[发明专利]腔室环境的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体加工技术领域，特别涉及一种等离子体加工腔室环境的控制方法。

背景技术

集成电路或太阳能电池等工业中，通常采用等离子体刻蚀、等离子体辅助化学气相沉积等等离子体加工工艺在半导体材料的晶片内或晶片上形成平面电路结构。而在批量化的生产过程中，各个晶片之间的等离子体加工的工艺稳定性成为一个主要的考虑因素。

一般来说，等离子体加工的腔室内附着的化合物将是引起工艺(刻蚀的形貌、刻蚀的选择性、刻蚀或沉积速率和均匀性等)漂移的重要因素之一。例如，随着对晶片的刻蚀，在等离子体刻蚀的腔室内壁上会沉积一些副产物，从而形成附着的化合物，这些副产物可能吸收或放出对后续等离子体加工工艺有影响的气体，或者通过化学反应消耗掉化学气相沉积的反应气体，这对等离子体加工工艺的稳定性来说是很不利的。因此，业内一直致力于控制腔室环境的研究，以增加等离子体加工机台的稳定性、提高机台的保养周期。

为了保证工艺的稳定性，通常采用两种方式。其一是自动清洗步骤(waferless auto clean，WAC)，即在高压高射频功率的条件下对腔室进行等离子清洗，所述等离子清洗通常由两个主要工艺步骤组成：第一步工艺的工艺气体包含体积比大于75％的含氟气体，形成等离子体后用来去除附着化合物中的硅和硅基副产物；第二步工艺的工艺气体包含体积比大于50％的氧气，形成等离子体后用来去除碳和碳基副产物。但这种方式由于大量的含氟气体，其中的F会对腔室内机械部件的防护涂层造成破坏并生成副产物，不仅增加了机台的维护成本而且影响了腔室中的环境。

其二是通常所说的“暖机”，通过刻蚀与待加工晶片(产品晶片)的材质和结构相仿的暖机晶片，在腔室内壁形成附着的化合物，从而使得腔室预先具有与待加工晶片刻蚀或沉积过程相同的环境，于是可以保证连续加工多批次产品晶片时片间的工艺稳定性。这种方式虽然不会对腔室内机械部件的防护涂层造成破坏，但是，由于在每个产品晶片加工前都需要单独刻蚀暖机晶片，不能和正常的产品晶片加工在同一过程中进行，从而影响了生产效率，而且增加暖机晶片也提高了生产成本。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种腔室环境的控制方法，有利于提高生产效率和降低成本。

为解决上述问题，本发明一种腔室环境的控制方法，包括：

对晶片进行等离子体加工工艺前，在腔室内原位沉积钝化层，接着进行该晶片的等离子体加工工艺。

对多个晶片进行等离子体加工时，每连续加工一定数量的晶片后，在下一晶片加工前重新沉积一次钝化层。

在腔室内原位沉积钝化层之后还包括：对所述钝化层进行等离子体清洗，以去除所述钝化层表面的附着物。

对多个晶片进行等离子体加工时，所述去除钝化层表面的附着物会消耗一定厚度的钝化层，还包括：

在所述钝化层被多次等离子体清洗所消耗尽之前，重新沉积钝化层。

所述重新沉积钝化层的频率由等离子体清洗的效果确定。

所述钝化层为抗含氟等离子体材料。

所述钝化层包括氧化硅、氧化铝、氧化钇、氮化硅、氮化钛和氮氧化硅中的一种或至少两种的组合。

另外，本发明还提供一种腔室环境的控制方法，包括以下处理步骤：

晶片进行等离子体加工工艺前，先对腔室内进行等离子体清洗，接着在清洗后的腔室内原位沉积钝化层，接着进行该晶片的等离子体加工工艺。

对多个晶片进行等离子体加工时，每一晶片进行等离子体加工工艺前均进行所述处理步骤。

所述钝化层为抗含氟等离子体材料。

所述钝化层包括氧化硅、氧化铝、氧化钇、氮化硅、氮化钛和氮氧化硅中的一种或至少两种的组合。

本发明提供另一种腔室环境的控制方法，在包括以下步骤：

执行工艺机台保养；

对腔室内进行等离子体清洗，以去除机台保养过程中的杂质；

在清洗后的腔室内原位沉积钝化层。

所述钝化层包括氧化硅、氧化铝、氧化钇、氮化硅、氮化钛和氮氧化硅中的一种或至少两种的组合。

上述技术方案具有以下优点：

本发明提供的一种腔室环境的控制方法，不必单独刻蚀暖机晶片，只需要在晶片(即产品晶片)的等离子体加工工艺前原位沉积钝化层，使得腔室在等离子体加工工艺前保持相同的环境，就能够保证工艺的稳定性，由于和正常的产品晶片生产结合在一起，不仅省去暖机晶片的装片、加工、取片等步骤，而且节省晶片的使用，从而有利于提高生产效率和降低成本。