CN107833830B - 一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法 - Google Patents
一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107833830B CN107833830B CN201711172098.9A CN201711172098A CN107833830B CN 107833830 B CN107833830 B CN 107833830B CN 201711172098 A CN201711172098 A CN 201711172098A CN 107833830 B CN107833830 B CN 107833830B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plasma reaction
- etching
- gas flow
- reaction cavity
- reaction chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 title abstract description 7
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02046—Dry cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，包括步骤S1：在半导体结构置于等离子体反应腔体前，清除等离子体反应腔体的表面的聚合物残留；步骤S2：调控等离子反应腔体的工艺压力和气体流量达到刻蚀状态的稳定条件；步骤S3：将半导体结构置于等离子体反应腔体内，并进行一体化刻蚀。本发明在晶圆置于前增加前清洁步骤，采用无晶圆干法清洗工艺并进行抽真空处理以清除刻蚀腔体内的聚合物残留。本发明通过在无晶圆干法清洗工艺和刻蚀工艺之间增加缓冲工艺，使腔体内的压力和气体流量与刻蚀要求的压力和气体流量相同，使APC的机械摆动最小，避免由于APC的大幅机械运动导致的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及微电子的技术领域，尤其涉及一种改善刻蚀聚集残留缺陷的方法。
背景技术
目前300mm金属硬掩膜一体化刻蚀工艺中，晶圆(Wafer)置于前压力为0mT，由于含金属的副产物的沉积在反应腔室内，当后续Wafer作业时，沉积的副产物因抽气通道上的伺服压力控制阀部件(APC)大幅度机械运动扬起反窜到Wafer表面上，形成了刻蚀阻挡层，在图形区域造成刻蚀残留，影响后续的填铜作业，从而引起铜导线断路造成器件失效。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通过前清洁步骤和减少抽气通道上的APC部件大幅度机械运动从而改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，包括一用于刻蚀工艺的等离子体反应腔体和一需要刻蚀工艺的半导体结构，其中，所述方法包括：
步骤S1：在所述半导体结构置于所述等离子体反应腔体前，清除所述等离子体反应腔体的表面的聚合物残留；
步骤S2：调控所述等离子反应腔体的工艺压力和气体流量达到刻蚀状态的稳定条件；
步骤S3：将所述半导体结构置于所述等离子体反应腔体内，并进行一体化刻蚀。
上述的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，其中，在所述步骤S1中，采用无晶圆干法清洗工艺清除所述等离子体反应腔体的表面的聚合物残留。
上述的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，其中，所述方法包括：
步骤S1.1：对所述等离子体反应腔体进行抽真空处理。
上述的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，其中，在所述步骤S2中，通过调控所述等离子体反应腔体的伺服压力控制阀的阀度控制所述等离子反应腔体的工艺压力和气体流量。
上述的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，其中，在所述步骤S2中，调控所述等离子体反应腔体的工艺压力使之与所述刻蚀状态下的工艺压力一致，调控所述等离子体反应腔体的气体流量使之与所述刻蚀状态下的气体流量一致。
上述的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，其中，所述工艺压力为 80mT。
上述的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，其中，所述气体流量为 300Sccm。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明在晶圆置于前增加前清洁步骤，采用无晶圆干法清洗工艺并进行抽真空处理以清除刻蚀腔体内的聚合物残留。
(2)本发明通过在无晶圆干法清洗工艺和刻蚀工艺之间增加缓冲工艺，使腔体内的压力和气体流量与刻蚀要求的压力和气体流量相同，使APC的机械摆动最小，避免由于APC的大幅机械运动导致的缺陷。
附图说明
图1是现有技术的无晶圆干法清洗工艺和缓冲工艺前的晶圆缺陷示意图。
图2是本发明的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法的在增加无晶圆干法清洗工艺和缓冲工艺后的示意图。
图3是本发明的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法的流程框图。
图4是本发明的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法的伺服压力控制阀部件示意图。
