CN107706076A - 一种改善cmos图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，能够降低像素白点，提高传感器良率，本发明在晶圆刻蚀前，无晶圆情况下，使用WAC对腔体氛围进行控制，分别使用含氟刻蚀气体(如NF3)和成膜气体(SiCl4)对腔体进行Si‑O副产物的刻蚀，再进行新鲜的Si‑O成膜，稳定腔体氛围。本发明通过对CMOS传感器的晶圆工作区进行刻蚀前，优化刻蚀腔体不同部件(特别是最接近晶圆的静电托盘)的成膜氛围，用以隔离刻蚀过程中腔体金属离子析出，避免像素区硅源表面的金属污染，达到降低像素白点，提高传感器良率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，且特别涉及一种改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法。
背景技术
在现有多晶硅，单晶硅或侧墙刻蚀的工艺应用中，晶圆刻蚀前，通常使用WAC(Waferless Auto clean)对腔体侧壁进行原刻蚀副产物(Si-O及含碳聚合物)的清除，然后重新生长Si-O聚合物，稳定腔体氛围，控制在线及缺陷表现。
实际应用中发现，因WAC菜单设计的主要目的是控制腔体顶部和侧壁的成膜情况，对与晶圆最接近的静电托盘及其边缘部件的成膜，因其晶圆的在线表现和缺陷影响较小而未做重点关注；在传统Logic/Memory制品的生产中，该应用方式不会带来潜在影响；
但是因CMOS图像传感器对金属污染极其敏感，静电托盘及其边缘部件的成膜情况对CIS晶圆的良率越来越重要；静电托盘及其边缘部件的金属离子析出严重影响晶圆电性和良率，晶圆边缘白点偏高导致良率缺失。
在CIS制品工艺技术日趋成熟的同时存在着以下的一些问题：
刻蚀腔体因使用材料和设计特性，无法避免金属离子析出；而其对晶圆良率有重要影响；量产阶段，使用WAC在腔体侧壁覆盖Si-O的涂层，会控制大部分金属离子析出；但传统WAC对静电托盘及其周围部件无涂层，会导致静电托盘周围金属离子析出，从而导致晶圆边缘收沾污而良率缺失。
发明内容
本发明提出一种改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，通过对CMOS传感器的晶圆工作区进行刻蚀前，优化刻蚀腔体不同部件(特别是最接近晶圆的静电托盘)的成膜氛围，用以隔离刻蚀过程中腔体金属离子析出，避免像素区硅源表面的金属污染，达到降低像素白点，提高传感器良率的目的。
为了达到上述目的，本发明提出一种改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，包括下列步骤：
步骤a：在晶圆刻蚀前，无晶圆情况下，使用含氟刻蚀气体对腔体侧壁进行Si-O副产物去除；
步骤b：使用含氟刻蚀气体对晶圆静电托盘及其边缘部件进行Si-O副产物去除；
步骤c：使用含氧刻蚀气体对腔体侧壁进行含碳副产物去除；
步骤d：使用含氧刻蚀气体对晶圆静电托盘进行含碳副产物去除；
步骤e：使用成膜气体进行腔体侧壁Si-O成膜，稳定腔体氛围，同时隔离腔体的金属离子析出；
步骤f：使用成膜气体对静电托盘及其边缘部件进行Si-O成膜，隔离静电托盘及其边缘部件的金属离子析出。
进一步的，所述步骤a中使用高压力，0偏压的含氟刻蚀气体对腔体侧壁进行Si-O副产物去除，其中所述高压力定义为>80mtorr。
进一步的，所述步骤b中使用低压力，小偏压的含氟刻蚀气体对晶圆静电托盘及其边缘部件进行Si-O副产物去除，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
进一步的，所述步骤a和步骤b中使用的含氟刻蚀气体为NF3气体。
进一步的，所述步骤c中使用高压力，0偏压的含氧刻蚀气体对腔体侧壁进行含碳副产物去除，其中所述高压力定义为>80mtorr。
进一步的，所述步骤d中使用低压力，小偏压的含氧刻蚀气体对晶圆静电托盘进行含碳副产物去除，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
进一步的，所述步骤e中使用高压力，0偏压的成膜气体进行腔体侧壁Si-O成膜，其中所述高压力定义为>80mtorr。
进一步的，所述步骤f中使用低压力，小偏压的成膜气体对静电托盘及其边缘部件进行Si-O成膜，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
进一步的，所述步骤e和步骤f中使用的成膜气体为SiCl4气体。
本发明提出的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，能够降低像素白点，提高传感器良率，本发明在晶圆刻蚀前，无晶圆情况下，使用WAC对腔体氛围进行控制，分别使用含氟刻蚀气体(如NF3)和成膜气体(SiCl4)对腔体进行Si-O副产物的刻蚀，再进行新鲜的Si-O成膜，稳定腔体氛围。本发明通过对CMOS传感器的晶圆工作区进行刻蚀前，优化刻蚀腔体不同部件(特别是最接近晶圆的静电托盘)的成膜氛围，用以隔离刻蚀过程中腔体金属离子析出，避免像素区硅源表面的金属污染，达到降低像素白点，提高传感器良率的目的。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法流程图。本发明提出一种改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，包括下列步骤：
步骤a：在晶圆刻蚀前，无晶圆情况下，使用含氟刻蚀气体对腔体侧壁进行Si-O副产物去除；
步骤b：使用含氟刻蚀气体对晶圆静电托盘及其边缘部件进行Si-O副产物去除；
步骤c：使用含氧刻蚀气体对腔体侧壁进行含碳副产物去除；
步骤d：使用含氧刻蚀气体对晶圆静电托盘进行含碳副产物去除；
