本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種晶片加工方法。

背景技術(shù)：

等離子加工設(shè)備廣泛地應(yīng)用于集成電路(IC)或MEMS器件的制造工藝中，其利用射頻電源將工藝氣體激發(fā)為高能等離子體，并與晶片表面進行反應(yīng)，從而完成刻蝕工藝。

圖1為現(xiàn)有的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1，等離子體加工設(shè)備包括四個反應(yīng)腔室(PM1～PM4)、傳輸腔室TM、兩個過渡腔室(LLA和LLB)以及EFEM腔室。其中，四個反應(yīng)腔室(PM1～PM4)用于先后或同時完成等離子體刻蝕工藝；傳輸腔室TM用于在各個腔室之間傳遞晶片；兩個過渡腔室(LLA和LLB)用于完成晶片在大氣與真空狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，EFEM腔室用于存放晶片，同時為晶片提供微環(huán)境，使EFEM內(nèi)部產(chǎn)生從上到下的均勻氣流，從而避免晶片受到顆粒的污染。但是，由于四個反應(yīng)腔室(PM1～PM4)處于大氣環(huán)境中，其大氣端零部件在工藝氣體的作用下被氫鹵酸腐蝕，并產(chǎn)生顆粒，這些顆粒若落在晶片表面上會導(dǎo)致晶片產(chǎn)生缺陷。此外，在刻蝕結(jié)束后，會有鹵素元素的氣體或化合物殘留在晶片表面，并在大氣中發(fā)生冷凝反應(yīng)，形成呈水滴狀的冷凝顆粒(Condensation defect)，其不規(guī)則地分布在晶圓表面，嚴(yán)重影響刻蝕產(chǎn)品的良率。

為此，現(xiàn)有的一種去除顆粒的方法是在刻蝕工藝前后，通過向反應(yīng)腔室內(nèi)通入N₂或Ar等氣體，對晶片表面進行吹掃，從而去除在傳輸或刻蝕過程中掉落在晶片表面上的顆粒(灰塵或刻蝕副產(chǎn)物)，從而可以避免顆粒對產(chǎn)品良率的影響。

但是，在實際應(yīng)用中，上述方法仍存在以下問題：

其一，在對晶片表面進行吹掃時，由于通入反應(yīng)腔室內(nèi)的N₂或Ar等氣體會在氣流的影響下隨機飄動，無法有效地去除反應(yīng)腔室內(nèi)產(chǎn)生的氫鹵酸等的工藝殘氣，從而仍然存在大氣端零部件被氫鹵酸腐蝕污染的問題，只能依靠頻繁的清潔保養(yǎng)來減輕晶片因該問題產(chǎn)生的缺陷，從而造成設(shè)備的保養(yǎng)周期較短。

其二，上述方法無法有效地去除晶片表面上的冷凝顆粒，從而無法保證刻蝕產(chǎn)品的良率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種晶片加工方法，其不僅可以有效去除在晶片表面上殘留的冷凝顆粒，而且還可以去除反應(yīng)腔室內(nèi)產(chǎn)生的氫鹵酸等的工藝殘氣，從而可以減少晶片缺陷，提高產(chǎn)品良率，同時延長半導(dǎo)體加工設(shè)備的保養(yǎng)周期。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種晶片加工方法，使用具有雙通道進氣噴嘴的半導(dǎo)體加工設(shè)備加工晶片，所述半導(dǎo)體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室，在所述反應(yīng)腔室內(nèi)設(shè)置有用于承載晶片的承載裝置；所述雙通道進氣噴嘴設(shè)置在所述反應(yīng)腔室的頂部，且位于所述承載裝置的上方，并且所述雙通道進氣噴嘴包括中心通道和環(huán)繞在所述中心通道周圍的環(huán)形通道，所述晶片加工方法包括：

工藝步驟，對晶片進行加工工藝，且在進行所述加工工藝時通過所述環(huán)形通道向所述反應(yīng)腔室內(nèi)輸送工藝氣體；

吹掃步驟，在所述工藝步驟之前和/或之后，通過所述中心通道朝向晶片表面輸送吹掃氣體。

優(yōu)選的，所述中心通道包括一個或多個進氣孔；通過設(shè)定所述進氣孔的孔徑而使經(jīng)所述進氣孔流入所述反應(yīng)腔室內(nèi)的吹掃氣體的氣流速度滿足去除晶片表面上的顆粒的要求。

優(yōu)選的，所述進氣孔的孔徑的取值范圍在1～3mm。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體加工設(shè)備還包括至少三個頂針和頂針升降 機構(gòu)，其中，所述至少三個頂針用于支撐晶片；所述頂針升降機構(gòu)用于驅(qū)動所述至少三個頂針上升至第一位置或下降至第二位置，所述第一位置為所述頂針的頂端高于所述承載裝置用于承載晶片的承載面的位置；所述第二位置為所述頂針的頂端低于所述承載裝置用于承載晶片的承載面的位置；所述晶片加工方法包括：

