[發明專利]一種改善刻蝕副產物凝結缺陷的晶圓凈化腔

在審

• 申請號: 201410357204.0
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104078398A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 范榮偉;陳宏璘;龍吟;顧曉芳;郭浩
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明涉及一種用于對半導體晶圓進行凈化的裝置，更具體地，涉及一種用于改善刻蝕工藝副產物產生的凝結物缺陷的晶圓凈化腔。

背景技術

隨著集成電路工藝的發展以及關鍵尺寸按比例縮小，各種工藝的工藝窗口也越來越小，比如離子注入的深度、劑量甚至形貌等等，例如，55納米邏輯產品異常的離子注入形貌，將導致最終的器件甚至良率失效，造成損失。離子注入的異常形貌經常是由于多晶硅側壁刻蝕的副產物殘留，在清洗工藝由于等待時間過長，與空氣中的與水反應產生的凝結物缺陷阻擋了正常的離子注入所導致。又例如，55納米邏輯產品的通孔或連接孔刻蝕產生的副產物殘留，在清洗工藝由于等待時間過長，與空氣中的水反應會產生凝結物缺陷，此缺陷將擋住后續金屬的填充，成為制約良率提升的一大阻礙。

針對上述刻蝕后的副產物產生的凝結物缺陷，目前主要是通過控制刻蝕到清洗之間的等待時間，來避免凝結物缺陷的出現。但是，由于在線生產中存在各種突發狀況，其等待時間難以控制；同時，在某些極端情況下，即使等待時間控制得很好，也會隨機出現此類缺陷。

因此，針對刻蝕后的副產物，現有的一種方法通常是應用刻蝕腔，在刻蝕完成后利用等離子體對晶圓進行處理。但此種方法將降低生產率，而且，由于等離子體的高能特性，很難控制其不對晶圓(如對CD)造成損傷，以及造成氧化物厚度損失等。另外一種常用的方式是通過增加后續濕法清洗步驟的清洗時間來去除刻蝕后的副產物與水反應產生的凝結物。此種方式同樣會降低生產率，而且很難清洗干凈，往往在清洗后仍有薄薄的一層氧化物殘留，這將對后續離子注入的形貌產生相應的影響，進而影響最終的良率。即使兩種方式同時應用，也只會加倍降低生產率，同時還會存在CD損傷等潛在問題，以及凝結物缺陷去除不凈的風險。所以，以上方式均存在很大的弊端。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種可改善刻蝕副產物凝結缺陷的晶圓凈化腔，用于在所述晶圓進行刻蝕后、清洗前，對所述晶圓進行前置凈化處理，通過在所述晶圓凈化腔的腔體內環繞所述腔體豎直中心設置的若干頂部噴射槍和若干側壁噴射槍，可從不同方向及可調整的角度和距離同時向晶圓支撐臺上旋轉的所述晶圓噴射凈化氣體，并通過所述腔體上方的抽氣管將所述腔體內的凈化后氣體及其攜帶的刻蝕副產物抽出，既可避免對晶圓、特別是對CD造成損傷，又可實現去除所述晶圓粘附的刻蝕副產物，從而消除了刻蝕副產物在等待清洗過程中與水反應產生的凝結物缺陷。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種改善刻蝕副產物凝結缺陷的晶圓凈化腔，其特征在于，所述晶圓凈化腔包括：

腔體，所述腔體側壁設有一個提供所述晶圓進出的窗口，所述腔體具有可與外部刻蝕機臺腔體連通的接口，可作為刻蝕腔的副腔安裝在同一機臺上，以便于在刻蝕工藝完成后及時對晶圓進行凈化處理，避免刻蝕副產物與外部的水接觸發生反應；

噴射槍系統，包括設于所述腔體內的環繞所述腔體豎直中心的若干頂部噴射槍和若干側壁噴射槍，所述頂部噴射槍設于所述側壁噴射槍的上方，所述頂部噴射槍和側壁噴射槍分別通過活動支架連接所述腔體的側壁，所述活動支架可帶動所述頂部噴射槍、側壁噴射槍在所述腔體內運動，所述噴射槍連通外部凈化氣源，所述噴射槍系統可通過所述噴射槍以不同方向及可調整的角度和距離朝向放置在所述腔體內的所述晶圓同時噴射凈化氣體，對所述晶圓進行凈化處理，去除所述晶圓粘附的刻蝕副產物，以消除刻蝕副產物與水反應產生的凝結物缺陷；由于晶圓表面的刻蝕結構在微觀上為立體結構，環繞腔體的各頂部噴射槍和側壁噴射槍通過活動支架可調整分別從不同方向、角度和距離向晶圓同時噴射凈化氣體，可以從不同方位以不同的壓力沖擊刻蝕副產物，以利于將粘附在刻蝕結構各方位的刻蝕副產物沖刷掉；

晶圓支撐臺系統，包括設于所述腔體內的下方用于承載所述晶圓的晶圓支撐臺，所述晶圓支撐臺位于所述頂部噴射槍和所述側壁噴射槍的下方，所述晶圓支撐臺的下方中心設有轉軸，所述轉軸連接所述腔體外部的旋轉及移動機構；可通過晶圓支撐臺的轉動，帶動晶圓旋轉，使從不同方向噴射出的凈化氣體在晶圓表面形成旋流狀態，利用凈化氣體旋流的沖刷特性，使晶圓粘附的刻蝕副產物松動，并在凈化氣體的帶動作用下通過離心力從晶圓分離，從而使晶圓得到凈化；

抽氣系統，設于所述腔體上方外部，并通過抽氣管連通所述腔體內部，所述抽氣管一端從所述腔體的上方伸入所述腔體內部，另一端連通外部氣體回收裝置，所述抽氣系統通過所述抽氣管將所述腔體內的凈化后氣體及其攜帶的刻蝕副產物抽出，并排向所述氣體回收裝置。