CN106373851A - 一种优化晶圆环状缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种优化晶圆环状缺陷的方法，包括：第一步骤：对采用射频线圈环状结构的浅沟槽刻蚀腔体进行腔体真空保养；第二步骤：在第一真空压力下，使用第一气体高功率电浆对腔体侧壁进行反复清洗，使悬浮的水汽以及侧壁上残留的刻蚀聚合物剥离腔体；第三步骤：在第二真空压力下，使用第二气体高功率电浆对腔体上极板进行反复清洗，使上极板环状沟槽内悬浮的水汽以及上极板上残留的刻蚀聚合物剥离；其中，第二真空压力大于第一真空压力。

Description

一种优化晶圆环状缺陷的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种优化晶圆环状缺陷的方法。
背景技术
在现有的12”的设备中，为提高晶圆刻蚀的均匀性，普遍采用射频线圈环状设计，其中射频线圈采用内外圈环状设计。
浅沟槽刻蚀过程中，使用含F(例如CF4、CHF3、SF6等)的气体，在对晶圆刻蚀的同时，会刻蚀到石英材质的上极板。在靠近射频线圈的地方，刻蚀电浆更集中，刻蚀更快，形成对应于线圈的环状沟槽。该沟槽易于沉积刻蚀聚合物。在腔体真空保养后，因长时间与空气中的水汽接触，聚合物变疏松而易于掉落，在晶圆表面形成环状缺陷，图1示意性地示出了异常的环状缺陷的示意图。而正常跑货过程中因沟槽表面张力较大，上极板聚合物也会有掉落发生环状缺陷的风险。
由此，希望能够提供一种优化晶圆环状缺陷的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够优化晶圆环状缺陷的方法。
为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种优化晶圆环状缺陷的方法，包括：
第一步骤：对采用射频线圈环状结构的浅沟槽刻蚀腔体进行腔体真空保养；
第二步骤：在第一真空压力下，使用第一气体高功率电浆对腔体侧壁进行反复清洗，使悬浮的水汽以及侧壁上残留的刻蚀聚合物剥离腔体；
第三步骤：在第二真空压力下，使用第二气体高功率电浆对腔体上极板进行反复清洗，使上极板环状沟槽内悬浮的水汽以及上极板上残留的刻蚀聚合物剥离；其中，第二真空压力大于第一真空压力。
为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种优化晶圆环状缺陷的方法，包括：
第二步骤：在第一真空压力下，使用第一气体高功率电浆对腔体侧壁进行反复清洗，使悬浮的水汽以及侧壁上残留的刻蚀聚合物剥离腔体；
第三步骤：在第二真空压力下，使用第二气体高功率电浆对腔体上极板进行反复清洗，使上极板环状沟槽内悬浮的水汽以及上极板上残留的刻蚀聚合物剥离；其中，第二真空压力大于第一真空压力。
优选地，射频线圈环状结构采用内外圈环状设计。
优选地，浅沟槽刻蚀腔体的上极板在刻蚀中形成与射频环状线圈形状相对应的环状沟槽。
优选地，第一真空压力为15mtorr，第一真空压力大于80mtorr。
优选地，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物。
优选地，第二步骤包括：
第一子步骤：使用O2气体对腔体侧壁C-O聚合物进行清洁；例如，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物。
第二子步骤：使用NF3气体对腔体侧壁Si-O聚合物进行清洁。
优选地，第一子步骤和第二子步骤重复交替执行多次。
优选地，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物。
优选地，第三步骤包括：
第一次级步骤：使用O2气体对腔体上极板C-O聚合物进行清洁；
第二次级步骤：使用NF3气体对腔体上极板Si-O聚合物进行清洁。
优选地，第一次级步骤和第二次级步骤重复交替执行多次。
优选地，O2气体的流量大于300sccm，O2气体的功率能量大于800W；NF3气体的流量大于300sccm，NF3气体的功率能量大于800W。
根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法，在低真空压力下，能够有效的抽气管径较粗，电浆被抽气管道快速抽走，腔体侧壁和底部的聚合物被清洁干净，但上极板无法彻底清洁，由此再次执行高压下的清洁；高真空压力下，有效抽气管径变细，电浆主要聚集在腔体顶部，上极板特别是凹槽内的聚合物彻底清洁干净，杜绝晶圆环形缺陷产生的来源。
由此，本发明提供了一种能够优化晶圆环状缺陷的方法。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了异常的环状缺陷的示意图。
图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法的流程图。
图3示意性地示出了采用根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法之后的缺陷改进示意图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
本发明公开了一种优化浅沟槽刻蚀晶圆环状缺陷的方法，该方法适用于腔体真空保养后，腔体上极板聚合物因与空气中的水汽反应疏松而易于掉落形成环状缺陷的情况；同样，该方法也适用于正常跑货过程中发生环状缺陷的情况。
在本发明中，在腔体真空保养后，先使用低真空压力，高流量气体高功率电浆对腔体侧壁进行反复清洗，使悬浮的水汽以及原刻蚀聚合物C-O和Si-O剥离腔体，再使用高真空压力，高流量气体高功率电浆对腔体上极板进行反复清洗，使上极板环状凹坑内悬浮的水汽以及原刻蚀聚合物C-O和Si-O剥离，杜绝该疏松的聚合物掉落而形成环状缺陷，达到优化保养后晶圆环状缺陷，从而提高保养成功率和产品良率的方法；该方法也适用于正常跑货过程中因腔体上极板聚合物变疏松掉落发生环状缺陷的情况。
下面将结合流程图来描述本发明的具体优选实施例。
图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法的流程图。
具体地，如图2所示，根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法包括：
第一步骤S1：对采用射频线圈环状结构的浅沟槽刻蚀腔体进行腔体真空保养；
其中，例如，射频线圈环状结构采用内外圈环状设计。
如上所述，浅沟槽刻蚀腔体的上极板在刻蚀中形成与射频环状线圈形状相对应的环状沟槽。
第二步骤S2：在第一真空压力下，使用第一气体高功率电浆对浅沟槽刻蚀腔体侧壁进行反复清洗，使悬浮的水汽以及侧壁上残留的刻蚀聚合物剥离腔体；
优选地，第一真空压力约为15mtorr。
具体地，在第二步骤S2包括：
第一子步骤：使用O2气体(例如，O2气体的流量大于300sccm，O2气体的功率能量大于800W)对腔体侧壁C-O聚合物进行清洁；例如，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物。
第二子步骤：使用NF3气体(例如，NF3气体的流量大于300sccm，NF3气体的功率能量大于800W)对腔体侧壁Si-O聚合物进行清洁。
而且优选地，第一子步骤和第二子步骤重复交替执行多次，例如3次。
第三步骤S3：在第二真空压力下，使用第二气体高功率电浆对浅沟槽刻蚀腔体上极板进行反复清洗，使上极板环状沟槽内悬浮的水汽以及上极板上残留的刻蚀聚合物剥离；其中，第二真空压力大于第一真空压力。例如，第一真空压力大于80mtorr。
例如，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物。
具体地，在第三步骤S3包括：
第一次级步骤：使用O2气体(例如，O2气体的流量大于300sccm，O2气体的功率能量大于800W)对腔体上极板C-O聚合物进行清洁；
第二次级步骤：使用NF3气体(例如，NF3气体的流量大于300sccm，NF3气体的功率能量大于800W)对腔体上极板Si-O聚合物进行清洁。
而且优选地，第一次级步骤和第二次级步骤重复交替执行多次，例如3次。
根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法，在低真空压力下，能够有效的抽气管径较粗，电浆被抽气管道快速抽走，腔体侧壁和底部的聚合物被清洁干净，但上极板无法彻底清洁，由此再次执行高压下的清洁；高真空压力下，有效抽气管径变细，电浆主要聚集在腔体顶部，上极板特别是凹槽内的聚合物彻底清洁干净，杜绝晶圆环形缺陷产生的来源。
图3示意性地示出了采用根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法之后的缺陷改进示意图。与图1相比可以看出，采用根据本发明优选实施例的优化晶圆环状缺陷的方法之后，缺陷明显减少。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
而且还应该理解的是，本发明并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材料、制造技术、用法和应用，它们可以变化。还应该理解的是，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。因此，例如，对“一个元素”的引述意味着对一个或多个元素的引述，并且包括本领域技术人员已知的它的等价物。类似地，作为另一示例，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解，除非上下文明确表示相反意思。
而且，本发明实施例的方法和/或系统的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。而且，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际器械和设备，可利用操作系统通过硬件、软件或其组合实现几个所选任务。

