[发明专利]超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造设备技术领域，特别涉及一种超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法。

背景技术

随着半导体工业中集成电路的尺寸不断的缩小，对于集成电路制造的等离子刻蚀工艺来说，片间的刻蚀的稳定性成为了一个主要的考虑因素。而等离子刻蚀设备反应腔室中的沉积的反应副产物将是对工艺的漂移（例如：刻蚀速率、刻蚀的形貌、刻蚀的选择性及刻蚀的均匀性等）产生非常重要影响的一个因素。具体的，随着对晶圆的刻蚀会在等离子刻蚀设备反应腔室壁上形成一些反应副产物的沉积。这种沉积的反应副产物在后续的刻蚀过程中，会放出对后面晶圆刻蚀有影响的其他气体，或者通过反应消耗掉正常刻蚀所需的反应气体，这对工艺的稳定性来说是很不利的。

在现有的超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后，往往会导致后续工艺的不稳定，特别的，导致氧化层刻蚀速率漂移。但是，在现有工艺中，在超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后，将会对等离子刻蚀设备反应腔室做介质层反应物清除操作。由此，在超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后的氧化层刻蚀速率漂移问题困扰了本领域技术人员。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法，以解决现有技术中，在超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后的氧化层刻蚀速率漂移的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法，所述超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法包括：在超深孔等离子刻蚀工艺之后的反应腔室中通入混合气体，所述混合气体包括：氮气、氢气及含氟气体；对通入混合气体的反应腔室执行等离子体工艺。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，所述混合气体还包括氧气。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，所述含氟气体包括CF₄或者CHF₃中的一种或多种。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，在反应腔室中通入混合气体之前，在反应腔室中的下电极上放置一起阻挡作用的晶圆。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，对通入混合气体的反应腔室执行等离子体工艺之后，所述反应腔室中发生如下反应：氮气和氢气还原反应腔室壁上的铜层；含氟气体与还原得到的铜离子反应，并形成携带有铜离子的气体。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，携带有铜离子的气体作为废气排除出反应腔室。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，所述等离子体工艺的工艺条件为：

压强：20mTorr～200mTorr；

温度：20℃～70℃。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，所述氮气的流量为20sccm～1000sccm；所述氢气的流量为20sccm～1000sccm；所述含氟气体的流量为20sccm～2000sccm。

可选的，在所述的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法中，对通入混合气体的反应腔室执行等离子体工艺的工艺时间为30秒～10分钟。

发明人研究发现，在超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后导致氧化层刻蚀速率漂移的原因在于：在超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺中，除了会导致介质层反应物积聚在反应腔室壁上之外；超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺还会带出一些铜离子，导致铜离子积聚在反应腔室壁上，形成一金属铜层。因此，在现有技术中仅仅采取对等离子刻蚀设备反应腔室做介质层反应物清除操作是不够的，其仍将导致在超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后的氧化层刻蚀速率漂移。

发明人在找出了超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后导致氧化层刻蚀速率漂移的原因之后，提出本发明的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法，通过在超深孔等离子刻蚀工艺之后的反应腔室中通入混合气体，所述混合气体包括：氮气、氢气及含氟气体；对通入混合气体的反应腔室执行等离子体工艺，使得积聚在反应腔室壁上的金属铜层被清除。从而避免/减轻了在超深孔（UTV）等离子刻蚀工艺之后的氧化层刻蚀速率漂移的问题，提高了超深孔等离子刻蚀量产工艺关键尺寸一致性，以及所形成的集成电路器件的一致性。

附图说明

图1是本发明实施例的超深孔等离子刻蚀工艺后关键尺寸一致性的控制方法的过程示意图。

具体实施方式