[發明專利]超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法

有效

• 申請號: 201310522892.7
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104550132A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 劉國勇;李斌生;張英男;丁超;鐘鑫生
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及集成電路制造設備技術領域，特別涉及一種超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法。

背景技術

隨著半導體工業中集成電路的尺寸不斷的縮小，對于集成電路制造的等離子刻蝕工藝來說，片間的刻蝕的穩定性成為了一個主要的考慮因素。而等離子刻蝕設備反應腔室中的沉積的反應副產物將是對工藝的漂移（例如：刻蝕速率、刻蝕的形貌、刻蝕的選擇性及刻蝕的均勻性等）產生非常重要影響的一個因素。具體的，隨著對晶圓的刻蝕會在等離子刻蝕設備反應腔室壁上形成一些反應副產物的沉積。這種沉積的反應副產物在后續的刻蝕過程中，會放出對后面晶圓刻蝕有影響的其他氣體，或者通過反應消耗掉正常刻蝕所需的反應氣體，這對工藝的穩定性來說是很不利的。

在現有的超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后，往往會導致后續工藝的不穩定，特別的，導致氧化層刻蝕速率漂移。但是，在現有工藝中，在超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后，將會對等離子刻蝕設備反應腔室做介質層反應物清除操作。由此，在超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后的氧化層刻蝕速率漂移問題困擾了本領域技術人員。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法，以解決現有技術中，在超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后的氧化層刻蝕速率漂移的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法，所述超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法包括：在超深孔等離子刻蝕工藝之后的反應腔室中通入混合氣體，所述混合氣體包括：氮氣、氫氣及含氟氣體；對通入混合氣體的反應腔室執行等離子體工藝。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，所述混合氣體還包括氧氣。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，所述含氟氣體包括CF₄或者CHF₃中的一種或多種。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，在反應腔室中通入混合氣體之前，在反應腔室中的下電極上放置一起阻擋作用的晶圓。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，對通入混合氣體的反應腔室執行等離子體工藝之后，所述反應腔室中發生如下反應：氮氣和氫氣還原反應腔室壁上的銅層；含氟氣體與還原得到的銅離子反應，并形成攜帶有銅離子的氣體。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，攜帶有銅離子的氣體作為廢氣排除出反應腔室。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，所述等離子體工藝的工藝條件為：

壓強：20mTorr～200mTorr；

溫度：20℃～70℃。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，所述氮氣的流量為20sccm～1000sccm；所述氫氣的流量為20sccm～1000sccm；所述含氟氣體的流量為20sccm～2000sccm。

可選的，在所述的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法中，對通入混合氣體的反應腔室執行等離子體工藝的工藝時間為30秒～10分鐘。

發明人研究發現，在超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后導致氧化層刻蝕速率漂移的原因在于：在超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝中，除了會導致介質層反應物積聚在反應腔室壁上之外；超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝還會帶出一些銅離子，導致銅離子積聚在反應腔室壁上，形成一金屬銅層。因此，在現有技術中僅僅采取對等離子刻蝕設備反應腔室做介質層反應物清除操作是不夠的，其仍將導致在超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后的氧化層刻蝕速率漂移。

發明人在找出了超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后導致氧化層刻蝕速率漂移的原因之后，提出本發明的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法，通過在超深孔等離子刻蝕工藝之后的反應腔室中通入混合氣體，所述混合氣體包括：氮氣、氫氣及含氟氣體；對通入混合氣體的反應腔室執行等離子體工藝，使得積聚在反應腔室壁上的金屬銅層被清除。從而避免/減輕了在超深孔（UTV）等離子刻蝕工藝之后的氧化層刻蝕速率漂移的問題，提高了超深孔等離子刻蝕量產工藝關鍵尺寸一致性，以及所形成的集成電路器件的一致性。

附圖說明

圖1是本發明實施例的超深孔等離子刻蝕工藝后關鍵尺寸一致性的控制方法的過程示意圖。

具體實施方式