一种腔室环境的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种腔室环境的控制方法。
【背景技术】
[0002]随着技术的发展，集成电路的特征尺寸在不断地缩小，这使得对半导体工艺的要求越来越严格，尤其针对光刻工艺和硅刻蚀工艺。在实际应用中，硅刻蚀工艺主要利用等离子体刻蚀，而等离子体所在的腔室环境是影响刻蚀工艺稳定性和重复性的重要因素之一。
[0003]具体地,在一次刻蚀工艺完成之后,腔室内表面上会沉积副产物(例如，含氟含碳的副产物)，该副产物会对腔室环境产生影响，这会造成对下次刻蚀工艺的工艺结果产生影响，例如，特征尺寸、刻蚀速率、刻蚀均匀性、刻蚀形貌发生变化，这种现象称之为腔室记忆效应，其中，氟记忆效应对工艺影响较大，从而形成工艺漂移现象，进而造成工艺质量差和良品率低。
[0004]申请号为US 6776851B1的专利申请提供了一种清除在半导体加工过程中产生的腔室沉积物的方法。具体地，包括以下步骤:步骤S10，在干净的腔室内表面上沉积一层含氟聚合物；步骤S11，将晶圆传入上述腔室内对晶圆进行加工处理，在加工过程中产生的副产物会沉积在上述含氟聚合物上；步骤S12，在工艺完成后将晶片传出反应腔室，之后对腔室进行含氧的清洗操作，借助氧替换含氟聚合物中氟，从而实现将含氟聚合物清除；步骤S13，单次工艺完成，下次工艺时，再依次执行上述步骤S10?S12。
[0005]在实际应用中，采用上述方法不可避免地存在以下问题:由于沉积的含氟聚合物会与腔室内表面的A1203发生A1203+F —A1F3丨+02反应，其中，AlFx为难以挥发且不易去除的含氟沉积物，因此，采用上述方法会存在以下问题:(1)对腔室内表面造成腐蚀，从而降低设备的使用寿命；(2)腐蚀产生的含氟沉积物逐渐积累会容易自腔室内表面剥落，从而对工艺造成污染或影响；(3)腐蚀产生的含氟沉积物会存在氟记忆效应，在下次工艺时氟会释放出来对腔室环境产生影响，从而会产生工艺漂移现象，因而造成工艺稳定性和重复性差；(4)腐蚀产生的含氟沉积物会缩短腔室清洗时间间隔，从而造成设备的利用率低。
【发明内容】
[0006]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种腔室环境的控制方法，可以避免氟对腔室内表面腐蚀，因而可以延长腔室清洗时间间隔，从而可以提高设备的使用寿命和利用率；而且还可以使得腔室从根本上消除氟记忆效应，因而可以实现每次工艺的腔室环境的一致性，从而可以避免工艺漂移，进而可以保证工艺的稳定性和重复性。
[0007]为解决上述问题之一，本发明提供了一种腔室环境的控制方法，包括以下步骤:步骤S1，向腔室内通入预清洗气体，对腔室内表面进行清洗；步骤S2，向所述腔室内通入第一气体，以在所述腔室内表面上沉积第一涂层，所述第一涂层不含氟；步骤S3，将待加工的基片传输至所述腔室内进行工艺，且在所述工艺完成后，将其移出所述腔室；步骤S4，向所述腔室内通入第二清洗气体，并将所述第二清洗气体激发形成等离子体，以去除在所述步骤S3中腔室内表面形成的副产物；步骤S5，向所述腔室内通入不含氟的第一清洗气体，并将所述第一清洗气体激发形成等离子体，以去除所述第一涂层来恢复所述腔室环境。
[0008]其中，在所述步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S23，向所述腔室内通入第二气体，以在所述腔室内表面的第一涂层上沉积第二涂层，所述第二涂层和所述副产物中的元素部分相同或全部相同；在所述步骤S4中还包括，在去除所述副产物的同时去除所述第二涂层。
[0009]其中，所述第二涂层和所述副产物中的元素均包括硅、卤素和氢。
[0010]其中，所述第一气体包括含碳、氢类气体，或者，所述第一气体包括含碳、氢、溴类气体。
[0011]其中，所述第一涂层的厚度范围在2?200nm。
[0012]其中，所述第一涂层的厚度范围在50?150nm。
[0013]其中，所述第二涂层的厚度范围在2?lOOnm。
[0014]其中，所述第二涂层的厚度范围在10?30nm。
