[发明专利]一种防止产生污染物的零部件处理方法及等离子体处理装置

说明书

本发明公开了一种防止产生污染物的零部件处理方法及等离子体处理装置，该处理方法包含：将零部件置于一真空反应腔；将一硅晶圆置于该真空反应腔内；生成硅镀膜：向真空反应腔内通入处理气体，该处理气体包含NH₃和Ar；向真空反应腔施加一射频信号，射频信号将所述处理气体激发为等离子体，该等离子体与硅晶圆中的硅反应，生成硅镀膜沉积在零部件表面。本发明采用非常低成本的处理气体和镀膜工艺，实现了气体喷淋头等等离子刻蚀腔内可能接触到工艺气体等离子体的零部件的均匀镀膜，隔绝了零部件的Y₂O₃涂层或Al₂O₃/SiC涂层防护层与等离子体的直接接触，从而最大程度地减少了微颗粒污染，提高了生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及等离子体刻蚀工艺，具体涉及一种防止产生污染物的零部件处理方法及等离子体处理装置。

背景技术

刻蚀腔体中微颗粒的污染是芯片生产中的重要议题。严重的腔体污染会造成集成电路的短路及阻挡刻蚀(block etch)等。因此，随着特征尺寸的持续缩小，刻蚀腔体中微颗粒(particle，简称PA)的数量和尺寸的控制也越来越严格。例如，在0.13～0.11μm时代，刻蚀腔体检测0.16μm以上的微颗粒，即可保证刻蚀芯片的安全。但是当到了10nm的技术节点，必须监控0.045μm的微颗粒的数目。

对于微颗粒的来源，主要有两个：一方面是刻蚀过程中产生的含碳副产物。对于有机掩膜层材料的刻蚀，主要的气体为NH₃,N₂/H₂等。在刻蚀过程中，部分碳氮聚合物会沉积在腔体壁上，包括上电极和晶圆周边的区域。另一方面，由于等离子体内有高活性的自由基和高能量的离子，会造成腔体材料尤其是上电极气体喷淋头(showerhead，简称SH)的改制。这种改制会造成上电极Y₂O₃材料的腐蚀，从而形成PA的源头。同时这种改制也造成气体喷淋头寿命的减少，拉高了COC(cost of consumable，耗材成本)。

发明内容

本发明的目的是为解决随着对芯片尺寸的持续提高的做小要求，而需对刻蚀腔体中微颗粒的尺寸和数量的严格控制的技术问题，通过设计特殊的镀膜工艺，减少工艺气体等离子体与Y₂O₃等防止零部件污染的电极材料的直接接触，从而控制微颗粒污染的程度，延长零部件的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明提供一种防止产生污染物的零部件处理方法，包含下列步骤：

将所述零部件置于一真空反应腔；

将一硅晶圆置于所述真空反应腔内；

生成硅镀膜：

向所述真空反应腔内通入处理气体，所述处理气体包含NH₃和Ar；

向所述真空反应腔施加一射频信号，所述射频信号将所述处理气体激发为等离子体，所述等离子体与硅晶圆中的硅反应，生成硅镀膜沉积在所述零部件表面。

较佳地，所述的零部件表面设有用于防等离子腐蚀的保护层。

较佳地，所述的保护层为Y₂O₃涂层或Al₂O₃/SiC涂层。

较佳地，所述的零部件是指所述真空反应腔内与等离子体接触的部件，包含气体喷淋头、反应腔内壁、接地环、移动环、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环、衬底固持框中的至少一种。

较佳地，所述的零部件为进行了若干次有机层刻蚀工艺后的零部件。

较佳地，在将硅晶圆置于所述真空反应腔内的步骤之前，对置于所述真空反应腔内的所述零部件进行预清洗处理，所述的清洗预处理包含高偏压清洗处理。