CN101197269B - 硅片刻蚀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅片刻蚀的方法，包括硅片刻蚀步，还包括除去颗粒步。硅片刻蚀步结束后，首先向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击硅片刻蚀过程中产生的颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面；然后向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走。能有效清除刻蚀工艺过程中产生的颗粒。适用与对各种半导体硅片的刻蚀，尤其适用于对多晶硅栅极的刻蚀。

Description

硅片刻蚀的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体硅片加工工艺，尤其涉及一种硅片刻蚀的方法。
背景技术
目前在半导体工艺制造中，元器件的特征尺寸越来越小，所以，相应的对半导体的工艺要求也越来越高，其中，对工艺过程中的颗粒(particle)的控制是控制期间成品率很关键的一个因素。
在多晶硅栅极刻蚀工艺中，一般包括以下三个步骤：BT(Break through)步，即初刻蚀，其主要作用是去除表面的自然的氧化层；ME(main etch)步，即主刻蚀，其作用是刻蚀多晶硅，形成线条；OE(Over etch)步，即过刻蚀，其作用是刻蚀掉残余的多晶硅。
现有技术中一般是在刻蚀工艺前对硅片进行湿法清洗。但现有技术不能对工艺过程中产生的颗粒进行清除。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅片刻蚀的方法，该方法能有效清除刻蚀工艺过程中产生的颗粒。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的硅片刻蚀的方法，包括硅片刻蚀步，所述硅片刻蚀步之后还包括除去颗粒步，所述颗粒为硅片刻蚀过程产生的副产物，吸附在刻蚀腔室的内壁或硅片表面上，所述除去颗粒步包括步骤：
A、向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击所述颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面；
B、向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走；
所述步骤A中所用的工艺气体包括He气和/或Ar气。
所述射频源的功率为50～800W，所述的等离子体包括He+和/或Ar+及电子。
所述工艺气体的总流量为10～100sccm；
所述工艺气体的压力为5～12mT；
反应时间为2～30s。
所述步骤B中所用的工艺气体包括He气和/或Ar气，还包括N2气。
所述工艺气体中，He气和/或Ar气的总流量为10～300sccm，N2气的流量为5～300sccm；
所述工艺气体的压力为0～5mT；
供气时间为5～30s。
所述颗粒包括以下至少一种物质：
SiBr3+的聚合物、SiBr2 2+的聚合物、SiBr3+的聚合物、光阻的聚合物。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的硅片刻蚀的方法，由于硅片刻蚀步之后还包括除去颗粒步，首先向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击所述颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面；然后向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走。能有效清除刻蚀工艺过程中产生的颗粒。
适用与对各种半导体硅片的刻蚀，尤其适用于对多晶硅栅极的刻蚀。
具体实施方式
本发明硅片刻蚀的方法较佳的具体实施方式是，包括硅片刻蚀步、除去颗粒步。
所述硅片刻蚀步完成对硅片的刻蚀工艺，所述颗粒为硅片刻蚀过程产生的副产物，吸附在刻蚀腔室的内壁或硅片表面上，所述颗粒主要包括等离子体SiBr3+、SiBr2 2+、SiBr3+等的聚合物，或光阻的聚合物。
所述除去颗粒步的主要目的就是除去上述的这些颗粒，具体包括步骤：
步骤1、向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击所述颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面。这一步的目的是将颗粒激活成为气化状态。
步骤2、向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走。
上述步骤1中所用的工艺气体包括He气或Ar气，或二者的混合气体。所述射频源的功率为50～800W，射频源将工艺气体电离成为等离子体，主要包括He+离子、Ar+离子及电子，这些等离子体实现对颗粒的轰击、气化。
这一过程中的主要的优选工艺参数为：
工艺气体的总流量为10～100sccm，可以为10、18、32、45、55、68、83、100sccm等优选流量，其中He气的流量可以为0～100sccm，Ar气的流量可以为0～100sccm；
工艺气体的压力为5～12mT，可以是5、8、10、12mT等优选压力；
反应时间为2～30s，可以是2、5、10、18、26、30s等优选时间。
上述步骤2中所用的工艺气体包括He气或Ar气，或二者的混合气体，还包括N2气。这一步骤中，一边向刻蚀腔室中通入工艺气体，一边将工艺气体抽出反应腔室，从而将气化的颗粒带走。
这一过程中的主要的优选工艺参数为：
所述工艺气体中，He气与Ar气的总流量为10～300sccm，可以为10、18、45、68、100、150、200、265、285、300sccm等优选流量，其中He气的流量可以为0～300sccm，Ar气的流量可以为0～300sccm。
N2气的流量为5～300sccm，可以为5、10、18、45、68、100、150、200、265、285、300sccm等优选流量。
所述工艺气体的压力为0～5mT，可以是0、1、3、5mT等优选压力；
供气时间为5～30s，可以是5、10、18、26、30s等优选时间。
本发明通过对吸附在刻蚀腔室的内壁或硅片表面上颗粒进行气化，并带走，能有效清除刻蚀工艺过程中产生的颗粒。适用与对各种半导体硅片的刻蚀，尤其适用于对多晶硅栅极的刻蚀。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种硅片刻蚀的方法，包括硅片刻蚀步，其特征在于，所述硅片刻蚀步之后还包括除去颗粒步，所述颗粒为硅片刻蚀过程产生的副产物，吸附在刻蚀腔室的内壁或硅片表面上，所述除去颗粒步包括步骤：
A、首先，向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击所述颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面；
B、然后，向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走；
所述步骤B中所用的工艺气体包括He气和/或Ar气，还包括N2气；
所述步骤B的工艺气体中，He气和/或Ar气的总流量为10～300sccm，N2气的流量为5～300sccm；所述步骤B的工艺气体的压力为0～5mT；所述步骤B的供气时间为5～30s。
2.根据权利要求1所述的硅片刻蚀的方法，其特征在于，所述步骤A中所用的工艺气体包括He气和/或Ar气。
3.根据权利要求2所述的硅片刻蚀的方法，其特征在于，所述射频源的功率为50～800W，所述的等离子体包括He+和/或Ar+，还包括电子。
4.根据权利要求2或3所述的硅片刻蚀的方法，其特征在于：
所述所述步骤A中的工艺气体的总流量为10～83sccm；
所述所述步骤A中的工艺气体的压力为5～12mT；
所述步骤A的反应时间为2～30s。
5.根据权利要求1所述的硅片刻蚀的方法，其特征在于，所述颗粒包括以下至少一种物质：
SiBr3+的聚合物、SiBr2 2+的聚合物、光阻的聚合物。
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