一种暖机方法及刻蚀方法技术

本发明专利技术提供一种暖机方法及刻蚀方法，该暖机方法用于在暖机工艺时在腔室内壁形成聚合物以使腔室内达到工艺所需的工作状态，包括以下步骤，将含有碳和氢的气体通入所述腔室内，将上述含有碳和氢的气体激发成等离子体，借助所述含有碳和氢的等离子体在所述腔室内壁沉积一聚合物层。该暖机方法不仅可以缩短暖机工艺的时间，提高暖机工艺的效率；而且可以降低暖机工艺的成本，进而可以降低整个刻蚀工艺的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体加工设备领域，涉及一种用于刻蚀工艺的暖机方法及刻蚀方法。
技术介绍
在感应f禹合等离子体(Inductively Coupled Plasma,以下简称ICP)刻蚀工艺中，暖机(Season)步骤是一项重要的工艺步骤，其目的是为了保持刻蚀腔室的稳定性和工艺的均匀性。对于从未使用的全新腔室(Chamber)、周期性维护(PM)后的腔室、空闲(Idle)时间过长的腔室，均要进行暖机工艺处理，以提高机台的稳定性和片间的均匀性。对于LED-1CP刻蚀工艺，暖机工艺处理尤为重要。实验表明，未经暖机工艺处理的腔室与经过暖机工艺处理的腔室相比，选择比偏低50%，刻蚀速率偏低30%左右。这是由于在腔室表面，尤其是设置在腔室内部的内衬表面，在微观尺度下并不平滑，这使得等离子体与内衬表面发生非弹性碰撞的比例升高，从而导致等离子体的能量损失，降低了等离子体的密度，进而降低了刻蚀速率。与之相反，经过暖机工艺处理后的内衬表面不平滑现象被聚合物(Polymer)弱化，使得等离子体与内衬表面发生弹性碰撞的比例升高，从而提高了等离子体密度，提高了刻蚀速率。此外，根据勒沙特列原理，在腔室中的聚合物会使刻蚀与该聚合物成分相近的光刻胶的速率降低，从而可以提高刻蚀的选择比。因此，为了使LED-1CP刻蚀工艺达到较佳状态，在实施LED-1CP刻蚀工艺之前，需要在腔室内壁形成一定量的聚合物。目前较常用的暖机工艺是采用光刻胶陪片(PRDummy),即经过涂胶、烘烤但未经过光刻的基片(Wafer)来模拟整盘工艺。在模拟整盘工艺的过程中，位于光刻胶陪片表面的光刻胶被刻蚀下来并在腔室内沉积，从而在腔室内壁形成聚合物，直至达到刻蚀所需的正常状态。暖机工艺的具体参数如下:腔室内的压力为IOmT (毫托)，激发等离子体的射频功率(SRF)为1800W (瓦)，产生射频偏压的射频功率(BRF)为300W、通入反应腔室内的反应气体BCl3的流量为150SCCm (标况毫升每分钟)，腔室内的温度设为0°C，工艺时间为45min(分钟)。利用现有暖机工艺暖机时，全新腔室需要3?4小时才能达到正常状态；周期性维护后的腔室需要I?2小时才能恢复正常状态。因此，目前暖机工艺的效率较低，这不仅降低了等离子体加工设备的使用效率，而且实施暖机工艺时消耗的工艺气体、光刻胶陪片以及电能较多，增加了生产成本。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供一种暖机方法，其可以提高暖机工艺的效率，降低生产成本，提高加工设备的使用效率。解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种暖机方法，用于在暖机工艺时在腔室内壁形成聚合物以使腔室内达到工艺所需的工作状态，包括以下步骤，将含有碳和氢的气体通入所述腔室内，将上述含有碳和氢的气体激发成等离子体，借助所述含有碳和氢的等离子体在所述腔室内壁沉积一聚合物层。其中，所述含有碳和氢的气体包括CH4或CHF3。其中，通入所述腔室内的CH4的流量为5?20sccm。其中，通入所述腔室内的CH4的流量为10?15sccm。其中，通入所述腔室内的CHF3的流量为10?30sccm。其中，通入所述腔室内的CHF3的流量为15?25sccm。其中，还包括向所述腔室内通入BCl3气体。其中，所述BCl3的流量为60?150sccm。其中，在所述腔室内没有衬底时进行暖机工艺。其中，所述腔室内的气体压力为3_20mT。其中，激发等离子体的射频功率为1400?2400W，产生偏压的射频功率为150?400W。其中，所述腔室内的温度为-10?20°C。本专利技术还提供一种刻蚀方法，包括暖机步骤和刻蚀衬底的步骤，所述暖机步骤采用本专利技术提供的所述的暖机方法。其中，采用感应耦合等离子体实施所述暖机步骤和所述刻蚀衬底的步骤。其中，所述刻蚀衬底为蓝宝石衬底。