申请/专利权人：北京北方华创微电子装备有限公司

申请日：2017-11-28

公开（公告）日：2021-06-08

公开（公告）号：CN109841475B

主分类号：H01J37/32(20060101)

分类号：H01J37/32(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.08#授权;2019.06.28#实质审查的生效;2019.06.04#公开

摘要：本发明提供一种预处理方法及晶片处理方法，该预处理方法包括：预处理步骤，在腔室内壁形成保护层；保护层修饰步骤，增加保护层在过薄区域的厚度，和或减少保护层在过厚区域的厚度。本发明提供的预处理方法，其不仅可以通过形成保护层来防止腔室壁上的金属和颗粒在工艺过程中掉落在晶片表面，而且还可以提高该保护层的均匀性，从而可以改善工艺缺陷及减少因保护层缺失而导致的部件损耗。

主权项：1.一种预处理方法，其特征在于，包括：预处理步骤，在腔室内壁形成保护层；保护层修饰步骤，增加所述保护层在过薄区域的厚度，和或减少所述保护层在过厚区域的厚度；所述过薄区域是指某一区域的所述保护层的厚度低于工艺需要的厚度；所述过厚区域是指某一区域的所述保护层的厚度高于工艺需要的厚度。

全文数据：预处理方法及晶片处理方法技术领域本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种预处理方法及晶片处理方法。背景技术在半导体制造工业中，随着集成电路制程的不断更新，工艺节点的不断进步，对刻蚀工艺及刻蚀腔室的均匀性、稳定性，以及工艺结果的关键尺寸的一致性等的要求越来越高。但是，在刻蚀腔室进行工艺的过程中，由于工艺残留物，硬件的损耗及老化而导致的工艺结果偏移包括刻蚀速率偏移，关键尺寸偏移，由于颗粒累积而导致的缺陷数量增加等都是量产过程中无法避免的问题，因此，如何保持腔室稳定性以及在不同晶片间工艺初始环境的一致性，以及降低腔室的颗粒数量，是在工艺节点不断向前发展过程中的一个重要问题。目前常用的方案是采用片间干法清洗及定期进行维护的方式保证在量产过程中不同晶片间的腔室环境尽量趋于一致，但是，由于腔室内部环境会在长期使用过程中不断变化，导致腔室壁有残留物无法清除，腔室内部件在等离子体的长期轰击作用下出现一定程度的耗损。发明内容本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种预处理方法及晶片处理方法，其不仅可以通过形成保护层来防止腔室壁上的金属和颗粒在工艺过程中掉落在晶片表面，而且还可以提高该保护层的均匀性，从而可以改善工艺缺陷及减少因保护层缺失而导致的部件损耗。为实现本发明的目的而提供一种预处理方法，包括：预处理步骤，在腔室内壁形成保护层；保护层修饰步骤，增加所述保护层在过薄区域的厚度，和或减少所述保护层在过厚区域的厚度。优选的，在所述保护层修饰步骤中，在所述腔室内壁形成补偿层，且所述补偿层在所述过薄区域的厚度大于其余区域的厚度。优选的，根据所述过薄区域在所述腔室内的位置，设定腔室压力和或通入激励线圈中的电流，以使所述补偿层在所述过薄区域的厚度大于其余区域的厚度。优选的，在所述保护层修饰步骤中，对所述保护层进行刻蚀，且刻蚀所述过厚区域的保护层厚度大于其余区域的保护层厚度。优选的，对所述保护层进行刻蚀采用的工艺气体包括O2、NF3、SF6中的至少一种。优选的，工艺气体的流量的取值范围在10～2000sccm；射频功率的取值范围在100～5000W；腔室压力的取值范围在5～400mT；工艺时间的取值范围在5～60s。优选的，若所述保护层修饰步骤是增加所述保护层在过薄区域的厚度，则所述预处理步骤的工艺时间相对于常规时间缩短；所述常规时间是单独进行所述预处理步骤的工艺时间。优选的，若所述保护层修饰步骤是减少所述保护层在过厚区域的厚度，则所述预处理步骤的工艺时间与常规时间相同；所述常规时间是单独进行所述预处理步骤的工艺时间。优选的，在所述预处理步骤中，工艺气体包括含碳氟的气体或者含硅的气体，或者包括混合气体，所述混合气体包括氩气和或氧气，以及含碳氟的气体或者含硅的气体。优选的，在所述预处理步骤中，工艺气体的流量的取值范围在10～2000sccm；射频功率的取值范围在100～5000W；腔室压力的取值范围在5～100mT；工艺时间的取值范围在5～60s。作为另一个技术方案，本发明还提供一种晶片处理方法，包括：进行本发明提供的上述预处理方法；将待加工晶片传入腔室内；对待加工晶片进行工艺；将完成工艺的晶片传出所述腔室；去除所述腔室内残留的副产物以及所述保护层。优选的，对不同的晶片采用相同的工艺条件和工艺时间进行所述预处理方法。本发明具有以下有益效果：本发明提供的预处理方法，其包括预处理步骤和保护层修饰步骤，其中，预处理步骤用于在腔室内壁形成保护层，该保护层能够防止腔室壁上的金属和颗粒在工艺过程中掉落在晶片表面，从而可以提高产品良率。