一种改善刻蚀副产物凝结缺陷的晶圆净化腔制造技术

本发明专利技术公开了一种改善刻蚀副产物凝结缺陷的晶圆净化腔，用于在晶圆进行刻蚀后、清洗前，对晶圆进行前置净化处理，通过在净化腔的腔体内环绕腔体竖直中心设置的若干顶部喷射枪和若干侧壁喷射枪，可从不同方向及可调整的角度和距离同时向晶圆支撑台上旋转的晶圆喷射净化气体，并通过腔体上方的抽气管将腔体内的净化后气体及其携带的刻蚀副产物抽出，应用本发明专利技术的净化腔既可避免对晶圆、特别是对CD造成损伤，又可实现去除晶圆粘附的刻蚀副产物，从而消除了刻蚀副产物在等待清洗过程中与水反应产生的凝结物缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种改善刻蚀副产物凝结缺陷的晶圆净化腔
本专利技术涉及一种用于对半导体晶圆进行净化的装置，更具体地，涉及一种用于改善刻蚀工艺副产物产生的凝结物缺陷的晶圆净化腔。
技术介绍
随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸按比例缩小，各种工艺的工艺窗口也越来越小，比如离子注入的深度、剂量甚至形貌等等，例如，55纳米逻辑产品异常的离子注入形貌，将导致最终的器件甚至良率失效，造成损失。离子注入的异常形貌经常是由于多晶硅侧壁刻蚀的副产物残留，在清洗工艺由于等待时间过长，与空气中的与水反应产生的凝结物缺陷阻挡了正常的离子注入所导致。又例如，55纳米逻辑产品的通孔或连接孔刻蚀产生的副产物残留，在清洗工艺由于等待时间过长，与空气中的水反应会产生凝结物缺陷，此缺陷将挡住后续金属的填充，成为制约良率提升的一大阻碍。 针对上述刻蚀后的副产物产生的凝结物缺陷，目前主要是通过控制刻蚀到清洗之间的等待时间，来避免凝结物缺陷的出现。但是，由于在线生产中存在各种突发状况，其等待时间难以控制；同时，在某些极端情况下，即使等待时间控制得很好，也会随机出现此类缺陷。 因此，针对刻蚀后的副产物，现有的一种方法通常是应用刻蚀腔，在刻蚀完成后利用等离子体对晶圆进行处理。但此种方法将降低生产率，而且，由于等离子体的高能特性，很难控制其不对晶圆(如对CD)造成损伤，以及造成氧化物厚度损失等。另外一种常用的方式是通过增加后续湿法清洗步骤的清洗时间来去除刻蚀后的副产物与水反应产生的凝结物。此种方式同样会降低生产率，而且很难清洗干净，往往在清洗后仍有薄薄的一层氧化物残留，这将对后续离子注入的形貌产生相应的影响，进而影响最终的良率。即使两种方式同时应用，也只会加倍降低生产率，同时还会存在CD损伤等潜在问题，以及凝结物缺陷去除不净的风险。所以，以上方式均存在很大的弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可改善刻蚀副产物凝结缺陷的晶圆净化腔，用于在所述晶圆进行刻蚀后、清洗前，对所述晶圆进行前置净化处理，通过在所述晶圆净化腔的腔体内环绕所述腔体竖直中心设置的若干顶部喷射枪和若干侧壁喷射枪，可从不同方向及可调整的角度和距离同时向晶圆支撑台上旋转的所述晶圆喷射净化气体，并通过所述腔体上方的抽气管将所述腔体内的净化后气体及其携带的刻蚀副产物抽出，既可避免对晶圆、特别是对CD造成损伤，又可实现去除所述晶圆粘附的刻蚀副产物，从而消除了刻蚀副产物在等待清洗过程中与水反应产生的凝结物缺陷。