[发明专利]在等离子体蚀刻处理期间保护硅或碳化硅电极表面免于形态改性的方法

说明书

背景

在制造如集成电路的半导体基产品期间，可以采用蚀刻和/或沉 积步骤形成或除去半导体基材上的材料层。常规的蚀刻程序使处理 气体激发成等离子态，以等离子体蚀刻半导体基材上的材料。

由于等离子体处理在等离子体处理室之内进行，可以改性等离 子体处理室的内表面。由于通过等离子体放电以及伴随半导体基材 处理中的各种反应产生的高能离子、光子和各种中性原子和分子的 通量，可以发生表面改性。

概述

提供了在部件表面上形成保护性聚合物涂层的方法，所述部件 暴露于等离子体处理设备中的等离子体作用。所述方法的优选实施 方案包括将气体组合物供应到等离子体处理室中，所述等离子体处 理室包含一种或多种硅或碳化硅部件，和由气体组合物产生等离子 体以在一种或多种部件上形成聚合物涂层。

在一个优选实施方案中，等离子体处理室包含硅或碳化硅电极 以及与电极相对的基材支架。通过由气体组合物产生等离子体在暴 露于等离子体的电极表面的至少一部分上形成聚合物涂层。

优选用于形成保护性聚合物涂层的气体组合物包括至少一种 能够在硅或碳化硅电极上形成聚合物涂层的烃、碳氟化合物和/或氢 氟烷(hydrofluorocarbon)前体。也可以使用这些气体的气体前体。 优选在整个或部分随后的半导体基材在等离子体处理室中的等离 子体蚀刻期间，聚合物涂层保持在暴露于等离子体的电极表面上。

还提供了在暴露于等离子体的硅或碳化硅电极表面上形成保 护性聚合物涂层的方法，其作为室清洗处理的一部分。所述方法的 优选实施方案包括将含氧的清洗气体组合物供应到等离子体处理 室中，所述等离子体处理室不含产品晶片。所述室包含具有暴露于 等离子体的表面的硅或碳化硅电极。室中也可以存在一种或多种另 外的硅和/或碳化硅部件。这些其它部件可以包括例如聚焦环和等离 子体约束环。将清洗气体组合物激发成等离子态以清洗室的内部。 接下来，将涂覆气体组合物供应到室中并激发以生产等离子体。可 以在暴露于等离子体的电极表面的一部分或整个上形成聚合物涂 层。任选地可以在一种或多种其它硅和/或碳化硅部件暴露于等离子 体的表面上形成聚合物涂层，所述部件可以包含在室中。

还提供了蚀刻半导体基材的方法的优选实施方案，其包括将涂 覆气体组合物供应到等离子体处理室中，所述等离子体处理室包含 具有暴露于等离子体的表面的硅或碳化硅电极和与电极相对的基 材支架。将涂覆气体组合物激发成等离子态。在暴露于等离子体的 电极表面的一部分或整个上形成聚合物涂层。任选地还可以在一种 或多种其它硅和/或碳化硅部件暴露于等离子体的表面上形成涂层， 所述部件可以包含在室中。随后，由蚀刻气体组合物形成等离子体， 以蚀刻支持在基材支架上的半导体基材。

附图说明

图1显示了使用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的形态改性的硅 电极表面的显微照片。

图2显示了以较高放大倍数拍摄的如图1中所示的形态改性的 电极表面的SEM显微照片。

图3显示了形态改性的硅电极表面。

图4显示了黑色硅的特征(feature)尺寸(长度)和蚀刻时间之 间的关系图。

图5显示了例举的电容耦合型等离子体处理设备，其可用于进 行在此描述方法的优选实施方案。

优选实施方案的详细说明

平行板等离子体处理室包括上电极和下电极。在等离子体处理 期间，上电极的底面典型地面对基材支架，半导体基材支持在基材 支架上。这类等离子体处理室适于进行提供在半导体基材上的各种 材料如电介质材料的等离子体蚀刻处理。在等离子体蚀刻处理期 间，将蚀刻气体供应到等离子体处理室和通过对至少电极之一供电 生产等离子体。选择处理条件以便将特征蚀刻在半导体基材材料 中。