝕刻時，一些蝕刻副產品 (etch by-product )會沉積於反應室之内壁。當這些聚 積於反應室内壁的蝕刻副產品達到—定程度時，"便會一造 2的影響。舉例而言，在m_LCk前段陣列製程中， 裝作閘極線所使用的金屬材料為銷鋁铷合金（M〇MNd)。 〜於進行電漿乾蝕刻期間係使用氯氣（c 、 氣體作為反應氣體’其非常容易於 m等1人生//、紹、雜等光阻殘留物及氯化紹 (A1C13 )等化合物並沉積於反應室 :::之反：工影響製程條件而降 缺陷有 產品顯得格外地重要。 古除挈積的蝕刻副

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傳統上，清潔反應室的方法係打開電漿反應室，接著 斥解其中的部件，並藉由物理或化學方法去除沉積物。例 ^，使用水及異丙醇（IPA )之溶液清洗或擦拭反應室内 i。然而’這種濕式清潔方式耗時且預防保養週期短，因 丨而大幅地降低產能。 月内容： ^ 、有鑑於此，本發明之目的在於提供一種電漿反應室之 —，式q嘉方法，適用於金屬餘刻製程，其藉由不同的反應 氣體所形成之電漿依序臨場（in_situ )清潔電漿反應室 内壁，以減少形成於其内壁之沉積物，藉以延長預防保 之周期並增加產能。 根據上述之目的，本發明提供一種電漿反應室之乾式 清潔方法’適用於金屬蝕刻製程。首先，將一具有一金 澹之基底置入一電漿反應室。接著，蝕刻基底上之金屬層 a最後，自電t反應室移出基底並實施一乾式 其首先在電裝反應室中形成一第—„，以應 ..室内壁。接著，在電漿反應室中形成一第二電漿，以，、主潔 電槳反應室之上電極及下電極。接著，在電聚反應室中形 成一第三電漿，以清潔電漿反應室内壁。最後，於反 應室中通入及抽取一迫除氣體。 、 氣體且其流量在 依序在3到1 0 再者，第一電漿係以氧氣作為其反應 600到800 seem的範圍，而反應氣體之壓力 mTorr的範圍及在15到40 mTorr的範圍。

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再者’第二電漿係以氯氣及氯化硼氣體之混合氣體作 為其反應氣體且氯氣流量在100到500 seem的範圍及氯化 硼氣體流量在50到150 seem的範圍’而反應氣體之壓力在 3到6 m T 〇 r r的範圍。 再者，第三電漿係以氟化硫氣體及氧氣之混合氣體作 為其反應氣體且氟化硫氣體及氧氣之流量分別在6 〇 〇到8 〇 〇 seem的範圍’而反應氣體之壓力在50到70 mTorr的範圍。 再者’氧氣及氦氣之混合氣體作為迫除氣體且氧氣及 氦氣之流量分別在8 0 0到1 〇 〇 0 sccm的範圍。 為讓本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說明如下 實施方式： 以下配合第1圖說明本發明實施例之電漿反應室之乾 式清潔方法。請參照第1圖，其繪示出根據本發明實施例 之金屬I虫刻製程後之乾式清潔方法流程圖，適用於打丁― LCD 月 I』段陣列製程（array fabricati〇n pr〇cess)。首先， 進行步驟S10 ’提供一產品基底，例如一玻璃基底，其上 开> 成有用以製作閘極線之金屬層，例如鉬鋁敍〇合金。接 著，藉由習知之微影製程，在金屬層上方形成一光阻圖案 層’用以定義閘極線之圖案。之後，將產品基底置入—電 聚反應室，例如一感應耦合電漿式（inductively coupled plasma， ICP)反應室。 接下來，進行步驟S1 2，藉由光阻圖案層作為罩幕並

