调控等离子体反应腔室环境的方法.pdf

本发明公开了一种调控等离子体反应腔室环境的方法，包括：在晶圆进入等离子体反应腔室前，在等离子体反应腔室的内壁和位于等离子体反应腔室内部的基片台的表面制备富碳材料涂层；在晶圆在等离子体反应腔室中完成等离子体加工处理并离开等离子体反应腔室后，向等离子体反应腔室中通入第一清洗气体，去除等离子体加工处理过程中吸附在富碳材料涂层表面的反应产物；向等离子体反应腔室中通入第二清洗气体，去除等离子体反应腔室的内壁和基片台表面的富碳材料涂层，使等离子体反应腔室恢复到清洁状态。上述方法在维持了较好的工艺稳定性的同时，能够延长平均清洗时间间隔和零部件的使用寿命。

1.  一种调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在晶圆进入等离子体反应腔室前，在所述等离子体反应腔室的内壁和位于所述等离子体反应腔室内部的基片台的表面制备富碳材料涂层；
在所述晶圆在所述等离子体反应腔室中完成等离子体加工处理，并离开所述等离子体反应腔室后，向所述等离子体反应腔室中通入第一清洗气体，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物；
向所述等离子体反应腔室中通入第二清洗气体，去除所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态。

2.  根据权利要求1所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述在等离子体反应腔室的内壁和位于所述等离子体反应腔室内部的基片台的表面制备富碳材料涂层，包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入沉积富碳材料涂层的气体，利用等离子体激发沉积方法或气体分子聚合沉积方法，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面制备所述富碳材料涂层；
所述沉积富碳材料涂层的气体为含碳含氢类气体中的一种或多种；
所述富碳材料涂层的成分为碳氢聚合物中的一种或多种；
所述富碳材料涂层的厚度为3～100nm。

3.  根据权利要求1所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述富碳材料涂层的成分为非晶碳和/或聚对二甲苯。

4.  根据权利要求1所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述富碳材料涂层的成分为石墨。

5.  根据权利要求2所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述第一清洗气体为含氟气体和/或含氧气体。

6.  根据权利要求2所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于， 所述第二清洗气体为含氧气体、和/或含氮气体、和/或惰性气体。

7.  根据权利要2所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述等离子体加工处理为等离子体刻蚀加工、等离子体气相沉积加工或等离子体注入加工。

8.  根据权利要求2-7任一项所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述向等离子体反应腔室通入沉积富碳材料涂层的气体，利用等离子体激发沉积方法，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面制备所述富碳材料涂层，包括如下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入CH₄、或C₂H₄、或CH₄和C₂H₄两者的混合气体，采用等离子体激发方式进行涂层沉积，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面形成所述富碳材料涂层，其中，沉积涂层的工艺条件为：涂层沉积上功率为100～1000W，涂层沉积下功率为0W，CH₄流量为10～500sccm，C₂H₄流量为10～500sccm，涂层沉积工艺气压为1～100mTorrr。

9.  根据权利要求8所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述涂层沉积上功率为300～700W，CH₄流量为100～300sccm，C₂H₄的流量为100～300sccm，涂层沉积工艺气压为10～30mTorr；
所述涂层厚度为10～30nm。

10.  根据权利要求9所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述等离子体加工处理，包括如下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入HB_r、Cl₂、O₂以及CHF₃的混合气体或HB_r、Cl₂、O₂以及CHF₃之间的任意3种混合后的混合气体，对放入所述等离子体反应腔室中的晶圆进行刻蚀；其中，刻蚀的工艺条件为：刻蚀上功率为100～1500W，刻蚀下功率为50W～500W，HB_r流量为10～200sccm，Cl₂流量为10～100sccm，CHF₃流量为10～100sccm，O₂流量为1～20sccm，刻蚀工艺气压为1～100mTorr。

11.  根据权利要求10所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在 于，所述刻蚀上功率为300～1000W，刻蚀下功率为100W～300W，HB_r流量为50～150sccm,Cl₂流量为40～60sccm，CHF₃流量为20～50sccm，O₂流量为1～10sccm，刻蚀工艺气压为10～20mTorr。

12.  根据权利要求11所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，向所述等离子体反应腔室中通入第一清洗气体，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物，包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室中通入SF₆和O₂，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物；其中，去除所述反应产物的工艺条件为：去除产物上功率为100～1000W，去除产物下功率为0W，SF₆流量为50～300sccm，O₂流量为10～100sccm,去除产物工艺气压为10～100mTorr。

