[發明專利]孔刻蝕中預去除聚合物的方法

有效

• 申請號: 200910109657.0
• 申請日: 2009-11-18
• 公開（公告）號: CN102064106A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 許宗能;任小兵;薛浩;王吉偉
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L21/768
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

【技術領域】

本發明涉及一種清除半導體刻蝕工藝殘留物的方法，尤其是一種在孔刻蝕過程中預去除聚合物的方法。

【背景技術】

在進行等離子體孔刻蝕時，常常會利用聚合物的產生使刻蝕終止于停止層，然后再在后續工藝中清除聚合物。但目前工藝生成的聚合物中碳原子數目較多，碳鏈較長，過量的聚合物已經超出了后續工藝去除的能力。經過濕法剝離工藝，長碳鏈聚合物仍舊不能被完全去除。干法去膠工藝中的單純氧等離子體化學反應，短時間內只能去除短碳鏈聚合物，因此需要加長干法去膠工藝的工藝時間，才能減小聚合物對孔連接的影響，實際工藝中，需要由正常的60秒至少延長至120秒。公開號為【1468977】專利中提到用氧、氮以及一些其他混合等離子體在刻蝕結束之后去膠工藝之前進行預清除殘留聚合物的方法，但由于是在刻蝕結束之后加入，該預去除步驟只利用了混合等離子體本身的性質而沒有利用刻蝕過程中產生重離子機制，因此后續去膠時間相對還是很長。

【發明內容】

基于此，有必要提供一種能利用等離子體刻蝕本身的重離子產生機制來預清除殘留聚合物的孔刻蝕中預去除聚合物的方法。

一種孔刻蝕中預去除聚合物的方法，包括以下步驟：

等離子體刻蝕；

加入氧、氬混合等離子體替換刻蝕等離子氣體；

去膠工藝去除聚合物。

優選的，聚合物為八氟化四碳與二氧化硅反應生成的碳鏈聚合物。

優選的，等離子體刻蝕為干法等離子體刻蝕。

優選的，加入氧、氬混合等離子體的時間為5-15秒。

優選的，加入的氧、氬混合等離子體中氧等離子體流量為10-30sccm，氬等離子體流量為100-200sccm。

優選的，后續去膠工藝為干法或者濕法去膠工藝。

優選的，干法去膠工藝時間為60秒。

在等離子體刻蝕的過程中就增加用氧、氬混合等離子體替換刻蝕等離子氣體來預去除聚合物的步驟，利用刻蝕過程具有的重離子轟擊機制，很容易地就將刻蝕過程中產生的長碳鏈聚合物分解為短碳鏈聚合物，以利于后續去膠工藝完全去除聚合物，既提高了去除聚合物的穩定性，提高產品的質量，又縮短了工藝時間，提高了工藝效率，降低了成本。

【附圖說明】

圖1為孔刻蝕中預去除長碳鏈聚合物的流程圖。

【具體實施方式】

在芯片制造中，接觸孔和通孔刻蝕關系到器件和電路間的連接，要求刻蝕時對下層材料，主要是刻蝕停止層，保持高選擇比。具體到刻蝕過程，為達到選擇比，一般利用大量附著的聚合物是比較好的方法。在進行孔刻蝕時，通常會利用含氟化碳的氣體，如C₄F₈，所產生的等離子體進行刻蝕，干法刻蝕過程中產生的重離子轟擊機制能大大加快表面化學反應，生成大量的聚合物，如C₄F₈與SiO₂反應生成的聚合物，分子中碳原子數目多，碳鏈長。

如圖1所示，為此法去除長碳鏈聚合物的流程，包括：

S100：等離子體刻蝕。

在一般的干法等離子體刻蝕過程中，被刻蝕物被置于面積較小的電極上，在這種情況，一個直流偏壓會在等離子體和該電極間形成，并使帶正電的反應氣體離子加速撞擊被刻蝕物質表面，這種離子轟擊可大大加快表面的化學反應及反應生成物的脫附，而導致很高的刻蝕速率。通過調配相關等離子氣體的流量，增加聚合物的產生，減少對聚合物的去除作用，刻蝕終止于停止層。

S110：加入氧、氬混合等離子體替換C₄F₈等刻蝕等離子氣體。

利用干法刻蝕的重離子轟擊機制，在正常的刻蝕步驟之后，加入5-15秒的氧、氬混合等離子體預清除步驟，其流量分別為10-30sccm，100-200sccm。氬原子解離為重離子，在偏壓下，氬重離子轟擊晶圓表面。在這種強物理作用力下，長碳鏈分子和氧等離子體之間的化學反應被大大加強，導致長碳鏈分子中原子間的鍵合被打斷，長碳鏈分子分解為短碳鏈分子。短碳鏈分子在后續的干法去膠工藝中，與氧等離子體發生化學反應，生成二氧化碳氣體，脫離孔底和側壁。隨著刻蝕過程的結束，之前留下的長碳鏈聚合物分解為短碳鏈分子，可以通過后續正常的濕法或者干法去膠工藝予以清除。

S120：去膠工藝去除聚合物。

由于在氬重離子的轟擊下，長碳鏈的聚合物分解為短碳鏈的聚合物，可以很容易的被后續干法或者濕法去膠工藝完全清除，保持制程潔凈，同時可以大大縮短干法去膠工藝的處理時間近1分鐘。