保护层修饰步骤用于增加保护层在过薄区域的厚度，和或减少保护层在过厚区域的厚度，从而可以提高保护层的厚度均匀性，进而可以改善因保护层过厚而产生的工艺缺陷，和或因保护层缺失而导致的部件损耗，从而提高了部件利用率，减少了定期维护保养的时间，提高了设备利用率。本发明提供的晶片处理方法，其通过采用本发明提供的上述预处理方法，不仅可以通过形成保护层来防止腔室壁上的金属和颗粒在工艺过程中掉落在晶片表面，，从而可以提高产品良率；而且还可以改善工艺缺陷及减少因保护层缺失而导致的部件损耗，从而提高了部件利用率，减少了定期维护保养的时间，提高了设备利用率。附图说明图1为本发明提供的预处理方法的流程框图；图2A为进行预处理方法前的腔室剖视图；图2B为完成预处理步骤之后的腔室剖视图；图2C为完成保护层修饰步骤之后的腔室剖视图；图3为本发明提供的晶片处理方法的流程框图；图4A为对待加工工件晶片进行工艺时的腔室剖视图；图4B为完成清洗之后的腔室剖视图。具体实施方式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提供的预处理方法及晶片处理方法进行详细描述。请一并参阅图1至图2C，本发明提供的预处理方法，其包括：预处理步骤，在腔室内壁103形成保护层107；保护层修饰步骤，增加该保护层107在过薄区域的厚度，和或减少保护层107在过厚区域的厚度。借助上述保护层107，能够防止腔室内壁103上的金属和颗粒在工艺过程中掉落在晶片表面，从而可以提高产品良率。通过借助上述保护层修饰步骤，可以提高保护层107的厚度均匀性，从而可以改善因保护层过厚而产生的工艺缺陷，和或因保护层缺失而导致的部件损耗，从而提高了部件利用率，减少了定期维护保养的时间，提高了设备利用率。这里，过薄区域是指某一区域的保护层107的厚度低于工艺需要的厚度，导致在对晶片进行工艺时，无法阻止等离子体的渗透及损伤部件。过厚区域是指某一区域的保护层107的厚度高于工艺需要的厚度，导致在后续进行清洗工艺，以去除该保护层107的时间过长，影响工艺效率。如果只进行上述预处理步骤，而后续不进行保护层修饰步骤会存在以下问题：由于等离子体分布不均匀，因此会导致覆盖在石英窗102或者腔室内壁103上的保护层107的厚度不均匀，从而造成以下问题：需要延长工艺时间来增加保护层107的厚度，以至少使保护层107的厚度最小的区域满足工艺需要，但是保护层107的厚度较大的区域会进一步导致后续清洗工艺，以去除该保护层107的时间延长。为了解决上述技术问题，本发明提供的预处理工艺增加了保护层修饰步骤，其可以对保护层107存在的过薄区域进行增厚，以及对保护层107存在的过厚区域进行减薄，从而可以改善因保护层过厚而产生的工艺缺陷，和或因保护层缺失而导致的部件损耗。具体地，在上述保护层修饰步骤中，在腔室内壁103形成补偿层图中未示出，且该补偿层在过薄区域的厚度大于其余区域的厚度，从而可以起到增厚过薄区域的保护层107的作用。进一步的，可以根据过薄区域在腔室内的位置，设定腔室压力和或通入激励线圈101中的电流，以使补偿层过薄区域的厚度大于其余区域的厚度。例如，若覆盖腔室内壁103或者石英窗102的边缘处的保护层107的厚度需要增加，则可以通过设定腔室压力和或通入激励线圈101中的电流，来增加腔室内壁103或者石英窗102的边缘处的沉积速率，从而使该位置处沉积的补偿层厚度大于其余位置。对保护层107存在的过厚区域进行减薄的具体方法可以为：对保护层107进行刻蚀，且刻蚀过厚区域的保护层厚度大于其余区域的保护层厚度。进一步的，可以通过调节工艺条件，来使过厚区域的刻蚀速率增大，从而使过厚区域处的保护层107的厚度的减薄量最大。优选的，对保护层107进行刻蚀采用的工艺气体包括O2、NF3、SF6中的至少一种。工艺气体的流量的取值范围在10～2000sccm，优选在50～500sccm；射频功率的取值范围在100～5000W，优选在1000～1800W；腔室压力的取值范围在5～400mT，优选在10～250mT；工艺时间的取值范围在5～60s，优选在5～15s。进一步优选的，若上述保护层修饰步骤是增加保护层107在过薄区域的厚度，则预处理步骤的工艺时间相对于常规时间缩短。该常规时间是单独进行预处理步骤不进行保护层修饰步骤的工艺时间。这样，不仅可以避免在完成保护层修饰步骤之后保护层107的最终厚度过大，而且还可以使预处理步骤的总工艺时间不会延长或者延长很多，从而可以提高工艺效率。若上述保护层修饰步骤是减少保护层107在过厚区域的厚度，则预处理步骤的工艺时间与上述常规时间相同。这样，可以保证在完成保护层修饰步骤之后保护层107的最终厚度满足要求。优选的，在预处理步骤中，工艺气体包括含碳氟的气体或者含硅的气体，或者包括混合气体，所述混合气体包括氩气和或氧气，以及含碳氟的气体或者含硅的气体。工艺气体的流量的取值范围在10～2000sccm；射频功率的取值范围在100～5000W；腔室压力的取值范围在5～100mT；工艺时间的取值范围在5～60s。