13.  根据权利要求12所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述去除产物上功率为400～800W，SF₆流量为100～200sccm，O₂流量为10～30sccm,去除产物工艺气压为10～80mTorr。

14.  根据权利要求13所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述向等离子体反应腔室中通入第二清洗气体，去除所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态，包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室中通入O₂，去除所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态，其中，去除涂层的工艺条件为：去除涂层上功率为100～1000W，去除涂层下功率为0W，O₂流量10～200sccm，去除涂层工艺气压为10～100mTorr。

15.  根据权利要求14所述的调控等离子体反应腔室环境的方法，其特征在于，所述去除涂层上功率为400～800W，去除涂层下功率为0W，O₂流量50～100sccm，去除涂层工艺气压为10～80mTorr。

调控等离子体反应腔室环境的方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种调控等离子体反应腔室环境的方法。
背景技术
目前，随着消费者对电子产品的尺寸、性能以及功耗等方面的要求越来越高，集成电路中的半导体器件结构变得越来越复杂，特征尺寸也在不断的缩小。通过等离子体刻蚀工艺，在大面积衬底上获得均匀的具有纳米量级特征尺寸的结构变得愈加困难。众所周知，当等离子体工艺完成后，一般会在工艺腔室内壁沉积有残留物质。随着工艺的不断进行，残留物质也会随着时间的增加而不断累积，这样，就会导致在连续加工过程中，不同晶圆之间所处的腔室环境发生变化，等离子体中活性粒子在腔壁处的复合率也会相应发生变化，从而使等离子体中的化学环境发生改变，并最终在工艺结果中表现出来，例如特征尺寸、刻蚀速率、刻蚀均匀性、刻蚀形貌、选择比等，即造成工艺漂移。所以，保持等离子体反应腔室环境清洁，对晶圆间特征尺寸刻蚀加工的一致性和重复性有着非常重要的作用。
传统的保持等离子体反应腔室环境清洁，避免腔壁沉积物质的持续积累方法有两种，一种是采用“自清洗”工艺，即在工艺步骤中原位引入能够去除沉积物的化学成分，在实现工艺过程的同时抑制工艺本身带来的非挥发性产物的沉积率；另一种是在每个晶圆工艺步骤之间插入干法清洗步骤，使得每次工艺开始之前，腔壁的沉积物能够较为完全的被清除，从而使得每次工艺步骤开始 时，腔室环境都处于相同的状态。
上述第一种方法的“自清洗”作用十分有限，只能去除特定工艺的沉积产物，而无法适应多步复杂工艺流程；第二种方法使得每次工艺步骤开始时，腔室环境都处于相同的状态，能够有效改善工艺稳定性和平均清洗时间间隔。但是这种干法清洗仍然很难完全清除腔室内所有的沉积物，特别是对于需要在同一腔室内加工多种材料的情况，此时的沉积产物具有多样性。而且在清洗步骤采用含氟的气体等离子体时，会对腔室内壁材料产生较强的腐蚀作用，并且产生AlFx或者YFx等难以挥发的沉积物，该种含氟沉积物的长时间堆积，一方面容易造成该沉积物从腔壁剥离，对工艺结果造成污染和缺陷，另一方面，工艺过程中，氟会从沉积物中释放出来，从而使得对氟敏感度高的工艺发生明显漂移。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种调控等离子体反应腔室环境的方法，不仅可以为每片晶圆加工提供相同的初始环境，维持较好的工艺稳定性，又能减轻甚至消除在晶圆清洗过程中由于含氟化学物质的引入所导致的腔室内壁和基片台的腐蚀现象。
为实现本发明目的而提供的调控等离子体反应腔室环境的方法，包括以下步骤：
在晶圆进入等离子体反应腔室前，在所述等离子体反应腔室的内壁和位于所述等离子体反应腔室内部的基片台的表面制备富碳材料涂层；
在所述晶圆在所述等离子体反应腔室中完成等离子体加工处理，并离开所述等离子体反应腔室后，向所述等离子体反应腔室中通入第一清洗气体，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物；
