專利名稱：反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體制造工藝過程中反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的 處理方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，為了達(dá)到更快的運(yùn)算速度、更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量 以及更多的功能，半導(dǎo)體芯片朝著微細(xì)化、高集成化、多層化等方向發(fā)展。集成電路一般都是將大量有源器件成型在單板上，生產(chǎn)過程中每一器件成型和絕 緣之后，進(jìn)行某些部件的電連接，實(shí)現(xiàn)其所需的電路功能。例如，金屬氧化物半導(dǎo)體(Metal Oxide Semiconductor, M0S)及雙極性超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated circuits, VLSI)器件都具有其中互連大量器件的多水平互連結(jié)構(gòu)。在這樣的多水平互連 結(jié)構(gòu)中，頂層外形通常隨著層數(shù)增加而越來越不規(guī)則和不平整，引起晶片畸變，造成例如金 屬互連結(jié)構(gòu)存在缺陷而影響電性性能?，F(xiàn)已發(fā)展了多種平整化絕緣層的方法，例如硼磷硅酸鹽氧化硅(BPSG)層，或旋涂 氧化硅(SOG)層或化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP)。以SOG為例，其原理為利用旋涂芯片，將含有硅 化物的液態(tài)溶液均勻地涂布在芯片表面，這時(shí)液態(tài)溶液會(huì)在晶圓表面流動(dòng)，再利用加熱方 式，去除蒸發(fā)掉輔助的揮發(fā)性溶劑，并將固體硅化物硬化成穩(wěn)定的非晶相氧化硅，以增加層 與層之間的結(jié)合特性，避免空洞的形成以及層的剝裂。另外，在某些情況下，針對(duì)后續(xù)所需 形成的層結(jié)構(gòu)(例如金屬層)的特點(diǎn)，還包括SOG回刻(SOG etch back)工藝，用以刻蝕掉 SOG固化后形成的非晶相氧化硅的一部分。該SOG回刻工藝是在刻蝕處理裝置中進(jìn)行的。易知，SOG工藝中固化形成的是非晶相氧化硅，在經(jīng)過回刻工藝后，非晶相氧化硅 會(huì)被刻蝕掉一部分，因此會(huì)在刻蝕處理裝置的處理腔內(nèi)(主要為內(nèi)壁)殘留有副產(chǎn)物，所述 副產(chǎn)物主要含C、0、Si、F，其型態(tài)呈絮狀。另外，所述副產(chǎn)物黏附性較弱，隨著進(jìn)行SOG回刻 工藝的晶片批次越來越多，在處理腔室內(nèi)壁上的副產(chǎn)物積聚得越來越多，所述積聚的副產(chǎn) 物極易自所述內(nèi)壁脫落下來，形成顆粒，并掉落至下面的晶片表面上，污損晶片，影響晶片 中器件性能及其良率。有關(guān)SOG工藝和SOG回刻工藝的相關(guān)技術(shù)，在專利號(hào)為US5，894，640 的美國(guó)專利文件中也有相應(yīng)介紹。為避免副產(chǎn)物掉落產(chǎn)生的不良影響，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般的解決方法是沒過一段 時(shí)間或者處理了一定數(shù)量批次的晶片之后，就暫停所述刻蝕處理裝置，以對(duì)其腔室內(nèi)壁作 清理工作。顯而易見，由于所述副產(chǎn)物的黏附性較弱，這個(gè)清理工作就得頻繁地進(jìn)行，影響 了 SOG回刻工藝的流暢性，大大降低了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，能夠增加副產(chǎn)物的黏 附性，降低其掉落至晶片表面形成殘留的幾率，提高晶片的性能及生產(chǎn)效率。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，包括一種反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，在同一反應(yīng)室內(nèi)，交替執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回 刻工藝和晶片的接觸孔的刻蝕工藝，增強(qiáng)旋涂氧化硅層的回刻工藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)物的黏附 性?？蛇x地，執(zhí)行旋涂氧化硅層的回刻工藝的晶片和接觸孔的刻蝕工藝的晶片的批次 或產(chǎn)品不同。