步骤e：使用成膜气体进行腔体侧壁Si-O成膜，稳定腔体氛围，同时隔离腔体的金属离子析出；
步骤f：使用成膜气体对静电托盘及其边缘部件进行Si-O成膜，隔离静电托盘及其边缘部件的金属离子析出。
根据本发明较佳实施例，所述步骤a中使用高压力，0偏压的含氟刻蚀气体对腔体侧壁进行Si-O副产物去除，其中所述高压力定义为>80mtorr。
所述步骤b中使用低压力，小偏压的含氟刻蚀气体对晶圆静电托盘及其边缘部件进行Si-O副产物去除，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
进一步的，所述步骤a和步骤b中使用的含氟刻蚀气体为NF3气体。
所述步骤c中使用高压力，0偏压的含氧刻蚀气体对腔体侧壁进行含碳副产物去除，其中所述高压力定义为>80mtorr。
所述步骤d中使用低压力，小偏压的含氧刻蚀气体对晶圆静电托盘进行含碳副产物去除，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
所述步骤e中使用高压力，0偏压的成膜气体进行腔体侧壁Si-O成膜，其中所述高压力定义为>80mtorr。
所述步骤f中使用低压力，小偏压的成膜气体对静电托盘及其边缘部件进行Si-O成膜，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
进一步的，所述步骤e和步骤f中使用的成膜气体为SiCl4气体。
本发明通过高压力无偏压在腔体侧壁成膜，低压力配备低偏压功率在ESC表面及边缘成膜，达到控制腔体侧壁及ESC边缘金属离子析出沾污对晶圆的沾污。
完成步骤f处理后，可以进行晶圆刻蚀等后续操作，该刻蚀为干法刻蚀，因刻蚀特性，刻蚀过程中有金属离子析出，本发明通过优化刻蚀腔体不同部件(特别是最接近晶圆的静电托盘)的成膜氛围，用以隔离刻蚀过程中腔体金属离子析出，避免了像素区硅源表面的金属污染。
综上所述，本发明提出的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，能够降低像素白点，提高传感器良率，本发明在晶圆刻蚀前，无晶圆情况下，使用WAC对腔体氛围进行控制，分别使用含氟刻蚀气体(如NF3)和成膜气体(SiCl4)对腔体进行Si-O副产物的刻蚀，再进行新鲜的Si-O成膜，稳定腔体氛围。本发明通过对CMOS传感器的晶圆工作区进行刻蚀前，优化刻蚀腔体不同部件(特别是最接近晶圆的静电托盘)的成膜氛围，用以隔离刻蚀过程中腔体金属离子析出，避免像素区硅源表面的金属污染，达到降低像素白点，提高传感器良率的目的。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (9)
1.一种改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤a：在晶圆刻蚀前，无晶圆情况下，使用含氟刻蚀气体对腔体侧壁进行Si-O副产物去除；
步骤b：使用含氟刻蚀气体对晶圆静电托盘及其边缘部件进行Si-O副产物去除；
步骤c：使用含氧刻蚀气体对腔体侧壁进行含碳副产物去除；
步骤d：使用含氧刻蚀气体对晶圆静电托盘进行含碳副产物去除；
步骤e：使用成膜气体进行腔体侧壁Si-O成膜，稳定腔体氛围，同时隔离腔体的金属离子析出；
步骤f：使用成膜气体对静电托盘及其边缘部件进行Si-O成膜，隔离静电托盘及其边缘部件的金属离子析出。
2.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤a中使用高压力，0偏压的含氟刻蚀气体对腔体侧壁进行Si-O副产物去除，其中所述高压力定义为>80mtorr。
3.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤b中使用低压力，小偏压的含氟刻蚀气体对晶圆静电托盘及其边缘部件进行Si-O副产物去除，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
4.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤a和步骤b中使用的含氟刻蚀气体为NF3气体。
5.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤c中使用高压力，0偏压的含氧刻蚀气体对腔体侧壁进行含碳副产物去除，其中所述高压力定义为>80mtorr。
6.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤d中使用低压力，小偏压的含氧刻蚀气体对晶圆静电托盘进行含碳副产物去除，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
7.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤e中使用高压力，0偏压的成膜气体进行腔体侧壁Si-O成膜，其中所述高压力定义为>80mtorr。
8.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤f中使用低压力，小偏压的成膜气体对静电托盘及其边缘部件进行Si-O成膜，其中所述低压力定义为<30mtorr，所述小偏压定义为<10V。
9.根据权利要求1所述的改善CMOS图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法，其特征在于，所述步骤e和步骤f中使用的成膜气体为SiCl4气体。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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