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下: —种改善刻蚀副产物凝结缺陷的晶圆净化腔，其特征在于，所述晶圆净化腔包括: 腔体，所述腔体侧壁设有一个提供所述晶圆进出的窗口，所述腔体具有可与外部刻蚀机台腔体连通的接口，可作为刻蚀腔的副腔安装在同一机台上，以便于在刻蚀工艺完成后及时对晶圆进行净化处理，避免刻蚀副产物与外部的水接触发生反应； 喷射枪系统，包括设于所述腔体内的环绕所述腔体竖直中心的若干顶部喷射枪和若干侧壁喷射枪，所述顶部喷射枪设于所述侧壁喷射枪的上方，所述顶部喷射枪和侧壁喷射枪分别通过活动支架连接所述腔体的侧壁，所述活动支架可带动所述顶部喷射枪、侧壁喷射枪在所述腔体内运动，所述喷射枪连通外部净化气源，所述喷射枪系统可通过所述喷射枪以不同方向及可调整的角度和距离朝向放置在所述腔体内的所述晶圆同时喷射净化气体，对所述晶圆进行净化处理，去除所述晶圆粘附的刻蚀副产物，以消除刻蚀副产物与水反应产生的凝结物缺陷；由于晶圆表面的刻蚀结构在微观上为立体结构，环绕腔体的各顶部喷射枪和侧壁喷射枪通过活动支架可调整分别从不同方向、角度和距离向晶圆同时喷射净化气体，可以从不同方位以不同的压力冲击刻蚀副产物，以利于将粘附在刻蚀结构各方位的刻蚀副产物冲刷掉； 晶圆支撑台系统，包括设于所述腔体内的下方用于承载所述晶圆的晶圆支撑台，所述晶圆支撑台位于所述顶部喷射枪和所述侧壁喷射枪的下方，所述晶圆支撑台的下方中心设有转轴，所述转轴连接所述腔体外部的旋转及移动机构；可通过晶圆支撑台的转动，带动晶圆旋转，使从不同方向喷射出的净化气体在晶圆表面形成旋流状态，利用净化气体旋流的冲刷特性，使晶圆粘附的刻蚀副产物松动，并在净化气体的带动作用下通过离心力从晶圆分离，从而使晶圆得到净化； 抽气系统，设于所述腔体上方外部，并通过抽气管连通所述腔体内部，所述抽气管一端从所述腔体的上方伸入所述腔体内部，另一端连通外部气体回收装置，所述抽气系统通过所述抽气管将所述腔体内的净化后气体及其携带的刻蚀副产物抽出，并排向所述气体回收装置。 进一步地，所述抽气管在所述腔体内具有下大、上小平滑过渡的管径，所述抽气管的下端开口位于所述晶圆支撑台的上方，并位于所述顶部喷射枪和所述侧壁喷射枪的上方。抽气管具有较大的下端开口，可起到更好地汇聚作用，以利于将净化后气体及其携带的刻蚀副产物尽可能一次性抽出腔体，以避免刻蚀副产物在腔体内沉积或二次污染晶圆。 进一步地，所述晶圆支撑台、所述抽气管、所述腔体的竖直中心重合，以利于形成最佳的抽气效果。 进一步地，所述顶部喷射枪按与所述晶圆支撑台的垂直方向设于所述支撑台的上方，并可通过所述活动支架调整与所述晶圆支撑台之间的垂直距离和至所述晶圆支撑台中心的水平距离，可以一定的垂直距离和位置定点喷射净化气体，也可按一定的垂直距离和变换的位置或按变换的垂直距离和变换的位置以移动喷射的方式从正面方向对晶圆进行净化处理，可利用净化气体变动的冲击力的冲刷作用，进一步增强净化效力。 进一步地，所述顶部喷射枪与所述晶圆支撑台之间的垂直距离可在O?150毫米之间调整，可在此距离范围内调整以一定的垂直距离和位置定点喷射净化气体，也可按一定的垂直距离和变换的位置或按变换的垂直距离和变换的位置以移动喷射的方式从正面方向对晶圆进行净化处理。 进一步地，所述侧壁喷射枪按与所述晶圆支撑台的倾斜方向设于所述支撑台的上方，并可通过所述活动支架调整与所述晶圆支撑台之间的倾斜喷射角和至所述晶圆支撑台中心的水平距离，可以一定的喷射角和位置定点倾斜喷射净化气体，也可按一定的喷射角和变换的位置或按变换的喷射角和变换的位置以移动喷射的方式从倾斜方向对晶圆进行净化处理，可利用净化气体变动的冲击力的冲刷作用，配合顶部喷射枪的正面喷射，进一步增强净化效力。 进一步地，所述侧壁喷射枪与所述晶圆支撑台之间的倾斜喷射角可在O?90度之间调整，可在此角度范围内调整以一定的喷射角和位置定点倾斜喷射净化气体，也可按一定的喷射角和变换的位置或按变换的喷射角和变换的位置以移动喷射的方式从倾斜方向对晶圆进行净化处理。 