Claims (10)

1.一种优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于包括：
第一步骤：对采用射频线圈环状结构的浅沟槽刻蚀腔体进行腔体真空保养；
第二步骤：在第一真空压力下，使用第一气体高功率电浆对浅沟槽刻蚀腔体侧壁进行反复清洗，使悬浮的水汽以及侧壁上残留的刻蚀聚合物剥离腔体；
第三步骤：在第二真空压力下，使用第二气体高功率电浆对浅沟槽刻蚀腔体上极板进行反复清洗，使上极板环状沟槽内悬浮的水汽以及上极板上残留的刻蚀聚合物剥离；其中，第二真空压力大于第一真空压力。
2.一种优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于包括：
第二步骤：在第一真空压力下，使用第一气体高功率电浆对浅沟槽刻蚀腔体侧壁进行反复清洗，使悬浮的水汽以及侧壁上残留的刻蚀聚合物剥离腔体；
第三步骤：在第二真空压力下，使用第二气体高功率电浆对浅沟槽刻蚀腔体上极板进行反复清洗，使上极板环状沟槽内悬浮的水汽以及上极板上残留的刻蚀聚合物剥离；其中，第二真空压力大于第一真空压力。
3.根据权利要求1或2所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，射频线圈环状结构采用内外圈环状设计。
4.根据权利要求1或2所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，浅沟槽刻蚀腔体的上极板在刻蚀中形成与射频环状线圈形状相对应的环状沟槽。
5.根据权利要求1或2所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，第一真空压力为15mtorr，第一真空压力大于80mtorr。
6.根据权利要求1或2所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物；
而且第二步骤包括：
第一子步骤：使用O2气体对腔体侧壁C-O聚合物进行清洁；例如，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物。
第二子步骤：使用NF3气体对腔体侧壁Si-O聚合物进行清洁。
7.根据权利要求6所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，第一子步骤和第二子步骤重复交替执行多次。
8.根据权利要求1或2所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，刻蚀聚合物包括C-O聚合物和Si-O聚合物；
而且第三步骤包括：
第一次级步骤：使用O2气体对腔体上极板C-O聚合物进行清洁；
第二次级步骤：使用NF3气体对腔体上极板Si-O聚合物进行清洁。
9.根据权利要求8所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，第一次级步骤和第二次级步骤重复交替执行多次。
10.根据权利要求6或8所述的优化晶圆环状缺陷的方法，其特征在于，O2气体的流量大于300sccm，O2气体的功率能量大于800W；NF3气体的流量大于300sccm，NF3气体的功率能量大于800W。
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