[發明專利]等離子體啟輝方法和設備

有效

• 申請號: 201610566352.2
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN107630207B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 張京華
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C16/513
• 分類號: C23C16/513;C23C16/52
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 唐麗;馬佑平

本發明公開了等離子體啟輝方法及設備，所述等離子體啟輝方法用于將氣體激發為等離子體，包括以下步驟：計算將氣體激發生成等離子體所需的啟輝上電極功率RF，且RF＝RF₁+RF₁*RF₂/(RF₁+RF₂)，其中，RF₁及RF₂分別為將氣體維持在等離子體穩定狀態所需的穩定上電極功率和穩定下電極功率；啟動與上電極相連的第一射頻電源和與下電極相連的第二射頻電源，并將第一射頻電源的功率設定為RF、第二射頻電源的功率設定為RF₂；檢測與所述功率設定為RF的第一射頻電源相對應的反射功率，若所述反射功率小于RF₁*5％，則將第一射頻電源的功率設定為RF₁，第二射頻電源的功率仍設定為RF₂。本發明能夠提高氣體啟輝成功率，還可以減少等離子體穩定時間，從而縮短工藝時間、提高機臺效率。

技術領域

本發明涉及等離子體氣相沉積技術領域，更具體地，涉及等離子體啟輝方法，以及等離子體啟輝設備。

背景技術

在PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強化學氣相沉積)工藝過程中，借助微波或射頻使含有薄膜組成原子的工藝氣體電離形成等離子體，借助等離子體很強的化學活性，很容易發生反應，可在基片上沉積出所期望的薄膜。

在現有技術中，在進行PECVD工藝時，往往直接將與上電極相連的第一射頻電源和與下電極相連的第二射頻電源設定為目標功率，即直接將第一射頻電源的功率設定為將工藝氣體維持在等離子體穩定狀態所需的上電極功率RF₁，將第二射頻電源的功率設定為將工藝氣體維持在等離子體穩定狀態所需的下電極功率RF₂。在這種情況下，有時會出現工藝氣體不能成功啟輝，或者在產生等離子的過程中產生震蕩、穩定下來所需的時間長，導致氣體激發為等離子體的成功率和效率低。發明人發現，這些問題主要是由于PECVD工藝開始的一段時間內，射頻電源提供的能量供給不夠造成的，但如果在PECVD工藝初始時，就將射頻電源功率設定的很高，又會造成不必要的浪費。因此，為PECVD工藝過程設定合適的射頻電源功率以提高啟輝的成功率和效率，就成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的一個目的是提供能夠提高氣體啟輝成功率的新技術方案。

根據本發明的第一方面，提供了一種等離子體啟輝方法，用于將氣體激發為等離子體，包括以下步驟：

計算將所述氣體激發生成等離子體所需的啟輝上電極功率RF，且RF＝RF₁+RF₁*RF₂/(RF₁+RF₂)，其中，RF₁及RF₂分別為將所述氣體維持在等離子體穩定狀態所需的穩定上電極功率和穩定下電極功率；

啟動與上電極相連的第一射頻電源和與下電極相連的第二射頻電源，并將所述第一射頻電源的功率設定為RF、所述第二射頻電源的功率設定為RF₂；

檢測與所述功率設定為RF的第一射頻電源相對應的反射功率，若所述反射功率小于RF₁*5％，則將所述第一射頻電源的功率設定為RF₁，所述第二射頻電源的功率仍設定為RF₂。

優選地，在計算啟輝上電極功率RF之前，還包括獲取所述穩定上電極功率RF₁和所述穩定下電極功率RF₂的步驟。

優選地，所述穩定上電極功率RF₁和所述穩定下電極功率RF₂從等離子體啟輝設備的存儲單元中獲取。