可選地，所述交替執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回刻工藝和晶片的接觸孔的刻蝕工 藝包括將多批次的晶片依序置于刻蝕裝置的反應(yīng)室內(nèi)執(zhí)行回刻工藝，平坦化旋涂氧化硅 層；在所述回刻工藝過程中，產(chǎn)生有附著于所述反應(yīng)室內(nèi)壁的第一副產(chǎn)物；將至少一批次 晶片置于所述刻蝕裝置的反應(yīng)室內(nèi)執(zhí)行刻蝕工藝，制作出接觸孔；在所述刻蝕工藝過程中， 產(chǎn)生第二副產(chǎn)物，所述第二副產(chǎn)物與第一副產(chǎn)物結(jié)合，增強(qiáng)二者的黏附性?？蛇x地，在所述交替執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回刻工藝和接觸孔的刻蝕工藝 中，對(duì)三批次晶片執(zhí)行旋涂氧化硅層的回刻工藝，對(duì)一批次的晶片執(zhí)行接觸孔的刻蝕工藝?？蛇x地，所述第一副產(chǎn)物包括碳、氧、硅和氟，而第二副產(chǎn)物包括碳、氫和氟。可選地，所述接觸孔的刻蝕工藝在完成所有旋涂氧化硅層的回刻工藝后連續(xù)執(zhí) 行?？蛇x地，所述旋涂氧化硅層的形成方法包括旋涂芯片，將液態(tài)溶液均勻地涂布在 芯片表面，所述液態(tài)溶液包括聚硅氮烷和溶劑；加熱處理，蒸發(fā)掉所述液態(tài)溶液中的溶劑， 固化形成氧化硅層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在同一反應(yīng)室內(nèi)交替執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回 刻工藝和接觸孔的刻蝕工藝，能夠增強(qiáng)所述旋涂氧化硅層的回刻工藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)物的黏 附性，降低其脫落至晶片的幾率，提高晶片的性能及其生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式中反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法的流程示意圖；圖2至圖1中步驟SlO的詳細(xì)流程示意圖；圖3至圖1中步驟S12的詳細(xì)流程示意圖。
具體實(shí)施例方式從背景技術(shù)可知，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在半導(dǎo)體器件制造工藝中，執(zhí)行單一的旋 涂氧化硅層的回刻工藝時(shí)，產(chǎn)生的副產(chǎn)物會(huì)附著于反應(yīng)室內(nèi)壁，且由于其黏附性較弱，極易 形成顆粒并自內(nèi)壁脫落至晶片表面，影響工藝進(jìn)行，降低晶片的性能以及生產(chǎn)良率。因此在半導(dǎo)體器件制造過程中，設(shè)想到可以在執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回刻工 藝過程中，在同一反應(yīng)室內(nèi)，穿插執(zhí)行接觸孔的刻蝕工藝，使得執(zhí)行接觸孔的刻蝕工藝所產(chǎn) 生的副產(chǎn)物能與執(zhí)行旋涂氧化硅層的回刻工藝所產(chǎn)生的副產(chǎn)物結(jié)合后增強(qiáng)其黏附性，降低 脫落的幾率。基于上述考慮，在具體實(shí)施方式
的以下內(nèi)容中，提供一種反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理 方法，如圖1所示，包括步驟步驟S10，執(zhí)行多批次晶片的旋涂氧化硅層的回刻工藝；步驟S12，在同一反應(yīng)室內(nèi)，執(zhí)行至少一批次晶片的接觸孔的刻蝕工藝；
步驟S14，交替執(zhí)行步驟SlO和步驟S12。下面結(jié)合附圖對(duì)上述步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。執(zhí)行步驟S10，提供多批次晶片，對(duì)每一批次晶片執(zhí)行旋涂氧化硅層的回刻工藝。如圖2所示，步驟SlO可具體包括步驟S100，提供多批次晶片，所述每一批次的 晶片表面形成有旋涂氧化硅(SOG)層(以下簡(jiǎn)稱為SOG層)；步驟S102，將所述各批次的晶 片依序置于刻蝕裝置的反應(yīng)室內(nèi)執(zhí)行回刻工藝，在所述回刻工藝過程中，產(chǎn)生有附著于所 述反應(yīng)室內(nèi)壁的第一副產(chǎn)物。在本實(shí)施例中，所述晶片表面形成旋涂氧化硅層的方法包括旋涂芯片，將液態(tài)溶 液均勻地涂布在芯片表面，所述液態(tài)溶液包括聚硅氮烷和溶劑；加熱處理，蒸發(fā)掉所述液態(tài) 溶液中的溶劑，固化形成氧化硅層。所述氧化硅層能填充于縫隙或凹洼中，增加層與層之間 的結(jié)合特性，避免空洞的形成以及層的剝裂。由于形成所述旋涂氧化硅層的工藝為本技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故不在此贅述。在執(zhí)行回刻工藝過程中，由于氧化硅層的刻蝕以及刻蝕反應(yīng)氣體(例如為CF4、 01&或02，)的作用，會(huì)產(chǎn)生出附著于反應(yīng)室內(nèi)壁的副產(chǎn)物(第一副產(chǎn)物)，所述第一副產(chǎn)物 的組成成分主要包括碳、氧、硅和氟。