一種暖機方法及刻蝕方法
【專利摘要】本發明提供一種暖機方法及刻蝕方法，該暖機方法用于在暖機工藝時在腔室內壁形成聚合物以使腔室內達到工藝所需的工作狀態，包括以下步驟，將含有碳和氫的氣體通入所述腔室內，將上述含有碳和氫的氣體激發成等離子體，借助所述含有碳和氫的等離子體在所述腔室內壁沉積一聚合物層。該暖機方法不僅可以縮短暖機工藝的時間，提高暖機工藝的效率；而且可以降低暖機工藝的成本，進而可以降低整個刻蝕工藝的生產成本。
【專利說明】一種暖機方法及刻蝕方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體加工設備領域，涉及一種用于刻蝕工藝的暖機方法及刻蝕方法。
【背景技術】
[0002]在感應f禹合等離子體(Inductively Coupled Plasma,以下簡稱ICP)刻蝕工藝中，暖機(Season)步驟是一項重要的工藝步驟，其目的是為了保持刻蝕腔室的穩定性和工藝的均勻性。對于從未使用的全新腔室(Chamber)、周期性維護(PM)后的腔室、空閑(Idle)時間過長的腔室，均要進行暖機工藝處理，以提高機臺的穩定性和片間的均勻性。
[0003]對于LED-1CP刻蝕工藝，暖機工藝處理尤為重要。實驗表明，未經暖機工藝處理的腔室與經過暖機工藝處理的腔室相比，選擇比偏低50%，刻蝕速率偏低30%左右。這是由于在腔室表面，尤其是設置在腔室內部的內襯表面，在微觀尺度下并不平滑，這使得等離子體與內襯表面發生非彈性碰撞的比例升高，從而導致等離子體的能量損失，降低了等離子體的密度，進而降低了刻蝕速率。與之相反，經過暖機工藝處理后的內襯表面不平滑現象被聚合物(Polymer)弱化，使得等離子體與內襯表面發生彈性碰撞的比例升高，從而提高了等離子體密度，提高了刻蝕速率。此外，根據勒沙特列原理，在腔室中的聚合物會使刻蝕與該聚合物成分相近的光刻膠的速率降低，從而可以提高刻蝕的選擇比。因此，為了使LED-1CP刻蝕工藝達到較佳狀態，在實施LED-1CP刻蝕工藝之前，需要在腔室內壁形成一定量的聚合物。
[0004]目前較常用的暖機工藝是采用光刻膠陪片(PRDummy),即經過涂膠、烘烤但未經過光刻的基片(Wafer)來模擬整盤工藝。在模擬整盤工藝的過程中，位于光刻膠陪片表面的光刻膠被刻蝕下來并在腔室內沉積，從而在腔室內壁形成聚合物，直至達到刻蝕所需的正常狀態。暖機工藝的具體參數如下:腔室內的壓力為IOmT (毫托)，激發等離子體的射頻功率(SRF)為1800W (瓦)，產生射頻偏壓的射頻功率(BRF)為300W、通入反應腔室內的反應氣體BCl3的流量為150SCCm (標況毫升每分鐘)，腔室內的溫度設為0°C，工藝時間為45min(分鐘)。
[0005]利用現有暖機工藝暖機時，全新腔室需要3?4小時才能達到正常狀態；周期性維護后的腔室需要I?2小時才能恢復正常狀態。因此，目前暖機工藝的效率較低，這不僅降低了等離子體加工設備的使用效率，而且實施暖機工藝時消耗的工藝氣體、光刻膠陪片以及電能較多，增加了生產成本。

【發明內容】

[0006]為解決現有技術中的上述問題，本發明提供一種暖機方法，其可以提高暖機工藝的效率，降低生產成本，提高加工設備的使用效率。
[0007]解決上述技術問題的所采用的技術方案是提供一種暖機方法，用于在暖機工藝時在腔室內壁形成聚合物以使腔室內達到工藝所需的工作狀態，包括以下步驟，[0008]將含有碳和氫的氣體通入所述腔室內，
[0009]將上述含有碳和氫的氣體激發成等離子體，
[0010]借助所述含有碳和氫的等離子體在所述腔室內壁沉積一聚合物層。
[0011]其中，所述含有碳和氫的氣體包括CH4或CHF3。
[0012]其中，通入所述腔室內的CH4的流量為5?20sccm。
[0013]其中，通入所述腔室內的CH4的流量為10?15sccm。
[0014]其中，通入所述腔室內的CHF3的流量為10?30sccm。
[0015]其中，通入所述腔室內的CHF3的流量為15?25sccm。
[0016]其中，還包括向所述腔室內通入BCl3氣體。
[0017]其中，所述BCl3的流量為60?150sccm。
[0018]其中，在所述腔室內沒有襯底時進行暖機工藝。
[0019]其中，所述腔室內的氣體壓力為3_20mT。
[0020]其中，激發等離子體的射頻功率為1400?2400W，產生偏壓的射頻功率為150?400W。
[0021]其中，所述腔室內的溫度為-10?20°C。
[0022]本發明還提供一種刻蝕方法，包括暖機步驟和刻蝕襯底的步驟，所述暖機步驟采用本發明提供的所述的暖機方法。
[0023]其中，采用感應耦合等離子體實施所述暖機步驟和所述刻蝕襯底的步驟。
[0024]其中，所述刻蝕襯底為藍寶石襯底。
[0025]本發明具有以下有益效果:
[0026]本發明提供的暖機方法，在暖機工藝時向腔室內通入含有碳和氫的氣體，將含有碳和氫的氣體激發形成等離子體，借助含有碳和氫的等離子體在所述腔室內壁形成聚合物。利用含有碳和氫的氣體可以較快地在腔室內壁形成聚合物，從而縮短了暖機工藝的時間，提高了暖機工藝的效率，進而提高了刻蝕工藝的效率。另外，該暖機方法采用低成本的含有碳和氫的氣體獲得聚合物，可以不采用高成本較的光刻膠陪片，從而降低了暖機工藝的成本，進而降低了整個刻蝕工藝的生產成本。