第7頁 !312175 修正 月 曰 案號 91134944 五、發明說明（4) j感應耦合電漿蝕刻基底上之金屬層，以完成閘極線之製 作。 y 接下來，進行步驟，自電漿反應室移出基底。之 ^ 進行步驟516 ’由操作者決定是否需要清潔電漿反應 至。若否’則進行步驟s 1 0，亦即繼續產品之製造。 a 、若需要清洗電漿反應室，則實施一臨場（in_) 乾式清洗程序。首先，進行步驟S2 〇，在電漿反應室中形 成二第一電漿，以清潔電漿反應室内壁。在本實施例中， 所形成的第一電漿可藉由注入氧氣（〇2)至電漿反應室以 作為其反應氣體’且其流量在600到800 seem的範圍，而 較佳的流量為800 seem。使用氧電漿的主要目的在於清除 含碳的钱刻沉積物。另外’使用低壓的氧電漿可有效清除 反應室下半部的含碳的蝕刻沉積物，而使用高壓的氧電漿 可有效清除反應室上半部的含碳的蝕刻沉積物。因此，首 先’反應氣體之壓力維持在3到1 〇 mT0r r的範圍，而較佳 的壓力為5 mTorr。之後’調整反應氣體之壓力至15到4〇 mT〇rr的範圍’而較佳的壓力為2〇 mT〇rr。 接下來，進行步驟S22，在電漿反應室中形成一第二 電漿，以清潔該電漿反應室内壁。在本實施中’所形成 的第二電槳可藉由注入氯氣（eh)及氯化硼（BCl3)氣體 之混合氣體至電漿反應室以作為其反應氣體。其中，氯氣 流量在100到50 0 seem的範圍，而較佳的流量為4〇〇sccm。 再者’氯化删氣體流量在5 0到1 5 0 s c c m的範圍，而較佳的 流量為100 seem。使用氯氣及氯化硼氣體的主要目的在於

第8頁 1312175 _塞號91134944__年月 日 鉻,τ 五、發明說明（5) 清除上電極及下電極上含鋁的钱刻沉積物。另外，反應氣 體之壓力維持在3到6 m Τ 〇 r r的範圍，而較佳的壓力為4 mTorr ° 接下來，進行步 ^ 。^电水/人題'至〒形成一示二 電漿，以再次清潔電漿反應室内壁。在本實施例中，所形 成的第二電漿可藉由注入氟化硫（SFe )氣體及氧氣之混合 氣體至電衆反應室以作為其反應氣體。其中，氟化硫氣體 流量在6 0 0^到8 0 0 SCCm的範圍，而較佳的流量為8〇〇sccm 。再者，氧氣流S在600到800 sccm的範圍，而較佳的流 量為800 seem。使用氟化硫氣體及氧氣的主要目的在於清 除電漿反應室内壁含鉬的蝕刻沉積物及再次清除含碳的蝕 =積物。另夕卜，反應氣體之壓力維持在5〇到7〇訂町的 範圍，而較佳的壓力為60 mT〇ri~。 最後’進行步驟S26，於電喈沒庙a山 ，例如氧氣及氦氣之混合氣體/ 至中通入迫除氣體 的範圍，而較佳的時間為3二時間在2。到4〇秒 均可分別在8 0 0到1〇〇〇 sccm的範 =軋及氦氣之流量 1 0 0 0 seem。在通入迫除氣體期間，父佳的流量」句在 浦抽取出含有蝕刻沉積物之迫除 、藉由反應至之幫 室清潔程序。接著，可進行步驟、，以完成本發明之乾 製作。 丁"驟以〇，以繼續其他產品之 本發明之臨場電漿乾式清潔方 入清潔氣體（飯刻反應氣體），、使复係在電漿清潔期間注 用而產生易揮發物並再藉由迫躲與餘刻沉積物相互作 除乳體及電漿反應室之幫浦