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术提供的暖机方法，在暖机工艺时向腔室内通入含有碳和氢的气体，将含有碳和氢的气体激发形成等离子体，借助含有碳和氢的等离子体在所述腔室内壁形成聚合物。利用含有碳和氢的气体可以较快地在腔室内壁形成聚合物，从而缩短了暖机工艺的时间，提高了暖机工艺的效率，进而提高了刻蚀工艺的效率。另外，该暖机方法采用低成本的含有碳和氢的气体获得聚合物，可以不采用高成本较的光刻胶陪片，从而降低了暖机工艺的成本，进而降低了整个刻蚀工艺的生产成本。本专利技术提供的刻蚀方法利用含有碳和氢的气体实施暖机步骤，缩短了暖机步骤的时间，从而提高了刻蚀的效率；而且，该暖机方法不采用成本较高的光刻胶陪片进行暖机，从而降低了暖机工艺的成本，进而降低了整个刻蚀工艺的生产成本。【附图说明】图1为本专利技术刻蚀方法的流程图。【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，下面结合附图对本专利技术提供的暖机方法进行详细描述。本实施例采用感应耦合等离子体刻蚀工艺刻蚀经过光刻的衬底，衬底可以为硅片，也可以是蓝宝石等其它材料。在实施刻蚀衬底之前，进行暖机工艺，以使腔室内部的环境达到实施刻蚀衬底所需的工作状态。而且，由于衬底是由光刻胶覆盖，因此在腔室内壁形成与光刻胶成分相近的聚合物有利于提高刻蚀的选择比，即在腔室的内衬的表面覆盖聚合物能够使腔室内部的环境达到实施刻蚀衬底所需的工作状态。基于上述特性，本实施例提供的暖机方法是在暖机工艺时向腔室内通入含有碳和氢的气体，利用射频电源向感应线圈施加射频能量用以将腔室内的含有碳和氢的气体激发成等离子体，并由含有碳和氢的等离子体在腔室内壁沉积一聚合物层。进一步含有碳和氢的气体可以是CH4或CHF3,当然本专利技术并不局限于这两种气体在实施暖机工艺时，还可以向反应腔室通入BCl3气体，即将BCl3气体和含有碳和氢的气体同时通入腔室实施暖机工艺。在进行暖机工艺时的具体工艺参数为:腔室内的气体压力为3~20mT (毫托)，上射频功率(激发等离子体的射频功率)为140(T2400W (瓦)，下射频功率(产生偏压的射频功率)为15(T400W，BCl3气体的流量为6(Tl50sccm (标况毫升每分钟)，通入腔室内的CH4气体的流量为5~20SCCm，腔室内的温度为-10°C~20°C。其中，CH4气体可以采用CHF3气体代替，CHF3气体的流量为l(T30sccm。需要说明的是，含有碳和氢的气体的流量直接决定形成聚合物的速率，含有碳和氢的气体流量越高，暖机效果越明显。然而，在实际使用过程中，为了使后续的刻蚀工艺获得更理想的刻蚀效果，优选地，CH4气体的流量为l(Tl5sCCm，CHF3气体的流量为15~25sCCm。下面以实施一至实施例十二详细介绍本专利技术暖机工艺的具体工艺参数。请参阅表一，为实施例一至实施例六的具体工艺参数。实施例一至实施例六是以CH4气体和BCl3气体作为反应气体。表一实施例- 实施例二实施例二实施例四劣施例五实施例六本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暖机方法，用于在暖机工艺时在腔室内壁形成聚合物以使腔室内达到工艺所需的工作状态，其特征在于包括以下步骤，将含有碳和氢的气体通入所述腔室内，将上述含有碳和氢的气体激发成等离子体，借助所述含有碳和氢的等离子体在所述腔室内壁沉积一聚合物层。

【技术特征摘要】
1.一种暖机方法，用于在暖机工艺时在腔室内壁形成聚合物以使腔室内达到工艺所需的工作状态，其特征在于包括以下步骤， 将含有碳和氢的气体通入所述腔室内， 将上述含有碳和氢的气体激发成等离子体， 借助所述含有碳和氢的等离子体在所述腔室内壁沉积一聚合物层。2.根据权利要求1所述的暖机方法，其特征在于，所述含有碳和氢的气体包括CH4或CHF3。3.根据权利要求2所述的暖机方法，其特征在于，通入所述腔室内的CH4的流量为5?20sccmo4.根据权利要求3所述的暖机方法，其特征在于，通入所述腔室内的014的流量为10?15sccm05.根据权利要求2所述的暖机方法，其特征在于，通入所述腔室内的CHF3的流量为10?30sccm。6.根据权利要求5所述的暖机方法，其特征在于，通入所述腔室内的CHF3的流量为15 ?25sccm07.根据权利要求2所述的暖机方法，其特征在于，还包括向所述腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢秋实，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：