金属刻蚀机台腔体预防性维护方法与流程

本发明涉及半导体干法刻蚀(dry etch)技术，特别是涉及一种金属刻蚀机台腔体预防性维护方法。

背景技术：

1、在摩尔定律驱动下，随着半导体工艺尺寸逐渐缩小，为了器件性能稳定以及工艺制程需要，衍生出了许多新的工艺。以bsi(back side illumination，背照式)制程为例，为了提高引线环(loop)内工艺窗口，开发了钨回蚀(w etch back)干法刻蚀工艺，其优点是使钨塞形貌及关键尺寸等监控参数稳定。

2、此类金属刻蚀工艺的开发，对设备的日常维护尤其是金属刻蚀机台刻蚀腔体(chamber)预防性维护(preventive maintenance，pm)带来了新的挑战。目前的预防性维护(preventive maintenance，pm)流程如图1所示：腔体进入平均清洁间隔时间(mean timebetween clean，mtbc)周期后，设备工程师开腔进行预防性维护(preventivemaintenance，pm)，出于洁净室环境tvoc(total volatile organic compounds，总挥发性有机物)监控等考量，要求使用去离子水(di water)处理腔体，目前不再允许使用有机溶剂进行清洁维护，对残留在静电吸盘(esc)及刻蚀腔体壁(chamber wall)表面的金属颗粒去除效果较差，经观察发现，在静电吸盘(esc)表面残留着难以去除的颗粒，如图2所示，edx(energy dispersive x-ray spectroscopy，能量色散x射线光谱仪)分析发现含有金属成分w/al等，存在金属颗粒残留的问题。

3、由于在金属刻蚀腔体预防性维护(preventive maintenance，pm)后，静电吸盘(esc)表面的金属颗粒残留会导致晶圆背面氦气(backside helium)流量异常，有一定几率出现预防性维护复机期(pm recover season)背氦异常宕机的情况。此类问题增加了金属刻蚀机台腔体复机的不确定性，阻碍线上产品流片，给晶圆代工厂会造成产能、人力、物力、财力的损失，需要找出解决方案。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，在开腔预防性维护前可以明显改善静电吸盘表面金属颗粒残留现象，从而解决背氦异常导致的宕机问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其包括以下步骤：

3、s0.金属刻蚀机台腔体进入平均清洁间隔时间；

4、s1.在金属刻蚀机台的刻蚀腔体开腔之前，使用o2燃烧清洁方式，进行腔体内的静电吸盘清洁及腔体壁清洁；

5、s2.对腔体排气抽真空；

6、s3.使用nf3/cl2燃烧清洁方式，进行腔体内的静电吸盘清洁及腔体壁清洁；

7、s4.对腔体排气抽真空；

8、s5.对金属刻蚀机台的刻蚀腔体开腔，进行预防性维护。

9、较佳的，步骤s5后进行步骤s6，使用o2燃烧清洁方式，进行腔体内的静电吸盘清洁及腔体壁清洁。

10、较佳的，对腔体从其排气口抽真空时，使腔体的排气口的排气阀门的开度最大。

11、较佳的，s1中，包括以下步骤：

12、s11.使用o2燃烧清洁方式，在腔体内小于第一压强的模式下，从进气口向腔体内以大于第一流量喷入o2，进行静电吸盘清洁；

13、s12.使用o2燃烧清洁方式，切换到腔体内大于第二压强的模式下，保持从进气口向腔体喷入o2流量不变，进行静电吸盘清洁及腔体壁清洁,第二压强>第一压强。

14、较佳的，第一压强为8.6mt/m2；

15、第二压强为43mt/m2；

16、第一流量为200sccm。

17、较佳的，s3中，包括以下步骤：

18、s31.使用nf3/cl2燃烧清洁方式，在腔体内小于第一压强的模式下，从进气口向腔体内以大于第二流量喷入nf3，以大于第三流量喷入cl2，以小于第四流量喷入sf6，第二流量>第三流量>第四流量，进行静电吸盘清洁；

19、s32.使用nf3/cl2燃烧清洁方式，切换到腔体内大于第二压强的模式下，保持从进气口向腔体喷入的nf3、cl2、sf6流量不变，并从进气口向腔体内同时以小于第五流量喷入o2，以小于第六流量喷入h2，第二流量>第五流量>第六流量，进行静电吸盘清洁及腔体壁清洁。

20、较佳的，第二流量等于第一流量。

21、较佳的，第二流量为200sccm，第三流量为50sccm，第四流量为10sccm，第五流量为50sccm，第六流量为20sccm。

22、本发明的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，在开腔前增加经过优化的燃烧清洁工艺(clean burning recipe)，采取清洁/抽真空(clean/pump down)多步交替方式，将残留在静电吸盘(esc)表面的wxfy/alxfy等金属物质去除；在开腔预防性维护(preventivemaintenance，pm)前可以明显改善静电吸盘(esc)表面金属颗粒残留现象，从而解决背氦异常导致的宕机问题，保证量产稳定性。

技术特征：

1.一种金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种金属刻蚀机台腔体预防性维护方法，在开腔前增加经过优化的燃烧清洁工艺，采取清洁/抽真空多步交替方式，将残留在静电吸盘表面的金属物质去除；在开腔预防性维护前可以明显改善静电吸盘表面金属颗粒残留现象，从而解决背氦异常导致的宕机问题，保证量产稳定性。

技术研发人员：陈敏杰,许进,唐在峰,任昱
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12