向所述等离子体反应腔室中通入第二清洗气体，去除所述等离子体反应腔 室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态。
其中，所述在等离子体反应腔室的内壁和位于所述等离子体反应腔室内部的基片台的表面制备富碳材料涂层，包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入沉积富碳材料涂层的气体，利用等离子体激发沉积方法或气体分子聚合沉积方法，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面制备所述富碳材料涂层；
所述沉积富碳材料涂层的气体为含碳含氢类气体中的一种或多种；
所述富碳材料涂层的成分为碳氢聚合物中的一种或多种；
所述富碳材料涂层的厚度为3～100nm。
其中，所述富碳材料涂层的成分为非晶碳和/或聚对二甲苯。
其中，所述富碳材料涂层的成分为石墨。
其中，所述第一清洗气体为含氟气体和/或含氧气体。
其中，所述第二清洗气体为含氧气体、和/或含氮气体、和/或惰性气体。
其中，所述等离子体加工处理为等离子体刻蚀加工、等离子体气相沉积加工或等离子体注入加工。
其中，所述向等离子体反应腔室通入沉积富碳材料涂层的气体，利用等离子体激发沉积方法，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面制备所述富碳材料涂层，包括如下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入CH₄、或C₂H₄、或CH₄和C₂H₄两者的混合气体，采用等离子体激发方式进行涂层沉积，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面形成所述富碳材料涂层，其中，沉积涂层的工艺条件为：涂层沉积上功率为100～1000W，涂层沉积下功率为0W，CH₄流量为10～500sccm，C₂H₄流量为10～500sccm，涂层沉积工艺气压为1～100mTorrr。
其中，所述涂层沉积上功率为300～700W，CH₄流量为100～300sccm，C₂H₄ 的流量为100～300sccm，涂层沉积工艺气压为10～30mTorr；
所述涂层厚度为10～30nm。
其中，所述等离子体加工处理，包括如下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入HB_r、Cl₂、O₂以及CHF₃的混合气体或HB_r、Cl₂、O₂以及CHF₃之间的任意3种混合后的混合气体，对放入所述等离子体反应腔室中的晶圆进行刻蚀；其中，刻蚀的工艺条件为：刻蚀上功率为100～1500W，刻蚀下功率为50W～500W，HB_r流量为10～200sccm，Cl₂流量为10～100sccm，CHF₃流量为10～100sccm，O₂流量为1～20sccm，刻蚀工艺气压为1～100mTorr。
其中，所述刻蚀上功率为300～1000W，刻蚀下功率为100W～300W，HB_r流量为50～150sccm,Cl₂流量为40～60sccm，CHF₃流量为20～50sccm，O₂流量为1～10sccm，刻蚀工艺气压为10～20mTorr。
其中，向所述等离子体反应腔室中通入第一清洗气体，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物，包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室中通入SF₆和O₂，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物；其中，去除所述反应产物的工艺条件为：去除产物上功率为100～1000W，去除产物下功率为0W，SF₆流量为50～300sccm，O₂流量为10～100sccm,去除产物工艺气压为10～100mTorr。
其中，所述去除产物上功率为400～800W，SF₆流量为100～200sccm，O₂流量为10～30sccm,去除产物工艺气压为10～80mTorr。
其中，所述向等离子体反应腔室中通入第二清洗气体，去除所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态，包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室中通入O₂，去除所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态，其中，去除涂层的工艺条件为：去除涂层上功率为100～1000W，去除涂层 下功率为0W，O₂流量10～200sccm，去除涂层工艺气压为10～100mTorr。
