一种预清洗方法技术

本发明专利技术提供一种的一种预清洗方法在使工艺气体起辉后，先减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，再对被加工工件进行刻蚀，即先在步骤S3中减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，再在步骤S4中改变上射频功率源和下射频功率源的输出功率，以对被加工工件进行刻蚀。从而可以避免在进行刻蚀步骤的同时减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，所导致的等离子体状态不稳定，刻蚀不均匀的问题，从而提高预清洗的均匀性。同时，该预清洗方法先使用较大的第一流量和第一压力值，可以保证在反应腔室内的压力较高时，顺利起辉；再使用较小的第二流量值和第二压力值，可以保证在反应腔室内的压力较低时，均匀刻蚀，从而提高预清洗的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种预清洗方法
本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种预清洗方法。
技术介绍
物理气相沉积工艺是制造集成电路(IC)、硅穿孔(TSV)、封装(Packaging)等的常见工艺。通常，还需要一种预清洗(Preclean)工艺，以在使用物理气相沉积工艺沉积金属膜之前，清除晶圆表面的污染物，或者沟槽和穿孔底部的残余物。一般的预清洗工艺，是将工艺气体，如Ar(氩气)、He(氦气)等，激发为等离子体，利用等离子体的化学反应和物理轰击作用，对晶圆进行刻蚀，以去除杂质。如图1所示，现有的预清洗腔室通常由腔室2、连接装置1和穹顶9围成反应区，以对同样位于反应区内的基座4上的晶圆进行刻蚀。其中，腔室2和连接装置1通常为金属且接地，穹顶9通常为绝缘材料，如石英或陶瓷。拱形螺线管线圈3安装在穹顶9上，并经由射频匹配器5与射频电源6(频率一般为2MHz)相连，以将气体激发为等离子体。射频电源8(频率一般为13.56MHz)通过匹配器7将射频功率加载在基座4上的晶圆表面，以产生射频自偏压，吸引等离子体刻蚀晶圆，以去除杂质。根据不同制造工艺的需求，晶圆表面需要去除的杂质厚度也不同。常见的有(埃)，和等。本领域技术人员发现，在刻蚀厚度小于时，预清洗的均匀性将会变差，导致后续的物理气相沉积工艺的均匀性不能满足制造工艺的需求。因此，如何提高预清洗的均匀性就成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种预清洗方法。为实现本专利技术的目的而提供一种预清洗方法，包括以下步骤：S1：向反应腔室内通入流量为第一流量值的工艺气体，并使所述反应腔室内的压力达到第一压力值；S2：开启上射频功率源和下射频功率源，并设置所述上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第一上射频功率和第一下射频功率，以使所述工艺气体起辉；S3：将所述工艺气体的流量减小为第二流量值，并使所述反应腔室内的压力减小为第二压力值；S4：设置所述上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第二上射频功率和第二下射频功率，以对被加工工件进行。优选的，所述第一压力值的范围为6～8mTorr。优选的，所述第一流量值的范围为100～200sccm。优选的，所述第二压力值的范围为0.6～0.8mTorr。优选的，所述第二流量值的范围为2～10sccm。优选的，所述第一下射频功率小于所述第二下射频功率。优选的，所述第一下射频功率的范围为20～70W。优选的，所述第二下射频功率的范围为100～600W。优选的，还包括以下步骤：S5：设置所述下射频功率源的输出功率为第三下射频功率，其中，所述第三下射频功率小于所述第二下射频功率。优选的，所述第三下射频功率的范围为1～10W。优选的，还包括以下步骤：S6：关闭所述上射频功率源和所述下射频功率源；并向所述反应腔室内通入流量为第三流量值的冷却气体，以对所述被加工工件进行冷却。优选的，所述第三流量值的范围为200～500sccm。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种预清洗方法在使工艺气体起辉后，先减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，再对被加工工件进行刻蚀，即先在步骤S3中减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，再在步骤S4中改变上射频功率源和下射频功率源的输出功率，以对被加工工件进行刻蚀。从而可以避免在进行刻蚀步骤的同时减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，所导致的等离子体状态不稳定，刻蚀不均匀的问题，从而提高预清洗的均匀性。同时，该预清洗方法先使用较大的第一流量和第一压力值，可以保证在反应腔室内的压力较高时，顺利起辉；再使用较小的第二流量值和第二压力值，可以保证在反应腔室内的压力较低时，均匀刻蚀，从而提高预清洗的均匀性。