[发明专利]等离子装置工艺腔预处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种等离子体装置工艺腔预 处理方法。

背景技术

干法刻蚀机、离子注入机和化学气相沉积(CVD)设备是集成电路 制造工艺中使用的重要设备。在上述的设备中，将以卤族元素为主的工 艺气体通入工艺腔中，通过激励源激励工艺气体电离，形成高密度的等 离子，利用该等离子体对工艺腔中的半导体衬底或结构进行加工；例如， 在干法刻蚀工艺中，用等离子体在半导体衬底或结构上刻蚀出图形；在 化学气相沉积工艺中，用等离子体辅助沉积形成介质或金属膜层；在离 子注入工艺中，通过将高能等离子体植入半导体衬底中实现对衬底的掺 杂，形成掺杂区等；此外，刻蚀或离子注入工艺后，还用氧气等离子体 剥除光刻胶层。

由于等离子体的轰击性和工艺气体的腐蚀性，在利用等离子体对半 导体衬底或结构进行加工时，  也使暴露于等离子体氛围的工艺腔内壁 和内部部件被腐蚀或被粘附污染物颗粒；被腐蚀的部件脱落形成的污染 物，以及粘附污染物颗粒对加会对正在加工的半导体衬底或结构带来污 染，形成缺陷，而该缺陷有时会造成半导体器件失效，给半导体器件带 来致命的影响。特别时对于12时设备而言，激励源(例如射频源)功 率相对于8时或6时时的设备呈倍数递增，由此导致的等离子腐蚀问题 更为严重。如何减小这种不良影响，是集成电路制造中面临的主要问题 之一。

解决上述问题的办法一般是在等离子体装置工艺腔内壁或内部部件 表面形成耐腐蚀的阻挡层作为保护层，例如在裸露的铝材质的内壁以及 喷淋头上形成阻挡层。

现有的一种方法是利用喷涂的方法在工艺腔铝合金材质内壁或内部 部件上形成AlF₃阻挡层作为保护层。然而，由于铝材表面的不均匀性和铝 材质表面的氧化物对AlF₃涂层的结合强度有很大影响，会使涂层易于断 裂。导致在利用工艺腔进行等离子体处理时，反应气体进一步腐蚀断裂 处下面的铝材质，甚至导致涂层和基层的材料分离，最终可能形成颗粒 物新的污染源。

现有的另一种方法是利用喷涂的方法在工艺腔内壁的铝合金上形成 Y₂O₃阻挡层作为保护层。然而，该方法形成的Y₂O₃同样具有脱落的缺陷， 容易引入钇等金属杂质。

发明内容

本发明提供一种等离子体装置工艺腔预处理方法，以解决现有方法 形成的保护层与工艺腔内壁结合力较差的问题。

本发明提供的一种等离子体装置工艺腔预处理的方法，用于在所述 工艺腔的含有铝材质的内壁或内部部件表面形成保护层，包括：

用含氟等离子体对所述内壁及内部部件表面执行氟化处理，在所述 内壁及内部部件表面形成铝氟化合物阻挡层。

可选的，形成所述含氟等离子体的步骤包括：

将含氟气体通入等离子体发生器中；

在等离子体发生器中将含氟气体电离，形成含氟等离子体；

将所述的含氟等离子体导入所述工艺腔中。

可选的，形成所述含氟等离子体的步骤包括：

将含氟气体通入所述工艺腔中；

激励所述工艺腔中的含氟气体电离，形成含氟等离子体。

与现有技术相比，上述技术方案其中一个至少具有以下优点：

通过用含氟的等离子体对工艺腔内壁或内部部件表面执行氟化处 理，由工艺腔内壁以及内部部件提供铝，由等离子体提供反应物氟， 在所述内壁及内部部件表面形成铝氟化合物阻挡层；两者发生的反应为 各项同性的化学反应，形成的铝氟化合物与所述内壁以及内部部件结合 力强，且各处结合力大小基本相同；该结合力不受所述内壁以及内部部 件表面形状的影响；因而，形成的铝氟化合物阻挡层作为保护层，可增 强抗等离子体腐蚀能力，避免或减小颗粒污染物产生；

此外，该方法通过含氟等离子体处理在工艺腔内壁以及内部部件表 面形成氟铝化合物，相对于使用喷涂方法，成本降低，且制造难度下降；

此外，上述技术方案其中一个至少具有以下优点：