蚀刻方法技术

本发明专利技术提供一种在电感耦合等离子体腔内的台板上蚀刻连续的基片的方法，其中，蚀刻过程在该腔内产生碳质沉积物，该方法包括：(a)中断基片的蚀刻加工；(b)在该腔内运行氧气等离子体或含氧等离子体，并去除气态副产物；以及(c)重新开始基片的蚀刻加工，其特征在于，该方法进一步包括步骤：(d)在步骤(b)之后，在对台板施加偏压的状态下在该腔中运行氩气等离子体。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种在电感耦合等离子体腔内的台板上蚀刻连续的基片的方法，其中，蚀刻过程在该腔内产生碳质沉积物，该方法包括：(a)中断基片的蚀刻加工；(b)在该腔内运行氧气等离子体或含氧等离子体，并去除气态副产物；以及(c)重新开始基片的蚀刻加工，其特征在于，该方法进一步包括步骤：(d)在步骤(b)之后，在对台板施加偏压的状态下在该腔中运行氩气等离子体。【专利说明】
本专利技术涉及一种在腔内的台板(platen)上蚀刻连续的基片的方法，其中，蚀刻过程在该腔内产生碳质沉积物。
技术介绍
许多蚀刻过程在蚀刻腔内可产生碳质沉积物。当加工广泛用于半导体及其它相关行业的聚酰亚胺(PI)涂层的硅晶片时，这尤其正确的。在金属沉积前，为了确保高品质的金属/金属界面，通过溅射蚀刻过程(通常使用氩气)从晶片表面去除材料是常见且需要的。此步骤通常是在物理气相沉积(PVD)预清洁构件中进行。然而，通过PVD预清洁构件来长时间蚀刻或频繁蚀刻PI晶片可导致在腔盖和腔壁周围形成(build-up)溅射材料。特别是在加工过程中，这种碳质材料可以累积至颗粒可变得松散并开始在腔的周围移动的水平，它们有落在晶片上或污染晶片的可能性。据已知，通过频繁使用氧气等离子体来寻求解决这一问题。氧气的步骤可以是相对短的(例如60秒)，并且充当不需台板偏压的调节(condition)步骤。据认为，氧气等离子体引入到碳化的腔中将促进碳的氧化，从而产生可易于抽走的C0/C02。材料的去除降低粒子总数。如可以从图1中看出， 申请人:已通过光谱学监测了全过程。在氧气等离子体的初始阶段期间，腔内的O2含量低而CO含量显得高。推测在达到平衡之前氧气正在将在PI蚀刻中存在的碳物种转换为CO。氧气等离子体处理的频率由客户根据他们从经验中发现的粒子形成的速率和他们可能有的任何其它要求来选择。然而，对于典型的氩气溅射清洁蚀刻，其中，150?300人的SiO2 (或等价物)在随后的沉积步骤之前被去除，很可能在50?100个PI涂层的晶片内将需要O2等离子体清洁。虽然此过程提供了有效的颗粒控制，但 申请人:已发现:随后进行这样的氧气处理，然后直接急剧减少蚀刻速率。蚀刻速率的下降已被测定为20?30%。这显然会导致连续的晶片间严重缺乏均一性，而且如果许多半导体制造商已经意识到了这个问题，那么他们不会接受蚀刻速率的初始下降或由此产生的生产量下降。
技术实现思路
本专利技术在于一种在腔内的台板上蚀刻连续的基片的方法，其中，蚀刻过程在该腔内产生碳质沉积物，所述方法包括:(a)中断基片的蚀刻加工；(b)在该腔内运行氧气等离子体或含氧等离子体，并去除气态副产物；以及(c)重新开始基片的蚀刻加工，其特征在于，该方法进一步包括步骤:(d)在步骤(b)之后，在对所述台板施加偏压的状态下在该腔中运行氩气等离子体。优选地，步骤(d)持续500秒?1200秒，特别优选步骤(d)运行约600秒。台板优选被施加RF偏压，在这种情况下，RF偏压的功率可以是400W?1000W。特别优选RF偏压的功率约是800W。合适地，氩气等离子体是电感耦合等离子体。虽然本专利技术已在上文被限定，但是应当理解的是，它包括上述或下面描述中的特征的任何创造性组合。【专利附图】【附图说明】本专利技术可以以多种方式进行，且现将参照附图通过本专利技术的实施例和实施方式来描述它们:图1是PI加工后O2等离子体处理期间的CO与O2的曲线图；图2是O2等离子体处理之前和之后的蚀刻速率的曲线图，其中，氧气等离子体处理单独使用或与随后的Ar处理组合使用；图3是本专利技术的实施方式中所使用的PVD腔的示意图；图4是某些条件下的蚀刻速率的比较曲线图；图5是示出蚀刻速率作为偏压或等离子体密度的因子的曲线图；图6示出由使用本专利技术的实施方式所引起的蚀刻速率的稳定性；图7示出多种偏压条件下比较的蚀刻速率的恢复。【具体实施方式】如图1所示，通过使用间歇性的O2等离子体步骤，碳质沉积物的问题可以被成功地解决。