专利名称：一种刻蚀腔体清除记忆效应的方法
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，Siao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勻性。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，批与批之间的均勻性，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_55sccmo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。上述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其中，进行所述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时，采用的氧气流量为150-200SCCm。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800-1000w，零偏压源0-50V，压力30-60mt，刻蚀时间20s。本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明，并参照附图之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例，然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。图1是本发明刻蚀腔体清除记忆效应的方法的最佳实施例的流程示意框图； 图2是本发明刻蚀腔体清除记忆效应的方法过程中的刻蚀腔体内的结构示意图。
具体实施例方式每次当上一片芯片工艺结束后，将芯片从刻蚀腔体中取出，此时腔壁沉淀无机或有机的聚合物，且顶部介电层窗口温度上升，接着采用本发明刻蚀腔体清除记忆效应的三步等离子体法来清除沉积在腔壁上的聚合物和减少温度差异，参看图1、图2所示，图2是刻蚀腔体内的结构示意图，其中1是腔壁，2是聚合物沉淀，3是等离子体，4是反应产物，5是下电极，6是芯片，7是顶层介电层窗口，图1所示的最佳实施例的具体步骤包括
利用含氟和氧气的等离子体与腔壁1上的无机聚合物2反应将其清除，参数设置如下 电源功率600-800w，零偏压源0-50v，压力100_150mt，含氟的等离子体100-150sccm，氧气流量为30-55sccm，刻蚀时间10s。利用低功率零偏压源氮气或者氦气清除前一步骤中残留的氟，同时用其消除顶部介电层窗口 7热量累计而造成的工艺影响，即可以同时抑制顶部介电窗口热量累积而造成的温度上升，具体参数设置如下电源功率50-75w，零偏压源0V，压力50-70mt，氮气或者氦气流量为150-300sccm，刻蚀时间60_90s。利用含氧气的等离子体3与腔壁1上的有机聚合物2反应将其清除，参数设置如下参数如下电源功率800-1000 ，零偏压源0-50V，压力30_60mt，氧气流量为 150-200sccm，刻蚀时间 20s。完成后，下一片芯片6进入，工艺完取出，然后再次使用上述三步等离子体清洁工艺，循环进行，从而实现片与片，批与批之间工艺稳定且可控。上述步骤中所采用的刻蚀设备采用Lam TCP9400PTX或Lam Kiyo产品。
进一步的，上述含氟的等离子体为六氟化硫。本发明的优点在于既能清除刻蚀腔壁聚合物对后续工艺的影响，同时，对由温度变化而引起的工艺漂移效果明显。通过说明和附图，给出了具体实施方式
的特定结构的典型实施例，因此，尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正，在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
权利要求
1.一种刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求1或2或3所述的刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，所述含氟的等离子体为六氟化硫。
5.根据权利要求1所述的刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，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。
6.根据权利要求5所述的刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，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。
7.根据权利要求1或5或6所述的刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氦气。
8.根据权利要求1所述的刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，进行所述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时，采用的氧气流量为 150-200sccm。
9.根据权利要求8所述的刻蚀腔体清除记忆效应的方法，其特征在于，环境参数为电源功率800-1000w，零偏压源0-50V，压力30_60mt，刻蚀时间20s。
全文摘要
本发明公开了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氮气或者氦气清除残留的氟，同时用其消除顶部介电层窗口热量累计而造成的温度上升的工艺影响；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。本发明的优点在于既能清除刻蚀腔壁聚合物对后续工艺的影响，同时，对由温度变化而引起的工艺漂移效果明显。
文档编号H01L21/00GK102420100SQ20111013361
公开日2012年4月18日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者李全波, 杨渝书, 陈玉文 申请人:上海华力微电子有限公司