其中，所述去除涂层上功率为400～800W，去除涂层下功率为0W，O₂流量50～100sccm，去除涂层工艺气压为10～80mTorr。
本发明的有益效果：本发明提供的调控等离子体反应腔室环境的方法，通过在等离子体反应腔室的内壁和位于等离子体反应腔室内部的基片台的表面制备富碳材料涂层，不仅为每片晶圆加工提供相同的初始环境，维持较好的工艺稳定性，又能减轻甚至消除在晶圆清洗过程中由于含氟化学物质的引入所导致的腔室内壁和基片台的腐蚀现象，延长了平均清洗时间间隔和零部件的使用寿命。
附图说明
为了使本发明的调控等离子体反应腔室环境的方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明调控等离子体反应腔室环境的方法进行进一步详细说明。
图1为本发明的调控等离子体反应腔室环境的方法的一个实施例的流程图；
图2为图1所示的本发明的调控等离子体反应腔室环境的方法的实施例中，进行涂层沉积后的等离子反应腔室的截面示意图；
图3为图1所示的本发明的调控等离子体反应腔室环境的方法的实施例中，进行等离子体加工处理后的等离子体反应腔室的截面示意图；
图4为图1所示的本发明的调控等离子体反应腔室环境的方法的实施例中，将反应产物去除后的等离子体反应腔室的截面示意图；
图5为图1所示的本发明的调控等离子体反应腔室环境的方法的实施例中，去除涂层后的等离子体反应腔室的截面示意图。
具体实施方式
本发明提供的调控等离子体反应腔室环境的方法的实施例，如图1至图5所示。
本发明提供的调控等离子体反应腔室环境的方法的一个实施例，如图1所示，包括以下步骤：
S100，在晶圆进入等离子体反应腔室前，在所述等离子体反应腔室的内壁和位于所述等离子体反应腔室内部的基片台的表面制备富碳材料涂层。
需要说明的是，基片台位于等离子体反应腔室内部，用于放置晶圆。富碳材料涂层为抗氟等离子体材料，具有抗氟腐蚀的作用。由于在完成等离子体加工处理后，通常使用含氟基化学物质（如SF₆/O₂等离子体）清洗腔壁沉积物，所以，在等离子体反应腔室的内壁和基片台的表面制备富碳材料涂层，可将氟和腔体材料隔离，从而避免氟与腔体材料发生反应生成难挥发物质。
S200，在所述晶圆在所述等离子体反应腔室中完成等离子体加工处理，并离开所述等离子体反应腔室后，向所述等离子体反应腔室中通入第一清洗气体，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物；
S300，向所述等离子体反应腔室中通入第二清洗气体，去除所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态。
上述实施例的具体工作原理为：在晶圆加工之前，先在等离子体反应腔室内壁和基片台表面制备富碳材料涂层，该涂层的主要作用是隔离氟和腔壁材料，从而避免了由于氟与腔壁材料发生反应生成难挥发的产物（如AlFx或者YFx）对工艺一致性造成的影响，使得晶圆加工的腔室环境具有良好的一致性，从而解决了工艺漂移问题，也延长了腔室平均清洗时间间隔。富碳材料涂层制备好后，再将晶圆送入等离子体反应腔室进行等离子体加工处理，处理完后将晶圆移出 等离子体反应腔室，此时，等离子体反应腔室中的富碳材料涂层表面沉积有反应产物。接下来，向等离子体反应腔室中通入第一清洗气体，去除等离子体加工处理过程中吸附在富碳材料涂层表面的反应产物。最后，向等离子体反应腔室中通入第二清洗气体，去除等离子体反应腔室的内壁和基片台表面的富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态。
本发明实施例提供的调控等离子体反应腔室环境的方法，在每次晶圆加工之前先进行腔室涂层，为每一晶圆加工提供相同的初始环境，在较好地维持了工艺稳定性和重复性的同时，减小甚至消除了晶圆清洗过程中由于含氟化学物质引入所导致的腔室内壁和基片台的腐蚀，而且还能缓解高K金属栅刻蚀工艺中腔室内壁沉积严重的现象，从而有效延长了平均清洗时间间隔和零部件的使用寿命。
较佳地，作为一种可实施方式，所述步骤S100包括以下步骤：