晶片升起步驟，在所述工藝步驟之前和/或之后，且在所述吹掃步驟之前，利用所述頂針升降機構(gòu)驅(qū)動所述頂針上升至所述第一位置，以將置于所述承載裝置上的晶片托起。

優(yōu)選的，在所述吹掃步驟中，根據(jù)不同的加工工藝，設(shè)定所述吹掃氣體的氣體種類組合、氣體流量、所述反應(yīng)腔室的壓力和吹掃時間中的至少一個參數(shù)，以有效去除晶片表面上的顆粒。

優(yōu)選的，所述吹掃氣體的氣體種類組合包括一種惰性氣體或者不同種惰性氣體的組合。

優(yōu)選的，所述惰性氣體包括氮氣或氬氣。

優(yōu)選的，所述氣體流量的取值范圍在100～200sccm。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)腔室的壓力的取值范圍在40～150mT。

優(yōu)選的，所述吹掃時間的取值范圍在4～10s。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的晶片加工方法，其使用具有雙通道進氣噴嘴的半導(dǎo)體加工設(shè)備加工晶片，且在工藝步驟之前和/或之后進行吹掃步驟，且該吹掃步驟是使雙通道進氣噴嘴的中心通道對晶片表面輸送吹掃氣體。由于雙通道進氣噴嘴的中心通道這一特殊結(jié)構(gòu)，其可以提高吹掃氣體的流速，從而可以有效去除在晶片表面上殘留的冷凝顆粒，進而可以提高產(chǎn)品良率。而且，由于進入反應(yīng)腔室內(nèi)的吹掃氣體不會出現(xiàn)隨機流動情況，因此，可以實現(xiàn)高效地去除反應(yīng)腔室內(nèi)產(chǎn)生的氫鹵酸等的工藝殘氣，進而可以緩解大氣端零部件被氫鹵酸腐蝕污染的問題，從而可以減少晶片缺陷，提高產(chǎn)品良率，同時延長半導(dǎo)體加工設(shè)備的保養(yǎng)周期。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的等離子體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的晶片加工方法使用的半導(dǎo)體加工設(shè)備的剖視圖；

圖3為圖2中半導(dǎo)體加工設(shè)備的雙通道進氣噴嘴的剖視圖；以及

圖4為本發(fā)明實施例提供的晶片加工方法的流程框圖。

具體實施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的晶片加工方法進行詳細(xì)描述。

本發(fā)明實施例提供的晶片加工方法，其使用具有雙通道進氣噴嘴的半導(dǎo)體加工設(shè)備對晶片進行加工。圖2為本發(fā)明實施例提供的晶片加工方法使用的半導(dǎo)體加工設(shè)備的剖視圖。請參閱圖2，半導(dǎo)體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室1，且在反應(yīng)腔室1內(nèi)設(shè)置有用于承載晶片4的承載裝置2，例如靜電卡盤、機械卡盤或者基座等等。雙通道進氣噴嘴設(shè)置在反應(yīng)腔室1的頂部，且位于承載裝置2的上方，圖3為圖2中半導(dǎo)體加工設(shè)備的雙通道進氣噴嘴的剖視圖，如圖3所示，該進氣噴嘴包括中心通道6和環(huán)繞在該中心通道6周圍的環(huán)形通道5。中心通道6和環(huán)形通道5彼此間隔，可獨立地向反應(yīng)腔室1內(nèi)輸送氣體。

圖4為本發(fā)明實施例提供的晶片加工方法的流程框圖。請參閱圖4，在使用上述半導(dǎo)體加工設(shè)備的前提下，本發(fā)明實施例提供的晶片的加工方法包括：

工藝步驟，對晶片進行加工工藝，且在進行加工工藝時通過環(huán)形通道5和/或中心通道6向反應(yīng)腔室1內(nèi)輸送工藝氣體。

吹掃步驟，在完成工藝步驟之后，通過中心通道6朝向晶片表面輸送吹掃氣體。

在工藝步驟中，單獨利用環(huán)形通道5向反應(yīng)腔室1內(nèi)輸送工藝氣體，這不僅可以獲得更加均勻的等離子體分布，而且可以使工藝步驟和吹掃步驟分別使用不同的通道向反應(yīng)腔室1內(nèi)輸送氣體，切換過程簡單，切換效率較高。在實際應(yīng)用中，可以通過兩個氣動隔膜閥等的通斷開關(guān)單獨控制環(huán)形通道5和中心通道6的通斷。

