[发明专利]减少球状缺陷的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体属于减少等离子干法刻蚀后、刻蚀副产物清洗之中形成的球状缺陷的方法及其装置。

背景技术

晶圆制造工艺技术中，为了得到集成电路所需要的图形，必须将光刻胶上的图形转移到晶圆上，完成这一图形转换的方法之一就是将未被光刻胶掩蔽的部分通过选择性刻蚀去掉。刻蚀的方法包括干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀作为常用的刻蚀方式，具有各向异性度好、适用于小尺寸刻蚀的特点。

图1所示为等离子干法刻蚀的示意图。在干法刻蚀的过程中，通常在晶圆所处的腔室中有某种气体电离产生的等离子体，等离子体中的活性自由基对晶圆表面产生物理的或者化学性的选择性刻蚀。在现有干法刻蚀工艺技术中，晶圆通常通过刻蚀设备的腔室中的静电吸盘吸附，同时，刻蚀完成后，通过在静电吸盘上加适当的反向电压(静电吸盘电源的电压翻转，dechuck)，静电吸盘上的电荷分布变反，从而可以中和图1所示的晶圆上的电荷。然而，由于晶圆上的电荷的多少难以把握，静电吸盘电源的加载的反向电压的大小也难以把握，因此，在现有技术中这种去除静电荷的方法并不能对所有晶圆完整去除静电荷。

同时，我们也应该注意到，干法刻蚀过程后，往往会在晶圆表面残留聚合体(polymer)等副产物(与干法刻蚀的介质、干法刻蚀的气体、光刻胶等有关系)，例如在铜互连双大马士革后端的制程中，沟槽和通孔(trench/via)干法刻蚀完成以后，会在表面形成聚合物副产物。在干法刻蚀完成、以及去除光刻胶以后、需要一步去除副产物的过程，该过程主要通过采用清洗液清洗去除。然而，在清洗过程后，我们会发现，晶圆表面经常会出现颗粒凝结，形成球状杂质附着芯片上，这种副效应被称作球状缺陷(ball defect)。这些球状缺陷难以清除，广泛分布于芯片表面，严重影响了工艺制程的可靠性及成品率。因此迫切需要减少球状缺陷(ball defect)的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种减少球状缺陷的方法及其装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种减少球状缺陷的方法，用于对晶圆进行等离子干法刻蚀之后，包括对所述半导体晶圆进行静电消除步骤。

作为较佳实施例，在对所述半导体晶圆进行静电消除后，还包括步骤：使用清洗液清洗去除晶圆表面等离子干法刻蚀工艺中产生的副产物；在对所述半导体晶圆进行静电消除之前，还包括步骤：对半导体晶圆进行电荷释放。其中，电荷释放工艺在等离子刻蚀设备的腔室中进行。

根据本发明所提供的减少球状缺陷的方法，其中，采用电离空气对准半导体晶圆表面进行吹洗的方法对半导体晶圆进行静电消除。所述吹洗时间范围为30秒到1min。

本发明同时提供一种减少球状缺陷的装置，该发明装置包括一个以上用于静电消除的电离空气吹洗设备。

根据本发明所提供的减少球状缺陷的装置，其中，所述装置还包括用于传输晶圆至所述电离空气吹洗设备的吹洗区的传输设备。所述电离空气吹洗设备固定，所述传输设备包括用于将晶圆移动至所述电离空气吹洗设备的吹洗区域的机械传送臂，机械传送臂末端设置有用于定位晶圆的托盘。所述晶圆置于电离空气吹洗设备的气流出口的正下方进行静电电荷消除。

本发明的技术效果是：通过在等离子干法刻蚀完成后、晶圆表面聚合物清洗之前增加静电消除步骤，能大大减少清洗过程中残留的静电电荷吸附清洗液中的碳硅元素形成杂质造成球状缺陷的现象，从而有效提高晶圆制程中的成品率和可靠性。

附图说明

图1是静电吸盘释放电荷解除吸附芯片的示意图；

图2是清洗去除刻蚀副产物过程中球状缺陷的形成原理图；

图3是减少球状缺陷的方法的一个实施例；

图4所示为电离空气消除静电的原理示意图；

图5是减少球状缺陷的方法的又一个实施例；

图6是本发明用于减少球状缺陷的装置的实施例示意图；

图7是本发明实施例的效果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图2所示为清洗去除刻蚀副产物过程中球状缺陷的形成原理图。发明人认为，由于经过等离子干法刻蚀后的晶圆表面具有残留静电荷，在对刻蚀副产物进行清洗去除时，由于所用的清洗液包含有C、Si、O等离子，这些残留的静电电荷会吸附清洗液中的C、Si、O离子，在芯片表面的静电电荷分布处成核，形成颗粒凝结，也即球状缺陷。