實(shí)驗(yàn)證明包括上述各組成成分的第一副產(chǎn)物具有較弱 的黏附性，很容易會(huì)從反應(yīng)室的內(nèi)壁上脫落下來。更甚地，隨著執(zhí)行回刻工藝的晶片批次越 來越多，在處理腔室內(nèi)壁上的副產(chǎn)物也會(huì)積聚得越來越多，所述積聚的副產(chǎn)物由于自身重 量存在更大的可能會(huì)自所述內(nèi)壁脫落下來，形成顆粒，并掉落至下面的晶片表面上，污損晶 片。另外，如上所述，隨著執(zhí)行回刻工藝的晶片批次越來越多，在處理腔室內(nèi)壁上的副 產(chǎn)物也會(huì)積聚得越來越多，其脫落下來的幾率就會(huì)陡增。因此，在本實(shí)施例中，需要同時(shí)控 制好連續(xù)執(zhí)行回刻工藝的晶片的批次數(shù)量，若過多，會(huì)造成前面批次中已執(zhí)行回刻工藝的 晶片所產(chǎn)生的第一副產(chǎn)物會(huì)在后面批次的晶片在執(zhí)行回刻工藝時(shí)發(fā)生脫落等問題，影響所 述后面批次晶片的正常執(zhí)行并造成其污損；若過少，則會(huì)產(chǎn)生頻繁更換工藝，降低工作效 率。通過大量的實(shí)驗(yàn)證明，在本實(shí)施例中，連續(xù)執(zhí)行回刻工藝的晶片的批次數(shù)量設(shè)定為三批 次。當(dāng)然，所述批次數(shù)量并不是一成不變的，其也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，例如工藝條件或 設(shè)備條件等，而作不同的變化。接著，執(zhí)行步驟S12，執(zhí)行至少一批次晶片的接觸孔的刻蝕工藝。如圖3所示，步驟S12可具體包括步驟S120，提供至少一批次晶片，在所述晶片 表面形成有光刻膠圖形；步驟S122，將所述批次晶片置于所述刻蝕裝置的反應(yīng)室內(nèi)執(zhí)行刻 蝕工藝，制作出接觸孔，在所述刻蝕工藝過程中，產(chǎn)生能作用于所述第一副產(chǎn)物的第二副產(chǎn) 物。在本實(shí)施例中，步驟S12中執(zhí)行刻蝕工藝所述晶片與步驟SlO中執(zhí)行回刻工藝所 述晶片既可以是同種產(chǎn)品的不同批次，也可以是不同種產(chǎn)品；在為同一種產(chǎn)品時(shí)，還可以是 處于不連續(xù)的不同工藝階段。所述晶片表面形成光刻膠圖形的方法包括通過例如旋轉(zhuǎn)涂布等方式在所述晶片 表面形成光刻膠；在涂布光刻膠后，通過曝光將接觸孔掩膜圖形從掩膜版上轉(zhuǎn)移到光刻膠 上，并利用顯影液將相應(yīng)部位的光刻膠去除以形成與接觸孔掩膜圖形一致的光刻膠圖形。 由于所述形成光刻膠圖形的工藝為本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故不在此贅述。
在執(zhí)行回刻工藝過程中，由于氧化硅層的刻蝕以及刻蝕反應(yīng)氣體(例如為CF4、 CHF3或O2)的作用，會(huì)產(chǎn)生出附著于反應(yīng)室內(nèi)壁的副產(chǎn)物(第二副產(chǎn)物)，所述第二副產(chǎn)物 的組成成分主要包括碳、氫和氟。實(shí)驗(yàn)證明包括碳、氫和氟的第二副產(chǎn)物與包括碳、氧、硅和 氟的第一副產(chǎn)物相互作用后，至少能增強(qiáng)第一副產(chǎn)物的黏附性。另外，如上所述，也需要同時(shí)控制好連續(xù)執(zhí)行刻蝕工藝的晶片的批次數(shù)量，通過大 量的實(shí)驗(yàn)證明，在本實(shí)施例中，連續(xù)執(zhí)行回刻工藝的晶片的批次數(shù)量設(shè)定為一批次。當(dāng)然， 所述批次數(shù)量并不是一成不變的，其也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，例如工藝條件，而作不同的變化。步驟S14，交替執(zhí)行步驟SlO和步驟S12，得以完成所有晶片的旋涂氧化硅層的回 刻工藝和接觸孔的刻蝕工藝。通過交替執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回刻工藝和接觸孔的刻蝕工藝，能夠增強(qiáng)旋 涂氧化硅層的回刻工藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)物的黏附性，降低晶片因出現(xiàn)SOG殘留而損傷甚至報(bào) 廢的幾率。對(duì)所述刻蝕裝置在采用交替執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回刻工藝和接觸孔的刻 蝕工藝的新技術(shù)后觀察其產(chǎn)品報(bào)廢數(shù)，結(jié)果可見表1。需特別說明的，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)，將每一次交替執(zhí)行晶片 的旋涂氧化硅層的回刻工藝和接觸孔的刻蝕工藝設(shè)定為執(zhí)行三批次的回刻工藝和執(zhí)行一 批次的刻蝕工藝。