附图中：1、分子泵；2、伺服压力控制阀；3、抽气腔；4、上部电极；5、升降销。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1是现有技术的无晶圆干法清洗工艺和缓冲工艺前的晶圆缺陷示意图，图2是本发明的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法的在增加无晶圆干法清洗工艺和缓冲工艺后的示意图，图3是本发明的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法的流程框图，图4是本发明的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法的伺服压力控制阀部件示意图，请参见图1至图4所示，示出了一种较佳实施例的改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，包括一用于刻蚀工艺的等离子体反应腔体和一需要刻蚀工艺的半导体结构，具体地，需要刻蚀工艺的半导体结构可以是晶圆。改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法包括：
步骤S1：在半导体结构置于等离子体反应腔体前，清除等离子体反应腔体内壁的表面的聚合物残留。
步骤S1.1：对等离子体反应腔体进行抽真空处理，以达到更好的清除效果。
步骤S2：调控等离子反应腔体的工艺压力和气体流量达到刻蚀状态的稳定条件。
步骤S3：将半导体结构置于等离子体反应腔体内，并进行一体化刻蚀。
进一步，作为一种较佳的实施例，在步骤S1中，采用无晶圆干法清洗工艺清除等离子体反应腔体的表面的聚合物残留。
进一步，作为一种较佳的实施例，在步骤S2中，通过调控等离子体反应腔体的伺服压力控制阀2的阀度控制等离子反应腔体的工艺压力和气体流量。
进一步，作为一种较佳的实施例，在步骤S2中，调控等离子体反应腔体的工艺压力使之与刻蚀状态下的工艺压力一致，调控等离子体反应腔体的气体流量使之与刻蚀状态下的气体流量一致。
进一步，作为一种较佳的实施例，在步骤S1中，半导体结构为晶圆。
具体地，请参见图4所示，等离子反应腔体上设有伺服压力控制阀部件，包括分子泵1、伺服压力控制阀2以及抽气腔3，伺服压力控制阀2设置在分子泵1和抽气腔3之间，抽气腔的上侧还设有上部电极4以及升降销5，其中通过机械摆动调整伺服压力控制阀2的开合的角度，从而控制等离子反应腔体的工艺压力和气体流量。
更具体地，在等离子体反应腔体内部的高真空气体可以用气体理想状态模型来表征，根据理想气体状态方程(克拉伯龙方程)：PV＝n·RT。
其中，P为气体压力；V为气体体积，即等离子体反应腔体的容积；n 表示物质的摩尔量；R为理想气体常数；T为热力学温度。
在某一特定的刻蚀反应工艺中，由于离子体反应腔体的容积V，反应温度T，理想气体常数R都处于常量状态，因此主要的变量为气体压力P和反应物的摩尔量n。
在工艺设定中与气体压力P和反应物的摩尔量n相对应的就是设定参数为工艺压力和气体流量，当理想气体状态方程的等式两边各有一个设定变量时，要达成等式成立，必须通过调整真空抽气速度(即伺服压力控制阀2的角度的伺服调整)来达成。
因此，为了使伺服压力控制阀2的机械摆动最小，最有效的方式是使半导体结构置于等离子体反应腔体进行刻蚀的步骤之前和之后的压力和气体流量设定一致，从而使伺服压力控制阀2会伺服相同角度，避免在步骤变换时由于伺服压力控制阀2的机械运动引起等离子紊乱导致金属副产物反窜到半导体结构的表面造成聚集残留缺陷。
具体地，请参见图1所示，图1中晶圆置于前压力为0mT，反应生成物容易形成沉积，在晶圆的8点钟方向存在反应生成物沉积，造成严重的聚集残留缺陷。请参见图2所示，先在刻蚀前对等离子体反应腔体进行无晶圆干法清洗并抽真空，在晶圆置于前压力以调整为与工艺压力相同的80mT，晶圆在刻蚀后不存在聚集残留缺陷。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，工艺压力为80mT(millitorr，毫托)。
本发明的进一步实施例中，气体流量为300Sccm(Standard Cubic Centimeterper Minute，标准毫升/分钟)。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法，包括一用于刻蚀工艺的等离子体反应腔体和一需要刻蚀工艺的半导体结构，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：在所述半导体结构置于所述等离子体反应腔体前，清除所述等离子体反应腔体的表面的聚合物残留；
步骤S2：调控所述等离子反应腔体的工艺压力和气体流量达到刻蚀状态的稳定条件；
步骤S3：将所述半导体结构置于所述等离子体反应腔体内，并进行一体化刻蚀；
在所述步骤S1中，采用无晶圆干法清洗工艺清除所述等离子体反应腔体的表面的聚合物残留；
所述方法包括：步骤S1.1：对所述等离子体反应腔体进行抽真空处理；
在所述步骤S2中，通过调控所述等离子体反应腔体的伺服压力控制阀的阀度控制所述等离子反应腔体的工艺压力和气体流量；
在所述步骤S2中，调控所述等离子体反应腔体的工艺压力使之与所述刻蚀状态下的工艺压力一致，调控所述等离子体反应腔体的气体流量使之与所述刻蚀状态下的气体流量一致；
所述工艺压力为80mT；
所述气体流量为300Sccm；
所述等离子反应腔体上设有伺服压力控制阀部件，包括分子泵、伺服压力控制阀以及抽气腔，所述伺服压力控制阀设置在所述分子泵和所述抽气腔之间，所述抽气腔的上侧还设有上部电极以及升降销，其中通过机械摆动调整所述伺服压力控制阀的开合的角度，从而控制所述等离子反应腔体的工艺压力和气体流量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711172098.9A CN107833830B (zh) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | 一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711172098.9A CN107833830B (zh) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | 一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107833830A CN107833830A (zh) | 2018-03-23 |
