[發明專利]等離子體處理的方法

有效

• 申請號: 201310436381.3
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103474328A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 葉如彬;浦遠
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/3065;H01J37/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種等離子體處理的方法。

背景技術

用于集成電路的制造的等離子體處理工藝中包括等離子體沉積工藝、和等離子體刻蝕工藝等。所述等離子體處理工藝的原理包括：使用射頻功率源驅動等離子體發生裝置（例如電感耦合線圈）產生較強的高頻交變磁場，使得低壓的反應氣體被電離產生等離子體。等離子體中含有大量的電子、離子、激發態的原子、分子和自由基等活性粒子，所述活性粒子可以和待處理晶圓的表面發生多種物理和化學反應，使得晶圓表面的形貌發生改變，即完成等離子體處理工藝。另外，所述活性離子比常規的氣態反應物具有更高的活性，可以促進反應氣體間的化學反應，即可以實現等離子體增強型化學氣相沉積（PECVD）。

以電感耦合等離子體處理（ICP，Inductively?Coupled?Plasma）裝置為例，請參考圖1，現有的電感耦合等離子體處理裝置，包括：反應腔10；位于所述反應腔10內的晶圓載臺11，用于承載和固定晶圓14；設置于反應腔10頂部的電感耦合線圈12，用于使反應氣體激發為等離子體；通過匹配單元15與電感耦合線圈12連接的電源13，用于向所述電感耦合線圈12提供射頻功率。

在所述電感耦合等離子體處理裝置工作時，所述電源13通過匹配單元15向電感耦合線圈12提供射頻功率信號，且所述射頻功率信號為脈沖信號，使得所述電感耦合線圈12能夠產生磁場。被輸入至反應腔10的反應氣體被所述電感耦合線圈12產生的磁場電離，能夠形成等離子體。以刻蝕工藝為例，在所述晶圓載臺11被施加偏壓，所述等離子體受到所述晶圓載臺11的偏壓影響而向晶圓14轟擊，從而實現對晶圓14的刻蝕。

然而，在現有的等離子體處理工藝中，等離子體的穩定性較差，容易造成等離子體處理的結果不良。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種等離子體處理的方法，使等離子體的穩定性改善，等離子體處理的質量提高。

為解決上述問題，本發明提供一種等離子體處理的方法，包括：

提供待處理基底到反應腔；

對所述待處理基底進行第一等離子體處理，通入第一反應氣體到反應腔，第一射頻功率源輸出射頻功率到反應腔，自動調節所述第一射頻功率源的輸出頻率獲得第一頻率，使第一射頻功率源與反應腔阻抗匹配；

在所述第一等離子體處理之后，對所述待處理基底進行第二等離子體處理，通入第二反應氣體到反應腔，所述第一射頻功率源輸出射頻功率到反應腔，自動調節所述第一射頻功率源的輸出頻率獲得第二頻率，使第一射頻功率源與反應腔阻抗匹配；

在所述第一等離子體處理和第二等離子體處理之間，還包括過渡步驟，在所述過渡步驟中，反應腔內氣體從第一反應氣體轉換為第二反應氣體，設置第一射頻功率源輸出的射頻功率具有預設頻率，所述預設頻率使過渡步驟中的等離子保持點燃，所述預設頻率處于第一頻率到第二頻率的范圍內。

可選的，所述第一射頻功率源使反應氣體等離子體化，所述第一射頻功率源輸出的射頻功率具有一個射頻頻率大于13兆赫茲。

可選的，還包括第二射頻功率源，所述第二射頻功率源輸出的射頻功率具有一個射頻頻率小于13MHz，以調節待處理基底的偏壓。

可選的，所述第一射頻功率源輸出的射頻功率施加到反應腔內的電極或者反應腔外的電感線圈。

可選的，確定所述第一頻率的自動頻率匹配方式為阻抗匹配；確定所述第二頻率的自動頻率匹配方式為阻抗匹配。

可選的，所述第一等離子體處理與第二等離子體處理的第一射頻功率源輸出的射頻功率不同。

可選的，所述第一等離子體處理與第二等離子體處理的氣壓不同。

可選的，所述第一等離子體處理與第二等離子體處理的反應氣體的種類不同。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：