进一步地，所述顶部喷射枪和侧壁喷射枪按上下位置分别环绕所述腔体的竖直中心对称且错位设置，以提高净化气体喷射的均匀性，并避免分别从顶部喷射枪和侧壁喷射枪喷射的净化气体的气路之间产生交叉干扰。 进一步地，所述旋转及移动机构通过所述转轴带动所述晶圆支撑台在所述腔体内可同时作旋转、上下及水平移动，可在顶部喷射枪和侧壁喷射枪作定点喷射或移动喷射时，晶圆支撑台选择以作单一的转动，或转动同时上下移动，或转动、上下移动的同时进行水平移动的不同方式，配合以三维运动的方式，使晶圆表面的旋流净化气体发挥最佳的冲刷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善刻蚀副产物凝结缺陷的晶圆净化腔，其特征在于，所述晶圆净化腔包括：腔体，所述腔体侧壁设有一个提供所述晶圆进出的窗口，所述腔体具有可与外部刻蚀机台腔体连通的接口；喷射枪系统，包括设于所述腔体内的环绕所述腔体竖直中心的若干顶部喷射枪和若干侧壁喷射枪，所述顶部喷射枪设于所述侧壁喷射枪的上方，所述顶部喷射枪和侧壁喷射枪分别通过活动支架连接所述腔体的侧壁，所述活动支架可带动所述顶部喷射枪、侧壁喷射枪在所述腔体内运动，所述喷射枪连通外部净化气源，所述喷射枪系统可通过所述喷射枪以不同方向及可调整的角度和距离朝向放置在所述腔体内的所述晶圆同时喷射净化气体，对所述晶圆进行净化处理，去除所述晶圆粘附的刻蚀副产物，以消除刻蚀副产物与水反应产生的凝结物缺陷；晶圆支撑台系统，包括设于所述腔体内的下方用于承载所述晶圆的晶圆支撑台，所述晶圆支撑台位于所述顶部喷射枪和所述侧壁喷射枪的下方，所述晶圆支撑台的下方中心设有转轴，所述转轴连接所述腔体外部的旋转及移动机构；抽气系统，设于所述腔体上方外部，并通过抽气管连通所述腔体内部，所述抽气管一端从所述腔体的上方伸入所述腔体内部，另一端连通外部气体回收装置，所述抽气系统通过所述抽气管将所述腔体内的净化后气体及其携带的刻蚀副产物抽出，并排向所述气体回收装置。...

【技术特征摘要】
1.一种改善刻蚀副产物凝结缺陷的晶圆净化腔，其特征在于，所述晶圆净化腔包括: 腔体，所述腔体侧壁设有一个提供所述晶圆进出的窗口，所述腔体具有可与外部刻蚀机台腔体连通的接口； 喷射枪系统，包括设于所述腔体内的环绕所述腔体竖直中心的若干顶部喷射枪和若干侧壁喷射枪，所述顶部喷射枪设于所述侧壁喷射枪的上方，所述顶部喷射枪和侧壁喷射枪分别通过活动支架连接所述腔体的侧壁，所述活动支架可带动所述顶部喷射枪、侧壁喷射枪在所述腔体内运动，所述喷射枪连通外部净化气源，所述喷射枪系统可通过所述喷射枪以不同方向及可调整的角度和距离朝向放置在所述腔体内的所述晶圆同时喷射净化气体，对所述晶圆进行净化处理，去除所述晶圆粘附的刻蚀副产物，以消除刻蚀副产物与水反应产生的凝结物缺陷； 晶圆支撑台系统，包括设于所述腔体内的下方用于承载所述晶圆的晶圆支撑台，所述晶圆支撑台位于所述顶部喷射枪和所述侧壁喷射枪的下方，所述晶圆支撑台的下方中心设有转轴，所述转轴连接所述腔体外部的旋转及移动机构； 抽气系统，设于所述腔体上方外部，并通过抽气管连通所述腔体内部，所述抽气管一端从所述腔体的上方伸入所述腔体内部，另一端连通外部气体回收装置，所述抽气系统通过所述抽气管将所述腔体内的净化后气体及其携带的刻蚀副产物抽出，并排向所述气体回收装置。2.如权利要求1所述的晶圆净化腔，其特征在于，所述抽气管在所述腔体内具有下大、上小平滑过渡的管径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范荣伟，陈宏璘，龙吟，顾晓芳，郭浩，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31