[發(fā)明專利]等離子體預(yù)清洗方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810224584.5
• 申請日: 2008-10-21
• 公開（公告）號: CN101724843A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶佳相
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: C23F4/00
• 分類號: C23F4/00;B08B7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種等離子體預(yù)清洗方法。

背景技術(shù)

等離子體是一種中性、高能量及離子化的氣體，在一個工藝腔內(nèi)，利用強直流或交流電磁場或是用某些電子源轟擊氣體原子都會導(dǎo)致氣體原子的離子化。當(dāng)前，半導(dǎo)體制程中，由于等離子體可以提供發(fā)生在硅片表面的氣體反應(yīng)所需的大部分能量，而被廣泛應(yīng)用于集成電路制造的各個步驟。例如，在高密度等離子體化學(xué)氣相淀積(HDPCVD)或物理氣相沉積(PVD)中，熱能場內(nèi)用等離子體離子化并激發(fā)一個氣體源來淀積薄膜；此外，等離子體的另一個應(yīng)用是通過等離子體刻蝕選擇性地去除金屬或薄膜材料的一部分。

當(dāng)前，通常在執(zhí)行沉積或刻蝕反應(yīng)之前，需對基底執(zhí)行等離子體預(yù)清洗操作，如圖1所示，執(zhí)行所述等離子體預(yù)清洗操作的具體步驟包括，步驟11：對基底執(zhí)行除氣操作，經(jīng)歷所述除氣操作的基底的溫度為T₁；步驟12：對經(jīng)歷所述除氣操作的基底執(zhí)行等離子體刻蝕操作，執(zhí)行所述等離子體刻蝕操作的反應(yīng)腔室的溫度為T₂，T₂小于T₁。

然而，實際生產(chǎn)中，在經(jīng)過等離子體預(yù)清洗操作而形成的器件中上經(jīng)常存在一定量的柵氧化層損傷，所述柵氧化層損傷將影響所述器件的性能，并進而影響產(chǎn)能。如何減少所述柵氧化層損傷成為本領(lǐng)域技術(shù)人員致力解決的主要問題。

2006年10月18日公布的公告號為“CN1848387A”的中國專利申請中提供了一種能夠防止多晶硅刻蝕中器件等離子損傷的刻蝕工藝，包括以下步驟：貫穿刻蝕、主刻蝕、聚積電荷釋放和過刻蝕。其中聚集電荷釋放步驟中通過調(diào)整導(dǎo)電工藝氣體N₂和載氣He比例和流量，以及調(diào)整工藝的射頻功率和反應(yīng)壓力，可以有效消除刻蝕過程中高負電性反應(yīng)氣體造成的非平衡電荷積累，達到避免柵氧化層擊穿的作用。

然而，應(yīng)用上述方法減少所述柵氧化層損傷時，需引入聚集電荷釋放步驟，雖然上述方法對各種形狀、類型器件都有良好的適應(yīng)性，但是，在將上述方法與傳統(tǒng)工藝進行制程整合的過程中，需對所述聚集電荷釋放步驟進行大量的調(diào)試，研發(fā)成本巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種等離子體預(yù)清洗方法，可減少柵氧化層損傷。

本發(fā)明提供的一種等離子體預(yù)清洗方法，包括，

對基底執(zhí)行除氣操作，經(jīng)歷所述除氣操作的基底的溫度為T₁；

對經(jīng)歷所述除氣操作的基底執(zhí)行等離子體刻蝕操作，執(zhí)行所述等離子體刻蝕操作的反應(yīng)腔室的溫度為T₂，T₂小于T₁；

特別地，執(zhí)行所述等離子體刻蝕操作的步驟包括：

對經(jīng)歷所述除氣操作的基底執(zhí)行降溫操作；

對經(jīng)歷所述降溫操作的基底執(zhí)行等離子體刻蝕操作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

上述技術(shù)方案提供的等離子體預(yù)清洗方法，通過在執(zhí)行所述除氣操作和等離子體刻蝕操作之間，對經(jīng)歷所述除氣操作的基底執(zhí)行降溫操作，以減小現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)歷所述除氣操作的基底與執(zhí)行所述等離子體刻蝕操作的反應(yīng)腔室間的溫差，以減少由于所述基底的溫度高于執(zhí)行所述等離子體刻蝕操作的反應(yīng)腔室的溫度而導(dǎo)致的等離子體刻蝕操作進行程度的加深，以及由此導(dǎo)致的在經(jīng)由既定的等離子體刻蝕操作后，在所述基底上形成的器件中發(fā)生超出柵氧化層承受能力的電荷耦合而造成的柵氧化層損傷。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行等離子體預(yù)清洗操作的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實施例中執(zhí)行等離子體預(yù)清洗操作的流程示意圖；

圖3為說明執(zhí)行等離子體預(yù)清洗操作時溫度對器件性能的影響效果對比示意圖；

圖4為應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實施例與應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行等離子體預(yù)清洗操作后形成的器件的缺陷檢測結(jié)果對比示意圖；

圖5為應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實施例與應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行等離子體預(yù)清洗操作后形成的器件的WAT檢測結(jié)果對比示意圖；

圖6為應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實施例與應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行等離子體預(yù)清洗操作后形成的器件的可靠性檢測結(jié)果對比示意圖。

具體實施方式

盡管下面將參照附圖對本發(fā)明進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列的描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛教導(dǎo)，而并不作為對本發(fā)明的限制。