等離子體處理的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領域技術，尤其涉及一種等離子體處理的方法。
【背景技術】
[0002]用于集成電路的制造的等離子體處理工藝中包括等離子體沉積工藝、和等離子體刻蝕工藝等。所述等離子體處理工藝的原理包括:使用射頻功率源驅(qū)動等離子體發(fā)生裝置(例如電感耦合線圈)產(chǎn)生較強的高頻交變磁場，使得低壓的反應氣體被電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基等活性粒子，所述活性粒子可以和待處理晶圓的表面發(fā)生多種物理和化學反應，使得晶圓表面的形貌發(fā)生改變，即完成等離子體處理工藝。另外，所述活性離子比常規(guī)的氣態(tài)反應物具有更高的活性，可以促進反應氣體間的化學反應，即可以實現(xiàn)等離子體增強型化學氣相沉積(PECVD)。
[0003]以電感親合等離子體處理(ICP，Inductively Coupled Plasma)裝置為例，請參考圖1，現(xiàn)有的電感耦合等離子體處理裝置，包括:反應腔10 ;位于所述反應腔10內(nèi)的晶圓載臺11，用于承載和固定晶圓14 ;設置于反應腔10頂部的電感耦合線圈12，用于使反應氣體激發(fā)為等離子體；通過阻抗匹配單元15與電感耦合線圈12連接的電源13，用于向所述電感耦合線圈12提供射頻功率。
[0004]在所述電感耦合等離子體處理裝置工作時，所述電源13通過阻抗匹配單元15向電感耦合線圈12提供射頻功率信號，且所述射頻功率信號為脈沖信號，使得所述電感耦合線圈12能夠產(chǎn)生磁場。被輸入至反應腔10的反應氣體被所述電感耦合線圈12產(chǎn)生的磁場電離，能夠形成等離子體。以刻蝕工藝為例，在所述晶圓載臺11被施加偏壓，所述等離子體受到所述晶圓載臺11的偏壓影響而向晶圓14轟擊，從而實現(xiàn)對晶圓14的刻蝕。
[0005]然而，在現(xiàn)有的等離子體處理工藝中，等離子體的穩(wěn)定性較差，容易造成等離子體處理的結(jié)果不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種等離子體處理的方法，使等離子體的穩(wěn)定性改善，等離子體處理的質(zhì)量提高。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種等離子體處理的方法，包括:提供待處理基底、等離子體處理裝置以及外部控制單元，所述等離子體處理裝置具有可變頻功率源，所述外部控制單元與可變頻功率源連接，所述待處理基底置于等離子體處理裝置的反應腔內(nèi)；預先獲取第一頻率，所述第一頻率為第一等離子體處理過程中，可變頻功率源與反應腔阻抗匹配時可變頻功率源的輸出頻率；預先獲取第二頻率，所述第二頻率為第二等離子體處理過程中，可變頻功率源與反應腔阻抗匹配時可變頻功率源的輸出頻率；對所述待處理基底進行第一等離子體處理，通入第一反應氣體到反應腔內(nèi)，可變頻功率源輸出第一射頻功率到反應腔，同時通過外部控制單元使可變頻功率源的輸出頻率為第一頻率，使可變頻功率源與反應腔阻抗匹配；進行所述第一等離子體處理后，對所述待處理基底進行第二等離子體處理，通入第二反應氣體到反應腔內(nèi)，可變頻功率源輸出第二射頻功率到反應腔，同時通過外部控制單元使可變頻功率源的輸出頻率為第二頻率，使可變頻功率源與反應腔阻抗匹配。
[0008]可選的，所述等離子體處理包括依次循環(huán)進行的第一等離子體處理以及第二等離子體處理。
[0009]可選的，還包括:提供阻抗匹配單元，所述阻抗匹配單元連接在等離子體處理裝置的可變頻功率源和等離子體發(fā)生器之間。
[0010]可選的，在所述第一等離子體處理過程中，禁用所述阻抗匹配單元；在所述第二等離子體處理過程中，禁用所述阻抗匹配單元。
[0011]可選的，獲取所述第一頻率的方法為:對所述待處理基底進行第一預等離子體處理，通入第一反應氣體到反應腔內(nèi)，可變頻功率源輸出第一射頻功率到反應腔，所述阻抗匹配單元為自動調(diào)頻模式，通過所述阻抗匹配單元自動調(diào)節(jié)可變頻功率源的輸出頻率為第一頻率，使可變頻功率源與反應腔阻抗匹配。