综上所述，本发明提供的预处理方法，其预处理步骤用于在腔室内壁形成保护层，该保护层能够防止腔室壁上的金属和颗粒在工艺过程中掉落在晶片表面，从而可以提高产品良率。保护层修饰步骤用于增加保护层在过薄区域的厚度，和或减少保护层在过厚区域的厚度，从而可以提高保护层的厚度均匀性，进而可以改善因保护层过厚而产生的工艺缺陷，和或因保护层缺失而导致的部件损耗，从而提高了部件利用率，减少了定期维护保养的时间，提高了设备利用率。作为另一个技术方案，请参阅图3至图4B，本发明还提供一种晶片处理方法，包括：S1，进行本发明提供的上述预处理方法；即，先后进行上述预处理步骤和保护层修饰步骤，最终在腔室内壁103和介质窗102覆盖一层保护层107。S2，将待加工晶片104传入腔室内；在腔室内设置有基座105，被传入腔室内的待加工晶片104被放置在基座105上。S3，对待加工晶片104进行工艺；上述工艺可以是刻蚀工艺或者沉积工艺等等。如图4A所示，在完成之后，在腔室内壁103和介质窗102会残留有保护层和反应副产物等的待清除物质108。S4，将完成工艺的晶片传出腔室；S5，去除腔室内残留的上述待清除物质108。优选的，对不同的晶片采用相同的工艺条件和工艺时间进行上述预处理方法S1。这样，可以使每个晶片开始工艺之前，能够形成均匀的性质和厚度相同的保护层107，从而可以保证在工艺开始时的腔室环境的一致性，同时还可以提高量产过程中的稳定性。本发明提供的晶片处理方法，其通过采用本发明提供的上述预处理方法，不仅可以通过形成保护层来防止腔室壁上的金属和颗粒在工艺过程中掉落在晶片表面，，从而可以提高产品良率；而且还可以改善工艺缺陷及减少因保护层缺失而导致的部件损耗，从而提高了部件利用率，减少了定期维护保养的时间，提高了设备利用率。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种预处理方法，其特征在于，包括：预处理步骤，在腔室内壁形成保护层；保护层修饰步骤，增加所述保护层在过薄区域的厚度，和或减少所述保护层在过厚区域的厚度。2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，在所述保护层修饰步骤中，在所述腔室内壁形成补偿层，且所述补偿层在所述过薄区域的厚度大于其余区域的厚度。3.根据权利要求2所述的预处理方法，其特征在于，根据所述过薄区域在所述腔室内的位置，设定腔室压力和或通入激励线圈中的电流，以使所述补偿层在所述过薄区域的厚度大于其余区域的厚度。4.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，在所述保护层修饰步骤中，对所述保护层进行刻蚀，且刻蚀所述过厚区域的保护层厚度大于其余区域的保护层厚度。5.根据权利要求4所述的预处理方法，其特征在于，对所述保护层进行刻蚀采用的工艺气体包括O2、NF3、SF6中的至少一种。6.根据权利要求4所述的预处理方法，其特征在于，工艺气体的流量的取值范围在10～2000sccm；射频功率的取值范围在100～5000W；腔室压力的取值范围在5～400mT；工艺时间的取值范围在5～60s。7.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，若所述保护层修饰步骤是增加所述保护层在过薄区域的厚度，则所述预处理步骤的工艺时间相对于常规时间缩短；所述常规时间是单独进行所述预处理步骤的工艺时间。8.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，若所述保护层修饰步骤是减少所述保护层在过厚区域的厚度，则所述预处理步骤的工艺时间与常规时间相同；所述常规时间是单独进行所述预处理步骤的工艺时间。9.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，在所述预处理步骤中，工艺气体包括含碳氟的气体或者含硅的气体，或者包括混合气体，所述混合气体包括氩气和或氧气，以及含碳氟的气体或者含硅的气体。10.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，在所述预处理步骤中，工艺气体的流量的取值范围在10～2000sccm；射频功率的取值范围在100～5000W；腔室压力的取值范围在5～100mT；工艺时间的取值范围在5～60s。11.一种晶片处理方法，其特征在于，包括：进行权利要求1-10任意一项所述的预处理方法；将待加工晶片传入腔室内；对待加工晶片进行工艺；将完成工艺的晶片传出所述腔室；去除所述腔室内残留的副产物以及所述保护层。12.根据权利要求11所述的晶片处理方法，其特征在于，对不同的晶片采用相同的工艺条件和工艺时间进行所述预处理方法。

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