由圖3可知，中心通道6采用細(xì)長孔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以使自其流出的氣體具有較高的流速，而且該中心通道6的出氣端位于晶片4的上方，可以自上而下地噴出氣體，從而借助該中心通道6，可以使進入反應(yīng)腔室1內(nèi)的氣體具有高速、方向性的特點。由此，通過在吹掃步驟中使用中心通道6，可以起到較好的吹掃效果，從而可以有效去除在晶片表面上殘留的冷凝顆粒，進而可以提高產(chǎn)品良率。而且，由于進入反應(yīng)腔室1內(nèi)的吹掃氣體不會出現(xiàn)隨機流動情況，因此，可以實現(xiàn)高效地去除反應(yīng)腔室1內(nèi)產(chǎn)生的氫鹵酸等的工藝殘氣，進而可以緩解大氣端零部件被氫鹵酸腐蝕污染的問題，從而可以減少晶片缺陷，提高產(chǎn)品良率，同時延長半導(dǎo)體加工設(shè)備的保養(yǎng)周期。上述吹掃氣體的氣體種類組合包括一種惰性氣體或者不同種惰性氣體的組合。其中，惰性氣體包括氮氣或氬氣等等。

在本實施例中，中心通道6由單個進氣孔構(gòu)成，但是本發(fā)明并不局限于此，在實際應(yīng)用中，中心通道6還可以由多個進氣孔構(gòu)成，用以在吹掃步驟中同時向反應(yīng)腔室內(nèi)輸送吹掃氣體。而且，通過設(shè)定上述進氣孔的孔徑，可以對吹掃氣體的氣流速度進行調(diào)節(jié)，從而使經(jīng)各個進氣孔流入反應(yīng)腔室1內(nèi)的吹掃氣體的氣流速度滿足去除晶片表面上的顆粒的要求。優(yōu)選的，進氣孔的孔徑的取值范圍在1～3mm。除此之外，在實際應(yīng)用中，還可以通過在與雙通道進氣噴嘴連接的氣體管路上設(shè)置MFC(質(zhì)量流量器)，來控制流入中心通道6的吹掃氣體的氣體流量。

在吹掃步驟中，可以根據(jù)不同的加工工藝，設(shè)定吹掃氣體的氣體種類組合、氣體流量、反應(yīng)腔室的壓力和吹掃時間中的至少一個參數(shù)，從而可以有針對性地去除完成不同的加工工藝之后，在晶片表面上殘留的顆粒。例如，針對刻蝕工藝，在晶片表面上形成的呈水滴狀的冷凝顆粒(Condensation defect)，以及因大氣端零部件被氫鹵酸腐蝕污染而在晶片表面上形成的氫鹵酸顆粒。優(yōu)選的，吹掃氣體的氣體流量的取值范圍在100～200sccm。反應(yīng)腔室的壓力的取值范圍在40～150mT。在該氣體流量和腔室壓力的條件下，不會對晶片產(chǎn)生影響。吹掃時間的取值范圍在4～10s，在該范圍內(nèi)可以在保證產(chǎn)能的前 提下，有效地去除晶片表面上的顆粒。

優(yōu)選的，在本發(fā)明實施例提供的晶片加工方法中，還可以利用半導(dǎo)體加工設(shè)備中的頂針和頂針升降機構(gòu)對晶片4的下表面進行吹掃。具體地，如圖2所示，半導(dǎo)體加工設(shè)備還包括至少三個頂針3和頂針升降機構(gòu)(圖中未示出)，其中，至少三個頂針3用于支撐晶片4；頂針升降機構(gòu)用于驅(qū)動至少三個頂針3上升至第一位置或下降至第二位置，其中，第一位置為頂針3的頂端高于承載裝置2用于承載晶片的承載面的位置，如圖2中頂針3的位置。第二位置為頂針3的頂端低于承載裝置用于承載晶片的承載面的位置。

利用上述頂針和頂針升降機構(gòu)，本發(fā)明實施例提供的晶片加工方法還包括：

晶片升起步驟，即，在工藝步驟之后，且在吹掃步驟之前，利用頂針升降機構(gòu)驅(qū)動頂針3上升至第一位置，以將置于承載裝置2上的晶片4托起。

這樣，在后續(xù)進行吹掃步驟時，由于晶片4的下表面暴露在反應(yīng)腔室1的環(huán)境中，反應(yīng)腔室1中的氣流會對晶片4的下表面進行吹掃，從而可以去除粘附在晶片4的下表面上的顆粒。

需要說明的是，在本實施例中，僅在完成工藝步驟之后，進行吹掃步驟，或者先后進行晶片升起步驟和吹掃步驟。但是本發(fā)明并不局限于此，在實際應(yīng)用中，也可以僅在工藝步驟之前，進行吹掃步驟，或者先后進行晶片升起步驟和吹掃步驟?；蛘?，還可以同時在工藝步驟之前和之后，均進行吹掃步驟，或者均先后進行晶片升起步驟和吹掃步驟。

還需要說明的是，本發(fā)明提供的晶片加工方法是利用現(xiàn)有的具有雙通道進氣噴嘴的半導(dǎo)體加工設(shè)備加工晶片，除了根據(jù)不同加工工藝的需要，可以對中心通道6的進氣孔數(shù)量和孔徑進行調(diào)整之外，未對該設(shè)備進行硬件升級改造，從而可以在有效去除晶片表面顆粒的同時，節(jié)省硬件升級改造的成本。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的 普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。