[发明专利]一种刻蚀腔体清除记忆效应的方法有效

申请号：	201110133612.4	申请日：	2011-05-23
公开（公告）号：	CN102420100A	公开（公告）日：	2012-04-18
发明（设计）人：	李全波;杨渝书;陈玉文	申请（专利权）人：	上海华力微电子有限公司
主分类号：	H01L21/02	分类号：	H01L21/02;H01L21/00
代理公司：	上海新天专利代理有限公司 31213	代理人：	王敏杰
地址：	201210 上海市浦***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种刻蚀清除记忆效应方法
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【说明书】：

技术领域

本发明一般涉及半导体制造刻蚀工艺技术领域，更确切地说，本发明涉及一种等离子清除体刻蚀腔体记忆效应的方法。

背景技术

在半导体制造过程中，随着芯片加工数量的不断增加，刻蚀腔体环境会随之发生很大的变化。等离子体刻蚀工艺在大生产中是个连续进行的过程，具有记忆效应，即前一片/批芯片对后一片/批芯片有着某种程度的影响，刻蚀腔体的记忆效应主要体现在两方面，一为聚合物的堆聚，主要在腔壁上，聚合物的类型根据等离子体反应物和反应产物的不同而有所不同，主要为无机聚合物SiBrO，SiClO和有机聚合物CFxHy等等；另一为温度累积，主要发生在顶部的介电层窗口。无论是腔壁聚合物的沉淀变厚，还是温度累积因素，都会直接影响到刻蚀工艺的技术效果，比如刻蚀工艺过程中聚合物在刻蚀腔壁的沉淀堆积，将会影响刻蚀腔体等离子体性质聚合物形成，从而影响工艺及其均匀性。而在等离子体刻蚀过程中的温度变化，如顶部的介电层窗口温度会随着工艺的进行而上升，由此产生片与片，批与批之间工艺性能的漂移，如关键尺寸（CD），残留厚度等参数。

目前对于刻蚀工艺过程中聚合物在刻蚀腔壁的沉淀堆积引起的记忆效应的研究较多，工业上也给出多种措施且已经具有很好的改善效果，比如无晶片自动干蚀刻清洁方式（Waferless Auto-Cleaning，简称WAC），通常使用含氟气体去除无机类聚合物，使用氧气去除有机类聚合物，或在腔壁上沉淀一层类似二氧化硅的聚合物，这些WAC步骤均能有效抑制第一种腔体记忆效应，但对于等离子体刻蚀过程中的温度变化引起的记忆效果则无明显效果，并不能改善由温度而引起的工艺漂移。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种清除刻蚀腔体记忆效应的方法，能够同时消除腔壁的聚合物堆积和温度累积给工艺带来的影响，从而提高芯片的片与片之间，批与批之间的均匀性，具体是通过下述技术方案实现的：

一种刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，具体步骤包括：

利用含氟和氧气的等离子体与腔壁上的无机聚合物反应将其清除；

利用低功率零偏压源下的惰性气体清除残留的氟，同时用其消除顶部介电层窗口热量累积而造成的工艺影响；

利用含氧气的等离子体与腔壁上的有机聚合物反应将其清除。

上述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，进行所述利用含氟和氧气的等离子体与腔壁上的无机聚合物反应将其清除时，采用的含氟的等离子体流量为100-150sccm，氧气流量为30-55sccm。

上述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，环境参数为：电源功率600-800w，零偏压源0-50v，压力100-150mt，刻蚀时间10s。

上述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，所述含氟的等离子体为六氟化硫。

上述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，进行所述利用低功率零偏压源下的惰性气体清除残留的氟时，采用的惰性气体流量为150-300sccm，并同时抑制顶部介电窗口热量累积而造成的温度上升。

上述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，环境参数为：电源功率50-75w，零偏压源0V，压力50-70mt，刻蚀时间60-90s。

上述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，所述惰性气体为氮气或氦气。