| CN107833830B true CN107833830B (zh) | 2021-03-12 |
Family
ID=61652350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711172098.9A Active CN107833830B (zh) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | 一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107833830B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110190023B (zh) * | 2019-04-15 | 2021-06-15 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 金属硬质掩模大马士革一体化刻蚀优化方法 |
| CN112713085A (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-27 | 上海新微技术研发中心有限公司 | 半导体基片的加工方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101450346B (zh) * | 2007-12-05 | 2012-09-05 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种半导体制程中的干法清洗方法 |
| JP4486146B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-06-23 | 積水化学工業株式会社 | 表面処理装置 |
| CN105448634B (zh) * | 2014-08-28 | 2017-10-24 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种腔室环境的控制方法 |
| KR102637922B1 (ko) * | 2016-03-10 | 2024-02-16 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 플라즈마 안정화 방법 및 이를 이용한 증착 방법 |
-
2017
- 2017-11-22 CN CN201711172098.9A patent/CN107833830B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107833830A (zh) | 2018-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108878328B (zh) | 基板处理装置和基板处理方法 | |
| KR100943588B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 | |
| JP2003197615A (ja) | プラズマ処理装置およびそのクリーニング方法 | |
| CN107833830B (zh) | 一种改善一体化刻蚀聚集残留缺陷的方法 | |
| US20180112312A1 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
| CN107574422B (zh) | 半导体生产设备及其清洗方法 | |
| CN101214487B (zh) | 一种半导体刻蚀设备腔室的清洗方法 | |
| CN101465283A (zh) | 等离子体处理装置以及等离子体处理方法 | |
| US10622193B2 (en) | Plasma etching apparatus | |
| CN104867815A (zh) | 一种刻蚀反应腔体的清洁方法 | |
| CN105280482A (zh) | 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 | |
| CN106449345A (zh) | 一种延长刻蚀腔体开腔保养时间间隔的保养方法 | |
| CN109473330B (zh) | 半导体设备清洗方法及其半导体工艺方法 | |
| JP4185117B2 (ja) | プラズマ処理装置およびそのクリーニング方法 | |
| JP2002060951A (ja) | 気体反応によるｃｖｄチャンバ内の異物の除去 | |
| US11911809B2 (en) | Preventive maintenance method for chamber of metal etching machine | |
| JP2008283217A (ja) | 処理装置およびそのクリーニング方法 | |
| JP2006253733A (ja) | プラズマ処理装置およびそのクリーニング方法 | |
| CN109930131B (zh) | 一种化学气相沉积方法及系统 | |
| US7972961B2 (en) | Purge step-controlled sequence of processing semiconductor wafers | |
| JP2004288903A (ja) | 半導体デバイスの製造方法 | |
| JP5013484B2 (ja) | 半導体製造装置のクリーニング方法および半導体製造装置 | |
| KR20060002807A (ko) | 열처리 장치의 클리닝 방법 | |
| JPH08181112A (ja) | ドライエッチング装置の洗浄法およびそれを用いた半導体装置の製法 | |
| KR102613743B1 (ko) | 플라즈마 에칭 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |