氧化物刻蝕方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化物刻蝕方法及設(shè)備，所述方法包括以下步驟：S1、測量刻蝕設(shè)備腔體中電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度，判斷缺失厚度是否小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，若是，執(zhí)行步驟S2，若否，更換新的電子載臺后執(zhí)行步驟S2；S2、將晶圓放置于刻蝕設(shè)備腔體中的電子載臺上；S3、開啟刻蝕設(shè)備，通入刻蝕氣體，產(chǎn)生等離子轟擊晶圓，完成刻蝕。本發(fā)明通過對電子載臺上的缺陷厚度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)缺失厚度達(dá)到一定值時，更換新的電子載臺，有效地控制了晶圓表面的缺陷數(shù)量。
【專利說明】氧化物刻蝕方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種氧化物刻蝕方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路制造工藝中，刻蝕技術(shù)與光刻技術(shù)統(tǒng)稱為精細(xì)加工技術(shù)，所不同的是光刻工藝僅僅是一種表面加工技術(shù)，而刻蝕工藝則是光刻工藝的延伸和發(fā)展，晶片經(jīng)過曝光、顯影后，在光刻膠上顯示出集成電路的圖形，刻蝕即利用顯影后的光刻膠圖形作掩蔽，在Si02、Si3N4、金屬膜、多晶硅等不同類型的薄膜上刻蝕出與光刻膠圖形相同的集成電路圖形，實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。隨著集成電路的集成度不斷提高，加工線寬越來越小，人們在追求“微細(xì)化”的過程中進(jìn)行了大量的研究工作，包括曝光技術(shù)和刻蝕技術(shù)等。光刻膠上的圖形能作多精細(xì)，是由曝光技術(shù)所決定的，而光刻膠下的圖形能作多精細(xì)，則是由刻蝕技術(shù)決定的。因此，刻蝕技術(shù)是微細(xì)加工技術(shù)最核心的工藝之一。
[0003]刻蝕方法從宏觀上可分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩大類，各有其優(yōu)缺點:
[0004]濕法刻蝕技術(shù)是采用化學(xué)試劑進(jìn)行的刻蝕工藝。其優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)良好的選擇t匕、產(chǎn)能高；缺點是各向同性腐蝕，圖形較差，且⑶、OE量難以控制。
[0005]干法刻蝕就是利用氣體分子或其產(chǎn)生的離子自由基，對晶圓上的材質(zhì)同時進(jìn)行物理式撞擊濺蝕及化學(xué)反應(yīng)，來移除欲蝕刻部分，被蝕刻的物質(zhì)變成揮發(fā)性的氣體，經(jīng)抽氣系統(tǒng)抽離，從而得到需要的圖形。其優(yōu)點是各向異性腐蝕，CD、圖形控制良好，能夠?qū)崿F(xiàn)較小尺寸的腐蝕，對OE較好控制；缺點是選擇比難以控制，產(chǎn)能較低。
[0006]參圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中使用氧化物刻蝕設(shè)備得到的晶圓缺陷示意圖，圖中的黑點即表示氧化物缺陷，缺陷大部分集中在晶圓的邊緣。圖2中為通過模擬晶圓刻蝕得到的模擬晶圓缺陷示意圖，同樣地，缺陷也大部分集中在模擬晶圓的邊緣。通過對模擬晶圓進(jìn)行EDX (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy,能量色散X射線光譜儀)進(jìn)行分析,測定試樣所含的元素，根據(jù)強度測定元素的相對含量，可知晶圓缺陷元素包括Al、F和Si，而Al元素來自于刻蝕設(shè)備中的電子載臺，而在刻蝕過程中，電子載臺上的掩避環(huán)由于刻蝕氣體的作用會逐漸缺失，缺失后電子載臺的側(cè)邊緣會有部分直接與蝕刻氣體接觸從而發(fā)生氧化反應(yīng)，因此，在晶圓的表面會產(chǎn)生A1203、AlF3等聚合物缺陷，進(jìn)而得到的晶圓缺陷密度較大。
[0007]因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種新的氧化物刻蝕方法及設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種減小晶圓邊緣氧化物缺陷的氧化物刻蝕方法及設(shè)備。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下:
[0010]一種氧化物刻蝕方法，所述方法包括以下步驟:
[0011]S1、測量刻蝕設(shè)備腔體中電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度，判斷缺失厚度是否小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，若是，執(zhí)行步驟S2，若否，更換新的電子載臺后執(zhí)行步驟S2 ；
[0012]S2、將晶圓放置于刻蝕設(shè)備腔體中的電子載臺上；
[0013]S3、開啟刻蝕設(shè)備，通入刻蝕氣體，產(chǎn)生等離子轟擊晶圓，完成刻蝕。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟SI中缺失厚度的系統(tǒng)設(shè)置閾值為1mm。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟SI中電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度通過千分尺進(jìn)行測量。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中的刻蝕氣體包括CF4、CHF3> Ar、C4F8和CO。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中刻蝕氣體的體積流量CF4為1(T50SCCM，CHF3 為 10?60SCCM，Ar 為 90?180SCCM，C4F8 為 4SCCM 和 CO 為 95SCCM。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3后還包括:
[0019]S4、通入清潔氣體，對電子載臺上殘留的聚合物進(jìn)行處理。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述清潔氣體包括Ar、CF4, CHF3> 02。
[0021]相應(yīng)地，一種氧化物刻蝕設(shè)備，所述氧化物刻蝕設(shè)備包括一腔體，所述腔體中設(shè)有圓形電子載臺，所述電子載臺上表面設(shè)有圓環(huán)狀的掩避環(huán)，其特征在于，所述掩避環(huán)上還設(shè)有一厚度測量裝置，用于測量所述掩避環(huán)的缺失厚度。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對電子載臺上的缺陷厚度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)缺失厚度達(dá)到一定值時，更換新的電子載臺，有效地控制了晶圓表面的缺陷數(shù)量；同時，通過通入清潔氣體對電子載臺進(jìn)行清潔操作，進(jìn)一步地減少了晶圓表面的缺陷數(shù)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中使用氧化物刻蝕設(shè)備得到的晶圓缺陷示意圖；
[0025]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中通過模擬晶圓刻蝕得到的模擬晶圓缺陷示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明一實施方式中的氧化物刻蝕方法流程圖；
[0027]圖4a?4d為本發(fā)明一實施方式中的電子載臺局部示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明一實施方式氧化物刻蝕方法中晶圓批次與缺陷數(shù)量趨勢圖；
[0029]圖6為本發(fā)明另一實施方式中的氧化物刻蝕方法流程圖；
[0030]圖7為本發(fā)明另一實施方式氧化物刻蝕方法中晶圓批次與缺陷數(shù)量趨勢圖。
【具體實施方式】
[0031]本發(fā)明公開了一種氧化物刻蝕方法，該方法包括以下步驟:
[0032]S1、測量刻蝕設(shè)備腔體中電子載臺(E-Chuck)上掩避環(huán)(Shadow Ring)的缺失厚度(Loss Thickness)，判斷缺失厚度是否小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，若是，執(zhí)行步驟S2，若否，更換新的電子載臺后執(zhí)行步驟S2;
[0033]S2、將晶圓放置于刻蝕設(shè)備腔體中的電子載臺上；[0034]S3、開啟刻蝕設(shè)備，通入刻蝕氣體，產(chǎn)生等離子轟擊晶圓，完成刻蝕。
[0035]本發(fā)明通過對電子載臺上的缺陷厚度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)缺失厚度達(dá)到一定值時，更換新的電子載臺，有效地控制了晶圓表面的缺陷數(shù)量。
[0036]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]參圖3所示為本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中的氧化物刻蝕方法，該方法包括以下步驟:
[0038]S1、測量刻蝕設(shè)備腔體中電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度，判斷缺失厚度是否小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，若是，執(zhí)行步驟S2，若否，更換新的電子載臺后執(zhí)行步驟S2 ;
[0039]S2、將晶圓放置于刻蝕設(shè)備腔體中的電子載臺上；
[0040]S3、開啟刻蝕設(shè)備，通入刻蝕氣體，產(chǎn)生等離子轟擊晶圓，完成刻蝕。
[0041]本實施例中步驟SI具體為:
[0042]使用千分尺測量刻蝕設(shè)備腔體中電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度；
[0043]判斷缺失厚度是否小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，其中，本實施方式中的缺失厚度的系統(tǒng)設(shè)置閾值設(shè)為1_，缺失厚度的系統(tǒng)設(shè)置閾值是根據(jù)刻蝕的精細(xì)度要求而設(shè)定的，當(dāng)遇到更高精細(xì)度要求的時候，缺失厚度的系統(tǒng)設(shè)置閾值會設(shè)定的更小，而當(dāng)精細(xì)度要求略低時，可以將缺失厚度的系統(tǒng)設(shè)置閾值設(shè)定稍大；