[0015]其中，所述第一涂层和/或所述第二涂层采用等离子体激发沉积方式或者气体分子聚合沉积方式形成。
[0016]其中，所述第一清洗气体包括含氧气体。
[0017]其中，所述第一清洗气体还包括含氮气体和惰性气体中的一种或者至少两种。
[0018]其中，所述第二清洗气体包括含氟气体。
[0019]其中，所述第二气体包括含氢、硅、卤素类气体。
[0020]其中，所述腔室包括用于激发形成等离子体的上电极电源，以及向承载基片的承载装置提供负偏压的下电极电源，在所述步骤S2中，所述第一气体包括C4H6和HBr，所述上电极电源的输出功率范围在100?1000W ;所述下电极电源的输出功率为OW ;C4H6气流量范围在10?500sccm ；HBr气流量范围在10?500sccm ;所述腔室的气压范围在1?lOOmTorro
[0021]其中，所述腔室包括用于激发形成等离子体的上电极电源，以及向承载基片的承载装置提供负偏压的下电极电源，在所述步骤S23中，所述第二气体包括014、51(:14和!?^所述上电极电源的输出功率范围在100?1000W ;所述下电极电源的输出功率为0W，014气流量范围在10?500sccm ；SiCl4的气流量范围在10?500sccm ；HBr的气流量范围在10?500sccm ;所述腔室的气压范围在1?lOOmTorr。
[0022]本发明具有以下有益效果:
[0023]本发明提供的腔室环境的控制方法，其借助步骤S2在对基片进行工艺之前，预先在腔室内表面上沉积不含氟的第一涂层，该第一涂层可以实现将步骤S3中产生的副产物以及步骤S4中对副产物进行清洗的第二清洗气体中的氟与腔室内表面进行隔离，并且，在步骤S5中借助不含氟的第一清洗气体去除第一涂层。由上可知，整个腔室环境的控制方法中氟离子均不会与腔室内表面直接接触，这不仅可以避免氟对腔室内表面腐蚀，因而可以延长腔室清洗时间间隔，从而可以提高设备的使用寿命和利用率；而且还可以使得腔室从根本上消除氟记忆效应，因而可以实现每次工艺的腔室环境的一致性，从而可以避免工艺漂移，进而可以保证工艺的稳定性和重复性。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例提供的腔室环境的控制方法的流程图；
[0025]图2为完成步骤S1之后的腔室结构示意图；
[0026]图3为完成步骤S2之后的腔室结构示意图；
[0027]图4为完成步骤S23之后的腔室结构示意图；
[0028]图5为完成步骤S3之后的腔室结构示意图；以及
[0029]图6为完成步骤S4之后的腔室结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明实施例提供的腔室环境的控制方法进行详细描述。
[0031]为便于理解本发明，本申请中所述的“腔室内表面”是指暴露在腔室环境中的表面。
[0032]图1为本发明实施例提供的腔室环境的控制方法的流程图。请参阅图1，本实施例提供的腔室环境的控制方法包括以下步骤:
[0033]步骤S1，向腔室内通入预清洗气体，对腔室内表面进行清洗，以使腔室为洁净的腔室;
[0034]步骤S2，向腔室内通入第一气体，以在腔室内表面上沉积第一涂层，该第一涂层不含氟；
[0035]步骤S3，将待加工的基片传输至腔室内进行工艺，且在工艺完成后，将其移出腔室;
[0036]步骤S4，向腔室内通入第二清洗气体，并将第二清洗气体激发形成等离子体，以去除在步骤S3中在腔室内表面上形成的副产物；
[0037]步骤S5，向腔室内通入不含氟的第一清洗气体，并将第一清洗气体激发形成等离子体，以去除第一涂层来恢复腔室环境。
[0038]在上述步骤S1中，采用等离子体方式对腔室进行预清洗，具体地，将预清洗气体激发形成等离子体，其中，预清洗气体为不对后续步骤产生影响的气体，预清洗气体包括诸如02、H202等含氧气体中至少一种。可以理解，在实际应用中，也可以采用其他方式对腔室进行预清洗，只要保证在进行步骤S2之前腔室为洁净的腔室即可。
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