[0027]本發明提供的刻蝕方法利用含有碳和氫的氣體實施暖機步驟，縮短了暖機步驟的時間，從而提高了刻蝕的效率；而且，該暖機方法不采用成本較高的光刻膠陪片進行暖機，從而降低了暖機工藝的成本，進而降低了整個刻蝕工藝的生產成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發明刻蝕方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的暖機方法進行詳細描述。
[0030]本實施例采用感應耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕經過光刻的襯底，襯底可以為硅片，也可以是藍寶石等其它材料。在實施刻蝕襯底之前，進行暖機工藝，以使腔室內部的環境達到實施刻蝕襯底所需的工作狀態。而且，由于襯底是由光刻膠覆蓋，因此在腔室內壁形成與光刻膠成分相近的聚合物有利于提高刻蝕的選擇比，即在腔室的內襯的表面覆蓋聚合物能夠使腔室內部的環境達到實施刻蝕襯底所需的工作狀態。
[0031]基于上述特性，本實施例提供的暖機方法是在暖機工藝時向腔室內通入含有碳和氫的氣體，利用射頻電源向感應線圈施加射頻能量用以將腔室內的含有碳和氫的氣體激發成等離子體，并由含有碳和氫的等離子體在腔室內壁沉積一聚合物層。
[0032]進一步含有碳和氫的氣體可以是CH4或CHF3,當然本發明并不局限于這兩種氣體在實施暖機工藝時，還可以向反應腔室通入BCl3氣體，即將BCl3氣體和含有碳和氫的氣體同時通入腔室實施暖機工藝。
[0033]在進行暖機工藝時的具體工藝參數為:腔室內的氣體壓力為3~20mT (毫托)，上射頻功率(激發等離子體的射頻功率)為140(T2400W (瓦)，下射頻功率(產生偏壓的射頻功率)為15(T400W，BCl3氣體的流量為6(Tl50sccm (標況毫升每分鐘)，通入腔室內的CH4氣體的流量為5~20SCCm，腔室內的溫度為-10°C~20°C。其中，CH4氣體可以采用CHF3氣體代替，CHF3氣體的流量為l(T30sccm。
[0034]需要說明的是，含有碳和氫的氣體的流量直接決定形成聚合物的速率，含有碳和氫的氣體流量越高，暖機效果越明顯。然而，在實際使用過程中，為了使后續的刻蝕工藝獲得更理想的刻蝕效果，優選地，CH4氣體的流量為l(Tl5sCCm，CHF3氣體的流量為15~25sCCm。
[0035]下面以實施一至實施例十二詳細介紹本發明暖機工藝的具體工藝參數。請參閱表一，為實施例一至實施例六的具體工藝參數。實施例一至實施例六是以CH4氣體和BCl3氣體作為反應氣體。
[0036]表一
實施例- 實施例二實施例二實施例四劣施例五實施例六
[0037]
【權利要求】
1.一種暖機方法，用于在暖機工藝時在腔室內壁形成聚合物以使腔室內達到工藝所需的工作狀態，其特征在于包括以下步驟， 將含有碳和氫的氣體通入所述腔室內， 將上述含有碳和氫的氣體激發成等離子體， 借助所述含有碳和氫的等離子體在所述腔室內壁沉積一聚合物層。
2.根據權利要求1所述的暖機方法，其特征在于，所述含有碳和氫的氣體包括CH4或CHF3。
3.根據權利要求2所述的暖機方法，其特征在于，通入所述腔室內的CH4的流量為5?20sccmo
4.根據權利要求3所述的暖機方法，其特征在于，通入所述腔室內的014的流量為10?15sccm0
5.根據權利要求2所述的暖機方法，其特征在于，通入所述腔室內的CHF3的流量為10?30sccm。
6.根據權利要求5所述的暖機方法，其特征在于，通入所述腔室內的CHF3的流量為15 ?25sccm0
7.根據權利要求2所述的暖機方法，其特征在于，還包括向所述腔室內通入BCl3氣體。
8.根據權利要求7所述的暖機方法，其特征在于，所述BCl3的流量為60?150SCCm。
9.根據權利要求1所述的暖機方法，其特征在于，在所述腔室內沒有襯底時進行暖機工藝。
10.根據權利要求1所述的暖機方法，其特征在于，所述腔室內的氣體壓力為3-20mT。
11.根據權利要求1所述的暖機方法，其特征在于，激發等離子體的射頻功率為1400?2400W，產生偏壓的射頻功率為150?400W。
12.根據權利要求1所述的暖機方法，其特征在于，所述腔室內的溫度為-10?20°C。
13.—種刻蝕方法，包括暖機步驟和刻蝕襯底的步驟，其特征在于，所述暖機步驟采用權利要求1-12任意一項所述的暖機方法。
14.根據權利要求13所述的刻蝕方法，其特征在于，采用感應耦合等離子體實施所述暖機步驟和所述刻蝕襯底的步驟。
15.根據權利要求13所述的刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕襯底為藍寶石襯底。
【文檔編號】H01J37/32GK103515176SQ201210204132
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月19日 優先權日:2012年6月19日
【發明者】謝秋實 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司