[0044]若測得電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度小于1mm，則進(jìn)行下一步操作；若測得電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度大于或等于1mm，則認(rèn)為該電子載臺已經(jīng)不能滿足該刻蝕工藝的精度要求，更換新的電子載臺后再進(jìn)行下一步操作。
[0045]進(jìn)一步地,步驟S3具體為:
[0046]開啟刻蝕設(shè)備，使得刻蝕設(shè)備內(nèi)工藝條件滿足:壓力為50mTOrr(lTOrr=1333帕斯卡)，電極功率為40(Tl000W，磁場為10-20高斯，通入刻蝕氣體，本實施方式中刻蝕氣體包括CF4、CHF3> Ar、C4F8和CO，優(yōu)選地，通入刻蝕氣體時的體積流量分別為CF4為1(T50SCCM，CHF3 為 10~60SCCM，Ar 為 90~180SCCM，C4F8 為 4SCCM 和 CO 為 95SCCM，通入的刻蝕氣體 CF4、CHF3> Ar、C4F8, CO對晶圓上的材質(zhì)同時進(jìn)行物理式撞擊濺蝕及化學(xué)反應(yīng)，來移除需蝕刻部分，被蝕刻的物質(zhì)變成揮發(fā)性的氣體，經(jīng)抽氣系統(tǒng)抽離，從而完成晶圓的刻蝕工藝，準(zhǔn)備對下一個晶圓進(jìn)行刻蝕工藝。
[0047]結(jié)合圖4a~4d中電子載臺局部示意圖，對發(fā)明中的刻蝕工藝進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0048]圖4a為未刻蝕過晶圓的電子載臺局部示意圖，圖4b為刻蝕過一定數(shù)量晶圓的電子載臺局部示意圖。圖4c為刻蝕過程中氣體產(chǎn)生反應(yīng)的離子轟擊電子載臺側(cè)壁示意圖。如圖4d所示，未刻蝕過晶圓10的電子載臺20和刻蝕過一定數(shù)量晶圓的電子載臺相比，刻蝕過一定數(shù)量晶圓的電子載臺20上的掩避環(huán)21具有一定的缺失厚度(Loss Thickness),且缺失厚度逐漸變大，造成電子載臺20的側(cè)壁部分裸露，在缺失厚度的側(cè)壁會與刻蝕氣體直接接觸，由于電子載臺中含有Al元素，當(dāng)有刻蝕氣體轟擊時，會與刻蝕氣體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一定的A1203、AlF3等聚合物，從而造成晶圓的缺陷。[0049]參表1及圖5所示，測得該實施方式氧化物刻蝕方法中晶圓批次與缺陷數(shù)量關(guān)系的具體數(shù)據(jù)如下。
[0050]表1:本發(fā)明一實施方式氧化物刻蝕方法中晶圓批次與缺陷數(shù)量關(guān)系
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種氧化物刻蝕方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 51、測量刻蝕設(shè)備腔體中電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度，判斷缺失厚度是否小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，若是，執(zhí)行步驟S2，若否，更換新的電子載臺后執(zhí)行步驟S2 ; 52、將晶圓放置于刻蝕設(shè)備腔體中的電子載臺上； 53、開啟刻蝕設(shè)備，通入刻蝕氣體，產(chǎn)生等離子轟擊晶圓，完成刻蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物刻蝕方法，其特征在于，所述步驟SI中缺失厚度的系統(tǒng)設(shè)置閾值為1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物刻蝕方法，其特征在于，所述步驟SI中電子載臺上掩避環(huán)的缺失厚度通過千分尺進(jìn)行測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化物刻蝕方法，其特征在于，所述步驟S3中的刻蝕氣體包括 CF4、CHF3、Ar、C4F8 和 CO。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化物刻蝕方法，其特征在于，所述步驟S3中刻蝕氣體的體積流量 CF4 為 10?50SCCM，CHF3 為 10?60SCCM，Ar 為 90?180SCCM，C4F8 為 4SCCM 和 CO 為95SCCM。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3后還包括: 54、通入清潔氣體，對電子載臺上殘留的聚合物進(jìn)行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述清潔氣體包括Ar、CF4,CHF3> 02。
8.—種如權(quán)利要求1所述的氧化物刻蝕設(shè)備，所述氧化物刻蝕設(shè)備包括一腔體，所述腔體中設(shè)有圓形電子載臺，所述電子載臺上表面設(shè)有圓環(huán)狀的掩避環(huán)，其特征在于，所述掩避環(huán)上還設(shè)有一厚度測量裝置，用于測量所述掩避環(huán)的缺失厚度。
【文檔編號】H01J37/32GK103594309SQ201210288282
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月14日
【發(fā)明者】陳亞威 申請人:無錫華潤上華科技有限公司