[发明专利]刻蚀腔体的聚合物清洁方法

说明书

本发明公开了一种刻蚀腔体的聚合物清洁方法，包括步骤：步骤一、收集刻蚀腔体的前批次晶圆的透光率；步骤二、根据收集到的透光率计算刻蚀腔体的自清洁工艺的参数；步骤三、根据设定的参数进行刻蚀腔体的自清洁工艺；步骤四、进行后批次晶圆的刻蚀工艺。本发明能实现对刻蚀腔体的聚合物的良好清洁，消除刻蚀腔体的聚合物积累，从而能消除首枚效应，提高产品良率。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种刻蚀腔体的聚合物清洁方法。

背景技术

随着集成电路技术进入超大规模集成电路时代，集成电路的工艺尺寸向着65nm以及更小尺寸的结构发展，同时对晶圆制造工艺提出了更高更细致的技术要求。

在大规模晶圆制造过程中需要采用到干法刻蚀，干法刻蚀工艺需要在刻蚀腔体中进行，随着晶圆加工数量的不断增加，刻蚀腔体的内部环境会随之发生变化，即前一片或批晶圆对后一片或批晶圆有着某种程度的影响，具有记忆效应。其中，晶圆通常是指硅晶圆，一批晶圆通常是指放置在同一晶圆盒中的多片晶圆且同一批次晶圆在进行刻蚀工艺时会连续依次进行。对于不同晶圆批次之间的记忆效应主要表现为，在前批次晶圆的刻蚀工艺依次完成之后，如果直接进行后批次晶圆，则后批次晶圆会受到影响，特别是刻蚀腔体会对后批次晶圆的第一枚作业的晶圆产生较大影响，通常称为首枚效应，这种影响是不利于晶圆生产不利，故需要采用方法克服记忆效应对刻蚀工艺的影响。

刻蚀腔体的这种记忆效应其中主要体现在聚合物的堆积，即在刻蚀腔壁上不断累积聚合物，聚合物的类型会根据等离子体反应物和反应产物的不同而有所不同，主要分为无机聚合物和有机聚合物等。目前对于刻蚀工艺过程中聚合物在刻蚀腔壁的堆积引起的记忆效应的研究在工业上已给出了多种措施且已经具有很好的改善效果，其中使用最广泛的如无晶圆自动干法蚀刻清洁方法(Wafer-less Auto-Cleaning，WAC)通常使用含氟气体如NF₃去除无机类聚合物，使用O₂去除有机类聚合物并在清洁之后的刻蚀腔体内壁上沉淀一层类似二氧化硅的聚合物，这些WAC步骤能有效抑制腔体的记忆效应。

无晶圆自清洁工艺对每个批次作业晶圆产生相同量的聚合物清洁效果非常有效，只要设定一个足够清洁的时间就可以完成批次晶圆间的清洁，但是对于每批次晶圆产生不同量聚合物的清洁该方法就存在很多弊处，如果清洁不充分会导致聚合物不断积累，当积累到一定程度时会产生缺陷源头，如果清洁量过大，会导致等离子体不断侵蚀到腔体内壁部件，损伤部件的同时也会溅射出缺陷源。

在实际的等离子刻蚀过程中，由于设计的需要，会采用同一刻蚀程式刻蚀不同光刻透光率层次，透光率是指对应光刻层光刻胶在曝光时的透光率，而当光刻胶的材料相同时，光刻胶对应的曝光面积不同透光率也会不同，在此处同一刻蚀程式对应的不同光刻透光率层次的透光率是指对应光刻工艺光刻胶曝光时的面积，而由于光刻透光率的差异使得在刻蚀过程中暴露刻蚀面积不一样，从而产生的聚合物量也会有差异，这使得现有刻蚀腔体的聚合物清洁方法时容易产生聚合物累积。其中，刻蚀设备是通过程序自动控制刻蚀工艺的，刻蚀程式是指刻蚀设备中刻蚀工艺对应的程序。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种刻蚀腔体的聚合物清洁方法，能实现对刻蚀腔体的聚合物的良好清洁，消除刻蚀腔体的聚合物积累，从而能消除首枚效应，提高产品良率。

为解决上述技术问题，本发明提供的刻蚀腔体的聚合物清洁方法包括如下步骤：

步骤一、收集刻蚀腔体的前批次晶圆的透光率。

步骤二、在后批次晶圆的刻蚀工艺之前，根据收集到的所述前批次晶圆的透光率计算所述刻蚀腔体的自清洁工艺的参数，利用所述前批次晶圆的透光率和所述刻蚀腔体的自清洁工艺的参数的相关性使所述刻蚀腔体的自清洁工艺的参数调节到能消除所述后批次晶圆的首枚晶圆的关键尺寸的漂移。

步骤三、根据步骤二中设定的参数进行所述刻蚀腔体的自清洁工艺，实现对所述刻蚀腔体的腔壁上的聚合物的清洁。