[發明專利]腔室環境的控制方法

有效

• 申請號: 200910084869.8
• 申請日: 2009-05-19
• 公開（公告）號: CN101894737A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 吳桂龍
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;C23C16/30;H01L21/20;H01L21/3065;H01L21/311;C23F4/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明涉及等離子體加工技術領域，特別涉及一種等離子體加工腔室環境的控制方法。

背景技術

集成電路或太陽能電池等工業中，通常采用等離子體刻蝕、等離子體輔助化學氣相沉積等等離子體加工工藝在半導體材料的晶片內或晶片上形成平面電路結構。而在批量化的生產過程中，各個晶片之間的等離子體加工的工藝穩定性成為一個主要的考慮因素。

一般來說，等離子體加工的腔室內附著的化合物將是引起工藝(刻蝕的形貌、刻蝕的選擇性、刻蝕或沉積速率和均勻性等)漂移的重要因素之一。例如，隨著對晶片的刻蝕，在等離子體刻蝕的腔室內壁上會沉積一些副產物，從而形成附著的化合物，這些副產物可能吸收或放出對后續等離子體加工工藝有影響的氣體，或者通過化學反應消耗掉化學氣相沉積的反應氣體，這對等離子體加工工藝的穩定性來說是很不利的。因此，業內一直致力于控制腔室環境的研究，以增加等離子體加工機臺的穩定性、提高機臺的保養周期。

為了保證工藝的穩定性，通常采用兩種方式。其一是自動清洗步驟(waferless?auto?clean，WAC)，即在高壓高射頻功率的條件下對腔室進行等離子清洗，所述等離子清洗通常由兩個主要工藝步驟組成：第一步工藝的工藝氣體包含體積比大于75％的含氟氣體，形成等離子體后用來去除附著化合物中的硅和硅基副產物；第二步工藝的工藝氣體包含體積比大于50％的氧氣，形成等離子體后用來去除碳和碳基副產物。但這種方式由于大量的含氟氣體，其中的F會對腔室內機械部件的防護涂層造成破壞并生成副產物，不僅增加了機臺的維護成本而且影響了腔室中的環境。

其二是通常所說的“暖機”，通過刻蝕與待加工晶片(產品晶片)的材質和結構相仿的暖機晶片，在腔室內壁形成附著的化合物，從而使得腔室預先具有與待加工晶片刻蝕或沉積過程相同的環境，于是可以保證連續加工多批次產品晶片時片間的工藝穩定性。這種方式雖然不會對腔室內機械部件的防護涂層造成破壞，但是，由于在每個產品晶片加工前都需要單獨刻蝕暖機晶片，不能和正常的產品晶片加工在同一過程中進行，從而影響了生產效率，而且增加暖機晶片也提高了生產成本。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種腔室環境的控制方法，有利于提高生產效率和降低成本。

為解決上述問題，本發明一種腔室環境的控制方法，包括：

對晶片進行等離子體加工工藝前，在腔室內原位沉積鈍化層，接著進行該晶片的等離子體加工工藝。

對多個晶片進行等離子體加工時，每連續加工一定數量的晶片后，在下一晶片加工前重新沉積一次鈍化層。

在腔室內原位沉積鈍化層之后還包括：對所述鈍化層進行等離子體清洗，以去除所述鈍化層表面的附著物。

對多個晶片進行等離子體加工時，所述去除鈍化層表面的附著物會消耗一定厚度的鈍化層，還包括：

在所述鈍化層被多次等離子體清洗所消耗盡之前，重新沉積鈍化層。

所述重新沉積鈍化層的頻率由等離子體清洗的效果確定。

所述鈍化層為抗含氟等離子體材料。

所述鈍化層包括氧化硅、氧化鋁、氧化釔、氮化硅、氮化鈦和氮氧化硅中的一種或至少兩種的組合。

另外，本發明還提供一種腔室環境的控制方法，包括以下處理步驟：

晶片進行等離子體加工工藝前，先對腔室內進行等離子體清洗，接著在清洗后的腔室內原位沉積鈍化層，接著進行該晶片的等離子體加工工藝。

對多個晶片進行等離子體加工時，每一晶片進行等離子體加工工藝前均進行所述處理步驟。

所述鈍化層為抗含氟等離子體材料。

所述鈍化層包括氧化硅、氧化鋁、氧化釔、氮化硅、氮化鈦和氮氧化硅中的一種或至少兩種的組合。

本發明提供另一種腔室環境的控制方法，在包括以下步驟：

執行工藝機臺保養；

對腔室內進行等離子體清洗，以去除機臺保養過程中的雜質；

在清洗后的腔室內原位沉積鈍化層。

所述鈍化層包括氧化硅、氧化鋁、氧化釔、氮化硅、氮化鈦和氮氧化硅中的一種或至少兩種的組合。

上述技術方案具有以下優點：

本發明提供的一種腔室環境的控制方法，不必單獨刻蝕暖機晶片，只需要在晶片(即產品晶片)的等離子體加工工藝前原位沉積鈍化層，使得腔室在等離子體加工工藝前保持相同的環境，就能夠保證工藝的穩定性，由于和正常的產品晶片生產結合在一起，不僅省去暖機晶片的裝片、加工、取片等步驟，而且節省晶片的使用，從而有利于提高生產效率和降低成本。