一种提高刻蚀均匀性的方法与流程

本发明属于半导体刻蚀，尤其涉及一种提高刻蚀均匀性的方法。

背景技术：

1、干法刻蚀与半导体行业的快速发展和微电子制造工艺的不断进步密切相关。随着半导体器件的特征尺寸不断缩小，对制造工艺的要求也越来越高，干法刻蚀技术的均匀性逐成为半导体制造中不可忽略的关键参数之一，在氧化硅薄膜刻蚀工艺中，四氟化碳已成为主流刻蚀气体，但难免会产生一系列的聚合物附着在薄膜表面，阻止该局部区域的进一步刻蚀，严重影响薄膜刻蚀工艺的均匀性和良率，因此需要及时对薄膜表面进行聚合物清除。

2、在相关技术中，为实现刻蚀工艺过程中碳氟聚合物清除，向工艺腔内通入氢气或其他气体，与四氟化碳气体一起在工艺腔进行刻蚀，氢自由基抽取碳氟化合物中的氟离子，形成气态化合物排出。由于刻蚀和去除聚合物效果受限于氢气与四氟化碳的比例关系以及其他因素，从而存在刻蚀均匀性相对较差的问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种提高刻蚀均匀性的方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种提高刻蚀均匀性的方法，包括以下步骤：

3、s1、向半导体刻蚀设备工艺腔内通入四氟化碳气体，四氟化碳气体在工艺腔内解离成三氟化碳离子、三氟化碳自由基以及氟自由基；

4、s2、生成的三氟化碳自由基以及氟自由基对刻蚀工艺腔中的待刻蚀薄膜进行刻蚀，生成目标气体和碳氟聚合物，并排出目标气体；

5、s3、停止通入四氟化碳气体，通入氩气体对待刻蚀表面进行轰击，去除碳氟聚合物，并通入氮气对颗粒进行吹扫，抽气排出。

6、本发明一个较佳实施例中，步骤s1中，所述四氟化碳气体在辉光放电的作用下可生成具有强化学反应活性的自由基。

7、本发明一个较佳实施例中，步骤s2中，所述目标气体为二氧化碳。

8、本发明一个较佳实施例中，步骤s3中，向刻蚀工艺腔内通入氩气并对其电离形成氩离子，氩离子在磁场的作用下轰击待刻蚀薄膜表面残留的碳氟聚合物，使其脱离待刻蚀薄膜表面。

9、本发明一个较佳实施例中，在碳氟聚合物脱离待刻蚀薄膜表面后，用氮气对待刻蚀薄膜表面和腔体进行吹扫和抽气，将影响刻蚀均匀性的碳氟聚合物排出设备工艺腔。

10、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

11、本发明提高刻蚀均匀性的方法通过向工艺腔内通入四氟化碳气体，使得四氟化碳气体能够在辉光放电的条件下电离为刻蚀工艺所需的三氟化碳离子、三氟化碳自由基和氟自由基，进而利用三氟化碳离子、三氟化碳自由基和氟自由基具有强化学反应活性的特征，使得含氟自由基刻蚀氧化硅薄膜，三氟化碳离子、三氟化碳自由基和氟自由基与氧化硅薄膜发生化学反应生成目标气体和碳氟聚合物，进而使得目标气体排出工艺腔体，通入氩气电离形成氩离子，在磁场的作用下对待刻蚀氧化硅表面的碳氟聚合物进行轰击，形成颗粒，通入氮气进行吹扫，抽气后排出所述工艺腔室，达到对晶圆表面刻蚀过程中所形成影响刻蚀工艺均匀性的聚合物除去的目的，从而提高刻蚀工艺对晶圆表面刻蚀的均匀性，并且本发明无需有多种气体同时通入，从而避免了需要精确调配气体比例和一系列其他因素而影响刻蚀均匀性和效率的复杂问题。

技术特征：

1.一种提高刻蚀均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种提高刻蚀均匀性的方法，其特征在于，步骤s1中，所述四氟化碳气体在辉光放电的作用下可生成具有强化学反应活性的自由基。

3.根据权利要求1所述的一种提高刻蚀均匀性的方法，其特征在于，步骤s2中，所述目标气体为二氧化碳。

4.根据权利要求1所述的一种提高刻蚀均匀性的方法，其特征在于，步骤s3中，向刻蚀工艺腔内通入氩气并对其电离形成氩离子，氩离子在磁场的作用下轰击待刻蚀薄膜表面残留的碳氟聚合物，使其脱离待刻蚀薄膜表面。

5.根据权利要求4所述的一种提高刻蚀均匀性的方法，其特征在于，在碳氟聚合物脱离待刻蚀薄膜表面后，用氮气对待刻蚀薄膜表面和腔体进行吹扫和抽气，将影响刻蚀均匀性的碳氟聚合物排出设备工艺腔。

技术总结本发明公开了一种提高刻蚀均匀性的方法，属于半导体刻蚀技术领域，包括以下步骤：S1、向半导体刻蚀设备工艺腔内通入四氟化碳气体，四氟化碳气体在工艺腔内解离成三氟化碳离子、三氟化碳自由基以及氟自由基；S2、生成的三氟化碳自由基以及氟自由基对刻蚀工艺腔中的待刻蚀薄膜进行刻蚀，生成目标气体和碳氟聚合物，并排出目标气体；S3、停止通入四氟化碳气体，通入氩气体对待刻蚀表面进行轰击，去除碳氟聚合物，并通入氮气对颗粒进行吹扫，抽气排出。本发明提高刻蚀均匀性的方法达到对晶圆表面刻蚀过程中所形成影响刻蚀工艺均匀性的聚合物除去的目的，从而提高刻蚀工艺对晶圆表面刻蚀的均匀性。技术研发人员：温佳,宋义受保护的技术使用者：苏州森丸电子技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14