[发明专利]蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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CO/CO₂。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，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。

发明内容

本发明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。

虽然本发明已在上文被限定，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。

附图说明

本发明可以以多种方式进行，且现将参照附图通过本发明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是本发明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示出由使用本发明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。