然而，如在图2的左侧很好地证明，如果进行普通的氩气等离子体蚀刻，那么蚀刻速率有显著下降。然而，本 申请人:已经确定:令人惊讶地，如果该腔经受偏压Ar等离子体，那么蚀刻速率的下降几乎可以忽略不计，如在图2的右侧可以看出。具体地，在O2之后，在腔内Ar等离子体被触发(strike)且台板经受偏压。PVD预清洁构件的示意图示在图3中。上述构件,一般表示为10,包括具有进气口12、在晶片装载位置和加工位置之间可移动的台板13、用于以已知的方式在腔内使等离子体15电感I禹合的环绕带(encircling strap) 14以及排气口 16的陶瓷腔11。上述台板连接到用于对台板施加偏压的RF电源17。在PVD系统中此构件用于在金属沉积步骤之前清洁晶片。晶片被置于真空腔内的台板组件上，该真空腔使用带14来触发等离子体,该带14连接到未示出的RF源以及台板的 RF 电源(RF supply)。在用含Ar等离子体溅射蚀刻聚酰亚胺晶片后，陶瓷壁和腔盖变得涂覆有从高碳表面发射出的碳质沉积物。该碳质沉积物通过如前面所述的基于O2的等离子体步骤而被去除。在氧气处理后，很可能一些氧气将滞留在内腔陶瓷中和腔顶部的气体入口点中；这些氧气在等离子体加工期间通过升温而被搅动，因此扩散出来进入到腔内，改变等离子体的性质从而降低蚀刻速率。通过使腔处于高温下氩气恢复等离子体工作，在气态下，这使得陷入(trap)腔体中的氧气扩散出来进入等离子体中。在一定时间后，足够的氧气将从陶瓷壁中被去除，以使蚀刻速率恢复到其初始值。该过程用仿制的晶片或在能够被蚀刻的陶瓷涂层的台板上进行。Ar溅射蚀刻和Ar调节步骤具有非常相似的过程条件。Ar调节步骤优选在厚的陶瓷台板(例如若干毫米厚)上进行，从而不需要调节的晶片。通过测量已知持续时间的等离子体蚀刻之前和之后的厚度来进行对SiO2晶片的测试，以此可以确定在给定的时间时腔的蚀刻数据。PI加工的各阶段的结果如下所示。表1:整个过程的不同阶段的蚀刻速率变化的数据【权利要求】1.一种在电感耦合等离子体腔内的台板上蚀刻连续的基片的方法，其中，蚀刻过程在所述腔内产生碳质沉积物，所述方法包括: (a)中断基片的蚀刻加工； (b)在所述腔内运行氧气等离子体或含氧等离子体，并去除气态副产物；以及 (c)重新开始基片的所述蚀刻加工， 其特征在于，所述方法进一步包括步骤: (d)在步骤(b)之后，在对所述台板施加偏压的状态下在所述腔内运行氩气等离子体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)持续500秒?1200秒。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(d)持续约600秒。4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述台板被施加RF偏压。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述RF偏压的功率在400W?1000W之间。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述RF偏压的功率约是800W。7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述氩气等离子体是电感耦合等离子体。【文档编号】H01L21/3065GK103531461SQ201310277467【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2012年7月3日【发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在电感耦合等离子体腔内的台板上蚀刻连续的基片的方法，其中，蚀刻过程在所述腔内产生碳质沉积物，所述方法包括：(a)中断基片的蚀刻加工；(b)在所述腔内运行氧气等离子体或含氧等离子体，并去除气态副产物；以及(c)重新开始基片的所述蚀刻加工，其特征在于，所述方法进一步包括步骤：(d)在步骤(b)之后，在对所述台板施加偏压的状态下在所述腔内运行氩气等离子体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·R·伯吉斯，亚历克斯·西奥多西尓，
申请(专利权)人：SPTS科技有限公司，
类型：发明
国别省市：