S110，向所述等离子体反应腔室通入沉积富碳材料涂层的气体，利用等离子体激发沉积方法或气体分子聚合沉积方法，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面制备所述富碳材料涂层，所述沉积富碳材料涂层的气体为含碳含氢类气体中的一种或多种，所述富碳材料涂层的成分为碳氢聚合物中的一种或多种，所述富碳材料涂层的厚度为3～100nm。
进一步地，所述沉积富碳材料涂层的气体也可以在含碳含氢类气体或含碳含氢类气体的混合物的基础上，添加氮气和氧气中的一种，或同时添加氮气和氧气。例如，CH₄、C₂H₄、O₂、N₂中的一种或多种。
作为一种可实施方式，所述沉积富碳材料涂层的气体的特征为不含卤素，可包括含C，S，H，N等元素的容易形成聚合物的单种气体或其混合物。
较佳地，作为一种可实施方式，所述富碳材料涂层的成分为非晶碳和/或聚对二甲苯。
聚对二甲苯（Poly-p-xylene），是通过化学气相沉积法制备的一种聚合物薄 膜，它有极其优良的电性能、耐热性、耐候性和化学稳定性。
较佳地，作为一种可实施方式，所述富碳材料涂层的成分为石墨。
较佳地，作为一种可实施方式，所述第一清洗气体为含氟气体和/或含氧气体，例如，SF₆、NF₃、CHF₃、O₂、CO、CO₂、SO₂等。
较佳地，作为一种可实施方式，所述第二清洗气体为含氧气体、和/或含氮气体、和/或惰性气体，例如O₂、CO、CO₂、N₂、NO、SO₂、H_e、Ar等。
较佳地，作为一种可实施方式，所述等离子体加工处理为等离子体刻蚀加工、等离子体气相沉积加工或等离子体注入加工。
综上所述，本发明所提供的调控等离子体反应腔室环境的方法，包括以下步骤：首先，在进行晶圆加工工艺之前（等离子体反应腔室是清洁的），在等离子体反应腔室的内壁和基片台上通过等离子体激发沉积或气体分子聚合沉积的方式形成富含碳元素的富碳材料涂层，该涂层具有一定抗氟腐蚀作用；然后，在对晶圆在等离子体反应腔室中进行等离子体加工后，会在等离子体反应腔室以及基片台的涂层上沉积有刻蚀产物（反应产物）；接下来，将晶片移出腔室后，再使用含氟气体或者含氧气体等离子体清洗沉积在涂层上的刻蚀产物；最后，使用含氧气体、含氮气体以及惰性气体中的一种或多种等离子体进行内壁涂层的去除，使腔室恢复到清洁状态，后续晶圆加工需重复之前步骤即可。本发明的调控等离子体反应腔室环境的方法，在每次晶圆加工之前先对腔室内壁和基片台表面进行富碳材料涂层处理，该涂层的主要作用是隔离氟和腔壁材料，尽量避免氟与腔壁材料发生反应生成难挥发的产物（如AlFx或者YFx），这种产物容易在腔壁长期积累，将会对工艺一致性以及工艺缺陷产生的产生重大影响，富碳材料涂层无需含氟气源的参与便可以完全去除，使腔室恢复到清洁状态。而且每次晶圆加工之前先进行腔室涂层，可以使得每片晶圆加工的腔室环境具有良好的一致性，从而解决了工艺漂移问题，也延长了腔室平均清洗时间间隔。
作为一种可实施方式，所述步骤S110，包括如下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入CH₄、或C₂H₄、或CH₄和C₂H₄两者的混合气体，采用等离子体激发方式进行涂层沉积，在所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台的表面形成所述富碳材料涂层，其中，沉积涂层的工艺条件为：涂层沉积上功率为100～1000W，涂层沉积下功率为0W，CH₄流量为10～500sccm，C₂H₄流量为10～500sccm，涂层沉积工艺气压为1～100mTorrr。
优选地，所述涂层沉积上功率为300～700W，CH₄流量为100～300sccm，C₂H₄的流量为100～300sccm，涂层沉积工艺气压为10～30mTorr，所述涂层厚度为10～30nm。
作为一种可实施方式，所述步骤S200中，等离子体加工处理包括如下步骤：
向所述等离子体反应腔室通入HB_r、Cl₂、O₂以及CHF₃的混合气体或HB_r、Cl₂、O₂以及CHF₃之间的任意3种混合后的混合气体，对放入所述等离子体反应腔室中的晶圆进行刻蚀；其中，刻蚀的工艺条件为：刻蚀上功率为100～1500W，刻蚀下功率为50W～500W，HB_r流量为10～200sccm，Cl₂流量为10～100sccm，CHF₃流量为10～100sccm，O₂流量为1～20sccm，刻蚀工艺气压为1～100mTorr。
优选地，所述刻蚀上功率为300～1000W，刻蚀下功率为100W～300W，HB_r流量为50～150sccm,Cl₂流量为40～60sccm，CHF₃流量为20～50sccm，O₂流量为1～10sccm，刻蚀工艺气压为10～20mTorr。
