提升检测金属离子污染敏感性的方法与流程

本发明属于集成电路制造领域，特别涉及一种在半导体干法刻蚀工艺中提升检测金属离子污染敏感性的方法。

背景技术：

1、随着是cmos图像传感器(cis)产品的更新迭代，对生产过程中的金属离子的管控提出了更高的要求，因此,对工艺腔体内检测的工艺条件也提出了更敏感性的要求；icpms(inductively coupled plasma mass spectrometry，全称电感耦合等离子体质谱)，是以电感耦合等离子体作为离子源，以质谱进行检测的无机多元素分析技术，现有的icpms检测工艺条件都是采用以产品工艺为基础的测试主体(body)，敏感性不是最理想的，且不同像素尺寸(pixel size)产品的白色像素(white pixel，wp)的规格不同，新的pixel size大的产品white pixel的规格卡的很紧，现有的工艺条件不足以满足pixel size大的敏感性产品稳定量产的监控需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提升检测金属离子污染敏感性的方法，以提高刻蚀工艺中icpms晶圆检测的灵敏度。

2、为达到上述目的，本发明提供一种提升检测金属离子污染敏感性的方法，在晶圆刻蚀工艺中包括如下步骤：

3、步骤一：向工艺腔体通入清洗气体，提供源射频，在第一工艺腔体压力下运行第一设定时间；

4、步骤二：向工艺腔体通入刻蚀气体，提供偏置射频，在第二工艺腔体压力下运行第二设定时间。

5、可选的，步骤一和步骤二循环进行多次。

6、可选的，步骤一先于步骤二进行，或者，步骤二先于步骤一进行。

7、可选的，所述第一工艺腔体压力大于所述第二工艺腔体压力。

8、可选的，所述源射频功率小于100w，所述第一工艺腔体压力为20mtorr～500mtorr；所述偏置射频功率为50w～500w，所述第二工艺腔体压力小于200mtorr。

9、可选的，所述清洗气体包括nf3、o2，所述刻蚀气体包括cl2、hbr、cf4。

10、可选的，步骤二还包括：向所述工艺腔体中通入氩气。

11、可选的，采用icpms进行金属离子检测。

12、可选的，检测的金属离子包括fe、cr、mo、ti、cu、ni、zn、w或mn。

13、可选的，所述工艺腔体为等离子体处理腔室，所述工艺腔体包括上电极和下电极，所述下电极连接源射频功率源和偏置射频功率源。

14、综上，本发明提供一种提升检测金属离子污染敏感性的方法，包括先采用无偏置射频，大压力的各向同性工艺处理过程，再采用大功率偏置射频和小压力的各项异性工艺处理过程，或者先第二步再第一步的工艺条件，改善等离子体的在工艺腔体的分布，以同时捕捉轻重分子量的不同金属元素，提升晶圆检测的灵敏度。本发明在刻蚀机台上通过腔室气体压力高低调节和射频功率大小的调节，使等离子体能触及到工艺腔体的角角落落，更真实的反应腔体金属污染的时间情况，大大提升了icpms检测的敏感性和稳定性，满足后续产品不断迭代的工艺需求。

技术特征：

1.一种提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，在晶圆刻蚀工艺中包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，步骤一和步骤二循环进行多次。

3.根据权利要求1所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，步骤一先于步骤二进行，或者，步骤二先于步骤一进行。

4.根据权利要求1所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，所述第一工艺腔体压力大于所述第二工艺腔体压力。

5.根据权利要求1所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，所述源射频功率小于100w，所述第一工艺腔体压力为20mtorr～500mtorr；所述偏置射频功率为50w～500w，所述第二工艺腔体压力小于200mtorr。

6.根据权利要求1所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，所述清洗气体包括nf3、o2，所述刻蚀气体包括cl2、hbr、cf4。

7.根据权利要求6所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，步骤二还包括：向所述工艺腔体中通入氩气。

8.根据权利要求1所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，采用icpms进行金属离子检测。

9.根据权利要求8所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，检测的金属离子包括fe、cr、mo、ti、cu、ni、zn、w或mn。

10.根据权利要求1所述的提升检测金属离子污染敏感性的方法，其特征在于，所述工艺腔体为等离子体处理腔室，所述工艺腔体包括上电极和下电极，所述下电极连接源射频功率源和偏置射频功率源。

技术总结
本发明提供一种提升检测金属离子污染敏感性的方法，包括先采用无偏置射频，大压力的各向同性工艺处理过程，再采用大功率偏置射频和小压力的各项异性工艺处理过程，或者先第二步再第一步的工艺条件，改善等离子体的在工艺腔体的分布，以同时捕捉轻重分子量的不同金属元素。本发明在刻蚀机台上通过腔室气体压力高低调节和射频功率大小的调节，使等离子体能触及到工艺腔体的角角落落，更真实的反应腔体金属污染的时间情况，大大提升了ICPMS检测的敏感性和稳定性，满足后续产品不断迭代的工艺需求。

技术研发人员：吕亚冰,徐欢,陈力钧
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：2024/1/13