1312175 _案號 91134944_年月日__ 五、發明說明（6) 帶走。相較於習知之濕式清潔方式，本發明之方法無需打 開反應室進行清潔，因此無需停機等待清潔而浪費生產時 間並防止其他污染源進入。再者，由於反應室内壁的姓刻 沉積物可減少，所以預防保養週期（PM cy c 1 e )得以延長 。亦即，根據本發明之方法可有效地增加產能。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1312175 ^ _案號 91134944__^__J----^--— 六、申請專利範圍 1 · 一種電漿反應室之乾式清潔方法’包括下列步驟： 在一電漿反應室中形成一·第一電漿，以清潔該電漿反 應室内壁； 在該電漿反應室中形成一 應室之上電極及下電極；以及 在該電漿反應室中形成一 第二電漿，以清潔該電漿反 第三電漿，以清潔該電漿反 應室内壁。 2.如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，更包括於該電聚反應室通入及抽取一迫除氣體之 步驟。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之電襞反應室之乾式清 潔方法，其中通入該迫除氣體之時間在2 0到4 0秒的範圍。 4. 如申請專利範圍第2項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該迫除氣體係氧氣及氦氣之混合氣體且該氧 氣及該氦氣之流量分別在8〇q到1000 seem的範圍。 5. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法’其中該第一電漿係以氧氣作為其反應氣體且其流 量在600到800 seem的範圍。 6.如申請專利範圍第5項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法’其中該反應氣體之壓力在3到1〇 mTorr的範圍。 7.如申請專利範圍第5項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該反應氣體之壓力在15到4〇 mT〇rr的範圍。 8·如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該第二電漿係以氯氣及氯化硼氣體之混合氣

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1312175 ___案號91134944__& 月曰 修正_____ 六、申請專利範圍 體作為其反應氣體且該氯氣流量在1 〇〇到5 0 0 seem的範圍 及該氯化硼氣體流量在50到150 seem的範圍。 9.如申請專利範圍第8項所述之電椠反應室之乾式清 潔方法，其中該反應氣體之壓力在3到6 mTorr的範圍。 1 0.如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中該第三電漿係以氟化硫氣體及氧氣之混合氣 體作為其反應氣體且該氟化硫氣體及該氧氣之流量分別在 600到800 seem的範圍。 11. 如申請專利範圍第1 0項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該反應氣體之壓力在50到70 mTorr的範 圍。 12. 如申請專利範圍第1項所述之電漿反應室之乾式清 潔方法，其中在該電漿反應室形成該第一電漿，以清潔該 電漿反應室内壁之前，更包括一金屬蝕刻製程。 13. 如申請專利範圍第12項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該金屬蝕刻製程，包含： 將一具有一金屬層之基板置入該電漿反應室； 独刻該基底上之該金屬層；以及 自該電漿反應室移出該基底。 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中在該金屬蝕刻製程之後，更包含於該電漿 反應室通入及抽取一迫除氣體之梦驟。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項戶斤述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中通入該迫除氣體之時間在2 〇到4 0秒之範

第13頁 1312175 _案號 91134944_年月日__ 六、申請專利範圍 圍。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該迫除氣體包括氧氣及氦氣之混合氣體且 該氧氣及該氦氣之流量分別在8 0 0到1 0 0 0 s c c m的範圍。 1 7.如申請專利範圍第1 3項所述之電漿反應室之乾式 清潔方法，其中該金屬層包括一鉬鋁鈥合金層。

第14頁 1312175 案號 91134944 曰 修正 四、中文發明摘要（發明名稱：電漿反應室之乾式清潔方法） 本發明揭示一種電漿反應室之乾式清潔方法，適用於 金屬姓刻製程。首先，將一具有一金屬層之基底置入一電 漿反應至。接著’兹刻基底上之金屬層。最後，自電漿反 應室移出基底並實施—乾式清洗程序。其首先，藉由氧氣 反應室内壁。隨後，#由氯氣及氯化 硼乳體形成之電漿清潔電漿反應室之上 r化硫氣體及氧氣形成之電衆清潔電漿反j工電極。再 氧氣及氦氣。 為迫除（purw)氣體之 圖 伍、本案代表圖為：第

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