作为一种可实施方式，所述步骤S200，还包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室中通入SF₆和O₂，去除所述等离子体加工处理过程中吸附在所述富碳材料涂层表面的反应产物；其中，去除所述反应产物的工艺条件为：去除产物上功率为100～1000W，去除产物下功率为0W，SF₆流量为50～300sccm，O₂流量为10～100sccm,去除产物工艺气压为10～100mTorr。
优选地，所述去除产物上功率为400～800W，SF₆流量为100～200sccm，O₂流量为10～30sccm,去除产物工艺气压为10～80mTorr。
作为一种可实施方式，所述步骤S300，包括以下步骤：
向所述等离子体反应腔室中通入O₂，去除所述等离子体反应腔室的内壁和所述基片台表面的所述富碳材料涂层，使所述等离子体反应腔室恢复到清洁状态，其中，去除涂层的工艺条件为：去除涂层上功率为100～1000W，去除涂层下功率为0W，O₂流量10～200sccm，去除涂层工艺气压为10～100mTorr。
优选地，所述去除涂层上功率为400～800W，去除涂层下功率为0W，O₂流量50～100sccm，去除涂层工艺气压为10～80mTorr。
下面结合具体等离子体加工处理实施例，对本发明实施例提供的等离子体反应腔室环境的方法的具体实现方式进行说明，包括以下几个步骤：
步骤一：如图2所示，晶圆进入清洁的等离子体反应腔室204之前，先往等离子体反应腔室204通入气体，在本实施例中选用的气体为CH₄和C₂H₄或两者的混合气体，采用等离子体激发方式进行涂层沉积，沉积涂层的工艺条件为：上功率为500W，下功率为0W，CH₄流量为200sccm，C₂H₄流量为200sccm，工艺气压为20mTorr,在等离子体反应腔室204的内壁和基片台205的表面形成富碳材料涂层201，其主要成分是CxHy聚合物，具有一定的隔离与抗氟腐蚀能力，沉积的富碳材料涂层201厚度为3～100nm，优选10～30nm，保证每次工艺之前等离子体反应腔室204具相同的初始环境。
步骤二：如图3所示，在本实施例中，对晶圆203进行的等离子体加工处理选用的是等离子体刻蚀加工，其中选用的刻蚀气体是HB_r/Cl₂/O₂/CHF₃混合气体中的3种或4种，刻蚀的工艺条件为：上功率为600W，下功率为200W，HB_r流量为100sccm,Cl₂流量为50sccm，CHF₃流量为30sccm，O₂流量为10sccm，工艺气压为15mTorr，在刻蚀工艺过程中，除了被晶圆203覆盖的区域，等离子体反应腔室204的内壁和基片台205上的富碳材料涂层201上会沉积非挥发性刻蚀产物202，主要成分是SiOxBryClz或SiOxBryFz等，以及含碳沉积物。
步骤三：如图4所示，当加工完毕的晶圆从等离子体反应腔室204内移出，便可原位进行干法清洗，在本实施例中清洗气体为SF₆和O₂，去除反应产物的工 艺条件为：上功率为600W，下功率为0W，SF₆流量为150sccm，O₂流量20sccm,工艺气压为50mTorr，主要作用是清洗SiOxBryClz和含碳沉积物等，但由于等离子体反应腔室204的内壁和基片台205的表面存在富碳材料涂层201，含氟气体对等离子体反应腔室204的内壁和基片台205的表面不会产生刻蚀损伤，但对富碳材料涂层201有一定的刻蚀作用，并有氟吸附在富碳材料涂层201表面。
步骤四：如图5所示，本实施例中使用O₂作为去除等离子体反应腔室204和基片台205上的富碳材料涂层201的气体，去除涂层的工艺条件为：上功率为600W，下功率为0W，O₂流量70sccm，工艺气压为50mTorr，O₂等离子体能够完全去除富碳材料涂层201，同时使得富碳材料涂层201表面的氟元素脱附，获得清洁的腔室环境，并且对等离子体反应腔室204的内壁和基片台205不会有刻蚀作用，避免了氟对等离子体反应腔室204的内壁和基片台205的刻蚀作用。
加工下一片晶圆，工艺步骤重复上述步骤一至四。
本发明实施例提供的调控等离子体反应腔室环境的方法，控制反应腔室的环境在每片晶圆开始刻蚀时均一致，从而确保了工艺后的片与片之间的工艺指标的稳定性和重复性，延长平均清洗时间间隔避免，而且起到防止腔室壁和含氟等离子体直接接触，延长零部件使用寿命的作用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。