去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法。

背景技术：

1、在后段金属线互联刻蚀工艺中，经常使用等离子体反应腔体作为反应容器。相比于传统的反应器类型，等离子体反应腔体具有高效、快捷、无污染等优势特点，并能提供不同的反应气体氛围，以便各种实验所需。等离子体反应腔体内通常都设有聚焦环(focusring)和静电吸盘(esc)，静电吸盘是利用静电吸附的原理吸附晶圆，聚焦环可以提高加工的均匀性。可以参考图1，聚焦环2环绕静电吸盘1设置，且聚焦环2与静电吸盘1之间存在间隙，等离子体刻蚀过程中生成的刻蚀副产物3(比如聚合物)会在间隙中不断堆积，以至于在后续的等离子体刻蚀过程中，这些堆积的刻蚀副产物3会被溅射到晶圆4表面形成刻蚀阻挡层，如图1，图1中的箭头表示刻蚀副产物3的溅射方向，在晶圆4的图形区域造成刻蚀残留，影响后续的填铜工艺，从而引起铜导线断路造成器件失效。并且，随着作业时间的增长，聚焦环2也会被不断消耗，聚焦环2不但会变薄，聚焦环2的内径也会变大，聚焦环2的内径变大就导致聚焦环2与静电吸盘1之间的间隙增大，从而导致有更多的刻蚀副产物3堆积在聚焦环2与静电吸盘1之间的间隙中，在后续等离子体刻蚀的晶圆上形成更多的刻蚀阻挡层，造成更严重的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，可以去除聚焦环与静电吸盘之间的间隙中的刻蚀副产物，多次进行抽真空循环策略可以彻底清除刻蚀副产物，以避免下一次刻蚀过程中还有刻蚀副产物溅射到晶圆表面，保证晶圆表面不会因刻蚀副产物形成刻蚀阻挡层，大大改善了晶圆刻蚀残留缺陷的问题，提高了刻蚀工艺的稳定性，从而提高了晶圆的电学性能和产品的良率，减少了报废率，节省了生产成本。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，等离子体反应腔体内设有静电吸盘，方法包括：

3、对所述静电吸盘多次施加电压，每次施加所述电压后执行抽真空循环策略，且相邻两次施加的所述电压不同；

4、其中，所述抽真空循环策略包括：

5、向所述等离子体反应腔体通入保护气体直至所述等离子体反应腔体内的压力达到第一设定压力值，并在第一预设时间内保持所述第一设定压力值；

6、对所述等离子体反应腔体进行抽真空直至所述等离子体反应腔体内的压力降至第二设定压力值，并在第二预设时间内保持所述第二设定压力值。

7、可选的，通过所述等离子体反应腔体上连接的压力计测量所述等离子体反应腔体内的压力。

8、可选的，所述保护气体为惰性气体。

9、可选的，所述第一设定压力值为190mt～210mt，所述第二设定压力值为40mt～60mt。

10、可选的，所述第一预设时间与所述第二预设时间相同，所述第一预设时间为1.5s～2.5s。

11、可选的，对所述静电吸盘多次施加电压的步骤包括：

12、步骤一：将所述电压从初始电压依次递增，直至所述电压升高至预设正电压；

13、步骤二：将所述电压从预设正电压依次递减，直至所述电压降低至预设负电压；

14、步骤三：将所述电压从预设负电压依次递增，直至所述电压升高至所述初始电压。

15、可选的，重复执行步骤一至步骤三多次。

16、可选的，所述预设正电压与所述预设负电压的绝对值相同。

17、可选的，所述电压每次的递增值和递减值均相等。

18、可选的，相邻两次施加的所述电压的绝对值不同，和/或，相邻两次施加的所述电压的极性不同。

19、综上所述，去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法包括：对所述静电吸盘多次施加电压，每次施加所述电压后执行抽真空循环策略，且相邻两次施加的所述电压不同；其中，所述抽真空循环策略包括：向所述等离子体反应腔体通入保护气体直至所述等离子体反应腔体内的压力达到第一设定压力值，并在第一预设时间内保持所述第一设定压力值；对所述等离子体反应腔体进行抽真空直至所述等离子体反应腔体内的压力降至第二设定压力值，并在第二预设时间内保持所述第二设定压力值。

20、如上配置，对所述静电吸盘多次施加电压，且相邻两次施加的所述电压不同，每次施加所述电压后执行抽真空循环策略，抽真空循环策略主要是先向所述等离子体反应腔体内通入保护气体，再对所述等离子体反应腔体进行抽真空，如此操作，可以通过所述等离子体反应腔体内的循环气流带走堆积在聚焦环与静电吸盘之间的间隙中的刻蚀副产物，同时，所述静电吸盘与刻蚀副产物之间也会产生静电斥力，静电斥力与循环气流一起作用帮助刻蚀副产物排出所述等离子体反应腔体。本发明可以去除聚焦环与静电吸盘之间的间隙中的刻蚀副产物，多次进行抽真空循环策略可以彻底清除刻蚀副产物，以避免下一次刻蚀过程中还有刻蚀副产物溅射到晶圆表面，保证晶圆表面不会有刻蚀阻挡层形成，大大改善了晶圆刻蚀残留缺陷的问题，提高了刻蚀工艺的稳定性，从而提高了晶圆的电学性能和产品的良率，减少了报废率，节省了生产成本。

技术特征：

1.一种去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，等离子体反应腔体内设有静电吸盘，其特征在于，方法包括：

2.如权利要求1所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，通过所述等离子体反应腔体上连接的压力计测量所述等离子体反应腔体内的压力。

3.如权利要求1所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，所述保护气体为惰性气体。

4.如权利要求1所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，所述第一设定压力值为190mt～210mt，所述第二设定压力值为40mt～60mt。

5.如权利要求1所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，所述第一预设时间与所述第二预设时间相同，所述第一预设时间为1.5s～2.5s。

6.如权利要求1所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，对所述静电吸盘多次施加电压的步骤包括：

7.如权利要求6所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，重复执行步骤一至步骤三多次。

8.如权利要求6所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，所述预设正电压与所述预设负电压的绝对值相同。

9.如权利要求6所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，所述电压递增值和递减值相等。

10.如权利要求1所述的去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，其特征在于，相邻两次施加的所述电压的绝对值不同，和/或，相邻两次施加的所述电压的极性不同。

技术总结
本发明提供了一种去除等离子体反应腔体内的刻蚀残留物的方法，等离子体反应腔体内设有静电吸盘，方法包括：对静电吸盘多次施加电压，每次施加电压后执行抽真空循环策略，且相邻两次施加的电压不同；其中，抽真空循环策略包括：向等离子体反应腔体通入保护气体直至等离子体反应腔体内的压力达到第一设定压力值，并在第一预设时间内保持第一设定压力值；对等离子体反应腔体进行抽真空直至等离子体反应腔体内的压力降至第二设定压力值，并在第二预设时间内保持第二设定压力值。本发明可以去除聚焦环与静电吸盘之间的间隙中的刻蚀副产物，保证晶圆表面不会因刻蚀副产物形成刻蚀阻挡层，大大改善了晶圆刻蚀残留缺陷的问题，提高了刻蚀工艺的稳定性。

技术研发人员：顾国强,陈杰,刘峰,顾晓熠
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23