[发明专利]孔刻蚀中预去除聚合物的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种清除半导体刻蚀工艺残留物的方法，尤其是一种在孔刻蚀过程中预去除聚合物的方法。

【背景技术】

在进行等离子体孔刻蚀时，常常会利用聚合物的产生使刻蚀终止于停止层，然后再在后续工艺中清除聚合物。但目前工艺生成的聚合物中碳原子数目较多，碳链较长，过量的聚合物已经超出了后续工艺去除的能力。经过湿法剥离工艺，长碳链聚合物仍旧不能被完全去除。干法去胶工艺中的单纯氧等离子体化学反应，短时间内只能去除短碳链聚合物，因此需要加长干法去胶工艺的工艺时间，才能减小聚合物对孔连接的影响，实际工艺中，需要由正常的60秒至少延长至120秒。公开号为【1468977】专利中提到用氧、氮以及一些其他混合等离子体在刻蚀结束之后去胶工艺之前进行预清除残留聚合物的方法，但由于是在刻蚀结束之后加入，该预去除步骤只利用了混合等离子体本身的性质而没有利用刻蚀过程中产生重离子机制，因此后续去胶时间相对还是很长。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能利用等离子体刻蚀本身的重离子产生机制来预清除残留聚合物的孔刻蚀中预去除聚合物的方法。

一种孔刻蚀中预去除聚合物的方法，包括以下步骤：

等离子体刻蚀；

加入氧、氩混合等离子体替换刻蚀等离子气体；

去胶工艺去除聚合物。

优选的，聚合物为八氟化四碳与二氧化硅反应生成的碳链聚合物。

优选的，等离子体刻蚀为干法等离子体刻蚀。

优选的，加入氧、氩混合等离子体的时间为5-15秒。

优选的，加入的氧、氩混合等离子体中氧等离子体流量为10-30sccm，氩等离子体流量为100-200sccm。

优选的，后续去胶工艺为干法或者湿法去胶工艺。

优选的，干法去胶工艺时间为60秒。

在等离子体刻蚀的过程中就增加用氧、氩混合等离子体替换刻蚀等离子气体来预去除聚合物的步骤，利用刻蚀过程具有的重离子轰击机制，很容易地就将刻蚀过程中产生的长碳链聚合物分解为短碳链聚合物，以利于后续去胶工艺完全去除聚合物，既提高了去除聚合物的稳定性，提高产品的质量，又缩短了工艺时间，提高了工艺效率，降低了成本。

【附图说明】

图1为孔刻蚀中预去除长碳链聚合物的流程图。

【具体实施方式】

在芯片制造中，接触孔和通孔刻蚀关系到器件和电路间的连接，要求刻蚀时对下层材料，主要是刻蚀停止层，保持高选择比。具体到刻蚀过程，为达到选择比，一般利用大量附着的聚合物是比较好的方法。在进行孔刻蚀时，通常会利用含氟化碳的气体，如C₄F₈，所产生的等离子体进行刻蚀，干法刻蚀过程中产生的重离子轰击机制能大大加快表面化学反应，生成大量的聚合物，如C₄F₈与SiO₂反应生成的聚合物，分子中碳原子数目多，碳链长。

如图1所示，为此法去除长碳链聚合物的流程，包括：

S100：等离子体刻蚀。

在一般的干法等离子体刻蚀过程中，被刻蚀物被置于面积较小的电极上，在这种情况，一个直流偏压会在等离子体和该电极间形成，并使带正电的反应气体离子加速撞击被刻蚀物质表面，这种离子轰击可大大加快表面的化学反应及反应生成物的脱附，而导致很高的刻蚀速率。通过调配相关等离子气体的流量，增加聚合物的产生，减少对聚合物的去除作用，刻蚀终止于停止层。

S110：加入氧、氩混合等离子体替换C₄F₈等刻蚀等离子气体。

利用干法刻蚀的重离子轰击机制，在正常的刻蚀步骤之后，加入5-15秒的氧、氩混合等离子体预清除步骤，其流量分别为10-30sccm，100-200sccm。氩原子解离为重离子，在偏压下，氩重离子轰击晶圆表面。在这种强物理作用力下，长碳链分子和氧等离子体之间的化学反应被大大加强，导致长碳链分子中原子间的键合被打断，长碳链分子分解为短碳链分子。短碳链分子在后续的干法去胶工艺中，与氧等离子体发生化学反应，生成二氧化碳气体，脱离孔底和侧壁。随着刻蚀过程的结束，之前留下的长碳链聚合物分解为短碳链分子，可以通过后续正常的湿法或者干法去胶工艺予以清除。

S120：去胶工艺去除聚合物。

由于在氩重离子的轰击下，长碳链的聚合物分解为短碳链的聚合物，可以很容易的被后续干法或者湿法去胶工艺完全清除，保持制程洁净，同时可以大大缩短干法去胶工艺的处理时间近1分钟。