一种解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法。

背景技术：

目前，在大规模晶圆制造过程中，随着晶圆加工数量的不断增加，刻蚀腔体的内部环境会随之发生变化，即前一片/批晶圆对后一片/批有着某种程度的影响，具有记忆效应。这种记忆效应其中主要体现在聚合物的堆积，即在刻蚀腔壁上，聚合物的类型会根据等离子体反应物和反应产物的不同而有所不同，主要分为无机聚合物和有机聚合物等。

目前，对于刻蚀工艺过程中聚合物在刻蚀腔壁的堆积引起的记忆效应的研究在工业上已给出了多种措施且已经具有很好的改善效果，其中使用最广泛的如无晶圆自动干法蚀刻清洁方法(Waferless Auto-Cleaning，简称WAC)和先进刻蚀腔体刻蚀条件控制(Advanced chamber condition control，简称AC3)，通常使用含氟NF3等气体去除无机类聚合物，使用O2去除有机类聚合物并在清洁之后的刻蚀腔体内壁上沉淀一层类似二氧化硅的聚合物，这种WAC-AC3工艺步骤能有效抑制腔体聚合物的记忆效应。但是在AC3的刻蚀腔体重新淀积硅氧聚合物的过程中，除了在腔体内壁上有沉积聚合物在静电吸盘表面同样也会沉积硅氧聚合物，而静电吸盘是温度控制部件，不同区域具有不同的温度区间，这种对温度敏感的聚合物在静电吸盘表面由于温度的作用会卷曲成颗粒污染物附着在静电吸盘表面。

在后续的晶圆刻蚀工艺过程中，静电吸盘通过静电吸附作用牢固吸附晶圆，在晶圆作业完成后由于静电作用晶圆背面会吸附静电吸盘表面的颗粒污染物，这样在晶圆传送过程中以及在晶盒内都会掉落颗粒从而污染其它晶圆，从而造成污染来源影响最终晶圆产品的良率。

目前，对于上述颗粒污染问题，现有工厂主要是通过两个途径进行解决，一是在冷却装置中增加单元隔离层，对作业晶圆进行隔离，避免在冷却装置内交叉污染，这种方法在一定程度上可以改善颗粒污染的程度，但是无法从根源上进行解决；二是增强湿法的清洗强度，通过HF酸剥离表面颗粒，这种方法同时也会刻蚀栅极氧化层，对栅极造成损伤；为了有效解决静电吸盘表面的颗粒污染问题，本文从根源上清除颗粒污染的来源，在晶圆作业前保证静电吸盘不受损伤的情况下即对静电吸盘表面颗粒进行清除，避免了晶圆在作业后由于静电作用而吸附颗粒源。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法，包括：在晶圆刻蚀前进行无晶圆清洗刻蚀腔体；在无晶圆清洗刻蚀腔体之后，第一次通入第一工艺气体，同时从静电吸盘背面通入惰性气体与第一工艺气体在静电吸盘表面形成湍流反复清洗静电吸盘表面颗粒，使表面颗粒随气流抽出腔体；接着，通入第二工艺刻蚀气体对静电吸盘表面残留的颗粒进行微刻蚀；微刻蚀处理完成之后再次通入第一工艺气体，同时从静电吸盘背面通入大流量惰性气体与第一工艺气体在静电吸盘表面形成湍流反复清洗静电吸盘表面颗粒。

优选地，所述惰性气体是氦气。

优选地，无晶圆清洗刻蚀腔体包括去除刻蚀腔体内壁的原有涂层清洁，并且在刻蚀腔体内壁生长新涂层。

优选地，第一次通入第一工艺气体时第一工艺气体的流量大于500sccm。

优选地，第一次通入第一工艺气体时的压力为真空压力。

优选地，再次通入第一工艺气体时第一工艺气体的流量大于500sccm。

优选地，再次通入第一工艺气体时的压力为真空压力。

优选地，第二工艺刻蚀气体是NF₃。

优选地，第二工艺刻蚀气体是SF₆。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法的第一步骤。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法的第二步骤。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法的第三步骤。

图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法的第四步骤。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

本发明公开了一种解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法，包括：在晶圆刻蚀前进行无晶圆清洗刻蚀腔体，消除腔体的记忆效应；在消除腔体记忆效应之后紧接着通入大流量的第一工艺气体，同时从静电吸盘背面通入大流量惰性气体(例如氦气)与第一工艺气体在静电吸盘表面形成湍流反复清洗静电吸盘表面颗粒，使表面颗粒随气流抽出腔体；接着，通入第二工艺刻蚀气体对静电吸盘表面残留的颗粒进行微刻蚀；微刻蚀处理完成之后再次通入大流量第一工艺气体同时从静电吸盘背面通入大流量惰性气体(例如氦气)与第一工艺气体在静电吸盘表面形成湍流反复清洗静电吸盘表面颗粒，消除上述方法后残余吸附在静电吸盘表面的颗粒，起到进一步清理静电吸盘表面颗粒的作用。该方法实现简单，成本低廉，效果显著。

本发明同样适用于相同腔体构造下的浅沟槽刻蚀，侧墙刻蚀等刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒的清除。

下面将具体描述本发明的优选实施例。

图1至图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法的各个步骤。

如图1至图4所示，根据本发明优选实施例的解决刻蚀腔体内静电吸盘表面颗粒污染的方法包括：

第一步骤：在现有刻蚀工艺过程前，对刻蚀腔体进行无晶圆处理去除腔体内壁的沉淀物并重新沉积一层新的涂层10，静电吸盘由于内部温度的调控表面涂层难以像侧壁一样牢固的沉积涂层，更多的是形成颗粒20附着在静电吸盘表面；

第二步骤：在刻蚀腔体沉积一层硅氧聚合物之后，使用大流量第一工艺气体30(如N₂，He等)并结合静电吸盘背面的氦气体反复冲洗静电吸盘表面，将表面颗粒抽离反应腔体；例如，使用低真空压力(0mtorr)下大流量(>500sccm)的第一工艺气体30。

第三步骤：使用含小流量第二工艺刻蚀气体40(如NF₃，SF₆等)在低偏压存时较低真空压力下对腔体特别是静电吸盘表面进行硅氧聚合物涂层的清洁，将静电吸盘表面吸附的涂层清洁干净；

第四步骤：在微刻蚀之后，再次使用大流量第一工艺气体并结合背氦气体反复冲洗静电吸盘表面，将表面颗粒抽离反应腔体。例如，使用低真空压力(0mtorr)下大流量(>500sccm)的第一工艺气体30。

在对静电吸盘表面进行清理之后，即可将作业晶圆传入真空腔体进行刻蚀作业。

需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

而且还应该理解的是，本发明并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材料、制造技术、用法和应用，它们可以变化。还应该理解的是，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。因此，例如，对“一个元素”的引述意味着对一个或多个元素的引述，并且包括本领域技术人员已知的它的等价物。类似地，作为另一示例，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解，除非上下文明确表示相反意思。

而且，本发明实施例的方法和/或系统的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。而且，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际器械和设备，可利用操作系统通过硬件、软件或其组合实现几个所选任务。