刻蚀腔的清洁方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种刻蚀腔的清洁方法。

背景技术：

1、12寸等离子体刻蚀例如刻蚀钨层的工艺中，针对刻蚀腔中产生钨聚合物等副产物，一般使用含sf6/o2的wac(wafer-less auto clean，无晶圆自动干蚀刻清洁)在晶圆片间自清洁刻蚀腔来有效避免蚀刻过程中副产物的掉落，以防止累积的副产物污染衬底表面并对工艺结果产生不利影响。

2、但是，当晶圆片间的无晶圆自动干蚀刻清洁自清洁刻蚀腔时，刻蚀腔中esc(静电卡盘)表面被完全暴露出来，无晶圆自动干蚀刻清洁中的sf6不可避免会损伤静电卡盘表面；随着射频源时数的增加，含sf6的无晶圆自动干蚀刻清洁会对静电卡盘表面及he气孔损伤越来越严重，最终导致机台b/he报警，甚至破片，严重影响刻蚀腔运行时间及生产量。

3、为解决上述问题，需要提出一种新型的刻蚀腔的清洁方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种刻蚀腔的清洁方法，用于解决现有技术中当晶圆片间的无晶圆自动干蚀刻清洁自清洁刻蚀腔时，刻蚀腔中静电卡盘表面被完全暴露出来，无晶圆自动干蚀刻清洁中的刻蚀气体例如sf6不可避免会损伤静电卡盘表面；随着射频源时数的增加，含sf6的无晶圆自动干蚀刻清洁会对静电卡盘表面及he气孔损伤越来越严重，最终导致机台b/he报警，甚至破片，严重影响刻蚀腔运行时间及生产量的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种刻蚀腔的清洁方法，包括：

3、步骤一、提供刻蚀机台以及包括多个晶圆的晶圆组，选取出其中的n个晶圆，所述晶圆上均形成有金属互连结构，所述刻蚀机台中的刻蚀腔包括静电卡盘，所述静电卡盘上具有多个气孔；

4、步骤二、依次固定第一至第n-1个所述晶圆至所述静电卡盘上进行刻蚀，在两所述晶圆刻蚀之间的时间段，在所述刻蚀腔通入第一清洁气体，利用所述第一清洁气体电离形成的第一等离子体清洁所述刻蚀腔；其中，

5、所述第一等离子体对所述静电卡盘的刻蚀程度小于预设值，所述第一等离子体用于去除部分所述金属互连结构的副产物；

6、步骤三、移动第n个所述晶圆至所述静电卡盘上进行刻蚀，之后在所述刻蚀腔中通入第第一清洁气体，利用所述第一清洁气体电离形成的第一等离子体清洁所述刻蚀腔；之后在所述刻蚀腔中通入第二清洁气体，调节所述刻蚀腔为第一压力，利用所述第二清洁气体电离形成的第二等离子体清洁所述刻蚀腔中所述静电卡盘及其之上的区域；调节所述刻蚀腔为第二压力，利用所述第二等离子体清洁所述刻蚀腔中静电卡盘机下方的区域；其中，

7、所述第二等离子体对所述静电卡盘的刻蚀程度大于所述预设值，所述第二等离子体用于去除另一部分所述金属互连结构的副产物。

8、优选地，步骤一中的所述晶圆为硅晶圆。

9、优选地，步骤一中的所述金属互连结构的材料包括钛和钨。

10、优选地，步骤一中所述静电卡盘的材料为氧化铝。

11、优选地，步骤一中的所述气孔用于在所述刻蚀腔中通入氦气体和硼气体。

12、优选地，步骤二、三中的所述第一清洁气体为氯气。

13、优选地，步骤三中的所述第二清洁气体为sf6和o2的混合气体。

14、优选地，步骤三中所述第一压力不低于20mtorr，所述sf6与所述o2的体积比为5:1，总气体流量不超过250sccm。

15、优选地，步骤三中所述第二压力不高于10mtorr，所述sf6与所述o2的体积比为5:1，总气体流量不超过250sccm。

16、优选地，步骤二、三中在清洁所述刻蚀腔完成后，还包括在所述刻蚀腔中通入氧气去除所述第一清洁气体或所述第二清洁气体。

17、如上所述，本发明的刻蚀腔的清洁方法，具有以下有益效果：

18、本发明去无晶圆自动干蚀刻清洁中对静电卡盘造成损伤的气体，增加覆盖晶圆的清洁方法，有效清洁刻蚀腔中蚀刻副产物的同时，起到保护静电卡盘的作用。

技术特征：

1.一种刻蚀腔的清洁方法，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤一中的所述晶圆为硅晶圆。

3.根据权利要求1所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤一中的所述金属互连结构的材料包括钛和钨。

4.根据权利要求1所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤一中所述静电卡盘的材料为氧化铝。

5.根据权利要求1所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤一中的所述气孔用于在所述刻蚀腔中通入氦气体和硼气体。

6.根据权利要求3所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤二、三中的所述第一清洁气体为氯气。

7.根据权利要求3所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤三中的所述第二清洁气体为sf6和o2的混合气体。

8.根据权利要求7所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤三中所述第一压力不低于20mtorr，所述sf6与所述o2的体积比为5:1，总气体流量不超过250sccm。

9.根据权利要求7所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤三中所述第二压力不高于10mtorr，所述sf6与所述o2的体积比为5:1，总气体流量不超过250sccm。

10.根据权利要求1所述的刻蚀腔的清洁方法，其特征在于：步骤二、三中在清洁所述刻蚀腔完成后，还包括在所述刻蚀腔中通入氧气去除所述第一清洁气体或所述第二清洁气体。

技术总结
本发明提供一种刻蚀腔的清洁方法，提供刻蚀机台以及包括多个晶圆的晶圆组，选取出其中的N个晶圆，晶圆上均形成有金属互连结构，刻蚀机台中的刻蚀腔包括静电卡盘，静电卡盘上具有多个气孔；依次固定第一至第N‑1个晶圆至静电卡盘上进行刻蚀，在两晶圆刻蚀之间的时间段，在刻蚀腔通入第一清洁气体，利用第一清洁气体电离形成第一等离子体清洁刻蚀腔；移动第N个晶圆至静电卡盘上进行刻蚀，之后在刻蚀腔中通入第第一清洁气体，利用第一清洁气体电离形成第一等离子体清洁刻蚀腔。本发明去无晶圆自动干蚀刻清洁中对静电卡盘造成损伤的气体，增加覆盖晶圆的清洁方法，有效清洁刻蚀腔中蚀刻副产物的同时，起到保护静电卡盘的作用。

技术研发人员：王瑞环,余鹏,祝建,陈垚,汪泽群,陆小豪
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13