[发明专利]一种暖机方法

说明书

本发明公开了一种暖机方法，包括：向刻蚀腔室内通入第一刻蚀气体，对置于所述刻蚀腔室内的暖机片进行刻蚀；其中，所述第一刻蚀气体能够与所述光胶暖机片发生反应形成含碳副产物，并覆盖所述刻蚀腔室内石英窗的表面；向所述刻蚀腔室内通入第二刻蚀气体，对所述暖机片进行刻蚀，形成刻蚀副产物并覆盖于所述刻蚀腔室内壁。本发明的有益效果在于，第一刻蚀气体与含有碳元素的暖机片反应，生成碳或含碳的固体化合物，碳或含碳的固体化合物沉积在刻蚀腔体的石英盖上，对石英盖板起到隔离保护作用，防止第二刻蚀气体与石英盖反生反应，延长石英盖的使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，更具体地，涉及一种暖机方法。

背景技术

ICP(Inductive Coupled Plasma，电感耦合等离子体)刻蚀工艺是制造诸如LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)等半导体器件的过程中常用的一种干法刻蚀工艺。在ICP刻蚀工艺中，在对基片进行刻蚀前一般需要进行暖机(Season)步骤，暖机步骤是指将暖机片(即表面具有一层光刻胶的基片，暖机片经过了涂胶和烘烤，但未经过曝光和显影)置于刻蚀腔室中，对暖机片进行刻蚀，使刻蚀反应生成的聚合物覆盖整个刻蚀腔室内壁，以使刻蚀腔室达到刻蚀工艺所需的工作状态的步骤。

暖机步骤是ICP刻蚀工艺中一项重要的工艺步骤，尤其对于从未使用的全新的刻蚀腔室、进行周期性维护(PM)后的刻蚀腔室和空闲时间(Idle)过长的刻蚀腔室均需进行暖机步骤，以提高刻蚀腔室的稳定性及片间均匀性。实验表明，经过暖机的刻蚀腔室比未经暖机的刻蚀腔室，刻蚀速率高30％左右，刻蚀选择比(对基片的刻蚀速率与对光刻胶的刻蚀速率之比)高30％～50％。这是由于：刻蚀腔室表面，尤其是内衬表面，在微观尺度下不平，会导致等离子体在刻蚀腔室表面发生较多的非弹性碰撞，损失较多。经过暖机步骤后，对暖机片进行刻蚀生成的聚合物沉积在刻蚀腔室的表面，弱化了刻蚀腔室表面不平的现象，使得等离子体在刻蚀腔室表面发生的非弹性碰撞减少，弹性散射的比例增大，等离子体密度增大，刻蚀速率提高。并且，根据勒沙特列原理，刻蚀腔室中存在聚合物会使得在对基片进行刻蚀时，基片上与聚合物成分相近的光刻胶的刻蚀速率降低，从而刻蚀选择比提高。

暖机步骤中与暖机片发生反应生成聚合物的气体主要是三氯化硼，腔室的石英窗的成分包含二氧化硅，三氯化硼和二氧化硅能够发生化学反应，即在暖机的过程中，石英窗会被刻蚀，进而影响石英窗的使用寿面，且当石英窗的使用寿命低于约3000RF小时就需更换石英窗。尤其当刻蚀蓝宝石衬底时，通入的气体也为三氯化硼，石英窗被刻蚀的现象将更为严重。

因此，如何在暖机的过程中或在刻蚀衬底的过程中降低石英窗的刻蚀，延长石英窗的寿命，降低成本，是目前面临的主要问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种暖机方法，解决在暖机过程中或在刻蚀衬底的过程中，石英窗被刻蚀的问题，所述方法包括：

向刻蚀腔室内通入第一刻蚀气体，对置于所述刻蚀腔室内的暖机片进行刻蚀；其中，所述第一刻蚀气体能够与所述暖机片发生反应形成含碳副产物，并覆盖所述刻蚀腔室内石英窗的表面；

向所述刻蚀腔室内通入第二刻蚀气体，对所述暖机片进行刻蚀，形成刻蚀副产物并覆盖于所述刻蚀腔室内壁。

作为可选方案，所述第一刻蚀气体为含有氧气和氮气的混合气体。

作为可选方案，在通入所述第一刻蚀气体的过程中，逐渐降低所述刻蚀腔室的压力以及所述第一刻蚀气体的通入量，直至在所述刻蚀腔室内壁和所述石英窗上均形成第一预定厚度的所述含碳副产物。

作为可选方案，所述第一预定厚度为3-30微米。

作为可选方案，在通入所述第一刻蚀气体的过程中，依次采用以下工艺参数：

压力为45-55毫托，所述第一刻蚀气体通入量为180-220毫升/分钟，刻蚀时间为5-7分钟；