但并不以此為限，例如本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，所述接觸孔的刻蝕工藝也可 以連續(xù)執(zhí)行。也就是說，在后續(xù)沒有需要執(zhí)行旋涂氧化硅層的回刻工藝的晶片時(shí)，仍可以連 續(xù)地執(zhí)行多批次晶片的接觸孔的刻蝕工藝，同樣能取得較好的效果。同時(shí)，也提高了所述刻 蝕裝置的利用率，增加產(chǎn)能。比較例提供多批次晶片，所述每一批次的晶片表面都形成有SOG層。將所述多批次晶片依序置入刻蝕裝置的反應(yīng)室中進(jìn)行回刻工藝以刻蝕掉部分的 SOG層。特別地，在所述刻蝕裝置的反應(yīng)室內(nèi)僅進(jìn)行SOG回刻工藝。由于，所述SOG回刻工 藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)物黏附性較弱，隨著進(jìn)行SOG回刻工藝的晶片批次越來越多，在處理腔室 內(nèi)壁上的副產(chǎn)物積聚得越來越多，所述積聚的副產(chǎn)物極易自所述內(nèi)壁脫落下來，形成顆粒， 并掉落至下面的晶片表面上，污損晶片，導(dǎo)致晶片的報(bào)廢。對(duì)所述刻蝕裝置在單獨(dú)采用晶片 的旋涂氧化硅層的回刻工藝后觀察其產(chǎn)品報(bào)廢數(shù)，結(jié)果可見表1。表 權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，在同一反應(yīng)室內(nèi)，交替執(zhí)行晶片的旋 涂氧化硅層的回刻工藝和晶片的接觸孔的刻蝕工藝，增強(qiáng)旋涂氧化硅層的回刻工藝中產(chǎn)生 的副產(chǎn)物的黏附性。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，執(zhí)行旋涂氧化硅層 的回刻工藝的晶片和接觸孔的刻蝕工藝的晶片的批次或產(chǎn)品不同。
3.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，所述交替執(zhí)行晶片 的旋涂氧化硅層的回刻工藝和晶片的接觸孔的刻蝕工藝包括將多批次的晶片依序置于刻蝕裝置的反應(yīng)室內(nèi)執(zhí)行回刻工藝，平坦化旋涂氧化硅層； 在所述回刻工藝過程中，產(chǎn)生有附著于所述反應(yīng)室內(nèi)壁的第一副產(chǎn)物；將至少一批次晶片置于所述刻蝕裝置的反應(yīng)室內(nèi)執(zhí)行刻蝕工藝，制作出接觸孔；在所 述刻蝕工藝過程中，產(chǎn)生第二副產(chǎn)物，所述第二副產(chǎn)物與第一副產(chǎn)物結(jié)合，增強(qiáng)二者的黏附 性。
4.如權(quán)利要求3所述的反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，在所述交替執(zhí)行晶 片的旋涂氧化硅層的回刻工藝和接觸孔的刻蝕工藝中，對(duì)三批次晶片執(zhí)行旋涂氧化硅層的 回刻工藝，對(duì)一批次的晶片執(zhí)行接觸孔的刻蝕工藝。
5.如權(quán)利要求3所述的反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，所述第一副產(chǎn)物包 括碳、氧、硅和氟，而第二副產(chǎn)物包括碳、氫和氟。
6.如權(quán)利要求3所述的反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，所述接觸孔的刻蝕 工藝在完成所有旋涂氧化硅層的回刻工藝后連續(xù)執(zhí)行。
7.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，其特征在于，所述旋涂氧化硅層 的形成方法包括旋涂芯片，將液態(tài)溶液均勻地涂布在芯片表面，所述液態(tài)溶液包括聚硅氮烷和溶劑；加熱處理，蒸發(fā)掉所述液態(tài)溶液中的溶劑，固化形成氧化硅層。
全文摘要
一種反應(yīng)室內(nèi)副產(chǎn)物的處理方法，主要是在在同一反應(yīng)室內(nèi)，交替執(zhí)行晶片的旋涂氧化硅層的回刻工藝和晶片的接觸孔的刻蝕工藝，從而能夠增強(qiáng)旋涂氧化硅層的回刻工藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)物的黏附性，降低其脫落至晶片的幾率，提高工作效率和晶片的良率。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102087958SQ20091025136
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者肖中強(qiáng) 申請(qǐng)人:無錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤(rùn)上華科技有限公司