附图说明图1为现有技术中的预清洗腔室结构示意图；图2为本专利技术提供的预清洗方法流程图；图3为本专利技术提供的预清洗腔室结构示意图；图4为第二上射频功率、第二下射频功率和刻蚀速率的选择关系图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的预清洗方法进行详细描述。本专利技术提供的预清洗方法包括以下步骤：S1：向反应腔室内通入流量为第一流量值的工艺气体，并使反应腔室内的压力达到第一压力值；S2：开启上射频功率源和下射频功率源，并设置上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第一上射频功率和第一下射频功率，以使工艺气体起辉；S3：将所述工艺气体的流量减小为第二流量值，并使所述反应腔室内的压力减小为第二压力值；S4：设置上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第二上射频功率和第二下射频功率，以对被加工工件进行刻蚀。上述方法在使工艺气体起辉后，先减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，再对被加工工件进行刻蚀，即先在步骤S3中减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，再在步骤S4中改变上射频功率源和下射频功率源的输出功率，以对被加工工件进行刻蚀。从而可以避免在进行刻蚀步骤的同时减小工艺气体的流量和反应腔室的压力，所导致的等离子体状态不稳定，刻蚀不均匀的问题，从而提高预清洗的均匀性。同时，该预清洗方法先使用较大的第一流量和第一压力值，可以保证在反应腔室内的压力较高时，顺利起辉；再使用较小的第二流量值和第二压力值，可以保证在反应腔室内的压力较低时，均匀刻蚀，从而提高预清洗的均匀性。优选的，在步骤S1中，第一流量值的范围为100～200sccm，第一压力值的范围为6～8mTorr。较大的第一流量和第一压力值有利于步骤S2的顺利起辉。优选的，在步骤S3中，第二流量值的范围为2～10sccm，第二压力值的范围为0.6～0.8mTorr。较小的第二流量值和第二压力值有利于步骤S4的均匀刻蚀。优选的，第一下射频功率小于第二下射频功率。较小的第一下射频功率，可以避免在被加工工件表面产生足以吸引等离子体刻蚀的射频自偏压。即在步骤S2的起辉过程中，不刻蚀被加工工件。在步骤S4中，再通过较大的第二下射频功率在被加工工件表面产生足以吸引等离子体刻蚀刻蚀被加工工件的射频自偏压，以对被加工工件进行刻蚀。优选的，第一下射频功率的范围为20～70W，第二下射频功率的范围为100～600W。优选的，该预清洗方法还包括步骤S5：设置下射频功率源的输出功率为第三下射频功率，其中，第三下射频功率小于第二下射频功率。保持步骤S4的刻蚀过程中的其他参数不变，提前减小并且只减小下射频功率，可以将等离子体束缚在反应腔室内的等离子体区10(如附图3所示)，并通过与反应腔室相连的排气装置(如冷泵或分子泵，图中未示出)抽走，从而避免直接关闭上射频功率源和下射频功率源时，因等离子体不受束缚而掉落在被加工工件表面上并产生颗粒污染工艺结果。优选的，第三下射频功率的范围为1～10W。优选的，该预清洗方法还包括步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：向反应腔室内通入流量为第一流量值的工艺气体，并使所述反应腔室内的压力达到第一压力值；/nS2：开启上射频功率源和下射频功率源，并设置所述上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第一上射频功率和第一下射频功率，以使所述工艺气体起辉；/nS3：将所述工艺气体的流量减小为第二流量值，并使所述反应腔室内的压力减小为第二压力值；/nS4：设置所述上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第二上射频功率和第二下射频功率，以对被加工工件进行刻蚀。/n

【技术特征摘要】
1.一种预清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向反应腔室内通入流量为第一流量值的工艺气体，并使所述反应腔室内的压力达到第一压力值；
S2：开启上射频功率源和下射频功率源，并设置所述上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第一上射频功率和第一下射频功率，以使所述工艺气体起辉；
S3：将所述工艺气体的流量减小为第二流量值，并使所述反应腔室内的压力减小为第二压力值；
S4：设置所述上射频功率源和下射频功率源的输出功率分别为第二上射频功率和第二下射频功率，以对被加工工件进行刻蚀。


2.根据权利要求1所述的预清洗方法，其特征在于，所述第一压力值的范围为6～8mTorr。


3.根据权利要求1所述的预清洗方法，其特征在于，所述第一流量值的范围为100～200sccm。


4.根据权利要求1所述的预清洗方法，其特征在于，所述第二压力值的范围为0.6～0.8mTorr。


5.根据权利要求1所述的预清洗方法，其特征在于，所述第二流量值的范围为2～10sccm。

【专利技术属性】
技术研发人员：师帅涛，王文章，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11