[0012]可選的，所述第一等離子體處理和第一預等離子體處理的第一反應氣體種類相同；所述第一等離子體處理和第一預等離子體處理的氣壓相同；所述第一等離子體處理和第一預等離子體處理的第一射頻功率相同。
[0013]可選的，獲取所述第二頻率的方法為:對所述待處理基底進行第二預等離子體處理，通入第二反應氣體到反應腔內(nèi)，可變頻功率源輸出第二射頻功率到反應腔，所述阻抗匹配單元為自動調(diào)頻模式，通過所述阻抗匹配單元自動調(diào)節(jié)可變頻功率源的輸出頻率為第二頻率，使可變頻功率源與反應腔阻抗匹配。
[0014]可選的，所述第二等離子體處理和第二預等離子體處理的第二反應氣體種類相同；所述第二等離子體處理和第二預等離子體處理的氣壓相同；所述第二等離子體處理和第二預等離子體處理的第二射頻功率相同。
[0015]可選的，所述第一反應氣體和第二反應氣體的種類不同。
[0016]可選的，所述第一射頻功率和第二射頻功率不同。
[0017]可選的，所述第一等離子體處理和第二等離子體處理的氣壓不同。
[0018]可選的，還包括:用于輸出偏置功率的偏置功率源，所述偏置功率適于調(diào)節(jié)待處理基底的偏壓。
[0019]可選的，所述第一等離子體處理的時長小于I秒；所述第二等離子體處理的時長小于I秒。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0021]本發(fā)明預先獲取了第一等離子體處理過程中，與反應腔阻抗匹配的可變頻功率源的輸出頻率為第一頻率，預先獲取了第二等離子體處理過程中，與反應腔阻抗匹配的可變頻功率源的輸出頻率為第二頻率；因此在第一等離子體處理過程中，通過外部控制單元使可變頻功率源輸出頻率為第一頻率，因此在第一等離子體處理過程中可變頻功率源與反應腔阻抗匹配，且第一等離子體處理過程中可變頻功率源的輸出頻率保持穩(wěn)定，避免可變頻功率源的輸出頻率劇烈波動，從而防止反應腔內(nèi)的等離子體不穩(wěn)定或者等離子體熄滅。在第二等離子體過程中，通過外部控制單元可變頻功率源輸出頻率為第二頻率，因此在第二等離子體處理過程中可變頻功率源與反應腔阻抗匹配，且第二等離子體處理過程中可變頻功率源的輸出頻率保持穩(wěn)定，避免可變頻功率源的輸出頻率劇烈波動。并且，在第一等離子體處理過程轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙入x子體處理過程時，可變頻功率源的輸出頻率由第一頻率平穩(wěn)的變化為第二頻率，避免在第一等離子體處理變?yōu)榈诙入x子體處理的過渡階段發(fā)生輸出頻率突變的問題，避免自動匹配模式下的可變頻功率源的輸出頻率發(fā)生劇烈波動，保證了等離子體持續(xù)點燃，從而改善等離子體的穩(wěn)定性，使等離子體處理的質(zhì)量提高。
[0022]進一步，獲取第一頻率的方法為:對所述待處理基底進行第一預等離子體處理，通入第一反應氣體到反應腔內(nèi)，可變頻功率源輸出第一射頻功率到反應腔，所述阻抗匹配單元為自動調(diào)頻模式，通過所述阻抗匹配單元自動調(diào)節(jié)可變頻功率源的輸出頻率為第一頻率，使可變頻功率源與反應腔阻抗匹配。采用本發(fā)明提供的方法獲取的第一頻率的準確性高，使得在第一等離子體處理過程中，當可變頻功率源的輸出頻率為第一頻率時，可變頻功率源與反應腔阻抗匹配。
[0023]進一步，獲取第二頻率的方法為:對所述待處理基底進行第二預等離子體處理，通入第二反應氣體到反應腔內(nèi)，可變頻功率源輸出第二射頻功率到反應腔，所述阻抗匹配單元為自動調(diào)頻模式，通過所述阻抗匹配單元自動調(diào)節(jié)可變頻功率源的輸出頻率為第二頻率，使可變頻功率源與反應腔阻抗匹配。采用本發(fā)明提供的方法獲取的第二頻率的準確性高，使得在第二等離子體處理過程中，當可變頻功率源的輸出頻率為第二頻率時，可變頻功率源與反應腔阻抗匹配。
【附圖說明】
[0024]圖1為電感耦合等離子體處理裝置的截面結(jié)構示意圖；
[0025]圖2為等離子體連